DE2557649A1 - Bremsscheibe fuer scheibenbremsen - Google Patents
Bremsscheibe fuer scheibenbremsenInfo
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Description
55 7649
7 Stuttgart N. Menzelstraße40
Schwäbische Hüttenwerke A 34 992 - sü
Gesellschaft mit
beschränkter Haftung
7O83 Wasseralfingen Den ^' --■ ■'· ·''
Bremsscheibe für Scheibenbremsen
Die Erfindung betrifft eine Bremsscheibe für Scheibenbremsen, insbesondere für Kraftfahrzeuge, mit einer außen liegenden,
ringförmigen Reibscheibe, die zwei zur beiderseitigen Anlage
von Bremsklötzen bestimmte, planparallele, Stirnflächen hat und mit einem zentral angeordneten, zur Befestigung auf einer
abzubremsenden Welle bestimmten Innentopf verbunden ist.
In Fahrzeugen sind seit langem Scheibenbremsen mit gutem Erfolg im Einsatz, welche mit Bremsscheiben der eingangs beschriebenen Art ausgerüstet sind. Beim Abbremsen wird durch
das Andrücken der Bremsklötze an die Reibscheibe der Bremsscheiben die kinetische Energie des Fahrzeuges in Wärmeenergie
umgewandelt,Dabei entstehen an derOberflache der
Bremsscheibe erhebliche Temperaturen, die vor allem an die Umgebungsluft abgegeben werden müssen.
Bei den seither üblichen Bremsscheiben besteht die Reibscheibe zusammen mit dem als Anschraubkörper dienenden
Innentopf einstückig aus einem durchgehenden Gußteil. Beim Bremsvorgang wird zunächst die Reibscheibe sehr heiß. Erst
mit zeitlicher Verzögerung fließt die Wärme zum Teil zum Innentopf ab. Infolge der Rotation der Bremsscheibe wird
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2 b 5 7 ö 4
die Reibscheibe schneller kalt als der Innentopf. Dies hat zur Folge, daß zwischen der Reibscheibe und dem Innentopf
Wärmespannungen entstehen, die größer sein können als die Warmfestigkeit des Werkstoffes. In diesen Fällen besteht
die Gefahr, daß die Bremsscheibe infolge dieser Wärmespannungen reißt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einer Bremsscheibe der eingangs beschriebenen Art durch konstruktive
Mittel dafür zu sorgen, daß die entstehenden Wärmespannungen weitgehend a"bge"baut werden
und dabei die Wärmeübertragung von der Reibscheibe auf den
Innentopf verringert wird.
Zur Lösung dieser Aufgabe ist erfindungsgemäß vorgesehen,
daß zur Verbindung des Innentopfes mit der Reibscheibe mehrere über den Umfang des Innentopfes verteilt angeordnete Rippen verwendet sind, zwischen denen sich Aussparungen
befinden. Hierdurch wird der Vorteil erreicht, daß die
außen liegende Reibscheibe gleichmäßiger aufgeheizt wird und der Wärmeübergang an den Rippen weitgehend unterbrochen
ist. Hierdurch wird außerdem bei belüfteten Bremsscheiben der Verzug wesentlich verringert. Außerdem wird durch die
Rippenverbindung zwischen der außen liegenden Reibscheibe und dem Innentopf die Konstruktion wesentlich elastischer.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung können die Aussparungen
zwischen den Rippen in axialer Richtung durchgehend ausgebildet sein. Zur Verbesserung der Luftumwälzung und
Erhöhung der Wärmeabführung können die Rippen schaufelförmig
ausgebildet sein und dabei zweckmäßig zu der auf die Umfangsfläche des Innentopfes gerichteten Normalen schräg
geneigt sein, wobei diese Schrägneigung bis zu 90° betragen
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kann und die Rippen dann wenigstens annähernd tangential
vom Umfang des Innentopfes ausgehen.
V/eitere Ausgestaltungen und zweckmäßige Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen in Verbindung mit
den nachstehend beschriebenen und in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen einer erfindungsgemäßen
Bremsscheibe.
Es zeigen
Pig. I
Pig. I
eine erste Bremsscheibe ausschnittsweise
und teilweise in axialer Draufsicht und teilweise in einemjsenkrecht zur Drehachse
der Bremsscheibe durch deren Reibscheibe geführten Querschnitt,
diese Bremsscheibe teilv/eise in der Ansicht und teilweise in einem nach dem gebroche-nen
Linienzug II-II in Fig. 1 geführten Schnitt,
eine Eweite Bremsscheibe in axialer Draufsicht, und
in einem nach dem gebrochenen Linienzug IV-IV in Fig. 3 geführten Querschnitt und teilweise
in der Ansicht,
eine dritte Bremsscheibe in ähnlicher Darstellung wie in Fig. 4, jedoch mit belüfteter
Bremsscheibe und zwischen dieser und dem Innentopf eingegossenen Rippen.
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2; > B 7 b 4
Die Bremsscheibe nach Fig. 1 und 2 ist einstückig aus einem für Bremsscheiben geeigneten Werkstoff hergestellt,
beispielsweise aus Stahl. Ihre außen liegende, ringförmige Reibscheibe 1 ist mit ihrem zentral angeordneten, zur Befestigung
auf einer abzubremsenden, nicht dargestellten Fahrzeugwelle bestimmten Innentopf 2 ausschließlich durch
zahlreiche Rippen 3 verbunden. Diese Verbindungsrippen sind gegeneinander über den Außenumfang des Innentopfes 2
gleichmäßig verteilt und beim dargestellten Ausführungsbeispiel um je etwa 20° gegeneinander versetzt. Sie verlaufen
radial nach außen, wobei ihre in Achsrichtung der Bremsscheibe sich erstreckenden Seitenflächen 4- und 5
nahezu tangential vom Mantel 6 des Innentopfes 2 ausgehen. Sie schließen mit ihren zugehörigen, auf die Umfangsfläche
des Innentopfes 2 gerichteten Normalen, von welchen in Fig. 1 eine mit unterbrochenen Linien angedeutet und mit
bezeichnet ist, einen Winkel von etwa 75° ein. Hierdurch wird eine starke Lüfterwirkung erzielt, die eine stark
verbesserte Wärmeabfuhr an die Umgebungsluft ergibt.
Zur Erhöhung der Wärmeabgabe an die Umgebungsluft ist außer dem die Reibscheibe 1 mit einer Innenbelüftung versehen.
Diese kommt dadurch zustande, daß die Reibscheibe 1 eine vordere Stirnwand 8 und eine rückwärtige Stirnwand 9 aufweist.
Beide Stirnwände sind voneinander durch schmale
Ab
Stege 10 im/stand gehalten. Diese Stege verlaufen in radialer Richtung und verbinden die beiden Stirnwände 8 und 9 mechanisch derart miteinander, daß zwischen Je zwei der Stege 10 ein Luftführungskanal 11 entsteht, über welchen ein starker Sog auf die der Mantelfläche 6 des Innentopfes 2 benachbarte und von den Rippen 3 nach außen verdrängte Umgebungsluft ausgeübt werden kann. In Verbindung mit der nur geringen, über die Rippen möglichen Wärmeleitung auf den Innentopf 2 und der beschriebenen, starken Wärmeabfuhr mit Hilfe der radialen, durch die beiden Stirnwände 8 und 9 hindurchgeführten Luftströmung wird verhin-
Stege 10 im/stand gehalten. Diese Stege verlaufen in radialer Richtung und verbinden die beiden Stirnwände 8 und 9 mechanisch derart miteinander, daß zwischen Je zwei der Stege 10 ein Luftführungskanal 11 entsteht, über welchen ein starker Sog auf die der Mantelfläche 6 des Innentopfes 2 benachbarte und von den Rippen 3 nach außen verdrängte Umgebungsluft ausgeübt werden kann. In Verbindung mit der nur geringen, über die Rippen möglichen Wärmeleitung auf den Innentopf 2 und der beschriebenen, starken Wärmeabfuhr mit Hilfe der radialen, durch die beiden Stirnwände 8 und 9 hindurchgeführten Luftströmung wird verhin-
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dert, daß der Innentopf sich stark aufheizen kann und daß zwischen diesem und der Reibscheibe beträchtliche Wärmespannungen
entstehen können. Infolge der Schrägstellung der Rippen 3 wird außerdem eine hohe Elastizität zwischen dem
Innentopf und der Reibscheibe sichergestellt, wobei etwa auftretende Wärmespannungen durch eine Art Drehfederbewegung
zwischen dem Innentopf 2 und der Reibscheibe 1 abgebaut werden können. Hierdurch wird eine wesentlich größere,
zulässige Br ems leistung der Bremsscheibe sichergestellt.
Beim Ausführungsbeispiel nach den Fig.3 und U ist im Gegensatz
zum vorher beschriebenen Ausführungsbeispiel die außen
liegende Bremsscheibe 1 massiv ausgebildet, jedoch wie beim ersten Ausführungsbeispiel über eine große Anzahljvon Rippen
13 mit dem annähernd gleich ausgebildeten Innentopf 2 verbunden,
der ebenso wie beim ersten Ausführungsbeispiel einen Ringflansch 12 zur Befestigung an einer nicht dargestellten
Fahrzeugwelle aufweist. Die schaufelform ig ausgebildeten
Vefb'indungsrippen 13 erstrecken sich nahezu über die gesamte
axiale Tiefe des Innentopfes 2. Beim dargestellten Ausführungsbeispiel nach Fig. 3 und 4 verlaufen die Seitenwände Ik und
15 der einzelnen Verbindungsrippen 13 parallel zueinander und parallel zu der bei 16 angedeuteten Drehachse der Bremsscheibe.
Da die Verbindungsrippen 13 am Mantel 6 des Innentopfes 2 hochgezogen sind, ist ihre axiale Erstreckung in der
Nähe des Innentopfes 2 wesentlich größer als an Ihrer Verbindungszone 17 zur einstückig ausgeführten Reibscheibe 1.
7Ό 9 8 ? 6 / Ο c, -M
7 b /» 9
- sr -• J.
Beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 5 sind die 'Verbindungsrippen 23 getrennt hergestellt und jeweils an ihren beiden
Endabschnitten von dem Werkstoff der gegossenen Reibscheibe sowie des getrennt von der Reibscheibe 1 gegossenen Innentopfes
2 umschlossen. Zur Vereinfachung der Montagearbeiten
vor dem Gießvorgang können(«iabei die Verbindungsrippen 23
untereinander als Rippenkranz verbunden sein. Wie beim Ausführungsbeispiel nach den Pig.l und 2 ist dieReibscheibe 1
des Ausf iihrungsbeispieles nach Fig. 5 doppelwandig ausgebildet und hat eine vordere Stirnwand 2 8 und eine rückwärtige
Stirnwand 29. Diese beiden Stirnwände verlaufen im Abstand parallel zueinander und sind miteinander einstückig über
beispielsweise zwölf jeweils um 30° gegeneinander versetzte Radialstege 30 verbunden. Zur Erhöhung der Steifigkeit der
Reibscheibe 1 und zur besseren Verklammerung der umgossenen
Verbindungsrippen 23 befindet sich an der Innenseite der Reibscheibe 1 ein umlaufender Axialsteg 31.
Zur Erhöhung der Wärmeabgabe an die Außenluft sind in den beiden Stirnwänden 28 und 29 zwischen je zwei der Hadialstege
30 drei in radialer Flucht angeordnete Perforationsöffnungen 32 ausgespart. Diese können wie beim dargestellten
Ausführungsbeispiel gegen die als Auflagefläche für nicht
dargestellte Bremsklötze dienenden Stirnseiten der Reibscheibe 1 hin konisch erweitert sein..
Es ist jedoch auch möglich, daß diese Perforationsöffnungen gegen die zwischen jeweils zwei Radialstegen
angeordneten Entlüftungsianäle 33 hin aich konisch erweitern,
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— st —
■40-
was den Vorteil mit sich bringt, daß die Reibfläche für die aufliegenden Bremsklötze entsprechend vergrößert ist.
Der besondere Vorteil der dargestellten und beschriebenen Ausführungsformen einer erfindungsgemäßen Bremsscheibe
besteht darin, daß die Kühlung der Reibscheibe wesentlich verbessert und das·Auftreten von Wärmespannungen weitgehend
verhindert wird.
-8- Ansprüche
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Leerseite
Claims (13)
- Patentanwalt L J O / b 4Dipping-Water JsZStuttgart N. Menzelstraße40.Schwäbische Hüttenwerke A ~$k 992 - süGesellschaft mitbeschränkter Haftung7083 Wasseralf Ingen Den \ 1 fk - VAnsprüchey Bremsscheibe für Scheibenbremsen, insbesondere für Kraftfahrzeuge, mit einer außenliegenden, ringförmigen Reibscheibe, die zwei zur beiderseitigen Anlage von Bremsklötzen bestimmte, planparallele Stirnflächen hat und mit einem zentral angeordneten, zur Befestigung auf einer abzubremsenden Welle bestimmten Innentopf verbunden ist, dadurch gekennzeichnet , daß zur Verbindung deslnnentopfes (2) mit der Reibscheibe (1) mehrere über den Umfang des Innentopfes verteilt angeordnete Rippen (3, 13, 23) verwendet sind, zwischen denen sich Aussparungen befinden.
- 2. Bremsscheibe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Aussparungen zwischen den Rippen (3, I3, 23) in axialer Richtung durchgehend ausgebildet sind.
- 3. Bremsscheibe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Rippen (13) radial verlaufen.
- 4. Bremsscheibe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Rippen (3) wenigstens annähernd tangential vom Umfang des Innentopfes (2) ausgehen.709826/OB132 b 5 7 b' t.
- 5. Bremsscheibe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Rippen (3, 23) zu den auf die Umfangsfläche des Innentopfes (2) gerichteten Normalen (7) schräg geneigt sind.
- 6. Bremsscheibe nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Rippen (3, 13, 23) schaufeiförmig ausgebildet sind.
- 7. Bremsscheibe nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die sich in Richtung der Drehachse (16) erstreckenden Seitenflächen (14, 15) der Rippen (13) zur Achsrichtung schräg geneigt sind.
- 8. Bremsscheibe nach einem der Ansprüche 1 bis 7,dadurch gekennzeichnet, daß die Rippen (3, 13, 23) mit dem Innentopf (2) und der Reibscheibe (1) einstückig verbunden, insbesondere gegossen sind.
- 9. Bremsscheibe nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Rippen (23) getrennt hergestellt und die beiden Endabschnitte jeder der Rippen vom Gießwerkstoff des Innentopfes (2) und der Reibscheibe (1) umschlossen sind.
- 10. Bremsscheibe nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Axialer Streckung der Rippen (3, 13, 23) in der Nähe des Innentopfes (2) wesentlich größer als in der Nähe der Reibscheibe (1) ist.709826/0513
- 11. Bremsscheibe nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Rippen (13) sich am Innentopf (2) wenigstens annähernd über dessen axiale Tiefe erstrecken.
- 12. Bremsscheibe nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Reibscheibe (1) doppelwandig ausgebildet ist, wobei zwischen der vorderen Stirnwand (8, 28) und der rückwärtigen Stirnwand (9, 29) der Reibscheibe (1) eina Vielzahl von Radialstegen (10, 30) und mit diesen sich abwechselnden Luftkanälen (11, 33) vorgesehen ist.
- 13. Bremsscheibe nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß in wenigstens einer der Stirnwände (8, 9 bzw. 28, 29) der Reibscheibe (1) Perforationsöffnungen (22) vorgesehen sind, die zu den Lüftungskanälen (33) führen.709826/0513
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