DE3823146A1

DE3823146A1 - Bremsscheibe fuer scheibenbremsen

Info

Publication number: DE3823146A1
Application number: DE19883823146
Authority: DE
Inventors: Horst Metzler; Guenther Schwarz
Original assignee: Schwaebische Huettenwerke Automotive GmbH
Current assignee: Schwaebische Huettenwerke Automotive GmbH
Priority date: 1988-07-08
Filing date: 1988-07-08
Publication date: 1990-01-11

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Bremsscheibe für Schei benbremsen, insbesondere für Kraftfahrzeuge, der im Oberbe griff des Patentanspruches 1 angegebenen Gattung.

Bei einer aus der DE-PS 25 57 649 bekannten Bremsscheibe sind das Innenteil und die Reibscheibe als separate Gußteile hergestellt. Die Bremsscheibe wird auf dem topfförmig ge stalteten Innenteil von einer Vielzahl von Rippen getragen, die in entsprechende Vertiefungen des Innentopfes eingelas sen sind, und auf deren radial außen liegenden Enden die Reibscheibe formschlüssig befestigt ist. Damit die Rippen nicht einzeln eingesetzt werden müssen, ist bereits vorge schlagen worden, die Rippen untereinander als Rippenkranz zu verbinden.

Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Brems scheibe der gattungsgemäßen Art zu schaffen, die der unter schiedlichen Beanspruchung des Innenteils und des Scheiben kranzes besser entspricht und die eine exaktere Verbindung zwischen Innenteil und Scheibenkranz aufweist.

Diese Aufgabe wird bei einer Bremsscheibe der genannten Art durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruches 1 gelöst.

Die wesentlichen Vorteile des Erfindungsgegenstandes sind darin zu sehen, daß eine äußerst große Verbindungsfläche vorhanden ist, die auf einfache Weise erzeugt werden kann. Der möglicherweise auftretende Verzug ist beim Hartlöten geringer als bei anderen Verbindungsmethoden. Das Innenteil, das selbst bei großer Einwirkung von mechanischer und ther mischer Belastung formstabil sein sollte, besteht aus einem Material mit hoher Zugfestigkeit, wohingegen der Scheiben kranz aus einem Material mit geringerer Zugfestigkeit herge stellt ist, da derartige Gußwerkstoffe mit geringerer Zugfe stigkeit einen relativ großen Anteil von freiem Graphit auf weisen und dadurch thermisch beständig gegen Brandrisse und Spannungen sind. Die geringere Festigkeit in dem Scheiben kranz wird durch die hohe Zugfestigkeit des Innenteils wie der aufgehoben. Als Lotmaterial kommt beispielsweise eine Paste mit Kupferpartikeln oder ein Kupfer-Basis-Lot in Be tracht.

Als besonders geeignetes Material für das Innenteil hat sich Grauguß mit Lamellengraphit mit einer Zugfestigkeit von 250 N/mm² (GGL 25) oder mit einer Zugfestigkeit von 300 N/mm² (GGL 30) erwiesen. Für besonders hohe Beanspru chungen kann das Innenteil auch aus Grauguß mit Kugelgraphit mit einer Zugfestigkeit von mindestens 500 N/mm² (GGG 50) bestehen. Für den Scheibenkranz, der durch das Zusammenwir ken mit den Reibbelägen insbesondere einer großen thermi schen Belastung ausgesetzt ist, soll das Material ein Grau guß mit hohem Kohlenstoffanteil sein. Als Material für den Scheibenkranz wird daher Grauguß mit Lamellengraphit mit einer Zugfestigkeit von 100 N/mm² oder 150 N/mm² (GGL 10/15) vorgeschlagen.

Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung des Erfindungsgegen standes ist am inneren Radius des Scheibenkranzes eine Hülse angeformt, die sich in Richtung auf das Innenteil erstreckt und an deren freiem Ende die Verbindungsfläche angeordnet ist. Die Hülse kann an einem zylindrischen Teil eines als Topf ausgebildeten Innenteils oder am äußeren Umfang eines als ebene Scheibe ausgeführten Innenteils befestigt sein. Diese Lösung bietet sehr viel Gestaltungsfreiheit, wobei berücksichtigt werden kann, ob der axial verlaufende Teil der Bremsscheibe vollständig bzw. teilweise oder gar nicht aus dem hochfesten Material des Innenteils gebildet werden soll oder nicht. Um eine extrem hohen Kräften standhaltende Verbindung zu schaffen, wird vorgeschlagen, daß die Hülse des Scheibenkranzes und der zylindrische Teil des Topfes gleichen Durchmesser aufweisen und an diesen die Verbin dungsfläche so gestaltet ist, daß ein Vorsprung des Topfes radial über einen Vorsprung der Hülse greift oder die Form einer Nut/Feder-Verbindung besitzt.

Bei einer Bremsscheibe, bei der das Innenteil als Topf aus gebildet ist, dessen zylindrischer Teil an seinem offenen Ende die mindestens einen radialen und einen axialen Ab schnitt umfassende Verbindungsfläche aufweist, kann ein Scheibenkranz, der zwei über eine Vielzahl in axialer Rich tung verlaufender Stege verbundene Reibringe umfaßt, so ge staltet sein, daß einer der Reibringe in seinem radial innen und axial außen liegenden Bereich die Verbindungsfläche auf weist.

Eine besonders einfache Gestaltung der Verbindungsfläche wird erreicht, wenn die Verbindungsfläche sich ohne Unter brechungen über den gesamten Kreisumfang erstreckt. Alter nativ hierzu können jedoch im Bereich der Verbindungsfläche Rillen vorgesehen sein, die in radialer Richtung verlaufen. Zur Aufnahme äußerst hoher Drehmomente kann zusätzlich an der Verbindungsfläche eine Verzahnung zum formschlüssigen Ineinandergreifen von Innenteil und Scheibenkranz in Um fangsrichtung vorgesehen sein. Diese Verzahnung kann durch in radialer Richtung verlaufende und wechselweise am In nenteil und am Scheibenkranz angeordnete, eingeschliffene Rillen gebildet werden.

Die erfindungsgemäße Bremsscheibe für Scheibenbremsen ist nachstehend anhand der Zeichnungen näher erläutert. In der Zeichnung zeigt:

Fig. 1 einen radialen Schnitt durch eine erste Ausfüh rungsform der Bremsscheibe,

Fig. 2 einen Schnitt längs der Linie II-II in Fig. 1,

Fig. 3 und

Fig. 4 Ausführungsvarianten zu Fig. 1 mit in Radialrich tung wirkenden Formschlußmitteln,

Fig. 5 eine Ausführungsvariante mit scheibenförmigem In nenteil.

In Fig. 1 ist eine Bremsscheibe 1 im radialen Schnitt darge stellt, die aus zwei Teilen, nämlich einem als Innentopf 2 ausgebildeten Innenteil und einem Scheibenkranz 3 besteht. Der Scheibenkranz 3 umfaßt zwei Reibringe 4 und 5, die über eine Vielzahl von sich zwischen diesen erstreckenden Stegen 6 miteinander verbunden sind. Der Reibring 4 weist an seinem radial innen und axial außen liegenden Bereich eine Verbin dungsfläche 7 auf, die einen axialen Abschnitt 7 und einen radialen Abschnitt 7** umfaßt. Der Innentopf 2 besitzt einen zylindrischen Teil 8, an dessen offenem Ende eine Verbin dungsfläche vorgesehen ist, die exakt der Verbindungsfläche 7 mit ihren Abschnitten 7* und 7** des Reibringes 4 ent spricht. Im Bereich der Verbindungsfläche sind der Innentopf 2 und der Scheibenkranz 3 miteinander verlötet, wobei es sich dabei um eine Hartlötverbindung handelt.

Fig. 2 zeigt einen Schnitt längs der Linie II-II in Fig. 1. Aus dieser Darstellung ist ersichtlich, daß die Verbindungs fläche 7 sich durchgehend über den gesamten Kreisumfang der Bremsscheibe erstreckt. Im übrigen entsprechen die Bezugs zeichen 3, 4 und 6 den Elementen, wie sie zu Fig. 1 be schrieben sind.

Bei der Bremsscheibe 1 gemäß der Darstellung in Fig. 1 und 2 ist der Innentopf 2 mit seinem zylindrischen Teil 8 als Guß teil hergestellt, wobei wegen der erforderlichen Festigkeit das Material ein Grauguß mit Lamellengraphit mit einer Zug festigkeit von mindestens 250 N/mm² ist. Je nach Anforde rung, die an die Scheibenbremse gestellt wird, kann für den Innentopf auch ein Grauguß mit Kugelgraphit mit einer Zugfe stigkeit von 500 N/mm² in Betracht kommen. Das Material des Scheibenkranzes 3 ist ein Grauguß mit hohem Kohlenstoffan teil, der vorzugsweise eine Zugfestigkeit von 100 N/mm² oder 150 N/mm² besitzt. Die Verbindung des Innentopfes 2 mit dem Scheibenkranz 3 erfolgt durch Hartlöten unter Verwendung einer Lotpaste mit Kupferpartikeln oder einem entsprechenden Kupfer-Basis-Lot.

Fig. 3 zeigt eine Bremsscheibe 1, bei der an einem Reibring 5 des Scheibenkranzes 3 eine Hülse 9 angeformt ist, die sich in Richtung auf das topfförmige Innenteil 2 erstreckt. Die Hülse 9 des Scheibenkranzes 3 besitzt den gleichen Durchmes ser wie der zylindrische Teil 8 des Innentopfes 2. Die Hülse 9 und der zylindrische Teil 8 des Innentopfes weisen eine Verbindungsfläche 10 auf, die einen axialen Abschnitt 11 und zwei radiale Abschnitte 12 und 12* umfaßt. Dabei übergreift ein Vorsprung 13 des zylindrischen Teiles 8, der durch die Abschnitte 11 und 12 der flanschartigen Verbindungsfläche 10 begrenzt ist, einen entsprechenden Vorsprung 14 an der Hülse 9, der sich radial innerhalb des Vorsprungs 13 befindet. Die für den Innentopf und den Scheibenkranz 3 geeigneten Werk stoffe sind die gleichen, die zu Fig. 1 und 2 bereits ge nannt wurden.

In Fig. 4 ist eine ähnliche Ausführung der Bremsscheibe 1 gezeigt wie in Fig. 3. Die Hülse 9 besitzt dabei jedoch an der Verbindungsfläche 10 die Form einer Nut 15, in die eine an dem zylindrischen Teil 8 des Innentopfes 2 angeformte Fe der 16 eingreift. Auch durch diese Gestaltung der Verbin dungsfläche 10 ergeben sich radiale und axiale Abschnitte der Verbindungsfläche mit in radialer Richtung wirkenden Formschlußmitteln. Die übrigen Bezugszeichen stimmen für gleiche Teile mit denjenigen in Fig. 3 überein.

In Fig. 5 ist eine Ausführungsvariante der erfindungsgemäßen Bremsscheibe gezeigt, bei der ein scheibenförmiges Innenteil 17 den Scheibenkranz 3 trägt, der zwei Reibringe 4 und 5 mit dazwischen befindlichen Stegen 6 umfaßt. An dem Reibring 5 ist eine Hülse 19 angeformt, die in axialer Richtung bis an eine flanschartige Verbindungsfläche 18 am äußeren Umfang des scheibenförmigen Innenteils 17 reicht.

Neben den in den Fig. 1 bis 5 dargestellten Verbindungsflä chen umfaßt die Erfindung noch weitere Gestaltungsmöglich keiten, insbesondere derart, daß in radialer Richtung ver laufende Rillen vorgesehen sind. Dadurch ist es möglich, an der Verbindungsfläche eine Verzahnung zum formschlüssigen Ineinandergreifen von Innenteil und Scheibenkranz in Um fangsrichtung zu erzeugen. Auf diese Weise können sehr hohe Drehmomente übertragen werden, wobei nicht nur das Lotmate rial selbst die Umfangskräfte aufnehmen muß.

Claims

1. Bremsscheibe (1) für Scheibenbremsen, insbesondere für Kraftfahrzeuge, mit einem mindestens einen Reibring (4, 5) umfassenden und aus einem Gußwerkstoff bestehenden Scheibenkranz (3), der auf einem ebenfalls aus einem Gußwerkstoff bestehenden Innenteil (2, 17) befestigt ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Innenteil (2, 17) aus einem Material mit höherer Zugfestigkeit besteht als das Material des Scheibenkranzes (3), und daß das Innenteil (2, 17) und der Scheibenkranz (3) eine flanschartige Verbindungsfläche (7, 10, 18) aufweisen, an der der Scheibenkranz (3) mit dem Innenteil (2, 17) durch Hart löten verbunden ist.

2. Bremsscheibe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Innenteil (2, 17) aus einem Grauguß mit Lamellengraphit mit einer Zugfestig keit von mindestens 250 N/mm² (GGL 25), vorzugsweise mit einer Zugfestigkeit von 300 N/mm² (GGL 30) besteht.

3. Bremsscheibe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Innenteil (2, 17) aus einem Grauguß mit Kugelgraphit mit einer Zugfestigkeit von mindestens 500 N/mm² (GGG 50) besteht.

4. Bremsscheibe nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Scheibenkranz (3) aus einem Material mit hohem Kohlenstoffanteil besteht, vor zugsweise aus einem Grauguß mit Lamellengraphit mit einer Zugfestigkeit von 100 N/mm² oder 150 N/mm² (GGL 10/15).

5. Bremsscheibe nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß am inneren Radius des Schei benkranzes (3) eine Hülse (9, 19) angeformt ist, die sich in Richtung auf das Innenteil (2, 17) erstreckt und an deren freiem Ende die Verbindungsfläche (10, 18) an geordnet ist.

6. Bremsscheibe nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Innenteil (2) als Topf ausgebildet ist, dessen zylindrischer Teil (8) an seinem offenen Ende die mindestens einen radialen Abschnitt (7**, 12, 12*) und einen axialen Abschnitt (7*, 11) umfassende Verbindungsfläche (7, 10) aufweist.

7. Bremsscheibe nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Scheibenkranz (3) zwei Reibringe (4, 5) umfaßt, die über eine Vielzahl in axia ler Richtung verlaufender Stege (6) verbunden sind, und daß einer der Reibringe (4) in seinem radial innen und axial außen liegenden Bereich die Verbindungsfläche (7) aufweist.

8. Bremsscheibe nach Anspruch 5 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Hülse (9) des Scheiben kranzes (3) und der zylindrische Teil (8) des Topfes (2) gleichen Durchmesser aufweisen und an diesen die Verbin dungsfläche (10) so gestaltet ist, daß ein Vorsprung (13) des Topfes (2) radial über einen Vorsprung (14) der Hülse (9) greift oder die Form einer Nut/Feder-Verbin dung (15, 16) besitzt.

9. Bremsscheibe nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Innenteil (17) die Form einer ebenen Scheibe aufweist, an deren äußerem Umfang die Hülse (9) des Scheibenkranzes (3) angeordnet ist.

10. Bremsscheibe nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungsfläche (7) sich ohne Unterbrechungen über den gesamten Kreisumfang erstreckt.

11. Bremsscheibe nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich der Verbindungs fläche in radialer Richtung verlaufende Rillen vorgese hen sind.

12. Bremsscheibe nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß an der Verbindungsfläche eine Verzahnung zum formschlüssigen Ineinandergreifen von Innenteil (2) und Scheibenkranz (3) in Umfangsrich tung vorgesehen ist.

13. Bremsscheibe nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Verzahnung durch in ra dialer Richtung verlaufende und am Innenteil (2) und dem Scheibenkranz (3) wechselweise angeordnete, eingeschlif fene Rillen gebildet ist.