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Scheibenbremse für Fahrzeuge Die Erfindung betrifft eine Scheibenbremse
für Fahrzeuge, insbesondere eine Teilbelag- Scheibenbremse für Kraftfahrzeuge, wobei
die Bremsscheibe einen vornehmlich glockenartigen Tragteil aufweist, welcher mit
dem umlaufenden Radkörper fest verbunden ist und wobei die ringscheibenförmige,
vom Tragteil ausgehende Bremsscheibenpartie als Bremsfläche dient und beim Bremsvorgang
mit vornehmlich hydraulisch betätigten klotzartigen Bremsbelägen in Eingriff steht.
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Bei bekannten Teilbelag-Scheibenbremsen der eingangs genanizten Art,
insbesondere bei hohen Bremsleistungen, tritt häufig ein lästiges Bremsrubbeln oder
- Üuietschen auf, verbunden mit einem verstärkten Verschleim der Bremsbeläge und
-scheiben. Als unmittelbare Ursache dieser Geräusche wurden Unebenheiten der Bremsscheibenoberflächen
erkannt, die auf ungleichmäßige stellenweise zu starke Erwärmung derselben bzw.
eine zu larisame Verteilung und Ableitung dieser großen Wärmemengen von den betreffenden
Stellen an der Scheibenoberfläche auf die übrigen vergleichsweise kalten Scheibenpartien
zurÜckzuführen sind. Die ungleichmäßige Wärmeverteilung auf der J3rerasscheibenöberfläche
führt nun zu inneren Spannungen innerhalb der Scheibe und zu entsprechenden Aufwölbungen
und WellunGen der Oberfläche . Die starken örtlichen Erwärmungen könrien sogar zu
örtlichen Gefügeveränderungen im Scheibenwerkstoff -ebenfalls verbunden mit Volumenänderungen
und et;wai;%r Rissbildung - führen. Besonders ungünstig hinsichtlich der Wärmeableitung
und des Ausgleichs der inneren Scheibenspannungen wirkt sich die allgemein übliche
und aus konstruktiven Grü-_<;.1en gewählte Glockenform aus. Darüber Hinaus bedünst:ig
eine Glockenform. die durch die oben beschriebenen Scheibenunebenheiten bewirkte
Erregun,; der Bremsscheibe zu SchwinGungen
vornehmlich hoher Schall-Leistung
im Yrequenzbereich von 10000 Hz, welche sich als unangenehmes Bremsquietschen bemerkbar
machen.
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Die vorliegende hrfindung hat sich nun zur.Aufgabe gestellt, die vorstehend
-enannten Nachteile zu vermeiden. Sie löst dieses noblem Dadurch, daß der Bremsring
achsnormal und/oder konzentrisch unterteilt ausgebildet ist und/oder als separater
Bauteil auf dem Tragteil angeordnet ist und daB zwischen Brerisring und Tragteil
Mittel ,zur i,ixierung der beiden Teile in Umfangsrichtung sowie in axialer Richtung
vorgesehen sind. durch die erfindungsgemäße Trennung von Tragteil und Bremsring
wird nunmehr ein Ausgleich der inneren Wärmespannungen durch die Möglichkeit der
Ausdehnung des Bremsringes in axialer iiichtui2#; erreicht und ein Auf schirmen
desselben vorteilhaft verhiieden. Lerner wird die Erregbarkeit zu hochfrequenten
ufi_1 schalleis `cungss-carken Scl=win;ungen weitgehend heraügese tz-t.
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rL(iriliche, jedoch -licht so stark aus_@,aprä, ;-teffek-te bewirkt
aine selüs-tvers,.<;idlic-auch in üeii Dereich der #Zrfindunö fallende -t-@il@frei:;
l'rezn-rmg von Breuisring und ?'rgteil, etwa durch einer- fin.- oder beidseitigen
ringf örmigen Mus-tich am Uande des glocLienörnigen Tragteils. Bei dieser Ausführun@sform
eriipfieiilt sich außerdem noch dLie ber=eits abeii angadeutete koti.zeiitz°isc@ienterteilun-
des @rersriw!;es vor=@u;s@:reise üi zwei Rin--e, wo bei zi-Teckmäßig der äliijare
R iig auf den iluleren .uf gesciirLU.pf t @re-@:@.zen kann. Zirz besonders guterläss
c sich dabei durch eine doppelt konische Ausbildun@c.Ler beiden Berüliru.-,igsflächen
erreichen.
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Durch die erfind_uligsgemäi3e Unterteilung des Bremsringes in achsnormaler
Richtung erzielt man eire weitere Kinderung der Wärmespannungen und darüber hinaus
noch vorteilhaft ei--,e scrirrririguiiüsdämpfende Wirkung.
Die Erfindung
schlägt hierzu vor, daß der Bremsring aus etwa bis Ö Teilringen besteht, welche
im wesentlichen gleich stark ausgebildet sind. Bevorzugt wird erfindungsgemäß eine
Anzahl von 4 Teilringen, weil für diese Anzahl der Arbeitsaufwand bei der Zierstellung
des Bremsrines noch in einem vergleichsweise günstigen Verhältnis zum erreichten
Nutzeffekt steht. Die Befestigung der Teilringe aneinander bei der Zusammenfassung
zu einem Bremsring kann beliebig , beispielsweise durch kleben, erfolgen.
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Bezüglich der oben bereits erwäluiten Yrennwig von BrenisrinG und
Idabenteil gibt es grundsätzlich zwei Möglichkeiten.
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Die Trennfuge zwischen den beiden Teilen kann quer zur Scheibendrehachse
verlaufen, so daß der Bremsring nuiunehr an der offenen Stirnseite des glockenförmigen
Tragteils zu befestigen wäre. Die Erfindung schlägt jedoch vorzugsweise vor, daß
die rin gförmi-e Trennfuge zwischen dem separaten Bremsring und dem Tragteil in
axialer Richtun,; verläuft.
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per Bremsring kann nun dementsprechend am Umfan; des glockenförmigen
Tragteils - in unmittelbarer Nähe seines handes -aii@;eordiiet werden. Die BefestigunG
kann in beliebiger Weise erfolGen, beispielsweise .furch Aufschrumpfen, wie bereits
oben beschrieben oder durch Keilverzahnung der beiden BerÜhrflächen, wobei für die
Axialfixieruiit@ des Breiri:srir.ges Sprengringe üblicher Bauart verwendet werden
können.
| .Die Erfindung sieht jedoch vorzugsweise vor, da13 für eine |
| tbertragung der Bremskraft vom =zrerssrülg auf deii ira@@=eil |
| am desselben und entsprechend ain Iinienui_il ang des |
| ürenisriiiges eii--,ze siilusciellc_=iiförmige -derzaluluug
vorgesehen |
| ist ugi;t dat fair eine axiale Fixierun;der beide.? Bremsscheibea- |
| Leile üT71.."@G''3_= ie__selüen eil pr@#titsprengrüi@;
angeordnet ist. |
| Jie s.r-zswelle--,-_örhii@e @erzaiizü._; :-c den Vorteil edier
eil- |
| und d---k-,ei sehr @ei--ruen Hers-Lellbarkei-c. |
Ferner gestattet sie vorteilhaft eine durch starke Erwärmung beim
Bremsvorgang bedingte axiale Ausdehnung des Bremsringes, so daß ein schirmartiges
Aufwölben desselben vermieden wird. Eine nachteilige axiale Verschiebung des Bremsringes
in seiner Gesamtheit verhindert jedoch der zweckmäßig im Mittelbereich des Bremsringes
zwischen aen beiden Teilen angeordnete Drahtsprengring.
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Eine weitere erfindungsgemäße Maßnahme zur Vermeidung örtlicher Erwärmung
der Bremsringoberfläche ist die Wahl eines möglichst homogenen Werkstoffes. Die
Erfindung schlägt diesbezüglich vor, daß der separate Bremsring aus Schleudergußwerkstoff
oder einem ähnlich homogenen Werkstoff besteht. Wichtig ist jedoch nicht nur eine
gleichmäßige Güte der Wärmeleitfähigkeit des Bremsringwerkstoffes, sondern vielmehr
auch ihre Verbindung mit einem geringen Wärmedehnungskoeffizienten und einer hohen
Festigkeit als Voraussetzung für eine einwandfreie Funktion und Verschleißfestigkeit
des Bremsringes. Die Erfindung schlägt daher als weitere Möglichkeit vor, daß der
Bremsring aus einer Kupfer-Chrom-Legierung oder einem anderen Werkstoff von entsprechender
Wärmeleitfähigkeit, Wärmedehnung und Festigkeit besteht. Die vorstehend beschriebenen
Maßnahmen zur Erhaltung einer von der Temperatur weitgehend unabhängigen ebenen
Bremsfläche auch im Betrieb bei starker Belastung sind naturgemäß dazj.ri am meisten
wirksam, wenn schon von der Fertigung her auf sorgfältige und genaue Bearbeitung
des Bremsringes und der Bremsklötze geachtet wird. uie Bremsklötze sind beispielsweise
ebenfalls aus möglichst homogenem Haterial und. mit ebener Bremsfläche herzustellen.
Ferner sind die Abmessungen der Bremsklötze vergleichsweise klein zu halten und
es ist eine Einstellbarken der Bremsklötze l,zw. der Betätigungskolben vorzusehen.
Für die Bearbeitunr;sßerlauigkei-b des Bremsringes fordert die Erfindung, daß die
lkialstärkenuij.terschieü.e des BremsrinJes in ::T,:fangs- sowie in radialer Richtung
nicht größer si,.id als zweihundertstel hillirizeter.
Bewegen sich
die Toleranzen bei der Bremsringbearbeitung in den vorstehend genannten Grenzen,
so sind die noch verbleibenden Bremsflächenunebenheiten derart geringfügig, daß
damit eine Quelle für eine Schwingungserregung des Bremsringes als beseitigt gelten
kann. Eine weitere, bisher noch nicht berücksichtigte Erregerquelle ist jedoch auch
das zur Betätigung der Bremse übliche hydraulische System, welches durch eine einmalige
Druckveränderung - beispielsweise durch eine leichte Unebenheit an der Scheibenbremsfläche
oder am Bremsbelag schon in Schwingungen geraten kann und dann das gesamte Bremssystem
zu entsprechenden Schwingungen anregt. Insbesondere bei Betätigung einer Bremsscheibe
durch mindestens 2 Bremszangen erfolgt - falls diese an demselben Druckmittelsystem
angeschlossen sind - bei Druckänderung an einer Bremszange sofort die Ubertragung
des Druckunterschiedes auf die anderen Bremszangen und es entsteht - -bei 2 Bremszangen
je Scheibe - eine Schwingung zweiter Ordnung im Druckmittelsystem, welche sich in
gefährlichem Maße zu großen Amplituden aufschaukeln kann. Um die letztgenannte Gefahr
zu vermeiden, schlägt die Erfindung daher vor, daß jede Bremszange einem separaten
Druckmittelsystem zugeordnet ist. Vorteilhaft wäre beispielsweise - bei jeweils
doppelten :Bremszangen an den Vorderrädern und einfachen Bremszangen an den Hinterrädern
eines Kraftfahrzeuges - je eine Bremszange der Vorderräder zusammen mit den Bremszangen
der Hinterräder an ein Druckmittelsystem anzuschließen und für die zweiten Bremszangen
der Vorderräder ein zweites Druckmittelsystem vorzusehen.
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In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung am Fall einer
innen befestigten und außen von der Zange umfassten Bremsscheibe dargestellt, und
zwar zeit:
Fig. 1 eine Bremsscheibe im Längsschnitt, Fib. 2 die
Nabe der Bremsscheibe nach Figur 1 in Ansicht (teilvreise) und Fig. 3 eine andere
Bremsscheibe im Längsschnitt.
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Bei der Ausführungsform nach Figur 1 und 2 ist der Bremsring 10 einer
Bremsscheibe 11 als separater Bauteil auf der als Tragteil dienenden glockenförmigen
Nabe 12 der Bremsscheibe 11 angeordnet. Der am nicht dargestellten Radkörper befestigte
Nabenteil 12 ist im Bereich seines Randes 13 am. Umfang mit einer sinuswellenförmigen
Verzahnung 14 versehen. Eine entsprechende Verzahnung 15 weist auch der Bremsring
10 an seinem Innenumfang auf. Durch die.-Verzahnung 14, 15 wird das Bremsmoment
vom Bremsring 10 auf den Nabenteil 12 übertragen. @üie sinuswellenförmige ,Terzahnuxig
14-, 15 hat den Vorteil einer einfachen und dabei aber genauen Herstellbarkeit.
Ferner gestattet sie vorteilhaft eine durch starke Erwärmung beim Bremsvorgang bedingte
axiale Ausdehnung des Bremsringes 10, so daß ein schi.rln&trtiges Aufwölben
desselben vermieden wird.
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Um jedoch eine axiale Verschiebung des Bremsringes 10 in seizier 11-t
zLL verhindern, ist dieser durch einen Drahtsprenöring 16 in°eirlem I=iittelbereich
axial fixiert. Der Jrahtsprengring 16 stützt sich zu diesem Zweck einerseits in
einer Ringnut ':`7 im Nabenteil 12, andererseits in einer entsprechenden Ringnut
18 im Bremsring 10 ab. bie Montage des Jrah-bsprexigrir_.ges 16 erfolgt vor der
Montage des Bremsringes 10. Um. die anschließende Montage des Bremsringes 10 zu
ermöülichen, wird der Jrahtsprengring 16 mittels einer ,lorrichtuilg zusamsr_erlgedrückt,
so daß er im Grund 19 der Ringnut 17 liegt. Zum Niederhalten des Drahtsprengringes
16 beim Aufschieben des Bremsringes dienen in jedem zweiten Zahn des 1Tabenteils
eit;gearbeitete axiale Nuten 20 (siehe Figur 2).
In der Ausführungsform
nach Figur 3 ist der Bremsring 10 a der Bremsscheibe 11 a konzentrisch unterteilt
in einen inneren zusammen mit dem Wabenteil 12 a aus ciilem Stück bestehenden Ring
21 und einen äußeren Ring 22. Zwischen dem inneren Ding 21 und dem Nabenteil 12
a ist eitle Ringnut 23 vorgesehen, welche eine axiale Ausdehnung des Ringes 21 unter
Wärmeeinwirku.n,;- begünstigt. Der äußere Ring 22 ist auf den inne--en Ring 21 aufgeschrumpft.
Um eine gute axiale i.xierung der beider, seile 21, 22 zu erreichen, sind deren
13eriilirungsflächen 24, 25 doppelt konisch ausgebildet, wobei in die 13erüürfläche
24 des inneren Ringes 21 eine ir1.Cllut 26
eingearbeitet ist, um mit Sicherheit
ein Tragen der 2lächen 24, 25 zu gewährleisten bzw. eine Linienberührung a11 der
Konusspitze 27 auszuschließen.