DE19546732A1

DE19546732A1 - Disc brake ventilated disc with radially inner hub part

Info

Publication number: DE19546732A1
Application number: DE1995146732
Authority: DE
Inventors: Karl-Heinz Dipl Ing Roes
Original assignee: Daimler Benz AG; Mercedes Benz AG
Current assignee: Daimler Benz AG
Priority date: 1995-12-14
Filing date: 1995-12-14
Publication date: 1996-11-28

Abstract

The ventilated disc has a radially inner hub part which carries spaced friction discs with friction faces mutually away, with inner and outer radius, between which are located ventilation ducts. Against the friction faces can be pressed brake linings generating braking force. On the brake lining compression, energy is introduced into the friction discs (5a,b) which are of different thickness over their extension, corresp. to the energy input. Pref. the friction discs are of max. thickness (10a,b) in the section of largest energy input.

Description

Die Erfindung betrifft eine belüftete Scheibenbremse gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.The invention relates to a ventilated disc brake according to the preamble of the claim 1.

Für hochbeanspruchte Fahrzeugscheibenbremsen, wie sie in der Praxis eingesetzt sind, werden belüftete Bremsscheiben eingesetzt. Bei solchen Bremsscheiben wird im Vergleich zu unbelüf teten Bremsscheiben eine größere Oberfläche zur Energieabgabe in Form von Konvektion und Strahlung erreicht, da die wirksame Wärmeaustauschfläche vergrößert ist.For highly stressed vehicle disc brakes, such as those used in practice ventilated brake discs used. With such brake discs is compared to unaccessible brake discs have a larger surface for energy delivery in the form of convection and Radiation is reached because the effective heat exchange area is increased.

Die Dicke einer Bremsscheibe ist durch den äußeren Bauraum, die nötigen Reibringdicken und die Breite des Belüftungskanals bestimmt. Durch die Geometrie der Bremsscheibe wird die nötige Gestaltfestigkeit des Sattels, die Energieaufnahme und -abgabe der Bremsscheibe, das Bremsscheibengewicht usw. bestimmt.The thickness of a brake disc is due to the outer space, the necessary friction ring thickness and the Width of the ventilation duct determined. The geometry of the brake disc makes it necessary Dimensional stability of the saddle, the energy absorption and delivery of the brake disc, the Brake disc weight, etc. determined.

Die thermische Auslegung der Bremsscheibe erfolgt derart, daß insgesamt die Grenztemperaturen und -spannungen nicht überschritten werden dürfen. Dies gilt auch bei punktuellen Belastungen, da auch durch lokale Überhitzungen bleibende Schädigungen der Bremsscheibe eintreten können.The thermal design of the brake disc is carried out in such a way that the total limit temperatures and voltages must not be exceeded. This also applies to selective loads, since permanent damage to the brake disc can also occur due to local overheating.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, lokal unterschiedlichen Belastungen der Bremsscheibe durch entsprechende Gestaltungen Rechnung zu tragen und dadurch bei minimierten Materialein satz zu einer gleichmäßigen Belastung der Bremsscheibe zu kommen.The invention has for its object locally different loads on the brake disc to be taken into account by appropriate designs and thus with minimized material to come to an even load on the brake disc.

Diese Aufgabe wird gemäß den kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Weitere vorteilhafte und bevorzugte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen angegeben.This object is achieved in accordance with the characterizing features of claim 1. Further advantageous and preferred refinements are specified in the subclaims.

Vorteilhaft bei der Erfindung ist, daß die Reibscheiben unterschiedliche Dicken entsprechend der Energieeinleitung aufweisen, wodurch eine gleichmäßigere Temperaturverteilung erzielt und somit thermische Spannungen sowie Belastungen vermieden werden. It is advantageous in the invention that the friction disks have different thicknesses corresponding to the Have energy introduction, whereby a more uniform temperature distribution is achieved and thus thermal stresses and loads can be avoided.

Desweiteren wird durch eine solche Kanalgeometrie die Möglichkeit geschaffen, entweder das Bauteilgewicht, bezogen auf gleichbleibende zulässige Maximaltemperatur zu verringern, oder eine höhere Maximaltemperatur zuzulassen.Furthermore, such a channel geometry creates the possibility of either that Component weight, based on constant maximum temperature, or a allow higher maximum temperature.

Die Ausgestaltung gemäß Anspruch 2 stellt eine weitere Optimierung dar.The embodiment according to claim 2 represents a further optimization.

In einer Ausgestaltung gemäß Anspruch 3, bei der die Dicke der Reibscheiben nach außen abnimmt, wird eine Venturieffekt erzielt.In an embodiment according to claim 3, wherein the thickness of the friction disks to the outside decreases, a Venturi effect is achieved.

Die Ausgestaltung gemäß Anspruch 7 stellt eine einfache und optimale Ausführung der Belüftungskanäle.The embodiment according to claim 7 represents a simple and optimal execution of the Ventilation channels.

Im folgenden ist die Erfindung beispielhaft anhand von den Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:The invention is explained in more detail below by way of example with reference to the drawings. It demonstrate:

Fig. 1 eine innenbelüftete Scheibenbremse; Fig. 1 is a ventilated disc brake;

Fig. 2 einen Querschnitt einer erfindungsgemäßen Bremsscheibe. Fig. 2 shows a cross section of a brake disc according to the invention.

In Fig. 1 ist eine bekannte Scheibenbremse dargestellt. Die Scheibenbremse besteht im wesentlichen aus einem Sattel 1, Bremskolben 2, Bremsbelägen 3 und einer belüfteten Bremsscheibe 4 mit als Ringen ausgebildeten Reibscheiben 5. Die Reibscheiben 5 sind radial getragen, axial voneinander beabstandet und bezüglich ihrer Reibflächen voneinander abgewandt.In Fig. 1, a known disc brake is shown. The disc brake consists essentially of a caliper 1 , brake piston 2 , brake pads 3 and a ventilated brake disc 4 with friction discs 5 designed as rings. The friction discs 5 are radially supported, axially spaced apart and facing away from one another with respect to their friction surfaces.

In der Ausgangsstellung sind die Bremsbeläge ohne Berührung zu den Reibscheiben 5. Bei einer Betätigung der Bremsen werden die Bremsbeläge 3 gegen die Reibscheiben 5 gedrückt, um eine Bremskraft zu erzeugen. Dadurch wird Energie in der Form von Wärme in die Reibscheiben eingeleitet.In the starting position, the brake pads are not in contact with the friction disks 5 . When the brakes are applied, the brake pads 3 are pressed against the friction disks 5 in order to generate a braking force. As a result, energy in the form of heat is introduced into the friction disks.

Fig. 2 ist ein Querschnitt einer Bremsscheibe mit Reibscheiben 5a, 5b, einem Belüftungskanal 6 und einem Nabenteil 7. Die beiden Reibscheiben weisen eine innere und eine äußere Oberfläche auf. Die äußeren Oberflächen bilden die Reibflächen der Scheibenbremse 4 und sind zueinander parallel. Gegen diese Reibflächen werden die Bremsbeläge 3 gedrückt, um eine Bremskraft zu erzeugen. Die Belüftungskanäle 6 verlaufen von radial innen nach radial außen und enden an den Stirnseiten der Reibscheiben 5a, 5b. Fig. 2 is a cross section of a brake disc with friction discs 5 a, 5 b, a ventilation channel 6 and a hub part 7 . The two friction disks have an inner and an outer surface. The outer surfaces form the friction surfaces of the disc brake 4 and are parallel to one another. The brake pads 3 are pressed against these friction surfaces in order to generate a braking force. The ventilation channels 6 run from radially inside to radially outside and end at the end faces of the friction disks 5 a, 5 b.

Die zwei gegenüberliegenden inneren Oberflächen sind gekrümmt ausgebildet, wobei die Krümmung konvex ausgebildet ist und der Verteilung der Energieeinleitung entspricht. Beide Krümmungen weisen einen Scheitel 10a, 10b auf, der in Höhe des entsprechenden gegenüberliegenden Scheitels liegt und ausgehend von der radial äußeren Stirnseite, also den Außenumfang der Bremsscheibe in einem Abstand zu dieser, der etwa 60% der Länge des Belüft ungskanales entspricht. Auf Höhe der Scheitel 10a, 10b haben die Reibscheiben 5a, 5b ihre größte Dicke. Diese größte Dicke soll im Bereich der größten Energieeinleitung liegen, weil hier die thermischen Belastungen/Spannungen am höchsten sind und somit die Wärmeabfuhr, und daher die Entlastung, am höchsten sein muß.The two opposite inner surfaces are curved, the curvature being convex and corresponding to the distribution of the energy input. Both curvatures have a vertex 10 a, 10 b, which lies at the level of the corresponding opposite vertex and, starting from the radially outer end face, that is to say the outer circumference of the brake disk, at a distance from it which corresponds to approximately 60% of the length of the ventilation duct. At the apex 10 a, 10 b, the friction discs 5 a, 5 b have their greatest thickness. This greatest thickness should be in the area of the greatest energy input, because here the thermal loads / tensions are highest and thus the heat dissipation and therefore the relief must be highest.

Vom jeweiligen Scheitel 10a, 10b nach außen zum Umfang nimmt die Dicke der Reibscheiben 5a, 5b ab. Der Abstand der beiden inneren Oberflächen vergrößert sich dadurch. Die Oberflächen können dabei linear oder mit leichter Krümmung verlaufen. Durch die Verringung der Dicke ergibt sich ein venturiartiger Querschnitt.The thickness of the friction disks 5 a, 5 b decreases from the respective apex 10 a, 10 b to the outside. This increases the distance between the two inner surfaces. The surfaces can run linearly or with a slight curvature. By reducing the thickness, a venturi-like cross section results.

Von den Scheiteln 10a, 10b nach innen nimmt die Dicke der Reibscheiben 5a, 5b ebenfalls ab. Hierdurch ergibt sich ebenfalls ein vergrößerter freier Querschnitt und es wird dadurch ein ver stärkter Luftdurchsatz erreicht.The thickness of the friction disks 5 a, 5 b also decreases from the vertices 10 a, 10 b inwards. This also results in an enlarged free cross-section and it results in an increased air throughput.

Je nach Sattelbauart, Belagfläche und Kolbenzahl kann es vorteilhaft sein, daß die Reibflächen unterschiedliche Konturen aufweisen.Depending on the type of saddle, surface area and number of pistons, it may be advantageous that the friction surfaces have different contours.

Claims

1.Ventilated brake disc for disc brakes with a radially inner hub part and radially supported by the hub part axially spaced friction discs with mutually facing friction surfaces with an inner and outer radius, between which ventilation channels are provided, wherein brake pads can be pressed against the friction surfaces to generate a braking force, and when the brake pads are pressed on, energy is introduced into the friction disks, characterized in that the friction disks ( 5 a, 5 b) are of different thicknesses over their extent, corresponding essentially to the distribution of energy input.

2. Ventilated brake disc according to claim 1, characterized in that the friction discs ( 5 a, 5 b) have their greatest thickness ( 10 a, 10 b) in the region of the greatest energy input.

3. Ventilated brake disc according to claim 2, characterized in that at least the thickness of one of the friction discs ( 5 a, 5 b) decreases from the greatest thickness ( 10 a, 10 b) to the outside.

4. Ventilated brake disc according to claim 2 or claim 3, characterized in that at least the thickness of one of the friction discs ( 5 a, 5 b) decreases from the greatest thickness ( 10 a, 10 b) inwards.

5. Ventilated brake disc according to one of claims 1 to 4, characterized in that the friction discs ( 5 a, 5 b) have different contours.

6. Vented brake disc according to one of claims 1 to 5, characterized in that the ventilation channels ( 6 ) run from radially inside to radially outside.

7. Vented brake disc according to one of claims 1 to 6, characterized in that at least one ventilation channel ( 6 ) is designed as a venturi channel.