DE10300028A1

DE10300028A1 - Brake disk assembly, with a floating brake disk pot to compensate for thermal expansion, has a clamping system which applies an elastic mounting without free play

Info

Publication number: DE10300028A1
Application number: DE2003100028
Authority: DE
Inventors: Herbert Alber
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2003-01-03
Filing date: 2003-01-03
Publication date: 2004-07-15

Abstract

The assembled brake disk, without free play, has a brake ring (1) and a floating brake disk pot (20) to compensate for thermal expansion under different temperature conditions. A screw bolt (4), in the clamping system (103), applies tension to the floating mounting to give elasticity without free play. The floating brake ring at the brake disk pot has a radial sliding movement on clamping surfaces (61), without free play, held in place by the clamping force (98) of the clamping unit.

Description

Die Erfindung betrifft eine spielfreie, zusammengesetzte Bremsscheibe nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1. Derartige Bremsscheiben werden für Kraftfahrzeuge verwendet. Ein typischer Aufbau ist in der DE 199 15 215 A1 beschrieben.The invention relates to a play-free, composite brake disc according to the preamble of claim 1. Such brake discs are used for motor vehicles. A typical structure is in the DE 199 15 215 A1 described.

In der Autoindustrie geht der Trend zum Einsatz immer größerer Motoren. Die sich hieraus ergebenden Forderungen an die Bremsanlage können nur durch Hochleistungs- und Hochgeschwindigkeits- Bremsanlagen erfüllt werden.The trend is in the auto industry for the use of ever larger motors. The resulting demands on the brake system can only be met by high-performance and high-speed braking systems.

Das Problem mit Hochleistungsbremsanlagen und zusammengesetzten Bremsscheiben ist, dass der mit dem Bremsring verbundene Reibring durch das Einwirken der Bremskraft (bis zur hellen Rotglut) sehr heiß wird, während demgegenüber der Bremsscheibentopf relativ kalt bleibt. Der Bremsring dehnt sich durch die Hitzeeinwirkung aus, der Topf bleibt relativ form-konstant.The problem with high-performance brake systems and composite brake discs is that of the brake ring connected friction ring by the action of the braking force (up to bright red heat) becomes very hot, while In contrast, the brake disc chamber remains relatively cold. The brake ring expands due to the heat, the pot remains relatively constant in shape.

Dies führt zu großen Spannungen in der Bremsscheibe, was sich beim Bremsen negativ auswirkt.This leads to great tension in the brake disc, which has a negative effect on braking.

Auswirkungen sind die Beeinträchtigung der Zuverlässigkeit der Bremsanlage, Rundlauffehler der Bremsscheibe, Geräusche (Pfeifen, Schwingungen usw.), Rubbeln, Verschleiß, Komfortminderung, Rissbildung, Bremsscheibenbruch, kurze Lebensdauer.Impact is the impairment of reliability the brake system, concentricity of the brake disc, noises (whistling, Vibrations etc.), rubbing, wear, reduced comfort, cracking, Brake disc breakage, short service life.

Zur Behebung der oben angegebenen Probleme sollte eine Konstruktion einer mehrteiligen, zusammengesetzten Bremsscheibe, dafür sorgen, dass der Bremsring immer plan läuft und sich bei Bedarf radial ausdehnen oder zusammenziehen kann, wobei das Zentrum des Topfes auch immer dem Zentrum des Ringes entspricht, um eine Unwucht der Bremsscheibe zu vermeiden. Die Führung des Bremsscheibenringes sollte hierbei ohne Spiel sein, damit die Bremsscheibe nicht zu Klappern und Schlagen anfängt.To fix the above Problems should arise from the construction of a multi-part, composite Brake disc, for that ensure that the brake ring always runs flat and radially if necessary can expand or contract, the center of the pot also always corresponds to the center of the ring in order to imbalance the brake disc to avoid. The leadership the brake disc ring should be without play so that the Brake disc does not start to rattle and knock.

Bei der DE 199 15 215 A1 wird die Verbindung zwischen dem Bremsscheibentopf und dem Bremsring (Bremsscheibe) in der Art einer drehbaren Bajonett-Verbindung ausgeführt. Hierbei weist der Bremsscheibentopf eine Anzahl von Verbindungslaschen auf, die sich in einer Ebene parallel und erhöht zur Oberfläche des Bremsringes erstrecken. Der Bremsring weist seinerseits fünf Aufnahmeaugen mit Schlitzen zur Aufnahme der Endabschnitte der Verbindungslaschen des Bremsscheibentopfes auf. Der Zusammenbau der Bremsscheibe erfolgt durch Einführen des Bremsscheibentopfes in die Zwischenräume zwischen den Aufnahmeaugen, wobei nachfolgend der Bremsscheibentopf um ein bestimmtes Winkelmaß verdreht wird, so dass die Verbindungslaschen in maßlich eng tolerierter Passung in die Schlitze eingeführt werden.In the DE 199 15 215 A1 the connection between the brake disc chamber and the brake ring (brake disc) is carried out in the manner of a rotatable bayonet connection. Here, the brake disc pot has a number of connecting lugs, which extend in a plane parallel and elevated to the surface of the brake ring. The brake ring in turn has five receiving eyes with slots for receiving the end portions of the connecting tabs of the brake disk cup. The brake disk is assembled by inserting the brake disk pot into the spaces between the receiving eyes, the brake disk pot subsequently being rotated by a certain angle, so that the connecting straps are inserted into the slots with a tightly tolerated fit.

Die Sicherung der Verbindung erfolgt über jeweils einen Befestigungsbolzen, der sich mit seinem kopfseitigen Ende an einer Fläche des Bremsscheibentopfes anlegt und der mit seinem bolzenseitigen Ende eine Bohrung im Bremsring durchsetzt. Das schaftseitige Ende des Befestigungsbolzens ragt aus der Bohrung heraus und ist mit einem Sicherungsring am Bremsring gesichert.The connection is secured via a fastening bolt, which is at its head end on one surface of the brake disc chamber and with its bolt-side end penetrates a hole in the brake ring. The shaft end of the Fastening bolt protrudes from the hole and is with one Circlip secured to the brake ring.

Damit ist der Befestigungsbolzen gegen Herausfallen gesichert und die Verbindung zwischen dem Bremsring und dem Bremsscheibentopf ist als schwimmende Verbindung anzusehen, die ein radiales Spiel beim Erwärmen der Bremsscheibe in Bezug zum Bremsscheibentopf erlaubt.This is the fastening bolt secured against falling out and the connection between the brake ring and the brake disc chamber is to be seen as a floating connection, which is a radial play when heated the brake disc in relation to the brake disc chamber.

Es liegt allerdings keine präzise Planführung zwischen dem Bremsscheibentopf und dem Bremsring vor, weil es sich um eine reine Bajonett-Drehverbindung handelt, bei der die sich berührenden Verbindungsflächen nicht spielfrei aneinander liegen.However, there is no precise planning between the brake disc chamber and the brake ring because it is a pure bayonet slewing ring, in which the touching connection surfaces do not lie against each other without play.

Damit besteht der Nachteil, dass die Bremsscheibe zwar ein radiales Wärmeausdehnungsspiel hat, bei höheren Geschwindigkeiten aber unrund läuft, zum Schlagen neigt und dadurch die Lebensdauer der Bremsscheibe stark herabgesetzt ist.This has the disadvantage that the brake disc has a radial thermal expansion play higher Speeds but runs out of round, tends to hit and thereby the life of the brake disc is greatly reduced.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, die schwimmende Verbindung zwischen einem Bremsring und einem Bremsscheibentopf so weiterzubilden, dass der Bremsscheibe eine höhere Lebensdauer zugeordnet wird.The object of the invention is therefore underlying the floating connection between a brake ring and a brake disc pot so that the brake disc a longer lifespan is assigned.

Zur Lösung der gestellten Aufgabe ist die Erfindung dadurch gekennzeichnet, dass die schwimmende Verbindung zusätzlich spielfrei und elastisch ausgebildet ist.To solve the task the invention is characterized in that the floating connection additionally is free of play and elastic.

Mit der gegebenen technischen Lehre ergibt sich der wesentliche Vorteil, dass nun die Bremsscheiben absolut spielfrei und plangeführt werden. Damit wird die Lebensdauer wesentlich verbessert, weil es zu einem Schlag in der Bremsscheibe auch bei Wärmeausdehnungen und bei höheren Umdrehungszahlen nicht kommt.With the given technical teaching The main advantage is that now the brake discs absolutely free of play and on schedule become. This significantly improves the lifespan because of it to a blow in the brake disc even with thermal expansion and at higher speeds does not come.

Ein weiterer wesentlicher Vorteil der Erfindung, nämlich der Anordnung einer spielfreien, elastischen Verbindung ist, dass man nun als Reibring sehr harte, verschleißarme und hitzebeständige Werkstoffe (z. B. Keramik, Sintermetalle usw.) einsetzen kann. Dies erbringt eine höhere Lebensdauer, weniger Verschleiß und eine wesentliche Gewichtseinsparung der Bremsscheiben und der ungefederten Massen. Damit können nun erstmals Hochgeschwindigkeitsbremsanlagen mit bisher nicht bekannter Standzeit ausgeführt werden.Another major advantage of the invention, namely the arrangement of a play-free, elastic connection is that very hard, wear-resistant and heat-resistant materials (e.g. ceramics, sintered metals, etc.). This yields a higher one Lifetime, less wear and tear a significant weight saving of the brake discs and the unsprung Masses. So that can now for the first time high-speed braking systems with previously unknown Tool life executed become.

Bei Keramikbremsscheiben in Verbindung mit Bremstöpfen aus Stahl, Edelstahl oder Aluminium ist die Wärmeausdehnung zwischen den Teilen besonders groß. Die Bremsscheiben müssen daher hochgenau, spielfrei und plangeführt werden. Hier sieht die Erfindung verschiedene Lösungsvorschläge vor, die alle von dem allgemeinen technischen Erfindungsgedanken erfasst sein sollen, der eingangs definiert wurde.With ceramic brake discs in connection with calipers made of steel, stainless steel or aluminum is the thermal expansion between the Share particularly large. The brake discs must therefore highly precise, free of play and routed according to plan. Here she sees Invention proposes various solutions, all covered by the general technical idea of the invention should be, which was defined at the beginning.

Mit der technischen Lösung nach der Erfindung wird ein Vorurteil überwunden, denn bisher war es nur bekannt, den Bremsscheibentopf mit dem Bremsring über eine feste (starre) und deshalb nichtschwimmende Verbindung zu verbinden. Zu diesem Zweck war es bekannt, die beiden Teile unmittelbar durch eine Spannschraube und eine dazugehörende Spannmutter fest miteinander zu verspannen, was eben gerade kein radiales Spiel bei entsprechenden Temperaturwechsel am Bremsring im Vergleich zum Bremsscheibentopf zuließ.With the technical solution according to the invention, a prejudice is overcome, because until now it was only known to use the brake disc chamber with the brake ring via a fixed (rigid) and therefore not to connect floating connection. For this purpose, it was known to clamp the two parts directly together with a clamping screw and an associated clamping nut, which just did not allow radial play with a corresponding temperature change on the brake ring compared to the brake disc chamber.

Hier setzt die Erfindung ein, die mit einem Spannelement, welches ähnlich wie eine Spannschraube ausgebildet ist, trotzdem eine spielfreie und schwimmende Verbindung zwischen dem Bremsring und dem Bremsscheibentopf erreicht.This is where the invention comes in with a clamping element, which is similar is designed like a tensioning screw, but still free of play and floating connection between the brake ring and the brake disc chamber reached.

Es werden damit zwei sich eigentlich widersprechende Forderungen erfüllt. Zum einen ist es wichtig, dass das Spannelement fest und unverschiebbar und mit hohem Anzugsdrehmoment an dem Bremsring angelegt wird, wofür der an dem bremstopfscheibenseitigen Ende angeordnete Anlageflansch des Spannelementes zuständig ist.It actually becomes two conflicting requirements met. On the one hand, it is important that the tensioning element is firm and immovable and is applied to the brake ring with a high tightening torque, for which the the brake flange on the end of the contact flange Clamping element responsible is.

Andererseits muss bei diesem hohen Anzugsdrehmoment der Schraube im Spannelement dafür gesorgt werden, dass sich der Bremsring in radialer Richtung zum Bremsscheibentopf ausdehnen kann.On the other hand, at this high Tightening torque of the screw in the clamping element ensures this be that the brake ring in the radial direction to the brake disc chamber can expand.

Hier ist wiederum nun eine relativ geringe Klemmkraft des Spannelementes an dem Langloch des Bremsscheibentopfes gefordert, um dieses radiale Spiel (schwimmende Verbindung) zu gewährleisten.Here again is a relative one low clamping force of the clamping element on the elongated hole in the brake disc chamber required to ensure this radial play (floating connection).

Einerseits wird also eine hohe Anlagekraft des Spannelementes an den Bremsring gefordert und andererseits wird eine Verminderung der Klemmkraft zwischen dem Spannelement und dem Bremsscheibentopf gefordert, um das erwähnte radiale Spiel zu ermöglichen.On the one hand, a high investment power of the Clamping element is required on the brake ring and on the other hand a reduction in the clamping force between the tensioning element and the brake disc chamber requested to the mentioned to allow radial play.

Zu diesem Zweck sieht die Endung ein Spannelement vor, welches ähnlich wie eine Spannschraube und eine dazugehörende Mutter arbeitet, nur das mit den erfindungsgemäßen Maßnahmen die von der Spannschraube auf das Spannelement aufgebrachte Anzugskraft an der Anlagefläche (Langloch) am Bremsscheibentopf stark herabgesetzt wird.For this purpose the ending sees a clamping element in front, which is similar how a turnbuckle and an associated nut works, only that with the measures according to the invention the tightening force exerted by the clamping screw on the clamping element on the contact surface (Slotted hole) on the brake disc chamber is greatly reduced.

Dies erfolgt erfindungsgemäß dadurch, dass das Spannelement im Bereich zwischen den beiden einen gegenseitigen Abstand voneinander einnehmenden Flanschen (Anlageflansch und Spannflansch) eine Führungsnut ausbildet, in welche das Langloch des Bremsscheibentopfes eingreift.According to the invention, this is done by that the clamping element in the area between the two is mutual Spacing flanges (contact flange and clamping flange) a guide groove trains in which the slot of the brake disc pot engages.

Der von dem Bremsring entfernt liegende Flansch des Spannelementes ist nun als Spannflansch ausgebildet und zwar dadurch, dass im Bereich dieser Führungsnut im Spannelement ein querverlaufender Schlitz vorhanden ist, der mindestens die eine Wandung des Spannelementes öffnet und sich etwa bis zum Gewinde im Spannflansch erstreckt.The flange away from the brake ring the clamping element is now designed as a clamping flange in that in the area of this guide groove in the clamping element transverse slot is present, at least one Wall of the clamping element opens and extends approximately to the thread in the clamping flange.

Damit wird dieser Spannflansch in Richtung zu dem feststehenden, gegenüberliegenden Anlageflansch kippbar ausgebildet, wenn die Schraube in die Durchgangsbohrung des Spannelementes eingesetzt wird und in das Gewinde des Spannflansches eingeschraubt wird.So this clamping flange is in Direction to the fixed, opposite contact flange tiltable when the screw in the through hole of the clamping element is inserted and screwed into the thread of the clamping flange becomes.

Im Bereich des Anlageflansches ist die Durchgangsbohrung also frei von einem Gewinde und dieses Gewinde ist nur im Bereich des Spannflansches angeordnet.In the area of the contact flange the through hole is therefore free of a thread and this thread is only located in the area of the clamping flange.

Dieser Spannflansch mit seinem innenliegenden Gewinde arbeitet also im wesentlichen wie eine Spannmutter, nur das erfindungsgemäß dieser Spannflansch kippbar ausgebildet ist und aufgrund seiner Kippbarkeit nur im wesentlichen mit geringfügig angeschrägten Klemmflächen an den Umrandungen des Langloches des Bremsscheibentopfes anliegt. Damit wird die eigentlich hohe Spannkraft der Schraube, welche das Spannelement an dem Bremsring festlegt durch die kippbare Ausgestaltung des Spannflansches stark herabgesetzt, wodurch eine wesentlich verringerte Klemmkraft am Langloch des Bremsscheibentopfes erreicht wird. Dies ermöglicht ein radiales Spiel des Bremsringes im Vergleich zum feststehenden Bremsscheibentopf.This clamping flange with its inside So thread essentially works like a tension nut, only according to the invention this clamping flange is tiltable and due to its tiltability only essentially with marginally bevelled clamping surfaces abuts the edges of the elongated hole in the brake disc chamber. This is the actually high clamping force of the screw, which the Clamping element on the brake ring determined by the tiltable design of the Clamping flange greatly reduced, which significantly reduced Clamping force at the slot in the brake disc chamber is reached. This allows a radial play of the brake ring compared to the fixed Brake-disc chamber.

Je tiefer der querverlaufende Schlitz geht, das heißt je stärker er sich in die (im Querschnitt gegenüberliegende) Wandung im Spannelement im Bereich der Führungsnut hineinerstreckt, desto größer wird das Kippmoment des Spannflansches und desto größer wird auch die Kippneigung, die wiederum eine verminderte Klemmkraft erbringt.The deeper the transverse slot goes, that is the stronger it in the wall (opposite in cross section) in the clamping element in the area of the guide groove stretched in, the bigger it gets the tilting moment of the clamping flange and the greater the tendency to tilt, which in turn produces a reduced clamping force.

Die Tiefe des Schlitzes darf jedoch nicht so groß gewählt werden, dass eine zu starke Neigung des Spannflansches erzeugt wird. Diese Neigung ist also nur minimal. Bei stärkeren Neigungen besteht die Gefahr, dass das bolzenseitige Ende der Schraube sich verbiegt, weil das Gewinde im Spannflansch nicht mehr mit der Schraubenachse fluchtet. Weiterhin besteht dann die Gefahr, dass nur noch ein geringer Punkt der etwa keilförmig verlaufenden Spannfläche des Spannflansches an der Umrandung des Langloches am Bremsscheibentopf anliegt, wodurch die Klemmkraft zu gering wird.However, the depth of the slot is allowed not be chosen so big that an excessive inclination of the clamping flange is generated. This So the inclination is only minimal. With stronger inclinations Danger that the bolt end of the screw bends, because the thread in the clamping flange no longer matches the screw axis flees. Then there is also the risk that only a small amount Point of approximately wedge-shaped extending clamping surface of the clamping flange on the edge of the elongated hole on the brake disc chamber is applied, whereby the clamping force is too low.

Die Tiefe des Schlitzes muss also genau mit dem Anzugsdrehmoment der Schraube in dem Spannelement abgestimmt werden, um eine vorherbestimmbare Klemmkraft zwischen dem Spannelement und dem Bremsscheibentopf zu erreichen.So the depth of the slot must be exactly with the tightening torque of the screw in the clamping element be matched to a predetermined clamping force between to reach the tensioning element and the brake disc chamber.

In einem konkreten Ausführungsbeispiel ist es vorgesehen, dass die Schraube im Spannelement mit einem Anzugsdrehmoment von 8,5 N angezogen wird.In a specific embodiment it is provided that the screw in the clamping element with a tightening torque of 8.5 N is tightened.

Dies entspricht einer Zugkraft von 850 kg pro Schraube auf dem Bremsscheibentopf.This corresponds to a pulling force of 850 kg per screw on the brake disc chamber.

Bei der Verwendung von insgesamt 12 derartiger Spannelemente kommt man auf eine Anzugskraft von etwa 11 t, die zwischen dem Bremsring und dem Bremsscheibentopf wirkt.When using total 12 such clamping elements have a tightening force of approximately 11 t, which acts between the brake ring and the brake disc chamber.

Würden die erfindungsgemäßen Maßnahmen mit der kippbaren Ausführung des Spannflansches nicht getroffen werden, dann wäre bei einer Anzugskraft von 11 t zwischen dem Bremsring und dem Bremsscheibentopf nicht mehr die Möglichkeit gegeben, dass sich der Bremsring in radialer Richtung im Vergleich zum Bremsscheibentopf ausdehnen kann.If the measures according to the invention were not taken with the tiltable design of the clamping flange, then there would no longer be the possibility with a tightening force of 11 t between the brake ring and the brake disk cup given that the brake ring can expand in the radial direction compared to the brake disc chamber.

Durch die erfindungsgemäße Maßnahme wird die gesamte Anzugskraft zwischen Bremsring und Bremstopf auf etwa 1,1 t insgesamt reduziert. Es handelt sich also um eine Verringerung der Klemmkraft um den Faktor 1:10.Through the measure according to the invention the total tightening force between the brake ring and brake pot to about 1.1 t reduced overall. So it is a reduction the clamping force by a factor of 1:10.

Damit werden die einander widersprechenden Forderungen erfüllt, denn die Schraube wird einerseits mit einem sehr hohen Anzugsdrehmoment am Bremsring angezogen, so dass die Verbindung am Bremsring außerordentlich hoch lastübertragend ausgebildet ist, während dessen die Verbindung am Bremsscheibentopf über den kippbaren Spannflansch nur noch ein Zehntel dieses Anzugsdrehmomentes auf den Bremsscheibentopf überträgt.This will contradict each other Requirements met, because the screw is on the one hand with a very high tightening torque Brake ring tightened so that the connection to the brake ring is extraordinary highly load-transmitting is while the connection to the brake disc chamber via the tilting clamping flange transmits only a tenth of this tightening torque to the brake disc chamber.

Im Bereich dieser Übertragung wird also das hohe Anzugsdrehmoment von dem im Bereich der Führungsnut stehen bleibenden Steg des Spannelementes (das ist also der ungeschlitzte Querschnitt in der Wandung des Spannelementes) auf den Spannflansch übertragen und dieser kippt und setzt das hohe Anzugsdrehmoment in eine wesentlich verringerte Kippkraft um, was mit einer entsprechend verringerten Klemmkraft auf den Umfang des Langloches am Bremsscheibentopf resultiert.In the area of this transmission So the high tightening torque from that in the area of the guide groove standing web of the tensioning element (this is the unslit one Cross section in the wall of the clamping element) transferred to the clamping flange and this tilts and sets the high tightening torque in an essential reduced tilting force around, which with a correspondingly reduced Clamping force on the circumference of the elongated hole on the brake disc chamber results.

Alle in den Unterlagen, einschließlich der Zusammenfassung offenbarten Angaben und Merkmale, insbesondere die in den Zeichnungen dargestellte räumliche Ausbildung, werden als erfindungswesentlich beansprucht, soweit sie einzeln oder in Kombination gegenüber dem Stand der Technik neu sind.All in the documentation, including the Summary disclosed information and features, especially the spatial training shown in the drawings claimed as essential to the invention, insofar as they are used individually or in Combination versus the state of the art are new.

Im Folgenden wird die Erfindung anhand von mehrere Ausführungswege darstellenden Zeichnungen näher erläutert. Hierbei gehen aus den Zeichnungen und ihrer Beschreibung weitere erfindungswesentliche Merkmale und Vorteile der Erfindung hervor.The invention is described below of several execution routes illustrative drawings explained. Here go from the drawings and their description essential features and advantages of the invention.

Es zeigen:Show it:

1: Teilschnitt durch eine zusammengesetzte Bremsscheibe nach der Erfindung 1 : Partial section through a composite brake disc according to the invention

2: Schnitt durch den Verbindungsbolzen 2 : Cut through the connecting bolt

3; Stirnansicht des Verbindungsbolzens, geschnitten durch den Schlitz 3 ; Front view of the connecting bolt, cut through the slot

In 1 ist ein Bremsring 1 dargestellt, der in nicht näher dargestellter Weise mit einem Bremsscheibentopf verbunden ist. Dieser Bremsring kann aus Guss, ist jedoch bevorzugt aus einem Keramikmaterial, aus einem Keramik-Faser-Verbundmaterial oder Sintermaterial hergestellt.In 1 is a brake ring 1 shown, which is connected in a manner not shown with a brake disc pot. This brake ring can be made of cast iron, but is preferably made of a ceramic material, a ceramic-fiber composite material or sintered material.

Die Verbindung zwischen dem Bremsring 1 und dem Bremsscheibentopf 20 ist erfindungsgemäß spielfrei und schwimmend ausgebildet.The connection between the brake ring 1 and the brake disc chamber 20 is designed free of play and floating according to the invention.

Bei entsprechender Temperaturerhöhung des Bremsringes kann dieser damit in den Pfeilrichtungen 18 ein radiales Spiel in Bezug zu dem Bremsscheibentopf 20 ausführen.If the temperature of the brake ring increases accordingly, it can move in the direction of the arrow 18 radial play with respect to the brake disc cup 20 To run.

Dies wird dadurch erreicht, dass in einer Ausnehmung 2 am Bremsring 1 eine Befestigungsschraube 4 eingesetzt ist, die eine zugeordnete Bohrung 3 im Bremsring 1 durchsetzt. Am Bohrungsrand der Bohrung 3 ist der Kopf 5 der Befestigungsschraube 4 mit einer Scheibe 8 abgestützt.This is achieved in that in a recess 2 on the brake ring 1 a fastening screw 4 is used, which is an associated hole 3 in the brake ring 1 interspersed. At the edge of the hole 3 is the head 5 the fastening screw 4 with a disc 8th supported.

Am Umfang des Bremsscheibentopfes 20 sind eine Vielzahl von Spannelementen 103 sternförmig zum Mittelpunkt des Bremsscheibentopfes 20 in einem bestimmten Winkel in jeweils einem radial auswärts gerichteten Langloch 21 angebracht. Das Langloch kann radial nach außen geöffnet oder geschlossen sein. Das Zentrum des Sternes liegt in der Mitte des Bremsscheibentopfs 20, weil bei Mittelpunkts-Versatz die entstehende Unwucht die komplette Bremsscheibe negativ beeinflusst würde.At the circumference of the brake disc pot 20 are a variety of clamping elements 103 star-shaped to the center of the brake disc chamber 20 at a certain angle in a radially outward elongated hole 21 appropriate. The elongated hole can be opened or closed radially outwards. The center of the star is in the middle of the brake disc chamber 20 , because if the center point is offset, the resulting unbalance would have a negative effect on the entire brake disc.

Der Bremsscheibentopf 20 ist unmittelbar über den Anlageflansch 9 mit dem Bremsring 1 verbunden. Dieser Anlageflansch muss sehr eng toleriert sein, weil sonst der Planschlag 17 negativ zur Anlagefläche 102 beeinflusst wird. Auch würde eine zu große Maßabweichung von diesem Anlageflansch 9 unnötige Spannungen auf den Bremsring 1 und den Bremsscheibentopf 20 zur Folge haben. Hierbei muss ein Spiel 19 zwischen der Stirnseite 13 des Spannelementes 103 und der Scheibe 8 eingehalten werden, um eine axiale Ausdehnung des Spannelementes 103 in der Bohrung 3 zu gestatten.The brake disc pot 20 is directly above the contact flange 9 with the brake ring 1 connected. This contact flange has to be tolerated very closely, otherwise the flat lay 17 negative to the contact surface 102 being affected. Too large a dimensional deviation from this contact flange 9 unnecessary tension on the brake ring 1 and the brake disc pot 20 have as a consequence. This requires a game 19 between the face 13 of the clamping element 103 and the disc 8th be maintained to an axial expansion of the clamping element 103 in the hole 3 to allow.

Die schwimmende spielfreie Verbindung wird erfindungsgemäß dadurch hergestellt, dass das Spannelement 103 mit der Schraube 4 unter hohem Anzugsdrehmoment gespannt wird.According to the invention, the floating, backlash-free connection is established in that the tensioning element 103 with the screw 4 is tightened under high tightening torque.

Bei herkömmlichen Bremsscheiben wird zwar ebenfalls mit einer Schraube und einem Verbindungselement eine Befestigung hergestellt, welche allerdings bedingt durch das Anzugmoment und der dadurch entstehenden Spannkraft 98 eine spiellose aber feste Verbindung herstellt. Dadurch kann sich der Bremsscheibentopf 20 und der Bremsring 1 zueinander nicht mehr bewegen. Es entstehen dadurch große Spannungen und damit Bruchgefahr. Hier setzt die Erfindung an, die vorsieht, dass das hohe Anzugsdrehmoment, welches in der hohen Spannkraft 98 resultiert, in eine niedrigere Klemmkraft am Langloch 21 des Bremsscheibentopfes herab gesetzt wird.In conventional brake discs, a fastening is also made with a screw and a connecting element, but this is due to the tightening torque and the resulting clamping force 98 creates a playless but firm connection. This can cause the brake disc pot 20 and the brake ring 1 stop moving towards each other. This creates great tension and thus the risk of breakage. This is where the invention comes in, which provides that the high tightening torque, which results in the high clamping force 98 results in a lower clamping force at the elongated hole 21 the brake disc chamber is lowered.

Bei der dargestellten Verbindung ist der Bremsring 1 und der Bremstopf 20 mittelbar über das Spannelement 103 verbunden. Das Spannelement 103 wird mit dem Schaft 46 in die Bohrung 3 eingesteckt und fest mit der Schraube 4 und Scheibe 8 verbunden. Das Spiel 19 muss beachtet werden. Dadurch ist die Planfläche 62 am Bremsring 1 mit der Spannfläche 61 des Spannelementes 103 fest und mit hoher Klemmkraft verbunden.In the connection shown is the brake ring 1 and the brake pot 20 indirectly via the clamping element 103 connected. The clamping element 103 comes with the shaft 46 in the hole 3 inserted and firmly with the screw 4 and disc 8th connected. The game 19 must be observed. This makes the plane surface 62 on the brake ring 1 with the clamping surface 61 of the clamping element 103 firmly and with high clamping force.

Da die Spannkraft 98 der Schraube 4 für eine schwimmende Verbindung am Langloch 21 des Bremsscheibentopfes 20 viel zu groß ist, wird diese durch diese Erfindung entsprechend herab gesetzt. Das Spannelement 103 ist im Querschnitt etwa Doppel-T-förmig profiliert und bildet zwei etwa parallel zueinander und im gegenseitigen Abstand angeordnete Flansche aus, nämlich den vorher erwähnten Anlageflansch 9 und einen im Abstand hiervon angeordneten Spannflansch 10 aus. Die beiden Flansche bilden zwischen sich eine obere Führungsnut 49 und eine untere Spannnut 104 aus. Der Querschnitt des Spannelementes 103 ist im Bereich der Führungsnut 49 und Spannnut 104 geschwächt, mit dem Ziel, das Spannelement 103 dort biegbar oder kippbar auszubilden.Because the resilience 98 the screw 4 for a floating connection at the slot 21 the brake disc pot 20 is much too large, this is reduced accordingly by this invention. The clamping element 103 is profiled approximately double T-shaped in cross section and forms two approximately parallel to each other and spaced apart Flanges, namely the previously mentioned contact flange 9 and a clamping flange arranged at a distance from it 10 out. The two flanges form an upper guide groove between them 49 and a lower clamping groove 104 out. The cross section of the clamping element 103 is in the area of the guide groove 49 and clamping groove 104 weakened, with the aim of the clamping element 103 train there to be bendable or tiltable.

In einer bevorzugten Ausführung ist es vorgesehen, die einseitige Querschnittsschwächung wird dadurch erzielt, dass ein einseitig offener, querverlaufend Schlitz 96 das Spannelement 103 im Bereich der einander gegenüber liegenden Nuten 49, 104 durchsetzt.In a preferred embodiment it is provided that the unilateral cross-sectional weakening is achieved in that a transverse slot is open on one side 96 the clamping element 103 in the area of the opposing grooves 49 . 104 interspersed.

Damit wird der jenseits des Schlitzes 96 befindliche Spannflansch 10 biegbar ausgebildet. Es werden damit zwei Hebelwege 99 und 100 definiert. Der erste Hebelweg 99 entspricht von der Mitte des Verbindungselementes zum Radius des Schlitzes 96, während der zweite Hebelweg 100 der Länge des Schlitzes 96 entspricht plus der Tiefe der Spannnut 104.So that is beyond the slot 96 located clamping flange 10 bendable. So there are two leverage paths 99 and 100 Are defined. The first lever path 99 corresponds from the center of the connecting element to the radius of the slot 96 while the second leverage 100 the length of the slot 96 corresponds to plus the depth of the clamping groove 104 ,

Über den ersten Hebelweg 99 und den zweiten Hebelweg 100 wird die Spannkraft 98 so verkleinert, dass die Klemmkraft 97 eine schwimmende, spielfreie Verbindung zulässt. Die Verkleinerung der Spannkraft bemisst sich nach folgendem Verhältnis:
Hebelweg 99: (Summe aus Hebelweg 99 plus Hebelweg 100)Via the first lever path 99 and the second leverage 100 becomes the resilience 98 reduced so that the clamping force 97 allows a floating, backlash-free connection. The reduction in tension is measured according to the following ratio:
Hebelweg 99 : (Sum of leverage 99 plus leverage 100 )

Die Führungsnute 49 muss etwas größer sein als das Maß 22 (das ist die Dicke des Langloches 21). Die Umrandung des Langloches 21 wird also im Bereich der Führungsnut 49 nicht geklemmt. Diese breitere Führungsnut 49 dient nur der Sicherheit bei der Halterung des Bremsscheibentopfes im Umgebungsbereich des Langloches 21. Die Spannnute 104 hat jedoch die eigentliche Spannfunktion und erzeugt an der Spannfläche 12 die eigentliche Klemmkraft 97 im Umgebungsbereich des Langloches 21.The guide groove 49 must be slightly larger than the measure 22 (this is the thickness of the elongated hole 21 ). The border of the elongated hole 21 is in the area of the guide groove 49 not clamped. This wider guide groove 49 only serves for safety when holding the brake disc chamber in the area surrounding the elongated hole 21 , The clamping groove 104 however, has the actual clamping function and creates on the clamping surface 12 the actual clamping force 97 in the area surrounding the elongated hole 21 ,

Idealerweise wird die Schraube 4 so stark angezogen, dass der Bereich der Dehnung der Schraube 4 erreicht wird. Durch diesen Bereich bekommt die Schraube 4 eine minimalfedernde Eigenschaft und ist damit selbstsichernd.Ideally, the screw 4 tightened so much that the area of elongation of the screw 4 is achieved. The screw gets through this area 4 a minimal resilience and is therefore self-locking.

Mit dem Anziehen der Schraube 4 greift deren bolzenseitiges Ende durch die Durchgangsbohrung 86 hindurch in das Gewinde 11 im Spannflansch 10 ein und zieht diesen in axialer Richtung an. Weil der Querschnitt des Spannelementes 103 jedoch im Bereich der Führungsnut 104 durch den die Führungsnut 104 durchsetzenden Schlitz 96 geschwächt ist, verbiegt sich der Spannflansch 10 um den Neigungswinkel 14 nach innen und der untere Teil des Spannflansches 10 im Bereich der Spannfläche 12 legt sich klemmend unter der Last der Spannkraft 97 an die Umgebung des Langloches des Bremsscheibentopfes 20 an.By tightening the screw 4 grips its bolt-side end through the through hole 86 through into the thread 11 in the clamping flange 10 and pulls it in the axial direction. Because the cross section of the clamping element 103 however in the area of the guide groove 104 through which the guide groove 104 penetrating slot 96 is weakened, the clamping flange bends 10 around the angle of inclination 14 inwards and the lower part of the clamping flange 10 in the area of the clamping surface 12 lies down under the load of tension 97 to the area around the elongated hole in the brake disc chamber 20 on.

Aus dem Vergleich der Länge der als Vektoren aufgetragenen Kräfte erkennt man, dass die Spannkraft 98 der Schraube 4 in eine wesentlich kleinere Klemmkraft 97 am Spannflansch 10 umgesetzt wurde.From the comparison of the length of the forces plotted as vectors, one can see that the clamping force 98 the screw 4 in a much smaller clamping force 97 on the clamping flange 10 was implemented.

Der Spannweg 95 bez. Spannwinkel 14 sollte nur minimal sein, um einer Bruchgefahr des Spannelementes 103 vorzubeugen.The span 95 bez. rake angle 14 should be minimal to avoid breakage of the tensioning element 103 submissions.

In 1 ist das Spannelement 103 in seiner Einbaulage dargestellt, bei welcher der Schlitz 96 vertikal verläuft, wenn das Spannelement 103 am vertikal hoch stehenden Schenkel des Bremsscheibentopfes 20 im Bereich des dort angeordneten Langloches 21 angreift.In 1 is the clamping element 103 shown in its installed position, in which the slot 96 runs vertically when the clamping element 103 on the vertically upright leg of the brake disc chamber 20 in the area of the elongated hole arranged there 21 attacks.

Statt der Querschnittsschwächung des Spannelementes 103 durch einen querverlaufenden Schlitz können auch andere, bekannte Maßnahmen zur Herbeiführung einer Querschnittsschwächung verwendet werden. Beispielsweise kann eine einseitige Materialverdünnung im Querschnitt des Spannelementes 103 im Bereich der Führungsnut 104 vorgesehen werden.Instead of weakening the cross-section of the clamping element 103 through a transverse slot, other known measures can also be used to bring about a cross-sectional weakening. For example, a one-sided thinning of the material in the cross section of the clamping element 103 in the area of the guide groove 104 be provided.

In einer anderen Ausgestaltung kann das Spannelement auch zweiteilig ausgebildet werden, so dass der Schlitz 96 das Spannelement 103 vollständig durchsetzt und die beiden Teile nur noch einseitig im Verbindungsbereich (Führungsnut 49) nachträglich wieder zusammengefügt sind.In another embodiment, the tensioning element can also be formed in two parts, so that the slot 96 the clamping element 103 completely penetrated and the two parts only on one side in the connection area (guide groove 49 ) are subsequently put together again.

In an sich bekannter Weise weist der Bremsscheibentopf am Umfang verteilt angeordnete Radschraubenbohrungen 47 auf.In a manner known per se, the brake disk pot has wheel bolt bores distributed around the circumference 47 on.

11: Bremsringbrake ring
22: Ausnehmungrecess
33: Bohrungdrilling
44: Schraubescrew
55: Kopfhead
88th: Scheibedisc
99: Anlageflanschabutment
1010: Spannflanschclamping flange
1111: Gewindethread
1212: Spannflächeclamping surface
1313: Stirnseitefront
1414: Neigungswinkeltilt angle
1717: Planschlagwobble
1818: Pfeilrichtungarrow
1919: Spielgame
2020: Bremsscheibentopfbrake disc pot
2121: LanglochLong hole
2222: Maßmeasure
4646: Schaftshaft
4747: RadschraubenbohrungRadschraubenbohrung
4949: Führungsnut (oben)guide (above)
6161: Spannflächeclamping surface
6262: Planflächeplane surface
8686: DurchgangsbohrungThrough Hole
9595: SpannwegTension
9696: Schlitzslot
9797: Klemmkraftclamping force
9898: Spannkraft Schraubetension screw
9999: Hebelweg 1 Hebelweg 1
100100: Hebelweg 2 Hebelweg 2
102102: Anlagefläche 1 contact surface 1
103103: Spannelementclamping element
104104: Spannnut mit Spannfunktionclamping groove with clamping function
: (unten)(below)

Claims

Composite brake disc for high-performance brake systems, especially for motor vehicles, with a brake ring ( 1 ) and a brake disc chamber floatingly connected to compensate for different temperature expansions ( 20 ), characterized in that by means of a screw ( 4 ) tensionable clamping element ( 103 ) the floating connection is additionally designed to be free of play and elastically biased.

Brake disc according to claim 1, characterized in that the floating on the brake disc pot ( 20 ) mounted brake ring ( 1 ) on clamping surfaces ( 61 ) of the brake disc chamber ( 20 ) can be moved in the radial direction, is guided without play and under the clamping force ( 98 ) of the clamping element ( 103 ) is clamped.

Brake disc according to claim 1 or 2, characterized in that the by a screw ( 4 ) on the clamping element ( 103 ) applied clamping force ( 98 ) to fix on the brake ring ( 1 ) into a lower clamping force ( 97 ) for clamping the brake disc chamber ( 20 ) is lowered.

Brake disc according to one of claims 1 to 3, characterized in that evenly on the circumference of the brake ring ( 1 ) distributed holes ( 3 ) are provided, in each of which the clamping element ( 103 ) it is clamped that the end of the tensioning element on the brake disc pot side ( 103 ) two grooves approximately opposite each other with respect to the longitudinal center line ( 49 . 104 ) forms, the contact surfaces of which adjoin the edge of an elongated hole directed radially outwards ( 21 ) in the brake disc chamber ( 20 ) and that the one groove ( 49 ) securing the position of the brake disc chamber ( 20 ) and the groove other than the clamping force ( 97 ) exercising guide groove ( 104 ) is designed for the clamping bracket of the brake disc chamber.

Brake disc according to claim 4, characterized in that the clamping element ( 103 ) with his shaft ( 46 ) the bore ( 3 ) in the brake ring ( 1 ) interspersed and in the shaft ( 46 ) a through hole ( 86 ) for the screw ( 4 ) is arranged with its head - while maintaining an axial play ( 19 ) for the clamping element ( 103 ) in the hole ( 3 ) - to the brake ring ( 1 ) creates.

Brake disc according to one of claims 1 to 5, characterized in that the clamping element ( 103 ) a guide groove at the end of the brake plug ( 49 . 104 ), which is formed by two spaced-apart approaches ( 9 . 10 ) on the clamping element ( 103 ) is defined that one approach as a contact flange ( 9 ) to rest on the brake ring ( 19 ) and one side of the brake disc chamber ( 20 ) and that the other approach as a clamping flange ( 10 ) which is under the tension ( 98 ) the screw ( 4 ) against the other side of the brake disc chamber ( 20 ) is pressed.

Brake disc according to claim 6, characterized in that the shaft ( 46 ) of the clamping element ( 103 ) in the area of the guide groove ( 104 ) a cross slot ( 96 ) which has the clamping flange ( 10 ) of the clamping element ( 103 ) designed to be tiltable at an angle perpendicular to the longitudinal extent.