DE29704133U1 - Brake disc for vehicle disc brakes - Google Patents
Brake disc for vehicle disc brakesInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Bremsscheibe für Scheibenbremsen für Fahrzeuge, insbesondere Kraftfahrzeuge, die auf wenigstens einer der beiden Reibflächen Nuten aufweist, die in äquidistanten Abständen um die Achse der Bremsscheibe herum angeordnet sind gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to a brake disc for disc brakes for vehicles, in particular motor vehicles, which has grooves on at least one of the two friction surfaces which are arranged at equidistant intervals around the axis of the brake disc according to the preamble of claim 1.
Derartige Bremsscheiben können bei hohen Belastungen, wie Notbremsungen, Abbremsen aus hohen Geschwindigkeiten oder bei Bergabfahrten, leicht Temperaturen von ca. 800 Grad C und höher erreichen. Hierbei entstehen Ausgasungen an den Bremsbelägen, die als Folge einen Gas-Planing-Effekt, auch Fading genannt, verursachen. Zusätzlich wird durch die Nuten bzw. Schlitze der auf einer Bremsscheibe vorhandene Schmierfilm aus Öl und gegebenenfalls Wasser unterbrochen, ferner wird ein Einpressen von Schmutzpartikeln in die Bremsbeläge erheblich reduziert. Derartige Nuten bzw. Schlitze reinigen deshalb die Bremsbeläge bei jeder Umdrehung während des Bremsvorganges, im Prinzip wie ein Scheibenwischer oder Hobel.Such brake discs can easily reach temperatures of around 800 degrees C and higher under high loads, such as emergency braking, braking from high speeds or when driving downhill. This causes gas emissions from the brake pads, which in turn cause a gas planing effect, also known as fading. In addition, the grooves or slots interrupt the lubricating film of oil and possibly water on a brake disc, and the pressing of dirt particles into the brake pads is significantly reduced. Such grooves or slots therefore clean the brake pads with each revolution during the braking process, basically like a windshield wiper or plane.
Es sind des Weiteren genutete Bremsscheiben mit zusätzlichen Bohrungen bekannt. Die Nuten können kreisförmig angeordnet sein oder laufen strahlenförmig über die Reibfläche als gerade Linien nach außen. Zusätzlich können die Bohrungen auf der Reibfläche in einer bestimmten Geometrie zwischen den Nuten angeordnet sein.Grooved brake discs with additional holes are also known. The grooves can be arranged in a circle or run radially outwards over the friction surface as straight lines. In addition, the holes on the friction surface can be arranged in a specific geometry between the grooves.
Durch die DE 195 12 934 Al ist eine Bremsscheibe für Scheibenbremsen bekannt geworden, in der zumindest eine der beiden Reibfläche mit zumindest einer Nut versehen ist, die eine in sich geschlossene Form ohne Anfang und Ende aufweist und die um die Bremsscheibenachse herum verläuft.DE 195 12 934 A1 discloses a brake disc for disc brakes in which at least one of the two friction surfaces is provided with at least one groove which has a self-contained shape without a beginning or end and which runs around the brake disc axis.
Die bekannten Bremsscheiben sind aber noch nicht wirkungsvoll genug, weil die Nuten bei den Bremsscheiben des Standes der Technik die Laufrichtung des Rades nicht berücksichtigen.However, the known brake discs are not yet effective enough because the grooves in the state-of-the-art brake discs do not take the direction of rotation of the wheel into account.
'3'3
Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, eine Bremsscheibe für Scheibenbremsen derart zu verbessern, dass ihre Bremswirkung erhöht ist und somit die Scheibenbremse eine größere Sicherheit beim Bremsen bietet.The invention is based on the object of improving a brake disc for disc brakes in such a way that its braking effect is increased and the disc brake thus offers greater safety when braking.
Die Lösung der Aufgabe besteht erfindungsgemäß darin, dass die Nuten bogen- oder spiralförmig in Laufrichtung von außen nach innen zur Achse hin verlaufen, wobei die inneren Enden der Nuten unter einem spitzen Winkel (&agr;) oder tangential auf den inneren Begrenzungskreis der Reibfläche zulaufen.The solution to the problem according to the invention consists in that the grooves run in an arc or spiral shape in the running direction from the outside to the inside towards the axis, with the inner ends of the grooves running at an acute angle (α) or tangentially towards the inner boundary circle of the friction surface.
Zum Verständnis der Vorteile der erfindungsgemäßen Bremsscheibe muß man sich vergegenwärtigen, dass jede Nut eine Einkerbung in der Reibfläche darstellt, weshalb sich bei starker thermischer Belastung des Materials die Bremsscheibe um diesen Punkt stärker verformen kann, als wenn die Material Schwächung ohne Nut nicht vorhanden wäre; jedoch wird die Nut ja zum Reinigen des Bremsbelages benötigt.To understand the advantages of the brake disc according to the invention, it must be remembered that each groove represents a notch in the friction surface, which is why, if the material is subjected to high thermal stress, the brake disc can deform more around this point than if the material weakening were not present without the groove; however, the groove is needed to clean the brake pad.
Die erfindungsgemäße Bremsscheibe besitzt nun den Vorteil, dass durch die bogen- bzw. spiralförmig gestalteten Nuten innerhalb der Reibfläche die Spannung, die zum Verzug der Bremsscheibe führen kann, besser verteilt wird und somit der Verzugseffekt reduziert wird. Da sich die bogenförmigen Nuten zusätzlich noch überschneiden und die Bremsbeläge spanabhebend arbeiten, wird bei einem auftretenden Verzug der Bremsscheibe automatisch dieser Effekt noch weiter minimiert. Insbesondere verhindert der spitze Winkel &agr;, unter dem die bogen- bzw. spiralförmigen Nuten auf den inneren Begrenzungskreis der Reibflächen zulaufen bzw. das tangentiale Zulaufen der Nuten zum inneren Begrenzungskreis der Reibflächen, weitestgehend einen Verzug der Bremsscheibe. Des Weiteren werden durch die bogen- bzw. spiralförmig und spitzwinklig zulaufenden Nuten die Ausgasungen besser beseitigt, welche unter den Druckflächen des Bremskolbens insbesondere im mittleren radialen Bereich verstärkt auftreten.The brake disc according to the invention now has the advantage that the tension that can lead to warping of the brake disc is better distributed by the arcuate or spiral-shaped grooves within the friction surface, thus reducing the warping effect. Since the arcuate grooves also overlap and the brake pads work by cutting, this effect is automatically minimized even further if the brake disc warps. In particular, the acute angle α at which the arcuate or spiral-shaped grooves run towards the inner boundary circle of the friction surfaces or the tangential run of the grooves towards the inner boundary circle of the friction surfaces largely prevents warping of the brake disc. Furthermore, the arcuate or spiral-shaped and acute-angled grooves better eliminate the outgassing that occurs more frequently under the pressure surfaces of the brake piston, particularly in the middle radial area.
Vorteilhaft überlappen sich das innere Ende einer Nut und der Anfang der benachbarten Nut in radialer Richtung. Ebenso kann der Anfang der Nuten in der äußersten Peripherie der Reibfläche beginnen, so dass wahlweise die Nuten in der Reibfläche enden oder nach außen auslaufen können. Gleichermaßen können die inneren Enden der Nuten vor dem inneren Begrenzungskreis der Reibfläche bzw. der Achse enden.It is advantageous if the inner end of a groove and the beginning of the adjacent groove overlap in the radial direction. The beginning of the grooves can also begin in the outermost periphery of the friction surface, so that the grooves can either end in the friction surface or run outwards. Likewise, the inner ends of the grooves can end before the inner boundary circle of the friction surface or the axis.
Vorzugsweise sind auf der Reibfläche der Bremsscheibe zwischen fünf bis zwölf Nuten verteilt angeordnet.Preferably, between five and twelve grooves are distributed on the friction surface of the brake disc.
Die bogen- oder spiralförmig verlaufenden Nuten können auf beiden Reibflächen angeordnet sein, die bezüglich der beiden aufeinander projizierten Reibflächen versetzt angeordnet sind.The arcuate or spiral-shaped grooves can be arranged on both friction surfaces, which are offset with respect to the two friction surfaces projected onto one another.
Des Weiteren besitzt die Bremsscheibe den Vorteil, dass die Nuten, die ja zur Reinigung der Bremsbeläge dienen, durch die Überschneidungen zweier aufeinanderfolgender Nuten ständig im Eingriff sind. Das ist bei gerade genuteten Bremsscheiben nicht der Fall.The brake disc also has the advantage that the grooves, which are used to clean the brake pads, are constantly engaged by the overlap of two consecutive grooves. This is not the case with straight-grooved brake discs.
Des Weiteren kann die Nut auf die Verschleißmaßtiefe gefräst sein und dient somit als zusätzliche Verschleißkontrolle.Furthermore, the groove can be milled to the wear depth and thus serves as an additional wear control.
In vorteilhafter Weise sind die peripher von außen nach innen verlaufenden Nuten laufrichtungsgebunden. Wenn im Schacht der Bremszange, in welchem die Bremsbeläge befestigt sind, die Führung fertigungsbedingt leicht konisch verläuft, so kann es beim Bremsvorgang dazu führen, dass der Bremsklotz nach unten in den Schacht gezogen wird und der Bremsklotz, bedingt durch den Aufhängungspunkt, zur Hochachse hinkippt. Der Effekt ist dabei, dass die Bremsscheibe und der Bremsklotz V-förmig geschliffen werden und zusätzlich die Bauteile durch die höhere einseitige, linienartige Reibung thermisch belastet werden, was in Einzelfällen bis zum Ausfall, nämlich Ausglühen oder Hitzerisse, der Bremsscheibe führen kann. In solchen Fällen wird die Bremsscheibe bei ihrer Herstellung, statt von außen nach innen spanend zu bearbeiten (Drehrichtung an der Drehmaschine) von innen nach außen bearbeitet. Durch die Rotation der Bremsscheibe und die bogenförmigen Nuten wird danach der Bremsklotz nach oben in den Führungsschacht gedrückt, wodurch sich der V-förmige sowie der thermische Effekt reduzieren.The peripheral grooves running from the outside to the inside are advantageously directional. If the guide in the shaft of the brake caliper, in which the brake pads are attached, is slightly conical due to the manufacturing process, this can lead to the brake pad being pulled down into the shaft and the brake pad tipping towards the vertical axis due to the suspension point. The effect is that the brake disc and the brake pad are ground in a V-shape and the components are also subjected to thermal stress due to the higher one-sided, linear friction, which in individual cases can lead to failure, namely annealing or heat cracks, of the brake disc. In such cases, the brake disc is machined from the inside to the outside during manufacture, instead of being machined from the outside to the inside (direction of rotation on the lathe). The rotation of the brake disc and the curved grooves then push the brake pad upwards into the guide shaft, which reduces the V-shaped and thermal effects.
Ein Beispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und anschließend
beschrieben.
35An example of the invention is shown in the drawing and described below.
35
Eine Bremsscheibe 1 einer Scheibenbremse besitzt ein zentrales Loch 2 für eine Achse sowie Befestigungslöcher 11 für die Befestigung der Bremsscheibe 1 auf einer (nicht gezeigten) Halterung. Des Weiteren weist dieA brake disc 1 of a disc brake has a central hole 2 for an axle and fastening holes 11 for fastening the brake disc 1 on a bracket (not shown). Furthermore, the
Bremsscheibe 1 beidseitig eine torusförmige Reibfläche 14 auf, welche nach innen vom Begrenzungskreis 13 der Reibfläche 14 mit dem kleinsten Radius und außen durch ihren peripheren Umfang begrenzt wird. Innerhalb der Reibfläche 14 sind bogenförmig oder spiralförmig in Laufrichtung von außen nach innen zur Achse 2 hin gebogene Nuten 3, 4, 5, 6, 7 oder Schlitze angeordnet, wobei die innen zur Achse 2 hin gelegenen Enden 8 der Nuten die außen von der Achse 2 entfernt gelegenen Anfänge 9 der Nuten in radialer Richtung überlappen. Die Enden 8 der bogen- bzw. spiralförmigen Nuten 3, 4, 5, 6, 7 laufen unter einem spitzen Winkel &agr; auf den inneren Begrenzungskreis 13 der Reibfläche 14 zu bezüglich der Tangente im Berührungspunkt des Endes 8 der Nut. Ebenso können die innen gelegenen Enden 8 der bogen- oder spiralförmigen Nuten 3, 4, 5, 6, 7 tangential auf den inneren Begrenzungskreis 13 der Reibfläche 14 zulaufen.Brake disc 1 has a toroidal friction surface 14 on both sides, which is limited on the inside by the limiting circle 13 of the friction surface 14 with the smallest radius and on the outside by its peripheral circumference. Inside the friction surface 14, grooves 3, 4, 5, 6, 7 or slots are arranged in an arc or spiral shape in the running direction from the outside to the inside towards the axis 2, with the ends 8 of the grooves located on the inside towards the axis 2 overlapping the beginnings 9 of the grooves located on the outside away from the axis 2 in the radial direction. The ends 8 of the arc or spiral grooves 3, 4, 5, 6, 7 run at an acute angle α towards the inner limiting circle 13 of the friction surface 14 with respect to the tangent at the point of contact of the end 8 of the groove. Likewise, the inner ends 8 of the arcuate or spiral-shaped grooves 3, 4, 5, 6, 7 can run tangentially toward the inner boundary circle 13 of the friction surface 14.
Des Weiteren kann die Bremsscheibe 1 zusätzliche Bohrungen 10 aufweisen.Furthermore, the brake disc 1 can have additional holes 10.
Vorzugsweise sind die erfindungsgemäß gestalteten bogen- bzw. spiralförmigen Nuten 3, 4, 5, 6, 7 auf beiden Reibflächen der Bremsscheibe vorhanden, wobei jedoch die Anordnung der Nuten der einen Reibfläche in senkrechter Projektion auf die andere Reibfläche gegenüber der Anordnung der Nuten auf der gegenüberliegenden Reibfläche versetzt ist. Ein Pfeil mit der Bezugsziffer 12 gibt die Laufrichtung der Bremsscheibe an.Preferably, the arcuate or spiral-shaped grooves 3, 4, 5, 6, 7 designed according to the invention are present on both friction surfaces of the brake disc, whereby, however, the arrangement of the grooves of one friction surface in vertical projection onto the other friction surface is offset from the arrangement of the grooves on the opposite friction surface. An arrow with the reference number 12 indicates the direction of rotation of the brake disc.
Die erfindungsgemäße Bremsscheibe besitzt eine größere Sicherheit durch schnelleres Ansprechen der Bremse und durch schnellere Betriebsbereitschaft, was einen kürzeren Bremsweg bedingt, insbesondere bei regennassen Straßen. Ebenso wird die Sicherheit erhöht durch ein geringeres bzw. wesentlich später einsetzendes Fading. Außerdem werden die Geräuschwerte beim Bremsen reduziert. Gleichermaßen wird ein Einpressen von Schmutzpartikel in die Bremsbeläge erheblich reduziert. Des Weiteren kann die Bremsscheibe in jede bestehende Bremsanlage nachgerüstet werden. Die erfindungsgemäße Bremsscheibe benötigt normalerweise nur ungefähr eine bremsende Umdrehung, bis die Verglasung und der Schmierfilm auf den Reibflächen entfernt ist.The brake disc according to the invention has greater safety due to faster brake response and faster operational readiness, which results in a shorter braking distance, especially on wet roads. Safety is also increased by less fading or fading occurring much later. In addition, the noise levels when braking are reduced. Likewise, the pressing of dirt particles into the brake pads is significantly reduced. Furthermore, the brake disc can be retrofitted to any existing braking system. The brake disc according to the invention normally only requires about one braking revolution until the glazing and the lubricating film on the friction surfaces are removed.
Claims (6)
dadurch gekennzeichnet,1. Brake disc (1) for disc brakes for vehicles, in particular motor vehicles, which has grooves (3,4,5,6,7) on at least one of the two friction surfaces (14) which are arranged at equidistant intervals around the axis (2) of the brake disc (1),
characterized,
20that the beginning (9) of the grooves (3,4,5,6,7) begins in the outermost periphery of the friction surface (14).
20
dadurch gekennzeichnet,4. Brake disc according to one of the preceding claims,
characterized,
25that the inner ends (8) of the grooves (3,4,5,6,7) end before the inner limiting circle (13) of the friction surface (14) or the axis (2).
25
Priority Applications (1)
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| DE29704133U DE29704133U1 (en) | 1997-03-07 | 1997-03-07 | Brake disc for vehicle disc brakes |
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| DE29704133U DE29704133U1 (en) | 1997-03-07 | 1997-03-07 | Brake disc for vehicle disc brakes |
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Family
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| DE29704133U Expired - Lifetime DE29704133U1 (en) | 1997-03-07 | 1997-03-07 | Brake disc for vehicle disc brakes |
Country Status (1)
| Country | Link |
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| DE (1) | DE29704133U1 (en) |
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