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Dokumentenidentifikation DE69611121T2 21.06.2001
EP-Veröffentlichungsnummer 0747610
Titel Scheibenbremse mit eingebauter akustischer Abnutzungswarnanordnung
Anmelder Volvo Wheel Loaders AB, Eskilstuna, SE
Erfinder Dahlen, Tord, 632 39 Eskilstuna, SE;
Kingston, Tim, 632 39 Eskilstuna, SE
Vertreter HOFFMANN · EITLE, 81925 München
DE-Aktenzeichen 69611121
Vertragsstaaten DE, ES, FR, GB, IT, SE
Sprache des Dokument EN
EP-Anmeldetag 06.05.1996
EP-Aktenzeichen 968500884
EP-Offenlegungsdatum 11.12.1996
EP date of grant 06.12.2000
Veröffentlichungstag im Patentblatt 21.06.2001
IPC-Hauptklasse F16D 66/00

Beschreibung[de]

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Scheibenbremse mit einer eingebauten akustischen Abnutzungswarnanordnung in Übereinstimmung mit dem Oberbegriff von Anspruch 1.

Reibbremsen erfahren Abnutzung auf denjenigen Oberflächen, die miteinander Kontakt haben, wenn die Bremsen aufgebracht werden, aufgrund der Relativbewegung zwischen den Oberflächen. Eine der wechselweise aneinander angrenzenden Oberflächen ist normalerweise mit einem Reibbelag versehen. Dieser Reibbelag wird graduell abgenutzt durch die Bremsoberfläche, die mit ihm in Kontakt gepresst wird. Es ist wichtig, dass Wärme von dem Reibbelag effektiv abgeführt wird, da Beläge, die auf hohe Temperaturen geheizt sind, sich in bedeutendem Maß abnutzen, und da der Reibindex normalerweise mit der Temperatur abnimmt. Ein abgenutzter Reibbelag wird in großem Maß die Leistung der Bremsen beeinträchtigen. Gleichzeitig tritt Kontakt zwischen der Komponente, die den Belag trägt, beispielsweise eine Scheibe, und der Oberfläche in Berührung damit auf, wobei eine beträchtliche Wärme erzeugt wird und Metallpartikel abgenutzt werden, die einen katastrophalen Effekt auf die Bremsen und die zugehörigen Komponenten haben können.

Die Oberfläche des Reibbelags ist mit Nuten versehen oder mit Kanälen, so dass ein wirkungsvoller Bremskühleffekt erzielt wird. Wärme wird weg von dem Reibbelag geführt, indem bewirkt wird, dass die Bremsen in Flüssigkeit, wie Öl, arbeiten, das durch die Nuten fließt.

Da Reibbremsen, die in einer Flüssigkeit arbeiten, aufgrund ihrer Funktion und Gestalt eingekapselt sind, ist es schwierig zu überprüfen, ob der Belag abgenutzt ist oder nicht.

Um eine Anzeige vorzusehen, wann die primäre Reibschicht abgenutzt ist, kann eine sekundäre Reibschicht zwischen der primären Reibschicht und der Scheibe angebracht werden, so dass wenn die primäre Reibschicht abgenutzt wird und die Oberfläche in Druckberührung damit in Kontakt mit der sekundären Reibschicht kommt, Vibrationen, die einen hörbaren Ton erzeugen, auftreten.

Eine solche Abnutzungswarneinrichtung ist in der US- Patentspezifikation Nr. 4,049,084 dargestellt und beschrieben, in der eine Bremsscheibe mit einer Ton erzeugenden, papierartigen sekundären Reibschicht versehen ist, die freigelegt ist und in Kontakt mit einem Druckelement kommt, wenn die primäre Reibschicht abgenutzt ist. Ein solcher Kontakt resultiert in einem hörbaren Ton, der angibt, dass die primäre Reibschicht abgenutzt ist. Die Ton erzeugende sekundäre Reibschicht wird auf die Scheibenbremse oder Kupplungsplatte in der Form eines Rings oder in der Form von Segmenten oder in einer Punktweise angebracht. Die primäre Reibschicht kann mit Nuten oder Öffnungen versehen sein, die ermöglichen, dass die Flüssigkeit zirkuliert und damit die Kühlung der Schicht verbessern.

Ein Nachteil bei den Abnutzungswarnanordnungen der Art, die in der vorher erwähnten Patentspezifikation beschrieben ist, ist, dass die Tiefe der Nuten oder Öffnungen nur etwa die Hälfte der Dicke der primären Reibschicht erreicht. Wenn die primäre Reibschicht auf die Tiefe der Nut abgenutzt ist, steigt die Temperatur der primären Reibschicht auf ein Niveau an, bei dem der Rest der Schicht sehr schnell sich abnutzen wird. Diese erhöhte Temperatur ist auch verantwortlich, die Ton erzeugende sekundäre Reibschicht zu beschädigen und damit die Tonanzeigewirkung und Bremswirkung zu beeinträchtigen.

Die Hauptaufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Bremsscheibe mit eine eingebauten akustischen Abnutzungswarnanordnung vorzusehen, die eine zuverlässige Tonangabe bei beibehaltener Bremsleistung vorsieht, wenn die primäre Reibschicht einer Reibbremse abgenutzt ist.

Eine andere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Bremsscheibe vorzusehen, die eine längere Lebensdauer hat.

Noch eine andere Aufgabe der Erfindung ist es, eine Bremsscheibe vorzusehen, bei der Wärme effektiv dissipiert wird.

Dazu ist in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung eine Bremsscheibe mit einer eingebauten akustischen Abnutzungswarnanordnung gemäß dem charakterisierenden Teil von Anspruch 1 vorgesehen.

Weitere Merkmale der Erfindung werden in den folgenden abhängigen Ansprüchen dargestellt.

Die Erfindung wird nun in größerer Einzelheit unter Bezug auf beispielhafte Ausführungsformen davon und auch unter Bezug auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben, in denen Fig. 1 eine teilweise Querschnittsansicht einer Reibbremse ist;

Fig. 2 eine Seitenansicht einer Bremsscheibe ist;

Fig. 3 eine Querschnittsansicht eines Teils der Bremsscheibe ist, die in Fig. 2 gezeigt ist, in Übereinstimmung mit einer ersten Ausführungsform, wobei diese Ansicht entlang der Linie A-A in Fig. 2 ist; und

Fig. 4 eine guerschnittsansicht eines Teils der Bremsscheibe in Fig. 2 gemäß einer zweiten Ausführungsform ist, wobei die Ansicht entlang der Linie A-A in Fig. 2 ist.

Fig. 1 zeigt eine Reibbremse mit einer Bremsscheibe 1, die auf einer Welle 2 montiert ist, die die Antriebswelle eines Fahrzeugs sein kann. Die Scheibe 1 ist auf der Welle 2 mit Hilfe einer Keilkupplung 3 montiert, wodurch der Scheibe 1 erlaubt wird, sich axial im Verhältnis zu der Welle 2 zu bewegen. Reibschichten, die in eine primäre und eine sekundäre Reibschicht 6 und 7 geteilt sind, sind auf beiden Seiten der Scheibe 1 angebracht. Ein Paar von Bremsschuhen 4, 5 ist dazu gedacht, gegen die primäre Reibschicht 6 mit einer Kraft P gedrückt zu werden, wenn die Bremse aufgebracht wird, um die sich drehende Scheibe zu verlangsamen.

Die Bremsschuhe 4, 5 können beispielhaft einen beweglichen und einen festen Bremsschuh umfassen, wobei der feste Bremsschuh dann eine Gegendruckoberfläche bildet. Die Bremsschuhe 4, 5 können gegen die Reibschichten 6 in einer punktartigen Weise stoßen, wie es in Fig. 1 gezeigt ist, oder als ein Ring, der die Gesamtheit der Oberfläche der jeweiligen primären Reibschicht 6 bedeckt.

Die Reibschichten 6, 7 sind mit Kühlnuten oder Kanälen 9 versehen. Die Kühlnuten 9 können kreuzartig angebracht sein, wie es schematisch in Fig. 2 dargestellt ist, obwohl andere Muster ebenfalls möglich sind. Die Kühlnuten 9 teilen die Reibschichten 6, 7 somit in eine Vielzahl von Segmenten 12. Die Reibschichten 6, 7 können auf die Scheibe 1 in der Gestalt eines Rings aufgebracht sein, wie es in Fig. 2 veranschaulicht ist, obwohl sie ebenfalls auf die Scheibe in der Gestalt von Sektoren aufgebracht sein können. Die Scheibe 1, die in Fig. 2 veranschaulicht ist, hat ein gezahntes Mittelloch 13.

Fig. 3 ist einer vergrößerte Querschnittsansicht eines Teils der Scheibe 1 aus Fig. 2, genommen entlang der Linie A-A. Eine sekundäre Reibschicht 7 ist zwischen der primären Reibschicht 6 und der Scheibe 1 angebracht. Die sekundäre Reibschicht 7 kann eine Schicht aus Bronze sein, die direkt auf die Scheibe 1 gesintert ist. Die primäre Reibschicht 6 ist durch Klebemittel mit der sekundären Reibschicht 7 verbunden, wie es bei 8 gezeigt ist.

Die Kühlnuten 9 erstrecken sich durch die gesamte Dicke der primären Reibschicht 6 und durch die Haftschicht 8 und in die sekundäre Reibschicht 7 zu einer Tiefe, die vorzugsweise mindestens 80% der Dicke der sekundären Reibschicht 7 entspricht. Im Fall der Ausführungsform aus Fig. 3 sind die Wände 10 der Kühlnuten 9 konvergent in einer Richtung in Richtung auf die Scheibe 1. Die Böden 11 der Kühlnuten 9 können flach oder zugespitzt, beispielsweise, sein.

Im Fall der Ausführungsform aus Fig. 4 haben die Kühlnuten 9' parallele Wände 10', die unter rechten Winkeln im Verhältnis zu der Rotationsebene der Scheibe 1 orientiert sind. Um ein ausreichendes Kühlen der sekundären Reibschicht 7 vorzusehen, wenn die primäre Reibschicht 6 und die Haftschicht 8 abgenutzt sind, können sich die Nuten oder Öffnungen 9' durch die gesamte Dicke der sekundären Reibschicht 7 erstrecken, so dass die Böden 11 der Nuten 9' durch die Scheibe 1 definiert werden.

Da die Kühlnuten 9, 9' sich durch die gesamte Dicke der primären Reibschicht 6 erstrecken, wird ein ausreichendes Kühlen während des gesamten Abnutzungsprozesses der primären Reibschicht 6 erzielt. Dies resultiert in einer konstanten Abnutzungsrate, die damit die gesamte nützliche Lebensdauer der primären Reibschicht 6 ausdehnt.

Da die Kühlnuten 9, 9' auch in die sekundäre Reibschicht 7 eindringen, wird eine zuverlässige Kühlung auch erreicht, wenn die primäre Reibschicht 6 vollständig abgenutzt ist. Dies stellt sicher, dass die Bremsleistung aufrecht erhalten bleibt, selbst wenn die primäre Reibschicht 6 vollständig abgenutzt ist.

Wenn die primäre Reibschicht 6 vollständig abgenutzt ist und jeweilige Bremsschuhe 4, 5 in Kontakt mit der sekundären Reibschicht 7 kommen, treten Vibrationen auf, die einen hörbaren Ton erzeugen und damit angeben, dass die Bremsscheibe 1 ausgetauscht werden muss.

Die sekundäre Reibschicht 7 kann ein pulverisiertes Bronzematerial umfassen, das auf die Bremsscheibe 1 aufgebracht ist, wobei das Pulver unter Druck erwärmt wird, so dass ein gesinterte Bronzeschicht gebildet wird. Eine Klebemittelbeschichtung wird dann auf die Bronzeschicht aufgebracht, so dass die primäre Reibschicht 6 an der sekundären Reibschicht 7 fixiert wird. Kühlnuten oder Kanäle werden dann z. B. durch die primäre Reibschicht 6, die Haftschicht 8 und in die sekundäre Reibschicht 7 geschnitten.


Anspruch[de]

1. Scheibenbremse mit einer Scheibe (1), die auf jeder Seite eine sekundäre Reibschicht (7) trägt, auf der eine primäre Reibschicht (6) angebracht ist, wobei die Reibschichten (6, 7) durch Einrichtungen (4, 5) zum Ausüben einer Kraft betätigbar sind, wobei im Falle, dass zumindest eine der primären Reibschichten (6) verschlissen ist, ein Kontakt zwischen der sekundären Reibschicht (7) und der jeweiligen Einrichtung (4, 5) zum Ausüben einer Kraft zu einem Signallaut führen wird, und wobei Kühlnuten (9, 9') in der primären Reibschicht vorhanden sind, dadurch gekennzeichnet, dass jede Kühlnut (9, 9') sich wenigstens durch die gesamte Dicke der primären Reibschicht (6) erstreckt.

2. Scheibenbremse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass jede Kühlnut sich in die sekundäre Reibschicht erstreckt, vorzugsweise bis zu einer Tiefe von zumindest 80% der Dicke der sekundären Reibschicht.

3. Scheibenbremse nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass jede Kühlnut (9') sich durch die gesamte sekundäre Reibschicht (7) erstreckt.

4. Scheibenbremse nach einem der Ansprüche 1-3, dadurch gekennzeichnet, dass die einander zugewandten Wände (10) jeder Kühlnut (9) in Richtung zur Scheibe (1) zusammenlaufen.

5. Scheibenbremse nach einem der Ansprüche 1-3, dadurch gekennzeichnet, dass die einander zugewandten Wände (10') jeder Kühlnut (9) parallel sind.

6. Scheibenbremse nach einem der Ansprüche 1-5, dadurch gekennzeichnet, dass die sekundäre Reibschicht (7) aus einem Bronzematerial besteht.

7. Scheibenbremse nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Bronzematerial auf die Scheibe (1) gesintert ist.

8. Scheibenbremse nach einem der Ansprüche 1-7, dadurch gekennzeichnet, dass die primäre Reibschicht (6) aus einem Reibbelag besteht, der Papiermaterial enthält.

9. Scheibenbremse nach einem der Ansprüche 1-8, dadurch gekennzeichnet, dass die primäre Reibschicht auf die sekundäre Reibschicht (7) aufgeklebt (8) ist.







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