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DE10322454A1 - Brake disc has friction ring which at least in region of corresponding holes for engagement of protrusions on holding section is formed from brittle material, and sleeve-form intermediate elements are fitted in holes in friction ring - Google Patents

Brake disc has friction ring which at least in region of corresponding holes for engagement of protrusions on holding section is formed from brittle material, and sleeve-form intermediate elements are fitted in holes in friction ring Download PDF

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DE10322454A1
DE10322454A1 DE10322454A DE10322454A DE10322454A1 DE 10322454 A1 DE10322454 A1 DE 10322454A1 DE 10322454 A DE10322454 A DE 10322454A DE 10322454 A DE10322454 A DE 10322454A DE 10322454 A1 DE10322454 A1 DE 10322454A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
friction ring
brake disc
intermediate elements
holding part
disc according
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
DE10322454A
Other languages
German (de)
Inventor
Hans Bungert
Jürgen Bauer
Hans-Peter Metzen
Martin Dr. Nader
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Continental Teves AG and Co OHG
Original Assignee
Continental Teves AG and Co OHG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Continental Teves AG and Co OHG filed Critical Continental Teves AG and Co OHG
Priority to DE10322454A priority Critical patent/DE10322454A1/en
Publication of DE10322454A1 publication Critical patent/DE10322454A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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Abstract

The brake disc comprises a friction ring (1) and preferably dish-form holding section (2) positively connected to the friction ring through plastic deformations. Protrusions are formed in the holding section and are distributed over its circumference. The friction ring at least in the region of the corresponding holes for the engagement of the protrusions is formed from a brittle material. Shape conformable, sleeve-form intermediate elements (6) are fitted in the holes in the friction ring, and the protrusions engage on the inner faces of the intermediate elements. An Independent claim is included for a procedure for the manufacture of a brake disc.

Description

Die Erfindung betrifft eine aus mehreren Teilen zusammengesetzte Bremsscheibe für eine Scheibenbremse. Eine derartige Bremsscheibe ist aus der DE-AS 2 013535 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 Fahrzeugrades 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 Bremsscheiben unter starker Wärmeeinwirkung keine nachteiligen Verwerfungen des Reibringes auf, da das Halteteil aufgrund seiner Elastizität wärmebedingte Verformungen auffangen kann.The invention relates to a brake disc composed of several parts for a disc brake. Such a brake disc is from the DE-AS 2 013535 known. In the known brake disc, a friction ring made of a cast material is connected to a bowl-shaped holding part made of sheet metal. The holding part is screwed onto the hub of a vehicle wheel and carries the friction ring. Such composite brake discs have the advantage that the holding part can be made thinner and lighter than a one-piece brake disc which is completely cast. In addition, no disadvantageous warping of the friction ring occurs in the case of generic two-part brake disks under strong heat, since the holding part can absorb heat-related deformations due to its elasticity.

Eine weitere Bremsscheibe ist beispielsweise in der DE 44 19 757 A1 beschrieben. Hierbei wird der Reibring mittels Umformung des metallischen Halteteiles mit diesem formschlüssig verbunden. Im Prinzip ist die bekannte Bremsscheibe dadurch ausgezeichnet, daß auf den Umfang des Halteteils verteilte Ausprägungen vorgesehen sind, die mittels eines von innen angreifenden Prägewerkzeugs durch eine einfache radial von innen nach außen gerichtete Bewegung des Prägewerkzeugs erzeugt werden können.Another brake disc is in the DE 44 19 757 A1 described. Here, the friction ring is positively connected to the metal holding part by reshaping it. In principle, the known brake disc is distinguished by the fact that there are features distributed over the circumference of the holding part which can be produced by means of an embossing tool that engages from the inside by a simple movement of the embossing tool directed radially from the inside out.

Ein derartige Verbindung von Reibring und Halteteil lässt sich aufgrund der hohem Umformbelastungen jedoch nicht bei Reibringen aus sprödem Werkstoff, z. B. Keramik, anwenden.Such a connection of friction ring and holding part due to the high deformation loads, however, not with friction rings made of brittle material, z. B. ceramic.

Die vorliegende Erfindung geht daher aus von einer Bremsscheibe der sich aus dem Oberbegriff des Hauptanspruches ergebenden Gattung.The present invention therefore goes from a brake disc resulting from the preamble of the main claim resulting genus.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine mit einem Reibring aus einem spröden Material versehene Bremsscheibe dahingehend zu verbessern, daß der für die Verbindung von Reibring und Halteteil erforderliche Fertigungsaufwand und die damit verbundenen Fertigungskosten verringert werden. Insbesondere soll darauf geachtet werden, daß die bei der Umformung des Halteteils aufgewandten Kräfte nicht dazu führen, daß das spröde Material des Reibringes beschädigt wird.The object of the invention is a with a friction ring from a brittle Material provided brake disc to improve that of the connection of the friction ring and holding part required manufacturing costs and associated manufacturing costs can be reduced. In particular care should be taken to ensure that the forces applied during the shaping of the holding part do not lead to the brittle material of the friction ring damaged becomes.

Die Lösung der Aufgabe ergibt sich aus dem kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1.The problem is solved from the characterizing part of patent claim 1.

Die erfindungsgemäße Verbindungstechnik hat den Vorteil, besonders einfach und kostengünstig ausführbar zu sein, wobei eine Nachbearbeitung der fertigen Bremsscheibe entfällt. Neben der schon erwähnten Gewichtsreduzierung und der Formstabilität des Reibrings unter Temperatureinfluß gibt es aber noch weitere Vorteile der Erfindung. So ist die Verwendung unterschiedlicher Materialien für den Reibring und das Halteteil ohne zusätzlichen Aufwand möglich. Beispielsweise kann das Halteteil aus Aluminium bestehen. Desweiteren kann für das Halteteil eine besonders einfache Form ohne Hinterschneidungen gewählt werden, die eine einfache und kostengünstige Fertigung des rohen Halteteils insbesondere in einem einzigen Prägevorgang erlauben. Die erfindungsgemäßen Ausprägungen zur Befestigung des Reibringes werden erst bei der Verbindung des Halteteils mit dem Reibring eingeformt. Es sind also keine zusätzlichen vorbereitenden Arbeitsschritte nötig. Schließlich kann eine verbrauchte Bremsscheibe auf einfachste Weise in ihre beiden Teile zerlegt werden, um die Materialien von Reibring und Halteteil getrennt ihrer Wiederverwertung zuzuführen.The connection technology according to the invention The advantage of being particularly simple and inexpensive to perform, with post-processing the finished brake disc is not required. In addition to the one already mentioned There is weight reduction and the dimensional stability of the friction ring under the influence of temperature but still further advantages of the invention. So is the use different materials for the friction ring and the holding part possible without additional effort. For example the holding part can be made of aluminum. Furthermore, one can for the holding part particularly simple shape can be selected without undercuts, which is a simple and inexpensive Manufacture of the raw holding part in particular in a single stamping process allow. The characteristics of the invention Fastening of the friction ring are only when the holding part is connected molded with the friction ring. So there are no additional ones preparatory work steps necessary. Finally can easily put a used brake disc in your disassembled to the materials of friction ring and Keep the holding part separately for recycling.

Die Erfindung besteht im Prinzip darin, die durch die Verformung der Ausprägungen wirksamen Kräfte nicht direkt von den Ausprägungen auf das spröde Material der Bremsscheibe sondern nur indirekt über die Zwischenelemente wirken zulassen. Hierdurch werden, die Spannungen in dem spröden Material stark herabgesetzt so daß dessen Zerstörung verhindert wird. Das Material der Zwischenelemente sollte vergleichsweise weich sein, so daß es bei starken örtlichen Belastungen ausweichen kann. Außerdem paßt sich auf diese Weise das Material der Zwischenelemente besser an die Wandungen der Öffnungen in dem Reibring an und kann auch bei der Beseitigung von Spannungen helfen, die bei starker Erwärmung oder Temperaturänderung des Reibringes zwischen dem Reibring selbst und den Ausprägungen auftreten.The invention is in principle in it, the forces acting through the deformation of the forms are not directly from the values on the brittle Material of the brake disc but only act indirectly via the intermediate elements allow. As a result, the tensions in the brittle material greatly reduced so that destruction is prevented. The material of the intermediate elements should be comparative be soft so that it is strong local Can avoid loads. Moreover fits in this way the material of the intermediate elements better to the Walls of the openings in the friction ring and can also remove stresses help with excessive warming or temperature change of the friction ring between the friction ring itself and the occurrences.

Die Erfindung ist anwendbar unabhängig davon, ob nun die Ausprägungen und die Öffnungen in dem Reibring in radialer oder axialer Richtung verlaufen. Bei in axialer Richtung verlaufenden Öffnungen und Ausprägungen muß allerdings dafür gesorgt werden, daß der Reibring in axialer Richtung gesichert ist. In vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung werden hierzu aber die Merkmale nach Anspruch 2 empfohlen gemäß denen die Öffnungen und die Ausprägungen in radialer Richtung verlaufen.The invention is applicable regardless of whether the expressions and the openings run in the friction ring in the radial or axial direction. at Axial openings and features must, however be taken care of that the Friction ring is secured in the axial direction. In an advantageous further training the invention, however, the features according to claim 2 are recommended according to them the openings and the characteristics run in the radial direction.

Auch in der Formgebung der Öffnung und der Ausprägung ist man im Rahmen der Erfindung weitgehend frei, so daß Öffnungen und Ausprägungen beispielsweise einen eckigen Querschnitt haben können. In Weiterbildung der Erfindung wird allerdings empfohlen, die Merkmale nach Anspruch 3 anzuwenden so daß bevorzugt die Öffnung und die Ausprägung einen im wesentlichen kreisförmigen Querschnitt besitzen.Also in the shape of the opening and the shaping is largely free in the context of the invention, so that openings and expressions for example, can have an angular cross section. In further training of Invention is recommended, however, the features according to claim 3 apply so that preferred the opening and the expression a substantially circular cross section have.

Um zu erreichen, daß auch bei härterem Material das Zwischenelement sich bei Temperaturschwankungen des Reibringes besser an die sich ändernden Abmessungen der Öffnungen anpaßt, werden in Weiterbildung der Erfindung die Merkmale nach Anspruch 4 empfohlen. Eine andere Möglichkeit für die Lösung der sich durch die ändernden Abmessungen der Öffnungen ergebenden Schwierigkeiten kann die Anwendung der Merkmalskombination nach Anspruch 5 darstellen.In order to ensure that the intermediate element adapts itself better to the changing dimensions of the openings in the event of temperature fluctuations of the friction ring even with harder material, the features according to claim 4 are recommended in a development of the invention. Another way to solve the changing ab Difficulties resulting from measurements of the openings can represent the application of the combination of features according to claim 5.

Die Öffnungen können in den Rohling des Reibringes vor dem Brennen beziehungsweise bei dem Gießen eingeformt werden, je nachdem aus welchem Material der Reibring hergestellten wird (beispielsweise Keramik oder Kohlenstoff oder in seiner Oberfläche behandeltes Metall).The openings can be in the blank of the friction ring before firing or during casting, depending on the material from which the friction ring is made (e.g. Ceramic or carbon or metal treated on its surface).

In einer weiteren nicht dargestellten Ausführungsform der Erfindung können die Ausprägungen des Halteteils kraterförmig ausgestaltet sein. Sie greifen vorzugsweise in die Zwischenelemente im radial inneren Randbereich des Reibrings ein, wodurch ein sicherer Formschluß sowohl in axialer Richtung als auch zur sicheren Übertragung großer Drehmomente in Umfangsrichtung entsteht. Bei dieser Ausführungsform ist es zweckmäßig, wenn der Reibring mit radial nach innen vorspringenden, in Umfangsrichtung in gleichmäßigen Abständen angeordneten Füßen versehen ist, in denen Bohrungen zum Eingriff des Ausprägungen des Halteteils eingebracht sind.In another, not shown embodiment of the invention the characteristics of the Holding part crater-shaped be designed. They preferably engage in the intermediate elements in the radially inner edge area of the friction ring, making a more secure Form fit both in the axial direction as well as for the safe transmission of high torques in the circumferential direction. In this embodiment, it is useful if the friction ring with radially inwardly projecting, in the circumferential direction Provide feet that are evenly spaced is in which holes are introduced for engaging the characteristics of the holding part are.

Bei sogenannten belüfteten Bremsscheiben ist der Reibring mit Hohlräumen für den Durchtritt von Kühlluft versehen. Bei Verwendung eines solchen Reibrings wird eine weitere vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung empfohlen, bei der die Ausprägungen des Halteteils in die mit Zwischenelementen versehenen Hohlräume des Reibrings eingreifen. Insbesondere bei den üblichen Ausführungsformen derartiger Reibringe mit zwei Teilringen, die durch radiale Stege miteinander verbunden sind, ist diese Ausführungsform besonders zweckmäßig, da die Ausprägungen des Halteteils in Bezug auf die Drehrichtung formschlüssig zwischen je zwei Stege eingreifen können und in Bezug auf die Axialrichtung formschlüssig zwischen den beiden Reibringhälften eingeklemmt werden können. In diesem Fall kann zwar auf einen umlaufenden, radial vorstehenden Flansch des Halteteils im Prinzip verzichtet werden, jedoch wird ein solcher Flansch empfohlen, um eine noch stabilere Anlage am Reibring zu gewährleisten.With so-called ventilated brake discs the friction ring with cavities for the Passage of cooling air Mistake. When using such a friction ring, another advantageous embodiment recommended the invention, in which the characteristics of the holding part in the intervene with cavities of the friction ring provided with intermediate elements. In particular with the usual Embodiments of such Friction rings with two partial rings, which are interconnected by radial webs are connected, this embodiment is particularly useful because the expressions of the holding part with respect to the direction of rotation between two bars can intervene and are positively clamped between the two friction ring halves with respect to the axial direction can. In this case, it is possible to use a circumferential, radially projecting flange of the holding part can be dispensed with in principle, but such Flange recommended to ensure an even more stable contact on the friction ring guarantee.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeichnungen näher erläutert.Embodiments of the invention are explained below with reference to the drawings.

Es zeigen:Show it:

1 einen radialen Schnitt der Bremsscheibe von 1 im Bereich einer Ausprägung, 1 a radial section of the brake disc of 1 in the area of an expression,

2 eine teilweise aufgebrochene perspektivische Darstellung einer erfindungsgemäßen Bremsscheibe, 2 a partially broken perspective view of a brake disc according to the invention,

3 einen vergrößerten Ausschnitt der Verbindung zwischen dem Halteteil und dem Reibring gem. 1 und 3 an enlarged section of the connection between the holding part and the friction ring gem. 1 and

4 bis 6 einen vergrößerten Ausschnitt der Verbindung zwischen dem Halteteil und dem Reibring gem. 1 mit einer geänderten Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Verbindung. 4 to 6 an enlarged section of the connection between the holding part and the friction ring gem. 1 with a modified embodiment of the connection according to the invention.

Die erfindungsgemäße mehrteilige Bremsscheibe umfasst ein metallisches, im wesentlichen topfförmiges Halteteil 2 und einen daran befestigten Reibring 1 aus einem spröden Werkstoff, beispielsweise mit keramischen Bestandteilen. Die gesamte Bremsscheibe wird, wie aus dem Stand der Technik bekannt, über Bohrungen 3 im topfförmigen Halteteil 2 mit zugehörigen Schrauben an einer nicht gezeigten Radlagereinheit oder einem sonstigen Achsbauteil verschraubt. Die Verbindung zwischen Halteteil 2 und Reibring 1 erfolgt über Ausstelllungen 4 am Halteteil 2. Diese Ausstellungen 4 werden durch Umformung von der Halteteilinnenseite radial nach außen in vorgesehene Öffnungen 5 im Reibring 1 gedrückt. Damit durch diese Umformung der Werkstoff des Reibringes 1 nicht beschädigt wird, ist erfindungsgemäß ein rohrförmiges Zwischenelement 6 vorgesehen. Das Zwischenelement 6 wird jeweils innerhalb der Öffnung 5 zwischen Halteteil 2 und Reibring 1 bzw. zwischen Ausstellung 4 und Öffnung 5 angeordnet. Dieses Zwischenelement 6 nimmt alle durch den Umformvorgang auftretenden Kräfte auf und verhindert so, dass das Reibringmaterial im Bereich der Öffnung 5 mit Verformungskräften beaufschlagt wird. Damit ist es möglich, den in DE 44 19 757 A1 beschriebenen Umformvorgang am topfförmigen Halteteil auch auf das Verbinden von Reibringen 1 aus sprödem Werkstoff, z. B. Keramik, anzuwenden. Da die Zwischenelemente 6 und Reibring 1 infolge verschiedener Werkstoffe unterschiedliche Wärmeausdehnungskoeffizienten besitzen können, wird vorgeschlagen, die auftretenden Wärmespannungen durch folgende Maßnahmen zu eliminieren. Gemäß einer ersten Variante wird die Passung zwischen der Öffnung 5 im Reibring 1 und dem rohrförmigen Zwischenelement 6 geeignet gestaltet, so dass ausreichend Spiel vorhanden ist. Eine alternative Variante sieht vor, geschlitzte Zwischenelement 6 zu verwenden, um somit unterschiedliche Wärmeausdehnungen von Reibring 1 und den Zwischenelementen 6 zuzulassen. In der fertig montierten gesamten Bremsscheibeneinheit kann sich der Reibring 1 unter Wärmeeinfluss auf den Zwischenelementen 6 ohne Verzwängung radial nach außen bewegen. Unerwünscht Wärmespannungen innerhalb der Bremsscheibe werden damit vermieden.The multi-part brake disc according to the invention comprises a metallic, essentially pot-shaped holding part 2 and a friction ring attached to it 1 made of a brittle material, for example with ceramic components. The entire brake disc is, as is known from the prior art, through holes 3 in the pot-shaped holding part 2 screwed to a wheel bearing unit (not shown) or another axle component with associated screws. The connection between the holding part 2 and friction ring 1 takes place through exhibitions 4 on the holding part 2 , These exhibitions 4 are formed radially outwards from the inside of the holding part into intended openings 5 in the friction ring 1 pressed. With this deformation the material of the friction ring 1 is not damaged, is a tubular intermediate element according to the invention 6 intended. The intermediate element 6 is each within the opening 5 between holding part 2 and friction ring 1 or between exhibition 4 and opening 5 arranged. This intermediate element 6 absorbs all forces caused by the forming process and thus prevents the friction ring material in the area of the opening 5 is subjected to deformation forces. This makes it possible to DE 44 19 757 A1 described forming process on the pot-shaped holding part also on the connection of friction rings 1 made of brittle material, e.g. B. ceramics. Because the intermediate elements 6 and friction ring 1 may have different thermal expansion coefficients due to different materials, it is proposed to eliminate the thermal stresses occurring by the following measures. According to a first variant, the fit between the opening 5 in the friction ring 1 and the tubular intermediate element 6 appropriately designed so that there is sufficient play. An alternative variant provides for slotted intermediate elements 6 to use different thermal expansions of friction ring 1 and the intermediate elements 6 permit. The friction ring can be located in the fully assembled entire brake disc unit 1 under the influence of heat on the intermediate elements 6 move radially outwards without squeezing. Undesirable thermal stresses within the brake disc are avoided.

4 zeigt eine Variante des Zwischenelementes 6'. Hierbei ist das Zwischenelement 6' so gestaltet, dass eine besondere, während des Unformvorganges angeformte Ausbuchtung 7 dafür sorgt, dass es zwischen Halteteil 2 und Zwischenelement 6' zu einer formschlüssigen Verbindung kommt. 4 shows a variant of the intermediate element 6 ' , Here is the intermediate element 6 ' designed in such a way that a special bulge formed during the shaping process 7 ensures that it is between holding part 2 and intermediate element 6 ' comes to a positive connection.

Der Umformvorgang am Halteteil 2 zur Erzeugung der Ausstellungen 4 kann sowohl mit Hilfe von einzelnen Stempeln, als auch beispielsweise mit Hilfe des Hydroumformverfahrens realisiert werden.The forming process on the holding part 2 to generate the exhibitions 4 can be realized both with the help of individual stamps and, for example, with the help of the hydroforming process.

Die 5 und 6 zeigen einen Ausschnitt des Verbindungsbereiches zwischen Reibring 1 und Halteteil 2 für zwei weiterentwickelte Ausführungsformen der Bremsscheibe in vergrößerter Darstellung. Ziel dieser weiterentwickelten Varianten ist es die radiale Belastung durch den Umformvorgang am Halteteil 2 nicht auf den spröden Reibring 1 zu übertragen. Dazu sieht die Ausführung nach 5 im Bereich der Öffnung 5 einen ringförmigen Hohlraum 8 zwischen dem Zwischenelement 6 und dem Reibring 1 vor. Eine Umformbelastung kann sich demnach nicht auf den Reibring 1 übertragen. Gemäß 6 wird die Übertragung von Umformbelastungen auf den Reibring 1 durch einen verdickten Ringabschnitt 9 am Zwischenelement 6'' verhindert. Durch den verdickten Ringabschnitt 9 wird eine radiale Aufweitung des Zwischenelementes 6'' als Folge der Umformbearbeitung verhindert. Zusätzlich ist der verdickte Ringabschnitt 9 ebenfalls in einem Hohlraum angeordnet.The 5 and 6 show a section of the connection area between the friction ring 1 and Hal teteil 2 for two further developed embodiments of the brake disc in an enlarged view. The aim of these further developed variants is the radial load caused by the forming process on the holding part 2 not on the brittle friction ring 1 transferred to. For this, see the execution 5 in the area of the opening 5 an annular cavity 8th between the intermediate element 6 and the friction ring 1 in front. A deformation load can therefore not affect the friction ring 1 transfer. According to 6 is the transfer of forming loads to the friction ring 1 through a thickened ring section 9 on the intermediate element 6 '' prevented. Through the thickened ring section 9 becomes a radial expansion of the intermediate element 6 '' prevented as a result of the forming process. In addition, the thickened ring section 9 also arranged in a cavity.

Der Vorteil der erfindungsgemäßen Ausführung der Bremsscheibe gegenüber bekannten Anordnungen besteht in der Möglichkeit, spröde Werkstoffe z. B. keramische Reibringwerkstoffe durch ein einfaches, serientaugliches Umformverfahren mit einem metallischen Halteteil 2 zu verbinden.The advantage of the inventive design of the brake disc compared to known arrangements is the possibility of brittle materials such. B. ceramic friction ring materials by a simple, series-compatible forming process with a metallic holding part 2 connect to.

Durch Verwendung von erfindungsgemäßen Zwischenelementen 6, 6', 6'' werden grundsätzlich die durch den Umformvorgang entstehenden Belastungen nicht unmittelbar in den Reibring und damit in seinen spröden Werkstoff (z. B. Keramik), sondern in die vorzugsweise metallische Zwischenelemente 6, 6', 6'' geleitet. Der spröde, vorzugsweise keramische, Reibringwerkstoff bleibt damit von der plastischen Verformung während der Umformbearbeitung unbeeinflusst und kann daher durch den Umformvorgang auch nicht beschädigt werden.By using intermediate elements according to the invention 6 . 6 ' . 6 '' In principle, the loads resulting from the forming process are not directly in the friction ring and thus in its brittle material (e.g. ceramic), but in the preferably metallic intermediate elements 6 . 6 ' . 6 '' directed. The brittle, preferably ceramic, friction ring material thus remains unaffected by the plastic deformation during the shaping process and can therefore not be damaged by the shaping process.

Zusammenfassend läßt sich die vorliegende Erfindung kurz wie folgt angeben.In summary, the present invention specify briefly as follows.

Aufgabe der Erfindung ist die Verbindung eines Reibringes aus einem keramischen Werkstoff mit einem Blechtopf.The object of the invention is the connection a friction ring made of a ceramic material with a tin pot.

Die Bremsscheibeneinheit besteht aus einem Reibring (1), sowie einem Blechtopf (2). Die gesamte Einheit wird "klassisch" durch Bohrungen (3) im Topf über die Radschrauben und die Felge mit der Radlagereinheit verschraubt. Die Verbindung zwischen Blechtopf (2) und Reibring (1) erfolgt über Ausstelllungen (4). Diese Ausstellungen werden durch "Drücken" von der Topfinnenseite radial nach aussen in vorgesehene Öffnungen (5) am Reibring gedrückt. Damit durch diese Umformung der Werkstoff des Reibringes nicht beschädigt wird, ist erfindungsmäßig ein rohrförmiges Zwischenelement (6) vorgesehen. Dieses Zwischenelement nimmt alle durch den Umformvorgang auftretenden Kräfte auf und verhindert so, dass das Reibringmaterial mit Verformungskräften beaufschlagt wird.The brake disc unit consists of a friction ring ( 1 ), as well as a tin pot ( 2 ). The entire unit is made "classic" by drilling ( 3 ) screwed in the pot to the wheel bearing unit using the wheel bolts and the rim. The connection between tin pot ( 2 ) and friction ring ( 1 ) takes place through exhibitions ( 4 ). These exhibitions are "pushed" from the inside of the pot radially outwards into the openings provided ( 5 ) on the friction ring. So that the material of the friction ring is not damaged by this reshaping, according to the invention a tubular intermediate element ( 6 ) intended. This intermediate element absorbs all the forces arising from the forming process and thus prevents the friction ring material from being subjected to deformation forces.

Da Zwischenelement und Reibring unterschiedliche Wärmeausdehnungskoeffizienten besitzen, wird vorgeschlagen, die auftretenden Wärmespannungen durch folgende Massnahmen zu eliminieren: durch entsprechende Gestaltung der Passung (genug Spiel vorsehen), oder durch ein geschlitztes Zwischenelement.Because the intermediate element and the friction ring are different CTE own, it is proposed that the thermal stresses occur by the following Eliminate measures: by designing the fit accordingly (provide enough play), or through a slotted intermediate element.

In der zusammengebauten Einheit kann sich der Reibring unter Wärmeeinfluß auf dem Zwischenelement ohne Verzwängung radial nach aussen bewegen.Can in the assembled unit the friction ring under the influence of heat on the Intermediate element without squeezing move radially outwards.

Bild 4 zeigt eine Variante des Zwischenlelementes (6). Hierbei ist das Zwischenelement so gestaltet, dass eine besondere Ausbuchtung (7) während des Unformvorganges dafür sorgt, dass es zwischen Blechtopf und Zwischenelement zu einer formschlüssigen Verbindung kommt.Figure 4 shows a variant of the intermediate element ( 6 ). The intermediate element is designed so that a special bulge ( 7 ) during the shaping process ensures that there is a positive connection between the tin pot and the intermediate element.

Der Umformvorgang kann sowohl mit Hilfe von einzelnen Stempeln, als auch beispielsweise mit Hilfe des Hydroumformverfahrens realisiert werden.The forming process can be done with both Help from individual stamps, as well as with help of the hydroforming process.

Der Vorteil gegenüber dem Stand der Technik besteht in der Möglichkeit, "spröde" Werkstoffe z.B. keramische Bremsscheibenwerkstoffe durch ein einfaches, serientaugliches Umformverfahren mit einem metallischen Topf zu verbinden. Durch Verwendung eines Zwischenelementes wird die, durch den Umformvorgang entstehende Axialkraft nicht auf den Grundwerkstoff (Keramik), sondern in das metallische Zwischenelement geleitet. Der keramische Werkstoff nimmt an der nötigen Verformung nicht teil und kann daher durch den Umformvorgang auch nicht beschädigt werden.The advantage over the prior art is in the possibility "brittle" Materials e.g. ceramic brake disc materials through a simple, Forming process suitable for series production with a metallic pot connect. By using an intermediate element, the the axial force generated during the forming process does not affect the base material (Ceramic), but passed into the metallic intermediate element. The ceramic material does not take part in the necessary deformation and can therefore not be damaged by the forming process.

Claims (10)

Bremsscheibe bestehend aus einem Reibring (1,) und einem aus Blech geformten vorzugsweise schüsselförmigen Halteteil (2), das durch plastische Verformungen formschlüssig mit dem Reibring (1) verbunden ist, wobei das Halteteil (2) mit über seinen Umfang verteilten, durch einen Prägevorgang in das Halteteil (2) eingeformten Ausprägungen (4) versehen ist, die aus der Umfangsfläche des Halteteils (2) hervorstehen und in zugeordnete Öffnungen des Reibringes eingreifen, dadurch gekennzeichnet, daß der Reibring (1) zumindest in dem Bereich der Öffnungen (5) aus einem spröden Material gebildet ist, daß in die Öffnungen im wesentlichen an deren Form angepaßte hülsenförmigen Zwischenelemente (6) eingefügt sind und daß die Ausprägungen an den Innenflächen der Zwischenelemente angreifen.Brake disc consisting of a friction ring ( 1 ,) and a preferably bowl-shaped holding part formed from sheet metal ( 2 ), which is positively connected to the friction ring by plastic deformation ( 1 ) is connected, the holding part ( 2 ) distributed over its circumference by an embossing process in the holding part ( 2 ) molded forms ( 4 ) is provided, which from the peripheral surface of the holding part ( 2 ) Protrude and engage the friction ring in associated openings, characterized in that the friction ring ( 1 ) at least in the area of the openings ( 5 ) is formed from a brittle material that in the openings essentially adapted to their shape sleeve-shaped intermediate elements ( 6 ) are inserted and that the features attack the inner surfaces of the intermediate elements. Bremsscheibe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Umfangsfläche durch eine in radialer Richtung weisende Mantelfläche eines Zylinders gebildet ist, von der die Ausprägungen (8) radial nach außen abstehen.Brake disc according to claim 1, characterized in that the circumferential surface is formed by a circumferential surface of a cylinder pointing in the radial direction, from which the stampings ( 8th ) protrude radially outwards. Bremsscheibe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Innenfläche der Zwischenelemente (6) kreiszylinderförmig istBrake disc according to claim 1, characterized in that the inner surface of the intermediate elements ( 6 ) is circular cylindrical Bremsscheibe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die hülsenförmigen Zwischenelemente (6) in radialer Richtung aufgeschnitten sind.Brake disc according to claim 1, characterized in that the sleeve-shaped intermediate elements ( 6 ) are cut open in the radial direction. Bremsscheibe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der zylinderförmigen Innenwand der Öffnung (5) und der zylinderförmig in Außenwand der Zwischenelemente (6) ein Zwischenraum (8) vorgesehen ist.Brake disc according to claim 1, characterized in that between the cylindrical inner wall of the opening ( 5 ) and the cylindrical shape in the outer wall of the intermediate elements ( 6 ) a space ( 8th ) is provided. Bremsscheibe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnungen (5) durch gestufte Bohrungen gebildet sind und daß die Zwischenelemente (6) in radialer Richtung sich an der Bohrungsstufe abstützen und mit ihrem entgegengesetzten Ende etwa bis zu dem Eingang der jeweiligen Bohrung reichen.Brake disc according to claim 1, characterized in that the openings ( 5 ) are formed by stepped bores and that the intermediate elements ( 6 ) are supported in the radial direction on the bore step and extend with their opposite end approximately to the entrance of the respective bore. Bremsscheibe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Zwischenelement an seinem der Bohrungsöffnung zugewandten Ende eine vorzugsweise umlaufende, bevorzugt zur Mittellinie der Bohrung hin weisende Verdickung besitzt und daß diese Verdickung durch die Ausprägung umgriffen wird bzw. die Ausprägung in Höhe dieser Verdickung an dem Zwischenelement angreift (4, 6)Brake disc according to claim 1, characterized in that at least one intermediate element at its end facing the bore opening has a preferably circumferential thickening, preferably pointing towards the center line of the bore, and that this thickening is encompassed by the expression or the expression at the level of this thickening on the Intermediate element attacks ( 4 . 6 ) Bremsscheibe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausprägungen (17) des Halteteils (16) kraterförmig ausgestaltet sind und in den Randbereich des zugeordneten Zwischenelementes (19) eingreifen.Brake disc according to claim 1, characterized in that the expressions ( 17 ) of the holding part ( 16 ) are crater-shaped and in the edge area of the associated intermediate element ( 19 ) intervene. Bremsscheibe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Reibring mit Hohlräumen für den Durchtritt von Kühlluft versehen ist und daß die Zwischenelemente in den Hohlräumen angeordnet sind.Brake disc according to claim 1, characterized in that the friction ring with cavities for the Passage of cooling air is provided and that the intermediate elements in the cavities are arranged. Verfahren zur Herstellung einer Bremsscheibe nach einer der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die radialen Öffnungen (5) in die Bremsscheibe eingeformt werden und die Zwischenelemente (6) in die Öffnungen eingesetzt werden, daß der Reibring mit seiner inneren umlaufenden Ringfläche auf eine zugeordnete umlaufende Mantelfläche des Halteteils (2) in einer vorgegebenen Drehlage aufgesetzt wird und daß danach durch ein geeignetes Werkzeug die Ausprägungen an den Zwischenelementen gegenüberliegenden Stellen der Mantelfläche radial nach außen gerichtet eingebracht werden.Method for producing a brake disc according to one of the preceding claims, characterized in that the radial openings ( 5 ) are molded into the brake disc and the intermediate elements ( 6 ) are inserted in the openings so that the friction ring with its inner circumferential ring surface on an associated circumferential surface of the holding part ( 2 ) is placed in a predetermined rotational position and that the features are then introduced radially outward at a suitable tool on the positions of the lateral surface opposite the intermediate elements.
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