DE8613662U1

DE8613662U1 - Luftgekühlte Bremsscheibe

Info

Publication number: DE8613662U1
Application number: DE19868613662
Authority: DE
Original assignee: Buderus AG
Current assignee: Buderus AG
Priority date: 1986-05-20
Filing date: 1986-05-20
Publication date: 1986-12-11

Description

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Beschrei bung Luftgekühlte Bremsscheibe

Die Erfindung betrifft eine Luftgekühlte Bremsscheibe nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.

Eine Bremsscheibe dieser Art ist in der DE-OS 23 58 140 dargestellt und beschrieben. Dort war vorgeschlagen worden, den Stahlblechtopf in bekannter Weise in den gußeisernen Bremsring einzugießen und die den Bremsring durchsetzenden Luftkanäle durch einen in die Gießform einzulegenden Kern zu erzeugen. Der formtechnische Aufwand ist sehr groß. Infolge des einzufügenden Kernes müssen recht hohe Maßtoleranzen und Wandstärken in Kauf genommen werden. Es ergeben sich aber nicht nur diese Probleme bei der Herstellung. Auch die Funktion der fertigen Bremsscheibe ist nicht optimal, da keine absolut gleichmäßige Belüftung auf beiden Seiten und keine gleichmäßige Wärmeabfuhr zu garantieren ist.

Es solL eine luftgekühlte Bremsscheibe erstellt werden, die einfach zu fertigen ist und die eine höchste Haß-

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genauigkeit bei geringstmöglichen Wandstärken besitzt. Ein absolut gleichmäßiger und hochwirksamer Kühleffekt auf beiden Seiten soll garantiert werden. Dabei soll das Grundprinzip verwirklicht werden, den richten Werkstoff am richtigen Platz zu haben.

Die Bremsscheibe nach der Erfindung besitzt die im Kennzeichen des Patentanspruches 1 genannten Merkmale.

Der Bremsring stellt nicht einen in einem Stück ei— stellten Gußkörper dar. Er besteht vielmehr aus zwei, separat gefertigten Ringscheiben mit frei ausformbaren Kühlrippen. Der Stahlblechtopf wird nicht, wie bisher vorgeschlagen, in den Bremsring eingegossen, sondern beidseitig an die nach innen weisenden Kühlrippen angelötet. Dadurch entsteht ein inniger Verbund der Teile. Wie im Folgenden dargelegt, bestehen nicht nur Vorteile in der Fertigung, sondern auch in der Qualität der Bremsscheibe.

Statt der bisher vorgeschlagenen Verbundgußausführung mit einem einzufügenden Kern ist es möglich, die Ringscheiben mit den Kühlrippen grün auszuformen. Die Kosten für eine separate Kernbüchse, für das Fertigen und Einlegen des Kernes und für das Entfernen des Kernes aus dem Gußstück entfallen. Das direkte Abgießen der Ringscheiben mit den Kühlrippen ohne einen Kern führt auch zu einer sehr hohen Maßgenauigkeit. Die Wandstärken und auch die Stärke der Kühlrippen sind auf ein geringstmögliches Maß zu reduzieren. Das führt in Verbindung mit einer geeigneten Ausbildung der Kühlrippen zu einem gleichmäßigen WärmehaushaIt und zu einer gleichmäßigen Belüftung der beiden BremsfLachen. Eine unterschiedliche

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Innen-⁵ und Außenkühlung infolge unterschiedlicher Anbindung an den StahLblechtopf und infolge unterschiedlicher Wandstärken entfällt. Eine Bremsscheibe mit einer solch einwandfreien Belüftung war mit allen bisher vorgeschlagenen Methoden nicht zu erzieLen.

öie erfindungsgemäße Bremsscheibe besitzt darin ganz besondere Vorteile, wenn die Ringscheiben aus hochgekohItem Gußeisen mit niedriger Zugfestigkeit (GG 15 HC) bestehen. Dieser Werkstoff hat sich bei Bremsscheiben inzwischen hervorragend bewährt. Der niedrige Ausdehnungskoeffizient gewährleistet die Formbeständigkeit auch bei hoher Temperatur. Die gute Wärmeleitfähigkeit des Werkstoffes wird in den luftumspüLten Kühlrippen genutzt. Die geringere Wärmeleitfähigkeit des Stahlbleches bremst hingegen den Wärmefluß zur Nabe. Das hochgekohlte Gußeisen besitzt geringere Neigung zur Karbidbildung. Es ist deshalb möglich, relativ dünnwandige Kühlrippen abzugießen. Die schmalen Kühlrippen führen in Verbindung mit sehr maßgenauen Ringscheiben und einem sehr dünn bemessenen Stahlblechtopf zu einer erheblichen Gewichtsersparnis gegenüber den bisherigen Bremsscheiben.

Die Aufgliederung des Bremsringes in zwei separat abzugießende Ringscheiben mit Kühlrippen führt bereits zu einer sehr hohen Maßgenauigkeit im Rohzustand der Gußteile. Es kommt der Vorteil hinzu, daß sowohl auf der Bremsfläche als auch auf den Kühlrippen eine Bearbeitung durch Schleifen möglich ist. Mit geringer Bearbeitungszugabe lassen sich die Flächen planparallel schleifen. Es sind absolut gleiche Wandstärken des Bremsringes zu

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erzielen, was zu einem völlig gleichmäßigen Wärmefluß, aber auch zu einer Verringerung des Rubbeleffektes führt. Die inneren und äußeren Ringflächen sind durch Rotationsschleifen zu bearbeiten. Eine weiter,kostspie I ige Bearbeitung entfällt.

Es lassen sich alle geeigneten Formen der Kühlrippen realisieren, da diese frei ausgeformt werden können. Eine optimale Abstimmung auf den Wärmefluß bzw. -transport ist möglich. Die jeweils günstigste Rippenform ist durch Versuche festzustellen. Sofern eine radiale Rippenanordnung gewählt wird, ergibt sich eine Reduzierung der thermischen Spannungen in Rotationsrichtung. Das führt zu einer weiteren Verminderung des RubbeLeffektes.

Der Stahlblechtopf kann geringstmögliche Wandstärken besitzen. Aussparungen im einzulötenden Teil, wie Bohrungen, Schlitze o.dgl. in beliebiger geometrischer Gestalt sorgen für eine weitere Gewichtsersparnis und für einen größeren Durchlüftungsquerschnitt. Aussparungen im senkrechten Wandbereich des Stahlblechtopfes verringern den Wärmefluß zur Nabe. Der Stahlblechtopf kann oberflächenbehandelt und dadurch nichtrostend sein. Eine Profilierung im nicht eingelöteten Bereich zur Versteifung ist möglich.

Die beigefügte Zeichnung stellt ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dar. Es zeigen:

Fig. 1 Einen Teil-Querschnitt durch eine Bremsscheibe,

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Fig. 2 Einen Teil-Querschnitt durch eine Ringscheibe
im unbearbeiteten Zustand und

Fig. 3 Die Draufsicht auf einen Segmentausschnitt einer
Ringscheibe mit unterschiedlich gestalteten
Küh L ri ppen.

Die Bremsscheibe besteht aus einem Stahlblechtopf 1
mit einer Nabenbohrung 2 und Anschraubbohrungen 3,
welche den gußeisernen Bremsring aus zwei separat
gefertigten Ringscheiben 4,4' trägt. Dabei besitzt
jede Ringscheibe 4,4' nach innen weisende Kühlrippen 5,
an die der Flansch des Stahlblechtopfes 1 angelötet \

ist. Die Kühlrippen 5 bestimmen sowohl die Höhe als ^!

auch die Breite der Luftschächte 6 für die Kühlluft. _ä

Aussparungen 7 in der senkrechten Wand des Stahlblech- 1 topfes 1 dienen einer Reduzierung des Wärmeflusses und | des Gewichtes. Schlitze 8 im Flansch des Stahlblech- |

topfes 1 erhöhen den Durchlüftungsquerschnitt. 1

Gemäß Fig. 2 besitzt die Ringscheibe sowohl auf der
ebenen Bremsfläche als auch auf den Kühlrippen eine '

geringe Bearbeitungszugabe 9,9'. Sie wird zunächst I

zwischen den Kühlrippen eingespannt und auf der ebenen
Fläche plan geschliffen. Mit geringstern Aufwand läßt
sich so eine absolut gleichmäßige Wandstärke erzielen.
Anschließend werden die Kühlrippen auf das vorgegebene § Maß geschliffen. Auch deren Höhe und damit die Höhe $

der Luftschächte läßt sich genau einstellen.

Fig. 3 zeigt eine Anzahl an ^i-r. t i chen Ausführungen der Kühlrippen* Wegen des freien Ausformens können die P Konturen nach den Erfordernissen frei gewählt werden* ] Durch Versuche ist die geeignete Rippenform Leicht I

zuermitteln. . i

Claims

e Ansprüche

1. Luftgekühlte Bremsscheibe in Verbundausführung bestehend aus einem gußeisernen, von Luftschächten
durchsetzten Bremsring und einem den Bremsring tragenden Stahlblechtopf,

dadurch gekennzeichnet, daß der Bremsring aus einer inneren und einer äußeren Ringscheibe (4,4') mit jeweils einander zugekehrten Kühlrippen (5) besteht
und daß der Stahlblechtopf (1) zwischen die Kühlrippen (5) der beiden Ringscheiben (4,4*) eingelötet ist.

2. Luftgekühlte Bremsscheibe nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß die Ringscheiben (4,4') einschließlich der Kühlrippen (5) aus hochgekohltem Gußeisen mit niielriger Zugfestigkeit (GG 15 HC) bestehen.

3. Luftgekühlte Bremsscheibe nach den Ansprüchen 1 und 2,

dadurch gekennzeichnet, daß die Ringscheiben (4,4') sowohl auf der Bremsfläche als auch auf den Kühlrippen durch Schleifen bearbeitet sind,

4. Luftgekühlte Bremsscheibe nach den Ansprüchen

1 bis 3,

dadurch gekennzeichnet, daß die frei auszuformenden Kühlrippen (5) jede geeignete geometrische Form und Ausrichtung wie Noppen, Kurzrippen bzw. gerade oder gekrümmte Längsrippen besitzen.

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5. Luftgekühlte Brenisschei be nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der StahLbLechtopf (1) im senkrechten Wandbereich und/oder im einzuLötenden Bereich Aussparungen (7,8) besitzt.