DE2748195B2

DE2748195B2 - Luftgekühlte Vollbelag-Scheibenbremse

Info

Publication number: DE2748195B2
Application number: DE2748195A
Authority: DE
Inventors: Hermann Dr.-Ing. 2000 Norderstedt Klaue
Original assignee: Individual
Current assignee: KLAUE, HERMANN, DR.-ING., 3302 CREMLINGEN, DE
Priority date: 1977-10-27
Filing date: 1977-10-27
Publication date: 1980-05-14
Also published as: DE2748195A1; US4232763A; DE2748195C3

Description

Die Erfindung betrifft eine luftgekühlte Vollbelagscheibenbremse, insbesondere für Kraftfahrzeuge mit einem am Rad oder dessen Nabe befestigten, radial nach außen offenen Rotorbremsgehäuse, in welchem einen Bremsbelag tragende Statorbremsringe in Umfangsrichtung fest aber axial verschiebbar untergebracht und mittels einer Zugspanneinrichtung zum Zwecke der Bremsung anpreßbar sind, wobei das Rotorbremsgehäuse in seinem inneren zylindrischen Teil Luftdurchtrittsöffnungen aufweist.

Bei solchen, durch die US-PS 39 42 610 bekanntgewordenen Fahrzeugbremsen kann infolge des mit dem Rad umlaufenden Bremsgehäuses trotz der vorgesehenen Luftdurchtrittsöffnungen die beim Bremsen entwikkelte Wärme nicht schnell genug abgeführt werden. Dies führt binnen kurzem zu einer übermäßigen Erhitzung der Bremsenteile und zu unzulässigen Materialspannungen, die den Dauereinsatz der Bremse beeinträchtigen bzw. zu einem vorzeitigen Verschleiß der Bremsteile führen.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Hochleistungsbremse mit verbesserter Kühlung zu schaffen, wobei unzulässige Spannungen und eine übergroße Erhitzung der Bremsenteile vermieden werden.

Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß das Rotorbremsgehäuse aus mehreren über den Umfang eines Bremsgehäuseträgers verteilt, an diesem vorgesehenen und sich in axialer Richtung erstreckenden Tragarmen gebildet ist, auf denen die axial aufgeschobenen Rotorbremsringe geführt sind und an deren Enden Widerlager vorgesehen sind, und daß die Rotorbrems^r> ringe radial nach außen verlaufende Luftdurchtrittskanäle aufweist.

Die Anordnung von Statorbremsringen aus einem ortsfesten Momentenrohr ist dagegen bereits aus der DE-OS 22 30 805 bekannt

1» Vorzugsweise ist die erfindungsgemäße Vollbelagscheibenbremse nach den Unteransprüchen 2 bis 4 so ausgebildet, daß die axiale Halterung der Rotorbremsringe ein- oder beidseitig durch Spannringe erfolgt, welche durch Schrauben mit dem Bremsgehäuseträger

r· verbunden sind. Außerdem kann die axiale Halterung des radseitigen Rotorbremsringes durch Anlage am Radfiansch der Fahrzeugnabe erfolgen. Gegebenenfalls läßt sich auch der achsseitige Spannring als Trommel für eine Feststellbremse ausbilden, wie es an sich aus der US-PS 39 42 610 bekannt ist.

Die Erfindung wird in der folgenden Beschreibung anhand einiger Ausführungsbeispiele nach den Zeichnungen im einzelnen erläutert. Dabei zeigen

F i g. 1 —4 eine Vorderradbremse eines Personen-

-'^r> kraftwagens, bei der das Rotorbremsgehäuse aus Leichtmetall hergestellt ist, in verschiedenen Schnitten und Ansichten,

F i g. 5 + 6 eine druckluftbetätigte Vorderradbremse eines schweren Nutzfahrzeuges,

)<> F i g. 7 einen Teilquerschnitt durch eine Bremse für das gleiche Fahrzeug, bei der die Rotorbremsringe aus Leichtmetall hergestellt sind,

Fig.8 eine Hinterradbremse für einen Personenkraftwagen, bei der die hydraulische Vollbelagscheiben-

i^r> bremse mit einer Trommelfeststellbremse verbunden ist.

Ein Längsschnitt durch das Vorderrad eines Personenkraftwagens ist in F i g. 1 wiedergegeben. F i g. 2 zeigt in der oberen Hälfte der Zeichnung eine Ansicht

•to der Bremse längs der in Fi g. 1 angegebenen Linie AB und in der unteren Hälfte einen in Fig. 1 mit C-D gekennzeichneten Querschnitt. In F i g. 3 ist der obere Teil der Bremse im Längsschnitt vergrößert dargestellt, Um auch die Betätigungsteile, die im Schnitt in Fig. 1 nicht detailliert wiedergegeben sind, zu veranschaulichen. Schließlich ist in Fig.4 ein in Fig. 3 mit E-F gekennzeichneter Teilzylinderschnitt durch zwei Bremsscheiben dargestellt.
In den Abbildungen ist mit 1 der als Achsschenkel

^r>» ausgebildete Radträger, der mit den Bremsträgerarmen Ii aus einem Stück hergestellt ist, gekennzeichnet. Auf dem Radträgerzapfen I₂ läuft die Nabe 2 um, an der mittels der Radbolzen 3 das Rad 4 befestigt ist. Zwischen Nebenflansch 2| und Radschüssel 4i ist der

^Γ)^Γ> Bremsgehäuseträger 5 eingespannt, auf dessen axiale Arme 5] das Rotorbremsgehäuse 6, 7 und 8 derart aufgeschoben ist, daß es bei der Erwärmung eine radiale Ausdehnung durchführen kann. Die axiale Halterung der Rotorbremsringe erfolgt durch zwei Spannringe 9 und 10, die durch Bolzen U verbunden sind. Zwischen den Rotorbremsringen 6, 7 und 8 sind, axial frei beweglich, in Umfangsrichtung fest, auf den Bremsträgerarmen 1, die mit Bremsbelag ausgerüsteten Bremsscheiben 12,13,14 und 15 aufgehängt. Die mit den

b'i Bremsbelagoberflächen in Reibschluß stehenden Reiboberflächen 61, 7|, 72 und 81 sind mit Aluminiumoxyd beschichtet. Auf der der Reiboberfläche 61 des Rotorbremsringes 6 gegenüberliegenden Außenfläche

sind radiale Rippen 62, ebenso auf den Rolorbremsring 8 radiale Rippen 8₂, zur Abführung der Bremswärme an die Luft angebracht Der auf den Armen 5i des Bremsgehäuseträgers 5, axial frei beweglich, in Umfangsrichtung fest, angeordnete Rotormittelring 7 weist auf seinen den Reiboberflächen 7i und 7₂ gegenüberliegenden Innenseiten radiale Kühlkanäl.e 7₃ auf.

Zwischen den Bremsscheiben 14 und 15 sitzt die an den Bremsträgerarmen Ii aufgehängte Hydraulik-Zuspanneinheit 16. Fig.3 zeigt ihre Einzelteile. Die Zuspanneinheit besteht aus dem Innenring I61 und dem Außenring I62. Beide zusammen bilden den Z-förmigen Druckraum, dem beim Bremsen, Ober den Bremsschlauch I64, die Bohrungen 16s in Stutzen 166 sowie die Bohrung I67 im Außenring 16₂, Drucköl zugeführt wird. Die Dichtringe 168 und I69 dichten den Druckraum I63 ab und sorgen für die stufenlose Nachstellung. Damit zur Kühlung sowohl zwischen den Bremsscheiben und der Zuspanneinheit, wie auch zwischen den beiden Bremsscheiben 12 und 13 vom Innenraun der Bremse aus Luft durchströmen kann, weisen die Bremsscheiben auf ihren der Belagoberfläche gegenüberliegenden Seite durchgestanzte Fortsätze 12i und 13i auf, auf denen sich die Bremsscheiben gegenseitig bzw. auf der Zuspanneinheit abstützen. Durch die dabei entstehenden Öffnungen 17 kann Luft hindurchströmen. In Fig.3 kennzeichnen Pfeile die Durchström-Richtung der Kühlluft.

Zum Auswechseln der Bremsscheiben bei verschlissener Bremse werden bei abgenommenem Rad die Bolzen 11 gelöst, der Ring 9 und danach der Rotorbremsring 6 entfernt. Dann können die Bremsscheiben 12, 13 sowie der Rotormittelring 7 und die Bremsscheibe 14 abgezogen werden. Danach kann die Zuspanneinheit 16 am Bremsschlauch abgeklappt und die letzte Bremsscheibe 15 herausgenommen werden. Der Zusammenbau erfolgt in umgekehrter Reihenfolge.

Bei der in F i g. 5 und 6 dargestellten Vorderradbremse eines schweren Nutzfahrzeuges sind die U-förmigen Bremskammern nach außen offen. Im Längsschnitt in F i g. 5 ist die Nabe mit 21 und die drei Rotorbremsringe mit 22, 23 und 24 gekennzeichnet. Zur Mitnahme der Rotorbremsringe weist die Nabe radiale Rippen 211 auf, mit denen der Abschlußbremsring 24 mit Hilfe der Schrauben 25 verbunden ist. Außerdem umfassen die Rotorbremsringe die Rippen 211 zur Drehmomentmitnahrne mitteis radialer Fortsätze 231 und 24i. Die Nabe 21 wird über die Lager 27, 28 vom Zapfen 26| des Achsschenkels ?6 getragen.

Letzterer weist zwei Fortsätze 26₂ auf, an die mit den Schrauben 30 die Bremsträgerarme 29 geschraubt sind. Nach Abnahme der Bremsträgerarme 29 können die geteilten Bremsscheiben 31 bis 34 ohne Demontage der Spreizeinrichtungen herausgenommen und gewechselt werden. Die Drehmomentmitnahme der Bren.sscheiben erfolgt über radiale Fortsätze, die die Bremsträgerarme 29 umfassen. Die Spreizeinrichtungen bestehen aus zwei im Querschnitt Z-förmigen Ringen 35 und 36, die durch Dichtringe abgedichtet sind. Die Luft zur Betätigung wird über die Leitungen 37 und 38 zugeführt Die Bewegung der Kühlluft während der Fahrt wird durch die Pfeile 39 und 40 veranschaulicht In F i g. 6 ist die in F i g. 5 im Längsschnitt dargestellte Bremse oben rechts in der Außenansicht, unten rechts im in F i g. 5 mit N-O gekennzeichneten Teilquerschnitt L-M mit Sicht auf eine Spreizeinrichtung und schließlich oben links im Schnitt J-K mit Blick auf die Bremsscheibe 31 mit den Belagsegmenten 311 veranschaulicht

In F i g. 7 ist ein Teillängsschnitt durch die Vorderradbremse eines schweren Nutzfahrzeuges dargestellt bei ■> dem die mit 41, 42 und 43 gekennzeichneten Ro«orbremsringe aus Leichtmetall mit verschleißfesten Reiboberflächen hergestellt sind. In diesem Fall stützt sich der Rotorbremsring 43 axial über seine radialen Außenrippen auf dem Nabenflansch 44 der Vorderradnabe des Fahrzeugs ab. Der Rotormittelring 42 ist wie beim Ausführungsbeispiel der Personenkraftwagenbremse F i g. 1 bis 4 axial frei beweglich, in Umfangsrichtung fest auf den Vorsprüngen 44₂ der Nabe 44 angeordnet Der Rotorbremsring 41 wird durch den i"> Spannring 45, der mittels Schrauben 46 an der Nabe befestigt ist gehalten. Dadurch ist eine freie radiale Ausdehnung auch dieses Rotorbremsringes gewährleistet. Das Drehmoment der Rotorbremsringe 41, 42 und 43 wird über deren radiale Fortsätze 4I₂,42₂ und 432 auf die Vorsprünge 442 der Nabe übertragen. Dabei ist eine freie Ausdehnung der Rotorbremsringe möglich.

Die Bremsscheiben 46, 47, 48 und 49 sind mit Bremsbelag versehen. Die beiden Bremsscheiben 46 und

47 werden durch eine pneumatische Zuspanneinheit 58, 2^r> welche aus einem Außenring 5Oi und einem Innenring 5O2 besteht direkt betätigt. Die beiden Bremsscheiben

48 und 49 kommen durch Verschieben des Rotorbremsringes 42 zum Reibschluß mit den Reiboberflächen der Rotorbremsringe 41 und 42. Die Bremsscheiben sind an

to den abnehmbaren, das Bremsgehäuse umfassenden Bremsträgerarmen 51, axial frei beweglich, in Umfangsrichtung fest aufgehängt. Pfeile 411, 42i und 43| geben die Luftströmung durch die Durchtrittskanäle 41j, 423 und 433 wieder, über die die Wärme von den

ii umlaufenden Teilen der Bremse abgeführt wird.

In Fig.7i und 7₂ sind die in Fi g. 7 mit P-Q und R-S gekennzeichneten Teilzylinderschnitte durch die Abstützungen der Bremsscheiben aufeinander bzw. auf der Zuspanneinheit 50 wiedergegeben. Damit zwischen Zuspanneinheit und Bremsscheiben ein freier Querschnitt zum Durchströmen von Kühlluft stehen bleibt, weisen die Bremsscheiben eingeprägte Fortsätze 46i bis 49i auf.
Schließlich ist in Fig.8 die Hinterradbremse eines

4¹) Personenkraftwagens dargestellt, bei der eine zusätzliche Trommelbremse als Feststellbremse vorgesehen ist. In dieser Zeichnung ist mit 54 die Hinterachse, die die angetriebene Nabe 54] trägt, gekennzeichnet. Zwischen Nabe 54i und Rad 55 ist die aus Leichtmetall hergestellte

ίο Bremsgehäusenabe 56 angeordnet, die auf ihren axialen Vorsprüngen 57 die beiden Leichtmetallrotorbremsringe 58 und 59 mittels ihrer radialen Fortsätze 58| und 59| trägt. Die beiden die Rotorbremsringe haltenden Spannringe 60 und 61 werden durch Schrauben 62, die die Bremsgehäusenabenarme 57 durchdringen, gehalten. Die Vollbelagscheibenbremse besteht noch aus den beiden Bremsscheiben 63 und 64, zwischen denen die hydraulische Zuspanneinheit 65 sitzt. Die feststehenden Teile der Bremse werden vom Breinsträgerarm 66, der

bo das Bremsgehäuse umfaßt und mit der Achse 53 verbunden ist, gehalten. Der achsseitige Spannring 61 ist an seinem Innenumfang mit einer Zylinderfläche 611 ausgerüstet, welche beim Feststellen des Wagens mit den Backen 67 der Feststellbremse in Verbindung

b5 gebracht wird. Die Betätigung der Feststellbremse erfolgt über ein Zugseil 68.

Hierzu 6 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Luftgekühlte Vollbelagscheibenbremse mit einem am Rad oder dessen Nabe befestigten, radial und nach außen offenen Rotorbremsgehäuse, in welchem einen Reibbelag tragende Statorbremsringe in Umfangsrichtung fest aber axial verschiebbar untergebracht und mittels einer Zugspanneinrichtung zum Zwecke der Bremsung anpreßbar sind, wobei das Rotorbremsgehäuse in seinem inneren zylindrischen Teil Luftdurchtrittsöffnungen aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß das Rotorbremsgehäuse (6,7,8; 41,42,43) aus mehreren, über den Umfang eines Bremsgehäuseträgers (5, 44) verteilt an diesem vorgesehenen und sich in axialer Richtung erstreckenden Tragarmen (5,442) gebildet ist, auf denen die axial aufgeschobenen Rotorbremsringe (6,7,8,12,13,14,41,42,43) geführt sind und an deren Enden Widerlager (9,10; 45) vorgesehen sind und daß die Rotorbremsringe nach außen verlaufende Luftdurchtrittskanäle (62, 7* 8₂; 41, 42, 43₃) aufweisen.

2. Vollbelagscheibenbremse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die axiale Halterung der Rotorbremsringe (6, 7, 8, 12, 13, 14, 41, 42, 43) ein- oder beidseitig durch Spannringe (9,10; 45; 60, 61) erfolgt, welche durch Schrauben (45) mit dem Bremsgehäuseträger (5,44) verbunden sind.

3. Vollbelagscheibenbremse nach Anspruch 1 und 2. dadurch gekennzeichnet, daß die axiale Halterung des radseitigen Rotorbremsringes (22; 43) durch Anlage am Radflansch (2I₂; 44i) der Fahrzeugnabe (21; 44) erfolgt (F ig. 5 + 7).

4. Vollbelagscheibenbremse nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der achsseitige Spannring (61) als Trommel (611) für eine Feststellbremse ausgebildet ist.