DE4331683C2 - Bremsscheibe - Google Patents
BremsscheibeInfo
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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.
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.
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.
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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