DE2901243A1

DE2901243A1 - Scheibenbremse

Info

Publication number: DE2901243A1
Application number: DE19792901243
Authority: DE
Inventors: Dimitri Caplygin
Original assignee: Girlock Ltd
Current assignee: Girlock Ltd
Priority date: 1978-03-01
Filing date: 1979-01-13
Publication date: 1979-09-06
Also published as: DE2901243C2; US4261444A; BR7900225A; IT7920149A0; IT1111847B; JPS5918580B2; JPS54118957A

Description

GIRLOCK LIMITED, 36-40 Harp Street, Belmore, New South Wales, Australien

Scheibenbremse

Die Erfindung betrifft eine Scheibenbremse mit einem Gehäuse.

Die Erfindung bezieht sich also allgemein auf Scheibenbremsanordnungen oder -einheiten, insbesondere auf ein Scheibenbremsengehäuse, das aus Leichtmetallegierungen und vor allem Aluminiumlegierungen, herstellbar ist. Es hat sich herausgestellt, daß Verbesserungen in der Ausführung der Vorderaufhängung bzw. Federung von Kraftfahrzeugen tendenziell dazu führen, daß der Reibradius

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des Vorderrades reduziert wird, d.h. der Abstand zwischen der Lenkachse und dem Berührungsbereich des Reifens auf der Straße. Um dies zu erreichen, sind die Radzentren stark nach auswärts vertieft, um dem Achsschenkelbolzen oder Drehzapfen zu erlauben, so nah wie möglich an einem Punkt direkt oberhalb des Berührungsbereichs des Reifens angeordnet zu werden/ so daß der Reibradius in optimaler Weise reduziert wird. Da die Scheibe der Scheibenbremse normalerweise auf der Stumpfachse zwischen dem Achsschenkelbolzen und der Nabe, die das Radzentrum trägt, befestigt ist, ist der für die Scheibenbremse verfügbare Raum sehr geschätzt.

Es wurde festgestellt, daß eine Scheibenbremse aus knotenartigem oder Knoteneisen herstellbar ist, um die oben aufgeführten Erfordernisse zu erfüllen.

Jedoch steht der Verwendung dieses herkömmliche Materials die Notwendigkeit einer weiteren Gewichtsreduzierung und entsprechend Energieeinsparung entgegen.

Es wurde weiter festgestellt, daß, wenn eine Scheibenbremsenanordnung aus einer Leichtmetallegierung der Ausgestaltung einer Knoteneiseneinheit hergestellt wurde, das Gehäuse nicht steif genug ist, da sich die Legierung etwa dreimal leichter als Eisen biegt. Um den erforderlichen hohen Steifheitsgrad zu erhalten, wird der Querschnitt des Gehäuses sehr massig. Die zusätzlich erforderliche Materialdicke bewegt die" neutrale Achse des Querschnitts weiter von der Zentrumslinie des Kolbens oder der Linie der Belastung. Dies bedeutet ein erhöhtes Biegemoment im Querschnitt, mit sich ergebenden überproportionalem Anwachsen im Materialvolumen. Aluminiumgehäuse, die nach den Stand

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der Technik hergestellt werden und bei Knoteneisengehäuseausführungen anwendbar sind, sind daher äußerst unbefriedigend. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Nachteile bisher bekannter Aluminiumgehäuse zu vermeiden.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe bei einer gattungsgemäßen Scheibenbremse dadurch gelöst, daß das Gehäuse aus einer Aluminiumlegierung mit einer relativen Dichte von 3,0 besteht, daß ein äußeres Brückenverhältnis mehr als 9 : 1 und ein Verhältnis der Bogenlänge (W) zur Kolbenhöhe (C) mehr als 4,5 : 1 beträgt; und daß ein Bremsbelag vorgesehen ist, dessen Bremsbelagsflächenverhältnis (A¹ : B¹) kleiner als 0,75 : 1 ist'.

Die relative Dichte ist dabei das Verhältnis der Masse eines gegebenen Volumens einer Substanz zur Masse des gleichen Volumens von Wasser bei der Temperatur von 4°C.

Es wurde festgestellt, daß ein unerwartet gutes Ergebnis durch die Kombination der Gehäuse-Belags- und Kolben-Abmessungen^ie oben genannt wurden, erreichbar ist. Insbesondere wurde das Gewicht des Gehäuses um mehr als 30% reduziert. Dies erlaubt den Einsatz der erfindungsgemäßen Scheibenbremse in den in fortschreitendem Maße verminderten modernen Vorderfederungsbereichen von Kraftfahrzeugen. Weiterhin wurde das Kraftzentrum des Kolbens im Gegensatz zur etablierten Praxis absichtlich angehoben, wodurch eine Wirksamkeit des Bremsens erreicht wurde, die lediglich durch die erfindungsgemäßen Vorkehrungen erreichbar ist.

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Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß der Bremssattel ein einseitiger Bremssattel ist. Ein solcher Bremssattel weist einen oder mehrere Kolben auf, die nur auf einer inneren Seite des Bremssatteis angeordnet sind. Der Kolben oder die Kolben wirken auf die Scheibe über den inneren Scheibenbelag. Die Gegenwirkung verursacht, daß das Gehäuse entlang herkömmlicher Stifte gleitet und eine Kraft auf die andere Seite der Scheibe durch den äußeren Belag ausübt, wodurch die Klemmwirkung vervollständigt wird. Der gemäß einer bevorzugten erfindungsgemäßen Ausgestaltung verwendete Bremssattel ist als ein Stift-Gleit-Brems-^ sattel beschreibbar, indem nämlich das Gehäuse mit zwei Bohransätzen oder Flanschen an entgegengesetzten Enden desselben versehen ist, die zwei parallele Stifte aufweisen, die in Löchern transversal zur Ebene der Scheibe gleiten.

Zusammenfassend ist also festzustellen, daß erfindungsgemäß eine Scheibenbremse aus Aluminiumlegierung vorgesehen ist, die die Festigkeitsprobleme überwindet, die nach dem Stand der Technik gegeben sind, wobei die verbesserte Bremseinrichtung durch eine besondere Kombination von Gehäuse-, Belag- und Kolben-Abmessungen konstruiert ist, durch die das Profil oder die Ausformung des Gehäuses umfangsmäßig verlängert und in der Höhe reduziert ist. Das Kraftzentrum des Kolbens wird in bezug auf Drehachse der Scheibe angehoben und das Scheibenbelagsverhältnis reduziert.

Eine Scheibenbremse oder Scheibenbreinsenanordnung mit den oben bestimmten Gehäuse-, Belags- und Kolbenverhältnissen wirkt derart, daß sich bisher unerwartet

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gute Ergebnisse bei dem geringen Gewicht und der Ausgestaltung für erforderliche Kraft- und Durchbiegungscharakteristiken ergeben.

Weitere erfindungsgemäße Merkmalsausprägungen ergeben sich aus den Unteransprüchen. Die Erfindung ist nachstehend anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnung weiter erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 einen Transversalschnitt durch ein erfindungsgemäß gefertigtes Gehäuse;

Fig. 2 ein Längsschnitt entlang der Linie A-A der Fig. 1;

Fig. 3 eine Seitenansicht eines Scheibenbremsenbelags, zur Darstellung des dritten erfindungsgemäß erforderlichen Merkmals; und

Fig. 4 eine perspektivische Sicht des Ausführungsbeispiels eines Haltebügels.

In den Fig. 1 und 2 stellen die Ebenen oder Flächen V und X die maximalen Bogenkonturen des Bremssattels oder -jochs in bezug auf die Drehachse des Rades R dar. Der Bogen T (Fig. 2) ist definiert als die Schnittlinie der Ebenen oder Flächen V und Y. Der Bogen Z ist definiert als die Schnittlinie der Ebenen X -und Y-. Der Bogen W steht in gleichem Abstand zwischen den Bögen T und Z und seine Länge wird durch die Enden der Bremssattelbrücke bestimmt. Die Bögen T, Z und W sind definitionsgemäß Kreisbögen mit Zentren auf der Drehachse des Rades. Die "Brückenhöhe" ist definiert als der radiale Abstand zwischen T und Z und ist mit H bezeichnet. Der Punkt 0 in Fig. 2 ist ein Punkt auf der Zentrallinie des Kolbens. Die Kolbenhöhe "C" ist der Abstand von 0 bis zum Bogen W.

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Das "äußere Brückenverhältnis" ist definiert als die Länge des Bogens W dividiert durch die Brückenhöhe H.

Das "Verhältnis der Bogenlänge zur Kolbenhöhe" ist definiert als die Länge des Bogens W dividiert durch die Kolbenhöhe C.

Die Fig. 3 stellt eine Skizze der Fläche des Reibbelags dar, die mit der Scheibe in Kontakt kommt. Das "Belagflächenverhältnis" ist definiert als das Verhältnis der Belagflächen oberhalb und unterhalb der Linie DD, d.h., A' dividiert durch B". DD ist eine horizontale Linie, die sich durch die Zentrumslinie 0 des Kolbens erstreckt. Die Zeichnung stellt deutlich das (in der Richtung des Umfangs der Scheibe) ungewöhnlich lange Gehäuse im Verhältnis zum Scheibendurchmesser und das ungewöhnlich hohe Kraftzentrum des Kolbens bei Benutzung in Beziehung zum Gehäuse der oben bestimmten Länge. Die beiden vorher genannten Merkmale stehen in Kombination mit einem niedrigen Belagberexchsverhältnis also der Fläche "A¹" dividiert durch die Fläche "B¹" in Fig. 3.

Obwohl das obige Gehäuse zufriedenstellend funktioniert, wenn es auf einem bekannten oder herkömmlichen Haltebügel befestigt ist beinhaltet eine erfindungsgemäße Ausführungsform die Verwendung des oben bestimmten Gehäuses in Verbindung mit einem verbesserten leichtgewichtigen Bügel, wie er in Fig. 4 gezeigt ist. Die Ausgestaltung des Haltebügels wurde so gewählt, daß sichergestellt ist, daß das Gehäuse als Stütze einsetzbar ist und an der übertragung der Belastung beim Bremsen vom Vorderende zum Rückende des Bügels teilnimmt. Ein Haltebügel

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nach dem Stand der Technik nimmt die Belastung lediglich am vorderen Schenkel auf. Der erfindungsgemäß ausgestaltete Haltebügel weist eine Verbindungsstange B zwischen den Schenkeln der äußeren Widerlager auf. Diese Bügelart überträgt die Belastung vom Vorderteil bis zum Hinterteil der Einheit und bewirkt so, daß die gesamte Kombination von Haltebügel und Gehäuse die Belastung gleichmäßig aufnimmt.

Während die Scheibenbremse oder Scheibenbremsenanordnung unter Bezugnahme auf ein Ausführungsbeispiel beschrieben wurde, kann der Erfindungsgedanke auch bei anderen Bremsenanordnungen eingesetzt werden, ohne aus dem Bereich der vorliegenden Offenbarung herauszutreten.

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GX 890

BEZUGSZEICHENLISTS

(LIST OF REFERENCE NUMERALS)

A¹	Fläche (Teilfläche der Belagsfläche)
B¹	Fläche (Teilfläche der Belagsfläche)
B	Verbindungsstab
C	Kolbenhöhe
DD	Linie
H	Brückenhöhe
R	Drehachse des Rades
T	Bogen
V	Ebene
W	Bogen
X	Ebene
Y	Ebene
Z	Bogen

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Claims

ANSPRÜCHE

Scheibenbremse mit einem Gehäuse, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse aus einer Aluminiumlegierung mit einer relativen Dichte von 3,0 besteht, daß ein äußeres Brückenverhältnis mehr als 9 : 1 und ein Verhältnis der Bogenlänge(w)zur Kolbenhöhe (c)mehr als 4,5 : 1 beträgt; und daß ein Bremsbelag vorgesehen ist, dessen Bremsbelagsflächenverhältnis (A¹ : B¹) kleiner als 0,75 : 1 ist.
2. Scheibenbremse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Bremssattel ein einseitiger Bremssattel ist.
3. Scheibenbremse nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein Haltebügel vorgesehen ist, der eine Verbindungsstange (B) zwischen den Schenkeln der äußeren Widerlager des Bügels aufweist.

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