-
Aus mehreren Ringsegmenten zusammengesetze Bremsscheibe Die Erfindung
bezieht sich auf eine aus mehreren Ringsegmenten zusammengesetzte Bremsscheibe,
deren Segmente, unter Belassung eines Dehnungsspalts zwischen den einander gegenüberliegenden,
radial gerichteten Stirnflächen, miteinander verbunden sind.
-
Es ist eine Bremsseheibe bekannt, die aus mehreren Ringsegmenten zusammengesetzt
ist. Die einzelnen Ringsegmente sind dabei mit Hilfe von Federgliedern oder massiven
Verbindungsstücken verbunden, die innerhalb der benachbarten Segmente mit Kopfstücken
in Ausnehmungen der Segmente eingreifen. Bei einer anderen Ausführungsform greifen
die einzelnen Segmente schwalbenschwanzförmig ineinander. Der bekannte Aufbau hat
den Nachteil, daß er nicht in der Lage ist, der auf die Bremsscheibe einwirkenden
Zentrifugalkraft wirkungsvoll zu widerstehen. Es kommt deshalb zu radialen Versetzungen
der Segmente, die zur Zerstörung der Verbindungsstücke oder Schwalbenschwanzverbindungen
führen können. Auch kann sich der Bremseffekt verschlechtern und in extremen Fällen
sogar völlig aufgehoben werden.
-
Es ist weiterhin eine aus mehreren Segmenten zusammengesetzte Bremsscheibe
bekannt, bei der die einzelnen Segmente mit Hilfe von Stiften zusammengesetzt sind.
Einer der Stifte verläuft dabei etwa sehnenförmig zwischen zwei benachbarten Segmenten,
während der andere Stift mit dem ersteren Stift einen Winkel einschließt. Mittels
der Verbindungsstifte soll eine radiale Versetzung der Segmente verhindert werden.
Diese Aufgabe wird aber nur ungenügend erfüllt, da die Stifte nicht genügend festgelegt
sind und deshalb die Zentrifugalkraft die einzelnen Segmente dennoch auseinandertreiben
kann, womit dann wieder eine radiale Versetzung erfolgt.
-
Die einzelnen Segmente der Bremsseheiben haben bei ihrer Erwärmung
während der Benutzung der Bremse das Bestreben, ihre Krümmung zu vergrößern in Richtung
auf einen kleineren Radius. Bei der unmittelbaren Verbindung der Segmente der bekannten
Bremsscheiben führt dies dann dazu, daß sich der Durchmesser der Bremsscheibe verringert;
die Bremsleistung wird dadurch aber beeinträchtigt.
-
Es ist auch bekannt, Durchmesserverringerungen zu begegnen, indem
an die inneren Mantelflächen der Segmente ein Ring angelegt wird, der mit T-förmigen
Ansätzen, die aus dem Ring heraus gebogen sind, in Ausnehmungen an benachbarten
Segmentkanten eingreift. Mit Hilfe dieses Ringes sind aber wieder radiale Scheibenvergrößerungen
durch radiale Segmentversetzungen nicht zu verhüten. Schließlich ist es bei allen
bekannten aus mehreren Segmenten zusammengesetzten Bremsscheiben noch von Nachteil,
daß die Verbindung der einzelnen Segmente miteinander infolge von Toleranzen in
den dem Verbinden dienenden Segmentausnehmungen zu axialen Versetzungen der Segmente
führen kann. Dadurch werden die Scheiben dann uneben, wodurch ebenfalls die Bremswirkung
beeinträchtigt wird.
-
Es ist Aufgabe der Erfindung, eine aus mehreren Segmenten zusammengesetzte
Bremsscheibe zu schaffen, bei der die einzelnen Segmente sich nicht radial oder
axial versetzen können und die dennoch einfach aufgebaut ist trotz der Gewährleistung
einer Wärmeausdehnung.
-
Die gestellte Aufgabe ist bei einer aus mehreren Ringsegmenten zusamengesetzten
Bremsscheibe dadurch gelöst, daß gemäß der Erfindung in die radial innere oder die
radial äußere Mantelfläche eines jeden Segments eine Nut eingearbeitet ist, in die
mit radialem Spiel zum Nutgrund eine Ringscheibe greift, an der die einzelnen Segmente
mittels Niete gehalten sind, von denen je einer nahe an jedem inneren oder
äußeren Ende eines Segments an diesem befestigt ist, wobei jeder Niet jeweils ein
in der Ringscheibe entsprechend angeordnetes Langloch durchgreift, das in einer
Ebene verläuft, die entweder senkrecht zu der den geometrischen Mittelpunkt des
Ringsegments und die Bremsscheibenachse enthaltenden Ebene
oder
senkrecht zu einer Ebene verläuft, die parallel zu der die Mitte des Dehnungsspalts
zwischen zwei Segmenten und die Bremsscheibenachse enthaltenden Ebene liegt.
-
Durch die Einführung von Ringscheiben, an welche die einzelnen Segmente
ohne unmittelbaren Kontakt miteinander angenietet sind, sind radiale Versetzungen
der Seginente ausgeschlossen. Falls eines der Segmente aus irgendeinem Grund zerstört
werden sollte, dann führt dies nicht zu einem Unwirksamwerden der Bremsseheibe,
da der übrige Teil der Bremsscheibe nicht auseinanderfallen kann. Die Stabilität
des Ringes wird dabei trotz seines Querschnitts nicht beeinträchtigt, da er keinen
hohen thermischen Belastungen ausgesetzt ist.
-
Ein weiterer Vorteil des Aufbaues der Bremsscheibe nach der Erfindung
besteht darin, daß die Rotationsflächen der Scheiben eben ausgebildet sind. Diese
ebene Ausbildung verändert sich auch während der Benutzung der Scheibe nicht, da
sich die einzelnen Segmente infolge ihrer Einspannung an der Ringscheibe nicht axial
gegeneinander versetzen können.
-
Auch eine Verkleinerung des Bremsscheibendurchmessers infolge einerVerringerung
der Segmentkrümmung während des Betriebs ist durch den Aufbau der Bremsscheibe nach
der Erfindung vermieden. Auch diesen Krümmungsverringerungen steht die die einzelnen
Segmente in ihrer gegenseitigen Lage festlegende Ringscheibe entgegen.
-
Die Erfindung wird an Hand des in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels
näher erläutert. Es zeigt F i g. 1 eine Ansicht einer aus Segmenten
bestehenden Bremsscheibe nach der Erfindung, F i g. 2 einen Schnitt längs
der Linie 2-2 nach F i g. 1 zur Darstellung einer Nietverbindung zwischen
einer Ringscheibe und einem Segment, F i g. 3 eine Draufsicht auf eine Bremsscheibenhälfte
einer zweiten Ausführungsform nach der Erfindung, F i g. 4 einen Schnitt
längs der Linie 4-4 nach F i g. 3 zur Darstellung der Nietverbindung zwischen
der die Seginente zusammenhaltenden Ringscheibe der zweiten Ausführungsform, F i
g. 5 einen Schnitt längs der Linie 5-5 nach F i g. 3 zur Darstellung
einer Nietverbindung, die zwei Ringscheibenhälften verbindet.
-
An einer nicht dargestellten Fahrzeugfelge sind mehrere Führungskeile
42 für das Scheibenpaket ,iner Scheibenbremse über den Felgenumfang verteilt in-eordnet.
Die Führungskeile erstrecken sich parillel zur Radachse um diese herum und greifen
in A,usnehmungen 62 am Umfang von Bremsscheiben 58 ein. Zwischen den
Breinsscheiben, die mittels der K-eile mit der Felge umlaufen, befinden sich Bremscheiben,
die wohl axial verschieblich, aber drehfest yelagert sind.
-
In den F i g. 1 und 2 ist eine erste Ausführungsorm einer Bremsscheibe
58 gezeigt, die aus einer %nzahl von getrennten, bogenförmigen oder trapezörmigen
Segmenten 80 besteht, zwischen denen sich )ehnungsspalten ausbilden. Zusammen
bilden die ;eginente eine ringförmig ausgebildete Bremsscheibe. edes Segment
80 ist mit einem Schlitz 62 versehen, a den ein Führungs- und
Antriebskeil 42 eingreift. edes Segment besitzt weiterhin eine Nut 82 mit
lachen Seiten, die in die innere Mantelfläche des Seginents eingearbeitet ist und
sich über die ganze Länge des Segments erstreckt.
-
Zum Verbinden der Segmente 80 dient eine Ringscheibe 84 mit
einem vieleckigen Außenumfang und einem kreisförmigen Innendurchinesser. Diese Scheibe
84 greift in die Nuten 82 von der Innenseite der Scheibe aus hinein (F i
g. 2); sie ist außerdem mit flachen Seitenflächen versehen, und ihre Breite
ist nur etwas kleiner als die der Nut 82, um einen genau axialen Sitz der
Segmente zu gewährleisten und ein Erfassen des Reibungsmaterials der nicht drehbaren
Brernsscheiben zu vermeiden. Weiterhin sind in der Scheibe 84 mehrere Langlöcher
86 vorgesehen, und zwar zwei Langlöcher für jedes Segment 80. Durch
die Langlöcher 86 sind Niete 88 hindurchgezogen, welche die Segmente
und die Scheibe zusammenhalten.
-
Jedes Langloch 86 hat eine kleine und eine große Abmessung,
wie es in der F i g. 1 gezeigt ist, gemessen in einer X- bzw. Y-Ebene. Die
X-Ebene verläuft allgemein parallel mit einer radialen Linie, die durch den geometrischen
Mittelpunkt des zugeordneten Seginents 80 und den imaginären Mittelpunkt
der Bremsscheibe 58 hindurchgeht. Die kleine Langlochabmessung in der X-Ebene
ist nur etwas größer als der Durchmesser des Niets 88, so daß die Seginente
an einer radial nach außen gerichteten Bewegung auf ihren zugeordneten Führungskeilen
42 unter dem Einfluß der Zentrifugalkraft des umlaufenden Rades gehindert werden.
Somit berühren die Schlitze 62 die Keile 42 nur an ihren Seiten, wodurch
die Bremsscheibe 58 unabhängig von dem Radumlauf in axialer Richtung frei
beweglich ist.
-
Die größere Abmessung des Langlochs 86 in der Y-Ebene verläuft
senkrecht zu der X-Ebene und gestattet es dem Niet, sich in lotrechter Richtung
zu der radialen Linie durch die Scheibenantriebsverbindung frei zu bewegen. Es kann
sich somit jedes Segment frei über seine Se mentlänge hinweg aus-9 C dehnen. Das
Spiel zwischen dem Grund der Schlitze 62 und den Führungskeilen 42 gestattet
darüber hinaus eine Wärmedehnung der Segmente in radialer Richtung.
-
Die Scheibe 84 und die Niet- und Schlitzverbindung legen jedes Segment
80 mit Abstand von seinem benachbarten Segment fest, so daß die Segmente
sich bei ihrer Ausdehnung gegenseitig nicht stören.
-
An den inneren Mantelflächen der Segmente sind etwa in der Mitte Schlitze
90 vorgesehen, durch die Spannungen in den Segmenten vermieden werden sollen.
-
In den F i g. 3 bis 5 ist eine zweite Ausführungsform
der Bremsscheibe nach der Erflndung gezeigt, in der der Segmentverbindungsring an
den Außenrändem der Segmente vorgesehen ist. Die Ausführungsform nach den F i
g. 1 und 2 wird deshalb als Innenringbauart bezeichnet, während die Ausführungsfonn
nach den F i g. 3 bis 5 als Außenringbauart bezeichnet wird. In der
Beschreibung der Außenringbauart werden Teile, die hinsichtlich ihrer Form oder
ihrer Funktion denjenigen der Innenringausführung ähnlich sind, mit den gleichen
Bezugszeichen unter Zusatz des Buchstabens »a« bezeichnet.
-
Die Außenringbremsscheibe besteht aus mehreren bogenförmigen Segmenten
80 a, die je eine Nut 82 a
aufweisen, die in ihren
äußeren Mantelflächen eingearbeitet sind. In den Nuten 82a ist eine Ringscheibe
84a ang geordnet. Die Ring- und Nutseiten sind flach,
um eine genau
fluchtende axiale Lage der einzelnen Segmente zu erhalten. In der Ringscheibe 84a
sind Langlöcher 86a gebildet, die eine kleine Abmessung in der X-Ebene und eine
größere Abmessung in der Y-Ebene haben. Die Scheibenführungsschlitze 62a sind bei
dieser Ausführungsform an die Ränder der Segmente 80 a gelegt, so
daß immer jeweils die eine Hälfte eines Schlitzes von dem einen Segment und die
andere Hälfte von dem benachbarten Segment gebildet wird.
-
Die X-Ebene des Langlochs 86a verläuft parallel mit einer radialen
Linie, die durch die Mitte des Dehnungsspalts zwischen zwei Segmenten führt, während
die Y-Ebene senkrecht zur X-Ebene verläuft. Ein Niet 88 a ist nahe an jedem
Segmentende befestigt und durchgreift ein Langloch 86a. Der Durchmesser des Niets
88 a ist nur geringfügig kleiner als die Breite des Langlochs 86a in der
X-Ebene und verhindert somit eine durch Zentrifugalkraft radial nach außen gegen
den Führungskeil gerichtete Bewegung des Segments. In der Umfangsrichtung und in
radialer Richtung besteht, wie bei dem Ausführungsbeispiel nach den F i
g. 1 und 2, keine Ausdehnungsbesehränkung.
-
Um einen Zusammenbau der Außenringbremsscheibe zu ermöglichen, ist
die Ringscheibe 84 a aus zwei halbkreisförmigen Ringscheibenhälften92 und 94 zusammengesetzt,
von denen jede getrennt in die jeweiligen Nuten 82a der Segmente eingesetzt werden
kann. Die kreisförinigen Ringscheibenhälften werden dann mittels zweier flacher
Metallbänder 96 und 98
verbunden, welche die benachbarten Enden der
Ringscheibenhälften 92 und 94 überlagern. Niete 100 verbinden die
Bänder mit den Ringscheibenhälften, wodurch schließlich eine Ringscheibe entsteht.