DE19948008B4

DE19948008B4 - brake disc

Info

Publication number: DE19948008B4
Application number: DE1999148008
Authority: DE
Inventors: Hans Walter Müller; Martin Westerwald
Original assignee: Continental Teves AG and Co OHG; Buderus Guss GmbH
Current assignee: Continental Teves AG and Co OHG; Buderus Guss GmbH
Priority date: 1999-10-06
Filing date: 1999-10-06
Publication date: 2004-08-12
Anticipated expiration: 2019-10-07
Also published as: DE19948008A1

Abstract

Einstückig gegossene Bremsscheibe aus Gusseisen für Scheibenbremsen von Fahrzeugen, mit einem Scheibentopf, einem mit dem Scheibentopf verbundenen Reibring mit zwei gegenüberliegenden Reibflächen sowie einer kreisringförmigen Anbindung an den Scheibentopf am Innenumfang des Reibringes, wobei der Reibring (3) an mindestens einer Stelle in radialer Richtung, unter Beibehaltung der Anbindung (2) des Reibringes (3) an den Scheibentopf (1) und der äußeren Gestalt des Reibringes (3), mit einer Trennfuge (6) versehen wird, dadurch gekennzeichnet, dass dazu Sollbruchstellen (5) auf dem Außenumfang des Reibringes (3) sowie im Bereich der Anbindung (2) von Reibring (3) und Scheibentopf (1) als Durchbrechungen (7) eingeformt sind.One-piece cast brake disc made of cast iron for vehicle disc brakes, with a disc cup, a friction ring connected to the disc cup with two opposing friction surfaces and an annular connection to the disc cup on the inner circumference of the friction ring, the friction ring (3) at least at one point in the radial direction, while maintaining the connection (2) of the friction ring (3) to the disc cup (1) and the outer shape of the friction ring (3), is provided with a joint (6), characterized in that predetermined breaking points (5) on the outer circumference of the Friction rings (3) and in the area of the connection (2) of the friction ring (3) and the disk cup (1) are formed as openings (7).

Description

Die Erfindung betrifft eine Bremsscheibe nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.The invention relates to a brake disc the preamble of claim 1.

Einstückige Bremsscheiben aus Gusseisen werden bei Scheibenbremsen von Fahrzeugen eingesetzt. Sie bestehen aus einem Scheibentopf und einem angegossenen Reibring mit zwei gegenüberliegenden Reibflächen.One-piece brake discs are made of cast iron used in vehicle disc brakes. they consist of a disc pot and a cast-on friction ring with two opposite Friction surfaces.

Bremsscheiben können quietschen und sich durch die Einflüsse von Kraft und Temperatur unter Belastung beim Bremsvorgang verformen. Dies führt zu Komforteinbußen durch auftretende Brummgeräusche oder Rubbeln. Ursachen für Quietschgeräusche sind die Eigenfrequenzen der Einzelteile und des Systems, deren Lage sowie die Dämpfung des Gesamtsystems. Unterschieden wird bei einem Körper zwischen der inneren, werkstoffabhängigen Dämpfung und der äußeren Dämpfung, welche von der Geometrie bestimmt wird. Beispielsweise gehört die sogenannte Fugendämpfung zur äußeren Dämpfung. Eine Verschiebung der Frequenzen oder Veränderung der Dämpfung führt zur Verstimmung des Systems.Brake discs can squeak and get through the influences deforming force and temperature under load during braking. this leads to loss of comfort due to humming noises or scratching. Reasons for There are squeaking noises the natural frequencies of the individual parts and the system, their location as well as damping of the overall system. A distinction is made between a body the inner, material-dependent damping and external damping, which is determined by the geometry. For example, the so-called joint damping for external damping. A Shifting the frequencies or changing the damping leads to Upset the system.

Aus der EP 0 636 217 B1 ist eine innenbelüftete Bremsscheibe bekannt, welche im wesentlichen aus zwei halbkreisförmigen Teilen besteht. Dabei sind in einer einstückigen, ringscheibenförmigen Bremsscheibe zwei Trennzonen vorgesehen, um die Bremsscheibe in zwei halbkreisförmige Teile auseinanderzubrechen. In jeder Trennzone ist eine diese übergreifende Befestigungsvorrichtung ausgebildet. Außerdem ist es bei Schienenfahrzeugen üblich, Bremsscheiben aus zwei halbkreisförmigen Teilen bei der Montage auf einer Welle zusammenzusetzen. Dabei wird jede Hälfte für sich separat hergestellt und die Stoßflächen müssen mit Zentrierungen sehr genau aneinander angepaßt werden, um übermäßigen Verschleiß der Bremsbeläge zu vermeiden. Die DE 40 41 010 A1 offenbart eine Bremsscheibe, bei der ein Rotor bzw. Reibring mit Schlitzen unterteilt ist, um ein Quietschen zu verhindern. Einerseits bleibt die Bremsscheibe als Einheit zusammen und ist lediglich im Scheiben topf und Reibring durch den sich über weite Bereiche erstreckenden Schlitz geschwächt. Andererseits kann der Reibring auch vollständig unterteilt sein und wird mit Hilfe von Stahlstücken oder über eine Passung aus Einzelteilen zusammengesetzt. Weiterhin sind aus Einzelteilen aufgebaute Bremsscheiben für den Einsatz bei Motorrädern bekannt, welche aus einem Reibring mit mehreren Stahlsegmenten bestehen. Diese sind beabstandet auf dem Umfang angeordnet und jeweils mit speziellen dämpfenden Befestigungselementen an ihrem Innendurchmesser mit einer Nabe verbunden.From the EP 0 636 217 B1 an internally ventilated brake disc is known, which consists essentially of two semicircular parts. Two separation zones are provided in a one-piece, annular disk-shaped brake disk in order to break the brake disk apart into two semicircular parts. A fastening device spanning these is formed in each separation zone. In addition, it is common in rail vehicles to assemble brake disks from two semicircular parts when mounting them on a shaft. Each half is made separately and the abutting surfaces have to be adjusted very precisely to each other with centering to avoid excessive wear of the brake pads. The DE 40 41 010 A1 discloses a brake disc in which a rotor or friction ring is divided with slots to prevent squeaking. On the one hand, the brake disc remains together as a unit and is only weakened in the disc cup and friction ring by the slot which extends over wide areas. On the other hand, the friction ring can also be completely subdivided and is assembled from individual parts using steel pieces or a fit. Furthermore, brake discs constructed from individual parts for use in motorcycles are known, which consist of a friction ring with several steel segments. These are spaced apart on the circumference and each connected to a hub with special damping fastening elements on their inner diameter.

Die DE 298 01 983 U1 offenbart eine Bremsscheibe für Schienenfahrzeuge mit Rillen als Rissstopper in den Reibflächen. Diese Rillen verlaufen mit einem Abstand zum Innen- und Außenrand des Scheibenkörpers in Umfangsrichtung. Deren Tiefe ist so bemessen, dass ein radiales Durchschlagen von zwischen den Rillen sich bildenden Rissen unterbunden wird.The DE 298 01 983 U1 discloses a brake disc for rail vehicles with grooves as a crack stop in the friction surfaces. These grooves run at a distance from the inner and outer edges of the disk body in the circumferential direction. Their depth is such that radial cracking through of cracks formed between the grooves is prevented.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einstückigen Bremsscheiben aus Gusseisen für Scheibenbremsen von Fahrzeugen das Dämpfungs- und Verformungsverhalten zu optimieren.The invention is based on the object one-piece Cast iron brake discs for disc brakes of vehicles the damping and Optimize deformation behavior.

Erfindungsgemäß wurde dies mit den Merkmalen des Patentanspruches 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind den Unteransprüchen zu entnehmen.This was according to the invention with the features of claim 1 solved. Advantageous further developments can be found in the subclaims.

Die Bremsscheibe weist mindestens eine in radialer Richtung verlaufende Trennfuge im Reibring auf, welche durch Auseinanderbrechen unter Beibehaltung der Anbindung des Reibringes an den Scheibentopf erzeugt wird. Im Reibring sind Sollbruchstellen und im Bereich der Anbindung von Reibring und Scheibentopf Durchbrechungen eingeformt. Von diesen gehen die Trennfugen aus und verlaufen im Reibring radial nach außen. Die Anzahl der Durchbrechungen entspricht mindestens der Anzahl der Trennfugen. Im wesentlichen sind die Sollbruchstellen vertikal zu den Reibflächen angebracht und befinden sich vorzugsweise auf dem Außenumfang des Reibringes und/oder an den Durchbrechungen. Ergänzend dazu können Sollbruchstellen auf mindestens einer Seite des Reibringes im Bereich der Reibflächen eingeformt sein. Nach dem Auseinanderbrechen des Reibringes bleibt die äußere Gestalt der Bremsscheibe erhalten, denn die entstandenen Segmente am Reibring werden über die kreisringförmige Anbindung zusammengehalten.The brake disc has at least a radial joint in the friction ring, which by breaking apart while maintaining the connection of the friction ring on the disc pot is generated. In the friction ring Predetermined breaking points and in the area of the connection of the friction ring and the disc cup Openings molded in. The parting lines start from these and run radially outwards in the friction ring. The number of breakthroughs corresponds at least to the number of joints. Essentially the predetermined breaking points are attached and located vertically to the friction surfaces preferably on the outer circumference of the friction ring and / or on the openings. In addition to this can Predetermined breaking points on at least one side of the friction ring in the area the friction surfaces be molded. After the friction ring breaks apart, remains the outer shape the brake disc, because the resulting segments on the friction ring are about the circular connection held together.

Durch die erfindungsgemäße Gestaltung wird das Dämpfungsverhalten der Bremsscheibe wesentlich verbessert. Insbesondere auf die äußere Dämpfung haben die ringsum entstehenden Trennfugen im Reibring einen wesentlichen Einfluss und erhöhen diese. Das Sys tem wird mit einfachen Maßnahmen so verändert, dass es weit von der Quietschfrequenz entfernt liegt. Die erzeugten Segmente am Reibring sind nicht nur schwingungstechnisch voneinander entkoppelt, sondern zeigen auch ein günstigeres Verformungsverhalten bei hohen thermischen Belastungen. Durch die Trennfugen fallen Schirmung und Welligkeit der Bremsscheibe gegenüber dem herkömmlichen Aufbau deutlich geringer aus. Umfangskräfte können durch die Stützwirkung an den Trennfugen, zusätzlich zur Anbindung, übertragen werden, weil an den Bruchstellen die feinen Strukturen der gegenüberliegenden Bruchflächen ineinandergreifen.Through the design according to the invention the damping behavior the brake disc significantly improved. Have particular attention to the external damping the all-around separating joints in the friction ring are essential Influence and increase this. The system is changed with simple measures so that it is far from the squeak frequency. The segments generated on the friction ring are not only decoupled from each other in terms of vibration technology, but also show a cheaper one Deformation behavior at high thermal loads. Through the Separation joints eliminate the shielding and ripple of the brake disc compared to the conventional one Structure significantly less. Circumferential forces can be caused by the support effect at the parting lines, in addition for connection, are transmitted, because the fine structures of the opposite at the break points fracture surfaces mesh.

Die Einstückigkeit der Bremsscheibe bleibt erhalten, so dass keine besonderen Fertigungsverfahren oder zusätzliche Verbindungsteile mit entsprechendem Montageaufwand zur Anwendung kommen. Das Einbringen aller Sollbruchstellen erfolgt beim Gießvorgang und es ist keine spezielle mechanische Bearbeitung notwendig. Auch die Durchbrechungen können leicht eingegossen werden. Sie sind wichtig, um eine Rissfortpflanzung zum Scheibentopf nach innen bzw. eine von der Trennfuge ausgehende Kerbwirkung mit Spannungsspitzen zu verhindern. Anordnungen der Durchbrechungen im Innenbereich des Reibringes, ausschließlich auf der kreisringförmigen Anbindung oder mit Erstreckung in beide Zonen sind möglich. Es können mehrere Durchbrechungen und/oder Sollbruchstellen an einer Bremsscheibe vorgesehen werden. Erzeugt werden dann Trennfugen bzw. Brüche nur nach Bedarf, beispielsweise in Abstimmung mit den übrigen Bestandteilen des Bremssystems bzw. dem Einsatzzweck.The one-piece design of the brake disc is retained, so that no special manufacturing processes or additional connecting parts correspond appropriate installation effort. All predetermined breaking points are introduced during the casting process and no special mechanical processing is necessary. The openings can also be poured in easily. They are important in order to prevent crack propagation to the inside of the window pan or to prevent a notch effect from the parting line with stress peaks. Arrangements of the openings in the interior of the friction ring, only on the circular connection or with an extension into both zones are possible. Several openings and / or predetermined breaking points can be provided on a brake disc. Joints or fractures are then only generated as required, for example in coordination with the other components of the braking system or the intended use.

Die Zeichnung stellt ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dar und zeigt in einer einzigen Figur eine Bremsscheibe.The drawing represents an embodiment of the Invention represents and shows a brake disc in a single figure.

Die einstückige Bremsscheibe besteht aus einem Scheibentopf 1 und einem über die Anbindung 2 angegossenen Reibring 3 mit zwei gegenüberliegenden Reibflächen 4. Am Reibring 3 befinden sich Sollbruchstellen 5, um diesen in radialer Richtung in Segmente auseinander zu brechen und mit Trennfugen 6 zu versehen. Gleichzeitig werden die dabei entstehenden Segmente noch über die Anbindung 2 in ihrer Lage gehalten.The one-piece brake disc consists of a disc cup 1 and one about the connection 2 molded friction ring 3 with two opposing friction surfaces 4 , On the friction ring 3 there are predetermined breaking points 5 in order to break them apart into segments in the radial direction and with parting lines 6 to provide. At the same time, the resulting segments are still connected 2 held in place.

Durchbrechungen 7 sind im Bereich der Anbindung 2 eingeformt und dienen jeweils als Ausgangpunkt für eine radial verlaufende Trennfuge 6. Die Sollbruchstellen 5 sind bei der dargestellten Ausführung auf dem Außenumfang des Reibringes 3 und an den Durchbrechungen 7 als Einkerbungen angebracht.perforations 7 are in the area of connection 2 molded and serve as the starting point for a radial joint 6 , The predetermined breaking points 5 are in the embodiment shown on the outer circumference of the friction ring 3 and the breakthroughs 7 attached as notches.

Claims

One-piece cast brake disc made of cast iron for vehicle disc brakes, with a disc cup, a friction ring connected to the disc cup with two opposing friction surfaces and a circular connection to the disc cup on the inner circumference of the friction ring, the friction ring ( 3 ) at least at one point in the radial direction, while maintaining the connection ( 2 ) of the friction ring ( 3 ) to the disc pot ( 1 ) and the outer shape of the friction ring ( 3 ), with a parting line ( 6 ), characterized in that predetermined breaking points ( 5 ) on the outer circumference of the friction ring ( 3 ) as well as in the area of the connection ( 2 ) from friction ring ( 3 ) and disc pot ( 1 ) as openings ( 7 ) are molded.

Brake disc according to claim 1, characterized in that the parting lines ( 6 ), based on the breakthroughs ( 7 ), in the friction ring ( 3 ) run radially outwards and the number of openings ( 7 ) at least the number of parting lines ( 6 ) corresponds.

Brake disc according to claims 1 and 2, characterized in that the predetermined breaking points ( 5 ) essentially vertical to the friction surfaces ( 3 ) are attached.

Brake disc according to claims 1 to 3, characterized in that predetermined breaking points ( 5 ) on at least one side of the friction ring ( 3 ) in the area of the friction surfaces ( 4 ) are molded.

Brake disc according to claims 1 to 4, characterized in that the radial separating joints ( 6 ) on the friction ring ( 3 ) the external damping is influenced.