DE3535289A1 - Bremsscheibenanordnung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Bremsscheibenanordnung für eine innen umgreifende Scheibenbremse, insbesondere für Kraftfahrzeuge, gemäß dem Oberbegriff des Hauptanspruchs.

Eine derartige Bremsscheibenanordnung ist aus der DE-OS 34 36 973.2 bekannt. Die bekannte Bremsscheibenan­ ordnung weist einen Gußbremsring auf mit zwei auf gegen­ überliegenden Seiten angeordneten Bremsflächen und einen Bremsscheibenträger, der zumindest einen Verbindungsab­ schnitt aufweist, über den er im Bereich des Außenumfan­ ges des Bremsrings mit diesem verbunden ist. Am Gußbrems­ ring ist ein sich im wesentlichen radial erstreckendes Verbindungselement angebracht, dessen Außendurchmesser nur geringfügig größer ist als der Außendurchmesser des Gußbremsringes. An radial äußeren Abschnitten des Ver­ bindungselementes ist der Bremsscheibenträger mit dem Verbindungselement mittels Elektronenstrahlschweißung oder einer anderen Schweißung z.B. (Laserstrahl, MIG, MAG, WIG) verschweißt. Die bekannte Anordnung sieht weiter die Verwendung mehrerer segmentartiger Verbin­ dungselemente vor, die gleichmäßig über den Umfang ver­ teilt sind und Anlageflächen für die Verbindungsab­ schnitte des einstückig ausgeführten Bremsscheibenträgers bilden.

Diese Anordnung hat sich in der Weise als Nachteil er­ wiesen, daß die in die Gießform eingelegten Verbindungs­ elemente nicht formstabil und lagegerecht in Position gehalten werden können. Ursache hierfür sind die während des Gußvorganges auftretenden Wärmespannungen, die zu einer Verbiegung der Segmente führen und damit eine in Verbindung mit dem Bremsscheibenträger un­ taugliche Befestigungsanordnung entstehen lassen.

Die vorliegende Erfindung hat sich daher die Aufgabe ge­ stellt, eine Bremsscheibenanordnung zu schaffen, bei der eine Verbiegung der Segmente ausgeschlossen ist, jedoch eine möglichst große Umschlingung erfolgt.

Die Lösung der Aufgabe erfolgt durch die im Hauptanspruch aufgeführten kennzeichnenden Merkmale.

Mit der erfindungsgemäßen Lösung wird eine Bremsscheiben­ anordnung geschaffen, bei der die zwischen den Verbin­ dungselementen ausgebildete Trennfuge bzw. der zwischen den Verbindungselementen eingehaltene Abstand so dimensioniert ist, daß eine gegenseitige Beeinflussung derselben ausbleibt und eine daraus resultierende Ver­ biegung der Verbindungselemente vermieden wird. Physikalisch gesprochen ist die Trennfuge so dimen­ sioniert, daß sie praktisch als ausreichend große Aus­ gleichszone gilt, bei der keine negativ wirkende Wärme­ spannungen auftreten.

Ein weiterer Vorteil ergibt sich daraus, daß keine Kalt­ gußstellen entstehen, da aufgrund der relativ großen Ent­ fernung zwischen den Verbindungselementen keine Ab­ schreckwirkung auf die Schmelze entsteht, wodurch ihr Fließen behindert, sie aufgestaut und lokale Kaltguß­ stellen entstehen könnten.

Eine vorteilhafte Ausführung sieht vor, daß die Trennfuge zwischen 6 mm und 10 mm breit sein sollte, wie Versuche gezeigt haben.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Er­ findung wird das Verbindungselement des Bremsscheiben­ trägers mittig an dem Verbindungselement befestigt, so daß eine symmetrische Verbindungsanordnung zwischen Ver­ bindungsabschnitt und Verbindungselement entsteht.

Verbunden werden beide in vorteilhafter Weise durch ver­ zugsarme Schweißverfahren, z.B. mittels Laser- oder Elektronenstrahlen oder durch die Standardschweiß­ verfahren MIG, MAG oder WIG.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung und ihrer Ausge­ staltung sind in der Zeichnung dargestellt und im folgen­ den beschrieben.

Es zeigen:

Fig. 1 einen Teil-Längsschnitt durch eine Radfelge mit darin angeordneter innen umgreifender Scheiben­ bremse;

Fig. 2 einen Halbschnitt der bei der Scheibenbremse gemäß Fig. 1 verwendeten Bremsscheibenanordnung;

Fig. 3 eine axiale Ansicht eines segmentförmigen Verbindungselementes (Rohteil);

Fig. 4 eine axiale Ansicht einer Anordnung mit einem napfförmigen Bremsscheibenträger.

Es wird zunächst auf Fig. 1 Bezug genommen, die eine Anordnung einer innen umgreifenden Scheibenbremse 2 in einem Fahrzeugrad 4 zeigt. Vom Fahrzeugrad ist hier nur die Radfelge 6 und teilweise die Radschüssel 8 darge­ stellt. Das Fahrzeugrad 4 ist über die Radschüssel 8 mit­ tels Schraubbolzens 10 an einem Radlagergehäuse 12 be­ festigt. Mittels des Radlagergehäuses 12 ist das Fahr­ zeugrad 4 über ein (hier nicht dargestelltes) Lager auf einer mit dem Achsschenkel verbundenen (gleichfalls nicht dargestellten) Achsspindel drehbar gelagert. Das Radla­ gergehäuse 12 weist dazu einen Flansch 14 auf, in dem Ge­ windebohrungen 16 vorgesehen sind, in die die Schraubbol­ zen 10 eingeschraubt werden. Mit den Schraubbolzen 10 wird auch ein Bremsscheibenträger 18 am Flansch 14 be­ festigt, wobei der Bremsscheibenträger 18 zwischen dem Flansch 14 und der Radschüssel 8 angeordnet ist. Wie wei­ ter unten näher beschrieben ist, weist der Bremsscheiben­ träger 18 einen radial innen liegenden, im wesentlichen kreisringförmigen Befestigungssabschnitt 20 auf, in dem Bohrungen 21 zur Durchführung der Schraubbolzen 10 vorge­ sehen sind und einen der Kontur der beispielhaften Rad­ schüssel 8 angepaßten Trägerabschnitt 22. Der Trägerab­ schnitt 22 bildet einen End- oder Verbindungsabschnitt, welcher im wesentlichen achsparallel verläuft und an dem ein Verbindungselement 24 durch eine Schweißung befestigt ist. Mit dem Verbindungselement 24 ist ein Reibring 26 verbunden, der die eigentliche Bremsscheibe bildet und zu diesem Zweck zwei gegenüberliegende Teilreibringe 26 a und 26 b aufweist.

Die innen umgreifende Scheibenbremse 2 weist ein Bremsge­ häuse 28 auf, welches im Längsschnitt im wesentlichen U-förmig ausgebildet ist, wobei es zwei sich radial nach außen erstreckende Schenkel 30, 32 aufweist, die über ein Brückenteil 34 miteinander verbunden sind. Zu beiden Sei­ ten des Reibringes 26 sind Bremsbeläge 36, 38 angeordnet, die vom U-förmigen Bremsgehäuse 28 umgriffen werden. Zur Betätigung der Scheibenbremse weist der innenliegende Schenkel 32 eine Zylinderbohrung 40 auf, in der ein Kol­ ben 42 axial verschiebbar angeordnet ist. Der Kolben 42 beaufschlagt unmittelbar den innenliegenden Bremsbelag 38, wodurch als Reaktion das Bremsgehäuse 28 entgegenge­ setzt nach innen verschoben wird und dadurch auch der au­ ßenliegende Belag 36 beaufschlagt wird. Das Bremsgehäuse 28 ist zu diesem Zweck verschiebbar an einem stationären Bremsträger 50 gelagert.

Die in Fig. 2 in einer axialen Ansicht zu sehende Brems­ scheibenanordnung weist einen Bremsscheibenträger 18 auf, der aus Stahlblech gefertigt sein kann. Der Bremsschei­ benträger 18 weist an seinem Umfang in bestimmten Abstän­ den verteilt entsprechend dimensionierte Öffnungen oder Ausschnitte 68 auf, durch die die radiale Entnahme des Bremsbelages 36 möglich ist. Der einstückig ausgebildete Bremsscheibenträger 18 bildet einen zentralen, im wesent­ lichen kreisringförmigen Befestigungsabschnitt 20 mit sich am Außenumfang anschließenden schräg nach oben ver­ laufenden Wandungen, die mit Befestigungsabschnitt 20 ei­ ne schüsselförmige Kontur bilden. Nach dem schräg abfal­ lenden Verlauf der Wandungen schließen sich im wesentli­ chen achsparallel erstreckende Trägerabschnitte 61 an.

Die Trägerabschnitte 61 enden über den Verbindungselemen­ ten 24, welche in den Reibring 26 der Bremsscheibe einge­ gossen sind. Der hier dargestellte Reibring 26 besteht aus zwei axial beabstandeten Teilreibringen 26 a, 26 b, die über Rippen 62 miteinander verbunden sind, wobei dazwi­ schen Belüftungskanäle verbleiben.

Jedes der Verbindungselemente 24 ist so in den dem Bremsscheibenträger 18 zugewandten Teilreibring 26 a ein­ gegossen, daß sie geringfügig, d.h. im Bereich von 1,5 bis 5 mm, insbesondere 1 bis 2,5 mm, über dessen äußeren Umfang vorspringen. Die Differenz des Außendurchmessers des Verbindungselementes 24 und des Außendurchmessers des Teilreibringes 26 a entspricht dabei etwa der Stahlblech­ dicke des Verbindungselementes 24.

Wie Fig. 3 zeigt, weist das Verbindungselement 24 durch­ gehend geschlossene Bohrungen 72 auf, die beim Vergießen von Werkstoff durchdrungen werden. Die Verbindungsele­ mente 24 können jedoch auch offen sein, z.B. kreisförmig ausgebildet oder mit Hinterschneidungen versehen. Vor Beginn der Schweißung wird der einstückig ausgeführte Bremsscheibenträger 18 so ausgerichtet, daß seine Ver­ bindungsabschnitte 61 respektive die zu verschweißende Fläche mittig an dem segmentförmigen Verbindungselement 24 zu liegen kommen. Die Verschweißung erfolgt in be­ kannter Weise mittels Standardschweißverfahren oder nach einem anderen verzugsarmen Schweißverfahren, das ähnliche Betriebsparamenter aufweist. Die Schweißnaht verläuft demnach zwischen dem Verbindungsabschnitt 61 des Brems­ scheibenträgers und der Anlagefläche 64 jeweils eines Verbindungselementes 24. Die zwischen zwei Verbindungs­ elementen 24 verbleibende Trennfuge 66 dient als definierte Ausgleichszone beim Abkühlungsprozeß nach dem Gießvorgang.

In Fig. 4 ist eine Seitenansicht des mit dem Bremsring 26 verschweißten Bremsscheibenträgers 18 gezeichnet, wobei die erfindungsgemäße mittige Anordnung eines Verbindungs­ abschnittes 61 des Trägers an dem angechweißten Verbin­ dungselement 24 zu sehen ist.

Claims (4)

1. Bremsscheibenanordnung für eine innen umgreifende Scheibenbremse, insbesondere für Kraftfahrzeuge, mit einem Gußbremsring, der zwei auf gegenüberliegenden Seiten angeordnete Bremsflächen aufweist, und einem Blech-Bremsscheibenträger, der zumindest einen Ver­ bindungsabschnitt aufweist, über den er im Bereich des Außenumfanges des Bremsringes mit diesem verbun­ den ist, wobei am Gußbremsring zumindest ein sich im wesentlichen radial erstreckendes Verbindungselement angebracht ist, dessen Außendurchmesser nur gering­ fügig größer ist als der Außendurchmesser des Guß­ bremsringes, wobei der Bremsscheibenträger insbeson­ dere einstückig ausgebildet ist, und bei dem der Verbindungsabschnitt des Bremsscheibenträgers an einer äußeren Umfangsfläche des Verbindungselementes anliegt und in diesem Bereich mit dem Verbindungs­ element verbunden ist, nach Patent ...... (Patentan­ meldung 34 36 973.2), dadurch gekenn­ zeichnet, daß eine Trennfuge (66) zwischen den Verbindungselementen (24) so dimensioniert ist, daß der Erstarrungsprozeß nach dem Gießvorgang pro­ portional zur Längenänderung der Verbindungselemente (24) verläuft.

2. Bremsscheibenanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Trennfuge (66) eine Breite von 6 mm bis 10 mm aufweist.

3. Bremsscheibenanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Verbindungs­ abschnitt (61) des Bremsscheibenträgers (18) mittig auf einem Verbindungselement (24) angeordnet ist.

4. Bremsscheibenanordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Verbindungs­ abschnitt (61) mit dem Verbindungselement (24) durch ein verzugsarmes Schweißverfahren verbunden ist.