(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ポット（３）を備え、前記ポット（３）は、床部（４）と、前記床部から突出して前記床部を囲む壁（５）とを有し、摩擦リング（２）を備え、前記摩擦リング（２）は前記壁（５）が配置される開口部（１４）を有する、自動車のブレーキディスク（１）であって、
前記ポット（３）と前記摩擦リング（２）とが同心状に配置され、
前記壁（５）が、外周（６）に沿って延びるポットギヤ歯（７）を有し、前記ポットギヤ歯（７）が径方向外側に突出するポット歯（１１）を有し、
各ポット歯空所（１２、１３）が、隣接するポット歯（１１）の間に周方向に配置され、
前記摩擦リング（２）が、内周（１５）に沿って延びる軸方向のリングギヤ歯（１６）を有し、前記リングギヤ歯が前記ポットギヤ歯（７）と相補形に形成され、径方向内側に突出するリング歯（１７）を有し、
各リング歯空所（１８）が、隣接するリング歯（１７）の間に周方向に配置され、
前記ポット歯（１１）が前記リング歯空所（１８）に噛合し、
前記リング歯（１７）が前記ポット歯空所（１２、１３）に噛合し、
ラグ（１９）が少なくとも１つの第１のポット歯空所（１２）に成形され、前記ラグが径方向外側に突出し、このポット歯空所（１２）と噛合する前記各リング歯（１７）を第１の軸方向端部（２３、２５）で径方向に覆い、
突起部（２６）が、少なくとも１つの第２のポット歯空所（１３）に成形され、径方向外側に突出し、前記ポット歯空所（１３）と噛合する各リング歯（１７）を第２の軸方向端部（２３、２５）で径方向に覆い、
第１のポット歯空所（１２）と第２のポット歯空所（１３）とが、前記周方向に沿ってそれぞれ隣接するポット歯（１１）の間に交互に配置されるブレーキディスク。
【請求項２】
請求項１に記載のブレーキディスクであって、前記ラグ（１９）によって覆われる前記リング歯（１７）が、その第１の軸方向端部（２３、２５）に前記ラグ（１９）が軸方向に噛合する軸方向切り欠き部（２４）を具備することを特徴とするブレーキディスク。
【請求項３】
請求項１又は２に記載のブレーキディスクであって、前記壁（５）が円錐形の形状、又は円錐形の形状を有する軸方向セグメントを有することを特徴とするブレーキディスク。
【請求項４】
請求項１から３の一項に記載のブレーキディスク（１）の製造方法であって、
前記ポット（３）が、ポット歯空所（１２、１３）とリング歯（１７）、及びリング歯空所（１８）とポット歯（１１）がそれぞれ噛合するように前記摩擦リング（２）の前記開口部（１４）に挿入され、
前記第１のポット歯空所（１２）の各ラグ（１９）が少なくとも一部の領域でコーキングによって前記関連する第１のリング歯空所（１７）の方向に径方向に変形される方法。
【請求項５】
請求項４に記載の方法であって、前記各ラグ（１９）が、圧縮によって前記関連するリング歯空所（１７）の切り欠き部（２４）内に径方向に押し込まれることを特徴とする方法。
【請求項６】
請求項４又は５に記載の方法であって、それぞれコーキング及び／又は圧縮の際に、可塑性−弾性変形が行われることを特徴とする方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ポットと摩擦リングとを有するブレーキディスクに関する。本発明は更に、このようなブレーキディスク用のポット及び摩擦リング、及びこのようなブレーキディスクの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ブレーキディスクは、特に自動車のホイールにブレーキをかけるためのブレーキ装置の通常の構成部品である。ブレーキディスクは摩擦リングとポットとを含み、ポットは摩擦リングの開口部内に同心状に配置される。ホイールサスペンションのホイールキャリヤのハブとブレーキディスクとの接合はポットによって実現され、一方、ブレーキ過程は通常は摩擦リングと相互作用するブレーキ装置のブレーキシューによって実現される。それぞれのトルクを伝達するため、ポットと摩擦リングとは例えば歯車を介して噛合する。特に車両に作用する横向きの力に起因することがある、摩擦リングに対するポットの軸方向変位に対してブレーキディスクをロックするため、摩擦リングをポットに軸方向ロックする必要がある。
【０００３】
特許文献１から、ポットを摩擦リングに支持させ、ひいては軸方向にロックするポットの径方向の窪みを設けたブレーキディスクが公知である。その欠点は、必要な径方向のスペースのが大きいことである。その上、このブレーキディスクには高い冷却コストが必要である。
【０００４】
特許文献２から、ポットの縁部に沿って、摩擦リングのスリットに噛合する突起部を具備する別のブレーキディスクが公知である。しかし、スリットによってポットと摩擦リングとの間のトルク伝達力が低下する。
【０００５】
更に別のブレーキディスクが特許文献３から公知である。この場合、ポットは、径方向のロックを確実にするために摩擦リングと噛合する縦溝を具備している。しかし、摩擦リングとポットとは軸方向に移動可能である。更に、このブレーキディスクは特に縦溝があるため、特に熱膨張時には摩擦リングとポットの熱適応力が弱い。
【０００６】
特許文献４、及び特許文献５から、径方向のロックを確実にすると共に、摩擦リング及び／又はポットの突起部又は窪みが軸方向のロックを確実にするため、ポットと摩擦リングとがそれぞれギヤ歯を具備する別のブレーキディスクが公知である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】ドイツ特許第４４１９７５７号
【特許文献２】ドイツ特許第２０１３５３５号
【特許文献３】ドイツ特許第２６４１４４３号
【特許文献４】ドイツ特許第４４２０７５８号
【特許文献５】ドイツ特許第１９８３０６６９号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、特に軸方向ロックの改良、及びブレーキディスクの摩擦リングとポットとの間の高いトルク伝達力を特徴とするブレーキディスクの改良実施形態、又は少なくとも代替実施形態を提供することを課題としている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
この課題は、本発明により独立クレームの主題によって解決される。有利な実施形態は従属クレームの主題である。
本発明は、ブレーキディスクのポットの少なくとも１つの歯空所が、ブレーキディスクの摩擦リングの関連するリング歯部を少なくとも軸端部で径方向に覆うラグを備えるという基本的な着想に基づくものである。リング歯は、開口部を設けた摩擦リングの内周に沿って延びるリングギヤ歯の構成部品である。ポットは床部と、そこから突出し、これを囲む壁とを具備し、壁にはポットと摩擦リングとが同心状の配置を有するように開口部が設けられている。ポット歯空所は、壁の外周に沿って延び、それぞれが同様のポット歯空所によって互いに分離されるポットギヤ歯の構成部品である。ポットギヤ歯及びリングギヤ歯は閉ループで延びている。それらの歯は径方向に延び、ここに軸方向とは、ブレーキディスクの回転方向、すなわちブレーキディスクの軸方向のことである。同様に、径方向とは、軸方向に対して垂直に延びる方向である。ポットギヤ歯は、径方向外側に突出するポット歯とポット歯空所とによって形成され、一方、リングギヤ歯は、径方向内側に突出し、それぞれリング歯空所によって互いに分離されるリング歯によって形成される。更にポット歯はリング歯空所に、リング歯はポット歯空所に噛合するように、ポットギヤ歯とリングギヤ歯とは相補的に形成されている。それによって、ポットと摩擦リングとの回転ロックが確実にされ、それによってポットと摩擦リングとの間のトルクを伝達可能である。
【００１０】
発明の着想に対応して、ポット又はポットギヤ歯は、そこにラグが形成される少なくとも１つの第１のポット歯空所を備えている。ラグは外側に突出し、関連するポット歯空所に噛合するリング歯に接触する。摩擦リングに対するポットの軸方向ロックを確実にするため、ラグは関連するリング歯を軸方向端部で覆っている。軸方向端部とは、それぞれのリング歯のポット床部側の、又はポット床部とは反対側の軸方向端部である。ラグが、関連するリング歯を第１の軸方向端部で覆う実施形態が好適である。軸方向ロックをこのように確実にすることによって、ポット又は摩擦リング内に、又はそれらに設ける窪み及び切り欠き部を省くことができる。その結果、ブレーキディスクは、軸方向ロックを確実にするために、特に径方向の少ないスペースしか必要とせず、ブレーキディスクの径方向での寸法を縮小できる。更に、省スペースの構成によって簡略化されたブレーキディスクの冷却が可能になる。
【００１１】
径方向外側に突出するラグは、例えば径方向外側に湾曲している。好適には、ラグがポット又は壁の外形又は周囲を越えないように湾曲部が形成され、又はラグの曲率半径が選択される。更に、ラグ及び関連する第１のポット歯空所は、ラグの曲率半径が２．５ｍｍ以上になるように形成される。径方向の湾曲によって、ラグを軸方向から見てＷ字型に形成することができる。
【００１２】
ポットギヤ歯が閉鎖形態を有し、壁の外周の周囲方向全体に延びる実施形態が好適である。好適には、相補形に形成されたリング歯も閉鎖形態を有し、摩擦リングの内周の周囲方向全体に延びている。
【００１３】
好適な実施形態では、径方向でラグによって覆われたリング歯は、ラグで覆われるその端部に、すなわち好適にはその第１の軸方向端部に軸方向の切り欠き部を具備している。ラグは更に、この切り欠き部に軸方向に噛合するように構成又は形成されている。ラグが関連するリング歯の軸方向の切り欠き部に軸方向に噛合することによって、摩擦リングはポットに対して軸方向にポジティブロックされることが確実になる。ポット歯が軸方向の両端に同様の軸方向切り欠き部を具備する実施形態も考えられる。したがって、その場合は軸方向の両端を覆い、それぞれの切り欠き部に軸方向に噛合する２つのラグを備えることができる。しかし、ラグが第１の軸方向端部だけに実現される実施形態が好適である。更に、リングの全ての歯が同一に形成されている場合は、組み立て時にリング歯をポット歯空所に割り当てることを考慮しなくてもいいように、リングの全ての歯がその軸方向端部に同様の軸方向切り欠き部を設けることができる。
【００１４】
更なる好適な実施形態では、ポットギヤ歯は、突起部が形成された少なくとも１つの第２のポット歯空所を備えている。第２のポット歯空所の突起部は径方向外側に突出し、このポット歯空所に噛合するリング歯をその軸方向端部で覆っている。それに対応して突起部は第２のポット歯空所のこの軸方向端部に配置されている。その際、ラグが関連するリング歯を第１の軸方向端部で覆う一方、突起部が関連するリング歯を第２の軸方向端部で覆う実施形態が好適である。このことは例えば、ラグが、関連するリング歯をポットの床部側の軸方向端部で径方向に覆い、場合によっては軸方向の切り欠き部に噛合する一方で、突起部は、関連する第２のポット歯空所に噛合するリング歯を床部とは反対側の軸方向端部で覆うことを意味する。それによって、ラグは一つの軸方向の軸方向ロックを確実にすると共に、突起部は反対側の軸方向での軸方向ロックを確実にする。突起部は好適には更に、その径方向の寸法がポット又は壁の周囲を越えないように形成されている。
【００１５】
その際、第１のポット歯空所が関連するラグと共に、又は第２のポット歯空所が関連する突起部と共に、周方向に沿ってそれぞれ隣接するポット歯の間に交互に配置される実施形態が好適である。それによって特に、両方の軸方向での均一なロックが確実にされる。更に、第１のポット歯空所及びラグ及び第２のポット歯空所によって、ポットと摩擦リングとの熱適応力の改善が可能になる。すなわち、特にポット及び／又は摩擦リングの熱膨張時には、改善された適応力が得られる。
【００１６】
本発明による解決策の有利な発展形態では、壁は円錐形の形状を有している。壁は、ポットの床部側の端部は、ポットの床部と反対側の端部よりも小さい外径を有している。その代わりに、又はそれに加えて、壁は円錐形の軸方向セグメントを具備するように形成されている。このように形成された壁によって、補足的な軸方向ロックがなされ、それによってポットに対する摩擦リングの対応する軸方向の移動可能性がなくなり、又は少なくとも少なくなる。
【００１７】
未だ成形されていない、すなわち特に径方向に変形されていない、突起部を有する少なくとも１つのポット歯空所、及び／又はカットフリーのラグを有する少なくとも１つのポット歯空所を具備する本発明のブレーキディスク用のポットも本発明の範囲に含まれることを付記しておく。
【００１８】
更に、少なくとも１つの軸方向端部、好適には第１の軸方向端部に切り欠き部を設けた少なくとも１つのリングの歯を具備する本発明によるブレーキディスク用の摩擦リングも本発明の範囲に含まれることを付記しておく。
【００１９】
ブレーキディスクは摩擦リング又はポットの有利な使用に対応して、以下に記載する方法によって製造可能である。
【００２０】
ポットは先ず、リング歯及びポット歯空所、並びにポット歯及びリング歯空所がそれぞれ噛合するように摩擦リングの開口部に挿入される。それによって、ポット及び摩擦リングの円錐形の配置が得られる。次いで、それぞれのラグがそれぞれのリング歯をそれぞれの軸方向端部で径方向に覆い、それによってリング歯をそれぞれのポット歯間内に軸方向にロックするまで、第１のポット歯空所のそれぞれのラグが径方向外側に変形される。ラグが上記の変形前に既に、例えばポット歯空所のラグ形成セグメントをフリーカットすることによって、対応するポット歯空所内に形成される実施形態も考えられる。好適には、特にポットと摩擦リングとの補強された接合が得られるように、径方向の変形はコーキングによって行われる。
【００２１】
上記の実施形態に対応して、それぞれのラグは次いで、関連するリング歯のそれぞれの径方向端部を覆う、リング歯の切り欠き部内の軸方向の領域で変形又は圧縮され、リング歯の関連する軸方向端部で成形される。それによって、軸方向のポジティブロックが得られる。
【００２２】
その際、コーキングによって、及び／又は圧縮によって行われるラグのそれぞれの変形が可塑性−弾性をもって行われることが好適である。このような変形によって、特にブレーキディスクの弾性が高まることが確実にされる。
【００２３】
それぞれの方法ステップでのラグのコーキングは、力の制御、及び／又はルート制御によって行われる。したがって変形は、ラグの予め決められた形状に達するまで、及び／又は予め決められた力が費やされるまで行われる。
【００２４】
本方法の過程で更に、第２のポット歯空所の突起部を形成することができる。突起部の形成は、別個の、特に先行する方法ステップで行い、又は別の上記の方法ステップで同時に行うことができる。
【００２５】
本発明の更なる重要な特徴及び利点は、従属クレーム、図面、及び図面を参照した関連する図面の説明から明らかになる。
【００２６】
上記の、及び以下に説明する特徴は、それぞれ示される組み合わせでけではなく、本発明の範囲を逸脱せずに別の組み合わせ又は単独でも利用できることが理解されよう。
【００２７】
本発明の好適な実施例を図示し以下の記述でより詳細に説明する。その際、同一の参照符号は同一の、又は同類の、又は機能的に同一の部品を示す。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】ブレーキディスクの概略破断図である。
【図２】ポットの概略断面図である。
【図３】摩擦リングの概略投影図である。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
図１に示すように、ブレーキディスク１は部分的に示されている摩擦リング２及びポット３を具備している。ポット３は、床部４、及び床部４から突出し、周方向に延びる壁５を含んでいる。壁５の外周６にはポットギヤ歯７が成形され、ポットギヤ歯７は軸方向のギヤ歯として形成され、周方向全体に延在している。軸方向は矢印８で示され、ブレーキディスク１の回転軸と平行に延びている。更に床部４は、ポット３又はブレーキディスク１を車両のホイールサスペンションのホイールキャリヤの歯部に固定可能にするためのねじ穴９を設けている。床部４は更に、ポットの床部４に同心状に配置され、例えばブレーキディスク１を歯部に心合わせする役割を果たす中心開口部１０を設けている。ポットギヤ歯７は、それぞれがポット歯空所１２、１３により周方向に沿って互いに離間する径方向外側に突出するポット歯１１によって形成され、ポット歯１１の形状と大きさは同一である。
【００３０】
図３は、中心に配置された開口部１４を設けた摩擦リング２を示している。したがって、摩擦リング２は開口部１４を囲む内周１５を含み、そこに摩擦リング２のリングギヤ歯１６が形成されている。リングギヤ歯１６は軸方向ギヤ歯として形成され、それぞれがリング歯空所１８によって周方向に離間された径方向内側に突出するリング歯１７を含んでいる。リング歯１７及びリング歯空所１８のそれぞれの形状と大きさは同一である。ポットギヤ歯７及びリングギヤ歯１６は更に、互いに相補形に形成されているため、ポット歯１１はリング歯空所１８に、リング歯１７はポット歯空所１２、１３にそれぞれ噛合する。ポットギヤ歯７とリングギヤ歯１６とのこのような噛合によって回転ロックが確実にされ、それによって、ポット３と摩擦リング２との間のトルク伝達が可能になる。
【００３１】
図１及び２から分かるように、ポットギヤ歯７は、ラグ１９がそこに成形される第１のポット歯空所１２を具備している。ポット歯空所１２のラグ１９は、それぞれのポット歯空所１２のフリーカットされた端部セグメント２０によって形成され、これはそれぞれのポット歯空所１２のその他の輪郭から成形される。それぞれのラグ１９は径方向外側に湾曲し、湾曲したラグ１９の曲率半径２１は、径方向外側に湾曲するラグ１９が壁５の外径２２を越えないように選択される。湾曲によって、それぞれのラグ１９の軸方向断面図は、図２に示すようにＷ字形に形成される。径方向外側に湾曲したラグ１９は更に、関連するポット歯空所１２がこれに噛合するリング歯１７を、床部４とは反対側の第１の軸方向端部２３で径方向に覆うように形成される。それぞれのリング歯１７は、図示した例では、その第１の軸方向端部２３に周方向に延びる軸方向切り欠き部２４を有しており、ラグ１９がこれに補足的に軸方向に噛合する。それによって、摩擦リング２に対するポット３の第１の軸方向８’に沿った軸方向ロックが確実にされる。別の軸方向８”での軸方向ロックをも確実にするため、ポットギヤ歯７は、それぞれの第２のポット歯空所１３の床部４側の第２の軸方向端部２５に配置された、径方向外側にそれぞれ突出する突起部２６を含む第２のポット歯空所１３を具備している。それぞれの突起部２６は第２の軸方向端部で、関連するポット歯空所１３に噛合するリング歯１７を径方向に覆う。それによって、第２の軸方向８”での軸方向ロックが確実にされる。ポット３及び摩擦リング２を組み立てるため、形成された突起部２６は軸方向ストッパの役割を果たし、一方、次いで形成されるラグ１９は軸方向ロックの作用をもたらすことができる。
【００３２】
ブレーキディスク１の冷却を可能にし、もしくは簡単にするため、壁５にはポットギヤ歯７と床部４との間に冷却用開口部２７が設けられている。その際、冷却用開口部２７は壁５の周方向に沿って均一に配分され、ブレーキディスク１を冷却するための例えば空気を供給する役割を果たすことができる。
【００３３】
第１の径方向端部２３及び第２の径方向端部２５、並びにラグ１９又は突起部２６の対応する覆いは置き換え可能であることが理解されよう。すなわち、第１の軸方向端部２３は床部４の側でもよく、一方、第２の径方向端部２５は床部とは反対側でもよい。
【００３４】
ブレーキディスクブレーキディスク１は、ラグ１９が未だ変形されていないポット３が先ず摩擦リング２の開口部１４に挿入されることによって、ポット３と摩擦リング２とが同心状に配置され、ポット歯１１がリング歯空所１８に、リング歯１７がポット歯空所１２、１３にそれぞれ噛合するように製造可能である。第２のポット歯空所１３の突起部２６は、ポット３と摩擦リング２の対応する軸方向配置を確実にし、軸方向ストッパの役割を果たす。次いでそれぞれのラグ１９が径方向に変形され、この変形は好適にはラグ１９のコーキングによって行われる。ラグ１９の径方向の変形は、それぞれのラグ１９が関連するリング歯１７を少なくとも１つの軸方向端部２３、２５、この場合は第１の軸方向端部２３で覆うように実施される。それと同時に、径方向外側に変形されたそれぞれのラグ１９のリング歯１７を覆う領域は、リング歯１７の第２の軸方向端部２５で関連する切り欠き部２４内に押し込まれる。それによって、摩擦リング２はポット３に対して両方の軸方向８’、８”でロックされる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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