CN104343855B - 用于制动盘的防护装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及用于制动盘的防护装置。制动盘防护装置在制动盘防护装置(10)的侧部面(13)中包括至少两个空气出口开口(11)，其中空气出口开口(11)各自具有从侧部面(13)凸出的肋(12)，其中肋布置成以便相对于侧部面(13)的径向方向倾斜，使得肋(12)布置成基本垂直于制动盘在行驶期间的旋转运动偏转的空气流的空气流向(L)。

Description

用于制动盘的防护装置

技术领域

本发明涉及用于制动盘的防护装置。本发明特别涉及用于盘式制动器的制动器防护板，其设有空气出口开口。

背景技术

车辆制动器通过摩擦将动能和势能转换成热。这个热初始存储在制动盘中，并且然后通过热传导和辐射释放到环境。另外，热通过自由对流和强制对流从制动盘消散。

现有技术公开了在具有盘式制动系统的公用车辆的情况下，将制动盘防护板稳固地通过螺钉连接到轴端头上以整体上保护制动盘和制动器的实践。组装执行成使得板覆盖制动盘的暴露区域的较大部分。图1显示车辆轴1的端部区域的透视图，车辆轴1具有现有技术中已知的这种防护板2，防护板2已经安装在轴端头上，以保护制动盘。

这些防护板防止水和灰尘粒穿透到制动盘和制动垫之间的摩擦对中。另外，制动器覆盖板保护布置在制动器的周围中的构件，诸如轮速度传感器和传感器和制动器管线，以防热辐射。

但是，这种设计的缺点是，这种制动盘防护板阻止在制动系统周围和对制动系统有有效流。因而，减少了热传递，特别是例如通过对流消散的热。制动垫附近的升高的构件温度导致减少制动器的耐用性或促进制动器的磨损。这导致开发制动器防护板的目标的矛盾，这包括对制动器的最大保护和最大冷却性能的矛盾性要求。

为了改进使用制动器防护板时的冷却性能，现有技术中已知其它方法，这些示出在图2A和2B中。这里，防护板设有笔直的开口槽口5，其沿径向沿着防护板的侧部面布置。现有技术中已知的另一个实现设想到在防护板中加工出笔直开口槽口，其成组地平行对准且为圆的弦的形式。虽然这种开口槽口改进了热移除，但是它们的缺点在于，这些开口对制动盘提供开放通道，并且因此，针对灰尘呈现减少的保护。由于能够自由接近制动盘，所以灰尘粒可通过槽口进入未受阻挡的制动系统。因而，以制动器的较差的磨损性能的代价实现降低制动器的运行温度的可能性。

本发明的目标是提供一种制动盘防护装置，其避免了传统的制动盘防护装置的缺点。特别是，制动盘防护装置将允许改进制动器的冷却性能，并且同时，将允许针对制动器的灰尘和损害进行高度保护。

发明内容

这些目标中的各个通过根据本发明的制动盘防护装置实现。本发明的有利实施例和使用在以下描述中更详细地阐述，以下描述部分地参照附图。

对应于现有技术，根据本发明的制动盘防护装置在制动盘防护装置的侧部面中具有至少两个槽口形状的空气出口开口。侧部面是制动盘防护装置的在组装好的状态中至少部分地覆盖制动盘的侧部面的部分。

根据本发明的一般方面，至少两个空气出口开口各自具有从侧部面凸出的肋。在下面也称为边缘或唇缘的这种偏转肋可从制动盘防护装置的侧部面向内凸出，即向面向制动盘的侧部凸出，或可设定成向外凸出，即向背向制动盘的侧部凸出。

这里，偏转肋布置成以便相对于侧部面的径向方向倾斜，使得偏转肋布置成基本垂直于制动盘在行驶期间的旋转运动偏转的空气流的空气流向。

提供形成在空气出口开口上的凸出肋的优点在于，肋保护通道开口，以防灰尘的穿透。

同时，根据本发明的偏转肋改进来自制动盘和防护装置之间的内部空间的热对流。如果偏转肋向内凸出，即向面向制动盘的侧部凸出，则在制动盘和防护装置之间的中间空间中移动的空气质量在撞击偏转肋之后被偏转肋向外偏转通过空气出口开口。如果偏转肋形成为以便向外凸出，则它们在防护板的背向制动盘的侧部上产生降低的压力，因此空气流同样再次向外偏转通过空气出口开口。

肋现在有利地对准，使得肋的从制动盘防护装置的侧部面凸出的表面尽可能地垂直于盘式制动器和防护装置之间的中间空间中的空气流分布。这种对准最大程度地增加肋的偏转作用且因此增加冷却作用。

本领域技术人员知道，在行驶期间，冷却空气流可在盘式制动器的内直径处被引入，以冷却盘式制动器，并且然后由于制动盘的旋转运动而偏转。这在制动盘和防护装置之间的内部区域中产生空气流，典型地分配空气流的速度向量。这也取决于在向前方向的行进速度，因为，随着行进速度增加，制动盘的旋转速度且因此空气流的偏转也增加。

在本发明所意图的方面，肋布置成基本垂直于制动盘在行驶期间的旋转运动偏转的空气流的空气流向的特征被看作表示对于例如55和100km/h之间或75 km /h和90 km /h之间的典型的速度范围是这样，制动器冷却的设计针对该速度范围而进行优化。

偏转肋可向内或向外以直角从侧表面凸出。但是，偏转肋优选相对于侧表面形成锐角入射角，以便使空气流特别有效地从制动系统的内部转移出去。借助于锐角入射角，为空气流形成偏转斜坡，当空气流撞击这个倾斜边缘时，空气流以特别有效的方式向外偏转。特别有利的是，肋相对于侧部面的入射角的范围为15至70度，更优选范围为30至50度。

根据本发明的一般方面，出口开口且因此还有形成在其上的凸出的偏转肋布置成以便相对于侧部面的径向方向倾斜预定值。与现有技术中已知的开口槽口的径向布置或成组的平行布置相反，倾斜的布置允许更好地适应制动盘和覆盖装置之间的中间空间中的空气的流动轮廓，并且因而通过空气出口开口更好地散热。

本发明发现对于热传导是特别有利的是，肋相对于防护装置的侧部面的径向方向布置成使得，偏转肋相对于径向方向形成5至60度的角度，更优选20至45度的角度。

根据优选的实施例，肋的凸出的纵向边缘离侧部面处于恒定距离处。换句话说，偏转唇缘的宽度在空气出口开口的整个长度上是恒定的，这导致肋在空气出口开口的整个轮廓上为空气流形成恒定的冲击表面。

在特别有利的变型中，空气出口开口为新月形设计。根据这个变型的另一个方面，肋在轮旋转方向上为弧形设计。换句话说，偏转肋被呈平行曲线的形式的两个纵向边缘包围。

另一个可行实施例设想到，空气出口开口和/或肋为长方形设计。

根据优选的说明性实施例，制动盘防护装置具有紧固凸起部，其设计成在防护装置的组装好的状态中至少部分地覆盖制动垫。

根据这个变型实施例，空气出口开口布置在紧邻紧固凸起部的区域中。从而冷却空气能够在制动垫处被加热之后不久向外排出。这个布置基于发明人的观察：在盘式制动器的内直径处进入且被制动盘的旋转运动偏转的空气流的空气流分布仍然在制动垫之后不远处具有能够可靠地预测的轮廓，但是随着沿着制动盘的圆弧与制动垫的距离的增加，受到漩涡等的干扰。在轮旋转方向上在紧固凸起部之后不远处的区域中，空气出口开口可因此有利地加工在制动盘防护装置的侧表面中，使得它们尽可能地垂直于空气流而对准。

特别有利的是，空气出口开口布置在有限区域中，其中心角小于100度，优选小于80度。从制动盘装置的布置在制动垫处的端部区域开始，在旋转方向上测量中心角。

根据本发明的另一个方面，至少两个空气出口开口中的至少一个空气出口开口在轮旋转方向上布置在紧固凸起部之后不远处。另外的空气出口开口然后在向前行进期间的轮旋转方向上以预定间隔角度α定位在轮轴周围。根据有利的变型，间隔角度α的值的范围为10至25度，更优选为12至22度的角度。在优选的实施例中，制动盘防护装置具有两个至六个空气出口开口。发明人发现四个空气出口开口特别地允许在一方面的最佳冷却性能以及另一方面的尽可能有效地防护制动盘之间有特别有利的折衷。

制动盘防护装置典型地实现为防护板，其根据空气出口开口和偏转肋的预定轮廓分开，并且通过适当的方法扭转出平面，从而确保偏转肋向内或向外弯曲。

本发明此外包括用于机动车辆、优选公用车辆的制动系统，包括根据上面描述的一个方面的制动盘防护装置。本发明此外涉及车辆、特别是公用车辆，包括根据上面描述的一个方面的制动盘防护装置或制动系统。

附图说明

下面参照附图描述本发明的另外的细节和优点，其中：

图1显示具有现有技术防护板的车辆轴的端部区域的透视图；

图2A-2B显示现有技术中已知的制动盘防护板；

图3显示根据一个说明性实施例的处于组装好的状态的具有防护板的车辆轴的端部区域的透视图；

图4显示根据一个说明性实施例的制动盘防护板的背向制动盘的侧部；

图5在x-y截面的视图中显示图4的制动盘防护板；

图6显示根据本发明的一个说明性实施例的通过具有制动盘防护板的制动盘装置的空气流的轮廓；

图7显示根据本发明的一个说明性实施例的在制动盘防护板上的开口槽口的布置；

图8显示图4中显示的制动盘防护板的面向制动盘的侧部；

图9显示根据另一个说明性实施例的制动盘防护板的背向制动盘的侧部；以及

图10显示图9中的制动盘防护板的面向制动盘的侧部。

参考标号列表：

1轮轴

2、3、4制动盘防护板(现有技术)

5、6开口槽口(现有技术)

W制动垫产生的热引入

D轮旋转方向

F行进方向

7制动盘

10、20制动盘防护板

11、21空气出口开口

12、22偏转肋

13、23侧部面

14外部纵向边缘

15内部纵向边缘

16紧固凸起部

17内端区域

18外端区域

19外部交迭部

α角α

s圆弧s

β旋转角

γ中心角

δ肋的入射角

E新鲜空气入口

L空气流向

P旋转运动引起的偏转

U原始流向

R侧部面的径向方向。

具体实施方式

图3显示车辆轴1的端部区域和处于安装在制动盘上的状态中的制动盘防护板10的透视图。在图3和后面的图中，车辆的行进方向由参考标号F表示的箭头指示，而在前进方向上的轮旋转方向由参考标号D表示的箭头指示。热的引入W在制动垫支托在制动盘上所处的点处通过制动垫和制动盘之间的摩擦进行。制动盘防护装置10由保护板构成，在保护板的侧部面上加工出四个空气出口开口11。

借助于图4更详细地描述保护板10的具体实施例。制动盘防护装置10由具有新月形侧部面13的保护板构成。新月形侧部面的内部轮廓17和外部轮廓18大致为半圆形设计。保护板的尺寸，特别是外部轮廓18的那些尺寸匹配要覆盖的制动盘的大小。在上端区段中，保护板10具有紧固凸起部16，其设计成在装置的组装好的状态中至少部分地覆盖制动盘。还在紧固凸起部16的区域中，热引入W在制动期间借助于作用于制动垫和制动盘之间的摩擦力进行。W再次指示热引入的位置。

在侧表面13中加工出四个槽口型空气出口开口11a-11d。第一空气出口开口11a布置在防护板10的平坦区域13中，紧邻紧固凸起部16。在向前行进中，第一开口槽口11a因而在轮旋转方向上布置成使得，制动垫和开口槽口11a的中心之间的圆弧s的长度最小。换句话说，第一槽口11a布置成尽可能地靠近紧固凸起部的端部。另外的槽口11b-11d在轮旋转(向前行进)的方向上以角α定位在轮轴周围。在当前示例中，角α为大约15度。

根据另一个有利方面，用于将新鲜空气供应到制动盘的内直径的流管道优化成使得可供应较大量的冷却空气流。这借助于下者来实现：使内部轮廓线17的半径尽可能地大，因而在制动盘的内直径处尽可能大地为冷却空气的流入形成开口。

根据类似的原理，制动盘与覆盖板10的外部周向交迭尽可能地减少，因而促进制动盘所加热的流体的流出。为了保护制动盘的周向边缘，保护板10同样具有周向边缘19，其在周边处与制动盘的缘边区域的节段交迭。

出口开口11a-11d为新月形设计且各自具有肋12，肋12从侧部面13向内凸出，即向面向制动盘的侧部凸出。这些一体地形成的偏转肋12可例如通过根据预定新月形轮廓切开板的表面且然后使板肋12向内弯曲来形成。

开口槽口11的设计和布置的另外的细节参照以下图来解释。因而，图5在x-y截面的视图中显示图4的制动盘防护板10。这里，可看到肋12被呈平行曲线的形式的两个纵向边缘14、15包围，其中，较低的凸出纵向边缘14离侧部面13处于恒定距离。肋12在轮旋转方向上为弧形设计。偏转肋12与侧表面13形成大约40度的锐角入射角δ，结果是，向内凸出的偏转肋11a-11d在内部区域中为空气流形成倾斜的边缘或偏转斜坡，以使得所述流能够被以有效的方式向外引导。还在小出口开口11d的截面图的虚线中的放大的细节中示出入射角δ。

此外可看到，凸出的倾斜边缘12同时为空气出口开口11a-11d形成部分交迭，从而防止从外部直接接近制动盘，并且从而为制动盘形成保护机构。

图6示出在行驶期间通过根据一个说明性实施例的具有制动盘防护板的制动盘装置的空气流的轮廓。图6显示处于安装在制动盘7上的状态的制动盘防护板10。新鲜空气在制动盘内直径处引入，这在图6中由位置E指示。在沿方向D向前行进期间，在位置E处进入的新鲜空气被制动盘的旋转沿方向D和和轮旋转方向D偏转向制动盘。制动盘的旋转运动实现的进入的空气流的偏转由箭头P指示。出现的典型的空气流分布由粗的虚线箭头L示出。细的虚线U指示进入方向和空气流沿径向方向的未偏转方向U。空气流L的轮廓可例如借助于适当的测量装置通过实验提前测量和/或通过仿真来计算。照这样，可针对行进速度确定期望的空气流轮廓，针对该空气流轮廓，空气出口开口11例如在75km/h至90km/h的速度范围中应当获得最佳可行冷却。在侧表面13中加工出的空气出口开口11a-11d然后布置成使得肋对准成基本垂直于制动盘在行驶期间的旋转运动偏转的空气流的空气流向L。偏转肋的新月形弯曲允许特别有利地适应空气颗粒的飞行路径L。

结合偏转肋12的斜坡形设计，出现的空气流然后被向上引导出空气出口开口11，并且不反射回到制动盘7和覆盖板10之间的内部区域中。

图6此外示出有利的是，将偏转肋11a-11d布置在紧邻紧固凸起部16的区域中。在这个区域中，进入的冷空气流经历预定偏转P，偏转P随着行进速度的增加而增加，并且因此一体地形成的倾斜边缘12可对准成使得它们各自布置成垂直于空气流向L。

在空气出口开口11d的下游，空气流在防护板的壁等上越来越多地经历漩涡和反射，并且因此空气出口开口11的后续布置可不那么有效地匹配空气流。这个有利区域借助于角度γ再次显示在图7中。有利区域典型地由小于100度、优选小于80度的中心角γ指示。

图7此外显示各个空气出口开口11且因此还有各个肋12布置成以便相对于侧部面13的径向方向R倾斜预定值β。在说明性实施例中，角度β的范围为20至45度。

图8显示在图4中显示的制动盘防护板10的面向制动盘的侧部。

图9显示防护板20的另一个说明性实施例，其中，与上面描述的说明性实施例相反，空气出口开口21不是新月形，而是长方形。因此，一体地形成的向内凸出的肋22同样为长方形设计，并且为制动装置的空气流形成平面偏转表面。在其它方面，该设计实施例对应于上面描述的制动盘防护装置10。

图10再次显示图9中的制动盘防护板20的面向制动盘的侧部。

总之，本发明因而包括用于保护公用车辆上的制动系统或增加公用车辆上的制动系统的稳定性的制动盘防护板。功能的决定性因素在一方面是相对于环境在物理上保护制动盘，而在另一方面，优化冷却剂流，以降低制动器的运行温度。

虽然参照特别的说明性实施例描述本发明，但是对于本领域技术人员显而易见的是，可执行各种修改，并且它们的等效方案可用作替代，而不超过本发明的范围。另外，可作出许多修改，以使制动系统的特别情形(例如肋对准的优化所针对的车辆速度范围)或特别设计实施例(制动盘的大小，新鲜空气入口轮廓等)适合本发明的教导，而不超过相关范围。因此，本发明不意图限于公开的特别的说明性实施例；相反，本发明意图包含落在所要求保护的范围内的所有说明性实施例。

Claims (18)

1.一种用于盘式制动器的制动盘防护装置，其具有：

(a)至少两个空气出口开口(11；21)，其在所述制动盘防护装置(10；20)的侧部面(13；23)中；

其特征在于

(b)所述空气出口开口(11；21)各自具有从所述侧部面(13；23)凸出的肋(12；22)，

(c)其中所述肋布置成以便相对于所述侧部面(13；23)的径向方向(R)倾斜，使得所述肋(12；22)布置成基本垂直于所述制动盘(7)在行驶期间的旋转运动偏转的空气流的空气流向(L)。

2.一种用于盘式制动器的制动盘防护装置(10；20)，其具有：

(a)至少两个空气出口开口(11；21)，其在所述制动盘防护装置(10；20)的侧部面(13；23)中；

其特征在于

(b)所述空气出口开口(11；21)各自具有从所述侧部面(13；23)凸出的肋(12；22)，以及

(c)所述空气出口开口和所述肋中的各个布置成以便相对于所述侧部面(13；23)的径向方向(R)倾斜预定值(β)。

3.根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于，所述空气出口开口(11；21)和所述肋(12；22)布置成以便相对于所述径向方向倾斜范围为5至60度的角(β)。

4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述角(β)范围为20至45度。

5.根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于

(a)所述肋(12；22)向内凸出，即向面向所述制动盘(7)的侧部凸出；或者

(b)所述肋(12；22)向外凸出，即向背向所述制动盘(7)的侧部凸出。

6.根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于，所述肋(12；22)的凸出的纵向边缘(14)离所述侧部面(13；23)为恒定距离。

7.根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于，所述肋(12；22)的侧部面与所述制动盘防护装置(10；20)的侧部面(13；23)形成范围为15至70度的锐角入射角。

8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述入射角的范围为30至50度。

9.根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于

(a)所述空气出口开口为新月形设计；以及/或者

(b)所述肋在轮旋转方向(D)上为弧形设计。

10.根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于，所述空气出口开口和/或所述肋为长方形设计。

11.根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于，具有紧固凸起部(16)，其设计成在所述装置的组装好的状态中至少部分地覆盖制动垫，其中所述空气出口开口(11；21)布置在紧邻所述紧固凸起部(16)的区域中。

12.根据权利要求11所述的装置，其特征在于，所述区域具有小于100度的中心角(γ)。

13.根据权利要求12所述的装置，其特征在于，所述区域具有小于80度的中心角(γ)。

14.根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于，所述制动盘防护装置(10；20)实现为防护板，其具有弯曲出所述侧部面而形成所述肋的区段。

15.根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于，出口开口的数量的范围为2个至6个。

16.一种用于车辆的制动系统，包括根据权利要求1-15中的任一项的制动盘防护装置。

17.一种车辆，包括根据权利要求1至15中的任一项所述的制动盘防护装置或根据权利要求16所述的制动系统。

18.根据权利要求17所述的车辆，其中，所述车辆是公用车辆。