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[Technischer Bereich der Erfindung]
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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Sattelbremse, insbesondere auf eine Sattelbremse, bei der eine Luftdüse in einer Bremsscheibe vorgesehen ist, um einen konstanten Abstand zwischen der Bremsscheibe und dem Bremsklotz aufrechtzuerhalten.
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[Technischer Hintergrund der Erfindung]
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Im Allgemeinen umfasst ein Fahrzeug ein Bremssystem zum Bremsen. Die Sattelbremse ist ein solches Bremssystem, bei dem ein hydraulischer oder elektronischer Mechanismus und ein Bremsklotz seitlich von der Bremsscheibe, die sich zusammen mit dem Autorad dreht, montiert sind, so dass beim Treten des Pedals der Bremsklotz zur Bremsscheibe hin gedrückt wird und die dadurch entstehende Reibungskraft als Bremskraft zum Anhalten des Fahrzeugs verwendet wird.
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Das heißt, die Sattelbremse muss so betrieben werden, dass beim Bremsen des Fahrzeugs die Bremsscheibe und der Bremsklotz einander berühren, und beim Fahren des Fahrzeugs ein ausreichender Abstand zwischen der Bremsscheibe und dem Bremsklotz vorhanden ist.
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Herkömmlicherweise ist in einer Sattelbremse eine Klotzfeder vorgesehen, um einen konstanten Abstand zwischen einer Bremsscheibe und einem Bremsklotz aufrechtzuerhalten. Die Klotzfeder als Verbrauchsmaterial erhöht jedoch nicht nur das Gewicht und die Kosten des Fahrzeugs, sondern verhindert auch nicht vollständig das Schleppmomentphänomen (Schleifmoment oder Widerstandsmoment, im Englischen „drag torque“ genannt), da ein gewisser Abstand zwischen der Bremsscheibe und dem Bremsklotz aufrechterhalten werden muss, um das Schleppmomentphänomen zu verhindern, bei dem die Bremsscheibe und der Bremsklotz einander berühren, während das Fahrzeug fährt. Dies verkürzt die Lebensdauer des Bremsklotzes und verursacht ein Problem der Verringerung der Kraftstoffeffizienz des Fahrzeugs.
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Daher besteht ein Bedarf an einer Vorrichtung, die bei der Sattelbremse die Klotzfeder ersetzt oder zusammen mit der Klotzfeder bereitgestellt wird, und in der Lage ist, einen konstanten Abstand zwischen der Bremsscheibe und dem Bremsklotz eines Fahrzeugs aufrechtzuerhalten.
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[Literatur zum Stand der Technik]
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[Patentliteratur]
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Koreanische Patentveröffentlichung Nr.
1991-0003622 (veröffentlicht am 28. Februar 1991)
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Die
DE 102 00 455 A1 bezieht sich auf eine Scheibenbremse mit einer Bremsscheibe, die als innen belüftete Bremsscheibe ausgebildet ist. Sie weist radiale Kanäle auf, die im radial inneren Endbereich durch eine Durchgangsöffnung mit der Umgebungsatmosphäre verbunden und im radial äußeren - dem oberen - Ende durch einen ringförmig umlaufenden, in einer Eindrehung im Umfang der Bremsscheibe eingesetzten Ring verschlossen sind. Anstelle des umlaufenden Rings kann der Verschluß auch durch einzelne stopfenartige Einsätze erfolgen. Bei Drehung der Bremsscheibe wird im unteren Bereich Umgebungsluft angesaugt, die durch in der Bremsscheibe ausgebildete Durchgangsöffnungen austritt. Die austretende Umgebungsluft kühlt die Reibbeläge sowie die Bremsscheibe unmittelbar. Außerdem wird zwischen den Reibbelägen und der Bremsscheibe eine Rückstellkraft erzeugt, die die Reibbeläge von der Bremsscheibe „abhebt“ und damit ein eventuelles Restschleifmoment vermindert.
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[Ausführliche Beschreibung der Erfindung]
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[Aufgabe der Erfindung]
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Ein Aspekt der vorliegenden Offenbarung besteht darin, eine Sattelbremse bereitzustellen, die in der Lage ist, ein Schleppmomentphänomen zu verhindern, bei dem der Bremsklotz und die Bremsscheibe in einem Nicht-Bremszustand eines Fahrzeugs einander berühren.
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Ein anderer Aspekt der vorliegenden Offenbarung besteht darin, eine Sattelbremse bereitzustellen, die keine Klotzfeder eines Fahrzeugs benötigt.
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Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Offenbarung besteht darin, eine Sattelbremse bereitzustellen, die die Kraftstoffeffizienz eines Fahrzeugs verbessert.
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Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Offenbarung besteht darin, eine Sattelbremse bereitzustellen, die Kosten und Wartung eines Fahrzeugs spart.
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[Technische Lösung]
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Gemäss einem Aspekt der vorliegenden Erfindung ist eine Sattelbremse vorgesehen, die eine Bremsscheibe, die sich zusammen mit einem Rad dreht, und Bremsklötze, die auf beiden Seiten der Bremsscheibe angeordnet sind, umfasst, wobei die Bremsscheibe eine Luftdüse umfasst, die einen Düseneinlass, durch den Aussenluft in das Innere eingeführt wird, und einen Düsenauslass, durch den die in das Innere eingeführte Luft auf eine Innenfläche eines der Bremsklötze gesprüht wird, aufweist.
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Die Luftdüse umfasst eine innere Luftdüse, die mit dem Düseneinlass und dem Düsenauslass an der Innenfläche der Bremsscheibe versehen ist, und eine äussere Luftdüse, die mit dem Düseneinlass und dem Düsenauslass an der Aussenfläche der Bremsscheibe versehen ist.
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Der Düsenauslass kann an der Bremsscheibe vorgesehen sein und so angeordnet werden, dass er dem Schwerpunkt des Bremsklotzes zugewandt ist.
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Der Düseneinlass kann an der Bremsscheibe vorgesehen sein und unterhalb (also radial innerhalb) des Teils angeordnet werden, der mit dem Bremsklotz in Reibung steht.
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Mehrere Luftdüsen können vorgesehen sein, und mehrere Düseneinlässe und Düsenauslässe können vorgesehen sein und an der Bremsscheibe bogenförmig angeordnet sein.
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Mehrere Luftdüsen können radialsymmetrisch angeordnet sein. Die Bremsscheibe kann unterhalb bzw. radial innerhalb des Teils, der mit dem Bremsklotz in Reibung steht, eine Rille umfassen, die in einem Bogen auf der Aussenfläche der Bremsscheibe vorgesehen ist, und der an der äusseren Luftdüse vorgesehene Düseneinlass kann nach oben bzw. radial nach außen von der Innenseite der Rille aus vorgesehen sein. Insbesondere können mehrere Düseneinlässe radial nach außen von der Rille aus vorgesehen sein.
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Die Bremsscheibe ist zum Beispiel an der Innenfläche mit einem Belüftungsloch versehen, und der an der inneren luftdüse vorgesehene Düseneinlass kann nach oben bzw. radial nach außen von der Innenseite des Belüftungslochs vorgesehen sein. Insbesondere können mehrere Düseneinlässe radial nach außen von dem Belüftungsloch aus vorgesehen sein.
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Der Düsenauslass kann einen kleineren Radius als der Düseneinlass haben.
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[Wirkung der Erfindung]
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Gemäss dem Geist der vorliegenden Offenbarung wird eine Sattelbremse bereitgestellt, die in der Lage ist, ein Schleppmomentphänomen zu verhindern, bei dem der Bremsklotz und die Bremsscheibe in einem Bremszustand eines Fahrzeugs einander berühren.
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Gemäss dem Geist der vorliegenden Offenbarung wird eine Sattelbremse bereitgestellt, die keine Klotzfeder eines Fahrzeugs benötigt.
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Gemäss dem Geist der vorliegenden Offenbarung wird eine Sattelbremse bereitgestellt, die die Kraftstoffeffizienz eines Fahrzeugs verbessert.
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Gemäss dem Geist der vorliegenden Offenbarung wird eine Sattelbremse bereitgestellt, die Kosten und Wartung eines Fahrzeugs spart.
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[Kurze Beschreibungen der Erfindung]
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- 1 ist eine Seitenansicht, die eine Sattelbremse mit einer herkömmlichen Bremsscheibe und Bremsklötzen darstellt;
- 2 ist eine vergrösserte Ansicht, die eine mit einer Luftdüse versehene Bremsscheibe darstellt, wobei ein Abschnitt vergrössert wird, der dem Abschnitt A von 1 in der ersten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung entspricht;
- 3 ist eine vergrösserte Ansicht, die eine mit Luftdüsen versehene Bremsscheibe mit einer Rille und einem Belüftungsloch darstellt, wobei ein Abschnitt vergrössert wird, der Abschnitt A von 1 entspricht, in der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung;
- 4 ist eine vergrösserte Ansicht, die eine Bremsscheibe mit einer inneren luftdüse darstellt, die mit Düsenauslässen und Düseneinlässen mit unterschiedlichen Radien versehen ist, gemäss der dritten Ausführungsform; und
- 5 ist eine Vorderansicht, die eine Bremsscheibe von aussen betrachtet darstellt, die eine Vielzahl von Luftdüsen umfasst, gemäss der zweiten Ausführungsform.
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[Ausführungsformen der Erfindung]
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Nachfolgend werden Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen ausführlich beschrieben. Die folgenden Beispiele werden präsentiert, um dem Fachmann den Geist der vorliegenden Erfindung ausreichend zu vermitteln. Die vorliegende Erfindung kann in anderen Formen ausgeführt werden, ohne nur auf die hier vorgestellten Ausführungsformen beschränkt zu sein. In den Zeichnungen kann zur Verdeutlichung der vorliegenden Erfindung die Darstellung von Teilen weggelassen werden, die für die Beschreibung irrelevant sind, und die Grösse von Komponenten kann leicht übertrieben sein, um das Verständnis zu erleichtern.
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Die 1 ist eine Seitenansicht, die eine Sattelbremse mit einer herkömmlichen Bremsscheibe 10 und Bremsklötzen 20 darstellt.
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Unter Bezugnahme auf die 1 umfasst die Sattelbremse eine Bremsscheibe 10, die sich zusammen mit einem Rad dreht, und Bremsklötze 20, die auf beiden Seiten der Bremsscheibe 10 angeordnet sind. Daduch verwendet die Sattelbremse die Reibungskraft, die erzeugt wird, wenn der Bremsklotz 20 und die Bremsscheibe 10 einander berühren, als eine Bremskraft, um das Fahrzeug anzuhalten.
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Wenn das Fahrzeug jedoch nicht gebremst, sondern gefahren wird, muss ein gewisser Abstand zwischen der Bremsscheibe 10 und dem Bremsklotz 20 sichergestellt werden. Mit anderen Worten muss ein Abstand von etwa 0,1 bis 0,15 mm zwischen der Bremsscheibe 10 und dem Bremsklotz 20 sichergestellt werden. Andernfalls berühren die Bremsscheibe 10 und der Bremsklotz 20 einander, während das Fahrzeug fährt, und dadurch wird das Fahren gestört, was als Schleppmomentphänomen (engl.: drag torque) bezeichnet wird.
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Herkömmlicherweise wurde der Abstand zwischen der Bremsscheibe 10 und dem Bremsklotz 20 durch eine separate Konfiguration sichergestellt, die Klotzfeder genannt wird. Allerdings ist die Klotzfeder, die eine Elastizität nutzt, nur ein Verbrauchsmaterial, und auch Wartungskosten fallen aufgrund des Austauschs an, und die Klotzfeder ist nur begrenzt in der Lage, das Schleppmomentphänomen stabil zu verhindern.
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Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung umfassen eine Luftdüse 100, die in der Lage ist, einen Abstand zwischen der Bremsscheibe 10 und dem Bremsklotz 20 in der Bremsscheibe 10 entsprechend dem Abschnitt A von 1 sicherzustellen, und die Luftdüse kann die herkömmliche Klotzfeder ersetzen oder das Schleppmomentphänomen zusammen mit der Klotzfeder verhindern.
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Die 2 ist eine vergrösserte Ansicht, die eine mit einer Luftdüse 100 versehene Bremsscheibe 10 darstellt, wobei ein Abschnitt vergrössert wird, der dem Abschnitt A von 1 in der ersten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung entspricht.
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Unter Bezugnahme auf die 2 umfasst die Sattelbremse gemäss der ersten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung einen Bremsklotz 20 und eine Bremsscheibe 10 mit einer Luftdüse 100.
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Die Luftdüse 100 umfasst einen Düseneinlass 101, durch den die Aussenluft in das Innere eingeführt wird, und einen Düsenauslass 102, durch den die in das Innere eingeführte Luft auf die Innenfläche des Bremsklotzes 20 geblasen oder gesprüht wird. Während das Fahrzeug fährt, nimmt daher der Bremsklotz 20 Druck nach aussen durch die Luft auf, die aus dem Düsenauslass 102 geblasen wird, wodurch ein Kontakt zwischen dem Bremsklotz 20 und der Bremsscheibe 10 verhindert werden kann.
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Dabei befindet sich die Innenseite des Bremsklotzes 20 in der Blickrichtung auf die Bremsscheibe 10 in Bezug auf den Bremsklotz 20. Das heisst, bei dem in den 1 bis 3 bereitgestellten Paar Bremsklötze 20 stellt die Innenfläche des linken Bremsklotzes 20 die rechte Seite dar, und die Innenfläche des rechten Bremsklotzes 20 stellt die linke Seite dar. Nachfolgend ist der Ausdruck für die Innenfläche im Hinblick auf den Bremsklotz 20 derselbe wie dieser.
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Die Luftdüse 100 kann vorgesehen sein, umfassed eine innere Luftdüse 110, die mit einem Düseneinlass 101 und einem Düsenauslass 102 auf der Innenfläche der Bremsscheibe 10 versehen ist, und eine äussere Luftdüse 120, die mit einem Düseneinlass 101 und einem Düsenauslass 102 auf der Aussenfläche der Bremsscheibe 10 versehen ist. Dementsprechend ist es möglich zu verhindern, dass alle auf beiden Seiten der Bremsscheibe 10 vorgesehenen Bremsklötze 20 die Bremsscheibe 10 berühren.
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Dabei stellt die Aussenseite der Bremsscheibe 10 die linke Seite der Bremsscheibe 10 in den 1 bis 3 in der Richtung dar, in der die Bremsscheibe 10 mit dem Fahrzeugrad gekoppelt ist, und die Innenseite der Bremsscheibe stellt die rechte Seite der Bremsscheibe 10 in den 1 bis 3 in der Richtung dar, in der die Bremsscheibe 10 nahe der Fahrzeugkarosserie ist. Nachfolgend sind die Ausdrücke für die Aussenseite und die Innenseite im Hinblick auf die Bremsscheibe 10 dieselben wie diese.
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Der Düseneinlass 101 ist an der Bremsscheibe 10 vorgesehen und kann unterhalb des Teils angeordnet werden, der mit dem Bremsklotz 20 in Reibung steht. Unter Bezugnahme auf die 2 sind sowohl der Düseneinlass 101 der inneren Luftdüse 110 als auch der Düseneinlass 101 der äusseren Luftdüse 120 tiefer als der Bremsklotz 20 angeordnet. Das heißt, die Düseneinlässe 101 befinden sich zentraler und somit weiter in der Mitte der Bremsscheibe 10 als der Teil der Bremsscheibe 10, der für den Eingriff mit dem Bremskotz 20 vorgesehen ist. Daher kann die Aussenluft reibungslos eingeführt werden, ohne durch die Bremsklötze 20 behindert zu werden.
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Der Düsenauslass 102 ist an der Bremsscheibe 10 vorgesehen und kann so angeordnet sein, dass er dem Schwerpunkt des Bremsklotzes 20 zugewandt ist. Daher kann sich der Bremsklotz 20 parallel nach aussen bewegen, ohne eine Exzentrizität zu verursachen. Jedoch ist die Anordnung des Düsenauslasses 102 nicht darauf beschränkt, und kann der Düsenauslass 102 in der entgegengesetzten Richtung zur exzentrischen Richtung angeordnet sein, um die Exzentrizität zu kompensieren, wenn die Sattelbremse eine Sattelbremse ist, bei der während des Bremsens und Nichtbremsens der Bremse je nach Art des Kolbens, der auf das Bremsgehäuse oder den Bremsklotz 20 drückt, eine Exzentrizität im Bremsklotz 20 auftritt.
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Mehrere Düsenauslässe 102 können in einer Luftdüse 100 vorgesehen sein. Da insbesondere mehrere Düsenauslässe 102 in vertikaler Richtung zu einer Luftdüse 100 vorgesehen sind, wird der auf den gesamten Bremsklotz 20 wirkende Druck verteilt, um die Exzentrizität des Bremsklotzes 20 zu verhindern.
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Die 3 ist eine vergrösserte Ansicht, die eine mit Luftdüsen 100 versehene Bremsscheibe 10 mit einer Rille 200 und einem Belüftungsloch 300 darstellt, wobei ein Abschnitt vergrössert wird, der Abschnitt A von 1 entspricht, in der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung, und die 5 ist eine Vorderansicht, die eine Bremsscheibe von aussen betrachtet darstellt, die eine Vielzahl von Luftdüsen umfasst, gemäss der zweiten Ausführungsform.
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Unter Bezugnahme auf die 3 und die 5 umfasst die Sattelbremse gemäss der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung eine Bremsscheibe 10, die einen Bremsklotz 20, eine Luftdüse 100, eine Rille 200 und ein Belüftungsloch 300 aufweist.
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Die Rille 200 ist an der Bremsscheibe 10 vorgesehen. Insbesondere ist sie an der unteren Seite bzw. unterhalb des Teils angeordnet, der mit dem Bremsklotz 20 in Reibung steht (also radial innerhalb davon), und ist in einem Bogen auf der Aussenfläche der Bremsscheibe 10 vorgesehen. Daher kann der in der äusseren Luftdüse 120 vorgesehene Düseneinlass 101 nach oben von der Innenseite der Rille 200 vorgesehen sein. Das heißt, die Rille 200 kann eine bogenförmige oder kreisförmige Vertiefung in der Bremsscheibe 10 bilden, die insbesondere komplett umlaufend sein kann, und von dieser Rille 200 oder umlaufenden Vertiefung aus erstreckt sich der Düseneinlass 101 bzw. erstrecken sich die Düseneinlässe 101 nach oben, d.h., radial nach außen. Infolgedessen kann eine grosse Menge Aussenluft durch die Rille 200 in den Düseneinlass 101 strömen, so dass der Druck der aus dem Düsenauslass 102 eingespritzten Luft stark ist, was dazu führt, dass der Druck zum Drücken des Bremsklotzes 20 nach aussen stärker werden.
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Belüftungsloch 300 kann an der Innenfläche der Bremsscheibe 10 vorgesehen sein. Die Bremsscheibe 10 hat eine Bremskraft durch Reibung mit dem Bremsklotz 20, was ein Erwärmungsproblem verursacht. Daher ist an der Innenfläche der Bremsscheibe 10 ein Belüftungsloch 300 vorgesehen, um das Einströmen von Aussenluft zu ermöglichen, und ein Durchgang ist in der radialen Richtung der Bremsscheibe 10 so ausgebildet, dass die einströmende Luft ausgeströmt wird, so dass die Luft zirkuliert werden kann und die Bremsscheibe 10 Wärme ausstrahlen kann. Der Durchgang kann sich ganz zum umfangsmäßig äußeren Rand der Bremsscheibe 10 erstrecken und ist dabei vorzugsweise zusätzlich zu den Luftdüsen und getrennt davon vorgesehen. Daher kann der an der inneren Luftdüse 110 vorgesehene Düseneinlass 101 nach oben (also radial nach außen) von der Innenseite des Belüftungslochs 300 aus vorgesehen sein. Dadurch kann eine grosse Menge an Aussenluft zunächst in das Belüftungsloch 300 und dann in einige der Düseneinlässe 101 einströmen, und daher kann der Druck der aus dem Düsenauslass 102 eingespritzten Luft ähnlich wie bei der äusseren Luftdüse 120 stärker werden. Insbesondere können mehrere Düseneinlässe 101 sich radial nach außen von dem Belüftungsloch 300 aus erstrecken.
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Mehrere Luftdüsen 100 können vorgesehen sein. Daher können mehrere Düseneinlässe 101 und mehrere Düsenauslässe 102 vorgesehen sein. Unter Bezugnahme auf die 5 können mehrere Luftdüsen 100 radialsymmetrisch angeordnet sein, und mehrere Düseneinlässe 101 können ebenfalls radialsymmetrisch angeordnet sein. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht auf die Anzahl und Anordnungsstruktur der Luftdüse 100, des Düseneinlasses 101 und des Düsenauslasses 102 beschränkt und umfasst Sattelbremsen mit verschiedenen Anzahlen und Anordnungsstrukturen.
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Die 4 ist eine vergrösserte Ansicht, die eine Bremsscheibe 10 mit einer inneren Luftdüse 110 darstellt, die mit Düsenauslässen 102 und Düseneinlässen 101 mit unterschiedlichen Radien versehen ist, gemäss der dritten Ausführungsform.
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Unter Bezugnahme auf die 4 umfasst die innere Luftdüse 110 gemäss der dritten Ausführungsform den Düsenauslass 102 und den Düseneinlass 101 mit unterschiedlichen Radien sowie die Luftdüse 100, bei der der Luftströmungsweg innerhalb der Luftdüse 100 gekrümmt sein kann.
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Der Düsenauslass 102 kann einen kleineren Radius als den des Düseneinlasses 101 haben. Daher kann die in die Luftdüse 100 strömende Aussenluft stärker auf den Bremsklotz 20 geblasen werden.
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Der zwischen dem Düseneinlass 101 und dem Düsenauslass 102 in der Luftdüse 100 vorgesehene Weg ist zunächst vertikal in der radialen Richtung der Bremsscheibe 10 am Düseneinlass 101 ausgebildet, und ist dann gekrümmt bis zum Düsenauslass 102 ausgebildet, der an der Innenfläche der Bremsscheibe 10 vorgesehen ist. Dadurch wird die in den Düseneinlass 101 eingeführte Luft mit dem geringsten Widerstand durch den Düsenauslass 102 ausgeströmt, und kann stärker auf den Bremsklotz 20 geblasen werden.
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Die Sattelbremse gemäss der vorliegenden Ausführungsform mit einer solchen Konfiguration umfasst die Luftdüse 100, die die inneren Luftdüsen 110 und die äusseren Luftdüsen 120 umfasst, in der Bremsscheibe 10, und daher kann das Schleppmomentphänomen verhindert werden, bei dem die Bremsscheibe 10 und der Bremsklotz 20 beim Bremsen einander berühren, und die Luftdüse ersetzt die Klotzfeder als Verbrauchsmaterial, oder stellt einen konstanten Abstand zwischen dem Bremsklotz 20 und der Bremsscheibe 10 zusammen mit der Klotzfeder sicher, wodurch die Kosten und Wartungskosten des Fahrzeugs eingespart werden. Auch die Kraftstoffeffizienz, die aufgrund des Schleppmoments gesenkt wurde, kann verbessert werden.
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[Liste der Bezugszeichen]
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- 10
- Bremsscheibe
- 100
- Luftdüse
- 110
- innere Luftdüse
- 120
- äussere Luftdüse
- 101
- Düseneinlass
- 102
- Düsenauslass
- 200
- Rille
- 300
- Belüftungsloch
- 20
- Bremsklotz