DE19637482A1 - Bremsscheibe für eine Motorrad-Scheibenbremsanlage - Google Patents
Bremsscheibe für eine Motorrad-ScheibenbremsanlageInfo
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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 (5)
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.
Priority Applications (1)
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DE1996137482 DE19637482C2 (de) | 1996-09-14 | 1996-09-14 | Bremsscheibe für eine Motorrad-Scheibenbremsanlage |
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ID=7805625
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