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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Scheibenbremse eines Kraftfahrzeugs mit einem Bremsscheibentopf und einem damit verbundenen Bremsscheibenring, gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Die Erfindung betrifft außerdem ein Kraftfahrzeug mit einer derartigen Scheibenbremse.
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Aus der
EP 2 009 316 A1 ist eine gebaute Scheibenbremse eines Kraftfahrzeugs mit einem Bremsscheibentopf und einem damit verbundenen Bremsscheibenring bekannt.
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Aus der
DE 10 2008 018 338 A1 ist eine innenbelüftete Scheibenbremse für Kraftfahrzeuge mit einer wenigstens einen Kühlkanal aufweisenden ein- oder mehrteiligen Bremsscheibe bekannt. Dabei ist wenigstens ein Mittel oder Leitelement vorgesehen, das einen Kühlluftstrom unmittelbar in einen oder zu einem Einströmbereich des wenigstens einen Kühlkanals leitet. Hierdurch soll eine verbesserte Abschirmung von Reibflächen der Bremsscheibe erreicht werden können.
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Aus der
DE 103 33 915 B4 ist eine innenbelüftete Bremsscheibe für eine Scheibenbremse mit einem ersten und einem zweiten Ringkörper und einer in axialer Richtung betrachteten, dem ersten Ringkörper zugeordneten vorderen Reibfläche und einer dem zweiten Ringkörper zugeordneten hinteren Reibfläche bekannt. Zwischen den beiden Ringkörpern sind mehrere sich in Umfangsrichtung angeordnete und in radialer Richtung erstreckende Kühlkanäle vorgesehen. Die innere Ringfläche besitzt im Bereich um eine hintere Ringflächenkante eine radial nach innen ausgerichtete Stufe, die in der inneren Ringfläche eine Wasserscheidekante bildet, wobei ausgehend von der hinteren Ringflächenkante bis zur Stufe die innere Ringflächenkante parallel zu einer Symmetrielinie verläuft. Hierdurch soll eine innenbelüftete Bremsscheibe geschaffen werden können, die insbesondere ein Eindringen bzw. Auffließen von Spritzwasser auf die hintere Reibfläche des zweiten Ringkörpers der Bremsscheibe vermeidet.
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Um hohe Bremsleistungen erzielen zu können, werden insbesondere gebaute Scheibenbremsen eingesetzt, deren Bremsscheiben Keramik aufweisen. Eine Verbindung des Bremsscheibenrings mit einem Bremsscheibentopf erfolgt üblicherweise über Schrauben und Muttern in reversibler Weise, wobei im Bereich der Schrauben und Muttern Distanzelemente zwischen dem Bremsscheibenring und dem Bremsscheibentopf angeordnet sind. Dies soll insbesondere Vorteile hinsichtlich des Korrosionsschutzes bringen, insbesondere eine sogenannte Kontaktkorrosion, unterbinden. Nachteilig dabei ist jedoch, dass diese Distanzelemente üblicherweise nur im Bereich der Schrauben ausgeführt sind, so dass an anderen Stellen ein Spalt zwischen dem Bremsscheibenring und dem Bremsscheibentopf verbleibt, über den je nach Intensität einer Bremsenbelüftung mit Kühlluft auch Wasser, insbesondere bei regennasser Fahrbahn, durch den Spalt auf eine Reibfläche der Bremsscheiben gelangen und sich dort verteilen kann, was insbesondere bei längerer ungebremster Fahrt zu einem Reibwertabfall und damit zu einer schlechteren Bremswirkung führen kann.
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Die vorliegende Erfindung beschäftigt sich daher mit dem Problem, für eine Scheibenbremse der gattungsgemäßen Art eine verbesserte oder zumindest eine alternative Ausführungsform anzugeben, die insbesondere die aus dem Stand der Technik bekannten Nachteile überwindet.
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Dieses Problem wird erfindungsgemäß durch den Gegenstand des unabhängigen Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
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Die vorliegende Erfindung beruht auf dem allgemeinen Gedanken, einen bei einer gebauten Scheibenbremse zwischen einem Bremsscheibentopf und einem Bremsscheibenring vorhandenen Spalt mittels einer entsprechenden Dichtung abzudichten und dadurch insbesondere bei regennasser Fahrbahn ein unerwünschtes Aufbringen von Wasser auf eine Reibfläche des Bremsscheibenrings bzw. dessen Reibringe zu vermeiden. Die erfindungsgemäße Scheibenbremse eines Kraftfahrzeuges ist somit als gebaute Scheibenbremse mit einem Bremsscheibentopf und einem damit verbundenen Bremsscheibenring mit zumindest einem ersten Reibring und optional einem zweiten Reibring ausgebildet. Erfindungsgemäß weist nun der Bremsscheibentopf einen ringförmigen Axialfortsatz auf, auf welchen der Bremsscheibenring aufgeschoben ist und der in den ersten Reibring eingreift oder der den ersten Reibring durchgreift und mit einem Endabschnitt über den ersten Reibring nach innen übersteht. Dieser Endabschnitt und/oder der ringförmige Axialfortsatz weisen/weist nun eine nach außen offene Ringnut auf, in der eine Ringdichtung angeordnet ist, die den zwischen dem Bremsscheibentopf und dem Bremsscheibenring liegenden Spalt zuverlässig abdichtet. Mit der erfindungsgemäßen Scheibenbremse kann somit auf vergleichsweise einfache Art und Weise ein unerwünschter Wasserauftrag auf dem ersten Reibring und deren Reibflächen selbst bei regennasser Fahrbahn zuverlässig vermieden werden, wodurch auch bei längerer ungebremster Fahrt und bei gleichzeitigem Regen ein Reibwertabfall und verbunden damit eine verschlechterte Bremswirkung nicht oder nur marginal zu beobachten sind. Ein weiterer großer Vorteil der Abdichtung des Spalts liegt darin, dass das Wasser daran gehindert wird, durch den Spalt nach außen auf die Reibfläche des ersten Reibrings des Bremsscheibenrings zu fließen und stattdessen, wie auch die primäre Kühlluft der Scheibenbremse, durch einen Innenkühlkanal des Bremsscheibenrings zwischen dem zweiten und dem ersten Reibring geleitet wird, wo es zum Kühlen genutzt werden kann und zudem keinerlei Einfluss auf die Bremswirkung hat.
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Bei einer ersten erfindungsgemäßen Ausführungsform sind der Bremsscheibentopf und der Bremsscheibenring über Schrauben miteinander verschraubt. Eine derartige lösbare Verbindung erleichtert einen gegebenenfalls erforderlichen Austausch des Bremsscheibenrings, da hierzu nur die entsprechenden Schrauben bzw. Muttern gelöst werden müssen. Ein Austausch des Bremstopfes ist nicht erforderlich. Dabei sind zwischen dem Bremsscheibentopf und dem Bremsscheibenring im Bereich der Schrauben Distanzelemente angeordnet. Über diese Distanzelemente kann ein direkter Kontakt zwischen dem Bremsscheibenring und dem Bremsscheibentopf vermieden werden, wodurch insbesondere die Gefahr einer Kontaktkorrosion reduziert werden kann.
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Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Scheibenbremse weist die Ringdichtung einen runden, ovalen oder rechteckigen Querschnitt auf. Diese nicht abschließende Aufzählung soll zeigen, dass nahezu jegliche Querschnittsform der Ringdichtung einsetzbar ist, solang diese den Spalt zuverlässig abdichtet und dadurch das Durchtreten von Wasser und das Benetzen einer Reibfläche zuverlässig verhindert.
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Zweckmäßig ist der Bremsscheibenring innenbelüftet. Derartige innenbelüftete Bremsscheibenringe saugen Luft von innen, das heißt im Bereich des Bremsscheibentopfes, an und transportieren diese in der Art eines Radiallüfters durch den innenliegenden Kühlkanal nach außen. Durch die Kühlung des Bremsscheibenrings kann insbesondere auch ein sogenanntes Fading-Risiko, welches aufgrund hoher Temperaturen zu einem deutlichen Rückgang eines Reibbeiwerts führt, zuverlässig vermieden werden. Eine weitere Unterstützung zur Reduzierung bzw. Eliminierung des sogenannten Fading-Risikos bilden Karbon-Keramikbremsen, deren Reibbeiwert auch bei höheren Temperaturen nahezu unverändert bleibt.
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Bei einer zweiten zusätzlichen oder alternativen Ausführungsform der erfindungsgemäßen Scheibenbremse ist die Ringdichtung aus Silikon ausgebildet. Silikone ermöglichen zum einen eine einfache Verarbeitung und sichern zum anderen eine zuverlässige Dichtheit. Darüber hinaus sind die eingesetzten Silikone temperaturbeständig, so dass die im Bereich des Bremsscheibentopfes bzw. des Bremsscheibenrings auftretenden Temperaturen nicht zu einer Beeinträchtigung der Dichtwirkung der Ringdichtung führen.
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Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Lösung weist der Bremsscheibenring Keramik auf. Denkbar ist dabei, dass der Bremsscheibenring mit seinen beiden Reibringen aus Keramik ausgebildet ist oder zumindest eine Reibfläche des Reibrings mit Keramik beschichtet ist. Eine Keramikbeschichtung bzw. ein Bremsscheibenring aus Keramik bietet dabei den großen Vorteil, dass ein Reibbeiwert auch bei höheren, das heißt beim Bremsen, auftretenden Temperaturen nahezu unverändert bleibt und dadurch auch bei langandauerndem Bremsen eine hohe Bremswirkung erreicht werden kann. Selbstverständlich können darüber hinaus weitere Materialien für die Reibringe eingesetzt werden, wie beispielsweise Karbon.
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Bei einer dritten zusätzlichen oder alternativen Ausführungsform weist der Endabschnitt eine konisch geneigte Stirnfläche, insbesondere eine konisch nach innen geneigte Stirnfläche auf, die derart ausgerichtet ist, dass in radialer Richtung nach außen strömendes Wasser über die Ringdichtung hinweg geleitet wird. Eine derartig geneigte konische Stirnfläche dient somit als Wasserleitelement, welches dazu beiträgt, angesaugte Flüssigkeit, beispielsweise Regen, aufgrund der Zentrifugalbeschleunigung über den Spalt und die Ringdichtung hinweg zu leiten, wodurch bereits ein Großteil des Wassers allein aufgrund der konisch geneigten Stirnfläche - selbst ohne Ringdichtung - an einem Eindringen in den Spalt gehindert wird. Die konisch geneigte Stirnfläche mit zusätzlicher Ringdichtung am Endabschnitt bietet somit eine hohe Gewähr dafür, dass kein Wasser in den Spalt eindringt und über diesen auf eine Reibfläche des Bremsscheibenrings gelangt.
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Die vorliegende Erfindung beruht weiter auf dem allgemeinen Gedanken, ein Kraftfahrzeug mit zumindest einer in den vorherigen Absätzen beschriebenen Scheibenbremse auszustatten und dadurch die bezüglich der Scheibenbremse genannten Vorteile auf das Kraftfahrzeug zu übertragen. Konkret handelt es sich bei diesen Vorteilen um eine deutlich verbesserte Bremswirkung, da durch die erfindungsgemäß vorgesehene Ringdichtung ein Durchtreten von Wasser durch den zwischen Bremsscheibentopf und dem Bremsscheibenring gelegenen Spalt und ein Ausströmen dieses Wassers auf eine Reibfläche des ersten Reibrings des Bremsscheibenrings zuverlässig vermieden werden kann. Hierdurch können die Reibfläche insgesamt trockener gehalten und die Bremswirkung erhöht werden. Darüber hinaus wird durch die Ringdichtung das beispielsweise aufgewirbelte Wasser durch einen Innenkühlkanal des Bremsscheibenrings geleitet und dort zur Kühlung desselben genutzt, wodurch die Bremswirkung ebenfalls erhöht werden kann.
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Weitere wichtige Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, aus den Zeichnungen und aus der zugehörigen Figurenbeschreibung anhand der Zeichnungen.
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Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.
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Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert, wobei sich gleiche Bezugszeichen auf gleiche oder ähnliche oder funktional gleiche Komponenten beziehen.
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Dabei zeigen, jeweils schematisch,
- 1 eine erfindungsgemäße Scheibenbremse in einer Ansicht,
- 2 eine Detailansicht aus 1,
- 3 eine Schnittdarstellung durch die erfindungsgemäße Scheibenbremse zur Verdeutlichung der Abdichtung eines zwischen einem Bremsscheibenring und einem Bremsscheibentopf gelegenen Spalts.
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Entsprechend den 1 und 3, weist eine erfindungsgemäße Scheibenbremse 1 eines Kraftfahrzeugs 2 einen Bremsscheibentopf 3 sowie einen damit verbundenen Bremsscheibenring 4 auf. Der Bremsscheibentopf 3 und der Bremsscheibenring 4 sind dabei über Schrauben 5 (vergleiche auch 2) miteinander verschraubt. Zwischen dem Bremsscheibentopf 3 und dem Bremsscheibenring 4 sind im Bereich der Schrauben 5 Distanzelemente 6 vorgesehen, die einen vordefinierten Abstand zwischen dem Bremsscheibentopf 3 und dem Bremsscheibenring 4 gewährleisten und dadurch insbesondere ein Korrosionsrisiko reduzieren.
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Aufgrund der Distanzelemente 6 verbleibt zwischen dem Bremsscheibenring 4 und dem Bremsscheibentopf 3 ein Spalt 7 (vergleiche 3), über welchen beim Fahren aufgewirbeltes Wasser aus einem Inneren 8 über den Spalt 7 auf eine Reibfläche 9 gelangen und dort den Reibbeiwert reduzieren kann, wodurch die Bremswirkung negativ beeinflusst wird. Der Bremsscheibenring 4 kann dabei innenbelüftet sein und weist demzufolge einen Innenkühlkanal 10 auf. Der Innenkühlkanal 10 wird durch zwei parallele Reibringe 11, 12, nämlich einen zweiten Reibring 12 und einen ersten Reibring 11 begrenzt. Prinzipiell ist aber auch ein Bremsscheibenring 4 mit nur einem einzigen Reibring 11 denkbar.
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Um nun ein Austreten von Wasser, beispielsweise bei Regen, über den Spalt 7 auf die (äußere) Reibfläche 9 des ersten Reibrings 11 zuverlässig verhindern zu können, weist der Bremsscheibentopf 3 erfindungsgemäß einen axialen Ringfortsatz 13 (vergleiche 3) auf, auf welchen der Bremsscheibenring 4 aufgeschoben ist und der in den ersten Reibring 11 eingreift und/oder den ersten Reibring 11 durchgreift und dabei zugleich mit einem Endabschnitt 14 über diesen übersteht. Der der ringförmige Axialfortsatz 13 und/oder der Endabschnitt 14 ragt somit in den Innenkühlkanal 10 ein. Zudem weist dieser ringförmige Axialfortsatz 13 und/oder der Endabschnitt 14 zumindest eine nach außen offene Ringnut 15 auf, in welcher zumindest eine Ringdichtung 16 angeordnet ist, die den zwischen dem Bremsscheibentopf 3 und dem Bremsscheibenring 4 liegenden Spalt 7 abdichtet.
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Der Axialfortsatz 13 erstreckt sich dabei lediglich in Axialrichtung 17, besitzt jedoch einen konstanten Außendurchmesser, wodurch das Aufschieben des Bremsscheibenrings 4 auf den Axialfortsatz 13 wie bislang erfolgen kann. Mit der erfindungsgemäß vorgesehenen Ringdichtung 16, welche beispielsweise als Silikondichtung ausgebildet sein kann, lässt sich der Spalt 7 zuverlässig verschließen, wodurch zwei wesentliche Vorteile erzielt werden können: Zum einen kann verhindert werden, dass beispielsweise bei Regen aufgewirbeltes Wasser durch den Spalt 7 strömt und auf die Reibfläche 9 gelangt und dadurch die Bremswirkung reduziert. Zum anderen kann in dem Innenkühlkanal 10 strömendes Wasser in dem Innenkühlkanal 10 gehalten werden, wodurch die beiden Reibringe 11, 12 des Bremsscheibenrings 4 besser gekühlt werden können, was die Bremswirkung erhöht.
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Betrachtet man die 3, so kann man erkennen, dass der Endabschnitt 14 eine konisch geneigte Stirnfläche 8 aufweist, die derart ausgerichtet ist, dass in Radialrichtung 19 nach außen strömendes Wasser über die Ringdichtung 16 hinweg geleitet wird. Zusammen mit der Ringdichtung 16 kann somit die konisch geneigte Stirnfläche 14 ebenfalls dazu beitragen, ein Eindringen von Wasser in den Spalt 7 zumindest zu erschweren, vorzugsweise zu verhindern.
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Betrachtet man die 3 weiter, so kann man erkennen, dass eine Außenmantelfläche 20 des Axialfortsatzes 13 des Bremsscheibentopfes 3 sowie eine Innenmantelfläche 21 des Bremsscheibenrings 4 parallel zueinander verlaufen, wodurch der Spalt 7 eine im Wesentlichen konstante Dicke besitzt. Die Ringdichtung 16 kann darüber hinaus im Querschnitt rechteckig sein, wie dies gemäß der 3 dargestellt ist, aber auch quadratisch, rund, oval oder eine andere geeignete Querschnittsform aufweisen.
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Zur Verbesserung der Bremswirkung kann/können der Bremsscheibenring 4 bzw. die einzelnen Reibringe 11, 12 des Bremsscheibenrings 4 aus Keramik ausgebildet sein oder eine Keramikbeschichtung bzw. einen Keramikbelag aufweisen, welcher den großen Vorteil bietet, auch bei höheren, beim Bremsen auftretenden Temperaturen nahezu keine Reibwertverluste aufzuweisen.
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Alles in Allem kann mit der erfindungsgemäßen Scheibenbremse 1 und dem erfindungsgemäßen Kraftfahrzeug 2 eine deutlich verbesserte Bremswirkung bei Regen erzielt werden, da durch das Abdichten des zwischen dem Bremsscheibentopf 3 und dem Bremsscheibenring 4 liegenden Spalts 7 ein unerwünschtes nach außen Gelangen von Wasser auf die Reibfläche 9 des ersten Reibrings 11 zuverlässig verhindert werden kann.
