DE10256613A1 - Brake disk for motor vehicle has friction ring with polygonal inner contour and attachment body with corresponding outer contour for shape-locking connection to friction ring - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft eine Bremsscheibe für ein Kraftfahrzeug mit einem Reibring und einem Befestigungskörper, an welchem der Reibring befestigt ist. Der Befestigungskörper ist beispielsweise eine Radnabe des Kraftfahrzeugs oder ein topfartiger Bremsscheibenkörper, der wiederum mit einer Radnabe eines Kraftfahrzeuges verbunden wird.The invention relates to a brake disc for a Motor vehicle with a friction ring and a mounting body, on which the friction ring is attached. The fastening body is For example, a wheel hub of the motor vehicle or a cup-shaped brake disk body, the is in turn connected to a wheel hub of a motor vehicle.
Derartige Verbundbremsscheiben sind
in vielfältiger
Form und Ausgestaltung bekannt. Die Verwendung unterschiedlicher
Materialien für
den Reibring und den Befestigungskörper erfolgt mit dem Ziel,
eine Optimierung hinsichtlich von Gewicht und Festigkeit der Teile
zu erreichen. Die hohen Temperaturen des mit den Bremsbacken eines
Bremssystems zusammenwirkenden Reibrings einerseits und andererseits
die Notwendigkeit einer hohen mechanischen Festigkeit und relativ
komplexer Formgebung des Befestigungskörpers haben dazu geführt, dass
unterschiedliche Materialien verwendet wurden. Die formschlüssige Verbindung
zwischen dem Reibring und dem Befestigungskörper ist dabei durch Vorsehen
unterschiedlichster Verbindungselemente realisiert worden:
Zum
Beispiel offenbart die deutsche Gebrauchsmusterschrift
For example, the German Utility Model publication
Des Weiteren ist es vorgeschlagen
worden, zur Optimierung der Drehmomentübertragung zwischen einer Radnabe
und einer Bremsscheibe eine polygonale Außenkontur und eine entsprechend
konturierte polygonale Mittenöffnung
an der Bremsscheibe vorzusehen. Ein derartiges Prinzip ist z.B.
in der deutschen Gebrauchsmusterschrift
Des Weiteren müssen die Konturen in der Mittenöffnung des Reibrings und auf dem Außenumfang des entsprechenden Teils an der Radnabe mit relativ geringen Toleranzen hergestellt werden. Nicht zuletzt ist auch hier nachteilig, dass Befestigungsschrauben und entsprechende Innengewinde für die axiale Sicherung des Reibrings auf der Radnabe erforderlich sind. Die Anzahl von Einzelteilen ist erhöht.Furthermore, the contours in the center opening of the Friction rings and on the outer circumference the corresponding part on the wheel hub with relatively small tolerances getting produced. Last but not least is also disadvantageous here that Fixing screws and corresponding internal threads for the axial Securing the friction ring on the hub are required. The number of items is increased.
Die Erfindung hat demgegenüber zur Aufgabe, eine Bremsscheibe für ein Kraftfahrzeug mit einem Reibring und einem Befestigungskörper bereitzustellen, welche eine optimierte Drehmomentübertragung zwischen dem Reibring und dem Befestigungskörper bietet und in der Montage sowie in der Herstellung möglichst einfach ausgebildet ist. Die Bremsscheibe soll geeignet sein, aus unterschiedlichen Materialien in Form eines Verbundbauteils realisiert zu werden und soll im Betrieb eine dauerhaft sichergestellte Drehmomentübertragung zwischen dem Reibring und dem Befestigungskörper aufweisen.The invention has in contrast to Task, a brake disc for to provide a motor vehicle with a friction ring and a fastening body, which an optimized torque transmission between the friction ring and the fastening body offers as much as possible in assembly as well as in production is simply formed. The brake disc should be suitable, off realized different materials in the form of a composite component to be and during operation a permanently ensured torque transmission have between the friction ring and the fastening body.
Diese Aufgabe wird durch eine Bremsscheibe für ein Kraftfahrzeug mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen sind Gegenstand der Unteransprüche.This task is performed by a brake disc for a Motor vehicle solved with the features of claim 1. advantageous Embodiments and developments are the subject of the dependent claims.
Die erfindungsgemäße Bremsscheibe mit einem Reibring und einem Befestigungskörper gemäß Anspruch 1 ist mit Verbindungselementen zwischen dem Reibring und dem Befestigungskörper versehen, wobei eine polygonale Außen- und Innenkontur für die Drehmomentübertragung vorgesehen sind. Die polygonale Außenkontur des Befestigungskörpers greift formschlüssig in die entsprechend geformte Innenkontur des Reibrings ein, und es ist eine Mehrzahl von schlitzartigen, radialen Ausnehmungen am Außenumfang der polygonalen Kontur des Befestigungskörpers vorgesehen. Die Verbindungselemente sind zur axialen Befestigung und Sicherung des Reibrings klemmend einsetzbar. Durch das Vorsehen von schlitzartigen, radialen Ausnehmungen in dem Polygonprofil des Befestigungskörpers kann der Reibring auf den Befestigungskörper, beispielsweise eine Radnabe oder einen Bremskörper, unter Vorspannung aufgesetzt werden. Ein radiales Spiel zwischen dem Reibring und dem Befestigungskörper wird somit auf einfache Weise über einen größeren Temperaturbereich auch bei unterschiedlichen Materialien gewährleistet. Die schlitzartigen, radialen Ausnehmungen am Außenumfang des Befestigungskörpers haben zudem den Vorteil, dass in ihnen auf einfache Weise die Verbindungselemente für eine axiale Sicherung des Reibrings eingesetzt werden können. Hierdurch sind Schraubverbindungen und entsprechende Gegenbohrungen mit einem Gewinde überflüssig.The brake disc according to the invention with a friction ring and a fastening body according to claim 1 is provided with connecting elements between the friction ring and the fastening body, wherein a polygonal outer and inner contour are provided for the torque transmission. The polygonal outer contour of the fastening body engages positively in the correspondingly shaped inner contour of the friction ring, and a plurality of slot-like, radial recesses are provided on the outer circumference of the polygonal contour of the fastening body. The connecting elements can be clamped for axial attachment and securing of the friction ring. By providing slit-like, radial recesses in the polygonal profile of the fastening body, the friction ring can be placed on the fastening body, for example a wheel hub or a brake body, under prestressing. A radial clearance between the friction ring and the fastening body is thus easily over a larger Temperature range guaranteed even with different materials. The slot-like, radial recesses on the outer circumference of the fastening body also have the advantage that in them in a simple manner, the connecting elements can be used for an axial securing of the friction ring. As a result, screw connections and corresponding counterbores with a thread are superfluous.
Die Verbindung unter Vorspannung zwischen dem Reibring und dem Befestigungskörper ist selbstzentrierend, und aufgrund der polygonalen Kontur ist die Drehmomentübertragung aufgrund einer sich ergebenden Kerbwirkung in dem Polygon verbessert. Die Materialwahl für den Reibring und den Befestigungskörper kann je nach den spezifischen Anforderungen und unter Optimierung des Gewichts-/Belastungsverhältnisses ausgewählt werden. Hierdurch können erhebliche Gewichtseinsparungen für die Bremse insgesamt realisiert werden. Eine unterschiedliche Wärmeausdehnung von Reibring und Befestigungskörper, welche bei herkömmlichen, polygonalen Drehmomentübertragungsverbindungen zwischen einem Reibring und einem Befestigungselement besteht, wird erfindungsgemäß durch die Montage des Reibrings unter Vorspannung auf den Befestigungskörper kompensiert. Dies ist erst durch das Vorsehen von schlitzartigen, radialen Ausnehmungen in der Außenkontur des polygonalen Befestigungskörpers möglich.The connection under tension between the friction ring and the fastening body is self-centering, and due to the polygonal contour is the torque transmission due to a resulting notch effect in the polygon. The choice of material for The friction ring and the fastening body can vary depending on the specific Requirements and optimizing the weight / load ratio selected become. This allows realized significant weight savings for the brake overall become. A different thermal expansion friction ring and mounting body, which in conventional, polygonal torque transmission connections between a friction ring and a fastener is, according to the invention by the assembly of the friction ring compensated under bias on the mounting body. This is only by the provision of slit-like, radial recesses in the outer contour of the polygonal fastening body possible.
Da die Verbindungselemente klemmend in die Ausnehmungen einsetzbar sind zur axialen Befestigung und Sicherung des Reibrings, ist eine aufwändige Bearbeitung von Teilen für das Vorsehen der Drehmomentübertragung zwischen dem Reibring und dem Befestigungskörper nicht erforderlich, wie beispielsweise das Einsetzen von Schraubhülsen und das Vorsehen von entsprechenden Schrauben, die durch Bohrungen in dem Reibring eingeschraubt werden müssen. Die Anzahl der Einzelteile der Bremse ist insgesamt reduziert. Die Herstellungskosten ebenso. Nicht zuletzt ergibt sich durch das einfache Einsetzen von Verbindungselementen durch Klemmung eine reduzierte Montagezeit, was ebenfalls von Vorteil ist.Since the connecting elements are clamping can be used in the recesses for axial attachment and Securing the friction ring is a time-consuming processing of parts for the Provision of torque transmission between the friction ring and the fastening body not required, such as the insertion of screw sleeves and the provision of appropriate screws through holes in the friction ring must be screwed. The number of items the brake is reduced overall. The production costs as well. Last but not least results from the simple insertion of fasteners by clamping a reduced assembly time, which is also beneficial is.
Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist an der Innenkontur des Reibrings und an der Außenkontur des Befestigungskörpers mindestens abschnittsweise je eine umlaufende Nut vorgesehen, in welche die Verbindungselemente einsteckbar sind. Durch die Federwirkung der Verbindungselemente können diese in die Nut eingesetzt werden und ähnlich einer Klemm-Rast-Verbindung beim Aufsetzen des Reibrings in die entsprechende Umfangsnut am Innenumfang des Reibrings hineinrutschen. Die Montage der Bremsscheibe ist somit denkbar einfach und in einem einzigen Bearbeitungsschritt realisierbar. Die axiale Befestigungssicherung ist dennoch äußerst effektiv, und der Reibring kann sich nicht von dem Befestigungskörper lösen. Die Verbindung ist auch lösbar, um beispielsweise einen beschädigten Reibring auszutauschen, indem die Federelemente gleichzeitig durch ein Werkzeug in der radialen Ausnehmung entgegen ihrer Federwirkung belastet werden und der Reibring kann über dem Fachmann bekannte Werkzeuge, wie zum Beispiel einem Abnehmer, Abzieher oder dergleichen, heruntergezogen werden.According to an advantageous embodiment The invention is based on the inner contour of the friction ring and on the outer contour of the fastening body at least in sections, each provided with a circumferential groove, in which the connecting elements can be inserted. By the spring effect the fasteners can These are used in the groove and similar to a clamping-detent connection when Place the friction ring in the corresponding circumferential groove on the inner circumference slip in the friction ring. The mounting of the brake disc is thus conceivable easy and can be realized in a single processing step. The axial attachment lock is still extremely effective, and the friction ring can not detach from the mounting body. The connection is also solvable for example, a damaged one Replace friction ring by the spring elements at the same time a tool in the radial recess against its spring action be loaded and the friction ring can over the specialist known tools, such as a taker, puller or the like, pulled down become.
Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung weisen die polygonalen Konturen im Wesentlichen eine Dreiecksform auf. Eine Dreiecksform hat hinsichtlich der Drehmomentübertragung eine optimale Keilwirkung zwischen dem Reibring und dem Befestigungskörper. Die Form ist einfach und dementsprechend leicht mit spanenden Werkzeugmaschinen zu realisieren. Nach einer diesbezüglichen alternativen Ausführungsform der Erfindung sind die polygonalen Konturen in Form einer ineinandergreifenden Verzahnung jeweils an der Außenkontur des Befestigungskörpers und an der Innenkontur des Reibrings vorgesehen, und es ist als Verbindungselement ein Sprengring vorgesehen. Die Verzahnung kann zum Beispiel eine Evolventenverzahnung sein. Die axiale Sicherung mittels eines Sprengrings hat den Vorteil, dass die Montage weiter vereinfacht wird, da nur ein einziges Verbindungselement bzw- mittel eingesetzt werden muss. Ein Verzahnungsprofil weist zudem den Vorteil einer äußerst sicheren Übertragung des Drehmoments zwischen dem Befestigungskörper und dem Reibring auf.After a further advantageous Embodiment of the invention, the polygonal contours essentially a triangular shape. A triangular shape has regard to torque transmission an optimal wedge effect between the friction ring and the fastening body. The Shape is simple and therefore easy with cutting machine tools to realize. According to a related alternative embodiment the invention, the polygonal contours are in the form of an interlocking Toothing on the outer contour of the fastening body and provided on the inner contour of the friction ring, and it is as a connecting element provided a snap ring. The gearing can, for example, a Be involute. The axial securing by means of a snap ring has the advantage that the assembly is further simplified, as only a single connection element or means must be used. On Gear profile also has the advantage of extremely secure transmission the torque between the fastening body and the friction ring.
Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung ist das Verbindungselement bzw. sind die Verbindungselemente mit einem Federteil versehen zum Bereitstellen einer Vorspannung zwischen dem Befestigungskörper und dem Reibring. Diese Vorspannung der Verbindungselemente ermöglicht einen Ausgleich eines radialen Spiels, welches bei unterschiedlichen Wärmeausdehnungen aufgrund einer sich verändernden Temperatur zwischen den beiden Teilen eines Reibrings und eines Befestigungskörpers entstehen können. Auch bei unterschiedlichen Werkstoffkombinationen wird so ein formschlüssiger Sitz des Reibrings auf dem Befestigungskörper jederzeit gewährleistet.After a further advantageous Embodiment is the connecting element or are the connecting elements provided with a spring member for providing a bias voltage between the fastening body and the friction ring. This bias of the connecting elements allows compensation a radial clearance, which at different thermal expansions because of a changing Temperature between the two parts of a friction ring and a fixing body can arise. Even with different material combinations so a positive fit the friction ring on the mounting body guaranteed at all times.
Nach einem diesbezüglichen Aspekt der Erfindung ist das Federteil der Verbindungselemente in Form von Spiralfedern vorgesehen, einem bogenförmigen, federnden Abschnitt oder einem abkragenden Federarm. Spiralfedern haben den Vorteil, dass das Material des Verbindungselements unabhängig von seinen Federeigenschaften ausgewählt werden kann. Ein bogenförmiger, federnder Abschnitt oder ein abkragender Federarm des Verbindungselementes haben hingegen den Vorteil, dass die Verbindungselemente einstückig und aus ein und demselben Material herstellbar sind.After a related Aspect of the invention is the spring part of the connecting elements in shape provided by coil springs, an arcuate, resilient portion or a cantilevered spring arm. Coil springs have the advantage that the material of the connecting element regardless of its spring properties selected can be. An arched, resilient portion or a cantilever spring arm of the connecting element have the advantage that the connecting elements in one piece and can be produced from one and the same material.
Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist der Reibring mit einer Innenbelüftung versehen. Die Bremse kann so auch hohen Bremsbelastungen und Temperaturen ausgesetzt sein, wie sie beispielsweise bei Sportwagen oder Rennwagen regelmäßig auftreten.According to a further advantageous embodiment of the invention, the friction ring is provided with an internal ventilation. The brake can also be exposed to high braking loads and temperatures as they regularly occur, for example, in sports cars or racing cars.
Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist der Reibring aus Grauguss gebildet und der Befestigungskörper aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung. Der Reibring, welcher großen Wärmebelastungen aufgrund der Reibung von Bremsbacken ausgesetzt ist, weist somit eine optimale Be schaffenheit auf. Der Befestigungskörper, welcher weniger starken Wärmebelastungen ausgesetzt ist , jedoch gute mechanische Eigenschaften erfordert, kann so viel leichter als bei herkömmlichen Bremsscheiben ausgebildet sein.After a further advantageous Embodiment of the invention, the friction ring is made of gray cast iron and the fastening body made of aluminum or an aluminum alloy. The friction ring, which great heat stress is exposed due to the friction of brake shoes, thus has a optimal condition. The fastening body, which less strong Exposed to heat loads is, however, requires good mechanical properties, can do so much lighter than conventional Be formed brake discs.
Alternativ ist der Reibring aus einem Keramikwerkstoff hergestellt, wobei der Befestigungskörper aus einem Metallwerkstoff gebildet ist. Insbesondere für extreme Anforderungen im Motorsportbereich, in welchem auch wenige Gramm oder Kilogramm an Gewichtseinsparung relevant sind, kann so eine hocheffektive Bremsscheibe mit sehr guter Drehmomentübertragung und geringen Herstellungskosten realisiert werden.Alternatively, the friction ring is made of a Made of ceramic material, wherein the fastening body of a metal material is formed. Especially for extreme Requirements in motorsports, in which also a few grams or kilograms of weight-saving can be such a highly effective brake disc with very good torque transmission and low production costs are realized.
Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung sind der nachfolgenden Beschreibung zu entnehmen, in welcher die Erfindung anhand der in der beigefügten Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele näher beschrieben und erläutert ist.Further advantages and features of Invention can be found in the following description, in which the invention with reference to the attached drawing embodiments described in more detail and explained is.
In der Zeichnung zeigen:In the drawing show:
In
Ein Befestigungskörper
In
Das gleiche Ausführungsbeispiel ist in
Verschiedene Ausführungsformen der Verbindungselemente
Ein hierzu alternatives Verbindungselement
In
Selbstverständlich können andere als die beschriebenen federnden Verbindungselemente zur axialen Sicherung und Befestigung des Reibrings auf dem Befestigungskörper bzw. der Radnabe vorgesehen sein.Of course, other than those described resilient connecting elements for axial securing and attachment of the friction ring provided on the fastening body or the wheel hub his.
In
Ein weiteres Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Bremsscheibe
für ein
Kraftfahrzeug ist in
Alle in der vorhergehenden Beschreibung und den nachfolgenden Ansprüchen dargestellten Erfindungsmerkmale können sowohl einzeln als auch in beliebiger technischer Kombination miteinander erfindungswesentlich sein.All in the previous description and the following claims illustrated inventive features can both individually and in arbitrary technical combination essential to the invention his.
Claims (10)
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DE2002156613 DE10256613A1 (en) | 2002-12-03 | 2002-12-03 | Brake disk for motor vehicle has friction ring with polygonal inner contour and attachment body with corresponding outer contour for shape-locking connection to friction ring |
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE2002156613 DE10256613A1 (en) | 2002-12-03 | 2002-12-03 | Brake disk for motor vehicle has friction ring with polygonal inner contour and attachment body with corresponding outer contour for shape-locking connection to friction ring |
Publications (1)
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DE2002156613 Withdrawn DE10256613A1 (en) | 2002-12-03 | 2002-12-03 | Brake disk for motor vehicle has friction ring with polygonal inner contour and attachment body with corresponding outer contour for shape-locking connection to friction ring |
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