DE4331683C2 - Bremsscheibe - Google Patents

Bremsscheibe

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DE4331683C2
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Takashi Shimazu
Haruo Katagiri
Shigeru Sakamoto
Hidetoshi Shimizu
Akio Inatomi
Masashi Ishihara
Masayoshi Katagiri
Toru Shinoda
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Aisin Takaoka Co Ltd
Toyota Motor Corp
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Aisin Takaoka Co Ltd
Toyota Motor Corp
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    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16DCOUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
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    • F16D65/02Braking members; Mounting thereof
    • F16D65/12Discs; Drums for disc brakes
    • F16D65/128Discs; Drums for disc brakes characterised by means for cooling
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60TVEHICLE BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF; BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF, IN GENERAL; ARRANGEMENT OF BRAKING ELEMENTS ON VEHICLES IN GENERAL; PORTABLE DEVICES FOR PREVENTING UNWANTED MOVEMENT OF VEHICLES; VEHICLE MODIFICATIONS TO FACILITATE COOLING OF BRAKES
    • B60T5/00Vehicle modifications to facilitate cooling of brakes

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Description

Die Erfindung betrifft einen Bremsscheibe gemäß dem Oberbegriff der nebengeordneten Patentansprüche 1, 4 und 6.
Ein herkömmlicher Scheibenbremsen-Rotor bzw. eine herkömmliche Bremsscheibe umfaßt, wie aus den Fig. 34 und 35 ersichtlich, eine Vielzahl von Trennwänden F, die radial ver­ laufend zwischen scheibenförmigen Bremsplatten OP und IP ausgebildet sind, um jeweils Einlaßöffnungen I, Auslaßöffnungen O und radiale Durchgänge H zwischen den Trenn­ wänden auszubilden.
Aus einer Ölfilm-Untersuchung zur Analyse des Strömungsverlaufs innerhalb der Durch­ gänge wird klar, daß die vorstehend beschriebene herkömmliche Bremsscheibe einige der nachfolgenden Probleme aufweist. Wie sowohl in Fig. 36, welche die mit einem Styrolteil­ chen-Verfolgungsverfahren erhaltenen Daten zeigt, als auch in Fig. 37, die einen auf vor­ stehender Beschreibung basierende Darstellung eines Strömungsverlaufs wiedergibt, gezeigt ist, erzeugt die Strömung, die von der Einlaßöffnung I in den Durchgang H bei einem un­ gefähren Winkel von 50° mit dem aus den Geschwindigkeitsbestandteilen in kreisumfäng­ licher und radialer Richtung in der Einlaßöffnung zusammengesetzten Geschwindigkeits­ vektor strömt, eine Trennung an der Saugflächen-Seite in Breitenrichtung vom Einlaß zum Auslaß der die Rippen F bildenden Trennwände F, welches zu einer Stauung Y in einem großen Bereich an dem (in Rotationsrichtung gesehen) hinteren Abschnitt jeder Trennwand innerhalb des Durchgangs H führt, die eine Fehlstelle bzw. ein Loch in der Belüftung bil­ det. Daher wird eine Hauptströmung MS sehr schmal, während eine quasi-sekundäre Strö­ mung SS aufgrund der Kollision mit der (in Rotationsrichtung gesehen) vorderen Fläche jeder Trennwand auftritt und während ebenfalls eine Gegenströmung RS am vorderen Ab­ schnitt der Auslaßöffnung auftritt.
Als Folge treten bei der herkömmlichen Bremsscheibe, da der Druckverlust der Strömung aufgrund der Enge der Hauptströmung MS groß ist, dahingehende Nachteile auf, daß der Oberflächen-Wärmeübergangskoeffizient für Kühlluft in dem Durchgangsbereich gesenkt wird, welches zu schlechtem Wirkungsgrad beim Belüften und Kühlen des Rotors führt, während, da der Kühlungsbereich bzw. die Kühlfläche vermindert ist, der gesamte Betrag an abgeführter Wärme gesenkt wird.
Diese Tatsache wird deutlicher, wenn die Anzahl der Leitbleche oder Rippen erhöht wird, um den Kühlungsbereich bzw. die Kühlfläche zu vergrößern, hierbei tritt insbesondere ein Nachteil dahingehend auf, daß der Querschnitt des Einlaßabschnittes klein und der Ein­ strömungswiderstand erhöht wird.
Sogenannte innenbelüftete Bremsscheiben mit zwei in axialem Abstand voneinander ange­ ordneten Bremsplatten, zwischen denen Kühlluft hindurchströmt, sind aus dem Stand der Technik in vielfältiger Weise bekannt.
Die US 4,865,167 zeigt eine gattungsgemäße Bremsscheibe, bei der die inneren und äuße­ ren Trennwände jeweils in Art von Säulen mit einer axialen Länge ausgebildet sind, die nur etwas größer als deren radiale Breite ist, und wobei in einem radialen Bereich zwi­ schen den inneren und äußeren Säulen weitere kurze Trennwände ausgebildet sind, die im Querschnitt etwa sechseckig sind, wobei ihre radiale Länge größer als die der radial äuße­ ren und inneren Säulen ist.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen innenbelüfteten Bremsscheibe zu schaf­ fen, die durch die zwischen den Bremsplatten hindurchströmende Luft wirksam gekühlt wird.
Eine erste Lösung der Erfindungsaufgabe wird mit einer Bremsscheibe gemäß dem An­ spruch 1 erzielt. Diese Bremsscheibe wird mit den Merkmalen der Ansprüche 2 und 3 in vorteilhafter Weise weitergebildet.
Eine weitere Lösung der Erfindungsaufgabe wird mit einer Bremsscheibe gemäß dem An­ spruch 4 erzielt, die mit den Merkmalen des Anspruchs 5 in vorteilhafter Weise weiterge­ bildet wird.
Der Anspruch 6 ist auf eine dritte Ausführungsform einer Bremsscheibe zur Lösung der Erfindungsaufgabe gerichtet.
Die Unteransprüche 7 bis 16 sind auf Merkmale gerichtet, mit denen die Bremsscheiben der unabhängigen Ansprüche vorteilhaft weitergebildet werden.
Von den Erfindern der vorliegenden Erfindung wurden unter Verwendung von mit einem Teilchen-Verfolgungsverfahren erhaltenen Bildern sowie von Ölfilm-Untersuchungsphoto­ graphien verschiedenste Strömungen in Bremsscheiben untersucht. Es wurde herausgefun­ den, daß, wenn die Trennwände in innere Trennwände und äußere Trennwände geteilt werden, um Durchgangs- bzw. Verbindungsöffnungen zu bilden, die die Strömung effi­ zient beeinflussen, die Strömung, die an den Trennwänden vorbeiströmt und durch die Verbindungsöffnungen gelangt, sich vorteilhaft entwickelt, indem die Druckdifferenz zwi­ schen der Druckfläche der Trennwände und deren Saugfläche derart genutzt wird, daß der Druck wieder hergestellt wird, um eine Strömungstrennung bzw. Strömungsablösung im Einlaßabschnitt zu verhindern, wobei ein Staubereich an der Saugflächenseite verengt wird, um einen Hauptströmungsbereich zu vergrößern. Die Länge und die Einbaustellung der in­ neren Trennwände ist so einzustellen, daß die Strömung dem Staubereich auf der hinteren Seite der äußeren Trennwände dadurch effektiv zugeführt wird, daß sie durch die Verbin­ dungsöffnungen strömt, um die Richtung der inneren Trennwände anzunehmen, so daß der Druck auf der Saugflächenseite wieder hergestellt wird.
Vorteilhafterweise strömt die Strömung eng an dem hinteren Abschnitt der äußeren Trenn­ wände entlang, indem sie von den Einlaßöffnungen der Bremsscheiben teilweise entlang des vorderen Abschnitts der inneren Trennwände durch die Verbindungsöffnungen hin­ durchströmt.
Der Wärmeübergangskoeffizient an der Belüftungsöffnungsfläche für die Kühlluft kann durch Verminderung des Staubereiches in der Belüftungsöffnung verbessert werden, wo­ durch der Druckverlust der Strömung gesenkt wird.
Die Erfindung ermöglicht desweiteren die Verwendung einer einzigen Baureihe von Bremsscheiben, wodurch Kosten gesenkt werden können.
Die inneren Trennwände der Bremscheibe sind vorteilhafterweise lang genug, um mit der aus der Einlaßöffnung strömenden Strömung so in Berührung gebracht zu werden, daß die entlang der Vorderseite strömende Strömung sich ausbildet.
Die Länge der inneren Trennwand wird vorteilhafterweise entsprechend einem Einström­ winkel der durch die Einlaßöffnung strömende Strömung festgelegt.
Da die Strömung dadurch gebildet wird, daß es dieser ermöglicht wird, aus den Strömun­ gen heraus, die von den Einlaßöffnungen strömen, eng an den inneren Trennwänden zu strömen, um teilweise durch die zwischen den abwechselnd angeordneten inneren und äu­ ßeren Trennwänden angeordneten Verbindungsöffnungen auf die Saugfläche des hinteren Abschnitts der äußeren Trennwände zu zu strömen, zeigt die Bremsscheibe der vorliegen­ den Erfindung eine Wirkung, durch die der Staubereich aufgrund der Strömungstrennung an der Saugflächen-Seite verengt und der Hauptströmungsbereich vergrößert wird.
Da die Strömung dadurch gebildet wird, daß es dieser gestattet wird, eng an den inneren Trennwänden zu strömen, aus den Strömungen heraus, die von den Einlaßöffnungen her strömen, um teilweise durch die Verbindungsöffnungen, die zwischen den abwechselnd in radialer Richtung angeordneten inneren und äußeren Trennwänden ausgebildet sind, auf die Saugfläche des hinteren Abschnitts der in radialer Richtung angeordneten äußeren Trenn­ wände zu strömen, zeigt die Bremsscheibe der vorliegenden Erfindung eine Wirkung, durch die der Staubereich aufgrund der Strömungstrennung auf der Saugflächen-Seite enger und der Hauptströmungsbereich erweitert wird.
Da die Strömung mit einem kleinen Winkel relativ zu den Trennwänden dadurch gebildet wird, daß es der Strömung gestattet wird, eng an den inneren Trennwänden, aus den Strö­ mungen heraus zu fließen, die von den Einlaßöffnungen strömen, um teilweise auf die Saugfläche des hinteren Abschnitts der äußeren Trennwände zu strömen, die in radialer Richtung geneigt angeordnet sind, wobei dies durch die Verbindungsöffnungen geschieht, die zwischen den abwechselnd angeordneten inneren und äußeren Trennwänden ausgebildet sind, und wobei eine Neigung unter einem Winkel vorliegt, der in bezug auf die radiale Richtung nicht größer als ein Einströmungswinkel der Strömung ist, zeigt die Bremsschei­ be der vorliegenden Erfindung eine Wirkung, durch die der Staubereich aufgrund der Strö­ mungstrennung auf der Saugflächen-Seite enger und der Hauptströmungsbereich größer wird.
Da die Strömung dadurch gebildet wird, daß es der Strömung gestattet wird, eng an den inneren Trennwänden zu strömen, heraus aus den Strömungen von den Einlaßöffnungen, um teilweise durch die Verbindungsöffnungen, die zwischen den inneren und äußeren Trennwänden angeordnet sind, auf die Saugfläche des hinteren Abschnitts der äußeren Trennwände welche abwechselnd und in ihrer Anzahl verschieden voneinander angeordnet sind, zu strömen, zeigt die Bremsscheibe der vorliegenden Erfindung eine Wirkung, durch die der Staubereich aufgrund der Strömungstrennung auf der Saugflächen-Seite verkleinert und der Hauptströmungsbereich vergrößert ist.
Da die Strömung dadurch gebildet wird, daß es dieser gestattet wird, eng an den inneren Trennwänden entlang zu strömen, aus den Strömungen, die von den Einlaßöffnungen strö­ men, um teilweise durch die Verbindungsöffnungen, die zwischen den inneren und äußeren Trennwänden angeordnet sind, auf die Saugfläche des hinteren Abschnitts der äußeren Trennwände, welche abwechselnd in einer symmetrischen Stellung angeordnet sind, zu strömen, zeigt die Bremsscheibe der vorliegenden Erfindung eine Wirkung, durch die der Staubereich aufgrund der Strömungstrennung auf der Saugflächen-Seite verkleinert und der Hauptströmungsbereich vergrößert ist.
Da die Strömung dadurch gebildet wird, daß es dieser gestattet wird, eng an den inneren Trennwänden zu strömen, aus den Strömungen heraus, die von den Einlaßöffnungen strö­ men, um teilweise durch die zwischen den inneren und äußeren Trennwänden ausgebilde­ ten Verbindungsöffnungen auf die Saugfläche des hinteren Abschnitts der äußeren Trenn­ wände welche abwechselnd und an Stellungen innerhalb des Bereiches von 10% bis 70% des Abstands vom inneren Ende der inneren Trennwände bis zum äußeren Ende der äuße­ ren Trennwände angeordnet sind, zu strömen, zeigt die Bremsscheibe der vorliegenden Er­ findung eine Wirkung, durch die der Staubereich aufgrund der Strömungstrennung auf der Saugflächen-Seite verengt und der Hauptströmungsbereich erweitert wird.
Da die Strömung dadurch gebildet wird, daß es dieser gestattet wird, nahe an den inneren Trennwänden aus den von den Einlaßöffnungen strömenden Strömungen zu strömen, um teilweise auf die Saugfläche des hinteren Abschnitts der äußeren Trennwände durch die Verbindungsöffnungen zu strömen, die zwischen den abwechselnd unter verschiedenen Winkeln angeordneten inneren und äußeren Trennwänden ausgebildet sind, zeigt die Bremsscheibe der vorliegenden Erfindung eine Wirkung, durch die der Staubereich auf­ grund der Strömungstrennung auf der Saugflächen-Seite enger und der Hauptströmungsbe­ reich größer ist.
Da ein abgeschrägter Abschnitt am Ende der Innenwand der innenseitigen Bremsplatte aus­ gebildet ist und ein Verlängerungsabschnitt am Ende der Innenwand der außenseitigen Bremsplatte ausgebildet ist, zeigt die Bremsscheibe der vorliegenden Erfindung eine Wir­ kung, durch welche die Strömungsrichtung der Strömung in den Einlaßöffnungen glatt (bzw. wirbelfrei) geändert wird.
Da kleine Wärmeableit-Rippen bildende Vorsprünge innerhalb des Durchgangs in den Stel­ lungen ausgebildet sind, in welchen die Strömung schnell ist, zeigt die Bremsscheibe der vorliegenden Erfindung eine Kühlrippen-Wirkung sowie eine Wirkung, die den Wärmeab­ leit-Bereich erhöht.
Da der Winkel zwischen den Trennwänden und der unter einem bestimmten Einströmungs­ winkel strömenden Strömung relativ zu dem aus dem Stand der Technik bekannten Winkel kleiner ist und somit die Strömung entlang den Trennwänden strömt, zeigt die Brems­ scheibe der vorliegenden Erfindung eine Wirkung, durch die verhindert wird, daß die Strö­ mungstrennung in den Einlaßöffnungen des inneren Abschnitts erzeugt wird. Da ferner die Strömung dadurch gebildet wird, daß es dieser gestattet wird, eng an den Trennwänden zu strömen, aus den von den Einlaßöffnungen strömenden Strömungen, um teilweise durch die Verbindungsöffnungen auf die Saugfläche des hinteren Abschnitts der Trennwände zu strömen, zeigt die Bremsscheibe ebenfalls eine Wirkung, durch welche die Gegenströmung in den Auslaßöffnungen kontrolliert ist, sowie der Staubereich dadurch enger wird, daß die Strömungstrennung an der Saugflächen-Seite verhindert wird wodurch der Hauptströ­ mungsbereich erweitert wird.
Da der äußere Abschnitt der Trennwände zur Seite der Strömung nach der Rotation ge­ neigt ist und somit die durch die Verbindungsöffnung tretende Strömung entlang den äuße­ ren Trennwänden strömt, zeigt die Bremsscheibe der vorliegenden Erfindung eine Wir­ kung, durch die der Hauptströmungsbereich selbst in dem äußeren Abschnitt der Trenn­ wände dadurch vergrößert ist, daß der Staubereich verengt ist, wodurch wirksam die Strö­ mungstrennung an der Saugflächen-Seite verhindert ist.
Da der Hauptströmungsbereich innerhalb der Durchgänge vergrößert ist, zeigt die Brems­ scheibe der vorliegenden Erfindung eine Wirkung, durch die der Belüftungs- und Küh­ lungswirkungsgrad verbessert ist und durch die der gesamte Betrag an Wärmeableitung zum Erweitern des Kühlbereiches durch Vermindern des Druckverlustes der Strömung und durch Vermindern der Absenkung des Wärmeübergangskoeffizienten durch die Oberfläche für Kühlluft erhöht ist.
Da der Hauptströmungsbereich innerhalb der zwischen den durch die in radialer Richtung angeordneten Trennwände ausgebildeten Durchgänge vergrößert ist, zeigt die Bremsscheibe der vorliegenden Erfindung eine Wirkung, durch die der Belüftungs- und Kühlungswir­ kungsgrad verbessert ist und der gesamte Betrag an Wärmeableitung durch Vergrößern des Kühlbereiches durch Senken des Druckverlustes der Strömung und durch Vermindern des Absenken des Wärmeübergangskoeffizienten durch die Oberfläche von Kühlluft erhöht ist.
Da der relative Winkel zwischen den Trennwänden und der Strömung innerhalb der Durchgänge, die durch die Trennwände gebildet werden, gering ist, wobei die Trennwände in radialer Richtung geneigt angeordnet sind und somit der Hauptströmungsbereich weiter vergrößert ist, zeigt die Bremsscheibe der vorliegenden Erfindung eine Wirkung, durch die der Belüftungs- und Kühlungswirkungsgrad verbessert ist und der gesamte Betrag an Wär­ meableitung erhöht ist zum Vergrößern des Kühlbereiches durch Senken des Druckverlus­ tes der Strömung und durch Vermindern des Absenkens des Wärmeübergangskoeffizienten der Oberfläche für Kühlluft.
Da der Hauptströmungsbereich innerhalb der zwischen den äußeren Trennwänden ausgebil­ deten Durchgängen vergrößert ist, wobei die äußeren Trennwände in ihrer Anzahl von der Anzahl an inneren Trennwänden verschieden sind, und der Widerstand der Strömung in­ nerhalb der Durchgänge, welche durch die Trennwände mit geringerer Anzahl gebildet werden, reduziert ist, zeigt die Bremsscheibe der vorliegenden Erfindung eine Wirkung, durch die der Belüftungs- und Kühlungswirkungsgrad verbessert wird und der gesamte Be­ trag an Wärmeableitung erweitert wird, um den Kühlungsbereich zu expandieren durch Senken des Druckverlustes der Strömung und durch Vermindern der Absenkung des Wär­ meübertragungskoeffizienten der Oberfläche für Kühlluft.
Da der Hauptströmungsbereich innerhalb der Durchgänge vergrößert ist, welche durch die symmetrisch angeordneten Trennwände gebildet sind, zeigt die Bremsscheibe der vorlie­ genden Erfindung eine Wirkung, durch die die Bremsscheibe sowohl für rechte als auch für linke Räder eines Fahrzeugs verwendbar ist und durch welche die Belüftungs- und Kühlungseffizienz verbessert ist und der gesamte Betrag an Wärmeableitung erhöht ist, um den Kühlungsbereich durch Senken des Druckverlustes der Strömung und durch Vermin­ dern der Absenkung des Wärmeübegangskoeffizienten der Oberfläche gegenüber Kühlluft zu erhöhen.
Da der Hauptströmungsbereich innerhalb der Durchgänge dadurch vergrößert ist, daß die Strömung durch die Verbindungsöffnungen, die in den vorstehend erwähnten geeigneten Stellungen zwischen den inneren und äußeren Trennwänden angeordnet sind, zu den Durchgängen an der stromabwärts gelegenen Seite strömt, zeigt die Bremsscheibe der vor­ liegenden Erfindung eine Wirkung, durch die der Belüftungs- und Kühlungswirkungsgrad verbessert ist und durch die der gesamte Betrag an Wärmeableitung erhöht ist, um den Kühlungsbereich zu expandieren durch wirksames Senken des Druckverlustes der Strö­ mung und durch Vermindern der Absenkung des Wärmeübergangskoeffizienten durch die Oberfläche in bezug auf Kühlluft.
Da der Hauptströmungsbereich innerhalb der Durchgänge erhöht ist, welche durch die äu­ ßeren Trennwände gebildet werden, die unter dem Optimumwinkel verschieden zu dem Winkel der inneren Trennwände angeordnet sind, zeigt die Bremsscheibe der vorliegenden Erfindung eine Wirkung, durch die der Belüftungs- und Kühlungswirkungsgrad verbessert ist und durch die der gesamte Betrag an Wärmeableitung erhöht ist, um den Kühlungsbe­ reich zu expandieren durch weiteres Senken des Druckverlustes der Strömung und durch Vermindern der Absenkung des Wärmeübergangskoeffizienten durch die Oberfläche für Kühlluft.
Da der Hauptströmungsbereich innerhalb der Durchgänge vergrößert ist und der Gegen­ strom in den Auslaßöffnungen durch den inneren Abschnitt der geneigten Trennwände und der Verbindungsöffnungen kontrolliert ist, zeigt die Bremsscheibe der vorliegenden Erfin­ dung eine Wirkung, durch die der Belüftungs- und Kühlungswirkungsgrad verbessert ist und der gesamte Betrag der Wärmeableitung erhöht ist, um den Kühlungsbereich durch Senken des Druckverlustes der Strömung und durch Vermindern der Absenkung des Wär­ meübergangskoeffizienten durch die Oberfläche in bezug auf Kühlluft zu erhöhen.
Da der äußere Abschnitt der Trennwände zur Strömung nach Rotation geneigt ist, zeigt die Bremsscheibe der vorliegenden Erfindung eine Wirkung, durch die der Belüftungs- und Kühlungswirkungsgrad verbessert ist und der gesamte Betrag an Wärmeableitung zum Er­ weitern des effektiven Kühlungsbereiches dadurch erhöht wird, daß die Strömungstrennung verhindert wird, um ferner den Hauptströmungsbereich innerhalb der Durchgänge zu ver­ größern und die Gegenströmung in den Auslaßöffnungen zu steuern.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand der beigefügten Zeichnungen und unter Bezugnah­ me auf deren Ausführungsformen im einzelnen beschrieben.
Es zeigen:
Fig. 1 eine Querschnittsdarstellung einer Bremsscheibe einer ersten bevorzugten Aus­ führungsform der vorliegenden Erfindung entlang der Linie A-A aus Fig. 2,
Fig. 2 eine Querschnittsdarstellung in Längsrichtung, der Bremsscheibe der ersten er­ findungsgemäßen Ausführungsform,
Fig. 3 eine teilweise Querschnittsdarstellung eines Strömungsverlaufs innerhalb der Bremsscheibe der ersten erfindungsgemäßen Ausführungsform,
Fig. 4 eine Querschnittsdarstellung, die Wärmeableit-Rippen innerhalb einer Belüf­ tungsöffnung der ersten erfindungsgemäßen Ausführungsform zeigt,
Fig. 5 eine teilweise Querschnittsdarstellung, die einen Strömungsverlauf innerhalb der Bremsscheibe der ersten erfindungsgemäßen Ausführungsform anhand von Teilchenverfolgungs-Verfahrensdaten zeigt,
Fig. 6 eine perspektivische, teilweise aufgebrochen dargestellte Ansicht, die an einem Fahrzeug montierten Bremsscheibe der ersten erfindungsgemäßen Ausführungs­ form,
Fig. 7 eine Querschnittsdarstellung der an einem Rad befestigten Bremsscheibe der ersten erfindungsgemäßen Ausführungsform,
Fig. 8 eine teilweise Querschnittsdarstellung, die eine Bremsscheibe und einen Strö­ mungsverlauf einer zweiten erfindungsgemäßen Ausführungsform zeigt,
Fig. 9 eine teilweise Querschnittsdarstellung, die einen Strömungsverlauf innerhalb der Bremsscheibe der zweiten erfindungsgemäßen Ausführungsform anhand von Teilchenverfolgungs-Verfahrensdaten zeigt,
Fig. 10 eine teilweise Querschnittsdarstellung, die eine Bremsscheibe und einen Strö­ mungsverlauf einer dritten erfindungsgemäßen Ausführungsform zeigt,
Fig. 11 eine teilweise Querschnittsdarstellung, die einen Strömungsverlauf innerhalb der Bremsscheibe einer dritten erfindungsgemäßen Ausführungsform anhand von Teilchenverfolgungs-Verfahrensdaten zeigt,
Fig. 12 eine teilweise Querschnittsdarstellung, die eine Bremsscheibe und einen Strö­ mungsverlauf einer vierten erfindungsgemäßen Ausführungsform zeigt,
Fig. 13 eine teilweise Querschnittsdarstellung, die eine Bremsscheibe und einen Strö­ mungsverlauf einer fünften erfindungsgemäßen Ausführungsform zeigt,
Fig. 14 eine Querschnittsdarstellung der Bremsscheibe einer sechsten erfindungsge­ mäßen Ausführungsform,
Fig. 15 eine teilweise Querschnittsdarstellung des Strömungsverlaufs innerhalb der Bremsscheibe der sechsten erfindungsgemäßen Ausführungsform,
Fig. 16 eine teilweise Querschnittsdarstellung, die einen Strömungsverlauf innerhalb der Bremsscheibe der sechsten erfindungsgemäßen Ausführungsform anhand von Teilchenverfolgungs-Verfahrensdaten zeigt,
Fig. 17 eine teilweise Querschnittsdarstellung, die einen Strömungsverlauf innerhalb der Bremsscheibe einer siebten erfindungsgemäßen Ausführungsform zeigt,
Fig. 18 eine teilweise Querschnittsdarstellung, die einen Strömungsverlauf innerhalb der Bremsscheibe der siebten erfindungsgemäßen Ausführungsform anhand von Teilchenverfolgungs-Verfahrensdaten zeigt,
Fig. 19 eine teilweise Querschnittsdarstellung des Strömungsverlaufs innerhalb einer Bremsscheibe einer achten erfindungsgemäßen Ausführungsform,
Fig. 20 eine teilweise Querschnittsdarstellung, die einen Strömungsverlauf innerhalb der Bremsscheiben einer achten erfindungsgemäßen Ausführungsform anhand von Teilchenverfolgungs-Verfahrensdaten zeigt,
Fig. 21 eine Querschnittsdarstellung der Bremsscheibe einer neunten erfindungsgemä­ Ben Ausführungsform,
Fig. 22 eine teilweise Querschnittsdarstellung des Strömungsverlaufs innerhalb der Bremsscheibe der neunten erfindungsgemäßen Ausführungsform,
Fig. 23 eine teilweise Querschnittsdarstellung, die einen Strömungsverlauf der neunten erfindungsgemäßen Ausführungsform, in welcher eine Verbindungsöffnung in einer Stellung unter einem Winkel von 70° ausgebildet ist, zeigt
Fig. 24 eine teilweise Querschnittsdarstellung, die einen Strömungsverlauf innerhalb der Bremsscheibe der neunten erfindungsgemäßen Ausführungsform anhand von Teilchenverfolgungs-Verfahrensdaten zeigt,
Fig. 25 eine teilweise Querschnittsdarstellung, die die Bremsscheibe und einen Strö­ mungsverlauf einer zehnten erfindungsgemäßen Ausführungsform zeigt,
Fig. 26 eine teilweise Querschnittsdarstellung, die die Bremsscheibe und einen Strö­ mungsverlauf einer elften erfindungsgemäßen Ausführungsform zeigt,
Fig. 27 eine teilweise Querschnittsdarstellung, die eine Bremsscheibe und den Strö­ mungsverlauf einer zwölften erfindungsgemäßen Ausführungsform zeigt,
Fig. 28 eine teilweise Querschnittsdarstellung, die die Bremsscheibe und den Strö­ mungsverlauf einer dreizehnten erfindungsgemäßen Ausführungsform zeigt,
Fig. 29 eine Querschnittsdarstellung, die die Bremsscheibe einer vierzehnten erfindungs­ gemäßen Ausführungsform zeigt,
Fig. 30 eine teilweise Querschnittsdarstellung, die den Strömungsverlauf innerhalb der Bremsscheibe der vierzehnten erfindungsgemäßen Ausführungsform zeigt,
Fig. 31 eine teilweise Querschnittsdarstellung, die den Strömungsverlauf innerhalb der Bremsscheibe der vierzehnten bevorzugten Ausführungsform anhand von Teil­ chenverfolgungs-Verfahrensdaten zeigt,
Fig. 32 eine teilweise Querschnittsdarstellung einer Bremsscheibe und eines Strömungs­ verlaufs einer fünfzehnten erfindungsgemäßen Ausführungsform,
Fig. 33 eine teilweise Querschnittsdarstellung einer Bremsscheibe und eines Strömungs­ verlaufs einer sechzehnten erfindungsgemäßen Ausführungsform,
Fig. 34 eine Querschnittsdarstellung einer herkömmlichen Bremsscheibe entlang der Linie B-B aus Fig. 35,
Fig. 35 eine Querschnittsdarstellung einer herkömmlichen Bremsscheibe in Längsrich­ tung,
Fig. 36 eine teilweise Querschnittsdarstellung, die den Strömungsverlauf innerhalb ei­ ner herkömmlichen Bremsscheibe anhand von Teilchenverfolgungs-Verfahrens­ daten zeigt,
Fig. 37 eine teilweise Querschnittsdarstellung des Strömungsverlaufs innerhalb einer herkömmlichen Bremsscheibe.
Eine erste Ausführungsform einer Bremsscheibe wird bei einer in einem Kraftfahrzeug verwendeten Bremsscheibe eingesetzt und führt Luft, die aus einer Ansaugöffnung S einer Staubabdeckung DC, die an der Innenseite jedes Rades WH befestigt ist, in eine Belüf­ tungsöffnung eines Rotors, wie in den Fig. 6 und 7 dargestellt, ein. Unter Bezugnahme auf die Fig. 1 bis 7 werden nachfolgend Details der Bremsscheibe beschrieben.
Eine Bremsscheibe 1 der ersten erfindungsgemäßen Ausführungsform umfaßt: Bremsplat­ ten 11 und 12 an der Innenseite und der Außenseite, die beide in axialer Richtung einer Achse oder Welle (nicht dargestellt) parallel zueinander und separat voneinander angeord­ net sind, eine Vielzahl von Rippen 2, die aus wechselweise benachbarten äußeren Trenn­ wänden 22 zusammengesetzt sind, die in radialer Weise zwischen den Bremsplatten 11 und 12 angeordnet und in radialer Richtung ausgerichtet sind und umfaßt innere Trennwände 21, die in radialer Weise an dem Zwischenabschnitt zwischen den wechselweise benach­ barten äußeren Zwischenwänden angeordnet und in radialer Richtung ausgerichtet sind, umfaßt eine Vielzahl von Öffnungen 31 und 32, die sich in radialer Richtung zwischen den Bremsplatten 11 und 12 einwärts und auswärts öffnen, eine Vielzahl von Belüftungsöff­ nungen 4, die aus Durchgängen 41 und 42 zusammengesetzt und durch die Bremsplatten 11 und 12 und die wechselweise benachbarten inneren und äußeren Trennwände 21 und 22 ausgebildet sind, Verbindungsöffnungen 5, die zwischen den abwechselnd angeordneten inneren und äußeren Trennwänden 21 und 22 ausgebildet sind und es den wechselweise benachbarten Belüftungsöffnungen gestatten, miteinander zu kommunizieren, umfaßt einen R-Abschnitt 61, der einen abgeschrägten Abschnitt an dem einen Ende der Innenwand der innenseitigen Bremsplatte bildet, einen Richtungskonvertierungs-Abschnitt 62, der einen Verlängerungsabschnitt des Endes der außenseitigen Bremsplatte bildet, und umfaßt Wärmeableit-Rippen 7, die radial an der Innenwand angeordnet sind, wobei sämtliche Belüftungsöffnungen 4 der innenseitigen und außenseitigen Bremsplatte gebildet werden.
Die außenseitige Bremsplatte 12 wird mit der innenseitigen Bremsplatte 11, mit einem er­ habenen Abschnitt 14, der eine Öffnung für die Montage aufweist, durch einen Stufenab­ schnitt 13, wie in Fig. 2 dargestellt, zusammenhängend ausgebildet. Die innenseitige und außenseitige Platte 11 und 12 steigen in radialer Richtung auswärts verlaufend linear in ih­ rer Dicke an, um so zu einer sich linear vermindernden Höhe der Belüftungsöffnung 4 zu führen.
Wie in den Fig. 1 und 3 dargestellt sind die Rippen 2 aus den inneren Trennwänden 21 und den äußeren Trennwänden 22 zusammengesetzt, die beide 4,5 mm breit sind, radial zwi­ schen der innenseitigen und außenseitigen Bremsplatte 11 und 12 im Durchmesserbereich von 165 mm bis 275 mm angeordnet sind, in radialer Richtung ausgerichtet sind und mit der innenseitigen und außenseitigen Bremsplatte 11 und 12 zusammenhängend ausgeformt sind. Die inneren Trennwände 21 sind in radialer Richtung angeordnet und an der Innen­ seite unter einem Winkel von θ/2 in symmetrischer Stellung relativ zu den äußeren Trenn­ wänden 22 angeordnet, wobei die äußeren Trennwände wechselweise zueinander unter ei­ nem Winkel von θ benachbart sind.
Wie in Fig. 2 (bzw. in Fig. 3) dargestellt, vergrößert sich die Belüftungsöffnung 4 linear, entsprechend zur Zunahme der innenseitigen und außenseitigen Platte 11 und 12 in radialer auswärtiger Richtung. Die Höhe der Belüftungsöffnung 4 beträgt 14 mm an der Einlaßöff­ nung 31 und 9 mm an der Auslaßöffnung 32. Da die inneren Trennwände 21 und die äu­ ßeren Trennwände 22, welche beide die Rippen 2 bilden, radial in aufeinanderfolgender Weise ausgebildet sind, ist der Querschnittsbereich der inneren und äußeren Belüftungsöff­ nungen 41 und 42 ungefähr gleichförmig.
Wie in Fig. 3 dargestellt ist die Verbindungsöffnung 5 7 mm lang (d. h. auf der projizier­ ten Länge der inneren Trennwand 21 und der äußeren Trennwand 22 auf derselben Linie) und teilt die Rippe 2 in die innere Trennwand 21 und die äußere Trennwand 22. Die Ver­ bindungsöffnung 5 ist derart ausgebildet, daß eine Linie, die das Ende 21E der inneren Trennwand 21 der Rippe 2 an der stromaufwärts gelegenen Seite der Strömung und das Ende der Verbindungsöffnung 5 (d. h. das hintere Ende 21R der inneren Trennwand 21 der Rippe 2) verbindet, einen Winkel von ungefähr 50° relativ zu einer Neutrallinie N der Be­ lüftungsöffnung 4 hat, die Verbindungsöffnung 5 ist nämlich in einer Stellung in dem Be­ reich von 0,24 L bis 0,38 L von dem inneren Ende der Rippe 2 entfernt angeordnet (wobei L die Länge der Differenz zwischen dem Radius des Rotors am inneren Ende der inneren Trennwand 21 der Rippe 2 und dem Radius des Rotors am Ende der äußeren Trennwand 22 darstellt).
Die erlaubte Einbaustellung der Verbindungsöffnung 5 liegt in dem Bereich von 0,1 L (d. h. 70° in bezug auf den vorstehend erwähnten Winkel) bis 0,7 L (30°), obwohl diese von dem Einströmungswinkel der Strömung in die Belüftungsöffnung 4 abhängt. Jedoch ist, falls die Einbaustellung zu nahe an der Einlaßöffnung 31 ist (d. h. 0,1 L oder weniger), die Länge der inneren Trennwand 21 kurz und die unter einem Einströmungswinkel ∝ von 40° bis 50° strömende Strömung tritt direkt durch die Verbindungsöffnung 5. Als Ergebnis wird einige Strömungstrennung und der Staubereich Y an der Saugfläche der äußeren Trenn­ wand 22 in der Belüftungsöffnung an der benachbart stromabwärts gelegenen Seite erzeugt, wobei die Einströmungsverluste in dem Einlaßabschnitt vergrößert werden und die Strö­ mungsmenge gesenkt wird, welches zur Senkung des Kühlungsvermögens führt.
Andererseits wird, falls die Einbaustellung der Verbindungsöffnung 5 zu nahe an der Aus­ laßöffnung 32 angeordnet ist (d. h. 0,7 L oder mehr), die Erzeugung der Strömungstrennung an der Außenseite so gesteuert, daß der Staubereich verkleinert ist. Da jedoch die Druck­ differenz aufgrund der aus der Ausdehnung der Belüftungsöffnung 4 resultierenden Ver­ luste gesenkt wird, wird die Druckwiederherstellungswirkung verkleinert, die Strömungs­ trennung im Einlaßabschnitt erzeugt und der Staubereich an der Saugflächen-Seite der in­ neren Rippe ausgebildet, wodurch die Strömungsmenge und das Kühlungsvermögen ge­ senkt werden. Falls die Einbaustellung um 0,5 L oder mehr abseits liegt, wird die Länge der äußeren Rippe kurz bzw. zu kurz. Dementsprechend wird die Differenz zu der inneren Energie und der äußeren Energie der Öffnung für das Definieren des Belüftungsvermögens der Belüftungsöffnung klein und die hindurchtretende Strömungsmenge tendiert zur Abnah­ me. Als Ergebnis wird die Grenze der Einbaustellung im Hinblick auf den Ausgleich zwi­ schen der Einbaustellung und dem Druckwiederherstellungseffekt (d. h. dem Effekt zur Er­ höhung der Strömungsmenge), der durch die Verbindungsöffnung 5 bewirkt wird, auf 0,7 L gesetzt.
Falls eine ausgiebige Kühlwirkung benötigt wird, ist es vorzuziehen, die Einbaustellung der Verbindungsöffnung in einem erwünschten Bereich von 0,2 L bis 0,5 L anzuordnen, ob­ wohl diese vom Einbauabstand und der Drehgeschwindigkeit der Rippen abhängt. In der ersten erfindungsgemäßen Ausführungsform ist die Einbaustellung der Verbindungsöffnung auf Bereich von 0,24 L bis 0,39 L festgesetzt.
Die erlaubte Länge des Verbindungsabschnitts 5 liegt in dem Bereich von 2 mm bis 15 mm als vorstehend erwähnte projizierte Länge. Wenn jedoch die Länge der Verbindungs­ öffnung kurz ist, wird die Wirkung der Verbindungsöffnung als Druckwiederherstellungs­ öffnung gesenkt. Andererseits wird, wenn deren Länge groß ist, die Länge der Rippen klein und somit die Wirkung durch die Verbindungsöffnung als Schaufel (Gebläselüfter) gesenkt. Als Ergebnis wird die Optimumlänge der Verbindungsöffnung in dem Bereich von 4 mm bis 6 mm eingestellt. In der ersten erfindungsgemäßen Ausführungsform ist die Län­ ge der Verbindungsöffnung vom Blickpunkt der Herstellung aus auf 6 mm eingestellt.
Der R-Abschnitt 61 am Ende der Innenwand der innenseitigen Bremsplatte 21 hat einen unter einem Winkel von 45° abgeschrägten Deckabschnitt, wie in Fig. 2 dargestellt, und der Abschnitt mit der Minimumdicke ist im Hinblick auf die Festigkeit auf 5 mm einge­ stellt.
Der Richtungskonvertierungsabschnitt 62 der außenseitigen Bremsplatte 12 verlängert sich von der innenseitigen Bremsplatte 11 in radialer Richtung einwärts und nimmt sanft an Dicke in einwärtiger Richtung der Innenwand zu, um eine konkave bogenförmige Form, die wie in Fig. 2 dargestellt, um 4 mm verrundet ist, anzunehmen. Als Ergebnis transfor­ miert der richtungskonvertierende Abschnitt 62 die Strömung in axialer Richtung der Bremsscheibe 1 in die in radialer Richtung auswärts gerichtete Strömung und gestattet es der Strömung in Zusammenwirkung mit dem R-Abschnitt 61, durch die Einlaßöffnung 31 in die Belüftungsöffnung 4 zu treten.
Die Wärmeableit-Rippen 7 haben lange wärmeableitende Rippen 71 und 72, die an einem der äußeren Trennwand 22 benachbarten Abschnitt radial integriert sind und kurze Wärme­ ableit-Rippen 73 und 74, die in einem Mittenabschnitt der Belüftungsöffnung 4, wie in den Fig. 3 und 4 dargestellt, integriert sind, wobei die Wärmeableitwirkung ohne Erhöhung des Strömungswiderstands innerhalb der Belüftungsöffnung 4 erhöht wird.
Die vollständige Wirkungsweise der ersten erfindungsgemäßen Ausführungsform wird nachfolgend beschrieben.
Die Bremsscheibe der vorstehend beschriebenen ersten erfindungsgemäßen Ausführungs­ form überträgt die axiale Strömung in Zusammenwirkung mit dem R-Abschnitt 61 und dem richtungskonvertierenden Abschnitt 62 glatt bzw. wirbelfrei in die radiale Strömung in die Einlaßöffnung 31, wie es in Fig. 2 dargestellt ist, welches es der Strömung gestattet, in die Belüftungsöffnung 4 unter dem Einströmungswinkel von 40 bis 50° durch die Einlaßöffnung 31 wie in Fig. 3 dargestellt einzuströmen und gestattet es der Strömung, entlang der Wandoberfläche der Druckflächen-Seite der inneren Trennwand 21 zu strömen, welche am Zwischenabschnitt der Rippe 2 ausgebildet ist, um glatt bzw. nicht turbulent durch die Verbindungsöffnung 5 in die nachfolgende Belüftungsöffnung 4, die durch die äußeren Trennwände 22U und 22D gebildet wird, zu strömen. Als Ergebnis findet die Er­ zeugung der Strömungstrennung an der Saugflächen-Seite der äußeren Trennwände 22 der Rippen 2 kontrolliert statt und der Staubereich 41 wird eingeengt, um einen breiten Haupt­ strömungsbereich 42 auszubilden. Diese Tatsache wird aus Fig. 5 deutlich, die Untersu­ chungsdaten eines Teilchenverfolgungs-Verfahrens anhand eines Styrolteilchen-Verfol­ gungsverfahren zeigt, um die Strömung sichtbar zu machen, welche die strömenden Styrol­ teilchen, die der Strömung folgen, wenn die Bremsscheibe mit 2500 Umdrehungen pro Mi­ nute gedreht wird, welches einer Fahrzeuggeschwindigkeit von 250 km/Stunde entspricht. Bei diesem Styrolteilchen-Verfolgungsverfahren ist es möglich, einen Geschwindigkeitsvek­ tor an einem lokal festgelegten Ort dadurch zu erhalten, daß jede Übereinstimmung der strömenden Teilchenstellungen, die kontinuierlich einbezogen werden, festgestellt wird, wobei die derart erhaltenen Ergebnisse sehr gut mit Luftgeschwindigkeits-Messdaten über­ einstimmen und dies demzufolge für eine Beobachtung einer Hauptströmung geeignet ist.
In die Bremsscheibe der ersten erfindungsgemäßen Ausführungsform mit der vorstehenden Wirkungsweise sind die inneren und äußeren Trennwände 21 und 22 abwechselnd angeord­ net und die von den Einlaßöffnungen 31 strömende Strömung wird durch die inneren Trennwände 21 zur Saugflächen-Seite der Trennwand 22U an geringfügig äußerer Stelle umgelenkt, um die glatte Strömung zu bilden. Da die zwischen den inneren und äußeren Trennwänden ausgebildete Verbindungsöffnung 5 für die Strömung einen im wesentlichen großen effektiven Öffnungsbereich hat, bildet die Verbindungsöffnung 5 wirksam eine der­ art glatte Strömung aus, da die Öffnung 5 streng so wirkt, daß die durch die Verbindungs­ öffnung 5 tretende Strömung beschränkt wird. Demzufolge wird die Erzeugung des Staube­ reichs 41 dadurch kontrolliert, daß die Strömungstrennung an der Saugflächen-Seite der äußeren Trennwände 22 der Rippen 2 verhindert wird und ein breiter Hauptströmungsbe­ reich 42 wird in der erwünschtesten Form durch Steuerung der Erzeugung einer quasi-se­ kundären herkömmlichen Strömung gebildet, so daß die in der Auslaßöffnung wie im her­ kömmlichen Falle erzeugte Gegenströmung ebenfalls kontrolliert werden kann. Als Ergeb­ nis zeigt die Bremsscheibe eine Wirkung, die das Belüftungs- und Kühlungsvermögen der Bremsscheibe 1 erhöht und den gesamten Betrag an Wärmeableitung erhöht, um den effek­ tiven Kühlungsbereich durch Minimierung des Druckverlustes der Strömung und durch Ver­ mindern der Senkung des Wärmeübertragungskoeffizienten durch die Oberfläche für Kühl­ luft zu erhöhen.
Da nämlich das Kühlungsvermögen als abhängige Größe von der Wärmeableitung durch ein Produkt des Wärmeableitbereiches (bzw. der Wärmeableitfläche) mit einem Wärme­ übertragungskoeffizienten und mit der Differenz von einer Temperatur zu einer anderen ausgedrückt wird, und in dem Falle einer Wärmeübertragung durch erzwungene Konvek­ tion der Wärmeübertragungskoeffizient proportional zu einem Exponenten von 0,5 bis 0,8 der Strömungsrate ist, ist daher der Anstieg der Strömungsrate für die Verbesserung des Kühlungsvermögens grundlegend. Mit anderen Worten ausgedrückt bedeutet dies, daß da die erste erfindungsgemäße Ausführungsform den Durchströmungswiderstand senken und die Strömungsrate erhöhen kann, die Menge an Wärmeabführung und das Kühlungsvermö­ gen um ungefähr 11% verbessert werden.
Da ferner das Kühlungsvermögen proportional zum Wärmeableit-Bereich ist, ist es wich­ tig, den Kühlungsbereich zu erhöhen. In der ersten Ausführungsform kann das Kühlungs­ vermögen beachtlich erhöht werden, da der Kühlungsbereich innerhalb des beschränkten Kühlungsbereiches effektiv auf einen Bereich mit hohem Wärmeübergangskoeffizienten er­ weitert ist.
Da ferner der axiale Strom glatt bzw. nicht turbulent in Zusammenwirkung mit dem R-Ab­ schnitt 61 und dem Richtungskonvertierungs-Abschnitt 62 in den radialen Strom in die Ein­ laßöffnung 31, wie in Fig. 2 dargestellt, transformiert wird, zeigt die Bremsscheibe 1 der ersten erfindungsgemäßen Ausführungsform eine Wirkung, die effektiv die Strömungstren­ nung der in der Nähe des Endes der inneren Wand der innenseitigen Bremsplatte 11 er­ zeugten Strömung steuert.
Da vier Teile kleiner wärmeableitender Rippen 71 bis 74 an der Innenwand an der Außen­ seite der innenseitigen und außenseitigen Bremsplatten, wie in Fig. 3 und 4 dargestellt, ausgebildet sind, zeigt die Bremsscheibe 1 der ersten erfindungsgemäßen Ausführungsform eine Wirkung, die effektiv die wärmeableitende Wirkung erhöht, ohne den Widerstand der Strömung innerhalb der Belüftungsöffnung 4 zu erhöhen.
Da die Rippen 2 in radialer Weise ausgebildet sind und eine symmetrische Form haben, wie in Fig. 1 dargestellt, um die Konstruktion von Bremsen für linke und rechte Räder un­ ter Verwendung des gleichen Rotors zu gestatten, kann von der Wirkung her eine einzige Baureihe für die Konstruktion und Herstellung verwendet werden, um die Kosten zu sen­ ken und aus Sicht des Managements Erleichterung zu schaffen.
Da die Länge der Verbindungsöffnung 5 als Optimumlänge zu 6 mm gesetzt ist, zeigt die Bremsscheibe 1 der ersten erfindungsgemäßen Ausführungsform eine Wirkung, die den Stau aufgrund der Strömungstrennung auf der Saugflächen-Seite der Rippen 2 durch die durch die Verbindungsöffnung 5 tretende Strömung wirksam steuert.
Da darüber hinaus die Verbindungsöffnung 5 in einer Stellung in dem Bereich von 0,24 L (d. h. 50° im Sinne des vorstehend erwähnten Winkels) bis 0,39 L als geeignetste Stellung verwendet wird, zeigt die Bremsscheibe 1 der ersten erfindungsgemäßen Ausführungsform eine Wirkung, die am wirkungsvollsten die Stauung aufgrund der Strömungstrennung steuert.
Eine Bremsscheibe einer zweiten erfindungsgemäßen Ausführungsform ist so ausgebildet, daß die inneren Trennwände 21 in einer Position angeordnet sind, in der diese um eine Phase von θ/4 relativ zur äußeren Trennwand 22U der stromaufwärts gelegenen Seite der Strömung nach hinten und um 3θ/4 relativ zur äußeren Trennwand 22D der stromabwärts gelegenen Seite der Strömung nach vorn, wie in den Fig. 8 und 9 dargestellt, verschoben angeordnet sind, im Unterschied zu der Bremsscheibe der ersten erfindungsgemäßen Aus­ führungsform, in welchem die inneren Trennwände 22 durch Verschieben der Phase um θ/2 relativ zu den äußeren Trennwänden 22 angeordnet sind, um den Vorteil einer sym­ metrischen Form für sowohl linke als auch rechte Seiten zu erhalten. Der Winkel θ wird standardmäßig durch die Enden von zwei benachbarten äußeren Trennwänden relativ zur Mitte der Bremsscheibe ausgebildet.
Obwohl die Bremsscheibe der zweiten erfindungsgemäßen Ausführungsform mit der vor­ stehend beschriebenen Konstruktion den Vorteil der symmetrischen Form der ersten erfin­ dungsgemäßen Ausführungsform für sowohl linke als auch rechte Seiten opfert, ist das In­ tervall zwischen den inneren und äußeren Trennwänden 21 und 22U kürzer als das im Fal­ le der ersten erfindungsgemäßen Ausführungsform, so daß die Strömung nahe zur Saug­ fläche der äußeren Trennwand 22U ausgebildet ist, wie es aus den Fig. 8 und 9 zu ersehen ist. Dementsprechend wird die erzeugte Strömungstrennung an der Saugflächen-Seite der äußeren Trennwände 22 davon abgehalten, den Staubereich 41 weiter einzuengen. Da sich ferner die nahe an der Saugfläche der äußeren Trennwand 22U strömende Strömung mit der zwischen der äußeren Trennwand 22D und der inneren Trennwand 21 auf der unteren Seite in Fig. 8 innerhalb der Belüftungsöffnung, die aus den äußeren Trennwänden 22U und 22D gebildet ist, vermischt, wird ein breiter Hauptströmungsbereich 42 gebildet. Als Ergebnis zeigt die Bremsscheibe der zweiten erfindungsgemäßen Ausführungsform eine Wirkung, durch die der Belüftungs- und Kühlungswirkungsgrad verbessert ist und der ge­ samte Betrag an Wärmeableitung durch Vergrößern des effektiven Kühlungsbereiches er­ höht ist.
Die Bremscheibe einer dritten erfindungsgemäßen Ausführungsform der vorliegenden Er­ findung ist so konstruiert, daß die inneren Trennwände 22 in einer Stellung angeordnet sind, in welcher diese um eine Phase von 3θ/4 relativ zur äußeren Trennwand 22U an der stromaufwärts gelegenen Seite der Strömung nach hinten verschoben sind und um θ/4 re­ lativ zur äußeren Trennwand 22D an der stromabwärts gelegenen Seite der Strömung, wie in den Fig. 10 und 11 dargestellt, nach vorn verschoben sind. Daher ist, da die Strömung zwischen den inneren Trennwänden an der Unterseite in Fig. 11 teilweise zwischen den oberen äußeren Trennwänden strömt und andernfalls die zwischen den wechselweise be­ nachbarten inneren Trennwänden 21 hindurchtretende Strömung zu der Strömung wird, die glatt bzw. nicht turbulent zwischen den wechselweise benachbarten äußeren Trennwänden strömt, der Widerstand gegenüber der Strömung gesenkt. Als Ergebnis zeigt die Brems­ scheibe der dritten erfindungsgemäßen Ausführungsform eine Wirkung, durch welche die Strömungsrate erhöht wird, sowie eine ähnliche Funktion und eine ähnliche Wirkung wie derjenige der ersten erfindungsgemäßen Ausführungsform.
Eine Bremsscheibe einer vierten erfindungsgemäßen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist so konstruiert, daß eine erste innere Trennwand 21F in einer Stellung ange­ ordnet ist, in welcher eine Phasenverschiebung um θ/4 relativ zur äußeren Trennwand 22U der stromaufwärts gelegenen Seite der Strömung nach hinten vorliegt, und daß eine zweite innere Trennwand 21S in einer Stellung angeordnet ist, in der eine Phasenverschie­ bung um θ/2 relativ zu der ersten inneren Trennwand 21F nach hinten und um θ/4 relativ zur äußeren Trennwand 22D der stromabwärts gelegenen Seite der Strömung, wie in Fig. 12 dargestellt nach vorn vorliegt.
Die Bremsscheibe der vierten erfindungsgemäßen Ausführungsform zeigt eine Wirkung, durch welche die Vorteile der Symmetrie für linke und rechte Räder eines Fahrzeuges ähn­ lich wie im Falle der ersten erfindungsgemäßen Ausführungsform verwirklicht werden, so­ wie die positive Injizierung von Energie durch Steuerung der Strömungstrennung an der Saugflächen-Seite der äußeren Trennwände 22U und 22D dadurch realisiert wird, daß es der Strömung gestattet wird, zwischen den inneren Trennwänden 21F und 21S her zu strö­ men, um deren Richtung anzunehmen.
Eine Bremsscheibe einer fünften erfindungsgemäßen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist so konstruiert, daß eine erste äußere Trennwand 22F in einer Stellung ange­ ordnet ist, in der die Phase relativ zur inneren Trennwand 21 der aufwärts gelegenen Seite der Strömung um θ/4 nach hinten verschoben ist, und eine zweite äußere Trennwand 22S in einer Stellung angeordnet ist, in der die Phase relativ zur ersten äußeren Trennwand 22F um θ/2 nach hinten verschoben ist und um θ/4 relativ zur inneren Trennwand 21 der aufwärts gelegenen Seite der Strömung wie in Fig. 13 dargestellt nach vorn verschoben ist.
Die Bremsscheibe der fünften erfindungsgemäßen Ausführungsform mit der vorstehend be­ schriebenen Konstruktion verwirklicht die Erhöhung des Oberflächenbereiches im Hinblick auf die äußeren Trennwände 22F und 22S, während der Öffnungsbereich zwischen den in­ neren Trennwänden 21 sichergestellt ist und zeigt eine Wirkung, durch die eine Mehrrip­ pen-Funktion erreicht wird, um den Belüftungs- und Kühlungswirkungsgrad zu verbessern und den gesamten Betrag an Wärmeableitung zu erhöhen, um den effektiven Kühlungsbe­ reich zu expandieren und die Vorteile der Symmetrie für linke und rechte Räder eines Fahrzeuges zu verwirklichen.
Eine Bremsscheibe einer sechsten erfindungsgemäßen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfaßt, wie in den Fig. 14 bis 16 und den Fig. 2, 4, 6 und 7 gezeigt, Brems­ platten 11 und 12 an der Innenseite und an der Außenseite, die beide parallel zueinander und in axialer Richtung einer nicht dargestellten Achse oder Welle getrennt voneinander angeordnet sind, umfaßt eine Vielzahl von Rippen 2, die aus wechselseitig benachbarten äußeren Trennwänden 22 zusammengesetzt sind, die radial zwischen den Bremsplatten 11 und 12 bereitgestellt sind und unter einem Winkel angeordnet sind, der nicht größer ist als ein Einströmungswinkel der Strömung in radialer Richtung und umfaßt wechselseitig be­ nachbarte inneren Trennwänden 21, die in dem Zwischenabschnitt zwischen den äußeren Trennwänden angeordnet sind, eine Vielzahl von Öffnungen 31 und 32, die sich einwärts und auswärts in radialer Richtung zwischen den Bremsplatten 11 und 12 öffnen, eine Viel­ zahl von Belüftungsöffnungen 4, die aus Durchgängen 43 und 44 zusammengesetzt sind, die durch die Bremsplatten 11 und 12 und die wechselseitig benachbarten inneren und äu­ ßeren Trennwände 21 und 22 ausgebildet sind, Verbindungsöffnungen 5, die zwischen den inneren und äußeren Trennwänden 21 und 22 ausgebildet sind, die abwechselnd angeordnet sind, um den wechselseitig benachbarten Belüftungsöffnungen 4 das Kommunizieren mit­ einander zu gestatten, umfaßt einem R-Abschnitt 61, der aus einem abgeschrägten Abschnitt am Ende der Innenwand der innenseitigen Bremsplatte gebildet ist, einen Richtungskonver­ tierungs-Abschnitt 62, der einen Verlängerungsabschnitt am Ende der außenseitigen Bremsplatte bildet, Wärmeableit-Rippen 7, die radial an der Innenwand angeordnet sind, die jede Belüftungsöffnung an der innenseitigen und außenseitigen Bremsplatte ausbildet.
Die Rippen 2 sind aus den inneren Trennwänden 21 und den äußeren Trennwänden 22 zu­ sammengesetzt, die jeweils beide 4,5 mm dick sind, radial zwischen der außenseitigen und innenseitigen Bremsplatte 11 und 12 in dem Bereich des Radius von 165 mm bis 275 mm angeordnet sind, in radialer Richtung geneigt sind und zusammenhängend mit der innensei­ tigen und außenseitigen Bremsplatte 11 und 12 geformt sind. Die inneren Trennwände 21 sind in symmetrischer Stellung auf der Innenseite unter einem Winkel von β/2 relativ zu den äußeren Trennwänden 22, die wechselseitig zueinander unter einem Winkel von β an­ geordnet sind, ausgebildet. Der Winkel β wird standardmäßig durch die Enden zweier be­ nachbarter äußerer Wandabschnitte im Verhältnis zur Mitte des Rotors ausgebildet. Die in­ neren Trennwände 21 sind unter einem Winkel von 30° relativ zu einer radialen geraden Linie zum Verbinden des Endes 21E der inneren Trennwand 21 mit der Mitte der Scheibe (nicht dargestellt), wie in Fig. 15 gezeigt, geneigt und die äußeren Trennwände 22 sind unter einem Winkel geneigt, der kleiner als der Winkel von 40° der inneren Trennwände 21 ist, die äußeren Trennwände 22 sind nämlich unter einem Winkel von 20° relativ zu ei­ ner radialen geraden Linie, die das Ende 22G der äußeren Trennwand 22 mit der Mitte der Scheibe verbindet, geneigt. Als Ergebnis wird die Leitschaufelwirkung der Druckflächen- Seite wirksam sichergestellt, was zu einer sogenannten geneigten Zweistufenrippenstruktur führt.
Die Belüftungsöffnung 4 ist entsprechend der Dicke der innenseitigen und außenseitigen Bremsplatten 11 und 12 in radialer Richtung auswärts verlaufend linear erweitert. Die Hö­ he der Belüftungsöffnung 4 beträgt 14 mm an der Einlaßöffnung 31 und 9 mm an der Aus­ laßöffnung 32. Da die inneren Trennwände 21 und die äußeren Trennwände 22, die beide die Rippen 2 bilden, in abwechselnder Weise radial ausgebildet sind, wird die Quer­ schnittsfläche der Belüftungsöffnung 4 angenähert gleichförmig ausgeformt.
Die Verbindungsöffnung 5 ist in einer Stellung im Bereich von 0,1 L bis 0,7 L vom inneren Ende der inneren Trennwand ausgebildet, wobei die Differenz zwischen dem Radius des inneren Endes der inneren Trennwand und dem Radius des äußeren Endes der äußeren Trennwand in ähnlicher Weise wie bei der ersten Ausführungsform als L angenommen wird. Obwohl die Verbindungsöffnung 5 im Bereich von 2 mm bis 15 mm erlaubter Länge ausgebildet sein kann, wird die Länge der Verbindungsöffnung 5 in dieser Ausführungs­ form zu 6,6 mm gesetzt und diese teilt die Rippen 2 in die inneren Trennwände 21 von 15 mm Länge und die äußeren Trennwände 22 von 34 mm Länge. In Richtung der Strömung innerhalb der Scheibe ist die Verbindungsöffnung 5 in einer Stellung im Bereich von 0,56 L bis 0,67 L ausgebildet, wenn die inneren Trennwände 21 als Verlängerung der Linie der äußeren Trennwände 22 angesehen werden.
Die weitere, vorstehend nicht beschriebene Konstruktion ist der der ersten erfindungsgemä­ ßen Ausführungsform ähnlich und wird demzufolge nicht beschrieben.
Wie in Fig. 2 und den Fig. 14 bis 16 dargestellt, wandelt die Bremsscheibe der sechsten erfindungsgemäßen Ausführungsform die Strömung in axialer Richtung der Scheibe in die radiale Strömung in Zusammenwirken mit dem R-Abschnitt 61 und dem Richtungskonver­ tierungs-Abschnitt 62 in der Einlaßöffnung 31, welches es der Strömung gestattet, in die Belüftungsöffnung 4 unter einem Einströmungswinkel von 40° zu strömen. In entsprechen­ der Weise wird die glatt entlang der Wandoberfläche an der Druckflächen-Seite strömende Strömung ohne Erzeugung der Strömungstrennung in der Nähe der Öffnung der inneren Trennwände 21 der Rippen 2, die unter einem Winkel von 30° geneigt sind, ausgebildet. Da ferner die inneren Trennwände in einer Stellung angeordnet sind, in welcher eine Pha­ senverschiebung um β/2 nach hinten relativ zu den äußeren Trennwänden vorhanden ist, wird die Strömung in positiver Weise auf der Saugflächen-Seite der äußeren Trennwände dadurch gebildet, daß es in etwa der Hälfte der vorstehend beschriebenen Strömung gestattet wird, in die Belüftungsöffnung 4 an der stromabwärts gelegenen Seite durch die Verbindungsöffnung 5 zu strömen. Im Ergebnis ist der Staubereich 41 eingeengt, um einen breiten Hauptströmungsbereich 42 zu bilden, wobei die an den inneren Trennwänden ge­ trennte Strömung gezwungen wird, sich wieder zu vereinigen und die Erzeugung der Strö­ mungstrennung an der Saugflächen-Seite der äußeren Trennwände 22 der Rippen 2 kon­ trolliert ist.
Da nämlich sowohl die inneren Trennwände 21 als auch die äußeren Trennwände 22 unter einem Winkel ausgebildet sind, der nahe bei dem Einströmungswinkel (40° bis 50°) der Strömung liegt, strömt die Strömung inhärent entlang den vorstehend beschriebenen inne­ ren und äußeren Trennwänden. Daher ist die Strömungstrennung der Strömung durch die Trennwände geringer als die im Falle der vorhergehenden Ausführungsformen, so daß so­ wohl die Strömungen auf der Druckflächen-Seite als auch auf der Saugflächen-Seite der in­ neren Trennwände sich zwischen wechselweise benachbarten äußeren Trennwänden 22 durch die Verbindungsöffnung 5 miteinander vermischen, um einen breiten Hauptströ­ mungsbereich 42 auszubilden.
Bei die Bremsscheibe der sechsten erfindungsgemäßen Ausführungsform strömt, da die in­ neren und äußeren Trennwände 21 und 22 unter einem Winkel angeordnet sind, der nahe bei dem Einströmungswinkel der Strömung liegt, die Strömung entlang der vorstehend be­ schriebenen Trennwände 21 und 22 und wird wirkungsvoller als im Falle der vorhergehen­ den Ausführungsformen geformt. Demzufolge wird die Strömungstrennung der Strömung durch die Trennwände wirkungsvoller verhindert und der Staubereich 41 wird verengt, um einen breiten Hauptströmungsbereich 42 auszubilden. Als Ergebnis zeigt die Bremsscheibe der sechsten erfindungsgemäßen Ausführungsform eine Wirkung, durch die der Belüftungs- und Kühlungswirkungsgrad verbessert wird, um den gesamten Betrag der Wärmeableitung zu erhöhen, um effektiv den Kühlungsbereich zu erweitern und um das Kühlungsvermögen um ungefähr 17% durch Senkung der Druckverluste der Strömung zu erhöhen.
Eine Bremsscheibe einer siebten erfindungsgemäßen Ausführungsform ist so konstruiert, daß die inneren Trennwände 21 in einer Stellung unter einem Winkel von β/4 nach hinten relativ zur äußeren Trennwand 22U auf der stromaufwärts gelegenen Seite der Strömung ausgebildet sind und unter einem Winkel von 3β/4 nach vorne relativ zur äußeren Trenn­ wand 22D an der stromaufwärts gelegenen Seite der Strömung, wie in Fig. 17 und 18 dar­ gestellt, in Unterscheidung zu der Bremsscheibe der sechsten erfindungsgemäßen Ausfüh­ rungsform, in welchem die inneren Trennwände durch Ändern des Winkels um β/2 nach hinten relativ zu den äußeren Trennwänden 22 angeordnet sind.
Bei der Bremscheibe der siebten erfindungsgemäßen Ausführungsform formt, da der Ab­ stand zwischen den inneren und äußeren Trennwänden kürzer als derjenige bei der sech­ sten erfindungsgemäßen Ausführungsform ist, die zwischen den inneren Trennwänden 21 strömende Strömung die durch die Verbindungsöffnung 5 eng an der Saugfläche der äu­ ßeren Trennwand 22U strömende Strömung und der Hauptteil der Strömung zwischen den inneren Trennwänden 21 auf der unteren Seite in der Zeichnung kann durch die Verbin­ dungsöffnung, die zwischen den äußeren Trennwänden 22U und 22D auf der stromabwärts gelegenen Seite ausgebildet ist, zwischen die äußeren Trennwände strömen. Dementspre­ chend ist der Staubereich 41 an der Saugflächen-Seite der äußeren Trennwände 22 weiter eingeengt, um einen Hauptstrombereich 42 zu erweitern. Als Ergebnis zeigt die Brems­ scheibe der siebten bevorzugten Ausführungsform eine Wirkung, durch die der Belüftungs- und Kühlungswirkungsgrad erhöht wird und die gesamte Menge an abgeführter Wärme zum Erweitern des effektiven Kühlungsbereichs erhöht ist.
Eine Bremsscheibe einer achten erfindungsgemäßen Ausführungsform unterscheidet sich von den vorhergehenden Ausführungsformen dahingehend, daß die inneren Trennwände 21 in einer Stellung unter einem Winkel von 3β/4 relativ zur äußeren Trennwand 22U der stromaufwärts gelegenen Seite der Strömung nach hinten versetzt angeordnet sind und un­ ter einem Winkel von β/4 relativ zur äußeren Trennwand 22D an der stromabwärts gelege­ nen Seite der Strömung, wie in den Fig. 19 und 20 dargestellt, nach vorne versetzt ange­ ordnet sind.
Bei einer Bremsscheibe der achten erfindungsgemäßen Ausführungsform tritt, da nahezu keine Strömung durch die Verbindungsöffnung 5 tritt und lediglich die zirkulierende Strö­ mung geringfügig geformt wird, die durch die zwischen wechselweise benachbarte, innere Seitenwände tretende Strömung durch den großen effektiven Öffnungsbereich zwischen wechselweise benachbarten äußeren Trennwänden glatt bzw. wirbelfrei hindurch. Dement­ sprechend ist der Staubereich 41 eingeengt, um den Hauptströmungsbereich 42 zu vergrö­ ßern, und der Widerstand der Strömung zwischen den inneren Trennwänden ist gesenkt. Als Ergebnis zeigt die Bremsscheibe der achten erfindungsgemäßen Ausführungsform eine Wirkung, durch welche die Strömungsrate beeinflußt ist und ein im wesentlichen ähnliche Funktion und ähnliche Wirkungen wie in der sechsten erfindungsgemäßen Ausführungs­ form erreicht wird.
Eine Bremsscheibe einer neunten erfindungsgemäßen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird bei einer Bremsscheiben-Anlage in einem Fahrzeug in ähnlicher Weise wie derjenige der ersten erfindungsgemäßen Ausführungsform verwendet, und Details werden unter Bezugnahme auf die Fig. 21 bis 24 beschrieben. Fig. 2, 4, 6 und 7, die zur Be­ schreibung der ersten erfindungsgemäßen Ausführungsform verwendet wurden, werden ebenfalls zur Beschreibung der elften erfindungsgemäßen Ausführungsform herangezogen, und gleiche Elemente tragen gleiche Bezugszeichen.
Eine Bremsscheibe 1 der neunten erfindungsgemäßen Ausführungsform umfaßt Bremsplat­ ten 11 und 12 an der Innenseite und der Außenseite, die beide parallel zueinander und in axialer Richtung einer (nicht dargestellten) Achse oder Welle voneinander beabstandet an­ geordnet sind, umfaßt eine Vielzahl von Rippen 2, die aus wechselseitig benachbarten Trennwänden 121 zusammengesetzt sind, und äußere Trennwände 122, die radial zwischen den Bremsplatten 11 und 12 angeordnet und entlang einer geraden Linie in radialer Rich­ tung ausgerichtet sind, umfaßt eine Vielzahl von Öffnungen 31 und 32, die sich einwärts und auswärts in radialer Richtung zwischen den Bremsplatten 11 und 12 öffnen, eine Viel­ zahl von Belüftungsöffnungen 4, die aus Durchgängen 41 und 42 zusammengesetzt sind, welche durch die Bremsplatten 11 und 12 und die wechselweise benachbarten, inneren und äußeren Trennwände 121 und 122 ausgebildet werden, umfaßt Verbindungsöffnungen 105, die zwischen den inneren und äußeren Trennwänden 121 und 122 ausgebildet sind und es den wechselseitigen Belüftungsöffnungen gestatten, miteinander zu kommunizieren, umfaßt einem R-Abschnitt 61, der einen abgeschrägten Abschnitt an dem einen Ende der Innen­ wand der innenseitigen Bremsplatte bildet, einen Richtungskonvertierungsabschnitt 62, der einen verlängerten Abschnitt am Ende der außenseitigen Bremsplatte bildet, und wärme­ ableitende Rippen 7, die radial an der Innenwand, welche die Belüftungsöffnung 4 an den innenseitigen und außenseitigen Bremsplatten bilden, angeordnet sind.
Die außenseitige Bremsplatte 12 ist mit einem erhabenen Abschnitt 14 mit einer Öffnung zur Montage durch einen Stufenabschnitt 13 zusammen mit der innenseitigen Bremsplatte 11, wie in Fig. 2 dargestellt, ausgebildet. Die innenseitigen und außenseitigen Bremsplat­ ten 11 und 12 steigen in radial auswärts verlaufender Richtung linear in ihrer Dicke an, um zu einer linearen Abnahme der Höhe der Belüftungsöffnung 4 zu führen.
Wie in den Fig. 21 und 22 dargestellt ist, haben die Rippen 2 eine Dicke von 4,5 mm und umfassen innere Rippen 121 und äußere Rippen 122, die zusammenhängend ausgeformt sind, die entlang einer geraden Linie in radialer Richtung im Bereich von 165 mm bis zu 275 mm des Radius zwischen der außenseitigen und der innenseitigen Bremsplatte 11 und 12 angeordnet sind.
Wie in Fig. 2 (bzw. 3)dargestellt, vergrößert sich die Belüftungsöffnung 4 linear entspre­ chend zur Dicke der innenseitigen und außenseitigen Bremsplatten 11 und 12 auswärts in radialer Richtung. Die Höhe der Belüftungsöffnung 4 beträgt 14 mm an der Einlaßöffnung 31 und 9 mm an der Auslaßöffnung 32. Da die inneren Trennwände 121 und die äußeren Trennwände 122, welche zusammen die Rippen 2 bilden, in radial abwechselnder Weise ausgebildet sind, wird der Querschnittsbereich jeder inneren und jeder äußeren Belüftungs­ öffnung 41 und 42 ungefähr gleichförmig.
Wie in Fig. 22 dargestellt ist, weist die Verbindungsöffnung 105 eine Länge von 6 mm auf und teilt die Rippe 2 in die innere Trennwand 121 und die äußere Trennwand 122. Die Verbindungsöffnung 105 ist so angeordnet, daß eine das Ende 121E der inneren Trenn­ wand 121 der Rippe 2 an der stromaufwärts gelegenen Seite der Strömung und das Ende der Verbindungsöffnung 5 (d. h. das hintere Ende 121R der inneren Trennwand 121 der Rippe 2) verbindende Linie einen Winkel von ungefähr 50° relativ zu einer Neutrallinie N der Belüftungsöffnung 4 hat, die Verbindungsöffnung 5 ist nämlich in einer Stellung im Bereich von 0,24 L bis 0,39 L ausgebildet (wobei L die Differenz zwischen dem Radius des inneren Endes der inneren Trennwand und dem Radius des äußeren Endes der äußeren Trennwand darstellt).
Die erlaubte Einbaustellung der Verbindungsöffnung 105 liegt im Bereich von 0,1 L (d. h. 70° im Hinblick auf den vorstehend erwähnten Winkel) bis 0,7 L (30° im Hinblick auf den vorstehenden Winkel), obwohl dieser von dem Einströmwinkel der Strömung in die Belüf­ tungsöffnung 4 abhängt. Falls jedoch die Einbaustellung zu nahe an der Einlaßöffnung 32 angeordnet ist (d. h. 0,1 L oder weniger), ist die Länge der inneren Trennwand 121 kurz bzw. zu kurz, und die unter einem Einströmungswinkel von 40 bis 50° strömende Strö­ mung tritt direkt durch die Verbindungsöffnung 105, wie in Fig. 25 dargestellt. Als Folge ergibt sich einige Strömungstrennung, und der Staubereich Y wird an der Saugfläche der äußeren Trennwand 122 in der Belüftungsöffnung an der benachbarten, stromabwärts gele­ genen Seite erzeugt, wodurch die Einströmungsverluste im Einlaßabschnitt erhöht werden und die Strömungsmenge abnimmt, was zu einer Senkung des Kühlungsvermögens führt.
Andererseits wird, falls die Einbaustellung der Verbindungsöffnung 105 zu nahe an der Auslaßöffnung 32 gelegen ist (d. h. 0,7 L oder mehr) die Erzeugung der Strömungstrennung an der Außenseite dahingehend gesteuert, daß der Staubereich abgesenkt wird. Da jedoch die Druckdifferenz aufgrund der Verluste aus der Vergrößerung der Belüftungsöffnung 4 gesenkt wird, wird die Druckwiederherstellungswirkung gemindert, die Strömungstrennung an dem Einlaßabschnitt erzeugt, und der Staubereich wird auf der Saugflächen-Seite der inneren Rippe erzeugt, wodurch die Strömungsmenge und das Kühlungsvermögen gesenkt werden. Falls die Einbaulage um 0,5 L oder mehr abweicht, wird die Länge der äußeren Rippe kurz bzw. zu kurz. Dementsprechend wird die Differenz zwischen der inneren Ener­ gie und der äußeren Energie der Öffnung zum Definieren des Belüftungsvermögens der Belüftungsöffnung gering, und die hindurchtretende Strömungsmenge tendiert zur Abnah­ me. Als Ergebnis wird im Hinblick auf den Ausgleich zwischen der Einbaulage und der Druckwiederherstellungwirkung (d. h. der Wirkung, die Strömungsmenge zu erhöhen), welche durch die Verbindungsöffnung 5 bewirkt wird, die Grenze der Einbaulage auf 0,7 L gesetzt.
Falls eine ausgiebige Kühlwirkung benötigt wird, ist es vorzuziehen, die Einbaustellung der Verbindungsöffnung in einem Bereich von 0,2 L bis 0,5 L als erwünschtem Bereich vor­ zunehmen, obwohl dies von dem Einbauintervall und der Drehgeschwindigkeit der Rippen abhängt. In der ersten erfindungsgemäßen Ausführungsform ist die Einbaustellung der Ver­ bindungsöffnung in einem Bereich von 0,24 L bis 0,39 L angeordnet.
Die erlaubte Länge der Verbindungsöffnung 105 liegt im Bereich von 2 bis 15 mm als vor­ stehend beschriebene projizierte Länge. Wenn jedoch die Länge der Verbindung als Öff­ nung kurz bzw. zu kurz ist, wird die Wirkung der Verbindungsöffnung als Druckwieder­ herstellungsöffnung gesenkt. Andererseits wird, wenn deren Länge groß wird, die Länge der Rippen klein bzw. zu klein und somit die Wirkung der Verbindungsöffnung als Schau­ fel (Ventilatorgebläse) gesenkt. Als Ergebnis wird die Optimumlänge der Verbindungsöff­ nung in einem Bereich von 4 bis 6 mm eingestellt. In der elften erfindungsgemäßen Aus­ führungsform wird die Länge der Verbindungsöffnung im Hinblick auf die Herstellung auf 6 mm eingestellt.
Der R-Abschnitt 61 am Ende der Innenwand der innenseitigen Bremsplatte 11 weist einen unter einem Winkel von 45° wie in Fig. 2 dargestellten Randabschnitt auf, und der Ab­ schnitt mit Minimumdicke ist im Hinblick auf die Festigkeit auf 5 mm festgesetzt.
Der richtungskonvertierende Abschnitt 62 der außenseitigen Bremsplatte 12 steht in radia­ ler Richtung von der innenseitigen Bremsplatte 11 einwärts vor und steigt in seiner Dicke mit einwärts verlaufender Innenwand nach und nach an, um in eine konkave, bogenförmi­ ge Form überzugehen, die, wie in Fig. 2 dargestellt, mit 4 mm verrundet ist. Als Ergebnis wandelt der richtungskonvertierende Abschnitt 62 die Strömung in axialer Richtung der Bremsscheibe 1 in die in radialer Richtung auswärts verlaufende Strömung und gestattet es der Strömung, in Zusammenwirken mit dem R-Abschnitt 61 in die Belüftungsöffnung 4 zu treten.
Die wärmeableitenden Rippen 7 haben lange, wärmeableitende Rippen 71 und 72, die an einem der äußeren Trennwand 122 benachbarten Abschnitt radial integriert ausgebildet sind, und kurze, wärmeableitende Rippen 73 und 74, die an einem Mittenabschnitt der Be­ lüftungsöffnung 4 wie in den Fig. 22 und 4 dargestellt ausgebildet sind, wobei die wärme­ ableitende Wirkung ohne Erhöhung des Strömungswiderstandes innerhalb der Belüftungs­ öffnung 4 zunimmt.
Die vollständige Wirkungsweise der neunten erfindungsgemäßen Ausführungsform ist wie folgt.
Die Bremsscheibe der vorstehend beschriebenen elften erfindungsgemäßen Ausführungs­ form wandelt die axiale Strömung glatt bzw. nichtturbulent im Zusammenwirken mit dem R-Abschnitt 61 und dem richtungskonvertierenden Abschnitt 62 in der Einlaßöffnung 31 in die radiale Strömung, wie in Fig. 2 dargestellt, welches es der Strömung gestattet, in die Belüftungsöffnung 4 unter dem Einströmungswinkel von 40° bis 50° durch die Einlaß­ öffnung 31, wie in Fig. 22 dargestellt, zu strömen und es der Strömung gestattet, entlang der Wandoberfläche der Druckflächen-Seite der inneren Trennwand 121 der Rippe 2 durch die Verbindungsöffnung 105 in die nachfolgende Belüftungsöffnung 4 zu strömen, die durch die äußeren Trennwände 122U und 122D gebildet wird. Als Ergebnis wird die Er­ zeugung der Strömungstrennung an der Saugflächen-Seite der äußeren Trennwände 122 der Rippen 2 kontrolliert, und der Staubereich 141 wird eingeengt, um einen breiten Haupt­ strömungsbereich 42 zu bilden. Diese Tatsache ist aus Fig. 24 zu ersehen, die aufgezeich­ nete Daten zeigt, die mit einem Styrolteilchen-Verfolgungsverfahren erhalten wurden, um die Strömung sichtbar zu machen, welche die strömenden Styrolteilchen führt, die der Strömung zu diesem Zeitpunkt folgen. Bei diesem Styrolteilchen-Verfolgungsverfahren ist es möglich, einen Geschwindigkeitsvektor an einem Ort durch Feststellen der Überein­ stimmung der strömenden Teilchenstellungen, die kontinuierlich eingebracht werden, zu erhalten und die derart erhaltenen Resultate entsprechen Luftgeschwindigkeits-Messdaten sehr gut; folglich stellt dies ein geeignetes Verfahren zur Beobachtung einer Hauptströ­ mung dar.
Bei die Bremsscheibe der neunten erfindungsgemäßen Ausführungsform mit vorstehend be­ schriebener Funktion wird die Erzeugung des Staubereichs 41 dadurch kontrolliert, daß die Strömungstrennung an der Saugflächen-Seite der äußeren Trennwände 122 der Rippen 2 verhindert wird, und ein breiter Hauptströmungsbereich 42 wird in höchst erwünschter Form dadurch gebildet, daß die Erzeugung einer herkömmlichen quasistationären Strö­ mung so kontrolliert ist, daß die in der Auslaßöffnung beim Stand der Technik gebildete Gegenströmung ebenfalls gesteuert werden kann. Als Ergebnis zeigt die Bremsscheibe eine Wirkung, durch die der Belüftungs- und Kühlungswirkungsgrad verbessert und der gesam­ te Betrag der Wärmeableitung erhöht wird, um den effektiven Kühlungsbereich durch Minimieren des Druckverlustes der Strömung und durch Vermindern der Senkung des Wärmeübergangskoeffizienten durch die Oberfläche bezüglich der Kühlluft zu erweitern.
Da nämlich das Kühlungsvermögen als von der Wärmeableitung abhängende Größe von einem Produkt des Wärmeableitungsbereichs (bzw. einer wärmeableitenden Fläche), eines Wärmeübergangskoeffizienten und einer Temperaturdifferenz abhängt und im Falle eines Wärmeübergangs durch erzwungene Konvektion der Wärmeübergangskoeffizient proportio­ nal zu einem Exponenten von 0,5 bis 0,8 einer Strömungsrate ist, ist daher der Anstieg der Strömungsrate grundlegend für die Verbesserung des Kühlungsvermögens. Da mit anderen Worten die neunte erfindungsgemäße Ausführungsform den Durchgangswiderstand senken und die Strömungsrate erhöhen kann, wird der Betrag an Wärmeableitung und das Küh­ lungsvermögen um ungefähr 11% verbessert.
Da ferner das Kühlungsvermögen proportional zum Wärmeableitungsbereich ist, ist es wichtig, den Kühlungsbereich zu vergrößern. In der neunten erfindungsgemäßen Ausfüh­ rungsform kann das Kühlungsvermögen beachtlich gesteigert werden, da effektiv sicherge­ stellt ist, daß der Kühlungsbereich innerhalb des beschränkten Kühlungsbereiches auf einen Bereich mit hohem Wärmeübergangskoeffizienten vergrößert ist.
Da ferner die axiale Strömung glatt bzw. nicht turbulent im Zusammenwirken des R-Ab­ schnitts 61 und dem richtungskonvertierenden Abschnitt 62 in der Einlaßöffnung 31 in die radiale Strömung, wie in Fig. 2 dargestellt, umgewandelt wird, weist die Bremsscheibe 1 der neunten erfindungsgemäßen Ausführungsform eine Wirkung auf, durch welche die Strömungstrennung des in der Nähe des Endes der Innenwand an der innenseitigen Brems­ platte 11 erzeugten Strömung kontrolliert ist.
Da vier kleine wärmeableitende Rippen 71 bis 74 an der Innenwand der Außenseite der in­ nenseitigen und außenseitigen Bremsplatten wie in Fig. 22 und 4 dargestellt ausgebildet sind, zeigt die Bremsscheibe 1 der neunten erfindungsgemäßen Ausführungsform eine Wir­ kung, durch welche die Wärmeableitwirkung wirksam erhöht wird, ohne den Strömungs­ widerstand innerhalb der Belüftungsöffnung 4 zu erhöhen.
Da die inneren und äußeren Trennwände 121, 122 der Rippen 2 entlang einer geraden Li­ nie in radialer Richtung ausgebildet sind und, wie in Fig. 21 dargestellt, in symmetrischer Form konstruiert sind, um die Verwendung des gleichen Rotors in Bremsen für linke und rechte Räder eines Kraftfahrzeugs zu gestatten, zeigt die Bremsscheibe der neunten erfindungsgemäßen Ausführungsform seine Eignung, in einer einzigen Baureihe für Konstruk­ tion und Herstellung eingesetzt zu werden, um Kosten zu senken und das Management be­ achtlich zu erleichtern.
Da die Länge der Verbindungsöffnung 5 auf 6 mm als Optimumlänge gesetzt ist, zeigt die Bremsscheibe 1 der neunten erfindungsgemäßen Ausführungsform eine Wirkung, durch welche die Stauung aufgrund der Strömungstrennung auf der Saugflächen-Seite der Rippen 2 durch die durch die Verbindungsöffnung 105 tretende Strömung am wirkungsvollsten kontrolliert ist.
Da darüber hinaus die Verbindungsöffnung 105 in einer Stellung im Bereich von 0,24 L (d. h. 50° in bezug auf den vorstehend erwähnten Winkel) bis 0,39 L als am besten geeigne­ ter Stellung angeordnet ist, zeigt die Bremsscheibe 1 dieser Aus­ führungsform eine Wirkung, durch welche die Stauung aufgrund der Strömungstrennung am wirkungsvollsten kontrolliert ist.
Bei einer Bremsscheibe einer zehnten erfindungsgemäßen Ausführungsform ist im speziel­ len die Form der Rippen und der Verbindungsöffnungen geändert, um die Strömungstren­ nung der Strömung wirkungsvoller an der Saugflächen-Seite der Rippen 2 und die Erzeu­ gung eines beliebigen Staus zu kontrollieren, wobei dies im Hinblick auf die Verbesserung der Strömung innerhalb der Belüftungsöffnung 4 geschieht, obwohl die Vorteile der Sym­ metrie für die linken und rechten Seiten in der neunten erfindungsgemäßen Ausführungs­ form geopfert werden.
Wie in Fig. 25 dargestellt, nehmen die Enden 121N und 122N der inneren und äußeren Rippen 121 und 122 der Rippen 2 auf der Saugflächen-Seite sanft an Dicke ab und sind stromlinienförmig so ausgebildet, daß die Strömung entlang den Saugflächen 121N und 122N der Rippen 2 strömt. Die hinteren Enden 121R der inneren Rippen 121, welche die Verbindungsöffnungen 105 bilden, sind in der Form des Buchstabens S ausgebildet, so daß die Strömung entlang der hinteren Enden 121R sich auf die Saugflächen 122N der äußeren Rippen 122 zu richten und entlang diesen strömen kann. Die Einbaustellung der Verbin­ dungsöffnung 105 liegt im Bereich von ungefähr 0,3 L bis 0,5 L vom inneren Ende der Rip­ pe 2 und die Länge der Verbindungsöffnung 105 ist zu ungefähr 7 mm gesetzt.
Bei der Bremsscheibe der zehnten erfindungsgemäßen Ausführungsform mit vorstehend be­ schriebener Konstruktion ist, da die in die Belüftungsöffnung 4 strömende Strömung ent­ lang den stromlinienförmigen Enden 121N der inneren Rippen 121 auf der Saugflächen- Seite strömt, die Strömungstrennung der Strömung und der Stau im Vergleich zu denjeni­ gen der neunten erfindungsgemäßen Ausführungsform stärker kontrolliert, und die durch die Verbindungsöffnungen 105 tretende Strömung strömt glatt entlang den Saugflächen 122N der äußeren Rippen 122 durch die S-Form des hinteren Endes 121R der inneren Rip­ pe 121 und die Stromlinienform der Saugfläche 122N der äußeren Rippe 122. Als Ergebnis weist die Bremsscheibe der zehnten erfindungsgemäßen Ausführungsform eine Wirkung auf, welche die Stauung im Vergleich zu der neunten erfindungsgemäßen Ausführungsform wirksamer dadurch steuert, daß die Erzeugung der Strömungstrennung am hinteren Abschnitt der Saugflächen der äußeren Rippen 22 verhindert wird.
Eine Bremsscheibe einer elften erfindungsgemäßen Ausführungsform ist so konstruiert, daß eine Vielzahl von Verbindungsöffnungen 151 und 152 in den Rippen ausgebildet ist und die Rippen aus drei Anteilen zusammengesetzt sind, d. h. inneren Rippen 121, Zwischen­ rippen 123 und äußeren Rippen 122, wie in Fig. 26 dargestellt. Die zweite Verbindungs­ öffnung 152 ist in einer Stellung ausgebildet, in der, nachdem die Strömung durch die erste Verbindungsöffnung 151 getreten ist, sich aufgrund der Strömungstrennung kein Staubereich 41 bildet. Die Bremsscheibe der dreizehnten erfindungsgemäßen Ausführungs­ form formt die Strömung unter Nutzung des Vorteils der Druckdifferenz, steuert die Ver­ minderung des Staubereichs 41 dadurch, daß die Strömungstrennung verhindert wird, und formt einen viel breiteren Hauptströmungsbereich 42 zum Verbessern des Belüftungs- und Kühlungswirkungsgrades.
Eine Bremsscheibe einer zwölften erfindungsgemäßen Ausführungsform ist so konstruiert, daß die inneren Rippen 121 in der ersten erfindungsgemäßen Ausführungsform in dünne innere Rippen 121S geändert sind, welches die Breite innenseitiger Richtung des Rotors vermindert bzw. dünn ausbildet und den Bereich der Einlaßöffnung 31 vergrößert, um den Einströmungswiderstand zu senken, wie es in Fig. 27 gezeigt ist. Dementsprechend ver­ bessert die Bremsscheibe der zwölften erfindungsgemäßen Ausführungsform den Belüf­ tungs- und Kühlungswirkungsgrad weiter.
Die Bremsscheibe der zwölften erfindungsgemäßen Ausführungsform ist besonders im Fal­ le der Erhöhung der Anzahl der Rippenbleche geeignet, da der Außenseitenabschnitt im Falle einer Schwimmsattel-Scheibenbremse einen höheren Druck erfährt und entsprechend die dicken äußeren Rippen 22 ausreichen, eine befriedigende Festigkeit zu erhalten.
Eine Bremsscheibe einer dreizehnten erfindungsgemäßen Ausführungsform ist mit einer so­ genannten Zick-Zack-Rippe konstruiert, welche eine erste Belüftungsöffnung 44 und eine zweite Belüftungsöffnung 55 formt, die ausgebildet ist durch abwechselndes Anordnen erster Rippen 2A, die mit den Verbindungsöffnungen 105 ausgestattet sind und aus inneren Rippen 121 und äußeren Rippen 122 zusammengesetzt sind, und durch zweite Rippen 2B, die ohne Verbindungsöffnung ausgebildet sind und aus langen Rippen 124 bestehen, deren inneres Ende nahe an der Außenseite der Enden der ersten Rippen liegt, wie es in Fig. 25 dargestellt ist. Der Einbauabstand der Rippen in kreisumfänglicher Richtung ist durch Er­ höhen der Anzahl der Rippenbleche verengt, um die Menge an Wärmeabführung zu erhö­ hen. Als Ergebnis macht die Bremsscheibe der dreizehnten erfindungsgemäßen Ausfüh­ rungsform die Erfindung selbst für Bremsscheiben anwendbar, die nicht mit beliebigen Verbindungsöffnungen versehen werden können, sowie für den Fall anwendbar, in wel­ chem die inneren Rippen 121 extrem kurz sind.
Eine Bremscheibe einer vierzehnten erfindungsgemäßen Ausführungsform wird bei einer Scheibenbrems-Anlage für ein Kraftfahrzeug in ähnlicher Weise wie derjenige der ersten Ausführungsform verwendet, und dessen Einzelheiten werden unter Bezugnahme auf die Fig. 29 bis 31 beschrieben. Die Fig. 2, 4, 6 und 7, auf die bei der Erläuterung der ersten erfindungsgemäßen Ausführungsform Bezug genommen wurde, werden ebenfalls für die Beschreibung der vierzehnten erfindungsgemäßen Ausführungsform verwendet, und gleiche Elemente tragen gleiche Bezugszeichen.
Eine Bremsscheibe 1 der vierzehnten erfindungsgemäßen Ausführungsform umfaßt Brems­ platten 11 und 12 an der Innenseite und der Außenseite, die beide parallel zueinander und in axialer Richtung einer (nicht dargestellten) Achse oder Welle getrennt voneinander be­ reitgestellt sind, eine Vielzahl von Rippen 2, die aus inneren Rippen 121 und äußeren Rip­ pen 122, die in bezug auf die radiale Richtung der Bremsscheibe geneigt sind, zusammen­ gesetzt sind, umfaßt eine Vielzahl von Öffnungen 31 und 32, die sich einwärts und aus­ wärts in radialer Richtung zwischen den Bremsplatten 11 und 12 öffnen, eine Vielzahl von Belüftungsöffnungen 4, die aus Durchgängen 41 und 42 zusammengesetzt sind, wobei die Durchgänge 41 und 42 durch die Bremsplatten 11 und 12 und die wechselseitig benach­ barten inneren und äußeren Rippen 221 und 222 gebildet werden, Verbindungsöffnungen 205, die zwischen den inneren und äußeren Rippen 221 und 222, die abwechselnd ange­ ordnet sind, ausgebildet sind und es den wechselseitig benachbarten Belüftungsöffnungen gestatten, miteinander zu kommunizieren, umfaßt einen R-Abschnitt 61, der einen abge­ schrägten Abschnitt am Ende der Innenwand der innenseitigen Bremsplatte bildet, einen Richtungskonvertierungs-Abschnitt 62, der einen Verlängerungsabschnitt am Ende der au­ ßenseitigen Bremsplatte bildet, und Wärmeableit-Rippen 7, die in radialer Weise an der In­ nenwand ausgebildet sind, die jede eine Belüftungsöffnung 4 der innenseitigen und außen­ seitigen Bremsplatten bildet.
Die außenseitige Bremsplatte 12 ist zusammenhängend mit einem erhöhten Abschnitt 14, der eine Öffnung für die Montage aufweist, mit einem Stufenabschnitt 13 und der innensei­ tigen Bremsplatte 11 zusammenhängend ausgebildet, wie in Fig. 2 dargestellt. Die Dicke der innenseitigen und außenseitigen Platten 11 und 12 steigt mit radial auswärts fortschrei­ tendem Abstand linear an, um zu einer linear verlaufenden Senkung der Höhe der Belüf­ tungsöffnung 4 zu führen.
Wie in den Fig. 29 und 31 dargestellt, sind die Rippen 2 aus den inneren Rippen 221 und den äußeren Rippen 222 gebildet, welche beide 4,5 mm dick sind, in radialer Weise zwi­ schen den innenseitigen und außenseitigen Platten 11 und 12</ 24183 00070 552 001000280000000200012000285912407200040 0002004331683 00004 24064BOL< im Bereich von 165 bis 275 mm des Radius angeordnet sind, in bezug auf die radiale Richtung geneigt sind und zusam­ menhängend mit der innenseitigen und außenseitigen Bremsplatte 11 und 12 ausgebildet sind. Die inneren Rippen 221, die den inneren Trennwänden entsprechen, sind unter einem Win­ kel von 30° relativ zu einer geraden Linie N angeordnet, die das Ende 221E der inneren Rippe 221 und den Mittelpunkt einer (nicht dargestellten) Scheibe verbinden, und äußere Rippen 222, die den äußeren Trennwänden entsprechen, sind unter einem kleineren Winkel als dem Winkel von 30° im Einlaßbereich geneigt. Dies bedeutet, die äußeren Rippen 222 sind unter einem Winkel von 20° relativ zu einer geraden Linie geneigt, welche das Ende 221 jeder äußeren Rippe und den Mittelpunkt der Scheibe, wie in Fig. 30 dargestellt, ver­ bindet, so daß die Leitschaufelwirkung der Druckflächen-Seite der äußeren Rippe 222 wirksam sichergestellt ist, wobei diese Anordnung als sogenannte Zwei-Stufen-Rippen­ struktur bezeichnet wird. Der Einbauwinkel der inneren Rippen 221 und der äußeren Rippen 222 ist entsprechend dem Einströmungswinkel der in den Rotor strömenden Strömung ausgebildet. Da die Strö­ mung im allgemeinen in den Rotor unter einem Einströmungswinkel im Bereich von 30° bis 70° strömt, ist der Einbauwinkel der inneren und äußeren Rippen entsprechend gleich oder geringfügig kleiner als der Einströmungswinkel festgesetzt. Es ist am besten, wenn der Einbauwinkel der inneren Rippen 221 und der äußeren Rippen 222 der Rippen 2 gemäß dem Einströmungswinkel der Strömung festgelegt wird, und in diesem Falle werden die Einströmungsverluste ebenfalls gering ausfallen. Da jedoch zum Teil unerwünschte Bereiche in einer Strömung vorhanden sind, falls der Einbauwinkel in einem bestimmten Bereich in bezug auf den Einströmungswinkel der Strömung klein ist, bleibt dennoch der Einströmungsverlust aufgrund der Ausdehnung des Einlaßquerschnitts­ bereiches bzw. der Einlaßquerschnittsfläche relativ gering, und ein derartiger Einbauwinkel ist wirkungsvoll, wenn die Anzahl der Bleche oder Rippen groß ist, d. h. wenn der Abstand zwischen den Rippen klein ist. Andererseits ist teilweise ein unerwünschter Bereich in einer Strömung selbst dann vorhanden, wenn der Einbauwinkel in einem bestimmten Bereich in bezug auf den Einströmungswinkel der Strömung groß ist, dennoch ist der Ein­ strömungsverlust aufgrund der Ausdehnung des Einlaßquerschnittsbereichs bzw. der Ein­ laßquerschnittsfläche relativ gering, obwohl die Einströmungsverluste in diesem Falle im Vergleich zu dem Fall, in welchem die Einströmungsverluste so gering wie vorstehend be­ schrieben sind, etwas größer sind. Als Ergebnis kann der Einbauwinkel der Rippen 2 in einem bestimmten Winkelbereich in bezug auf den Einströmungswinkel der Strömung fest­ gesetzt werden. Wie in Fig. 2 (bzw. 3) dargestellt, erweitert sich die Belüftungsöffnung 4 linear entspre­ chend zur Dicke der innenseitigen und außenseitigen Bremsplatten 11 und 12, wenn diese in radialer Richtung auswärts ansteigt. Die Höhe der Belüftungsöffnung 4 beträgt 14 mm an der Einlaßöffnung 31 und 9 mm an der Auslaßöffnung 32. Da die die Rippen 2 bilden­ den, inneren Rippen 221 und äußeren Rippen 222 in radial abwechselnder Weise ausgebil­ det sind, ist der Querschnittsbereich bzw. die Querschnittsfläche sowohl der inneren als auch der äußeren Belüftungsöffnungen 41 und 42 etwa gleichförmig ausgebildet. Wie in Fig. 22 dargestellt, weist die Verbindungsöffnung 205 eine Länge von 6,6 mm auf und teilt die Rippe 2 in die innere Rippe 221 mit 15 mm Länge und die äußere Rippe 222 mit 34 mm Länge. Die Verbindungsöffnung 205 ist derart ausgebildet, daß eine das Ende 221E der inneren Rippe 221 der Rippe 2 an der stromaufwärts gelegenen Seite der Strö­ mung und das Ende der Verbindungsöffnung 205 (d. h. das hintere Ende 221R der inneren Rippe 221 der Rippe 2) verbindende Linie einen Winkel von ungefähr 50° relativ zu einer Neutrallinie N der Belüftungsöffnung 4 hat, die Verbindungsöffnung 205 ist nämlich in ei­ ner Stellung im Bereich von 0,28 L bis 0,39 L ausgebildet (wobei L die Differenz des Ra­ dius des inneren Endes der inneren Trennwand und des Radius des äußeren Endes der äu­ ßeren Trennwand darstellt). Die erlaubte Einbaustellung der Verbindungsöffnung 205 liegt im Bereich von 0,1 L (dies bedeutet 70° im Hinblick auf den vorstehend erwähnten Winkel) bis 0,7 L (dies bedeutet 30° im Hinblick auf den vorstehend erwähnten Winkel), obwohl dieser von dem Einströ­ mungswinkel der Strömung in die Belüftungsöffnung 4 abhängt. Falls jedoch die Einbau­ stellung zu nahe an der Einlaßöffnung 31 ist (d. h. 0,1 L oder weniger), wird die Länge der inneren Trennwand 221 kurz bzw. zu kurz, und die unter einem Einströmungswinkel von 40° bis 50° strömende Strömung tritt direkt durch die Verbindungsöffnung 205. Als Folge wird einige Strömungstrennung und der Staubereich Y an der Saugfläche der äußeren Rip­ pe 222 in der Belüftungsöffnung an der benachbarten, stromabwärts gelegenen Seite er­ zeugt, wodurch die Einströmungsverluste am Einlaßabschnitt erhöht werden und die Strö­ mungsmenge gesenkt wird, was zur Senkung des Kühlungsvermögens führt. Andererseits wird, falls die Stellung der Verbindungsöffnung 205 zu nahe an der Auslaß­ öffnung 32 (d. h. 0,7 L oder mehr) gelegen ist, die Erzeugung der Strömungstrennung an der Außenseite so kontrolliert, daß der Staubereich gesenkt wird. Da jedoch die Druckdif­ ferenz, die von der Ausdehnung der Belüftungsöffnung 4 herrührt, gesenkt wird, wird der Druckwiederherstellungseffekt gemindert, die Strömungstrennung am Einlaßabschnitt er­ zeugt, und der Staubereich wird an der Saugflächen-Seite der inneren Rippe ausgebildet, wobei die Strömungsmenge und das Kühlungsvermögen gesenkt werden. Falls die Einbau­ stellung um 0,5 L oder mehr abweicht, wird die Länge der äußeren Rippe kurz bzw. zu kurz. Dementsprechend wird die Differenz zwischen der inneren Energie und der äußeren Energie der Öffnung für das Definieren des Ventilationsvermögens der Belüftungsöffnung klein, und die hindurchtretende Strömungsmenge tendiert zur Abnahme. Als Ergebnis wird die Grenze der Einbaustellung im Hinblick auf den Ausgleich zwischen der Einbaustellung und der Druckwiederherstellungswirkung (d. h. der Wirkung die den Anstieg der Strö­ mungsmenge verursacht), die durch die Verbindungsöffnung 205 erzeugt wird, auf 0,7 L festgesetzt. Falls eine ausgiebige Kühlwirkung benötigt wird, ist es vorzuziehen, die Einbaustellung der Verbindungsöffnung in einem erwünschten Bereich von 0,2 L bis 0,5 L festzulegen, ob­ wohl dies vom Einbauabstand und der Drehgeschwindigkeit der Rippen abhängt. In der vierzehnten erfindungsgemäßen Ausführungsform ist die Einbaustellung der Verbindungs­ öffnung im Bereich von 0,24 L bis 0,39 L festgelegt. Die erlaubte Länge der Verbindungsöffnung 205 liegt im Bereich von 2 bis 15 mm als vor­ stehend beschriebene projizierte Länge. Wenn jedoch die Länge der Verbindungsöffnung kurz bzw. zu kurz wird, wird die Wirkung der Verbindungsöffnung als Druckwiederher­ stellungsöffnung gemindert. Andererseits wird, falls deren Länge lang bzw. zu lang ist, die Länge der Rippen kurz und somit wird die Wirkung der Verbindungsöffnung als Leit­ schaufel (Gebläselüfter) verringert. Als Ergebnis wird die Optimumlänge der Verbindungs­ öffnung im Bereich von 4 bis 8 mm festgelegt. In der vierzehnten erfindungsgemäßen Aus­ führungsform wird die Länge der Verbindungsöffnung aus Herstellungsgesichtspunkten auf 6,6 mm festgesetzt. Der R-Abschnitt 61 am Ende der Innenwand der innenseitigen Bremsplatte 11 weist einen mit einem Winkel von 45°, wie in Fig. 2 dargestellt, abgeschrägten Randabschnitt auf, und der Abschnitt mit der Minimumdicke ist im Hinblick auf die Festigkeit auf 5 mm fest­ gesetzt. Der richtungskonvertiertende Abschnitt 62 der außenseitigen Bremsplatte 12 steht in radia­ ler Richtung von der innenseitigen Bremsplatte 11 einwärts vor und nimmt sanft in seiner Dicke entsprechend zum einwärtigen Verlauf der Innenwand zu, um in eine konkave, bo­ genförmige Gestalt überzugehen, die, wie in Fig. 2 dargestellt, mit 4 mm verrundet ist. Als Ergebnis wandelt der richtungskonvertierende Abschnitt 62 die in axialer Richtung der Bremsscheibe 1 verlaufende Strömung in die auswärts in radialer Richtung verlaufende Strömung und gestattet es der Strömung, im Zusammenwirken mit dem R-Abschnitt 61 durch die Einlaßöffnung 31 in die Belüftungsöffnung 4 zu treten. Die Rippen 7 weisen lange Wärmeableit-Rippen 71 und 74 auf, die in radialer Weise in ei­ nem nahe der äußeren Trennwand 22 angeordneten Abschnitt integriert sind, und kurze Wärmeableit-Rippen 72 und 73, die in radialer Weise in einem Mittenabschnitt der Belüf­ tungsöffnung 4, wie in den Fig. 30 und 8 dargestellt, integriert sind, wobei die Wärmeab­ leitwirkung ohne Erhöhung des Strömungswiderstands innerhalb der Belüftungsöffnung 4 erhöht wird. Die gesamte Wirkungsweise ist bei der vierzehnten erfindungsgemäßen Ausführungsform wie folgt. Die Bremsscheibe der vorstehend beschriebenen vierzehnten erfindungsgemäßen Ausfüh­ rungsform wandelt die axial verlaufende Strömung im Zusammenwirken mit dem R-Ab­ schnitt 61 und dem Richtungskonvertierungsabschnitt 62 in die radial in die Einlaßöffnung 31 verlaufende Strömung, wie in Fig. 2 dargestellt, welches es der Strömung gestattet, un­ ter dem Einströmungswinkel von 30° durch die Einlaßöffnung 31 in die Belüftungsöffnung 4 zu strömen, wie es in Fig. 30 dargestellt ist, und gestattet es der Strömung entlang der Wandfläche der Druckflächen-Seite der inneren Trennwand 221 ohne die Erzeugung der Strömungstrennung an der Einlaßöffnung 31 der inneren Rippe 221 zu strömen, um durch die Verbindungsöffnung 205 glatt bzw. wirbelfrei in die nachfolgende Belüftungsöffnung 4 zu strömen. Als Ergebnis ist die Erzeugung der Strömungstrennung an der Saugflächen- Seite der äußeren Rippen 222 der Rippen 2 gesteuert bzw. kontrolliert, und der Staube­ reich 41 ist eingeengt, um einen breiten Hauptströmungsbereich 42 auszuformen. Diese Tatsache ist aus Fig. 31 ersichtlich, die graphische Daten eines Styrolteilchen-Ver­ folgungsverfahrens zeigt und die Strömung sichtbar macht, welche die der Strömung zu diesem Zeitpunkt folgenden Styrolteilchen führt. Bei diesem Styrolteilchen-Verfolgungsver­ fahren ist es möglich, einen Geschwindigkeitsvektor an einem Ort durch Feststellen der Übereinstimmung der strömenden Teilchenstellungen, die kontinuierlich eingebracht wer­ den, zu erhalten wobei die derart erhaltenen Resultate Luftgeschwindigkeits-Messdaten sehr gut entsprechen; folglich stellt dies ein geeignetes Verfahren zur Beobachtung einer Hauptströmung dar. Der Strömungszustand des Hauptströmungsbereichs 42 und die Region des Staubereichs 41 sind in Fig. 31 in deutlicher Weise dargestellt. Bei der Bremsscheibe der vierzehnten erfindungsgemäßen Ausführungsform mit der vorste­ hend beschriebenen Funktion wird, da die entlang der inneren und äußeren Rippen 221 und 222 strömende, glatte bzw. wirbelfreie Strömung durch die inneren und äußeren Rippen 221 und 222 geformt wird, die Bezug auf die radiale Richtung und die Verbindungsöff­ nung 205 geneigt sind, die Erzeugung des Staubereichs 41 dadurch kontrolliert, daß die Strömungstrennung an der Saugflächen-Seite der äußeren Rippen 222 der Rippen 2 verhin­ dert wird, und ein breiter Hauptströmungsbereich 42 wird in der erwünschtesten Form durch Kontrollieren der Erzeugung einer herkömmlichen quasi-sekundären Strömung so geformt, daß die in der Auslaßöffnung wie im Falle des Standes der Technik erzeugte Gegenströmung ebenfalls kontrolliert werden kann. Als Ergebnis zeigt die Bremsscheibe eine Wirkung, durch die der Belüftungs- und Kühlungswirkungsgrad verbessert und die ge­ samte Menge der Wärmeableitung erhöht wird, um den effektiven Kühlungsbereich durch Minimieren der Druckverluste der Strömung und durch Vermindern der Senkung des Wär­ meübergangskoeffizienten der Oberfläche in bezug auf Kühlluft zu erhöhen. Da nämlich das Kühlungsvermögen als abhängige Größe von der Wärmeableitung durch ein Produkt des Wärmeableitbereiches (bzw. der Wärmeableitfläche) mit einem Wärme­ übertragungskoeffizienten und mit der Differenz von einer Temperatur zu einer anderen ausgedrückt wird, und in dem Falle einer Wärmeübertragung durch erzwungene Konvek­ tion der Wärmeübertragungskoeffizient proportional zu einem Exponenten von 0,5 bis 0,8 einer Strömungsrate ist, ist daher der Anstieg der Strömungsrate für die Verbesserung des Kühlungsvermögens grundlegend. Mit anderen Worten ausgedrückt bedeutet dies, daß da die vierzehnte erfindungsgemäße Ausführungsform den Durchströmungswiderstand senken und die Strömungsrate erhöhen kann, die Menge an Wärmeabführung und das Kühlungs­ vermögen um ungefähr 17% verbessert werden. Da nämlich das Kühlungsvermögen proportional zum Wärmeableitbereich bzw. der Wär­ meableitfläche ist, ist es wichtig, den Kühlungsbereich zu erhöhen. In der fünfzehnten er­ findungsgemäßen Ausführungsform kann das Kühlungsvermögen beachtlich erhöht werden, da der Kühlungsbereich innerhalb des beschränkten Kühlungsbereiches effektiv auf einen Bereich mit hohem Wärmeübergangskoeffizienten erweitert ist. Da ferner die axiale Strömung glatt bzw. wirbelfrei im Zusammenwirken mit dem R-Ab­ schnitt 61 und dem richtungskonvertierenden Abschnitt 62 in die radiale Strömung in die Einlaßöffnung 31, wie in Fig. 2 dargestellt, gewandelt wird, zeigt die Bremsscheibe 1 der vierzehnten erfindungsgemäßen Ausführungsform eine Wirkung, durch welche die Strö­ mungstrennung der in der Nähe des Endes der Innenwand der innenseitigen Bremsplatte 11 erzeugten Strömung wirksam kontrolliert ist. Da drei kleine Wärmeableit-Rippen 71 bis 73 an der Innenwand der Außenseite der innen­ seitigen und außenseitigen Bremsplatten, wie in den Fig. 30 und 4 dargestellt, ausgebildet sind, zeigt die Bremsscheibe 1 der vierzehnten erfindungsgemäßen Ausführungsform eine Wirkung, durch welche die Wärmeableitwirkung ohne Anstieg des Strömungswiderstandes innerhalb der Belüftungsöffnung 4 erhöht wird. Da die Länge der Verbindungsöffnung 205 auf 6,6 mm als Optimumlänge festgesetzt ist, zeigt die Bremsscheibe 1 der vierzehnten erfindungsgemäßen Ausführungsform eine Wir­ kung, durch die der Staubereich aufgrund der Strömungstrennung an der Saugflächen-Seite der Rippen 2 durch die durch die Verbindungsöffnung 205 tretende Strömung wirksam kontrolliert ist. Da darüber hinaus die Verbindungsöffnung 205 in einer Stellung im Bereich von 0,28 L (d. h. 50° im Hinblick auf den vorstehend erwähnten Winkel) bis 0,39 L in geeignetster Stellung angeordnet ist, zeigt die Bremsscheibe 1 der vierzehnten erfindungsgemäßen Aus­ führungsform eine Wirkung, durch die der Staubereich aufgrund der Strömungstrennung am wirkungsvollsten kontrolliert ist. Eine Bremsscheibe einer fünfzehnten erfindungsgemäßen Ausführungsform der vorliegen­ den Erfindung ist derart konstruiert, daß die Form der Rippen und der Verbindungsöffnun­ gen in spezieller Weise geändert sind, um die Erzeugung eines beliebigen Staubereichs im Hinblick auf die Verbesserung der Strömung innerhalb der Belüftungsöffnung 4 dadurch wirkungsvoll zu steuern, daß die Strömungstrennung der Strömung an der Saugflächen-Sei­ te der Rippen 2 verhindert wird. Wie in Fig. 32 dargestellt, sind die Enden 221N und 222n der inneren Rippen 221 und der äußeren Rippen 222 der Rippen 2 an der Saugflächen-Seite stromlinienförmig ausgebildet, wobei die Enden 221N und 222N sanft in ihrer Dicke ansteigen, so daß die Strömung ent­ lang der Saugfläche 221N und 222N der Rippen 2 strömt. Die hinteren Enden 221R der inneren Rippen 221, die Verbindungsöffnungen 205 ausbilden, sind in der Form des Buch­ stabens S geformt, so daß es der Strömung entlang der hinteren Enden 221R gestattet wird, sich auf die Saugflächen-Seiten 222N der äußeren Rippen 222 zu richten und entlang diesen zu strömen. Die Einbaustellung der Verbindungsöffnung 205 ist im Bereich von un­ gefähr 0,3 L bis 0,5 L vom inneren Ende der Rippe 2 festgesetzt, und die Länge der Ver­ bindungsöffnung ist auf ungefähr 7 mm festgesetzt. Bei der Bremsscheibe der fünfzehnten erfindungsgemäßen Ausführungsform mit der vor­ stehend beschriebenen Konstruktion ist, da die Strömung in die Belüftungsöffnung 4 ent­ lang der stromlinienförmigen Enden 221N der inneren Rippen 221 auf der Saugflächen- Seite, wie in Fig. 32 dargestellt, strömt, die Strömungstrennung der Strömung und der Staubereich im Vergleich zu denjenigen der ersten erfindungsgemäßen Ausführungsform weiter bzw. stärker kontrolliert, und die durch die Verbindungsöffnungen 205 tretende Strömung strömt glatt bzw. wirbelfrei entlang der Saugflächen 222N der äußeren Rippen 222 der Rippen 2 durch die S-Form des hinteren Endes 221 der inneren Rippe 222 und die Stromlinienform der Saugfläche 222N der äußeren Rippe 222. Als Ergebnis zeigt die Bremsscheibe der fünfzehnten erfindungsgemäßen Ausführungsform eine Wirkung, durch welche die Stauung dadurch kontrolliert ist, daß die Erzeugung der Strömungstrennung im hinteren Abschnitt der Saugflächen der äußeren Rippen 222 der Rippen 2 wirksamer ver­ hindert ist als bei der vierzehnten erfindungsgemäßen Ausführungsform. Eine Bremsscheibe einer sechzehnten erfindungsgemäßen Ausführungsform der vorliegen­ den Erfindung ist so konstruiert, daß der Einbauwinkel der inneren Rippen 221 der Rippen der vierzehnten erfindungsgemäßen Ausführungsform auf 40° erhöht ist, wobei die inneren Rippen 221 in innere Rippen 221S geändert sind, die in ihrer Dicke sanft ansteigen, und die inneren Rippen 221S und äußeren Rippen 222 auf einer geraden Linie ausgerichtet sind, wobei der Einbauwinkel der äußeren Rippen 222 auf einen Winkel von 40° festge­ setzt ist, der gleich demjenigen der inneren Rippen 221S ist, wie in Fig. 33 dargestellt. Dementsprechend macht die Bremsscheibe der sechszehnten erfindungsgemäßen Ausfüh­ rungsform dadurch die Strömung innerhalb der Belüftungsöffnung weiter bzw. stärker gleichförmig, daß die Strömungstrennung der Strömung wirkungsvoll verhindert wird, ver­ größert den Bereich bzw. die Fläche der Einlaßöffnung 31, um die Verbindung zwischen den inneren Rippen 221S und den äußeren Rippen 222 zu verbessern, und verbessert wei­ ter den Belüftungs- und Kühlungswirkungsgrad durch Senkung des Einströmungswiderstan­ des. Die Bremsscheibe der sechzehnten erfindungsgemäßen Ausführungsform ist bei Erhöhung der Anzahl der Leitbleche oder Rippen besonders wirkungsvoll, da der Außenseitenab­ schnitt im Falle einer Schwimmsattel-Scheibenbremse höhere Drucke erfährt, und somit die breiten äußeren Rippen 222 ausreichend sind, um befriedigende Festigkeit zu erzielen. Die vorhergehenden erfindungsgemäßen Ausführungsformen wurden auch im Hinblick auf die Verhältnisse eines Winkels zwischen den inneren und äußeren Trennwänden beschrie­ ben. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht auf vorstehend beschriebene Ausführungs­ formen beschränkt, und weitere Winkelverhältnisse sind in Übereinstimmung mit dem Ein­ strömungswinkel der Strömung und anderen Bedingungen herstellbar. Die vorstehende Ausführungsform wurde im Hinblick auf den Fall beschrieben, daß die Einbaustellung der Verbindungsöffnung im Bereich von 0,24 L bis 0,38 L festgesetzt ist (wobei L die Differenz zwischen dem Radius des inneren Endes der inneren Trennwand und dem Radius des äußeren Endes der äußeren Trennwand angibt), wenn aber die Ein­ baustellung durch den Winkel ausgedrückt wird, wird die Verbindungsöffnung unter einem Winkel von 50° zwischen der Neutrallinie der Belüftungsöffnung und der Linie, die das Ende der vorhergehenden Rippe in Rotationsrichtung und das hintere Ende des Einlaßab­ schnitts der Rippe verbindet, angeordnet. Der Einbauwinkel der Verbindungsöffnung kann jedoch im Bereich von 0,1 L bis 0,7 L oder unter dem vorstehend beschriebenen Winkel im Bereich von 30° bis 70° in Abhängigkeit von der Länge der Rippen, der Breite der Belüf­ tungsöffnung, der Drehgeschwindigkeit des Rotors und weiteren Notwendigkeiten einge­ stellt werden. Die Länge der Verbindungsöffnung ist im erlaubten Bereich von 2 bis 15 mm wie bei den Rotorgrößen der ersten erfindungsgemäßen Ausführungsform festgesetzt und vorzugsweise im Bereich von 4 bis 6 mm. Die Verbindungsöffnung kann jedoch auch größer festgelegt werden, wenn die Rotorgröße zunimmt. Da die Länge der Verbindungsöffnung im Hin­ blick auf die Strömungsrate der durch die Verbindungsöffnung strömenden Strömung, auf die Leitschaufelwirkung der Rippen usw. vollständig bestimmt ist, kann die Verbindungs­ öffnung im Bereich von 0,1 L bis 0,2 L in bezug auf die Länge L der Rippen festgesetzt werden. Die erfindungsgemäße Ausführungsform wurde im Hinblick auf den Fall beschrieben, daß die Schaufelhöhe des Richtungskonvertierungsabschnitts der Einlaßöffnung 4 mm beträgt. Es kann jedoch möglich sein im Hinblick auf die Rotorgröße der ersten erfindungsgemäßen Ausführungsform, vom Gesichtspunkt des Einströmungswiderstands und Fehlerquellen oder anderen Herstellungsgründen, eine geeignete Länge von 5 mm oder weniger auszu­ wählen. Falls die Rotorgröße zunimmt, kann der Richtungskonvertierungsabschnitt auf 5 mm oder mehr an Schaufelhöhe eingestellt werden. Die Wärmeableit-Rippen haben eine Höhe von 1 mm in der ersten vorstehend beschriebe­ nen, erfindungsgemäßen Ausführungsform. Es ist jedoch möglich, eine willkürliche Höhe von 3 mm oder weniger zu wählen, falls der Bereich bzw. die Querschnittsfläche der Be­ lüftungsöffnung derjenigen der ersten erfindungsgemäßen Ausführungsform ähnelt. Falls der Bereich bzw. die Querschnittsfläche der Belüftungsöffnung größer wird, kann die Höhe der Wärmeableit-Rippen auf eine geeignete, 30% oder weniger der Höhe der Belüf­ tungsöffnung entsprechende Höhe gesetzt werden.

Claims (16)

1. Bremsscheibe (1) mit
wenigstens zwei scheibenförmigen Bremsplatten (11, 12), die in axialer Rich­ tung getrennt an der Innenseite und Außenseite der Bremsscheibe (1) vorgesehen sind,
einer Vielzahl innerer und äußerer Trennwände (21, 22; 121, 122; 221, 222), die zwischen den Bremsplatten (11, 12) jeweils von einem radial inneren Ende zu einem radial äußeren Ende insgesamt geradlinig verlaufend angeordnet sind, wobei die inneren Trennwände (21; 121; 221) und die äußeren Trennwände (22; 122; 222) jeweils gleiche Winkel zur radialen Richtung haben und derart angeordnet sind, daß ein zur Achse des Rotors konzentrischer Ringbereich frei von den inneren und äußeren Trennwänden ist,
einer Vielzahl von zwischen benachbarten inneren und äußeren Trennwänden verlaufenden Durchgängen (4),
einer Vielzahl Einlaß- und Auslaßöffnungen (31, 32), die sich in radialer Richtung zwischen den Bremsplatten (11, 12) einwärts und auswärts öffnen und mit der Vielzahl von Durchgängen kommunizieren, und
einer Vielzahl von Verbindungsöffnungen (5; 105; 205), die zwischen den inne­ ren und äußeren Trennwänden vorgesehen sind,
dadurch gekennzeichnet, daß
die inneren Trennwände (21; 121; 221) kürzer sind als die äußeren Trennwände (22; 122; 222),
die inneren und die äußeren Trennwände (21, 22; 121, 122; 221, 222) jeweils mit konstanter Dicke und ebenen Seitenflächen ausgebildet sind und
die Verbindungsöffnungen (5; 105; 205) in dem Bereich von 0,1 L bis 0,7 L vom inneren Ende der inneren Trennwände (21; 121; 221) aus ausgebildet sind, wobei die Differenz zwischen dem Radius des inneren Endes der inneren Trennwände und dem Ra­ dius des äußeren Endes der äußeren Trennwände (22; 122; 222) als L definiert ist.
2. Bremsscheibe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die inneren Trennwände (21; 121; 221) und die äußeren Trennwände (22; 122; 222) gleiche Dicke auf­ weisen.
3. Bremsscheibe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die inneren Trennwände (121S) dünner sind als die äußeren Trennwände (122).
4. Bremsscheibe (1) mit
wenigstens zwei scheibenförmigen Bremsplatten (11, 12), die in axialer Richtung getrennt an der Innenseite und Außenseite der Bremsscheibe (1) vorgesehen sind,
einer Vielzahl innerer und äußerer Trennwände (121, 222), die zwischen den Bremsplatten (11, 12) jeweils von einem radial inneren Ende zu einem radial äußeren Ende insgesamt geradlinig verlaufend angeordnet sind, wobei die inneren Trennwände (221) und die äußeren Trennwände (222) jeweils etwa gleiche Winkel zur radialen Richtung haben und derart angeordnet sind, daß ein zur Achse des Rotors konzentrischer Ringbereich frei von den inneren und äußeren Trennwänden ist,
einer Vielzahl von zwischen benachbarten inneren und äußeren Trennwänden verlaufenden Durchgängen (4),
einer Vielzahl von Einlaß- und Auslaßöffnungen (31, 32), die sich in radialer Richtung zwischen den Bremsplatten (11, 12) einwärts und auswärts öffnen und mit der Vielzahl von Durchgängen kommunizieren, und
einer Vielzahl von Verbindungsöffnungen (205), die zwischen den inneren und äußeren Trennwänden vorgesehen sind,
dadurch gekennzeichnet, daß
die inneren Trennwände (121) kürzer sind als die äußeren Trennwände (122),
die Dicke der inneren und äußeren Trennwände auf Saugflächenseiten zu radial inneren Endbereichen (121N, 122N, 221N, 222N) hin allmählich derart abnimmt, daß die inneren und äußeren Trennwände an ihren Saugflächenseiten stromlinienförmig ausgebildet sind und Luft längs dieser Fläche strömt, und
die Verbindungsöffnungen (205) in dem Bereich von 0,1 L bis 0,7 L vom inneren Ende der inneren Trennwände (221) aus ausgebildet sind, wobei die Differenz zwischen dem Radius des inneren Endes der inneren Trennwände und dem Radius des äußeren Endes der äußeren Trennwände als L definiert ist.
5. Bremsscheibe nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die hinteren Enden (121R, 221R) der inneren Trennwände (121, 221) auf ihrer zu den Verbindungsöffnungen (105, 205) zeigenden Seite etwa in Form des Buchstabens S ausgebildet sind.
6. Bremsscheibe (1) mit
wenigstens zwei scheibenförmigen Bremsplatten (11, 12), die in axialer Rich­ tung getrennt an der Innenseite und Außenseite der Bremsscheibe (1) vorgesehen sind,
einer Vielzahl innerer und äußerer Trennwände (221S, 222), die zwischen den Bremsplatten (11, 12) jeweils von einem radial inneren Ende zu einem radial äußeren Ende insgesamt geradlinig verlaufend angeordnet sind, wobei die inneren Trennwände (221S) und die äußeren Trennwände (222) jeweils etwa gleiche Winkel zur radialen Richtung haben und derart angeordnet sind, daß ein zur Achse des Rotors konzentrischer Ringbe­ reich frei von den inneren und äußeren Trennwänden ist,
einer Vielzahl von zwischen benachbarten inneren und äußeren Trennwänden verlaufenden Durchgängen (4),
einer Vielzahl von Einlaß- und Auslaßöffnungen (31, 32), die sich in radialer Richtung zwischen den Bremsplatten (11, 12) einwärts und auswärts öffnen und mit der Vielzahl von Durchgängen kommunizieren, und
einer Vielzahl von Verbindungsöffnungen (205), die zwischen den inneren und äußeren Trennwänden vorgesehen sind,
dadurch gekennzeichnet, daß
die inneren Trennwände (221S) kürzer sind als die äußeren Trennwände (222),
die inneren und die äußeren Trennwände (221S, 222) mit ebenen Seitenflächen ausgebildet sind, wobei die äußeren Trennwände (222) mit konstanter Dicke und die inne­ ren Trennwände (221S) mit radial nach außen zunehmender Dicke ausgebildet sind und
die Verbindungsöffnungen (205) in dem Bereich von 0,1 L bis 0,7 L vom inne­ ren Ende der inneren Trennwände aus ausgebildet sind, wobei die Differenz zwischen dem Radius des inneren Endes der inneren Trennwände und dem Radius des äußeren Endes der äußeren Trennwände als L definiert ist.
7. Bremsscheibe nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die inneren und äußeren Trennwände (21, 22; 121, 122; 221, 222) entlang einer geraden Linie ausgebildet sind.
8. Bremsscheibe nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die inneren und äußeren Trennwände (121, 122; 221, 222) in radialer Richtung der Brems­ scheibe (1) ausgerichtet sind.
9. Bremsscheibe nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzahl der inneren Trennwände (21) verschieden von der Anzahl der äußeren Trenn­ wände (22) ist.
10. Bremsscheibe nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß jede innere und äußere Trennwand (21, 22; 121, 122; 221, 222) relativ zur anderen be­ nachbarten Trennwand (21, 22; 121, 122; 221, 222) in einer symmetrischen Stellung ange­ ordnet ist.
11. Bremsscheibe nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Einbauwinkel der inneren Trennwand (21; 121; 221) verschieden von demjenigen der äußeren Trennwand (22; 122; 222) ist.
12. Bremsscheibe nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß das innere Wandende der innenseitigen scheibenförmigen Bremsplatte (11), welches die Einlaßöffnung (31) bildet, mit einem abgeschrägten Abschnitt (61) ausgebildet ist, der in seiner Dicke allmählich entsprechend dem Verlauf der innenseitigen scheibenförmigen Bremsplatte (11) zu deren Ende abnimmt, und daß das Ende der außenseitigen scheiben­ förmigen Bremsplatte (12), welches die Einlaßöffnung (31) bildet, in radialer Richtung der innenseitigen scheibenförmige Bremsplatte (11) vorsteht, während es mit einem Verlänge­ rungsabschnitt ausgestattet ist, der in seiner Dicke allmählich entsprechend dem Verlauf der außenseitigen scheibenförmigen Bremsplatte (11) zu deren Ende zunimmt.
13. Bremsscheibe nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß Wär­ meableit-Rippen (7), die aus kleinen Vorsprüngen mit geringer Breite und Höhe zusammengesetzt sind, radial in wenigstens dem äußeren Abschnitt der Innenwand, die den Durchgang (4) der außenseitigen und innenseitigen scheibenförmigen Bremsplatten (11, 12) bildet, angeordnet sind.
14. Bremsscheibe nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungsöffnungen (5; 105; 205) im Bereich von 0,2 L bis 0,5 L, vorzugsweise im Bereich von 0,24 L bis 0,39 L, ausgebildet sind.
15. Bremsscheibe nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß bei einem Maß L von 55 mm die Verbindungsöffnungen (5; 105; 205) eine radiale Erstreckung von etwa 2 bis 15 mm, vorzugsweise 4 bis 6 mm aufweisen.
16. Bremsscheibe nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils eine Zwi­ schentrennwand (123) zusätzlich zwischen einer inneren und einer äußeren Trennwand (121, 122) angeordnet ist, wobei zwischen den inneren Trennwänden (121) und den Zwischentrennwänden (123) und den Zwischentrennwänden (123) und den äußeren Trennwänden (122) jeweils ein zur Achse des Rotors konzentrischer Ringbereich frei von Trennwänden und Trennwand­ abschnitten ist.
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