DE102018105568B4

DE102018105568B4 - Bremsscheibe und Scheibenbremse

Info

Publication number: DE102018105568B4
Application number: DE102018105568.4A
Authority: DE
Inventors: Stephan KOTTEDER
Original assignee: Knorr Bremse Systeme fuer Nutzfahrzeuge GmbH
Current assignee: Knorr Bremse Systeme fuer Nutzfahrzeuge GmbH
Priority date: 2018-03-12
Filing date: 2018-03-12
Publication date: 2022-06-02
Anticipated expiration: 2038-03-13
Also published as: DE102018105568A1

Abstract

Bremsscheibe (1) für eine Scheibenbremse eines Nutzfahrzeugs, aufweisend- zwei parallel nebeneinander und koaxial zu einer Drehachse (A) der Bremsscheibe (1) angeordnete Reibringe (2, 3),- wenigstens einen Lüftkanal (5) zwischen den Reibringen (2, 3),- wobei die beiden Reibringe (2, 3) über wenigstens einen Zwischenring (4) miteinander verbunden sind,- wobei der wenigstens eine Zwischenring (4) koaxial zu einer Drehachse (A) der Bremsscheibe (1) angeordnet ist und- wobei zwischen jedem der Reibringe (2, 3) und dem Zwischenring (4) wenigstens ein Lüftkanal (5) ausgebildet ist,- wobei die Bremsscheibe (1) insgesamt als Gussteil ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass- auf zu den Reibflächen (22, 32) der Reibringe (2, 3) parallelen Oberflächen des Zwischenrings (4) eine Vielzahl von Belüftungsprofile formenden, nicht der Verbindung zwischen dem Zwischenring (4) und einem jeweiligen der Reibringe (2, 3) dienenden Noppen (9) angeformt sind.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Bremsscheibe für ein Nutzfahrzeug gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie eine Scheibenbremse.
Gattungsgemäße innenbelüftete Bremsscheiben, beispielsweise bekannt aus der US 2 345 017 A , bestehen im Wesentlichen aus zwei Reibringen mit zwischen den beiden Reibringen freigelassenen Lüftkanälen.
Der technische Vorteil solcher sogenannten innenbelüfteter Bremsscheiben, die sich bei Nutzfahrzeugen aufgrund der dort auftretenden hohen kinetischen Energien technisch durchgesetzt hat, besteht insbesondere darin, dass ein bedeutsamer Teil der dissipativ durch den Bremsvorgang erzeugten Wärmeenergie über diesen Lüftkanal primär in Form von Konvektion und sekundär in Form von Wärmestrahlung abgegeben wird.
Die Vergrößerung der belüfteten Oberfläche in einen solchen Lüftkanal führt zu einer Steigerung der Leistungsfähigkeit einer solchen innenbelüfteten Bremsscheibe.
Die Lebensdauer solcher Bremsscheiben hängt dabei stark von den auftretenden Temperaturen bei einem Bremsvorgang und insbesondere von einem während eines Bremsvorgangs auftretenden Temperaturgradienten ab.
So führt ein gleichmäßiges Erwärmungs- und Abkühlungsverhalten der Bremsscheibe zu einem geringeren ungleichmäßigen thermischen Gradienten.
Aus der GB 2 116 654 A ist eine Bremsscheibe bekannt, die zur verbesserten Kühlung an einander zugewandten Innenflächen der über Verbindungsstege miteinander verbundenen Reibringe Noppen aufweist, um dadurch eine turbulente Durchströmung dieses Zwischenraums zwischen den Reibringen zu fördern.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Bremsscheibe mit weiter verbessertem Erwärmungs- und Abkühlungsverhalten bereitzustellen.
Diese Aufgabe wird durch eine Bremsscheibe für ein Nutzfahrzeug mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
Die erfindungsgemäße Bremsscheibe weist zwei parallel nebeneinander und koaxial zu einer Drehachse der Bremsscheibe angeordnete Reibringe sowie wenigstens einen Lüftkanal zwischen den Reibringen auf.
Die beiden Reibringe sind über wenigstens einen Zwischenring miteinander verbunden. Dabei ist der wenigstens eine Zwischenring koaxial zu einer Drehachse der Bremsscheibe angeordnet.
Zwischen jedem der Reibringe und dem Zwischenring ist wenigstens ein Lüftkanal ausgebildet.
Die Bremsscheibe ist insgesamt als Gussteil ausgebildet.
Auf zu den Reibflächen der Reibringe parallelen Oberflächen des Zwischenrings sind eine Vielzahl von Belüftungsprofile formenden, nicht der Verbindung zwischen dem Zwischenring und einem jeweiligen der Reibringe dienenden Noppen angeformt.
Mit einer solchen erfindungsgemäßen Bremsscheibe ist ein nochmals verbessertes Erwärmungs- und Abkühlverhalten insbesondere dadurch verbessert, dass nunmehr anstelle von zwei der Wärmeabstrahlung dienenden Hauptflächen nunmehr vier Hauptflächen (Innenflächen der Reibringe und Ringflächen des Zwischenrings) vorhanden sind. Zur Verbesserung der konvektiven Wärmeabgabe sind durch den Zwischenring nunmehr zwei Lüftkanäle anstelle eines Lüftkanals vorhanden.
Sowohl die Zunahme der Wärmestrahlungsfläche als auch der Lüftkanäle führt zu einem gleichmäßigeren Erwärmungs- und Abkühlverhalten der Bremsscheibe, wodurch insbesondere negative Gefügeumwandlungen reduziert bzw. vermieden werden.
Auch das Hitzerissverhalten der Bremsscheibe wird dadurch verbessert bzw. gänzlich vermieden.
Darüber hinaus wird auch die Entstehung thermischer Hotspots reduziert bzw. gänzlich vermieden.
Vorteilhafte Ausführungsvarianten der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsvariante der Erfindung sind auf der zu den Reibflächen der Reibringe parallelen Oberflächen des Zwischenrings und/oder diesen zugwandten Innenflächen der Reibringe eine Vielzahl von Belüftungsprofile formenden Rippen, insbesondere in Gestalt von Noppen oder Rippen angeformt, was zu einer weiteren Vergrößerung der Abstrahlfläche sowie der Förderung turbulenter Strömungen zwischen den Reibringen und dem Zwischenring dient.
Der Zwischenring und die Reibringe sind bevorzugt durch zumindest eine Teilzahl der Rippen miteinander verbunden, was die Fertigung der als Gussteil ausgebildeten Bremsscheibe erleichtert.
Gemäß einer weiteren Ausführungsvariante ist an einem der Reibringe oder an dem Zwischenring ein Anschlusselement mit einer zylindrischen Mantelfläche zur Festlegung der Bremsscheibe an einer Radachse angeformt.
Das Anschlusselement erstreckt sich dabei bevorzugt von einem Innenrand des Zwischenrings.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsvariante ist zwischen der zylindrischen Mantelfläche und einem Innenrand des Reibringes, aus dem das Anschlusselement vorsteht, ein Belüftungsspalt ausgebildet, wodurch eine weitere Eintrittsöffnung für Luft bereitgestellt wird, um die konvektive Wärmeabgabe weiter zu verbessern.
Die erfindungsgemäße Scheibenbremse zeichnet sich durch eine Bremsscheibe, wie oben beschrieben, aus.
Nachfolgend werden bevorzugte Ausführungsbeispiele anhand der beiliegenden Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:

1 eine schematische perspektivische Ansicht einer Ausführungsvariante einer Bremsscheibe,
2 eine Schnittansicht der in 1 gezeigten Bremsscheibe.

In der nachfolgenden Figurenbeschreibung beziehen sich Begriffe wie oben, unten, links, rechts, vorne, hinten usw. ausschließlich auf die in den jeweiligen Figuren gewählte beispielhafte Darstellung und Position der Bremsscheibe, der Reibringe, des Zwischenrings, der Lüftkanäle, der Rippen und dergleichen. Diese Begriffe sind nicht einschränkend zu verstehen, d.h., durch verschiedene Arbeitsstellungen oder die spiegelsymmetrische Auslegung oder dergleichen können sich diese Bezüge ändern.
In 1 ist mit dem Bezugszeichen 1 eine erste Ausführungsvariante einer erfindungsgemäßen Bremsscheibe für ein Nutzfahrzeug bezeichnet.
Die Bremsscheibe 1 weist einen ersten Reibring 2 und einen zweiten Reibring 3 auf sowie einen zwischen dem ersten Reibring 2 und dem zweiten Reibring 3 angeordneten Zwischenring 4.
Die Reibringe 2, 3 und der Zwischenring 4 sind koaxial zu einer Drehachse A der Bremsscheibe 1 und parallel nebeneinander angeordnet.
Die Bremsscheibe 1 ist insgesamt als Gussteil, insbesondere aus einem Grauguss gefertigt.
Wie in 1 und in 2 gezeigt, dienen Rippen 6 zur Verbindung der Reibringe 2, 3 und des Zwischenrings 4, wobei die Rippen 6 an den einander zugewandten, Reibflächen 22, 32 der Reibringe 2, 3 abgewandten Innenflächen 23, 33 der Reibringe 2, 3 und den dazu parallelen Oberflächen des Zwischenrings 4 vorstehen.
Denkbar ist dabei, dass neben den Rippen 6 Noppen 9 angeformt sind, die nicht zur Verbindung zwischen dem Zwischenring 4 und dem einen der Reibringe 2, 3, sondern zur Vergrößerung der Angriffsfläche für die durchströmende Luft dienen.
Der Raum zwischen den Rippen 6 und den einander zugewandten Innenflächen 23, 33 der Reibringe 2, 3 und des Zwischenrings 4 bildet jeweilige Lüftkanäle 5 aus, die der Durchströmung von Luft dienen.
Besonders bevorzugt sind die zwischen dem ersten Reibring 2 und dem Zwischenring 4 angeformten Rippen parallel versetzt zu den Rippen 6 zwischen dem Zwischenring 4 und dem zweiten Reibring 3 angeordnet. Die Formgestalt der Rippen 6 und der Noppen 9 ist dabei derart gewählt, um eine Strömung von Kühlungsluft möglichst turbulent auszuformen.
Bei der in den 1 und 2 gezeigten Ausführungsvariante einer erfindungsgemäßen Bremsscheibe 1 erstreckt sich von einem Innenrand 41 des Zwischenrings 4 ein Anschlusselement 7 mit einer zylindrischen Mantelfläche 71 und einem Flanschring 72 zur Festlegung der Bremsscheibe 1 an einer (nicht gezeigten) Radachse des Nutzfahrzeugs.
Denkbar ist auch, das Anschlusselement 7 an den Innenrand 21, 31 eines der Reibringe 2, 3 anzuformen.
Denkbar ist auch, das Anschlusselement 7 als separates Bauteil an wenigstens einem der Reibringe 2, 3 und/oder dem Zwischenring 4 zu befestigen.
Wie in 2 des Weiteren zu erkennen ist, ist zwischen der zylindrischen Mantelfläche 71 des Anschlusselements 7 und einem Innenrand 21 des Reibrings 2, aus dem das Anschlusselement 7 axial vorsteht, ein Belüftungsspalt 8 ausgebildet, der einer weiter verbesserten Belüftung der Bremsscheibe 1 dient.
Bezugszeichenliste

1: Bremsscheibe
2: Reibring
21: Innenrand
22: Reibfläche
23: Innenfläche
3: Reibring
31: Innenrand
32: Reibfläche
33: Innenfläche
4: Zwischenring
41: Innenrand
5: Lüftkanal
6: Rippe
7: Anschlusselement
71: Mantelfläche
72: Flansch
8: Belüftungsspalt
9: Noppen
A: Drehachse

Claims

Bremsscheibe (1) für eine Scheibenbremse eines Nutzfahrzeugs, aufweisend - zwei parallel nebeneinander und koaxial zu einer Drehachse (A) der Bremsscheibe (1) angeordnete Reibringe (2, 3), - wenigstens einen Lüftkanal (5) zwischen den Reibringen (2, 3), - wobei die beiden Reibringe (2, 3) über wenigstens einen Zwischenring (4) miteinander verbunden sind, - wobei der wenigstens eine Zwischenring (4) koaxial zu einer Drehachse (A) der Bremsscheibe (1) angeordnet ist und - wobei zwischen jedem der Reibringe (2, 3) und dem Zwischenring (4) wenigstens ein Lüftkanal (5) ausgebildet ist, - wobei die Bremsscheibe (1) insgesamt als Gussteil ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass - auf zu den Reibflächen (22, 32) der Reibringe (2, 3) parallelen Oberflächen des Zwischenrings (4) eine Vielzahl von Belüftungsprofile formenden, nicht der Verbindung zwischen dem Zwischenring (4) und einem jeweiligen der Reibringe (2, 3) dienenden Noppen (9) angeformt sind.
Bremsscheibe (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass auf zu den Reibflächen (22, 32) der Reibringe (2, 3) parallelen Oberflächen des Zwischenrings (4) und/oder diesen zugwandten Innenflächen (23, 33) der Reibringe (2, 3) eine Vielzahl von Belüftungsprofile formenden Rippen (6) angeformt sind.
Bremsscheibe (1) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Zwischenring (4) und die Reibringe (2, 3) durch zumindest eine Teilzahl der Rippen (6) miteinander verbunden sind.
Bremsscheibe (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an einem der Reibringe (2, 3) oder an dem Zwischenring (4) ein Anschlusselement (7) mit einer zylindrischen Mantelfläche (71) zur Festlegung der Bremsscheibe (1) an einer Radachse angeformt ist.
Bremsscheibe (1) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Anschlusselement (7) sich von einem Innenrand (41) des Zwischenrings (4) erstreckt.
Bremsscheibe (1) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der zylindrischen Mantelfläche (71) und einem Innenrand (21, 31) des Reibringes (2, 3), aus dem das Anschlusselement (7) vorsteht, ein Belüftungsspalt (8) ausgebildet ist.
Scheibenbremse für ein Nutzfahrzeug, mit einer Bremsscheibe (1) und einem die Bremsscheibe (1) übergreifenden Bremssattel sowie beidseitig der Bremsscheibe (1) im Bremssattel angeordneten Bremsbelägen, dadurch gekennzeichnet, dass die Bremsscheibe (1) gemäß einem der vorstehenden Ansprüche ausgebildet ist.