DE2901349A1 - Quietschsichere bremsscheibe fuer fahrzeugbremsen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine quietschsichere Bremsscheibe für Fahrzeugbremsen.

In Hochleistungsfahrzeugen werden als Fahrbremsen immer häufiger Scheibenbremsen verwendet. Seit einigen Jahren ist ferner eine Tendenz vorhanden, aus Gründen der Zweckmäßigkeit und Verkehrssicherheit Bremskörper mit einem hohen Anteil an metallischem Material zu verwenden. Diese Zunahme des Anteils an metallischen Teilen in den Bremskörpern führt jedoch dazu, daß beim Bremsen ein unangenehmes Quietschen auftritt. Im allgemeinen wird angenommen, daß dieses Quietschen auf resonante Schwingungen zurückzuführen ist, zu denen die Bremsscheibe durch die Reibung zwischen der Bremsscheibe und den mit ihr zusammenwirkenden Bremskörpern angeregt wird. Es wurde bereits berichtet, daß während einer einzigen Bremsung bereits eine allmähliche Verschiebung der Schwingungsformen dieser resonanten Schwingungen in der Bremsscheibe auftritt.

Zur Beseitigung des Quietschens der Bremsen ist in der am 26. November 1974 eingereichten und am 31. Mai 1976 als Gebrauchsmuster-Auslegeschrift Sho 51-68985 bekanntgemachten japanischen Gebrauchsmusteranmeldung 49-143252 bereits vorgeschlagen worden, in der Bremsscheibe mehrere Löcher auszubilden, die sich vom Außenumfang der Scheibe radial einwärts erstrecken und um deren Umfang unregelmäßig verteilt sind, so daß die resonanten Schwingungen in der Bremsscheibe gedämpft und Schwingungen mit verschiedenen Frequenzen erzeugt werden, die für das menschliche Ohr nicht unangenehm sind. Dieser Vorschlag hat jedoch den Nachteil, daß die Ausbildung derartiger radialer Löcher in der relativ dünnen Bremsscheibe großes Geschick erfordert.

Bei den üblichen Scheibenbremsen tritt aber noch ein weiteres Problem auf, das darin besteht, daß beim Bremsen die Bremsscheibe die Bremskörper abschleift, so daß sie sehr glatte Flächen erhalten, von denen man ebenfalls annimmt, daß sie ein Quietschen verursachen. Ferner ist es bei Scheibenbremsen sehr wichtig, daß die Wärme von der Bremsscheibe wirksam abgestrahlt wird. Diese bei Scheibenbremsen auftretenden Probleme werden durch die Lehre nach der vorgenannten japanischen Gebrauchsmusteranmeldung nicht gelöst.

Daher besteht eine Aufgabe der Erfindung in der Schaffung einer Bremsscheibe, die einerseits einfach und leicht hergestellt werden kann und andererseits das Quietschen beim Bremsen stark vermindert.

Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht in der Schaffung einer Bremsscheibe, die das Quietschen beim Bremsen stark vermindert und die verhindert, daß die Reibflächen der Bremskörper beim Bremsen unzulässig glattgeschliffen werden.

Eine Aufgabe der Erfindung besteht ferner in der Schaffung einer Bremsscheibe, die mit Mitteln zum Vermindern des Quietschens und zur Gewährleistung einer sehr wirksamen Wärmeabstrahlung von der Bremsscheibe versehen ist.

Gemäß der Erfindung können die vorgenannten und weitere Aufgaben durch die Schaffung einer für Scheibenbremsen bestimmten Bremsscheibe gelöst werden, die entgegengesetzten Seiten mit Reibflächen versehen und in diesen mit mehreren Öffnungen ausgebildet ist, die in der Umfangsrichtung unterschiedliche Abstände voneinander haben. Diese Öffnungen können die Bremsscheibe in ihrer ganzen Dicke durchsetzen, d.h., an entgegengesetzten Enden in den auf entgegengesetzten Seiten der Bremsscheibe vorgesehenen Reibflächen münden. Die Öffnungen können die Form von in Bezug auf die Scheibe radial langgestreckten Schlitzen oder von kreisförmigen Löchern haben, die in radialen Reihen angeordnet sind. Dabei können die Löcher jeder Reihe in gleichen Radialabständen voneinander angeordnet sein. Es ist aber wichtig, daß die radialen Lochreihen in der Umfangsrichtung der Bremsscheibe in unterschiedlichen Abständen voneinander angeordnet sind. Dabei besagt die Angabe "unterschiedliche Abstände", daß der in der Umfangsrichtung gemessene Abstand zwischen zwei einander in der Umfangsrichtung benachbarten Öffnungen sich von beiden in der Umfangsrichtung gemessenen Abständen auf den entgegengesetzten Seiten des erstgenannten Abstandes unterscheidet und daß die an zweiter Stelle genannten Abstände auch untereinander verschieden sind.

Bremsscheiben mit in den Reibflächen ausgebildeten Öffnungen sind bekannt. Beispielsweise ist in der am 21. März 1971 unter Beanspruchung der Priorität der deutschen Patentanmeldung G 70 11 084.8 eingereichten und am 5. November 1971 als Auslegeschrift Sho 46-3766 bekanntgemachten japanischen Patentanmeldung Sho 46-17548 eine Bremsscheibe beschrieben, die für Scheibenbremsen für Fahrzeuge bestimmt und mit Öffnungen ausgebildet ist, die in auf entgegengesetzten Seiten der Bremsscheibe vorgesehenen Reibflächen münden. Gemäß der genannten Patentanmeldung sind jedoch die Öffnungen in einem regelmäßigen Muster angeordnet, während gemäß der vorliegenden Erfindung die Öffnungen auf den Reibflächen mit unterschiedlichen Abständen in der Umfangsrichtung angeordnet sind. In der bekannten Bremsscheibe kann durch die Öffnung das Gewicht der Scheibe vermindert und deren Wärmeabstrahlleistung erhöht werden. Durch die bekannte Anordnung wird jedoch nicht das in den üblichen Scheibenbremsen auftretende Quietschen vermindert.

Dank der Anordnung der Öffnungen mit in der Umfangsrichtung unterschiedlichen Abständen voneinander werden in der Bremsscheibe resonante Schwingungen verhindert und wird dadurch das Quietschen stark vermindert. Die Öffnungen vergrößern ferner die Fläche, die für die Wärmeabfuhr zur Verfügung steht. Außerdem trachten die Öffnungen, die Reibflächen der Bremskörper aufzurauhen, so daß deren Reibflächen nicht unzulässig glattgeschliffen werden.

Die Erfindung schafft somit eine für Scheibenbremsen für Fahrzeuge bestimmte Bremsscheibe, die auf entgegengesetzten Seiten mit Reibflächen versehen und in diesen mit Schlitzen oder Löchern ausgebildet ist, welche die Bremsscheibe in ihrer Dicke durchsetzen und in der Umfangsrichtung der Bremsscheibe in unterschiedlichen Abständen voneinander angeordnet sind, so daß das Quietschen stark vermindert wird.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachstehend an Hand der beigefügten Zeichnungen beschrieben.

In diesen zeigt

Fig. 1 im Schnitt einen Teil einer Bremsscheibe nach einer Ausführungsform der Erfindung,

Fig. 2 in Seitenansicht einen Teil der Bremsscheibe nach Fig. 1,

Fig. 3 ebenfalls in Seitenansicht einen Teil einer Bremsscheibe nach einer zweiten Ausführungsform der Erfindung und

Fig. 4 in Seitenansicht einen Teil einer Bremsscheibe nach einer weiteren Ausführungsform der Erfindung.

Die in den Figuren 1 und 2 gezeigte Bremsscheibe 1 besitzt einen Außenkranz 2 und eine zentrale Nabe 3. Diese beiden Teile werden durch Schmieden oder Pressen einstückig aus einem geeigneten Stahl hergestellt. Man kann natürlich auch den Außenkranz 2 getrennt von der Nabe 3 aus einem geeigneten Stahl und die Nabe 3 aus Gußeisen oder einer Leichtmetallegierung herstellen und den Außenkranz 2 und die Nabe 3 miteinander vernieten oder auf eine andere geeignete Weise miteinander verbinden. Die Nabe 3 ist mit Schraubenlöchern 4 ausgebildet, so daß die Bremsscheibe 1 mit Hilfe von nicht gezeigten Schrauben und Muttern an einem Rad befestigt werden kann. Der Außenkranz 2 ist auf entgegengesetzten Seiten mit Reibflächen 6 versehen, denen Reibbremskörper 5 gegenüberliegen. Diese sind in an sich bekannter Weise auf Bremskolben montiert, die zu einem nicht gezeigten Bremsbetätigungsmechanismus gehören und zur Betätigung der Bremse die Bremskörper in Reibungsberührung mit den Reibflächen drücken können.

Gemäß der Fig. 2 ist die Bremsscheibe 1 in ihrem Außenkranz 2 mit mehreren kreisförmigen Löchern 7, 8 und 9 ausgebildet, die längs mehrerer radialer Reihen A, B, C, D, E, F, G, H, I und J angeordnet sind. In der Ausführungsform gemäß Fig. 1 und 2 sind in jeder radialen Reihe drei Löcher 7, 8 und 9 in gleichen Radialabständen voneinander angeordnet. Die in der Umfangsrichtung gemessenen oder Winkelabstände kleines Alpha[tief]1 bis kleines Alpha[tief]10 zwischen einander benachbarten Reihen sind jedoch unterschiedlich.

Wenn zum Bremsen die Bremskörper 5 gegen die Reibflächen 6 der Bremsscheibe 1 gedrückt werden, führt die wechselnde Reibung zwischen der Bremsscheibe 1 und den Bremskörpern 5 zur Erzeugung von Schwingungen in der Bremsscheibe 1 und den Bremskörpern 5. Wenn die Frequenzen dieser Schwingungen in der Nähe der Eigenfrequenz der Bremsscheibe 1 liegen, wird diese zu resonanten Schwingungen angeregt, so daß ein Quietschen auftritt. In der vorstehend beschriebenen Ausführungsform sind jedoch die von den Löchern 7, 8 und 9 gebildeten Reihen in der Umfangsrichtung der Bremsscheibe 1 in ungleichen Abständen voneinander angeordnet, so daß die zwischen einander benachbarten Lochreihen liegenden Scheibensektoren unterschiedliche Eigenfrequenzen haben. Daher werden in einem Scheibensektor erzeugte Schwingungen zu den benachbarten Scheibensektoren übertragen, in denen Schwingungen mit anderen Frequenzen erzeugt werden. Infolgedessen werden die Schwingungsamplituden verringert. Die Löcher 7, 8 und 9 bewirken ferner ein wiederholtes Aufrauhen der Reibflächen der Bremskörper 5. Die Berührung der rauhen Reibflächen der Bremskörper 5 mit den Reibflächen der Bremsscheibe 1 mit wechselnder Reibung führt zu Schwingungen, deren Frequenzen in einem großen Bereich variieren. Dadurch wird die Möglichkeit des Auftretens eines Quietschens weiter vermindert.

Die in Fig. 3 gezeigte Ausführungsform unterscheidet sich von der in den Figuren 1 und 2 gezeigten dadurch, daß die Löcher 7, 8 und 9 jeder der radialen Reihen A bis J durch einen in Bezug auf die Bremsscheibe 1 radial langgestreckten Schlitz 17 ersetzt sind. In dieser Ausführungsform müssen die Schlitze 17 in der Umfangsrichtung in unterschiedlichen Abständen voneinander angeordnet sein.

In der Ausführungsform gemäß Fig. 4 sind in jeder radialen Reihe A bis J vier kreisförmige Löcher 27, 28, 29 und 30 angeordnet. Im übrigen entspricht diese Ausführungsform der in den Figuren 1 und 2 gezeigten.

Als praktisches Ausführungsbeispiel wurde eine Bremsscheibe der in den Figuren 1 und 2 gezeigten Art mit einem Außendurchmesser von 290 mm und einer Dicke von 7 mm hergestellt. In dem Außenkranz 2 wurden Löcher 7, 8 und 9 von 8 mm Durchmesser ausgebildet. Zwischen den Lochreihen A bis J waren folgende Winkelabstände vorhanden:

Die Bremsscheibe wurde mit einem Bremsdruck im Bereich von 2 bis 3 kp/cm² bis 30 kp/cm² geprüft. Dabei zeigte es sich, daß bei dieser Bremsscheibe bei Fahrgeschwindigkeiten unter 50 kh/h das Quietschen stark vermindert wird. Insbesondere wurde festgestellt, daß bei einer Fahrgeschwindigkeit von 5 bis 10 km/h das bei den üblichen Bremsscheiben auftretende Quietschen bei Verwendung der geprüften Bremsscheibe gemäß der Erfindung auf die Hälfte oder noch weniger vermindert wird.

Die Erfindung ist auf Einzelheiten der dargestellten und vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiele nicht eingeschränkt, da diese vom Fachmann im Rahmen des Erfindungsgedankens abgeändert werden können.

Claims (4)

1. Bremsscheibe für Scheibenbremsen, dadurch gekennzeichnet, daß die Bremsscheibe auf entgegengesetzten Seiten mit Reibflächen versehen ist, in denen mehrere Öffnungen ausgebildet sind, die in der Umfangsrichtung in unterschiedlichen Abständen voneinander angeordnet sind.

2. Bremsscheibe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnungen die Bremsscheibe in ihrer ganzen Dicke durchsetzen und in den auf entgegengesetzten Seiten vorgesehenen Reibflächen der Bremsscheibe münden.

3. Bremsscheibe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnungen von in Bezug auf die Bremsscheibe radial langgestreckter Schlitzen gebildet werden.

4. Bremsscheibe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnungen von kreisförmigen Löchern gebildet werden, die in radialen Reihen angeordnet sind.