DE4420758C2

DE4420758C2 - Bremsscheibe

Info

Publication number: DE4420758C2
Application number: DE19944420758
Authority: DE
Inventors: Rudolf Thiel; Andreas Doell; Guenther Schwarz
Original assignee: Schwaebische Huettenwerke Automotive GmbH; Continental Teves AG and Co OHG
Current assignee: Schwaebische Huettenwerke Automotive GmbH
Priority date: 1994-06-15
Filing date: 1994-06-15
Publication date: 2002-09-26
Anticipated expiration: 2014-06-16
Also published as: DE4420758A1

Description

Die Erfindung betrifft eine aus mehreren Teilen zusammenge setzte Bremsscheibe für eine Scheibenbremse, gemäß dem Ober begriff des Patentanspruchs 1.

Eine gattungsgemäße Bremsscheibe ist aus der DE-AS 20 13 535 bekannt. Bei der bekannten Bremsscheibe ist ein Reibring aus einem Gußmaterial mit einem schüsselförmigen Halteteil aus Blech verbunden. Das Halteteil wird an der Nabe eines Fahr zeugrades festgeschraubt und trägt den Reibring. Derartige zusammengesetzte Bremsscheiben haben den Vorteil, daß das Halteteil dünner und leichter ausgeführt sein kann als bei einer einteiligen Bremsscheibe, die vollständig gegossen ist. Außerdem treten bei gattungsgemäßen zweiteiligen Brems scheiben unter starker Wärmeeinwirkung keine nachteiligen Verwerfungen des Reibrings auf, da das Halteteil aufgrund seiner Elastizität wärmebedingte Verformungen auffangen kann. Die bekannte Bremsscheibe erfordert jedoch einen er heblichen Fertigungsaufwand. Insbesondere ist das Halteteil nicht einfach gebogen und gestanzt, sondern mit Absätzen versehen und es weist verschiedene Wandstärken auf oder be steht aus mehreren Blechteilen, die zusammengeschweißt wer den müssen. Die Absätze bilden dabei Anschläge zur genauen Positionierung des Reibrings gegenüber dem Halteteil. Wei terhin ist der Reibring vom innenbelüfteten Typ mit Luftka nälen und Stegen versehen. Andererseits wäre die Verbindung zwischen Reibring und Halteteil in Drehrichtung nicht form schlüssig, wenn der Reibring ohne Stege ausgeführt wäre. Da bei ist die formschlüssige Verbindung zwischen Reibring und Halteteil durch die komplexe Formgebung während der Umfor mung in der Herstellung aufwendig und teuer.

Der DE-AS 10 12 196 ist darüber hinaus eine zweiteilige in nen umgriffene Bremsscheibe zu entnehmen, bei der der Reib ring durch Umformung an einem Halteteil aus Blech befestigt ist. Dabei umgreift das Halteteil einerseits den Reibring mit einem U-förmigen Blechabschnitt und erstreckt sich mit Einformungen formschlüssig in Aussparungen im Reibringrand. Somit wird der Reibring axial und tangential am Halteteil befestigt. Allerdings erweist sich vor allem die axiale Pressverbindung zwischen Reibring und Halteteil als unzurei chend, insbesondere bei unterschiedlicher thermischer Ver formung von Reibring und Halteteil.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine gattungsgemäße Brems scheibe zu verbessern, so daß der Aufwand für die Fertigung der Einzelteile und für den Zusammenbau verringert und die Fertigungskosten gesenkt werden.

Die Lösung der Aufgabe ergibt sich gemäß Patentanspruch 1. Im Prinzip besteht die Erfindung darin, am Halteteil zwei verschiedene Arten von Befestigungsmitteln, nämlich Siche rungszungen und Anschlagzungen vorzusehen, die mit dem Reib ring auf verschiedene Weise formschlüssig zusammenwirken. Dabei greifen die Sicherungszungen des Halteteils in Bezug auf die Drehrichtung formschlüssig in Ausnehmungen des Reib rings ein, so daß hohe Drehmomente zwischen Reibring und Halteteil übertragen werden können, wie sie beispielsweise bei einer Notbremsung auftreten. Andererseits sind am Halte teil Anschlagzungen vorgesehen, an denen der Reibring in der einen Axialrichtung formschlüssig anliegt. Dadurch wird die axiale Position des Reibrings in Bezug auf das Halteteil fi xiert. Dabei sind die Sicherungszungen und die An schlagzungen abwechselnd über den Umfang des Halteteils ver teilt. Die Enden der Sicherungszungen sind radial nach außen umgebördelt, um in die Ausnehmungen einzugreifen. Auch die Enden der Anschlagzungen sind radial nach außen umgebördelt, um einen Anschlag für den Reibring zu bilden. Der Reibring ist an seinem radial inneren Randbereich mit radial nach in nen vorstehenden Zähnen versehen, die an den Enden der An schlagzungen anliegen.

Weiterhin ist das Halteteil mit über seinen Umfang verteilten Durchprägungen versehen, die aus der Umfangsfläche radial hervorstehen und einen Anschlag zur formschlüssigen Anlage des Reibrings in der anderen Axi alrichtung bilden. Dabei wird also der Reibring zwischen den umgebogenen Enden der Anschlagzungen und den Durchprägungen in beiden Axialrichtungen formschlüssig fixiert, vorzugswei se spielfrei eingeklemmt. Zweckmäßigerweise sind die Durch prägungen in Bezug auf die Umfangsrichtung im Bereich der Anschlagzungen und in Axialrichtung mit Abstand gegenüber den umgebogenen Enden der Anschlagzungen angeordnet.

Insbesondere bei der zuletzt beschriebenen Ausführungsform werden die beim Bremsen zu übertragenden Kräfte bzw. Drehmo mente an den Sicherungszungen abgestützt, während andere Be festigungsmittel, nämlich die Anschlagzungen gegebenenfalls zusammen mit den Durchprägungen nur für die axiale Fixierung des Reibrings am Halteteil zuständig sind. Aufgrund dieser Trennung erhöht sich die Betriebssicherheit der Scheiben bremse, denn beispielsweise könnte ein übermäßiges Drehmo ment die Sicherungszungen verbiegen, ohne daß dadurch die axiale Befestigung des Reibrings gelockert würde.

Die Zähne des Reibrings entstehen automatisch beim Einformen der Ausnehmungen in den radial inneren Randbereich des Reib rings, vorzugsweise durch Räumen oder Fräsen. Der Reibring selbst wird zweckmäßigerweise aus Grauguß hergestellt.

In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Grundform des Halteteils ein Hohlzylinder mit Boden, der aus einem dünnen Blech durch Tiefziehen oder Drücken ausgeformt wird. Durch Stanzen und Biegen können anschließend die Sicherungszungen und die Anschlagzungen ausgeformt werden. Dabei bleibt die Wandstärke des Blechs in allen Bereichen des Halteteils im wesentlichen erhalten.

In einer einfachen Ausführungsform ist das Halteteil in Be zug auf den Reibring mit Übermaß ausgeführt und wird in den Reibring eingepreßt. Dabei entsteht aufgrund der Sicherungs zungen eine formschlüssige Verbindung in Drehrichtung und durch Anlage an die Anschlagzungen eine teils formschlüssige teils reibschlüssige Verbindung in Axialrichtung.

Schließlich ermöglicht die Erfindung sehr einfache Grundfor men für das Halteteil und den Reibring, die durch wenige einfache Arbeitsschritte herstellbar sind.

Es wird daher auch für Verfahren zur Herstellung einer er findungsgemäßen Bremsscheibe um Schutz ersucht. Allen Ver fahren gemeinsam ist die Herstellung eines Reibrings mit nach innen ragenden Zähnen und Ausnehmungen. Obwohl der Reibring im Prinzip auch aus einem dicken Blech gestanzt werden könnte, sollte er aber zweckmäßigerweise gegossen werden und vorzugsweise aus Grauguß bestehen. Das schüssel förmige Halteteil wird in jedem Fall aus Blech hergestellt, vorzugsweise durch Tiefziehen oder Drücken. Die Anschlagzun gen und erforderliche Befestigungslöcher oder Durchbrüche werden ausgestanzt. Die Enden der Sicherungszungen werden radial nach außen umgebogen.

In einer ersten Durchführungsform des Herstellungsverfahrens bleiben die Enden der Anschlagzungen vorerst flach und erstrecken sich weiterhin in Axialrichtung. Nun wird das Halteteil mit über seinen Umfang verteilten Durchprägungen versehen, die vorzugsweise in Bezug auf die Drehrichtung im Bereich der Anschlagzungen angeordnet sind. Anschließend wird der Reibring über die flachen Enden der Anschlagzungen axial auf das Halteteil aufgesteckt, bis er axial an den Durchprägungen anliegt. Dabei kommen die umgebogenen Enden der Sicherungszungen in Eingriff mit den Ausnehmungen des Reibrings. Schließlich werden die Enden der Anschlagzungen radial umgebördelt, so daß sie die Zähne des Reibrings um greifen und einen Anschlag für den Reibring in der anderen Axialrichtung bilden. Dabei wird der Reibring zwischen den Durchprägungen und den Anschlagzungen am Halteteil axial formschlüssig befestigt, vorzugsweise spielfrei eingeklemmt.

In einer zweiten Durchführungsform des Verfahrens werden auch die Enden der Anschlagzungen gleich bei der Fertigung des Halteteils umgebördelt. Anschließend wird der Reibring in axialer Richtung auf das Halteteil aufgesteckt, diesmal aber aus der anderen Axialrichtung von der den Anschlagzun gen abgewandten Seite des Halteteils her, bis der Reibring an den umgebogenen Enden der Anschlagzungen axial anliegt. Dabei kommen auch hier die umgebogenen Enden der Siche rungszungen in Eingriff mit den Ausnehmungen des Reibrings. Schließlich wird das Halteteil durch ein in den schüsselför migen Innenraum eingreifendes Prägewerkzeug mit über seinen Umfang verteilten Durchprägungen versehen, die aus der Um fangsfläche radial nach außen vorstehen und einen Anschlag für den Reibring in der anderen Axialrichtung bilden. Wiede rum wird der Reibring zwischen den Enden der Anschlagzungen und den Durchprägungen axial formschlüssig am Halteteil be festigt, vorzugsweise spielfrei eingeklemmt.

In einer letzten Durchführungsform des Verfahrens werden bei der Herstellung des Halteteils auch die Anschlagzungen mit umgebogenen Enden versehen. Jedoch ist diesmal das schüssel förmige Halteteil in Bezug auf den Reibring mit Übermaß aus geführt, so daß es nicht einfach in den Reibring einsteckbar ist. Vielmehr wird in einem weiteren Verfahrensschritt der Reibring in axialer Richtung mit großer Kraft auf das Halte teil aufgepreßt, und zwar von der den Anschlagzungen abge wandten Seite her, bis er an den umgebogenen Enden der An schlagzungen zur Anlage kommt. Es entsteht eine teils form schlüssige, teils reibschlüssige Verbindung zwischen Reib ring und und Halteteil. Auch hier kommen die umgebogenen Enden der Sicherungszungen in Eingriff mit den Ausnehmungen des Reibrings und erzeugen eine formschlüssige Verbindung in Drehrichtung.

Im Prinzip kann der Reibring in seiner endgültigen Form di rekt gestanzt oder gegossen werden. Es wird jedoch empfoh len, das Rohteil des Reibrings vor dem Zusammenfügen mit dem Halteteil einem weiteren Arbeitsgang zu unterziehen, bei dem durch Räumen oder Fräsen insbesondere das Verzahnungsprofil im inneren Randbereich präzise eingeformt wird.

Ausführungsbeispiele einer erfindungsgemäßen Bremsscheibe und des Herstellungsverfahrens werden nachfolgend anhand der Zeichnungen näher erläutert.

Es zeigen:

Fig. 1 eine Draufsicht auf einen Reib ring;

Fig. 2 eine perspektivische Ansicht desselben Reibrings;

Fig. 3 eine Draufsicht auf ein Halte teil;

Fig. 4 eine perspektivische Ansicht der fertig zusammen gesetzten Bremsscheibe;

Fig. 5 eine Folge von geschnittenen Teilansichten des Reibrings, des Halteteils und der fertig zusammen gesetzten Bremsscheibe zur Erläuterung eines er sten Herstellungsverfahrens;

Fig. 6 eine Fig. 5 entsprechende Abfolge zur Erläuterung eines zweiten Herstellungsverfahrens.

In Fig. 1 oder 2 erkennt man einen Reib ring 1 mit einer Reibfläche 2, an die die Bremsbeläge einer nicht gezeigten Scheibenbremse andrückbar sind. Der Reibring 1 besitzt in seinem inneren Randbereich 3 radial nach innen offene Ausnehmungen 4, die abwechselnd mit radial nach innen ragenden Zähnen 5 über den gesamten inneren Randbereich 3 verteilt sind. Der Reibring 1 ist gegossen und besteht aus Grauguß. Danach wurden insbesondere die Reibfläche 2, die Ausnehmungen 4 und die Zähne 5 durch Fräsen oder Räumen fer tig bearbeitet. Wenn ein anderes für Reibungsbremsen geeig netes Material verwendet wird, kann insbesondere auch ein anderes Bearbeitungsverfahren erforderlich sein.

In den Fig. 3 oder 4 erkennt man ein Halteteil 6, das aus einem relativ dünnen Blech durch Tiefziehen in eine im we sentlichen hohlzylindrische Grundform mit einem Boden 7 ge bracht wurde. Aus dem Boden sind vier Befestigungslöcher 8 ausgestanzt, die zum Durchgang von nicht gezeigten Radbolzen bestimmt sind, an denen das Halteteil 6 mit einer nicht ge zeigten Radnabe eines Kraftfahrzeugs verschraubt wird. Ein zentraler Durchbruch 9 ist zum Durchgang der Radachse vor gesehen. Das Halteteil 6 ist in seinem äußeren Randbereich 10 mit Sicherungszungen 11 versehen, deren Enden radial nach außen umgebogen sind, um in die Ausnehmungen 4 des Reibrings 1 in Drehrichtung formschlüssig einzugreifen. Außerdem ist das Halteteil 6 mit Anschlagzungen 12 versehen, die sich axial etwas weiter als die Sicherungszungen 11 erstrecken und dazu bestimmt sind, die Zähne 5 des Reibrings 1 zu um greifen. Für diesen Zweck können die Anschlagzungen 12 vor oder nach dem Aufstecken des Reibrings 1 auf das Halteteil 6 radial nach außen umgebogen werden. Die Sicherungszungen 11 und die Anschlagzungen 12 sind in Umfangsrichtung abwech selnd über den äußeren Randbereich 10 des Halteteils 6 gleichmäßig verteilt. Weiterhin sind über den äußeren Rand bereich 10 gleichmäßig verteilte Durchprägungen 13 in das Halteteil 6 eingeformt. Die Durchprägungen 13 sind in Bezug auf die Umfangsrichtung jeweils im Bereich der Anschlagzun gen 12 und im axialen Abstand zu den Anschlagzungen 12 an geordnet.

In Fig. 5 ist ein erstes Verfahren zur Herstellung einer erfindungsgemäßen Bremsscheibe illustriert. Teilfigur a zeigt einen Reibring 1 aus Grauguß, mit radial inneren Zäh nen 5 und Ausnehmungen 4 im inneren Randbereich, die durch Fräsen aus dem gegossenen Rohteil herausgearbeitet sind. Teilfigur b zeigt ein schüsselförmiges Halteteil 6, das durch Tiefziehen aus einem Blech herausgeformt wurde, wobei im Boden 7 Befestigungslöcher 8 und ein Durchbruch 9 einge stanzt und im äußeren Randbereich 10 Sicherungszungen 11 mit umgebogenen Enden und Anschlagzungen 12 mit ebenfalls umge bogenen Enden ausgeformt sind. In Teilfigur c ist ein erster Schritt des Zusammenbaus dargestellt, bei dem der Reibring 1 axial in Pfeilrichtung 14 auf das Halteteil 6 von der den Anschlagzungen 12 abgewandten Seite her bis zur Anlage an den umgebogenen Enden der Anschlagzungen 12 aufgesteckt wird. In dieser Endposition greifen die Sicherungszungen 11 mit ihren umgebogenen Enden in die Ausnehmungen 4 des Reib rings 1 ein. In Teilfigur d ist der zweite Zusammenbauschritt dargestellt, bei dem das Halteteil 6 mit über seinen Umfang verteilten Durchprägungen 13 versehen wird, die zu sammen mit den Enden der Anschlagzungen 12 den Reibring 1 axial formschlüssig am Halteteil 6 befestigen.

Der Ablauf eines zweiten Herstellungsverfahrens ist in Fig. 6 skizziert. Teilfigur e zeigt wieder den Reibring 1, der sich nicht von dem in Teilfigur a unterscheidet. In Teilfi gur f erkennt man ein Halteteil 6, bei dem im Gegensatz zu Teilfigur b die Anschlagzungen 12 vorerst flache Enden be sitzen. Ein weiterer Unterschied besteht darin, daß die Durchprägungen 13 bereits in den äußeren Randbereich 10 ein geformt sind. In Teilfigur g ist ein erster Zusammenbau schritt dargestellt, bei dem der Reibring 1 über die flachen Enden der Anschlagzungen 12 axial in Pfeilrichtung 15 bis zur Anlage an den Durchprägungen 13 aufgesteckt wird. Auch hier greifen die umgebogenen Enden der Sicherungszungen 11 in die Ausnehmungen 4 des Reibrings 1 ein. Teilfigur h zeigt schließlich den zweiten Zusammenbauschritt, bei dem die En den der Anschlagzungen 12 radial nach außen umgebördelt wer den, so daß sie die Zähne 5 des Reibrings 1 umgreifen und zusammen mit den Durchprägungen 13 den Reibring 1 axial formschlüssig am Halteteil 6 befestigen.

Claims

1. Bremsscheibe, bestehend aus einem Reibring (1) und einem aus Blech geformten, schüsselförmigen Halteteil (6), das mit dem Reibring (1) formschlüssig verbunden ist, wobei der Reibring (1) an seinem inneren Randbereich (3) mit radial nach innen offenen Ausnehmungen (4) versehen ist, die den inneren Randbereich (3) in radial nach innen ra gende Zähne (5) unterteilen, das Halteteil (6) an seinem äußeren Randbereich (10) mit Sicherungszungen (11) und mit Anschlagzungen (12) versehen ist und radial nach au ßen umgebördelte Enden der Sicherungszungen (11) in die Ausnehmungen (4) des Reibrings (1) bezüglich der Um fangsrichtung formschlüssig eingreifen, dadurch gekenn zeichnet, daß die Sicherungs- (11) und Anschlagszungen (12) abwechselnd über den Umfang verteilt sind, daß ra dial nach außen umgebogene Enden der Anschlagzungen (12) die Zähne (5) des Reibrings (1) umgreifen und einen An schlag zur formschlüssigen Anlage des Reibrings (1) in der einen Axialrichtung bilden, und daß das Halteteil (6) mit über seinen Umfang verteilten Durchprägungen (13) versehen ist, die aus der Umfangsfläche radial her vorstehen und einen Anschlag zur formschlüssigen Anlage des Reibrings (1) in der anderen Axialrichtung bilden.

2. Bremsscheibe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Durchprägungen (13) im Bereich der Anschlagzun gen (12) und gegenüber deren umgebogenen Enden im axia len Abstand angeordnet sind.

3. Bremsscheibe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Reibring (1) aus Grauguß besteht.

4. Bremsscheibe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß Zähne (5) und Ausnehmungen (4) des Reibrings (1) durch Räumen oder Fräsen herge stellt sind.

5. Bremsscheibe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Grundform des Halte teils (6) aus einem Blech durch Tiefziehen oder Drücken ausgeformt ist.

6. Bremsscheibe nach einem der vorhergehende Ansprüche, da durch gekennzeichnet, daß das Halteteil (6) in Bezug auf den Reibring (1) mit Übermaß ausgeführt und eingepreßt ist.

7. Verfahren zur Herstellung einer Bremsscheibe nach einem der Ansprüche 1 bis 5, gekennzeichnet durch folgende Verfahrensschritte:

- ein Reibring (1) mit nach innen ragenden Zähnen (5) und Ausnehmungen (4) wird vorzugsweise aus Grauguß her gestellt;
- ein schüsselförmiges Halteteil (6) wird aus einem Blech hergestellt, wobei im äußeren Randbereich (10) Si cherungszungen (11) mit umgebogenen Enden und Anschlag zungen (12) mit vorerst flachen Enden ausgeformt werden;
- das Halteteil (6) wird mit über seinen Umfang verteil ten Durchprägungen (13) versehen;
- der Reibring (1) wird über die flachen Enden der An schlagzungen (12) axial auf das Halteteil (6) bis zur Anlage an den Durchprägungen (13) aufgesteckt, wobei die umgebogenen Enden der Sicherungszungen (11) in die Aus nehmungen (4) des Reibrings (1) eingreifen;
- die Enden der Anschlagzungen (12) werden umgebördelt, so daß sie die Zähne (5) des Reibrings (1) umgreifen und zusammen mit den Durchprägungen (13) den Reibring (1) a xial formschlüssig am Halteteil (6) befestigen.

8. Verfahren zur Herstellung einer Bremsscheibe nach einem der Ansprüche 1 bis 5, gekennzeichnet durch folgende Verfahrensschritte:

- ein Reibring (1) mit nach innen ragenden Zähnen (5) und Ausnehmungen (4) wird vorzugsweise aus Grauguß her gestellt;
- ein schüsselförmiges Halteteil (6) wird aus einem Blech hergestellt, wobei im äußeren Randbereich (10) Si cherungszungen (11) mit umgebogenen Enden und Anschlag zungen (12) mit umgebogenen Enden ausgeformt werden;
- der Reibring (1) wird in axialer Richtung (14) auf das Halteteil (6) von der den Anschlagzungen (12) abgewand ten Seite her bis zur Anlage an den umgebogenen Enden der Anschlagzungen (12) aufgesteckt, wobei die umgeboge nen Enden der Sicherungszungen (11) in die Ausnehmungen (4) des Reibrings (1) eingreifen;
- das Halteteil (6) wird mit über seinen Umfang verteil ten Durchprägungen (13) versehen, die zusammen mit den Enden der Anschlagzungen (12) den Reibring (1) axial formschlüssig am Halteteil (6) befestigen.