DE102018218093A1 - Innenbelüftete Bremsscheibe - Google Patents

Innenbelüftete Bremsscheibe Download PDF

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine innenbelüftete Bremsscheibe (10) für eine Scheibenbremse eines Kraftfahrzeugs, umfassend einen Bremsscheibentopf (12) und einen koaxial dazu angeordneten Reibring (14), der in Bezug zur Fahrzeugmitte (FM) ein äußeres Reibblatt (16) sowie ein inneres Reibblatt (18) aufweist, wobei das äußere Reibblatt (16) und das innere Reibblatt (18) über Stege (19) zwischen denen Kühlkanäle (20) vorgesehen sind miteinander verbunden sind, wobei am Innenumfang des äußeren Reibblatts (16) in Umfangrichtung mehrere radial einwärts gerichtete Verbindungselemente (28) angeordnet sind, über die der Bremsscheibentopf (12) und der Reibring (14) miteinander verbunden sind. Die Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass die Verbindungselemente (28) an einem zumindest teilweise gebogenen Vorsprungbereich (26) des äußeren Reibblattes (16) angeordnet sind, wobei der Vorsprungbereich (26) ausgehend vom äußeren Reibblatt (16) in radiale Erstreckungsrichtung schwanenhalsförmig hin zum Bremsscheibentopf (12) verläuft.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine mehrteilige, innenbelüftete Bremsscheibe für eine Scheibenbremse eines Kraftfahrzeugs gemäß der im Oberbegriff des Patentanspruches 1 angegebenen Art.
  • Bremsscheiben sind aus dem Stand der Technik hinreichend bekannt. Sie weisen einen Bremsscheibentopf auf, der sich mit einem Reibring eine Rotationsachse teilt. Der Bremsscheibentopf dient zur Befestigung an einer Radnabe, während der Reibring beim Bremsen als Reibfläche für die Bremsbeläge fungiert. Hierdurch wird das Kraftfahrzeug abgebremst und seine kinetische Energie wird in Form von Reibungswärme dissipiert. Zur verbesserten Abfuhr der entstandenen Wärme aus dem Reibring ist dieser häufig in der Form eines innenbelüfteten Reibringes gestaltet, wobei er zwei Reibblätter aufweist zwischen denen Luftkanäle oder Bohrungen vorgesehen sind, welche mit Luft durchströmt sind.
  • Dennoch stellt die thermische Ausdehnung des Reibringes beim Bremsvorgang noch immer ein Problem dar. Insbesondere eine axiale Ausdehnung des Reibringes, die so genannte Schirmung, führt dazu, dass die Reibblätter nicht mehr plan zum Bremsbelag liegen, und auf Grund der entstehenden Kegelfläche nicht mehr vollflächig aufliegen. Das führt zu einem ungleichmäßigen Verschleiß des Reibringes und/oder des Bremsbelages und macht sich schließlich durch Bremsrubbeln, Pulsieren im Bremspedal oder Lenkradvibrationen bemerkbar. Außerdem führt eine Schirmung im Laufe des Betriebes der Bremsscheibe zur Entstehung von lokalen Spitzenspannungen, Rissbildung und Rippenbrüchen an den Rippen im Kühlbereich. Ferner kann die Schirmung zu einer Welligkeit des Reibringes führen, welche sich in Form störender tief- und höherfrequenter Vibrationen bemerkbar macht.
  • Um das Ausdehnen und das Zusammenziehen des Reibringes aufgrund thermischer Effekte zu ermöglichen, kann die Anbindung zwischen dem Bremsscheibentopf und dem Reibring im Querschnitt mit einer Krümmung ausgebildet sein, wie sie beispielsweise aus den Patentschriften US 2 629 464 , EP 2 107 266 A1 und DE 10 2010 035 646 B3 bekannt ist. Bezogen auf die Drehachse der Bremsscheibe erstreckt sich die Krümmung oder der sogenannte Schwanenhals in axiale Richtung, und führt zu einer Minderung der thermischen Spannungen im Werkstoff.
  • Bremsscheiben können ein- oder mehrteilig gefertigt sein, wobei Bremsscheiben in Leichtbauweise zunehmend an Bedeutung gewonnen haben, da sich neben einer Massenersparnis zudem Vorteile im Bereich des Bremskomforts oder Noise-Vibration-Harshness (NVH) erzielen lassen. Der Reibring, bei dem hohe Ansprüche an das Material gerichtet sind, ist in der Regel durch ein Gießverfahren aus hochgekohltem Grauguss hergestellt. Um die Masse der Bremsscheibe gering zu halten, ist der Bremsscheibentopf aus Aluminium bzw. Aluminiumlegierungen hergestellt. Bei diesen Konstruktionen sind Verbindungselemente zur Verbindung des Bremsscheibentopfs mit dem Reibring vorgesehen. Die als Zapfen, Stifte oder Ähnliches bezeichneten Verbindungselemente übertragen das Bremsmoment von dem Reibring auf den Bremsscheibentopf und damit auf die Radnabe, wobei sie eine temperaturbedingte radiale Ausdehnung des Reibringes erlauben, um thermomechanische Spannungen, die im Reibring bei jedem Bremsvorgang entstehen, zu minimieren.
  • Abhängig vom Bremsscheibenkonzept kann eine spielbehaftete Anbindung zwischen dem Bremsscheibentopf und dem Reibring über separate Verbindungselemente, beispielsweise Nieten, Stifte oder Schrauben, erfolgen. Das ermöglicht ein radiales Ausdehnen des Reibringes. Das Setzen der Verbindungselemente erfolgt nach dem Gießen der Einzelteile der Bremsscheibe und im Anschluss einer ersten, aufwändigeren mechanischen Nachbearbeitung. Ein Nachteil dieser Ausführungsform ist, dass das Spiel zwischen Stift und Reibring bereits nach kurzer Nutzung nicht mehr gegeben ist.
  • Ein weiterer Nachteil erfolgt durch die variable Frequenz-Übertragungsfunktion dieses Bremsscheibenkonzepts, welches u.a. auch dadurch entstehen kann, dass verschiedene Schwingungseffekte in der gesamten Bremse in Wechselwirkung (Koppelung) treten können, wodurch die NVH-Abstimmung erschwert ist. Insbesondere wenn die Resonanzfrequenzen der beiden mechanischen Untersysteme „Bremssattel“ und „Bremsscheibe“ nahe beieinander liegen, kann es bei bestimmten Bremskräften zu einer resonanten Koppelung und damit höchst unerwünschten Quietschgeräuschen oder spürbaren Schwingungen kommen.
  • Alternativ kann der Bremsscheibentopf urformend hergestellt sein, wobei er direkt an die in den Reibring integrierten Verbindungselemente gegossen ist. Eine derartige Bremsscheibe ist z.B. in der EP 2 275 702 B1 offenbart. Der im Sandgussverfahren hergestellte Reibring verfügt am Innenradius über angegossene Zapfen. Diese werden spanend bearbeitet, vordem sie vom Bremsscheibentopf aus Aluminium umgossen werden. Ziel dieser Ausführung ist, wie bei der Verbindung durch Stifte, ein radiales Gleiten des Reibrings unter Last zu ermöglichen. Dadurch ist ein sehr gutes Verformungsverhalten der Bremsscheibe ermöglicht und hoher Komfort gegeben. Konzeptbedingt verursachen die aufwendige mechanische Bearbeitung zwischen den Gießvorgängen und die erforderlichen Passungstoleranzen hohe Fertigungskosten.
  • Ein weiterer Nachteil gestaltet sich dadurch, dass die am Reibring angeordneten Stifte den Eintrittsquerschnitt der Luftkanäle verengen und das durchströmende Luftvolumen begrenzen, so dass die Leistungsfähigkeit der Luftkühlung nicht optimal nutzbar ist.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Bremsscheibe gemäß der im Oberbegriff des Patentanspruches 1 angegebenen Art derart weiterzubilden, dass bei einer kostengünstigen Fertigung ein ausreichendes Schirmungsverhalten und Komfortverhalten gewährleistet ist.
  • In bekannter Art und Weise umfasst eine innenbelüftete Bremsscheibe für eine Scheibenbremse eines Kraftfahrzeugs einen Bremsscheibentopf und einen koaxial dazu angeordneten Reibring. Der Reibring weist in Bezug zur Fahrzeugmitte ein äußeres Reibblatt und ein inneres Reibblatt auf, zwischen denen Kühlkanäle vorgesehen sind. Am Innenumfang des äußeren Reibblatts sind in Umfangrichtung mehrere Verbindungselemente angeordnet, über die der Bremsscheibentopf und der Reibring miteinander verbunden sind.
  • Erfindungsgemäß sind die Verbindungselemente, über die der Reibring und der Bremsscheibentopf verbunden sind, an einem Vorsprungbereich des äußeren Reibblattes angeordnet. Der Vorsprungbereich weist ausgehend vom äußeren Reibblatt in radiale Erstreckungsrichtung hin zum Bremsscheibentopf einen Versatz in Richtung Fahrzeugmitte auf.
  • Der Vorsprungbereich ist durch seinen Versatz besonders lang und weich ausgebildet, wodurch der Übergangsbereich zwischen Bremsscheibentopf und Reibring über eine gewisse Elastizität verfügt, die den Reibring an das Ausdehnen und an das Zusammenziehen aufgrund thermischer Effekte anpasst. Die geringfügig elastische Beweglichkeit des Vorsprungbereiches führt zu einer vorteilhaften Reduzierung der thermomechanischen Spannungen des Werkstoffs, und insbesondere zur Vermeidung von Rissbildungen.
  • Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform weist der Vorsprungbereich einen bogenförmigen Versatz auf. Der Vorsprungbereich verläuft ausgehend vom äußeren Reibring in radiale Erstreckungsrichtung schwanenhalsförmig hin zum Bremsscheibentopf. Die Krümmung des Vorsprungbereiches begünstigt insbesondere die Ausdehnung des Reibringes in radiale Richtung und wirkt einer Schirmung des Reibringes entgegen, d.h. das äußere Reibblatt und das innere Reibblatt des Reibringes bleiben zumindest im Wesentlichen senkrecht zur axialen Richtung der Bremsscheibe ausgerichtet und können auch bei sehr hohen thermischen Belastungen sehr gut mit den korrespondierenden Reibflächen der Bremszange oder des Bremssattels zusammenwirken. Somit weist die Bremsscheibe eine besonders gute und gleichbleibend gute Funktionserfüllung auf.
  • Ferner minimiert der schwanenhalsförmige Vorsprungbereich die Schirmungstendenz des Bremsscheibentopfes, die infolge der Verbindung zwischen dem Reibring und dem Bremsscheibentopf erfolgen kann. Der gebogene Vorsprungbereich fördert eine größtenteils vom Bremsscheibentopf unabhängige thermische Ausdehnung des Reibringes. Das verhindert eine Ausdehnung des Bremsscheibentopfes in radiale Richtung der Bremsscheibe, woraus die Schirmung des Bremsscheibentopfes resultiert und zu einer Welligkeit der Bremsscheibe führt, die sich durch störende tief- und höherfrequente Vibrationen bemerkbar macht. In vorteilhafter Weise führt der gebogene Vorsprungbereich zu einer geringeren ungleichmäßigen Belastung der Bremsscheibe, wodurch eine Reduzierung von Verschleiß und Störgeräuschen erfolgt.
  • Der am äußeren Reibblatt ausgebildete Vorsprungbereich vergrößert den radialen Abstand zwischen dem Reibring und dem Bremsscheibentopf, wodurch der eintrittseitige Querschnitt der Kühlkanalbreite maximiert ist. Ferner ist der Lufteintrittsquerschnitt des Kühlkanals zwischen den Reibblättern am inneren Radius frei von Verbindungselementen. Die Kühlluft kann am inneren Radius der Reibblätter ungehindert eintreten. Zusammen mit dem größeren Querschnitt der Kühlkanalbreite ist das Kühlluftvolumen, das durch die Kühlkanäle fließt, in vorteilhafter Weise maximiert, wodurch ein verbesserter Wärmeabtransport bei Bremsvorgängen ermöglicht ist. Durch die geringere Erhitzung ist die thermische Ausdehnung, insbesondere die axiale Ausdehnung, des Reibringes beim Bremsvorgang verringert, wodurch ein Verformen im Sinne des genannten Schirmens wirksam reduziert ist und eine Verbesserung des Betriebsverhaltens der Bremse gegeben ist.
  • Gemäß einer alternativen Ausführungsform weist der Vorsprungbereich einen abgewinkelten Versatz auf. Der abgewinkelte Versatz weist eine geringfügig elastische Beweglichkeit des Vorsprungbereiches auf und begünstigt die Ausdehnung des Reibringes in radiale Richtung. Das wirkt einer Schirmung des Reibringes entgegen. Ferner fördert der abgewinkelte Vorsprungbereich eine größtenteils vom Bremsscheibentopf unabhängige thermische Ausdehnung des Reibringes, wodurch eine Ausdehnung des Bremsscheibentopfes in radiale Richtung der Bremsscheibe verhindert ist, und einer Schirmung des Bremsscheibentopfes entgegengewirkt ist. In vorteilhafter Weise führt der abgewinkelte Vorsprungbereich zu einer geringeren ungleichmäßigen Belastung der Bremsscheibe, und einer Reduzierung von Verschleiß und Störgeräuschen.
  • Ferner maximiert der abgewinkelte Versatz des Vorsprungbereiches den eintrittseitigen Querschnitt der Kühlkanalbreite. Der Vorsprungbereich, an dem die Verbindungselemente vorgesehen sind, ist am äußeren Reibblatt angeordnet. Dadurch ist der Lufteintrittsquerschnitt der Kühlkanäle frei von Verbindungselementen. In vorteilhafter Weise maximiert der ungehinderte, größere Querschnitt der Kühlkanäle das Volumen der Kühlluft, die durch die Kühlkanäle fließt, wodurch der Wärmeabtransport bei Bremsvorgängen verbessert ist und der Schirmungstendenz der Bremsscheibe entgegengewirkt ist.
  • Bevorzugt sind die Verbindungselemente radial einwärts am Vorsprungbereich angeordnet.
  • Gemäß einer alternativen Ausführungsform sind die Verbindungselemente stirnseitig am Vorsprungbereich angeordnet, wobei sie in axiale Richtung ausgeprägt sind.
  • Bevorzugt sind die Verbindungselemente und der Vorsprungbereich einteilig mit dem Reibring ausgebildet. Bei einteiligen Bauteilen sind Fügebereiche, die eventuell geschwächte Zonen darstellen, verhindert. Dadurch zeichnen sich die Bauteile durch eine hohe mechanische Stabilität aus.
  • Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform sind die Verbindungselemente und der Vorsprungbereich einteilig mit dem Reibring aus einem Graugussteil ausgebildet. Bei sich oftmals wiederholenden Bremsvorgängen erhitzt sich der Reibring sehr stark und muss hohen Ansprüchen gewachsen sein. Grauguss zeichnet sich durch hohe Verformbeständigkeit und gute Wärmeleitfähigkeit, sowie durch optimale thermische Eigenschaften aus. Ein besonderer Vorteil resultiert aus dem Reibverhalten von Grauguss im eingesetzten Temperaturbereich, insbesondere seiner Hitzerissbeständigkeit. Ferner weist Grauguss gute Dämpfungseigenschaften auf.
  • Aufgrund der guten Gießbarkeit bietet Grauguss Vorteile im Herstellungsprozess, so dass das Eingießen der Verbindungselemente am äußeren Reibblatt in einem einfachen Gießvorgang erfolgt, ohne eine mechanische Nachbearbeitung der Verbindungsstelle. Dadurch sind die Fertigungskosten gering gehalten.
  • Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist der Bremsscheibentopf aus einer Aluminiumlegierung ausgebildet. Der Einsatz von Leichtbauwerkstoffen im Bremsscheibentopfbereich verringert in vorteilhafter Weise das Gewicht der Bremsscheibe, und somit die ungefederten Massen des Kraftfahrzeugs.
  • Eine bevorzugte Ausführungsform sieht vor, dass der Bremsscheibentopf und die Verbindungselemente mittels eines Verbundgussverfahrens spielfrei miteinander verbunden sind. Der Reibring ist in einem ersten Gießprozess hergestellt und nach einem zweiten Gießprozess liegt eine formschlüssige Verbindung zwischen dem Reibring und dem Bremsscheibentopf ohne eine mechanische Nachbearbeitung der Verbindungsstelle vor. Der Vorteil dieser Ausprägung ist eine Einsparung von Fertigungsschritten und damit eine potenzielle Aufwandsreduzierung.
  • Der Bremsscheibentopf und die Verbindungselemente des Reibringes sind spielfrei miteinander verbunden, wodurch eine radiale, tangentiale und axiale Verschieblichkeit zwischen dem Bremsscheibentopf und den Verbindungselementen verhindert ist. Eine Temperatur- und Verschleiß-bedingte Veränderung der Eigenschaften der definierten, formschlüssigen Verbindungsstellen ist verhindert. Das wirkt sich über die Lebensdauer der Bremsscheibe vorteilhaft auf die Frequenz-Übertragungsfunktion aus, die nur noch eine minimale Veränderung der NVH-Eigenschaften aufweist und nunmehr konstant ist. Dadurch ist die NVH-Abstimmung der Bremsscheibe mit weiteren mechanischen Untersystemen, wie z.B. dem Bremssattel, vereinfacht.
  • Ferner ist der Bremsscheibentopf festigkeitsmäßig derart ausgelegt, das die im Bremsbetrieb auftretenden Spannungen über die Lebensdauer der Bremsscheibe ertragbar sind und die thermisch bedingten Verformungen auf ein Minimum reduziert sind.
  • Bei einer Verbundguss-Bremsscheibe ist der Reibring getrennt vom Bremsscheibentopf gefertigt und wird danach mit diesem verbunden. Das hat den Vorteil, dass der Reibring und der Bremsscheibentopf aus unterschiedlichen Materialien gefertigt sein können. Dadurch sind die spezifischen Vorteile unterschiedlicher Werkstoffe nutzbar, um die sehr unterschiedlichen Anforderungen an die Bremsscheibe zu erfüllen.
  • Bei einer Verbundguss-Bremsscheibe können beispielsweise der Bremsring aus Grauguss und der Bremsscheibentopf aus einer Aluminiumlegierung ausgebildet sein. Dadurch sind die Vorteile des Graugusses in Bezug auf hohe Festigkeit und Verschleißbeständigkeit sowie Beständigkeit gegen thermische Materialermüdung und Verformungen bei hohen Temperaturen in vorteilhafter Weise mit der Verringerung des Gewichts der Bremsscheibe aufgrund des Aluminiums verknüpft. Verbundguss-Bremsscheiben bieten eine Verbesserung der Bremsleistung und des Bremskomforts bei hoher Beanspruchung.
  • Bevorzugt ist der Bremsscheibentopf mittels eines Sandgussverfahrens an die Verbindungselemente gegossen. Das Sandgussverfahren eignet sich zur Herstellung von Teilen mit komplizierten Geometrien und ist auch bei geringen Stückzahlen wirtschaftlich. Es lassen sich ohne teure Metallformen hochwertige Gussteile anfertigen.
  • Vorzugsweise ist der Bremsscheibentopf mittels eines Schwerkraft-Kokillengusses an die Verbindungselemente gegossen. Dieses Verfahren ist geeignet für komplizierte Gussstücke mit hohen Bauteilanforderungen. Die Vorteile liegen in der hohen Maßgenauigkeit und der hohen Festigkeitswerte der hergestellten Bauteile. Schwerkraft-Kokillenguss eignet sich zur Serienfertigung von Gussstücken.
  • Gemäß einer alternativen Ausführungsform ist der Bremsscheibentopf mittels eines Niederdruck-Kokillengusses an die Verbindungselemente gegossen. Die Vorteile dieses Verfahrens liegen in den niedrigen Werkzeugkosten für die Formteile. Ferner zeichnet sich Niederdruckguss durch ein gutes Formfüllvermögen und ein feinkörniges, sehr dichtes Gefüge mit guten mechanischen Eigenschaften aus. Dadurch sind Porösitäten und Lunker weitgehend vermieden. Niederdruckgussteile aus Aluminium erreichen eine hohe Maßgenauigkeit und gute Oberflächenqualität.
  • Weitere Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung in Verbindung mit den in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispielen.
  • In den Figuren bedeutet:
    • 1 eine Schnittansicht einer erfindungsgemäßen Bremsscheibe entlang eines Radius; und
    • 2 eine erfindungsgemäße Bremsscheibe mit einem in Axialrichtung ausgebildeten Verbindungselement.
  • 1 zeigt in einer schematischen Darstellung eine insgesamt mit der Bezugsziffer 10 bezeichnete Bremsscheibe, die um ihre Achse A rotierbar ist. Die Bremsscheibe 10 umfasst einen glockenförmigen Bremsscheibentopf 12 und einen Reibring 14. Der Reibring 14 weist in Bezug zur Fahrzeugmitte FM zwei Reibblätter auf, nämlich ein äußeres Reibblatt 16 und ein inneres Reibblatt 18. Beim Bremsvorgang sind die Reibblätter 16, 18 mit den Bremsbacken in Kontakt gebracht. Die Reibblätter 16, 18 sind über Stege 19 miteinander verbunden.
  • Um die beim Bremsvorgang entstehende Wärme abzuleiten, ist der Reibring 14 von Kühlkanälen 20 durchsetzt, die zwischen den Stegen 19 vorgesehen sind und sich radial zwischen den Reibblättern 16, 18 erstrecken. Die durch einen Lufteinlass 22 in die Bremsscheibe 10 eintretende Kühlluft stammt vorliegend aus dem Bereich zwischen dem Fahrzeugrad und der Fahrzeugmitte FM. Die Kühlluft strömt radial von innen nach außen und nimmt dabei die beim Bremsvorgang erzeugte Wärme auf. Über einen Luftauslass 24 tritt die Kühlluft aus der Bremsscheibe 12 aus.
  • Der Querschnitt des Lufteinlasses 22 ist in vorteilhafter Weise durch einen am äußeren Reibblatt 16 ausgebildeten Vorsprungbereich 26 maximiert. Der verhältnismäßig große Querschnitt des Lufteinlasses 22 ermöglicht, dass ein größeres Kühlluftvolumen durch die Kühlkanäle 20 fließt, wodurch ein verbesserter Wärmeabtransport bei Bremsvorgängen gewährleistet ist.
  • Der Vorsprungbereich 26 ist an der radial inneren Stirnseite des äußeren Reibblattes 16 ausgebildet. Er erstreckt sich radial in Richtung Achse A und verläuft vorliegend bogenförmig in Richtung Bremsscheibentopf 12. Im Schnitt entlang eines Radius betrachtet, beschreibt der Vorsprungbereich 26 die Form eines Schwanenhalses. Es ist auch denkbar, dass der Vorsprungbereich abgewinkelt ausgebildet sein kann. Die vorliegende Krümmung des Vorsprungbereiches 26 begünstigt das radiale Ausdehnen und Zusammenziehen des Reibringes aufgrund thermischer Effekte und reduziert thermomechanische Spannungen im Werkstoff des Reibringes 14. Das wirkt einer Schirmung des Reibringes 14 und einer ungleichmäßigen Belastung der Bremsscheibe 10 entgegen.
  • Ferner fördert der gebogene Vorsprungbereich 26 eine vom Bremsscheibentopf 12 größtenteils unabhängige thermische Ausdehnung des Reibringes 14, wodurch eine radiale Ausdehnung des Bremsscheibentopfes 12 in Richtung Bremsscheibe 10 minimiert ist. Das verhindert die Schirmung des Bremsscheibentopfes 12, die in der Folge zu einer Welligkeit der Bremsscheibe 10 führt und sich durch Vibrationen bemerkbar macht.
  • Der Vorsprungbereich 26 weist an seinem Innenumfang Verbindungselemente 28 in der Form von Zapfen auf, die sich vorliegend radial nach innen richten. Die am äußeren Reibblatt angeordneten Zapfen gewährleisten, dass der zwischen dem äußeren und inneren Reibblatt vorgesehene Lufteinlass 22 frei von Verbindungselementen 28 ist. Dadurch kann die Kühlluft ungehindert in den maximierten Lufteinlass 22 des Kühlkanals 20 eintreten.
  • Die Zapfen 28 sind einteilig aus einem Guss mit dem Reibring 14 hergestellt. Insbesondere ist der Reibring 14, umfassend den Vorsprungbereich 26 und die Verbindungselemente 28 aus Grauguss hergestellt, der sich durch hohe Verformbeständigkeit und Hitzerissbeständigkeit auszeichnet.
  • Der Bremsscheibentopf 12 ist gewichtsoptimierend aus einer Aluminiumlegierung ausgebildet und ist in einem zweiten Gießprozess an die Zapfen 28 des äußeren Reibblattes 16 angegossen. Dadurch liegt nach dem Gießprozess eine formschlüssige, spielfreie Verbindung zwischen dem Reibring 14 und dem Bremsscheibentopf 12 ohne eine mechanische Nachbearbeitung der Verbindungsstelle vor. Durch die spielfreie Verbindung ist eine Verschleiß-bedingte Veränderung der Eigenschaften der formschlüssigen Verbindungsstellen verhindert, was zu einer annähernd konstanten Resonanzfrequenzübertragung und somit zu einer einfacheren NVH-Abstimmung der Bremsscheibe mit anderen Teilen der Bremse führt.
  • In 2 ist eine erfindungsgemäße Bremsscheibe 10 entlang eines Radius dargestellt. Am äußeren Reibblatt 16 ist ein gewölbter Vorsprungbereich 26 ausgebildet, der sich in Richtung Bremsscheibentopf 12 erstreckt. An der Stirnseite des Vorsprungbereiches 26 sind Verbindungselemente 28 vorgesehen, die in axiale Richtung ausgeprägt sind. Die Verbindungselemente 28 sind in einem Verbundgussverfahren mit dem Bremsscheibentopf 12 umgossen, um eine spielfreie, formschlüssige Verbindung zwischen dem Reibring 14 und dem Bremsscheibentopf 12 herzustellen.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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  • Zitierte Patentliteratur
    • US 2629464 [0004]
    • EP 2107266 A1 [0004]
    • DE 102010035646 B3 [0004]
    • EP 2275702 B1 [0008]

Claims (12)

  1. Innenbelüftete Bremsscheibe (10) für eine Scheibenbremse eines Kraftfahrzeugs, umfassend einen Bremsscheibentopf (12) und einen koaxial dazu angeordneten Reibring (14), der in Bezug zur Fahrzeugmitte (FM) ein äußeres Reibblatt (16) sowie ein inneres Reibblatt (18) aufweist, wobei das äußere Reibblatt (16) und das innere Reibblatt (18) über Stege (19) zwischen denen Kühlkanäle (20) vorgesehen sind miteinander verbunden sind, wobei am Innenumfang des äußeren Reibblatts (16) in Umfangrichtung mehrere Verbindungselemente (28) angeordnet sind, über die der Bremsscheibentopf (12) und der Reibring (14) miteinander verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungselemente (28) an einem Vorsprungbereich (26) des äußeren Reibblattes (16) angeordnet sind, der ausgehend vom äußeren Reibblatt (16) in radiale Erstreckungsrichtung hin zum Bremsscheibentopf (12) einen Versatz in Richtung Fahrzeugmitte aufweist.
  2. Innenbelüftete Bremsscheibe (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Vorsprungbereich (26) einen bogenförmigen Versatz aufweist.
  3. Innenbelüftete Bremsscheibe (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Vorsprungbereich (26) einen abgewinkelten Versatz aufweist.
  4. Innenbelüftete Bremsscheibe (10) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungselemente (28) radial einwärts am Vorsprungbereich (26) angeordnet sind.
  5. Innenbelüftete Bremsscheibe (10) nach einem der vorangehender Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungselemente (28) in axiale Richtung ausgeprägt sind, wobei sie stirnseitig am Vorsprungbereich (26) angeordnet sind.
  6. Innenbelüftete Bremsscheibe (10) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungselemente (28) und der Vorsprungbereich (26) einteilig mit dem Reibring (14) ausgebildet sind.
  7. Innenbelüftete Bremsscheibe (10) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungselemente (28), der Vorsprungbereich (26) und der Reibring (14) aus einem Graugussteil ausgebildet sind.
  8. Innenbelüftete Bremsscheibe (10) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Bremsscheibentopf (12) aus einer Aluminiumlegierung ausgebildet ist.
  9. Innenbelüftete Bremsscheibe (10) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Bremsscheibentopf (12) und die Verbindungselemente (28) mittels eines Verbundgussverfahrens spielfrei miteinander verbunden sind.
  10. Innenbelüftete Bremsscheibe (10) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Bremsscheibentopf (12) mittels eines Sandgussverfahrens an die Verbindungselemente (28) gegossen ist.
  11. Innenbelüftete Bremsscheibe (10) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Bremsscheibentopf (12) mittels eines Schwerkraft-Kokillengusses an die Verbindungselemente (28) gegossen ist.
  12. Innenbelüftete Bremsscheibe (10) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Bremsscheibentopf (12) mittels eines Niederdruck-Kokillengusses an die Verbindungselemente (28) gegossen ist.
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