DE3441304A1

DE3441304A1 - Scheibenbremseneinrichtung

Info

Publication number: DE3441304A1
Application number: DE19843441304
Authority: DE
Inventors: Michel Eysines Vives
Original assignee: Societe Europeenne de Propulsion SEP SA
Current assignee: Societe Europeenne de Propulsion SEP SA
Priority date: 1983-11-10
Filing date: 1984-11-12
Publication date: 1985-05-30
Also published as: IT8423461A0; FR2554887A1; GB8428328D0; IT1207490B; GB2150263B; FR2554887B1; GB2150263A

Description

92800 Puteaux / Prankreich

16 SEOl 02 2

Scheibenbremseneinrichtung

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Scheibenbremseneinrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Es ist bekannt, daß die Bremsscheibe einer Scheibenbremseneinrichtung entweder direkt auf der Radnabe oder mittelbar auf einem metallischen Zwischenstück - in Frankreich "bol" genannt - montiert ist, wobei das Zwischenstück wiederum auf der Radnabe festsitzt. Der Einfachheit halber wird im folgenden nur von der Radnabe gesprochen.

Für die Verbindung der Bremsscheibe mit der Radnabe verwendet man entweder eine feste Lagerung oder eine schwimmende Lagerung.

• Büro Frankfurt/Frankfurt Office:

Adenauerallee 16
D-637O oberursel

Tel. O6I7I/3OO-I Telex: 526547 pawa d

I * Büro München/Munich Office:

Schneggstraße 3-5 Tel. 08I6I/6209-I D-8O5O Freising Telex 526547 pawa d

Telegrammadresse: pawamuc — Posischeck München I36O52-8O2 Telefax: O816I/62O9-6 (GP. 2+3) — Teletex 8I618OO = pawaML'C

Bei der festen Lagerung kann die Bremsscheibe sich nicht in Axialrichtung unter dem mittels der hydraulischen Kolben erzeugten Druck der Bremsbeläge verschieben. Die feste Lagerung weist eine Anzahl von Nachteilen auf, darunter das Verspannen der Bremsscheibe aufgrund von unterschiedlichen Wärmeausdehnungen zwischen der Bremsscheibe und der Radnabe.

Diese Verspannung drückt die Plättchen oder Bremsbeläge zurück und veranlaßt den Fahrer mit dem Bremspedal zu "pumpen", um die Bremsbeläge wieder in Kontakt mit der Bremsscheibe zu bringen.

Insbesondere bei der Verwendung von Bremsscheiben aus Verbundwerkstoffen ist die feste Lagerung endgültig zu Gunsten der schwimmenden Lagerung aufgegeben worden. Bei schwimmender Lagerung kann sich die Bremsscheibe in axialer Richtung um einige Zehntel Millimeter verschieben, wodurch insbesondere die Risiken der Verspannung vermieden werden.

Andererseits ist die Wärmeübertragung von der Bremsscheibe auf die Radnabe infolge der beträchtlichen Verringerung der Kontaktflächen begrenzt.

Dennoch weisen die derzeit verwendeten schwimmenden Lagerungen Nachteile auf. Die grundlegenden Nachteile begrenzen ihre mögliche Verwendung und können wie folgt zusammengefaßt werden:

gQ - große Anzahl von Teilen, um das Bremsmoment zu übertragen, daher große Masse und erhöhte Kosten.

- lange und schwierige Montage und Demontage (selbsthemmende Gewinde (filetage frein) für Schrauben oder gc Muttern).

ds

- große seitliche Abmessungen (Überstehen der Köpfe der Muttern) und Verminderung der Reibungsflächen.

- unvollkommene Beseitigung von Beanspruchungen aufgrund der unterschiedlichen Wärmeausdehnungen zwischen der Radnabe und der Bremsscheibe.

Es ist deshalb Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Scheibenbremseneinrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 zu schaffen, die frei von den oben genannten Nachteilen ist und keine Veränderungen im Bremsbackenbereich und dem zugehörigen hydraulischen Antrieb benötigen.

Die Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Di^e W-förmigen Federn gemäß Anspruch 4 sind vorteilhaft aus Metall (hitzebeständiger Stahl) oder aus Verbundwerkstoff gebildet.

Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungbeispiels anhand der Zeichnung.

Es zeigt

gQ Fig. 1 eine perspektivische und teilweise geschnittene und auseinandergezogene Darstellung einer auf einer Radnabe angeordneten Bremsscheibe gemäß der vorliegenden Erfindung,

* 3ΑΑ1304

Fig. 2 in zwei Halbschnitten senkrecht zur gemeinsamen Achse von Bremsscheibe und Radnabe ein Detail der schwimmenden Lagerung der vorliegenden Erfindung, wobei der obere Halbschnitt die Feder in Stel

lung zur axialen Wegbegrenzung und der untere Halbschnitt die Feder zusammengedrückt in Freigabestellung zeigt.

Eine Radnabe 1 oder ein entsprechendes Zwischenstück ist der Einfachheit halber in Form einer Scheibe, allgemein aus Metall, dargestellt mit einer Achse 2. Die Radnabe 1 weist einen äußeren Rand 3 von im wesentlich zylindrischer Form auf, auf dem ein ebenfalls zylindrischer innerer Rand 4 einer Bremsscheibe 5 in Form eines Ringes angeordnet ist, wobei die Bremsscheibe 5 koaxial zur Achse 2 der Radnabe angeordnet ist und im wesentlichen aus einem Verbundmaterial mit guten thermischen und mechanischen Eigenschaften besteht, wie einem Verbundwerkstoff Kohlenstoff-Kohlenstoff

2Q (Matrix aus Kohlenstoff und Verstärkungsstrukturen aus Kohlenstoff) oder einem Kohlenstoff-Siliciumcarbid-Werkstoff (Matrix aus Siliciumcarbid und Verstärkungsstrukturen aus Kohlenstoff). Der äußere Rand 3 der Radnabe 1 weist acht axiale FührungsvorSprünge 6 auf (also in einer Form, wie sie von einer zur Achse 2 parallelen Erzeugenden erzeugt wird), welche gleichmäßig am Umfang verteilt sind. Ein Führungsvorsprung 6 weist Flanken 7 auf, welche parallel und symetrisch bezüglich einer Radialebene verlaufen, welche die Achse 2 enthält.

Die Führung s vor Sprünge 6 wirken zur Drehmitnahme und Zentrierung der Bremsscheibe 5 bezüglich der Radnabe 1 mit axialen FührungsvorSprüngen 8 des inneren Randes 4 der Bremsscheibe 5 zusammen. Die FührungsvorSprünge 8 weisen

gg Flanken 9 auf, die entsprechend parallel zu den Flanken 7 verlaufen, an die sie unmittelbar angrenzen. Auf diese

Weise ist die freie radiale Ausdehnung ohne Verspannung zwischen Bremsscheibe 5 und Radnabe 1 möglich, wobei zwischen den Führungsvorsprüngen 8 Nuten vorgesehen sind, welche tiefer sind als die Eingriffshöhe der Führungsvorsprünge 6. Der Boden der Nuten ist gemäß einer Kurve mit großem Radius abgerundet, um Spannungsspitzen zu vermeiden.

Zwischen dem äußeren Rand 3 und dem inneren Rand 4 ist ein Spiel vorgesehen, wobei am inneren Rand 4 axiale Nuten 10 XO für den Luftdurchzug und die Begrenzung des Wärmeaustausches vorgesehen sind.

Der äußere Rand 3 weist vier jeweils in Form einer Spalte ausgebildete Lagerausnehmungen 11 auf, welche senkrecht zur Achse 2 verlaufen und dazu bestimmt sind, zusammen mit vier Lagerausnehmungen 12, welche ebenfalls als Spalte oder einfache Rinnen ausgebildet sind, die den Lagerausnehmungen 11 innen in den Führungsvorsprüngen 8 des inneren Randes 4 gegenüberliegen, zusammenzuwirken, um Federn 13 zur Bildung von Anschlägen zu lagern.

Die Federn 13, die aus einem runden kalibrierten Draht gebildet sind, weisen im wesentlichen die Form eines abgerundeten "W" auf, dessen Basis bezüglich der Radnabe 1 nach außen weist. Endbereiche 14 einer Feder 13 sind in Richtung auf die Basis zurückgebogen, derart, daß sie fast tangential an abgerundete Ränder 15 im Grund der Lagerausnehmung 11 angedrückt werden, so daß sie einen sehr weich-elastischen Andruck erzeugen.

Die Form einer jeden Feder 13 ist so ausgelegt, daß ohne

sonstige mechanische Belastung sich die Feder sowohl auf den Rändern 15 des Bodens einer Lagerausnehmung 11 als auch mit ihrer Basis am Boden einer Lagerausnehmung 12 abstützt, gg Eingeschlossen zwischen den Flanken der beiden Lagerausnehmungen 11 und 12 blockiert die Feder 13 durch ihre Anwesen-

„ 3 3U1304

heit jegliche axiale Lageänderung der Bremsscheibe 5 bezüglich der Radnabe 1 ohne jedoch eine gegebenenfalls unterschiedliche Wärmeausdehnung in axialer Richtung zu behindern.

Die Federn 13 sind aus einem warmfesten Stahl gebildet, um zu vermeiden, daß sie sich bei hohen Temperaturen unter Einwirkung der Zentrifugalkraft verformen.

Zugeordnet zu jeder Feder 13 kann ein Dorn 16 von außen parallel zur Achse 2 in ein axiales Loch 17 eingeführt werden, welches in der Nähe des äußeren Randes 3 angeordnet ist und die Lagerausnehmung 11 im wesentlichen in der Mitte seiner Umfangserstreckung mündet, derart, daß er bis zu einem abgerundeten Mittelbereich 18 der Feder 13, welche in der Lagerausnehmung 11 angeordnet ist, eindringen kann.

Die Tiefe der Lagerausnehmung 11 und die Anordnung der Löcher 17 sind so gewählt, daß der Dorn 16 über den Mittelbereich 18 gleitet, den Mittelbereich 18 an den Boden der Lagerausnehmung 11 drängt und bewirkt, daß die Basis der Feder 13 vollkommen aus der Lagerausnehmung 12 freikommt, wodurch die axiale Verriegelung zwischen Bremscheibe 5 und Radnabe 1 aufgehoben wird.

Jeder Dorn 16 weist eine konische Spitze 19 auf, um das Einführen des Domes 16 in den Mittelbereich 18 der Feder 13 zu erleichtern, woran sich ein zylinderförmiger Teil 20 zur Lagesicherung der Feder 13 anschließt, auf den ein Bund gQ 21 folgt zur Begrenzung des Eindringens des Dornes 16. Ein kugelförmiger Kopf 22 erlaubt die leichte Handhabe des Dornes 16.

Gemäß vorliegender Erfindung wird eine Scheibenbremseneingg richtung der schwimmenden Lagerung mit axialen Anschlagvorrichtungen, Feder 13 geschaffen, welche zur Montage oder

AO 3U1304

1 Demontage der Bremsscheibe 5 über Axialverschiebung schnell einziehbar sind. Die Erfindung ermöglicht im einzelnen,

1. die freie Ausdehnung der Radnabe 1 ohne die Bremsscheibe 5 5 zu verspannen,

2. die sehr schnelle Montage und Demontage der Bremsscheibe 5,

IQ 3. das Vermindern der seitlichen Abmessungen,

4. die Verminderung der Wärmebrücken zwischen der Bremsscheibe 5 und der Radnabe 1,

15 5. die Verminderung der Anzahl der Teile (Verminderung der Kosten), und

6. die Nutzung von Verbundwerkstoffen jeglicher Art durch

eine entsprechende Verriegelung, welche die Gefahr eines 20 Scheibenbruchs vermindert.

ΛΑ

- Leerseite -

Claims

Kühnen · Wacker · Luderschmidt Kühnen & Wacker Pa tentanwal tsbupo 3U1304 SOCIETE EUROPEENNE DE PROPULSION Patentanwäite/European Patent Attorneys Rainer A. Kühnen*. Dipl.-Ing. Paul-Α. Wacker*. Dipl.-Ing.. Dipl.-wirtsrh -Inß. Wolfgang Luderschmidt* *. Dr.. Dipl.-Chem. 92800 Puteaux / Frankreich SEOl 02 2 PATENTANSPRÜCHE

1. Sehe ibenbremseneinr ichtung mit einer axial schwimmend auf einer Radnabe gelagerten Bremsscheibe,

dadurch gekennzeichnet,

a) daß auf einem inneren Rand (4) der Bremsscheibe (5) und einem äußeren Rand (3) der Radnabe (1) axiale Führungsvorsprünge (8, 6) zur Zentrierung, Drehmitnahme und axialen Führung der Bremsscheibe (5) an der Radnabe (1) vorgesehen sind,

b) daß axiale Anschlagvorrichtungen (Federn 13) vorgesehen sind, welche zwei Stellungen einnehmen können:

- eine erste Stellung zur axialen Wegbegrenzung, in der sie in beiden von zwei zusammenwirkenden Lagerausnehmungen (11, 12) des inneren Randes (4) der

•Büro Frankfurt/Frankfurt Office:

•Büro München/Munich Office:

Adenauerallee 16
D-637O Oberursel

Tel. 0617I/3001

Telex: 526547 pawa d

Schneggsiraße:s-5 Tel. 08161/6209-1 D-8050 Freising Telex 526547 pawa ei

Telegrammadresse: Pawamuc — Postscheck München I36O52-8O2 Telefax: O8161/6209-6 (GP. 2 + 3) — Teletex

2
Bremsscheibe (5) und des äußeren Randes (3) der Radnabe (1) gelagert sind und einen axialen Anschlag bilden,

p. - eine axiale Freigabestellung, in der sie nur in einer (11) der beiden Lagerausnehmungen gelagert sind;

c) daß Betätigungsvorrichtungen (Dorne 16) vorgesehen sind, um die Anschlagvorrichtungen (Federn 13) von der einen in die andere ihrer beiden Stellungen zu bewegen.

2. Scheibenbremseneinrichtung nach Anspruch 1, dadurch

gekennzeichnet, das die Führungsvorsprünge (6) des einen 15

der Ränder (3) zwei parallele und bezüglich einer Radialebene, welche die gemeinsame Achse (2) der Bremsscheibe (5) und der Radnabe (1) enthält, seitliche Flanken (7) aufweist, die jeweils mit einer parallelen Flanke (9) des entsprechenden FührungsvorSprungs (8) des

anderen Randes (4) zusammenwirken.

3. Scheibenbremseneinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Anschlagvorrichtungen

(Federn 13) elastisch verformbar sind, wobei eine ihrer 25

beiden Stellungen spannungsfrei und die andere unter Spannung eingenommen wird, die durch die Betätigungsvorrichtungen (Dorne 16) aufgebracht wird.

4. Scheibenbremseneinrichtung nach Anspruch 3, dadurch 30

gekennzeichnet, daß die Anschlagvorrichtungen als Federn

(13) in Form eines "W" ausgebildet sind, die in Lagerausnehmungen (11, 12) gelagert sind, welche senkrecht bezüglich der gemeinsamen Achse (2) der Bremsscheibe (5)

und der Radnabe (1) verlaufen.
35

5. Scheibenbremseneinrichtung nach einem der Ansprüche bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Betätigungsvorrichtungen aus Dornen (16) mit konischen Spitzen (19) gebildet sind, welche von außen her in Löcher (17) einführbar sind. Die im wesentlichen quer zu einer der Lagerausnehmungen (11) verlaufen, derart, daß bei Einführung der Dorne (16) in ihre Löcher (17) deren konische Spitzen (19) Druck auf die Anschlagvorrxchtungen (Federn 13) ausüben und sie aus der einen in die andere der beiden Stellungen bewegen.

6. Scheibenbremseneinrichtung nach einem der Ansprüche bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Bremsscheibe (5) aus einem Verbundmaterial besteht.