-
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
-
1. Technisches Gebiet
-
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Bremsscheibe für ein Fahrzeug, und genauer eine Bremsscheibe für ein Fahrzeug, welche die Kraftstoffeffizient durch das Verbessern einer Befestigungsstruktur zwischen einem Bremstopf und einem Bremsring steigern kann, um das Gewicht der Bremsscheibe zu verringern, ohne dabei die Leistungsfähigkeit der Bremsscheibe zu verringern.
-
2. Beschreibung des Standes der Technik
-
Im Allgemeinen entwickeln Automobilhersteller auf der ganzen Welt aufgrund der Verknappung von Energie aus Erdöl und dem Klimawandel Technologien für das Verbessern der Kraftstoffeffizienz. Unter den Technologien für das Verbessern der Kraftstoffeffizienz gibt es eine Technologie des Verringerns des Gewichts von einem Fahrzeug, ohne dabei die Leistungsfähigkeit herabzusetzen. Besonders, da die Technologie beim Steigern der Kraftstoffeffizienz zum Verringern desjenigen Gewichts wirkungsvoll ist, welches direkt mit einer Antriebskraft eines Rades verbunden ist, wurde Forschung und Entwicklung für die in Beziehung dazu stehenden Technologien durchgeführt.
-
1 zeigt eine Bremsscheibe in Übereinstimmung mit dem Stand der Technik. Wie in 1 dargestellt, ist die Bremsscheibe in Übereinstimmung mit dem Stand der Technik dazu eingerichtet, um einen Bremstopf 1, welcher an einer Nabe montiert ist, und eine scheibenförmige Scheibe 2 aufzuweisen, in welcher die Reibung während des Bremsens erzeugt wird.
-
In der wie oben stehend beschriebenen Bremsscheibe sind sowohl der Bremstopf 1 als auch die Scheibe 2 aus grauem Gusseisen gemacht, ein Material, welches ausgezeichnete Bremseigenschaften besitzt, wie zum Beispiel eine hohe Dämpfung der Schwingungen, Dämpfungseigenschaft, Eigenschaft der Wärmeabstrahlung, Schmierfunktion und dergleichen, aufgrund einer Struktur aus Lamellengraphit. Das graue Gusseisen besitzt eine spezifische Dichte von ungefähr 7,2 g/cm3 und ist schwer, und verringert auf diese Weise die Kraftstoffeffizienz.
-
Die als der Stand der Technik beschriebenen Merkmale wurden lediglich für das Unterstützen des Verständnis für den Hintergrund der vorliegenden Erfindung zur Verfügung gestellt, und sollten nicht als entsprechend zu dem bisherigen Stand der Technik betrachtet werden, welcher dem Fachmann bekannt ist.
-
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
-
Die vorliegende Erfindung stellt eine Bremsscheibe für ein Fahrzeug zur Verfügung, welche die Kraftstoffeffizienz durch das Verbessern einer Befestigungsstruktur zwischen einem Bremstopf und einem Bremsring (Scheibe oder Rotor) steigern kann, um das Gewicht der Bremsscheibe zu verringern, ohne dabei die Leistungsfähigkeit der Bremsscheibe zu verringern.
-
In Übereinstimmung mit einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung weist eine Bremsscheibe für ein Fahrzeug auf: einen Bremstopf, welcher an einer Achse von einem Rad montiert ist, und weist Montageöffnungen auf, welche in einer radialen Richtung entlang eines umlaufenden Randes ausgebildet sind; einen Bremsring, welcher eine Form aufweist, welche einen äußeren Bereich von dem Bremstopf einschließt, und gleiten lassende Bohrungen aufweist, welche in der radialen Richtung an Positionen entsprechend zu den Montageöffnungen entlang des umlaufenden Randes ausgebildet sind; und Schiebestifte, wobei jeder einen Endbereich aufweist, welcher in der Montageöffnung montiert ist, und der andere Endbereich ist in der gleiten lassenden Bohrung eingepasst, wobei die Schiebestifte innerhalb der gleiten lassenden Bohrung in der radialen Richtung gleiten.
-
Ein Erweiterungsabschnitt kann auf einer Umfangsoberfläche von dem Bremstopf ausgebildet sein, um in einer axialen Richtung gebogen zu sein, und die Montageöffnung kann in dem Erweiterungsabschnitt ausgebildet sein, ein Passelement kann im Zentrum von einem Endbereich von dem Schiebestift ausgebildet sein, und kann in einer Seite des Endbereichs von der Montageöffnung eingepasst sein, ein Stufenabschnitt kann an einer äußeren Umfangsoberfläche von dem Passelement ausgebildet sein und kann von dem Erweiterungsabschnitt gelagert werden, welcher auf einer Umfangsoberfläche von der Montageöffnung positioniert ist, und ein Bolzen kann mit der anderen Seite des Endbereichs von der Montageöffnung verbolzt sein, basierend auf dem Passelement, um den Schiebestift mit dem Erweiterungsabschnitt zu koppeln. Der Bremstopf kann eine Vielzahl von vorstehenden Teilen aufweisen, welche sich von den Kanten von dem Bremstopf in einer halb-trapezförmigen Form erstrecken, an welchen die Montageöffnungen ausgebildet sind. Des Weiteren können die Öffnungen einen ausgenommenen Abschnitt an einer inneren Oberfläche/Rand von dem Bremstopf aufweisen, an jedem vorstehenden Teil.
-
Der andere Endbereich von dem Schiebestift kann eine Form entsprechend zu der gleiten lassenden Bohrung aufweisen, und der andere Endbereich von dem Schiebestift kann dieselbe Querschnittsfläche in einer Längsrichtung wie die gleiten lassende Bohrung aufweisen.
-
Wenn der andere Endbereich von dem Schiebestift in die gleiten lassende Bohrung eingeführt wird, dann kann lediglich ein Abschnitt von dem anderen Endbereich von dem Schiebestift in die gleiten lassende Bohrung eingeführt werden, und ein innerer Abschnitt von der gleiten lassenden Bohrung kann eine geringfügige Länge aufweisen, in welche der Schiebestift nicht hineinkommt, wobei die geringfügige Länge länger als eine verbleibende Länge von dem anderen Endbereich von dem Schiebestift ist, welcher nicht in die gleiten lassende Bohrung eingeführt wird.
-
Darüber hinaus kann ein Schmierfett für die Wärmeabstrahlung auf die gleiten lassende Bohrung angewandt werden. Es kann eine gerade Anzahl von Schiebestiften an einem gleichmäßig unterteilten Winkel entlang der Umfangsoberfläche/Rand von dem Bremstopf eingebaut sein, welcher aus einem leichtgewichtigen thermischen Leiter gemacht sein kann.
-
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
-
1 ist eine beispielhafte Ansicht, welche eine Bremsscheibe für ein Fahrzeug in Übereinstimmung mit dem Stand der Technik zeigt;
-
2 ist eine beispielhafte Ansicht, welche einen zusammengebauten Bremstopf und einen Bremsring in Übereinstimmung mit der beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
-
3 ist eine beispielhafte Ansicht, welche den Bremstopf und den Bremsring vor dem Zusammenbau in Übereinstimmung mit der beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
-
4 ist eine beispielhafte Querschnittsansicht entlang der in 2 dargestellten Linie A-A in Übereinstimmung mit der beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung; und
-
5 ist eine beispielhafte Ansicht von einem befestigten Zustand von einem Schiebestift in Übereinstimmung mit der beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
-
BESCHREIBUNG VON BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
-
Es versteht sich, dass der Ausdruck ”Fahrzeug” oder „Fahrzeug ...” oder andere ähnliche Ausdrücke, wie sie hierin verwendet werden, Kraftfahrzeuge im Allgemeinen mit einschließt, wie zum Beispiel Personenkraftwagen einschließlich allradangetriebene Offroader (SUV), Busse, Lastwagen, unterschiedliche Nutzfahrzeuge, Wasserfahrzeuge einschließlich eine Vielzahl von Booten und Schiffen, Flugzeuge und dergleichen, und dieser schließt Hybridfahrzeuge, Elektrofahrzeuge, Plug-in Hybrid Elektrofahrzeuge, wasserstoffangetriebene Fahrzeuge und andere Fahrzeuge mit alternativem Kraftstoff (zum Beispiel Kraftstoffe, die aus Ressourcen mit Ausnahme von Erdöl erzeugt wurden) ein.
-
Die hierin verwendete Terminologie dient lediglich zum Zwecke des Beschreiben von bestimmten Ausführungsformen und soll die Erfindung nicht beschränken. Wie hierin verwendet, sollen die Singularformen ”ein”, ”eine” und ”der, die, das” ebenfalls die Pluralformen umfassen, es sei denn, dass der Kontext ganz klar etwas anderes anzeigt. Es versteht sich zudem, dass die Ausdrücke ”aufweist” und/oder ”aufweisend”, wenn in dieser Patentschrift verwendet, das Vorhandensein der angegebenen Merkmale, ganzen Zahlen, Schritten, Vorgängen, Elemente, und/oder Komponenten spezifiziert, aber das Vorhandensein oder das Hinzufügen von einem oder mehreren Merkmalen, ganzen Zahlen, Schritten, Vorgängen, Komponenten, und/oder von deren Gruppen nicht ausschließt. Wie hierin verwendet, umfasst der Ausdruck ”und/oder” beliebige und alle Kombinationen von einem oder mehreren der damit verknüpften aufgelisteten Begriffe.
-
Falls nicht besonders angegeben oder aus dem Kontext offensichtlich, wird der Ausdruck ”ungefähr”, wie hierin verwendet, als innerhalb eines Bereichs der normalen Toleranz in dem Stand der Technik verstanden, zum Beispiel innerhalb von 2 Standardabweichungen des Mittelwerts. ”Ungefähr” kann verstanden werden als innerhalb von 10%, 9%, 8%, 7%, 6%, 5%, 4%, 3%, 2%, 1%, 0,5%, 0,1%, 0,05%, oder 0,01% des angegebenen Wertes. Falls nicht auf andere Weise klar aus dem Kontext erkennbar, werden alle hierin bereitgestellten numerischen Werte von dem Ausdruck ”ungefähr” modifiziert.
-
Eine beispielhafte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird in allen Einzelheiten mit Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben werden.
-
Eine Bremsscheibe für ein Fahrzeug in Übereinstimmung mit einer in 2 bis 5 dargestellten beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann einen Bremstopf 10, einen Bremsring (Scheibe oder Rotor) 20 und eine Vielzahl von Schiebestiften 30 aufweisen.
-
Genauer kann die Bremsscheibe für ein Fahrzeug in Übereinstimmung mit der beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung einen Bremstopf 10 aufweisen, welcher an einer Achse 15 von einem Rad montiert ist, und Montageöffnungen 12 aufweisen, welche in einer radialen Richtung entlang eines umlaufenden Randes ausgebildet sind, wobei der Bremsring 20 eine Form aufweist, welche einen äußeren Bereich von dem Bremstopf 10 einschließt und gleiten lassende Öffnungen 22 aufweist, welche in der radialen Richtung an Positionen entsprechend zu den Montageöffnungen 12 entlang des umlaufenden Randes/Oberfläche ausgebildet sind, und die Schiebestifte 30 jeweils einen Endbereich aufweisen, welcher in der Montageöffnung 12 montiert ist, und der andere Endbereich in die gleiten lassende Bohrung 22 eingepasst ist, und derart montiert ist, um innerhalb der gleiten lassenden Bohrung 22 in der radialen Richtung gleitend zu sein. Der Bremstopf 10 kann eine Vielzahl von vorstehenden Teilen aufweisen, welche sich von den Kanten von dem Bremstopf 10 in einer semi-trapezförmigen Form erstrecken, an welchen die Montageöffnungen 12 ausgebildet sind. Des Weiteren können die Öffnungen 12 einen ausgenommenen Abschnitt an einer inneren Oberfläche/Rand von dem Bremstopf 10 aufweisen, an jedem vorstehenden Teil.
-
2 ist eine beispielhafte Ansicht, welche einen zusammengebauten Bremstopf 10 und einen Bremsring 20 zeigt; und 3 ist eine beispielhafte Ansicht, welche den Bremstopf 10 und den Bremsring 20 vor dem Zusammenbauen zeigt.
-
Bezugnehmend auf 2 und 3, kann der Bremstopf 10, welcher eine Mitte aufweist, welche an der Achse 15 von dem Rad an einer Nabe montiert ist, eine Vielzahl von Montageöffnungen 12 aufweisen, welche radial entlang einer äußeren Umfangsoberfläche/Rand ausgebildet sind.
-
Die Montageöffnungen 12 können in der radialen Richtung von dem Bremstopf 10 ausgebildet sein, um die Vielzahl von Schiebestiften 30 mit den Montageöffnungen 12 in der radialen Richtung zu verbinden. Zusätzlich dazu können die Montageöffnungen 12 und gleiten lassende Bohrungen 22, welche unterhalb beschrieben werden sollen, auf einem konzentrischen Kreis ausgebildet sein. Der Bremstopf 10 kann aus einem leichtgewichtigen thermischen Leiter, wie zum Beispiel Aluminium, gemacht sein. Deshalb kann das Gewicht von dem Bremstopf 10 verringert werden, was auf diese Weise die Kraftstoffeffizienz steigert.
-
Der Bremsring 20, welcher mit dem Bremstopf 10 zusammengebaut wird, kann eine Reibungsoberfläche 21 aufweisen, welche entlang einer äußeren Umfangsoberfläche von selbigem ausgebildet ist. Der Bremsring 20 kann eine Scheibenform besitzen und hergestellt sein und gegossen sein durch das Gießen von grauem Gusseisen. Zusätzlich dazu kann der Bremsring 20 ein fester Bremsring sein, einschließlich einer einzigen Scheibe, oder kann ein belüfteter Bremsring sein, welcher eine Vielzahl von Rippen aufweist, welche zwischen zwei Scheiben verbunden sind. Die Kühlleistung kann durch die Verwendung von dem belüfteten Bremsring 20 gesteigert sein.
-
Zudem kann eine Vielzahl von gleiten lassenden Bohrungen 22 an Positionen entsprechend zu den Montageöffnungen 12 entlang eines inneren Umfangs von der Reibungsoberfläche 21 ausgebildet sein, und kann an im Wesentlichen gleichmäßigen Abständen entlang des inneren Umfangs von dem Bremsring 20 beabstandet sein. Die gleiten lassende Bohrung 22 kann in der radialen Richtung von dem Bremsring 20 ausgebildet sein, um eine Bewegung von dem Schiebestift 30 innerhalb der gleiten lassenden Bohrung 22 in der radialen Richtung von dem Bremsring 20 zuzulassen. Insbesondere kann die gleiten lassende Bohrung 22 einen inneren Durchmesser entsprechend zu einem äußeren Durchmesser von dem anderen Endbereich von dem Schiebestift 30 aufweisen, um den Schiebestift 30 entlang der gleiten lassenden Bohrung 22 zu führen und zu bewegen.
-
Der Schiebestift 30 kann einen Endbereich aufweisen, welcher in die Montageöffnung 12 eingepasst ist, und der andere Endbereich ist in die gleiten lassende Bohrung 22 eingepasst. Zudem kann die gleiten lassende Bohrung 22 in der radialen Richtung von dem Bremsring 20 ausgebildet sein, um den anderen Endbereich von dem Schiebestift 30 innerhalb der gleiten lassenden Bohrung 22 in der radialen Richtung gleiten zu lassen, wie oben stehend beschrieben.
-
Mit anderen Worten, während das Fahrzeug bremst, wird in dem Bremsring 20 eine große Wärme erzeugt, und der Bremsring 20 kann an dem Schiebestift 30 befestigt sein, wodurch sich Spannungen in Übereinstimmung mit der thermischen Ausdehnung von dem Bremsring 20 an dem Schiebestift 30 konzentrieren. Deshalb kann der Schiebestift 30 dazu eingebaut sein, um sich in der gleiten lassenden Bohrung 22 zu bewegen, welche in dem Bremsring 20 in der radialen Richtung ausgebildet ist.
-
4 ist eine beispielhafte Querschnittsansicht entlang der in 2 dargestellten Linie A-A; und 5 ist eine beispielhafte Ansicht von einem befestigten Zustand von einem Schiebestift 30 in Übereinstimmung mit der beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
-
Eine verbundene Struktur von dem Schiebestift 30 wird mit Bezugnahme auf 4 und 5 beschrieben werden. Ein Erweiterungsabschnitt 11 kann auf einem Umfang von dem Bremstopf 10 dazu ausgebildet sein, um in einer axialen Richtung gebogen zu sein, und die Montageöffnung 12 kann in dem Erweiterungsabschnitt 11 ausgebildet sein, ein Passelement 32 kann in der Mitte von einem Endbereich von dem Schiebestift 30 ausgebildet sein und kann in eine Seite von dem Endbereich von der Montageöffnung 12 eingepasst sein, ein Stufenabschnitt 34 kann auf einer äußeren Umfangsoberfläche von dem Passelement 32 ausgebildet sein und kann von dem Erweiterungsabschnitt 11 gelagert sein, welcher an einem Umfang von der Montageöffnung 12 positioniert ist, und ein Bolzen B ist mit der anderen Seite des Endbereichs von der Montageöffnung 12 verbolzt, basierend auf dem Passelement 32, um den Schiebestift 30 mit dem Erweiterungsabschnitt 11 zu verbinden.
-
Mit anderen Worten kann der Erweiterungsabschnitt 11 dazu ausgebildet sein, um entlang einer Kante von dem Bremstopf 10 gebogen zu sein, und die Montageöffnung 12 kann in dem Erweiterungsabschnitt 11 in der radialen Richtung von dem Bremstopf 10 ausgebildet sein. Deshalb kann das Passelement 32, welches an einem Endbereich von dem Schiebestift 30 ausgebildet ist, in die Montageöffnung 12 eingepasst werden, und der Bolzen B kann mit der Mitte von dem Passelement 32 verbolzt sein, so kann ein Endbereich von dem Schiebestift 30 mit dem Bremstopf 10 befestigt werden. Als ein Ergebnis kann der Schiebestift 30 an dem Bremsring 20 in der radialen Richtung von dem Bremsring 20 befestigt sein.
-
Zusätzlich dazu, wie in 4 und 5 dargestellt, kann der andere Endbereich von dem Schiebestift 30 eine Form entsprechend zu der gleiten lassenden Bohrung 22 aufweisen, und der andere Endbereich von dem Schiebestift 30 und die gleiten lassende Bohrung 22 können in einer Längsrichtung dieselbe Querschnittsfläche aufweisen. Mit anderen Worten kann eine Querschnittsfläche von einem inneren Durchmesser von der gleiten lassenden Bohrung 22 in der Längsrichtung ausgebildet sein, und eine Querschnittsfläche von einem äußeren Durchmesser von dem anderen Endbereich von dem Schiebestift 30, welcher in die gleiten lassende Bohrung 22 eingepasst wird, kann in der Längsrichtung derart ausgebildet sein, um es dem anderen Endbereich von dem Schiebestift 30 zu erlauben, innerhalb der gleiten lassenden Bohrung 22 zu gleiten.
-
Darüber hinaus kann der andere Endbereich von dem Schiebestift 30 ausgebildet sein, damit er einen Toleranzbereich von ungefähr 0,005 bis 0,03 mm aufweist, und ein Endbereich von dem Schiebestift 30 kann dazu ausgebildet sein, damit er einen Toleranzbereich von ungefähr 0,005 bis 0,03 mm aufweist, wodurch eine Spielpassung zur Verfügung gestellt wird.
-
Zusätzlich dazu, wenn der andere Endbereich von dem Schiebestift 30 in die gleiten lassende Bohrung 22 eingeführt wird, dann kann lediglich ein Abschnitt von dem anderen Endbereich von dem Schiebestift 30 in die gleiten lassende Bohrung 22 eingeführt werden, und ein innerer Abschnitt von der gleiten lassenden Bohrung 22 weist eine geringfügige Länge L2 auf, in welche der Schiebestift 30 nicht hineinkommt, wobei die geringfügige Länge L2 länger als eine verbleibende Länge L1 von dem anderen Endbereich von dem Schiebestift 30 sein kann, welcher nicht in die gleiten lassende Bohrung 22 eingeführt wird.
-
Mit anderen Worten, da der Schiebestift 30 in die gleiten lassende Bohrung während der thermischen Ausdehnung von dem Bremsring 20 während das Fahrzeug bremst geschoben werden kann, kann ein geringfügiger Raum in der gleiten lassenden Bohrung 22 zur Verfügung gestellt werden, und verhindert auf diese Weise eine Konzentration der Spannungen aufgrund des Kontakts zwischen einem Endbereich von dem Schiebestift 30 und einem inneren Bereichsende von der gleiten lassenden Bohrung 22, wenn der Schiebestift 30 innerhalb der gleiten lassenden Bohrung 22 bewegt wird.
-
Zusätzlich dazu kann ein Schmierstoff für die Wärmabstrahlung auf die gleiten lassende Bohrung 22 angewandt werden, um die in dem Bremsring 20 erzeugte Wärme schnell zu dem Bremstopf 10 zu übertragen, welcher eine hohe thermische Leitfähigkeit besitzt, um eine Temperatur von dem Bremsring 20 abzusenken.
-
Bezugnehmend auf 5, kann eine gerade Anzahl von Schiebestiften 30 an einem gleichmäßig unterteilten Winkel entlang des Umfangs von dem Bremstopf 10 (zum Beispiel ein Rand) eingebaut sein. Mit anderen Worten kann die gerade Anzahl von Schiebestiften 30 (zum Beispiel zehn Schiebestifte, zwölf Schiebestifte, vierzehn Schiebestifte, sechszehn Schiebestifte oder dergleichen) in im Wesentlichen gleichen Abständen entlang der Umfangsoberfläche/Rand von dem Bremstopf 10 eingebaut sein. Die gerade Anzahl von Schiebestiften 30 kann derart angeordnet sein, um eine strukturelle Symmetrie entlang der Umfangsoberfläche zur Verfügung zu stellen, und stellt auf diese Weise ein Bremsmoment und die Widerstandsfähigkeit gegen Schwingungen der Fahrbahn sicher.
-
In Übereinstimmung mit der wie oben stehend beschriebenen beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist der Bremstopf aus einem leichtgewichtigen Material gemacht, und der leichtgewichtige Bremstopf und der Bremsring werden unter Verwendung einer Struktur mit einer Gleitbewegung durch den Schiebestift zusammengebaut, um das Gewicht von der Bremsscheibe zu verringern, was es auf diese Weise möglich macht, die Kraftstoffeffizienz zu steigern.
-
Unterdessen, obwohl bestimmte Beispiele der vorliegenden Erfindung in allen Einzelheiten oberhalb beschrieben wurden, ist es für den Fachmann offensichtlich, dass unterschiedliche Modifikationen und Veränderungen vorgenommen werden können, ohne dabei von dem Erfindungsgedanken und dem Schutzumfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen. Zusätzlich dazu ist es offensichtlich, dass diese Modifikationen und Veränderungen innerhalb der nachfolgenden Patentansprüche sind.
