CZ2015679A3 - Brzdový kotouč s radiálním chlazením - Google Patents

Abstract

Brzdový kotouč s radiálním chlazením, zejména pro kotoučové brzdy, zahrnující brzdnou část tvořenou vzájemně spojenými kruhovými deskami (2, 3). Ty jsou uspořádány souose v odstupu vůči sobě, přičemž v takto vytvořeném prostoru jsou uspořádány chladicí prvky (6), připevněné k vnitřním stranám kruhových desek (2, 3). Chladicí prvky (6) jsou tvořeny lopatkami (7) tvaru slzy, kde tyto lopatky (7) jsou umístěny radiálně od středu na vnitřních stranách levé a/nebo pravé kruhové desky (2, 3), přičemž jsou vzájemně odděleny mezilopatkovým prostorem (5).

Description

BRZDOVÝ KOTOUČ S RADIÁLNÍM CHLAZENÍM Oblast techniky

Vynález se týká konstrukčního řešení brzdového kotouče s radiálním chlazením, zejména pro kotoučové brzdy, zahrnující brzdnou část tvořenou vzájemně spojenými kruhovými třecími deskami, které jsou uspořádány souose v odstupu vůči sobě, přičemž v takto vytvořeném prostoru jsou uspořádány chladicí prvky, připevněné k vnitřním stranám třecích desek. Brzdový kotouč je vhodný zejména pro závodní a sportovní automobily, letadla a další zařízení obsahující kotoučové i bubnové brzdy s extrémně velkou potřebou chlazení.

Dosavadní stav techniky

Brzdové systémy vozidel a jiných zařízení s rotací či posuvem jejich pohyblivých částí v současné době běžně obsahují třecí elementy, které bývají umístěny v těsné blízkosti hlavního translačního členu, který je spolu s brzdovými komponenty připevněn k rámu a opatřen třecími destičkami. Při brzdění vzniká intenzivním třením mezi hlavním translačním dílem a příslušným třecím obložením značné množství tepelné energie, která způsobuje výrazné zvýšení teploty obou částí v oblasti kontaktu. Přílišné zvýšení teploty může způsobit vážné závady brzdového systému, což mimo jiné sníží bezpečnost provozu zařízení nebo daného stroje. Může dojít nejen ke tvarové deformaci, ale i ke zborcení nosného rámu částí. Prevence nebo oprava těchto závad je spojena s potřebou výměny poškozených dílů, brzdového obložení apod., což představuje nemalé náklady, časovou zátěž a nutnost dočasného vyřazení z provozu. Proto je problematice chlazení frikčních komponentů věnována značná pozornost. Závodní automobily, sportovní automobily a letadla jsou zařízení, u nichž je tento problém zvlášť významný. U těchto typů dopravních prostředků je provozní teplota při brzdění z velké rychlosti až 1000 °C, a potřeba rychlého a kvalitního chlazení brzdových kotoučů včetně brzdových destiček je důležitá. Jde o specifická zařízení, kde opravu mohou provádět pouze vyhrazená specializovaná pracoviště, a je tedy nutno buď si opatřit doprovodné servisní středisko, nebo zajíždět velké vzdálenosti za opravami, což zvyšuje nákladnost a časovou náročnost pro majitele nebo provozovatele těchto dopravních prostředků. Odstávka z provozu je zde zvlášť nežádoucí a nutnost spolehlivosti i při extrémní zátěži zvláště vysoká. V evropské přihlášce % EP2596264 je řešen brzdový kotouč opatřený krytem, který je chlazen axiálně i radiálně. Brzdový kotouč tvoří dvě boční stěny ve tvaru mezikruží, mezi nimiž se nachází dutina, v níž je uspořádána soustava lopatek vzájemně oddělených mezilopatkovým prostorem. Lopatky mají tvar rovných nebo ohnutých křídel nebo jsou elipsovité. Mezilopatkový prostor mezi lopatkami tvoří teplosměnnou plochu, která má tvar a rozměry umožňující průchod chladicího vzduchu. Tento prostor se rozprostírá mezi sousedními lopatkami od střední části brzdového kotouče kjeho obvodu. Do oblasti středu brzdového kotouče je zaústěn přívodní kanál pro chladicí vzduch, jenž ústí do mezilopatkového prostoru. V evropském patentu <š^ EP1092889 je popsán kotouč chlazený vzduchem určený pro kotoučové brzdy, který obsahuje nosnou desku umístěnou ve středové části kotouče a brzdnou část umístěnou na vnější straně kotouče, přičemž nosná deska i brzdná deska jsou vůči sobě uspořádány souose. Nosná deska je tvořena centrální částí, která se připojí k hlavě kola vozidla a obvodovou prstencovou částí, která vyčnívá z centrální části nosné desky ve směru paralelním k ose X-X. Kotouč dále zahrnuje spojovací prvky, které spojují nosnou desku a brzdnou část. Spojovací prvky tvoří elastický prstenec s otvory pro radiální pouzdra s kolíky. Kolíky slouží pro připojení brzdné části k nosné desce. Kolíky vyčnívající z radiálních pouzder vystupují z nosné desky tak, aby zapadly do příslušných slepých otvorů uspořádaných v brzdné části kotouče. Válcové kolíky jsou s výhodou připevněné k brzdné části nepohyblivě a navíc jsou uspořádány v radiálních pouzdrech nosné desky takovým způsobem, aby jim bylo umožněno se posouvat vlivem odstředivé síly v radiálním směru. Teplo vznikající třením brzdových destiček na brzdné části kotouče může přestupovat k nosné desce jenom prostřednictvím kolíků a tím je tepelný tok směřující k nosné desce omezen a omezená je i její deformace vlivem tepelné roztažnosti. V japonském patentu ^ JP5559503 je řešeno dosahování teplotní rovnováhy na rámu kotoučových brzd za pomoci specifické lopatkové geometrie brzdového kotouče. Kotoučová brzda podle vynálezu obsahuje kotouč, otáčející se s kolem vozidla a rám s písty uspořádanými vedle sebe ve směru otáčení disku. Písty slouží k tlačení brzdových destiček, které jsou uspořádány na obou stranách disku, na brzdový kotouč otáčející se spolu s kolem vozidla. Rám je pevně připojen ke karosérií vozidla a jsou na něm uspořádané pouzdra ve tvaru válce, ve kterých jsou posuvně uspořádané písty. Kotoučová brzda zahrnuje systém pístů s různým průměrem a tepelnou kapacitou. Teplo generované třením brzdových destiček o kotouč přestupuje do rámu prostřednictvím těchto pístů, což zlepšuje teplotní rovnováhu mezi kotoučem a rámem kotoučové brzdy. V americké přihlášce vynálezu ék US2014158486 je řešen kotouč pro kotoučovou brzdu. Rotor kotoučové brzdy zahrnuje nosnou desku a souosý brzdící systém. Nosná deska obsahuje kruhové otvory a brzdící systém zase spojovací prvky, které přenášejí točivý moment mezi brzdícím systémem a nosnou deskou. Spojovací prvky a brzdící systém jsou z jednoho kusu, přičemž spojovací prvky vystupují směrem ven z brzdícího systému za účelem navázat se na odpovídající otvory v nosné desce. Spojovací prvky jsou obklopeny stěnou, která je vyrobená z jednoho kusu materiálu jako nosná deska. Mezi nosnou deskou a kotoučem je prvků vytvořena mezera o velikosti od 0.2 do 3 mm, kterou může proudit chladicí vzduch. V mezinárodní přihlášce vynálezu WO2013087323 je řešeno uspořádání kotoučové brzdy. Brzda zahrnuje nosnou desku, na níž je uspořádána dvojice třecích kruhových desek z oceli. Třecí desky jsou uspořádány paralelně vůči sobě a mezi nimi jsou uspořádány chladicí prvky, které jsou připevněny k vnitřní straně alespoň jedné z třecích kruhových desek. Při brzdění tak teplo směruje z třecí desky do chladicích prvků, kde je odváděno konvekcí. To znamená, že konvekční povrch se zvětší chladicími prvky, neboli lopatkami, v důsledku čehož může třecími deskami protékat více energie. Vhodný materiál pro výrobu chladicích prvků může být ocel, nebo jiné licí materiály. Kromě licích materiálů, mohou být pro výrobu chladicích prvků použity i neželezné kovy, jako je hliník nebo měď, nebo jejich slitiny. V běžném případě jsou lopatky tvarovány do rovných nebo ohnutých křídel nebo jsou elipsovité, apod. Lopatkovitá geometrie, která je popsána v mezinárodní přihlášce vynálezu i|. WO2013087323 vykazuje značné zavíření v oblastech těsně za brzdovým kotoučem a také po celé ploše mezi lopatkovitého prostoru, což výrazně přispívá k oteplení kotouče. V evropské přihlášce vynálezu^ EP2715179 je popsán kotouč pro ventilované kotoučové brzdy, který zahrnuje brzdící část tvořenou dvěma souosými deskami. Desky jsou vzájemně spojeny spojovacími prvky, které vystupují z vnitřní strany desek. Mezi deskami tak vzniká prostor, který spolu se spojovacími prvky tvoří větrací kanálky, které chladí kotouč. Kotouč dále zahrnuje výstupky, vystupující z čelní strany obou desek. Výstupky jsou uspořádány po obvodu a v blízkosti vnější hrany desek v souladu s výstupem větracích kanálků. V čínském užitném vzoru ^ CN204041798 je řešena konstrukce pro odvod tepla brzdového kotouče. Na třecí ploše brzdového kotouče jsou uspořádané otvory pro odvod tepla spojené s alespoň jednou drážkou. Drážka je tvořena dvěma stěnami. Prostřednictvím prstencového izometrického uspořádání otvorů a drážek, může být ventilační účinek brzdového kotouče při vysokých teplotách značně vyšší. Teplota brzdového kotouče se rychle snižuje a hmotnost brzdového kotouče je snížena.

Technologie známá jako „pillarvented“, kde se k chlazení brzdového kotouče využívají písty vytvářející meziprostor v brzdovém kotouči a která je předmětem ochrany například v evropské přihlášce vynálezu á( EP2715179, nebo americké přihlášce vynálezu $ US2014158486vykazuje značnou ztrátu kinetické energie, a tím pádem vznik vírů, které negativně ovlivňují oteplení kotouče. Navíc u tohoto typu provedení není medium usměrňováno rovnou pryč z brzdového kotouče. V mezinárodní patentové přihlášce vynálezu ||. W02009136416 je popsán brzdící pás pro kotoučovou brzdu s otvory pro větrání. Brzdicí pás kotouče pro kotoučovou brzdu s otvory pro větrání, obsahuje dvě desky uspořádány souose v odstupu vymezující meziprostor ve kterém jsou uspořádané vzájemně propojeny odvody tepla a spojovací prostředky nebo členy. Alespoň některé z uvedených spojovacích prostředků jsou ve tvaru krátké kolony, vyčnívajících z desky směrem k protilehlé desce ve formě sloupů, které jsou seskupeny v alespoň jedné řadě uspořádané po obvodu kotouče. Alespoň některé z uvedených sloupů jsou uspořádané v rovině, která je v podstatě paralelní k proudění vzduchu podél větracích kanálků. V mezinárodní patentové přihlášce vynálezu ^(WO 2015092671 je popsán větraná kotoučová brzda, která zahrnuje dvě desky s koaxiálně uspořádanými plochami, ze kterých vystupují axiálně uspořádané spojovací prvky. Každý spojovací prvek má uspořádané dva příslušně konce, ve kterých je spojovací prvek spojen s koaxiálně uspořádanými deskami. Některé spojovací prvky jsou vzájemně spojeny, aby vytvářeli hřebeny, které slouží jako plocha výměníku tepla, a zvyšovali účinnost chlazení kotoučové brzdy plynným mediem proudícím kolem těchto hřebenů uspořádaných uprostřed kotoučové brzdy.

Mezinárodní přihláška vynálezu jl WO 2008078352 je popsána brzdící část disku pro kotoučové brzdy, přičemž brzdicí pás brzdového kotouče obsahuje dvě desky, které jsou spojeny pomocí spojovacích prvků tak, aby vytvářeli vevnitř brzdového kotouče větrací kanál, který je alespoň částečně definován vnitřními plochami desek a který se rozprostírá od vstupního otvoru, který je uspořádán radiálně vzhledem k vnitřní ose otáčení brzdicího pásu, do výstupního otvoru, který je uspořádán radiálně vzhledem k vnější ose otáčení. Alespoň jedna z vnitřních ploch obsahuje větší počet otisků, které jsou uspořádány tak, aby definovali povrchovou strukturu se střídavě uspořádanými hřebeny ve směru toku od vstupního otvoru k výstupnímu otvoru.

Americká přihláška vynálezu j(. US 2007161390 popisuje systém pro vzduchem chlazený brzdový rotor. Systém pro vzduchem chlazený brzdový rotor vymezuje štěrbinu mezi rotorem ve tvaru disku, přičemž prostřednictvím rozpěrek ve formě turbíny nebo ventilačních lopatek uspořádaných ve štěrbině je poháněn vzduch v brzdovém systému, když je se brzdový rotor otáčí. Vnitřní deska brzdového rotoru je připevněna ke konstrukci, která může být dále připojena k nápravě na vozidle, jakým je automobil. Kolíky, které mají konce s opačnými závity, se používají pro připojení vnitřního rotoru k vnějšímu rotoru. Vnější rotor je umístěn v odstupu od vnitřního rotoru pomocí rozpěrek, které jsou tvarovány tak, aby poháněli vzduch skrze štěrbiny, vymezené mezi dvěma rotory. Rozpěrky jsou také konfigurovány tak, že stlačení obou rotorů pomocí třmenu vždy slouží k podepření podložky v oblasti kontaktu s brzdovou destičkou a poskytují mechanickou podporu pro systém rotoru. Každý rotor je opatřen otvory pro odvzdušnění obloukovitém, spirálovém, nebo skořápkovým způsobem. V americkém patentu US 6578678 je popsán kryt s lopatkami pro chlazení kotoučové brzdy. Každá sestava kotoučové brzdy obsahuje brzdový kotouč mající vnitřní brzdný povrch a kryt brzdového kotouče. Ochranný kryt obsahuje středovou připevňovací část. Z připevňovací středové části vystupuje příruba ve tvaru krycí část. Krycí část má vnější povrch opatřen s radiálně vyčnívajícími lopatkami, uspořádané na vnějším povrchu krycí části tak, že lopatky jsou umístěny přilehle k vnitřní brzdové ploše brzdového rotoru, když je k ochrannému krytu namontován na vozidlo.

Vynález si klade za cíl navrhnout takové konstrukční řešení pro chlazení brzdových kotoučů, které by umožňovalo proudění chladicího vzduchu přes těleso kotouče skrze slzovitou geometrii beze ztráty kinetické energie a nežádoucí akumulace tepla v oblasti zavíření.

Podstata vynálezu Výše uvedené nedostatky jsou odstraněny brzdovým kotoučem s radiálním chlazením, zejména pro kotoučové brzdy, zahrnující brzdnou část tvořenou vzájemně spojenou levou třecí deskou a pravou třecí deskou, ^ které jsou uspořádány souose v odstupu vůči sobě, přičemž v takto vytvořeném mezilopatkovém prostoru jsou uspořádány chladicí prvky připevněné k vnitřní straně pravé třecí desky a/nebo levé třecí desky, jehož podstata spočívá v tom, že chladicí prvky jsou tvořeny lopatkami ve tvaru slzy, kde tyto lopatky jsou umístěny radiálně od středu na vnitřních stranách levé třecí desky a/nebo pravé třecí desky, přičemž jsou vzájemně odděleny mezilopatkovým prostorem.

Ve výhodném provedení jsou lopatky na vnitřních stranách levé a/nebo pravé třecí desky umístěny radiálně od středu brzdového kotouče. V dalším výhodném provedení jsou lopatky na vnitřních stranách levé a/nebo pravé třecí desky umístěny v soustředných kruzích. U brzdového kotouče se slzovitou geometrií nedochází k výraznému zavíření vzduchu za slzami a tím pádem nedochází ke zbytečné akumulaci tepla. Rovněž vzduch je slzovitou geometrii usměrňován pryč od středu kotouče, kdežto u kotouče s "pillarvented" je proud směrován k dalším pilířům.

Jednoduše shrnuto, slzovitá geometrie spojuje výhody "pillarvented" a lopatkovité geometrie. Uspořádání kotoučové brzdy podle vynálezu vydrží vysoké mechanické namáhání a zajišťuje dobrou vnitřní ventilaci. Nosné šrouby, které absorbují tlakovou sílu z axiálně působících kruhových třecích desek z ocele, jsou uspořádány mezi třecími deskami.

Takovéto řešení podstatně zdokonaluje stávající brzdové kotouče v oblasti kola vozidla, nebo jiného dopravního prostředku, kde brzdový kotouč tvoří brzdná část zahrnující třecí desky o tvaru mezikruží, na jejichž vnitřní straně je uspořádána soustava lopatek ve tvaru slz, mezi nimiž se nachází mezilopatkový prostor. Povrch lopatek tvoří teplosměnnou plochu pro odvod tepla z těla brzdového kotouče. Mezilopatkový prostor má tvar a rozměry umožňující průchod chladicího vzduchu. Tento prostor se rozprostírá mezi sousedními lopatkami od střední části brzdového kotouče kjeho obvodu. Do oblasti středu brzdového kotouče je zaústěn přívodní kanál pro chladicí vzduch, jenž ústí do mezilopatkového prostoru. Výhodou takového řešení je, že geometrie lopatek nedovoluje za nimi vznik víru. Podmínkou je, že tvar lopatky v podobě slzy, zejména její geometrie, umožňují volný průchod chladicího media bez zavíření v kritické oblasti, čímž nedochází k nežádoucí akumulaci tepla. Výhodou navrženého řešení je, že lopatky ve tvaru slz se nachází symetricky ve všech částech kotouče, a to v mezním případě v počtu alespoň jedna slzovitá lopatka na vnitřní straně kruhové desky brzdového kotouče. Podstatně výhodnější variantou řešení je, aby na vnitřní straně kruhové desky těla bylo obsaženo vícero slzovitých lopatek. Lopatky ve tvaru slzy, které jsou umístěny na vnitřních stěnách kruhových desek v počtu alespoň dvě a jsou s výhodou situovány v kruhu, nebo v kruzích. Na řezu brzdného kotouče jsou lopatky uspořádány v alespoň jednom kruhu, probíhající ve směru od středu k obvodu třecí desky, jež je součástí brzdné části brzdového kotouče. Optimální provedení navrhovaného řešení je, že slzovité lopatky jsou uspořádány na vnitřních plochách kruhových desek v kruzích v počtu alespoň 2 až 106. Výhodou řešení podle tohoto vynálezu je, že umožňuje současně axiální a radiální chlazení brzdových kotoučů bez zamezení přístupu vzduchu. Zlepšuje podstatně chlazení pomocí vzduchu v brzdovém systému. Zvyšuje tak významně bezpečnost provozu. Dále umožňuje chlazení dalších součástí brzd, jako třmenu, brzdového obložení, aj. Vznikne menší opotřebení materiálu, sníží se materiálová, časová i nákladová náročnost na opravy a údržbu. Sníží se nutný počet a doba odstávek z provozu a omezí počet zajížděk k servisní kontrole a opravám. Výhodou předkládaného řešení je i to, že za tzv. pilíři se netvoří vzduchové víry, které mají za následek ztrátu kinetické energie a akumulaci tepla ve vířivé oblasti. To má za následek zbytečné ohřátí brzdového kotouče Řešení brzdového kotouče s radiálním chlazením umožní: • účinnější brzdění; • snížení provozních teplot třecích segmentů včetně celého brzdového systému; • rovnoměrné opotřebení všech třecích částí; • vyšší bezpečnost provozu; • delší životnost třecích segmentů; • nižší zatížení životního prostředí; • Se snížením teploty ve třmenu se docílí nižších nákladů na brzdovou kapalinu).

Možnosti zvýšení účinnosti chlazení brzdných kotoučů jsou popisovány níže. 1) Počet lopatek

Jedna z možností jak zvýšit teplosměnnou plochu v mezilopatkovém prostoru, která přímo ovlivňuje odvod tepla, je zvýšit počet lopatek ve tvaru slz. 2) Geometrie- Povrch lopatek

Zvýšení teplosměnné plochy je možno dosáhnout i v tzv. mikro-měřítku. Experimentálně je dokázané, že materiály s vyšší drsností odvádějí podstatně více tepla, než materiály dokonale hladké. 3) Mechanizovanost-pohyblivost lopatek

Pro brzdové kotouče jsou důležité provozní otáčky. Při vysokých otáčkách brzdové kotouče chladí nejlépe a při nízkých naopak. Při nízkých otáčkách musí chladicí vzduch překonat odpory třením s větším úsilím, aby se dostal od středu brzdového kotouče, přes lopatky až k obvodu. V případě mechanizovatelnosti lopatek by se mohl částečně tento negativní jev eliminovat. Lopatky se slzovitou geometrii by se natáčely podle potřeby a tak by se docílilo snazšího průchodu vzduchu skrze mezilopatkový prostor. 4) Deformovatelnost- vlivem teploty se lopatky naklánějí a tím přispívají k optimálnímu chlazení brzdového kotouče.

Stejnou práci, jako v případě mechanizovaných lopatek, vykonají lopatky deformovatelné. Lopatky se slzovitou geometrii by byly vyrobeny např. z bimetalických materiálu. Tento materiál je světově známý a široce využívaný. Díky teplotnímu ovlivnění by se lopatka se slzovitou geometrii mohla natáčet a tak by usnadnila přístup vzduchu a tak i celkové proudění vzduchu. 5) Průchodnost lopatek opatřených přídavnými otvory

Zvýšení teplosměnné plochy může být dosaženo přímo v lopatkách se slzovitou geometrií a to pomocí průchodových kanálků. Příčné, podélné nebo mimoběžné kanálky dosáhnou lepšího efektu odvodu tepla z brzdového kotouče než lopatky plné. V případě příčných lopatek brzdový kotouč by byl chlazený dvojnásobně chlazených vzduchem. Primární chladicí vzduch proudící mezi levou a pravou deskou v mezilopatkovém prostoru by se nemísil se sekundárním chladným vzduchem proudícím skrze příčné kanálky lopatek se slzovitou geometrií. 6) Kombinace lopatka komerčního řešení

Lopatky se slzovitou geometrií se mohou kombinovat s komerčním řešením a tak částečně nebo úplně eliminovat negativní víření a akumulaci tepla za tzv. pilíři, jež jsou předmětem ochrany například v evropské přihlášce vynálezu EP2715179, nebo americké přihlášce vynálezu US2014158486.

Objasnění výkresů

Navržené řešení je objasněno pomocí výkresů, kde znázorňuje obr. 1 příklad brzdového kotouče při izometrickém pohledu, obr. 2 zobrazuje tento kotouč v řezu se slzovitou vnitřní geometrií lopatek, obr. 3 zobrazuje detailně tvar lopatek se slzovitou geometrií, obr. 4 zobrazuje detailně tvar lopatek se slzovitou geometrií s vnitřními podélnými kanálky, obr. 5 zobrazuje tvar lopatky se slzovitou geometrií s variabilní obvodovou stěnou, obr. 6 zobrazuje lopatku se slzovitou geometrií bez nasazeného otočného čepu, obr. 7 zobrazuje lopatku se slzovitou geometrií s vnitřními příčnými kanálky proměnného tvaru, obr. 8 zobrazuje lopatku se slzovitou geometrií nasazenou na otočném čepu, obr. 9 zobrazuje lopatku se slzovitou geometrií v izometrickém pohledu nasazenou na otočném čepu na levé desce brzdového kotouče a obr. 10 zobrazuje lopatku s prodlouženou slzovitou geometrií. Příkladné provedení vynálezu

Vynález bude osvětlen v následujícím popisu na příkladech provedení s odkazem na příslušné výkresy. V uvedených výkresech je vynález znázorněn na příkladu provedení brzdového kotouče. Příkladné provedení brzdné části 1_ je znázorněno na obr. 1 a obr. 2. Brzdový kotouč v tomto provedení zahrnuje brzdné části 1 brzdového kotouče, který je tvořen levou třecí deskou 2 a pravou třecí deskou 3, jenž jsou uspořádány v odstupu vůči sobě. Pravá i levá třecí deska 3 a 2 jsou opatřeny chladícími prvky 6, jenž jsou tvořeny lopatkami 7 ve tvaru slz, které jsou umístěny v soustředných kruzích na jejich vnitřních stranách a vzájemně odděleny mezilopatkovým prostorem 5.

Na obr. 2 je zobrazen řez tělem brzdového kotouče obsahujícího radiální dopředu zahnuté lopatky 7 ve tvaru slzy vymezující mezilopatkový prostor 5. Základní tvar lopatky 7 ve tvaru slzy je znázorněn na obr. 3.

Studený chladicí vzduch proudí od prostoru 4 středem brzdové části 1 a dále mezi levou a pravou třecí deskou 2 a 3, kde pokračuje skrze mezilopatkový prostor 5 až po jejich obvod, kde se ohřátý vzduch dostává do okolního prostředí. Takto provedené lopatky 7 mají tu vlastnost, že svým tvarem téměř eliminují turbulentní proudění v oblasti mezilopatkového prostoru 5 a tak velice účinně odvádí nežádoucí teplo pryč z brzdné části 1_brzdového kotouče.

Lopatky 7 ve tvaru slzy jsou upraveny do podoby zobrazené na obr. 4, kde lopatka 7 ve tvaru slzy, jež je opatřena průchozími podélnými kanálky 8. Průchozí podélné kanálky 8 zvyšují teplosměnnou plochu brzdné části 1 brzdového kotouče a snižují jeho celkovou váhu, což má příznivý vliv na odvod tepla a snížení spotřeby paliva automobilu.

Na obr. 5 je zobrazena lopatka 7 ve tvaru slzy s proměnnou geometrií 13, jejíž povrch je zdrsněn. Hlavní účel tohoto zdrsněného povrchu lopatky 7 je opět zvýšení teplosměnné plochy, což vede k většímu odvodu tepla z brzdné části 1 brzdového kotouče.

Na obr. 6 je zobrazena mechanická lopatka 7 ve tvaru slzy s otvorem ti pro uložení na otočný čep 10. Tato varianta má za důsledek, že během otáček se mechanická lopatka 7 ve tvaru slzy svou orientací přizpůsobuje proudění vzduchu. Jinak řečeno, během provozu se mechanická lopatka 7 ve tvaru slzy natáčí na čepu 10 a reguluje množství odváděného ohřátého vzduchu. Tím, je dosaženo konstantní proudění během provozu a jistá stabilizace teplot.

Na obr. 7 je zobrazena lopatka 7 ve tvaru slzy opatřená příčnými proměnnými kanálky 9 různých průřezů. Jako v případě lopatky 7 ve tvaru slzy s podélnými kanálky ve tvaru slzy je snížena hmotnost brzdné části 1 brzdového kotouče a zároveň zvýšena teplosměnná plocha ke zvýšení účinnosti odvodu tepla.

Na obr. 8 je zobrazena lopatka 7 ve tvaru slzy nasunutá na čepu 10 pro umístění na vnitřních stranách pravé i levé třecí desky 2 a 3.

Na obr. 9 je zobrazen řez čepy 10 lopatkami 7 uspořádanými v radiálním směru a uloženými na vnitřní straně levé třecí desky 2.

Na obr. 10 je zobrazena lopatka 7 ve tvaru slzy s protáhlou geometrií 12. Tímto tvarem je zvýšena teplosměnná plocha ke zvýšení účinnosti odvodu tepla.

Průmyslová využitelnost

Navržené technické řešení je vhodné pro brzdové systémy s lopatkovými kotoučovými brzdami, u nichž je extrémní potřeba chlazení brzdových kotoučů, zejména pro závodní a sportovní automobily a letadla, které obsahují kotoučové i bubnové brzdy s extrémně velkou potřebou chlazení. Dále pak lze brzdový kotouč použít pro všeobecné opatření pro zajištění účinné funkce strojů nebo zařízení a všude tam, kde je potřeba spolehlivé chlazení pomocí víření vzduchu za pomocí rotačního pohybu, což je zejména ve všech dopravních prostředcích s nutnou potřebou brzdění.

SEZNAM VZTAHOVÝCH ZNAČEK 1 brzdná část 2 levá třecí deska 3 pravá třecí deska 4 prostor 5 mezilopatkový prostor 6 chladící prvky 7 lopatka ve tvaru slzy 8 podélné kanálky 9 příčné proměnné kanálky 10 čep 11 otvor 12 protáhlá geometrie 13 proměnná geometrie

Claims (6)

PATENTOVÉ NÁROKY

1. Brzdový kotouč s radiálním chlazením, zejména pro kotoučové brzdy, zahrnující brzdnou část (1) tvořenou vzájemně spojenými levou třecí deskou (2) a pravou třecí deskou (3), které jsou uspořádány souose v odstupu vůči sobě, přičemž v takto vytvořeném prostoru (4) jsou uspořádány chladicí prvky (6) připevněné k vnitřním stranám levé třecí desky (2) a pravé třecí desky (3), vyznačující se tím, že chladicí prvky (6) jsou tvořeny lopatkami (7) ve tvaru slzy, kde tyto lopatky (7) jsou umístěny radiálně od středu na vnitřních stranách levé a/nebo pravé třecí desky (2 a 3), přičemž jsou vzájemně odděleny mezilopatkovým prostorem (5).

2. Brzdový kotouč s radiálním chlazením, podle nároku 1, vyznačující se tím, že lopatka (7) ve tvaru slzy je opatřená podélnými kanálky (8).

3. Brzdový kotouč s radiálním chlazením, podle nároku 1, vyznačující se tím, že lopatka (7) ve tvaru slzy má nepravidelný obvodový profil.

4. Brzdový kotouč s radiálním chlazením, podle nároku 1, vyznačující se tím, že lopatka (7) ve tvaru slzy je opatřena otvorem (11) pro čep (10).

5. Brzdový kotouč s radiálním chlazením, podle nároku 1, vyznačující se tím, že lopatka (7) ve tvaru slzy je opatřena příčnými proměnnými kanálky (9) s proměnnou plochou.

6. Brzdový kotouč s radiálním chlazením, podle kteréhokoliv z předcházejících nároků vyznačující se tím, že lopatky (7) jsou na pravé nebo levé třecí desce (3 a 2) uspořádány souose ve směru od středu k obvodu pravé nebo levé třecí desky (3 a 2) v alespoň jednom kruhu, přičemž chladící lopatky (7) upevněné na pravé nebo levé třecí desce (3 a 2) jsou na nich umístěny v kruzích a jsou v počtu alespoň 2 až 106 řad.