DE19637482A1

DE19637482A1 - Bremsscheibe für eine Motorrad-Scheibenbremsanlage

Info

Publication number: DE19637482A1
Application number: DE1996137482
Authority: DE
Inventors: Wilhelm Dipl Ing Heubner; Bernhard Dipl Ing Fischenich; Karl Heinz Ing Grad Selzer; Herbert Ing Grad Diederichs
Original assignee: Fahrzeugtechnik Ebern 96106 Ebern De GmbH; Selzer Fertigungstechnik & Co 35759 Driedorf De GmbH; EBERN FAHRZEUGTECH GmbH; Selzer Fertigungstechnik GmbH and Co KG
Current assignee: FTE Automotive GmbH; Selzer Fertigungstechnik GmbH and Co KG
Priority date: 1996-09-14
Filing date: 1996-09-14
Publication date: 1998-03-19
Anticipated expiration: 2016-09-15
Also published as: DE19637482C2

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Bremsscheibe für eine Scheibenbremsanlage eines mit ABS ausgerüsteten Motorrads, ent sprechend dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Eine derartige bekannte Bremsscheibe für ein Fahrzeugrad (DE-OS 15 55 193) ist an einem der Befestigung an der Radnabe dienen den Scheibentopf angeordnet und ist entsprechend der in den Zeichnungen dargestellten Konstruktion zusammen mit dem Schei bentopf einteilig aus Grauguß gegossen. Grauguß mit hohem Koh lenstoffgehalt ist im Hinblick auf die an Bremsscheiben auftre tenden hohen Betriebstemperaturen und mechanischen Belastungen in der Tat ein gut geeigneter Werkstoff. Bei der bekannten Bremsscheibe sind die den Sensor- oder Impulsring bildenden Elemente als Außenverzahnungen ausgebildet, die sich bei einem Ausführungsbeispiel (Fig. 3, 4) in der äußeren Umfangskante der Bremsscheibe und bei einem anderen Ausführungsbeispiel (Fig. 5, 6) in einer radial von dem Befestigungsflansch des Scheibentop fes nach außen vorstehenden Ringlippe befinden.

Wegen der Materialeigenschaften von Grauguß sind bei beiden Ausführungsbeispielen die als Außenverzahnungen ausgebildeten Erhöhungen und Vertiefungen in einem unwirtschaftlichen Bear beitungsvorgang spangebend nachzuarbeiten. Ein weiterer Nach teil der bekannten Bremsscheibe besteht darin, daß die beim Bremsen entstehenden hohen Temperaturen der Bremsscheibe, die zu einer entsprechenden Erwärmung auch der als Außenverzahnun gen ausgebildeten Erhöhungen und Vertiefungen führen, den Curie-Punkt (<768°C) überschreiten können, so daß die ferro magnetischen Eigenschaften des Werkstoffs verlorengehen und die Funktion der ABS-Anlage nicht mehr gewährleistet ist. Es tritt noch hinzu, daß radial außen an der Bremsscheibe angeordnete Außenverzahnungen einen unerwünscht großen radialen Abstand der mit den Verzahnungen zusammenwirkenden Drehzahlerfassungssenso ren von der Drehachse erforderlich machen, was der Forderung nach einer möglichst kompakten Bauweise zuwiderläuft.

Wegen der bei Grauguß unvermeidbaren Korrosionsanfälligkeit der Bremsscheiben hat man solche Bremsscheiben auch schon aus le gierten, nichtrostenden Werkstoffen hergestellt. Zur Drehzahl erfassung wurden zusätzliche Impulsräder aus Tiefziehblech mit guter magnetischer Permeabilität am Rad angebracht, um eine unerwünschte Erwärmung und damit eine Herabsetzung der magneti schen Permeabilität beim Bremsvorgang auszuschließen. Diese Im pulsräder sind aber ein zusätzliches Teil, welches die Ferti gung verteuert und den Forderungen nach einer möglichst einfa chen konstruktiven Ausbildung der Scheibenbremsanlage nicht entspricht.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Bremsscheibe der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebe nen Art bereitzustellen, die eine kompakte, einfache Bauweise und den Einsatz legierter, nichtrostender Werkstoffe guter Duk tilität ermöglicht, ohne daß die beim Bremsen entstehende Wärme die Funktion des integrierten Sensor- oder Impulsrings beein trächtigen kann.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Pa tentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfin dung gehen aus den Unteransprüchen hervor.

Durch die erfindungsgemäße Anordnung des von den Erhöhungen und Vertiefungen gebildeten Sensor- oder Impulsrings im Umfangsbe reich der Zentralausnehmung der Bremsscheibe wird eine kompakte Bauweise erzielt, welche einen geringen radialen Abstand der Drehzahlerfassungssensoren von der Drehachse ermöglicht. Zu gleich wird die Verwendung legierter, nichtrostender Werkstoffe vergleichsweise geringer magnetischer Permeabilität ermöglicht, weil durch die erfindungsgemäßen Maßnahmen zur Herabsetzung des Wärmeflusses zwischen dem bremsaktiven Reibringbereich und dem Bereich des Sensor- oder Impulsrings der Bremsscheibe sicherge stellt wird, daß die Funktion des Sensor- oder Impulsrings nicht durch übermäßige Erwärmung desselben beim Bremsvorgang beeinträchtigt werden kann. Außerdem wird der Sensor- oder Impulsring in einem Bereich der Bremsscheibe gebildet, der sonst Stanzabfall war.

Wie Anspruch 2 verdeutlicht, ist die Anbringung der Erhöhungen und Vertiefungen als eine über die volle Materialdicke der Bremsscheibe durchgeführte Verzahnung nicht erforderlich; es reicht die einseitige Anbringung. Dabei können die Erhöhungen und Vertiefungen durch spangebende Bearbeitung hergestellt wer den, jedoch erlaubt die Duktilität des verwendeten Werkstoffs vorzugsweise das einseitige Anbringen durch Prägen oder Drücken mit ggf. anschließender Planbearbeitung der gegenüberliegenden anderen Ringfläche.

Der Befestigung der Bremsscheibe an der Radnabe dienen entspre chend Anspruch 3 zwischen dem als Sensor- oder Impulsring aus gebildeten inneren Umfangsrandbereich und dem Reibringbereich auf einem Lochkreis vorgesehene Befestigungsbohrungen. Auf diese Weise wird nicht nur eine kompakte Bauweise der Brems scheibe erzielt, weil der innerhalb des Lochkreises befindliche Sensor- oder Impulsring keine Durchmesservergrößerung der Bremsscheibe erforderlich macht, sondern die durch die Befesti gungsbohrungen geführten Radbefestigungsbolzen leiten auch ei nen Teil der beim Bremsvorgang entstehenden Wärme ab, bevor diese den Sensor- oder Impulsring erreicht.

Eine erhebliche Herabsetzung des Wärmeflusses zwischen dem den Sensor- oder Impulsring aufweisenden inneren Umfangsrandbereich und dem Reibringbereich wird durch die Maßnahmen des Anspruchs 4 erreicht, weil innerhalb der wärmeleitenden speichenartigen Stege, welche den Wärmefluß ohnehin beschränken, zusätzlich noch eine Wärmeableitung durch die Radbefestigungsbolzen er folgt.

Hierbei ist es für die Übertragung des Bremsmoments von dem Reibringbereich auf die Radnabe von Vorteil, wenn die speichen artigen Stege eine Ausrichtung gemäß Anspruch 5 erfahren.

Weitere Einzelheiten der Erfindung werden nachfolgend anhand der Ausführungsbeispiele darstellenden Zeichnungen näher erläu tert. Darin zeigt:

Fig. 1 die Außenansicht einer Bremsscheibe entsprechend einem ersten Ausführungsbeispiel,

Fig. 2 den Schnitt durch die Bremsscheibe gemäß der Schnittverlaufslinie II-II in Fig. 1, jedoch ergänzt durch eines der Lenkgabelenden, die Steckachse und den Sensorhalter mit Sensor,

Fig. 3 den abgebrochenen Schnitt durch den Sensorring der Bremsscheibe gemäß der Linie III-III in Fig. 1,

Fig. 4 die abgebrochene Außenansicht einer Bremsscheibe entsprechend einem zweiten Ausführungsbeispiel,

Fig. 5 den abgebrochenen Schnitt durch die Bremsscheibe gemäß der Linie V-V in Fig. 4,

Fig. 6 den abgebrochenen Schnitt durch die Bremsscheibe gemäß der Linie VI-VI in Fig. 4,

Fig. 7 die abgebrochene Außenansicht einer Bremsscheibe entsprechend einem dritten Ausführungsbeispiel, ähnlich Fig. 4,

Fig. 8 den abgebrochenen Schnitt durch die Bremsscheibe gemäß der Linie VIII-VIII in Fig. 7,

Fig. 9 den abgebrochenen Schnitt durch die Bremsscheibe gemäß der Linie IX-IX in Fig. 7,

Fig. 10 einen der Fig. 3 ähnlichen abgebrochenen Schnitt durch den Sensorring, jedoch mit abweichend ge stalteten Erhöhungen und Vertiefungen und

Fig. 11A und 11B zwei abgebrochene Radialschnitte durch den Sensorring entsprechend der Linie XI-XI in Fig. 4 in zwei alternativen Ausbildungen der Erhöhungen und Ver tiefungen.

Die aus den Fig. 1 und 2 ersichtliche kreisringförmige Brems scheibe 1 des ersten Ausführungsbeispiels, die - wie auch die Bremsscheiben der anderen Ausführungsbeispiele - aus einer Platte aus einem legierten, nichtrostenden Stahl guter magneti scher Permeabilität durch Stanzen oder Feinschneiden ausge schnitten ist, besitzt eine Zentralausnehmung 2, einen brems aktiven äußeren Reibringbereich 3 für den Angriff der (nicht dargestellten) Bremszange und einen davon radial beabstandeten Sensor- oder Impulsring für die Drehzahlerfassung. Dieser ist aus mit der Bremsscheibe 1 einteiligen Erhöhungen 4 und Vertie fungen 5 gebildet, die alternierend und in gleichbleibenden Bo genabständen kreisringförmig im Umfangsrandbereich der mit der Drehachse 6 konzentrischen Zentralausnehmung 2 angeordnet sind.

Zur Befestigung der Bremsscheibe 1 ist ein zwischen dem die Er höhungen 4 und Vertiefungen 5 aufweisenden Umfangsrandbereich und dem Reibringbereich 3 und konzentrisch mit diesen beiden Bereichen angeordneter Lochkreis mit gleichmäßig beabstandeten Befestigungsbohrungen 7 vorgesehen. Die Befestigungsbohrungen 7 dienen dem Durchtritt der Radbefestigungsbolzen (nicht darge stellt), die in den (nicht dargestellten) Radnabenflansch ein geschraubt sind.

Zwischen dem die Erhöhungen 4 und Vertiefungen 5 aufweisenden Umfangsrandbereich und dem bremsaktiven Reibringbereich 3 sind auch den Wärmefluß zwischen diesen beiden Bereichen herabset zende Durchbrüche 8 in gleichmäßiger Umfangsverteilung in der Bremsscheibe 1 vorgesehen. Die Durchbrüche 8 gehen durch die volle Materialdicke der Bremsscheibe 1 durch und weisen im er sten Ausführungsbeispiel eine eigenartige unsymmetrische Form auf. Zwischen den Durchbrüchen 8 sind speichenartige Stege 9 gebildet, welche den Reibringbereich 3 mit dem die Erhöhungen 4 und die Vertiefungen 5 aufweisenden Umfangsrandbereich verbin den. Die Befestigungsbohrungen 7 sind durch die Stege 9 ge führt, und zwar so, daß sie an den inneren Enden der Stege 9 angebracht sind. Beim Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 und 2 sind die Stege 9 mit ihren äußeren Bereichen etwa tangential zum Lochkreis der Befestigungsbohrungen 7 gerichtet, wie Fig. 1 verdeutlicht. Der sich beim Bremsvorgang durch die dabei unver meidbar eintretende Erhitzung der Bremsscheibe einstellende me tallische Wärmefluß kann nur über die speichenartigen Stege 9, d. h. über eine sehr erheblich reduzierte Querschnittsfläche, nach innen fließen, wobei die Radbefestigungsbolzen einen er heblichen Teil der Wärme zur Radnabe hin ableiten, so daß im Ergebnis auch bei einem längeren Bremsvorgang der aus den Erhö hungen 4 und den Vertiefungen 5 gebildete Sensor- oder Impuls ring sich nur so unwesentlich erwärmt, daß er seine magneti schen Eigenschaften nicht verliert.

Aus Fig. 2 sind noch in abgebrochener Darstellungsweise ein En de der Lenkgabel 10, ein daran angebrachter Sensorhalter 11, ein daran lösbar befestigter Sensor 12 und eine an der Lenkga bel 10 angebrachte Steckachse 13 ersichtlich. Der Sensor 12 steht dem Sensor- oder Impulsring berührungsfrei gegenüber. Der Wirkungsmechanismus dieser Drehzahlerfassung ist an sich be kannt und bildet keinen Teil der vorliegenden Erfindung, so daß auf eine nähere Erläuterung verzichtet wird.

Bei dem zweiten Ausführungsbeispiel gemäß den Fig. 4 bis 6 und dem dritten Ausführungsbeispiel gemäß den Fig. 7 bis 9 sind Bremsscheiben 1′ bzw. 1′′ vorgesehen, die in ihrem grundsätzli chen Aufbau derjenigen des schon beschriebenen ersten Ausfüh rungsbeispiels entsprechen. Hierbei sind die den Wärmefluß her absetzenden Durchbrüche 8′ wiederum in gleichmäßiger Umfangs verteilung vorgesehen, besitzen jedoch die geometrisch gleich förmige Formgebung gebogener Langlöcher. Zwischen jeweils zwei benachbarten Durchbrüchen 8′ befinden sich speichenartige ra dial gerichtete Stege 9′ bzw. 9′′. Die Stege 9′ und 9′′ des zweiten und dritten Ausführungsbeispiels unterscheiden sich durch ihre unterschiedliche Materialdicke. Während die Stege 9′ im wesentlichen dieselbe Materialdicke aufweisen wie der Reib ringbereich 3 der Bremsscheibe 1′, sind die Stege 9′′ über ihre gesamte radiale Erstreckung mit geringerer Dicke als der Reib ringbereich 3 der Bremsscheibe 1′′ ausgebildet, so daß sich im Bereich der Stege 9′′ Materialverdünnungen befinden, welche den Wärmefluß zusätzlich herabsetzen. Bei dem zweiten Ausführungs beispiel beginnt dagegen die Materialverdünnung an den inneren Enden der Stege 9′, wie die Fig. 4 und 5 verdeutlichen. Hier durch wird für die Herabsetzung des Wärmeflusses ein ähnlicher Effekt erzeugt. Sowohl bei dem zweiten Ausführungsbeispiel als auch bei dem dritten Ausführungsbeispiel befinden sich die Be festigungsbohrungen für die Radbefestigungsbolzen 14 in den Stegen 9′ bzw. 9′′, so daß auch bei diesen Ausführungsbeispie len ein Teil der beim Bremsvorgang entstandenen Wärme durch me tallische Wärmeleitung in Richtung der Radnabe abgeführt wird. In den Fig. 4 bis 9 ist der Nabenflansch 15, in welchen die Radbefestigungsbolzen 14 eingeschraubt sind, abgebrochen darge stellt.

Die Erhöhungen 4 und die Vertiefungen 5 können bei allen Aus führungsbeispielen durch Zerspanen des Werkstoffs der Brems scheibe 1 angebracht sein, beispielsweise durch Fräsen. In die sem Falle muß die den Erhöhungen 4 und Vertiefungen 5 gegen überliegende Ringfläche auf der anderen Seite der Bremsscheibe nicht zur Bildung einer Planfläche nachgearbeitet werden. Wer den dagegen die Erhöhungen und Vertiefungen durch Prägen oder Drücken erzeugt, so entstehen auf der gegenüberliegenden Ring fläche auf der anderen Seite der Bremsscheibe im Bereich der Vertiefungen 5 Herausdrückungen, die durch Planbearbeitung die ser Bremsscheibenseite zu entfernen sind.

Die im Querschnitt verzahnungsähnlichen Erhöhungen 4 und Ver tiefungen 5 können eine unterschiedliche Ausbildung erfahren, wie Fig. 3 und 10 verdeutlichen. Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 3 sind die Seitenflächen der Erhöhungen 4, d. h. die Zahn flanken, nach außen konvergierend geneigt, während bei der Aus führungsform gemäß Fig. 10 die Seitenflächen der Erhöhungen 4, d. h. die Zahnflanken, etwa parallel zueinander verlaufen. Die Vertiefungen 5 können so ausgebildet sein, daß ihre Grundflä chen parallel zur benachbarten Scheibenfläche verlaufen, wie Fig. 11A zeigt, oder ihre Grundflächen können eine konkave Form aufweisen, wie in Fig. 11B gezeigt ist.

Claims

1. Bremsscheibe für eine Scheibenbremsanlage eines mit ABS ausgerüsteten Motorrads, mit rings um die Drehachse (6) der Bremsscheibe (1, 1′, 1′′) angeordneten, aus dem ferromagneti schen Werkstoff der Bremsscheibe einteilig damit gebildeten und alternierend vorgesehenen Erhöhungen (4) und Vertiefungen (5), die unter Bildung eines radial von dem bremsaktiven Reibringbe reich (3) beabstandeten Sensor- oder Impulsringes für die Drehzahlerfassung in gleichbleibenden Bogenabständen angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Erhöhungen (4) und Vertiefungen (5) im Umfangsrandbereich der mit der Drehachse (6) konzentrischen Zentralausnehmung (2) der Bremsscheibe (1, 1′, 1′′) angeordnet sind, und daß zwischen dem die Erhöhungen (4) und Vertiefungen (5) aufweisenden Umfangsrandbereich und dem bremsaktiven Reibringbereich (3) der Bremsscheibe (1, 1′, 1′′) den Wärmefluß zwischen diesen beiden Bereichen herabset zende Durchbrüche (8, 8′) und/oder Materialverdünnungen in bzw. an der Bremsscheibe in gleichmäßiger Umfangsverteilung vorgesehen sind.

2. Bremsscheibe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Erhöhungen (4) und Vertiefungen (5) im Umfangsrandbereich nur an einer Ringfläche der Bremsscheibe (1, 1′, 1′′) vorgese hen sind, während die gegenüberliegende Ringfläche im Umfangs randbereich plan ausgebildet ist.

3. Bremsscheibe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich net, daß zur Befestigung der Bremsscheibe (1, 1′, 1′′) ein zwi schen dem die Erhöhungen (4) und Vertiefungen (5) aufweisenden Umfangsrandbereich und dem Reibringbereich (3) und konzentrisch mit diesen beiden Bereichen angeordneter Lochkreis von Befe stigungsbohrungen (7) vorgesehen ist.

4. Bremsscheibe nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch ge kennzeichnet, daß zwischen den Durchbrüchen (8, 8′) speichenar tige Stege (9, 9′) gebildet sind, welche den Reibringbereich (3) mit dem die Erhöhungen (4) und Vertiefungen (5) aufweisen den Umfangsrandbereich verbinden, wobei die Befestigungsboh rungen (7) durch die Stege geführt sind.

5. Bremsscheibe nach den Ansprüchen 3 und 4, dadurch gekenn zeichnet, daß die Befestigungsbohrungen (7) an den inneren En den der Stege (9) angebracht sind, wobei die Stege (9) mit ih ren äußeren Bereichen etwa tangential zum Lochkreis der Befe stigungsbohrungen (7) gerichtet sind.