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Dokumentenidentifikation DE19637482A1 19.03.1998
Titel Bremsscheibe für eine Motorrad-Scheibenbremsanlage
Anmelder Fahrzeugtechnik Ebern GmbH, 96106 Ebern, DE;
Selzer Fertigungstechnik GmbH & Co, 35759 Driedorf, DE
Erfinder Heubner, Wilhelm, Dipl.-Ing. (FH), 96274 Itzgrund, DE;
Fischenich, Bernhard, Dipl.-Ing., 96106 Ebern, DE;
Selzer, Karl Heinz, Ing.(grad.), 35759 Driedorf, DE;
Diederichs, Herbert, Ing.(grad.), 35745 Herborn, DE
Vertreter Oppermann, E., Dipl.-Ing., Pat.-Anw., 63075 Offenbach
DE-Anmeldedatum 14.09.1996
DE-Aktenzeichen 19637482
Offenlegungstag 19.03.1998
Veröffentlichungstag im Patentblatt 19.03.1998
IPC-Hauptklasse B60T 1/06
IPC-Nebenklasse F16D 65/12   
IPC additional class // B60T 8/32  
Zusammenfassung An einer Bremsscheibe (1) für eine Scheibenbremsanlage eines mit ABS ausgerüsteten Motorrads sind rings um die Drehachse (6) der Bremsscheibe aus dem ferromagnetischen Werkstoff der Bremsscheibe einteilig damit gebildete und alternierend vorgesehene Erhöhungen (4) und Vertiefungen (5) vorgesehen. Diese Erhöhungen (4) und Vertiefungen (5) bilden einen radial von dem bremsaktiven Reibringbereich (3) beabstandeten Sensor- oder Impulsring für die Drehzahlerfassung. Die Erhöhungen (4) und Vertiefungen (5) sind in gleichbleibenden Bogenabständen angeordnet, wobei sie sich im Umfangsrandbereich der mit der Drehachse (6) konzentrischen Zentralausnehmung (2) der Bremsscheibe (1) befinden. Zwischen dem die Erhöhungen (4) und die Vertiefungen (5) aufweisenden Umfangsrandbereich und dem bremsaktiven Reibringbereich (3) der Bremsscheibe (1) sind dem Wärmefluß zwischen diesen beiden Bereichen herabsetzende Durchbrüche (8) und/oder Materialverdünnungen in bzw. an der Bremsscheibe (1) in gleichmäßiger Umfangsverteilung vorgesehen.

Beschreibung[de]

Die Erfindung bezieht sich auf eine Bremsscheibe für eine Scheibenbremsanlage eines mit ABS ausgerüsteten Motorrads, entsprechend dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Eine derartige bekannte Bremsscheibe für ein Fahrzeugrad (DE-OS 15 55 193) ist an einem der Befestigung an der Radnabe dienenden Scheibentopf angeordnet und ist entsprechend der in den Zeichnungen dargestellten Konstruktion zusammen mit dem Scheibentopf einteilig aus Grauguß gegossen. Grauguß mit hohem Kohlenstoffgehalt ist im Hinblick auf die an Bremsscheiben auftretenden hohen Betriebstemperaturen und mechanischen Belastungen in der Tat ein gut geeigneter Werkstoff. Bei der bekannten Bremsscheibe sind die den Sensor- oder Impulsring bildenden Elemente als Außenverzahnungen ausgebildet, die sich bei einem Ausführungsbeispiel (Fig. 3, 4) in der äußeren Umfangskante der Bremsscheibe und bei einem anderen Ausführungsbeispiel (Fig. 5, 6) in einer radial von dem Befestigungsflansch des Scheibentopfes nach außen vorstehenden Ringlippe befinden.

Wegen der Materialeigenschaften von Grauguß sind bei beiden Ausführungsbeispielen die als Außenverzahnungen ausgebildeten Erhöhungen und Vertiefungen in einem unwirtschaftlichen Bearbeitungsvorgang spangebend nachzuarbeiten. Ein weiterer Nachteil der bekannten Bremsscheibe besteht darin, daß die beim Bremsen entstehenden hohen Temperaturen der Bremsscheibe, die zu einer entsprechenden Erwärmung auch der als Außenverzahnungen ausgebildeten Erhöhungen und Vertiefungen führen, den Curie-Punkt (>768°C) überschreiten können, so daß die ferromagnetischen Eigenschaften des Werkstoffs verlorengehen und die Funktion der ABS-Anlage nicht mehr gewährleistet ist. Es tritt noch hinzu, daß radial außen an der Bremsscheibe angeordnete Außenverzahnungen einen unerwünscht großen radialen Abstand der mit den Verzahnungen zusammenwirkenden Drehzahlerfassungssensoren von der Drehachse erforderlich machen, was der Forderung nach einer möglichst kompakten Bauweise zuwiderläuft.

Wegen der bei Grauguß unvermeidbaren Korrosionsanfälligkeit der Bremsscheiben hat man solche Bremsscheiben auch schon aus legierten, nichtrostenden Werkstoffen hergestellt. Zur Drehzahlerfassung wurden zusätzliche Impulsräder aus Tiefziehblech mit guter magnetischer Permeabilität am Rad angebracht, um eine unerwünschte Erwärmung und damit eine Herabsetzung der magnetischen Permeabilität beim Bremsvorgang auszuschließen. Diese Impulsräder sind aber ein zusätzliches Teil, welches die Fertigung verteuert und den Forderungen nach einer möglichst einfachen konstruktiven Ausbildung der Scheibenbremsanlage nicht entspricht.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Bremsscheibe der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Art bereitzustellen, die eine kompakte, einfache Bauweise und den Einsatz legierter, nichtrostender Werkstoffe guter Duktilität ermöglicht, ohne daß die beim Bremsen entstehende Wärme die Funktion des integrierten Sensor- oder Impulsrings beeinträchtigen kann.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung gehen aus den Unteransprüchen hervor.

Durch die erfindungsgemäße Anordnung des von den Erhöhungen und Vertiefungen gebildeten Sensor- oder Impulsrings im Umfangsbereich der Zentralausnehmung der Bremsscheibe wird eine kompakte Bauweise erzielt, welche einen geringen radialen Abstand der Drehzahlerfassungssensoren von der Drehachse ermöglicht. Zugleich wird die Verwendung legierter, nichtrostender Werkstoffe vergleichsweise geringer magnetischer Permeabilität ermöglicht, weil durch die erfindungsgemäßen Maßnahmen zur Herabsetzung des Wärmeflusses zwischen dem bremsaktiven Reibringbereich und dem Bereich des Sensor- oder Impulsrings der Bremsscheibe sichergestellt wird, daß die Funktion des Sensor- oder Impulsrings nicht durch übermäßige Erwärmung desselben beim Bremsvorgang beeinträchtigt werden kann. Außerdem wird der Sensor- oder Impulsring in einem Bereich der Bremsscheibe gebildet, der sonst Stanzabfall war.

Wie Anspruch 2 verdeutlicht, ist die Anbringung der Erhöhungen und Vertiefungen als eine über die volle Materialdicke der Bremsscheibe durchgeführte Verzahnung nicht erforderlich; es reicht die einseitige Anbringung. Dabei können die Erhöhungen und Vertiefungen durch spangebende Bearbeitung hergestellt werden, jedoch erlaubt die Duktilität des verwendeten Werkstoffs vorzugsweise das einseitige Anbringen durch Prägen oder Drücken mit ggf. anschließender Planbearbeitung der gegenüberliegenden anderen Ringfläche.

Der Befestigung der Bremsscheibe an der Radnabe dienen entsprechend Anspruch 3 zwischen dem als Sensor- oder Impulsring ausgebildeten inneren Umfangsrandbereich und dem Reibringbereich auf einem Lochkreis vorgesehene Befestigungsbohrungen. Auf diese Weise wird nicht nur eine kompakte Bauweise der Bremsscheibe erzielt, weil der innerhalb des Lochkreises befindliche Sensor- oder Impulsring keine Durchmesservergrößerung der Bremsscheibe erforderlich macht, sondern die durch die Befestigungsbohrungen geführten Radbefestigungsbolzen leiten auch einen Teil der beim Bremsvorgang entstehenden Wärme ab, bevor diese den Sensor- oder Impulsring erreicht.

Eine erhebliche Herabsetzung des Wärmeflusses zwischen dem den Sensor- oder Impulsring aufweisenden inneren Umfangsrandbereich und dem Reibringbereich wird durch die Maßnahmen des Anspruchs 4 erreicht, weil innerhalb der wärmeleitenden speichenartigen Stege, welche den Wärmefluß ohnehin beschränken, zusätzlich noch eine Wärmeableitung durch die Radbefestigungsbolzen erfolgt.

Hierbei ist es für die Übertragung des Bremsmoments von dem Reibringbereich auf die Radnabe von Vorteil, wenn die speichenartigen Stege eine Ausrichtung gemäß Anspruch 5 erfahren.

Weitere Einzelheiten der Erfindung werden nachfolgend anhand der Ausführungsbeispiele darstellenden Zeichnungen näher erläutert. Darin zeigt:

Fig. 1 die Außenansicht einer Bremsscheibe entsprechend einem ersten Ausführungsbeispiel,

Fig. 2 den Schnitt durch die Bremsscheibe gemäß der Schnittverlaufslinie II-II in Fig. 1, jedoch ergänzt durch eines der Lenkgabelenden, die Steckachse und den Sensorhalter mit Sensor,

Fig. 3 den abgebrochenen Schnitt durch den Sensorring der Bremsscheibe gemäß der Linie III-III in Fig. 1,

Fig. 4 die abgebrochene Außenansicht einer Bremsscheibe entsprechend einem zweiten Ausführungsbeispiel,

Fig. 5 den abgebrochenen Schnitt durch die Bremsscheibe gemäß der Linie V-V in Fig. 4,

Fig. 6 den abgebrochenen Schnitt durch die Bremsscheibe gemäß der Linie VI-VI in Fig. 4,

Fig. 7 die abgebrochene Außenansicht einer Bremsscheibe entsprechend einem dritten Ausführungsbeispiel, ähnlich Fig. 4,

Fig. 8 den abgebrochenen Schnitt durch die Bremsscheibe gemäß der Linie VIII-VIII in Fig. 7,

Fig. 9 den abgebrochenen Schnitt durch die Bremsscheibe gemäß der Linie IX-IX in Fig. 7,

Fig. 10 einen der Fig. 3 ähnlichen abgebrochenen Schnitt durch den Sensorring, jedoch mit abweichend gestalteten Erhöhungen und Vertiefungen und

Fig. 11A und 11B zwei abgebrochene Radialschnitte durch den Sensorring entsprechend der Linie XI-XI in Fig. 4 in zwei alternativen Ausbildungen der Erhöhungen und Vertiefungen.

Die aus den Fig. 1 und 2 ersichtliche kreisringförmige Bremsscheibe 1 des ersten Ausführungsbeispiels, die - wie auch die Bremsscheiben der anderen Ausführungsbeispiele - aus einer Platte aus einem legierten, nichtrostenden Stahl guter magnetischer Permeabilität durch Stanzen oder Feinschneiden ausgeschnitten ist, besitzt eine Zentralausnehmung 2, einen bremsaktiven äußeren Reibringbereich 3 für den Angriff der (nicht dargestellten) Bremszange und einen davon radial beabstandeten Sensor- oder Impulsring für die Drehzahlerfassung. Dieser ist aus mit der Bremsscheibe 1 einteiligen Erhöhungen 4 und Vertiefungen 5 gebildet, die alternierend und in gleichbleibenden Bogenabständen kreisringförmig im Umfangsrandbereich der mit der Drehachse 6 konzentrischen Zentralausnehmung 2 angeordnet sind.

Zur Befestigung der Bremsscheibe 1 ist ein zwischen dem die Erhöhungen 4 und Vertiefungen 5 aufweisenden Umfangsrandbereich und dem Reibringbereich 3 und konzentrisch mit diesen beiden Bereichen angeordneter Lochkreis mit gleichmäßig beabstandeten Befestigungsbohrungen 7 vorgesehen. Die Befestigungsbohrungen 7 dienen dem Durchtritt der Radbefestigungsbolzen (nicht dargestellt), die in den (nicht dargestellten) Radnabenflansch eingeschraubt sind.

Zwischen dem die Erhöhungen 4 und Vertiefungen 5 aufweisenden Umfangsrandbereich und dem bremsaktiven Reibringbereich 3 sind auch den Wärmefluß zwischen diesen beiden Bereichen herabsetzende Durchbrüche 8 in gleichmäßiger Umfangsverteilung in der Bremsscheibe 1 vorgesehen. Die Durchbrüche 8 gehen durch die volle Materialdicke der Bremsscheibe 1 durch und weisen im ersten Ausführungsbeispiel eine eigenartige unsymmetrische Form auf. Zwischen den Durchbrüchen 8 sind speichenartige Stege 9 gebildet, welche den Reibringbereich 3 mit dem die Erhöhungen 4 und die Vertiefungen 5 aufweisenden Umfangsrandbereich verbinden. Die Befestigungsbohrungen 7 sind durch die Stege 9 geführt, und zwar so, daß sie an den inneren Enden der Stege 9 angebracht sind. Beim Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 und 2 sind die Stege 9 mit ihren äußeren Bereichen etwa tangential zum Lochkreis der Befestigungsbohrungen 7 gerichtet, wie Fig. 1 verdeutlicht. Der sich beim Bremsvorgang durch die dabei unvermeidbar eintretende Erhitzung der Bremsscheibe einstellende metallische Wärmefluß kann nur über die speichenartigen Stege 9, d. h. über eine sehr erheblich reduzierte Querschnittsfläche, nach innen fließen, wobei die Radbefestigungsbolzen einen erheblichen Teil der Wärme zur Radnabe hin ableiten, so daß im Ergebnis auch bei einem längeren Bremsvorgang der aus den Erhöhungen 4 und den Vertiefungen 5 gebildete Sensor- oder Impulsring sich nur so unwesentlich erwärmt, daß er seine magnetischen Eigenschaften nicht verliert.

Aus Fig. 2 sind noch in abgebrochener Darstellungsweise ein Ende der Lenkgabel 10, ein daran angebrachter Sensorhalter 11, ein daran lösbar befestigter Sensor 12 und eine an der Lenkgabel 10 angebrachte Steckachse 13 ersichtlich. Der Sensor 12 steht dem Sensor- oder Impulsring berührungsfrei gegenüber. Der Wirkungsmechanismus dieser Drehzahlerfassung ist an sich bekannt und bildet keinen Teil der vorliegenden Erfindung, so daß auf eine nähere Erläuterung verzichtet wird.

Bei dem zweiten Ausführungsbeispiel gemäß den Fig. 4 bis 6 und dem dritten Ausführungsbeispiel gemäß den Fig. 7 bis 9 sind Bremsscheiben 1&min; bzw. 1&min;&min; vorgesehen, die in ihrem grundsätzlichen Aufbau derjenigen des schon beschriebenen ersten Ausführungsbeispiels entsprechen. Hierbei sind die den Wärmefluß herabsetzenden Durchbrüche 8&min; wiederum in gleichmäßiger Umfangsverteilung vorgesehen, besitzen jedoch die geometrisch gleichförmige Formgebung gebogener Langlöcher. Zwischen jeweils zwei benachbarten Durchbrüchen 8&min; befinden sich speichenartige radial gerichtete Stege 9&min; bzw. 9&min;&min;. Die Stege 9&min; und 9&min;&min; des zweiten und dritten Ausführungsbeispiels unterscheiden sich durch ihre unterschiedliche Materialdicke. Während die Stege 9&min; im wesentlichen dieselbe Materialdicke aufweisen wie der Reibringbereich 3 der Bremsscheibe 1&min;, sind die Stege 9&min;&min; über ihre gesamte radiale Erstreckung mit geringerer Dicke als der Reibringbereich 3 der Bremsscheibe 1&min;&min; ausgebildet, so daß sich im Bereich der Stege 9&min;&min; Materialverdünnungen befinden, welche den Wärmefluß zusätzlich herabsetzen. Bei dem zweiten Ausführungsbeispiel beginnt dagegen die Materialverdünnung an den inneren Enden der Stege 9&min;, wie die Fig. 4 und 5 verdeutlichen. Hierdurch wird für die Herabsetzung des Wärmeflusses ein ähnlicher Effekt erzeugt. Sowohl bei dem zweiten Ausführungsbeispiel als auch bei dem dritten Ausführungsbeispiel befinden sich die Befestigungsbohrungen für die Radbefestigungsbolzen 14 in den Stegen 9&min; bzw. 9&min;&min;, so daß auch bei diesen Ausführungsbeispielen ein Teil der beim Bremsvorgang entstandenen Wärme durch metallische Wärmeleitung in Richtung der Radnabe abgeführt wird. In den Fig. 4 bis 9 ist der Nabenflansch 15, in welchen die Radbefestigungsbolzen 14 eingeschraubt sind, abgebrochen dargestellt.

Die Erhöhungen 4 und die Vertiefungen 5 können bei allen Ausführungsbeispielen durch Zerspanen des Werkstoffs der Bremsscheibe 1 angebracht sein, beispielsweise durch Fräsen. In diesem Falle muß die den Erhöhungen 4 und Vertiefungen 5 gegenüberliegende Ringfläche auf der anderen Seite der Bremsscheibe nicht zur Bildung einer Planfläche nachgearbeitet werden. Werden dagegen die Erhöhungen und Vertiefungen durch Prägen oder Drücken erzeugt, so entstehen auf der gegenüberliegenden Ringfläche auf der anderen Seite der Bremsscheibe im Bereich der Vertiefungen 5 Herausdrückungen, die durch Planbearbeitung dieser Bremsscheibenseite zu entfernen sind.

Die im Querschnitt verzahnungsähnlichen Erhöhungen 4 und Vertiefungen 5 können eine unterschiedliche Ausbildung erfahren, wie Fig. 3 und 10 verdeutlichen. Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 3 sind die Seitenflächen der Erhöhungen 4, d. h. die Zahnflanken, nach außen konvergierend geneigt, während bei der Ausführungsform gemäß Fig. 10 die Seitenflächen der Erhöhungen 4, d. h. die Zahnflanken, etwa parallel zueinander verlaufen. Die Vertiefungen 5 können so ausgebildet sein, daß ihre Grundflächen parallel zur benachbarten Scheibenfläche verlaufen, wie Fig. 11A zeigt, oder ihre Grundflächen können eine konkave Form aufweisen, wie in Fig. 11B gezeigt ist.


Anspruch[de]
  1. 1. Bremsscheibe für eine Scheibenbremsanlage eines mit ABS ausgerüsteten Motorrads, mit rings um die Drehachse (6) der Bremsscheibe (1, 1&min;, 1&min;&min;) angeordneten, aus dem ferromagnetischen Werkstoff der Bremsscheibe einteilig damit gebildeten und alternierend vorgesehenen Erhöhungen (4) und Vertiefungen (5), die unter Bildung eines radial von dem bremsaktiven Reibringbereich (3) beabstandeten Sensor- oder Impulsringes für die Drehzahlerfassung in gleichbleibenden Bogenabständen angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Erhöhungen (4) und Vertiefungen (5) im Umfangsrandbereich der mit der Drehachse (6) konzentrischen Zentralausnehmung (2) der Bremsscheibe (1, 1&min;, 1&min;&min;) angeordnet sind, und daß zwischen dem die Erhöhungen (4) und Vertiefungen (5) aufweisenden Umfangsrandbereich und dem bremsaktiven Reibringbereich (3) der Bremsscheibe (1, 1&min;, 1&min;&min;) den Wärmefluß zwischen diesen beiden Bereichen herabsetzende Durchbrüche (8, 8&min;) und/oder Materialverdünnungen in bzw. an der Bremsscheibe in gleichmäßiger Umfangsverteilung vorgesehen sind.
  2. 2. Bremsscheibe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Erhöhungen (4) und Vertiefungen (5) im Umfangsrandbereich nur an einer Ringfläche der Bremsscheibe (1, 1&min;, 1&min;&min;) vorgesehen sind, während die gegenüberliegende Ringfläche im Umfangsrandbereich plan ausgebildet ist.
  3. 3. Bremsscheibe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zur Befestigung der Bremsscheibe (1, 1&min;, 1&min;&min;) ein zwischen dem die Erhöhungen (4) und Vertiefungen (5) aufweisenden Umfangsrandbereich und dem Reibringbereich (3) und konzentrisch mit diesen beiden Bereichen angeordneter Lochkreis von Befestigungsbohrungen (7) vorgesehen ist.
  4. 4. Bremsscheibe nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Durchbrüchen (8, 8&min;) speichenartige Stege (9, 9&min;) gebildet sind, welche den Reibringbereich (3) mit dem die Erhöhungen (4) und Vertiefungen (5) aufweisenden Umfangsrandbereich verbinden, wobei die Befestigungsbohrungen (7) durch die Stege geführt sind.
  5. 5. Bremsscheibe nach den Ansprüchen 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Befestigungsbohrungen (7) an den inneren Enden der Stege (9) angebracht sind, wobei die Stege (9) mit ihren äußeren Bereichen etwa tangential zum Lochkreis der Befestigungsbohrungen (7) gerichtet sind.






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