DE4237655B4

DE4237655B4 - Bremsscheibe

Info

Publication number: DE4237655B4
Application number: DE19924237655
Authority: DE
Inventors: Roland Martin
Original assignee: Dr Ing HCF Porsche AG
Current assignee: Dr Ing HCF Porsche AG
Priority date: 1992-11-07
Filing date: 1992-11-07
Publication date: 2004-10-07
Anticipated expiration: 2012-11-08
Also published as: DE4237655A1

Abstract

Bremsscheibe für eine Scheibenbremse eines Kraftfahrzeuges, mit einem inneren sowie einem äußeren Reibring, wobei der äußere Reibring (3) aus einem Faserverbundwerkstoff und der innere Reibring (2) aus einem Graugusswerkstoff besteht und die Reibringe (2) und (3) innig und fest miteinander verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, dass der äußere und der innere Reibring (2) und (3) zur Erzielung einer innigen Verbindung beim Gießen in einer gleichen Form mit dem Grauguss hergestellt wird, und zwischen den miteinander verbundenen Reibringen (2, 3) Kühlkanäle (4) gebildet sind.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Bremsscheibe für eine Scheibenbremse nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.
Aus der DE 18 13 850 A ist bereits eine Bremsscheibe bekannt, bei der zwei Reibringe aus unterschiedlichen Werkstoffen vorgesehen sind. Die Reibringe können durch Nieten, Schrauben oder Verkleben, vorzugsweise aber durch Vorsprünge und/oder Ausnehmungen miteinander verbunden sein.
Die gattungsgemäße US 5046590 zeigt eine Scheibenbremse, bei der zwei Bremsscheiben aus unterschiedlichem Material nebeneinander angeordnet sind. Die Bremsscheiben können durch Kleben innig miteinander verbunden sein und jeweils Kühlkanäle aufweisen. Die Bremsscheiben wirken mit unterschiedlichen Bremsbelägen zusammen.
Es hat sich bei Bremsscheiben für Scheibenbremsen mit zwei Reibringen und zwischenliegenden Kühlkanälen gezeigt, daß bei einer aus Grauguß bestehenden einstückigen Bremsscheibe das Reibwertverhalten über die einzelnen Scheiben nicht gezielt beeinflußbar ist. Die gegossene Einteiligkeit der Bremsscheibe trägt zu einem ungünstigen Schwingungsverhalten bei, was aufgrund der vorgegebenen Bauart nicht wesentlich reduziert werden kann. Da die Kühlungsverhältnisse am äußeren aus Grauguß bestehenden Reibring ungünstig sind, neigt die Reibfläche dieses Reibringes zu einer vermehrten Rißbildung. Aufgrund der Einteiligkeit der Bremsscheibe und Herstellung insgesamt in Grauguß ist keine wesentliche Verminderung des Gewichts der Bremsscheibe zu erzielen.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine verbesserte Bremsscheibe für eine Scheibenbremse zu schaffen, mit der die Nachteile bekannter Bremsscheiben vermieden werden.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Anspruches 1 gelöst. Weitere vorteilhafte Merkmale enthalten die Unteransprüche.

Die mit der Erfindung hauptsächlich erzielten Vorteile bestehen darin, daß durch die Ausbildung der Bremsscheibe bzw. der beiden Reibringe in verschiedenen Materialien, wie zum Beispiel in Grauguß und in einem Faserverbundwerkstoff, das Temperatur- und Reibwertverhalten, die Schwingungsdämpfung, das Rißverhalten und die Gewichtsbilanz wesentlich verbessert werden.

So soll der äußere Reibring der Bremsscheibe aus einem Faserverbundwerkstoff, einem keramischen Werkstoff oder Karbon bestehen. Dieser äußere Reibring wird am inneren Reibring aus Grauguß durch Vergießen mit dem inneren Reibring in einer gleichen Form befestigt, sodaß sich eine innige Verbindung ergibt.

Besonders günstig für die Wirksamkeit der Scheibenbremse ist eine Ausbildung der Bremsscheibe mit einem äußeren Reibring aus Faserverbundwerkstoff, Karbon sowie eines in Wirkverbindung mit diesem Reibring stehenden Bremsbelags aus Faserverbundwerkstoff sowie Karbon, wobei der innere Reibring aus Grauguß besteht, dem ein Bremsbelag aus asbestfreien Material gegenübersteht.
Durch den Einsatz von Reibringen in unterschiedlichen Materialien läßt sich gezielt das Reibwertverhalten der Bremsscheibe beeinflussen. So wird z.B. bei Verwendung von Karbon für den äußeren Reibring in Verbindung mit Grauguß für den inneren Reibring eine Steigerung des Hochtemperatur-Reibwertverhaltens erzielt, ohne die Nachteile von Vollkarbon mit zu niedrigen Kaltreibbeiwerten in Kauf nehmen zu müssen.
Durch den zweiteiligen Aufbau der Bremsschreiben werden die Reibschwingungen der Bremsscheibe deutlich reduziert, da die Verbindungen von dem äußeren Reibring zu dem inneren Reibring über einen Reibschluß erfolgt.
Aufgrund der ungünstigeren Kühlungsverhältnisse auf dem äußeren Reibring, kommt es in der Praxis zu einer frühen Rißbildung. Durch Einsatz des temperaturbeständigeren Karbon-Reibringes und eines Karbon-Reibbelages wird dieses Problem weitestgehend beseitigt.
Durch den Entfall des äußeren Reibringes in Grauguß und Ersatz durch ein spezifisch leichteres Material wie z.B. Karbon, kann einschließlich des äußeren Bremsbelages, aus dem gleichen Werkstoff, am Gesamtgewicht bis zu 12% Gewicht eingespart werden.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben.
Es zeigen:
1 einen Schnitt durch eine teilweise dargestellte Bremsscheibe mit zwei Reibringen und zwischenliegenden Kühlkanälen,
2 eine Darstellung der beiden über Nieten verbundenen Reibringe, wobei die Rippen am äußeren Reibring vorgesehen sind,
3 eine Darstellung der Reibringe bei der die Rippen am inneren Reibring angeordnet sind und
4 eine schematische Darstellung einer Scheibenbremse mit Bremsbelägen und Bremskolben.
Eine Scheibenbremse umfaßt im wesentlichen eine Bremsscheibe 1 bestehend aus zwei Reibringen 2 und 3, die zwischen sich Kühlkanäle 4 aufweisen. Die Reibringe 2 und 3 stehen mit Bremsbelägen 8, 9 in Wirkverbindung, die wiederum vom Bremskolben 10, 11 beaufschlagbar sind.
Der äußere Reibring 3 ist aus einem Faserverbundwerkstoff gebildet und der innere Reibring 2 besteht aus einem Graugußmaterial. Die Verbindung der beiden Reibringe 2 und 3 erfolgt in einem Gießvorgang, wobei in einer Form beim Gießen des Reibringes aus Grauguß eine Verbindung erfolgt. Die beiden Reibringe 2 und 3 sind zusätlich über Nieten 5 miteinander verbunden, welche versenkt in der Reibfläche 6, 7 der Reibringe 2, 3 angeordnet sind. Die Niete 5 können auch aus Hohlnieten bestehen, sodaß eine Perforation der Reibflächen entsteht.
Der Faserverbundwerkstoff kann aus einem wärmebeständigen Harz mit einem Keramikwerkstoff oder Karbon bestehen.
In 4 ist ein Teil einer Scheibenbremse näher dargestellt. Der innere Reibring 2 besteht aus Grauguß und der äußere Reibring 3 besteht aus dem Faserverbundwerkstoff und beide Reibringe sind miteinander fest verbunden.
Der äußere Reibring 3 steht mit einem Bremsbelag 8 in Wirkverbindung, der aus dem gleichen Werkstoff wie der gegenüberstehende Reibring 3 besteht. Der innere Reibring 2 aus Grauguß wirkt mit einem Bremsbelag 9 zusammen, der aus einem asbestfreien Material besteht.

Claims

Bremsscheibe für eine Scheibenbremse eines Kraftfahrzeuges, mit einem inneren sowie einem äußeren Reibring, wobei der äußere Reibring (3) aus einem Faserverbundwerkstoff und der innere Reibring (2) aus einem Graugusswerkstoff besteht und die Reibringe (2) und (3) innig und fest miteinander verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, dass der äußere und der innere Reibring (2) und (3) zur Erzielung einer innigen Verbindung beim Gießen in einer gleichen Form mit dem Grauguss hergestellt wird, und zwischen den miteinander verbundenen Reibringen (2, 3) Kühlkanäle (4) gebildet sind.
Bremsscheibe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Reibring (3) aus einem Faserverbundwerkstoff mit wärmebeständigem Harz und einem keramischen Werkstoff besteht.
Bremsscheibe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Reibring (3) aus einem Faserverbundwerkstoff mit wärmebeständiges Harz und Karbon besteht.
Bremsscheibe nach Anspruch 1 oder einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Reibringe (2, 3) zur Bildung von perforierten Reibflächen (6, 7) über Hohlnieten miteinander verbunden sind.
Scheibenbremse mit Bremsbelägen und einer Bremsscheibe nach Anspruch 1 oder einem der vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, dass der äußere Reibring (3) der Bremsscheibe aus einem Faserverbundwerkstoff besteht, der in Wirkverbindung mit einem Bremsbelag (8) aus einem gleichen Werkstoff steht, und der innere Reibring (2) aus Grauguss hergestellt ist und diesem ein asbestfreier Bremsbelag (9) gegenübersteht.