DE102019129447A1

DE102019129447A1 - Steganordnung für eine innenbelüftete Bremsscheibe

Info

Publication number: DE102019129447A1
Application number: DE102019129447.9A
Authority: DE
Inventors: Baldur Tiesler; Arne Dornheim; Michael Faulwasser; Eduardo Aguilar Moreno
Original assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Current assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Priority date: 2019-10-31
Filing date: 2019-10-31
Publication date: 2021-05-06

Abstract

Innenbelüftete Bremsscheibe für eine Scheibenbremse mit zwei benachbart zueinander angeordneten Reibscheiben, die durch über einen Bremsscheibenumfang angeordnete Stege, miteinander so verbunden sind, dass deren Zwischenräume mit Kühlluft durchströmbare Kühlkanäle ausbilden, wobei bestimmte Stege als Störstellen ausgebildet sind, um das Schwingungsverhalten der Bremsscheibe so zu beeinflussen, dass entstehende Schwingformen in Bremsscheibenebene und außerhalb der Bremsscheibenebene sich koppeln, dadurch gekennzeichnet, dass die Störstellen so gewählt sind, dass eine Schwingform außerhalb der Bremsscheibenebene der gleichen Ordnung im Eigenfrequenzbereich einer kritischen Schwingform in der Bremsscheibenebene liegt.

Description

Die Erfindung betrifft eine innenbelüftete Bremsscheibe mit zwischen zwei Reibringen angeordneten Stegen, die Kühlluftkanäle begrenzen, nach dem Oberbegriff des ersten Anspruchs.
Ein bekanntes Problem bei der Auslegung von Bremsscheiben stellen Schwingungen der Bremsscheiben im Betrieb dar, welche ihrerseits andere in Kontakt kommende Bauteile zu Schwingungen anregen und so eine unerwünschte Geräuschentwicklung, zum Beispiel durch Quietschen oder Knarzen verursachen können. Gleichzeitig ist die Gewährleistung einer ausreichenden Wärmeabfuhr zur Kühlung der Bremsscheibe eine Herausforderung. Zur Lösung der Problematik störender Geräusche bei hinreichender Kühlung der Bremsscheibe existieren bereits verschiedene Konzepte. Eine zentrale Eigenschaft einiger Lösungskonzepte bei innenbelüfteten Bremsscheiben markiert die Einbringung von Störstellen in den zwischen den Reibringen angeordneten Kühlluftkanal-Stegen. Diese Störstellen werden dabei gebildet durch zum Beispiel zwischen den beiden Reibscheiben der Bremsscheibe gezielt platzierte Verbindungs-Stege, die in ihrer Geometrie und/oder Masse von den übrigen Verbindungs-Stegen abweichen. Zum technischen Umfeld wird auf die DE 10 2008 013 874 A1 verwiesen.
Ausgehend von diesem Stand der Technik ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, innenbelüftete Bremsscheiben für Scheibenbremsen vorzuschlagen, deren Art der Einbringung von Störstellen einen großen Einfluss auf die Schwingungseigenschaften der Bremsscheibe hat, hin zu Schwingungsarmut, so dass durch die Gestaltung der zwischen den Reibringen angeordneten Stege, mittels Störstellen, ein Entstehen von Geräuschen bestens unterbunden wird.
Die Aufgabe wird durch die Merkmale des ersten Anspruchs gelöst. Weitere Ausbildungen der Erfindung beschreiben die abhängigen Ansprüche.
Nach der Erfindung ist eine innenbelüftete Bremsscheibe für eine Scheibenbremse, mit zwei benachbart zueinander angeordneten Reibscheiben, die durch über einen Bremsscheibenumfang angeordnete Stege miteinander so verbunden sind, dass deren Zwischenräume mit Kühlluft durchströmbare Kühlkanäle ausbilden, wobei bestimmte Stege als Störstellen ausgebildet sind, um das Schwingungsverhalten der Bremsscheibe so zu beeinflussen, dass entstehende Schwingformen in Bremsscheibenebene und außerhalb der Bremsscheibenebene sich koppeln, dadurch gekennzeichnet, dass die Störstellen so gewählt sind, dass eine Schwingform außerhalb der Bremsscheibenebene der gleichen Ordnung, im Eigenfrequenzbereich einer kritischen Schwingform in der Bremsscheibenebene liegt.
Es hat sich gezeigt, dass unerwünschte Geräusche beim Bremsen insbesondere durch so genannte In-plane-Schwingungen der Bremsscheibe entstehen, das heißt, Schwingungen, welche innerhalb der Ebene der Bremsscheibe stattfinden. Im Gegensatz zu, bezüglich Geräuschbildung, unkritischen, so genannten Out-of-plane-Schwingungen der Bremsscheibe, senkrecht zu deren Ebene, lassen sich In-plane-Schwingungen weniger gut dämpfen. Deshalb bewirkt die Erfindung vorteilhafterweise, mittels einer erfindungsgemäßen Einbringung von Störstellen, durch deren Asymmetrien bezüglich Gewichtsverteilung auf den Reibscheiben der Bremsscheibe, eine Überführung von In-plane Schwingungen in der Bremsscheibenebene in einfacher dämpfbare Out-of-plane-Schwingungen, quer zur Bremsscheibenebene.
Eine bevorzugte Ausführung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Anzahl von Schwingungsbäuchen der Schwingungen außerhalb der Bremsscheibenebene der Anzahl der Störstellen entspricht, welche diese Schwingform anregen sollen. Das hat den Vorteil, dass, im Gegensatz zum Stand der Technik, nicht die kritische Schwingform, in der Bremsscheibenebene, sondern die unkritische Schwingform, außerhalb der Bremsscheibenebene, zur Ableitung der Störstellenanzahl betrachtet wird.
Bei einer vorteilhaften Ausführung der Bremsscheibe sind die Störstellen durch verschiedene Wanddicken der Reibscheiben ausgeführt. Zum Beispiel Aufdickungen, wodurch wenigstens ein Reibring an den Störstellen von der übrigen Wanddicke der Reibringe abweicht, haben den Vorteil, dass die Luftführung in den Kühlkanälen durch die Störstellen nur sehr gering beeinflusst wird und so die Kühlung der Bremsscheibe mangels Verwirbelungen gleichmäßig über die Reibscheibenoberfläche aufrecht erhalten wird, was wiederum einen Verzug der Reibscheiben minimiert, aufgrund nur geringer unterschiedlicher Reibscheibentemperaturen an verschiedenen Stellen der Reibscheiben.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102008013874 A1 [0002]

Claims

Innenbelüftete Bremsscheibe für eine Scheibenbremse mit zwei benachbart zueinander angeordneten Reibscheiben, die durch über einen Bremsscheibenumfang angeordnete Stege, miteinander so verbunden sind, dass deren Zwischenräume mit Kühlluft durchströmbare Kühlkanäle ausbilden, wobei bestimmte Stege als Störstellen ausgebildet sind, um das Schwingungsverhalten der Bremsscheibe so zu beeinflussen, dass entstehende Schwingformen in Bremsscheibenebene und außerhalb der Bremsscheibenebene sich koppeln, dadurch gekennzeichnet, dass die Störstellen so gewählt sind, dass eine Schwingform außerhalb der Bremsscheibenebene der gleichen Ordnung im Eigenfrequenzbereich einer kritischen Schwingform in der Bremsscheibenebene liegt.
Bremsscheibe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Anzahl von Schwingungsbäuchen der Schwingungen außerhalb der Bremsscheibenebene der Anzahl der Störstellen entspricht, welche diese Schwingform anregen sollen.
Bremsscheibe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Störstellen mittels verschiedener Wanddicken der Reibscheiben gebildet werden.