DE4134563A1

DE4134563A1 - Kraftwagenscheibenrad mit vollbelagscheibenbremse

Info

Publication number: DE4134563A1
Application number: DE19914134563
Authority: DE
Inventors: Hermann Dr Ing Klaue
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1991-10-19
Filing date: 1991-10-19
Publication date: 1993-04-22

Description

Die Erfindung betrifft ein Kraftwagenrad mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1.

Vollbelagscheibenbremsen führen die Bremswärme vorwiegend durch Konvektion vom umlaufenden Bremsenteil an die Umgebungs luft ab. Diese Wärmeableitung erfolgt bereits bei Bremsungen mit niedriger Geschwindigkeit, also im Stadtverkehr. Erfahrungs gemäß bleibt dort die Gehäusetemperatur, selbst bei hoher Stop frequenz unter 100°. Eine Reibbelagabnutzung findet dabei nicht statt. Es entsteht also keine gesundheitsschädliche Staubent wicklung.

Bei heutigen Standard-PKW-Bremsen, also Teilbelagscheibenbremsen erfolgt die Wärmeabfuhr überwiegend durch Strahlung. Zur Wärme abfuhr muß also auch im Stadtverkehr die Bremsscheibe bei Stops in den Zustand versetzt werden, um die Bremswärme abführen zu können. Erfahrungsgemäß erfolgt dieser Vorgang ab 400°. In die sem Temperaturbereich tritt bereits erheblicher Reibbelagabrieb mit umweltschädigender Staubentwicklung auf. Dieser Abrieb soll durch Ausschaltung von Asbest, der die Luft insbesondere in Stadt gebieten vergiftete, unschädlich gemacht sein. Dies trifft jedoch in keiner Weise zu, denn auch Aramidfasern, welche als Ersatz von Asbest bei Bremsbelägen neuerdings Verwendung finden, ent wickeln lungengängigen schädlichen Feinstaub. Außerdem besitzen Reibbeläge noch Bindemittel aus Harz oder Kautschuk sowie Füll- und Schmierstoffe aus Granit oder Ruß und Metallsulfiden, deren Schädlichkeitsgrad derzeit untersucht wird. Daß auch diese Stoffe als Feinstaub ebenfalls gesundheitsschädlich sind, steht jedoch außer Zweifel.

Um den Beginn der Bremsstaubentwicklung bei Bremsungen, beson ders im Stadtverkehr nicht schon bei der ersten, sondern bei der darauf folgenden zweiten oder dritten Bremsung entstehen zu lassen, haben die Bremsenhersteller heutiger Standardteil scheibenbremsen das Bremsengewicht, besonders das der Brems scheibe vergrößert, so daß ein moderner mittlerer Kraftwagen mit einer Bremsanlage von 70 bis 90 kg ausgerüstet ist. Dadurch tritt ein zusätzlicher Nachteil auf, weil die durch das Mehr gewicht der Bremsen vergrößerte unabgefederte Masse die Straßenlage des Fahrzeugs verschlechtert.

Ein mit einer Vollbelagscheibenbremse ausgerüstetes Kraftwagen rad zu schaffen, dessen Bremsen nicht mit den umweltschädigen den Nachteilen von Teilbelagscheibenbremsen behaftet ist und weniger als die Hälfte unabgefedertes Gewicht benötigt, hat sich die Erfindung zur Aufgabe gesetzt. Dabei soll zusätzlich eine elektrische Betätigung angewendet werden, welche bei geringerem Aufwand gegenüber einer hydraulischen Zuspannung noch den Vorteil einer hochfrequenten ABS bietet.

Diese Aufgabe wird durch das Kraftwagenrad mit Vollbelagschei benbremse gemäß den kennzeichnenden Merkmalen der Ansprüche gelöst.

In den Abbildungen sind zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung veranschaulicht. In den Abbildungen Fig. 1 und 2 ist ein aus Leichtmetallblech tiefgezogenes Rad, ausgerüstet mit der elek trisch zugespannten Vollbelagscheibenbremse und in den Abbil dungen Fig. 3 bis 5 ein gegossenes Leichtmetallrad mit einer Bremse des gleichen Prinzips und einer durch Plasmabeschichtung präparierten Bremsfläche in der Radscheibe dargestellt.

In der Abbildung Fig. 1 ist mit 1 der Reifen, mit 2 das Schei benrad und mit 3 der glockenförmige Bremsträger, der am Radträ ger 4 zusammen mit dem Statorträger 15 durch Schrauben 4 ₄ befes tigt ist, gekennzeichnet. Der den Reaktionsdruck der Anpress kraft der Bremse aufnehmende Bremsträger ist zu diesem Zweck kegelförmig ausgebildet. Er trägt am Übergang vom Innendurch messer des die Leichtmetallbremsscheibe 10 mit radialen Vor sprüngen tragenden zylindrischen Teiles in den kegelförmigen Teil über den Rundstahlring 13 die die Betätigung der Bremse bewirkende Federstahlplatte 12. Sie ist an ihrem Innenumfang über den Rundstahlring 14 mit Sprengring am axial beweglichen Ringanker 17 der Magnetbetätigung mit Stator 16 abgestützt. Unter Strom wird die Federstahlplatte mit übersetzter Kraft gegen das Stahldruckrohr 11 der Bremsscheibe 10 mit Reibbelag 8 gedrückt.

Die umlaufende Bremslauffläche ist bei diesem Beispiel durch die Ringplatte 6 gebildet, welche mit radial in Einbuchtungen 2 ₁ der Radscheibe angeordneten Stegen 7 durch, die Radscheibe durchdringende, angegossene Fortsätze 6 ₁ verbunden ist. Bei diesem Beispiel ist der Reibbelag 8 auf eine Ringplatte 9 auf gepreßt oder -geklebt und damit an der Bremsscheibe mit Senkschrauben befestigt. In Fig. 2 ist der Ringzylinderschnitt A-B durch die den Reibschluß bildenden Teile 6 bis 10 ver größert dargestellt.

Der Blechradkörper 2 läuft im Zentrum der Radscheibe in einen Kegel 22 mit an dessen zylindrischem Fortsatz angebrachter Stanzverzahnung aus. Hiermit wird das Rad mit einer Konusmut ter 28 an der Nabe 5, welche über das Doppelkugellager 4 ₃ im Radträger 4 gelagert ist, auf der Innenverzahnung 5 ₂ befestigt. Dazu ist die Nabe mit einem Gewindefortsatz 5 ₁ ausgerüstet. Ein zweckmäßigerweise mit dem Zündschlüssel zu betätigendes Schloß 28 ₁ blockiert die Verbindung zwischen Konusmutter und Nabe.

Die Nabe wird von der Antriebswelle 23 über ein Wellengelenk 22, welches durch eine Manschette 24 gekapselt ist, angetrieben. Der Radträger 4 steht über Kugelköpfe 4 ₁ und 4₂ mit den Lenkern 5 und 27 in Verbindung.

Zur Luftspielregulierung sind am Umfang verteilt Nachstellein richtungen 20, bestehend aus Zylinder, Kolben mit Nut, in der ein bremsender Spannring mit Luftspiel angeordnet ist, zwischen Statorträger 15 und Federstahlplatte 12 angebracht, wobei zwischen letzteren aufgehängte Rückzugfedern 19 für die Ein stellung der Ausgangslage der Betätigung dienen. Ein Wegsensor 25 sorgt dafür, daß die im Betätigungsgerät den Bremspedal weg steuernde, im Hinblick auf die Magnetkraft-Charakteristik der Bremsbetätigungskraft programmierte Recheneinheit bei Belag abnutzung eine Änderung der E-Strombelastung vornimmt. Eine derartige Regulierung ist bei einer Bremse mit E-Magnet-Betäti gung, auch bei einer Vollbelagscheibenbremse mit Fahrzeuglebens dauer unumgänglich, weil die Magnetkraft/Weg-Charakteristik relativ steil verläuft.

Die genannten Rückstell-, Spiel- und Wegregelorgane sind zusammen mit der Magnetbetätigung in den abgeschlossenen, über den Magnet spalt miteinander in Verbindung stehenden, gegen Staub und Feuch tigkeit geschützten Räumen S₁ und S₂ untergebracht. Zur Abdich tung der sich bei der Bremsbetätigung bewegenden Bremsglieder sind die Gummidichtungen 18 ₁ und 18 ₂ vorgesehen.

Beim Ausführungsbeispiel Fig. 2 des Erfindungsgegenstandes wird das beschriebene Bremsenprinzip, ausgerüstet mit den Bezugs zeichen der Fig. 1 verwendet. Diese Rad-Brems-Lösung zeichnet sich durch den einfachen Aufbau des Radkörpers aus, weil dabei die Metalloxyd-Plasmabeschichtung der Radscheibenbremsfläche benutzt wird. Dadurch wird ein größerer Teil des Radvolumens und vor allem die radiale Verrippung zur Wärmespeicherung und Wärmeabführung ausgenutzt.

Bei dieser Radgestaltung ist eine konventionelle Radschrauben verbindung zwischen Rad und Nabe angewendet. Die Schrauben 30 ₁, welche jedoch auch durch ein Schloß 32, mit dem eine Verschluß kappe 30 ₃ verbunden ist, gesichert sind,verbinden Rad und Nabe. Die Zen trierung des Rades bei der Montage erfolgt durch den Zapfen 31 ₁ der Nabe 31. In Fig. 4 ist der Reibschluß zwischen Radscheibe und Reibbelag der Bremsscheibe vergrößert wiedergegeben.

In Fig. 5 ist in einem Detailschnitt eine Bremsbetätigung dargestellt, bei der bei Verwendung der übrigen Bremsenteile die Zuspannung der Bremse durch ein Tellerfederpaket 36 er folgt, welches in diesem Fall bei ungebremster Fahrt durch die Ringmagnetbetätigung 33, 34 zusammengepreßt wird. Bei einer Bremsung wird eine sukzessive Magnetkraft-Reduktion vorgenommen. Dieses Gerät kann als Fahr- und Haltebremse an den Hinterrädern in einer Bremsanlage zusammen mit der Lösung Fig. 3 an den Vor derrädern benutzt werden.

Claims

1. Kraftwagenscheibenrad mit Vollbelagscheibenbremse, bei dem die Radscheibe als Bremsfläche dient, gekennzeichnet durch einen, am Radträger (4) befestig ten, zur Innenfläche der Radscheibe (2 ₁; 30 ₁) hin offenen Bremsträger (3), welcher am Außenumfang axial frei beweglich, eine mit Reibbelag (8) ausgerüstete Bremsscheibe (10) trägt, welche von einem, ebenfalls am Radträger befestigten Magnetstator (16) mit axial bewegtem Ringanker (17) über eine außen am Bremsträ ger abgestützte Federstahlplatte (12) an die Innenflä che der Radscheibe gepreßt wird.

2. Kraftwagenscheibenrad mit Vollbelagscheibenbremse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Rad (2) als tiefgezogenes Metallblechteil ausgebildet und an der Bremsreibfläche der Radscheibe (2 ₁) mit einer Eisen guß-Ringplatte (6) ausgerüstet ist, welche durch in eradialen Einbuchtungen (2 ₂) angeordnete Stege (7) mit Boh rungen, in welche angegossene Fortsätze (6 ₁) der Ring platte eingreifen, kraftschlüssig mit dem Rad verbunden ist.

3. Kraftwagenscheibenrad mit Vollbelagscheibenbremse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Rad als verripptes Leichtmetallguß- oder Preßteil (30) ausge bildet ist, dessen Bremslauffläche (30 ₁) mit einem Me talloxyd, beispielsweise Al₂O₃ plasmabeschichtet ist.