DE102005033352B4

DE102005033352B4 - Internally ventilated brake disc

Info

Publication number: DE102005033352B4
Application number: DE102005033352.4A
Authority: DE
Inventors: Klaus Kraft; Matthias Körner; Dr.-Ing. Repmann Carsten
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 2005-07-16
Filing date: 2005-07-16
Publication date: 2016-02-18
Anticipated expiration: 2025-07-17
Also published as: DE102005033352A1

Abstract

Innenbelüftete Bremsscheibe (1) mit zwei gegenüberliegenden Reibringscheiben (2, 3) und zwischen diesen vorgesehenen Belüftungskanälen (6), wobei eine Scheibe (8, 8', 8'') zwischen den Reibringscheiben (2, 3) in die Bremsscheibe (1) eingebettet ist, die in den Belüftungskanälen (6) zusätzliche Kühloberflächen (9, 10) bereitstellt, dadurch gekennzeichnet, dass die Reibringscheiben (2, 3) durch Ausnehmungen (11) in der Scheibe (8, 8', 8'') hindurch miteinander verbunden sind.Internally ventilated brake disc (1) with two opposing friction ring discs (2, 3) and between these provided ventilation channels (6), wherein a disc (8, 8 ', 8' ') between the friction ring discs (2, 3) in the brake disc (1) embedded, which in the ventilation channels (6) additional cooling surfaces (9, 10) provides, characterized in that the friction ring discs (2, 3) through recesses (11) in the disc (8, 8 ', 8' ') through each other are connected.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine innenbelüftete Bremsscheibe nach dem Oberbegriff von Patentanspruch 1. The invention relates to an internally ventilated brake disc according to the preamble of patent claim 1.

Innenbelüftete Bremsscheibenwerden beispielsweise in Scheibenbremsen von Kraftfahrzeugen eingesetzt. Internally ventilated brake discs are used, for example, in disc brakes of motor vehicles.

Generell besteht an Bremsscheiben das Problem, die beim Bremsen entstehende Abwärme möglichst wirkungsvoll abzuführen. Konventionell belüftete Bremsscheiben sind in ihrer Kühlleistung begrenzt. Um bei heutigen Motorisierungen eine thermisch ausreichende Auslegung zu gewährleisten, müssen vielfach große und aufwendige Radbremsen vorgesehen werden. In general there is the problem of brake discs dissipate the heat generated during braking as effectively as possible. Conventionally ventilated brake discs are limited in their cooling capacity. To ensure a thermally sufficient design in today's engines, often large and expensive wheel brakes must be provided.

Ziel der Erfindung ist daher die Schaffung einer innenbelüfteten Bremsscheibe, die sich durch eine hohe Kühlleistung auszeichnet. The aim of the invention is therefore to provide a ventilated brake disc, which is characterized by a high cooling capacity.

In diesem Zusammenhang ist es bereits gebräuchlich, die Reibflächen der Reibringscheiben mit Bohrungen zu versehen. In this context, it is already common to provide the friction surfaces of the friction ring with holes.

Eine weitere Maßnahme besteht darin, die Verbindungsabschnitte zwischen den Reibringscheiben, welche die Belüftungskanäle begrenzen, als Ventilationsschaufeln auszubilden, wie dies in der DE 199 57 484 A1 beschrieben wird. Another measure is to form the connecting portions between the friction ring, which limit the ventilation channels, as ventilation blades, as shown in the DE 199 57 484 A1 is described.

Zudem ist aus der DE 100 41 646 A1 bekannt, die Rückseiten der Reibringscheiben im Bereich der Belüftungskanäle mit kreisförmigen Vertiefungen zu versehen. Moreover, from the DE 100 41 646 A1 It is known to provide the rear sides of the friction ring discs with circular depressions in the area of the ventilation channels.

Eine weitere Möglichkeit, die Wärmeabfuhr zu erhöhen, besteht darin, die Belüftungskanäle in Durchströmrichtung mit einem wellenförmigen Profil auszubilden und so für eine erhöhte Verwirbelung der Kühlluft zu sorgen. Another way to increase the heat dissipation, is to form the ventilation channels in the flow direction with a wave-shaped profile and thus to ensure an increased turbulence of the cooling air.

Weiterhin ist bekannt, zwischen zwei gegenüberliegenden Reibringscheiben eine weitere Scheibe vorzusehen, um zusätzliche Kühloberflächen bereitzustellen. Eine gattungsgemäße Bremsscheibe, bei welcher die zusätzliche Scheibe in den die Reibringscheiben aufweisenden Bremsscheibenkörper eingegossen ist, ist aus CH 295 286 A bekannt. Furthermore, it is known to provide between two opposing friction ring a further disc to provide additional cooling surfaces. A generic brake disc, in which the additional disc is cast in the friction ring discs having brake disc body is made CH 295 286 A known.

Weitere Bremsscheiben mit einer zwischen zwei Reibringscheiben angeordneten Scheibe sind beispielsweise aus DE 201 05 756 U1 , JP 2003-278 810 A und US 2,464,754 A bekannt. Further brake disks with a disk arranged between two friction disks are for example out DE 201 05 756 U1 . JP 2003-278 810 A and US 2,464,754 A known.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine gattungsgemäße Bremsscheibe weiter zu entwickeln. The invention has for its object to further develop a generic brake disc.

Hierzu wird eine Bremsscheibe mit den Merkmalen von Patentanspruch 1 vorgeschlagen. For this purpose, a brake disc with the features of claim 1 is proposed.

Hierdurch wird die an der Bremsscheibe insgesamt zur Verfügung stehende Kühloberfläche auf einfache Art und Weise erhöht. Durch die Querschnittsveränderung in den Belüftungskanälen wird überdies ein zusätzlicher Verwirbelungseffekt erzielt, der den konvektiven Wärmeübergang erhöht. Hierdurch kann in vielen Fällen von einer Vergrößerung der radialen Abmessung der Bremsscheibe und der Bremsanlage abgesehen werden. As a result, the total of the brake disc available cooling surface is increased in a simple manner. Due to the cross-sectional change in the ventilation channels, an additional Verwirbelungseffekt is also achieved, which increases the convective heat transfer. As a result, in many cases an increase in the radial dimension of the brake disc and the brake system can be dispensed with.

Die erfindungsgemäße Bremsscheibe zeichnet sich zudem durch gute Herstellungseigenschaften aus. The brake disc according to the invention is also characterized by good production properties.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in weiteren Patentansprüchen angegeben. Advantageous embodiments of the invention are specified in further claims.

So ist es beispielsweise möglich, die Scheibe in der Teilungsebene der Belüftungskanäle anzuordnen. Hierdurch wird eine besonders gleichmäßige Kühleleistung erzielt. So it is possible, for example, to arrange the disc in the division plane of the ventilation channels. As a result, a particularly uniform cooling performance is achieved.

Zur weiteren Verbesserung der Verwirbelung kann die Scheibe im Bereich der Belüftungskanäle Öffnungen aufweisen. Auch können an der Scheibe im Bereich der Belüftungskanäle Luftverwirbelungsvorsprünge vorgesehen werden, die gegenüber der Haupterstreckungsebene der Scheibe ausgestellt sind. To further improve turbulence, the disc may have openings in the area of the ventilation channels. It is also possible to provide air-swirling projections on the pane in the region of the ventilation ducts, which are exposed to the main extension plane of the pane.

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung ist die Scheibe ein einfacher gestanzter Blechring, der sich einfach und kostengünstig fertigen lässt. Die vorstehend genannten Öffnungen und Luftverwirbelungsvorsprünge lassen sich hierbei problemlos an der Scheibe anbringen. According to an advantageous embodiment, the disc is a simple stamped metal ring, which can be easily and inexpensively finished. The aforementioned openings and Luftverwirungsungsvorsprünge can be easily attached to the disc here.

Die Scheibe kann beispielsweise in den Bremsscheibenkörper eingegossen werden, wodurch eine innige Verbindung erzielt wird. Vorzugsweise werden hierbei Materialien mit gleichartigen Wärmedehnungseigenschaften verwendet. For example, the disc may be cast into the disc body, thereby providing an intimate connection. Preferably, in this case materials with similar thermal expansion properties are used.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Die Zeichnung zeigt in: The invention will be explained in more detail with reference to embodiments shown in the drawing. The drawing shows in:

1 einen Schnitt durch den Reibringscheibenbereich einer Bremsscheibe nach einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung, 1 a section through the friction ring disk portion of a brake disc according to a first embodiment of the invention,

2 einen weiteren Schnitt durch den Reibringscheibenbereich nach 1, 2 a further section through the Fribringscheibenbereich after 1 .

3 eine räumliche Teilschnittansicht des Reibringscheibenbereichs der Bremsscheibe nach 1, 3 a partial spatial sectional view of the friction ring of the brake disc after 1 .

4 eine räumliche Ansicht der in die Bremsscheibe nach 1 eingebetteten Scheibe, 4 a spatial view of the brake disc 1 embedded disc,

5 eine räumliche Teilschnittansicht des Reibringscheibenbereichs der Bremsscheibe nach einem zweiten Ausführungsbeispiel, und 5 a partial spatial sectional view of the friction ring of the brake disc according to a second embodiment, and

6 eine räumliche Teilschnittansicht des Reibringscheibenbereichs der Bremsscheibe nach einem dritten Ausführungsbeispiel. 6 a partial spatial sectional view of the friction ring portion of the brake disc according to a third embodiment.

Die 1 bis 4 zeigen ein erstes Ausführungsbeispiel für eine innenbelüftete Bremsscheibe 1 einer Kraftfahrzeug-Bremsanlage. Die Bremsscheibe 1 umfasst zwei gegenüberliegende Reibringscheiben 2 und 3 mit jeweils einer außenseitigen Reibfläche 4 bzw. 5. An eine der Ringscheiben kann ein hier nicht näher dargestellter Scheibentopf anschließen, über den die Bremsscheibe 1 am Fahrzeug befestigtbar ist. The 1 to 4 show a first embodiment of an internally ventilated brake disc 1 a motor vehicle brake system. The brake disc 1 includes two opposing friction rings 2 and 3 each with an outside friction surface 4 respectively. 5 , To one of the washers can connect a not shown here disc pot, via which the brake disc 1 is attached to the vehicle.

Zwischen den Reibringscheiben 2 und 3 sind eine Vielzahl von Belüftungskanälen 6 vorgesehen. Diese Belüftungskanäle 6 erstrecken sich bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel im Wesentlichen in Radialrichtung der Bremsscheibe 1. Es ist jedoch auch möglich, diese gegenüber der Radialrichtung anzuwinkeln und/oder zu krümmen. Die Belüftungskanäle 6 sind in Umfangsrichtung der Bremsscheibe 1 durch Stege 7 voneinander abgegrenzt, welche die Reibringscheiben 2 und 3 miteinander verbinden. Dabei können die Stege 7, wie in 3 zu erkennen ist, radial verlaufen oder aber, entsprechend der Form der Belüftungskanäle 6 angewinkelt oder schaufelförmig gekrümmt sein. Between the friction rings 2 and 3 are a variety of ventilation channels 6 intended. These ventilation channels 6 extend in the illustrated embodiment, substantially in the radial direction of the brake disc 1 , However, it is also possible to angle them and / or to bend with respect to the radial direction. The ventilation channels 6 are in the circumferential direction of the brake disc 1 through bars 7 delimited from each other, which the friction rings 2 and 3 connect with each other. The webs can 7 , as in 3 can be seen extending radially or according to the shape of the ventilation channels 6 bent or curved blade-shaped.

In die Bremsscheibe 1 ist zwischen den Reibringscheiben 2 und 3 eine ringförmige, flache Scheibe 8 eingebettet, die in 4 beispielhaft dargestellt ist. Wie die 1 und 2 zeigen, erstreckt sich die Scheibe 8 durch die Belüftungskanäle 6 und die Stege 7. Im Bereich der Belüftungskanäle 6 werden so zusätzliche Kühloberflächen 9 und 10 geschaffen und eine stärkere Verwirbelung der Strömung erzielt. Hierdurch ergibt sich bei gleichbleibenden Außenabmessungen der Bremsscheibe 1 eine Steigerung der Kühlleistung. Durch die Anordnung der Scheibe in der Teilungsebene der Belüftungskanäle 6 wird eine gleichmäßige Wärmeableitung erzielt. In the brake disc 1 is between the friction ring discs 2 and 3 an annular, flat disc 8th embedded in the 4 is shown by way of example. As the 1 and 2 show, the disc extends 8th through the ventilation channels 6 and the footbridges 7 , In the area of the ventilation channels 6 so are additional cooling surfaces 9 and 10 created and achieved a stronger turbulence of the flow. This results in the same outer dimensions of the brake disc 1 an increase in cooling capacity. Due to the arrangement of the disc in the dividing plane of the ventilation channels 6 a uniform heat dissipation is achieved.

Die Scheibe 8 ist vorzugsweise ein gestanzter Blechring, der sich einfach und kostengünstig herstellen lässt. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist dieser in die Bremsscheibe 1 eingegossen. The disc 8th is preferably a stamped sheet metal ring that can be easily and inexpensively manufactured. In the illustrated embodiment, this is in the brake disc 1 cast.

Zur Gewährleistung einer stabilen Verbindung zwischen den Reibringscheiben 2 und 3 über die Stege 7 ist die Scheibe 8 im Bereich der Stege 7 mit Unterbrechungen, hier langlochförmigen Ausnehmungen 11 versehen. To ensure a stable connection between the friction rings 2 and 3 over the footbridges 7 is the disc 8th in the area of the bridges 7 with interruptions, here slot-shaped recesses 11 Mistake.

Bei Bedarf kann durch zusätzliche Maßnahmen an der Scheibe 8 die Strömung der Kühlungsluft in den Belüftungskanälen 6 stärker verwirbelt und dadurch der konvektive Wärmeübergang weiter erhöht werden. If necessary, additional measures can be taken on the disc 8th the flow of cooling air in the ventilation channels 6 more swirled and thus the convective heat transfer can be further increased.

5 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Bremsscheibe, die sich von derjenigen des ersten Ausführungsbeispiels lediglich durch die Ausgestaltung der Scheibe 8' im Bereich der Belüftungskanäle 6 unterscheidet. In diesem Bereich ist die Scheibe 8' mit einer Vielzahl von Öffnungen, hier Lochöffnungen 12', versehen, die einen zusätzlichen Verwirbelungseffekt bewirken. 5 shows a second embodiment of a brake disc according to the invention, which differs from that of the first embodiment only by the configuration of the disc 8th' in the area of the ventilation channels 6 different. In this area is the disc 8th' with a multitude of openings, here hole openings 12 ' , Provide that cause an additional Verwirbelungseffekt.

6 zeigt ein drittes Ausführungsbeispiel, bei dem eine stärkere Verwirbelung durch Luftverwirbelungsvorsprünge 13'' an der Scheibe 8'' erzielt wird, die gegenüber der Haupterstreckungsebene der Scheibe 8'' ausgestellt sind. 6 shows a third embodiment in which a greater turbulence by Luftverwirungsungsvorsprünge 13 '' at the disc 8th'' is achieved, which is opposite the main plane of extension of the disc 8th'' exhibited are.

Selbstverständlich können auch Ausnehmungen und Luftverwirbelungsvorsprünge miteinander kombiniert werden. Of course, recesses and Luftverwirungsungsvorsprünge can be combined.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

1 1: Bremsscheibe brake disc
2 2: Reibringscheibe Reibringscheibe
3 3: Reibringscheibe Reibringscheibe
4 4: Reibfläche friction surface
5 5: Reibfläche friction surface
6 6: Belüftungskanal ventilation duct
7 7: Steg web
8, 8', 8''8, 8 ', 8' ': Scheibe disc
9 9: Kühloberfläche cooling surface
10 10: Kühloberfläche cooling surface
11 11: Ausnehmung recess
12' 12 ': Öffnung opening
13'' 13 '': Luftverwirbelungsvorsprung Luftverwirbelungsvorsprung

Claims

Internally ventilated brake disc ( 1 ) with two opposing friction ring ( 2 . 3 ) and between these ventilation channels ( 6 ), whereby a disc ( 8th . 8th' . 8th'' ) between the friction ring discs ( 2 . 3 ) in the brake disc ( 1 ) embedded in the ventilation channels ( 6 ) additional cooling surfaces ( 9 . 10 ), characterized in that the friction ring discs ( 2 . 3 ) by recesses ( 11 ) in the disc ( 8th . 8th' . 8th'' ) are interconnected.

An internally ventilated brake disc according to claim 1, characterized in that the disc ( 8th . 8th' . 8th'' ) between the friction ring discs ( 2 . 3 ) in the division plane of the ventilation channels ( 6 ) lies.

An internally ventilated brake disc according to claim 1 or 2, characterized in that the disc ( 8th' ) in the area of the ventilation channels ( 6 ) Openings ( 12 ' ) having.

An internally ventilated brake disc according to one of claims 1 to 3, characterized in that the disc ( 8th'' ) in the area of the ventilation channels ( 6 ) Air swirl projections ( 13 '' ), which are opposite the main extension plane of the disc ( 8th'' ) exhibited are.

An internally ventilated brake disc according to any one of claims 1 to 4, characterized in that the disc ( 8th . 8th' . 8th'' ) is a stamped sheet metal ring.

An internally ventilated brake disc according to any one of claims 1 to 5, characterized in that the disc ( 8th . 8th' . 8th'' ) is poured into the brake disc body.

An internally ventilated brake disc according to one of claims 1 to 6, characterized in that the ventilation channels ( 6 ) extend substantially in the radial direction.