DE102015213331A1

DE102015213331A1 - Teilbelag-Scheibenbremse, insbesondere für ein Fahrzeug

Info

Publication number: DE102015213331A1
Application number: DE102015213331.1A
Authority: DE
Inventors: Baldur Allert; Philipp Buck; Arne Dornheim; Michael Faulwasser; Holger Mauch; Clement Huon; Jan Westphalen; Hans-Joerg Kolbinger; Rasmus Leicht; Wolfgang Lindenmüller
Original assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Current assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Priority date: 2015-07-16
Filing date: 2015-07-16
Publication date: 2017-01-19

Abstract

Nach der Erfindung ist eine Teilbelag-Scheibenbremse für ein Kraftfahrzeug, mit einer Bremsscheibe mit axial gerichteten Durchbrechungen, die so platziert sind, dass die Bremsscheibe in einem bestimmten radialen Bereich über einen gesamten Kreisring ohne Durchbrechung massiv ist und mit Reibbelägen, deren Umfangsrand in Umfangsrichtung der Bremsscheibe gerundet oder gepfeilt ist, dadurch gekennzeichnet, dass zwei in Umfangsrichtung der Bremsscheibe am weitesten voneinander entfernte Punkte des Umfangsrands eines Reibbelags, in radialer Richtung der Bremsscheibe gesehen, auf Höhe des bestimmten radialen Bereichs liegen.

Description

Die Erfindung betrifft eine Teilbelag-Scheibenbremse, insbesondere als Fahrzeugbremse, nach dem Oberbegriff des ersten Anspruchs.
Bremsscheiben mit Perforationsbohrungen in den zylinderringförmigen Reibflächen sind bekannt. Im Fall von massiven Bremsscheiben erstrecken sich die Bohrungen üblicherweise durch die gesamte Scheibendicke, im Fall von innenbelüfteten Bremsscheiben können sie auch lediglich von der Reibfläche bis zum inneren Hohlraum reichen. Vorteile dieser Perforationsbohrungen sind eine verbesserte Kühlung und ein schnellerer Abbau eines bei Nässe auf den Reibflächen vorhandenen Feuchtigkeitsfilms gegenüber unperforierten Bremsscheiben. Außerdem ist die Reinigungswirkung der Perforationsbohrungen für den auf den Bremsklötzen angebrachten Reibbelag vorteilhaft. Verschleißpartikel werden durch die Perforationsbohrungen zumindest teilweise abgeführt und durch die Scher- und Schälwirkung der Kanten der Perforationsbohrungen werden Ablagerungen, insbesondere Abrieb, von Reibbelagsfläche entfernt. Im Vergleich zu unperforierten Bremsscheiben führt dies zu konstanterem Reibverhalten, auch bei hohen Beanspruchungen.
Aus der DE 29 01 349 A ist eine metallische Bremsscheibe mit verringerter Neigung zum Quietschen und verbesserter Wärmeabstrahlung bekannt, in deren Reibflächen Öffnungen ausgebildet sind, die in der Umfangsrichtung unterschiedliche Abstände voneinander aufweisen. Die Öffnungen durchsetzen die Bremsscheibe in ihrer ganzen Dicke und werden von in Bezug auf die Bremsscheibe radial langgestreckten Schlitzen oder kreisförmigen Löchern gebildet, die in radialen Reihen angeordnet sind. Dabei sind die Öffnungen lediglich in dem von den Reibbelägen der Bremsbacken überstrichenen Bereich angebracht.
Das deutsche Gebrauchsmuster DE 74 41 560 betrifft eine Scheibenbremse mit gelochter, also perforierter, Bremsscheibe für Zweiradfahrzeuge, wobei durch die Lochung die Beeinträchtigung der Bremswirkung durch auf die Bremsscheibe gelangtes Wasser ausgeschlossen werden soll. Dabei werden Lochreihen innerhalb der von den Reibbelägen der Bremsbacken überstrichenen Kreisringfläche angeordnet. Die Kanten der Bremsbacken sind kreisbogenförmig und im Wesentlichen radial zum Mittelpunkt der Bremsscheibe ausgerichtet. Die Lochungen der Bremsscheibe und die Bremsbacken mit ihren Kanten sind relativ zueinander so ausgerichtet, dass die Bremsbackenkanten die Lochungen nicht gleichzeitig und jeweils nur an einem einzigen Punkt anschneiden, was zu einem erschütterungsfreien und geräuscharmen Bremsen beitragen soll. In der Figur eingezeichnet ist ein Reibbelag, dessen Umfangsrand in Umfangsrichtung der Bremsscheibe gerundet ist.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Teilbelag-Scheibenbremse mit perforierter Bremsscheibe bereitzustellen, bei der die Kanten der Ausnehmungen in der Bremsscheibe zu keiner erhöhten Abnutzung der Bremsbeläge führen.
Die Aufgabe wird durch die Merkmale des ersten Anspruchs gelöst. Weitere Ausbildungen der Erfindung beschreiben die abhängigen Ansprüche.
Nach der Erfindung ist eine Teilbelag-Scheibenbremse für ein Kraftfahrzeug, mit einer Bremsscheibe mit axial gerichteten Durchbrechungen, die so platziert sind, dass die Bremsscheibe in einem bestimmten radialen Bereich über einen gesamten Kreisring ohne Durchbrechung massiv ist und mit Reibbelägen, deren Umfangsrand in Umfangsrichtung der Bremsscheibe gerundet oder gepfeilt ist, dadurch gekennzeichnet, dass zwei in Umfangsrichtung der Bremsscheibe am weitesten voneinander entfernte Punkte des Umfangsrands eines Reibbelags, in radialer Richtung der Bremsscheibe gesehen, auf Höhe des bestimmten radialen Bereichs liegen.
Vorteilhafterweise führen so axial gerichtete Durchbrechungen in der Bremsscheibe zu einer Vergrößerung der Oberfläche und damit zu einer optimierten Kühlung, ohne die Abnutzung der Bremsscheibe beziehungsweise der Bremsbeläge zu erhöhen. Durch eine so genannte neutrale Linie, das heißt, ein Bereich bestimmter radialer Breite über den gesamten Umfang der Bremsscheibe, der nicht von Durchbrechungskanten geschnitten wird, auf der gerundete oder gepfeilte Bremsbeläge ihren Bremseingriff, in radialer Richtung gesehen, beginnen, kann der Verschleiß, vor allem durch Abscherungen an der Reibbelagspitze, deutlich reduziert werden.
Bevorzugte Ausführungen der Erfindung zeichnen dadurch aus, dass die Durchbrechungen auf der von den Bremsbelägen überstrichenen Fläche der Bremsscheibe in wenigstens zwei umlaufenden konzentrischen Reihen oder Ringen mit rotationssymmetrischem Muster angeordnet sind. Die Durchbrechungen können dabei zum Beispiel zur Maximierung der Oberfläche Langlöcher mit ovaler oder gerader Außenkontur sein. Die neutrale Linie und die Spitzen der Pfeilung der Bremsbeläge befinden sich dann zwischen den beiden Reihen oder Ringen mit Durchbrechungen. Allgemein wird dort der Verschleiß des Reibbelags verringert, das heißt in der Mittellinie des Reibbelags, welcher die größte Fläche ohne einen möglichen Kontakt zu Durchbrechungen darstellt.
Die Durchbrechungen lassen sich dabei kostengünstig in einen entsprechenden Gussprozess integrieren oder können in einem einzigen Fertigungsschritt durch Bohren mit eingebracht werden.
Um eine maximale Anzahl von Durchbrechungen und damit eine größte mögliche Oberfläche zu erzielen, ist die Zahl der Durchbrechungen vorteilhafterweise für jede Reihe wie folgt definiert:
Für eine erste Reihe gilt n*(1 + i) Durchbrechungen, eine nächste in radialer Richtung weiter außen liegende zweite Reihe besitzt dann n*(1 + i + 1) Durchbrechungen und ein in k-ter Reihe liegender Ring von Durchbrechungen zählt dann eine Anzahl von n*(k + i) Durchbrechungen, mit n als Wiederholzahl eines Musters,
i als Anzahl der Durchbrechungen des Musters im ersten Ring (in der Figur gilt i = 2).
Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung für eine Teilbelag-Scheibenbremse ist in der beigefügten Zeichnung schematisch auf das Wesentliche beschränkt dargestellt. Die einzige Figur zeigt einen Viertelkreis als Teil-Ansicht einer erfindungsgemäßen Bremsscheibe im Bereich eines Reibbelags.
Die Figur zeigt einen Viertelkreisausschnitt 3 einer Bremsscheibe einer Teilbelag-Scheibenbremse mit axial gerichteten Durchbrechungen 6, 6' in einer Reibscheibe 1 und mit einem Reibbelag 2, dessen Umfangsrand 11 in Umfangsrichtung der Bremsscheibe gepfeilt ist und zwei Pfeilspitzen 4, 5 besitzt.
Ein sich in Umfangsrichtung der Bremsscheibe über eine Kreisringfläche der Reibscheibe 1 geometrisch regelmäßig wiederholendes Muster aus Durchbrechungen 6, 6' der Reibscheibe 1 der Bremsscheibe für Kraftfahrzeuge ist mittels zweier gestrichelter radial auf der Reibscheibe 1 verlaufender Linien 7, 8 zwischen diesen dargestellt, während eine neutrale Linie 9 ohne Ränder von Durchbrechungen 6, 6', strichpunktiert dargestellt, auf der sich die Spitzen 4, 5 der Pfeilungen der Bremsbeläge 2 befinden, zwischen zwei konzentrischen Ringen 10, 10' mit Durchbrechungen 6, 6' verläuft. Die Durchbrechungen 6, 6' verlaufen also in konzentrischen Ringen 10, 10' mit rotationssymmetrischem Muster so, dass die Bremsscheibe in einem bestimmten radialen Bereich, um die neutrale Linie 9 über einen gesamten Kreisring ohne Durchbrechung massiv ist. In diesem bestimmten radialen Bereich um die neutrale Linie 9 liegen also die zwei Pfeilspitzen 4, 5, als die beiden in Umfangsrichtung der Bremsscheibe am weitesten voneinander entfernten Punkte des Umfangsrands 11 des Reibbelags 2.
Die Durchbrechungen 6, 6' sind als Langlöcher mit gerader Außenkontur gestaltet.
Der Reibbelag 2 kann alternativ anstatt der Pfeilung auch gerundet sein. Er besitzt dann keine Pfeilspitzen 4, 5 sondern statt dessen jeweils einen Radius, vorteilhafterweise verlaufend zwischen seinem äußeren 11' und seinem inneren Umfangsrand 11''.
Die Bremsscheibe ist nach dem Stand der Technik über ihren Innenumfangsrand 12 an einem nicht dargestellten Radflansch einer ebenfalls nicht dargestellten Radaufhängung eines Kraftfahrzeugs festlegbar.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 2901349 A [0003]
DE 7441560 U [0004]

Claims

Teilbelag-Scheibenbremse für ein Kraftfahrzeug, mit einer Bremsscheibe mit axial gerichteten Durchbrechungen (6, 6'), die so platziert sind, dass die Bremsscheibe in einem bestimmten radialen Bereich über einen gesamten Kreisring ohne Durchbrechung massiv ist und mit Reibbelägen (2), deren Umfangsrand (11) in Umfangsrichtung der Bremsscheibe gerundet oder gepfeilt ist, dadurch gekennzeichnet, dass zwei in Umfangsrichtung der Bremsscheibe am weitesten voneinander entfernte Punkte (4, 5) des Umfangsrands (11) des Reibbelags (2), in radialer Richtung der Bremsscheibe gesehen, auf Höhe des bestimmten radialen Bereichs liegen.
Teilbelag-Scheibenbremse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Durchbrechungen (6, 6') auf der von den Reibbelägen (2) überstrichenen Fläche der Bremsscheibe in wenigstens zwei umlaufenden konzentrischen Ringen (10, 10') mit rotationssymmetrischem Muster angeordnet sind.
Teilbelag-Scheibenbremse nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Durchbrechungen (6, 6') Langlöcher mit ovaler oder gerader Außenkontur sind.