DE102008056161A1

DE102008056161A1 - Innen belüftete Bremsscheibe

Info

Publication number: DE102008056161A1
Application number: DE200810056161
Authority: DE
Inventors: Wolfgang Pahle
Original assignee: Knorr Bremse Systeme fuer Nutzfahrzeuge GmbH; Knorr Bremse Systeme fuer Schienenfahrzeuge GmbH
Current assignee: Knorr Bremse Systeme fuer Nutzfahrzeuge GmbH; Knorr Bremse Systeme fuer Schienenfahrzeuge GmbH
Priority date: 2008-11-06
Filing date: 2008-11-06
Publication date: 2010-05-20

Abstract

Eine innen belüftete Bremsscheibe, mit zwei, einen radial offenen Scheibenkörper (1) darstellenden, unter Bildung von Lüftungskanälen (6) durch Verbindungsstege (5) miteinander verbundenen Reibringen (3, 4) und einem an einem der Reibringe (3) angeschlossenen, sich einseitig axial erstreckenden Hals (2), ist so ausgebildet, dass sich der Anschlussbereich (7) zwischen dem Hals (2) und dem angeschlossenen Reibring (3) zumindest bis zur radialen Mittelebene (M) des Scheibenkörpers (1) erstreckt.

Description

Die Erfindung betrifft eine innen belüftete Bremsscheibe nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Solche Bremsscheiben, die sowohl in Pkws wie auch in Nutzfahrzeugen Verwendung finden, werden üblicherweise aus einem hochgekohlten Grauguss hergestellt, wobei der Hals und der Scheibenkörper einstückig ausgebildet sind.
Durch den hohen Kohlenstoffgehalt wird eine hohe Wärmeleitfähigkeit erzielt, die zu einer raschen Wärmeverteilung der beim Bremsen an den Reibflächen der Reibringe entstehenden Reibungswärme beiträgt.
Um einer wärmebedingten Festigkeitsabnahme des Scheibenkörpers entgegenzuwirken, ist es bekannt, den Guss mit Molybdän zu legieren, wodurch die Warmfestigkeit erhöht wird.
Mit dieser Maßnahme sollen Hitzerisse als Folge lokaler Überhitzungen, sogenannter Hot-Spots, sowie Deformationen der Bremsscheibe, wie ein sogenanntes Schirmen oder eine Wellenverformung verhindert werden.
Prinzipiell dehnen sich bei einer Erwärmung der Bremsscheiben die Reibflächen aus, wobei diese Ausdehnung bei dem mit dem Hals verbundenen Reibring in radialer Richtung behindert wird, was zu einer in Richtung des Halses axialen Verformung im Sinne des genannten Schirmens führt.
Zur Vermeidung dieser Schirmung sind auch konstruktive Lösungen bekannt, beispielsweise aus der DE 199 29 390 A1 , in der vorgeschlagen ist, den Scheibenkörper auf den vorgefertigten Hals aufzugießen.
Aus der EP 1 623 133 A1 ist es bekannt, den halsseitigen Reibring insgesamt, zumindest jedoch partiell dicker als den anderen, über Verbindungsstege angeschlossenen Reibring auszubilden.
In der DE 10 2007 043 306 A1 ist dargestellt, das Schirmen durch eine Wanddickenveränderung des Halses in axialer Richtung zu reduzieren. Zusätzlich ist der angeschlossene Reibring dünner als der gegenüberliegende Reibring.
Allerdings sind alle bislang bekannten Maßnahmen, seien sie werkstofftechnischer oder konstruktiver Art, nicht geeignet, dem Problem des Schirmens so zu begegnen, dass ein optimierter Betrieb bzw. eine optimierte Standzeit der Bremsscheibe möglich wäre.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Bremsscheibe der gattungsgemäßen Art so weiterzuentwickeln, dass ihre Standzeit wesentlich erhöht wird, bei gleichzeitig einfacher und kostengünstiger Herstellung.
Diese Aufgabe wird durch eine Bremsscheibe mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
Durch diese Ausbildung der Bremsscheibe ist der Anschlussbereich besonders lang, wodurch eine sozusagen weiche Anbindung des Reibringes am Hals gegeben ist.
Bei einer im Wesentlichen gleichbleibenden Wanddicke des Halses bis zum Reibring hin, wie nach einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung vorgesehen, bildet sich eine sehr tiefe umlaufende Einbuchtung, durch die der Anbindungsbereich, im Schnitt gesehen, die Form eines Schwanenhalses beschreibt.
Dabei ist die Dicke des Anschlussbereiches so dimensioniert, dass die auftretenden Bremsmomente im geforderten Umfang übertragen werden können.
Nach einer bevorzugten Ausbildung der Erfindung erstreckt sich der Anschlussbereich über die radiale Mittelebene des Scheibenkörpers hinaus, wobei die Lüftungskanäle mit ihrer überwiegenden oder gänzlichen Tiefe, bezogen auf die Mittelebene, dem halsseitigen Reibring zugeordnet sind, mit Ausnahme der dem Anschlussbereich zugewandten Einlassöffnungen, die durch die Außenseite des Anschlussbereiches einseitig begrenzt sind, der die Fortsetzung der Laibung des Halses bildet.
Dadurch weisen die Lüftungskanäle keine ebenen Begrenzungsflächen auf, was hinsichtlich einer effektiven Kühlung besonders wirkungsvoll ist. Diese Wirkung wird noch dadurch erhöht, das die Lüftungskanäle sich im Querschnitt des Scheibenkörpers gesehen nach außen hin, also zum Außenumfang des Scheibenkörpers hin verbreitern.
Nach einem weiteren Gedanken der Erfindung ist vorgesehen, dass der halsseitige Reibring dünner ist als der andere, und sich dadurch weniger stark erhitzt als der halsseitige mit einer tendenziell geringeren Ausdehnung.
Dies führt dazu, dass beide Reibringe sich gleich stark ausdehnen, wodurch ein Verformen im Sinne des genannten Schirmens wirksam verhindert wird.
Naturgemäß ergibt sich aus der Vermeidung dieser Verformung, also der Beibehaltung planebener Reibflächen des Scheibenkörpers eine wesentliche Verbesserung des Betriebsverhaltens der Bremse ebenso wie eine bemerkenswerte Erhöhung der Standzeit. Insofern stellt die Erfindung vor allem in wirtschaftlicher, aber auch in sicherheitsrelevanter Hinsicht eine signifikante Verbesserung des Standes der Technik dar.
Weitere vorteilhafte Ausbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand der beigefügten Zeichnungen beschrieben.
Es zeigen:
1 eine erfindungsgemäße Bremsscheibe in einer perspektivischen Ansicht
2 einen Längsschnitt durch die Bremsscheibe.
In den 1 und 2 ist eine Bremsscheibe dargestellt, mit zwei einen Scheibenkörper 1 bildenden, durch Verbindungsstege 5 miteinander verbundenen Reibringen 3, 4 zwischen denen durch die Verbindungsstege 5 definierte Kühlkanäle 6 gebildet sind.
An einen ersten Reibring 3 ist ein sich einseitig axial erstreckender Hals 2 unter Bildung eines Anschlussbereiches 7 angeformt, mit dem die Bremsscheibe an einem Fahrzeugrad befestigbar ist.
Wie insbesondere in der 2 deutlich zu erkennen ist, erstreckt sich der Anschlussbereich 7 zwischen dem Hals 2 und dem angeschlossenen Reibring 3 über eine radiale Mittelebene M des Scheibenkörpers 1 hinaus. Dabei ist dieser Anschlussbereich 7 im Sinne eines Stülprohres ausgebildet und entspricht in seiner Dicke bis zum Reibring 3 hin etwa der Wanddicke des Halses 2, wobei sich eine umlaufende Ringnut 8 bildet.
Der halsseitige Reibring 3 ist in seiner Dicke kleiner als der gegenüberliegende Reibring 4, so dass sich eine in Bezug auf die Mittelebene M versetzte Lage der Lüftungskanäle 6 in Richtung des Halses 2 ergibt, deren Einlassöffnung 9, bezogen auf die Mittelachse M, von der dem Reibring 4 zugewandten Seite des Anschluss bereiches 7 begrenzt ist, so dass sich die Lüftungskanäle 6 zunächst in Richtung des halsseitigen Reibringes 3 erstrecken, bis sie in einen etwa radialen Verlauf übergehen, wobei sie sich nach außen hin erweitern.
In an sich bekannter Weise können die Verbindungsstege 5 im Sinne von Rippen mit einem länglichen Querschnitt oder mit einem runden oder polygonen Querschnitt gestaltet sein.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

- DE 19929390 A1 [0007]
- EP 1623133 A1 [0008]
- DE 102007043306 A1 [0009]

Claims

Innen belüftete Bremsscheibe, mit zwei, einen radial offenen Scheibenkörper (1) darstellenden, unter Bildung von Lüftungskanälen (6) durch Verbindungsstege (5) miteinander verbundenen Reibringen (3, 4) und einem an einem der Reibringe (3) angeschlossenen, sich einseitig axial erstreckenden Hals (2), dadurch gekennzeichnet, dass sich der Anschlussbereich (7) zwischen dem Hals (2) und dem angeschlossenen Reibring (3) zumindest bis zur radialen Mittelebene (M) des Scheibenkörpers (1) erstreckt.
Innen belüfte Bremsscheibe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sich der Anschlussbereich (7) über die Mittelebene (M) hinaus erstreckt.
Innen belüfte Bremsscheibe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Anschlussbereich (7) bis zum Reibring (3) in seiner Dicke etwa der Wanddicke des Halses (2) entspricht.
Innen belüfte Bremsscheibe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die dem halsseitigen Reibring (3) abgewandte Außenfläche des Anschlussbereiches (7) eine einseitige Begrenzung für Einlassöffnungen (9) der Lüftungskanäle (6) bildet.
Innen belüfte Bremsscheibe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der halsseitige Reibring (3) in seiner Dicke kleiner ist als der andere Reibring (4).
Innen belüfte Bremsscheibe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Anschlussbereich (7), ausgehend von der axialen Erstreckung des Halses (2) hin zum angeschlossenen Reibring (3) schwanenhalsförmig verläuft.