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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Bremsscheibe
für eine Scheibenbremse.
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Eine solche Bremsscheibe enthält üblicherweise zwei
kreisförmige und zueinander parallele, flache Seiten sowie einen
Umfangsabschnitt. Die flachen Seiten weisen Reibungsbahnen
auf, an welche von einer Bremsbetätigungsvorrichtung
Reibungselemente angelegt werden können, um die
Drehgeschwindigkeit der Scheibe und eines fest mit dieser verbundenen
Organs zu vermindern, beispielsweise einem Kraftfahrzeugrad.
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Nach eine gewissen Anzahl von Verwendungen einer
Scheibenbremse ist bei den Reibungselementen sowie bei der
Bremsscheibe ein gewisser Verschleiß aufgetreten, der sich in
einer Verminderung der Dicke manifestiert. Aufgrund ihrer
Konstitution verschleißen die Reibungselemente sehr viel
schneller als die Bremsscheibe, und sie müssen sehr viel
öfter ausgewechselt werden.
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Daher sind zahlreiche Anzeigevorrichtungen für den
Verschleiß eines Reibungselements entwickelt worden, welche ein
akustisches, optisches oder elektrisches Signal abgeben,
wenn das Reibungselement nur mehr eine vorbestimmte
Minimaldicke aufweist.
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Dagegen sind sehr wenige Anzeigevorrichtungen für den
Verschleiß der Bremsscheibe selbst bekannt. Die am weitesten
verbreitete Weise zum Messen des Verschleisses einer
Bremsscheibe besteht darin, deren Dicke mit Hilfe von speziellen
Vorrichtungen bei jedem Wartungsvorgang der Bremse oder bei
jedem Ersetzen der Reibungselemente zu messen. Diese
Vorrichtungen sind manchmal so schwierig zu verwenden, daß der
Bediener fehlerhafte Ergebnisse findet und eine Scheibe
auswechselt,
die nicht vollständig verschlissen ist, oder eine
Scheibe für gut befindet, deren Dicke geringer als das
tolerierbare Minimum ist. Während dieser Nachteil im ersten Fall
sich nur auf die Kosten bezieht, ist er im zweiten Fall
nicht tolerierbar, da er die Sicherheit der mit dieser
Scheibenbremse versehenen Ausrüstung aufs Spiel setzt.
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Aus dem Dokument FR-A-2 408 069 sind eine Scheibenbremse und
ihre Vorrichtung zum Kontrollieren des Verschleisses
bekannt. Gemäß diesem Dokument ist an der Bremsscheibe auf der
zur Reibungsbahn entgegengesetzten Seite eine Aussparung
vorgesehen, die in Richtung der Reibungsfläche verlängert
ist. Diese Aussparung endet in einem Abstand von der
Reibungsfläche, welche dem zulässigen Maximalwert des
Verschleisses der Bremsscheibe im Bereich der Bremsfläche
entspricht. Somit wird ein Durchgangsloch gebildet, sobald der
Verschleiß der Bremsfläche einen vorbestimmten Wert
überschreitet.
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Wenn eine solche Scheibe bei einer
Kraftfahrzeug-Scheibenbremse verwendet wird, ist aufgrund des geringen Platzes um
die Radachse herum das visuelle Erfassen dieses Lochs sehr
schwierig, insbesondere beim Erfassen des den Verschleiß der
inneren Reibungsfläche anzeigenden Lochs, und es beruht im
Falle einer belüfteten Bremse auf bloßem Zufall. Dieses
Dokument offenbart somit eine Kontrollvorrichtung, die an
einer Abdeckungsplatte angeordnet ist, die gegenüber der
Bremsscheibe angebracht ist und eine Öffnung auf derselben
radialen Höhe wie das Blindloch aufweist, wobei eine
Fühlstange durch diese Öffnung gegen die Bremsfläche der
Scheibenbremse gedrückt werden kann.
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Wenn die Bremsscheibe bis auf den maximal zulässigen Wert
verschlissen ist, wird das Blindloch zu einem geöffneten
Loch, welches die Bremsscheibe vollständig durchquert, und
die Fühlstange greift in dieses ein oder blockiert sich dar
in.
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Abgesehen von seinem rudimentären Charakter erfordert dieses
Verfahren des Erfassens außerdem eine spezielle Vorrichtung,
die an einem schwer zugänglichen Ort anzubringen ist.
Außerdem ist die Scheibe permanent von einer Platte abgedeckt,
die extrem nachteilig für das Abkühlen der Scheibe bei einer
Bremsung ist.
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Die vorliegende Erfindung hat somit eine Bremsscheibe für
eine Scheibenbremse zur Aufgabe, deren Verschleißzustand
visuell und sofort in einfacher und zuverlässiger Weise
zutage tritt.
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Zu diesem Zweck enthält gemäß der Erfindung der
Umfangsabschnitt der Scheibe wenigstens eine in radialer Richtung
offene Aussparung, die sich in axialer Richtung öffnet, wenn
die Dicke der Scheibe zwischen den Reibungsbahnen kleiner
als ein vorbestimmter Wert ist.
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Auf diese Weise kann eine einfache visuelle Inspektion der
Scheibe und insbesondere ihres Umfangs das Feststellen des
Verschleißzustandes der Scheibe und in zuverlässiger Weise
eine Entscheidung ermöglichen, ob sie ausgetauscht werden
muß oder nicht.
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Weitere Ziele, Merkmale und Vorteile der vorliegenden
Erfindung ergeben sich deutlich aus der nachfolgenden
Beschreibung einer beispielhaft und nicht einschränkend unter
Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung gegebenen
Ausführungsform. In der Zeichnung zeigen:
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- Fig. 1 eine Schnittansicht einer Scheibenbremse, für
welche die Bremsscheibe gemäß der vorliegenden Erfindung
Vorgesehen ist;
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- Fig. 2 eine perspektivische Teilansicht einer gemäß der
vorliegenden Erfindung ausgeführten Bremsscheibe;
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- Fig. 3 eine axiale Schnittansicht entlang der Linie III-
III der Scheibe von Fig. 2;
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- Fig. 4 eine Ansicht entsprechend derjenigen von Fig. 3
einer Scheibe nach einem Verschleiß, der größer als der
tolerierbare Verschleiß ist;
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- Fig. 5 eine Ansicht entsprechend derjenigen von Fig. 2
einer Ausführungsvariante; und
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- Fig. 6 eine Ansicht entsprechend derjenigen von Fig. 2
einer weiteren Ausführungsvariante.
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Eine in Ausschnitten in Fig. 1 dargestellte Scheibenbremse
10 enthält eine Scheibe bzw. ein Rotor 12, der in bekannter
Weise mit einer (nicht dargestellten) Radachse Verbunden ist
und sich zusammen mit dieser dreht. Das (nicht dargestellte)
Achsgehäuse enthält ein Trägerorgan 14, an welchem gleitend
ein Bremssattel 16 angebracht ist, der einen Kolben 18
enthält, der verschiebbar in einer Bohrung 20 angebracht ist,
die mit (nicht dargestellten) hydraulischen
Betätigungsmitteln in Verbindung steht. Diese Betätigungsmittel sind in
bekannter Weise in der Lage, unter Druck stehendes Fluid in
das Innere der Bohrung 20 einzubringen, um den Kolben 18 zur
Scheibe 12 gleiten zu lassen.
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Damit die Drehung der Scheibe 12 verlangsamt werden kann,
sind zwei Reibungselemente 22 und 24 gegenüber von
zueinander entgegengesetzten Seiten der Scheibe 12 angeordnet, und
sie können bei der Verstellung des Kolbens 18 mit diesen in
Eingriff gebracht werden, wodurch ringförmige Reibungsbahnen
25 bestimmt sind, deren radiale Breite der Höhe der
Reibungselemente entspricht.
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Das axial außen liegende Reibungselement 22 ist einer
Trägerplatte 26 zugeordnet, welche wiederum durch jedes
geeignete Mittel mit einem Reaktionsarm 28 des Bremssattels 16
zusammenwirkt, während das axial innen liegende
Reibungselement
24 einer Trägerplatte 30 zugeordnet ist. Die
Trägerplatte 30 ist verschiebbar an dem Trägerorgan 14 angebracht,
so daß es sich axial bezüglich diesem verstellen kann.
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Es ist verständlich, daß nach einer gewissen Anzahl von
Betätigungen der Scheibenbremse die Reibungselemente 22 und 24
sowie die Scheibe 12 einen gewissen Verschleiß aufweisen.
Das Verschleißen der Reibungselemente, das sehr viel
schneller vor sich geht als das Verschleißen der Scheibe, wird
durch bekannte Anzeigevorrichtungen erfaßt.
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Gemäß der Erfindung ist ein einfaches Mittel zum Anzeigen
des Verschleisses der Scheibe vorgesehen, welches in den
Figuren dargestellt ist.
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Es sind in Fig. 2 in einer perspektivischen Teilansicht ein
Abschnitt der Scheibe 12 und der Umfangsabschnitt 32 dieser
Scheibe dargestellt. In dem Umfangsabschnitt 32 ist ein
bogenförmiger Ausschnitt oder eine Aussparung 34 ausgebildet.
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Die Aussparung 34, die besser in Fig. 3 zu sehen ist, weist
in axialer Richtung der Scheibe 12 eine Breite L auf, die
gleich der tolerierbare Minimaldicke der Scheibe ist, sowie
eine Höhe H, die wenigstens gleich dem Abstand zwischen dem
Außenrand der Reibungsbahn 25 und dem Außenrand der Scheibe
12 ist. Aus Symmetriegründen ist der die Aussparumg 34
bezüglich des Umfangsabschnitts 32 zentriert, so daß sich ihre
Wände 32 bei einer Scheibe im Neuzustand in axialer Richtung
in einem Abstand E von der Reibungsbahn 25 befinden, der
gleich der Hälfte der maximal zu verschleißenden Dicke ist,
der also gleich der Hälfte der Differenz zwischen der Dicke
im Neuzustand und der tolerierbaren Minimaldicke ist.
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Aus der vorangegangenen Beschreibung geht hervor, wie die
Anzeige des Verschleißzustandes der Scheibe bewirkt wird.
Wie in Fig. 4 zu sehen ist, wird sich nämlich das in der
Aussparung 34 abgegrenzte Volumen in axialer Richtung
mittels Öffnungen 36 öffnen, wenn der Verschleiß der
Reibungsbahn
25 größer als der Abstand E ist, da die Höhe H der
Aussparung 34 größer als der Abstand zwischen dem Außenrand der
Reibungsbahn 25 und dem Außenrand der Scheibe 12 ist. Somit
wird ein Abschnitt 38 der Scheibe gebildet, der bezüglich
der Öffnung 36 außen liegt und eine Art Brücke bildet. Eine
solche Brücke 38 kann leicht entweder durch
Zentrifugalkräfte, wenn die Scheibe mit hohen Geschwindigkeiten angetrieben
werden kann, oder durch Vibrationen der Reibungselemente
abgerissen werden, die bei einer Betätigung der Bremse an
der Bahn 25 sowie an deirt radial inneren Abschnitt der Brücke
38 angreifen.
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Wenn somit der Bediener bei einer Routinekontrolle der
Scheibenbremse oder bei einem Austausch der Reibungselemente
das Vorhandensein von Öffnungen 36 am Rand der
Reibungsbahnen oder das Fehlen des brückenartigen Abschnitts 38 erfaßt,
weiß er in zuverlässiger Weise und ohne Vorrichtung, daß die
Scheibe 12 und insbesondere der zwischen den Reibungsbahnen
25 gelegene Abschnitt eine Dicke aufweist, die kleiner als
das tolerierbare Minimum ist, weshalb die Scheibe sofort
ersetzt werden muß.
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Die vorliegende Erfindung stellt außerdem eine weitere
wichtige Anzeige bereit. Wenn nämlich der Bediener im Verlauf
der oben genannten Untersuchung oder nach einem Demontieren
der Bremse für deren Austausch erfaßt, daß die Scheibe
Öffnungen 36 aufweist oder ein Fehlen von Brücken 38 an nur
einer Seite der Scheibe vorliegt, weiß er sofort und
wiederum ohne Vorrichtung in zuverlässiger Weise, daß die
Scheibe einen asymmetrischen Verschleiß aufweist und daß an
der Scheibenbremse ein geeigneter zusätzlicher Eingriff
notwendig ist.
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Um eine Unwucht an der Scheibe zu vermeiden, können
vorteilhafterweise mehrere Aussparungen 34 im Winkel gleichmäßig um
den Umfangsabschnitt der Scheibe 12 verteilt vorgesehen
sein, die dann selbst zum Auswuchten der Scheibe beitragen
können.
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Selbstverständlich kann der Aussparung 34 jede gewünschte
Form gegeben werden, solang die oben gegebenen Bedingungen
für E, H und L eingehalten werden. Beispielsweise ist in
Fig. 5 eine zylindrische Aussparung 34 mit dem Durchmesser L
und der Höhe H dargestellt. Bei einer solchen Aussparung
erhöht sich die Größe der Öffnung 36 nach dem maximal
zulässigen Verschleiß sehr schnell, nachdem dieser maximale
Verschleiß überschritten wurde.
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Es kann sogar eine Aussparung mit parallelepipedischer
Gestalt vorgesehen sein, damit die Öffnung 36 sofort ihre
maximale Länge aufweist, und sogar eine kontinuierliche
Aussparung auf dem Umfangsabschnitt der Scheibe, wie dies in
Fig. 6 dargestellt ist, damit eine Nut mit rechteckigem
Querschnitt der Höhe H und der Breite L gebildet ist. Wenn
der tolerierbare Maximalverschleiß erreicht ist, wird die
Brücke 38, welche in diesem Fall ein Ring ist, vollständig
von der Scheibe 12 getrennt, was den Beweis darstellt, daß
die Scheibe ausgetauscht werden muß.
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Die Erfindung ist selbstverständlich nicht auf die
beschriebenen Ausführungsformen beschränkt, sondern es können an ihr
zahlreiche Veränderungen ausgeführt werden, welche sich dem
Fachmann ergeben. Es kann jede andere Form der Aussparung
verwendet werden, beispielsweise quadratisch, rautenförmig,
oval, etc. Die Erfindung bezieht sich auch auf
Scheibenbremsen mit feststehendem Bremssattel, und sie bezieht sich auch
auf Vollscheiben oder belüftete Scheiben.