DE2942151A1 - Recessed hub for brake disc - has spaced teeth on periphery to which friction rings are brazed on opposite sides - Google Patents

Recessed hub for brake disc - has spaced teeth on periphery to which friction rings are brazed on opposite sides

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Abstract

The disc for brakes has a pot-shaped hub made of steel plate, which is firmly connected via an outer radial flange with at least one outer friction ring made of cast material. The hub (5) is connected to the friction ring by brazing. The joint strength is greater than that of the hub material. The radial flange (6) of the hub extends to within the vicinity of the peripheral edge of the friction ring (9) and around its whole circumference are outwardly directed teeth with equally spaced gaps between them. The friction ring or rings (9) are brazed on opposing sides of the radial flange (6).

Description

Bremsscheibe für ScheibenbremsenBrake disc for disc brakes

Die Erfindung betrifft eine Bremsscheibe für Scheibenbremsen mit einer topfförmigen Nabe aus Stahlblech, die mit einem äußeren radialen Flansch mit wenigstens einem äußeren Reibring aus einem Gußwerkstoff fest verbunden ist.The invention relates to a brake disc for disc brakes with a cup-shaped hub made of sheet steel, with an outer radial flange with at least is firmly connected to an outer friction ring made of a cast material.

Die Erfindung bezieht sich auf Reibringe in unbelüfteter und innenbelüfteter Ausführung.The invention relates to friction rings in unventilated and internally ventilated Execution.

Bremsscheiben für Scheibenbremsen in zweiteiliger oder mehrteiliger Ausführung sind bekannt. Kennzeichnend für diese Bremsscheiben ist, daß die Teile mit Hilfe zusätzlicher Befestigungsmittel, wie Schrauben, Nieten oder dergleichen, fest miteinander verbunden sind. Eine zweiteilig Bremsscheibe, bei der ein äußerer Reibring formschlüssig an einem radialen Flansch einer topfförmigen Nabe anliegt und mittels Schrauben befestigt ist, zeigt beispielsweise die DE-AS 2 101 428. Eine solche Bremsscheibe hat schwerwiegende Nachteile, die vor allem daraus resultieren, daß der Wärmeübergang vom Reibring zur Nabe an der Verbindungsstelle erschwert wird. Als Folge hiervon können sich unterschiedliche Wärmeausdehnungen der beiden Teile ergeben, die bei extremer Belastung zu Spannungsrißbildungen an dem aus einem Gußwerkstoff bestehenden Reibring führen können. Die unterscheidliche thermische Beanspruchung der miteinander verbundenen Teile bringt auch die Gefahr mit sich, daß die Verbindung oder zumindest einzelne Verbindungsmittel sich lockern, wodurch Geräusche hervorgerufen werden oder auch die Funktion der Scheibenbremse beeinträchtigt werden kann.Brake discs for disc brakes in two-part or multi-part Execution are known. A characteristic of these brake discs is that the parts with the help of additional fasteners such as screws, rivets or the like, are firmly connected to each other. A two-part brake disc with an outer Friction ring rests positively on a radial flange of a cup-shaped hub and is fastened by means of screws is shown, for example, in DE-AS 2 101 428. A Such a brake disc has serious disadvantages, which mainly result from that the heat transfer from the friction ring to the hub at the connection point is made more difficult. As a result, different thermal expansions of the two parts can occur result in the formation of stress cracks on the one made of a cast material under extreme loads existing friction ring can lead. The different thermal stress of the interconnected parts also brings with it the risk that the connection or at least individual fasteners loosen, causing noises or the function of the disc brake can be impaired.

Bei den bekannten mehrteiligen Bremsscheiben mit innenbelüfteten Reibscheiben kommt als weiterer Nachteil hinzu, daß der mit Belüftungskanälen versehene Reibring ein kernintensives Gußteil darstellt, welches Schwierigkeiten bei der Herstellung bereitet und in der Achsrichtung verhält- nismäßig viel Platz beansprucht.In the known multi-part brake disks with internally ventilated friction disks Another disadvantage is that the friction ring provided with ventilation channels is a core-intensive casting, which is difficult to manufacture prepares and behaves in the axial direction takes up a lot of space.

Die Erfindung will hier Abhilfe schaffen. Sie zielt darauf ab, eine mehrteilige Bremsscheibe in unbelüfteter und innenbelüfteter Ausführung zu schaffen, bei der die vorerwähnten Nachteile vermieden werden, d.h. keine Schwierigkeiten hinsichtlich der thermischen Belastung der miteinander verbundenen Teile auftreten und die dennoch einfacher und wesentlich kostengünstiger herstellbar ist, selbst in einer Ausführung mit innenbelüfteten Reibringen.The invention aims to remedy this. She aims to be a to create multi-part brake discs in non-ventilated and internally ventilated designs, in which the aforementioned disadvantages are avoided, i.e. no difficulties occur with regard to the thermal load of the interconnected parts and which is still easier and much cheaper to manufacture itself in a version with internally ventilated friction rings.

Diese Aufgabe wird bei einer Bremsscheibe der eingangs beschriebenen Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Nabe und der Reibring durch Hartlöten stoffschlüssig miteinander verbunden sind.In the case of a brake disk, this task is described at the outset Type solved according to the invention in that the hub and the friction ring by brazing are firmly connected to each other.

Vorzugsweise wird die Lötverbndung durch Hochtemperturlöten erzeugt, bei der mit Loten gearbeitet wird, deren Liquidustemperatur oberhalb 9000 C liegt.The soldered connection is preferably produced by high-temperature soldering, when working with solders whose liquidus temperature is above 9000 C.

Nach einer anderen Weiterbildung der Erfindung ist die Hartlötverbindung derart gestaltet, daß ihre Festigkeit größer ist als die Festigkeit der schwächsten Stelle der topfförmigen Nabe.According to another development of the invention, the brazed connection is designed so that their strength is greater than the strength of the weakest Place of the cup-shaped hub.

Die Erfindung bietet gegenüber den bekannten Verbindungsmethoden den entscheidenden Vorteil, daß zwischen dem äußeren Reibring und der inneren Nabe eine stoffschlüssige Verbindung besteht, die den Wärmeübergang zwischen dem Reibring aus einem Gußwerkstoff und der inneren Nabe aus Stahlblech nicht beeinträchtigt. Die Herstellung der Lötverbindung ist denkbar einfach. Die Verbindung der Teile erfolgt an aufeinanderliegenden ebenen Flächen, die bei der Herstellung keine Schwierigkeiten bereiten. Es entfallen darüber hinaus zusätzliche Bearbeitungsvorgänge, wie sie bei den bekannten mehrteiligen Bremsscheiben beispiels- weise zur Erzeugung der Befestigungsbohrungen und dergleichen notwendig sind.The invention offers the known connection methods decisive advantage that between the outer friction ring and the inner hub a there is a material connection that allows the heat transfer between the friction ring made of a cast material and the inner hub made of sheet steel not impaired. The production of the soldered connection is very simple. The connection of the parts takes place on flat surfaces lying on top of one another, which do not pose any difficulties during manufacture prepare. There are also no additional processing operations like them in the case of the well-known multi-part brake discs, for example wise to Generation of the mounting holes and the like are necessary.

Das Prinzip der Erfindung läßt sich unter gleichgünstigen Bedingungen auch bei der Herstellung von Bremsscheiben mit innenbelüfteten Reibringen ausnutzen. Eine solche Bremsscheibe, bei der an der topfförmigen Nabe zwei übereinstimirende äußere Reibringe befestigt sind, ist erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet, daß der radiale Flansch der Nabe sich bis in die Nähe der Umfangskante der Reibringe erstreckt und auf seinem gesamten Umfang nach außen gerichtete Zähne aufweist, zwischen denen Spalte mit etwa gleichbleibender Breite freigelassen sind, die sich nach innen bis über die innere Umfangskante der Reibringe erstrecken, und daß die Reibringe auf entgegengesetzten Seiten des radialen Flansches durch Hartlöten stoffschissig mit den Zähnen verbunden sind.The principle of the invention can be applied under equally favorable conditions Take advantage of this in the manufacture of brake discs with internally ventilated friction rings. Such a brake disc, in which two coincident on the cup-shaped hub outer friction rings are attached, is characterized according to the invention in that the radial flange of the hub extends to the vicinity of the peripheral edge of the friction rings extends and has outwardly directed teeth on its entire circumference, between which gaps with approximately the same width are left free, which are inwardly extend over the inner peripheral edge of the friction rings, and that the friction rings on opposite sides of the radial flange by brazing connected to the teeth.

Bei einer solchen Bremsscheibe können die Zähne in weiterer Ausgestaltung der Erfindung auch in gleicher Richtung schaufelartig abgebogen sein, wobei die Richtung der Abbiegung der Betriebsdrehrichtung der Bremsscheibe entgegengesetzt ist.With such a brake disk, the teeth can be developed in a further embodiment the invention also be bent like a shovel in the same direction, the Direction of bend opposite to the operating direction of rotation of the brake disc is.

Eine nach der Erfindung ausgebildete Bremsscheibe mit innenbelüfteten Reibringen ist im Vergleich zu einer bekannten innenbelüfteten Bremsscheibe wesentlich einfacher herstellbar und dementsprechend auch kostengünstiger. Die nach außen gerichteten Zähne können auf einfache Weise dadurch hergestellt werden, daß in dem ursprünglichen ringförmigen Flansch der Nabe Schlitze in der gewünschten Größe und Gestalt ausgestanzt werden. Ebenso wie bei der unbelüfteten Bremsscheibe ist eine mechanische Bearbeitung des Nabenteiles nicht erforderlich, da die Stahlblechnabe vor dem Löten durch das Tiefziehen auf Fertigmaß gebracht wird. In technischer Hinsicht ist als weiterer Vorteil her- vorzuheben, daß durch die Festlegung einer relativ niedrigen Höhe der Lüftungskanäle der Querschnitt der gußeisernen Reibringe zum Zwecke der Erhöhung des Wärmespeichervermögens bei Dauerbremsungen vergrößert werden kann.A brake disc designed according to the invention with internally ventilated Friction rings are essential compared to a known internally ventilated brake disc easier to manufacture and accordingly also more cost-effective. The outward ones Teeth can be produced in a simple manner that in the original annular flange of the hub slots punched out in the desired size and shape will. Mechanical processing is the same as with the non-ventilated brake disc of the hub part is not required because the sheet steel hub is Deep drawing is brought to the finished size. In technical terms it is another Advantage to emphasize that by establishing a relative low height of the ventilation ducts to the cross-section of the cast iron friction rings The purpose of increasing the heat storage capacity during continuous braking can be increased can.

Durch eine schaufelartige Ausbildung der Zähne können die Strömungsverhältnisse innerhalb der Lüftungskanäle auf einfache Weise günstig beeinflußt werden.The flow conditions can be reduced by a shovel-like design of the teeth be influenced favorably in a simple manner within the ventilation ducts.

Die Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnung, auf der zwei Ausführungsbeispiele einer Bremsscheibe dargestellt sind, näher erläutert. Es zeigen: Figur 1 einen Axialschnitt einer unbelüfteten Bremsscheibe, Figur 2 einen Axialschnitt einer Bremsscheibe mit innere belüfteten Reibringen und Figur 3 eine Draufsicht der Bremsscheibe nach Fig. 2 mit zwei Ausbrüchen im Bereich des Reibringes.The invention is explained below with reference to the drawing, on the two Embodiments of a brake disc are shown, explained in more detail. Show it: Figure 1 is an axial section of an unventilated brake disc, Figure 2 is an axial section a brake disk with inner ventilated friction rings and FIG. 3 is a plan view the brake disc according to FIG. 2 with two cutouts in the area of the friction ring.

Die in Fig. 1 veranschaulichte Bremsscheibe besteht aus einer topfförmigen Nabe 1 aus Stahlblech, die einen äußeren radialen Flansch 2 aufweist, an dem ein Reibring 3 aus Gußeisen mit einem nach innen gerichteten Flansch 4 durch Hartlöten befestigt ist. Die topfförmige Nabe 1 wird zweckmäßgerweise nach einem üblichen Tiefziehverfahren auf Fertigmaß hergestellt, was den Vorteil hat, daß keinerlei mechaniscne Nachbearbeitungen vorzunehmen sind.The brake disc illustrated in Fig. 1 consists of a cup-shaped Hub 1 made of sheet steel, which has an outer radial flange 2 on which a Friction ring 3 made of cast iron with an inwardly directed flange 4 by brazing is attached. The cup-shaped hub 1 is expediently according to a conventional Deep-drawing process produced to finished size, which has the advantage that no mechanical post-processing is to be carried out.

Die nach der Erfindung insbesondere durch Hochtemperaturlöten hergestellte Lötverbindung zwischen der Nabe 1 und dem Reibring 3 aus Gußeisen ist auch extremen Beanspruchungen gewachsen, wie durchgeführte Versuche gezeigt haben.The one produced according to the invention in particular by high-temperature soldering Soldered connection between the hub 1 and the cast iron friction ring 3 is also extreme Stresses grown, as carried out tests have shown.

Das in den Figuren 2 und 3 veranschaulichte Ausführungsbeispiel zeigt die Verwirklichung der Erfindung bei einer Bremsscheibe mit innenbelüfteten Reibringen. Die topfförmige Nabe 5 enthält bei dieser Ausführung einen radialen Flansch 6, der auf seinem gesamten Umfang nach außen gerichtete Zähne 7 bzw. 7a aufweist, zwischen denen Spalte 8 bzw. 8a mit - in radialer Richtung gesehen - gleichbleibender Breite freigelassen sind. Im übrigen ist die topfförmige Nabe 5 in gleicher Weise wie die topfförmige Nabe 1 bei dem ersten Ausführungsbeispiel ausgebildet.The embodiment illustrated in FIGS. 2 and 3 shows the implementation of the invention in a brake disc with internally ventilated friction rings. The cup-shaped hub 5 contains in this embodiment a radial flange 6, the has on its entire circumference outwardly directed teeth 7 and 7a, between those column 8 and 8a with - seen in the radial direction - constant width are released. Otherwise, the cup-shaped hub 5 is in the same way as that cup-shaped hub 1 formed in the first embodiment.

Die Bremsscheibe der Figuren 2 und 3 ist mit zwei ubereinstimmenden Reibringen 9 aus Gußeisen ausgestattet, die auf entgegenoesetzLen Seiten des radialen Flansches 6 an diesem anliegen und durch Hartlöten stoffschlüssig mit den Zähnen 7 bzw. 7a verbunden sind. Wie die zeichnerischen Darstellungen erkennen lassen, erstrecken sich die Spalte 8 bzw. 8a innen bis über die innere Umfangskante der Reibringe 9. Hierdurch stehen die durch die Spalte 8 bzw. 8a gebildeten Kanäle an ihrem inneren Anfang auf beiden Seiten des Flansches 6 über die frei liegenden Öffnungen 10 mit der Außenluft in Verbindung. Damit ist eine ungehinderte Luftströmung von innen nach außen gewährleistet, wie es durch die Pfeile in Fig. 2 angedeutet ist.The brake disc of Figures 2 and 3 is with two coincident Friction rings 9 made of cast iron, which are on opposite sides of the radial Flange 6 rest against this and cohesively with the teeth by brazing 7 and 7a are connected. As the graphic representations show, the column 8 and 8a extend inside to over the inner peripheral edge of the Friction rings 9. As a result, the channels formed by the gaps 8 and 8a are present their inner beginning on both sides of the flange 6 over the exposed openings 10 in connection with the outside air. This ensures an unobstructed flow of air from guaranteed inside out, as indicated by the arrows in FIG.

Wie in der rechten Hälfte der Fig. 3 dargestellt ist, können die Zähne 7a des Flansches 6 auch nach einer Seite abgebogen und wie Leitschaufeln ausgebildet sein. Dabei bilden die Spalte 8a entsprechend geformte Luftkanäle, in denen während des Rotierens wie bei einem Lüfterrad eine intensive Luftströmung auftritt.As shown in the right half of Fig. 3, the teeth 7a of the flange 6 also bent to one side and designed like guide vanes be. The column 8a form correspondingly shaped air channels in which during When rotating like a fan wheel, an intense air flow occurs.

Die Darstellungen der Figuren 2 und 3 lassen auch erkennen, daß die Stärke der Zähne 7 bzw. 7a in axialer Richtung relativ klein gewählt werden kann, so daß bei vorgegebenen Außenabmessungen der beiden Reibringe 9 eine optimale Ver- größerung des Querschnittes der Reibringe 9 und damit eine entsprechende Vergrößerung des Wärmespeichervermögens möglich ist.The representations of Figures 2 and 3 also show that the The thickness of the teeth 7 or 7a in the axial direction can be selected to be relatively small, so that with given external dimensions of the two friction rings 9 an optimal enlargement of the cross section of the friction rings 9 and thus a corresponding increase in the Heat storage capacity is possible.

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Claims (5)

Patentansprüche PI 6 Bremsscheibe für Scheibenbremsen mit einer topfförmigen Nabe aus Stahlblech, die mit einem äußeren radialen Flansch mit wenigstens einem äußeren Reibring aus einem Gußwerkstoff fest verbunden ist, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t , daß die Nabe (1, 5) und der Reibring (3) durch Hartlöten stoffschlüssig miteinander verbunden sind. Patent claims PI 6 brake disc for disc brakes with a cup-shaped Sheet steel hub with an outer radial flange with at least one outer friction ring made of a cast material is firmly connected, d a d u r c h g e -k It is noted that the hub (1, 5) and the friction ring (3) are brazed are firmly connected to each other. 2. Bremsscheibe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Hartlötverbindung durch Hochtempererurlöten erzeugt ist. 2. Brake disc according to claim 1, characterized in that the Brazed connection is produced by high temperature soldering. 3. Bremsscheibe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Hartlötverbindung derart gestaltet ist, daß ihre Festigkeit größer ist als die Festigkeit der schwächsten Stelle der topfförmigen Nabe. 3. Brake disc according to claim 1 or 2, characterized in that the brazed joint is designed such that its strength is greater than that Strength of the weakest point of the cup-shaped hub. 4. Bremsscheibe nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei der an der topfförmigen Nabe zwei übereinstinm.ende äußere Reibringe befestigt sind, dadurch gekennzeichnet, daß der radiale Flansch (6) der Nabe (5) sich bis in de Nähe der Umfangskante der Reibringe (9) erstreckt und auf seinem gesamten Umfang nach außen gerichtete Zähne (7, 7a) aufweist, zwischen denen Spalte (8, 8a' mit etwa gleichbleibender Breite freigelassen sind, die sich nach innen bis über die innere Umfangskante der Reibringe (9) erstrecken, und daß die Reibringe (9) auf entgegengesetzten Seiten des radialen Flansches (6) durch Hartlöten stoffschlüssig mit den Zähnen (7, 7a) verbunden sind. 4. Brake disc according to one of claims 1 to 3, in which at the cup-shaped hub two matching outer friction rings are attached, thereby characterized in that the radial flange (6) of the hub (5) extends up to near the The circumferential edge of the friction rings (9) extends and outwards over its entire circumference directed teeth (7, 7a), between which gaps (8, 8a 'with approximately constant Width are left free that extend inwardly beyond the inner peripheral edge of the Friction rings (9) extend, and that the friction rings (9) on opposite sides of the radial flange (6) by brazing materially with the teeth (7, 7a) are connected. 5. Bremsscheibe nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Zähne (7a) in gleicher Richtung schaufelartig gebogen sind.5. Brake disc according to claim 4, characterized in that the teeth (7a) are bent like a shovel in the same direction.
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