WO2020144250A1

WO2020144250A1 - Gebaute verbundbremstrommel für ein kraftfahrzeug

Info

Publication number: WO2020144250A1
Application number: PCT/EP2020/050367
Authority: WO
Inventors: Hans-Peter Metzen; Ahmed Sefo; Volker Van Aken; Jens Hoffmann; Uwe Bach
Original assignee: Continental Teves AG and Co OHG
Current assignee: Continental Teves AG and Co OHG
Priority date: 2019-01-11
Filing date: 2020-01-09
Publication date: 2020-07-16
Anticipated expiration: 2021-07-11
Also published as: EP3908767B1; DE102019213756A1; US11885384B2; US20220099149A1; BR112021007404A2; DE102019213751A1; KR20210053998A; WO2020144251A1; CN113167346A; CN113167346B; EP3908767A1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine mehrstückig gebaute Verbundbremstrommel (1) für Kraftfahrzeuge die eine Bodenkomponente (2) mit Flanschebene (FE) als Nabenschnittstelle sowie eine Wandkomponente (3) umfasst, die gefügten Komponenten über eine Fügeschnittstelle (4) mit einem Zentrierbund 6 koaxial drehfest zusammengefügt sind, und wobei eine Fuge (5) der Fügeschnittstelle (4) radial gerichtet vorliegt. Die vorliegende Erfindung hat zur Aufgabe, eine neuartig verbessert gebaute Verbundbremstrommel (1) mit präzisem Rundlaufverhalten zur Verfügung zu stellen, die die Systemrobustheit bei weiterentwickeltem Wärmeenergiemanagement kostengünstig, gewichtsneutral sowie montagefreundlich und fertigungsgerecht verbessern hilft. Die Aufgabe wird erfindungsgemäß im Prinzip dadurch gelöst, dass die Fügeschnittstelle (4) radial fluchtend zur Flanschebene (FE) vorgesehen ist.

Description

Gebaute Verbundbremstrommel für ein Kraftfahrzeug

Die Erfindung betrifft eine gebaute Verbundbremstrommel für ein Kraftfahrzeug. Die mehrstückig gebaute Verbundbremstrommel ist aus mehreren Komponenten zusammengesetzt und umfasst eine Bodenkomponente mit Flanschebene als Schnittstelle zur drehfesten Fixierung an einer Fahrzeugnabe, sowie eine

Wandkomponente die einen Reibring zwecks Interaktion mit Bremsschuhen aufweist. Zwischen den vorstehend genannten Komponenten ist eine

Fügekomponente zwecks gegenseitiger Bauteilfixierung eingefügt. Prinzipiell ist die Verbundbremstrommel in einem stark begrenzten Einbauraum zwischen Radnabe und Fahrzeugrad integral anordbar.

Eine Verbundbremstrommel ist aus der US 2,041 ,776 A bekannt. Diese ist mehrstückig aus Komponenten zusammengesetzt und mechanisch stabil wie auch thermisch optimiert. Die Verbundbremstrommel umfasst ein einstückig

ausgeprägtes Blechteil mit Boden und Wandung, sowie mit einer integral drehfest an die Innenwandung angegossene Reibfläche aus Gußwerkstoff. Alternativ ist der US 2,041 ,776 A eine Lösung mit geteilter, aufgelöster Bauweise zu entnehmen. Dabei soll die Wandkomponente über einen radial einwärts abgewinkelt gestalteten Flanschabschnitt verfügen. Ein radial äußerer Rand der Bodenkomponente ist axial querversetzt, so dass der abgewinkelte Flanschabschnitt der Wandung mit

Überlappung in einer Stufe der Bodenkomponente aufgenommen ist. Rand und Flanschabschnitt sind im Überlappungsbereich mit Durchgangslöchern versehen, und der Verbund der beiden Komponenten, also die drehfeste Kupplung zwischen Bodenkomponente und Wandkomponente, wird durch mehrere parallel zur

Raddrehachse arrangierte Nieten gewährleistet, indem die Nieten die

Durchgangslöcher formschlüssig durchgreifen. Eine Empfehlung der US 2,041 ,776 A besteht darin, die Stabilität der Wandung bei verbesserten Wärmeenergieabgabe zu steigern, indem die Wandung radial außen mit kalottenförmigen

Protuberanzausprägungen versehen ist, welche hintergossen sind. Mit anderen Worten empfiehlt die US 2,041 ,776 A einem Fachmann die Ausbildung der

Wandkomponente als Wärmesenke sowie mit einer Ausprägung zwecks

Stabilisierung und Oberflächenvergrößerung. Im Übrigen erscheint die Biegesteifigkeit verbesserungsfähig, weil eine neutrale Biegefaser eines

bogenförmig abgewinkelten Wandabschnitts größtenteils radial außerhalb eines Teilkreises der Fixierkomponenten belegen ist.

Die DE 10 2015 212 017 A1 zeigt eine mehrstückig gebaute Bremstrommel wobei die Bodenkomponente über einen Bogen mit abgestuftem Wandanschlussstutzen verfügt, so dass die Wandkomponente versetzt neben dem Bogen angefügt ist.

Das prinzipielle Anforderungsprofil ist wie folgt: Hohe Wärmekapazität bei beschleunigtem Wärmeenergieeintrag, ausreichende Warmfestigkeit, günstiges Abkühlverhalten sowie günstige tribologische Reibeigenschaften in korrosiver Atmosphäre bei verschleißresistenter Auslegung, reduziertes Gewicht und auch gute Recyclierbarkeit. Die Auslegung beziehungsweise Konstruktion in der Interaktion sämtlicher Komponenten einer Verbundbremstrommel ist äußerst komplex.

Die vorliegende Erfindung hat im Vergleich mit dem nächstkommenden Stand der Technik zur Aufgabe, eine neuartig verbessert gebaute Verbundbremstrommel zur Verfügung zu stellen, die das gegebene Leistungsspektrum bei weiterentwickeltem Wärmeenergiemanagement kostengünstig, gewichtsneutral und auch nachhaltig verbessern hilft.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß im Prinzip gemeinsam mit den

kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs anhand einer besonders verdichtet ausgelegten Teilung und Schnittstellenanordnung zwischen

Bodenkomponente, Wandkomponente und einer Flanschebene gelöst, und wobei die Schnittstelle thermische Überlastung sicher erträgt. Denn die beiden

Trommelkomponenten sind durch stirnflächige Auflager gegenseitig thermisch leitfähig gekoppelt. Ihre Fügeschnittstelle ist weitestgehend in gemeinsamer radialer Flucht mit der Flanschebene FE arrangiert vorgesehen. Der Kern der Erfindung liegt mit anderen Worten in einer überraschend simpel wie auch stabil und dennoch neuartigen Anordnung, indem die Teilungsfuge im Wesentlichen radial fluchtend zur Flanschebene FE allokiert ist. Ein besonderer Vorteil der vorliegenden Erfindung ist ein fertigungstechnisch sehr präzise vorproduzierbarer, hochwertiger Rundlauf der Verbundbremstrommel unter Reduktion eines Auswuchtaufwands. Demzufolge unterscheidet sich die Erfindung diametral von einer Schleuderverbundgusstechnologie entsprechend dem Vorbild nach der US 2,041 ,776 A, wobei zur Wärmeabstrahlung eine radial außen an der Wandkomponente vergrößert ausgelegte Konvektionsfläche vorliegt.

Vorteilhafterweise entfällt erfindungsgemäß jeglicher Zusatzaufwand zur Justierung und fertigungsgerechten Lagerung eines Einlegeteils beim Giessvorgang.

Zusatzgewicht (kalottenförmige Ausprägung inkl. Verbundgusstechnologie gemäß US 2, 041 , 776 A) entfällt.

Die Erfindung wird gemeinsam mit der Figurenbeschreibung in Bezug auf bevorzugte Ausführungsbeispiele näher erläutert. In diesem Zusammenhang wird anhand einer Variation mit radial ausgerichteter Fixierkomponente ein besonders verdichtetes, bauraumsparendes Arrangement ermöglicht, weil eine axial gerichtete Eintauchtiefe der Verbundbremstrommel verkürzt ist. In der Zeichnung zeigt:

Fig. 1 Beispiel einer ersten Ausführung einer erfindungsgemäßen

Verbundbremstrommel von außenbords, perspektivisch sowie verkleinert umfassend eine Fixierkomponente 7 die axial gerichtet ist, und eine

Sacklochverschraubung in der Wandkomponente 3 umfasst,

Fig. 2 vergrößerte Einzelheit in Fig. 1 ,

Fig. 3 Querschnitt entlang lll-lll in Fig. 1 , mit verdeutlichter Flanschebene FE,

Fig. 4, D mehrfach vergrößerte einige Einzelheiten von Fig. 3,

Fig. 5 Beispiel einer abgewandelten Schnittstelle umfassend eine

Fixierkomponente 14 die radial gerichtet ist, und eine Sacklochverschraubung in der Bodenkomponente 2 umfasst, und Fig. 6. die Variante wie in Fig. 5, jedoch mit radial einwärts gerichtet gesteckten Stiften (bspw. Nägel oder Passbolzen) als Fixierkomponente 14, und wobei ein voluminöser Schraubenkopf zwecks Einbauraumersparnis vorteilhaft wegfällt.

Neben den gezeichneten Ausführungen sind wechselweise Kombinationslösungen und deren Mischformen bspw. mit unterschiedlich kombiniert variierten und/oder variiert ausgerichteten Fixierkomponenten 7, 14 wie bspw. Stifte und Schrauben möglich, obwohl dies nicht im Einzelnen anhand der Zeichnung ausformuliert sein mag. Es versteht sich weiterhin, dass kombiniert abwechselnd verschiedene oder identische gerichtete Fixierkomponenten 7, 14 in unterschiedlichster Ausprägung als Schraube, Stift oder Niet vorliegen dürfen, ohne den Kern der Erfindung zu verlassen.

Die Verbundbremstrommel 1 verfügt nach Fig. 3 + 4 inclusive von Einzelheit D über eine radial gerichtete Fuge 5 mit Fügeschnittstelle 4, die in Relation zu einer Flanschebene FE radial fluchtend platziert vorgesehen ist. Demgegenüber ist ein Zentrierbund 6 axial neben der Flanschebene FE versetzt vorgesehen. Die Paarung der Schnittstelle im Bereich des Zentrierbundes 6 zwischen Bodenkomponente 2 und Wandkomponente 3 kann für eine exakte Rundlaufgenauigkeit eine präzise Passung aufweisen, die insbesondere als Presspassung ausgeführt sein darf. Als Montagehilfe kann zwischen den Komponenten 2, 3 eine besondere Profilierung P vorgesehen sein, welche zusätzlich vergrößert sowie in bevorzugter Gestaltung rein beispielhaft aus der Einzelheit D hervorgeht. Die Profilierung P kann in Gestalt einer Abstufung primär an der Bodenkomponente 2 vorgesehen sein, wohingegen die Wandkomponente parallel zur Axialrichtung Ax, d.h. weitgehend glatt gestaltet ist. Dabei umfasst die Profilierung P mit Vorteil mehrere Abschnitte 17,18,19,20, 21 , die bei diesem Beispiel jeweils in Außenbearbeitung am Zentrierbund 6 der

Bodenkomponente 2 ausgebildet sind. Im Beispiel D beinhaltet die Profilierung P eine Primärfase 17 mit einem Übergangsabschnitt 18 und einer anschließenden Sekundärfase 19 damit sich die Komponenten in diesem mit großzügiger

Spielpassung dimensionierten Abschnitt infolge der axial gerichtet ausgeführten Einschubbewegung gegenseitig zueinander selbsttätig arrangieren - mit anderen Worten gegenseitig platzieren. An die Sekundärfase 19 schließt sich beispielhaft der eng gefügte Presspassungsbereich 20 an, der üblicherweise in eine Hohlkehle als Freisparung 21 einmündet. Es versteht sich in diesem Zusammenhang, dass vielgestalte Abwandlungen und auch Kombinationen, also Permutationen, der Teilabschnitte und Teilbereiche, einschließlich Bereichsrationalisierungen, in Weiterentwicklung dieser vorbildhaften Profilierung P denkbar sind, ohne den Grundgedanken der selbsttätigen Montage- und Demontageerleichterung zu verlassen.

Bodenkomponente 2 und Wandkomponente 3 sind thermisch leitfähig miteinander gekoppelt, so dass die Bodenkomponente 2 als Wärmesenke bzw. Kühlkörper für die Wandkomponente 3 wirksam ist. Die Bodenkomponente 2 der

Verbundbremstrommel 1 dient zur Wärmeableitung durch stirnflächige

Kontaktanlage.

Weiterhin ist die Fügeschnittstelle 4 zwischen Bodenkomponente 2 und

Wandkomponente 3 biegesteif als eine Ecküberblattung ausgebildet, indem die Wandkomponente 3, ohne Abkröpfung, im Wesentlichen als rohrförmig-glatt aufgedickt, mit Vorteil verdicktes Ende mit einer radial ebenmäßig-stumpf definierten Stirnfläche auf einer Stufe des Zentrierbundes 6 der Bodenkomponente 2 aufsitzt. Demnach ist die Wandkomponente 3 als rohrförmiges Muffenende mit einer rechtwinklig abgetrennten Stirnfläche unmittelbar stumpf auf einem

abgestuften Zentrierbund 6 der Bodenkomponente aufgesetzt. Eine effektiv gerichtete Ableitung von Wärmeenergie - ausgehend von der Wandkomponente 2 über die Schnittstelle mit Auflage an der Stirnfläche bis in die Bodenkomponente 3 ist dadurch sichergestellt. Auf dieser raumsparenden Grundlage ist ein früher notwendiger Bogen (bekannt aus DE 102015212017A1 ), respektive eine

Abkröpfung an der Wandkomponente 2, rationalisiert.

Die Stirnfläche darf eine Sacklochbohrung 13 aufweisen. Die Sachlochbohrung 13 dient zur Aufnahme von einer axial gerichteten Fixier- bzw. Fügekomponente 7, 14. Eine Fügekomponente 7,14 die beispielsweise in Ausbildung als Schraube oder Bolzen oder auch irgendwie anders vorliegen darf, verfügt üblicherweise über einen Schaft, welcher die Bohrungen in den Komponenten durchgreift. Die Fügekom ponente 7,14 kann alternativ beispielhaft als Stift oder auch unlösbar als Niet ausgebildet sein. Bei dieser Konfiguration ist eine Längsachse der

Fügekomponente 14, also auch die Sacklochbohrung 13 stets orthogonal zur Flanschebene FE gerichtet. Die Bohrungsachse der Sacklochbohrung 13 verläuft dementsprechend parallel zu einer Symmetrie- bzw. Drehachse Ax der

Wandkomponente 3.

In der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind mehrere identische Sacklochbohrungen13 bei regelmäßiger Teilung auf einem gemeinsamen Teilkreis in die Stirnfläche eingebracht. Die Figuren 5 + 6 verdeutlichen eine abgewandelt beschriebene Konfigurationsvarianten als Schraub- bzw. Stiftlösung jedoch mit radial gerichtet abgewandelter Variation, wobei die Fixierkomponente 14 parallel zur Flanschebene FE von radial außen nach radial innen weisend gerichtet platziert vorgesehen ist. Dabei wird die aufnehmende Sacklochbohrung 13 bei radial gerichteter Bohrungsachse in die Bodenkomponente 2 eingebracht.

Prinzipiell kann jeder Fixierkomponente 7, 14 eine Doppelfunktion zukommen.

Dazu zählt einerseits die Fixierungsfunktion zwischen Bodenkomponente 2 und Wandkomponente 3. Zusätzlich kann die Fixierkomponente 7, 14 als formschlüssig wirksame Drehmomentkupplung zwischen Bodenkomponente 2 und

Wandkomponente 3 dienen. Auch ist es möglich, gesonderte

Drehmomentmitnehmermittel vorzusehen, um die Fixierkomponente 7, 14 zu entlasten. Bei derart alternativer Ausgestaltung sind die beiden Teilaufgaben voneinander entkoppelt, indem die Fixierkomponente 7, 14 im Wesentlichen ausschließlich zur Fixierung zwischen den Komponenten vorgesehen ist. Die Funktion der Drehmomentkupplung wird durch andere Mittel und Merkmale wahrgenommen. Beispielsweise ist zu diesem Zweck zwischen den Komponenten eine gesonderte Kupplung vorgesehen. Zum Zweck der Drehmomentübertragung sind gesonderte Elemente wie beispielsweise Passfedern möglich. Alternativ ist es denkbar und sinnvoll, in die Schnittstelle zwischen Bodenkomponente 2 und Wandkomponente 3 formschlüssig ineinandergreifende Profilierungen, wie beispielweise wechselweise Vorsprünge sowie Vertiefungen mit passenden Gegenstücken bzw. Verzahnungen einzuarbeiten. Weiterhin alternativ kann die Kupplung ohne gesonderte Elemente integral ausgebildet sein. Dies kann eine Presspassung einschließen, deren Presswirkung sich mit thermischer

Energieaufnahme erhöht. Eine integrierte formschlüssige Gestaltung die in beliebiger Kombination mit anderen Varianten möglich ist, beruht auf dem

Grundsatz, dass ein einstückig angeformt ausgebildeter Vorsprung einer

Bremstrommelkomponente in einer gegenüberliegend ausgeprägten Kavität der anderen Bremstrommelkomponente aufgenommen wird. Diese besonders tragfähig gestaltbare, integral-formschlüssig ausprägbare Drehmomentkupplung zwischen den Bremstrommelkomponenten kann beispielsweise durch eine axial oder radial ausgerichtete Verzahnung oder Verschränkung zwischen gepaarten Auf- bzw. Anlageflächen von Bodenkomponente 2 und Wandkomponente 3 gewährleistet sein. Idealerweise ist die Orientierung der gegenseitig

ineinandergreifenden Formschlusssegmente immer orthogonal zur Wirkungslinie des Drehmoments wobei auch andersartige Orientierung möglich ist, ohne das Wesen der Erfindung zu verlassen. Eine hochverdichteter sowie geschützter Aufbau sieht beispielsweise eine Integration dieser Kupplungsmerkmale innerhalb der Teilungsfuge zwischen den Komponenten vor.

Erfindungsgemäß umfasst die Teilungsschnittstelle eine Profilierung in Gestalt eines Zentrierbundes 6, indem ein abgestufter Absatz mit einem vorstehenden Vorsprung gebildet ist, der axial gerichtet, sowie radial innen bezüglich der Wandkomponente 3 verlegt ist. Diese besondere konstruktive Auslegung toleriert und unterstützt unterschiedliche thermische Ausdehnungskoeffizienten selbst bei Ausführung mit unterschiedlichen Werkstoffpaarungen. Im Ergebnis führt der Einbezug der Bodenkomponente 2 als Wärmesenke wie auch die konstruktive Ausbildung der Schnittstelle zu einem ausgeglichenen, balancierten

Systemverhalten. Denn die thermisch weitaus stärker beaufschlagte

Wandkomponente, die beispielsweise aus einem Eisengusswerkstoff gebildet ist, dehnt sich nach radial außen völlig frei aus, ohne dass diese Maßausdehnung zusätzliche Spannungen induzierte. Dadurch wird es vergleichsweise einfach ermöglicht, dass die thermisch weniger beaufschlagte Bodenkomponente 2 aus einem Aluminiumwerkstoff ausgebildet werden kann, ohne dass Rissbildung durch Thermospannungen zu befürchten ist. Eine bevorzugte Gestaltung der Erfindung bezieht sich auf eine besonders teilungskonform arrangierte Werkstoffpaarung welche beispielsweise einen

Leichtmetallwerkstoff, wie insbesondere Aluminiumgusswerkstoff, zur Verwendung für die Bodenkomponente 2 und beispielsweise einen Schwermetallwerkstoff, wie insbesondere einen ferritischen Grauguss oder Stahlgusswerkstoff, zur

Verwendung für die Wandkomponente 3 vorschlägt, und wobei graduelle

Abwandlungen wie insbesondere verschiedenste Legierungsausprägung innerhalb der verschiedenen komponentenbezogenen Werkstoffgruppen im Rahmen der Erfindung durchaus sinnvoll und möglich sind.

In erfindungsgemäßer Gestaltung ist eine neutrale Biegefaser im Bereich der Schnittstelle zwischen Bodenkomponente 2 und Wandkomponente 3 weitgehend fluchtend mit einem Teilkreis der Fixierkomponente ausgebildet. Diese Gestaltung befördert eine besonders biegebeanspruchungsgerechte Konstruktion.

Eine zusätzliche Variante der Erfindung besteht darin, dass im Bereich der

Fügestelle 4 der Außendurchmesser der Wandkomponente 3 im Wesentlichen Deckungsgleich mit dem Außendurchmesser der Bodenkomponente 2 vorgesehen ist.

Die Bodenkomponente 2 der erfindungsgemäßen Verbundbremstrommel 1 ist ebenmäßig sowie weitestgehend kreisförmig ausgeführt. Zudem verfügt die Bodenkomponente 2 radnabenseitig über eine definierte ebene Auflage zwecks Anlage an einer planparallel definiert angepassten Stirnseite einer Radnabe 12. Zur Fixierung zwischen Bodenkomponente 2 und Radnabe 12 ist auch eine

schematisch skizzierte und bevorzugte Bremstrommelfixierung 16 eingefügt.

Demzufolge wird ein Kraftfahrzeugrad 15 einschließlich Verbundbremstrommel 1 über diese Bremstrommelfixierung 16 an der drehbar angeordneten Radnabe 12 gelagert. Es versteht sich, dass ein Kraftfahrzeugrad 15, beziehungsweise die Verbundbremstrommel 1 , zu Wartungszwecken lösbar mit definierter Vorspannkraft an der Radnabe 12 fixiert angeordnet sind. Dazu ist die Bremstrommelfixierung 16 axial, parallel oder konzentrisch zur Raddrehachse Ax eingefügt. Die Radfixierung ist beispielhaft für sportive Kraftfahrzeuge als sogenannte Zentralfixierung ausgelegt, die eine im Zentrum der Raddrehachse Ax angeordnete Zentralmutter oder Zentralschraube umfassen kann. Alternativ umfassen die Fixiermittel 16 mehrere, gleichmäßig auf einem Teilkreis verteilt arrangierte Schraubbolzen oder Stehbolzen, die der lösbaren Radfixierung dienen. Es ist auch möglich, dass Gewindeschaftenden von Schraubbolzen in Gewindelöcher auf der Stirnseite der Radnabe eingeschraubt sind. Alternativ können die Fixiermittel als Stehbolzen ausgeführt sein, deren Schaft fest sowie unverdrehbar in der Stirnseite der

Radnabe gelagert ist. Zwecks lösbarer Radbefestigung sind Gewindeschaftenden von Stehbolzen mit Radmuttern gepaart.

Modellrechnung beziehungsweise Simulation hat ergeben, dass die Erfindung bei einem durchschnittlichen Bremstrommeldurchmesser in Verbindung mit einer Reibflächenbreite von etwa 40 mm - 55 mm mit signifikanten Vorteilen arbeitet, wenn die Bodenkomponente 2 beispielhaft aus Aluminiumgußwerkstoff gebildet ist, wohingegen die Wandkomponente 3 aus Grauguß oder Stahlgußwerkstoff ausgebildet ist. Es ist möglich, dass die Wandkomponente 3 aus mehreren unterschiedlichen Werkstoffen als Verbundgussbauteil ausgeführt ist. Für diese besonders verträgliche, bevorzugte Konfiguration ist eine Betriebstemperatur der Wandkomponente 3 mit etwa 500 °C ausgelegt, und wobei sich die

Bodenkomponente 2 als Wärmesenke, durch Ihre Kühlkörperfunktion, auf etwa 200 °C erwärmt. Demzufolge ist die geforderte Warmfestigkeit für sämtliche Betriebsbedingungen erfüllt.

Zwecks Gewichtsverringerung bei unveränderter Tragfähigkeit wird eine besondere Ausprägung mit Profilierung im Bereich der Bodenkomponente 2 wie folgt empfohlen. Einerseits kann die Bodenkomponente 2 außenbords A profiliert vorgesehen sein, indem radial speichenförmig gerichtet angeordnete, aufgedickte, Verstärkungen 8 zwischen einem Innenring 9 und einem Außenring 10 ausgebildet sind, und wobei jeweils dazwischen vertiefte Aussparungen 1 1 mit relativ dünnerer Wandstärke an der Bodenkomponente 2 vorliegen. Zudem kann die

Bodenkomponente 2 innenbords I abgestuft profiliert vorgesehen sein, indem wenigstens ein konzentrischer, radial außerhalb der Flanschebene (FE) allokierter Kreisringbereich ein Niveau derart aufweist, so dass das Niveau der Flanschebene (FE) demgegenüber abgesenkt vertieft ist. Die Ausprägung bzw. Profilierung kann gießtechnisch hergestellt werden. Alternativ oder ergänzend dazu kann zur Ausbildung der Profilierung eine schmiedetechnische Bearbeitung erfolgen. Dies kann die Festigkeit bei reduziertem Werkstoffbedarf weiter erhöhen.

Obwohl die kombinierte Anbringung der beiden Profilierungen - innenbords und außenbords - im Rahmen der bevorzugten Ausgestaltung gemäß Zeichnung dargestellt ist, können diese Profilierungen vorteilhafterweise ebenso unabhängig voneinander, losgelöst, Verwendung finden, ohne den Gegenstand der

vorliegenden Erfindung zu verlassen.

Zusammenfassend hiermit nochmals Schlüsselmerkmale in der Gestaltung einer erfindungsgemäßen Schnittstelle in zusätzlicher Kombination mit einer

temperaturdehnungsabhängig selbstverstärkend gerichtet konfigurierter

Presspassungsfugenverbindung zur Drehhemmung zwischen (bezüglich

Axialrichtung/Bremstrommeldrehachse) radial außen arrangierter

Trommelwandkomponente 3 und radial innen arrangierter

Trommelbodenkomponente 2 mit beispielhaft präzisierter Ausführung in

Materialkombination Stahlguss bzw. Grauguß für die reibbelagbeaufschlagte Trommelwandkomponente 3 und Aluminiumwerkstoff für die

Trommelbodenkomponente 2:

- der Zentrierbund 6 ist nicht zwangsläufig ausschließlich mit Zentrierfunktion auszuführen, sondern darf in einer beliebigen Kombination mit den anderen Merkmalen als drehfeste Kupplung als gegenseitige Presspassungsverbund konfiguriert sein

- Zentrierbund 6 und die gegenüberliegende Kontaktfläche des Wandbauteils 3sind durch die Flächenpressung des Presspassungsverbunds (also Kraftschlüssig infolge Reibung) drehfest koppelbar - eine wesentliche Eigenart in der Merkmalskombination einer zielgerichtet überlappend arrangierten Presspassungsfuge zwischen der

Wandkomponente 3 und der Bodenkomponente 2 besteht darin, dass deren Drehhemmung, also das über die Presspassungsfuge übertragbare

Drehmoment, mit wachsenden thermischen Ausdehnungeffekten infolge Thermoenergieeintrag, selbstverstärkend, wachsend verhält

- beispielhaft wird der selbstverstärkend konfiguertierte

Presspassungsverbund ermöglicht, indem radial innen platzierter

Aluminiumwerkstoff in Ausführung der Bodenkomponente 2 über einen wesentlich höheren Temperaturausdehnungskoeffizienten verfügt als die radial außen arrangierte Wandkomponente 3 aus einem Stahlgußwerkstoff

- bei radialer Aufweitung beider Bauteile infolge steigender Temperaturen wird die Flächenpressung im Pressverbund zwischen den beiden Kontaktflächen gesteigert

- Fixierkomponenten 7,14 dienen prinzipiell einer Lagesicherung bzw.

Absicherung bzw. Positionierung beider Komponenten 2,3 zueinander (die Mittel können aber für erhöhte Sicherheit gegen Presspassungsversagen so dimensioniert sein, dass diese über ihre Vorspannung ergo die Reibung in der Anschraubfläche 5 auch das vollständige Drehmoment übernehmen könnten, wobei jedoch planmäßig angestrebt ist, dass diese Aufgabe prinzipiell über die Presspassung zwischen den Kontaktflächen des

Zentrierbundes erfüllt wird

Die ausgeführte Teilung der Trommel an der Ecke Boden/Wand, hat übergreifend folgende Hintergründe:

1. Zuweisung von geeignetem Material an die Funktionsbereiche, z. B.

Reibbereich und Wärmesenke

2. Gewichtsreduzierung - Trommelwand hat ^'nahezu freie^' radiale

Ausdehnung, die Schrägstellung der Reibfläche verringert sich zu 1.

- den verschiedenen Funktionsbereichen werden jeweils

beanspruchungsgerecht geeignete Werkstoffe zugeordnet

- das Wandbauteil aus Stahlguß GG, mit dem Reibbereich der Trommel, ist sehr beständig bei Reibung, hat eine hohe Wärmestabilität und eine hohe Festigkeit

- der Aluminium - Boden eignet sich sehr gut als Wärmesenke und ist

gleichzeitig sehr leicht

zu 2.

- die Teilung der Trommel in der Ecke Boden/Wand ist für die Kombination GG/AI die geeignete Stelle zur Teilung, weil sie für die Gesamttrommel das Optimum an Gewichtreduzierung bedeutet

- alle anderen Teilungen erfordern mehr Material um die

Übergangstemperatur für Aluminium zu erreichen (< 200 °C)

- schon bei gleicher Geometrie im Austausch Guß - Boden zu AI - Boden reduziert sich das Gesamtgewicht der Trommel um ca. 30%

- der AL - Boden ist eine bessere Wärmesenke und nimmt mehr Wärme auf als der Guß - Boden, bei gleicher Boden - Geometrie, aber deutlich geringerem Gewicht

- die Maximaltemperatur im Reibbereich bleibt dabei auf gleichem Niveau wie die des Gesamtbauteils aus Guß

zu 3.

- eine ungeteilte Trommel verformt sich bei steigenden Temperaturen stark ungleichmäßig

- die erhitzte Wandung strebt danach, sich in radialer Richtung stärker

auszudehnen als der kalte Trommelboden

- die Reibfläche stellt sich schräg und bildet im Reibbereich eine Konus - Fläche

- mit einer Teilung am Übergang zum Boden und mit einem AI - Boden strebt der Boden danach sich mehr auszudehnen als die Wandung - ein AI - Boden unterstützt dementsprechend die radial freie Ausdehnung - dies vermindert thermischen Verzug infolge„Schüsseln“ - Schrägstellung der Innenwand des Wand - Ringes

Bezugszeichenliste

1 Verbundbremstrommel

2 Bodenkomponente

3 Wandkomponente

4 Fügeschnittstelle

5 Fuge

6 Zentrierbund

7 Fixierkomponente (axialgerichtet)

8 Verstärkung

9 Innenring

10 Außenring

11 Aussparung

12 Radnabe

13 Sacklochbohrung

14 Fixierkomponente (radialgerichtet)

15 Kraftfahrzeugrad

16 Bremstrommelfixierung

17 Primärfase

18 Übergangsabschnitt

19 Sekundärfase

20 Presspassungsbereich

21 Freisparung

FE Flanschebene

A Außenbords

I Innenbords

d Wandstärke

N1 , N2, N3 Niveau

Ax Axialrichtung (Symmetrie - / Drehachse) R Radialrichtung

P Profilierung

Claims

Patentansprüche

1. Mehrstückig gebaute Verbundbremstrommel (1 ) für Kraftfahrzeuge die eine Bodenkomponente (2) mit Flanschebene (FE) als Nabenschnittstelle sowie eine Wandkomponente (3) umfasst, und wobei die gefügten Komponenten über eine Fuge (5) mit radial gerichteter Fügeschnittstelle (4) sowie mit einem

Zentrierbund (6) koaxial drehfest zusammengefügt sind, dadurch

gekennzeichnet, dass die Fügeschnittstelle (4) radial fluchtend zur

Flanschebene (FE) vorgesehen ist.

2. Mehrstückig gebaute Verbundbremstrommel (1 ) für Kraftfahrzeuge nach

Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die radiale Fuge (5) der

Fügeschnittstelle (4) in radialer Flucht mit der Flanschebene (FE) vorgesehen ist.

3. Mehrstückig gebaute Verbundbremstrommel (1 ) für Kraftfahrzeuge nach

Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Zentrierbund (6) axial neben der Flanschebene (FE) versetzt vorgesehen ist.

4. Mehrstückig gebaute Verbundbremstrommel (1 ) für Kraftfahrzeuge nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 - 3, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen Bodenkomponente (2) und Wandkomponente (3) ein selbstverstärkend arrangierter Presspassungsverbund vorgesehen ist.

5. Mehrstückig gebaute Verbundbremstrommel (1 ) für Kraftfahrzeuge nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche 1 - 4, dadurch

gekennzeichnet, dass Bodenkomponente (2) und Wandkomponente (3) thermisch leitfähig derart miteinander gekoppelt sind, so dass die

Bodenkomponente (2) als Wärmesenke und/oder Kühlkörper für die

Wandkomponente (3) vorgesehen ist.

6. Mehrstückig gebaute Verbundbremstrommel (1 ) für Kraftfahrzeuge nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche 1 - 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Fügeschnittstelle (4) zwischen Bodenkomponente

(2) und Wandkomponente (3) biegesteif als eine Ecküberblattung ausgebildet ist, indem die Wandkomponente (3), ohne Abkröpfung, im Wesentlichen als rohrförmig-glatt aufgedickt verdicktes Ende mit einer radial ebenmäßig-stumpf definierten Stirnfläche auf einer Stufe des Zentrierbundes (6) der

Bodenkomponente (2) aufsitzt.

7. Mehrstückig gebaute Verbundbremstrommel (1 ) für Kraftfahrzeuge nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche 1 - 6, dadurch

gekennzeichnet, dass zwischen Bodenkomponente (2) und Wandkomponente

(3) mehrere formschlüssig kooperierende Drehmomentmitnehmer vorgesehen sind, die gegenseitige Vorsprünge und Kavitäten beinhalten.

8. Mehrstückig gebaute Verbundbremstrommel (1 ) für Kraftfahrzeuge nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche 1 - 7, dadurch

gekennzeichnet, dass die Drehmomentmitnehmer als gesonderte Bauteile und/oder als integrale Merkmale von einer oder von mehreren Komponenten vorgesehen sind.

9. Mehrstückig gebaute Verbundbremstrommel (1 ) für Kraftfahrzeuge nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche 1 - 8, dadurch

gekennzeichnet, dass jeweils auf einem gemeinsamen Teilkreis regelmäßig versetzt zueinander mehrere Fixierkomonenten (7, 14) zur gegenseitigen Fixierung zwischen Bodenkomponente (2) und Wandkomponente (3) vorgesehen sind.

10. Mehrstückig gebaute Verbundbremstrommel (1 ) für Kraftfahrzeuge nach

Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Fixierkomponente (7) orthogonal lotrecht zur Flanschebene FE gerichtet von der Bodenkomponente (2) bis in die Wandkomponente (3) gerichtet platziert, sowie mit einer

Sacklochbohrung (13) in der Wandkomponente (3) ausgebildet ist.

11. Mehrstückig gebaute Verbundbremstrommel (1 ) für Kraftfahrzeuge nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Fixierkomponente (14) parallel zur Flanschebene FE gerichtet von radial außen nach radial innen gerichtet platziert, sowie mit einer Sacklochbohrung (13) in der

Bodenkomponente (2) ausgebildet ist.

12. Mehrstückig gebaute Verbundbremstrommel (1 ) für Kraftfahrzeuge nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüchen 1 - 11 , dadurch

gekennzeichnet, dass die Bodenkomponente (2) aus einem

Aluminiumgusswerkstoff ausgebildet ist.

13. Mehrstückig gebaute Verbundbremstrommel (1 ) für Kraftfahrzeuge nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche 1 - 12, dadurch

gekennzeichnet, dass die Bodenkomponente (2) außenbords (A) profiliert vorgesehen ist, indem radial speichenförmig gerichtet angeordnete,

aufgedickte, Verstärkungen (8) zwischen einem Innenring (9) und einem Außenring (10) ausgebildet sind, und wobei jeweils dazwischen vertiefte Aussparungen (11 ) mit relativ verdünnter Wandstärke (d) an der

Bodenkomponente (2) vorliegen.

14. Mehrstückig gebaute Verbundbremstrommel (1 ) für Kraftfahrzeuge nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche 1 - 13, dadurch

gekennzeichnet, dass die Bodenkomponente (2) innenbords (I) abgestuft profiliert vorgesehen ist, indem wenigstens ein konzentrischer, radial außerhalb der Flanschebene (FE) allokierter Kreisringbereich ein Niveau (N2,N3) derart aufweist, so dass ein Niveau (N1 ) der Flanschebene (FE) demgegenüber abgesenkt vertieft vorgesehen ist.

15. Mehrstückig gebaute Verbundbremstrommel (1 ) für Kraftfahrzeuge nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche 1 - 14, dadurch

gekennzeichnet, dass die Wandkomponente (3) aus einem Grauguss oder aus einem Stahlgusswerkstoff ausgebildet ist.

16. Mehrstückig gebaute Verbundbremstrommel (1 ) für Kraftfahrzeuge nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche 1 - 15, dadurch

gekennzeichnet, dass die die Wandkomponente (3) aus mehreren

Gusswerkstoffen als Verbundgussbauteil zusammengesetzt vorgesehen ist.

17. Mehrstückig gebaute Verbundbremstrommel (1 ) für Kraftfahrzeuge nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 - 16, dadurch gekennzeichnet, dass

zwischen Bodenkomponente (2) und Wandkomponente (3) zumindest ein integrales Zusatzmittel definiert ist, welches funktional als integrierte Montage- und/oder Demontagehilfe geeignet und bestimmt ist.

18. Mehrstückig gebaute Verbundbremstrommel (1 ) für Kraftfahrzeuge nach

Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass das integrale Zusatzmittel ausgestaltet ist, indem die Fügeschnittstelle (4) zwischen Bodenkomponente (2) und Wandkomponente (3) eine definiert abgestufte Profilierung P umfasst, welche mehrere Abschnitte (17,18,19,20,21 ) als integrierte Montage- und/oder Demontagevorrichtung beinhaltet.