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Die Erfindung betrifft eine Bremsscheibe zur Verwendung an einer einen Bremssattel mit Bremsbelägen aufweisenden Scheibenbremse, mit zwei voneinander wegweisenden Bremsflächen, die eine Vielzahl konzentrisch im Querschnitt wellenförmige, jeweils einen Kopfabschnitt, einen Fußabschnitt und dazwischenliegende Flankenabschnitte aufweisende Profilierungen besitzen.
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Eine Bremsscheibe der vorbezeichneten Art wird in einer Vielzahl von zum Stand der Technik gehörenden Druckschriften offenbart. So offenbart die
DE 10 2009 008 428 B4 eine Bremsscheibe mit im Querschnitt wellenförmigen Profilierungen, bei denen jeweils ein gerundeter Fußabschnitt an einem Wendepunkt der Querschnittskonturlinie in einen gerundeten Kopfabschnitt übergeht.
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Die
DE 199 13 735 A1 offenbart kehlenförmige Profilierungen, wellenförmige Profilierungen und sägezahnartige Profilierungen. Im Querschnitt wellenförmige Profilierungen und kegelstumpfförmige, ringförmige Erhebungen an einer Bremsscheibe werden von der
DE 297 22 855 U1 offenbart. Im Querschnitt trapezförmige bzw. im Querschnitt wellenförmige Profilierungen an einer Bremsscheibe offenbart die
DE 43 36 094 A1 .
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Die Profilierungen, die der Stand der Technik offenbart, bringen zwar eine Vergrößerung der wirksamen Bremsfläche, indem an einem Bremssattel befestigte Bremsbelege eine in die Profilierung eingreifende Gegenprofilierung ausbilden. An den Eckpunkten des trapezförmigen Querschnittsprofils oder an den Wendepunkten des wellenförmigen Profils treten jedoch punktuell erhöhte Bremskräfte auf, was zu punktuellen Temperaturspitzen führt.
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Beim Betrieb einer gattungsgemäßen Bremsscheibe werden die Bremsbelege mit einer Bremskraft gegen die Bremsflächen beaufschlagt, so dass die Gegenprofilierung der Bremsbelege in die Profilierung der Bremsscheibe eingreifen. Die gegeneinandertretenden Flächen reiben aneinander, so dass ein Abrieb entsteht. Aufgrund der örtlich verschiedenen Winkel der Flächenabschnitte der Profilierungen zur Kraftrichtung kommt es zu einem örtlich verschiedenen Abrieb. Insbesondere an den Knickpunkten eines Knickstellen aufweisenden Querschnittsprofils oder an den Wendepunkten eines wellenförmigen Querschnittsprofils kommt es dadurch zu Temperaturspitzen.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine gattungsgemäße Bremsscheibe gebrauchsvorteilhaft weiterzubilden und insbesondere Maßnahmen zu ergreifen, um Temperaturspitzen zu vermindern.
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Gelöst wird die Aufgabe durch die in den Ansprüchen angegebene Erfindung. Die Unteransprüche stellen nicht nur vorteilhafte Ausgestaltungen, sondern auch eigenständige Lösungen der Aufgabe dar.
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Zunächst und im Wesentlichen wird vorgeschlagen, dass die Flankenabschnitte über einen gewissen Streckenabschnitt geradlinig verlaufen. Ein über seine gesamte Erstreckungslänge gerundeter Fußabschnitt geht erfindungsgemäß knickstellenfrei in den geradlinig verlaufenden Flankenabschnitt über. An den geradlinigen Flankenabschnitt schließt sich auch knickstellenfrei ein Kopfabschnitt an, der über seine gesamte Erstreckungslänge knickstellenfrei gerundet ist. Erfindungsgemäß treten somit keine gegensinnig gekrümmten Querschnittskonturlinien an einem Wendepunkt aneinander. Die in unterschiedlicher Richtung gekrümmten Kopfabschnitte und Fußabschnitte sind vielmehr durch einen nicht gekrümmten, im Querschnitt geradlinig verlaufenden Flankenabschnitt voneinander beabstandet. Der geradlinig verlaufende Flankenabschnitt verläuft geneigt zur Erstreckungsebene der Bremsfläche. Die Länge des Flankenabschnittes zwischen den beiden Übergangsstellen in den Fußabschnitt beziehungsweise den Kopfabschnitt beträgt bevorzugt mindestens 1,8 mm. Die radiale Erstreckungslänge einer aus einem Tal und einem Berg beziehungsweise einer Rippe und einer Nut bestehenden Profilierung beträgt bevorzugt mindestens 4 mm, maximal jedoch 8 mm. Die Profilierungstiefe liegt bevorzugt in einem Bereich von 1 mm bis 2 mm. Unter Profilierungstiefe ist der in Richtung der Flächennormalen der Bremsfläche gemessene Abstand vom Scheitel des Fußabschnitts zum Scheitel des Kopfabschnitts zu verstehen. Die Profilierungen erstrecken sich bevorzugt über den gesamten Umfang der Bremsscheibe, deren radiale Breite im Bereich zwischen 50 mm und 80 mm liegt, so dass bevorzugt insgesamt mindestens 6 Profilierungen und maximal 18 Profilierungen in Radialrichtung nebeneinander liegen. Die von der Profilierung ausgebildeten Profilrippen beziehungsweise Profilnuten können zur Ausbildung von Kühlkanälen segmentartig über den gesamten Umfang der Bremsfläche verteilt angeordnet sein. Im Inneren der Bremsscheibe können sich ebenfalls Kühlkanäle erstrecken, durch die kühlende Luft hindurchtreten kann. Die Kühlkanäle können Querkanäle aufweisen, die in die Bremsflächen münden, wie sie bspw. in der
DE 10 2009 008 428 A1 beschrieben sind. Die in einem Neigungswinkel von bevorzugt 30 bis 60° zur Erstreckungsebene der Bremsfläche verlaufenden geradlinigen Flankenabschnitte gehen über stetig gerundete Flankenabschnitte ineinander über.
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Die Erfindung betrifft darüber hinaus auch die entsprechend der Bremsfläche profilierten Bremsbeläge.
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand beigefügter Zeichnungen erläutert. Es zeigen:
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1 den Querschnitt durch eine Scheibenbremse und
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2 einen Ausschnitt II in 1, jedoch derart vergrößert, dass der Verlauf der Querschnittskonturlinie der Profilierungen 2 in den Bremsflächen 1', 1'' erkennbar ist.
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Die 1 zeigt den Querschnitt durch eine rotationssymmetrische Bremsscheibe 1. Die Bremsscheibe 1 besitzt zwei voneinander wegweisende, auf Kreisringflächen sich erstreckende Bremsflächen 1', 1''. Nicht dargestellt sind die von einem Bremssattel getragenen Bremsbeläge, die eine Gegenprofilierung aufweisen, mit der die Bremsbeläge in die im Wesentlichen wellenförmigen Profilierungen 2 der Bremsflächen 1', 1'' eingreifen. Mit den Profilierungen 2 wird die Oberfläche der jeweiligen Bremsfläche 1', 1'' gegenüber einer ebenen Fläche vergrößert.
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Die 2 zeigt den Querschnittsverlauf einer Profilierung 2. Es liegt eine Vielzahl von Profilierungen radial ineinander geschachtelt vor. Die Anzahl der in Radialrichtung nebeneinander liegenden Profilierungen 2, die jeweils aus einer Nut und einer dieser benachbarten Rippe bestehen, liegt zwischen 6 und 18. Die Profilierungen 2 können sich über den gesamten Umfang der Bremsflächen 1', 1'' erstrecken, wobei dies ununterbrochen oder mit Unterbrechungen erfolgen kann.
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Die Profilierungen 2 sind untereinander gleich ausgebildet. Jede Profilierung besitzt eine Länge s, die sich vom Scheitel eines Kopfabschnitts 5 zu einem benachbarten Klopfabschnitt 5 oder vom Scheitel eines Fußabschnitts 4 und eines benachbarten Fußabschnitts 4 erstreckt. Diese Länge s liegt bevorzugt in einem Bereich von 4 mm bis 8 mm.
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Die Fußabschnitte 4 und die Kopfabschnitte 5 besitzen Krümmungen mit entgegengerichteten Vorzeichen. Der Fußabschnitt 4 und der Kopfabschnitt 5 ist jeweils über seine gesamte Querschnittserstreckungslänge knickstellenfrei entweder positiv oder negativ gekrümmt.
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Zwischen einem Fußabschnitt 4 und einem Kopfabschnitt 5 erstreckt sich ein Flankenabschnitt 6, dessen Querschnittskonturlinie sich von einer Übergangsstelle 7 zu einer Übergangsstelle 8 erstreckt. Die Länge l der Querschnittskonturlinie des Flankenabschnitts 6 liegt im Bereich von 1,8 bis 2,9 mm. Wesentlich ist, dass der sich zwischen Fußabschnitt 4 und Kopfabschnitt 5 erstreckende Flankenabschnitt 6 in Radialrichtung ungekrümmt ist. Seine Querschnittskonturlinie verläuft demzufolge geradlinig. Die Querschnittskonturlinie des Flankenabschnitts 6 geht an der Übergangsstelle 7 knickstellenfrei in den Kopfabschnitt 5 über. Die Querschnittskonturlinie des Flankenabschnitts 6 geht an der Übergangsstelle 8 knickstellenfrei in den Fußabschnitt 4 über. Die Tiefe t, also der in Richtung der Flächennormalen der Bremsfläche 1', 1'' gemessene Abstand des Scheitels des Fußabschnitts 4 zum Scheitel des Kopfabschnitts 5 liegt bevorzugt zwischen 1 mm und 2 mm.
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Die sich zwischen zwei Kopfabschnitten 5 erstreckende Profilnut beziehungsweise die sich zwischen zwei Fußabschnitten 4 erstreckende Profilrippe besitzt eine – bezogen auf den jeweiligen Scheitel – klappsymmetrische Gestalt, so dass die Flankenabschnitte 6 betragsmäßig gleiche Winkel zur Flächennormalen der Bremsflächen 1', 1'' besitzen.
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Das erfindungsgemäße Querschnittsprofil der Bremsscheibe ist somit bevorzugt frei von Wendepunkten und Knickstellen der Querschnittskonturlinie.
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Der geradlinige Abschnitt 6 hat beim Ausführungsbeispiel etwa einen Winkel von 45° zur Erstreckungsebene der Bremsfläche.
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Ein Bremsbelag, der von einem Bremssattel gehalten wird, besitzt ein zu dem in den 1 und 2 dargestellten Profil negatives Profil.
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Die vorstehenden Ausführungen dienen der Erläuterung der von der Anmeldung insgesamt erfassten Erfindungen, die den Stand der Technik zumindest durch die folgenden Merkmalskombinationen jeweils auch eigenständig weiterbilden, nämlich:
Eine Bremsscheibe, die dadurch gekennzeichnet ist, dass die Flankenabschnitte 6 geradlinig zwischen Übergangsstellen 7, 8 verlaufen und an den Übergangsstellen 7, 8 jeweils knickstellenfrei in den über seine gesamte Erstreckungslänge gerundeten Kopfabschnitt 5 und den über seine gesamte Erstreckungslänge gerundeten Fußabschnitt 4 übergehen.
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Eine Bremsscheibe, die dadurch gekennzeichnet ist, dass die Querschnittslänge l des Flankenabschnittes 6 mindestens 1,8 mm beträgt.
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Eine Bremsscheibe, die dadurch gekennzeichnet ist, dass die Querschnittslänge s einer Profilierung mindestens 4 mm, maximal jedoch 8 mm beträgt.
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Eine Bremsscheibe, die dadurch gekennzeichnet ist, dass sich über die Radialerstreckung der Bremsflächen 1', 1'' mindestens 6 Profilierungen, maximal jedoch 18 Profilierungen erstrecken.
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Eine Bremsscheibe, die dadurch gekennzeichnet ist, dass die Profiltiefe t gemessen vom Scheitel eines Fußabschnitts 4 zum Scheitel eines Kopfabschnitts 5 mindestens 1 mm, maximal jedoch 2 mm beträgt.
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Eine Bremsbacke, die gekennzeichnet ist durch eine zur Profilierung der Bremsfläche 1', 1'' negativen Profilierung.
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Alle offenbarten Merkmale sind (für sich, aber auch in Kombination untereinander) erfindungswesentlich. In die Offenbarung der Anmeldung wird hiermit auch der Offenbarungsinhalt der zugehörigen/beigefügten Prioritätsunterlagen (Abschrift der Voranmeldung) vollinhaltlich mit einbezogen, auch zu dem Zweck, Merkmale dieser Unterlagen in Ansprüche vorliegender Anmeldung mit aufzunehmen. Die Unteransprüche charakterisieren mit ihren Merkmalen eigenständige erfinderische Weiterbildungen des Standes der Technik, insbesondere um auf Basis dieser Ansprüche Teilanmeldungen vorzunehmen.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Bremsscheibe
- 1'
- Bremsfläche
- 1''
- Bremsfläche
- 2
- Profilierung
- 3
- Kühlkanal
- 4
- Fußabschnitt
- 5
- Kopfabschnitt
- 6
- Flankenabschnitt
- 7
- Übergangsstelle
- 8
- Übergangsstelle
- l
- Querschnittslänge
- s
- Länge
- t
- Profiltiefe
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102009008428 B4 [0002]
- DE 19913735 A1 [0003]
- DE 29722855 U1 [0003]
- DE 4336094 A1 [0003]
- DE 102009008428 A1 [0008]
