DE3107025A1 - Belueftete scheibenbremse - Google Patents

Description

• BESCHREIBUNG
• Die Erfindung betrifft eine belüftete Scheibenbremse gemäß dem Oberbegriff des Hauptanspruchs.
• Eine belüftete Scheibenbremse wird verwendet zum Bremsen eines rotierenden Teils oder Rotors, der mit einem Rad oder mit Rädernverbunden ist und beispielsweise zwischen zwei Bremsklötzen eingespannt werden kann. Insoweit stimmt eine belüftete Scheibenbremse mit einer Scheibenbremse im allgemeinen überein. Die belüftete Scheibenbremse unterscheidet sich jedoch von einer anderen Scheibenbremse dadurch, daß die durch die Reibung zwischen dem Rotor und den Bremsklötzen erzeugte Wärme durch eine Anzahl von Kühlrippen abgestrahlt wird, die sich in Radialrichtung zwischen den von den Bremsklötzen erfaßten Bremsflächen erstrecken und die Wärmeabgabe verbessern.
• Fig. 1 und<:2, auf die bereits hier Bezug genommen werden soll, zeigen eine herkömmliche belüftete Scheibenbremse.
• Ein kreisförmiger Rotor, beispielsweise eine Bremsscheibe 1, weist Vorsprünge 2 am inneren Rand auf, in denen Bohrungen 3 vorgesehen sind. Die Bremsscheibe 1 ist an einer Nabe des Rades eines Fahrzeugs mit Hilfe von Schrauben befestigt, die in die Bohrungen 3 eingeführt sind. Zwei Bremsflächen 1a, die von Bremsklötzen erfaßt werden, sind am äußeren Umfang der Bremsscheibe 1 ausgebildet. Die Bremsscheibe 1 dreht sich mit den Rädern, und wenn zwei nicht gezeigte Bremsklötze gegen die Bremsflächen 4,5 gedrückt werden, wird die Bremsscheibe 1 durch Reibung gebremst. Da sich zahlreiche Kühlrippen 6 radial zwischen den Bremsflächen 4,5 erstrecken, wird die durch Reibung erzeugte Hitze von den Bremsflächen auf die Kühirippen 6 übertragen und durch diese an die Umgebungsluft abgestrahlt. Auf diese Weise wird die Wärmeabgabe verbessert Wie jedoch aus Fig. 1 hervorgeht, ist bei herkömmlichen Bremsscheiben die Größe, Form und Anordnung aller Kühlrippen 6 gleichmäßig. Beispielsweise ist die Dicke t aller Kühlrippen 6 gleich. Weiterhin ist die Teilung P zwischen den Kühlrippen 6 gleich. Die Gewichtsverteilung auf dem Umfang des Bremsbereichs 1a ist gleich. Daher treten vielfach Resonanzerscheinungen bei herkömmlichen belüfteten Bremsscheiben auf, wie schematisch durch die gleichmäßig verteilte Resonanzwelle "e" in Fig. 6 angedeutet ist, die die Form einer natürlichen Resonanzwelle mit vier Schwingungsknoten aufweist. Gemäß Fig. 5 hat sich beispielsweise gezeigt, daß die Impuls-Ansprechkenniinien a,b, wie experimentell festgestellt wurde, ein sehr schlechtes Schwingungsdämpfungsverhalten erkennen lassen. Bei diesen Experimenten wurde ein Impuls von 100 g einem Rotor bzw. einer Bremsscheibe mit einem Durchmesser von 250 mm in einem Kreis mit Abstand von 100 mm zur Mitte erteilt, und die Schwingung wurde in derselben Position gemessen. Die Kennlinien a,b bedeuten, daß die Oszillation + 2,0 dB beim Beginn aufweist und nach 0,1 Sekunden noch t 0,3 dB beträgt. Der herkömmliche Rotor weist daher ein schiechtes Dämpfungsverhalten auf, so daß unerwünschte Bremsgeräusche entstehen. Dies ist auf dem Markt unerwünscht.
• Die Erfindung ist auf die Schaffung einer Bremsscheibe gerichtet, deren Schwingungsdämpfungsverhalten verbessert ist.
• Die Erfindung ergibt sich im einzelnen aus dem kennzeichnenden Teil des Hauptanspruchs.
• Erfindungsgemäß umfaßt eine belüftete Scheibenbremse zwei Bremsklötze, die im wesentlichen dem Stand der Technik entsprechen, und einen Rotor bzw. eine Bremsscheibe. Die Bremsscheibe weist einen von den Bremsklötzen erfaßten Bereich auf, in dem sich zwei Bremsflächen befinden, gegen die die Bremsklötze gedrückt werden. Eine Anzahl von Kühlrippen erstreckt sich radial zwischen den beiden Bremsflächen. Die Kühlrippen sind derart ausgebildet, daß die Gewichtsverteilung in Umfangsrichtung des Bremsbereichs ungleichmäßig ist. Beispielsweise können die Kühlrippen unterschiedliche Dicke, unterschiedliche Länge und/oder unterschiedliche Abstände aufweisen. Einzelheiten können aufgrund von empirischen Daten festgelegt werden.
• Bei der erfindungsgemäßen Bremsscheibe treten keine oder im wesentlichen keine gleichförmigen Resonanzwellen auf, so daß die. zuvor erörterten Schwierigkeiten entfallen.
• Im Folgenden werden bevorzugte Ausführungsbeispieie der Erfindung anhand der beigefügten Zeichnung näher erläutert.
• Fig. 1 ist eine schematische Vorderansicht einer herkömmlichen Bremsscheibe; Fig. 2 ist ein Schnitt entlang der Linie A-A in Fig. 1; Fig. 3 ist eine schematische Ansicht einer erfindungsgemäßen Bremsscheibe; Fig. 4 zeigt eine weitere Ausführungsform der Erfindung; Fig. 5 veranschaulicht die Impuls-Ansprechkennlinien in einem Vergleich einer herkömmlichen und einer erfindungsgemässen Bremsscheibe; Fig. 6 zeigt gleichförmig verteilte Resonanzwellen mit vier Wellenknoten, die bei einer herkömmlichen Bremsscheibe gemäß Fig. 1 auftreten.
• Die Erfindung soll anschließend anhand von Fig. 3 und 4 erläutert werden. Soweit einzelne Teile vorgesehen sind, die auch in Fig. 1 und 2 gezeigt sind, werden dieselben Bezugsziffern verwendet.
• Fig. 3 zeigt eine erste Ausführungsform der Erfindung. Siebenundzwanzig Kühlrippen 6 liegen in Radialrichtung zwischen zwei Bremsflächen, die im wesentlichen mit Fig. 1 und 2 übereinstimmen können. Alle Kühlrippen 6 weisen dieselbe Dicke, bezogen auf die Umfangsrichtung, auf, wie es bei der herkömmiichen Ausführung gemäß Fig. 1 und 2 der Fall ist. Die Anordnung der Kühlrippen 6 unterscheidet sich jedoch von der bekannten Ausführung. Die Kühlrippen 6 liegen in ungleichmäßigen oder ungleichförmigen Abständen und sind derart verteilt, daß der Gewichtsmittelpunkt und der Drehmittelpunkt der Bremsscheibe geeignete Positionen für eine ausgeglichene (ausgewuchtete) Drehung der Bremsscheibe aufweisen.
• Fig. 4 zeigt eine weitere Ausführungsform der Erfindung.
• Die Dicke der Kühlrippen 6 in Umfangsrichtung ist ungleichmäßig, und zwar wiederum derart, daß sich eine gute Ausbalancierung der Bremsscheibe ergibt und das Gewichtszentrum sowie das Drehzentrum geeignete Positionen aufweisen.
• Vorzugsweise sind aus praktischen Gründen mehr als zwanzig Kühlrippen vorgesehen, die die Ausbalancierung der Bremsscheibe erleichtern. Wenn eine Anzahl von Kühlrippen 6 im gesamten Bremsbereich 1a der Bremsscheibe verteilt ist, entsteht eine starre Bremsscheibe und ein Gewichtsausgleich ist leicht möglich.
• Da die Gewichtsverteilung in dem von den Bremsklötzen erfaßten Bremsbereich 1a in Umfangsrichtung ungleichmäßig ist, entstehen im Betrieb keine gleichförmig verteilten Resonanzwellen oder natürliche Resonanzschwingungen.
• Fig. 5 zeigt eine vorteilhafte Impuls-Ansprechcharakteristik c,d gemäß der vorliegenden Erfindung als Ergebnis einiger Experimente, die unter denselben Bedingungen wie bei den oben erwähnten herkömmlichen Bremsscheiben durchgeführt wurden. Im Falle einer erfindungsgemäßen Bremsscheibe be-+ trägt wiederum die Schwingung - 2 dB am Beginn, jedoch wird die Schwingung rasch gedämpft und klingt nach 0,1 Sekunden aus. Das Dämpfungsverhalten ist daher ausgezeichnet. Folglich entstehen keine unerwünschten Geräusche.
• Obgieich zuvor bestimmte Ausführungsbeispiele der Erfindung beschrieben wurden, ist die Erfindung auf diese Beispiele nicht beschränkt. Beispielsweise kann, sofern das Gewichtszentrum der Bremsscheibe nicht in der Drehachse der Bremsscheibe liegt, ein Ausgleichsgewicht zusätzlich in einer geeigneten Position angeordnet werden, so daß die Bremsscheibe wiederum ausgewuchtet ist, ohne daß die ausgezeichnete Dämpfungsfunktion beeinträchtigt wird. Ein derartiges Ausgleichsgewicht wird auch bei herkömmlichen, vom Gewicht her ungleichmäßigen Teilen verwendet.
• Im übrigen können sowohl die Abstände als auch die Dicke der Kühlrippen ungleichmäßig sein. Weiterhin kann die Länge der Kühlrippen mit im wesentlichen demselben Ergebnis geändert werden.
• Leerseite

Claims (6)

1. BELÜFTETE SCHEIBENBREMSE PATENTANSPRÜCHE 1. Belüftete Scheibenbremse mit zwei Bremsklötzen und einer remsscheibe, die einen von den Bremsklötzen erfaßten, zwei Bremsflächen bildenden Umfangsbereich aufweist, zwischen welchen Bremsflächen sich eine Anzahl von radialen Kühlrippen befindet, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daB die Kühlrippen (6) derart angeordnet sind, daß die Gewichtsverteilung in Umfangsrichtung des von den Bremsklötzen erfaßten Bereichs (1a) der Bremsscheibe (1) ungleichförmig ist.
2. 2. Scheibenbremse nach Anspruch 1, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t, daß die Anzahl der Kühlrippen 16) über zwanzig liegt.
3. 3. Scheibenbremse nach Anspruch 1 oder 2, dadurch g e -k e n n z e i c h n e t, daß die Kühlrippen über den gesamten von den Bremsklötzen erfaßten Bereich (1a) der Bremsscheibe ungleichmäßig angeordnet sind.
4. 4. Scheibenbremse nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß die Kühlrippen (6) in ungleichmäßigen Abständen angeordnet sind.
5. 5. Scheibenbremse nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch g e k e n fl z e i c h ne t, daß die Dicke (t) der Kühlrippen (6) über den Umfang unterschiedlich ist.
6. 6. Scheibenbremse nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch g e k e n n z e ich ne t, daß die Kühlrippen (6) unterschiedliche Längen aufweisen.