DE2055973A1

DE2055973A1 - Scheibenbremse

Info

Publication number: DE2055973A1
Application number: DE19702055973
Authority: DE
Inventors: Ronald Stuart San Antonio Tex Scharlack (V St A )
Original assignee: Kelsey Hayes Co
Current assignee: Kelsey Hayes Co
Priority date: 1969-11-13
Filing date: 1970-11-13
Publication date: 1971-05-27
Also published as: FR2069362A5; US3623577A; AU2170470A

Description

Scheibenbremse

Die Erfindung betrifft Scheibenbremsen und insbesondere einen in diesen Bremsen verwendbaren Rotor oder Scheibenkörper von Wellen-j

form. i

Die Vorteile von Scheibenbremsen haben zu deren wirtschaftlichem Erfolg, insbesondere bei Verwendung in Kraftfahrzeugen beigetragen Bei Verwendung von Scheibenbremsen an Fahrzeugen hohen Gewichtes oder hoher Geschwindigkeit werden sogenannte ventilierte Rotorkörper oder Scheibenkörper eingesetzt, welche die Kühlung von Rotor oder Scheibe unterstützen. Zu diesem Zweck ist die Bremsscheibe mit Luftspalten versehen, welche sich im wesentlichen radial zwischen ringförmigen Bremsflächen der Scheibe erstrecken. Bei Drehung der Bremsscheibe strömt eine Kühlluft durch diese KUhlspalte, um die Bremsflächen abzukühlen. Obwohl diese Anordnung zufriedenstellend arbeitet, hat die Verwendung der beschriebenen Luftspalte zu einer Verteuerung der Bremsscheibe beigetragen. Falls die Brems scheibe als Gußteil gefertigt wird, sind die Kosten bei der Herstellung der Luftspalte darüber hinaus wesentlich erhöht.

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Mit der vorliegenden Erfindung soll deshalb eine billige Bremsscheibe verbesserter Wirkung geschaffen werden. Der für Scheibenbremsen geeignete Scheibenkörper soll eineVereinfachte Anordnung der Luftspalte besitzen.

Bei Scheibenbremsen liegen zu einem bestimmten Zeitpunkt die Bremsklötze an einem verhältnismäßig kleinen Flächenbereich der Gesamtfläche der Bremsscheibe an. Auf diese Weise werden beträchtliche Temperaturunterschiede über den Bremsflächen erzeugt. Um die Kühlung der Bremsscheibe zu verbessern und um die Auswirkungen dieser Temperaturunterschiede auf ein Minimum herabzusetzen wurde die Verwendung von Schlitzen oder Luftspalten in der Bremsfläche der Scheibe vorgeschlagen. Falls die Schlitze oder Luftspalte sich parallel zur Kante der Bremsbeläge der Bremsklötze erstrecken,besteht die Möglichkeit der Zerstörung der bis zu einem gewissen Ausmaß zusammendrückbaren Bremsbeläge, wenn diese von einem der Luftspalte zur angrenzenden Bremsfläche gleiten.

Die Bremsscheibe nach der vorliegenden Erfindung soll deshalb diskontinuierliche Bremsflächen, also Bremsflächen ohne Unterbrechung aufweisen. Durch Verwendung einer Bremsscheibe mit diskontinuierlichen Bremsflächen soll verhindert werden, daß die Reibbeläge der Bremsklötze nachteilig beeinflußt oder zerstört werden.

Die Erfindung ist in einer Scheibenbremse verwirklicht, welche unVerwendung
ter/zweier beispielhaft dargestellter Ausfuhrungsformen von Brems-, scheiben betätigbar sind. Jede dieser Bremsscheiben ist mit mehrerep, einzelnen Bremsflächen ausgestattet, zwischen welchen sich Luft-

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spalte be'finden. Die Bremsflächen und Luftspalte sind unter einem -, Winkel zur Kante des Bremsklotzes ausgerichtet, so daß der Brems- ' klotz mit wenigstens zweien der Bremsflächen immer in Eingriff ist.

Die Erfindung eignet sich insbesondere für Scheibenbremsen unter Verwendung eines Bremsklotzes mit darauf befindlichem Reibbelag und einer Vorrichtung zur· Betätigung des Bremsklotzes und der zugehörigen Bremsscheibe. Die Scheibe ist mit mehreren, im Abstand ; zueinander befindlichen Luftspalten versehen, welche durch Bremsflächen voneinander getrennt sind. Die Luftspalte erstrecken sich

■ j über die Breite des Reibbelages und bilden eine kontinuierliche :

Bahn für Kühlluft zwischen den angrenzenden Bremsflächen. Die Brem^-

t

iflächen sind unter einem Winkel zur jeweils angrenzenden Kante des j

j Reibbelages ausgerichtet, so daß die Kante des Reibbelages bei Betätigung des Bremsklotzes durch die Brems- bzw. Betätigungsvorrich* tung mit wenigstens zweien der Bremsflächen immer in Eingriff ist.,

Ein weiteres Merkmal der vorliegenden Erfindung ist auch in einem ₍ Bremsseheibenkörper für Scheibenbremsen verwirklicht. Der Rotor bzw. Scheibenkörper weist einen ringförmigen Abschnitt auf, welcher am ' Umfang im Schnitt wellenförmig ausgebildet ist. Durch diese Wellen-f

j form bestehen Erhöhungen auf den gegenüberliegenden Seiten des ^:

Scheibenkörpers; diese Erhöhungen bilden entgegengesetzt gerichtet^

Bremsflächen, welche mit den entsprechenden Bremsklötzen in Eingriff

gebracht werden können. Die Flächen zwischen den Erhöhungen auf beiden Seiten der Seheibe bilden die Luftspalte für Kühlluft.

Die Erfindung wird anhand von AusfUhrungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen erläutert. ^

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Pig. 1 ist eine Vertikal-Schnittansicht einer Scheibenbremse nach der vorliegenden Erfindung.

Fig. 2 ist eine Seitenansicht von Linie 2-2 in Fig. 1 unter Darstellung der Bremsflächen der Bremsscheibe.

Fig. 3 ist eine Schnittansicht von Linie 3-3 in Fig. 2.

Fig. 4 ist eine zum Teil der Flg. 3 vergleichbare Ansicht einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung

und
Fig. 5 ist eine Seitenansicht in Richtung des Pfeils 5 in Fig.4j unter Darstellung einer der Bremsflächen der Bremsscheibe dieser Ausführungsform.

In den Fign. 1 bis 3 ist die für ein Fahrzeug vorgesehene Scheiben bremse 11 nach der vorliegenden Erfindung dargestellt. Die Scheibenbremse 11 ist mjt einer Scheibe 12 versehen, welche mittels mehrerer Befestigungskörper 14 (von welchen in den Zeichnungen nur einer dargestellt ist) an einer Nabe 13 befestigt ist. Die Befesti gungskörper 14 tragen Gewindeteile 15* um die Nabe 13 und die Sche|l be 12 an einem (nicht dargestellten) Rad des Fahrzeugs zu befestigen, so daß diese Teile mit dem Rad drehbar sind.

Ein Paar von unter Reibung wirkenden Bremsklötzen 16 und 17 sind an den gegenüberliegenden Seiten eines ringförmigen Bereichs 18 der Scheibe 12 angeordnet. Jeder der Bremsklötze 16 und 17 besteht aus einer Gegenplatte 19 und aus einem Reibbelag 21. Ein Bremsjoch 22 ist den Bremsklötzen 16 und 17 zugeordnet und kann mit jeder

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beliebigen, als bekannt anzusehenden Vorrichtung versehen sein,um die Bremsklötze 16 und 17 unter Reibung an die Scheibe 12 anzulegein

Die auch al.s Rotor bezeichnete Scheibe 12 ist vorzugsweise aus · Scheiben- oder Plattenmaterial gefertigt, und kann durch Stanzen, j Drehen, Schmieden oder durch andere, bekannte Metallbearbeitungsverfahren oder Kombinationen derselben hergestellt werden. Nahe des Innenumfangs des ringförmigen Bereichs 18 ist die Scheibe 12 mit einem im wesentlichen konisch geformten Abschnitt 23 ausgestattet. Dieser endet an seinem Innenumfang in einem im wesentlichen radial sich erstreckenden Abschnitt 24. Dieser Abschnitt 24 wird direkt an der Nabe 13 befestigt.

Der ringförmige Bereich 18 ist gewöhnlich wellenförmig ausgebildet und weist am Umfang in Schnittansicht (Fig. 3) wellenförmige oder sinusförmige Gestalt auf. Diese Form wird durch Erhöhungen 25 auf der dem Bremsklotz 16 zugeordneten Seite und entsprechend durch Erhöhungen 26 nahe zu der dem Bremsklotz 17 zugeordneten Seite der Scheibe erzielt. Luftspalte 27 bestehen zwischen den Erhöhungen 25 während Luftspalte 28 zwischen den Erhöhungen 26 vorgesehen sind. Aus Fig. 2 der Zeichnungen ist ersichtlich, daß sich die Luftspaltle 27 und 28 auf jeder Seite der Scheibe 12 über die Breite des Reibbelages 21 erstrecken, d.h., daß sich die Luftspalte vom radial innen liegenden Ende des Reibbelages 21 Über dessen radial äußeres Ende erstrecken. Zusätzlich ist festzustellen, daß sich die Erhöhungen 25 und 26 unter einem Winkel zu den einander entgegengesetzt liegenden Kanten 29 und 31 des Reibbelages 21 erstrecken.Somit ist Jede Kante 29 und 31 zu einem bestimmten Zeitpunkt gleichzeitig in Anlage an mehreren Erhöhungen 25 und 26. _g_

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* ■■ - β -

Wenn die Bremsklötze l6 und 17 durch Betätigung der am Bremsj och 22 angeordneten Vorrichtung in Reibungseingriff an den gegenüberliegenden Seiten des Bereichs 18 der Scheibe angelegt werden, wird zwischen den Reibbelägen 21 und den Erhöhungen 25 und 26 eine starke Friktion erzeugt. Es besteht genügend zum Bremsen dienende Auflagefläche, um die Scheibe 12, die Nabe 13 und das zugehörige Rad anzuhalten. Die während des Bremsens erzeugte Hitze kann durch die Luftspalte 27 und 28 schnell abgeführt werden. Da die Erhöhungen 25 und 26 unter einem Winkel zu den Kanten 29 und 31 der Bremsbeläge ausgerichtet sind, sind diese Kanten niemals vollständig über einen einzelnen Luftspalt ausgerichtet. In anderen Worten, die Kanten 29 und j51 sind immer mit einer Bremsfläche der Scheibe in Kontakt, so daß sie nicht zerstört werden. Darüber hinaus wird durch die nicht radiale Anordnung der Luftspalte 27 und 28 vermieden, daß Schwingungen auftreten.

Die in den Pign. 4 und 5 der Zeichnungen dargestellte Ausführungsform ist der bereits beschriebenen Ausführungsform ähnlich. Indessen ist der ringförmige Bereich der Scheibe etwas anders ausge- ! staltet. Bei der in den Pign. 4 und 5 wiedergegebenen Ausführungs-¹;

form weist die Scheibe eine erste Reihe abgeflachter Erhöhungen 51; nahe des Bremsklotzes 16 auf. Den Erhöhungen 51 entsprechen Erhöhungen 52, welche nahe zum Bremsklotz 17 ausgerichtet sind. Die Erhöhungen 51 und 52 sind durch im wesentlichen axial sich erstreckende Stege 53 miteinander verbunden. In entsprechender Weise; werden auf diese Weise Luftspalte 54 zwischen den Erhöhungen 51 ₍ und Luftspalte 55 zwischen den Erhöhungen 52 gebildet. ;

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Gemäß Fig. 5 der Zeichnungen sind die Erhöhungen 51 und 52 und die Luftspalte 5¹J- und 55 wie in der bereits beschriebenen Ausführungsform nicht radial ausgerichtet. Somit sind die Kanten 29 und 31 der Reibbeläge 21 immer in Anlage Tnit' mehreren der Bremsflächen, welche durch die Erhöhungen 51 und 52 gebildet sind. Die Arbeitsweise und die Vorteile dieser Ausführungsform entsprechen den im Zusammenhang mit der bereits beschriebenen Ausführungsform dargelegten.

Es ist offensichtlich, daß Jede.··· der dargestellten und beschriebenen Ausführungsformen von einfachem Aufbau ist und aus Scheibenoder Plattenmaterial gefertigt werden kann. Die beschriebenen Scheiben der Scheibenbremsen haben nicht nur eine verhältnismäßig hohe Festigkeit sondern sind so ausgebildet, daß Luftspalte direkt nahe den Bremsflächen der Scheibe wirksam sind.

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Claims

Patentansprüche

Il Λ Scheibenbremse mit einem Bremsklotz, einem am Bremsklotz angeordneten Reibbelag und mit einer Vorrichtung zur Betätigung des^; Bremsklotzes und einer zugehörigen Bremsscheibe, dadurch gekenn+ zeichnet, daß an der Bremsscheibe (12) mehrere, im Abstand zueinander befindliche Luftspalte (27,28;54,55) durch Bremsflä- ; chen (25,26;51»52) voneinander getrennt sind, wobei sich die
Luftspalte über die Breite des Reibbelags (21) erstreckend eine j kontinuierliche Bahn für Kühlluft zwischen angrenzenden Brems- ' flächen bilden, und daß die Bremsflächen (25,26;51,52) unter
einem Winkel zur angrenzenden Kante (29,31) des Reibbelags verlaufen,wodurch die Kante des Reibbelags bei Betätigung immer mi wenigstens zweien der Bremsflächen in Eingriff ist.
2. Scheibenbremse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Bremsscheibe (12) auf beiden Seiten mit Reihen von Bremsflächen (25,26j51,52) ausgestattet ist.
3. Scheibenbremse nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Bremsscheibe (12) über ihren Umfang im Querschnitt wellenförmig

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- 9 - ■"■■■■■-: ' ausgebildet ist, wobei die Erhebungen der Wellenform die ent- \

sprechenden Bremsflächen bilden. . j
4. Scheibenbremse nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß diel Querschnittsform der Bremsscheibe in Umfangs-Schnittrichtung sinus-wellenförmig ist.
5. Scheibenbremse nach Anspruch J, dadurch gekennzeichnet, daß die Erhebungen durch im wesentlichen abgeflachte Abschnitte der Bremsseheibe gebildet sind, und daß die Abschnitte durch axial sich erstreckende Abschnitte (53) miteinander verbunden sind.
6. Scheibenbremse mit einem Paar von Reibbeläge aufweisenden Bremsf klotzen und einer Vorrichtung zur Betätigung der Bremsklötze und einer zugehörigen Bremsscheibe, dadurch gekennzeichnet, daßj im Abstand zueinander befindliche Luftspalte an der Bremsscheibe durch an den gegenüberliegenden Flächen derselben befindliche Bremsflächen voneinander getrennt sind, daß die Luftspalte sich über die Breite der entsprechenden Reibbeläge erstreckend eine kontinuierliche Bahn für Kühlluft zwischen den angrenzenden Bremsflächen bilden, und daß die Luftspalte und die Bremsflächen unter einem Winkel zu - Radialebenen der Bremsscheibe verlaufen.
7· Bremsscheibe für eine Scheibenbremse, dadurch gekennzeichnet, daß die Bremsscheibe an einem ringförmigen Bereich (18) im Schnitt wellenförmig ausgebildet ist und an den gegenüberliegenden Seiten Erhöhungen aufweist, daß die Erhöhungen einander gegenüberliegende Bremsflächen bilden, welche direkt mit ent-

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-Ίθ'-sprechenden Bremsklötzen in Anlage gebracht werden, und daß die Plächenbereiche zwischen den Erhöhungen auf beiden Seiten der Bremsscheibe Spalte für Kühlluft bilden.
8. Bremsscheibe nach Anspruch 7> dadurch gekennzeichnet, daß die Erhöhungen durch im wesentlichen abgeflachte Abschnitte gebildet sind, welche abwechselnd durch axial sich erstreckende Bereiche (53) miteinander in Verbindung stehen.
9· Bremsscheibe nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Luftspalte und Erhöhungen unter einem Winkel zu den Radialebenen der Scheibe erstrecken.
10.Bremsscheibe nach Anspruch 7* dadurch gekennzeichnet, daß die Wellenform einer Sinuswelle angeglichen ist.
11.Bremsscheibe nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Erhöhungen und Luftspalte unter einem Winkel zur Radialebene erstrecken.
12.Bremsscheibe nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Scheibe aus Scheiben-, Platten- oder Blechmaterial gefertigt ist.

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