DE60108977T2 - Teilbelag-scheibenbremse - Google Patents

Teilbelag-scheibenbremse Download PDF

Info

Publication number
DE60108977T2
DE60108977T2 DE60108977T DE60108977T DE60108977T2 DE 60108977 T2 DE60108977 T2 DE 60108977T2 DE 60108977 T DE60108977 T DE 60108977T DE 60108977 T DE60108977 T DE 60108977T DE 60108977 T2 DE60108977 T2 DE 60108977T2
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
brake
disc
brake disc
drive
displaceable
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
DE60108977T
Other languages
English (en)
Other versions
DE60108977D1 (de
Inventor
Stuart Keith THOMAS
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Delphi Technologies Inc
Original Assignee
Delphi Technologies Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Delphi Technologies Inc filed Critical Delphi Technologies Inc
Publication of DE60108977D1 publication Critical patent/DE60108977D1/de
Application granted granted Critical
Publication of DE60108977T2 publication Critical patent/DE60108977T2/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60TVEHICLE BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF; BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF, IN GENERAL; ARRANGEMENT OF BRAKING ELEMENTS ON VEHICLES IN GENERAL; PORTABLE DEVICES FOR PREVENTING UNWANTED MOVEMENT OF VEHICLES; VEHICLE MODIFICATIONS TO FACILITATE COOLING OF BRAKES
    • B60T1/00Arrangements of braking elements, i.e. of those parts where braking effect occurs specially for vehicles
    • B60T1/02Arrangements of braking elements, i.e. of those parts where braking effect occurs specially for vehicles acting by retarding wheels
    • B60T1/06Arrangements of braking elements, i.e. of those parts where braking effect occurs specially for vehicles acting by retarding wheels acting otherwise than on tread, e.g. employing rim, drum, disc, or transmission or on double wheels
    • B60T1/065Arrangements of braking elements, i.e. of those parts where braking effect occurs specially for vehicles acting by retarding wheels acting otherwise than on tread, e.g. employing rim, drum, disc, or transmission or on double wheels employing disc
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16DCOUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D65/00Parts or details
    • F16D65/0006Noise or vibration control
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16DCOUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D65/00Parts or details
    • F16D65/02Braking members; Mounting thereof
    • F16D65/12Discs; Drums for disc brakes
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16DCOUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D65/00Parts or details
    • F16D65/02Braking members; Mounting thereof
    • F16D2065/13Parts or details of discs or drums
    • F16D2065/134Connection
    • F16D2065/1356Connection interlocking
    • F16D2065/1368Connection interlocking with relative movement both radially and axially
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16DCOUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D65/00Parts or details
    • F16D65/02Braking members; Mounting thereof
    • F16D2065/13Parts or details of discs or drums
    • F16D2065/134Connection
    • F16D2065/1392Connection elements
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16DCOUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D65/00Parts or details
    • F16D65/02Braking members; Mounting thereof
    • F16D2065/13Parts or details of discs or drums
    • F16D2065/134Connection
    • F16D2065/1392Connection elements
    • F16D2065/1396Ancillary resilient elements, e.g. anti-rattle or retraction springs

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Braking Arrangements (AREA)

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Punkt-Scheibenbremse gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1, wie sie aus dem Dokument GB-A-2340563 bekannt ist. Typischerweise sind Doppelbremsscheiben vorgesehen, doch bei einigen Fahrzeugmodellen kann auch eine einzige Scheibe ausreichend sein, um die Hinterräder zu bremsen.
  • Bereits veröffentliche Patentanmeldungen wie die WO 00/66907, die GB 2,340,563 oder die WO 00/09916 offenbaren eine die vorliegende Anmeldung betreffende Punkt-Scheibenbremse für Fahrzeuge, bei der verschiedene Maßnahmen ergriffen werden, um mit den Dynamikaspekten der Bremsleistung umzugehen, die während des tatsächlichen Gebrauchs auftreten, einschließlich der Verwendung von elastischen Mitteln zum Kontrollieren der verschiedenen Aspekte ungewollter Bewegung innerhalb der Scheibenbremse während des Gebrauchs.
  • Als Teil unseres Forschungs- und Entwicklungsprogramms zur Verbesserung des Betriebs der Bremsen, wie sie in der vorstehend genannten veröffentlichen WO-Anmeldung offenbart sind, haben wir herausgefunden, dass, während die Verwendung verschiedener Arten von elastischen Mitteln zum Steuern der Bewegung der Bremsscheiben und der Reibungselemente vorteilhaft ist, die Steuerung der Bremsscheiben und der Reibungselemente noch durch einen völlig anderen Ansatz wesentlich verbessert werden kann.
  • Die Grundlage dieses neuen Ansatzes zur Steuerung von Bremsscheiben betrifft eine Untersuchung der zur Verfügung stehenden Bewegungsarten für eine gegebene Bremsscheibe, die aus ihrer axial verschiebbaren Anbringung bezüglich des Trägers oder der Nabe hervorgehen, der oder die sie trägt. Somit haben wir herausgefunden, dass man erhebliche Verbesserungen bei der Beseitigung von Rubbeln und anderen Störungen in Bezug auf die dynamischen Leistung von Scheibenbremsen erzielen kann, indem man größeres Augenmerk auf die Abmessungsdaten richtet, die die relative Größe der axial verschiebbaren Anlagestrukturen sowie der Bremsscheiben und ihrer Anbringungsnabe (auf der einen Seite) und des effektiven „Brems"-Durchmessers, d.h. des mittleren Durchmessers der sich in Reibungskontakt befindenden Flächen der Reibungselemente und der Bremsscheiben (auf der anderen Seite) betreffen.
  • Anders gesagt haben wir herausgefunden, dass man wichtige Stabilitätsvorteile erzielen kann, indem man einen unkonventionellen Ansatz für die Abmessungspa rameter wählt, die bei der Bremsscheibe oder Scheiben und deren Anbringung zur Anwendung kommen. Bei herkömmlichen Scheibenbremsen (mit fester Scheibe) basiert die Scheibenanbringungsanordnung darauf, dass für eine struktur- und wärmestabile Anbringung für die Bremsflächen gesorgt wird, um die effektive Erzeugung und Ausbreitung umgewandelter kinetischer Energie sicherzustellen, und das Ergebnis dieser Überlegungen ist die Verwendung einer besonders grundlegenden Bremsscheibenstruktur und einer integrierten, zugeordneten Anbringung, bei der der Arbeitsdurchmesser der Reibung erzeugenden Flächen (der mittlere Durchmesser) auf beiden Seiten durch eine großzügig bemessene, Reibung erzeugende Arbeitsbreite für die Reibbeläge und die Reibungselemente begrenzt ist. Eine derartige Anordnung, die eine integrierte Wärmeabfuhrfähigkeit bietet, ist gut auf die Wärmeerfordernisse der Anordnung abgestimmt, frei von Schwankungen der Geometrie und der Winkelanordnung der (manchmal kegelstumpfförmigen) Verbindungsflächen zwischen der eigentlichen Scheibe und ihrer inneren, durch Lager drehbar gelagerten, im Wesentlichen zentralen Trägerscheibe, und im Gebrauch gut etabliert.
  • Somit haben wir herausgefunden, dass man erheblich Vorteile dadurch erzielen kann, dass man einen wesentlich anderen Konstruktionsansatz wählt, als es bisher für feste Scheiben üblich war. Was axial schwimmende Scheiben betrifft, so haben wir herausgefunden, dass das Schwerpunktgleichgewicht bezüglich dynamischer und thermischer Faktoren vorteilhaft gegenüber dem bisherigen verlagert werden kann. Durch eine Anordnung, bei der der radiale Innenumfang der Reibung erzeugenden Bremsflächen der Bremsscheibe relativ (verglichen mit der herkömmlichen Praxis) leicht radial nach außen versetzt ist, wodurch die Breite eingeschränkt ist, die für die Anlage der Reibbeläge zur Verfügung steht, und zudem relativ nahe der axial verschiebbaren Antriebsverbindung mit der Anbringungsnabe der Bremsscheibe ist, erzielt man einen erheblichen Vorteil hinsichtlich des Nettogleichgewichts thermischer und dynamischer/mechanischer Eigenschaften und der Leistung.
  • Wie wir herausgefunden haben, ist dieser Stabilitätsfaktor bedeutend genug, um stärker als die miteinander in Beziehung stehenden thermischen Faktoren ins Gewicht zu fallen, die sonst dominieren würden. Anders gesagt, hat unsere Forschungs- und Entwicklungsarbeit gezeigt, dass die Wechselbeziehung der radial inneren Begrenzung der zur Verfügung stehenden, Reibung erzeugenden Fläche der Bremsscheibe und der zugeordneten (nicht weit innen angeordneten) axial verschiebbaren Antriebsstruktur für die Scheibe mit Blick auf die bisherigen Konstruktionsnormen auf diesem Gebiet überraschend ist und auch für uns unerwartet kam, was die ersten Entwurfsüberlegungen betrifft, die wir zu Beginn der Erforschung dieses technischen Gebiets angestellt hatten.
  • Zahlenmäßig betrachtet haben wir festgestellt, dass es bei den Radiusverhältnissen (Antriebselementlinie-Kontaktradius zu dem Radius des Druckmittelpunkts der Scheibe) eine Bandbreite oder einen Bereich gibt, der zwischen 66% und 80% liegt und effektiv den Bereich umfasst, in dem diese Vorteile erzielt werden können.
  • Zahlenmäßig betrachtet liegen die 66 bis 80% zwar nicht besonders viele Prozentpunkte über dem Bereich mindestens einer Anordnung nach dem Stand der Technik, aber dieser Unterschied ist (wie wir herausgefunden haben) ausreichend, um die Grundlage für eine erheblich bessere dynamische Leistung hinsichtlich der Bremsstabilität und der allgemeinen, vom Fahrer empfundenen Bedienfreundlichkeit zu bilden. Es ist ersichtlich, dass schon ein extrem geringer Grad an vom Fahrer wahrgenommenen Unregelmäßigkeiten beim Bremsvorgang genügen, um die Akzeptanz einer Bremsleistung erheblich zu beeinträchtigen, und die Beseitigung eines solchen Faktors durch eine geringfügige Konstruktionsänderung ist ebenfalls nicht zu unterschätzen.
  • Was die technische Grundlage für die Vorteile betrifft, die sich aus den nachfolgend offenbarten Ausführungsbeispielen der Erfindung ergeben, so ist es nicht einfach, die miteinander in Wechselbeziehung stehenden Faktoren zu trennen. Im Hinblick auf die zur Dynamik angestellten Überlegungen weisen wir jedoch darauf hin, dass unsere Forschung deutlich macht, dass es eine Beziehung zwischen dem Grad an dynamisch verursachter Vibration oder eines Rubbelns während des Bremsvorgangs und der Anzahl an Antriebsverbindungspunkten zwischen der Bremsscheibe und ihrer Antriebsnabe gibt, wobei die genaue mathematische Basis der Beziehung zwar schwer zu bestimmen ist, jedoch eher direkt als invers ist.
  • Dieses Ergebnis widerspricht zum Teil der natürlichen Annahme, das eine Erhöhung der Anzahl an Punkten der mechanischen Antriebsverbindung entlang dem Umfang der Anordnung wenn überhaupt dazu führt, eine Tendenz zur Erzeugung von Vibrationen oder Rubbeln auszugleichen. Die Erkenntnis führt jedoch zu einer bevorzugten Verringerung der Anzahl an Zähnen oder Keilen, die in Nuten oder Keilführungen in der Verbindung zwischen der Bremsscheibe und der Nabe gleiten, und ermöglicht die Analyse der vorhandenen Vibrationsarten, sowie deren Ausmaß auf einer wesentlich vereinfachteren Basis zur Korrelation mit den vorstehend erörterten Radiusparametern. Diese zuletzt genannten Parameter können dann mit einer Analyse der Betriebsdynamik integriert werden, wobei gyroskopische Wirkungen berücksichtigt werden, die einerseits eine stabilisierende Wirkung für die Bremsscheibe haben und andererseits dazu neigen, insbesondere schnellen Änderungen der Scheibenrotationsebene standzuhalten, obwohl die Struktur der verschiebbaren Flächen, die mit der Scheibe und der Antriebsnabe in Kontakt kommen, verändert werden könnte, um eine effektivere Übertragung von Stellungsänderungen des Achsschenkels an die Scheibe zu ermöglichen, falls gewünscht.
  • Es ist ersichtlich, dass ein weiterer Konstruktionsaspekt der Gleitkontaktbereiche zwischen der Scheibe oder den Scheiben und ihrer Antriebsnabe oder ihren Antriebsnaben, der für das vorstehend Erwähnte von Bedeutung ist, die Wärmeübertragung von kinetischer Energie betrifft, die während des Bremsvorgangs in Wärmeenergie umgewandelt wird. Diese Wärmeenergie muss bei Gebrauch relativ schnell abgeführt werden und die vorstehend genannten bevorzugte Konstruktion mit eher weniger Keilen und Keilführungen und dergleichen ist im Prinzip kein geeigneter Konstruktionsparameter dafür, obwohl man einen Kompromiss (wie bei den meisten tatsächlichen Konstruktionen) schließen muss, bei dem der beste Faktor einer Faktorengruppe ausgewählt wird, um zumindest eine akzeptable entsprechende Faktorengruppe bezüglich eines anderen Parameters zu erlauben.
  • In diesem speziellen Fall haben wir herausgefunden, dass es eine relativ klar definierte Bandbreite an Konstruktionsparametern hinsichtlich des vorstehend erörterten Radiusverhältnisses von 66% bis 80% gibt (Antriebselementlinie-Kontaktradius zu dem Radius des Druckmittelpunkts der Scheibe), die in Kombination mit einer geringeren Anzahl an entlang dem Umfang beabstandeten Eingriffsbereichen axial verschiebbarer Antriebselemente zwischen der Nabe und der Scheibe von Bedeutung ist. Typischerweise entspricht die Anzahl an derartigen Antriebsverbindungen einer Primzahl wie 11, 7 oder 5, obwohl 4 auch vorteilhaft ist. Wir haben festgestellt, dass bei solch einer Anordnung die Wärme-, Gyroskopie- und Vibrationsfaktoren zu einem deutlich besseren Kompromiss führen, ohne dabei einen entgegenwirkenden negativen Faktor zu erzeugen, der so bedeutend ist, dass er hier erläutert werden müsste.
  • Daher ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren und eine Vorrichtung anzugeben, die für die Befestigung von Bremsscheiben in Scheibenbremsen angewandt werden können und Verbesserungen hinsichtlich eines oder mehrerer der vorstehend genannten Faktoren, oder sogar Verbesserungen im Allgemeinen bieten.
  • Gemäß der vorliegenden Erfindung ist eine Scheibenbremse angegeben, wie sie in den beiliegenden Ansprüchen definiert ist.
  • In Ausführungsbeispielen der Erfindung, die nachstehend mit Bezug auf die Zeichnungen beschrieben sind, führt die Verwendung des definierten Bereichs der Radius- oder Durchmesserverhältnisse zu den vorstehend beschriebenen Vorteilen hinsichtlich des Gleichgewichts dynamischer (mechanischer) und thermischer Faktoren, und ein wichtiger Aspekt beim Erzielen dieser Vorteile ist mit der (in der Tat) ungewöhnlich großen Umfangslänge verbunden, entlang der die geringe Anzahl (entweder 4 oder 5 in den Ausführungsbeispielen) axial verschiebbarer, sich miteinander in Eingriff befindender Antriebselemente angeordnet ist. Folglich bietet, wie wir herausgefunden haben, diese effektive dynamische Steuerung (die durch die größere Umfangslänge möglich ist) in Kombination mit der wahlweisen Verwendung einer Anzahl von sich miteinander in Eingriff befindenden Antriebselementen, die zu einer Verringerung von Vibrationen führen, unerwartet Vorteile hinsichtlich der Verbesserung der Bremsleistung.
  • Die wahlweise Verwendung 4, 5 oder 7 verschiebbarer sich miteinander in Eingriff befindender Antriebselemente (vorzugsweise 5 oder 7) ist an sich ein Kompromiss zwischen den widersprüchlichen Anforderungen einer gesonderten Bearbeitung der verschiebbaren Strukturen (wodurch die Kosten unnötigerweise erhöht werden) und einer Verringerung der Vibrationsarten. Wir haben herausgefunden, dass, während die Verwendung von vier derartigen Antriebselementen akzeptabel (und hinsichtlich der Bearbeitungskosten wirtschaftlich) ist, die Betriebsvorteile durch die Verwendung von 5 oder 7 derartigen Antriebselementen im Allgemeinen zu bevorzugen sind und es erwartet wird, dass in der Praxis die Verwendung von 5 optimal ist.
  • Es scheint eine gewisse Synergie zu geben zwischen dem größeren Abstand der Antriebselemente entlang dem Umfang und der Verwendung einer Anzahl ver schiebbarer Antriebselemente, die einer Primzahl entspricht. Es wird angenommen, dass der Linienkontakt, der zwischen den Antriebselementen und ihrer komplementären Nuten (wobei sich dieser Linienkontakt im Allgemeinen axial über die Breite des Antriebselements und der Nut erstreckt) an 5 oder 7 Stellen entlang der größeren Umfangsabmessung der Antriebsnabe vorgesehen ist, zu einem Vibrationen dämpfenden Effekt führt, bei dem die größeren Kontaktlinienabstände zwischen den Antriebselementen dazu dienen, Vibrationsarten zur Verfügung zu stellen, die relativ inkompatibel mit den Vibrationsgrundfrequenzen sind, die bei Gebrauch der Bremse erzeugt werden.
  • In den nachstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen ist die Messgrundlage für den definierten Radiusbereich (66% bis 80%) oder die Durchmesserverhältnisse folgende. Der Klarheit, Definitionsgenauigkeit und Wiederholbarkeit der Datenableitung halber wurde der Radius oder der Durchmesser der Antriebselemente auf Grundlage des radialen Abstands zwischen der Scheibenachse und der Kontaktlinie zwischen irgendeinem Antriebselement (oder Zahn oder Keil) und seinem entsprechenden Kanal (oder Nut oder Keilführung) festgelegt. Gibt es messbare Unterschiede bei dem radialen Abstand zwischen aufeinander folgenden Antriebselementen entlang dem Umfang der Antriebsnabe, so wird der Mittelwert dieser Unterschiede als Berechnungsgrundlage verwendet. Würde man eine Konstruktion verwenden, bei der absichtlich mehr als ein derartiger radialer Abstand als Merkmal der Konstruktion verwendet wird, so würde wiederum der Mittelwert als Berechnungsgrundlage verwendet werden. Auf dieser Grundlage wird die 66%-Messung abgeleitet, die das untere Ende des Wertebereichs darstellt und den Durchmesser oder Radius der Antriebselemente betrifft.
  • Wendet man sich nun dem entsprechenden Radius oder Durchmesser der Reibungsfläche der Scheibe zu, so basiert dieser auf dem Druckmittelpunkt bezüglich der Betätigungskraft, die an die Reibungselementanordnung durch die Betätigungsmittel während des Gebrauchs ausgeübt wird.
  • Es ist ersichtlich, dass der Druckmittelpunkt, der durch die Betätigungsmittel erzeugt wird, zwar auf der Kolbenachse liegen kann, wenn ein hydraulischer Betätigerkolben verwendet wird, jedoch nicht unbedingt muss, da der Kolben durch eine dazwischenliegende Druckverteilerplatte auf das benachbarte Reibungselement wirken kann. Entsprechend kann wie in dem Ausführungsbeispiel der 4 mehr als eine Kolben- und Zylinderanordnung nebeneinander in einer Tandemanord nung vorgesehen sein, wobei sich der Druckmittelpunkt zwischen der Achse der Kolben befindet. Zu Messzwecken betrifft der Druckmittelpunkt die Stelle der Scheibe, an der die Bremskraft bei Gebrauch als zentral verteilt betrachtet werden kann. Dies wird sehr gut aus den beiliegenden Zeichnungen deutlich und ist ohne weiteres für eine vorhandene Bremse anhand der sie betreffenden Abmessungsdaten bestimmbar. Dabei müssen Konstruktionsfaktoren wie (bei einigen Bremsen) das Vorhandensein einer Reibungselementanordnung berücksichtigt werden, bei der die Reibbeläge selbst nicht relativ zu dem oder den Betätigungskolben symmetrisch sind.
  • Es folgt nun eine beispielhafte Beschreibung der Erfindung an Hand der beiliegenden Zeichnungen, in denen:
  • 1 eine Seitenansicht einer Scheibenbremsanordnung in axialer Richtung (bezüglich der Scheibe) ist, die eine integrierte Radanbringung und einen Lenkhebel sowie eine Bremssattelanordnung enthält und zur Verwendung in einer Vorderradanordnung eines Fahrzeugs vorgesehen ist;
  • 2, 3 und 4 ähnlich der Ansicht der 1 drei weitere Ausführungsbeispiele der Erfindung zeigen, und Modifikationen hinsichtlich wichtiger radialer Abmessungen und der Anzahl an Antriebselementen, die zwischen der Scheibe und ihrer Antriebsnabe vorgesehen sind, die Konstruktion des Bremssattels, die Anzahl an Betätigungszylindern sowie weitere Merkmale zeigen;
  • 5, 6 und 7 in ähnlichen (vereinfachten) Ansichten die Wirkung dieser Variablen zeigen.
  • Wie in 1 gezeigt ist, umfasst eine Scheibenbremse 10, die das Verfahren und die Vorrichtung eines Ausführungsbeispiels der Erfindung darstellt, das für eine Fahrzeug-Punktscheibenbremse für den Gebrauch in kleinen bis mittelgroßen Fahrzeugen verwendet wird, mindestens eine Bremsscheibe 12. In diesem Ausführungsbeispiel sind Doppelbremsscheiben 12 zum Zwecke der Vorderradbremsung vorgesehen.
  • Für die Bremsscheibe 12 ist eine drehbare Anbringung 14 vorgesehen, um eine solche Drehung zu ermöglichen, wobei die Anbringung ausgebildet ist, die Brems scheibe 12 anzutreiben, und auf sie durch die Bremsscheibe eine Bremswirkung ausgeübt wird, wenn die Bremse betätigt wird.
  • Es sind mindestens zwei Reibungselemente 16 vorgesehen, die ausgebildet sind, mit Bremsflächen 18 auf abgewandten Seiten der Bremsscheibe 12 in Reibungskontakt zu treten, um bei Betätigung von Betätigungsmitteln 20 einen Bremsvorgang zu bewirken. In diesem Ausführungsbeispiel sind die Reibungselemente 16 (genauere Beschreibung folgt später) am Ort der Betätigungsmittel 20 mit dem Bezugszeichen 16 bezeichnet.
  • Die Bremsscheibe 12 ist bei Gebrauch bezüglich ihrer drehbaren Anbringung 14 mittels verschiebbarer Antriebsmittel 22 unter Einwirkung der Reibungselemente 16 und der Betätigungsmittel 20 während des Bremsvorgangs axial verschiebbar.
  • Das verschiebbare Antriebsmittel 22 ist an voneinander beabstandeten Positionen 24, 26, 28 und 30 entlang dem Umfang der Bremsscheibe 12 vorgesehen und ausgebildet, zwischen der Bremsscheibe und der drehbaren Anbringung 14 an diesen Positionen zu wirken.
  • Nachdem wir nun kurz die wichtigsten Elemente der Scheibenbremse 10 hinsichtlich ihrer miteinander verbundenen Betriebsfunktionen beschrieben haben, gehen wir nun im Weiteren auf ihre genaue Konstruktion ein.
  • Die Scheibenbremse 10 ist auf einer Radanordnung befestigt, die eine Drehachse 32 für das den Boden berührende Rad (nicht dargestellt) hat, das eine herkömmliche Vorderrad-, Felgen- und Radscheibenanordnung (nicht dargestellt) ist, die ausgebildet ist, an Radstifte 34 angebracht zu werden, die auf der drehbaren Anbringung 14 vorgesehen sind, um herkömmliche Gewinderadmuttern (nicht dargestellt) auf übliche Weise aufzunehmen. Die Drehachse 32 ist zudem die Drehachse der Bremsscheibe 12. Die Bremsscheibe 12 ist aus den üblichen metallischen Materialien hergestellt und ist mit voneinander abgewandten Bremsflächen 18 versehen ist, die als Ringe für den Reibungskontakt mit den Reibungselementen 16 angeordnet sind, die metallische Grundplatten mit Reibmaterialbelägen umfassen, wobei die letzteren mit den Bremsflächen 18 in Reibungskontakt treten. Die genaue Konstruktion der Reibungselemente ist in 1 nicht dargestellt. Der gestrichelte Kreis, der mit dem Bezugszeichen 16 bezeichnet ist, stellt lediglich ein geeignetes Mittel dar, um die allgemeine Lage der Reibungselemente anzugeben; und tatsächlich gibt er jedoch die genaue Position des verschiebbaren Kolbens der Betätigungsmittel 20 an, was nachstehend genauer beschrieben ist.
  • Die Reibungselemente 16 überlappen sich mit den Doppelbremsscheiben 12, ein Reibungselement zwischen den Scheiben und eins an jeder Seite. Das Reibungselement an der Außenseite (die Seite, die in 1 betrachtet wird) ist an einem Sattel 36 und genauer gesagt an seiner Endplatte 38 befestigt. Die beiden anderen Reibungselemente sind für eine axiale Gleitbewegung auf dem Sattel 36 montiert, wobei das zentrale Reibungselement zwischen den Scheiben in dem Sinne doppelseitig ist, dass es auf beiden Seiten seiner metallischen Grundplatte Reibbeläge zu diesem Zweck aufweist.
  • Der Sattel 36 umfasst Doppelbolzen 37 aus einem besonders zugfesten Material, um für eine Zugfestigkeit bezüglich der erheblichen Zugbelastungen zu sorgen, die während des Gebrauchs durch die Betätigungsmittel 20 entstehen.
  • Was die Konstruktion der Betätigungsmittel 20 betrifft, so sind diese so angeordnet, dass sie Druck längs einer Betätigungsachse 40 mittels eines Kolbens 42 ausüben, der in einer Zylinderanordnung (nicht dargestellt) montiert ist, die einstückig mit dem Sattel 36 gebildet oder konstruiert ist. Der Kolben 42 ist durch denselben gestrichelten Kreis dargestellt wie das Element 16 in 1, das die Reibungselemente bezeichnet. Dies wurde bereits oben hinsichtlich einer einfacheren Darstellung beschrieben (damit die Anzahl der nötigen unterschiedlichen Ansichten der Bremse 10 nicht zu hoch wird).
  • Hinsichtlich der verschiebbaren Antriebsmittel 22, die an den Positionen 24, 26, 28 und 30 vorgesehen sind, umfasst jedes ein sich (axial gesehen) im Allgemeinen nach innen verjüngendes Antriebselement 44, das an dem Innenumfang 46 der Bremsscheibe 12 (in jedem Fall zentral zu einer am Umfang etwas breiteren Innenerstreckung des Innenumfangs 46) vorgesehen ist. In jedem Fall ist das Antriebselement 44 mit elastischen Mitteln 48 in Form einer Drahtfeder 50 versehen, die im Allgemeinen eine Diaboloform hat. Die Federn 50 (eine für jedes Antriebselement 44) wirken zwischen der Nabe oder der Anbringung 40 und den Bremsscheiben 12, um eine im Wesentlichen nach innen/außen gerichtete Kraft auszuüben, die unter den dynamischen Bedingungen beim Bremsen eine Antikippfunktion für die Scheibe bereitstellt. Zu weiteren Konstruktions- und An ordnungsdetails der Drahtfedern 50 wird auf unsere ebenfalls schwebende Anmeldung GB0010810.0 (mit dem Zeichen 30039/P54533GB) verwiesen.
  • Die Antriebselemente 44 sind in entsprechenden komplementären Führungskanälen 52 aufgenommen, wobei die innere Stirnfläche 54 der Antriebselemente 44 so bemessen und geformt ist, dass sie mit der komplementären Gegenfläche ihres jeweiligen Führungskanals 52 übereinstimmt.
  • Ferner ist in 1 ein Lenkhebel 56 gezeigt, der einstückig (als Gussstück) mit der Radanbringung gebildet ist, auf der die drehbare Anbringung 14 drehbar gelagert ist.
  • Wir gehen nun auf die Merkmale der Scheibenbremse 10 ein, die den Abmessungsbereich von 66% bis 80% betreffen, wie bereits vorstehend erörtert wurde.
  • Das verschiebbare Antriebsmittel 22 umfasst (wie vorstehend beschrieben) verschiebbare Antriebselemente 44 und verschiebbare komplementäre Führungskanäle 52, die so aufgebaut sind, dass sie miteinander in Eingriff stehen. Desweiteren ist festzustellen, dass die relativ begrenzte radiale Tiefe der Führungskanäle 52 es den Antriebselementen 44 ermöglicht, mit den sich verjüngenden Seiten der Kanäle zum Zweck der Antriebsübertragung (im Bremszustand) an den Positionen in Linienkontakt zu treten, die in 1 durch die Referenztangenten 58, 60 für die Positionen 24, 28 des verschiebbaren Antriebsmittels 22 bezeichnet sind.
  • Wie in 1 dargestellt, ist die Abmessung des Durchmessers, die der Entfernung von der Achse 32 der Kontaktlinien zwischen den Antriebselementen 44 und den Führungskanälen 52 entspricht, bei D1 mit 136,5 (25) Millimeter angegeben.
  • Was die entsprechende Abmessung des radialen Abstands von der Achse 32 des Druckmittelpunkts (in diesem Ausführungsbeispiel als Achse 40 des Kolbens 42 bezeichnet) eines der Reibungselemente 16, das gegen eine der Bremsflächen 18 anliegt, betrifft, so ist diese (hinsichtlich eines Durchmessers) in 1 durch die Abmessung D2 bezeichnet, die mit 192,00 Millimeter angegeben ist. Daraus ist ersichtlich, dass das Verhältnis von D1 zu D2 71,1% beträgt, was somit innerhalb des Bereichs von 66% bis 80% (wie vorstehend beschrieben) liegt, innerhalb dessen die oben genannten Vorteile erzielt werden können.
  • In dem Ausführungsbeispiel der 2 sind Teile, die denen des Ausführungsbeispiels der 1 entsprechen, mit denselben, jedoch um 100 erhöhten Bezugszeichen bezeichnet. Die Scheibe 12 wird also zur Scheibe 112 etc.
  • In dem Ausführungsbeispiel der 2 unterschiedet sich die Konstruktion des Sattels 136 etwas von der des Sattels 36, und die verschiebbaren Antriebsmittel 122 ist offenkundig anders (jedoch gleichmäßig) entlang dem Umfang beabstandet, so dass es fünf verschiebbare Antriebsmittel anstelle der vier Antriebsmittel gibt, wie sie in dem Ausführungsbeispiel der 1 vorgesehen sind.
  • In diesem Ausführungsbeispiel betragen die Abmessungen D1 und D2 136,5 (25) Millimeter und 200,0 Millimeter, und somit ist das Verhältnis 68,2%, was wiederum in dem oben genannten Bereich von 66% bis 80% liegt.
  • In dem Ausführungsbeispiel der 3 werden die Bezugszeichen entsprechend der 2 vergeben, jedoch sind in diesem Fall die Bezugszeichen gegenüber 1 um 200 erhöht. In diesem Ausführungsbeispiel gibt es wieder nur vier verschiebbare Antriebsmittel 222 und das Verhältnis von D1 zu D2 ist 68,2 (6)%, wobei die Abmessungen denen der 2 entsprechen.
  • In dem Ausführungsbeispiel der 4 sind zwar ebenfalls vier verschiebbare Antriebsmittel 422 vorgesehen, aber in diesem Fall ist das Verhältnis von D1 zu D2 162,2 (25) zu 208,0 Millimeter und beträgt somit 77,9 (9)%, was am oberen Ende des Durchmesserbereichs liegt, innerhalb dessen die Vorteile der Erfindung erzielt werden, die wir durch unsere Forschung und Entwicklung entdeckt haben. Daher haben die Scheiben 422 eine relativ schmale radiale Breite, und um den zur Verfügung stehenden Flächenbereich zur Erzeugung von Reibung zu vergrößern, sind Doppelkolben 442 mit zugeordneten Reibungselementen 416 in dem Sattel 436 vorgesehen.
  • In dem Ausführungsbeispiel der 5 sind wie in 2 fünf verschiebbare Antriebsmittel 122 und in den Ausführungsbeispielen der 6 und 7 wie in 1, 3 und 4 vier verschiebbare Antriebsmittel vorgesehen.
  • In 5 sind die Strukturen, die denen der 2 entsprechen, mit denselben Bezugszeichen bezeichnet, und die Besonderheit dieses Ausführungsbeispiels liegt hauptsächlich in der angegebenen Drehachse 500 und der Kontaktachse 502, die sich wie dargestellt zwischen den verschiebbaren Antriebsmitteln X22 erstrecken. Somit gibt die Drehachse 500 mit Bezug auf die durch sie verbundenen verschiebbaren Antriebsmittel 122 eine Achse von zur Verfügung stehender Drehbewegung an, die durch entsprechende verschiebbare Antriebsmittel 122 begrenzt ist, die mit der Kontaktachse 502 verbunden sind. Durch Messen des Ausmaßes des Kippens oder der Winkelbewegung der Scheibe unter Bremslasten, die durch den Kolben 142 ausgeübt werden, hat sich für dieses Ausführungsbeispiel herausgestellt, dass die Winkelbewegung unter Zugrundelegung eines Scheibenversatzes von wenigstens 0,88 Millimeter bis maximal 2,29 Millimeter 0,9 Grad betrug.
  • Dementsprechend sind in den Ausführungsbeispielen der 6 und 7, die hinsichtlich ihrer Anzahl an verschiebbaren Antriebselementen (beispielsweise) den 1 und 3 entsprechen, die entsprechenden Dreh- und Kontaktachsen mit 600 bzw. 602 bezeichnet, und in diesen Fall erhält man eine etwas größere Winkelbewegung von 0,95 Grad bei einer entsprechenden Scheibenbewegung von 1,53 Millimeter bis 1,78 Millimeter. Dieser etwas vergrößerte verfügbare Bewegungsbereich entspricht der geringeren Anzahl an verschiebbaren Antriebsmitteln 222 und wird auf Grundlage der angegebenen Anordnung der Kontakt- und Drehachsen 600, 602 erzielt.
  • In 7 erzeugt die alternative Anordnung der Kontaktachsen 700, 702 für dieselbe Struktur wie in 7 (in der die Achsen aufeinander folgende verschiebbare Antriebsmittel 222 an Stelle von abgewandten Antriebsmitteln miteinander verbinden) eine zur Verfügung stehende Winkelbewegung von 0,88 Grad, wobei der Bereich des Scheibenversatzes zwischen 0,88 Millimetern und 2,19 Millimetern liegt.
  • Es hat sich herausgestellt, dass die vorstehend angegebenen Zahlen mit den oben genannten technischen Vorteilen zahlenmäßig betrachtet und bezüglich anderen Definitionen der Ausführungsbeispiele der Erfindung konsistent sind. Es genügt zu sagen, dass jedes vorstehend mit Bezug auf 1 bis 7 beschriebene Ausführungsbeispiel nicht nur die oben erörterte Verbesserung hinsichtlich des Bremsbetriebs, sondern auch mittels der verringerten Last bezüglich der Antriebselemente oder Zähne oder Keile 44, 144 etc. bei Gebrauch eine verringerte Last bietet, wodurch die Materialien nicht mehr so fest sein müssen, so dass man auch normalen „Grauguss" verwenden kann.

Claims (3)

  1. Punkt-Scheibenbremse (10), wobei die Scheibenbremse (10) umfasst: a) mindestens eine drehbare Bremsscheibe (12); b) eine drehbare Anbringung (14) für die Bremsscheibe (12), um eine solche Drehung zu ermöglichen, wobei die Anbringung ausgebildet ist, die Bremsscheibe (12) anzutreiben, und auf sie durch die Bremsscheibe (12) eine Bremswirkung ausgeübt wird, wenn die Bremse betätigt wird; c) mindestens zwei Reibungselemente (16), die ausgebildet sind, mit Bremsflächen (18) auf abgewandten Seiten der Bremsscheibe (12) in Reibungskontakt zu treten, um bei Betätigung von Betätigungsmitteln einen Bremsvorgang zu bewirken; d) wobei die Bremsscheibe (12) bei Gebrauch bezüglich der Anbringung (14) mittels verschiebbarer Antriebsmittel (22) unter Einwirkung mindestens eines Reibungselements (16) und des Betätigungsmittels (20) während des Bremsvorgangs axial verschiebbar ist; e) wobei die verschiebbaren Antriebsmittel (22) Antriebselemente umfassen, die an voneinander beabstandeten Positionen entlang dem Umfang der Bremsscheibe (12) vorgesehen und ausgebildet sind, zwischen der Bremsscheibe (12) und der Anbringung (14) an diesen Positionen zu wirken, dadurch gekennzeichnet, dass f) die verschiebbaren Antriebsmittel (22) eine Kontaktlinie zwischen den Antriebselementen (44) und der Befestigung (14) mit einem radialen Abstand (D1) von der Drehachse (32) der Bremsscheibe (12) haben, der zwischen 66% und 80% des radialen Abstands (D2) von der Drehachse (32) des Druckmittelpunkts eines der Reibungselemente (16) liegt, das an eine der Bremsflächen (18) der Scheibe (12) anliegt.
  2. Bremse (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die verschiebbaren Antriebsmittel (22) 4, 5 oder 7 Antriebselemente (44) an gleichmäßig voneinander beabstandeten Positionen entlang dem Umfang umfassen und bewirken, dass diese bei Gebrauch eine Antriebskraft übertragen.
  3. Bremse (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die verschiebbaren Antriebsmittel (22) 5 Antriebselemente (44) an gleichmäßig voneinander beabstandeten Positionen entlang dem Umfang umfassen und bewirken, dass diese bei Gebrauch eine Antriebskraft übertragen.
DE60108977T 2000-12-22 2001-12-24 Teilbelag-scheibenbremse Expired - Lifetime DE60108977T2 (de)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
GB0031468A GB2370329B (en) 2000-12-22 2000-12-22 Method and apparatus for brake disc mounting
GB0031468 2000-12-22
PCT/GB2001/005615 WO2002052164A1 (en) 2000-12-22 2001-12-24 Spot type disc brake and method for mounting the same

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE60108977D1 DE60108977D1 (de) 2005-03-24
DE60108977T2 true DE60108977T2 (de) 2006-01-05

Family

ID=9905753

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE60108977T Expired - Lifetime DE60108977T2 (de) 2000-12-22 2001-12-24 Teilbelag-scheibenbremse

Country Status (5)

Country Link
US (1) US20040084256A1 (de)
EP (1) EP1343976B1 (de)
DE (1) DE60108977T2 (de)
GB (1) GB2370329B (de)
WO (1) WO2002052164A1 (de)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104875727A (zh) * 2015-04-28 2015-09-02 杭州云乐车辆技术有限公司 一种轻量化的车轮制动结构

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3233704A (en) * 1962-06-26 1966-02-08 Reliance Electric & Eng Co Brake disc and hub mounting means
DE2807485C2 (de) * 1978-02-22 1985-11-21 Alfred Teves Gmbh, 6000 Frankfurt Bremsscheibe
GB8423956D0 (en) * 1984-09-21 1984-10-31 Automotive Prod Plc Caliper disc brake
US4844206A (en) * 1987-12-18 1989-07-04 Allied-Signal Inc. Dual disk brake
GB2320299B (en) * 1996-12-12 2000-11-22 T & N Technology Ltd Disc brake system
GB2340561A (en) * 1998-08-15 2000-02-23 T & N Technology Ltd Disc brake
GB2340562A (en) * 1998-08-15 2000-02-23 T & N Technology Ltd Disc brake
GB9817767D0 (en) * 1998-08-15 1998-10-14 T & N Technology Ltd Disc brake
GB2340563A (en) * 1998-08-15 2000-02-23 T & N Technology Ltd Disc brake

Also Published As

Publication number Publication date
GB2370329A (en) 2002-06-26
DE60108977D1 (de) 2005-03-24
GB0031468D0 (en) 2001-02-07
WO2002052164A1 (en) 2002-07-04
US20040084256A1 (en) 2004-05-06
EP1343976A1 (de) 2003-09-17
GB2370329B (en) 2004-12-01
EP1343976B1 (de) 2005-02-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE60112336T2 (de) Radhalter für fahrzeuge mit scheibenbremsen
DE2559876C2 (de) Vollbelagscheibenbremse, insbesondere für Motorräder
DE102011109452A1 (de) Reiblamette mit einem Papierreibbelag, Verfahren zur Herstellung einer solchen Reiblamelle und nasslaufende Lamellenkupplung oder -bremse mit einer solchen Reiblamelle
DE2420985C2 (de) Scheibenbremse, insbesondere für Kraftfahrzeuge
DE60211202T2 (de) Anordnung zum antrieb eines fahrzeugrads
DE8519567U1 (de) Scheibenbremse mit Bremssattel und durch Haken im Bremssattel befestigten Bremsbelägen
EP2005023B1 (de) Selbstverstärkende elektromechanische teilbelagscheibenbremse
WO2012116905A1 (de) Achssystem
DE102004001495A1 (de) Bremszange und Verfahren zur Herstellung eines Gehäuses einer Bremszange
DE2718003A1 (de) Scheibenbremse fuer fahrzeuge, insbesondere strassenfahrzeuge
DE60108977T2 (de) Teilbelag-scheibenbremse
DE19906798A1 (de) Radialkolbenbremse
DE19754491A1 (de) Federdruckbremse
DE10297013B4 (de) Buchse für eine Scheibenbremse
DE4402960C2 (de) Scheibenbremse
DE3539602A1 (de) Innenumgreifende scheibenbremse, insbesondere fuer kraftfahrzeuge
DE2302455A1 (de) Aus einem umlaufenden, zu bremsenden traeger und wenigstens einer an diesem festen bremsscheibe bestehende vorrichtung, insbesondere eisenbahnwagenrad
DE2557957A1 (de) Scheibenhandbremse, insbesondere fuer landwirtschaftliche traktoren
DE1917555A1 (de) Kolbenartiger Bremsenbetaetiger
DE2855702C2 (de) Scheibenbremse für Fahrzeuge
EP1840403A2 (de) Motorrad-Bremsscheibe
DE102019008285A1 (de) Bremskolben mit einer unrunden Stirnfläche für eine Scheibenbremsanordnung mit einer elektrischen Feststellbremse
DE60122001T2 (de) Stütz- und führungsanordnung für reibelemente in scheibenbremsen
DE102018126959A1 (de) Bremssystem, Achsträgereinheit für ein niederfluriges Fahrzeug, niederfluriges Fahrzeug mit einer derartigen Achsträgereinheit und Antriebseinheit
DE102021215118B4 (de) Bremsanordnung und Verfahren zum Betreiben einer Bremsanordnung für ein Fahrzeugrad

Legal Events

Date Code Title Description
8364 No opposition during term of opposition