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Die
Erfindung bezieht sich auf einen Scheibenrotor einer Scheibenbremse
gemäß dem Oberbegriff
des Patentanspruchs 1. Die Erfindung bezieht sich insbesondere auf
einen Scheibenrotor, der für eine
Scheibenbremsvorrichtung für
ein Fahrzeug geeignet ist.
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Die
japanische veröffentlichte
Gebrauchsmusteranmeldung JP 59-63238
U offenbart eine Scheibenbremsvorrichtung. Die in diesem Dokument offenbarte
Scheibenbremsvorrichtung weist einen Scheibenrotor, der sich mit
einem Rad dreht, ein Paar Bremsklötze, die an entgegengesetzten
Seiten des Rotors vorgesehen sind, und einen Bremssattel auf, der
die Bremsklötze
stützt.
Der Scheibenrotor umfasst einen Kappenabschnitt, der an einer Achsennabe
befestigt ist, die über
ein Lager mit einer Fahrzeugkarosserie verbunden ist. Außerdem umfasst der
Scheibenrotor einen runden gleitenden Abschnitt an dem äußeren Umfang
des Kappenabschnitts. Wenn eine Druckkraft auf ein Bremspedal aufgebracht
wird, bewegt der Bremssattel die Bremsklötze ansprechend auf die Druckkraft
zu dem Scheibenrotor. Folglich werden die Bremsklötze ansprechend auf
die Druckkraft gegen einen Gleitabschnitt des Scheibenrotors gedrückt.
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Wenn
die Bremsklötze
gegen den Rotor gedrückt
werden, wird eine Reibungskraft zwischen dem Scheibenrotor und den
Bremsklötzen
erzeugt. Die Reibungskraft wirkt als eine Kraft, um die Drehung
des Rotors zu begrenzen, d.h. als eine. Bremskraft zum Begrenzen
der Drehung des Rads. Somit erzeugt die Scheibenbremsvorrichtung
die Bremskraft ansprechend auf die auf das Bremspedal aufgebrachte
Druckkraft.
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Wenn
eine Bremskraft durch die Bremsklötze erzeugt wird, die gegen
den Scheibenrotor gedrückt
werden, wird aufgrund des Gleitens der Bremsklötze auf dem Scheibenrotor eine
Vibration in der Scheibenbremse erzeugt. Dabei wird eine Druckwelle
erzeugt, die sich in einer Umfangsrichtung auf einen runden gleitenden
Abschnitt des Scheibenrotors überträgt. Nachfolgend
wird diese Vibration als eine Vibration in der Ebene bezeichnet.
Außerdem wird
auch eine Vibration in der axialen Richtung erzeugt, die regelmäßig jeden
Abschnitt des Scheibenrotors in der axialen Richtung versetzt. Wenn
die Frequenz der Vibrationen mit der Eigenfrequenz des Bremssystems übereinstimmt,
wird ein sogenanntes Bremsgeräusch
erzeugt.
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Wenn
die in dem Scheibenrotor erzeugte Vibration wirksam gedämpft werden
kann, kann eine Scheibenbremse mit einem geringeren Bremsgeräusch erreicht
werden. Da die Vibration in der Ebene des Scheibenrotors sich auf
die gleitende Ebene des Scheibenrotors überträgt, wird die Vibration in der Ebene
kaum auf den Bremssattel übertragen.
Andererseits wird die Vibration in der axialen Richtung einfach
auf den Bremssattel übertragen,
da die Richtung der Übertragung
der Vibration in der axialen Richtung mit der Richtung der Bewegung
des Bremssattels übereinstimmt.
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Die
in dem Rotor erzeugte Vibration wird weiter gedämpft, wenn die Vibration auf
ein schwereres Material wie beispielsweise den Bremssattel übertragen
wird. Demgemäß ist es
bezüglich
dem Reduzieren des Bremsgeräusches
vorzuziehen, dass die Vibration, die aufgrund der gegen den Scheibenrotor gedrückten Bremsklötze in dem
Rotor erzeugt wird, eine große
Komponente in der axialen Richtung hat. Bei dem herkömmlichen
Scheibenrotor wurden jedoch keinerlei Maßnahmen ergriffen, um die Vibration
mit einer großen
Komponente in der axialen Richtung zu erzeugen.
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Die
Druckschrift
DE 38
35 637 A1 offenbart einen Scheibenrotor gemäß dem Oberbegriff
des Anspruchs 1. Ein derartiger Scheibenrotor ist mit einer Dehnungsnut
ausgestattet, die an der Wandung eines Topfes im Anschlussbereich
eines Bremsrings angeordnet ist. Diese Dehnungsnut dient dem Ausgleich
von Ausdehnungen oder geometrischen Veränderungen aufgrund von während des
Bremsbetriebs auftretenden Wärmeausdehnungen.
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Aus
der weiteren Druckschrift DE-GM 68 12 789 ist ein Scheibenrotor
bekannt, dessen gleitender Abschnitt vom zylindrischen Abschnitt
einer Nabentopfwand durch eine Ringnut getrennt ist. Die in diesem
Abschnitt vorgesehene Ringnut verändert die Steifigkeit des Scheibenrotors.
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Aus
der weiteren Druckschrift US-3,378,114 ist eine Wärmedehnnut
bekannt, die zum gleichen Zweck wie die Wärmedehnnut in der Druckschrift
DE 38 35 637 A1 vorgesehen
ist.
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Aufgabe
der Erfindung ist es, einem Scheibenrotor eine Scheibenbremse zur
Verfügung
zu stellen, der eine Verringerung der beim Bremsvorgang erzeugten
Bremsgeräusche
gewährleistet.
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Diese
Aufgabe wird durch die Kombination der im Patentanspruch 1 definierten
Merkmale gelöst.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen definiert.
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Erfindungsgemäß ist der
Abschnitt mit niedriger Steifigkeit zwischen dem gleitenden Abschnitt und
dem Verbindungsabschnitt vorgesehen. Der Abschnitt mit niedriger
Steifigkeit ist nachgiebiger als der gleitende Abschnitt und der
Verbindungsabschnitt. Wenn der Bremsklotz gegen den gleitenden Abschnitt
gedrückt
wird, wird demgemäß die Vibration
in der axialen Richtung in dem Scheibenrotor erzeugt, wobei die
Vibration einen Antiknoten oder eine Schleife der Vibration hat,
der an dem Abschnitt mit niedriger Steifigkeit ausgebildet ist.
Das führt
zu der Vibration mit einer großen
Komponente in der Richtung der Drehachse des Scheibenrotors. Demgemäß neigt
die in dem Scheibenrotor erzeugte Vibration dazu, auf einen Bremssattel übertragen
zu werden, der den Bremsklotz gegen den Scheibenrotor drückt. Das
erhöht
im wesentlichen eine Masse des Bremssystems, und somit wird die
Erzeugung eines Bremsgeräusches
unterdrückt.
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Bei
einem Ausführungsbeispiel
der Erfindung kann der Abschnitt mit niedriger Steifigkeit durch
eine runde Nut ausgebildet sein, die entlang einer greifbaren Grenze
zwischen dem gleitenden Abschnitt und dem Verbindungsabschnitt ausgebildet ist.
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Der
Abschnitt mit niedriger Steifigkeit kann durch eine erste runde
Nut und eine zweite runde Nut ausgebildet sein, wobei die erste
runde Nut an einer Seite des Scheibenrotors und die zweite runde
Nut an der anderen Seite des Scheibenrotors ausgebildet ist, so
dass der Abschnitt mit niedriger Steifigkeit zwischen der ersten
runden Nut und der zweiten runden Nut ausgebildet ist.
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Außerdem kann
der erfindungsgemäße Scheibenrotor
des weiteren eine Vielzahl von Rippen aufweisen, die an einer äußeren Fläche des
Kappenabschnitts vorgesehen sind, wobei ein Ende von jeder der Rippen
mit dem Verbindungsabschnitt verbunden ist. Die Rippen können einstückig mit
dem Kappenabschnitt und dem Verbindungsabschnitt sein.
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Andere
Ziele und Vorteile der Erfindung werden beim Lesen der folgenden
detaillierten Beschreibung im Zusammenhang mit den beigefügten Zeichnungen
deutlich.
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1 zeigt eine Vorderansicht
eines herkömmlichen
Scheibenrotors;
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2 zeigt eine Schnittansicht
des in 1 gezeigten Scheibenrotors
entlang einer Linie II-II in 1;
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3 zeigt eine Darstellung
eines Ergebnisses einer FEM-Analyse
(Finite Elemente Methode), die zum Analysieren von Vibrationen in
der Ebene an einem beispielhaften Scheibenrotor durchgeführt wurden;
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4 zeigt eine Darstellung
eines Ergebnisses einer FEM-Analyse
(Finite Elemente Methode), die zum Analysieren von Vibrationen in
der axialen Richtung an einem beispielhaften Scheibenrotor durchgeführt wurden;
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5 zeigt eine Darstellung
eines Ergebnisses einer FEM-Analyse
(Finite Elemente Methode), die zum Analysieren von Vibrationen in
der Ebene bei dem in 1 gezeigten
Scheibenrotor durchgeführt wurden;
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6 zeigt eine Darstellung
eines Ergebnisses einer FEM-Analyse
(Finite Elemente Methode), die zum Analysieren von Vibrationen in
der axialen Richtung bei dem in 1 gezeigten
Scheibenrotor durchgeführt
wurden;
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7 zeigt eine Schnittansicht
des in 1 gezeigten Scheibenrotors
und eines Bremssattels;
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8 zeigt eine Schnittansicht
eines halben Teils eines Scheibenrotors gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel
der Erfindung;
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9 zeigt eine Darstellung
eines Ergebnisses einer FEM-Analyse
(Finite Elemente Methode) zum Analysieren des Verhaltens der Vibration
in der axialen Richtung, die in dem in 8 gezeigten Scheibenrotor erzeugt wird;
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10 zeigt eine Schnittansicht
eines halben Teils eines Scheibenrotors gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel
der Erfindung;
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11 zeigt eine Schnittansicht
eines halben Teils eines Scheibenrotors gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel
der Erfindung;
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12 zeigt eine Schnittansicht
eines halben Teils eines Scheibenrotors gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel
der Erfindung; und
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13 zeigt eine Schnittansicht
eines halben Teils eines Scheibenrotors gemäß einem fünften Ausführungsbeispiel der Erfindung.
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Unter
Bezugnahme auf 1 und 2 wird nun ein herkömmlicher
Scheibenrotor beschrieben. Der Scheibenrotor 20 ist ein
Scheibenrotor der belüfteten Art.
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Wie
in 1 und 2 gezeigt ist, umfasst der Scheibenrotor 20 einen
Kappenabschnitt 22. Der Kappenabschnitt 22 weist
einen scheibenartigen flachen Abschnitt 24 und einen zylindrischen
Abschnitt 26 auf. Der flache Abschnitt 24 und
der zylindrische Abschnitt 26 sind miteinander einstückig ausgebildet. Der
flache Abschnitt 24 hat in seiner Mitte eine Durchgangsöffnung 28.
Der flache Abschnitt 24 hat auch fünf Bolzenbohrungen 30, 32, 34, 36 und 38,
die mit gleichen Abständen
die Durchgangsöffnung 28 umgeben.
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Der
Kappenabschnitt 22 ist an einer in den Abbildungen nicht
gezeigten Achsennabe befestigt. Die Achsennabe ist ein Element,
um ein Rad gegenüber
einer Fahrzeugkarosserie drehbar zu stützen. Die Achsennabe ist über ein
Lager an einem Aufhängungshebel
befestigt. Wenn der Scheibenrotor 20 an der Achsennabe
befestigt ist, ist der Scheibenrotor zusammen mit dem Rad auch drehbar.
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Ein
runder gleitender Abschnitt 41 ist über einen Verbindungsabschnitt 40 an
dem zylindrischen Abschnitt 26 des Kappenabschnitts 22 befestigt.
Der runde gleitende Abschnitt 41 umfasst eine erste Platte 42,
die mit dem Verbindungsabschnitt 40 verbunden ist. Eine
zweite Platte 44 ist gegenüberliegend zu der ersten Platte 42 vorgesehen,
wobei sich eine Vielzahl von langen Stegen 46 und eine
Vielzahl von kurzen Stegen 48 dazwischen befinden. D.h.,
dass die zweite Platte 44 über die langen Stege 46 und
die kurzen Stege 48 mit der ersten Platte verbunden ist. Die
langen Stege 46 und die kurzen Stege 48 erstrecken
sich in radialen Richtungen des Scheibenrotors 20. Die
langen Stege 46 und die kurzen Stege 48 sind abwechselnd
mit gleichen Abständen
angeordnet.
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Jeder
der langen Stege 46 weist einen Stegabschnitt 50 und
einen Rippenabschnitt 52 auf. Die Höhe des Stegabschnitts 50,
der in der axialen Richtung des Scheibenrotors 20 gemessen
wird, ist mit der Höhe
der kurzen Stege 48 gleich. Die Höhe des Rippenabschnitts 52 ist
etwas geringer als die Höhe des
Stegabschnitts 50. Die erste Platte 42 und die zweite
Platte 44 sind durch die Stegabschnitte 50 der langen
Stege 46 und die kurzen Stege 48 aneinander befestigt.
Die Rippenabschnitte 52 erstrecken sich von den Stegabschnitten 50 radial
nach innen, so dass die Enden der Rippenabschnitte 52 in
der Nachbarschaft einer inneren Seite des Verbindungsabschnitts 40 angeordnet
sind.
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Wenn
die Rippenabschnitte 52 wie vorstehend erwähnt an dem
Verbindungsabschnitt 40 vorgesehen sind, ist die Steifigkeit
des Verbindungsabschnitts 40 höher, als wenn die Rippenabschnitte 52 nicht
vorgesehen sind. Demgemäß ist bei
dem Scheibenrotor 20 eine hohe Steifigkeit zwischen dem
gleitenden Abschnitt 41 und dem Kappenabschnitt 22 vorgesehen.
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Wie
in 1 gezeigt ist, ist
durch die langen Stege 46 und die kurzen Stege 48 zwischen
der ersten Platte 42 und der zweiten Platte 44 eine
Vielzahl von Belüftungskanälen 54 ausgebildet.
Außerdem
ist eine Belüftungskanalöffnung 56 zwischen
benachbarten Rippenabschnitten 52 ausgebildet. Die an entgegengesetzten
Seiten eines kurzen Stegs 48 ausgebildeten Belüftungskanäle 54 sind
mit den jeweiligen Belüftungskanalöffnungen 56 verbunden.
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Wenn
Luft durch die Belüftungskanäle 54 strömt, erhöht sich
die Kühlleistung
des Scheibenrotors 20. Demgemäß wird eine höhere Kühlleistung geschaffen,
da eine Luftströmung
sich einfach in den Belüftungskanälen 54 ausbildet.
Da der Scheibenrotor 20 diesbezüglich gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel
mit den langen Stegen 46 und den kurzen Stegen 48 versehen
ist, die abwechselnd angeordnet sind, bildet sich eine Luftströmung durch
die Belüftungskanäle 54 leichter
aus, als wenn alle Stege die langen Stege 46 sind. Demgemäß hat der
Scheibenrotor 20 eine höhere
Kühlleistung
als ein Scheibenrotor, der nur die langen Stege 46 hat.
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Es
wird nun ein Merkmal des Scheibenrotors 20 unter Bezugnahme
auf 3 bis 7 beschrieben. 3 zeigt eine Darstellung
eines Ergebnisses einer FEM-Analyse (Finite Elemente Methode), die
zum Analysieren des Verhaltens von Vibrationen in der Ebene durchgeführt wurde,
die in einem Scheibenrotor 60 erzeugt werden, wenn Bremsklötze mit
einer vorgegebenen Kraft gegen den Scheibenrotor 60 gedrückt werden.
Der Scheibenrotor 60 ist ein beispielhafter Scheibenrotor,
der mit dem Scheibenrotor 20 gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel
verglichen wird. Der Scheibenrotor 60 hat keine Rippenabschnitte
in einem Verbindungsabschnitt 66, der zwischen einem gleitenden
Abschnitt 62 und einem Kappenabschnitt 64 angeordnet
ist. Es soll beachtet werden, dass in 3 Stege
dargestellt sind, die in dem Scheibenrotor ausgebildet sind.
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Abbildungen,
die in 3 durch gestrichelte Linien
dargestellt sind, zeigen einen Zustand, bevor die Bremsklötze gegen
den Scheibenrotor 60 gedrückt werden. D.h., dass die
gestrichelten Linien einen Zustand zeigen, bevor die Vibration in
der Ebene in dem Scheibenrotor 60 erzeugt wird. Abbildungen, die
in 3 durch durchgezogene
Linien dargestellt sind, zeigen einen Zustand, wenn die Bremsklötze gegen
den Scheibenrotor 60 gedrückt werden. D.h., dass die
durchgezogenen Linien einen Zustand zeigen, wenn die Vibration in
der Ebene in dem Scheibenrotor 60 erzeugt wird.
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In 3 sind Rautengestalten 68,
die durch gestrichelte Linien dargestellt sind, in einer Querrichtung
an der oberen Seite der 3 verlängert. Andererseits
sind die Rautengestalten 68 an der unteren Seite der 3 in einer Längsrichtung
verlängert. Die
Rautengestalten 68 werden verformt, wenn eine Kompression
und eine Dekompression in einem lokalen Bereich des Scheibenrotors 60 erzeugt
werden, die durch die in dem Scheibenrotor 60 erzeugte Vibration
in der Ebene verursacht werden. D.h., dass 3 den Scheibenrotor 60 in einem
Zustand zeigt, wobei der obere Abschnitt dekomprimiert ist und der untere
Abschnitt komprimiert ist.
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Die
in 3 angezeigte Zahl "99,1" ist ein kennzeichnender
Wert, der einen Betrag der Verformung darstellt, die aufgrund der
in dem Scheibenrotor 60 erzeugten Vibration in einem lokalen
Bereich des Scheibenrotors 60 erzeugt wird. D.h., dass
in 3 eine Verformung
in dem Scheibenrotor 60 erzeugt wird, die dem kennzeichnenden
Wert "99,1" entspricht.
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4 zeigt eine Darstellung
eines Ergebnisses einer FEM-Analyse
(Finite Elemente Methode), die zum Analysieren des Verhaltens der
Vibration in der axialen Richtung durchgeführt wurde, die in dem Scheibenrotor 60 erzeugt
wird, wenn die Bremsklötze
mit einer vorgegebenen Kraft gegen den Scheibenrotor 60 gedrückt werden.
Es soll beachtet werden, dass ähnlich
wie bei der 3 die in
dem Scheibenrotor 60 ausgebildeten Stege in 4 gezeigt sind.
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Abbildungen,
die in 4 durch gestrichelte Linien
dargestellt sind, zeigen einen Zustand, bevor die Bremsklötze gegen
den Scheibenrotor 60 gedrückt werden. D.h., dass die
gestrichelten Linien einen Zustand zeigen, bevor die Vibration in
der axialen Richtung in dem Scheibenrotor 60 erzeugt wird. Abbildungen,
die in 4 durch durchgezogene
Linien dargestellt sind, zeigen einen Zustand, wenn die Bremsklötze gegen
den Scheibenrotor 60 gedrückt werden. D.h., dass die
durchgezogenen Linien einen Zustand zeigen, wenn die Vibration in
der axialen Richtung in dem Scheibenrotor 60 erzeugt wird.
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Die
in 4 gezeigten Zahlen "22,0" und "32,0" sind kennzeichnende
Werte, die die Beträge einer
axialen Verformung darstellen, die jeweils in dem gleitenden Abschnitt 62 und
dem Kappenabschnitt 64 des Scheibenrotors 60 erzeugt
werden. D.h., dass in 4 in
dem gleitenden Abschnitt 62 des Scheibenrotors 60 eine
axiale Verformung erzeugt wird, die dem kennzeichnenden Wert "22,0" entspricht, und
in dem Kappenabschnitt 64 des Scheibenrotors 60 eine
axiale Verformung erzeugt wird, die dem kennzeichnenden Wert "32,0" entspricht.
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5 zeigt eine Darstellung
eines Ergebnisses einer FEM-Analyse
(Finite Elemente Methode), die zum Analysieren des Verhaltens der
Vibration in der axialen Richtung durchgeführt wurde, die in dem Scheibenrotor 20 erzeugt
wird, wenn die Bremsklötze
mit einer vorgegebenen Kraft gegen den Scheibenrotor 20 gedrückt werden.
Es soll beachtet werden, dass in 5 die
langen Stege 46 und die kurzen Stege 48 dargestellt
sind, die in dem Scheibenrotor 20 ausgebildet sind.
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Abbildungen,
die in 5 durch gestrichelte Linien
dargestellt sind, zeigen einen Zustand, bevor der Bremsklotz gegen
den Scheibenrotor 20 gedrückt wird. D.h., dass die gestrichelten
Linien einen Zustand zeigen, bevor die Vibration in der Ebene in dem
Scheibenrotor 20 erzeugt wird. Abbildungen, die in 5 durch durchgezogene Linien
dargestellt sind, zeigen einen Zustand, wenn der Bremsklotz gegen
den Scheibenrotor 20 gedrückt wird. D.h., dass die durchgezogenen
Linien einen Zustand zeigen, wenn die Vibration in der Ebene in
dem Scheibenrotor 20 erzeugt wird.
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Die
in 5 angezeigte Zahl "85,5" ist ein kennzeichnender
Wert, der einen Betrag einer Verformung darstellt, die aufgrund der
in dem Scheibenrotor 20 erzeugten Vibration in einem lokalen
Bereich des Scheibenrotors 20 erzeugt wird. D.h., dass
in 5 eine Verformung
in dem Scheibenrotor 20 erzeugt wird, die dem kennzeichnenden
Wert "85,5" entspricht.
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6 zeigt eine Darstellung
eines Ergebnisses einer FEM-Analyse
(Finite Elemente Methode), die zum Analysieren des Verhaltens der
Vibration in der axialen Richtung durchgeführt wurde, die in dem Scheibenrotor 20 erzeugt
wird, wenn die Bremsklötze
mit einer vorgegebenen Kraft gegen den Scheibenrotor 20 gedrückt werden.
Es soll beachtet werden, dass ähnlich
wie bei der 5 die langen
Stege 46 und die kurzen Stege 48 in 6 gezeigt sind, die in dem
Scheibenrotor 20 ausgebildet sind.
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Abbildungen,
die in 6 durch gestrichelte Linien
dargestellt sind, zeigen einen Zustand, bevor die Bremsklötze gegen
den Scheibenrotor 20 gedrückt werden. D.h., dass die
gestrichelten Linien einen Zustand zeigen, bevor die Vibration in
der axialen Richtung in dem Scheibenrotor 20 erzeugt wird. Abbildungen,
die in 6 durch durchgezogene
Linien dargestellt sind, zeigen einen Zustand, wenn die Bremsklötze gegen
den Scheibenrotor 20 gedrückt werden. D.h., dass die
durchgezogenen Linien einen Zustand zeigen, wenn die Vibration in
der axialen Richtung in dem Scheibenrotor 20 erzeugt wird.
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Die
in 6 gezeigte Zahl "48,0" ist ein kennzeichnender
Wert, der einen Betrag einer Verformung darstellt, die in dem gleitenden
Abschnitt 41 des Scheibenrotors 20 erzeugt wird.
Außerdem
sind die in 6 gezeigten
Zahlen "90,0" und "91,0" kennzeichnende Werte,
die Beträge
der Verformung darstellen, die in dem Kappenabschnitt 22 des
Scheibenrotors 20 erzeugt werden. D.h., dass in 6 in dem gleitenden Abschnitt 41 des
Scheibenrotors 20 eine axiale Verformung erzeugt wird,
die dem kennzeichnenden Wert "48,0" entspricht, und
in dem Kappenabschnitt 22 des Scheibenrotors 20 axiale
Verformungen erzeugt werden, die den kennzeichnenden Werten "90,0" und "91,0" entsprechen.
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7 zeigt eine Schnittansicht
des Scheibenrotors 20 und eines Bremssattels 70 zum
Erläutern
einer Positionsbeziehung zwischen diesen. Wie vorstehend erwähnt ist,
ist der Scheibenrotor 20 über die Achsennabe an der Fahrzeugkarosserie
drehbar montiert. Andererseits ist der Bremssattel 70 so
an der Fahrzeugkarosserie montiert, dass der Bremssattel 70 um
einen vorgegebenen Abstand in der axialen Richtung des Scheibenrotors 20 versetzt
werden kann. Wie in 7 gezeigt
ist, hält
der Bremssattel 70 Bremsklötze 72 und 74.
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Die
Bremsklötze 72 und 74 sind
an entgegengesetzten Seiten des gleitenden Abschnitts 41 des
Scheibenrotors 20 vorgesehen. Der Bremssattel 70 hat
einen hydraulischen Zylinder, der den Bremsklotz 72 drückt. Wenn
ein hydraulischer Druck in den hydraulischen Zylinder eingeführt wird,
tritt der Bremsklotz 72 in Kontakt mit einer Seite (rechte
Seitenfläche
in 7) des gleitenden
Abschnitts 41 des Scheibenrotors 20.
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Wenn
der Bremsklotz 72 in Kontakt mit dem gleitenden Abschnitt 41 des
Scheibenrotors 20 tritt, bewegt sich der Bremssattel 70 in 7 in die Richtung nach rechts.
Folglich tritt der Bremsklotz 74 in Kontakt mit der anderen
Seite (linke Seitenfläche
in 7) des Scheibenrotors 20.
Wenn beide Bremsklötze 70 und 72 gegen
den Scheibenrotor 20 gedrückt werden, wird zwischen dem
Scheibenrotor 20 und jedem der Bremsklötze 72 und 74 eine
Reibungskraft erzeugt. Die Reibungskraft wirkt als eine Kraft zum
Begrenzen der Drehung des Scheibenrotors 20. D.h., dass
die Reibungskraft als eine Bremskraft zum Begrenzen der Drehung
des Rads wirkt. Außerdem
wird ein Betrag der Reibungskraft, die zwischen dem Scheibenrotor 20 und
jedem der Bremsklötze 72 und 74 erzeugt
wird, ansprechend auf den Betrag des hydraulischen Drucks in den
hydraulischen Zylinder eingeführt.
D.h., dass die Reibungskraft einer Druckkraft entspricht, die auf
ein Bremspedal aufgebracht wird. Demgemäß erzeugt die Scheibenbremsvorrichtung
mit dem Scheibenrotor 20 und dem Bremssattel 70 eine
Bremskraft, die einer auf ein Bremspedal aufgebrachten Druckkraft
entspricht.
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Die
in 3 und 4 gezeigte Verformung des Scheibenrotors 60 und
die in 5 und 6 gezeigte Verformung des
Scheibenrotors 20 sind die Ergebnisse, die erhalten werden,
wenn dieselbe Druckkraft durch die Bremsklötze aufgebracht wird. Wie in
den 3 und 5 gezeigt ist, ist die Höhe der durch
die Vibration in der Ebene in dem Scheibenrotor 20 verursachten
Verformung etwas kleiner als die Höhe der durch die Vibration
in der Ebene in dem Scheibenrotor 60 verursachten Verformung.
Demgemäß hat der Scheibenrotor 20 mit
den Rippenabschnitten 52 in dem Verbindungsabschnitt 40 bezüglich der
Reduktion der Vibration in der Ebene aufgrund einer Bremsbetätigung eine
bevorzugte Eigenschaft gegenüber dem
Scheibenrotor 60 ohne Rippenabschnitt in dem Verbindungsabschnitt 60.
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Außerdem ist
die Höhe
der Verformung aufgrund der Vibration in der axialen Richtung in
dem Scheibenrotor 20 viel größer als die Höhe der Verformung
aufgrund der Vibration in der axialen Richtung in dem Scheibenrotor 60,
wie in 4 und 6 gezeigt ist. Wenn die Vibration
in der axialen Richtung in dem Scheibenrotor 20 erzeugt
wird, wird die Vibration über
die Bremsklötze 72 und 74 auf
den Bremssattel 70 übertragen.
Somit vibriert der Bremssattel 70 auch in der axialen Richtung
des Scheibenrotors 20.
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Wenn
der Bremssattel 70 zusammen mit dem Scheibenrotor 20 vibriert,
ist die Masse des Vibrationssystems größer als die Masse des Vibrationssystems,
das nur den Scheibenrotor 20 umfasst. Die Vibration in
einem Vibrationssystem wird schneller gedämpft, wenn die Masse des Vibrationssystems größer ist.
Demgemäß ist es
zum Dämpfen
der Vibration des Scheibenrotors 20 besser, wenn die Vibration
in dem Scheibenrotor 20 wirksam auf den Bremssattel 70 übertragen
wird.
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Unter
Bezugnahme auf 8 und 9 wird nun ein erstes Ausführungsbeispiel
der Erfindung beschrieben. In den 8 und 9 werden dieselben Teile wie
die in den 1 und 2 gezeigten Teile mit denselben
Bezugszeichen bezeichnet und ihre Beschreibungen werden unterlassen.
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8 zeigt eine Schnittansicht
eines halben Teils eines Scheibenrotors 130 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel
der Erfindung. Der Scheibenrotor 130 ist ein Scheibenrotor
der massiven Art.
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Der
Scheibenrotor 130 umfasst einen runden gleitenden Abschnitt 132 an
der äußeren Seite
des Verbindungsabschnitts 40. Eine runde Nut 134 ist entlang
einer Grenze zwischen dem Verbindungsabschnitt 40 und dem
gleitenden Abschnitt 132 vorgesehen. Außerdem hat der Scheibenrotor 130 eine Vielzahl
von Rippenabschnitten 136 an der äußeren Fläche des zylindrischen Abschnitts 26 des
Kappenabschnitts 22. Demgemäß hat der Scheibenrotor 130 eine
hohe Steifigkeit in dem Verbindungsabschnitt 40, und es
ist ein Abschnitt 138 mit einer niedrigen Steifigkeit mit
einer niedrigeren Steifigkeit als einer Steifigkeit der umgebenden
Abschnitte zwischen dem gleitenden Abschnitt 132 und dem
Verbindungsabschnitt 40 ausgebildet.
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9 zeigt eine Darstellung
eines Ergebnisses einer FEM-Analyse
(Finite Elemente Methode), die zum Analysieren des Verhaltens der
Vibration in der axialen Richtung durchgeführt wurde, die in dem Scheibenrotor 130 erzeugt
wird, wenn die Bremsklötze
mit einer vorgegebenen Kraft gegen den Scheibenrotor 130 gedrückt werden.
Es soll beachtet werden, dass eine durch gestrichelte Linien in 9 dargestellte Abbildung
einen Zustand zeigt, bevor der Bremsklötze gegen den Scheibenrotor 130 gedrückt werden.
D.h., dass die gestrichelten Linien einen Zustand des Scheibenrotors 130 zeigen,
bevor die Vibration in der axialen Richtung in dem Scheibenrotor 130 erzeugt
wird. Eine durch durchgezogene Linien in 9 dargestellte Abbildung zeigt einen
Zustand des Scheibenrotors 130, wenn die Bremsklötze gegen
den Scheibenrotor 130 gedrückt werden. D.h., dass die
durchgezogenen Linien einen Zustand des Scheibenrotors 130 zeigen,
wenn die Vibration in der axialen Richtung in dem Scheibenrotor 130 erzeugt wird.
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Wie
vorstehend erwähnt
ist, hat der Scheibenrotor 130 eine hohe Steifigkeit in
dem Verbindungsabschnitt 40. Somit neigt der Scheibenrotor 130 dazu,
die Vibration in der axialen Richtung zu erzeugen, wenn die Bremsklötze dagegen
gedrückt werden.
Außerdem
hat der Scheibenrotor 130 den Abschnitt 138 mit
der niedrigen Steifigkeit entlang der Grenze zwischen dem Verbindungsabschnitt 40 und dem
gleitenden Abschnitt 132. Der Abschnitt 138 mit der
niedrigen Steifigkeit kann einfacher verformt werden als die umgebenden
Abschnitte. Demgemäß erzeugt
der Abschnitt 138 mit der niedrigen Steifigkeit eine große Versetzung
als ein Antiknoten oder eine Schleife der Vibration, wenn die Vibration
in der axialen Richtung in dem Scheibenrotor 130 erzeugt
wird.
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Wenn
sich der Abschnitt 138 mit der niedrigen Steifigkeit als
ein Antiknoten oder eine Schleife der Vibration bewegt, wird die
Vibration in der axialen Richtung in dem Scheibenrotor 130 wirksam
auf den Bremssattel 70 übertragen.
Somit kann gemäß dem Scheibenrotor 130 der
Erfindung die Vibration in einer kurzen Zeit gedämpft werden, die sich auf die
gegen den Scheibenrotor 130 gedrückten Bremsklötze bezieht,
was zu einer Unterdrückung
eines Bremsgeräusches
führt.
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Unter
Bezugnahme auf 10 bis 13 werden nun ein zweites
bis fünftes
Ausführungsbeispiel der
Erfindung beschrieben. In den 10 bis 13 werden dieselben Teile
wie die in den 1 und 2 gezeigten Teile mit denselben
Bezugszeichen bezeichnet und ihre Beschreibungen werden unterlassen.
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10 zeigt eine Schnittansicht
eines halben Teils eines Scheibenrotors 140 gemäß dem zweiten
Ausführungsbeispiel
der Erfindung. Der Scheibenrotor 140 gemäß dem vorliegenden
Ausführungsbeispiel
ist ein Scheibenrotor der massiven Art.
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Der
Scheibenrotor 140 hat ähnlich
wie der in 8 gezeigte
Scheibenrotor 130 Rippenabschnitte 136 an der äußeren Fläche des
zylindrischen Abschnitts 26. Der Scheibenrotor 140 hat
auch einen Abschnitt 144 mit einer niedrigen Steifigkeit
und eine runde Nut 142 entlang einer Grenze zwischen dem Verbindungsabschnitt 40 und
dem gleitenden Abschnitt 132. Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel
ist die runde Nut 142 so vorgesehen, dass die runde Nut 142 zu
der Seite des Kappenabschnitts 22 offen ist. Gemäß dem Scheibenrotor 140 kann ähnlich wie
bei dem in 8 gezeigten
Scheibenrotor 130 der Abschnitt 144 mit niedriger
Steifigkeit als ein Antiknoten oder eine Schleife der Vibration
versetzt werden. Somit kann gemäß dem Scheibenrotor 140 ähnlich wie
bei dem in 8 gezeigten
Scheibenrotor 130 ein Bremsgeräusch wirksam unterdrückt werden.
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11 zeigt eine Schnittansicht
eines halben Teils eines Scheibenrotors 150 gemäß dem dritten
Ausführungsbeispiel
der Erfindung. Der Scheibenrotor 150 gemäß dem vorliegenden
Ausführungsbeispiel
ist ein Scheibenrotor der massiven Art.
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Der
Scheibenrotor 150 hat die Rippenabschnitte 136 und
auch runde Nuten 152 und 154 entlang der Grenze
des gleitenden Abschnitts 132 und des Verbindungsabschnitts 40.
Die runden Nuten 152 und 154 sind an entgegengesetzten
Seiten des Scheibenrotors 150 so ausgebildet, dass ein
Abschnitt 156 mit niedriger Steifigkeit zwischen den runden
Nuten 152 und 154 ausgebildet ist. Demgemäß kann der
Abschnitt 156 mit niedriger Steifigkeit als ein Antiknoten
oder eine Schleife der Vibration versetzt werden, wenn Bremsklötze gegen
den gleitenden Abschnitt 132 des Scheibenrotors 150 gedrückt werden.
Somit kann der Scheibenrotor 150 des vorliegenden Ausführungsbeispiels ähnlich wie
der in 8 gezeigte Scheibenrotor 130 ein
Bremsgeräusch
unterdrücken.
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12 zeigt eine Schnittansicht
eines halben Teils eines Scheibenrotors 160 gemäß dem vierten
Ausführungsbeispiel
der Erfindung. Der Scheibenrotor 160 gemäß dem vorliegenden
Ausführungsbeispiel
ist ein Scheibenrotor der belüfteten
Art.
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Der
Scheibenrotor 160 hat die Rippenabschnitte 136 an
der äußeren Fläche des
zylindrischen Abschnitts 26 und hat auch eine runde Nut 162 entlang
der Grenze der ersten Platte 42 des gleitenden Abschnitts 41 und
des Verbindungsabschnitts 40. Die runde Nut 162 ist
ausgebildet, um einen Abschnitt 164 mit niedriger Steifigkeit
vorzusehen, der zwischen dem gleitenden Abschnitt 41 und
dem Verbindungsabschnitt 40 ausgebildet ist. Demgemäß kann der
Abschnitt 164 mit niedriger Steifigkeit als ein Antiknoten
oder eine Schleife der Vibration versetzt werden, wenn Bremsklötze gegen
den gleitenden Abschnitt 41 des Scheibenrotors 160 gedrückt werden. Somit
kann der Scheibenrotor 160 des vorliegenden Ausführungsbeispiels ähnlich wie
der in 8 gezeigte Scheibenrotor 130 ein
Bremsgeräusch
unterdrücken.
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13 zeigt eine Schnittansicht
eines halben Teils eines Scheibenrotors 170 gemäß dem fünften Ausführungsbeispiel
der Erfindung. Der Scheibenrotor 170 gemäß dem vorliegenden
Ausführungsbeispiel
ist ein Scheibenrotor der belüfteten
Art.
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Der
Scheibenrotor 170 hat die Rippenabschnitte 136 an
der äußeren Fläche des
zylindrischen Abschnitts 26 und hat auch eine runde Nut 172 entlang
der Grenze der ersten Platte 42 des gleitenden Abschnitts 41 und
des Verbindungsabschnitts 40. Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel
ist die runde Nut 172 zu der Seite des Kappenabschnitts 22 offen. Die
runde Nut 172 ist ausgebildet, um einen Abschnitt 174 mit
niedriger Steifigkeit vorzusehen, der zwischen dem gleitenden Abschnitt 41 und
dem Verbindungsabschnitt 40 ausgebildet ist. Demgemäß kann der Abschnitt 174 mit
niedriger Steifigkeit als ein Antiknoten oder eine Schleife der
Vibration versetzt werden, wenn Bremsklötze gegen den gleitenden Abschnitt 41 des
Scheibenrotors 170 gedrückt
werden. Somit kann der Scheibenrotor 170 des vorliegenden
Ausführungsbeispiels ähnlich wie
der in 8 gezeigte Scheibenrotor 130 ein
Bremsgeräusch
unterdrücken.
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Der
Scheibenrotor 20 zur Verwendung bei der Scheibenbremse
erzeugt eine Vibration mit einer großen Komponente in der axialen
Richtung des Scheibenrotors, wenn der Bremsklotz gegen den Scheibenrotor
gedrückt
wird. Der Scheibenrotor 20 hat den Kappenabschnitt 22,
der an der Achsennabe eines Fahrzeugs zu befestigen ist. Der gleitende
Abschnitt 41, 132, der zum Erzeugen der Bremskraft durch
den Bremsklotz gedrückt
wird, ist über
den Verbindungsabschnitt 40 mit dem Kappenabschnitt 22 verbunden.
Die Vielzahl von Rippen 52, 84, 92, 102, 114, 116, 124 ist
zum Erhöhen
der Steifigkeit des Verbindungsabschnitts vorgesehen. Der Abschnitt 138, 142, 156, 164, 174 mit
geringer Steifigkeit mit der geringeren Steifigkeit als der gleitende
Abschnitt 41, 132 und der Verbindungsabschnitt 40 kann
zwischen dem gleitenden Abschnitt 41, 132 und
dem Verbindungsabschnitt 40 vorgesehen sein.