WO2025252500A1

WO2025252500A1 - Reibbremskörper, insbesondere scheibenbremse und herstellungsverfahren dafür

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Publication number: WO2025252500A1
Application number: PCT/EP2025/064304
Authority: WO
Inventors: Magnus Reichert; Thomas Aurich; Sebastian Postermann; Stefan Polster; Patricia Modl; Falko Wagner; Ralph Mayer
Original assignee: Andritz Aweba GmbH; ElringKlinger AG; Technische Universitaet Chemnitz; Fraunhofer Gesellschaft zur Foerderung der Angewandten Forschung eV
Current assignee: Andritz Aweba GmbH; ElringKlinger AG; Technische Universitaet Chemnitz; Fraunhofer Gesellschaft zur Foerderung der Angewandten Forschung eV
Priority date: 2024-06-03
Filing date: 2025-05-23
Publication date: 2025-12-11
Anticipated expiration: 2026-12-03
Also published as: DE102024115416A1

Abstract

Es wird ein Reibbremskörper (1), insbesondere eine Scheibenbremse, zum Reib-bremsen eines Kraftfahrzeugs mit Reibringen (2, 3) mit Bremsabschnitten (4, 5) auf deren Außenseiten (6, 7), einem Kühlabschnitt (8) zwischen den Innenseiten (9, 10) von zwei Reibringen (2, 3) und mit einem Befestigungsabschnitt (11) beschrieben, wobei der Reibbremskörper zumindest teilweise umformtechnisch hergestellt ist.

Description

Reibbremskörper, insbesondere Scheibenbremse und Herstellungsverfahren dafür

Die Erfindung betrifft einen Reibbremskörper, insbesondere eine Scheibenbremse und ein Herstellungsverfahren dafür.

Einstückige Graugussbremsscheiben für Kraftfahrzeuge, die aus einem Stück in Sandgussformen gegossen und spanend fertig bearbeitet werden, sind heutzutage Stand der Technik. Solche Graugussbremsscheiben werden an Vorder- und Hinterachse von einem Pkw im Allgemeinen montiert. Im Motorradbereich sind Edelstahlbremsscheiben bekannt, die durch Laserstrahlschneiden sowie nachträgliches Verschrauben zusammengefügt werden. Im Hochleistungssegment, wie Sportbereich sind Keramik- und Carbonscheibenbremsen bekannt. In besonderen Einzelfällen sind beschichtete Graugussbremsscheiben bekannt. Die Beschichtung, beispielsweise eine Wolframcarbidbeschichtung, erhöht die Leistungsfähigkeit.

Es ist bekannt, zumindest die Reibkontaktoberflächen von Scheibenbremsen zur Verbesserung der Korrosionsbeständigkeit auch aus Metallen mit Chromeisenanteilen herzustellen.

Die WO 2020/173756 beschreibt einen Reibbremskörper für eine Reibbremse eines Kraftfahrzeugs mit einer Verschleißschutzschicht auf einer Reibkontaktoberfläche eines Basiskörpers aus Grauguss, wobei die Verschleißschutzschicht neben dem Eisenwerkstoff zumindest zwei Elemente aus der Gruppe von Chrom, Molybdän, Vanadium und Aluminium umfasst.

Es ist Aufgabe, einen Reibbremskörper, insbesondere eine Scheibenbremse und ein Verfahren zur Herstellung dafür zu schaffen, um die Lebensdauer zu verbessern, insbesondere wenn der Reibbremskörper aufgrund neuer Antriebstechnologien weniger zum mechanischen Einsatz kommt.

Die Aufgabe wird durch unabhängige Vorrichtungs- und Verfahrensansprüche gelöst. Weiterbildende Ausführungsformen ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen. Es wird ein Reibbremskörper, insbesondere eine Scheibenbremse, zum Reibbremsen eines Kraftfahrzeugs mit Reibringen mit Bremsabschnitten auf deren Außenseiten und mit einem Befestigungsabschnitt beschrieben, wobei der Reibbremskörper zumindest teilweise umformtechnisch hergestellt ist. Umformtechnisch hergestellte Reibbremskörper haben Vorteile, dass diese in großen Volumina kostengünstig herstellbar sind und dass auch höherfeste Stähle, insbesondere korrosionsbeständige Stähle eingesetzt werden können, um die erforderliche Festigkeit für mechanische Reibbremsen zu schaffen. Höherfeste Stähle haben eine Streckgrenze über 550 MPa. Der Befestigungsabschnitt ist der Bereich, an dem der Bremskörper mit dem Rad des Fahrzeugs mittels Gewindeverschraubung formschlüssig und durch die Reibungskraft im Gewinde auch kraftschlüssig verbunden wird.

Es versteht sich, dass der Reibbremskörper als auch der einzelne Reibbring einteilig oder auch mehrteilig hergestellt sein kann. Die Ausdrücke „einstückig" und „einteilig" sind als Synonym zu verstehen.

Um einen Reibbremskörper mit höheren Bremskräften belasten zu können und einen Leichtbau zu realisieren, weist der Reibbremskörper zwei Reibringe mit einem Kühlabschnitt zwischen den Innenseiten von den zwei Reibringen weiterbevorzugt auf.

Um den Reibbremskörper möglichst leicht mit langer Lebensdauer ressourcenschonend hinsichtlich des Materials und der Fertigungskapazitäten auszubilden, ist der Befestigungsabschnitt mittels Tiefziehens grundsätzlich in einer Kaltumformung, insbesondere unterstützt durch Temperierung, an einem Reibring, weiter bevorzugt an einem Kühlelement, ausgebildet, wobei das Kühlelement zur Ausbildung des Kühlabschnitts bereitstellbar ist. Sollte der Herstellungsprozess eine Temperierung wirtschaftlicher oder erforderlich machen, so ist dieses Verfahren miteinzubeziehen.

Es wird hier ein Reibbremskörper beschrieben, bei dem zumindest die Reibringe, oder insbesondere die Bremsabschnitte, im Wesentlichen Stahl mit insbesondere weniger als 2% Kohlenstoffanteil, weiterbevorzugt Edelstahl, noch weiter bevorzugt rostfreien Edelstahl, besonders bevorzugt eine Chrom-Eisenlegierung mit einem Anteil von mehr als 10,5 % Chrom, insbesondere im martensitischen und/oder austenitischen und/oder ferritischen gelösten Mischkristall umfassen.

Dies hat mehrere Vorteile. Reibringe oder Bremsabschnitte aus Stahl lassen sich umformtechnisch leicht bearbeiten. Dieser ermöglicht Gewichtseinsparungen und rostfreier Edelstahl führt zu einer längeren Lebensdauer. Chrom-Eisenlegierungen mit einem Anteil von mehr als 10,5% Chrom sind im Wesentlichen korrosionsfrei und haben somit eine deutlich längere Lebensdauer als aus einem herkömmlichen Graugusswerkstoff hergestellte Reibringe. Grauguss-Legierungen weisen einen Kohlenstoff-Anteil im Bereich von 2 % bis 6,67 % auf. Solche Reibbremskörper können in Fahrzeugen mit neuen Elektroantriebstechnologien sehr wirkungsvoll zum Einsatz kommen. Mit Elektroantrieb betriebene Fahrzeuge haben aufgrund einer hohen elektromotorischen Rekuperationsleistung, die zu einer einstellbaren, starken Abbremsung führen kann, einen deutlich reduzierteren Bedarf an mechanisch erzeugter Reibbremsleistung. Bei derartigen Elektrofahrzeugen geht es sogar so weit, dass Hinterachsbremsscheiben kaum mehr zum Einsatz kommen. Es werden deshalb auch Trommelbremsen in der Hinterachse verbaut. Eine Trommelbremse hat in der Regel eine niedrigere Bremsleistung als eine Scheibenbremse und deshalb auch Nachteile. Beschichtete Bremsscheiben sind zwar etwas besser in der Lebensdauer. Jedoch eignet sich Grauguss zum Beschichten sehr schlecht bzw. ein Beschichten ist nur unter erschwerten Bedingungen möglich. Die Werkstoffschichten könnten unterwandert werden und lokal abplatzen, so dass hier Schwierigkeiten in der Reproduzierbarkeit langfristig auftreten können. Da insbesondere Hinterachsbremsscheiben bei neuartigen E-Antrieben kaum mehr zum Einsatz kommen, tritt deutlich verminderter abrasiver, Verschleiß auf. Stattdessen korrodieren die Scheibenbremsen stärker aufgrund des alltäglichen Nichtgebrauchs, so dass die herkömmlichen Bremsscheiben aus Grauguss weit vor der gewöhnlichen Verschleißgrenze ausgetauscht werden müssen.

Reibringe mit einem hohen Chromanteil von über 10,5% sind dagegen deutlich korrosionsfreier bzw. vollständig korrosionsfrei. Solche Chrom-Eisenlegierungen werden im Allgemeinen als Edelstahl bezeichnet und führen Werkstoffnummern wie 1.4301 oder 1.4305 oder 1.4401 etc. Ein weiterer Vorteil ist bei der Verwendung von höherfesten Stählen mit einem höheren Chromanteil, dass härtere Bremsbeläge deutlich geringere Feinstaubpartikeln gegenüber weichen Bremsbelägen für den vergleichsweise weichen Grauguss erzeugen, der zu einem hohen abrasiven Verschleiß und einem hohen Anteil an Feinstaubpartikeln führt.

Um die Korrosionsbeständigkeit zu verbessern und weitere günstigere mechanische Eigenschaften zu erzielen, umfasst die Chrom-Eisenlegierung des Reibbremskörpers weitere Legierungsbestandteile ergänzend oder substituierend aus der Gruppe von Nickel, Molybdän, Mangan, Aluminium, Vanadium und Niob, insbesondere nach der Spezifikation von Stahl 1.4021 oder weiterbevorzugt vergleichbaren Legierungen.

Beispielsweise kann die Erhöhung eines Nickelanteils zu einer Reduzierung des Chromanteils führen, wobei die Korrosionsbeständigkeit und mechanischen Eigenschaften weiter verbessert werden. Chrom wird aus Kostengründen eher als Nickel eingesetzt.

Da im Kraftfahrzeugbereich, insbesondere mit mehr als zwei Rädern, hohe mechanische Belastungen auf den Reibbremskörper kommen, können einfach geschnittene Reibringe eher nicht eingesetzt werden, sondern erfordern, dass ein Kühlabschnitt vorhanden ist. Ferner muss genügend Wärmekapazität am Reibbremskörper vorhanden sein, um unter einer Maximaltemperatur von 700 °C zu bleiben. Ferner ist die Wärmeleitfähigkeit von Chrom-Eisenlegierungen niedriger als von Grauguss.

Um die Fertigung zu vereinfachen, Korrosionen zu verhindern, das Recycling zu vereinfachen und die Lebensdauer möglichst zu verlängern, sind der Befestigungsabschnitt des Reibbremskörpers und insbesondere der Kühlabschnitt aus dem gleichen Werkstoff wie die Reibringe hergestellt. Aus Fertigungsvereinfachungsgründen kann die Werkstoffdicke gleich sein. Um Gewichtseinsparungen und Leichtbau zu realisieren, können verschiedene Werkstoffe im Reibbremskörper mit verschiedenen Werkstoffdicken verbaut sein.

Um kleine Serien von Reibbremskörpern kosteneffizient herzustellen, kann der Befestigungsabschnitt mittels form- und oder kraftschlüssigen, bevorzugt umformtechnischen, Verbindungen bevorzugt mittels Durchsetzfügen, Nietoder insbesondere Schraubverbindungen, am Reibbremskörper angeordnet sein.

Um den Reibbremskörper am Rad eines Kraftfahrzeugs mittels Schrauben zu befestigen, sind axial und radial symmetrisch versetzte Bohrungen am Befestigungsabschnitt angeordnet.

Gemäß einer weiterbildenden Ausführungsform kann der Kühlabschnitt mittels Distanzelementen, insbesondere zylindrischen Distanzelementen als Zwischenelement ausgebildet sein, die mechanisch, insbesondere form- und/oder kraftschlüssig, zwischen den Reibringen angeordnet sein können, wobei insbesondere die Reibringe an Ihren Außenseiten über den Umfang verteilt Verprägungen oder Senkbohrungen mit Senkschrauben, aufweisen können, die die Reibringe mit den Distanzelementen mit stirnseitigen Gewindebohrungen formschlüssig verbinden können. Es versteht sich, dass auch andere formschlüssige Verbindungen durch andere Verteilungen von Außengewinden und Innengewinden realisierbar sind. Beispielsweise könnten die Distanzelement bereits an den Enden Außengewinde aufweisen, die in Gewindebohrungen in die Reibringe einschraubbar sind.

Somit kann ein Reibbremskörper in kleinen Stückzahlen kosteneffizient hergestellt werden.

Um größere Stückzahlen kosteneffizient und ressourcenschonend sowohl für den Montageaufwand als auch für die Fertigung herzustellen, kann der Kühlabschnitt ein, bevorzugt einstückiges, Zwischenelement umfassen, das umfangsseitig abgesetzte, gewellte Stege aufweist, wobei die Stege abwechselnd zu den benachbarten Stegen invers gewellt sind, wobei insbesondere der Befestigungsabschnitt am Zwischenelement ausgebildet ist, bevorzugt in einer Form eines Topfes, wobei weiter bevorzugt die Reibringe einen Flansch aufweisen, so dass die Reibringe mit ihren Flanschen und dem Zwischenelement mit dem Befestigungsabschnittstopf ineinander schiebbar oder mittels Kaltfügens, insbesondere, bevorzugt mittels eines Temperierungsverfahrens, pressbar sind und mittels radialer Bohrungen und darin angeordneten Schrauben oder Bolzen, insbesondere durch mechanische Verbindungen, weiterbevorzugt durch Verprägungen, formschlüssig sicherbar sind.

Die Stege am Zwischenelement weisen je nach Ausführungsform Wellen auf, wobei der folgende Steg genau eine inverse Welle zum benachbarten Steg aufweist.

Es wird ein Verfahren zum Herstellen eines Reibbremskörpers, insbesondere einer Scheibenbremse, zum Reibbremsen eines Kraftfahrzeugs mit Reibringen mit Bremsabschnitten auf deren Außenseiten, einem Kühlabschnitt zwischen den Innenseiten von zwei Reibringen und mit einem Befestigungsabschnitt beschrieben, wobei der Reibbremskörper zumindest teilweise umformtechnisch hergestellt wird. Somit könnten auch höherfeste Stähle als Reibbremskörper eingesetzt werden.

Das Verfahren wird folgt beschrieben, insbesondere mit den vorherbeschriebenen Merkmalen, wobei zumindest die Reibringe, oder insbesondere die Bremsabschnitte, im Wesentlichen aus Stahl mit weniger als 2 % Kohlenstoffanteil, weiterbevorzugt aus Edelstahl, noch weiter bevorzugt rostfreien Edelstahl, besonders bevorzugt aus einer Chrom-Eisenlegierung mit einem Anteil von mehr als 10,5 % Chrom im martensitischen, austenitischen und/oder ferritischen gelösten Mischkristall hergestellt, oder insbesondere als un- oder niedriglegierte Stähle nachträglich durch Beschichten oder Behandeln, insbesondere wie Nitrieren äquivalent ertüchtigt, werden, wobei insbesondere die Reibringe mit dem Befestigungsabschnitt bevorzugt durch Trennen, respektive Schneiden und Umformtechniken aus der Gruppe des Tiefziehens mittels Kaltumformung, insbesondere mittels Temperierung und/oder besonders bevorzugt durch pulvermetallurgische Verfahren hergestellt werden. Das pulvermetallurgische Verfahren könnte als „Sintern" bezeichnet, werden, wenn der gepresste Grünling eine Wärmebehandlung unterzogen wird.

Das Herstellungsverfahren schafft einen korrosionsbeständigen Reibbremskörper, der aufgrund von Trennen, wie dem Schneiden und Umformtechniken, wie dem Tiefziehen sehr kosteneffizient in höheren Stückzahlen reproduzierbar ist. Um höherfeste Stähle in dieser speziellen Chrom-Eisenlegierung mit spezifischen Geometrien kosteneffizient zu fertigen, kann es von Vorteil sein, diese durch pulvermetallurgische Verfahren, wie Sintern, herzustellen.

Das oben beschriebene Verfahren zum Herstellen eines Reibbremskörpers kann wie folgt weitergebildet werden, wobei der Kühlabschnitt mittels zylindrischen Distanzelementen als Zwischenelement hergestellt wird, die mechanisch, insbesondere form- und/ oder kraftschlüssig schlüssig zwischen den Reibringen verprägt angeordnet werden können, oder beispielsweise insbesondere mittels Senkbohrungen in den Reibringen, in die Senkschrauben in stirnseitige Gewindebohrungen in den Distanzelementen eingeschraubt werden. Dieses Herstellungsverfahren ist für kleine Serien des Reibbremskörpers vorteilhaft, da teure Tiefziehwerkzeuge oder andere teure Umformtechnikverfahren vermieden werden können.

Gemäß einem alternativen, weiteren Verfahren für sehr hohe Fertigungsvolumen kann das Verfahren zum Herstellen des oben beschriebenen Reibbremskörpers dadurch weitergebildet werden, dass der Kühlabschnitt aus einem Zwischenelement , insbesondere einstückig, hergestellt werden kann, das besonders bevorzugt mit umfangsseitig abgesetzten, gewellten Stegen gefertigt werden kann, wobei insbesondere die Stege abwechselnd invers zum jeweilig benachbarten Steg gewellt sein können, wobei insbesondere der Befestigungsabschnitt, bevorzugt in einer Form eines Topfes, am Zwischenelement ausgebildet werden kann, wobei weiter bevorzugt die Reibringe mit einem Flansch hergestellt werden können, so dass die Reibringe mit ihren Flanschen und dem Zwischenelement mit einem Topf mit Befestigungsabschnitt, kaltumgeformt oder bevorzugt mittels eines Temperierungsverfahrens, ineinander geschoben oder insbesondere gepresst werden können und mittels radialer Bohrungen in den Flanschen und dem Befestigungsabschnittstopf und darin angeordneten Schrauben oder Bolzen formschlüssig gesichert werden können.

Es versteht sich, dass das Zwischenelement statt einer Wellenstruktur, ein Rechteck- oder Mehreck- oder Dreieckprofil oder jede andere bekannte Profilform bevorzugt aufweisen kann, die eine Kühlfunktion erzielen kann.

Somit ist die Aufgabe durch einen kompakten Reibbremskörper oder ein Herstellungsverfahren mit einem sehr korrosionsbeständigen Reibbremskörper gelöst. Dieser kann aufgrund des speziellen Einsatzes in Elektromotorantriebssträngen von Kraftfahrzeugen mit hohen Rekuperationsmotorleistungen sehr effektiv mit langer Lebensdauer und geringem Wartungsaufwand zum Einsatz kommen.

Die Erfindung wird im Folgenden anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine perspektivische Ansicht von der Vorderseite eines Reibbremskörpers gemäß einer ersten

Ausführungsform,

Fig. 2 eine perspektivische Ansicht von der Rückseite des Reibbremskörpers gemäß Fig.l,

Fig. 3 eine erste perspektivische Explosionsansicht des Reibbremskörpers gemäß Fig.l,

Fig. 4 eine zweite perspektivische Explosionsansicht des Reibbremskörpers gemäß Fig.2;

Fig. 5 eine perspektivische Ansicht von vorne eines Reibbremskörpers gemäß einer zweiten

Ausführungsform,

Fig. 6 eine perspektivische Ansicht von hinten eines Reibbremskörpers gemäß Fig.5,

Fig. 7 eine erste perspektivische Explosionsansicht des Reibbremskörpers gemäß Fig.5 und

Fig. 8 eine zweite perspektivische Explosionsansicht des Reibbremskörpers gemäß Fig.6.

Die Fig. 1 bis 8 zeigen einen Reibbremskörper 1 in Form einer Scheibenbremse zum Reibbremsen eines Kraftfahrzeugs. Der Reibbremskörper 1 umfasst zwei Reibringe 2, 3 mit Bremsabschnitten 4, 5 auf den Außenseiten 6, 7. Zwischen den Reibringen 2, 3 ist ein Kühlabschnitt 8, also zwischen den Innenseiten 9, 10 von den zwei Reibringen 2, 3 angeordnet. Mit einem Befestigungsabschnitt 11 wird der Reibbremskörpers 1 am Rad des Fahrzeugs montiert. Hierzu hat der Befestigungsabschnitt 11, beispielsweise wie in den Fig. 1, 3 und 5 gezeigt, fünf gleichmäßig zueinander zu einem Kernloch mit einer Rotationsachse 30 winkelsymmetrisch versetzt ausgebildete axiale Bohrungen 31.

In einer sehr einfach gehaltenen, nicht dargestellten Ausführungsform sind die Bremsabschnitte 4, 5 im Wesentlichen mit einer Chrom-Eisenlegierung mit einem Anteil von mehr als 10,5 % Chrom im austenitischen oder ferritischen gelösten Mischkristall auf den Außenseiten 6, 7 der Reibringe 2, 3 ausgebildet.

Weiter bevorzugt sind die Reibringe 2, 3 vollständig aus einer solchen Chrom-Eisenlegierung mit einem Anteil von mehr als 10,5% Chrom im austenitischen oder ferritischen gelösten Mischkristall ausgebildet. Somit ist die Lebensdauer gegenüber herkömmlichen Graugussreibringen deutlich verlängert, auch wenn die Reibbremskörper aufgrund des Verbauens in einem mit einem Elektromotor betriebenen Fahrzeug deutlich seltener zum Einsatz kommen. Der Rekuperationsanteil ist bei Elektrofahrzeugen sehr hoch, da das Fahrzeug durch Rekuperieren, d.h., durch das Magnetfeld eines Stromgenerators, abgebremst wird und somit eine herkömmliche Reibbremse nicht oder nur noch selten unterstützend bei plötzlichen und größeren Abbremsmanövern mit hohen Bremsbelastungen benötigt wird.

Die Chrom-Eisenlegierung des Reibbremskörpers kann weitere Legierungsbestandteile ergänzend oder substituierend aus der Gruppe von Nickel, Molybdän, Vanadium, Aluminium, Mangan und Niob umfassen. Beim Reibbremskörper 1 können sowohl der Befestigungsabschnitt 11 als auch der Kühlabschnitt 8 aus dem gleichen Werkstoff wie die Reibringe hergestellt sein. Somit sollte eine Kontaktkorrosion aufgrund unterschiedlicher Werkstoffe vermieden werden und die Lebensdauer für alle Elemente im Wesentlichen einheitlicher sein.

Der Befestigungsabschnitt 11 wird grundsätzlich kaltumgeformt. Der Befestigungsabschnitt 11 wird aus dem Reibring 2 mittels Tiefziehens, bevorzugt unterstützt durch ein Temperverfahren, umformtechnisch einstückig ausgebildet. Der Befestigungsabschnitt 11 bildet eine Form ähnlich einem Topf 16 am Reibring 2 aus.

Die Fig. 1, 2, 3 und 4 zeigen den Reibbremskörper 1 mit einem Kühlabschnitt 8, der mittels zylindrischen Distanzelementen 12 ausgebildet ist. Der Kühlabschnitt 8 umfasst eine Luftkühlung zwischen den beiden Reibbremskörpern 2, 3. Die Distanzelemente 12 können die Wärme weiterleiten. Die Distanzelemente 12 verbinden mechanisch, insbesondere formschlüssig, die beiden Reibringe 2, 3. Die Distanzelemente 12 sind an den Reibringen 2, 3 mittels Gewindeschrauben und Gewindebohrungen formschlüssig fest verbunden. Die Gewindeschrauben können an den Enden der Distanzelemente 12 und als Gewindebohrungen flächig in den Reibringen 2, 3 ausgebildet sein.

Die Fig. 3 und 4 zeigen die erste beschriebene Ausführungsform mit Gewinden an den Enden der Distanzelemente 12 und Innengewinde in den Reibringen 2, 3 in jeweils einer Explosionsansicht von vorne und hinten. In radialer Richtung sind jeweils immer zwei zylindrische Distanzelemente beabstandet hintereinander und dann jeweils um beispielsweise 12° rotatorisch um die Rotationsachse 30 versetzt angeordnet, so dass insgesamt beispielsweise 30 Distanzelemente für jeweils einen Umfangsradius, also insgesamt 60 Distanzelemente bei zwei Umfangsradien vorgesehen sind.

Alternativ, gemäß einer nicht dargestellten Ausführungsform, können die Reibringe an ihren Außenseiten über den Umfang verteilte Senkbohrungen aufweisen, in die Senkschrauben geschraubt werden, indem sie in stirnseitige Gewindebohrungen von Distanzelementen 12 formschlüssig eingesetzt werden.

Die Fig. 5 bis 8 zeigen einen Reibbremskörper 1, bei dem der Befestigungsabschnitt 11 an einem Zwischenelement 17 ausgebildet ist. Der Befestigungsabschnitt ist, wie in den vorgezeigten Figuren in der Form eines Topfes 16 ausgebildet. Das Zwischenelement 17 bildet einen Kühlabschnitt 8 zwischen den Reibringen 2, 3.

Das Zwischenelement 17 umfasst am gesamten Kreisumfang, am äußeren Rand des Topfes 16 frei abstehende abgesetzte, abwechselnd gewellte Stege 18, 19, wobei ein Steg invers zum benachbarten Steg gewellt ist, so dass jeder zweite benachbarte Steg 18, 19 die gleiche Wellenform aufweist. Diese Wellenform schafft einen Kühlabstand zwischen den Reibringen 2, 3, wenn diese, wie in den Fig. 7, 8 dargestellt, ineinander über Flansche 20, 21 geschoben sind bzw., insbesondere mittels eines Wärmeverfahrens, ineinander gepresst sind. Die Höhe des Wellenabschnitts, die den Kühlabstand im Kühlabschnitt 8 schafft, ist abhängig vom Kühlbedarf und für den Anwendungsfall ausgelegt.

Radiale Bohrungen 22, 23, 24 in den Flanschen 20, 21 und in dem Topf 16 dienen dazu, Schrauben 25 oder Bolzen aufzunehmen, so dass der Reibbremskörper in axialer Richtung formschlüssig sicherbar ist und die Reibringe 2, 3 mit dem Zwischenelement 17 dazwischen in axialer Richtung gesichert sind.

Die Fig. 3, 4 und 7, 8 zeigen mittels Explosionsdarstellungen Verfahrensschritte zum Herstellen eines Reibkörpers 1, wie er oben beschrieben ist. Bevorzugt werden die Reibringe 2, 3 und das Zwischenelement 17 mit dem Befestigungsabschnitt 11 in Form eines Topfes 16 je nach Ausführungsform am Reibring 2, 3 oder Zwischenelement 17 ausgebildet. Sie werden bevorzugt durch Trennen, respektive Schneiden und Umformtechniken, wie dem Tiefziehen aus der entsprechend bevorzugt höherfesten Eisen-Chromlegierung, gegebenenfalls und bevorzugt unter Anwendung eines Temperns, hergestellt.

Alternativ werden diese Teile und Elemente durch ein pulvermetallurgisches Verfahren, z.B. Sintern t, hergestellt.

Die Fig. 3 und 4 zeigen mittels Explosionsdarstellungen Verfahrensschritte, wie der Kühlabschnitt 8 mittels zylindrischen Distanzelementen 12 mechanisch hergestellt wird, wobei die zylindrischen Distanzelemente entweder Außengewinde aufweisen, die in die Reibringe 2, 3 einschraubbar sind, oder Senkschrauben in Senkbohrungen an den Reibringen 2, 3 stirnseitig in die Distanzelemente 12 eingeschraubt werden. Die Fig. 7 und 8 zeigen, wie das Zwischenelement 17 mittels Tiefziehens umfangsseitig mit abgesetzten und abwechselnd invers gewellten Stegen 18, 19 gefertigt worden ist. Der Befestigungsabschnitt 11 ist in der Form des Topfes 16 mittels Tiefziehens erzeugt worden. Flansche 20, 21 an den Reibringen 2, 3 werden mittels Tiefziehens Kalt- und/oder Warmumformens oder durch pulvermetallurgisches Verfahren hergestellt. Die Bohrungen in radialer Richtung 22, 23, 24 werden bevorzugt durch spanende Bearbeitung erzeugt. Es versteht sich, dass die Bohrungen auch Gewindebohrungen sein können, um Schrauben 25 statt Bolzen aufzunehmen. Mittels der Schrauben oder Bolzen 25 werden somit die Reibringe 2, 3 und das Zwischenelement 17 axial gesichert.

Somit ist ein Reibring geschaffen, der eine lange korrosionsfreie Lebensdauer aufweist. Er lässt sich entweder in kleinen Stückzahlen oder hohen Stückzahlen effizient reproduzieren.

Die vorangehend beschriebenen Varianten des Systems, des Verfahrens und der Vorrichtungen dienen lediglich dem besseren Verständnis der Struktur, der Funktionsweise und der Eigenschaften der vorgestellten Lösung; sie schränken die Offenbarung nicht etwa auf die Ausführungsbeispiele ein. Die Fig. sind schematisch, wobei wesentliche Eigenschaften und Effekte zum Teil deutlich vergrößert dargestellt sind, um die Funktionen, Wirkprinzipien, technischen Ausgestaltungen und Merkmale zu verdeutlichen. Dabei kann jede Funktionsweise, jedes Prinzip, jede technische Ausgestaltung und jedes Merkmal, welches / welche in den Fig. oder im Text offenbart ist/sind, mit allen Ansprüchen, jedem Merkmal im Text und in den anderen Fig., anderen Funktionsweisen, Prinzipien, technischen Ausgestaltungen und Merkmalen, die in dieser Offenbarung enthalten sind oder sich daraus ergeben, frei und beliebig kombiniert werden, so dass alle denkbaren Kombinationen der beschriebenen Lösung zuzuschreiben sind. Dabei sind auch Kombinationen zwischen allen einzelnen Ausführungen im Text, das heißt in jedem Abschnitt der Beschreibung, in den Ansprüchen und auch Kombinationen zwischen verschiedenen Varianten im Text, in den Ansprüchen und in den Fig. umfasst.

Die vorstehend erläuterten System-, Vorrichtungs- und Verfahrensdetails sind zwar im Zusammenhang dargestellt; es sei jedoch darauf hingewiesen, dass sie auch unabhängig voneinander sind und auch frei miteinander kombinierbar sind. Die in den Fig. gezeigten Verhältnisse der einzelnen Teile und Abschnitte hiervon zueinander und deren Abmessungen und Proportionen sind nicht einschränkend zu verstehen. Vielmehr können einzelne Abmessungen und Proportionen auch von den gezeigten abweichen.

Auch die Ansprüche limitieren nicht die Offenbarung und damit die Kombinationsmöglichkeiten aller aufgezeigten Merkmale untereinander. Alle aufgezeigten Merkmale sind explizit auch einzeln und in Kombination mit allen anderen Merkmalen hier offenbart.

Alle Figuren zeigen lediglich schematische nicht maßstabsgerechte Darstellungen. Im Übrigen wird insbesondere auf die zeichnerischen Darstellungen verwiesen. BEZUGSZEICHENLISTE

1 Reibbremskörper

2 Reibring

3 Reibring

4 Bremsabschnitt

5 Bremsabschnitten

6 Außenseite

7 Außenseite

8 Kühlabschnitt

9 Innenseite

10 Innenseite

11 Befestigungsabschnitt

12 Distanzelement

16 Topf

17 Zwischenelement

18 Steg

19 Steg

20 Flansch

21 Flansch

22 Bohrung

23 Bohrung

24 Bohrung

25 Schraube/Bolzen

30 Rotationsachse

31 Bohrung

Claims

PATENTANSPRÜCHE

1. Reibbremskörper (1), insbesondere Scheibenbremse, zum Reibbremsen eines Kraftfahrzeugs mit mindestens einem Reibring (2, 3) mit Bremsabschnitten (4, 5) auf Außenseiten (6, 7), und mit einem Befestigungsabschnitt (11), wobei der Reibbremskörper zumindest teilweise umformtechnisch hergestellt ist.

2. Reibbremskörper nach Anspruch 1, wobei der Reibbremskörper zwei Reib-ringe (2, 3) mit einem Kühlabschnitt (8) zwischen den Innenseiten (9,10) von den zwei Reibringen aufweist

3. Reibbremskörper nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Befestigungsabschnitt (11) mittels Tiefziehens, insbesondere unterstützt durch Temperierung, an einem Reibring (2, 3), weiter bevorzugt an einem Zwischenelement (12, 17), ausgebildet ist, wobei das Zwischenelement (12, 17) zur Ausbildung des Kühlabschnitts (8) bereitstellbar ist.

4. Reibbremskörper nach einem der Ansprüche 1, 2 oder 3, wobei zumindest die Reibringe (2, 3), oder insbesondere die Bremsabschnitte (4, 5), aus Stahl mit insbesondere weniger als 2 % Kohlenstoffanteil, weiterbevorzugt aus Edelstahl, noch weiter bevorzugt rostfreien Edelstahl, besonders bevorzugt im Wesentlichen eine Chrom-Eisenlegierung mit einem Anteil von mehr als 10,5 % Chrom, insbesondere im martensitischen oder austenitischen oder ferritischen gelösten Mischkristall, umfassen.

5. Reibbremskörper nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei der Befestigungsabschnitt und insbesondere der Kühlabschnitt aus dem gleichen Werkstoff wie die Reibringe oder weiterbevorzugt aus verschiedenen Werkstoffen hergestellt sind, wobei die Werkstoffdicke gleich, weiterbevorzugt verschieden ausgebildet ist.

6. Reibbremskörper nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei der Befestigungsabschnitt mittels form- und/ oder kraftschlüssigen, bevorzugt um-formtechnischen, Verbindungen, bevorzugt mittels Durchsetzfügen, Niet-, oder insbesondere Schraubverbindungen, am Reibbremskörper angeordnet ist.

7. Reibbremskörper nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei der Kühlabschnitt (8) mittels Distanzelementen (12), insbesondere zylindrischen Distanzelementen (12), als Zwischenelement ausgebildet ist, die mechanisch, insbesondere form- und/oder kraftschlüssig zwischen den Reibringen an-geordnet sind, wobei insbesondere die Reibringe an Ihren Außenseiten über den Umfang verteilt Verprägungen oder Senkbohrungen mit Senk-schrauben, aufweisen, die die Reibringe mit den Distanzelementen stirn-seitig formschlüssig verbinden.

8. Reibbremskörper nach einem der Ansprüche 1 bis 7 , wobei der Kühlabschnitt (8) ein, insbesondere einstückiges, Zwischenelement (17) umfasst, das insbesondere umfangsseitig abgesetzte, abwechselnd invers gewellte Stege (18, 19) aufweist, wobei insbesondere der Befestigungsabschnitt am Zwischenelement ausgebildet ist, bevorzugt in einer Form eines Topfes (16), wobei weiterbevorzugt die Reibringe (2, 3) einen Flansch aufweisen, so dass die Reibringe mit ihren Flanschen (20, 21) und dem Zwischen-element (17) mit dem Topf (16) für den Befestigungsabschnitt (11) ineinander schiebbar oder mittels Kaltfügens, insbesondere, bevorzugt mittels eines Temperierungsverfahrens, pressbar sind und mittels radialer Bohrungen (22, 23, 24) und darin angeordneten Schrauben (25) oder Bolzen, insbesondere durch mechanische Verbindungen, weiterbevorzugt durch Verprägungen, formschlüssig sicherbar sind.

9. Verfahren zum Herstellen eines Reibbremskörpers, insbesondere einer Scheibenbremse, zum Reibbremsen eines Kraftfahrzeugs mit Reibringen mit Bremsabschnitten auf deren Außenseiten, einem Kühlabschnitt zwischen den Innenseiten von zwei Reibringen und mit einem Befestigungs-abschnitt, wobei zumindest die Reibringe, oder insbesondere die Brems-abschnitte, wobei der Reibbremskörper zumindest teilweise umformtechnisch hergestellt wird.

10. Verfahren zum Herstellen eines Reibbremskörpers, insbesondere nach Anspruch 9, wobei der Reibbremskörper im Wesentlichen aus Stahl mit weniger als 2 % Kohlenstoffanteil, weiterbevorzugt aus Edelstahl, noch weiter bevorzugt rostfreien Edelstahl, besonders bevorzugt aus einer Chrom-Eisenlegierung mit einem Anteil von mehr als 10,5 % Chrom, ins-besondere im martensitischen, austenitischen und/oder ferritischen gelösten Mischkristall hergestellt, oder insbesondere als un- oder niedriglegierte Stähle nachträglich durch Beschichten oder Behandeln, insbesondere wie Nitrieren äquivalent ertüchtigt, werden, wobei insbesondere die Reibringe mit dem Befestigungsabschnitt bevorzugt durch Trenntechnik den, wie Schneiden und Umformtechniken aus der Gruppe des Tiefziehens, insbesondere mittels Temperierung und/oder besonders bevorzugt durch pulvermetallurgische Verfahren hergestellt werden.

11. Verfahren zum Herstellen eines Reibbremskörpers nach dem vorherigen Anspruch, wobei der Kühlabschnitt mittels zylindrischen Distanzelementen als Zwischenelement hergestellt wird, die mechanisch, insbesondere form- und/ oder kraftschlüssig zwischen den Reibringen verprägt werden oder mittels Senkbohrungen in den Reibringen in stirnseitige Gewinde-bohrungen der Distanzelemente eingeschraubt werden.

12. Verfahren zum Herstellen eines Reibbremskörpers nach Anspruch 10, wobei der Kühlabschnitt aus einem Zwischenelement, insbesondere ein-stückig, hergestellt wird, das mit umfangsseitig abgesetzten, abwechselnd gewellten Stegen gefertigt wird, wobei insbesondere die Stege abwechselnd invers zum jeweilig benachbarten Steg gewellt sind, wobei insbesondere der Befestigungsabschnitt, bevorzugt in einer Form eines Topfes, am Zwischenelement ausgebildet wird, wobei weiterbevorzugt die Reibringe mit einem Flansch hergestellt werden, so dass die Reibringe mit ihren Flanschen und dem Zwischenelement mit dem Topf und dem Befestigungsabschnitt, kalt- umgeformt oder bevorzugt mittels eines Temperierungsverfahrens, ineinander geschoben oder insbesondere gepresst wer-den und mittels radialer Bohrungen in den Flanschen und dem Topf mit dem Befestigungsabschnitt und darin angeordneten Schrauben oder Bolzen formschlüssig gesichert werden.