DE19638187A1

DE19638187A1 - Scheibenbremsenrotor

Info

Publication number: DE19638187A1
Application number: DE19638187A
Authority: DE
Inventors: Toshitaka Suga; Masayoshi Katagiri
Original assignee: Aisin Seiki Co Ltd
Current assignee: Aisin Corp
Priority date: 1995-09-19
Filing date: 1996-09-18
Publication date: 1997-03-27
Anticipated expiration: 2016-09-19
Also published as: JPH09144781A; US5735366A; DE19638187C2

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Rotor einer Scheibenbremse, wie sie bei einer Kraftfahrzeugradbremse ver wendet wird und insbesondere auf einen Scheibenbremsenrotor, der im wesentlichen ein Bremsquietschen verhindert.

Aus dem Stand der Technik ist es bekannt, daß während der Er zeugung von Bremsgeräuschen oder Quietschen der Bremsen ein Fahrzeugscheibenbremsenrotor Vibrationen bestehend aus einer stehenden Welle ausgesetzt ist, wobei die Schwingungsknoten und Schwingungsbäuche der Vibrationen in Axialrichtung des Ro tors sich in Umfangsrichtung abwechseln. Obgleich die Zahl der Schwingungsknoten, welche in einem Rotor produziert werden in Abhängigkeit von den Abmessungen und der Form des Rotors vari ieren, so erzeugen Rotoren mit gewöhnlichen Abmessungen und Formen zwei bis zehn Schwingungsknoten.

Die japanische Gebrauchsmusteranmeldungsoffenlegungsschrift Nr. Sho-62-97329 schlägt einen Rotor vor, der eine Mehrzahl radialer Nuten aufweist, die sich von einem inneren Umfang zu einem äußeren Umfang erstrecken und in gleichem Winkelabstand zueinander an einer der sich gegenüberliegenden Seiten des Ro tors beabstandet sind, sowie eine Vielzahl radialer Nuten, welche auf der anderen Seite symmetrisch zu jenen der ersten Seite ausgeformt sind, um Bremsquietschen zu unterdrücken, in dem eine solche Art von Vibrationen erzeugt werden, die eine Anzahl von Schwingungsknoten haben, für die in experimenteller Weise herausgefunden worden ist, daß sie im wesentlichen ein Bremsquietschen verhindern oder reduzieren. Da jedoch gemäß der vorstehend beschriebenen Technologie die Anzahl von Schwingungsknoten, welche durch die Nuten erzeugt werden, wel che auf einer Seite des Rotors ausgebildet sind, die gleiche ist wie die Anzahl von Schwingungsknoten, welche durch die Nu ten verursacht werden, welche auf der anderen Seite ausgeformt sind, werden die Vibrationen dieser Art, welche durch die Nu ten auf einer Seite des Rotors verursacht werden, verstärkt durch die Nuten auf der anderen Seite, welches in Schwingungen der Art einer stehenden Welle resultiert. Folglich ist es bei dieser bekannten Technologie wahrscheinlich, daß ein Bremsquietschen erzeugt wird.

Folglich ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Scheibenbremsenrotor zu schaffen, der Vibrationen in Form ei ner stehenden Welle im wesentlichen verhindert, welche anson sten ein Bremsquietschen erzeugen würde.

Gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein Scheibenbremsenrotor vorgeschlagen, der folgende Elemente aufweist: eine Mehrzahl von Nuten, die sich von einer inneren Umfangsgrenzlinie zu ei ner äußeren Umfangsgrenzlinie auf einer der sich gegenüberlie genden Seitenflächen eines Scheibenabschnitts erstrecken, wo bei die Nuten im wesentlichen gleichmäßig um einen ersten Win kel voneinander beabstandet sind und eine Mehrzahl von Nuten, die sich von einer inneren Umfangsgrenzlinie zu einer äußeren Umfangsgrenzlinie auf der anderen der sich gegenüberliegenden Seitenflächen des Scheibenabschnitts erstrecken, wobei die Nu ten gleichmäßig durch einen zweiten Winkel voneinander beab standet sind, der sich von dem ersten Winkel unterscheidet.

Dieser Rotor verursacht zwei Arten von Vibrationen auf den sich gegenüberliegenden Seiten des Rotors während des Bremsbe triebes, so daß die zwei Arten von Vibrationen sich gegensei tig stören, um die Erzeugung von Vibrationen der Art einer stehenden Welle zu unterdrücken. Der Rotor verhindert folglich im wesentlichen ein Bremsquietschen.

Im nachfolgenden wird die vorliegende Erfindung anhand bevor zugter Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf die beglei tenden Zeichnungen näher erläutert.

Fig. 1 ist eine Schnittansicht eines belüfteten Ro tors gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung,

Fig. 2 ist eine Ansicht des belüfteten Rotors von der rechten Seite in Fig. 1 aus betrachtet,

Fig. 3 ist eine Teilansicht des belüfteten Rotors von oben betrachtet gemäß der Fig. 1,

Fig. 4 ist ein Graph, der das Vibrationenansprechver halten eines herkömmlichen belüfteten Rotors anzeigt,

Fig. 5 ist ein Graph, der das Vibrationeansprechver halten eines herkömmlichen belüfteten Rotors mit radialen Nu ten anzeigt,

Fig. 6 ist ein Graph, der das Vibrationsansprechver halten eines belüfteten Rotors gemäß der Fig. 1 anzeigt,

Fig. 7 ist eine Schnittansicht, eines zweiten Ausfüh rungsbeispiels der vorliegenden Erfindung,

Fig. 8 ist eine Seitenansicht des zweiten Ausfüh rungsbeispieles von rechts gemäß der Fig. 7 aus betrachtet,

Fig. 9 ist eine Seitenansicht des zweiten Ausfüh rungsbeispieles von links gemäß der Fig. 7 aus betrachtet,

Fig. 10 ist eine Seitenansicht eines dritten Ausfüh rungsbeispiels der vorliegenden Erfindung und

Fig. 11 ist eine Seitenansicht eines vierten Ausfüh rungsbeispiels der vorliegenden Erfindung.

Die bevorzugten Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfin dung werden im nachfolgenden mit Bezug auf die begleitenden Zeichnungen erläutert.

Mit Bezug auf die Fig. 1 bis 3 hat ein sogenannter belüfte ter Rotor 10 gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel ein Monta geabschnitt 11 für das Befestigen einer Radnabe (nicht ge zeigt) und ein Scheibenabschnitt 12, der sich in Reibkontakt mit Bremsbelägen (nicht gezeigt) befindet. Innerhalb des Scheibenabschnitts 12 sind zahlreiche Belüftungskanäle 13 aus gebildet, die sich radial von dem inneren Umfang zum äußeren Umfang des Scheibenabschnitts 12 erstrecken, von denen sech sunddreißig gleichmäßig voneinander beabstandet sind (bei ei nem Intervall von 10°). Radiale Nuten 14 erstrecken sich radi al von dem inneren Umfang zu dem äußeren Umfang des Scheiben abschnitts 12 in einer Seitenfläche des Scheibenabschnitts 12 (d. h., die rechtsseitige Fläche gemäß der Fig. 1, welche die innere Fläche darstellt, wenn der Rotor 10 an ein Kraftfahr zeug montiert ist), wobei drei der Nuten 14 in gleichem Win kelabstand zueinander (bei einem Abstand von 120°) angeordnet sind, wie durch die durchgezogenen Linien in Fig. 2 angezeigt wird. Radiale Nuten 15 erstrecken sich radial von dem inneren Umfang zu dem äußeren Umfang in der anderen Seite des Schei benabschnitts 12, wobei fünf dieser Nuten 15 in gleichem Win kelabstand zueinander (bei einem Abstand von 72°) angeordnet sind, wie durch die unterbrochenen Linien in Fig. 2 darge stellt wird.

Vorzugsweise hat jede Radialnut 14, 15 Fasen 16 an deren Öff nungskantenabschnitte angrenzend an die Ebene der entsprechen den Seitenfläche des Rotors 10, wie in der Fig. 3 dargestellt wird, um den Abrieb der Bremsbelege (nicht gezeigt) zu verrin gern. Anstelle der vorgesehenen Fasen 16 können die radialen Nuten 14, 15 in einer "V"-artigen Querschnittsform ausgebildet sein, so daß die Seitenwandflächen der Nuten einen stumpfen Winkel bezüglich der angrenzenden Seitenflächenbereiche des Rotors 10 ausbilden.

Die Graphen gemäß der Fig. 4 bis 6 zeigen das Vibrationsan sprechverhalten des belüfteten Rotors an, wobei die Abszis senachse die Vibrationsfrequenz (in der Einheit von kHz) und die Ordinatenachse das Vibrationsniveau (in der Einheit von dB) anzeigt. Die Fig. 4, 5 und 6 zeigen das Vibrationsan sprechverhalten von jeweils einem belüfteten Rotor mit keinen radialen Nuten an beiden Seiten, einem belüfteten Rotor mit drei radialen Nuten, die symmetrisch auf jeder der sich gegen überliegenden Seiten ausgebildet sind und den belüfteten Rotor 10 gemäß der Fig. 1 bis 3. Während die herkömmlichen belüf teten Rotoren ein Bremsquietschen bei einer Frequenz erzeugen, wie sie durch die Pfeile in den Fig. 4 und 5 angezeigt wer den, erzeugt der belüftete Rotor 10 gemäß der vorliegenden Er findung verringerte Vibrationsniveaus, in jenen Frequenzen, welche durch die Pfeile gemäß der Fig. 4, 5 angezeigt wer den und wie durch einen Pfeil in der Fig. 6 angezeigt wird, und erzeugen daher kein Bremsquietschen.

Die Anzahl der Schwingungsknoten dieser Schwingungsarten, die durch jede der Radialnuten 14, 15 erzeugt wird, ist durch die Winkelabstände der Radialnuten 14, 15 bestimmt. In anderen Worten ausgedrückt, ist die Zahl der Schwingungsknoten dieser Schwingungsarten, welche durch die Radialnuten 14, 15 jeweils verursacht werden, die gleiche wie die eines der gemeinsamen Teiler bezüglich der Schwingungsknotenzahlen einer jeden der Radialnuten 14, 15. Der Winkelabstand der Radialnuten 14 und der Winkelabstand der radialen Nuten 15 bilden eine Kombinati on aus zwei Winkeln ausgewählt aus einer Gruppe der nachfol genden Winkeln Θ₁-Θ₁₁, so daß die zwei ausgewählten Winkel keine gleiche Anzahl von Schwingungsknoten ausbilden mit Ausnahme von zwei Schwingungsknoten, das bedeutet, daß die ausgewählten Winkel zwei Schwingungsknoten gemeinschaftlich verursachen können.

Θ₁ = 360°/16 . . . 2, 4 ,8 Schwingungsknoten
Θ₂ = 360°/14 . . . 2, 7 Schwingungsknoten
Θ₃ = 360°/12 . . . 2, 3, 4, 6 Schwingungsknoten
Θ₄ = 360°/10 . . . 2, 5, 10 Schwingungsknoten
Θ₅ = 360°/9 . . . 3, 9 Schwingungsknoten
Θ₆ = 360°/8 . . . 2, 4 Schwingungsknoten
Θ₇ = 360°/7 . . . 7 Schwingungsknoten
Θ₈ = 360°/6 . . . 2, 3 Schwingungsknoten
Θ₉ = 360°/5 . . . 5 Schwingungsknoten
Θ₁₀ = 360°/4 . . . 2, 4 Schwingungsknoten
Θ₁₁ = 360°/3 . . . 3 Schwingungsknoten.

Die Winkel Θ₁-Θ₁₁ sind Varianten der Winkelabstände der jeweili gen Radialnuten 14, 15, die zugehörigen "Schwingungsknoten" sind solche Knoten, die durch die Radialnuten mit einem der Winkelabstände Θ₁-Θ₁₁ erzeugt werden.

Wenn z. B. vier Radialnuten in einem Abstand von 90° vorgesehen sind wie mit Θ₁₀ dargestellt ist, dann treten Schwingungen mit zwei oder vier Knoten auf. Um die Schwingungen aus einer sta tionären Welle zu reduzieren, sind die Winkelabstände der Ra dialnut 14, 15 eine Kombination aus zwei ausgewählten Winkeln, die nicht die gleiche Knotenanzahl verursachen. Da eine Wel lenfrequenz mit zwei Knoten niedrig ist und ein Quietschen bei relativ hoher Frequenz auftritt, kann eine Kombination aus zwei Winkeln, die zwei Knoten in Übereinstimmung erzeugen, zu gelassen werden um das Auswahlspektrum zu erweitern. Die Kom bination zweier Winkel ist in der anliegenden Tafel gezeigt.

Die Fig. 7 bis 9 zeigen ein zweites Ausführungsbeispiel der Erfindung. Ein Rotor 20 ist ein sogenannter Massivrotor der die folgenden Elemente hat: einen Montageabschnitt 21 für das Befestigen an einer Radnabe (nicht gezeigt) und einen Schei benabschnitt 22, der mit Bremsbelägen (nicht gezeigt) in Ein griff bringbar ist. Radiale Nuten 24 erstrecken sich radial von dem inneren Umfang zum äußeren Umfang des Scheibenab schnitts 22 in dessen einer Seitenfläche (d. h., die rechte Seitenfläche in Fig. 7, welche die innere Fläche bezeichnet, wenn der Rotor 20 an einem Fahrzeug montiert ist), wobei zehn der Nuten 24 in gleichem Winkelabstand zueinander (bei einem Abstand von 36°) angeordnet sind, wie in der Fig. 8 darge stellt wird. Radiale Nuten 25 erstrecken sich radial von dem inneren Umfang zu dem äußeren Umfang in der anderen Seite des Scheibenabschnitts 22, wobei zwölf der radialen Nuten 25 in gleichem Winkelabstand zueinander (bei einem Abstand von 30°) angeordnet sind, wie in der Fig. 9 gezeigt wird.

Obgleich die radialen Nuten 14, 15, 24, 25 gemäß der Ausfüh rungsbeispiele 1 und 2 geradlinig sind, ist es zulässig, ge krümmte Radialnuten 34 an einem Rotor 30 gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel vorzusehen, wie es in der Fig. 10 gezeigt wird. Darüber hinaus sind gemäß einem vierten Ausführungsbei spiel der Erfindung wie in der Fig. 11 gezeigt wird, radiale Nuten 44 bezüglich der Radialrichtung eines Rotors 44 abgewin kelt.

Gemäß diesen Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung verursacht während des Bremsbetriebes der Scheibenbremsenrotor Vibrationen von zwei unterschiedlichen Arten, welche sich ge genseitig stören, um Vibrationen in Form einer stehenden Welle zu unterdrücken, wodurch folglich das Erzeugen eines Bremsquietschens verhindert wird.

Während die vorstehende Erfindung mit Bezug auf jene beschrie ben worden ist, was gegenwärtig als bevorzugte Ausführungsbei spiele erachtet wird, sei darauf hingewiesen, daß die Erfin dung nicht auf die offenbarten Ausführungsbeispielen be schränkt ist. Im Gegenteil ist darauf hinzuweisen, daß die Er findung zahlreiche Modifikationen und äquivalente Anordnungen in den Umfang der nachfolgenden Ansprüche mit einschließt.

Ein Scheibenbremsenrotor hat eine Mehrzahl von radialen Nuten an dessen sich gegenüberliegenden Seiten, welche jeweils in gleichem Winkelabstand zueinander angeordnet sind. Der Win kelabstand der Nuten auf einer Seite ist unterschiedlich zu dem Winkelabstand der Nuten auf der anderen Seite, so daß sich die Vibrationen von zwei unterschiedlichen Schwingungsmoden, verursacht durch die Nuten an den sich gegenüberliegenden Sei ten während des Bremsbetriebes überlagern. Durch das hieraus folgende Unterdrücken stehender Wellenmodusvibrationen wird der Scheibenbremsenrotor an der Erzeugung von Bremsquietschen gehindert.

Tabelle

Claims

1. Scheibenbremsenrotor mit
einem Rotor, der einen Scheibenabschnitt hat, dessen sich gegenüberliegende Seitenflächen mit einer Bremsbelageinrich tung in Eingriff bringbar sind,
einer Mehrzahl von Nuten, die sich von einer inneren Um fangsgrenzlinie zu einer äußeren Umfangsgrenzlinie in einer ersten Seitenfläche der sich gegenüberliegenden Seitenflächen des Scheibenabschnitts erstrecken, wobei die Nuten im wesent lichen gleichmäßig um einen ersten Winkel voneinander beab standet sind und
einer Mehrzahl von Nuten, die sich von einer inneren Um fangsgrenzlinie zu einer äußeren Umfangsgrenzlinie in der zweiten Seitenfläche der sich gegenüberliegenden Seitenflächen des Scheibenabschnitts erstrecken, wobei die Nuten im wesent lichen gleichmäßig um einen vorbestimmten Winkel voneinander beabstandet sind, der zu dem ersten Winkel unterschiedlich ist.

2. Scheibenbremsenrotor gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Nuten radial bezüglich des Scheibenabschnitts ausgerichtet sind.

3. Scheibenbremsenrotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Scheibenabschnitt eine Mehrzahl von Belüftungskanälen hat, die sich von der inneren Umfangsgrenzlinie zur äußeren Um fangsgrenzlinie des Scheibenabschnitts erstrecken.

4. Scheibenbremsenrotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Öffnungskantenabschnitt einer jeden der Nuten welcher an die entsprechende Seitenfläche des Scheibenabschnitts an grenzt, angefaßt ist.

5. Scheibenbremsenrotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zahl der Nuten, die in der ersten Seitenfläche ausgeformt sind und die Zahl der Nuten, die in der zweiten Seitenfläche ausgeformt sind, derart vorbestimmt sind, daß die Zahl der Schwingungsknoten der Vibrationen, verursacht durch die Nuten, welche in der ersten Seitenfläche ausgeformt sind und die Zahl der Schwingungsknoten der Vibrationen, verursacht durch die Nuten, welche in der zweiten Seitenfläche ausgeformt sind, keine Zahl gemeinsam haben mit Ausnahme, daß die Nummer zwei gemeinsam sein kann.

6. Scheibenbremsenrotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Nuten sich geradlinig erstrecken und/oder mit Bezug zur Radialrichtung des Scheibenabschnitts angewinkelt sind.

7. Scheibenbremsenrotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Nuten gekrümmt sind in zumindest einer der sich gegenüber liegenden Flächen des Scheibenabschnitts.