DE2110482A1

DE2110482A1 - Innenbelueftete Bremsscheibe

Info

Publication number: DE2110482A1
Application number: DE19712110482
Authority: DE
Inventors: Fritz Kaeumle; Erich Strehler
Original assignee: Dr Ing HCF Porsche AG
Current assignee: Dr Ing HCF Porsche AG
Priority date: 1971-03-05
Filing date: 1971-03-05
Publication date: 1972-09-14

Description

Innenbelüftete Bremsscheibe Die Erfindung betrifft eine innenbelüftete Bremsscheibe für Scheibenbremsen von Fahrzeugen, insbesondere von Kraftfahrzeugen.
Mit derartigen Bremsscheiben wird eine schnelle Abführung der durch die Bremsreibung auf den Reibflächen auftretenden Wärmemenge angestrebt.
Es ist bekannt, Bremsscheiben für Scheibenbremsen zu verwenden, die aus einer warmfesten Aluminiumlegierung mit radial gerichteten Luftschlitzen zwischen den Bremsflächen besteht, auf welchen eine Reibschicht aufgebracht ist (deutsches Gebrauchsmuster 1 965 088). Eine derart gefertigte Bremsscheibe genügt zwar den üblichen Ansprüchen, hat jedoch den Nachteil, daß die aufgetragene Reibschicht bei sehr hoch beanspruchten Scheibenbremsen alsbald abgenutzt ist. Dies ist einerseits auf die geringe Dicke der auf die Reibflächen aufgebrachten Reibschicht zurückzuführen; andererseits wird die Wärmeabfuhr an die die Luftschlitze durchströmende Kühlluft ungenügend, wenn die Wärme von einer gut wärmeleitenden Reibschicht zunächst auf einen schlechter wärmeleitenden Werkstoff des Bremsscheibenkörpers und dann erst an die innere Kühlluft abgegeben werden kann. Die Wärmeleitfähigkeit der Bremsscheibe kann sich noch weiter verschlechtern, wenn zwischen der Reibschicht und der eigentlichen Bremsscheibe ein Luftspalt oder eine weitere Werkstoffschicht vorgesehen ist. So ist eine innenbelüftete Bremsscheibe bekannt geworden, die aus zwei Teilen zusammengesetzt ist und aus einem einzelne Stege umfassenden Grundkörper und einer Deckscheibe besteht, die unter Vermittlung einer, der Haftverbindung dienenden, Zwischenschicht miteinander verbunden sind (deutsches Gebrauchsmuster 1 974 457). Die vorgeschlagene, fertigungstechnisch zwar vorteilhafte Zwischenschicht bedeutet eine weitere Verzögerung der Wärmeabgabe von der zugeordneten Reibschicht an die innere Kühlluft der Bremsscheibe. Bei Hochleistungsbremsen kann dieser Wärmestau zur Lösung der Verbindung, insbesondere einer Lötverbindung, führen.
Der Erfindung liegt demgegenüber die Aufgabe zugrunde, eine innenbelüftete Bremsscheibe zu schaffen, die sich durch leichtes Gewicht, geringen Herstellungsaufwand und insbesondere durch eine hohe thermische sowie mechanische Belastbarkeit auszeichnet.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Bremsscheibe aw zwei ringförmigen Reibscheiben und einem Grundkörper besteht, wobei die Reibscheiben durch Verbundguß mit dem aus Gußwerkstoff hergestellten Grundkörper verbunden sind. Eine vorzügliche Verbindung von hoher Festigkeit wird erzielt, wenn die Verbindung durch einen Verbundguß erfolgt, bei dem sich der Grundkörper mit einer durch Tauchen in ein Schmelzbad vorzugsweise des Werkstoffes des Grundkörpers auf die Reibscheiben aufgebrachte Legierungsschicht intermetallisch verbunden hat.
In vorteilhafter Weise erfolgt die Verbindung derart, daß der Grundkörper auf Jeder Scheibenseite Rippen oder Zapfen aufweist, die mit der zugeordneten Reibscheibe vergossen sind. Eine äußerst gleichmäßige Wärmeausdehnung ist gewährleistet, indem Jeder Rippe bzw. Zapfen auf der einen Scheibenseite des Grundkörpers ein freier Belüftungskanal auf der gegenüberliegenden Scheibenseite zugeordnet ist. Ein hoher Luftdurchsatz wird erzielt, wenn der Grundkörper nabensternförmig oder speichenradförmig ausgebildet ist und die Kühlluft eines Belüftungskanals die Innenseiten beider Reibscheiben bestreicht. In vorteilhafter Weise besteht der Grundkörper aus einem Leichtmetall und die Reibscheiben aus einem hochwarmfesten Metall. Eine vorzügliche Werkstoffwahl ist getroffen, wenn der Grundkörper aus Aluminium oder Magnesium oder deren Legierungen und die Reibscheiben aus Grauguß, Kupfer, Chrom oder Nickel oder deren Legierungen gefertigt sind.
Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, daß eine Bremsscheibe geschaffen ist, die durch ihr hohes Wärmeleitvermögen eine außerordentlich schnelle, innere Kühlung aufweist. Durch Wahl eines leichten und festen Werkstoffes für den Grundkörper und einen widerstandsfähigen und gut wärmeleitenden Werkstoff für die Reibscheiben wird eine dauerhafte, hoch belastbare Bremsscheibe geschaffen.
Die erfindungsgemäße Verbindung der Bremsscheibenteile erspart nachträglichen Montageaufwand sowie Energiekosten. Der Aufwand für eine Nachbearbeitung wird gesenkt, da sich durch die gleichmäßige bzw. gleichzeitige Wärmebelastung der Reibscheiben ein verminderter Verzug während des Verbindungsvorganges ergibt.
Die Erfindung ist im nachfolgend gezeigten Ausführungsbeispiel weiter erläutert. Im Rahmen der Erfindung sind eine Reihe von Ausführungsformen möglich, beispielsweise eine andere Formgebung des Grundkörpers und der Reibscheiben oder eine andere zweckmäßige Werkstoffpaarung.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Es zeigen Fig. 1 einen Querschnitt durch die Bremsscheibe für die Scheibenbremsanlage eines Kraftfahrzeuges, wobei in der oberen Zeichnungshälfte die Belüftungskanäle in den Grundkörper eingebracht sind, in der unteren Zeichnungshälfte die Belüftungskanäle mit Hilfe der Reibscheiben gebildet sind, Fig. 2 einen Querschnitt durch die Bremsscheibe nach der Linie II-II in der oberen Hälfte der Fig. 1, Fig. 3 einen Querschnitt durch die Bremsscheibe nach der Linie III-III in der unteren Hälfte der Fig0 1, Fig. 4 und 5 zeigen weitere h8Dildungen des Grundkörpers, mit der Bremsscheibe im Schnitt nach der Linie III-III der-Fig. 1.
Die Bremsscheibe besteht aus einem Gußkörper 1 aus Aluminium mit einem Befestigungsfianseh 2 zur Halterung an einem umlaufenden Teil einer nicht näher gezeigten Fahrzeugachse X-X. Der Gußkörper 1 weist am Umfang parallele Seitenflächen 3> 4 auf. Zwischen den Seitenflächen 3, 4 erstrecken sich im Gußkörper 1 in radialer Richtung Luftschlitze 5, die sich mit Stegen 6 abwechseln. An die Seitenflächen 3, 4 sind Reibscheiben 7, 8 angegossen0 Die Reibscheiben 7, sind aus Gußeisen und vor dem Vergießen durch Eintauchen in eine Schmelze aus Aluminium mit einer Überzugsschicht aus AlFe3 versehen worden.
Die Reibscheiben 7, 8 sind vor dem Gießen des Gußkörpers 1 in die Gußform eingelegt worden und haben sich während des Gießens des Gußkörpers 1 an ihren inneren Planseiten 9, 10 mit den Seitenflächen 3, 4 mit der intermetallischen Zwischenschicht verbunden In der unteren Zeichnungshälfte der Fig0 1 bzw. in den Figuren 3 bis 5 sind Ausführungsformen der Erfindung dargestellt.
Gleiche Teile sind mit gleichen Bezugszeichen, jedoch mit Indices versehen, In der Ausführung nach Fig0 3 bildet der Gußkörper 1' mit den Seitenflächen 3', 41angeformten Rippen 11 und den Planseiten 9', 10' der angegossenen Reibscheiben 7', 8' Luftschlftze 5', die sich mit Stegen 6' abwechseln0 In Fig. 4 bildet der Gußkörper 1" mit den Seitenflächen )", 4" angeformten Rippen 11' und den Planseiten 9", 10" der angegossenen Reibscheiben 7", 8" Luftschlitze 5", die über Stege 6" 1 versetzt zueinander angeordnet sind.
In Fig. 5 ist der Gußkörper 1"' speichenradförmig ausgebildet. Die Luftschlitze 5''' erstrecken sich zwischen den Planseiten 9"', 10"' der Reibscheiben 7"', 8"' und werden von den Stegen 6"' begrenzt, wobei die Seitenflächen 3''', )"', des Gußkörpers 1"' mit den Planseiten 9''', 10"' der Reibscheiben 7"', 8'v' vergossen sind.

Claims

Schut zrecht sansprüche

1. innenbeiuftete Bremsscheibe fur Scheibenbremsen von Fahrzeugen, insbesondere von Kraftfahrzeugen, dadurch gekennzeichnet, daß die Bremsscheibe aus zwei ringförmigen Reibscheiben (7, 7', 7'', 7''', 8, 8', 8'', 8''') und aus einem Grundkörper (1, 1', 1'', 1''') besteht, wobei die Ribscheiben (7, 7', 7'', 7''', 8, 8', 8'', 8''') durch Verbundguß mit dem aus Gußwerkstoff hergestellten Grundkörper (1> 1', 1'', 1''') verbunden sind.

2. Innenbelüftete Bremsscheibe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindung durch einen Verbundguß erfolgt, bei dem sich der Grundkörper (1> 10, 1'', 1''') mit einer durch Tauchen in ein Schmelzbad vorzugsweise des Werkstoffes des Grundkörpers (1, 1', 1'', 1''') auf die Reib-Scheiben 7, 7', 7'', 7''', 8, 8', 8'', 8''') aufgebrachte Legierungsschicht intermetallisch verbunden hat.

3. Innenbelüftete Bremsscheibe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Grundkörper (1', 1'') auf jeder Scheibenseite (31, 3'?, 4', 4'') Rippen (11, 11') oder Zapfen aufweist, die mit der zugeordneten Reibscheibe (7', 7'', 8', 8'') vergossen sind.

4. Innenbelüftete Bremsscheibe nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß Jede Rippe (11> 11') bzwO Zapfen auf dereinen Scheibenseite (311) des Grundkörpers (1'') ein freier Belüftungskanal (5'') auf der gegenüberliegenden Scheibenseite (4'') zugeordnet ist0

5. Innenbelüftete Bremsscheibe nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Grundkörper (1'e') nabensternförmig oder speichenradförmig ausgebildet ist und die Kühlluft Jedes einzelnen Belüftungskanals (5''') die Innenseiten (9''', 10''') beider Reibscheiben (7''', 8''') bestreicht.

6. Innenbelüftete Bremsscheibe nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Grundkörper (1, 1', 1''> 1''') aus einem Leichtmetall und die Reibscheiben (7, 7', 7'', 7''', 8, 8', 8'', 8''') aus einem hochwarmfesten Metall bestehen.

7. Innenbelüttete Bremsscheibe nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Grundkörper (1 1', 1'9, 1''') aus Aluminium oder Magnesium oder deren Legierungen und die Reibscheiben (7, 7', 7'', 7''', 8, 8', 8'', 8''') aus Grauguß, Kupfer, Chrom oder Nickel oder deren Legierungen gefertigt sind.