DE1450145A1

DE1450145A1 - Scheiben fuer Scheibenbremsen

Info

Publication number: DE1450145A1
Application number: DE19641450145
Authority: DE
Inventors: Hollins Peter George
Original assignee: Girling Ltd
Current assignee: Girling Ltd
Priority date: 1963-08-20
Filing date: 1964-08-20
Publication date: 1969-02-13
Also published as: US3393775A; GB1062033A; SE307084B

Description

Die Erfindung bezieht sich auf Scheiben für Scheibenbremsen.

Eine gebräuchliche Scheibenform umfaßt einen allgemein zylindrischen, sich in Richtung der Drehachse der Scheibe erstreckenden Teil, der an einem Ende einen radial angeordneten Plansch aufweist, durch den Bremsflächen gegeben sind, und am anderen Ende einen radialen Flansch trägt, der an einem drehbaren Teil, wie beispielsweise einem Fahrzeugrad, befestigt werden kann.

sich die Scheibe beim Anlegen der Bremse erwärmt, so dehnt sich der Bremsflansch radial nach außen

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aus und das sich in axialer Richtung erstreckend.es: teil" dehnt sich am stärksten an dem Bremsflansche^iende.. Dadurch verformt sich der Bremsflansch zu einem flachen Kegel und bewegt sieh gleichzeitig in Axialrichtung,

Bei einer Scheibenbremse, oei der über in hydraulischen Zylindern arbeitende Kolben Bremskissen an gegenüberliegende Flächen des Bremsflansches gelegt werden, bewirkt die Kegelverformung des Flansches, daß die an den Flansch angreifenden Bremskissenflächen beim Verschleiß eine schräge Form annehmen. Außerdem wird infolge der Axialbewegung der eine Kolben in seinen Zylinder zurückgedrückt, so daß der andere nach, vorne gehen muß.

Wenn die Scheibe nach einem Bremsvorgang abkühlt, kehrt der Bremsflansch in seine normale Lage zurück. Dadurch vergrößert sich wegen der durch die Abnutzung schief verlaufenden Bremskissenfläehen der Abstand zwischen dem Mittelpunkt jedes Bremskissens und dem Flansch und · darüberhinaus entsteht auf Grund der axialen Rückbewe- . gung des Flansches ein weiterer zusätzlicher Abstand zwischen dem einen Bremskissen und' dem Flansch, wobei das andere Kissen während der axialen Rückbewegung zurückgeschoben wurde. Eine erneute"Betätigung der Bremse/ macht einen übermäßig langen Bremspedaiweg erforderlich und kann zu einem Ausfall der Bremse führen, da den Bremszylindern nietrt genügend Flüssigkeit zugeführt wird.

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Bei einer Bremse, tie ein bewegliches Gehäuse mit einem hydraulischen Zylinder für ein Bremskissen hat, -w.obei das andere Bremskissen indirekt betätigt wird, kann die_ Kegelverf orinung des Bremsflansches dazu führen, daß sich der normalerweise zwischen Flansch und Bremskissen bestehende begrenzte Abstand übermäßig verringert, so daß die Bremse klemmt.

Gemäß der Erfindung ist bei .einer Scheibe mit einem die Bremsflächen liefernden Plansch, der sich radial von einem Ende eines sich allgemein axial erstreckenden Teils wegerstreckt, welcher mit seinem" anderen Ende an einem drehbaren Teil,. z.B. einem Fahrzeugrad, befestigbar ist, der Flansch mit dem sich axial erstreckenden Teil durch einen ringförmigen Steg von maximal der Stärke des Flansches verbunden,.

- im Längsschnitt gesehen -

Dieser Steg erstreckt sich so,/daß der Punkt, in dem die Mittellinie des Steges,zum ersten Mal den sich axial erstreckenden Teil schneidet, von der Flanschmittellinie nach der vom Befestigungsende des T.eiles abgewandten Richtung hin versetzt ist. Endlich ..is"t die Steifigkeit vom Steg und sich axial erstreckendem Teil so gewählt, daß bei einer Wärmedehnung des Flansches die Kegelverformung und Axialbewegung·des Flansches auf ein Mindestmaß beschränkt bleiben.

Der sich allgemein axial erstreckende Teil kann zylindrisch oder annähernd zylindrisch sein oder sein

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Durchmesser kann von dem Befestigungsende in Richtung auf das den Bremsflansch tragende Ende hin größer werden. Er kann eine zylindrische Außenfläche und eine Innenfläche'haben, die in der gleichen Richtung im Durchmesser zunimmt.

Der Steg kann sich im rechten Winkel zu der Drehachse der Scheibe erstrecken oder gegen diese Achse in Richtung auf das dem Flansch gegenüberliegende Ende des sich axial erstreckenden Seils geneigt sein₀

Die Erfindung "wird im folgenden an Hand schematischer Zeichungen an Tier Ausführungsbeispielen näher erläutertelJede der !Fig» 1 - 4 zeigen halbe Längs- ' schnitte, die jeweils die Hälfte einer Scheibe in einer die Drehachse der Scheibe enthaltenden Ebene darstellen^

Die Zeichnungen enthalten folgende Punkte und Abmessungen: ⁱ ' _"■·."■'..-'"'.

Punkt O ist der Schnittpunkt der-Mittellinie des

Steges 11 mit einer Fortsetzung der Außenfläche des sich axial erstreckenden Teils 12,

Punkt T ,ist, der Schnittpunkt der Mittellinie des Ste- -----

'.._ . -: - , ■; ^Sß^rM-^%..-.-der Fortsetzung der inneren Umfangsflache desHansohes 10.

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r ist der Radius des sich axial erstreckenden Teils 12 zum Punkt O hin gemessen«

s ist die Stärke des sich, axial erstreckenden Teils 12.

ß ist der Neigungswinkel der Innenfläche des sich axial erstreckenden Teils 12 zur Drehachse der Scheibe am Bremsflanschende„

h ist die Länge des sich axial erstreckenden

Teils 12 von der Innenseite, des Befestigungsflansches 13 zum Punkt O gemessen,

ist die radial gemessene Länge des Steges 11 vom Punkt O zum Punkt T·

t· ist die Stärke des Steges 11.

ρ ist das Ausmaß der Versetzung des Punktes O

gegenüber der Mittellinie des Bremsflansches 10 in von dem Befestigungsflanschende des sich axial erstreckenden Teiles 12 wegführender Richtung. . .-

q. ist der Abstand von der Mittellinie des Bremsflansches 10 zum Punkt T.

QC der Neigungswinkel des Steges 11 zu einer

rechtwinklig zur Drehachse der Scheibe verlaufenden Ebene. ' ' '

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- 6.. - . , ΤΑ-28 417 '

'__ Bei den in den Figo 1, 2 und 3 dargestellten Aus- " führungsbeispielen hat der Steg 11 Teilkegelflächen desselben Neigungswinkels, während die Stegflächen bei dem in Figo 4 gezeigten Ausführungsbeispiel eben sind und rechtwinklig zur Drehachse der Scheibe verlaufen. ___j "

Für die vier Ausführungsbeispiele gelten folgende Werte:

Fig. 1 r =. 66,78 mm (2,629") s = 4,62 mm (0,182")

ß = o° ..·■■ ■

h = 16,89 mm (0,665")

1 = 6,55 mm (0,258") ·

t = 4,57 mm (0,180")

P= 7,44mm (0,293")

q. = 0,89 mm (0,035")

0! = 45°

Fig. 2 r = 66,17 mm (2,605")

s = 4,70 mm (0,185") ß = . 0°

h = 15 mm (0,59")

1= 3,94 mm . (0,155")' t = 2,41 mm (0,095")

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Pig. 3

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p.= .2,84 mm (0,112") q. = 0,38 mm (0,015")

r =	52,83	mm	(2,08"	)
s =	6,35	mm	(0,25"	)
ß =	15°
h =	67,56	mm	(2,b6"	)'
1 =	7,37	mm	(0,29"	)
t =	4,19	mm	(0,165	¹¹)
P =	2,26	mm	(0,089	")
q. =	4,32	ium	(0,017	")
	20°

( Pig. 4 r = 71,48 mm (2,814")

s = 4,83 mm (0,19") ß = 1°30'

Ii = 62,99 mm (2,48") , . 1 = 11,58 mm (0,456") t = 4,06 mm (0,16") P= q. = 2,79 mm (0,11») GL = 2,79 mm (0,11")

of= o° y

Die beiden in Figo 1 und 2 dargestellten Ausführungs "beispiele weisen geneigte Stege 11 auf; in Figo 2 verringert sich jedoch der Radius der Innenfläche des sich

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axial erstreckenden Teils 12 gegen das Befestigungsende hin, während in Figo 1 beide Flächen des Teils zylindrisch bzw. so weitgehend zylindrisch sind, wie sich dies 'im Herstellungsprozeß erzielen läßt. Bedingt durch die der Fertigung gesetzten Grenzen können immer gewisse Abweiehungen -von einer wahren Zylinderfläche auftreten.

In Fig. 3 verringert sich der Eadius beider Elächen des sich axial erstreckenden Teils 12 zum Befestigungsende hin. Zuerst nimmt der Eadius bis zum Punkt 14 verhältnismäßig rasch ab; aber dann ist die Abnahme geringer, so daß der sich axial erstreckende Teil 12 an dem Steg 11 stärker geöffnet ist. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist kein Befestigungsflansch vorgesehen« Stattdessen weist das Befestigungsende des Teils Grewindebohrüngen 15 auf.

_n Fig»·'4 nimmt der Eadius beider Flächen'des sich axial erstreckenden Teils ganz leicht gegen das Befestigungeende hin abj die Stärke bleibt durehgehend die gleiche. Der Steg 11 ist bei diesem Ausführungsbeispiel nicht geneigt, jedoch ist, wie ersichtlich, der Punkt 0 dennoch von der Mittellinie des Bremsflansches*zu der dem Befestigungsende des sich axial erstreckenden Teiles gegenüberliegenden Seite hin versetzt.

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Bei einem fünften nicht gezeigten Ausführungsbeispiel einer Scheibe, bei dem der sich axial erstreckende Teil verhältnismäßig kurz gehalten ist, können folgende Werte verwendet werden:

r = 50,8	mm	(2")
s = 4,76	mm	(0,1875
h = 6,55	mm	(0,25")
ß = 45°
q. = 2,59	mm	(0,094"
P = 2,69	mm	(0,106"
t = 5,18	mm	(0,125"
1 = 5,08	mm	(0,2«)
Of = 45°

Auch in diesem Pail beträgt die radiale Steifigkeit des Befestigungsflansches dividiert durch den Elastizitätsmodul des Werkstoffes 0,45« Dieser faktor wird mit wachsender Länge des sich axial erstreckenden Teils weniger kritisch.

Bei den beschriebenen Ausführungsbeispielen haben die Radien Werte von 50,8 mm (2") bis 71,48 mm (2,814"). Es können auch Scheiben mit anderen Radien nach der Erfindung hergestellt werden. Die Werte ß undOi- können jeweils zwischen 0° und 45° liegen und der geringste Wert der Stärke s des sich axial erstreckenden Teils hängt von dem angewandten Jertigungsverfahren (z,B, Gießen) ab. Sie kann beispielsweise 3,18 mm (1/8") betragen. Die Länge h

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des sich axial erstreckenden Teils sollte 5,08 mm (0-,2^u) überschreiten» Die Stärke t des Steges sollte .die Stärke des .Bremsflansches nicht überschreiten. Die Länge 1 des Steges sollte zwischen 2,54 mm (0,1") und 12,7 mm (0,5")und die Versetzung ρ zwischen 0,13 mm (0,005") und 12,7 mm (0,5") liegen.

Im-allgemeinen soll bei der Herstellung von Scheiben mit anderen als den obenerwähnten Abmessungen die Stegstärke t weder den Wert s noch die Flanschstärke überschreiten,, Die Versetzung ρ kann zwischen 0 und 1/4 r betragen. Die Werte für und gelten allgemein.

Der Punkt T kann auf der Mittellinie des Bremsflansches oder auf einer ihrer beiden Seiten liegen und der Abstand g des Punktes T von dieser Mittellinie ist maximal gleich der Differenz zwischen der halben Stärke des Bremsflansches und der des Stegeso

In jedem Fall sind die Steifigkeiten des sich axial, erstreckenden Teiles und des Steges so gehalten, daß die Kegelverformung und die axiale' Bewegung des Flansches auf ein Mindestmaß beschränkt bleiben, wenn dieser sich beim Erwärmen ausdehnt.

Die Abmessungen p, q., t, 1 und richten sich nach der allgemeinen Form der Scheibe und somit nach den

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Abmessungen, r, s, Ii und . Es hat sich erwiesen, daß unter Yerwendung dieser Werte eine Scheibe hergestellt werden kann, bei der die KegelTerformung und Axialbewegung des Flansches soweit herabgesetzt sind, daß das bereits erwähnte Problem eines verlängerten Pedalweges und eines möglichen Ausfalls der Bremse, wie es bei bekannten Scheibenformen auftritt, weitgehend gemildert oder sogar ausgeschaltet wird.

Die Erfindung ist auf Scheiben anwendbar, bei denen der Flansch an seiner äußeren Umfangsfläche an dem sich axial erstreckenden Teil befestigt ist. ■

Patentansprüche

923 .

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Claims

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P a t e η t a η s ρ r ü ehe ,-f

1 . Scheibe für eine Scheibenbremse mit einem die Bremsflächen liefernden Flansch, der sich von dem einen Ende eines sich allgemein axial erstreckenden Teiles radial wegerstreckt, welcher mit seinem anderen Ende an einem drehbaren Teil, z.B. einem Fahrzeugrad, befestigbar ist, insbesondere mit sich radial nach außen erstreckendem Flansch, dadurch gekennzeichnet , daß der Flansch mit dem sich axial erstreckenden Teil (12) über einen ringförmigen Steg (11) verbunden ist, dessen Stärke(t) ■ nicht größer als diejenige 'des Flansches (10) ist, und daß, im Längsschnitt gesehen, der Punkt (6),.an dem die Mittellinie des Steges zuerst den sich axial erstreckenden Teil trifft, gegenüber- der Mittellinie des Flansches in der- vom Befestigungsende des Teiles (12) abgewandten Richtung vernetzt ist und daß ferner die Steife des Steges (11) und des Teiles (12) so gewählt sind, daß bei einer Vförmedehnung des Flansches Kegelverformung und Äxialbewegung des Flansches auf ein Mindestmaß beschränkt bleiben» - - - - · -

2, \ Scheibe nach Anspruch 1, dadurch ge k e η η ζ, e ich η e t ,daß der Steg (11) zu .einer

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rechtwinklig zur Drehachse der Scheibe verlaufenden Ebene in Richtung zum anderen Ende (13»15) des sich axial erstreckenden Teiles (12) geneigt ist»'

3 ο Scheibe nach Anspruch 1, dadurch ge.-, ken. nzeichnet, daß der Steg (11) sich im rechten Winkel zur Drehachse der Scheibe erstreckt,

4. Scheibe nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet , daß die Stärke (t) des Steges (11) diejenige (s) des sich axial erstreckenden Teils (12) nicht überschreitet.

5. Scheibe nach Anspruch 1 bis'4, dadurch g e kennzeichne t , daß die Stärke (t) des Steges (11) geringer ist als die des BremsflanBches (1O)₀

6. Scheibe nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet , daß die Stärke (t) des Steges (11) geringer ist als diejenige (s) des sich axial erstreckenden Teiles (12)»

7. Scheibe nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet , daß die Versetzung

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im Bereich, von 0,13 .mm (0,005") und 12,7 mm (0,5") liegt. '

8» Scheibe nach. Anspruch. 1 bis 7, dadurch, gekennzeichnet , daß sich, der Steg (11) radial über 2,54 mm'(0,1") bis 12,7 mm (0,5") erstreckt. - .

"9 ο Scheibe nach Anspruch 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß sich der-Radius der Innenfläche des sich axial erstreckenden Teils (12) zum Befestigungsende hin verringert,,

1Oo Scheibe nach Anspruch 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet , daß der sich allgemein axial erstreckende Teil (12) eine geringere Stärke hat als der Flansch (10) ο