DE2807485C2 - Bremsscheibe - Google Patents

Description

Bremsring und Nabenteil überwunden, so daß geringe in axialer Richtung auf den Bremsring einwirkende Kräfte ausreichen, um eine axiale Bewegung des Bremsringes zu bewirken. Der Erfindung liegt die Überlegung zugrunde, daß, sobald der Reibschluß zwischen dem Bremsring und dem Nabenteil überwunden ist, vom Nabenteil keine Führungskräfte in axialer Richtung mehr auf den Bremsring übertragen werden können. Die erfindungsgemäße Bremsscheibe kann daher auch bei hohen Reibungskräften in der Reibschlußverbindung noch Axialbewegungen ausführen, um beispielsweise der Kompressibilität und dem Verschleiß des Bremsbelags sowie der Drehung dns Bremssattels nachgeben zu können. Ein besonderer Vorteil der erfindungsgemäßen

rückzubewegen.

Die durch die Vorspannung des elastischen Bandes erzielten Normalkräfte zwischen dem Band und dem Nabenteil bzw. dem Bremsring sind in der Regel ausreichend, um eine zuverlässige Zentrierung des Bremsringes gegenüber dem Nabenteii zu erreichen.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Es zeigt

F i g. 1 einen Radialschnitt durch eine erfindungsgemäße Bremsscheibe und

F i g. 2 eine Ansicht in Richtung der Drehachse eines Ausschnitts der in F i g. 1 dargestellten Bremsscheibe.

Die in der Zeichnung dargestellte Bremsscheibe be-Bremsscheibe besteht weiterhin darin, daß durch die bei 15 steht aus einem Nabenteil 4 und einem Bremsring 1, der jedem Bremsvorgang auftretenden Relativbewegungen einen zylindrischen Fuß 2 aufweist, der auf einem elastiein Selbstreinigungseffekt eintritt, durch den Korro- sehen Band 3 ruht Das Band 3 wird von dem Nabenteil sbnspartikei und Schmutzteilchen entfernt werden. 4 getragen, das mittels eines Ringflansches 5 und Boh-Weiterhin ist die erfindungsgemäße Bremsscheibe tem- rungen 6 an einem drehbar gelagerten Bauteil, beispielsperatursicher, da sie keine temperaturempfindlichen 20 weise der Radnabe eines Fahrzeugs, befestigt werden Werkstoffe benötigt und die Reibschlußverbindung kann. Das Nabenteil 4 und der Bremsring 1 weisen einander zugekehrte Vorsprünge 7, 8 auf, die mit zylindrischen, parallel zur Drehachse 9 ausgerichteten Endflächen 10, 11 versehen sind. Zahl und Abstand der Vorse möglich. Der Bremsring kann vom Nabenteil abgezo- 25 spränge 7,8 am Nabenteil 4 und Bremsring I sind gleich, gen werden, ohne daß letztere von dem Rad abge- Zwischen den Vorsprüngen liegen entgegengesetzi geschraubt werden muß. ' " - . .

In einer vorteilhaften Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Bremsscheibe sind die Endflächen der Vorsprünge von Bremsring und Nabenteil etwa im gleichen Abstand von der Drehachse der Bremsscheibe angeordnet. Der Vorteil dieser Ausgestaltung besteht in erster Linie in einer geringen Knickung des elastischen Bandes und einer Ausnützung seiner Biegesteifigkeit zur Erzielung des erforderlichen Reibschlusses.

Vorzugsweise sind die Endflächen der Vorsprünge zylindrisch ausgebildet Hierdurch wird eine geringe Kerbwirkung an dem elastischen Band gewährleistet.

zwischen Nabenteil und Bremsring eine große Elastizität in radialer Richtung aufweist. Bei einem Verschleiß der Bremsscheibe ist ein Auswechseln auf einfache Wei-

krümmte zylindrische Zwischenflächen 12,13. In der in F i g. 2 dargestellten Lage weisen die Endflächen 10 und die Zwischenflächen 13 gemeinsame Mittelachsen 14 auf. Die Mittelachse der Zwischenflächen 12 ist mit J5 und die der Endflächen 11 mit 16 bezeichnet.

Die Anordnung der Vorsprünge 7 und 8 ist so getroffen, daß der größte Abstand der Endflächen 10 von der Drehachse 9 gleich dem kleinsten Abstand der Endflächen 11 von der Drehachse 9 ist. 17 ist der Kreisbogen um die Drehachse 9, der die Endflächen 10 und 11 gerade berührt
Das in dem Zwischenraum zwischen dem Nabenteii 4

Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Anzahl der Vor- und dem Bremsring 1 angeordnete elastische Band 3 Sprünge an Bremsring und Nabenteil ungerade ist. Hier- 40 liegt an den Endflächen 10 der Nabe 4 und den Endflädurch wird dem Entstehen von Reibschwingungen wäh- chen 11 des Bremsringes 1 auf. Da seine Dicke größer ist rend des Bremsens entgegengewirkt, da derartige als der Polabstand der Flächen 10,11 von der Drehach-Schwingungen bestrebt sind, symmetrische Verformun- se 9, weicht seine Form von der des Kreisbogens 17 ab. gen hervorzurufen. Durch die Vorspannung des elastischen Bandes 3 ent-

Um das elastische Band in axialer Richtung mit der 45 steht an den Berührungsflächen 10, 11 eine radial ge-Bremsscheibe mitzuführen, kann dieses an einer oder richtete Normalkraft, die für eine Zentrierung des mehreren Stellen mit dem Bremsring in axialer Rieh- Bremsringes gegenüber dem Nabenteil sorgt und einen lung formschlüss.g verbunden sein oder die Fremsschei- Reibschluß hervorruft, durch den die Bremsscheibe vom be kann an ihrem in Verschieberichtung hinteren Ende Nabenteil in Drehrichtung mitgenommen wird, einen die Vorsprünge übertragenden Bund aufweisen, 50
an den das elastische Band zur Anlage kommt.

Zur Erleichterung des Zusammenfügens von Bremsring und Nabenteil weisen die Endflächen am Bremsring und/oder Nabenteil an ihrem axialen Ende Fasen von weniger als 45° auf.

Die Krümmung der Endflächen der Vorsprünge und ihre Anordnung in radialer Richtung ist vorzugsweise so getroffen, daß bei maximaler Verformung des elastischen Bandes die Tangente an die Mitte der Berührungsflächen zwischen den Vorsprüngen des Bremsringes und dem elastischen Band zur Bewegungsrichtung dieser Stelle der Berührungsfläche des Bremsringes einen Winkel bildet, der größer ist als der Reibungswinkel zwischen Bremsring und Band. Bei einer derartigen Ausbildung der erfindungsgemäßen Bremsscheibe ist die Vorspannung des elastischen Bandes allein ausreichend, um die Bremsscheibe nach dem Lösen der Bremse in eine Ausgangalage gegenüber dem Nabenteii zu-Bei einem Bremsvorgang wird zunächst ein Bremsbacken gegen die Reibfläche 18 des Bremsringes 1 gedrückt. Durch den Reibeingriff entsteht eine Drehmomentkraft entsprechend dem in F i g. 2 dargestellten Vektor 20, die zunächst reibschlüssig vom Bremsring 1 über das Band 3 auf das Nabenteii 4 übertragen wird. Nimmt durch Steigerung des Bremsdruckes die Drehmomentkraft 20 zu, so wird der ReibschluP zwischen dem Bremsring 1 und dem Band 3 oder auch zwischen dem Band 3 und dem Nabenteii 4 überwunden, und es kommt zu einer Relativbewegung des Bremsringes 1

65 gegenüber dem Band dem Nabenteii 4. Da die Drehmomentkraft 20 durch eine in Richtung der Drehachse auf die Reibfläche 18 wirkende Anpreßkraft hervorgerufen wird, unterliegt diese Relativbewegung des Bremsringes 1 nicht nur der Wirkung der Drehmomentkraft 20, sondern auch der axial gerichteten Anpreßkraft, so daß sich der Bremsring 1 in Umfangsrichtung und in Axialrichtung verschiebt. Durch die Verschiebung in Achsrich-

tung gelangt der Bremsring 1 mit der Reibfläche 19 in Eingriff mit einer fest angeordneten weiteren Bremsbacke. Eine weitere Steigerung der Drehmomentkraft führt schließlich unter zunehmender Spannung des elastischen Bandes 3 zu der mit der gestrichelten Linie 21 dargestellten Lage des Bremsringes 1 gegenüber dem Nabenteil 4. In dieser Lage tritt zwischen den Vorsprüngen 7 und 8 über das Band 3 ein Formschluß ein, der zur Übertragung hoher Drehmomentkräfte geeignet ist

Die Linie 22 bildet die Tangente an die Mitte der Berührungsfläche zwischen den Vorsprüngen 8 und dem Band 3, in der durch die gestrichelte Linie 21 dargestellten Lage des Bremsringes 1. Die Linie 23 soll die Bewegungsrichtung der Mitte der Berührungsfläche an den Vorsprüngen 8 darstellen und ist eine Tangente zu einem Kreisbogen um die Drehachse 9. Die Linien 22 und 23 bilden zusammen den Winkel oc. Ist dieser Winkel größer als der Reibungswinkel ρ der Reibpaarung zwischen dem Band 3 und den Vorsprüngen 8, so reicht die Spannkraft des Bandes 3 aus, um nach dem Lösen der Bremse den Bremsring 1 wieder in eine dem Vektor 20 entgegengesetzte Richtung zurückzudrehen, so daß sich der oben beschriebene Vorgang bei einem neuen Betätigen der Bremse wiederholen kann.

Zur Erleichterung des Zusammenbaus von Bremsring und Nabenteil weist das Nabenteil eine Fase 24 von weniger als 45° und die Bremsscheibe eine Fase 25 auf. Der Zusammenbau erfolgt in der Weise, daß zunächst das elastische Band 3 über die Fase 24 auf die Vorsprünge 7 des Nabenteils 4 aufgeschoben wird. Anschließend wird der Bremsring 1 von links auf das elastische Band aufgeschoben, wodurch in dem elastischen Band die zur Erzielung des erforderlichen Reibschlusses notwendige Verspannung hervorgerufen wird.

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Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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Claims (9)

Patentansprüche:

1. Bremsscheibe mit einem das Bremsmoment auf ein abzubremsendes Teil übertragenden Nabenteil und einem bezüglich des Nabenteils axial verschiebbaren Bremsring, wobei das Nabenteil und der Bremsring entgegengesetzt gerichtete, gegeneinander versetzte radiale Vorsprünge mit radial vorspringenden Endflächenbereichen aufweisen, zwischen denen ein einen geschlossenen Ring bildendes elastisches Band angeordnet ist, das im eingebremsten Zustand an den radial vorspringenden Endflächenbereichen der radialen Vorsprünge anliegt, dadurch gekennzeichnet, daß die Abstandsdifferenz der radial am weitesten innen liegenden Punkts der Endflächen der sich radial nach innen erstreckenden Vorsprünge (8) und dei radial am weitesten außen liegenden Punkte der Endflächen der sich radial nach außen erstreckenden Vorsprünge (7) vom Mittelpunkt (9) des Nabenteiles (4) geringer ist als die Banddicke, daß das elastische Band (3) zwischen den von den Vorsprüngen (J, 8) gebildeten ,radial vorspringenden Endflächenbereichen (10, 11) mit Vorspannung eingespannt ist, und daß die Vorsprünge (7, 8) mit ihren radial vorspringenden Endflächenbereichen (10, 11) auch im nicht eingebremsten Zustand an dem elastischen Band (3) anliegen.

2. Bremsscheibe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Endflächen (10, 11) der Vorsprünge (7, 8) von Bremsring (1) und Nabenteil (4) den gleichen Abstand von der Drehachse (9) haben.

3. Bremsscheibe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand der Endflächen (11) der radial äußeren Vorsprünge (8) von einer die Endflächen (10) zweier benachbarter, radial innerer Vorsprünge (7) verbindenden Tangente geringer ist als die Dicke des elastischen Bandes (3).

4. Bremsscheibe nach einem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, daß die Endflächen (10,11) der Vorsprünge (7,8) zylindrisch sind.

5. Bremsscheibe nach einem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzahl der Vorsprünge (7,8) ungerade ist.

6. Bremsscheibe nach einem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, daß das elastische Band (3) an einer oder mehreren Stellen mit dem Bremsring (1) in axialer Richtung formschlüssig verbunden ist.

7. Bremsscheibe nach einem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, daß der Bremsring (1) an seinem in Verschieberichtung hinteren Ende einen die Vorsprünge (8) überragenden Bund aufweist, an dem das Band (3) zur Anlage kommt.

8. Bremsscheibe nach einem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, daß die Endflächen (10, 11) an Bremsring (1) und/oder Nabenteil (4) an ihrem axialen Ende mit einer Fase (24,25) von weniger als 45 Grad versehen sind.

9. Bremsscheibe nach einem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, daß bei maximaler Verformung des elasüschen Bandes (3) die Tangente an die Mitte der Berührungsfläche zwischen den Vorsprüngen (8) des Bremsringes (1) und dem Band (3) zur Bewegungsrichtung dieser Stelle der Berührungsfläche des Bremsringes einen Winkel (a) bildet, der größer ist als der Reibungswinkel (p) zwischen Bremsring und Band.

Die Erfindung betrifft eine Bremsscheibe gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Bremsscheiben dieser Art sind unter anderem für Scheibenbremsen zweckmäßig, bei denen lediglich auf einer Seite der Bremsscheibe eine Betätigungsvorrichtung angeordnet ist, die über einen Reibbelag den Bremsring gegen ein fest angeordnetes Reibkissen drückt Besondere Anforderungen werden bei derartigen Bremsscheiben an die Verbindung zwischen dem Bremsring und dem Nabenteil gestellt Diese Verbindung soll einerseits eine leichte axiale Verschiebbarkeit des Bremsringes gewährleisten, andererseits aber hohe Drehmomentkräfte übertragen.

Eine Bremsscheibe der im Oberbegriff des Patentan-Spruchs 1 angegebenen Art ist aus der Fig. 5 der US-PS 37 54 624 bekannt Bei der bekannten Bremsscheibe ist ein relativ stark gewelltes ringförmiges Band zwischen einem Nabenteil und einem Bremsring eingelegt, wobei die durch die starke Wellung des Bandes gebildeten Vorsprünge in entsprechende Ausnehmungen des Bremsringes bzw. des Nabenteiles ragen. Die kraftübertragenden Flächen bei der bekannten Lösung sind die Ausnehmungen im Bremsring bzw. Nabenteil, in die die gewellten Abschnitte des Bandes hineinragen. Bei einer Dreh-Relativbewegung zwischen Bremsring und Nabenteil kommen die Seitenflanken der Ausnehmungen mit ihren radial vorspringenden Endflächenbereichen an den Flanken des Bandes zur Anlage, wodurch das Drehmoment übertragen wird. Das Band wird dabei im wesentlichen quer zu seiner Längserstreckung bzw. Flankenrichtung beansprucht. Mit anderen Worten werden die Umfangskräfte hier aufgrund der Formsteifigkeit des Bandes übertragen, so daß gemäß einer anderen Ausführungsform der bekannten Bremsscheibe das Band auch aus mehreren mit dem Bremsring in axialer Richtung formschlüssig verbundenen Segmenten bestehen kann. Die Formsteifigkeit des Bandes bzw. der Segmente muß sehr groß sein, um die gewünschten Kräfte übertragen zu können. Bei einer Betätigung der Bremse ko.-nmt das Band bereits bei kleinen Kräften zur Anlage auch an den Seitenflächen der Ausnehmungen. Bei dieser Anordnung ist die Reibung, die einer Verschiebung der Bremsscheibe in axialer Richtung entgegenwirkt relativ groß. Durch die zusätzliche Einwirkung von Rost und Schmutz kann dieser Reibwiderstand so groß werden, daß die axiale Verschiebbarkeit der Bremsscheibe erheblich beeinträchtigt wird.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Bremsscheibe der im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenen Art zu schaffen, die zum Verschieben in Achsrichtung geringe Kräfte erfordert und deren Verschiebbarkeit durch Korrosion und Temperatureinflüsse nicht beeinträchtigt wird.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die den Patentanspruch i kennzeichnenden Merkmale gelöst.

Durch die erfindungsgemäße Ausbildung der Bremsscheibe wird erreicht, daß bei Beginn eines Bremsvorgangs die zunächst geringe Drehmomentkraft reibschlüssig von der Bremsscheibe über das elastische Band auf die Nabe übertragen wird. Mit zunehmender Drehmomentkraft tritt eine Relativbewegung zwischen dem Bremsring und dem elastischen Band bzw. dem Nabenteil in Umfangsrichtung ein, die zu einer stärkeren Verformung des elastischen Bandes und damit zu einer Zunahme der Normalkräfte auf die Reibschlußverbindung zwischen Bremsring und Nabenteil führt, bis im Extremfall ein Formschluß vorliegt. Durch die Relativbewegung werden die Reibungskräfte zwischen