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WO2022268359A1 - Bremsenanordnung - Google Patents

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Info

Publication number
WO2022268359A1
WO2022268359A1 PCT/EP2022/025268 EP2022025268W WO2022268359A1 WO 2022268359 A1 WO2022268359 A1 WO 2022268359A1 EP 2022025268 W EP2022025268 W EP 2022025268W WO 2022268359 A1 WO2022268359 A1 WO 2022268359A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
brake
discs
arrangement
disc
cover
Prior art date
Application number
PCT/EP2022/025268
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Alexander Prahst
Original Assignee
Dr. Ing. H.C. F. Porsche Aktiengesellschaft
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 Dr. Ing. H.C. F. Porsche Aktiengesellschaft filed Critical Dr. Ing. H.C. F. Porsche Aktiengesellschaft
Priority to JP2023573463A priority Critical patent/JP2024519400A/ja
Priority to GB2400748.6A priority patent/GB2623246A/en
Priority to US18/571,333 priority patent/US20240280153A1/en
Priority to CN202280034459.6A priority patent/CN117337363A/zh
Publication of WO2022268359A1 publication Critical patent/WO2022268359A1/de

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Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D65/00—Parts or details
    • F16D65/14—Actuating mechanisms for brakes; Means for initiating operation at a predetermined position
    • F16D65/16—Actuating mechanisms for brakes; Means for initiating operation at a predetermined position arranged in or on the brake
    • F16D65/22—Actuating mechanisms for brakes; Means for initiating operation at a predetermined position arranged in or on the brake adapted for pressing members apart, e.g. for drum brakes
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D55/00—Brakes with substantially-radial braking surfaces pressed together in axial direction, e.g. disc brakes
    • F16D55/24—Brakes with substantially-radial braking surfaces pressed together in axial direction, e.g. disc brakes with a plurality of axially-movable discs, lamellae, or pads, pressed from one side towards an axially-located member
    • F16D55/26—Brakes with substantially-radial braking surfaces pressed together in axial direction, e.g. disc brakes with a plurality of axially-movable discs, lamellae, or pads, pressed from one side towards an axially-located member without self-tightening action
    • F16D55/36—Brakes with a plurality of rotating discs all lying side by side
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D55/00—Brakes with substantially-radial braking surfaces pressed together in axial direction, e.g. disc brakes
    • F16D55/02—Brakes with substantially-radial braking surfaces pressed together in axial direction, e.g. disc brakes with axially-movable discs or pads pressed against axially-located rotating members
    • F16D55/025—Brakes with substantially-radial braking surfaces pressed together in axial direction, e.g. disc brakes with axially-movable discs or pads pressed against axially-located rotating members with two or more rotating discs at least one of them being located axially

Definitions

  • the invention relates to a brake arrangement, in particular for a wheel of a motor vehicle.
  • the braking energy is increasingly recovered through recuperation in order to increase energy efficiency. It is also the goal that the driving resistances in such motor vehicles are further reduced in order to increase energy efficiency. With regard to the driving resistance, an attempt is made to further reduce the residual torque on the brake calipers. Due to the more frequent recuperation, the wheel brakes are used less and less, which has the disadvantage that the brakes are no longer constantly ground free, which means that, depending on the weather and climatic conditions, the friction value of the brakes can be greatly reduced and, in extreme cases, the brakes can also rot or freeze.
  • a significant reduction in fine dust emissions can be achieved.
  • An exemplary embodiment of the invention relates to a brake arrangement, in particular of a wheel of a motor vehicle, with a first brake disc and with a second brake disc, which are arranged at a distance from one another and are connected to one another in a rotationally fixed manner and which can be rotated about a common axis of rotation, in particular on a wheel carrier, can be arranged, wherein A brake caliper with brake pistons is arranged axially between the two brake discs, with at least one first brake piston being provided, by means of which a first arranged brake pad can be applied against the first brake disc, and wherein optionally a second brake piston is provided, by means of which a second arranged brake pad can be pressed against the second
  • brake disc can be acted upon or at least one first brake piston is provided, by means of which a first arranged brake pad can be acted upon against the first brake disc and by means of which a second arranged brake pad can be acted upon at least indirectly against the second brake disc, the brake caliper having a base body and/or cover , which covers the two brake discs radially on the outside like a cover and shields the space between the brake discs to the outside.
  • first brake piston acts on the first brake pad against the first brake disc and the reaction force presses the frame on the opposite side against the second brake pad and presses it against the second brake disc applied.
  • the brake discs have inner surfaces facing towards one another and outer surfaces facing away from one another, the brake linings of the brake pistons only acting against the inner surfaces of the brake discs facing towards one another.
  • the respective brake disc is only on one side, the inside, for Brakes are applied so that the resulting brake dust can collect in the space between the brake discs and can be specifically collected and stored without brake dust being able to escape in large quantities.
  • the outer surfaces of the brake discs or at least one outer surface of a brake disc are used for cooling and/or to increase the flexural rigidity by providing ribs on the outer surface of the brake disc to improve cooling and/or to increase the flexural rigidity of the brake disc.
  • This increases the rigidity, since the brake discs are only braked on one side.
  • the cooling of the brake and the cooling fluid used can also be improved in this way.
  • the cooling fluid is air.
  • an abutment acts on the outer surface of at least one of the brake discs or on both brake discs, in order to axially support the brake disc against axial bending.
  • the rigidity can be further increased in order to reduce flexing of the brake discs.
  • a labyrinth seal is provided between the base body and/or the cover and the radial outer area of the brake discs or at least one brake disc in order to seal off the space between the two brake discs. This ensures that brake dust can only escape to an insignificant extent.
  • the base body and/or the cover and/or the brake caliper is provided with cooling air ducts and/or cooling air openings for introducing and/or conducting cooling air.
  • the cooling of the brake assembly can thus be improved, in particular due to the air conveyance effects of the brake discs themselves.
  • a brake dust collection and storage arrangement is provided on the base body and/or on the cover or adjacent thereto, by means of which brake dust can be collected and stored. This means that the brake dust is stored in a spatially limited manner and is not distributed evenly in the space between the two brake discs, so that the stored brake dust can also be removed during a service. In this way, the brake dust can be disposed of properly and is not released into the environment in an uncontrolled manner.
  • the brake dust collecting and storage arrangement is fastened to the base body, the cover and/or the wheel carrier by means of at least one holder or is formed by the base body, the cover.
  • a permanently secure arrangement and/or integration can thus be achieved.
  • the brake dust collecting and storage arrangement has a mesh, in particular a metal mesh, which is designed in particular to be exchangeable in order to store the brake dust. As a result, a store for the brake dust can be created at low cost.
  • the brake dust collecting and storage arrangement has a collecting plate running essentially in the circumferential direction, which is designed in particular to be exchangeable in order to collect the brake dust. This allows the brake dust to be collected in a targeted manner.
  • Figure 1 is a schematic partial sectional view of a first
  • Figure 2 is a schematic partial sectional view of a second
  • Figure 3 is another schematic partial sectional view of the second
  • FIG. 4 shows a schematic partial sectional illustration of a third exemplary embodiment of a brake arrangement according to the invention
  • Figure 5 is a schematic partial sectional view of a fourth
  • Figure 6 is a schematic representation of an outer surface of a brake assembly according to the invention.
  • FIG. 7 shows a schematic partial sectional representation of a fifth
  • FIG. 8 shows a schematic partial sectional representation of a sixth
  • FIG. 9 shows a schematic, rolled-up representation of cooling air openings and cooling air ducts
  • Figure 10 is a schematic, coiled representation of
  • Figure 11 is a schematic view of an embodiment of a
  • Brake disc in section and Figure 12 is a side view of the brake disc of Figure 11.
  • FIG. 1 shows a brake arrangement 1 of a wheel of a motor vehicle in a schematic partial sectional view, with a rim 3 of a wheel 4 being recognizable on the wheel carrier 2 .
  • the motor vehicle is in particular a motor vehicle with an internal combustion engine, with a purely electric drive (BEV) or as a flybrid vehicle with an internal combustion engine and an electric motor as drive motors (FIEV, PHEV).
  • BEV purely electric drive
  • FIEV flybrid vehicle with an internal combustion engine
  • PHEV electric motor as drive motors
  • PHEV stands for a plug-in hybrid vehicle.
  • the brake assembly 1 has a first brake disc 5 and a second brake disc 6, which are arranged spaced apart from one another and are connected to one another in a rotationally fixed manner and which can be rotated about a common axis of rotation, in particular on a wheel hub 29, can be arranged.
  • a space 7 is left between the two brake disks 5, 6, in which the brake caliper 8 with the brake pistons 9 is arranged.
  • a brake caliper 8 with at least one brake piston 9 is arranged axially between the two brake discs 5 , 6 .
  • At least one first brake piston 9 is provided, by means of which a first arranged brake pad 10 can be acted upon against the first brake disc 5, and at least one second brake piston 9 is also provided, by means of which a second arranged brake pad 11 can be acted upon against the second brake disc 6.
  • the brake caliper 8 is carried by the wheel carrier 2 .
  • a back plate 12 is provided between the brake pistons 9 and the respective brake lining 10, 11 in order to equalize the contact pressure force from the brake pistons 9 on the brake lining 10, 11.
  • the brake caliper 8 has a base body 13 and/or cover 14, which covers the two brake discs 5, 6 radially on the outside like a cover and shields the spatial area 7 between the brake discs 5, 6 from the outside.
  • the spatial area 7 with the units and components arranged therein is protected from the weather, dirt and climate and brake dust cannot escape with difficulty.
  • this type of encapsulation also concentrates the frictional heat generated.
  • the base body 13 and the cover 14 can also be combined.
  • a brake disc 5 or at least one outer surface 16 of a brake disc 5, 6 is used for cooling and/or to increase the flexural rigidity of the brake disc 5, 6 by providing ribs 17 on the outer surface 16 of the brake disc 5, 6 to improve cooling and/or to increase the flexural rigidity of the brake disc 5, 6 are provided.
  • FIG. 4 shows an alternative view without ribs, with an abutment 18 acting on the outer surface 16 of at least one of the brake discs 5, 6 or on both brake discs 5, 6 for axially supporting the brake disc 5, 6 against axial bending.
  • the abutment 18 is supported on the brake caliper 8 or on the base body 13 of the brake caliper 8.
  • the abutment 18 can be designed as a floating caliper, for example. However, the design with an abutment 18 can also be provided in combination with the ribs 17 according to FIG.
  • Figure 1 also shows that a labyrinth seal 19 is provided between the base body 13 and/or the cover 14 and the radial outer area of the brake discs 5, 6 or at least one brake disc 5, 6 in order to seal off the spatial area 7 between the two brake discs 5, 6 .
  • Figures 2, 3, 5 and 7 to 10 show different exemplary embodiments of brake assemblies 1 in different representations, in which the base body 13 and/or the cover 14 and/or the brake caliper 8 is/are provided with cooling air ducts 20 and/or cooling air openings 21. are for introducing and/or passing through cooling air.
  • air can pass through the brake caliper 8 into the spatial area 7 and there flow through the brake lining 10, 11, the brake disc 5, 6 and the brake caliper 8 itself or flow past it in order to bring about effective brake fluid cooling.
  • the fluid path of the air can be approximately S-shaped, see Figure 7 or 8.
  • the air can flow into various cooling air openings 21 and then be bundled in cooling air ducts 20 and passed on.
  • the cover 14 can be designed in such a way that cooling air ducts 20 are redirected, or additional elbows 28 can be used.
  • Grooves 30, which allow cooling air to flow through can also be provided in the brake discs 5, 6, see for example Figure 6.
  • the grooves 30 are separated from one another by webs 22, the design of the grooves 30 or the webs 22 being curved forwards, backwards, radially or can be designed and arranged concentrically. An air conveying effect is achieved by the webs 22 in order to allow the cooling air to flow through the grooves 30 .
  • the webs 22 and the grooves 30 can be provided on one side of the brake discs 5, 6 or on both sides of the brake discs 5, 6. This also ensures that penetrating water or dirt does not get into the area of the brake pads 10, 11 and the corresponding friction surfaces. In an advantageous exemplary embodiment, see for example FIG.
  • a brake dust collection and storage arrangement 23 can be provided on the base body 13 and/or on the cover 14 or adjacent thereto, by means of which brake dust can be collected and stored. It is also expedient, see FIG. 5, if the brake dust collecting and storage arrangement 23 is fastened to the cover and/or the wheel carrier by means of at least one flapper 27 or is formed by the wheel carrier or the cover.
  • the brake dust collecting and storage arrangement 23 can have a mesh 24, in particular a metal mesh, which is designed in particular to be exchangeable in order to store the brake dust.
  • the brake dust collecting and storage arrangement 23 can also have a collecting plate 25 running essentially in the circumferential direction, which is designed in particular to be exchangeable in order to collect the brake dust.
  • the collecting plate 25 advantageously closes off the spatial area 7 radially and axially to the outside and rests tightly on the brake caliper 8 on a sealing surface 26 or on sealing surfaces 26 .
  • the brake pistons 9 are advantageously only working under pressure and can be designed as a multi-piston fixed caliper design or as a floating piston design with primarily one brake piston 9 or with several brake pistons 9. It is also advantageous that the brake caliper 8 radially occupies a partial segment of the friction pairing working space between the brake disc 5, 6 and brake pad 10 , 11 can seal as a kind of labyrinth seal, so that the emission of brake dust is further limited.
  • Figures 11 and 12 show a further exemplary embodiment of a brake disc 5, 6, which is designed in such a way that it has annularly arranged webs 22 on its outside, which separate grooves 30 from one another, so that a fluid flow 32 flows from the radially inside and in the axial direction can, which can flow along the brake disc 5, 6 radially outward between the webs 22 through the grooves 30.
  • a ring-shaped cover part 31 is provided radially on the outside of the brake disc 5, 6 in such a way that it is arranged at a distance from the brake disc 5, 6, so that the fluid flow 32 between the cover part 31 and the brake disc 5, 6 can flow radially outward. It can be seen in FIG.
  • cover part 31 is set conically and approaches the brake disc 5, 6 from radially inside to radially outside and still leaves a gap or distance radially outside to allow the fluid flow 32 to flow away.
  • the webs 22 are advantageously curved forwards or alternatively backwards curved or radially aligned.
  • the cover part 31 is optionally designed and/or connected to be heat-conducting in order to be able to dissipate heat better.

Landscapes

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

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Bremsenanordnung, mit einer ersten Bremsscheibe und mit einer zweiten Bremsscheibe, die beabstandet zueinander angeordnet und drehfest miteinander verbunden sind und die um eine gemeinsame Drehachse verdrehbar, insbesondere an einem Radträger, anordenbar sind, wobei axial zwischen den beiden Bremsscheiben ein Bremssattel mit Bremskolben angeordnet ist, wobei zumindest ein erster Bremskolben vorgesehen ist, mittels welchem ein erster angeordneter Bremsbelag gegen die erste Bremsscheibe beaufschlagbar ist und wobei optional zumindest ein zweiter Bremskolben vorgesehen ist, mittels welchem ein zweiter angeordneter Bremsbelag gegen die zweite Bremsscheibe beaufschlagbar ist, oder wobei zumindest ein erster Bremskolben vorgesehen ist, mittels welchem ein erster angeordneter Bremsbelag gegen die erste Bremsscheibe beaufschlagbar ist und mittels welchem zumindest indirekt ein zweiter angeordneter Bremsbelag gegen die zweite Bremsscheibe beaufschlagbar ist, wobei der Bremssattel einen Grundkörper und/oder Deckel aufweist, welcher deckelartig die beiden Bremsscheiben radial außen übergreift und den Raumbereich zwischen den Bremsscheiben nach außen abschirmt.

Description

BREMSENANORDNUNG
Die Erfindung betrifft eine Bremsenanordnung, insbesondere für ein Rad eines Kraftfahrzeugs.
Bei Kraftfahrzeugen mit Elektromotor als Antriebsmotor, also bei Elektrofahrzeugen oder bei Hybridfahrzeugen, wird immer häufiger die Bremsenergie durch Rekuperation zurück gewonnen um die Energieeffizienz zu erhöhen. Auch ist es das Ziel, dass bei solchen Kraftfahrzeugen die Fahrwiderstände weiter gemindert werden, um die Energieeffizienz zu erhöhen. In Bezug auf die Fahrwiderstände wird versucht, dass die Restmomente an den Bremssätteln weiter reduziert werden. Aufgrund der häufigeren Rekuperation werden die Radbremsen immer weniger benutzt, was den Nachteil hat, dass die Bremsen nicht mehr ständig freigeschliffen werden, was zur Folge hat, dass je nach Wettereinfluss und klimatischen Bedingungen der Reibwert der Bremse stark herabgesetzt sein kann und in Extremfällen die Bremse auch versotten oder einfrieren kann.
Auch ist es bei heutigen Bremsen der Fall, das der Bremsenabrieb als Feinstaub in die Umgebung gelangt, was einen Beitrag zu der Feinstaubbelastung leistet, was grundsätzlich weniger erwünscht ist.
Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Bremsenanordnung zu schaffen, welche eine gute Funktionsfähigkeit über die Lebensdauer aufweist und zuverlässig bremst, wenn dies benötigt wird und dennoch im Hinblick auf die Feinstaubemission verbessert ist. Dabei kann optional eine deutliche Reduzierung der Feinstaubemission erreichbar sein. Die Aufgabe wird mit den Merkmalen von Anspruch 1 gelöst. Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung betrifft eine Bremsenanordnung, insbesondere eines Rades eines Kraftfahrzeugs, mit einer ersten Bremsscheibe und mit einer zweiten Bremsscheibe, die beabstandet zueinander angeordnet und drehfest miteinander verbunden sind und die um eine gemeinsame Drehachse verdrehbar, insbesondere an einem Radträger, anordenbar sind, wobei axial zwischen den beiden Bremsscheiben ein Bremssattel mit Bremskolben angeordnet ist, wobei zumindest ein erster Bremskolben vorgesehen ist, mittels welchem ein erster angeordneter Bremsbelag gegen die erste Bremsscheibe beaufschlagbar ist und wobei optional ein zweiter Bremskolben vorgesehen ist, mittels welchem ein zweiter angeordneter Bremsbelag gegen die zweite
Bremsscheibe beaufschlagbar ist oder wobei zumindest ein erster Bremskolben vorgesehen ist, mittels welchem ein erster angeordneter Bremsbelag gegen die erste Bremsscheibe beaufschlagbar ist und mittels welchem ein zweiter angeordneter Bremsbelag zumindest indirekt gegen die zweite Bremsscheibe beaufschlagbar ist, wobei der Bremssattel einen Grundkörper und/oder Deckel aufweist, welcher deckelartig die beiden Bremsscheiben radial außen übergreift und den Raumbereich zwischen den Bremsscheiben nach außen abschirmt. Dadurch wird eine im Prinzip geschlossene Bremsenanordnung erreicht, welche gegenüber Klima- und Witterungseinflüssen weitgehend unempfindlich ist und auch noch den Vorteil aufweist, dass entstehender Bremsstaub aufgefangen und gespeichert werden kann. Ist nur zumindest ein erster Bremskolben vorgesehen, so kann dieser als 1-Kolben-Schwimmrahmansattel ausgebildet sein, bei welchem der erste Kolben den ersten Bremsbelag gegen die erste Bremsscheibe beaufschlagt und die Reaktionskraft den Rahmen auf der Gegenseite gegen den zweiten Bremsbelag drückt und diesen gegen die zweite Bremsscheibe beaufschlagt.
Bei einem Ausführungsbeispiel ist es auch zweckmäßig, wenn die Bremsscheiben aufeinander zu weisende Innenflächen und voneinander weg weisende Außenflächen aufweisen, wobei die Bremsbeläge von den Bremskolben nur gegen die aufeinander zu weisenden Innenflächen der Bremsscheiben wirken. Dadurch wird die jeweilige Bremsscheibe nur auf einer Seite, der Innenseite, zum Bremsen beaufschlagt, so dass der entstehende Bremsstaub sich im Raumbereich zwischen den Bremsscheiben sammeln kann und gezielt aufgefangen und gespeichert werden kann, ohne dass Bremsstaub in größerer Menge entweichen kann.
Auch ist es zweckmäßig, wenn die Außenflächen der Bremsscheiben oder zumindest eine Außenfläche einer Bremsscheibe der Kühlung und/oder der Biegesteifigkeitserhöhung dienen, indem an der Außenfläche der Bremsscheibe Rippen zur Verbesserung der Kühlung und/oder zur Erhöhung der Biegesteifigkeit der Bremsscheibe vorgesehen sind. Damit wird die Steifigkeit erhöht, da die Bremsscheiben ja nur einseitig zum Bremsen beaufschlagt werden. Auch kann damit die Kühlung der Bremse und des verwendeten Kühlfluids verbessert werden. Optional ist das Kühlfluid Luft.
Bei einem Ausführungsbeispiel ist es auch zweckmäßig, wenn an der Außenfläche zumindest einer der Bremsscheiben oder an beiden Bremsscheiben ein Widerlager angreift zur axialen Abstützung der Bremsscheibe gegen ein axiales Aufbiegen. Dadurch kann die Steifigkeit weiter erhöht werden, um ein Aufbiegen der Bremsscheiben zu reduzieren.
Auch ist es bei einem weiteren Ausführungsbeispiel zweckmäßig, wenn zwischen dem Grundkörper und/oder dem Deckel und dem radialen Außenbereich der Bremsscheiben oder zumindest einer Bremsscheibe eine Labyrinthdichtung vorgesehen ist zur Abdichtung des Raumbereichs zwischen den beiden Bremsscheiben. Dadurch wird erreicht, dass Bremsstaub nur in nicht erheblichem Maße entweichen kann.
Auch ist es vorteilhaft, wenn der Grundkörper und/oder der Deckel und/oder der Bremssattel mit Kühlluftkanälen und/oder Kühlluftöffnungen versehen ist zum Einleiten und/oder Durchleiten von Kühlluft. Damit kann die Kühlung der Bremsenanordnung verbessert werden, insbesondere auch aufgrund der Luftfördereffekte der Bremsscheiben selbst. Bei einem anderen Ausführungsbeispiel ist es auch vorteilhaft, wenn an dem Grundkörper und/oder an dem Deckel oder benachbart dazu eine Bremsstaubauffang- und Speicheranordnung vorgesehen ist, mittels welcher Bremsstaub aufgefangen und gespeichert werden kann. Damit wird erreicht, dass der Bremsstaub räumlich begrenzt gespeichert wird und nicht in dem Raumbereich zwischen den beiden Bremsscheiben gleichverteilt angeordnet wird, so dass der gespeicherte Bremsstaub auch bei einem Service entfernt werden kann. So kann der Bremsstaub fachgerecht entsorgt werden und er wird nicht an die Umwelt unkontrolliert abgegeben.
Auch ist es zweckmäßig, wenn die Bremsstaubauffang- und Speicheranordnung mittels zumindest eines Halters an dem Grundkörper, dem Deckel und/oder dem Radträger befestigt ist oder von dem Grundkörper, dem Deckel ausgebildet wird. Damit kann eine dauerhaft sichere Anordnung und/oder Integration erreicht werden.
Auch ist es vorteilhaft, wenn die Bremsstaubauffang- und Speicheranordnung ein Geflecht, insbesondere ein Metallgeflecht, aufweist, welches insbesondere austauschbar ausgebildet ist, um den Bremsstaub zu speichern. Dadurch kann kostengünstig ein Speicher für den Bremsstaub geschaffen werden.
Auch ist es vorteilhaft, wenn die Bremsstaubauffang- und Speicheranordnung ein im Wesentlichen in Umfangsrichtung umlaufendes Auffangblech aufweist, welches insbesondere austauschbar ausgebildet ist, um den Bremsstaub aufzufangen. Dadurch kann der Bremsstaub gezielt aufgefangen werden.
Im Folgenden wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnung detailliert erläutert. In der Zeichnung zeigt:
Figur 1 eine schematische Teilschnittdarstellung eines ersten
Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Bremsenanordnung, Figur 2 eine schematische Teilschnittdarstellung eines zweiten
Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Bremsenanordnung, Figur 3 eine weitere schematische Teilschnittdarstellung des zweiten
Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Bremsenanordnung gemäß Figur
2,
Figur 4 eine schematische Teilschnittdarstellung eines dritten Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Bremsenanordnung,
Figur 5 eine schematische Teilschnittdarstellung eines vierten
Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Bremsenanordnung, Figur 6 eine schematische Darstellung einer Außenfläche einer
Bremsscheibe mit Rippendesign und Kühlkanälen,
Figur 7 eine schematische Teilschnittdarstellung eines fünften
Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Bremsenanordnung,
Figur 8 eine schematische Teilschnittdarstellung eines sechsten
Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Bremsenanordnung,
Figur 9 eine schematische, aufgewickelte Darstellung von Kühlluftöffnungen und Kühlluftkanälen,
Figur 10 eine schematische, aufgewickelte Darstellung von
Kühlluftöffnungen und Kühlluftkanälen und deren Durchströmung, Figur 11 eine schematische Ansicht eines Ausführungsbeispiels einer
Bremsscheibe im Schnitt und Figur 12 eine Seitenansicht der Bremsscheibe nach Figur 11.
Die Figur 1 zeigt in einer schematischen Teilschnittdarstellung eine Bremsenanordnung 1 eines Rades eines Kraftfahrzeugs, wobei an dem Radträger 2 eine Felge 3 eines Rades 4 erkennbar ist.
Das Kraftfahrzeug ist insbesondere ein Kraftfahrzeug mit Verbrennungsmotor, mit rein elektrischem Antrieb (BEV) oder als Flybridfahrzeug mit Verbrennungsmotor und Elektromotor als Antriebsmotoren (FIEV, PHEV) ausgebildet. Hierbei steht PHEV für ein Plug-in-Hybridfahrzeug.
Die Bremsenanordnung 1 weist eine erste Bremsscheibe 5 und eine zweite Bremsscheibe 6 auf, welche beabstandet zueinander angeordneten und drehfest miteinander verbunden sind und die um eine gemeinsame Drehachse verdrehbar, insbesondere an einer Radnabe 29, anordenbar sind.
Zwischen den beiden Bremsscheiben 5, 6 ist ein Raumbereich 7 belassen, in welchem der Bremssattel 8 mit den Bremskolben 9 angeordnet ist. Entsprechend ist axial zwischen den beiden Bremsscheiben 5, 6 ein Bremssattel 8 mit zumindest einem Bremskolben 9, insbesondere mehreren Bremskolben 9, angeordnet. Dabei ist zumindest ein erster Bremskolben 9 vorgesehen, mittels welchem ein erster angeordneter Bremsbelag 10 gegen die erste Bremsscheibe 5 beaufschlagbar ist und weiterhin zumindest ein zweiter Bremskolben 9 vorgesehen ist, mittels welchem ein zweiter angeordneter Bremsbelag 11 gegen die zweite Bremsscheibe 6 beaufschlagbar ist. Der Bremssattel 8 wird von dem Radträger 2 getragen.
Zwischen den Bremskolben 9 und dem jeweiligen Bremsbelag 10, 11 ist jeweils eine Rückenplatte 12 vorgesehen, um die Anpresskraft von den Bremskolben 9 auf den Bremsbelag 10, 11 zu vergleichmäßigen. Weiterhin weist der Bremssattel 8 einen Grundkörper 13 und/oder Deckel 14 auf, welcher deckelartig die beiden Bremsscheiben 5, 6 radial außen übergreift und den Raumbereich 7 zwischen den Bremsscheiben 5, 6 nach außen abschirmt. Dadurch wird der Raumbereich 7 mit den darin angeordneten Aggregaten und Bauteilen vor Wetter, Schmutz und Klima geschützt und Bremsstaub kann schlecht entweichen. Allerdings wird durch diese Art der Kapselung auch die entstehende Reibungswärme konzentriert. Optional kann der Grundkörper 13 und der Deckel 14 auch zusammengefasst sein. Die Figur 1 zeigt, dass die Bremsscheiben 5, 6 aufeinander zu weisende Innenflächen 15 und voneinander weg weisende Außenflächen 16 aufweisen, wobei die Bremsbeläge 10, 11 von den Bremskolben 9 nur gegen die aufeinander zu weisenden Innenflächen 15 der Bremsscheiben 5, 6 wirken. Dadurch wirkt eine axiale Kraft von innen nach außen auf die Bremsscheiben 5, 6, was diese nach außen biegen lassen würde.
Entsprechend ist es vorteilhaft, wenn die Außenflächen 16 der Bremsscheiben 5,
6 oder zumindest eine Außenfläche 16 einer Bremsscheibe 5, 6 der Kühlung und/oder der Biegesteifigkeitserhöhung der Bremsscheibe 5, 6 dienen, indem an der Außenfläche 16 der Bremsscheibe 5, 6 Rippen 17 zur Verbesserung der Kühlung und/oder zur Erhöhung der Biegesteifigkeit der Bremsscheibe 5, 6 vorgesehen sind.
Die Figur 4 zeigt eine alternative Darstellung ohne Rippen, wobei an der Außenfläche 16 zumindest einer der Bremsscheiben 5, 6 oder an beiden Bremsscheiben 5, 6 ein Widerlager 18 angreift zur axialen Abstützung der Bremsscheibe 5, 6 gegen ein axiales Aufbiegen. Dabei sind die Widerlager 18 an dem Bremssattel 8 abgestützt bzw. an dem Grundkörper 13 des Bremssattels 8. Das Widerlager 18 kann beispielsweise als Schwimmsattel ausgebildet sein. Die Gestaltung mit Widerlager 18 kann jedoch auch in Kombination mit den Rippen 17 gemäß Figur 1 vorgesehen sein. Die Figur 1 zeigt auch, dass zwischen dem Grundkörper 13 und/oder dem Deckel 14 und dem radialen Außenbereich der Bremsscheiben 5, 6 oder zumindest einer Bremsscheibe 5, 6 eine Labyrinthdichtung 19 vorgesehen ist zur Abdichtung des Raumbereichs 7 zwischen den beiden Bremsscheiben 5, 6.
Die Figuren 2, 3, 5 und 7 bis 10 zeigen verschiedene Ausführungsbeispiele von Bremsenanordnungen 1 in verschiedenen Darstellungen, bei welchen der Grundkörper 13 und/oder der Deckel 14 und/oder der Bremssattel 8 mit Kühlluftkanälen 20 und/oder Kühlluftöffnungen 21 versehen ist bzw. sind zum Einleiten und/oder Durchleiten von Kühlluft. Dadurch kann Luft durch den Bremssattel 8 in den Raumbereich 7 gelangen und dort den Bremsbelag 10, 11, die Bremsscheibe 5, 6 und den Bremssattel 8 selbst durchströmen bzw. daran vorbei strömen, um eine effektive Bremsflüssigkeitskühlung zu bewirken. Der Fluidweg der Luft kann dabei etwa S-förmig sein, siehe Figur 7 oder 8.
Die Luft kann dabei gemäß der Figuren 9 und 10 in verschiedene Kühlluftöffnungen 21 einströmen und dann in Kühlluftkanäle 20 gebündelt und weitergeleitet werden. Dabei kann der Deckel 14 so gestaltet werden, dass Umleitungen von Kühlluftkanälen 20 erreicht werden oder es können zusätzliche Krümmer 28 verwendet werden.
Auch in den Bremsscheiben 5, 6 können Nuten 30 vorgesehen sein, welche Kühlluft durchströmen lassen, siehe beispielsweise Figur 6. Die Nuten 30 werden von Stegen 22 voneinander getrennt, wobei die Gestaltung der Nuten 30 bzw. der Stege 22 vorwärtsgekrümmt, rückwärtsgekrümmt, radial oder konzentrisch ausgebildet und angeordnet sein können. Durch die Stege 22 wird eine Luftförderwirkung erreicht, um die Kühlluft durch die Nuten 30 strömen zu lassen. Dabei können die Stege 22 und die Nuten 30 auf einer Seite der Bremsscheiben 5, 6 oder auf beiden Seiten der Bremsscheiben 5, 6 vorgesehen sein. Dadurch wird auch erreicht, dass dennoch eindringendes Wasser oder Schmutz nicht in den Bereich der Bremsbeläge 10, 11 und der entsprechenden Reibflächen gelangt. Bei einem vorteilhaften Ausführungsbeispiel, siehe beispielsweise Figur 5, kann an dem Grundkörper 13 und/oder an dem Deckel 14 oder benachbart dazu eine Bremsstaubauffang- und Speicheranordnung 23 vorgesehen sein, mittels welcher Bremsstaub aufgefangen und gespeichert werden kann. Auch ist es zweckmäßig, siehe Figur 5, wenn die Bremsstaubauffang- und Speicheranordnung 23 mittels zumindest eines Flalters 27 an dem Deckel und/oder dem Radträger befestigt ist oder von dem Radträger oder dem Deckel ausgebildet wird. Optional kann die Bremsstaubauffang- und Speicheranordnung 23 ein Geflecht 24, insbesondere ein Metallgeflecht, aufweisen, welches insbesondere austauschbar ausgebildet ist, um den Bremsstaub zu speichern.
Auch kann die Bremsstaubauffang- und Speicheranordnung 23 ein im Wesentlichen in Umfangsrichtung umlaufendes Auffangblech 25 aufweisen, welches insbesondere austauschbar ausgebildet ist, um den Bremsstaub aufzufangen. Das Auffangblech 25 schließt vorteilhaft den Raumbereich 7 radial und axial nach außen ab und liegt am Bremssattel 8 an einer Dichtfläche 26 bzw. an Dichtflächen 26 dicht an.
Die Bremskolben 9 sind vorteilhaft nur auf Druck arbeitend und können als Mehrkolbenfestsattelgestaltung ausgeführt sein oder als Schwimmkolbengestaltung mit vornehmlich einem Bremskolben 9 oder mit mehreren Bremskolben 9. Vorteilhaft ist auch, dass der Bremssattel 8 radial ein Teilsegment des Reibpaarungsarbeitsraumes zwischen Bremsscheibe 5, 6 und Bremsbelag 10, 11 als Art Labyrinthdichtung abdichten kann, so dass die Emission von Bremsstaub weiter begrenzt wird. Die Figuren 11 und 12 zeigen ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Bremsscheibe 5, 6, welche derart ausgebildet ist, dass sie auf ihrer Außenseite ringförmig angeordnete Stege 22 aufweist, welche Nuten 30 voneinander trennen, so dass von radial innen und in axialer Richtung ein Fluidstrom 32 anströmen kann, welcher entlang der Bremsscheibe 5, 6 nach radial außen zwischen den Stegen 22 durch die Nuten 30 strömen kann. Radial außen ist an der Bremsscheibe 5, 6 ein ringförmiges Abdeckteil 31 vorgesehen, derart, dass es von der Bremsscheibe 5, 6 beabstandet angeordnet ist, so dass der Fluidstrom 32 zwischen dem Abdeckteil 31 und der Bremsscheibe 5, 6 nach radial außen abströmen kann. Dabei ist in Figur 11 zu erkennen, dass das Abdeckteil 31 konisch angestellt ist und sich von radial innen nach radial außen hin der Bremsscheibe 5, 6 annähert und dennoch radial außen einen Spalt bzw. Abstand belässt, um den Fluidstrom 32 abströmen zu lassen. Die Stege 22 sind vorteilhaft vorwärtsgekrümmt oder alternativ rückwärtsgekrümmt oder radial ausgerichtet angeordnet.
Das Abdeckteil 31 ist optional wärmeleitend ausgebildet und/oder angebunden, um Wärme verbessert abführen zu können.
Bezugszeichenliste
1 Bremsenanordnung
2 Radträger
3 Felge
4 Rad
5 Bremsscheibe
6 Bremsscheibe
7 Raumbereich
8 Bremssattel
9 Bremskolben
10 Bremsbelag
11 Bremsbelag
12 Rückenplatte
13 Grundkörper des Bremssattels
14 Deckel
15 Innenfläche
16 Außenfläche
17 Rippe
18 Widerlager
19 Labyrinthdichtung
20 Kühlluftkanal
21 Kühlluftöffnung
22 Nut
23 Bremsstaubauffang- und Speicheranordnung
24 Geflecht
25 Auffangblech
26 Dichtfläche
27 Halter
28 Krümmer
29 Radnabe
30 Steg 31 Abdeckteil
32 Fluidstrom

Claims

Patentansprüche
1. Bremsenanordnung (1), insbesondere eines Rades (4) eines Kraftfahrzeugs, mit einer ersten Bremsscheibe (5) und mit einer zweiten
Bremsscheibe (6), die beabstandet zueinander angeordnet und drehfest miteinander verbunden sind und die um eine gemeinsame Drehachse verdrehbar, insbesondere an einem Radträger (2), anordenbar sind, wobei axial zwischen den beiden Bremsscheiben (5, 6) ein Bremssattel (8) mit Bremskolben (9) angeordnet ist, wobei zumindest ein erster Bremskolben
(9) vorgesehen ist, mittels welchem ein erster angeordneter Bremsbelag
(10) gegen die erste Bremsscheibe (5) beaufschlagbar ist und wobei optional zumindest ein zweiter Bremskolben (9) vorgesehen ist, mittels welchem ein zweiter angeordneter Bremsbelag (11) gegen die zweite Bremsscheibe (6) beaufschlagbar ist, oder wobei zumindest ein erster
Bremskolben (9) vorgesehen ist, mittels welchem ein erster angeordneter Bremsbelag (10) gegen die erste Bremsscheibe (5) beaufschlagbar ist und mittels welchem zumindest indirekt ein zweiter angeordneter Bremsbelag
(11) gegen die zweite Bremsscheibe (6) beaufschlagbar ist, wobei der Bremssattel (8) einen Grundkörper (13) und/oder Deckel (14) aufweist, welcher deckelartig die beiden Bremsscheiben (5, 6) radial außen übergreift und den Raumbereich (7) zwischen den Bremsscheiben (5, 6) nach außen abschirmt. 2. Bremsenanordnung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Bremsscheiben (5, 6) aufeinander zu weisende Innenflächen (15) und voneinander weg weisende Außenflächen (16) aufweisen, wobei die Bremsbeläge (10, 11) von den Bremskolben (9) nur gegen die aufeinander zu weisenden Innenflächen (15) der Bremsscheiben (5, 6) wirken.
3. Bremsenanordnung (1) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Außenflächen (16) der Bremsscheiben (5, 6) oder zumindest eine Außenfläche (16) einer Bremsscheibe (5, 6) der Kühlung und/oder der Biegesteifigkeitserhöhung dienen, indem an der Außenfläche (16) der Bremsscheibe (5, 6) Rippen (17) zur Verbesserung der Kühlung und/oder zur Erhöhung der Biegesteifigkeit der Bremsscheibe (5, 6) vorgesehen sind.
4. Bremsenanordnung (1) nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass an der Außenfläche (16) zumindest einer der Bremsscheiben (5, 6) oder an beiden Bremsscheiben (5, 6) ein Widerlager (18) angreift zur axialen Abstützung der Bremsscheibe (5, 6) gegen ein axiales Aufbiegen.
5. Bremsenanordnung (1 ) nach Anspruch 1, 2, 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Grundkörper (13) und/oder dem Deckel (14) und dem radialen Außenbereich der Bremsscheiben (5, 6) oder zumindest einer Bremsscheibe (5, 6) eine Labyrinthdichtung (19) vorgesehen ist zur Abdichtung des Raumbereichs (7) zwischen den beiden Bremsscheiben (5, 6).
6. Bremsenanordnung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Grundkörper (13) und/oder der Deckel
(14) und/oder der Bremssattel (8) mit Kühlluftkanälen (20) und/oder Kühlluftöffnungen (21) versehen ist zum Durchleiten von Kühlluft in den Raumbereich (7). 7. Bremsenanordnung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an dem Grundkörper (13) und/oder an dem Deckel (14) oder benachbart dazu eine Bremsstaubauffang- und Speicheranordnung (23) vorgesehen ist, mittels welcher Bremsstaub aufgefangen und gespeichert werden kann.
8. Bremsenanordnung (1) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Bremsstaubauffang- und Speicheranordnung (23) mittels zumindest eines Halters (27) an dem Grundkörper (13), dem Deckel (14) und/oder dem Radträger (2) befestigt ist oder von dem Grundkörper (13), dem Deckel (14) ausgebildet wird. 9. Bremsenanordnung (1) nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Bremsstaubauffang- und Speicheranordnung (23) ein Geflecht (24), insbesondere ein Metallgeflecht, aufweist, welches insbesondere austauschbar ausgebildet ist, um den Bremsstaub zu speichern. 10. Bremsenanordnung (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Bremsstaubauffang- und Speicheranordnung (23) ein im Wesentlichen in Umfangsrichtung und/oder radial umlaufendes Auffangblech (25) aufweist, welches insbesondere austauschbar ausgebildet ist, um den Bremsstaub aufzufangen.
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