DE102004044514A1

DE102004044514A1 - Bremsenabdeckblech für eine Scheibenbremse

Info

Publication number: DE102004044514A1
Application number: DE200410044514
Authority: DE
Inventors: Ulf Sintram; Michael Cichon
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 2004-09-15
Filing date: 2004-09-15
Publication date: 2006-03-30

Abstract

Ein Bremsenabdeckblech (1) für eine Scheibenbremse ist mit einer oder mehreren Luftdurchtrittsöffnungen (6) versehen. Diese sind in einem Bereich angeordnet, in dem im Fahrbetrieb auf der von der Bremsscheibe (2) abgewandten Seite ein geringerer Druck anliegt als an der der Bremsscheibe (2) zugewandten Seite. Durch die Luftdurchtrittsöffnungen (6) wird folglich Luft aus dem Zwischenraum zwischen der Bremsscheibe (2) und dem Bremsenabdeckblech (1) nach außen abgeführt und somit die Kühlleistung der Bremse erhöht.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Bremsenabdeckblech für eine Scheibenbremse, das mit einer oder mehreren Luftdurchtrittsöffnungen versehen ist.
Fahrzeugbremsen wandeln kinetische und potentielle Energie durch Reibung in Wärme um. Diese Wärme wird zunächst in den Bremsscheiben gespeichert und anschließend durch Wärmeleitung und Strahlung an die Umgebung abgegeben. Zudem wird durch freie und erzwungene Konvention Wärme von den Bremsscheiben abgeführt.
Zur Verbesserung der Konvektionseigenschaften weisen Kraftfahrzeuge im Bereich des Vorderwagens oftmals Luftleitmaßnahmen auf, die den Fahrtwind gezielt an die Vorderradbremsen führen. Hierzu dienen unter anderem Luftleitkanäle, Diffusoren oder schaufelartig ausgebildete Luftleitbleche. Entsprechende Luftleitmaßnahmen für die Hinterradbremsen sind lediglich aus dem Rennsport bekannt, eignen sich jedoch aufgrund der stärker schwankenden Straßenbedingungen nicht für Serienfahrzeuge. Bei letzteren ist die Beaufschlagung des Hinterwagens durch die Vorderräder mit Wasser, Schnee und Silikaten zu groß, um gezielt Luft an die Bremsen führen zu können.
Bremsscheiben an den Hinterrädern wie auch an den Vorderrädern werden aus diesem Grund durch Bremsenabdeckbleche geschützt, die jeweils auf der Fahrzeuginnenseite der Bremsscheibe angeordnet sind. Diese Bremsenabdeckbleche verhindern das Eindringen von Wasser und Schmutzpartikeln in die Reibpaarung zwischen der Bremsscheibe und dem Bremsbelag, wodurch einer Riefenbildung der Bremsscheibe und einem Nässe-Fading vorgebeugt wird.
Zudem schirmen die Bremsenabdeckbleche in der Umgebung der Bremse angeordnete Komponenten wie Raddrehzahlsensoren, Sensor- und Bremsleitungen sowie die Führungsgelenke der Achsen gegen Wärmestrahlung ab.
Die Bremsenabdeckbleche behindern jedoch die Anströmungen der Bremsscheibe mit Kühlluft und reduzieren somit die Kühlleistungen der Bremse. Hieraus resultiert ein Zielkonflikt bei der Entwicklung von Bremsenabdeckblechen, der aus den sich widersprechenden Anforderungen nach maximalem Schutz der Bremse und maximaler Kühlleistungen besteht.

Im Stand der Technik werden an den Bremsenabdeckblechen zu diesem Zweck oftmals luftleitende Maßnahmen ergriffen, welche die Zuströmung der Luft verbessern. So werden beispielsweise in der DE 100 24 219 A1 und der DE 31 20 021 C3 trichterartige Lufteintrittsöffnungen beschrieben, mit denen die Luftzufuhr zur Bremse verbessert werden soll. Derartige Maßnahmen eignen sich insbesondere für Einbausituationen, in denen über karosserieseitige Luftleitkanäle eine gezielte Luftzufuhr zur Bremse bezweckt wird. Dies lässt sich jedoch, wie oben bereits ausgeführt, an Hinterradbremsen von Serienfahrzeugen kaum realisieren.

Weiterhin ist aus der DE 43 44 051 C2 bekannt, in das Bremsenabdeckblech eine Vielzahl von radialen Schlitzen einzubringen und die dazwischen gebildeten Blechstreifen jeweils abwechselnd zur Innen- und Außenseite auszustellen. Auch in diesem Fall wird angestrebt, die Kühlung durch Luftzufuhr durch die Öffnungen zu verbessern. Allerdings besteht hierbei in das Problem, dass aufgrund der Ausrichtung der Öffnungen Wasser und Schmutzpartikel eindringen können.

Vor diesem Hintergrund liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, die Kühlleistung an Scheibenbremsen zu verbessern, bei denen eine gezielte Luftzufuhr über Luftleitkanäle nicht möglich ist. Dies betrifft insbesondere Hinterradbremsen, kann jedoch auch für Vorderradbremsen relevant sein.

Diese Aufgabe wird durch ein Bremsenabdeckblech gemäß Patentanspruch 1 gelöst, das sich dadurch auszeichnet, dass mindestens eine Luftdurchtrittsöffnung in einem Bereich angeordnet ist, in dem im Fahrbetrieb auf der von der Bremsscheibe abgewandten Seite ein geringerer Druck anliegt, als an der der Bremsscheibe zugewandten Seite.

Durch eine gezielte strömungstechnische Abstimmung des Bremsenabdeckblechs wird über die Öffnungen eine gezielte Luftabfuhr bewirkt. Das erfindungsgemäße Bremsenabdeckblech besitzt also nicht die Aufgabe, über die genannten Öffnungen Kühlluft in die Bremse einzubringen, sondern nach dem Prinzip einer Saug- oder Injektorpumpe erhitzte Luft abzuführen. Durch die Luftabfuhr über die Öffnungen wird an anderer Stelle Luft angesaugt und an der Bremsscheibe vorbeigeleitet.

Die Erfindung nutzt aus, dass die Unterströmung eines Fahrzeugs beim Fahren zu einem Unterdruck führt. Dieser Unterdruck liegt an der von der Bremsscheibe abgewandten Seite des Bremsenabdeckblechs an. Zwischen der Innen- und Außenseite des Bremsenabdeckblechs entsteht somit ein Druckgefälle, das eine Strömung aus dem Zwischenraum zwischen der Bremsscheibe und dem Bremsenabdeckblech heraus bewirkt. Diese Strömung führt zu einer Erhöhung der erzwungenen Konvektion, was wiederum die Kühlleistung der Bremse erhöht.

Hierdurch lassen sich die Betriebstemperaturen der Bremse für alle Fahrzustände verringern. Ein Reibwertverlust infolge von Wärmefading tritt somit später bzw. in gedämpfter Form auf. Durch die geringere thermische Beanspruchung steigt auch die Lebensdauer der Bremsbeläge sowie der an diesen befindlichen gummierten Metallbleche zur Geräuschminderung, die über eine Klebung an den entsprechenden Rückenplatten befestigt sind. Zudem wird die Haltbarkeit der Rad- und Achslager verbessert.

Die erfindungsgemäßen Bremsenabdeckbleche werden vorzugsweise an der Hinterachse eingesetzt, können jedoch auch an der Vorderachsen Verwendung finden. In Kombination mit einer gezielten Luftführung an die Bremse werden der Luftdurchsatz und somit die Kühlleistung weiter gesteigert.

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung werden die entsprechenden Öffnungen zur Luftabfuhr als Schlitz mit zwei Kanten ausgebildet, von denen eine Kante zur Außenseite hin, d. h. zu der von der Bremsscheibe abgewandten Seite ausgestellt ist.

Um zu vermeiden, dass bei winterlichen Straßenbedingungen die ausgestellten Kanten der Öffnungen nicht an den Radfelgen anhaftenden Schnee abschälen und diesen an die Bremsscheibe transportieren, was bei einem Abstellen des Fahrzeugs zu einem Festfrieren der Bremsen führen könnte, wird gemäß einer weiteren, vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung an dem Bremsenabdeckblech ein Vorsprung derart ausgebildet, dass die ausgestellten Kanten der Öffnungen in Bezug auf die Drehrichtung der Bremsscheibe im Schatten dieses Vorsprungs liegen. Hierdurch wird ein Eindringen von Schnee in die der Drehrichtung zugewandten Öffnungen verhindert.

Weitere, vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Patentansprüchen angegeben.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Die Zeichnung zeigt in:
1 eine räumliche Darstellung eines Bremsenabdeckblechs nach der Erfindung vor einer Bremsscheibe,
2 eine Ansicht des Bremsenabdeckblechs und der Bremsscheibe in Vorwärtsfahrtrichtung, und in
3 eine schematische Darstellung einer Luftaustrittsöffnung.
Das Ausführungsbeispiel zeigt ein Bremsenabdeckblech 1 für eine Scheibenbremse, von der hier lediglich die Bremsscheibe 2 dargestellt ist. Das Bremsenabdeckblech 1 schirmt die Bremsscheibe 2 zur Fahrzeugmitte hin gegen Schmutzpartikel und Wasser ab. Wie 1 entnommen werden kann, überdeckt das tellerartige Bremsenabdeckblech 1 die gesamte Bremsscheibe 2 in Richtung der Radachse A. Lediglich im Bereich des hier nicht näher dargestellten Bremssattels ist eine größere Ausnehmung 3 vorgesehen.
Das Bremsenabdeckblech 1 ist im Einbauzustand beispielsweise über Stifte oder Bolzen 4 am Radträger stationär befestigt und umfasst weiterhin eine Zentralöffnung 5, durch die sich eine Radnabe zur Radseite erstreckt.
An dem Bremsenabdeckblech 1 sind eine, vorzugsweise jedoch mehrere Luftdurchtrittsöffnungen 6 vorgesehen, die in einem Bereich angeordnet sind, in dem im Fahrbetrieb auf der von der Bremsscheibe 2 abgewandten Seite ein geringerer Druck p₁ anliegt, als an der der Bremsscheibe 2 zugewandten Seite (vgl. Druck p₂). Diese Druckdifferenz, die sich durch die Strömungsverhältnisse an dem Bremsenabdeckblech einstellt, hat zufolge, dass in dem Zwischenraum 7 zwischen der Bremsscheibe 2 und dem Bremsenabdeckblech 1 befindliche Luft durch die Luftdurchtrittsöffnungen 6 nach außen abgezogen wird. Gleichzeitig strömt beispielsweise durch den Spalt zwischen dem Rand 8 des Bremsenabdeckblechs 1 und der Bremsscheibe 2 Frischluft in den Zwischenraum 7, wodurch eine Kühlung bewirkt wird.
Die Luftdurchtrittsöffnungen 6 sind jeweils als Schlitz mit zwei Kanten 9 und 10 ausgebildet. Dabei ist eine Kante 10 zur Außenseite hin, d. h. zu der von der Bremsscheibe 2 abgewandten Seite ausgestellt. Durch die ausgestellte Kante 10 wird die jeweilige Öffnung 6 in Vorwärtsfahrtrichtung sowie weiterhin auch in axialer Richtung weitgehend abgeschirmt. Durch diese Anordnung sowie die sich an der Öffnung 6 einstellenden Strömungsverhältnisse im Fahrbetrieb wird das Eindringen von Schmutzpartikeln und Wasser vermieden.
Die ausgestellten Kanten 10 stellen gegenüber der umliegenden Außenfläche des Bremsenabdeckblechs 1 Vorsprünge dar, die die Strömung des Fahrtwinds an den Öffnungen 6 vorbeileiten.
Bei dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel befinden sich die ausgestellten Kanten 10 an muschelförmigen Auswölbungen 11 und sind dementsprechend bogenförmig gekrümmt.
Vorzugsweise sind die Öffnungen 6 in Bezug auf die Vorwärtsfahrtrichtung hinter und vorzugsweise auch über der Radachse A angeordnet. Praktisch bedeutet dies, dass die ausgestellte Kanten 10 jeweils an der Auslaufseite, die weitere Kanten 9 hingegen an der Einlaufseite der Bremsscheibe 2 liegen. Letztere sind hier geradlinig ausgestaltet, können jedoch auch eine andere Form aufweisen. Auch die dargestellte im wesentlichen parallele Ausrichtung der Kanten 9 ist nicht zwingend. Hingegen ist es für eine gute Umströmung der Bremsscheibe 2 vorteilhaft, wenn die Öffnungen 6 jeweils auf der Höhe der Bremsscheibe 6 liegen.
Um zu vermeiden, dass die ausgestellten Kanten 10 bei winterlichen Fahrbedingungen an den Radfelgen anhaftenden Schnee oder Eis abschälen und an die Bremsscheibe 2 verfrachten, ist an dem Bremsenabdeckblech 1 weiterhin ein Vorsprung 12 vorgesehen, bzw. ausgebildet. Dieser Vorsprung 12 ist so dimensioniert und positioniert, dass die ausgestellten Kanten 10 im Rotationsschatten desselben liegen. Dadurch wird Schnee oder Eis nach außen abgestreift, bevor dieser von den Kanten 10 erfasst wird.
Bei dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel weist der Vorsprung 12, der hinter der Radachse A in etwa auf der Höhe desselben liegt, ebenfalls eine Öffnung 13 auf, über die infolge der Anströmverhältnisse Luft aus dem Zwischenraum 7 zwischen der Bremsscheibe 2 und dem Bremsenabdeckblech 1 abgesaugt wird. Die Öffnung 13 kann entsprechend den oben erläuterten Öffnungen 6 konfiguriert sein. Jedoch liegt in diesem Fall die ausgestellte Kante 14 des Vorsprungs 12 auf der Einlaufseite der Bremsscheibe 2.
Vorzugsweise sind die Öffnungen 6 und 12 sowie die Auswölbungen 11 und der Vorsprung 12 durch Stanzpressen hergestellt.
Die Erfindung wurde vorstehend anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Sie ist jedoch nicht auf dieses Ausführungsbeispiel beschränkt, sondern umfasst alle durch die Patentansprüche definierten Ausgestaltungen.

1: Bremsenabdeckblech
2: Bremsscheibe
3: Ausnehmung für den Bremssattel
4: Bolzen
5: Zentralöffnung
6: Luftaustrittsöffnung
7: Zwischenraum zwischen dem Bremsenabdeckblech und der Bremsscheibe
8: Rand des Bremsenabdeckblechs 1
9: Kante der Öffnung 6
10: ausgestellte Kante der Öffnung 6
11: Auswölbung
12: Vorsprung
13: Luftaustrittsöffnung
14: ausgestellte Kante der Luftaustrittsöffnung 13
A: Radachse

Claims

Bremsenabdeckblech für eine Scheibenbremse, das mit einer oder mehreren Luftdurchtrittsöffnungen (6) versehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine Luftdurchtrittsöffnung (6) in einem Bereich angeordnet ist, in dem im Fahrbetrieb auf der von der Bremsscheibe (2) abgewandten Seite ein geringerer Druck anliegt, als an der der Bremsscheibe (2) zugewandten Seite.
Bremsenabdeckblech nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Öffnung (6) als Schlitz mit zwei Kanten (9, 10) ausgebildet ist, von denen eine Kante (10) zur Außenseite hin, d. h. zu der von der Bremsscheibe (2) abgewandten Seite ausgestellt ist.
Bremsenabdeckblech nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die ausgestellte Kante (10) die jeweilige Öffnung (6) in Vorwärtsfahrtrichtung abschirmt.
Bremsenabdeckblech nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die ausgestellte Kante (10) bogenförmig gekrümmt ist.
Bremsenabdeckblech nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Öffnung (6) in Bezug auf die Vorwärtsfahrtrichtung hinter der Radachse (A) angeordnet ist.
Bremsenabdeckblech nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die ausgestellte Kante (10) an der Auslaufseite der Bremsscheibe (2) liegt.
Bremsenabdeckblech nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die ausgestellten Kanten (10) der Öffnungen (6) in Bezug auf die Drehrichtung der Bremsscheibe (2) im Schatten eines ausgestellten Vorsprungs (12) liegen.
Bremsenabdeckblech nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der ausgestellte Vorsprung (12) in Richtung der Auslaufseite der Bremsscheibe (2) eine Luftaustrittsöffnung (13) aufweist.
Bremsenabdeckblech nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Öffnungen (6, 13) im Bereich der Bremsscheibe (2) angeordnet sind.
Bremsenabdeckblech nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Öffnungen (6, 13) durch Stanzpressen hergestellt sind.