DE19533136A1 - Scheibenbremsenrotor - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Scheibenbremsenrotor einer Scheibenbremseinrichtung zur Verwendung in einem Fahrzeug oder dergleichen.

Ein herkömmlicher Scheibenbremsenrotor hat scheibenförmige Gleitplatten OP und IP auf der Außenseite und der Innenseite, die in axialer Richtung voneinander getrennt vorgesehen sind, und hat eine Vielzahl von Trennwänden F, die radial zwischen der außenseitigen und innenseitigen Gleitplatte ausgebildet sind, um Einlaßöffnungen I, Auslaßöffnungen O und Radialkanäle H zwischen den jeweiligen Trennwänden zu bilden. Gemäß Fig. 17 bis 20 ist der herkömmliche Scheibenbremsenrotor so ausgeführt, daß der Abstand zwischen den gegenüberliegenden Oberflächen der scheibenförmigen Gleitplatten OP und IP auf der Außenseite und der Innenseite in radialer Richtung konstant ist (Fig. 17), die der innen liegenden Gleitplatte IP gegenüberliegende Fläche der außenseitigen Gleitplatte OP als Schrägfläche TO (Fig. 18) ausgebildet ist, die gegenüberliegenden Oberflächen der außenseitigen und der innenseitigen Gleitplatten OP und IP als Schrägflächen TO und TI (Fig. 19) ausgebildet sind oder daß die gegenüberliegenden Flächen der außenseitigen und innenseitigen Gleitplatten OP und IP als bogenförmige Flächen CO und CI (Fig. 20) ausgebildet sind.

Bei dem in Fig. 17 gezeigten herkömmlichen Scheibenbremsenrotor ist der Abstand zwischen gegenüberliegenden Flächen der scheibenförmigen Gleitplatten OP und IP auf der Außenseite und der Innenseite in radialer Richtung konstant und die Vielzahl der Trennwände F sind radial zwischen der außenseitigen und der innenseitigen Gleitplatte OP und IP ausgebildet. Folglich hat dieser herkömmliche Scheibenbremsenrotor den Nachteil, daß die Fläche der Einlaßöffnung I verkleinert ist, so daß der Einlaßwiderstand erhöht ist, wobei die mittlere Durchflußrate vermindert ist, je weiter der Strom der Außenseite kommt, wodurch der Wärmeübergangskoeffizient verringert ist.

Bei dem in Fig. 18 gezeigten herkömmlichen Scheibenbremsenrotor ist die der innenseitigen Gleitplatte IP gegenüberliegende Fläche der außenseitigen Gleitplatte OP insgesamt als Schrägfläche TO ausgebildet. Dieser herkömmliche Scheibenbremsenrotor hat den Nachteil, daß die Verminderung von Steifigkeit und Festigkeit eines Verbindungsabschnitts zwischen der außenseitigen Gleitplatte OP-und einer Nabe H eine thermische Deformation hervorruft, und daß der Temperaturanstieg in radialer Richtung infolge der Dickendifferenzen der außenseitigen Gleitplatte OP vergrößert ist, während eine Vergrößerung der Abmessungen erforderlich wäre, um das Sollgewicht des Rotors sicherzustellen.

Bei dem in Fig. 19 gezeigten herkömmlichen Scheibenbremsenrotor sind die gegenüberliegenden Flächen der außenseitigen und innenseitigen Gleitplatten OP und IP insgesamt als Schrägflächen TO und TI ausgebildet. Folglich hat dieser herkömmliche Scheibenbremsenrotor den Nachteil, daß eine durch die Verminderung der Steifigkeit und Festigkeit eines Verbindungsabschnitts zwischen der außenseitigen Gleitplatte OP und einer Nabe H hervorgerufene thermische Deformation auftritt, und daß die Temperaturverteilung bzw. der Temperaturunterschied in radialer Richtung infolge des Dickenunterschiedes der außenseitigen und innenseitigen Gleitplatte OP und IP vergrößert wird, während eine Vergrößerung der Abmessung erforderlich wäre, um das Sollgewicht des Rotors sicherzustellen.

Bei dem in Fig. 20 gezeigten herkömmlichen Scheibenbremsenrotor sind die gegenüberliegenden Flächen der außenseitigen und innenseitigen Gleitplatten OP und IP insgesamt als bogenförmige Flächen CO und CI ausgebildet und die in einer Vielzahl vorhandenen Trennwände F sind radial zwischen der außenseitigen und innenseitigen Gleitplatte OP und IP ausgebildet. Somit hat dieser herkömmliche Scheibenbremsenrotor den Nachteil, daß, da die Querschnittsfläche eines zwischen den Trennwänden F auf der Außenseite ausgebildeten Ventilationslochs abrupt vergrößert ist, der Druckwiderstand vergrößert ist und die Flußrate vermindert ist, daß eine durch die Verminderung von Steifigkeit und Festigkeit eines Verbindungsabschnitts zwischen der außenseitigen Gleitplatte OP und einer Nabe H hervorgerufene thermische Deformation auftritt, und daß die Temperaturverteilung in radialer Richtung infolge der Dickendifferenz der außenseitigen und innenseitigen Gleitplatten OP und IP vergrößert ist, während eine Vergrößerung der Abmessung erforderlich wäre, um das Sollgewicht des Rotors sicherzustellen.

Es ist ein Ziel der Erfindung, einen Scheibenbremsenrotor zu schaffen, der auf einer ersten erfindungsgemäßen technischen Idee beruht, nämlich daß ein Schrägabschnitt auf einer einer außenseitigen Gleitplatte gegenüberliegenden Fläche einer innenseitigen Gleitplatte ausgebildet ist, so daß ein Abstand zwischen außenseitiger und innenseitiger Gleitplatte in radial auswärtiger Richtung der außenseitigen und innenseitigen Gleitplatte allmählich abnimmt.

Ein weiteres Ziel der Erfindung ist es, einen Scheibenbremsenrotor zu schaffen, der auf einer zweiten erfindungsgemäßen technischen Idee beruht, nämlich daß ein Schrägabschnitt auf einer einer außenseitigen Gleitplatte gegenüberliegenden inneren Fläche einer innenseitigen Gleitplatte ausgebildet ist, und daß ein Abstand zwischen den gegenüberliegenden inneren Flächen der innenseitigen und außenseitigen Gleitplatten annähernd konstant ist.

Es ist Aufgabe der Erfindung, einen Scheibenbremsenrotor zu schaffen, bei dem eine Querschnittsfläche einer Einlaßöffnung vergrößert ist, um den Einlaßwiderstand zu vermindern, und bei dem die durch eine Verminderung der Steifigkeit und Festigkeit eines Verbindungsabschnitts zwischen der außenseitigen Gleitplatte und einer Nabe hervorgerufene thermische Deformation vermindert ist.

Ein weiteres Ziel der Erfindung ist es, einen Scheibenbremsenrotor vorzuschlagen, bei dem der Anstieg der Temperaturverteilung in radialer Richtung infolge der Dickendifferenz der außenseitigen Gleitplatte vermindert ist, und bei dem auf das Erfordernis der Vergrößerung der Abmessung zur Sicherstellung des Sollgewichts des Rotors verzichtet werden kann.

Ferner ist es ein Ziel der Erfindung, einen Scheibenbremsenrotor zu schaffen, bei dem der Anstieg eines Druckwiderstands und die Verminderung einer Flußrate durch Vermeiden einer abrupten Vergrößerung der Querschnittsfläche (plötzliche Erweiterung) eines zwischen den Trennwänden auf der Außenseite definierten Ventilationslochs verhindert ist.

Ein weiteres Ziel der Erfindung ist es, einen Scheibenbremsenrotor zu schaffen, mit
einem Paar innenseitiger und außenseitiger scheibenförmiger Gleitplatten, die axial innenseitig und außenseitig des Scheibenbremsenrotors vorgesehen sind, wobei die innenseitige und außenseitige Gleitplatte zueinander parallel und in Achsenrichtung voneinander getrennt sind;
einer Vielzahl Trennwände, die radial zwischen der innenseitigen und der außenseitigen Gleitplatte vorgesehen sind;
einer Vielzahl Kanäle, die radial zwischen der Vielzahl von Trennwänden ausgebildet sind;
einer Mehrzahl von mit der Vielzahl Kanäle verbundenen Einlaß- und Auslaßöffnungen, die sich radial einwärts und auswärts öffnen;
und einem auf der der außenseitigen Gleitplatte gegenüberliegenden Fläche der innenseitigen Gleitplatte ausgebildeten geneigten Abschnitt, so daß ein Abstand zwischen der innenseitigen und der außenseitigen Gleitplatte allmählich in radial auswärtiger Richtung abnimmt.

Ein anderes Ziel der Erfindung ist es, einen Scheibenbremsenrotor zu schaffen, bei dem die innenseitige Gleitplatte radial innere und äußere, der außenseitigen Gleitplatte gegenüberliegende Oberflächenabschnitte hat, und bei dem der geneigte Abschnitt einen mindestens auf dem inneren Oberflächenabschnitt der innenseitigen Gleitplatte ausgebildeten Schrägabschnitt hat, so daß eine Dicke der innenseitigen Gleitplatte allmählich in radial auswärtiger Richtung zunimmt.

Ein weiteres Ziel der Erfindung ist es, einen Scheibenbremsenrotor zu schaffen, bei dem die innenseitige und außenseitige Gleitplatte radial innere und äußere Flächenabschnitte haben, und bei dem ein Abstand zwischen den einander gegenüberliegenden äußeren Flächenabschnitten der innenseitigen und außenseitigen Gleitplatte annähernd konstant ist.

Ferner ist es ein Ziel der Erfindung, einen Scheibenbremsenrotor zu schaffen, bei dem der geneigte Abschnitt einen Schrägabschnitt aufweist, der über die gesamte radiale Länge der Oberfläche der innenseitigen Gleitplatte ausgebildet ist.

Ein weiteres Ziel der Erfindung ist es, einen Scheibenbremsenrotor zu schaffen, der ferner einen Schrägabschnitt aufweist, der auf dem inneren Oberflächenabschnitt der außenseitigen Gleitplatte, gegenüber der innenseitigen Gleitplatte ausgebildet ist, so daß eine Dicke der außenseitigen Gleitplatte allmählich in radial auswärtiger Richtung zunimmt.

Erfindungsgemäß hat der Scheibenbremsenrotor einen auf der der außenseitigen Gleitplatte gegenüberliegenden Oberfläche der innenseitigen Gleitplatte ausgebildeten geneigten Abschnitt, so daß der Zwischenraum oder Abstand zwischen der innenseitigen und außenseitigen Gleitplatte allmählich in radial auswärtiger Richtung abnimmt. Somit fließt der aus jeder großen Einlaßöffnung kommende Strom unter Passieren der Kanäle mit Ventilationslöchern, die eine geringe Änderung der Querschnittsfläche haben und von beidseitig angrenzenden Trennwänden, die radial vorgesehen sind, und einander gegenüberliegenden Flächen der außenseitigen Gleitplatte und der innenseitigen Gleitplatte mit dem geneigten Abschnitt begrenzt sind, aus jeder Auslaßöffnung.

Erfindungsgemäß ist es vorteilhaft, eine Scheibenbremsenrotor zu schaffen, bei dem der geneigte Abschnitt einen Schrägabschnitt aufweist, der mindestens am radial inneren Oberflächenabschnitt der innenseitigen Gleitplatte gegenüber der außenseitigen Gleitplatte ausgebildet ist. Somit fließt der von jeder großen Einlaßöffnung kommende Strom aus jeder Auslaßöffnung, indem er das Ventilationsloch passiert, das eine geringe Änderung der Querschnittsfläche aufweist und von den beidseitig angrenzenden Trennwänden, die radial vorgesehen sind, und den einander gegenüberliegenden radial inneren Flächen der außenseitigen Gleitplatte und der innenseitige Gleitplatte begrenzt sind, und fließt auch durch das Ventilationsloch an der Außenseite oder im äußeren Bereich, das keine Änderung des Abstands zwischen der außenseitigen und innenseitigen Gleitplatte aufweist.

Erfindungsgemäß ist es ferner vorteilhaft, einen Scheibenbremsenrotor zu schaffen, bei dem der geneigte Abschnitt einen Schrägabschnitt aufweist, der über die gesamte radiale Länge der der außenseitigen Gleitplatte gegenüberliegenden Fläche der innenseitigen Gleitplatte ausgebildet ist. Somit fließt der von jeder großen Einlaßöffnung kommende Strom aus jeder Auslaßöffnung, indem er das Ventilationsloch passiert, welches eine geringe Änderung der Querschnittsfläche aufweist und durch die beidseitig angrenzenden Trennwände, die radial vorgesehen sind, und den einander gegenüberliegenden Flächen der außenseitigen Gleitplatte und der innenseitigen Gleitplatte, die mit dem Schrägabschnitt versehen sind, begrenzt ist.

Erfindungsgemäß ist es ferner vorzuziehen, einen Scheibenbremsenrotor zu schaffen, bei dem die Schrägabschnitte jeweils auf den einander gegenüberliegenden inneren Flächenabschnitten der innenseitigen und außenseitigen Gleitplatten vorgesehen sind. Somit fließt der von jeder großen Einlaßöffnung kommende Strom aus jeder Auslaßöffnung, indem er das Ventilationsloch passiert, welches eine geringe Änderung der Querschnittsfläche aufweist und durch die beidseitig angrenzenden Trennwände, die radial vorgesehen sind, und die einander gegenüberliegenden inneren Flächenabschnitte der außenseitigen und innenseitigen Gleitplatten begrenzt ist, die jeweils mit den Schrägabschnitten versehen sind, und fließt auch durch ein Ventilationsloch an der Außenseite oder im äußeren Bereich, das keine Änderung des Abstands zwischen der außenseitigen und der innenseitigen Gleitplatte aufweist.

Wenn der geneigte Abschnitt auf der innenseitigen Gleitplatte derart ausgebildet ist, daß der Abstand zwischen der außenseitigen und innenseitigen Gleitplatte in radial auswärtiger Richtung allmählich abnimmt, ist die Fläche der Einlaßöffnung vergrößert, um den Einlaßwiderstand zu vermindern. Somit zeigt der erfindungsgemäße Scheibenbremsenrotor eine verbesserte Kühlleistung durch eine erhöhte Flußrate und verhindert eine durch die Verminderung der Steifigkeit und Festigkeit eines Verbindungsabschnitts zwischen der außenseitigen Gleitplatte und einer Nabe hervorgerufene thermische Deformation, während die Zunahme der Temperaturverteilung in radialer Richtung infolge der Dickendifferenz der außenseitigen Gleitplatte verhindert ist, da auf der außenseitigen Gleitplatte kein geneigter Abschnitt vorhanden ist.

Wenn der geneigte Abschnitt vollständig auf der Innenseite der innenseitigen Gleitplatte ausgebildet ist, so daß der Abstand zwischen der innenseitigen und außenseitigen Gleitplatte in radial auswärtiger Richtung allmählich abnimmt, ist die Fläche der Einlaßöffnung vergrößert, um den Einlaßwiderstand zu vermindern. Somit zeigt der erfindungsgemäße Scheibenbremsenrotor eine verbesserte Kühlkapazität oder -leistung durch eine vergrößerte Flußrate und verhindert eine durch die Verminderung der Steifigkeit und Festigkeit eines Verbindungsabschnitts zwischen der außenseitigen Gleitplatte und der Nabe hervorgerufene thermische Deformation, während der Anstieg der Temperaturverteilung in radialer Richtung infolge der Dickendifferenz der außenseitigen Gleitplatte verhindert ist, da auf der außenseitigen Gleitplatte kein geneigter Abschnitt ausgebildet ist.

Wenn der Schrägabschnitt vollständig auf der innenseitigen Gleitplatte ausgebildet ist, so daß der Abstand oder Zwischenraum zwischen der innenseitigen und außenseitigen Gleitplatte in radial auswärtiger Richtung allmählich abnimmt, ist die Fläche der Einlaßöffnung vergrößert, um den Einlaßwiderstand zu vermindern. Somit zeigt der erfindungsgemäße Scheibenbremsenrotor eine verbesserte Kühlkapazität oder Kühlleistung durch eine vergrößerte Flußrate und verhindert den Anstieg eines Druckwiderstands und die Verminderung einer Flußrate durch die abrupte Zunahme der Querschnittsfläche oder plötzliche Erweiterung des Ventilationslochs, da die Fläche jedes Ventilationslochs gleich groß gemacht wird, obwohl die beidseitig angrenzenden Trennwände radial angeordnet sind.

Wenn die Schrägabschnitte auf der Innenseite der innenseitigen und außenseitigen Gleitplatte vorgesehen sind, so daß der Abstand zwischen der innenseitigen und außenseitigen Gleitplatte in radial auswärtiger Richtung allmählich abnimmt, ist die Fläche der Einlaßöffnung zur Verminderung des Einlaßwiderstands vergrößert. Somit zeigt der erfindungsgemäße Scheibenbremsenrotor eine verbesserte Kühlkapazität durch eine vergrößerte Flußrate und kontrolliert bzw. begrenzt den Anstieg der Temperaturverteilung in Radialrichtung, bzw. den Temperaturanstieg in Radialrichtung infolge der Dickendifferenz der innenseitigen und außenseitigen Gleitplatte, da die Dickenänderung der auf der innenseitigen und außenseitigen Gleitplatte ausgebildeten Schrägabschnitte vermindert werden kann.

Die Erfindung wird nachstehend anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine teilweise aufgebrochene Perspektivansicht eines ersten bevorzugten Ausführungsbeispiels eines Scheibenbremsenrotors und verdeutlicht die Verteilung der Flußgeschwindigkeit in den Ventilationslöchern;

Fig. 2 einen Längsschnitt durch einen wesentlichen Abschnitt des ersten bevorzugten Ausführungsbeispiels des Scheibenbremsenrotors;

Fig. 3 eine teilweise aufgebrochene Perspektivdarstellung eines Zustands, in dem der Scheibenbremsenrotor des ersten Ausführungsbeispiels an einem Fahrzeug angebracht ist;

Fig. 4 eine Schnittdarstellung des Zustands, in dem der Scheibenbremsenrotor des ersten bevorzugten Ausführungsbeispiels zusammen mit einem Rad an einer Achse angebracht ist;

Fig. 5 einen Graph zur Verdeutlichung der Querschnittsfläche eines Ventilationslochs im ersten Ausführungsbeispiel und im Stand der Technik;

Fig. 6 einen Graph der Flußrate im ersten Ausführungsbeispiel und im Stand der Technik;

Fig. 7 einen Graph zur Darstellung der mittleren Luftflußgeschwindigkeit im Querschnitt eines Einlasses und eines Auslasses beim ersten Ausführungsbeispiel und beim Stand der Technik;

Fig. 8 einen Graph zur Verdeutlichung der mittleren Luftflußgeschwindigkeit im Querschnitt im Falle von 250, 500 und 750 Umdrehungen beim ersten Ausführungsbeispiel und beim Stand der Technik;

Fig. 9 einen Graph zur Verdeutlichung der mittleren Luftflußgeschwindigkeit im Querschnitt im Falle von 1000, 1250 und 1500 Umdrehungen beim ersten Ausführungsbeispiel und beim Stand der Technik;

Fig. 10 einen Graph zur Verdeutlichung der Kühlkapazität oder Kühlleistung des Rotors beim ersten Ausführungsbeispiel und im Stand der Technik;

Fig. 11 einen Graph zur Verdeutlichung des Kühlleistungsverhältnisses des Rotors des ersten Ausführungsbeispiels zum Stand der Technik;

Fig. 12 einen Graph zur Verdeutlichung des Wärmeübergangskoeffizienten beim ersten Ausführungsbeispiel und beim Stand der Technik;

Fig. 13 einen Graph zur Verdeutlichung des Wärmeübergangskoeffizientenverhältnisses des Rotors des ersten Ausführungsbeispiels zum Stand der Technik;

Fig. 14 einen Längsschnitt eines wesentlichen Abschnitts eines zweiten Ausführungsbeispiels eines Scheibenbremsenrotors;

Fig. 15 einen Längsschnitt eines wesentlichen Abschnitts eines dritten Ausführungsbeispiels eines Scheibenbremsenrotors;

Fig. 16 (a) einen Längsschnitt zur Verdeutlichung einer Modifikation eines Schrägabschnitts;

Fig. 16 (b) einen Längsschnitt zur Verdeutlichung einer anderen Modifikation eines Schrägabschnitts;

Fig. 16 (c) einen Längsschnitt zur Verdeutlichung einer weiteren Modifikation des Schrägabschnitts;

Fig. 17 einen Längsschnitt durch einen wesentlichen Abschnitt eines herkömmlichen Scheibenbremsenrotors;

Fig. 18 einen Längsschnitt durch einen wesentlichen Abschnitt eines zweiten herkömmlichen Scheibenbremsenrotors; Fig. 19 einen Längsschnitt durch einen wesentlichen Abschnitt eines dritten herkömmlichen Scheibenbremsenrotors; und

Fig. 20 einen Längsschnitt durch einen wesentlichen Abschnitt eines vierten herkömmlichen Scheibenbremsenrotors.

Ein erstes Ausführungsbeispiel eines Scheibenbremsenrotors wird in einer Scheibenbremseneinrichtung zur Verwendung in einem Automobil eingesetzt und führt, wie in Fig. 3 und 4 gezeigt ist, Luft, die aus einer zwischen einer Staubkappe DC und einem Rad WH ausgebildeten Ansaugöffnung S in ein Ventilationsloch eines Rotors. Eine genaue Beschreibung des ersten Ausführungsbeispiels des Scheibenbremsenrotors wird unter Bezugnahme auf Fig. 1 bis 13 gegeben.

Gemäß Fig. 1 bis 4 hat ein Scheibenbremsenrotor gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel innenseitige und außenseitige Gleitplatten 11 und 12, die parallel zueinander und in axialer Richtung einer Achse (nicht dargestellt) voneinander getrennt angeordnet sind, eine Vielzahl Rippen 2, die radial zwischen den Gleitplatten 11 und 12 angeordnete Trennwände aufweisen, eine Vielzahl Einlaß- und Auslaßöffnungen 31 und 32, die sich jeweils in radialer Richtung einwärts und auswärts öffnen, zwischen den Gleitplatten 11 und 12 eine Vielzahl Ventilationslöcher 4, die einen von den Gleitplatten 11 und 12 und den beidseitig angrenzenden Trennwänden 2 begrenzten Kanal aufweisen, und einen Schrägabschnitt 5, der auf dem radial inneren Flächenabschnitt der innenseitigen Gleitplatte gegenüber der außenseitigen Gleitplatte ausgebildet ist, so daß eine Dicke der innenseitigen Gleitplatte in radial auswärtiger Richtung allmählich zunimmt.

Gemäß Fig. 1 und 2 ist die außenseitige Gleitplatte 12 einstückig mit einem Nabenabschnitt 14 versehen, der einen Radbefestigungsabschnitt über einen Stufenabschnitt 13 zusammen mit der innenseitigen Gleitplatte 11 hat. Die außenseitige Gleitplatte 12 hat einen Außendurchmesser von 275 mm, einen Innendurchmesser von 165 mm und hat überall die gleiche Dicke von 10 mm in radialer Richtung. Gemäß Fig. 1 und 2 ist die innenseitige Gleitplatte 11 der außenseitigen Gleitplatte gegenüber angeordnet und hat 275 mm Außendurchmesser, und 165 mm Innendurchmesser. Ferner hat die innenseitige Gleitplatte 11 einen Schrägabschnitt 5 als geneigten Abschnitt, dessen Dicke in radial auswärtiger Richtung linear verringert ist, um die Höhe des Ventilationslochs 4 in Achsrichtung zu verringern. Der Schrägabschnitt 5 erstreckt sich über eine Länge von 25 mm, d. h. die Länge von 82.5 bis 107.5 mm Radius entsprechend dem Bereich von 45% des gesamten Ventilationslochs auf der Innenseite. Somit verhindert der Schrägabschnitt 5 den Anstieg eines Druckwiderstands infolge eines extremen Wechsels der Querschnittsfläche des Schrägabschnitts und vermindert die Querschnittsfläche des Ventilationslochs sanft, um die mittlere Luftflußgeschwindigkeit im Querschnitt zu verbessern.

Die Rippen 2 mit den Trennwänden sind gleichmäßig dick und einstückig in radialer Richtung zwischen der außenseitigen und innenseitigen Gleitplatte 11 und 12 im vorbestimmten Radialbereich ausgebildet. Das Ventilationsloch 4 wird verkleinert, wenn die Dicke der innenseitigen Gleitplatte 11 auf der Innenseite in radial auswärtiger Richtung linear ansteigt. An der Einlaßöffnung 31 hat das Ventilationsloch 15 mm Höhe und 8 mm Höhe am Auslaß des Schrägabschnitts 5 bzw. an der Auslaßöffnung 32. Da die Rippen 2 radial angeordnet sind, d. h. in radialer Richtung, wird die Querschnittsfläche des Ventilationslochs auf der Innenseite am Auslaß des Schrägabschnitts 5 am schmalsten, wie in Fig. 5 gezeigt ist. Dennoch ist die Änderung der Querschnittsfläche des Ventilationslochs verringert verglichen mit dem Stand der Technik, der mittels unterbrochener Linien in Fig. 5 gezeigt ist, bei dem, wie in Fig. 17 gezeigt ist, keine Schrägfläche vorgesehen ist.

Die Verminderung der Fläche, d. h. das Verhältnis der Querschnittsfläche (115 mm²) am Auslaß des Schrägabschnitts 5 zum Öffnungsquerschnitt (149 mm²) der Einlaßöffnung 31, wird mit annähernd 77% festgelegt. Bei dem Rotor mit den Abmessungen des ersten Ausführungsbeispiels kann, solange die Verminderung der Querschnittsfläche 70% oder darüber beträgt, die Flußrate der Einlaßöffnungsfläche entsprechen. Andererseits ist, wenn die Verminderung der Querschnittsfläche weniger als 70% beträgt, der Einlaßwiderstand vergrößert und macht es unmöglich, eine hinreichend verbesserte Flußrate zu erhalten.

Der Betrieb des ersten Ausführungsbeispiels wird nachfolgend beschrieben. Gemäß Fig. 1 und 2 hat der Scheibenbremsenrotor des zuvor beschriebenen ersten Ausführungsbeispiels den Schrägabschnitt 5 auf dem radial inneren Flächenabschnitt der innenseitigen Gleitplatte 11 gegenüber der außenseitigen Gleitplatte ausgebildet. Somit steuert der von jeder Einlaßöffnung 31 mit großem Öffnungsquerschnitt kommende Strom die Stromtrennung oder Stromaufspaltung am inneren Ende der innenseitigen Gleitplatte 11 und fließt aus jeder Auslaßöffnung 32 unter Passieren des Ventilationslochs 4, das eine geringe Änderung der Querschnittsfläche aufweist und von den beidseitig angrenzenden Rippen 2, die radial angeordnet sind, und den gegenüberliegenden Innenflächen der außenseitigen Gleitplatte 12 und der innenseitigen Gleitplatte 11 mit dem Schrägabschnitt 5 begrenzt ist, und fließt auch durch das Ventilationsloch auf der Außenseite, das keine Änderung des Abstands zwischen der außenseitigen und innenseitigen Gleitplatte 12 und 11 aufweist.

Da der Scheibenbremsenrotor des ersten Ausführungsbeispiels mit dem zuvor beschriebenen Betrieb die Schrägfläche 5 auf der Innenseite der innenseitigen Gleitplatte 11 ausgebildet hat, so daß der Abstand zwischen der innenseitigen und außenseitigen Gleitplatte 11 und 12 in radial auswärtiger Richtung allmählich abnimmt, ist die Öffnungsfläche jeder Einlaßöffnung 31 vergrößert, um den Einlaßwiderstand zu vermindern, während die Stromtrennung oder Stromaufspaltung am inneren Ende der innenseitigen Gleitplatte kontrolliert oder gesteuert ist, und die Änderung der Querschnittsfläche des Ventilationslochs 4 vermindert ist. Folglich zeigt der Scheibenbremsenrotor einen Anstieg der Flußrate und der mittleren Luftflußgeschwindigkeit, um die Kühlleistung des Rotors zu verbessern.

Bei ersten Ausführungsbeispiel des Scheibenbremsenrotors ist die Stromtrennung oder -aufspaltung auf der Innenseite der innenseitigen Gleitplatte kontrolliert oder gesteuert, und der Einlaßwiderstand ist vermindert, um die Flußrate des Rotors zu steigern. Zudem ist der abrupte Anstieg der Querschnittsfläche im Ventilationsloch kontrolliert oder begrenzt, um die Luftflußrate oder -kapazität des Rotors zu verbessern, und die mittlere Luftflußgeschwindigkeit ist gesteigert, um den Wärmeübergangskoeffizienten zu steigern. Ferner ist die Dickendifferenz des gleitenden Abschnitts auf ein Minimum begrenzt, um die Temperaturverteilung in radialer Richtung in dem gleitenden Abschnitt zu steuern oder zu begrenzen. Ferner ist die Verminderung der Steifigkeit und Festigkeit des Verbindungsabschnitts zwischen dem Rotor und dem gleitenden Abschnitt auf ein Minimum begrenzt, um die thermische Deformation zu kontrollieren oder zu beherrschen. Zudem ist ein erforderliches Gewicht in einem begrenzten Raum sichergestellt und die Luftflußgeschwindigkeit des Ventilationslochs ist verbessert um die Verbesserung der Kühlleistung mit der Verminderung der Abmessung des Rotors kompatibel zu machen oder abzugleichen. Die Größe des Rotors ist vermindert, um eine Verminderung der ungefederten Gesamtmasse inklusive anderer Systeme (z. B. Bremssattel und Rad) zu erreichen.

Ferner ist, da beim Scheibenbremsenrotor des ersten Ausführungsbeispiels die Öffnungsfläche jeder Einlaßöffnung 31 durch Bildung des Schrägabschnitts 5 vergrößert und der Verlust vermindert ist, indem es dem Strom ermöglicht ist, in einen Staubereich im Ventilationsloch zu fließen und durch Vergrößerung des Hauptstroms durch die Querschnittsverengung des Schrägabschnitts, die Flußrate verglichen mit dem herkömmlichen Rotor ohne Schrägabschnitt um 106 bis 132% verbessert, wie in Fig. 6 gezeigt ist.

Ferner wird bei dem ersten Ausführungsbeispiel des Scheibenbremsenrotors die mittlere Luftflußgeschwindigkeit an der Einlaßöffnung 31 des Ventilationslochs 4 um 10 bis 23% und um 106 bis 132% an der Auslaßöffnung 23 verbessert, verglichen mit dem herkömmlichen Rotor, wie in Fig. 7 bis 9 gezeigt ist. Die Verbesserung der Wärmeaufnahmefähigkeit oder Wärmekapazität um 78 bis 99% wird aus der mittleren Luftflußgeschwindigkeit der Querschnittsfläche erhalten, die als Integrationsmittel der Querschnittsfläche über den gesamten Bereich des Ventilationsloch 4 stark die Kühlkapazität oder -leistung beeinflußt. Ferner wurde hinsichtlich der Form des Rotors des ersten Ausführungsbeispiels und des herkömmlichen Rotors ein Rotorkühltest gemacht, um die Kühlkapazität und den Wärmeübergangskoeffizienten aus der Kühlkurve, die die Änderung der mittleren Temperatur des Gleitabschnitts wiedergibt, unter der Annahme, daß der Gleitabschnitt ein System von Teilchen ist, zu berechnen. Die Resultate dieses Tests sind in Fig. 10 bis 13 gezeigt. Wie dargestellt, ist der Wärmeübergangskoeffizient des Rotors und das Verhältnis des Wärmeübergangskoeffizienten des Rotors um 5 bis 16% beim Rotor des ersten Ausführungsbeispiels verbessert, und die Kühlkapazität des Rotors und der Anstieg der Kühlkapazität der Rotors sind um 7 bis 18% verbessert. Im Falle der Berücksichtigung einer Wärmebilanz kann festgestellt werden, daß der Wärmeübergangskoeffizient im Ventilationsloch 4 annähernd um 40 bis 60% verbessert ist. Bei der obigen Messung wurde die Temperatur mit einer Bremsenkühlungsmeßeinrichtung gemessen, die von den Erfindern entwickelt wurde.

Ferner wird, da kein Schrägabschnitt auf der außenseitigen Gleitplatte 12 vorgesehen ist, die durch eine Verminderung der Steifigkeit und Festigkeit des Verbindungsabschnitts zwischen der außenseitigen Gleitplatte und dem Nabenabschnitt 14 hervorgerufene thermische Deformation verhindert und ein Anstieg der Temperaturverteilung in radialer Richtung, d. h. ein Temperaturanstieg in radialer Richtung, infolge der Dickendifferenz der außenseitigen Gleitplatte 12 vermieden.

Ferner wird, da der Scheibenbremsenrotor des ersten Ausführungsbeispiels den Schrägabschnitt auf der Innenseite der innenseitigen Gleitplatte 11 ausgebildet hat, das Gesamtgewicht des Rotors um 5% reduziert, und insbesondere das Gewicht des Gleitabschnitts um 6% reduziert. Der Anstieg der Temperatur infolge der Gewichtsverminderung, d. h. die Wärmekapazität, ist auf ein Minimum begrenzt, und eine Gewichtsverminderung der innenseitigen Gleitplatte 11 ist reduziert. Dadurch ist beim Scheibenbremsenrotor die Temperaturverteilung in Dickenrichtung des Gleitabschnitts auf ein Minimum begrenzt, indem die Gewichtsdifferenz und die der Wärmekapazität zwischen der innenseitigen und der außenseitigen Gleitplatte so gering wie möglich ist.

Da die Kühlkapazität proportional zu einer Wärmedissipationsfläche ist, ist es wichtig, die Wärmedissipationsfläche zu vergrößern. Beim ersten Ausführungsbeispiel ist es möglich, die Kühlkapazität oder -leistung zu verbessern, indem die Wärmedissipationsfläche im Schrägabschnitt 5 im Bereich einer begrenzten Wärmedissipation genutzt wird, um verbreitet einen Bereich mit einem hohen Wärmeübertragungskoeffizienten beibehalten zu können.

Gemäß Fig. 1 ist es, da der Scheibenbremsenrotor 1 des ersten Ausführungsbeispiels in radialer Richtung ausgebildete und bisymmetrisch angeordnete Rippen 2 hat, möglich, Bremsen von linken und rechten Rädern eines Automobils mit dem gleichen Rotor aufzubauen. Folglich können Konstruktion und Herstellung vereinfacht werden, um beachtlich Kosten zu sparen und die Wartung zu vereinfachen.

Gemäß Fig. 14 hat ein zweites Ausführungsbeispiel eines Scheibenbremsenrotors einen über die gesamte radiale Länge der Fläche der inneren Gleitplatte 11 ausgebildeten Schrägabschnitt 52 anstelle des Schrägabschnitts 5 auf der Innenseite der innenseitigen Gleitplatte 11 des Scheibenbremsenrotors 1 im ersten Ausführungsbeispiel.

Ähnlich dem ersten Ausführungsbeispiel ist die innenseitige Gleitplatte 11 gegenüber der außenseitigen Gleitplatte 12 angeordnet und hat 275 mm Außendurchmesser und 165 mm Innendurchmesser. Ferner hat die innenseitige Gleitplatte 11 den Schrägabschnitt 52, so daß die Dicke der innenseitigen Gleitplatte in radial auswärtiger Richtung zunimmt, um die Gesamthöhe des Ventilationslochs 4 linear zu reduzieren. Der Schrägabschnitt 52 erstreckt sich über 25 mm Länge, d. h. über die Länge von 82.5 bis 107.5 mm Radius entsprechend dem gesamten Ventilationsloch auf der Innenseite.

Der Scheibenbremsenrotor des oben beschriebenen zweiten Ausführungsbeispiels hat den Schrägabschnitt 52 auf der gesamten der außenseitigen Gleitplatte gegenüberliegenden Oberfläche der innenseitigen Gleitplatte 11 ausgebildet. Somit steuert oder beeinflußt der Strom, der von jeder großen Einlaßöffnung 31 kommt, die Stromtrennung oder- aufspaltung am inneren Ende der innenseitigen Gleitplatte 11, und fließt unter Passieren des Ventilationslochs, das eine geringe Änderung der Querschnittsfläche hat und von den beidseitig angrenzenden Rippen, die radial angeordnet sind, und von den einander gegenüberliegenden Flächen der außenseitigen Gleitplatte 12 und der innenseitigen Gleitplatte 11, die vollständig den Schrägabschnitt 52 aufweist, begrenzt ist, aus jeder Auslaßöffnung 32. Da der Scheibenbremsenrotor des zweiten Ausführungsbeispiels mit der oben beschriebenen Betriebsweise den Schrägabschnitt 52 auf der gesamten Fläche der innenseitigen Gleitplatte 11 ausgebildet hat, so daß der Abstand oder Zwischenraum zwischen der außenseitigen und innenseitigen Gleitplatte allmählich in radial auswärtiger Richtung abnimmt, wird die Stromtrennung oder Stromaufspaltung am inneren Ende der innenseitigen Gleitplatte 11 gesteuert oder kontrolliert, und die Fläche des Ventilationslochs 4 ist über die gesamte radiale Länge annähernd gleich gemacht, obwohl die beidseitig angrenzenden Rippen 2 in radialer Richtung angeordnet sind. Somit ist bei dem Scheibenbremsenrotor der Anstieg eines Druckwiderstands und die Verminderung einer Flußrate durch einen abrupten Anstiegs der Querschnittsfläche des Ventilationslochs 4 (plötzliche Erweiterung) verhindert, zusätzlich zu ähnlichen Effekten beim ersten Ausführungsbeispiel.

Gemäß Fig. 15 hat ein drittes Ausführungsbeispiel eines Scheibenbremsenrotors einen geneigten Abschnitt oder einen Schrägabschnitt 53, der auf dem radial inneren Flächenabschnitt der außenseitigen Gleitplatte 12 gegenüber der innenseitigen Gleitplatte 11 ausgebildet ist, so daß der Schrägabschnitt 53 dem Schrägabschnitt 5 am inneren Oberflächenabschnitt der innenseitigen Gleitplatte 11 gegenüber der außenseitigen Gleitplatte 12 des Scheibenbremsenrotors 1 im ersten Ausführungsbeispiel gegenüberliegt.

Gleich dem ersten Ausführungsbeispiel ist die innenseitige Gleitplatte 11 gegenüber der außenseitigen Gleitplatte 12 angeordnet und hat 275 mm Außendurchmesser und 165 mm Innendurchmesser. Ferner hat die innenseitige Gleitplatte 11 den Schrägabschnitt 5, dessen Dicke in radial auswärtiger Richtung linear zunimmt, um die Höhe des Ventilationslochs 4 linear zu reduzieren. Der Schrägabschnitt 5 erstreckt sich über 25 mm Länge, d. h. über die Länge von 82.5 bis 107.5 mm Radius entsprechend einem Bereich von 45% des Ventilationslochs auf der Innenseite. Die außenseitige Gleitplatte 12 ist einstückig mit dem Nabenabschnitt 14 versehen, der ein Loch zur Befestigung des Rads WH durch den Stufenabschnitt 13 zusammen mit der innenseitigen Gleitplatte 11, wie in Fig. 4 gezeigt, aufweist. Die außenseitige Gleitplatte 12 hat 275 mm Außendurchmesser und 165 mm Innendurchmesser und ist radial außerhalb des Schrägabschnitts 53 mit der gleichen Dicke von 10 mm ausgeführt.

Der Scheibenbremsenrotor des zuvor beschriebenen dritten Ausführungsbeispiels hat die Schrägabschnitte 5 und 53 an jeweils gegenüberliegenden inneren Flächenabschnitten der innenseitigen und außenseitigen Gleitplatten 11 und 12 ausgebildet. Somit fließt der von jeder großen Einlaßöffnung 31 kommende Strom aus jeder Auslaßöffnung 32, indem er das Ventilationsloch 4 passiert, das eine geringe Querschnittsänderung aufweist und von den radial angeordneten beidseitig angrenzenden Rippen 2 und den gegenüberliegenden inneren Oberflächenabschnitten der innenseitigen und außenseitigen Gleitplatten begrenzt ist, die die Schrägabschnitte 5 und 53 ausgebildet haben und ebenso durch das Ventilationsloch 4 auf der Außenseite, das keine Änderung des Abstands zwischen der innenseitigen und außenseitigen Gleitplatte 11 und 12 hat. Da der Scheibenbremsenrotor des dritten Ausführungsbeispiels mit der oben beschriebenen Wirkungsweise Schrägabschnitte 5 bzw. 53 auf der Innenseite der innenseitigen und außenseitigen Gleitplatten 11 und 12 hat, so daß der Zwischenraum zwischen der innenseitigen und außenseitigen Gleitplatte allmählich in radial auswärtiger Richtung abnimmt, kann die Änderung der Dicke der Schrägabschnitte 5 und 53, die auf der innenseitigen und außenseitigen Gleitplatte 11 und 12 ausgebildet sind, vermindert werden. Somit kann im Scheibenbremsenrotor der Anstieg der Temperaturverteilung in radialer Richtung, d. h. des Temperaturanstiegs in radialer Richtung, infolge der Dickendifferenz der innenseitigen und außenseitigen Gleitplatten kontrolliert oder beherrscht werden, zusätzlich zu den Wirkungen des ersten Ausführungsbeispiels.

Ferner ist es, wenn die Schrägabschnitte auf den gegenüberliegenden Innenflächen der innenseitigen und außenseitigen Gleitplatten 11 und 12, wie im ersten und dritten Ausführungsbeispiel ausgebildet werden, im Hinblick auf die Verbesserung der Luftflußrate vorzuziehen, daß die Länge des Schrägabschnitts 80% oder weniger der Länge von jeder der innenseitigen und außenseitigen Gleitplatten 11 und 12 beträgt.

Es ist ferner vorzuziehen, daß die minimale Querschnittsfläche (Auslaßquerschnittsfläche des Schrägabschnitts) des Ventilationslochs 4 im Hinblick auf die Verbesserung der Flußrate 50% oder mehr der Öffnungsquerschnittsfläche der Einlaßöffnung 31 beträgt. Es ist ferner im Hinblick auf die Verbesserung der mittleren Luftflußgeschwindigkeit durch Verhinderung der Zunahme der Querschnittsfläche des Ventilationslochs 4 vorzuziehen, daß das Verhältnis des inneren Durchmessers jeder der innenseitigen und außenseitigen Gleitplatten 11 und 12 zu deren Gesamtlänge in Radialrichtung so gering wie möglich gewählt wird. Wenn jedoch das vorgenannte Verhältnis extrem vermindert wird, ist die Querschnittsänderung an der Einlaßöffnung des Ventilationslochs vergrößert, so daß der Druckwiderstand ansteigt. In diesem Falle wird es schwierig, einen dem Einlaßquerschnitt entsprechenden Luftfluß zu erhalten. Zusätzlich ist es schwer den Verbesserungseffekt der Flußrate zu erhalten, weil die Öffnungsfläche wegen der Beziehung zwischen der Einlaßquerschnittsfläche und der minimalen Querschnittsfläche nicht beliebig groß gehalten werden kann.

In den zuvor beschriebenen Ausführungsbeispielen wurde eine Beschreibung für den Fall gegeben, in dem der geneigte Abschnitt von einem linearen Schrägabschnitt gebildet ist; der geneigte Abschnitt soll jedoch nicht als auf den linearen Schrägabschnitt beschränkt angesehen werden. Beispielsweise kann, wie in Fig. 16(a), 16(b) und 16(c) dargestellt ist, der Schrägabschnitt einen mehrstufigen Schrägabschnitt Fig. 16(a), eine gekrümmte innere Fläche Fig. 16(b), oder eine gekrümmte innere Fläche mit einer gekrümmten Innenkante Fig. 16(c) oder nach Bedarf jede andere Form annehmen.

Es ist ein Scheibenbremsenrotor beschrieben, der ein Paar scheibenförmiger Gleitplatten, die parallel zueinander und voneinander in Achsrichtung getrennt angeordnet sind, eine Vielzahl radial angeordneter Trennwände, die zwischen den Gleitplatten vorgesehen sind, eine Vielzahl von radial ausgebildeten Kanälen zwischen der Vielzahl von Trennwänden, eine Vielzahl Einlaß- und Auslaßöffnungen, die mit der Vielzahl der Kanäle verbunden sind und sich in radial einwärtiger und auswärtiger Richtung öffnen, und einen geneigten Abschnitt der auf der außenseitigen Gleitplatte gegenüberliegenden Fläche der innenseitigen Gleitplatte ausgebildet ist, hat, so daß der Abstand zwischen der innenseitigen und außenseitigen Gleitplatte in radial auswärtiger Richtung allmählich abnimmt.

Claims (9)

1. Scheibenbremsenrotor (1) mit:
einen Paar innenseitiger und außenseitiger, scheibenförmiger Gleitplatten (11, 12), die axial innenseitig und außenseitig an dem Scheibenbremsenrotor (1) vorgesehen sind, wobei die innenseitige und außenseitige Gleitplatte (11, 12) parallel zueinander und in Achsenrichtung voneinander getrennt sind;
einer Vielzahl radial zwischen der innenseitigen und außenseitigen Gleitplatte (11, 12) angeordneter Trennwände (2);
einer Vielzahl- zwischen der Vielzahl Trennwände (2) radial ausgebildeter Kanäle (4);
einer Vielzahl mit der Vielzahl von Kanälen (4) verbundener Einlaß- und Auslaßöffnungen (31, 32), die sich in radialer Richtung einwärts und auswärts öffnen; und
einen geneigten Abschnitt, der an der der außenseitigen Gleitplatte (12) gegenüberliegenden Fläche der innenseitigen Gleitplatte (11) ausgebildet ist, so daß ein Abstand zwischen der innenseitigen und außenseitigen Gleitplatte (11, 12) in radial auswärtiger Richtung allmählich abnimmt.

2. Rotor nach Anspruch 1, wobei die innenseitige Gleitplatte (11) der außenseitigen Gleitplatte (12) gegenüberliegende, radial innere und äußere Flächenabschnitte hat, und wobei der geneigte Abschnitt einen Schrägabschnitt (5) aufweist, der auf mindestens dem inneren Flächenabschnitt der innenseitigen Gleitplatte (11) ausgebildet ist, so daß eine Dicke der innenseitigen Gleitplatte (11) in radial auswärtiger Richtung allmählich zunimmt.

3. Rotor nach Anspruch 1, wobei die innenseitige und außenseitige Gleitplatte (11, 12) radial innere und äußere Flächenabschnitte haben, und wobei ein Abstand zwischen den gegenüberliegenden äußeren Flächenabschnitten der innenseitigen und außenseitigen Gleitplatten (11, 12) annähernd konstant ist.

4. Rotor nach Anspruch 2, wobei der geneigte Abschnitt einen Schrägabschnitt (52) aufweist, der über die gesamte radiale Länge der Fläche der innenseitigen Gleitplatte (11) ausgebildet ist.

5. Rotor nach Anspruch 3, mit ferner einem Schrägabschnitt (53), der auf dem inneren Flächenabschnitt der außenseitigen Gleitplatte (12) gegenüber der innenseitigen Gleitplatte (11) ausgebildet ist, so daß eine Dicke der außenseitigen Gleitplatte (12) allmählich in radial auswärtiger Richtung zunimmt.

6. Rotor nach Anspruch 3, wobei der geneigte Abschnitt mindestens zwei Schrägabschnitte (5S) aufweist, die mindestens auf dem inneren Oberflächenabschnitt der innenseitigen Gleitplatte (11) ausgebildet sind, so daß eine Dicke der innenseitigen Gleitplatte (11) in radial auswärtiger Richtung allmählich zunimmt.

7. Rotor nach Anspruch 3, wobei der geneigte Abschnitt einen gekrümmten Abschnitt (5C) aufweist, der mindestens am inneren Flächenabschnitt der innenseitigen Gleitplatte (11) ausgebildet ist, so daß eine Dicke der innenseitigen Gleitplatte (11) in radial auswärtiger Richtung allmählich zunimmt.

8. Rotor nach Anspruch 7, ferner mit einem auf dem inneren Oberflächenabschnitt der außenseitigen Gleitplatte (12) gegenüber der innenseitigen Gleitplatte (11) ausgebildetem gekrümmtem Abschnitt, so daß eine Dicke der außenseitigen Gleitplatte (12) in radial auswärtiger Richtung allmählich zunimmt.

9. Rotor nach Anspruch 6, wobei die Schrägabschnitte (5S) mindestens erste und zweite Schrägabschnitte aufweisen, und wobei der Neigungswinkel des ersten Schrägabschnitts größer ist als der Neigungswinkel des zweiten Schrägabschnitts, und wobei der erste Schrägabschnitt an einem radial weiter innen gelegenen Abschnitt als der zweite Schrägabschnitt ausgebildet ist.