DE2516324A1

DE2516324A1 - Bremse, insbesondere fuer kraftfahrzeuge

Info

Publication number: DE2516324A1
Application number: DE19752516324
Authority: DE
Inventors: Rene Gabriel Filderman
Original assignee: Francaise du Ferodo SA
Current assignee: Valeo SE
Priority date: 1974-04-18
Filing date: 1975-04-15
Publication date: 1975-11-06
Also published as: FR2268190B1; FR2268190A1; GB1492828A

Description

PATENTANWÄLTE

DR.-ING. H. FINCKE DIPL.-ING. H. BOHR DIPL.-ING. S. STAEGER

Patentanwälte Dr. Findce · Bohr ■ Staeger ■ 8 Mönchen 5 ■ Müllerstraße

8 MÖNCHEN 5, 15·^

Müllerstraße 31 Fernruf: {089)*266060 Telegramme: Claims Mönchen Telex: 523903 claim d

Mappe no. A 12 9 - Case 8 34

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Beschreibung

zum Patentgesuch

der Firma SOCIETE ANONYME FRANCAISE DU FERODO

Paris / Frankreich

betreffend

"Bremse, insbesondere für Kraftfahrzeuge"

Priorität: 18.4.1974 - FRANKREICH

Die Erfindung betrifft eine Bremse, insbesondere für Kraftfahrzeuge, mit mindestens einer Reibfläche, die um eine
Achse rotiert und insgesamt ringförmig um diese Achse geführt ist, und mit einem in einer bestimmten Winkelstellung festgehaltenen Reiborgan mit einer an die genannte Reibfläche anpreßbaren Kontaktfläche, und insbesondere betrifft

Bankverbindung: Bayer.

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r. Vereinsbank München, Konto 6204CW ■ Postschi

,eckkonto: München 27044-802

die Erfindung eine derartige Scheibenbremse, bei der zwei ebene, zu der genannten Achse senkrecht stehende Reibflächen vorgesehen sind, die ieweils mit einem von zwei bremsschuhartigen Reiborganen zusammenarbeiten.

Derartige Bremsen machen bei dei Benutzung manchmal Lärm.

Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist eine Bremse, die wenig Lärm oder sogar überhaupt keinen Lärm verursacht.

Eine erfindungsgemäße Bremse weist die genannte Reibfläche auf, die eine derartige Gestalt hat, daß der Ort des Druckmittelpunkts der genannten Kontaktfläche auf der genannten Reibfläche variabel ist, wenn die Reibfläche sich um die genannte Achse dreht; die Bremse ist dadurch gekennzeichnet, daß die Breite der Reibfläche praktisch konstant und kleiner ist als die Breite der Kontaktfläche des Reiborgans, so daß die genannte Kontaktfläche Querbewegungen relativ zu der Reibfläche ausführt, wenn diese in Drehung versetzt ist.

Bei dieser Anordnung werden die Geräusche, die auf die Vibrationen des Reiborgans zurückzuführen sind und zyklische mechanische Spannungen hervorrufen, deswegen herabgesetzt oder beseitigt, weil die Lageänderung des Druckmittelpunkts der Kontaktfläche des Halteorgans zur Folge hat, daß diesen Spannungen andere Spannungen überlagert werden. In dem Reiborgan bilden sich Bereiche aus, die abwechselnd erwärmt und gekühlt werden, wodurch Wärmespannungen hervorgerufen werden, die den Imaginärteil des Young-Moduls (auch als innere Dämpfung bezeichnet) des Reiborgans vergrössern und den Anteil der Vibrationsspannungen, die für den Lärm verantwortlich sind, gegenüber den Gesamt-Spannungen herabsetzen.

Bei einer Ausführungsform der Erfindung ist die Reibfläche

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eben und verläuft senkrecht zu der Achse und der Aussenrand oder/und der Innenrand der Reibfläche verlaufen zwischen einem exnbeschrxebenen und einem umbeschriebenen Kreis, deren Mittelpunkte mit der genannten Achse zusammenfallen und deren Radien sich nicht sehr voneinander unterscheiden. Der Umriß ist vorzugsweise etwa elliptisch.

Wenn zwei auf entgegengesetzten Seiten liegende Reibflächen vorgesehen sind, werden sie vorzugsweise unsymmetrisch zu einer Mittelebene angeordnet.

Eine Ausführungsform der Erfindung wird nachstehend beispielsweise anhand der Zeichnungen beschrieben, die folgendes darstellen:

Fig. 1 eine Vorderansicht einer Seite einer Scheibenbremse, gemäß der Erfindung, betrachtet in Richtung der Pfeile I-I in Fig. 2 und die elliptische Form der Reibfläche auf dieser Scheibenseite verdeutlichend;

Fig. 2 einen Ouerschnitt durch diese Scheibe längs der Linie U-II in Fig. 1;

Fig. 3 eine Ansicht der anderen Seite der Scheibenbremse, betrachtet in Richtung der Pfeile III-III in Fig. 2 und die elliptische Form der Reibfläche auf dieser anderen Scheibenseite verdeutlichend;

Fig. 4 eine Ansicht der Bremse in grösserem Maßstab zur Erläuterung der Kontaktverhältnxsse zwischen den Bremsschuhen und den beiden Scheibenseiten.

Bei der in den Fig. 1 bis 4 gezeichneten Ausführungsform, die ein die Erfindung nicht betrenzendes Beispiel für die Anwendung der Erfindung auf eine Scheibenbremse in Kraftfahr-

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zeugen betrifft, ist eine Scheibe 10 zu erkennen, die mit einem Fahrzeugrad starr verbunden ist und die auf ihren beiden Seiten jeweils eine ebene ringförmige Reibfläche 11 bzw. 12 aufweist, gegen die sich zwei Bremsschuhe 13 bzw.

14 reibend legen können. Die Bremsschuhe sind in einen Sattel

15 eingebaut, der ortsfest angebracht und bei dem gezeichneten Ausführungsbeispiel als Schwimmsattel ausgebildet ist. Im einzelnen steht der Bremsschuh 13 unter der Wirkung eines Kolbens 16 des Sattels 15, während der Bremsschuh 14 sich an einem dem Kolben 16 gegenüberliegenden Teil 17 des Sattels 15 abstützt.

Bei dem gezeichneten Beispiel ist an dem Bremsschuh 13 ein Reibbelag 18 angebracht, der mit der Reibfläche 11 zusammenwirkt und der an einem mit dem Kolben 16 in Kontakt stehenden Haltestück 19 aus Eisen befestigt ist, während der Bremsschuh 14 einen Reibbelag 20 trägt, der mit der Reibfläche 12 zusammenwirkt und an einem Haltestück 21 aus Eisen befestigt ist, das Kontakt mit dem Teil 17 des Sattels 15 hat.

Wenn in der Kammer 22 des Kolbens 16 kein hydraulischer Überdruck herrscht, werden die beiden Bremsschuhe 13 und 14 nicht gegen die Reibflächen 11 und 12 der Scheibe 10 gepreßt. Wird in der Kammer 2 2 ein hydraulischer Druck erzeugt, so werden die Bremsschuhe 13 bzw. 14 gegen die Reibflächen

11 bzw. 12 gepreßt.

Um den Lärm zu unterdrücken oder zu mindern, der bei einer solchen Bremse im Augenblick des Anpressens hervorgerufen wird, erhalten die ebenen ringförmigen Reibflächen 11 und

12 eine Form, die nicht genau mit einer Kreisringform übereinstimmt und deren Mitte nicht mehr genau mit der Drehachse der Scheibe 10 zusammenfällt.

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Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel hat die Reibfläche 11 (Fig. 1) eine Breite L, die praktisch konstant bleibt, und liegt zwischen einem Aussenrand E und einem Innenrand

Der Aussenrand E verläuft zwischen einem einbeschriebenen Kreis C₁ und einem umbeschriebenen Kreis C₂, deren Mittelpunkte mit der Achse A zusammenfallen und deren Radien R. und R₂ sich nicht sehr stark voneinander unterscheiden. Um einen Anhaltspunkt zu geben: das Verhältnis der Radien R., und R₂ liegt vorteilhafterweise zwischen 80 % und 99 %, vorzugsweise in der Nähe von 90 %.

Der Innenrand E' verläuft in ähnlicher Weise zwischen einem einbeschriebenen Kreis C¹^ und einem umbeschriebenen Kreis C'₂, deren Mittelpunkte mit der Achse A zusammenfallen und deren Radien R¹^ und R'₂ sich nicht sehr stark voneinander unterscheiden. Das Verhältnis der Radien R¹^ und R^f ₂ liegt in der gleichen Größenordnung wie das Verhältnis der Radien R₁ und R₂.

Bei dem gezeichneten Ausführungsbeispiel haben die Ränder E und E^f insgesamt die Form von Ellipsen mit der großen Halbachse X.

Der wirksame Kontaktbereich des mit der Reibfläche 11 zusammenwirkenden Bremsschuhs 13 ist gleich der Differenz D der Radien R₂ bzw. R^ der Kreise C₂ bzw. C', d.h. er ist grosser als die Breite L der Reibfläche. Als Anhaltspunkt möge gelten: das Verhältnis der Breiten L und D zueinander liegt vorteilhafterweise zwischen 70 % und 90 % und beträgt vorzugsweise ungefähr 80 %.

Die Reibfläche 12 (Fig. 3) hat eine Gestalt, die derjenigen

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der eben beschriebenen Reibfläche 11 vergleichbar ist; die Reibflächen 11 und 12 werden daher mit übereinstimmenden Zahlen beschrieben, wobei aber der Index "a" hinzugefügt ist, wenn es sich um die Reibfläche 12 nach Fig. 3 handelt.

Vergleicht man die Fig. 1 und 3 miteinander, so zeigt sich, daß sie genau übereinstimmen, daß sie aber bezüglich einer senkrecht zu der Achse A verlaufenden und halbwegs zwischen den Reibflächen 11 und 12 hindurchlaufenden Mittelebene unsymmetrisch zueinander sind. Genauer gesagt: die große Hauptachse X der elliptischen Ränder E und E ' und die große Hauptachse X₌ der elliptischen Ränder E und E' schliessen

α. el ei

einen Winkel ein. Bei dem gezeichneten Ausführungsbexspiel beträgt dieser Winkel 90 .

Man sieht, daß der Druckmittelpunkt P des Bremsschuhs 13 (Fig. 4) sich während der Drehung der Reibfläche 11 auf dieser Reibfläche verlagert, während der Kontaktbereich des genannten Bremsschuhs mit der genannten Reibfläche sich ändert, wodurch eine variable mechanische Spannung den Vibrationsspannungen, die von den Vibrationen des Bremsschuhs 13 herrühren können, überlagert werden kann. Dadurch ergeben sich in dem Bremsschuh 13 Bereiche, die abwechselnd erhitzt und gekühlt werden, was Wärmespannungen und infolgedessen mechanische Spannungen zur Folge hat, die die innere Dämpfung des Bremsschuhs 13 verbessern und den Anteil der für die Lärmentwicklung verantwortlichen Vibrationsspannungen im Verhältnis zu den Gesamtspannungen herabsetzen.

Dasselbe gilt für den Bremsschuh 14, der mit der Reibfläche 12 zusammenwirkt.

Dadurch daß die großen Achsen X und X der Ellipsen der bei-

Cl

den Reibflächen 11 und 12 senkrecht aufeinander stehen, wird

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der Lärm herabsetzt. Natürlich können die beiden Hauptachsen auch einen Winkel einschließen, der von 90 verschieden ist und beispielsweise 4 5° oder 6 0° beträgt.

Beim Arbeiten mit einer solchen Bremse hat sich ergeben, daß starke Geräusch nur noch bei 5 % der Bremsungen auftreten, während bei einer sonst gleich aufgebauten Bremse mit kreisförmigen Reibflächen in 15 % der Bremsungen starker Lärm entstand.

Natürlich beschränkt sich die Erfindung nicht auf die beschriebene und gezeichnete Ausführungsform, sie umfaßt vielmehr alle AusführungsVarianten. Insbesondere können bei einer Scheibenbremse die Randlinien der Reibflächen eine andere als die Ellipsenform mit zwei auf dem einbeschriebenen und zwei auf dem umbeschriebenen Kreis liegenden Punkten aufweisen; die Zahl der auf die Kreise fallenden Punkte kann von zwei abweichen, insbesondere in Richtung auf grössere Zahlenwerte. Im übrigen beschränkt sich die Erfindung nicht auf Scheibenbremsen, sondern ist auch für andere Bremsen brauchbar, etwa für Bremsen mit Bremskranz und für Trommelbremsen, usw..

Patentansprüche

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Claims

Patentansprüche

1. Bremse mit mindestens einer Reibfläche, die um eine Achse rotiert und insgesamt ringförmig um diese Achse geführt ist, und mit einem in einer bestimmten Winkelstellung festgehaltenen Reiborgan mit einer an die genannte Reibfläche anpreßbaren Kontaktfläche, wobei die Reibfläche eine derartige Gestalt hat, daß der Ort des Druckmittelpunkts der genannten Kontaktfläche auf der genannten Reibfläche variabel ist, wenn die Reibfläche zur Drehung um die genannte Achse veranlaßt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Breite der Reibfläche (11, 12) praktisch konstant und kleiner ist als die Breite der Kontaktfläche des Reiborgans (13, 14 , so daß die genannte Kontaktfläche Querbewegungen relativ zu der Reibfläche (11, 12) ausführt, wenn diese in Drehung versetzt ist.

2. Bremse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,daß das Verhältnis der Breiten von Reibfläche (11, 12) und Kontaktfläche zwischen 70 % und 90 % liegt und vorzugsweise etwa 80 % beträgt.

3. Bremse nach Anspruch 1 oder 2, mit einer senkrecht zu der genannten Achse verlaufenden ebenen Reibfläche, dadurch gekennzeichnet, daß der Aussenrand oder/und der Innenrand der Reibfläche zwischen einem einbeschriebenen

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und einem umbeschriebenen Kreis verlaufen, deren Mittelpunkt mit der genannten Achse (A) zusammenfallen und deren Radien sich nicht stark voneinander unterscheiden.

Bremse nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis der Radien des einbeschriebenen und des umbeschriebenen Kreises zwischen 80 % und 99 % liegt, vorzugsweise nahe 90 %.

5. Bremse nach Anspruch 3 oder H, dadurch gekennzeichnet, daß sämtliche Aussenrand- und Innenrandlinien der Reibfläche (11, 12) zwischen Kreisen nach Art der genannten Kreise liegen.

6. Bremse nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die genannte Umrißlinie etwa die Form einer Ellipse hat.

Bremse nach einem der Ansprüche 3 bis 6, mit einer Scheibe, auf deren einer Seite sich die genannte Reibfläche befindet, die mit dem genannten, als Bremsschuh ausgebildeten Reiborgan zusammenwirkt, und auf deren anderer Seite eine weitere Reibfläche vorgesehen ist, die mit einem weiteren, ebenfalls als Bremsschuh ausgebildeten Bremsorgan zusammenwirkt, dadurch gekennzeichnet, daß jede der genannten Reibflächen (11, 12) mindestens eine Randlinie nach Art der genannten Randlinien aufweist.

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8. Bremse nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die genannten Reibflächen (11, 12) bezüglich einer senkrecht zu der Achse (A) verlaufenden und halbwegs zwischen den Reibflächen (1^Ί, 12) hindurchlaufenden Ebene unsymmetrisch zueinander sind.

9. Bremse nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Reibflächen (11, 12) insgesamt die Form von Ellipsen aufweisen, deren große Hauptachsen zwischen sich einen Winkel einschließen.

10. Bremse nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß dieser Winkel 90° beträgt.

11. Bremse nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß jede Randlinie mit jedem einbeschriebenen oder umbeschriebenen Kreis in mehr als zwei Punkten zusammenfällt.

Für: SOCIETE ANONYME FRANCAISE DU FERODO

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