SE531202C2

SE531202C2 - Brake disc and vehicle

Info

Publication number: SE531202C2
Application number: SE0601873A
Authority: SE
Inventors: Jonas Hagsjoe
Original assignee: Scania Cv Abp
Priority date: 2006-09-13
Filing date: 2006-09-13
Publication date: 2009-01-13
Also published as: DE102007043306B4; SE0601873L; DE102007043306A1

Description

25 30 531 202 Ytterligare fördelar uppnås med vad som anges i respektive beroende patentkrav. 530 531 202 Further advantages are achieved with what is stated in the respective dependent claims.

KORT BESKRIVNING AV RITNINGARNA Föreliggande uppfinning kommer att förstås bättre med hänvisning till följ ande de- talj erade beskrivning läst tillsammans med bifogade ritningar, där lika hänvisningar hänför sig till lika delar och i vilken - Fig. l schematiskt i ett axiellt visar snitt en känd bromsskiva i ett vilotillstånd, prickat, och ett till följd av bromsning temporärt deformerat tillstånd, heldraget, - Fig. 2 schematiskt i ett axiellt snitt visar en första utíöringsfonn av en bromsskiva enligt föreliggande uppfinning, - Fig. 3 schematiskt i ett axiellt snitt visar en andra utföringsform av en bromsskiva enligt föreliggande uppfinning och - Fig. 4 schematiskt visar elementindelning för FEM-beräkningar av bromsskivan enligt ñg. 3.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The present invention will be better understood with reference to the following detailed description read in conjunction with the accompanying drawings, in which like references refer to like parts and in which - Fig. 1 schematically in an axial section shows a known brake disc in a rest condition, dotted, and a condition temporarily deformed as a result of braking, drawn, - Fig. 2 schematically in an axial section shows a first embodiment of a brake disc according to the present invention, - Fig. 3 schematically in an axial section shows a second embodiment of a brake disc according to the present invention and - Fig. 4 schematically shows element division for FEM calculations of the brake disc according to ñg. 3.

I ﬁg. 1 betecknas med l en bromsskiva, vilken enligt det i ﬁg. l visade utförandet är av känt slag, varvid bromsskivan, vilken i sitt ursprungliga tillstånd visas väsentli- gen prickat, innefattar ett ringformigt fástparti 2, anordnat för att fasta bromsskivan vid ett fordonshjul, ett väsentligen rörformigt halsparti 3 med väsentligen konstant väggtj ocklek a sträckande sig från fástpartiet axiellt hos bromsskivan och uppbäran- de tvärs sin axiella riktning ett bromsskivelement 4 innefattande tvenne motstående ringforrniga skivelement 5, 6 och ett mellan skivelementen anordnat ventilationspar- ti 7, varvid halspartiet vid sin från fástpartiet vända ände 8 övergår i ett första skiv- element 5, vilket uppbär ventilationspartiet 7 och ett andra skivelement 6. Väsentli- 10 15 20 25 531 202 3 gen heldraget i ﬁg. l visas bromsskivan i deformerat tillstånd, där deformation sker till följd av uppvärmning genom bromsning, vid vilken motstående bromsbelägg, ej visade, pressas mot skivelementens 5, 6 slitytor 5', 6°, respektive. Deformationen utrnärks särskilt av att halspartiet vidgar sig vid sin bromsskiveelementet uppbäran- de ände och att bromsskiveelementet vinklas i riktning mot fástpartiet.I ﬁ g. 1 is denoted by l a brake disc, which according to that in ﬁ g. The embodiment shown is of known type, the brake disc, which in its original state being shown substantially dotted, comprising an annular fastening portion 2, arranged to fasten the brake disc to a vehicle wheel, a substantially tubular neck portion 3 with substantially constant wall thickness a extending from the fastening portion axially of the brake disc and supporting transversely to its axial direction a brake disc element 4 comprising two opposite annular disc elements 5, 6 and a ventilation portion 7 arranged between the disc elements, the neck portion at its end 8 facing away from the mounting portion merging into a first disc element 5, which carries the ventilation portion 7 and a second disc element 6. Essentially the solid feature in ﬁ g. 1, the brake disc is shown in a deformed state, where deformation occurs as a result of heating by braking, in which case opposing brake pads, not shown, are pressed against the wear surfaces 5 ', 6 °, wear surfaces 5', 6 °, respectively. The deformation is particularly distinguished by the fact that the neck portion widens at its supporting end of the brake disc element and that the brake disc element is angled in the direction of the fastening portion.

Vid den i ﬁg. 2 visade forsta utfóringsformen av en bromsskiva l enligt uppﬁnning- en har halspartiet givits en utformning, vilken väsentligt minskar eller väsentligen eliminerar defonnationen enligt ﬁg. 1 av bromsskivan vid gängse uppvärmning, var- vid vinklingen av bromsskiveelementet väsentligt minskas eller väsentligen elirnine- IaS .At the i ﬁ g. 2 shows the first embodiment of a brake disc 1 according to the invention, the neck portion has been given a design which substantially reduces or substantially eliminates the defonation according to ﬁ g. 1 of the brake disc during normal heating, whereby the angle of the brake disc element is significantly reduced or substantially elirnine-IaS.

Utmärkande för halspartiets utformning är härvid en varierande väggtj ocklek utmed halspartiet, varvid särskilt utmärkande är att halspartiet dels i anslutning till att det övergår i fästpartiet och dels i anslutning till att det övergår i bromsskiveelementet innefattar en förtunning 9, 10, respektive, av halspartiets vägg, exempelvis såsom visas i ﬁg. 2.Characteristic of the design of the neck portion is a varying wall thickness along the neck portion, whereby a special feature is that the neck portion partly in connection with it merging into the mounting portion and partly in connection with it merging into the brake disc element comprises a thinner 9, 10, respectively, of the neck portion wall , for example as shown in ﬁ g. 2.

Fig. 2 skall ses som en övergripande illustration av bromsskivan och en bromsskiva enligt uppfinningen skall i och för sig ej anses begränsad till bl a de måttangivelser som återges i ﬁg. 2. Enligt det i ﬁg. 2 visade utförandet har halspartiet ett mot bromsskiveelementet en sig något vidgande konfiguration.Fig. 2 should be seen as an overall illustration of the brake disc and a brake disc according to the invention should not in itself be considered limited to, among other things, the dimensions given in ﬁ g. 2. According to the i ﬁ g. 2, the neck portion has a slightly widening configuration against the brake disc element.

Varje fórtunning 9, 10 utbildas företrädesvis medelst en i omkretsled hos halsparti- ets yttre mantelyta 3' anordnad och löpande urtagning ll, 12, respektive, i halsparti- ets vägg. Varje urtagning har en, sett i ett axiellt snitt, hålkälsliknande konfiguration samt mjuka övergångar med krökningsradier av väsentlig storlek till invidliggande halspartipartier. 10 15 20 25 30 531 202 4 Vid den i ﬁg. 3 visade utföringsformen är halspartiet utformat väsentligen såsom vid den i ﬁg. 2 visade, dvs med urtagningar ll, 12 i den yttre mantelytan, där urtagning- arna har en hålkälsliknande konfiguration och mjuka övergångar till invidliggande partier. Halspartiet enligt denna utföringsform uppvisar dock en i riktning mot fäst- partiet något sig vidgande konfiguration, såsom framgår av ﬁg. 3.Each furnace 9, 10 is preferably formed by means of a circumferential joint 11 and 12, respectively, arranged in the circumferential direction of the outer mantle surface 3 'of the neck portion, and in the wall of the neck portion. Each recess has, seen in an axial section, a hole-like configuration and smooth transitions with radii of curvature of significant size to adjacent neck portion portions. 10 15 20 25 30 531 202 4 At the i ﬁ g. 3, the neck portion is formed substantially as in the embodiment shown in Figs. 2, ie with recesses 11, 12 in the outer jacket surface, where the recesses have a hollow-like configuration and smooth transitions to adjacent portions. The neck portion according to this embodiment, however, has a slightly widening configuration in the direction of the fastening portion, as can be seen from ﬁ g. 3.

Vidare uppvisar det andra skivelementet 6 en väsentligt större tjocklek än det första skivelementet 5 i bromsskivans axiella riktning. Ett sådant utförande kan även an- vändas vid den i ﬁg. 2 visade utföringsformen. Tjockleksskillnaden de ringformiga skivelementen emellan bidrager till att ytterligare motverka att bromsskiveelementet vinklas i riktning mot fästpartiet vid uppvärmning. En typisk tjockleksskillnad är att det tjockare skivelementet 6 är ca 1,5 gånger så tjock som det tunnare skivelementet 5. En typisk absolut tj ockleksskillnad indikeras av ett föredraget utförande där tj ock- leken hos det tunnare skivelementet 5 är ca 12 mm och tjockleken hos det tjockare skivelementet är ca 18,5 mm.Furthermore, the second disc element 6 has a substantially greater thickness than the first disc element 5 in the axial direction of the brake disc. Such an embodiment can also be used with the one in ﬁ g. 2. The difference in thickness between the annular disc elements contributes to further counteracting that the brake disc element is angled in the direction of the mounting portion during heating. A typical thickness difference is that the thicker disc element 6 is about 1.5 times as thick as the thinner disc element 5. A typical absolute thickness difference is indicated by a preferred embodiment where the thickness of the thinner disc element 5 is about 12 mm and the thickness of the thicker disc element is about 18.5 mm.

Tjockleken hos ventilationspartiet är typiskt cab 10-15 % tjockare än det tunnare skivelementet vid olika tjocka skivelement, ﬁg. 3, eller ett skivelements tjocklek vid lika tjocka skivelement, ﬁg. 2.The thickness of the ventilation portion is typically cab 10-15% thicker than the thinner plate element at different thickness plate elements, ﬁ g. 3, or the thickness of a disc element at equally thick disc elements, ﬁ g. 2.

Bromsskivor enligt uppfinningen är företrädesvis utförda av gjutjärn av för broms- skivor gängse slag och företrädesvis gjutna i ett stycke och vid behov rensvarvade till enligt uppﬁnningen önskad och föredragen konﬁguration. En strävan är dock att gjutningen utförs så att efterbearbetning kan undvikas.Brake discs according to the invention are preferably made of cast iron of the type commonly used for brake discs and are preferably cast in one piece and, if necessary, turned clean to the desired and preferred configuration according to the invention. One aim, however, is for the casting to be carried out so that post-processing can be avoided.

Funktionen hos brornsskivan enligt uppfinningen torde i väsentlig och tillräcklig omfattning framgått ovan.The function of the well disk according to the invention should be shown to a substantial and sufficient extent above.

Genom halspartiets utformning med förtunningar 9, 10 av halspartiväggen vid hals- partiets ändar upptages bromsskivelementets deformation, inducerad av temperatur- 10 15 20 25 30 53 'l 202 5 höjning till följd av bromsning, utan eller med väsentligt mindre vinkling av broms- skiveelementet än vid kända bromsskivor av det här aktuella slaget. Genom att en- ligt uppfinningen även utforma bromsskivan med olika tjocka skivelement 5, 6 kan vinklingen elimineras eller ytterligare minskas i beroende av vinklingens storlek.Due to the design of the neck portion with thinnings 9, 10 of the neck portion wall at the ends of the neck portion, the deformation of the brake disc element, induced by temperature increase due to braking, is absorbed without or with significantly less angle of the brake disc element than in the case of known brake discs of this type. According to the invention, by also designing the brake disc with different thick disc elements 5, 6, the angle can be eliminated or further reduced depending on the size of the angle.

Den minskade/eliininerade vinklingen medför att tillväxt av värmesprickor i bromsskiveelementets slitytor sker väsentligt långsammare än vid kända bromsski- vor av det här aktuella slaget.The reduced / eliminated angle means that growth of heat cracks in the wear surfaces of the brake disc element takes place significantly more slowly than with known brake discs of the type in question.

Det förtjänar påpekas att detaljutformning av en bromsskiva enligt uppﬁnningen för att uppnå väsentligt minskad eller eliminerad vinkling av bromsskiveelementet i riktning mot fästpartiet beror av bl a halsens godstjocklek, godstjocklek i övergång mellan hals och bromsskiveelement och skivelementens utsträckning i radíell led.It is worth noting that detailed design of a brake disc according to the invention to achieve significantly reduced or eliminated angle of the brake disc element in the direction of the mounting portion depends on, among other things, the neck thickness of the neck, thickness in the transition between neck and brake disc elements and the extension of the disc elements.

Ovan har uppfinningen beskrivits i anslutning till föredragna utföringsforrner och utföringsexempel.The invention has been described above in connection with preferred embodiments and exemplary embodiments.

Naturligtvis kan ﬂer utföringsforrner liksom mindre förändringar och komplette- ringar tänkas utan att den grundläggande uppﬁnningstanken därför frångås.Of course, your embodiments as well as minor changes and additions are conceivable without departing from the basic idea of invention.

Som nämnts är sålunda måttangivelsema i ﬁg. 2 att anse som exempel.Thus, as mentioned, the measurements in ﬁ g. 2 to be considered as an example.

Enligt föredragna utföranden ökar halspartiets väggtj ocklek i riktning från fästparti- et mellan förtunningama 9, 10 i anslutning till halspartiets ändar.According to preferred embodiments, the wall thickness of the neck portion increases in the direction from the fastening portion between the thinners 9, 10 in connection with the ends of the neck portion.

Utföranden kan i och för sig tänkas där törtunning av halspartiets vägg åstadkom- mes med urtagningar i halspartiets inre mantelyta.Designs are per se conceivable where dry thinning of the wall of the neck portion is achieved with recesses in the inner mantle surface of the neck portion.

Uppﬁnningen skall således ej anses begränsad till ovan angivna utföringsformer ' utan kan varieras inom sin av bifogade patentkrav angivna ram.The invention is thus not to be considered limited to the above-mentioned embodiments, but can be varied within the scope specified by the appended claims.

Claims

10 15 20 25 30 531 202 PATENT REQUIREMENTS

Brake disc for disc brake comprising an annular fastening portion arranged to attach the brake disc to a vehicle wheel, a substantially tubular neck portion extending from the load portion axially of the brake disc and supporting transversely to its axial direction a brake disc element comprising a first annular disc member and a second, and a ventilation portion arranged between the disc elements, the neck portion at its end facing away from the fastening portion merging into the first disc element, which supports the ventilation portion and the second disc element, where the neck portion (3) has a thickness varying along its axial extent, characterized in the neck portion (3) partly in connection with it being transferred to the fastening portion (2) and partly in connection with it being transferred to the well disk element (4) and hereby in the first disk element (5) comprises a thinner (9, 10) of the wall portion of the neck for controlling the deformation of the brake disc at the induction of braking elevated temperature, each thinner consisting of a circumferential joint of the neck portion (3 ”) arranged and running recess (11, 12), which has a, seen in an axial section, cavity-like configuration and soft transitions with radii of curvature of significant size to adjacent neck portion portions.

Brake disc according to Claim 1, characterized in that the neck portion has a slightly widening diameter in the direction of the fastening portion or in the direction from the fastening portion.

Brake disc according to Claims 1 or 2, characterized in that the wall thickness of the neck portion increases in the direction from the fastening portion between the thinnings (9, 10) in connection with the ends of the neck portion.

Brake disc according to one of Claims 1 to 3, characterized in that the second disc element (6) has a substantially greater thickness than the first disc element (5) in the axial direction of the brake disc.

Brake disc according to claim 4, characterized in that the thickness of the second disc element is about 1.5 times the thickness of the first disc element. 10 531 202 7

Brake disc according to one of Claims 1 to 5, characterized in that the thickness of the ventilation section is approximately 1.10 - 1.15 times the thickness of the first disc element (5).

Brake disc according to one of Claims 1 to 6, characterized in that it is made essentially of cast iron and in that it is preferably cast in one piece and then, if necessary, machined to the appropriate extent to the desired configuration.

Vehicle, characterized in that it comprises brake discs according to any one of claims 1-7.

Vehicle according to claim 8, characterized in that the vehicle is a truck.