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Die
Erfindung betrifft eine Scheibenbremse für einen Kraftwagen
mit einer Bremsscheibe mit wenigstens einem Reibring.
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Derartige
Scheibenbremsen sind dem Stand der Technik als allgemein zu entnehmen.
Im Bremsbetrieb tritt der Reibring dabei in tribologische Interaktion
mit den Bremsbelägen von Bremsbacken der Scheibenbremse,
so dass kinetische Energie des Fahrzeugs durch die Reibung der Bremsbeläge
am Reibring in thermische Energie umgewandelt und dissipiert wird.
Durch Toleranzen der Oberfläche sowohl der Reibringe als
auch der Bremsbeläge kommt es dabei oftmals zu störenden
Geräuschen und Eigenschwingungen der Bremsscheibe. Verstärkt
wird dieser Effekt noch durch ungleichmäßige thermische Ausdehnung
der Bremsscheibe im Bremsbetrieb, was zum so genannten Heißrubbeln
der Bremse führt. Verstärkt werden diese Effekte
durch das Eigenschwingungsverhalten der üblicherweise kreisrunden
Reibringe.
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Es
ist bekannt, eine Gewichtsverteilung in Umfangsrichtung der Bremsscheiben
ungleichmäßig zu gestalten, um so das Eigenschwingungsverhalten der
Bremsscheibe zu verbessern. Eine derartige Bremsscheibe ist beispielsweise
in der
DE 31 07 025 A1 offenbart.
Hierbei sind zwischen zwei Reibringen der Bremsscheibe Kühlkanäle
vorgesehen, welche durch Kühlrippen gebildet werden. Eine
ungleichmäßige Gewichtsverteilung wird hierbei
durch unterschiedliche Gestaltung der Kühlrippen in Umfangsrichtung
realisiert.
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Es
hat sich jedoch herausgestellt, dass auch derartige Maßnahmen
oftmals nicht genügen, um das Schwingungsverhalten der
Bremsscheibe hinreichend zu optimieren.
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Der
vorliegenden Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, eine Scheibenbremse
der eingangs genannten Art so weiter zu entwickeln, dass Vibrationen,
Eigenschwingungen und Bremsenquietschen weiter reduziert werden.
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Diese
Aufgabe wird durch eine Scheibenbremse mit den Merkmalen des Patentanspruchs
1 gelöst. Erfindungsgemäß ist dabei vorgesehen,
dass der wenigstens eine Reibring der Bremsscheibe für die
Scheibenbremse eine unrunde Umfangskontur aufweist. Überraschender
Weise hat sich gezeigt, dass das beste Eigenschwingungsverhalten
bei komplett viereckig geformten Reibringen auftritt.
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Aufgrund
der Sichtbarkeit der Reibringe durch die Felge ist eine solche Gestaltung
der Reibringe jedoch auch aus ästhetischen Gründen
nicht erwünscht. Weiterhin ist zu beachten, dass bei komplett
viereckigen Reibringen ein sehr hoher Bauraumbedarf besteht, da
die Bremssättel der Scheibenbremse den Reibring so umgreifen
müssen, dass die Bremsbeläge innerhalb des Inkreises
der viereckigen Kontur der Bremsscheibe in Anlage kommen. Die erfindungsgemäß vorgesehene
Unrundkontur des Umfanges des Reibringes kann daher bevorzugt durch
Abflachungen ausgehend von einer kreisrunden Form erzielt werden.
Damit wird vorteilhafter Weise kein erhöhter Bauraumbedarf
geschaffen und die gewohnte Anmutung der Bremsscheibe bleibt erhalten.
Gleichzeitig verbessert sich das Eigenschwingungsverhalten der Bremsscheibe
ganz wesentlich.
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In
einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Scheibenbremse
weist die Bremsscheibe einen radseitigen und einen achsseitigen
Reibring auf, wobei der radseitige Reibring eine Runde und der achsseitige
Reibring eine unrunde Umfangskontur aufweist. Damit wird ein optimaler
Kompromiss zwischen Bauraumbedarf, optischer Anmutung und Eigenschwingungsverhalten
geschaffen. Durch die runde Umfangskontur des radseitigen Reibrings bleibt
die optische Anmutung durch die Felge hindurch bei der für
den Kunden gewohnten runden Form der Bremsscheibe, während
der von außen nicht sichtbare achsseitige Reibring eine
auf verbessertes Eigenschwingungsverhalten hin ausgelegte unrunde
Umfangskontur aufweist.
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In
weiterer Ausgestaltung der Erfindung sind zwischen dem radseitigen
und dem achsseitigen Reibring Belüftungskanäle
vorgesehen. Durch derartige Belüftungskanäle wird
eine so genannte innenbelüftete Bremsscheibe geschaffen,
wobei im Bremsbetrieb die Belüftungskanäle durchströmende
Luft anfallende Wärme abführen kann und so das
thermische Verhalten der Bremsscheibe verbessert. Um das Eigenschwingungsverhalten
der Bremsscheibe weiter zu optimieren sind die Belüftungskanäle
in radialer und/oder in Umfangsrichtung asymmetrisch angeordnet.
Durch die geeignete Anordnung der Kühlkanäle können
dabei sowohl hochfrequente Eigenschwingungen, wie sie beim Bremsenquietschen auftreten,
als auch niederfrequente Eigenschwingungen, wie sie beim Kalt- oder
Heißrubbeln der Bremse auftreten, unterdrückt
werden.
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Eine
weitere Möglichkeit, dass Schwingungsverhalten der Scheibenbremse
zu verbessern, ist, eine Asymmetrie bezüglich der Bremsbacken
der Scheibenbremse einzuführen. Zum einen ist es möglich,
einen Bremsbelag einer ersten Bremsbacke mit einer unterschiedlichen
Geometrie zu versehen, als einen Bremsbelag einer zweiten Bremsbacke.
Auch so wird der Aufbau von Schwingungen reduziert. Alternativ oder
auch zusätzlich ist es möglich, die beiden Bremsbacken
der Scheibenbremse so anzuordnen, dass sie bezüglich der
Achse der Bremsscheibe einen axialen Versatz gegeneinander aufweisen.
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Im
Folgenden soll die Erfindung und ihre Ausführungsformen
anhand der Zeichnung näher erläutert werden. Hierbei
zeigen:
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1 eine
schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels einer
Bremsscheibe für eine erfindungsgemäße
Scheibenbremse von der Achsseite her gesehen und
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2 eine
schematische Ansicht des Verlaufs der Kühlkanäle
in einer Bremsscheibe für ein Ausführungsbeispiel
einer erfindungsgemäßen Scheibenbremse.
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Eine
im Ganzen mit 10 bezeichnete Bremsscheibe für
ein Ausführungsbeispiel einer nicht ganz dargestellten
Scheibenbremse ist als innenbelüftete Bremsscheibe 10 mit
einem radseitigen Reibring 12 und einem achsseitigen Reibring 14 ausgeführt.
Zwischen den Reibringen sind Verbindungsstege 16 vorgesehen,
die die beiden Reibringe 12, 14 beabstandet zueinander
halten, so dass sich zwischen den Verbindungsstegen 16 untereinander
beziehungsweise zwischen den Verbindungsstegen 16 und weiteren
Verbindungsnoppen 18 Luftkanäle 20 ausbilden,
durch die im Bremsbetrieb Umgebungsluft strömen kann, um
so die anfallende Reibungswärme abzuführen. Die
Reibringe 12 und 14 werden gemeinsam von einem
Bremsscheibentopf 22 gehalten und sind über in
diesem angeordnete Durchgangsöffnungen 24 an einer
Radnabe befestigbar.
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Um
das Eigenschwingungsverhalten der Bremsscheibe 10 zu verbessern,
ist der achsseitige Reibring 14 im Gegensatz zum radseitigen
Reibring 12 nicht kreisrund ausgeführt, sondern
weicht stellenweise von einer kreisrunden Umfangskontur ab. Insbesondere
sind hierbei Aussparungen 26 vorgesehen, in denen die Außenkontur
des achsseitigen Reibrings in Richtung auf die Rotationssymmetrieachse 28 der
Bremsscheibe 10 zurückgenommen ist. Hierdurch
werden sowohl hochfrequente Schwingungen, wie sie beim Bremsenquietschen
auftreten, als auch niederfrequente Schwingungen, wie sie beim Bremsenrubbeln
auftreten, reduziert, wodurch sich der Komfort für die
Fahrzeuginsassen erhöht.
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Eine
weitere Verbesserung des Schwingungsverhaltens ergibt sich durch
die in 2 dargestellte asymmetrische Anordnung der Stege 16 und Abstandsnoppen 18 zwischen
den Reibringen 12 und 14. Anordnung und Form der
Stege 16 und Abstandsnoppen kann dabei asymmetrisch sowohl
in Umfangsrichtung als auch in radialer Richtung als auch in radialer
Richtung der Bremsscheibe 10 erfolgen. Durch die in 2 zu
erkennende komplexe Formgebung der Stege 16 kann das Schwingungsverhalten
der Bremsscheibe 10 dabei optimal an die zu erwartenden
Anregungen angepasst werden. Es ist dabei möglich, die
Abstandsstege 16 gerade oder gekrümmt auszuführen,
wobei die Krümmungen auch nur partiell auftreten können
und nicht konstante Radien aufweisen können. Zusätzlich
ist es möglich, die Innenseite der Kühlkanäle 20 mit
einer Wellenkontur zu versehen, was in 2 allerdings
nicht dargestellt ist. Durch ungleichmäßige Dicke
der Stege 16 kann dabei ein eventuell auftretender Verlust an
Wärmespeichervermögen kompensiert werden.
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Auch
weitere, in den Figuren nicht dargestellte Komponenten der Scheibenbremse
können zur Verbesserung des Schwingungsverhaltens beitragen.
Insbesondere ist es vorteilhaft, die Bremsbacken der Scheibenbremse
so zu gestalten, dass der im Bremsbetrieb am Reibring 12 anliegende
Bremsbelag eine andere Geometrie aufweiset als der am Reibring 14 anliegende
Bremsbelag. Um dennoch ein optimales Bremsverhalten zu gewährleisten
sollten jedoch die jeweiligen Anpressflächen der Bremsbeläge
gleich sein, so dass auf den Reibflächen der Reibringe 12 und 14 die
gleiche Flächenpressung erzielt wird. Auch ein axialer
Versatz der Bremsbeläge gegeneinander kann zur Verbesserung
des Schwingungsverhaltens beitragen.
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- 10
- Bremsscheibe
- 12
- Radseitiger
Reibring
- 14
- Achsseitiger
Reibring
- 16
- Verbindungssteg
- 18
- Verbindungsnoppen
- 20
- Luftkanal
- 22
- Bremsscheibentopf
- 24
- Durchgangsöffnung
- 26
- Aussparung
- 28
- Rotationssymmetrieachse
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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