DE102019132721A1 - Internally ventilated brake disc - Google Patents
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Abstract
Nach der Erfindung ist eine innenbelüftete Bremsscheibe für eine Scheibenbremse, mit zwei benachbart zueinander angeordneten Reibscheiben, die durch radial verlaufende, regelmäßig über den Reibscheibenumfang angeordnete, Kühlluftkanäle bildende, gleich lange, gerade Stege miteinander verbunden sind, wobei Einströmöffnungen der Kühlluftkanäle, in radialer Richtung gesehen, zwischen inneren Enden und Ausströmöffnungen der Kühlluftkanäle, in radialer Richtung gesehen, zwischen äußeren Enden der geraden Stege angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, dass in jedem Kühlluftkanal, zwischen zwei geraden Stegen, jeweils ein radial gerichteter, gabelförmiger Steg die Reibscheiben verbindet, dessen zwei Gabelzinken radial nach außen gerichtet sind und so einen weiteren Kühlluftkanal einschließen, dessen Ausströmöffnung, in radialer Richtung gesehen, zwischen den äußeren Enden der Gabelzinken liegt und dessen Einströmöffnung durch einen, in wenigstens eine der Reibscheiben eingebrachten, in axialer Richtung der Bremsscheibe gerichteten Durchgang in den weiteren Kühlluftkanal gebildet wird.According to the invention, an internally ventilated brake disk for a disk brake, with two adjacent friction disks, which are connected to each other by radially extending, regularly arranged over the friction disk circumference, forming cooling air channels, equally long, straight webs, with inflow openings of the cooling air channels seen in the radial direction , between inner ends and outflow openings of the cooling air channels, seen in the radial direction, are arranged between outer ends of the straight webs, characterized in that in each cooling air channel, between two straight webs, a radially directed, fork-shaped web connects the friction disks, the two fork prongs of which are directed radially outwards and thus enclose a further cooling air channel, the outflow opening of which, viewed in the radial direction, lies between the outer ends of the fork prongs and the inflow opening of which is located in the axial direction through one introduced into at least one of the friction discs The passage in the direction of the brake disc is formed in the further cooling air duct.
Description
Die bei einem Bremsvorgang an den Reibelementen einer Radbremse auftretende Reibungswärme muss zur Aufrechterhaltung der Bremswirkung und zur Vermeidung von Beschädigungen der Radbremse nach außen an die Umgebung abgeführt werden. Ansonsten kann es bei wiederholten Bremsvorgängen mit hoher Bremskraft zu einem Nachlassen der Bremswirkung, dem sogenannten Bremsen- Fading kommen. Dies ist, insbesondere bei Fahrten mit hohen Geschwindigkeiten, sowie auf längeren Gefällestrecken, unerwünscht.The frictional heat that occurs on the friction elements of a wheel brake during braking must be dissipated to the outside to maintain the braking effect and to avoid damage to the wheel brake. Otherwise, repeated braking with high braking force can lead to a decrease in the braking effect, known as brake fading. This is undesirable, especially when driving at high speeds and on long downhill stretches.
Es besteht auch ein großes Interesse daran, eine Überhitzung der Reibelemente der Bremse, insbesondere der Bremsscheiben und Bremsbeläge zu verhindern. In diesem Zusammenhang ist es allgemein bekannt, die Reibelemente einer Radbremse zusätzlich zu kühlen, indem beispielsweise Fahrtwind an die Reibelemente geleitet wird.There is also great interest in preventing overheating of the friction elements of the brake, in particular the brake disks and brake linings. In this context, it is generally known to additionally cool the friction elements of a wheel brake, for example by directing the airflow to the friction elements.
Zur besseren Wärmeabfuhr werden innenbelüftete Bremsscheiben mit radialen Kühlkanälen bzw. Stegen versehen, die zwischen beiden Reibflächen liegen. So entsteht bei sich drehender Bremsscheibe eine Zentrifugalkraft, die einen ständigen Luftzug von der Nabe durch die radialen Kühlöffnungen nach außen bewirkt. Dies begünstigt die Wärmeabfuhr. Trotz der höheren Baubreite und des höheren Gewichts hat sich diese Bremsscheibenbauweise für viele PKW durchgesetzt. Dabei gilt generell, je länger die radial angeordneten Stege sind, desto größer ist die Förderlänge des Luftstroms und desto besser ist auch die Kühlung.For better heat dissipation, internally ventilated brake disks are provided with radial cooling channels or webs that lie between the two friction surfaces. This creates a centrifugal force when the brake disc rotates, which causes a constant flow of air from the hub through the radial cooling openings to the outside. This promotes heat dissipation. Despite the greater overall width and weight, this brake disc design has established itself in many passenger cars. In general, the longer the radially arranged webs, the greater the conveying length of the air flow and the better the cooling.
Die
Diese beim Stand der Technik gewählte Ausführung einer radialen Kühlluftführung von innen nach außen hat den Nachteil, dass die Menge der durch die Bremsscheibe strömenden Kühlluft durch den freien Querschnitt der Einströmöffnungen am radial inneren Lufteintritt der Kühlkanäle begrenzt wird. Dadurch kommt es bei der Rippenverzweigung von ein auf zwei Zwischenrippen zu einer Unterversorgung des leeseitigen Kühlkanals mit Kühlluft.This embodiment of a radial cooling air duct from the inside to the outside, selected in the prior art, has the disadvantage that the amount of cooling air flowing through the brake disc is limited by the free cross section of the inflow openings at the radially inner air inlet of the cooling channels. As a result, when the ribs branch from one to two intermediate ribs, the leeward cooling duct is undersupplied with cooling air.
Davon ausgehend ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine innenbelüftete Bremsscheibe zu schaffen, welche im Hinblick auf die Kühlleistung eine gleichmäßigere Versorgung der Kühlkanäle mit Kühlluft gewährleistet.Based on this, it is the object of the present invention to create an internally ventilated brake disc which, with regard to the cooling performance, ensures a more uniform supply of cooling air to the cooling channels.
Die Aufgabe wird durch die Merkmale des ersten Anspruchs gelöst. Weitere Ausbildungen der Erfindung beschreiben die abhängigen Ansprüche.The object is achieved by the features of the first claim. Further developments of the invention are described in the dependent claims.
Nach der Erfindung ist eine innenbelüftete Bremsscheibe für eine Scheibenbremse, mit zwei benachbart zueinander angeordneten Reibscheiben, die durch radial verlaufende, regelmäßig über den Reibscheibenumfang angeordnete, Kühlluftkanäle bildende, gleich lange, gerade Stege miteinander verbunden sind, wobei Einströmöffnungen der Kühlluftkanäle, in radialer Richtung gesehen, zwischen inneren Enden und Ausströmöffnungen der Kühlluftkanäle, in radialer Richtung gesehen, zwischen äußeren Enden der geraden Stege angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, dass in jedem Kühlluftkanal, zwischen zwei geraden Stegen, jeweils ein radial gerichteter, gabelförmiger Steg die Reibscheiben verbindet, dessen zwei Gabelzinken radial nach außen gerichtet sind und so einen weiteren Kühlluftkanal einschließen, dessen Ausströmöffnung, in radialer Richtung gesehen, zwischen den äußeren Enden der Gabelzinken liegt und dessen Einströmöffnung durch einen, in wenigstens eine der Reibscheiben eingebrachten, in axialer Richtung der Bremsscheibe gerichteten Durchgang in den weiteren Kühlluftkanal gebildet wird.According to the invention, an internally ventilated brake disk for a disk brake, with two adjacent friction disks, which are connected to each other by radially extending, regularly arranged over the friction disk circumference, forming cooling air channels, equally long, straight webs, with inflow openings of the cooling air channels seen in the radial direction , between inner ends and outflow openings of the cooling air channels, seen in the radial direction, are arranged between outer ends of the straight webs, characterized in that in each cooling air channel, between two straight webs, a radially directed, fork-shaped web connects the friction disks, the two fork prongs of which are directed radially outwards and thus enclose a further cooling air channel, the outflow opening of which, viewed in the radial direction, lies between the outer ends of the fork prongs and the inflow opening of which is located in the axial direction through one introduced into at least one of the friction disks The passage in the direction of the brake disc is formed in the further cooling air duct.
Eine solche Anordnung und Gestaltung von Kühlkanälen zwischen den Reibscheiben ergibt neben der großen Rippendichte einen weiteren Kühlluftkanal mit zusätzlicher Einströmöffnung, in axialer Richtung der Bremsscheibe, in wenigstens einer Reibscheibe oder in jeder Reibscheibe. Je größer die Rippendichte ist und je mehr Luft durch Einströmöffnungen zwischen die Reibscheiben einströmen kann, desto größer ist die Kühlfläche und der Luftdurchsatz und desto besser können auftretende Temperaturspitzen schnell ausgeglichen werden, was zu einer besseren Kühlung der Bremsscheibe führt. Die vorgeschlagene Kühlkanalanordnung, welche die Oberfläche zur Kühlung der Bremsscheibe und den Luftdurchsatz vergrößert, erhöht damit vorteilhafterweise die Kühlleistung und bewirkt eine gleichmäßige Versorgung der Kühlkanäle mit Kühlluft, weil die gewählte Verzweigung nicht mehr vollständig stattfindet, so dass sich im Querschnitt ein Kühlkanal in Y-Form ausbildet.Such an arrangement and design of cooling channels between the friction disks results in a further cooling air channel with an additional inflow opening in addition to the high density of ribs, in the axial direction of the brake disk, in at least one friction disk or in each friction disk. The greater the rib density and the more air can flow in through inflow openings between the friction disks, the larger the cooling surface and the air throughput and the better temperature peaks that occur can be quickly compensated, which leads to better cooling of the brake disk. The proposed cooling duct arrangement, which increases the surface area for cooling the brake disc and the air throughput, thus advantageously increases the cooling capacity and ensures that the cooling ducts are evenly supplied with cooling air because the selected branch no longer takes place completely, so that a cooling duct in Y- Form forms.
Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind dadurch gekennzeichnet, dass die Einströmöffnung in den weiteren Kühlluftkanal, in wenigstens eine der Reibscheiben, von einer Gabelbrücke in radialer Richtung nach außen gerückt, zwischen zwei Gabelzinken eines gabelförmigen Stegs in den weiteren Kühlluftkanal mündend, eingebracht ist.Advantageous embodiments of the invention are characterized in that the Inflow opening into the further cooling air duct, in at least one of the friction disks, moved outward in the radial direction by a fork bridge, opening into the further cooling air duct between two fork prongs of a fork-shaped web.
So besitzt der Reibring mindestens einen Durchgang für Kühlluft von seiner Topf- und/oder der Stirnseite, um den inneren Bereich des Y mit Kühlluft zu versorgen, in axialer Richtung der Bremsscheibe eingebracht, im Bereich der Wurzel des Y. Durch eine solche Einströmöffnung innerhalb der Gabel, zwischen den Gabelzinken, in radialer Richtung nach außen gesehen, nach der Gabelbrücke steht in Summe mehr Luft zur Kühlung der Bremsscheibe zur Verfügung, was bei gleicher Benutzung zu niedrigeren Bremsscheibentemperaturen führt, bzw. bei gleicher Grenztemperatur den Einsatz der Bremsscheibe in schnelleren oder schweren Fahrzeugen ermöglicht.Thus, the friction ring has at least one passage for cooling air from its pot and / or the front side, in order to supply the inner area of the Y with cooling air, introduced in the axial direction of the brake disc, in the area of the root of the Y. Through such an inflow opening within the Fork, between the fork prongs, seen in the radial direction outwards, after the fork bridge, more air is available in total to cool the brake disc, which leads to lower brake disc temperatures with the same use, or with the same limit temperature the use of the brake disc in faster or heavier ones Vehicles.
Dabei ist es besonders von Vorteil, wenn Gabelbrückenbreite und/oder Gabelzinkenabstand und/oder Gabelzinkenlängen so gewählt oder aufeinander abgestimmt sind, dass Querschnittsveränderungen der Kühlluftkanäle und des weiteren Kühlkanals minimiert sind, denn im Wesentlichen gleichbleibende Kühlluftkanalquerschnitte verhindern Kühlluftstaustellen, insbesondere im Lee der Stege.It is particularly advantageous if the fork bridge width and / or fork tine spacing and / or fork tine lengths are selected or coordinated in such a way that changes in cross-section of the cooling air ducts and the additional cooling duct are minimized, because essentially constant cooling air duct cross-sections prevent cooling air stagnation, especially in the lee of the webs.
Dabei ist es auch von Vorteil, wenn alle Kanten der Stege, wenigstens in Kühlluftstromrichtung, gerundet sind und dadurch Kühlluftstaus verhindert werden.It is also advantageous if all the edges of the webs are rounded, at least in the direction of the cooling air flow, and cooling air jams are prevented as a result.
Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung einer innenbelüfteten Bremsscheibe ist in der beigefügten Zeichnung schematisch auf das Wesentliche beschränkt dargestellt. Es zeigen:
-
1 : eine Draufsicht auf eine erfindungsgemäße, innenbelüftete Brems scheibe, -
2 : einen Teilquerschnitt eines Viertelkreises in radialer Richtung durch die zwischen den Reibscheiben der Bremsscheibe aus1 befindlichen und diese verbindenden Stege und -
3 : einen hälftigen Teilquerschnitt durch eine Bremsscheibe gemäß1 in axialer Richtung.
-
1 : a plan view of an inventive, internally ventilated brake disc, -
2 : a partial cross section of a quarter circle in the radial direction through the between the friction disks of thebrake disk 1 located and these connecting webs and -
3rd : a half partial cross-section through a brake disk according to1 in the axial direction.
Zur Innenbelüftung der Bremsscheibe sind die benachbart zueinander angeordneten Reibscheiben
Allgemein sind eine Breite der Gabelbrücke
Es sei noch angemerkt, dass alle radial gerichteten Einström-
Da alle Stege
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturPatent literature cited
- DE 102013225538 A1 [0004]DE 102013225538 A1 [0004]
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Citations (4)
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2019
- 2019-12-02 DE DE102019132721.0A patent/DE102019132721A1/en active Pending
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