DE10041646A1 - Innenbelüftete Bremsscheibe - Google Patents

Abstract

Es wird eine Bremsscheibe für ein Kraftfahrzeug vorgeschlagen mit zwei Reibringen mit Reibflächen (7) und einem Belüftungskanal (8) zwischen den Reibringen sowie im Belüftungskanal (8) angeordneten Rippen (2), wobei an den Reibringen im Bereich des Belüftungskanals (8) kreis- oder kreisringförmige Vertiefungen (3, 3') zwischen radial verlaufenden Rippen (2, 2') angeordnet sind.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Bremsscheibe für ein Kraftfahrzeug mit zwei Reibringen mit Reibflächen und einem Belüftungskanal zwischen den Reibringen nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Bremsscheiben für Kraftfahrzeuge sind bereits in vielen Ausführungsformen bekannt geworden. Bei Bremsscheiben mit nur einem Reibring und Reibflächen an den beiden Ringflächen des Reibrings es ist zur Erhöhung der Wärmeabfuhr von der Bremsscheibe bereits bekannt geworden, Bohrungen am Reibring anzubringen, um die effektive Fläche für die Wärmeabfuhr zu vergrößern. Auch sind bereits innenbelüftete Bremsscheiben bekannt geworden, die zwei Reibringe aufweisen mit Reibflächen an jeweils einer Außenseite eines Reibrings und einem zwischen den Reibringen ausgebildeten Belüftungskanal. Auch dadurch wird die effektive Oberfläche der Bremsscheibe zur Erzielung eines besseren Abkühlverhaltens der Bremsscheibe vergrößert.

Eine solche innenbelüftete Bremsscheibe ist beispielsweise aus der WO 99/28646 bekannt geworden. Diese bekannte Bremsscheibe weist zwei Reibringe auf mit einer skelettartigen Gitterstruktur zwischen den Reibringen, die durch gitterartig angeordnete Stege gebildet wird. Neben der Tatsache, dass es sich bei dieser bekannten Bremsscheibe und eine ausgesprochen kostenintensive Anordnung handelt, führt die derartige Struktur der Stege zwischen den Reibringen auch dazu, dass einem effektiven Luftdurchtritt durch den Belüftungskanal durch die gitterartige Stegstruktur entgegengewirkt wird.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher nunmehr zur Beseitigung der geschilderten Nachteile die Aufgabe zu Grunde, eine Bremsscheibe für ein Kraftfahrzeug zu schaffen, die ein deutlich verbessertes Abkühlverhalten aufweist und damit zu einer besseren Bremsleistung des damit ausgestatteten Kraftfahrzeugs beitragen kann.

Die Erfindung weist zur Lösung dieser Aufgabe die im Anspruch 1 angegebenen Merkmale auf. Vorteilhafte Ausgestaltungen hiervon sind in den weiteren Ansprüchen beschrieben.

Nach der Erfindung ist daher nunmehr eine Bremsscheibe für ein Kraftfahrzeug vorgesehen, wobei die Bremsscheibe zwei Reibringe aufweist mit Reibflächen und einem Belüftungskanal zwischen den Reibringen besitzt und im Belüftungskanal Rippen angeordnet sind, wobei an den Reibringen im Bereich des Belüftungskanals kreis- oder kreisringförmige Vertiefungen angeordnet sind, die sich zwischen radial oder evolventenförmig verlaufenden Rippen befinden.

Es bedeutet dies mit anderen Worten, dass die Reibringe an ihren den Reibflächen gegenüberliegenden Innenflächen kreis- oder kreisringförmige Vertiefungen besitzen und zwar derart, dass diese Vertiefungen zwischen im Belüftungskanal angeordneten radial verlaufenden Rippen der Reibringe vorgesehen sind. Die Rippen können auch einem Evolventenprofil entsprechend gekrümmt nach radial auswärts verlaufen.

Diese Rippen sind daher an den Innenflächen der Reibringe strahlenförmig vorgesehen und sorgen daher für eine bessere Luftführung, weil der Luftstrom gezielt geführt wird. Darüber hinaus vergrößern auch die Rippen die effektive Fläche für die Wärmeabfuhr der Reibringe, so dass die für die Wärmeabfuhr zur Verfügung stehende Fläche durch die Rippen im Belüftungskanal und durch die kreis- oder kreisringförmigen Vertiefungen an den Innenflächen der Reibringen im Belüftungskanal wesentlich vergrößert wird. Zudem sorgen die im Belüftungskanal angeordneten Rippen für eine deutlich höhere Festigkeit der Bremsscheibe als dies beispielsweise durch dünne Stege erreicht werden kann.

Es ist nach der Erfindung vorgesehen, dass die Vertiefungen an zum Mittelpunkt der Bremsscheibe konzentrischen Kreisen verschiedener Durchmesser an in Umfangsrichtung der jeweiligen Kreise weitgehend gleichen Abständen angeordnet sind. Es heißt dies mit anderen Worten, dass die Vertiefungen entlang konzentrischer Kreise mit unterschiedlichen Durchmessern an den Reibflächen im Belüftungskanal angeordnet sind und zwar derart, dass sie jeweils weitgehend gleiche Abstände zueinander aufweisen. Die Vertiefungen können dabei zu beiden Seiten einer jeweiligen Rippe in unterschiedlicher Zahl vorgesehen sein und weisen zur Vermeidung von Kerbwirkung zum Belüftungskanal hin und auch im Grund der Vertiefung zur Seitenwand der jeweiligen Vertiefung hin Abrundungen auf.

Diese Ausbildung ist verglichen mit rechteckförmigen Vertiefungen deshalb von Vorteil, da durch die kreis- oder kreisringförmigen Vertiefungen eine größere für die Wärmeabfuhr effektive Oberfläche erreicht wird und darüber hinaus Spannungsspitzen vermieden werden, die im Bereich der Ecken von beispielsweise rechteckförmigen Vertiefungen auftreten können. Solche Spannungsspitzen führen bei derartigen rechteckförmigen Vertiefungen zu einer Erhöhung der Kerbwirkung und damit zu einer Erhöhung der Gefahr eines Bruchs der Bremsscheibe.

Die Erfindung wird im Folgenden anhand der Zeichnung näher erläutert. Diese zeigt in:

Fig. 1 eine ausschnittsweise dargestellte Bremsscheibe nach der Erfindung in einer Ansicht von oben mit schematisch dargestellten radial verlaufenden Rippen sowie Vertiefungen;

Fig. 2 eine vergrößerte Ansicht entlang des Schnitts A-A nach Fig. 1;

Fig. 3 eine vergrößerte Darstellung der Einzelheit "B" nach Fig. 2;

Fig. 4 eine Darstellung ähnlich derjenigen nach Fig. 1, die einen zunehmenden Durchmesser der Vertiefungen mit zunehmendem Abstand vom Mittelpunkt der Bremsscheibe zeigt; und

Fig. 5 eine Darstellung, die eine zunehmende Zahl von auf gleichen Radien vom Mittelpunkt der Bremsscheibe ausgehend angeordneten Vertiefungen zeigt.

Fig. 1 der Zeichnung zeigt in einer Ansicht von oben einen Ausschnitt einer erfindungsgemäßen Bremsscheibe 1 mit schematisch dargestellten radial verlaufenden Rippen 2 und kreisförmigen Vertiefungen 3.

Die Bremsscheibe 1 weist eine Aufnahme 4 auf, über die sie an einer Radaufnahme eines nicht näher dargestellten Fahrzeugs festgelegt werden kann und zwar über Gewindebolzen, die in Aufnahmebohrungen 5 eingesetzt werden können, die an der Aufnahme 4 der Bremsscheibe 1 ausgebildet sind.

Wie es ohne weiteres anhand von Fig. 1 der Zeichnung ersichtlich ist, weisen Rippen 2 und 2' unterschiedliche radiale Längserstreckungen auf derart, dass eine Rippe 2' mit kürzerer radialer Längserstreckung jeweils zwischen zwei benachbarten Rippen 2 mit längerer radialer Längserstreckung angeordnet ist.

Zu beiden Seiten der jeweiligen radial verlaufenden Rippen 2, 2' sind Vertiefungen 3 in unterschiedlicher Zahl angeordnet, wobei sich bei der in Fig. 1 der Zeichnung dargestellten Ausführungsform jeweils drei Vertiefungen 3 mit zwei Vertiefungen 3 abwechseln.

Die Vertiefungen 3 sind an zu dem Mittelpunkt 6 der Bremsscheibe 1 konzentrischen Kreisen ausgerichtet angeordnet und zwar derart, dass zwischen zwei in Umfangsrichtung der jeweiligen konzentrischen Kreise benachbarten Vertiefungen 3 gleiche Abstände vorgesehen sind.

Diese Anordnung macht es möglich, an den Innenflächen der Reibflächen 7 (siehe Fig. 2), d. h. also an den im Bereich des Belüftungskanals 8 der Bremsscheibe 1 angeordneten Innenflächen 9 eine Vielzahl von Vertiefungen 3 anzubringen, so dass die effektive Fläche für die Abfuhr von Wärme von der Bremsscheibe 1 deutlich vergrößert werden kann.

Wie es anhand von Fig. 2 der Zeichnung ersichtlich ist, können dabei die an den Innenflächen 9 ausgebildeten Vertiefungen unterschiedliche Tiefen aufweisen, so dass, wobei hier auf Fig. 2 Bezug genommen wird, eine Vertiefung 3' eine größere Tiefe aufweist als eine Vertiefung 3, so dass die Innenfläche 9 der unteren Reibfläche 7 nach Fig. 2 eine größere für die Wärmeabfuhr effektive Fläche aufweist als die in Fig. 2 der Zeichnung dargestellte obere Reibfläche 7. Damit kann der Tatsache Rechnung getragen werden, dass die Wärmeabfuhr von der unteren Reibfläche 7 schlechter wäre als bei der oberen Reibfläche 7 nach Fig. 2, wenn die Abstrahlrichtung der unteren Reibfläche 7 in Richtung zur Radaufnahme ausgerichtet ist, und die Abstrahlrichtung der oberen Reibfläche 7 nach Fig. 2 in Richtung von der Radaufnahme weg gerichtet ist. Durch die Vergrößerung der Tiefe der Vertiefung 3' wird damit eine größere effektive Oberfläche für die Wärmeabfuhr der unteren Reibfläche 7 nach Fig. 2 erreicht und somit eine ansonsten mögliche schlechtere Wärmeabfuhr ausgeglichen.

Fig. 3 der Zeichnung schließlich zeigt eine Vergrößerung der Einzelheit "B" nach Fig. 2. Aus Fig. 3 ist ersichtlich, dass der Übergangsbereich 10 der Vertiefungen 3' zur Innenfläche 9 hin abgerundet ausgebildet ist, wobei dies in entsprechender Weise auch für den Übergangsbereich der Vertiefungen 3 der oberen Reibfläche 7 nach Fig. 2 gilt. Dadurch kann der Bildung von Spannungsspitzen entgegengewirkt werden. In gleicher Weise sind entsprechende Abrundungen 11 auch am Grund der jeweiligen Vertiefung 3, 3' ausgebildet.

Fig. 4 zeigt eine Darstellung ähnlich derjenigen nach Fig. 1, die einen zunehmenden Durchmesser der Vertiefungen mit zunehmendem Abstand vom Mittelpunkt der Bremsscheibe zeigt. Schließlich zeigt Fig. 5 eine Darstellung, die eine zunehmende Zahl von auf gleichen Radien vom Mittelpunkt der Bremsscheibe ausgehend angeordneten Vertiefungen zeigt, wodurch die effektive Fläche für die Wärmeabfuhr vergrößert werden kann.

Die erfindungsgemäße Bremsscheibe weist daher den Vorteil einer deutlich verbesserten Abkühlleistung verglichen mit einer bekannten Bremsscheibe auf. Sie trägt der Erkenntnis Rechnung, dass der Vergrößerung der Wärme abgebenden Fläche durch nur Rippen im Kühlkanal Grenzen gesetzt werden durch eine Vergrößerung des Strömungswiderstands bei einer Vielzahl von Rippen, der dazu führt, dass die Luftgeschwindigkeit stark herabgesetzt wird und die Kühlleistung damit abnimmt, wie dies beispielsweise bei der Bremsscheibe nach der WO 99/28 646 der Fall ist. Auch können Bohrungen in der Bremsscheibe die Wärme abgebende Fläche nur dann erhöhen, wenn die Fläche der Seitenwand der Bohrungen größer ist als die entfallende Fläche der Bohrungen. Zudem ist dieses Bohren sehr kostenintensiv und es besteht die Gefahr, dass sich die Bohrungen mit Schmutz füllen und die Bohrungen den Verschleiß des Bremsbelags erhöhen.

Alle diese Nachteile werden durch die erfindungsgemäße Bremsscheibe beseitigt. Nach der Erfindung ist daher durch die Schaffung von Vertiefungen bei gegebenen Außenabmessungen der Bremsscheibe eine deutliche Verbesserung der Kühlleistung zu erreichen. Das Anbringen von Vertiefungen verringert außerdem das Gewicht der Bremsscheibe und lässt eine deutlich kostengünstiger der Herstellung der Bremsscheibe zu, als dies durch beispielsweise das Anbringen von Bohrungen in der Bremsscheibe möglich ist.

BEZUGSZEICHENLISTE

1

Bremsscheibe

2

Rippe

3

Vertiefung

4

Aufnahme

5

Aufnahmebohrung

6

Mittelpunkt

7

Reibfläche

8

Belüftungskanal

9

Innenfläche

10

Übergangsbereich

11

Abrundung

Claims (9)

1. Bremsscheibe für ein Kraftfahrzeug mit zwei Reibringen mit Reibflächen (7) und einem Belüftungskanal (8) zwischen den Reibringen sowie im Belüftungskanal (8) angeordneten Rippen (2), dadurch gekennzeichnet, dass an den Reibringen im Bereich des Belüftungskanals (8) kreis- oder kreisringförmige Vertiefungen (3, 3') zwischen radial oder evolventenförmig verlaufenden Rippen (2, 2') angeordnet sind.

2. Bremsscheibe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass benachbarte Rippen (2, 2') alternierend unterschiedliche Längen aufweisen.

3. Bremsscheibe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Vertiefungen (3, 3') an zum Mittelpunkt (6) der Bremsscheibe (1) konzentrischen Kreisen verschiedener Durchmesser an in Umfangsrichtung der jeweiligen Kreise weitgehend gleichen Abständen angeordnet sind.

4. Bremsscheibe nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass beidseits einer Rippe (2, 2') eine unterschiedliche Zahl von Vertiefungen (3, 3') vorgesehen ist.

5. Bremsscheibe nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Vertiefungen (3, 3') zur Vermeidung von Kerbwirkung zum Belüftungskanal (8) hin und im Grund der Vertiefung (3, 3') zur Seitenwand der Vertiefung hin abgerundet (11) ausgebildet sind.

6. Bremsscheibe nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die an den beiden Reibringen vorgesehenen Vertiefungen (3, 3') unterschiedliche Tiefen aufweisen.

7. Bremsscheibe nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass sich die längeren Rippen (2) über weitgehend die gesamte radiale Reibringerstreckung der Reibringe erstrecken.

8. Bremsscheibe nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Vertiefungen (3, 3') in Richtung zum Außenumfang der Reibflächen (7) hin einen zunehmenden Durchmesser besitzen.

9. Bremsscheibe nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen benachbarten Rippen (2, 2') eine Mehrzahl von Vertiefungen (3, 3') an zum Mittelpunkt (6) der Bremsscheibe (1) konzentrischen Kreisen verschiedener Durchmesser an in Umfangsrichtung der jeweiligen Kreise weitgehend gleichen Abständen angeordnet sind.