DE2557649A1

DE2557649A1 - Bremsscheibe fuer scheibenbremsen

Info

Publication number: DE2557649A1
Application number: DE19752557649
Authority: DE
Inventors: Karlheinz Dipl Ing Kiemes; Guenther Schwarz
Original assignee: Schwaebische Huettenwerke Automotive GmbH
Current assignee: Schwaebische Huettenwerke Automotive GmbH
Priority date: 1975-12-20
Filing date: 1975-12-20
Publication date: 1977-06-30
Also published as: SE436656B; FR2335742A1; SE7614316L; DE2557649C2; FR2335742B1

Description

55 7649

7 Stuttgart N. Menzelstraße40

Schwäbische Hüttenwerke A 34 992 - sü

Gesellschaft mit

beschränkter Haftung

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Bremsscheibe für Scheibenbremsen

Die Erfindung betrifft eine Bremsscheibe für Scheibenbremsen, insbesondere für Kraftfahrzeuge, mit einer außen liegenden, ringförmigen Reibscheibe, die zwei zur beiderseitigen Anlage von Bremsklötzen bestimmte, planparallele, Stirnflächen hat und mit einem zentral angeordneten, zur Befestigung auf einer abzubremsenden Welle bestimmten Innentopf verbunden ist.

In Fahrzeugen sind seit langem Scheibenbremsen mit gutem Erfolg im Einsatz, welche mit Bremsscheiben der eingangs beschriebenen Art ausgerüstet sind. Beim Abbremsen wird durch das Andrücken der Bremsklötze an die Reibscheibe der Bremsscheiben die kinetische Energie des Fahrzeuges in Wärmeenergie umgewandelt,Dabei entstehen an derOberflache der Bremsscheibe erhebliche Temperaturen, die vor allem an die Umgebungsluft abgegeben werden müssen.

Bei den seither üblichen Bremsscheiben besteht die Reibscheibe zusammen mit dem als Anschraubkörper dienenden Innentopf einstückig aus einem durchgehenden Gußteil. Beim Bremsvorgang wird zunächst die Reibscheibe sehr heiß. Erst mit zeitlicher Verzögerung fließt die Wärme zum Teil zum Innentopf ab. Infolge der Rotation der Bremsscheibe wird

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die Reibscheibe schneller kalt als der Innentopf. Dies hat zur Folge, daß zwischen der Reibscheibe und dem Innentopf Wärmespannungen entstehen, die größer sein können als die Warmfestigkeit des Werkstoffes. In diesen Fällen besteht die Gefahr, daß die Bremsscheibe infolge dieser Wärmespannungen reißt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einer Bremsscheibe der eingangs beschriebenen Art durch konstruktive Mittel dafür zu sorgen, daß die entstehenden Wärmespannungen weitgehend a"bge"baut werden

und dabei die Wärmeübertragung von der Reibscheibe auf den Innentopf verringert wird.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist erfindungsgemäß vorgesehen, daß zur Verbindung des Innentopfes mit der Reibscheibe mehrere über den Umfang des Innentopfes verteilt angeordnete Rippen verwendet sind, zwischen denen sich Aussparungen befinden. Hierdurch wird der Vorteil erreicht, daß die außen liegende Reibscheibe gleichmäßiger aufgeheizt wird und der Wärmeübergang an den Rippen weitgehend unterbrochen ist. Hierdurch wird außerdem bei belüfteten Bremsscheiben der Verzug wesentlich verringert. Außerdem wird durch die Rippenverbindung zwischen der außen liegenden Reibscheibe und dem Innentopf die Konstruktion wesentlich elastischer. In weiterer Ausgestaltung der Erfindung können die Aussparungen zwischen den Rippen in axialer Richtung durchgehend ausgebildet sein. Zur Verbesserung der Luftumwälzung und Erhöhung der Wärmeabführung können die Rippen schaufelförmig ausgebildet sein und dabei zweckmäßig zu der auf die Umfangsfläche des Innentopfes gerichteten Normalen schräg geneigt sein, wobei diese Schrägneigung bis zu 90° betragen

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kann und die Rippen dann wenigstens annähernd tangential vom Umfang des Innentopfes ausgehen.

V/eitere Ausgestaltungen und zweckmäßige Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen in Verbindung mit den nachstehend beschriebenen und in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen einer erfindungsgemäßen Bremsscheibe.

Es zeigen
Pig. I

eine erste Bremsscheibe ausschnittsweise und teilweise in axialer Draufsicht und teilweise in einemjsenkrecht zur Drehachse der Bremsscheibe durch deren Reibscheibe geführten Querschnitt,

diese Bremsscheibe teilv/eise in der Ansicht und teilweise in einem nach dem gebroche-nen Linienzug II-II in Fig. 1 geführten Schnitt,

eine Eweite Bremsscheibe in axialer Draufsicht, und

in einem nach dem gebrochenen Linienzug IV-IV in Fig. 3 geführten Querschnitt und teilweise in der Ansicht,

eine dritte Bremsscheibe in ähnlicher Darstellung wie in Fig. 4, jedoch mit belüfteter Bremsscheibe und zwischen dieser und dem Innentopf eingegossenen Rippen.

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ORIGINAL INSPECTED

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Die Bremsscheibe nach Fig. 1 und 2 ist einstückig aus einem für Bremsscheiben geeigneten Werkstoff hergestellt, beispielsweise aus Stahl. Ihre außen liegende, ringförmige Reibscheibe 1 ist mit ihrem zentral angeordneten, zur Befestigung auf einer abzubremsenden, nicht dargestellten Fahrzeugwelle bestimmten Innentopf 2 ausschließlich durch zahlreiche Rippen 3 verbunden. Diese Verbindungsrippen sind gegeneinander über den Außenumfang des Innentopfes 2 gleichmäßig verteilt und beim dargestellten Ausführungsbeispiel um je etwa 20° gegeneinander versetzt. Sie verlaufen radial nach außen, wobei ihre in Achsrichtung der Bremsscheibe sich erstreckenden Seitenflächen 4- und 5 nahezu tangential vom Mantel 6 des Innentopfes 2 ausgehen. Sie schließen mit ihren zugehörigen, auf die Umfangsfläche des Innentopfes 2 gerichteten Normalen, von welchen in Fig. 1 eine mit unterbrochenen Linien angedeutet und mit bezeichnet ist, einen Winkel von etwa 75° ein. Hierdurch wird eine starke Lüfterwirkung erzielt, die eine stark verbesserte Wärmeabfuhr an die Umgebungsluft ergibt.

Zur Erhöhung der Wärmeabgabe an die Umgebungsluft ist außer dem die Reibscheibe 1 mit einer Innenbelüftung versehen. Diese kommt dadurch zustande, daß die Reibscheibe 1 eine vordere Stirnwand 8 und eine rückwärtige Stirnwand 9 aufweist. Beide Stirnwände sind voneinander durch schmale

Ab
Stege 10 im/stand gehalten. Diese Stege verlaufen in radialer Richtung und verbinden die beiden Stirnwände 8 und 9 mechanisch derart miteinander, daß zwischen Je zwei der Stege 10 ein Luftführungskanal 11 entsteht, über welchen ein starker Sog auf die der Mantelfläche 6 des Innentopfes 2 benachbarte und von den Rippen 3 nach außen verdrängte Umgebungsluft ausgeübt werden kann. In Verbindung mit der nur geringen, über die Rippen möglichen Wärmeleitung auf den Innentopf 2 und der beschriebenen, starken Wärmeabfuhr mit Hilfe der radialen, durch die beiden Stirnwände 8 und 9 hindurchgeführten Luftströmung wird verhin-

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dert, daß der Innentopf sich stark aufheizen kann und daß zwischen diesem und der Reibscheibe beträchtliche Wärmespannungen entstehen können. Infolge der Schrägstellung der Rippen 3 wird außerdem eine hohe Elastizität zwischen dem Innentopf und der Reibscheibe sichergestellt, wobei etwa auftretende Wärmespannungen durch eine Art Drehfederbewegung zwischen dem Innentopf 2 und der Reibscheibe 1 abgebaut werden können. Hierdurch wird eine wesentlich größere, zulässige Br ems leistung der Bremsscheibe sichergestellt.

Beim Ausführungsbeispiel nach den Fig.3 und U ist im Gegensatz zum vorher beschriebenen Ausführungsbeispiel die außen liegende Bremsscheibe 1 massiv ausgebildet, jedoch wie beim ersten Ausführungsbeispiel über eine große Anzahljvon Rippen 13 mit dem annähernd gleich ausgebildeten Innentopf 2 verbunden, der ebenso wie beim ersten Ausführungsbeispiel einen Ringflansch 12 zur Befestigung an einer nicht dargestellten Fahrzeugwelle aufweist. Die schaufelform ig ausgebildeten Vefb'indungsrippen 13 erstrecken sich nahezu über die gesamte axiale Tiefe des Innentopfes 2. Beim dargestellten Ausführungsbeispiel nach Fig. 3 und 4 verlaufen die Seitenwände Ik und 15 der einzelnen Verbindungsrippen 13 parallel zueinander und parallel zu der bei 16 angedeuteten Drehachse der Bremsscheibe. Da die Verbindungsrippen 13 am Mantel 6 des Innentopfes 2 hochgezogen sind, ist ihre axiale Erstreckung in der Nähe des Innentopfes 2 wesentlich größer als an Ihrer Verbindungszone 17 zur einstückig ausgeführten Reibscheibe 1.

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Beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 5 sind die 'Verbindungsrippen 23 getrennt hergestellt und jeweils an ihren beiden Endabschnitten von dem Werkstoff der gegossenen Reibscheibe sowie des getrennt von der Reibscheibe 1 gegossenen Innentopfes 2 umschlossen. Zur Vereinfachung der Montagearbeiten vor dem Gießvorgang können₍«iabei die Verbindungsrippen 23 untereinander als Rippenkranz verbunden sein. Wie beim Ausführungsbeispiel nach den Pig.l und 2 ist dieReibscheibe 1 des Ausf iihrungsbeispieles nach Fig. 5 doppelwandig ausgebildet und hat eine vordere Stirnwand 2 8 und eine rückwärtige Stirnwand 29. Diese beiden Stirnwände verlaufen im Abstand parallel zueinander und sind miteinander einstückig über beispielsweise zwölf jeweils um 30° gegeneinander versetzte Radialstege 30 verbunden. Zur Erhöhung der Steifigkeit der Reibscheibe 1 und zur besseren Verklammerung der umgossenen Verbindungsrippen 23 befindet sich an der Innenseite der Reibscheibe 1 ein umlaufender Axialsteg 31.

Zur Erhöhung der Wärmeabgabe an die Außenluft sind in den beiden Stirnwänden 28 und 29 zwischen je zwei der Hadialstege 30 drei in radialer Flucht angeordnete Perforationsöffnungen 32 ausgespart. Diese können wie beim dargestellten Ausführungsbeispiel gegen die als Auflagefläche für nicht dargestellte Bremsklötze dienenden Stirnseiten der Reibscheibe 1 hin konisch erweitert sein..

Es ist jedoch auch möglich, daß diese Perforationsöffnungen gegen die zwischen jeweils zwei Radialstegen angeordneten Entlüftungsianäle 33 hin aich konisch erweitern,

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was den Vorteil mit sich bringt, daß die Reibfläche für die aufliegenden Bremsklötze entsprechend vergrößert ist.

Der besondere Vorteil der dargestellten und beschriebenen Ausführungsformen einer erfindungsgemäßen Bremsscheibe besteht darin, daß die Kühlung der Reibscheibe wesentlich verbessert und das·Auftreten von Wärmespannungen weitgehend verhindert wird.

-8- Ansprüche

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Leerseite

Claims

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Dipping-Water Js

ZStuttgart N. Menzelstraße40.

Schwäbische Hüttenwerke A ~$k 992 - sü

Gesellschaft mit

beschränkter Haftung

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Ansprüche

y Bremsscheibe für Scheibenbremsen, insbesondere für Kraftfahrzeuge, mit einer außenliegenden, ringförmigen Reibscheibe, die zwei zur beiderseitigen Anlage von Bremsklötzen bestimmte, planparallele Stirnflächen hat und mit einem zentral angeordneten, zur Befestigung auf einer abzubremsenden Welle bestimmten Innentopf verbunden ist, dadurch gekennzeichnet , daß zur Verbindung deslnnentopfes (2) mit der Reibscheibe (1) mehrere über den Umfang des Innentopfes verteilt angeordnete Rippen (3, 13, 23) verwendet sind, zwischen denen sich Aussparungen befinden.
2. Bremsscheibe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Aussparungen zwischen den Rippen (3, I3, 23) in axialer Richtung durchgehend ausgebildet sind.
3. Bremsscheibe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Rippen (13) radial verlaufen.
4. Bremsscheibe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Rippen (3) wenigstens annähernd tangential vom Umfang des Innentopfes (2) ausgehen.

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5. Bremsscheibe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Rippen (3, 23) zu den auf die Umfangsfläche des Innentopfes (2) gerichteten Normalen (7) schräg geneigt sind.
6. Bremsscheibe nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Rippen (3, 13, 23) schaufeiförmig ausgebildet sind.
7. Bremsscheibe nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die sich in Richtung der Drehachse (16) erstreckenden Seitenflächen (14, 15) der Rippen (13) zur Achsrichtung schräg geneigt sind.
8. Bremsscheibe nach einem der Ansprüche 1 bis 7,dadurch gekennzeichnet, daß die Rippen (3, 13, 23) mit dem Innentopf (2) und der Reibscheibe (1) einstückig verbunden, insbesondere gegossen sind.
9. Bremsscheibe nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Rippen (23) getrennt hergestellt und die beiden Endabschnitte jeder der Rippen vom Gießwerkstoff des Innentopfes (2) und der Reibscheibe (1) umschlossen sind.
10. Bremsscheibe nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Axialer Streckung der Rippen (3, 13, 23) in der Nähe des Innentopfes (2) wesentlich größer als in der Nähe der Reibscheibe (1) ist.

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11. Bremsscheibe nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Rippen (13) sich am Innentopf (2) wenigstens annähernd über dessen axiale Tiefe erstrecken.
12. Bremsscheibe nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Reibscheibe (1) doppelwandig ausgebildet ist, wobei zwischen der vorderen Stirnwand (8, 28) und der rückwärtigen Stirnwand (9, 29) der Reibscheibe (1) eina Vielzahl von Radialstegen (10, 30) und mit diesen sich abwechselnden Luftkanälen (11, 33) vorgesehen ist.
13. Bremsscheibe nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß in wenigstens einer der Stirnwände (8, 9 bzw. 28, 29) der Reibscheibe (1) Perforationsöffnungen (22) vorgesehen sind, die zu den Lüftungskanälen (33) führen.

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