DE102004056645B4

DE102004056645B4 - Innenbelüftete Bremsscheibe

Info

Publication number: DE102004056645B4
Application number: DE102004056645.3A
Authority: DE
Inventors: Rainer Janssen
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 2004-11-24
Filing date: 2004-11-24
Publication date: 2018-03-29
Anticipated expiration: 2024-11-25
Also published as: DE102004056645A1

Abstract

Innenbelüftete Bremsscheibe mit zwei gegenüberliegenden Reibringscheiben (2, 3), die jeweils mindestens eine außenseitige Reibfläche (4, 5) und eine innenliegende Rückseite aufweisen, und zwischen den gegenüberliegenden Reibringscheiben (2, 3) vorgesehenen Belüftungskanälen (7), dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Belüftungskanal (7) wellenförmige Wandabschnitte (12, 13) mit in Durchströmrichtung aufeinanderfolgenden Wellenbergen und Wellentälern aufweist und diese wellenförmigen Wandabschnitte (12, 13) an zumindest einer der innenliegenden Rückseiten der Reibringscheiben (2, 3) vorgesehen sind.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine innenbelüftete Bremsscheibe nach dem Oberbegriff von Patentanspruch 1.
Bremsscheiben mit zwei gegenüberliegenden Reibringscheiben und zwischen diesen vorgesehenen Belüftungskanälen, die beispielsweise in Scheibenbremsen von Kraftfahrzeugen eingesetzt werden, sind unter anderem aus DE 199 48 009 C1 bekannt.
Um die beim Bremsen entstehende Abwärme besser abzuführen, ist es weiterhin bekannt, die wärmeabgebende Oberfläche zu erhöhen. Hierzu ist es gebräuchlich, die Reibflächen der Reibringscheiben mit Bohrungen zu versehen.
Eine weitere Maßnahme besteht darin, die Verbindungsabschnitte zwischen den Reibringscheiben, welche die Belüftungskanäle begrenzen, als Ventilationsschaufeln auszubilden, wie dies in DE 199 57 484 A1 beschrieben wird.
Aus der DE 100 41 646 A1 ist überdies bekannt, die Rückseiten der Reibringscheiben im Bereich der Belüftungskanäle mit kreisförmigen oder kreisringförmigen Vertiefungen zu versehen.
Anstelle von Vertiefungen können auch eine Vielzahl von Noppen vorgesehen werden, wie dies in GB 2 116 654 A und DE 103 14 393 A1 beschrieben ist.
Ferner werden in DE 44 30 280 A1 Rippen vorgeschlagen, welche sich quer zur Durchströmrichtung erstrecken.
Eine innenbelüftete Bremsscheibe nach dem Oberbegriff von Patentanspruch 1 ist aus US 2,345,017 A bekannt. Bei dieser sind die Reibscheiben verbindende Querstege, welche die Belüftungskanäle in Umfangsrichtung begrenzen, abwechselnd mit Rippen versehen.
Vor diesem Hintergrund liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, die Kühlleistung an einer innenbelüfteten Bremsscheibe weiter zu erhöhen.
Diese Aufgabe wird durch eine innenbelüftete Bremsscheibe mit den Merkmalen von Patentanspruch 1 gelöst.
Durch die wellenförmigen Oberflächen im Belüftungskanal entstehen beim Durchströmen besonders günstige Wirbel, die den Wärmeübergang von der Bremsscheibe zum Kühlmedium verbessern. Hieraus resultiert eine erhöhte Kühlleistung der Bremsscheibe.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in weiteren Patentansprüchen angegeben.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen näher dargestellt. Die Zeichnung zeigt in:
1 eine Ansicht einer Bremsscheibe nach einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung im Halbschnitt, und in
2 eine Ansicht durch eine Bremsscheibe nach einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung im Halbschnitt.
Das erste Ausführungsbeispiel in 1 zeigt eine innenbelüftete Bremsscheibe 1 für eine Kraftfahrzeug-Scheibenbremse. Diese umfasst zwei Reibringscheiben 2 und 3, die jeweils eine außenseitige Reibfläche 4 bzw. 5 aufweisen. An eine der Reibringscheiben 3 schließt ein Scheibentopf 6 an, über den die Bremsscheibe 1 am Fahrzeug befestigbar ist. Bei dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel sind die beiden Reibringscheiben 2 und 3 sowie der Scheibentopf 6 einstückig ausgebildet. Für die nachfolgend näher erläuterte Kühlung der Bremsscheibe ist dies jedoch nicht zwingend. Vielmehr ist es auch möglich, die Reibringscheiben 2 und 3 am Scheibenkopf 6 zu befestigen oder die Reibringscheiben 2 und 3 mehrteilig auszubilden.
Zwischen den Reibringscheiben 2 und 3 sind eine Vielzahl von Belüftungskanälen 7 vorgesehen, welche eine radial innenliegende Einlassöffnung 8 sowie eine am Außenumfang 9 befindliche Auslassöffnung 10 aufweisen. Die Belüftungskanäle 7 können radial zur Bremsscheibemitte ausgerichtet sein. Es ist jedoch auch möglich, diese gegenüber der Radialrichtung anzuwinkeln und/oder bogenförmig zu krümmen.
In Umfangsrichtung werden die Belüftungskanäle 7 durch Verbindungsabschnitte 11 begrenzt, die die Reibringscheiben 2 und 3 miteinander verbinden.
Erfindungsgemäß weist mindestens ein Belüftungskanal 7 in Durchströmrichtung wellenförmige Wandabschnitte 12 und 13 auf. Vorzugsweise werden alle Belüftungskanäle 7 gleichartig ausgebildet.
Bei dem in 1 dargestellten ersten Ausführungsbeispiel befinden sich die wellenförmigen Wandabschnitte 12 und 13 jeweils an den innenliegenden Rückseiten der Reibringscheiben 2 und 3. Alternativ hierzu kann auch bloß eine Rückseite einer Reibringscheibe 2 bzw. 3 in Durchströmrichtung wellenförmig ausgebildet werden. Durch die in Durchströmrichtung aufeinanderfolgenden Wellenberge und Wellentäler wird in dem Belüftungskanal 7 die Turbulenz erhöht, wobei aufgrund der hier gewählten Anordnung vor allem der Wärmeübergang zwischen den Reibringscheiben 2 und 3 und dem Kühlungsmedium verbessert wird.
Vorzugsweise ist die Wellung in einem Belüftungskanal 7 so ausgeführt, dass einem Wellenberg an der einen Seite ein Wellental an der anderen Seite gegenüberliegt.
Die Wellung des Belüftungskanals 7 kann sich über dessen gesamte Länge erstrecken. Wie 1 zeigt, weist der Belüftungskanal 7 nach dem ersten Ausführungsbeispiel einen ersten, einlassseitigen Abschnitt 14 mit in Durchströmrichtung wellenförmigen Wandabschnitten 12 und 13 auf, an den jedoch ein zweiter, auslassseitiger Abschnitt 15 mit glattflächiger Wandung oder alternativ abgeschwächter Wellung anschließt.
Zur Vermeidung von Strömungsverlusten kann der den Belüftungskanälen 7 vorgelagerte Einlassbereich 16 gegenüber der Ebene der Reibringscheiben 2 und 3 etwas angewinkelt und mit weich gekrümmten Luftleitabschnitten 17 und 18 versehen werden. Insbesondere kann hierzu der Übergangsbereich 19 zwischen einer Reibringscheibe 3 und dem Scheibenkopf 6 in Richtung der gegenüberliegenden Reibringscheibe 12 vorgewölbt werden.
Von dem in 1 dargestellten Ausführungsbeispiel sind zahlreiche Abwandlungen möglich.
So kann beispielsweise der Abstand der Wellenberge und Wellentäler in Durchströmrichtung verändert werden, um an den Rückseiten der Reibringscheiben 2 und 3 entlang des gesamten Belüftungskanals 7 für eine starke Verwirbelung und damit für einen guten Wärmeübergang zu sorgen. Die Auslegung der Abstände zwischen den Wellenbergen und Wellentälern erfolgt in Abhängigkeit der Zunahme des Durchströmquerschnitts in Richtung auf die Auslassöffnung 15 und damit in Abhängigkeit der Strömungsgeschwindigkeit im Belüftungskanal 7.
Weiterhin ist es möglich, die Amplituden der Wellenberge in Durchströmrichtung zu variieren.
Bei dem in 2 dargestellten zweiten Ausführungsbeispiel nehmen sowohl die Abstände als auch die Amplituden in Richtung auf die Auslassöffnung 15 ab, wie dies durch die wellenförmigen Wandanschnitte 12' und 13' dargestellt ist.
In weiterer Abwandlung der vorstehend erläuterten Ausführungsbeispiele können alternativ oder ergänzend zu den Rückseiten der Reibringscheiben 2 und 3 wellenförmigen Wandabschnitte an den Verbindungsabschnitten 11 zwischen den Reibringscheiben 2 und 3 vorgesehen werden.
Bezugszeichenliste

1: Bremsscheibe
2: Reibringscheibe
3: Reibringscheibe
4: Reibfläche
5: Reibfläche
6: Scheibentopf
7: Belüftungskanal
8: Einlassöffnung
9: Außenumfang
10: Auslassöffnung
11: Verbindungsabschnitt
12, 12': wellenförmiger Wandabschnitt
13, 13': wellenförmiger Wandabschnitt
14: einlassseitiger Abschnitt des Belüftungskanals
15: auslassseitiger Abschnitt des Belüftungskanals
16: Einlassbereich
17: Luftleitfläche
18: Luftleitfläche

Claims

Innenbelüftete Bremsscheibe mit zwei gegenüberliegenden Reibringscheiben (2, 3), die jeweils mindestens eine außenseitige Reibfläche (4, 5) und eine innenliegende Rückseite aufweisen, und zwischen den gegenüberliegenden Reibringscheiben (2, 3) vorgesehenen Belüftungskanälen (7), dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Belüftungskanal (7) wellenförmige Wandabschnitte (12, 13) mit in Durchströmrichtung aufeinanderfolgenden Wellenbergen und Wellentälern aufweist und diese wellenförmigen Wandabschnitte (12, 13) an zumindest einer der innenliegenden Rückseiten der Reibringscheiben (2, 3) vorgesehen sind.
Innenbelüftete Bremsscheibe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein den Belüftungskanälen (7) vorgelagerter Einlassbereich (16) gegenüber der Ebene der Reibringscheiben (2, 3) etwas angewinkelt und mit weich gekrümmten Luftleitabschnitten (17) und (18) versehen ist.
Innenbelüftete Bremsscheibe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein Übergangsbereich (19) zwischen einer der Reibringscheiben (3) und einem an diese anschließenden Scheibenkopf (6) in Richtung der gegenüberliegenden Reibringscheibe (12) vorgewölbt ist.
Innenbelüftete Bremsscheibe nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Reibringscheiben (2, 3) über Verbindungsabschnitte (11) miteinander verbunden sind, wobei benachbarte Verbindungsabschnitte (11) jeweils einen Belüftungskanal (7) begrenzen, und dass in Durchströmrichtung wellenförmigen Wandabschnitte an diesen Verbindungsabschnitten (11) vorgesehen sind.
Innenbelüftete Bremsscheibe nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Belüftungskanal (7) einen ersten, einlassseitigen Abschnitt (14) mit in Durchströmrichtung wellenförmigen Wandabschnitten (12, 13) aufweist, an den ein zweiter, auslassseitiger Abschnitt (15) mit glattflächiger Wandung oder abgeschwächter Wellung anschließt.
Innenbelüftete Bremsscheibe nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass einem Wellenberg an der einen Seite einem Wellental an der anderen Seite gegenüberliegt.
Innenbelüftete Bremsscheibe nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass sich der Abstand der Wellenberge und Wellentäler in Durchströmrichtung verändert.
Innenbelüftete Bremsscheibe nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstand zwischen aufeinanderfolgenden Wellenbergen in Durchströmrichtung abnimmt.
Innenbelüftete Bremsscheibe nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Amplituden der Wellenberge in Durchströmrichtung verändern.
Innenbelüftete Bremsscheibe nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Amplituden der Wellenberge in Durchströmrichtung abnehmen.