(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも部分的に第１の材料から成る摩擦リング（１０１ａ，１０１ｂ）と、
少なくとも部分的に前記第１の材料とは異なる第２の材料から成るブレーキポット（１０３）と、
を備え、
前記摩擦リング（１０１ａ，１０１ｂ）は、軸線方向に形成され表面が湾曲するフランジ（２０１，２０２）を有し、
前記ブレーキポット（１０３）は、前記フランジ（２０１，２０２）が取り付けられる湾曲した表面を有し、
前記ブレーキポット（１０３）の前記湾曲した表面および前記フランジ（２０１，２０２）の湾曲した前記表面に、前記ブレーキポット（１０３）の前記湾曲した表面と対向する面が該湾曲した表面と平行でない結合要素（１０２）が少なくとも１つ差し込まれ、前記フランジ（２０１，２０２）が、前記結合要素（１０２）により前記ブレーキポット（１０３）と結合されている、
ブレーキディスクにおいて、
前記ブレーキポット（１０３）の前記結合要素（１０２）に接触している表面と、前記結合要素（１０２）との間に、前記結合要素（１０２）の圧力により塑性変形して前記ブレーキポット（１０３）と前記結合要素（１０２）との両方に密着する中間部材（３０１）が設けられていること、
を特徴とするブレーキディスク。
【請求項２】
前記結合要素がリベット（１０２）として形成され、前記中間部材（３０１）が、リベット頭部と、前記ブレーキポット（１０３）の、前記リベット頭部に接触している表面（２０１）との間に設けられていることを特徴とする、請求項１に記載のブレーキディスク。
【請求項３】
前記ブレーキポット（１０３）が少なくとも部分的に軽金属から成っていることを特徴とする、請求項１に記載のブレーキディスク。
【請求項４】
前記ブレーキポット（１０３）が少なくとも部分的に金属から成っていることを特徴とする、請求項１に記載のブレーキディスク。
【請求項５】
前記摩擦リング（１０１ａ，１０１ｂ）がねずみ鋳鉄から成っていることを特徴とする、請求項１に記載のブレーキディスク。
【請求項６】
前記フランジ（２０１，２０２）が前記摩擦リング（１０１ａ，１０１ｂ）に一体成形して形成されていることを特徴とする、請求項１に記載のブレーキディスク。
【請求項７】
少なくとも部分的に第１の材料から成り、軸線方向に形成され表面が湾曲するフランジ（２０１，２０２）を有する摩擦リング（１０１ａ，１０１ｂ）と、
少なくとも部分的に前記第１の材料とは異なる第２の材料から成り、前記フランジ（２０１，２０２）が取り付けられる湾曲した表面を有するブレーキポット（１０３）と、
を備えたブレーキディスクを製造するための方法であって、
少なくとも１つの前記摩擦リング（１０１ａ，１０１ｂ）を供給するステップ（４０１）と、
前記ブレーキポット（１０３）を供給するステップ（４０２）と、
前記ブレーキポット（１０３）の前記湾曲した表面および前記フランジ（２０１，２０２）の湾曲した前記表面に、前記ブレーキポット（１０３）の前記湾曲した表面と対向する面が該湾曲した表面と平行でない結合要素（１０２）が少なくとも１つ差し込まれ、前記結合要素（１０２）を用いて前記フランジ（２０１，２０２）を前記ブレーキポット（１０３）と結合させるステップ（４０４）と、
を含んでいる前記方法において、
前記結合させるステップ（４０４）の前に、前記結合要素（１０２）と、前記フランジ（２０１，２０２）の、前記結合要素（１０２）に対し境を接している表面との間に、前記結合要素（１０２）の圧力により塑性変形して前記ブレーキポット（１０３）と前記結合要素（１０２）との両方に密着する中間部材（３０１）を取り付けること、
を特徴とする方法。
【請求項８】
前記結合要素がリベット（１０２）として形成され、前記中間部材（３０１）が、リベット頭部と、前記ブレーキポット（１０３）の、前記リベット頭部に接触している表面（２０１）との間に設けられていることを特徴とする、請求項７に記載の方法。
【請求項９】
前記ブレーキポット（１０３）が少なくとも部分的に軽金属から成っていることを特徴とする、請求項７に記載の方法。
【請求項１０】
前記ブレーキポット（１０３）が少なくとも部分的に金属から成っていることを特徴とする、請求項７に記載の方法。
【請求項１１】
前記摩擦リング（１０１ａ，１０１ｂ）がねずみ鋳鉄から成っていることを特徴とする、請求項７に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、独立請求項に記載した構成要件を備えるブレーキディスクまたはブレーキディスクの製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ブレーキディスクには、車両の減速の際にブレーキトルクを車軸に伝達させるという課題、および、制動の際に発生する運動エネルギーを短時間で熱の形態で中間蓄積し、その後管、放射、対流を介して再び放出させるという課題がある。
【０００３】
ブレーキディスクは、従来技術においては、層状黒鉛を含んだ鋳鉄から一体に生成されるのが通例である。
【０００４】
軽量構造の範囲内では、ブレーキディスクは、特にブレーキポットの領域において、通常はねずみ鋳鉄よりも軽量な別の材料が代用される。実例として、ここでは金属ポットが挙げられる。同様に、ブレーキポットの代わりにアルミニウムポットを使用することができる。これに対してはたとえば特許文献１が挙げられる。ここには、車両用複合ブレーキディスクが記載されている。複合ブレーキディスクは鋳造用素材から制作された摩擦リングを有し、摩擦リングは、別の素材から成るブレーキディスクポットに固定されている。このとき摩擦リングは、摩擦リングとブレーキディスクポットとの間のジョイントを用いて結合要素によってブレーキポットと結合される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】独国特許第１００３２９７２Ｂ４号明細書
【発明の概要】
【０００６】
本発明は、
少なくとも部分的に第１の材料から成る摩擦リングと、
少なくとも部分的に前記第１の材料とは異なる第２の材料から成るブレーキポットと、
を備え、
前記摩擦リングが、軸線方向に形成されたフランジを有し、
前記フランジが、少なくとも１つの結合要素により前記ブレーキポットと結合されている、
ブレーキディスクから出発する。
【０００７】
本発明の核心は、前記ブレーキポットの、前記結合要素に接触している表面と、前記結合要素との間に、塑性変形可能な中間部材が設けられていることにある。
【０００８】
摩擦リングのフランジとブレーキポットとの間に安定な機械的結合を実現するためには、結合要素とブレーキポットおよび／またはフランジとの間に優れた機械的結合が必要である。フランジの表面は通常湾曲して構成されているので、結合要素の、通常は平坦に構成されてブレーキポットのほうへ向けられる表面と、ブレーキポットとの間に、隙間が発生する。この隙間は、たとえば結合要素の領域においてブレーキポットに設けた複数の繰り抜き部によって達成できる。しかしながら、軽量構造のブレーキポットの材料は通常ほぼ２．５ｍｍないし２．８ｍｍの厚さしか有していない。この理由から、結合要素の領域に繰り抜き部を設ければ、そうでなくてもすでに非常に薄い材料をさらに薄くさせることになる。本発明はこの問題を、ブレーキポットの、結合要素に接触している表面と、結合要素との間に、中間部材を設けることによって解決する。この場合、本発明によれば、中間部材は弾性変形可能なワッシャーまたはスリーブではなく、結合要素の圧力で塑性変形するように構成されている。これにより、面圧による弾性変形とは異なり、摩擦リングのフランジとブレーキポットとの間に非常に安定な機械的結合が生じる。したがって、上述の隙間を非常に効果的に塞ぐことができる。
【０００９】
本発明の有利な構成では、結合要素はリベットとして形成され、中間部材は、リベット頭部と、ブレーキポットの、リベット頭部に接触している表面との間に設けられているように構成されている。特に、この場合、リベット頭部とブレーキポットとの間に挿入される中間部材は、リベットをセットすることによって変形するような材料から製造されている。この変形によって、摩擦リングのフランジとブレーキポットとの間に非常に安定な機械的結合が生じる。
【００１０】
ブレーキポットが少なくとも部分的に軽金属から成り、特にアルミニウムから成っているのが特に有利である。同様に、ブレーキポットは少なくとも部分的に金属から成り、特に薄板から成っていてよい。
【００１１】
摩擦リングはねずみ鋳鉄から成っていてよい。
【００１２】
本発明の有利な構成では、フランジが摩擦リングに一体成形して形成されているように構成されている。
【００１３】
本発明は、特に、本発明によるブレーキディスクの製造方法にも関する。この場合、本発明による方法も、
少なくとも部分的に第１の材料から成り、軸線方向に形成されたフランジを有する摩擦リングと、
少なくとも部分的に前記第１の材料とは異なる第２の材料から成るブレーキポットと、
から出発する。
【００１４】
本発明によれば、
少なくとも１つの前記摩擦リングを供給するステップと、
前記ブレーキポットを供給するステップと、
結合要素を用いて前記フランジを前記ブレーキポットと結合させるステップと、
が設けられ、
その際、結合の前に、前記結合要素と、前記フランジの、前記結合要素に対し境を接している表面との間に、塑性変形可能な中間部材を取り付ける。
【００１５】
本発明の更なる有利な構成は、従属項および実施形態から読み取ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
次に、本発明の実施形態を図面を用いて説明する。
【図１】組み立てが完成した、本発明による軽量構造のブレーキディスクを示す図である。
【図２】組み立て前の、本発明による軽量構造のブレーキディスクを示す図である。
【図３】組み立てが完成した、本発明による軽量構造のブレーキディスクの断面図である。
【図４】本発明による製造方法を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
図１に図示したブレーキディスクは、間隔要素と結合されている２つの円環ディスク状ブレーキリング１０１ａと１０１ｂを有している。図示したブレーキディスクはベンチレーテッドディスクであり、そのブレーキリングは二重壁である。ブレーキリングの外側端面は、ブレーキディスクの円環ディスク状摩擦面１０１ａと１０１ｂを形成している。これらの摩擦面はブレーキディスクの表面であり、ブレーキディスクを摩擦によって制動するため、制動時にこれらの表面に対し、図示していない摩擦ブレーキライニングが押圧される。この実施形態では、ブレーキディスクはねずみ鋳鉄または鋼合金から成っている。ブレーキディスクは中央に繰り抜き部１０４を有している。
【００１８】
参照符号１０３は、結合要素１０２によりブレーキディスクと結合されているブレーキポットである。
【００１９】
図２は、ブレーキポット１０３とブレーキディスク１０１ａ／ｂとを結合させる前の図１に図示したブレーキディスクを示したものである。
【００２０】
ブレーキディスク１０１ａ／ｂに軸対称に取り付けられているのは、外面２０１と２０２を備えたフランジ２０３である。結合要素１０２は、フランジ２０１と２０２に設けたその付属の穴の上方に図示されている。ブレーキポット１０３とブレーキディスク１０１ａ／ｂとを結合させるため、ブレーキポット１０３の外縁に設けた穴をフランジに設けた前述の穴と重ね合わせる。その後、ここではリベット２０１として設けられた結合手段を取り付けることができる。
【００２１】
表面２０１と２０２を備えたフランジも、ブレーキポット１０３の外縁も、湾曲した、屈曲した、および／または、円弧状の面２０１と２０２を有している。これらの湾曲した、屈曲した、および／または、円弧状の面２０１と２０２は、丸い繰り抜き部１０４によって予め与えられた形状に実質的に従っている。
【００２２】
図３は、組み立てが完成した、本発明による軽量構造のブレーキディスクを、断面図（摩擦リングの摩擦面を上から見た図）として示したものである。これから認められるように、リベット１０２と、ブレーキポット１０３の縁２０１の、リベット頭部のほうへ向けられている表面との間に、中間部材３０１が配置されている。摩擦リングのフランジとブレーキポットとの間に安定な機械的結合を実現するためには、結合要素とブレーキポットおよび／またはフランジとの間に優れた機械的結合が必要である。ブレーキポット１０３のフランジおよび縁２０１の表面は通常湾曲して構成されているので、リベット１０２の、通常は平坦に構成されてブレーキポットのほうへ向けられる表面と、ブレーキポットの縁２０１との間に、リベット頭部１０２の外側領域でより大きくなる隙間が発生する。この隙間は、たとえばリベット１０２の領域においてブレーキポットに設けた複数の繰り抜き部によって達成できる。しかしながら、軽量構造のブレーキポットの材料は通常ほぼ２．５ｍｍないし２．８ｍｍの厚さしか有していない。この理由から、結合要素の領域に繰り抜き部を設ければ、そうでなくてもすでに非常に薄い材料をさらに薄くさせることになる。図３に示したように、本発明はこの問題を、ブレーキポットの、リベット１０２に接触している表面と、リベット１０２との間に、中間部材３０１を設けることによって解決する。この場合、本発明によれば、中間部材３０１は弾性変形可能なワッシャーまたはスリーブではなく、結合要素の圧力で塑性変形するように構成されている。これにより、面圧による弾性変形とは異なり、摩擦リングのフランジとブレーキポットとの間に非常に安定な機械的結合が生じる。したがって、上述の隙間を非常に効果的に塞ぐことができる。ここで、図４を用いて、本発明によるブレーキディスクの製造方法を説明する。
【００２３】
ステップ４０１で摩擦リング１０１ａ／ｂを、ステップ４０２でブレーキポットを供給する。
【００２４】
次に、ステップ４０３で、結合要素１０２と、フランジ２０１，２０２の、結合要素１０２に対し境を接している表面との間に、中間部材３０１を取り付ける。より正確に言えば、ステップ４０３で、リベット頭部と、ブレーキポット１０３の、リベット頭部に接触している表面２０１との間に、中間部材３０１を取り付ける。
【００２５】
ステップ４０４で、結合要素１０２を用いてフランジ２０１，２０２をブレーキポット１０３と結合させる。
【符号の説明】
【００２６】
１０１ａ，１０１ｂ  摩擦リング
１０２  リベット（結合要素）
１０３  ブレーキポット
２０１，２０２  フランジ
３０１  中間部材
４０１  摩擦リングを供給するステップ
４０２  ブレーキポットを供給するステップ
４０３  中間部材を取り付けるステップ
４０４  フランジをブレーキポットと結合させるステップ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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