DE102008013875B4

DE102008013875B4 - Bremsscheibe mit kreisförmigen und elliptischen Rippen

Info

Publication number: DE102008013875B4
Application number: DE102008013875.4A
Authority: DE
Inventors: Alexander Buck; Kordian KOKOTT; Dr. Kuensberg Sarre Christopher; Stefan Mandlmeier
Original assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Current assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Priority date: 2008-03-12
Filing date: 2008-03-12
Publication date: 2019-08-29
Anticipated expiration: 2028-03-13
Also published as: DE102008013875A1

Abstract

Bremsscheibe mit auf der Rückseite eines Reibringes (1) oder zwischen zwei Reibringen angeordneten Rippen (2, 3), die auf zum Drehmittelpunkt (M) der Bremsscheibe konzentrischen Kreisringen (21, 22, 23, 24, 25) liegen und in Radialrichtung (R) betrachtet Kühlluftkanäle (4) begrenzen, die in beiden Laufrichtungen der Bremsscheibe gegenüber der Radialrichtung (R) gekrümmt verlaufen, wobei sowohl im Querschnitt kreisförmige Rippen (2) als auch im Querschnitt elliptische Rippen (3) vorgesehen sind, dadurch gekennzeichnet, dass mit Ausnahme von lediglich auf fünf gleichmäßig über dem Umfang der Bremsscheibe verteilten radialen Strahlen (11, 12, 13, 14, 15) und dort mit ihren großen Halbachsen auf zumindest einem der konzentrischen Kreise (24) liegenden elliptischen Rippen (3), nur kreisförmige Rippen (2) vorgesehen sind.

Description

Die Erfindung betrifft eine Bremsscheibe mit auf der Rückseite eines Reibringes oder zwischen zwei Reibringen angeordneten Rippen, die auf zum Drehmittelpunkt der Bremsscheibe konzentrischen Kreisringen liegen und in Radialrichtung betrachtet Kühlluftkanäle begrenzen, die in beiden Laufrichtungen der Bremsscheibe gegenüber der Radialrichtung vorzugsweise gekrümmt verlaufen, wobei sowohl im Querschnitt im wesentlichen kreisförmige als auch im wesentlichen elliptische Rippen, deren große Halbachsen im wesentlichen auf zumindest einem der konzentrischen Kreise liegen, vorgesehen sind. Zum technischen Umfeld wird neben der EP 1 048 872 B1 insbesondere auf die EP 0 211 304 B1 verwiesen.
An Bremsscheiben, insbesondere an doppelwandigen Bremsscheiben stellt zum einen die Kühlung bzw. die Abfuhr der bei einem Bremsvorgang erzeugten Wärme eine hohe Herausforderung dar. Hierfür sind eine Vielzahl von Ausführungsformen bekannt, bei denen durch Rippen oder dergleichen günstig verlaufende Kühlluftkanäle insbesondere zwischen den beiden Reibringen einer doppelwandigen Bremsscheibe gebildet oder begrenzt werden. Ein Beispiel hierfür zeigt die oben zweitgenannte EP 0 211 304 B1 .
Ein weiteres Problem können Schwingungen der rotierenden Bremsscheibe darstellen, insbesondere wenn durch diese Schwingungen andere mit der Bremsscheibe zumindest teilweise in Kontakt kommende Bauelemente ihrerseits zu Schwingungen angeregt werden, welche dann unerwünschte Geräusche hervorrufen können. Beispielsweise aus der oben erstgenannten EP 1 048 872 B1 ist es zur Abhilfe dieser Problematik grundsätzlich bekannt, das schwingungsfähige System „Bremsscheibe“ bzw. dessen Eigenfrequenzform durch Änderungen in der Geometrie zu verstimmen.
Die DE 198 22 577 A1 beschreibt eine Nockenbremsscheibe mit zwölf Steifigkeitsminderungen, angeordnet paarweise auf je einem von sechs Radien kreisförmig gleichmäßig auf dem äußeren Bereich der Bremsscheibe mit einem Abstandwinkel von 60 Grad. Die Nocken sind kreisförmig und die Störstellen elliptisch, mit ihrer kleinen Halbachse auf dem Umfangskreis und ihrer großen Halbachse radial ausgerichtet.
Außerdem beschreibt die JP S59-126 124 A eine innenbelüftete Bremsscheibe mit radial geneigt ausgebildeten Spiralrippen, bei denen fünf dicke Rippen, regelmäßig über den Umfang verteilt, mit jeweils drei dazwischenliegenden dünnen Rippen ergänzt sind.
Vorliegend soll nun für eine hinsichtlich der Kühlungsproblematik grundsätzlich bewährte Bremsscheibe nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 eine geeignete Maßnahme zur Verstimmung oder schwingungstechnischen Modifikation des schwingungsfähigen Systems „Bremsscheibe“ aufgezeigt werden, wobei diese Maßnahme nicht den in der genannten EP 1 048 872 B1 enthaltenen Nachteil einer mechanischen Schwächung der Bremsscheibe, der sich bei diesem bekannten Stand der Technik aufgrund des dort vorgeschlagenen Schlitzes in der Bremsscheibe einstellt, zeigen soll.
Die Lösung dieser Aufgabe ist für eine Bremsscheibe nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 dadurch gekennzeichnet, dass die Mehrzahl der Rippen im Wesentlichen kreisförmig sind und lediglich auf fünf gleichmäßig über dem Umfang der Bremsscheibe verteilten radialen Strahlen elliptische Rippen vorgesehen sind, die mit ihren großen Halbachsen auf zumindest einem der konzentrischen Kreise liegen. In einer bevorzugten Ausführungsform sind die beiden kleinen Halbachsen der elliptischen Rippen im Wesentlichen gleich dem Durchmesser der kreisförmigen Rippen.
Grundsätzlich sind im Querschnitt kreisförmige Rippen gegenüber im Querschnitt elliptischen Rippen vorzuziehen, da kreisförmige Rippen strömungsgünstiger verlaufende Führungswände für die Strömung der Kühlluft in den sog. Kühlluftkanälen bilden können. Weiterhin wurde erkannt, dass insbesondere mit gegenüber den kreisförmigen Rippen flächenmäßig größeren elliptischen Rippen eine Versteifung des Reibringes bzw. der Reibringe insbesondere einer doppelwandigen Bremsscheibe erzielt werden kann, die sich möglicherweise bildende Schwingungen wirkungsvoll bedämpfen kann. Insbesondere im Hinblick auf Drehschwingungen der Reibringe um deren Drehachse bzw. hinsichtlich Schwingungen der Reibringe gegenüber der Reibring-Ebene sind hierfür die elliptischen Rippen wie im kennzeichnenden Teil des unabhängigen Anspruchs angegeben anzuordnen, wobei mit der angegebenen Zahl von fünf Strahlen, auf denen sich die elliptischen Rippen befinden, beste Ergebnisse erzielt werden und wobei aufgrund der gleichmäßigen Verteilung dieser fünf Strahlen über dem Umfang der Bremsscheibe keine nennenswerte Unwucht erzeugt wird.
Die beigefügte einzige Figur zeigt ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel in Form einer Ansicht der Innenseite bzw. Rückseite eines Reibringes einer doppelwandigen Bremsscheibe, wenn ein Schnitt zwischen deren beiden Reibringen durch die dazwischen vorgesehenen Rippen gelegt wird. Dabei liegen auf diesem Reibring 1 bzw. auf dessen Rückseite bezogen auf den Drehmittelpunkt M der Bremsscheibe auf konzentrischen Kreisringen 21, 22, 23, 24 und 25 Rippen 2 bzw. 3, die im wesentlichen in Radialrichtung R betrachtet durch Strich-Punkt-Linien verdeutlichte Kühlluftkanäle 4 begrenzen, die in den beiden Laufrichtungen der Bremsscheibe - d.h. wenn diese entweder im oder gegen den Uhrzeigersinn um den Drehmittelpunkt M rotiert - gegenüber der Radialrichtung R gekrümmt verlaufen. Dabei sind sowohl im (figürlich dargestellten) Querschnitt im wesentlichen kreisförmige Rippen 2 als auch im wesentlichen elliptische Rippen 3, deren große Halbachsen im wesentlichen auf zumindest einem der konzentrischen Kreise, hier auf den Kreisen 22, 24, liegen, vorgesehen. Wie ersichtlich sind die Mehrzahl der Rippen 2, 3 im wesentlichen kreisförmig und es sind lediglich auf fünf gleichmäßig über dem Umfang der Bremsscheibe verteilten vom Drehmittelpunkt M ausgehenden (im geometrischen Sinn) radialen Strahlen 11, 12, 13, 14, 15 elliptische Rippen 3 vorgesehen. Dabei sind vom Drehmittelpunkt M ausgehend betrachtet nur in den geradzahligen der aufeinander folgenden Kreisringe, nämlichen in den Kreisringen 22 und 24, elliptische Rippen 3 vorgesehen und es sind die beiden kleinen Halbachsen der elliptischen Rippen 3 im wesentlichen gleich dem Durchmesser der kreisförmigen Rippen 2, wobei durchaus eine Vielzahl von Details insbesondere konstruktiver Art abweichend von obigen Erläuterungen gestaltet sein kann, ohne den Inhalt der Patentansprüche zu verlassen.

Claims

Bremsscheibe mit auf der Rückseite eines Reibringes (1) oder zwischen zwei Reibringen angeordneten Rippen (2, 3), die auf zum Drehmittelpunkt (M) der Bremsscheibe konzentrischen Kreisringen (21, 22, 23, 24, 25) liegen und in Radialrichtung (R) betrachtet Kühlluftkanäle (4) begrenzen, die in beiden Laufrichtungen der Bremsscheibe gegenüber der Radialrichtung (R) gekrümmt verlaufen, wobei sowohl im Querschnitt kreisförmige Rippen (2) als auch im Querschnitt elliptische Rippen (3) vorgesehen sind, dadurch gekennzeichnet, dass mit Ausnahme von lediglich auf fünf gleichmäßig über dem Umfang der Bremsscheibe verteilten radialen Strahlen (11, 12, 13, 14, 15) und dort mit ihren großen Halbachsen auf zumindest einem der konzentrischen Kreise (24) liegenden elliptischen Rippen (3), nur kreisförmige Rippen (2) vorgesehen sind.
Bremsscheibe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden kleinen Halbachsen der elliptischen Rippen (3) gleich dem Durchmesser der kreisförmigen Rippen (2) sind.