DE4220728C2 - Innenbelüftete Scheibenbremse - Google Patents
Innenbelüftete ScheibenbremseInfo
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine innenbelüftete
Scheibenbremse.
Eine derartige Scheibenbremse ist beispielsweise bei einem
Kraftfahrzeug oder einem Industriefahrzeug einsetzbar.
In der JP 02-38107 U ist eine innenbelüftete Scheibenbremse mit
zwei koaxialen, im Abstand zueinander angeordneten
Reibscheibenringen gezeigt. Eine Vielzahl von in radialer
Richtung verlaufenden Rippen teilen sich in ihren radial äußeren
Abschnitten in gegabelte Teilstücke auf, die sich mit
zunehmendem Radialabstand voneinander in Umfangsrichtung
entfernen. Die Rippen verbinden die Reibscheibenringe und bilden
mit diesen Kühlkanäle.
Eine weitere innenbelüftete Scheibenbremse ist aus der JP 02-
21342 U bekannt. Im Unterschied zu der vorgenannten
Scheibenbremse ist der radial äußere Abschnitt mit den
gegabelten Teilstücken jeweils um einen Trennbereich getrennt
vom radial inneren Abschnitt ausgebildet, so daß jede Rippe zu
einer aus drei getrennt voneinander ausgebildeten Teilstücken
zusammengesetzten Rippengruppe geformt ist.
Eine innenbelüftete Scheibenbremse ist aus der DE 39 03 790 A1
bekannt. Jede Rippengruppe dieser herkömmlichen innenbelüfteten
Scheibenbremse weist einen radial inneren Rippenabschnitt auf,
der unter Zwischenlage eines freibleibenden Trennbereichs von
einem radial äußeren Rippenabschnitt getrennt ist. Der äußere
Rippenabschnitt besteht aus gegabelten Teilstücken, die sich mit
zunehmendem radialen Abstnd voneinander entfernen.
Eine weitere innenbelüftete Scheibenbremse zeigt die US 41 64 993,
bei der Kühlrippengruppen im wesentlichen in radialer
Richtung verlaufen. Die Kühlrippengruppen sind in einen inneren
sowie äußeren Abschnitt unter Bildung eines Trennbereichs
aufgeteilt. Der äußere Abschnitt besteht aus gegabelten
Teilstücken, die sich mit zunehmendem radialen Abstand
voneinander entfernen. Die Kühlrippengruppen bilden zwischen
sich Kühlkanäle, die zur radial inneren Seite offen sind.
Während sich die Kühlrippengruppen von beiden Reibscheiben axial
erstrecken, ohne sich zu berühren, sind des weiteren Stützrippen
zur Verbindung der beiden Reibscheiben vorgesehen, die sich im
wesentlichen in radialer Richtung erstrecken.
Schließlich zeigt die DE 29 09 807 A1 eine innenbelüftete
Scheibenbremse, bei der zwei parallel beabstandete Reibscheiben
sich jeweils in Radialrichtung erstreckende, teilweise
unterbrochene Kühlrippengruppen mit sich gabelnden Teilstücken
haben, die sich zueinander in Axialrichtung unter Bildung eines
zu den Reibscheiben parallelen Spaltes erstrecken.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine innenbelüftete
Scheibenbremse zu schaffen, bei der eine möglichst gute Kühlung
auch an den Rippen erfolgt.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im Anspruch 1
aufgeführten Merkmale gelöst.
Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den abhängigen Ansprüchen
definiert.
Durch die erfindungsgemäße Anordnung bzw. Ausbildung der
innenbelüfteten Scheibenbremse wird eine
große Luftmenge in die Belüftungskanäle an deren radial inneren
Enden gesogen, und zwar ohne Rücksicht darauf, in
welcher Richtung die Scheibenbremse gedreht wird. Die Luft
strömt dann zwangsweise längs der Rippengruppe, d. h.
längs der gegabelten Rippen-Teilstücke, was auf die auf die Luft ausgeübte
Zentrifugalkraft zurückzuführen ist, bevor die Luft
an den äußeren Enden der Belüftungskanäle in die Umgebung
abgeführt wird.
Da die gegabelten Teilstücke der Rippen keine Fortsetzungen
der geraden Teilstücke bilden, sondern von den
geraden Teilstücken getrennt sind, kann vor allem der Gabelstellenbereich,
der die Innenseiten der gegabelten Teilstücke
umfaßt, in ausreichender Weise zusammen mit der Außenfläche
der geraden Teilstücke durch eine verstärkte
Luftströmung durch die Belüftungskanäle,
insbesondere durch die Furchen, gekühlt werden.
Hierdurch wird die Kühlwirkung auf beide Reibscheibenringe
erheblich gesteigert, wodurch eine Konzentration der
Wärme am Gabelstellenbereich vermieden wird.
Im folgenden werden bevorzugte Weiterbildungen und Ausgestaltungen
des Erfindungsgegenstandes, die vorteilhafte Wirkungen
hervorbringen, erläutert.
Die an der Innenfläche des einen Reibscheibenrings angeordneten
Furchen sind an ihren inneren Enden zu einem Innenumfang
dieses Reibscheibenrings offen. Diese Ausbildung
läßt ein wirksames Einströmen der Luft in die Belüftungskanäle
zu.
Die Mehrzahl von Furchen umfaßt auch solche Furchen,
deren radial äußere Enden zu dem getrennt
ausgestalteten Gabelstellenbereich oder Trennbereich gerichtet sind und
nahe diesem enden. Die zum
Trennbereich gerichteten Furchen sind jeweils
beiderseits der geraden Teilstücke von allen Rippengruppen
angeordnet. Diese beiden Maßnahmen gewährleisten die wirksamste
Kühlleistung der Furchen für den Trennbereich.
Die in Mehrzahl vorhandenen Furchen umfassen ferner solche,
welche in einem Raum zwischen einander benachbarten inneren geraden
Teilstücken angeordnet sind. Durch diese Maßnahme wird eine
erhöhte Luftströmung und eine gesteigerte Kühlung begünstigt.
Die Mehrzahl von Furchen umfaßt solche, die sich im Querschnitt
von innen nach außen verjüngen.
Durch diese Ausbildung der Furchen wird ein sehr starker
Luftstrom wie auch eine Druckerzeugung längs der radial
nach außen zeigenden Richtung ermöglicht, wenn die
Luft aufgrund der durch die Drehung der Scheibenbremse
hervorgerufenen Zentrifugalkraft strömt.
Eine zusätzliche Rippe in Säulenform, die die beiden
Reibscheibenringe verbindet, ist in einem Raum zwischen
benachbarten Rippengruppen angeordnet. Jede der
Rippen in Säulenform ist von einem Paar Furchen umgeben,
die sich im wesentlichen radial auswärts erstrecken
und an den Innenflächen der beiden
Reibscheibenringe ausgestaltet sind.
Bei einer derartigen Anordnung
kann die Festigkeit der
Scheibenbremse wie auch dessen Kühlwirkung durch die
Anzahl der
Rippen in Säulenform erhöht werden, um
eine größere Bremskraft zuzulassen.
Die inneren Oberflächen der beiden Reibscheibenringe
werden durch die beidseits der Rippen
und der Rippen in Säulenform ausgebildeten
Furchen vergrößert. Die zum Innenumfang der Reibscheibenringe
offene Form der Furchen begünstigt auch die Kühlwirkung
der Scheibenbremse.
Gemäß der vorliegenden Erfindung kann durch Ausbildung der
gegabelten Teilstücke der Rippengruppen getrennt von
den geraden Teilstücken, durch Ausbilden der Furchen an
den Innenflächen der beiden Reibscheibenringe,
die sich von den inneren Enden zum mittigen
Teil der Innenflächen der Reibscheibenringe erstrecken, und auch
durch Vorsehen der Rippen in Säulenform in einem radial mittigen
Teil der Innenflächen der Reibscheibenringe die Kühlwirkung erheblich
gesteigert werden.
Darüber hinaus ist eine optimale Kühlwirkung ohne Rücksicht darauf festzustellen,
ob das Fahrzeug in der Vor-
oder Rückwärtsrichtung bewegt wird oder ob die innenbelüftete
Scheibenbremse an den Vorder- oder Hinterrädern des Fahrzeugs
montiert ist.
Zusätzlich wird eine stabile Bremswirkung erlangt, weil
eine Bremskraft mit gleicher konstanter
Stärke bei jeder innenbelüfteten Scheibenbremse erzielt
werden kann.
Die Erfindung wird unter Bezugnahme auf die Zeichnungen
anhand bevorzugter Ausführungsformen erläutert.
Es zeigt
Fig. 1 eine Teil-Frontansicht einer Ausführungsform einer
innenbelüfteten Scheibenbremse gemäß der Erfindung,
Fig. 2 eine Schnittdarstellung entlang der Linie II der Fig. 1,
Fig. 3 eine Teil-Frontansicht einer weiteren Ausführungsform
einer innenbelüfteten Scheibenbremse gemäß
der Erfindung,
Fig. 4 eine Teil-Frontansicht einer weiteren Ausführungsform
einer innenbelüfteten Scheibenbremse
gemäß der Erfindung,
Fig. 5-7 weitere Ausführungsformen in Teilansichten
der Scheibenbremsen gemäß der Erfindung.
Die in den Fig. 1 und 2 gezeigte innenbelüftete Scheibenbremse
umfaßt eine in Axialrichtung innere Ringscheibe 1 und eine in Axialrichtung äußere Ringscheibe
2, die mit der inneren Ringscheibe 1 durch eine große Anzahl
von radial verlaufenden Rippengruppen 3 zu einer Einheit
verbunden ist. Der innen umlaufende Rand der äußeren Ringscheibe
2 ist einstückig mit einer abgesetzten zylindrischen Nabe 10 mit
einer Bodenfläche ausgebildet. Zwischen den benachbarten
Rippengruppen 3 ist innerhalb eines Raumes zwischen
den Ringscheiben 1 und 2 eine große Anzahl von radial
verlaufenden Belüftungskanälen 4 ausgebildet. Die innere
Scheibe 1, deren Außendurchmesser gleich demjenigen der äußeren
Scheibe 2 ist, hat einen Innendurchmesser, der größer
ist als derjenige der äußeren Scheibe 2, so daß die innere
Scheibe 1 eine Reibfläche 1a hat, deren Oberfläche kleiner
ist als die einer Reibfläche 2a der äußeren Ringscheibe
2.
Jede Rippengruppe 3 besteht aus einem geraden
Teilstück 3a, das sich an den in Radialrichtung inneren Flächen der Scheiben 1
und 2 radial erstreckt, und aus einem Paar von im wesentlichen
gegabelten Teilstücken
3b, die symmetrisch auf beiden Seiten des geraden
Teilstücks 3a angeordnet sind und sich zu den radial äußeren Umfangsrändern
der Scheiben 1 sowie 2 hin derart erstrecken,
daß die radial äußeren Enden der gegabelten Teilstücke
voneinander mit einem größeren Abstand in Umfangsrichtung als deren
radial inneren Enden getrennt sind.
In der vorliegenden Beschreibung bedeutet "gegabelte Teilstücke",
daß die Teilstücke in einer auseinanderlaufenden Weise
von einem
Gabelstellenbereich aus verzweigen, ohne an ihren radial inneren Anfangsabschnitten
verbunden zu sein, so daß die Teilstücke voneinander
nicht nur an den radial äußeren Endabschnitten, sondern auch
an dem radial inneren Anfangsabschnitt getrennt sind. Das radial
äußere Ende des geraden Teilstücks 3a der Rippengruppe
3 und die radial inneren Enden der gegabelten Teilstücke 3b
sind radial voneinander getrennt, so daß ein Durchtrittskanal 5,
d. h. ein freier Gabelstellenbereich, dazwischen abgegrenzt
wird.
Zwischen den Scheiben 1 sowie 2 und an einer in Umfangsrichtung
gleich weit zwischen den geraden Teilstücken
3a von benachbarten Rippengruppen beabstandeten Stelle ist eine
Rippe 9 in Säulenform vorgesehen.
An einer radial inneren Fläche 1b der Scheibe 1 und an einer radial inneren
Fläche 2b der Scheibe 2 sind eine Mehrzahl von Furchen
6 paarweise ausgestaltet, die jeweils einem geraden Teilstück 3a der
Rippengruppe 3 und bzw. einer Rippe 9 in Säulenform
zugeordnet sind.
Die paarweise vorgesehenen Furchen 6 sind beidseits
des zugeordneten geraden Teilstücks 3a sowie auf jeder
Seite der zugeordneten Rippe 9 in Säulenform angeordnet
und erstrecken sich radial von der inneren Umfangsseite
bis im wesentlichen zur Mitte der Reibscheibenringe
1 sowie 2. Jede Furche 6 hat die Gestalt
eines halben Kegels, dessen Spitze zur radial äußeren
Seite der Scheiben 1 und 2 gerichtet ist, so daß
der Querschnitt zunehmend von der radial inneren Seite zur
radial äußeren Seite der Scheiben immer geringer wird. Darüber
hinaus haben diejenigen Furchen 6, die an der Oberfläche
der in Axialrichtung inneren Scheibe 1 angeordnet sind, an ihren inneren Enden
Öffnungen 1c, über die die Furchen 6 zum Innenumfang der
Scheibe 1 offen sind.
Weil die Querschnittsfläche der Furchen 6 an dem radial
inneren Ende größer ist als am radial äußeren Ende der
Kehlen, weil die Furchen 6 die offenen Enden 1c am Innenumfang
der in Axialrichtung inneren Scheibe 1 haben und weil sich ferner das radial
äußere Ende des gegabelten Teilstücks 3b der Rippengruppe
3 dem radial äußeren Ende des gegabelten
Teilstücks 3b der benachbarten Rippen-Baugruppe 3 nähert,
hat eine radial innenliegende Eintrittsöffnung 4a jedes
Belüftungskanals 4 eine Eintrittsfläche, die größer ist
als Austrittsfläche der radial äußeren Austrittsöffnung 4b.
Aufgrund der halbkegelförmigen Furchen 6
ist die Oberfläche der zugewandten Flächen der Scheiben 1 und
2 vergrößert, während die Rippen 9 in Säulenform zu einer
erhöhten Festigkeit der innenbelüfteten
Scheibenbremse führen.
Bei der in Fig. 1 gezeigten Ausführungsform sind die gegabelten
Teilstücke 3b jeder Rippenbaugruppe 3 in ihrem Profil
so gebogen, daß ihre einander in Umfangsrichtung zugewandten
Flächen konvexe Flächen bilden.
Die Fig. 3 und 4 zeigen abgewandelte Ausführungsformen der
erfindungsgemäßen, innenbelüfteten Scheibenbremse.
Bei der in Fig. 3 gezeigten Abwandlung sind die gegabelten
Teilstücke 3b′ jeder Rippengruppe 3′ in ihrem Umriß
so gebogen, daß die einander in Umfangsrichtung zugewandten Flächen der gegabelten Teilstücke
3b′ konkave Flächen bilden.
Bei der in Fig. 4 gezeigten Abwandlung sind die gegabelten
Teilstücke 3b′′ jeder Rippengruppe 3′′ zueinander
hin an ihren radial äußeren Endabschnitten gebogen. Mit 4a′ und 4a′′
sind jeweils radial innere Eintrittsöffnungen bezeichnet, während
mit 4b′ und 4b′′ radial äußere Austrittsöffnungen angegeben sind.
Die Ausgestaltungen nach den Fig. 3 und 4 sind ansonsten gleich wie die zu
der Fig. 1, weshalb dieselben Bezugszahlen
zur Bezeichnung von gleichen oder äquivalenten Teilen verwendet
werden.
Bei den Ausführungsformen nach den Fig. 3 und 4 sind die Austrittsflächen der radial äußeren
Austrittsöffnungen 4b′ und 4b′′ zwischen den gegabelten
Teilstücken 3b′ und 3b′′ von zwei benachbarten Rippengruppen
3′ und 3′′ größer als bei der in
Fig. 1 gezeigten Ausführungsform, so daß die
Menge der in dem Raum zwischen zwei benachbarten Rippengruppen
3′ und 3′′ strömenden Luft höher ist.
Wenn die Scheibenbremse gemäß der vorliegenden Erfindung
in einer Richtung gedreht wird, so wird über die
radial inneren Eintrittsöffnungen 4a, 4a′ sowie 4a′′ eine große Luftmenge
eingesaugt, die entlang der Rippengruppe
3 strömt, bevor sie an den radial äußeren Austrittsöffnungen
4b, 4b′ sowie 4b′′ durch die Zentrifugalkraft ausgestoßen
wird, wobei die Luft beide Scheiben 1 und
2 kühlt. Da die geraden Teilstücke 3a, 3a′
und 3a′′ nicht kontinuierlich mit den gegabelten Teilstücken
3b, 3b′ und 3b′′ ausgebildet, sondern körperlich von diesen
getrennt sind, strömt die an den radial inneren Eintrittsöffnungen
4a, 4a′ und 4a′′ eingesaugte Luft zwangsweise in Bereiche,
die zwischen den gegabelten Teilstücken
3b, 3b′ und 3b′′ liegen. Dieser Zustrom erfolgt
über den freien, offenen Durchtrittskanal 5 des
Gabelstellenbereichs, so daß diese Bereiche in ausreichender
Weise gekühlt werden. Eine Kühlung der Scheiben 1 und 2 kann
auch mittels der umströmten Rippen 9 in Säulenform, die innerhalb der
Luftströmungskanäle angeordnet sind, erreicht werden. Mit
diesen Rippen 9 in Säulenform kann die Festigkeit der
Scheibenbremse gesteigert werden, so daß eine
große Bremskraft erlangt werden kann.
Die Fig. 5-7 zeigen Ausführungsformen ohne die
Rippen 9 in Säulenform. Diese Ausführungsformen weisen daher
eine verminderte Festigkeit auf,
sie bringen jedoch einen
im wesentlichen zufriedenstellenden und ausreichenden Kühleffekt
hervor.
Im allgemeinen soll die Anordnung der Rippen und Furchen so
erfolgen, daß ein der Scheibenbremse eigenes Drehmoment so
gering wie möglich beeinflußt wird.
Eine im Vergleich zum Stand der Technik verstärkte Luftströmung gewährleistet eine wirksame und
leistungsfähige Kühlung der Scheiben, und zwar vor allem in
deren Gabelstellenbereichen.
Claims (11)
1. Innenbelüftete Scheibenbremse mit zwei im Abstand
zueinander angeordneten Reibscheibenringen (1, 2), die
durch eine Mehrzahl von in radialer Richtung verlaufenden
Rippengruppen (3) mit radial inneren und äußeren
Rippenabschnitten (3a, 3b) verbunden sind, deren jeweils
radial äußerer Abschnitt in gegabelte Teilstücke (3b)
aufgegabelt ist, so daß sich die gegabelten Teilstücke (3b)
mit zunehmendem Radialabstand voneinander in
Umfangsrichtung entfernen, wobei der radial innere
Abschnitt jeder Rippengruppe (3) jeweils durch einen
Trennbereich (5) getrennt von den äußeren gegabelten
Teilstücken (3b) ausgebildet ist, wobei
der radial innere Abschnitt jeder Rippengruppe (3) als
gerades Teilstück (3a) im wesentlichen in Radialrichtung
verläuft und eine Mehrzahl von Furchen (6) an den einander
zugewandten Flächen (1b, 2b) der Reibscheibenringe (1, 2)
ausgebildet sind, die jeweils vom Innenumfang der
Reibscheibenringe (1, 2) bis etwa zu deren Mitte im
wesentlichen in radialer Richtung verlaufen.
2. Scheibenbremse nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß
die inneren Enden (1c) der Furchen (6) an einem der beiden
Reibscheibenringe (1, 2) zu dessen Innenumfang offen sind.
3. Scheibenbremse nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Furchen (6) auch solche umfassen, die mit ihren radial
äußeren Enden zu dem Trennbereich (5) gerichtet sind und
nahe diesem Trennbereich (5) enden.
4. Scheibenbremse nach Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet, daß
die zum Trennbereich (5) gerichteten Furchen (6) jeweils
beiderseits des inneren, geraden Teilstücks (3a)
angeordnet sind.
5. Scheibenbremse nach Anspruch 4,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Furchen (6) auch solche umfassen, die in einem Raum
zwischen benachbarten inneren geraden Teilstücken (3a)
angeordnet sind.
6. Scheibenbremse nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
dadurch gekennzeichnet, daß
sich die Furchen (6) im Querschnitt von innen nach außen
verjüngen.
7. Scheibenbremse nach einem der Ansprüche 1 bis 6,
gekennzeichnet durch
zusätzliche Rippen (9) in Säulenform mit kleiner radialer
Erstreckung, die in Umfangsrichtung abwechselnd zu den
Rippengruppen (3) angeordnet sind.
8. Scheibenbremse nach Anspruch 7,
dadurch gekennzeichnet, daß
jede der zusätzlichen Rippen (9) von zwei vom Innenumfang
im wesentlichen in radialer Richtung nach außen
verlaufenden Furchen (6) umgeben ist.
9. Scheibenbremse nach Anspruch 8,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Furchen (6), die die zusätzlichen Rippen (9) umgeben,
im wesentlichen in der Gestalt eines halbierten Kegels
ausgebildet sind, wobei die zusätzlichen Rippen (9) von
den verjüngten Abschnitten der Furchen (6) umgeben sind.
10. Scheibenbremse nach einem der Ansprüche 1 bis 9,
dadurch gekennzeichnet, daß
einander in Umfangsrichtung zugewandte Flächen der äußeren
gegabelten Teilstücke (3b) der Rippenabschnitte (3)
jeweils konvex ausgebildet sind.
11. Scheibenbremse nach einem der Ansprüche 1 bis 9,
dadurch gekennzeichnet, daß
die einander in Umfangsrichtung zugewandten Flächen der
äußeren gegabelten Teilstücke (3b) der Rippenabschnitte
(3) jeweils konkav ausgebildet sind.
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8110 | Request for examination paragraph 44 | ||
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