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Hintergrund der Erfindung
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Hier wird eine Bremsscheibe für eine Scheibenbremsenanordnung eines Kraftfahrzeugs beschrieben, die einen Reibring und einen Bremsscheibentopf umfasst. Ferner wird eine Scheibenbremsenanordnung für ein Kraftfahrzeug beschrieben.
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Stand der Technik
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Herkömmliche Scheibenbremsenanordnungen für ein Kraftfahrzeug sind vielfach aus dem Stand der Technik bekannt und umfassen eine Scheibenbremse sowie eine Bremsscheibe mit einem Reibring und einem damit verbundenen Bremsscheibentopf. Der Reibring und der Bremsscheibentopf der Bremsscheibe können entweder einstückig oder separat voneinander ausgebildet sein. Die Bremsscheibe ist in einem montierten Zustand drehfest mit einem Kraftfahrzeugrad verbunden und rotiert während einer Fahrt des Kraftfahrzeugs synchron mit diesem Kraftfahrzeugrad.
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Im Betrieb kommt es bei bekannten Scheibenbremsenanordnungen häufig zu Geräuschbildungen, die von Insassen des Kraftfahrzeugs als störendend empfunden werden können. Insbesondere können solche Geräuschbildungen durch Schwingungen im Bereich der Bremsscheibe auftreten, die beim Einleiten und Durchführen eines Bremsvorgangs durch in Kontakt bringen von Bremsbelägen mit der Bremsscheibe aufgrund von minimalen Reibkraftschwankungen erzeugt werden. Unter bestimmten Umständen können diese Schwingungen eine Frequenz aufweisen, die einer Resonanzfrequenz der Scheibenbremsenanordnung oder eines Teils der Scheibenbremsenanordnung entspricht, was die Geräuschbildung weiter verstärken kann.
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Neben einer solchen nicht gewünschten Geräuschbildung können die auftretenden Schwingungen auch Beschädigungen durch eine Überlast an den die Bremsscheibe umgebenden, mitschwingenden Bauteilen hervorrufen.
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Um solche bei einem Bremsvorgang auftretende Schwingungen und daraus resultierende negative Effekte zu reduzieren, weisen bekannte Bremsscheiben strukturelle Anpassungen des Reibrings und/oder des Bremsscheibentopfs auf. Dadurch soll eine Steifigkeit der Bremsscheibe lokal verändert werden, was gleichzeitig die Eigenfrequenzen der Bremsscheibe beeinflusst.
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Ferner schlägt das Dokument
KR 10 2008 0054198 A vor, in einem Anbringungsbereich zwischen einer Radnabe und einer Bremsscheibe ein Unterlegelement anzuordnen, das eine Elastomerschicht zum Dämpfen von auftretenden Schwingungen aufweist.
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Des Weiteren offenbart das Dokument
EP 1124 072 A2 eine mehrteilige Bremsscheibe mit einem Reibring und einem Bremsscheibentopf, die ein Dämpfungsmittel aufweist. Das Dämpfungsmittel ist in einem Kopplungsbereich zwischen dem Reibring und dem Bremsscheibentopf, in dem diese miteinander gekoppelt sind, angeordnet. Zudem weist das Dämpfungsmaterial des Dämpfungsmittels über den Umfang verteilt unterschiedliche Dämpfungsgrade auf.
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Das Dokument
DE 10 2011 112 230 A1 offenbart eine Haltevorrichtung einer Felge und einer Bremsscheibe an einer Radnabe eines Fahrzeugs, wobei in einem in Axialrichtung durch den Topf der Bremsscheibe und die Felge begrenzenden Ringraum ein elastisches Dämpfungselement angeordnet ist.
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Das Dokument
DE 101 25 114 A1 offenbart eine Bremseinheit, die neben einer Bremsscheibe und weiteren Komponenten ein Dämpfungselement umfasst, welches einen ersten mit der Bremsscheibe verbundenen, tragenden Ring, Dämpfungsmaterial und einen nur mit dem Dämpfungsmaterial verbundenen zweiten Ring aufweist.
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Zugrundeliegendes Problem
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Trotz bekannter Lösungen besteht weiter ein Bedarf an einer Verbesserung von Bremsscheiben und Scheibenbremsenanordnungen zur Vermeidung der oben beschriebenen Schwingungen und Geräuschentwicklungen.
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Es ist daher die Aufgabe, eine verbesserte Bremsscheibe und Scheibenbremsenanordnung bereitzustellen, die ein Auftreten von Geräuschbildungen und Beschädigungen aufgrund von Schwingungen an der Bremsscheibe, insbesondere beim Einleiten und Durchführen eines Bremsvorgangs, reduzieren.
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Vorgeschlagene Lösung
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Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Bremsscheibe mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und eine Scheibenbremsenanordnung mit den Merkmalen des Anspruchs 11.
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Bevorzugte Ausführungsformen werden aus den Unteransprüchen 2 bis 10 sowie der nachstehenden Beschreibung ersichtlich.
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Eine Bremsscheibe für eine Scheibenbremsenanordnung eines Kraftfahrzeugs umfasst einen Reibring mit zwei einander entgegengesetzt angeordneten Reibflächen und einen mit dem Reibring verbundenen Bremsscheibentopf. Der Bremsscheibentopf ist dazu ausgebildet, eine Radlageranordnung des Kraftfahrzeugs zumindest teilweise zu umgreifen. Der Bremsscheibentopf umfasst eine Stirnfläche, die der Radlageranordnung abgewandt und einer Anlagefläche einer Felge des Kraftfahrzeugs zugewandt ist. An der Stirnfläche des Bremsscheibentopfs ist wenigstens ein Dämpfungselement angebracht.
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Die Stirnfläche des Bremsscheibentopfs kann über das wenigstens eine Dämpfungselement mit der Anlagefläche der Felge des Kraftfahrzeugs kraftübertragend verbindbar sein. Hierzu kann die Felge beispielsweise mittels einer Mehrzahl von Befestigungsbolzen bzw. -schrauben über die Anlagefläche, das wenigstens eine Dämpfungselement und die Stirnfläche gegen die Bremsscheibe vorgespannt werden. Das wenigstens eine Dämpfungselement gelangt dabei zumindest abschnittsweise in Anlage mit der Anlagefläche der Felge.
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Die Erfinder der vorliegenden Offenbarung haben erkannt, dass sich die bei einem Bremsvorgang auftretenden Schwingungen insbesondere entlang eines Lastpfads ausgehend von ihrem Erzeugungsursprung, d.h. den Kontaktflächen zwischen den Bremsbelägen und dem Reibring der Bremsscheibe, über den Bremsscheibentopf in die Felge des Kraftfahrzeugs fortpflanzen. Das entlang dieses Lastpfads aus den verschiedenen Komponenten gebildete Schwingungssystem bestimmt somit unter anderem durch seine Schwingungseigenschaften und spezifische Resonanzfrequenz die Ausprägung der auftretenden Schwingungen. Durch die Anbringung des wenigstens einen Dämpfungselements an der Stirnfläche des Bremsscheibentopfs ist das Dämpfungselement unmittelbar in diesem Lastpfad angeordnet. Damit unterbricht das Dämpfungselement den Lastpfad und beeinflusst gezielt bzw. vermindert eine Übertragung von Schwingungen zwischen der Bremsscheibe und der Felge.
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Das wenigstens eine Dämpfungselement kann eine hohe Steifigkeit gegenüber in Richtung einer Rotationsachse der Bremsscheibe wirkenden axialen Kräften und eine geringe Steifigkeit gegenüber radialen Kräften und/oder Torsionsmomenten aufweisen.
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Es wurde erkannt, dass die vorstehend beschriebenen Schwingungen insbesondere in Form von Dreh- bzw. Torsionsschwingungen auftreten. Diese erzeugen Torsionsbewegungen sowie radiale Relativbewegungen zwischen der Bremsscheibe und der damit verbundenen Felge. Durch ein Anordnen des wenigstens einen Dämpfungselements mit einer geringen Steifigkeit gegenüber radialen Kräften und/oder Torsionsmomenten in dem Lastpfad können solche Torsionsschwingungen effektiv gedämpft werden, indem das Dämpfungselement beispielsweise kinetische Energie der auftretenden Schwingungen in potenzielle Energie, beispielsweise durch abschnittsweise, reversible Verformung des Dämpfungselements, umwandelt. So werden die Amplituden der auftretenden Schwingungen durch das wenigstens eine Dämpfungselement reduziert und eine störende Geräuschentwicklung im Bereich der Bremsscheibe verringert.
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Gleichzeitig kann durch die hohe Steifigkeit des Dämpfungselements gegenüber axialen Kräften sichergestellt werden, dass sich die Vorspannung der Befestigungsbolzen, mit denen die Felge in herkömmlicher Weise über die Bremsscheibe an der Radnabe angebracht ist, während des Betriebs nicht verringert. Ein beim Bremsvorgang erzeugtes Bremsmoment kann somit stets sicher übertragen werden.
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In einer Weiterbildung kann das wenigstens eine Dämpfungselement ringscheibenförmig sein. Ferner kann das Dämpfungselement im Wesentlichen kongruent zu der Stirnfläche des zugehörigen Bremsscheibentopfs ausgebildet sein. Dabei kann das wenigstens eine Dämpfungselement eine Mehrzahl von Befestigungsbohrungen zum Durchführen der Befestigungsbolzen umfassen, deren Anzahl, Anordnung und Ausbildung der Anzahl, Anordnung und Ausbildung der entsprechenden Befestigungsbohrungen des zugehörigen Bremsscheibentopfs entspricht.
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Das wenigstens eine Dämpfungselements ermöglicht eine Verwendung mit herkömmlichen Komponenten einer Scheibenbremsen- und Radanordnung, sodass die Gesamtanordnung eine trotz einer zusätzlichen Schwingungsdämpfung eine vergleichsweise geringe Komplexität aufweist. Mit anderen Worten kann das wenigstens eine Dämpfungselement im Wesentlichen ohne sonstige konstruktive Änderungen oder Anpassungen des Bremsscheibentopfs und/oder des Reibrings an der Bremsscheibe angebracht werden. Auch ein Nachrüsten von dämpfungselementfreien Bremsscheiben mit dem beschriebenen Dämpfungselement ist daher möglich.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform kann das wenigstens eine Dämpfungselement zwei parallel zueinander angeordnete Außenschichten hoher Steifigkeit und wenigstens eine zwischen diesen angeordnete elastische Zwischenschicht geringerer Steifigkeit umfassen. Die beiden Außenschichten können beispielsweise ein Metall, insbesondere Stahl, eine Keramik und/oder einen Faserverbundwerkstoff aufweisen. Zudem können die beiden Außenschichten dasselbe oder unterschiedliche Materialien aufweisen. Die elastische Zwischenschicht kann beispielsweise ein Elastomer und/oder einen Faserverbundwerkstoff aufweisen. Über die beiden Außenschichten können durch die Torsionsschwingungen hervorgerufene Scherbelastungen gleichmäßig in dem Dämpfungselement, genauer gesagt in der elastischen Zwischenschicht, verteilt werden. Gleichzeitig schützen die Außenschichten die elastische Zwischenschicht vor Beschädigungen. Es versteht sich, dass auch mehrere Zwischenschichten zwischen den Außenschichten vorgesehen sein können, wobei die mehreren Zwischenschichten jeweils dasselbe Material oder unterschiedliche Materialien aufweisen können.
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Insbesondere die Zwischenschicht des Dämpfungselements kann mit einer sehr geringen Materialstärke ausgebildet sein, die beispielsweise geringer als die jeweilige Materialstärke der Außenschichten ist, wodurch der gesamte Schichtaufbau eine hohe Steifigkeit gegenüber axialen Kräften und somit gegenüber einer axialen Deformation aufweist.
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In einer Ausführungsform können die Außenschichten jeweils eine Materialstärke zwischen 0,3 mm und 0,7 mm aufweisen. Beispielsweise können die Außenschichten jeweils eine Materialstärke von 0,5 mm aufweisen. Die beiden Außenschichten können dieselbe oder verschiedene Materialstärken aufweisen. Ferner kann die elastische Zwischenschicht eine Materialstärke zwischen 0,05 mm und 0,15 mm, beispielsweise von 0,1 mm, aufweisen. Im Falle mehrerer Zwischenschichten können diese jeweils dieselbe oder verschiedene Materialstärken aufweisen.
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Durch die Wahl bestimmter Außenschichten und wenigstens einer Zwischenschicht, d.h. der jeweiligen Materialien und Materialstärken, im Hinblick auf die Eigenschaften und Geometrie der Bremsscheibe, des Bremsscheibentopfs und/oder der zugehörigen Felge kann eine definierte Dämpfung bestimmter Schwingungsmoden im Betrieb der Bremsscheibe sichergestellt werden. Insbesondere können so Torsionsschwingungen effektiv gedämpft werden, die bei einem Bremsvorgang erzeugt werden.
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Gemäß einer Weiterbildung kann die wenigstens eine Zwischenschicht adhäsiv mit der Zwischenschicht jeweils zugewandten Kontaktflächen der beiden Außenschichten verbunden sein. Beispielsweise kann die Zwischenschicht auf die Kontaktflächen der beiden Außenschichten aufvulkanisiert sein. Alternativ dazu kann eine zusätzliche Haftschicht zwischen der Zwischenschicht und den Kontaktflächen vorgesehen sein.
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In einer weiteren Ausführungsform kann das wenigstens eine Dämpfungselement eine Verliersicherung aufweisen.
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So kann das wenigstens eine Dämpfungselement beispielsweise mittels einer Schraub- und/oder Stiftverbindung an dem Bremsscheibentopf angebracht sein. Dazu kann das Dämpfungselement beispielsweise wenigstens eine zusätzliche Bohrung aufweisen, in die eine Schraube oder ein Stift einbringbar ist, um das Dämpfungselement fest an der Stirnfläche des Bremsscheibentopfs anzubringen. Es versteht sich, dass in dieser Ausführungsform eine entsprechende zusätzliche Bohrung oder Gewindebohrung in der Stirnfläche des Bremsscheibentopfs vorgesehen sein kann.
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Alternativ oder zusätzlich dazu kann das wenigstens eine Dämpfungselement mittels einer Haftschicht an dem Bremsscheibentopf angebracht sein. Die Haftschicht kann zwischen dem Dämpfungselement und der Stirnfläche des Bremsscheibentopfs vorgesehen sein. Insbesondere kann die Haftschicht eine Klebeschicht sein, sodass das wenigstens eine Dämpfungselement mittels einer adhäsiven Verbindung an dem Bremsscheibentopf angebracht ist.
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Ebenfalls alternativ oder zusätzlich dazu kann das wenigstens eine Dämpfungselement ein Klemm- und/oder Rastelement aufweisen, das mit einem an der Bremsscheibe und/oder der Felge ausgebildeten komplementären Klemm- und/oder Rastelement in Eingriff bringbar ist, um das wenigstens eine Dämpfungselement mit der Bremsscheibe und/oder der Felge zu verbinden.
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Die vorstehend beschriebenen Befestigungen des wenigstens einen Dämpfungselements an dem Bremsscheibentopf und/oder der Felge können dazu dienen, einen Verlust des Dämpfungselements während einer Montagearbeit, die beispielsweise eines Radwechsels, zu vermeiden. Auch kann durch eine oder mehrere der beschriebenen Verliersicherungen die vorgesehene Positionierung des Dämpfungselements an der Stirnfläche des Bremsscheibentopfs unterstützt werden, was eine Montage einer entsprechenden Scheibenbremsenanordnung vereinfacht.
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In einer Ausführungsform kann die Bremsscheibe einstückig sein. In diesem Fall kann der Reibring der Bremsscheibe einstückig mit dem Bremsscheibentopf ausgebildet sein.
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Alternativ dazu kann die Bremsscheibe in einer weiteren Ausführungsform mehrteilig sein. In dieser weiteren Ausführungsform können der Reibring und der Bremsscheibentopf separat voneinander ausgebildet sein. Die Bremsscheibe kann dabei in Leichtbauweise ausgebildet sein, beispielsweise mit einem aus einem Leichtmetall hergestellten Bremsscheibentopf.
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Bei einer mehrteiligen Bremsscheibe kann der Bremsscheibentopf wenigstens ein Kopplungsmittel aufweisen, das in einem Kopplungsbereich des Bremsscheibentopfs mit wenigstens einem komplementären Kopplungsmittel des Reibrings drehfest gekoppelt ist. Das wenigstens eine Kopplungsmittel kann beispielsweise eine Verzahnung aufweisen. Auch kann eine sonstige formschlüssige oder kraftschlüssige, drehfeste Kopplung zwischen dem Reibring und dem Bremsscheibentopf ausgebildet sein, beispielsweise in Form einer Nut-Feder-Verbindung oder Ähnlichem.
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Ein weiterer Aspekt betrifft eine Scheibenbremsenanordnung für ein Kraftfahrzeug. Die Scheibenbremsenanordnung umfasst einen Bremsträger, einen an dem Bremsträger angebrachten Bremssattel und zwei mittels des Bremssattels verlagerbare Bremsbelaganordnungen, die jeweils einen Bremsbelagträger und einen Bremsbelag aufweisen. Ferner umfasst die Scheibenbremsenanordnung eine zwischen den beiden Bremsbelaganordnungen angeordnete Bremsscheibe der zuvor beschriebenen Art, die um eine Rotationsachse der Bremsscheibe drehbar ist. Die Bremsscheibe umfasst wenigstens ein Dämpfungselement, das an der Stirnfläche des Bremsscheibentopfs angebracht ist.
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Es versteht sich, dass der offenbarte Gegenstand nicht auf die zuvor beschriebenen Weiterbildungen und Ausführungsformen beschränkt ist. Vielmehr ist für den Fachmann ersichtlich, dass die zuvor beschriebenen Aspekte und Merkmale beliebig kombiniert werden können, ohne vom Gegenstand der Erfindung abzuweichen.
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Kurzbeschreibung der Zeichnung
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Weitere Ziele, Merkmale, Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von nicht einschränkend zu verstehenden Ausführungsbeispielen mit Bezug auf die zugehörigen, schematischen Zeichnungen. Dabei zeigen alle beschriebenen und/oder bildlich dargestellten Merkmale für sich oder in beliebiger Kombination den hier offenbarten Gegenstand. Die Abmessungen und Proportionen der in den Figuren gezeigten Komponenten sind hierbei nicht unbedingt maßstäblich.
- 1 zeigt eine perspektivische Ansicht einer Bremsscheibe gemäß einer ersten Ausführungsform.
- 2 zeigt eine perspektivische Ansicht eines Ausschnitts der Bremsscheibe gemäß 1 in einer Schnittdarstellung.
- 3 zeigt eine perspektivische Ansicht eines Bremsscheibentopfs für eine mehrteilige Bremsscheibe gemäß einer zweiten Ausführungsform.
- 4 zeigt einen Ausschnitt des Bremsscheibentopfs für eine mehrteilige Bremsscheibe gemäß 3 in einer Schnittdarstellung.
- 5 zeigt eine Explosionsdarstellung eines Dämpfungselements.
- 6 zeigt eine Seitenansicht der Explosionsdarstellung des Dämpfungselements gemäß 5.
- 7 zeigt eine perspektivische Ansicht einer Scheibenbremsenanordnung mit einer Bremsscheibe gemäß der in 1 gezeigten ersten Ausführungsform.
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Detaillierte Beschreibung der Zeichnungen
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1 zeigt eine Bremsscheibe 10 gemäß einer ersten Ausführungsform, die einen Reibring 12 mit einem Außenumfang und einem Innenumfang sowie einen Bremsscheibentopf 14 umfasst. Der Bremsscheibentopf 14 schließt sich im Bereich des Innenumfangs an den Reibring 12 an. Der Reibring 12 und der Bremsscheibentopf 14 sind in der gezeigten Ausführungsform einstückig ausgebildet und koaxial zueinander angeordnet. Die Bremsscheibe 10 ist in einem an einem Kraftfahrzeug befestigten Zustand (hier nicht gezeigt) gemeinsam mit einem zugehörigen Kraftfahrzeugrad um eine Rotationsachse R drehbar.
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Der Reibring 12 umfasst eine erste kreisringförmige Reibfläche 16 und eine dieser axial entgegengesetzte zweite kreisringförmige Reibfläche 18, die zum Erzeugen einer Bremswirkung jeweils mittels eines Bremsbelags der Scheibenbremse (in 1 nicht gezeigt) kontaktierbar sind. Der Bremsscheibentopf 14 umfasst eine Stirnfläche 20, die parallel zu dem Reibring 12, d.h. zu den Reibflächen 16, 18 des Reibrings 12, ausgebildet und axial von diesem beabstandet ist. Ausgehend von der Stirnfläche 20 erstreckt sich eine Mantelfläche des Bremsscheibentopfs 14 axial in Richtung des Reibrings 12. Der Bremsscheibentopf 14 ist dazu ausgebildet, eine Radlageranordnung (nicht gezeigt) des Kraftfahrzeugs zu umgreifen.
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Die Stirnfläche 20 ist dabei in einem montierten Zustand der Radlageranordnung abgewandt und einer Anlagefläche einer Felge (nicht gezeigt) zugewandt.
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Die Bremsscheibe 10 weist ein Dämpfungselement 22 auf, das in der gezeigten ersten Ausführungsform in Form einer Ringscheibe ausgebildet und an der Stirnfläche 20 des Bremsscheibentopfs 14 angebracht ist. Die Maße der Oberfläche des Dämpfungselements 22 entsprechen im Wesentlichen den Maßen der Oberfläche der Stirnfläche 20, sodass das Dämpfungselement 22 und die Stirnfläche 20 nahezu kongruent zueinander sind. Ein beispielhafter Aufbau des Dämpfungselements 22 ist nachstehend im Detail in Bezug auf die 5 und 6 erläutert.
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Das Dämpfungselement 22 und die Stirnfläche 20 umfassen in der in 1 gezeigten Ausführungsform jeweils fünf Befestigungsbohrungen 24, die in gleichen Abständen um die Rotationsachse R der Bremsscheibe 10 herum angeordnet und dazu ausgebildet sind, Befestigungsbolzen bzw. -schrauben zum Befestigen der Bremsscheibe 10 und einer Felge an einer zugehörigen Radnabe aufzunehmen. Dadurch wird gleichzeitig eine kraftübertragene Verbindung zwischen der Bremsscheiben 10 und der damit verbundenen Felge des Kraftfahrzeugs gebildet.
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Durch Betätigen eines Bremspedals im Betrieb des Kraftfahrzeugs kontaktieren die Bremsbeläge der Scheibenbremse auf herkömmliche Weise die Reibflächen 16, 18 der rotierenden Bremsscheibe 10 in einem Kontaktbereich, wodurch die Bremsscheibe 10 abgebremst wird. Die mittels der Bremsbeläge auf die Reibflächen 16, 18 aufgebrachte Bremskraft wird dabei über den Bremsscheibentopf 14, genauer gesagt die Stirnfläche 20, an die Anlagefläche der zugehörigen Felge und somit an das Rad des Kraftfahrzeugs übertragen, wodurch dieses ebenfalls abgebremst wird. Dadurch bildet sich ein Lastpfad, der sich ausgehend von dem Kontaktbereich der Reibflächen 16, 18 über den Bremsscheibentopf 14, die Stirnfläche 20, das Dämpfungselement 22 und die Anlagefläche der Felge in die Felge hinein erstreckt. Demnach ist das Dämpfungselement 22 der Bremsscheibe 10 unmittelbar in dem beschriebenen Lastpfad angeordnet.
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Neben den erzeugten Bremskräften pflanzen sich entlang des Lastpfads Schwingungen fort, die beispielsweise aufgrund von minimalen Reibkraftschwankungen entstehen und unter anderem zu einer als störend empfundenen Geräuschbildung führen können. Durch die Anordnung des Dämpfungselements 22 in dem Lastpfad ist dieser jedoch unterbrochen, wodurch die erzeugten Schwingungen gezielt gedämpft werden können. Genauer gesagt verringert das in dem Lastpfad angeordnete Dämpfungselement 22 die Amplituden der Schwingungen, die im Betrieb der Bremsscheibe 10 bei einer Bremsenbetätigung auftreten und reduziert damit aus diesen Schwingungen resultierende Schalldruckpegel. Durch das Dämpfen der auftretenden Schwingungen verhindert das Dämpfungselement 22 zudem Verformungen und Beschädigungen von in dem Schwingungssystem vorhandenen Komponenten, was die Betriebsdauer der Scheibenbremsenanordnung erhöhen kann.
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2 zeigt einen Ausschnitt der in 1 gezeigten Bremsscheibe 10 in einer Schnittdarstellung. In dieser Schnittdarstellung ist zu erkennen, dass das Dämpfungselement 22 lediglich an der außenliegenden Stirnfläche 20 des Bremsscheibentopfs 14 angebracht ist, die der Anlagefläche der zugehörigen Felge zugewandt und einer von dem Bremsscheibentopf 14 im Betrieb zumindest teilweise umgriffenen Radlageranordnung abgewandt ist.
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Das Dämpfungselement 22 ist in der in den 1 und 2 gezeigten Ausführungsform mittels einer Klebeschicht adhäsiv an der Stirnfläche 20 des Bremsscheibentopfs 14 befestigt. So kann sichergestellt werden, dass sich das Dämpfungselement 22 bei einer Demontage der Scheibenbremsenanordnung und/oder bei einem Radwechsel nicht von dem Bremsscheibentopf 14 löst.
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Vergleichbare bzw. gleiche und gleichwirkende Komponenten und Merkmale sind in den weiteren Figuren zu derselben Ausführungsform der Bremsscheibe jeweils mit denselben Bezugszeichen versehen. Hinsichtlich weiterer Ausführungsformen der Bremsscheibe werden für vergleichbare bzw. gleiche und gleichwirkende Komponenten und Merkmale die gleichen Bezugszeichen wie bei der ersten Ausführungsform verwendet, jedoch wird eine fortlaufende Ziffer vorangestellt, beginnend bei 1. Die Komponenten und Merkmale, die in Bezug auf die weiteren Figuren nicht erneut beschrieben sind, ähneln in ihrer Ausbildung und Funktion den entsprechenden Komponenten und Merkmalen gemäß den anderen Figuren.
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Die 3 und 4 zeigen eine perspektivische Ansicht eines Bremsscheibentopfs 114 für eine mehrteilige Bremsscheibe gemäß einer zweiten Ausführungsform sowie einen Ausschnitt einer Schnittdarstellung des Bremsscheibentopfs 114. Um den Bremsscheibentopf 114 drehfest mit einem zugehörigen Reibring (nicht gezeigt) koppeln zu können, weist der Bremsscheibentopf 114 ein an der Mantelfläche des Bremsscheibentopfs 114 ausgebildetes Kopplungsmittel 126 auf. Das Kopplungsmittel 126 ist in dem gezeigten Beispiel als eine Verzahnung in der Mantelfläche des Bremsscheibentopfs 114 ausgebildet. Das Kopplungsmittel 126 ist dazu ausgebildet, formschlüssig mit einem komplementären Kopplungsmittel (nicht gezeigt) des zugehörigen Reibrings gekoppelt zu werden.
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Auch der Bremsscheibentopf 114 der zweiten Ausführungsform umfasst ein an seiner Stirnfläche 120 angebrachtes Dämpfungselement 122, welches in seiner Ausbildung und Funktion dem Dämpfungselement 22 gemäß der ersten Ausführungsform entspricht. Dieses Dämpfungselement 122 ist ebenfalls mittels einer Klebeschicht adhäsiv mit der Stirnfläche 120 des Bremsscheibentopfs 114 fest verbunden.
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Der vorstehend beschriebene Lastpfad erstreckt sich unabhängig von einer einstückig oder mehrteiligen Ausbildung der Bremsscheibe ausgehend von dem Kontaktbereich der Reibflächen mit zugehörigen Bremsbelägen über den Bremsscheibentopf, die Stirnfläche und die Anlagefläche der Felge in die Felge hinein. Demnach ist auch das Dämpfungselement 122 der mehrteiligen Bremsscheibe unmittelbar in dem Lastpfad angeordnet und wirkt dämpfend auf die in diesem Lastpfad auftretenden Schwingungen.
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Wie aus der in 4 gezeigten Schnittdarstellung zu erkennen ist, weist das Dämpfungselement 122 einen mehrschichtigen Aufbau auf, der nachstehend in Bezug auf die 5 und 6 näher erläutert ist.
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5 zeigt eine Explosionsdarstellung eines Dämpfungselements 222 mit einem mehrschichtigen Aufbau, wobei die Ausbildung und Funktion des Dämpfungselements 222 im Wesentlichen dem jeweiligen Aufbau und der jeweiligen Funktion der Dämpfungselemente 22 und 122 der vorstehend beschriebenen Ausführungsformen entspricht.
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Der einzige Unterschied zwischen dem Dämpfungselement 222 gemäß 5 und den Dämpfungselementen 22, 122 der 1, 2, 3 bis 4 besteht darin, dass das Dämpfungselement 222 eine zusätzliche Bohrung 228 aufweist, die sich durch die einzelnen Schichten des Dämpfungselements 222 hindurch erstreckt. Über diese zusätzliche Bohrung 228 kann das Dämpfungselement 222 unabhängig von einer Befestigung der Bremsscheibe an der Radnabe mittels einer Schraub- und/oder Stiftverbindung an dem zugehörigen Bremsscheibentopf befestigt werden. In diesem Fall muss keine Haftschicht zwischen dem Dämpfungselement 222 und der Stirnfläche des zugehörigen Bremsscheibentopfs vorgesehen werden, um diese fest miteinander zu verbinden. Es versteht sich jedoch, dass in weiteren Ausführungsformen der Bremsscheibe sowohl eine Haftschicht als auch eine Schraub- und/oder Stiftverbindung vorgesehen sein kann, um das Dämpfungselement mit der Stirnfläche des zugehörigen Bremsscheibentopfs zu verbinden. Auch ist es möglich, zusätzlich oder alternativ zu den vorstehend beschriebenen Verbindungen ein Klemm- und/oder Rastelement an dem Dämpfungselement auszubilden, das mit einem komplementären Klemm- und/oder Rastelement der zugehörigen Felge und/oder der zugehörigen Bremsscheibe verbindbar ist.
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Das Dämpfungselement 222 umfasst zwei Außenschichten 230, 232 hoher Steifigkeit, die in der gezeigten Ausführungsform aus Stahlblech hergestellt sind. Zwischen diesen beiden Außenschichten 230, 232 umfasst das Dämpfungselement 222 eine elastische Zwischenschicht 234 geringerer Steifigkeit, die in der gezeigten Ausführungsform ein Elastomer aufweist. Die elastische Zwischenschicht 234 ist in einem montierten Zustand auf die der Zwischenschicht 234 zugewandten Kontaktflächen 236 der Außenschichten 230, 232 aufvulkanisiert, wodurch eine feste und beständige Verbindung der einzelnen Schichten des Dämpfungselements 222 sichergestellt wird. Es versteht sich, dass die Zwischenschicht in weiteren Ausführungsformen über eine zusätzliche Haftschicht adhäsiv mit den Kontaktflächen der Außenschichten verbunden sein kann.
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Aus 6, die eine Seitenansicht der in 5 gezeigten Explosionsdarstellung des Dämpfungselements 222 zeigt, ist ersichtlich, dass die einzelnen Schichten des Dämpfungselements 222 unterschiedliche Materialstärken aufweisen. Genauer gesagt weist die Zwischenschicht 234 eine geringere Materialstärke als die beiden Außenschichten 230, 232 auf. In der gezeigten Ausführungsform haben die beiden Außenschichten 230, 232 jeweils eine Materialstärke von 0,5 mm, während die Zwischenschicht eine Materialstärke von 0,1 mm hat.
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Durch das Ausbilden der Zwischenschicht 234 mit einer sehr geringen Materialstärke kann ein Aufbau des Dämpfungselements 222 erreicht werden, der insgesamt eine hohe Steifigkeit gegenüber axialen Belastungen in Richtung der Rotationsachse R aufweist. Dadurch kann sichergestellt werden, dass sich die mittels der Befestigungsbolzen bzw. -schrauben aufgebaute Vorspannung der Felge, der Bremsscheibe und der Radnabe im Betrieb der Scheibenbremsenanordnung nicht verringert.
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Gleichzeitig weist der Gesamtaufbau des Dämpfungselements 222 aufgrund der elastischen Zwischenschicht 234 eine vergleichsweise geringe Steifigkeit gegenüber radialen Belastungen und insbesondere gegenüber Torsionsmomenten auf. Dadurch wirkt das Dämpfungselement 222 dämpfend auf die bei einem Bremsvorgang insbesondere auftretenden Schwingungsmoden in Form von Torsionsschwingungen, indem kinetische Energie der Torsionsschwingungen mittels der Zwischenschicht 234 in potentielle Energie umgewandelt wird.
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Die Außenschichten 230, 232 hoher Steifigkeit, über die Schwingungen an die Zwischenschicht 234 übertragen werden, ermöglichen zudem eine gleichmäßige Verteilung und Einbringung der Schwingungen in das Dämpfungselement 222.
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7 zeigt eine Gesamtdarstellung einer Scheibenbremsenanordnung 100 in einem nicht montierten Zustand. Die Scheibenbremsenanordnung 100 umfasst eine Radnabe 200 mit einer Radlageranordnung 202, einen Bremssattel 300 und eine Bremsscheibe 10 gemäß der in den 1 und 2 gezeigten ersten Ausführungsform.
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Die Bremsscheibe 10 weist eine gemeinsame Rotationsachse R mit der Radnabe 200 auf und ist entlang dieser Rotationsachse R mittels der Befestigungsbolzen bzw. -schrauben 204 und zugehörigen Muttern (nicht gezeigt) fest mit einer rotierenden Komponente der Radnabe 200 verbindbar. Der Bremssattel 300 ist an einer feststehenden Komponente der Radnabe 200 anbringbar und umfasst zwei verlagerbare Bremsbelaganordnungen, die jeweils einen Bremsbelagträger und einen Bremsbelag aufweisen. Im montierten Zustand umgreifen die verlagerbaren Bremsbelaganordnungen den Reibring 12 der Bremsscheibe 10, um bei einer Bremsenbetätigung die Bremsbeläge in kraftübertragende Anlage mit dem Reibring zu bringen.