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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Bremsscheibe und spezieller eine Bremsscheibe für eine Scheibenbremsenanordnung eines Fahrzeugs.
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Eine Bremsscheibe wird im Allgemeinen als ein Reibungsteil einer Bremsscheibenanordnung eines Fahrzeugs verwendet. Eine typische Scheibenbremsenanordnung enthält ein Paar von Bremsklötzen, die auf beiden Seiten der Bremsscheibe angeordnet sind, und Mittel zum Pressen der Bremsklötze gegen Reibflächen auf beiden Seiten der Bremsscheibe. Wenn sich das Fahrzeug bewegt, rotiert die Bremsscheibe mit dem Rad, an dem die Bremsscheibe montiert ist. Um die Geschwindigkeit des Fahrzeugs zu reduzieren, kann der Fahrer die Scheibenbremse betätigen. Während der Betätigung der Scheibenbremse werden die Bremsklötze gegen die Bremsscheibe gepresst, wodurch zwischen den stationären Bremsklötzen und der sich drehenden Bremsscheibe Reibung erzeugt wird, wodurch kinetische Energie des Fahrzeugs in Wärme umgewandelt und das Fahrzeug abgebremst wird.
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Jedoch kann die Reibung zwischen den Bremsklötzen und der Bremsscheibe neben der Erzeugung von Wärme auch Vibrationen und zugehörige Geräuschemissionen der Bremsscheibe verursachen.
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Das Dokument
US 2010/0282552 A1 beschreibt eine Bremsscheibe entsprechend dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Insbesondere wird darin eine Bremsscheibe beschrieben, welche zwei parallele und koaxiale Reibringe umfasst, die äußere Reibungsflächen aufweisen. Die Reibringe sind durch eine Vielzahl von Rippen miteinander verbunden, welche zwischen den Reibringen angeordnet sind und Kühlungskanäle bilden. Außerdem schlägt das Dokument
US 2010/0282552 A1 eine spezielle Anordnung der Rippen vor, um Vibrationen der Bremsscheibe und zugehörige Geräuschemissionen zu reduzieren.
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Die vorliegende Erfindung ist generell darauf ausgerichtet, eine Bremsscheibe zu liefern, die auf eine Weise modifiziert ist, die durch Vibrationen der Bremsscheibe verursachte Geräuschemissionen reduziert. Außerdem ist die Erfindung darauf ausgerichtet, so weit wie möglich solche Modifikationen zu vermeiden, die kostspielig oder schwierig herzustellen sind, und so weit wie möglich solche Modifikationen zu vermeiden, die der Bremsscheibe eine Unwucht hinzufügen oder welche die mechanische Stabilität oder die Reibungseigenschaften der Bremsscheibe beeinträchtigen.
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Die Erfindung ist in Anspruch 1 definiert. Beispiele und bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen und in der folgenden Beschreibung sowie in den Zeichnungen offenbart.
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Eine Bremsscheibe gemäß der Erfindung umfasst einen ersten Reibring und einen zweiten Reibring. Ein jeder des ersten Reibrings und des zweiten Reibrings umfasst jeweils eine erste Seitenfläche mit einer Reibfläche und eine der ersten Seitenfläche entgegengesetzte zweite Seitenfläche mit einer Lüftungsfläche, eine umlaufende äußere seitliche Fläche, einen umlaufenden ersten Kantenbereich zwischen der ersten Seitenfläche und der äußeren seitlichen Fläche und einen umlaufenden zweiten Kantenbereich zwischen der zweiten Seitenfläche und der äußeren seitlichen Fläche. Der erste Reibring und der zweite Reibring sind bezüglich einer Achse der Bremsscheibe koaxial und parallel zueinander angeordnet. Die zweiten Seitenflächen des ersten und des zweiten Reibrings sind einander zugewandt.
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Die Bremsscheibe umfasst außerdem eine Mehrzahl von Rippen, die zwischen dem ersten Reibring und dem zweiten Reibring angeordnet sind. Die Rippen verbinden die zweiten Seitenflächen des ersten Reibrings und des zweiten Reibrings und bilden Kühlkanäle (manchmal auch als Belüftungskanäle bezeichnet).
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Ein jeder des ersten und zweiten Kantenbereichs des ersten Reibrings und des zweiten Reibrings ist so geformt, z. B. abgerundet oder abgefast, dass ein jeder des ersten und zweiten Kantenbereichs einen umlaufenden Streifen mit einer Breite von mindestens 0,5 mm umfasst, in dem eine Orientierung der Oberfläche der Bremsscheibe weder parallel noch orthogonal zu der Achse der Bremsscheibe ist. Mit anderen Worten ist jeder Normalenvektor der Oberfläche der Bremsscheibe innerhalb des oben genannten umlaufenden Streifens weder parallel noch orthogonal zu der Achse der Bremsscheibe. In manchen Ausführungsformen kann die genannte Breite mindestens 1 mm, mindestens 1,5 mm oder mindestens 2 mm betragen. Typischerweise ist jedoch die Breite eines jeden der genannten Streifen weniger als 5 mm, weniger als 4 mm oder weniger als 3 mm.
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Aufgrund der oben genannten Modifikationen der ersten und zweiten Kantenbereiche enthalten der erste und zweite Reibring typischerweise keine scharfen umlaufenden Kanten in den ersten und zweiten Kantenbereichen. Außerdem nehmen die Dicke des ersten Reibrings und die Dicke des zweiten Reibrings innerhalb der umlaufenden Streifen des ersten und zweiten Kantenbereichs des ersten und zweiten Reibrings in einer Richtung kontinuierlich ab, die bezüglich der Achse der Bremsscheibe radial nach außen weist.
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Die ersten und zweiten Kantenbereiche des ersten und zweiten Reibrings sind typischerweise bezüglich der Achse der Bremsscheibe rotationssymmetrisch. Typischerweise haben die ersten und zweiten Kantenbereiche beider der ersten und zweiten Reibringe eine kreisringförmige Form, d. h., sie haben konstante äußere Durchmesser.
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Hier bezieht sich der Ausdruck Breite auf eine kleinste Breite des jeweiligen umlaufenden Streifens entlang seiner gesamten umlaufenden Länge. Die Breite des umlaufenden Streifens wird folglich entlang einer geraden Linie gemessen, die senkrecht zu der Umlaufrichtung des umlaufenden Streifens orientiert ist und die die beiden umlaufenden seitlichen Grenzen des umlaufenden Streifens verbindet. Abhängig von der Form der Oberfläche der Bremsscheibe in einer jeden der umlaufenden Streifen kann die genannte gerade Linie durch das Material der Bremsscheibe verlaufen. Die genannte Dicke des ersten und zweiten Reibrings wird in einer Richtung parallel zur Achse der Bremsscheibe gemessen.
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Die Erfinder haben herausgefunden, dass die oben genannten Modifikationen der ersten und zweiten Kantenbereiche des ersten und zweiten Reibrings den Effekt einer Reduzierung der Geräuschemissionen der Bremsscheibe während einer Bremsoperation haben können, zumindest in einem oder mehreren Frequenzbereichen. Im Gegensatz zu vielen bekannten Modifikationen von Bremsscheiben, die hauptsächlich darauf ausgerichtet sind, die Normalmoden der Bremsscheibe zu ändern, scheinen die Modifikationen der Kantenbereiche der ersten und zweiten Reibringe entsprechend der vorliegenden Erfindung die Normalmoden der Bremsscheibe in den meisten Fällen nicht substanziell zu beeinflussen. Beispielsweise wurde zumindest in manchen Ausführungsformen gefunden, dass Geräuschemissionen reduziert werden können, die „In-Plane“-Schwingungsmoden, die mit „Out-of-Plane“-Moden gekoppelt sind, entsprechen oder mit „Out-of-Plane“-Moden der Bremsscheibe korrespondieren. In manchen Ausführungsformen können Geräuschemissionen in einem Frequenzbereich von über 5 kHz reduziert werden, beispielsweise in einem Bereich zwischen ungefähr 8 kHz bis 9 kHz.
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Außerdem können die vorgeschlagenen Modifikationen realisiert werden, ohne die Konstruktion bekannter Bremsscheibe substanziell zu ändern und ohne teure oder schwierige Herstellungsschritte zu erfordern. Die vorgeschlagene Lösung ist nicht auf spezielle Konfigurationen oder Größen von Bremsscheiben beschränkt. Außerdem werden durch die vorgeschlagene Modifikation keine Rotationsasymmetrien oder Unwuchten hervorgerufen, und die mechanische Stabilität der Bremsscheibe bleibt erhalten. Schließlich ist es möglich, die vorgeschlagene Bremsscheibe so zu konstruieren, dass sie modifizierte Kanten, aber unveränderte Reibflächen aufweist (weil die Kantenmodifikationen schon vor der Konstruktion der Scheibenbremse berücksichtigt werden kann). Die Reibeigenschaften der Bremsscheibe können daher unverändert aufrechterhalten werden.
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Es wird angemerkt, dass der Ausdruck umlaufend, soweit er zum Spezifizieren eines strukturellen Elements der Bremsscheibe verwendet wird, beschreiben soll, dass das strukturelle Element sich kontinuierlich um die Achse der Bremsscheibe erstreckt oder, in äquivalenter Weise, eine kontinuierliche ringförmige Struktur um die Achse der Bremsscheibe bildet. Außerdem sind die hier beschriebenen umlaufenden Elemente typischerweise koaxial in Bezug auf die Achse der Bremsscheibe, d. h., sie teilen die Achse der Bremsscheibe als gemeinsame Achse. Außerdem entspricht der Ausdruck Umlaufrichtung einer azimutalen Richtung bezüglich der Achse der Bremsscheibe. Der Begriff umlaufende Länge eines strukturellen Elements entspricht einer Länge, die in der Umlaufrichtung entlang des jeweiligen strukturellen Elements gemessen wird.
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Es wird weiterhin angemerkt, dass der hier verwendete Ausdruck Oberfläche sich auf eine makroskopische oder geglättete Oberfläche der Bremsscheibe, die mikroskopische (oder gar atomare) Oberflächenstrukturen oder Texturen der Bremsscheibe nicht auflöst, beziehen soll. Beispielsweise ist die betrachtete Oberfläche so geglättet, dass Strukturen mit Höhen und/oder Breiten von weniger als 10 µm oder alternativ mit Höhen und/oder Breiten von weniger als 100 µm nicht aufgelöst werden. Beispielsweise kann die Oberfläche der Bremsscheibe, wie sie hier betrachtet wird, daher als eine mittlere Oberfläche der Bremsscheibe oder als eine Einhüllende der Bremsscheibe definiert werden. Die mittlere Oberfläche oder Einhüllende kann beispielsweise als eine Approximation der eigentlichen physikalischen Oberfläche der Bremsscheibe mit einer kleinsten lokalen Krümmung von mindestens 10 µm oder alternativ von mindestens 100 µm definiert werden.
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In manchen Ausführungsformen kann die Oberfläche der Bremsscheibe mindestens eine Fase innerhalb mindestens eines der umlaufenden Streifen der ersten und zweiten Kantenbereiche des ersten und zweiten Reibrings enthalten. Die Fase oder Fasen haben typischerweise die Form von umlaufenden konischen Oberflächen. Die Oberfläche der Bremsscheibe kann demnach mindestens eine umlaufende konische Oberfläche innerhalb mindestens einer der umlaufenden Streifen der ersten und zweiten Kantenbereiche des ersten und zweiten Reibrings enthalten. Beispielsweise kann die Oberfläche der Bremsscheibe eine erste umlaufende konische Oberfläche innerhalb des umlaufenden Streifens des zweiten Kantenbereichs des ersten Reibrings enthalten und außerdem eine zweite umlaufende konische Oberfläche innerhalb des umlaufenden Streifens des zweiten Kantenbereichs des zweiten Reibrings enthalten.
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In manchen Beispielen hat mindestens eine oder jede der mindestens einen umlaufenden konischen Oberfläche einen Neigungswinkel relativ zur Achse der Bremsscheibe innerhalb eines Bereichs von 15° bis 75°, vorzugsweise in einem Bereich von 25° bis 65°, weiter bevorzugt innerhalb eines Bereichs von 35° bis 55° und am meisten bevorzugt in einem Bereich von 45° ± 3°, ± 2° oder ± 1° oder identisch mit 45° (d. h. identisch innerhalb der Herstellungstoleranz).
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In manchen Ausführungsformen hat mindestens eine oder jede der mindestens einen umlaufenden konischen Oberfläche eine Breite von mindestens 0,5 mm oder von mindestens 1 mm, vorzugsweise eine Breite in einem Bereich von 0,5 mm bis 4 mm, weiter bevorzugt in einem Bereich von 1 mm bis 3 mm, am meisten bevorzugt in einem Bereich von 2 mm ± 0,5 mm, ± 0,2 mm oder ± 0,1 mm oder identisch mit 2 mm (d. h. identisch innerhalb der Herstellungstoleranz). Es wird angemerkt, dass der Neigungswinkel einer jeden umlaufenden konischen Oberfläche auch als der halbe Öffnungswinkel des Konus definiert werden kann, welcher der umlaufenden konischen Oberfläche entspricht.
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Der Ausdruck Breite wird für die umlaufenden konischen Oberflächen auf die gleiche Weise verwendet wie oben für die umlaufenden Streifen beschrieben. Die Breite der umlaufenden konischen Oberflächen bezieht sich daher auf eine kleinste Breite der jeweiligen umlaufenden konischen Oberfläche entlang ihrer gesamten umlaufenden Länge. Die Breite wird entlang einer geraden Linie gemessen, die senkrecht zur Umlaufrichtung orientiert ist und die die beiden umlaufenden seitlichen Grenzen der umlaufenden konischen Oberfläche verbindet. Typischerweise hat die umlaufende konische Oberfläche dieselbe Breite wie der umlaufende Streifen, in dem sie enthalten ist.
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In manchen Ausführungsformen kann die Oberfläche der Bremsscheibe mindestens eine umlaufende konvexe Oberfläche innerhalb mindestens eines oder jedes der umlaufenden Streifen der ersten und zweiten Kantenbereiche des ersten und des zweiten Reibrings enthalten. Mindestens eine oder jede der mindestens einen umlaufenden konvexen Oberfläche kann einen kleinsten Krümmungsradius in einer Richtung orthogonal zu einer Umlaufrichtung des jeweiligen ersten oder zweiten Kantenbereichs von mindestens 0,25 mm aufweisen. Der kleinste Krümmungsradius kann alternativ definiert werden als der Radius des kleinsten Krümmungskreises der jeweiligen umlaufenden konvexen Oberfläche, der parallel zur Achse der Bremsscheibe orientiert ist. Aufgrund ihrer Konvexität kann eine umlaufende konvexe Oberfläche dadurch charakterisiert werden, dass sie die Eigenschaft hat, dass für jedes Paar von Punkten auf der umlaufenden konvexen Oberfläche eine gerade Verbindungslinie, die das Paar der Punkte verbindet, vollständig unterhalb der umlaufenden konvexen Oberfläche liegt (d. h. vollständig innerhalb des Materials des jeweiligen ersten oder zweiten Reibrings). Die Breite der umlaufenden konvexen Oberflächen kann auf dieselbe Weise definiert werden als die Breite der umlaufenden Streifen. Typischerweise hat jede der mindestens einen umlaufenden konvexen Oberflächen dieselbe Breite wie der entsprechende umlaufende Streifen, in dem sie enthalten ist.
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In manchen Ausführungsformen kann die Oberfläche der Bremsscheibe eine erste umlaufende konvexe Oberfläche innerhalb des umlaufenden Streifens des ersten Kantenbereichs des ersten Reibrings enthalten und kann außerdem eine zweite umlaufende konvexe Oberfläche innerhalb des umlaufenden Streifens des ersten Kantenbereichs des zweiten Reibrings enthalten. Mindestens eine oder beide der ersten und zweiten umlaufenden konvexen Oberflächen kann einen kleinsten Krümmungsradius in einer Richtung orthogonal zur Umlaufrichtung des jeweiligen ersten Kantenbereichs von mindestens 0,25 mm aufweisen. In manchen Ausführungsformen kann der kleinste Krümmungsradius der mindestens einen oder von jeder der mindestens einen umlaufenden konvexen Oberfläche mindestens 0,5 mm oder in dem Bereich von 1 mm ± 0,5 mm, in dem Bereich von 1 mm ± 0,2 mm oder in dem Bereich von 1 mm ± 0,1 mm oder identisch mit 1 mm (d. h. identisch innerhalb der Herstellungstoleranz) sein.
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In manchen Ausführungsbeispielen enthält die Bremsscheibe eine erste umlaufende konvexe Oberfläche innerhalb des umlaufenden Streifens des ersten Kantenbereichs des ersten Reibrings. Die erste umlaufende konvexe Oberfläche kann einen kleinsten Krümmungsradius in einer Richtung senkrecht zu einer Umlaufrichtung des ersten Kantenbereichs des ersten Reibrings in einem Bereich wie oben angegeben aufweisen, beispielsweise 0,25 mm oder mehr. Die Bremsscheibe kann außerdem eine zweite umlaufende konvexe Oberfläche innerhalb des umlaufenden Streifens des ersten Kantenbereichs des zweiten Reibrings aufweisen. Die zweite umlaufende konvexe Oberfläche kann ebenfalls einen kleinsten Krümmungsradius in einer Richtung senkrecht zu einer Umlaufrichtung des ersten Kantenbereichs des zweiten Reibrings in einem Bereich wie oben angegeben aufweisen, beispielsweise 0,25 mm oder mehr. Außerdem kann die Bremsscheibe eine erste umlaufende konische Oberfläche innerhalb des umlaufenden Streifens des zweiten Kantenbereichs des ersten Reibrings aufweisen, wobei die erste umlaufende konische Oberfläche einen Neigungswinkel relativ zur Achse der Bremsscheibe innerhalb eines der oben angegebenen Bereiche aufweist, beispielsweise in dem Bereich von 15° bis 75°, und eine Breite innerhalb eines der oben angegebenen Bereiche, beispielsweise 0,5 mm oder mehr. Die Bremsscheibe kann außerdem eine zweite umlaufende konische Oberfläche innerhalb des umlaufenden Streifens des zweiten Kantenbereichs des zweiten Reibrings aufweisen, wobei die zweite umlaufende konische Oberfläche einen Neigungswinkel relativ zur Achse der Bremsscheibe innerhalb eines der oben genannten Bereiche aufweist, beispielsweise innerhalb des Bereichs von 15° bis 75°, und eine Breite innerhalb eines der oben angegebenen Bereiche, beispielsweise 0,5 mm oder mehr.
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In manchen Ausführungsbeispielen ist der kleinste Krümmungsradius von jeder der ersten und zweiten umlaufenden konvexen Oberfläche beispielsweise innerhalb eines Bereichs von 0,8 mm bis 1,2 mm. Der Neigungswinkel von jeder der ersten und zweiten umlaufenden konischen Oberfläche kann beispielsweise in einem Bereich zwischen 43° und 47° sein. Die Breite von jeder der ersten und der zweiten umlaufenden konischen Oberfläche kann beispielsweise in einem Bereich zwischen 1,7 mm bis 2,3 mm sein. Weitere Beispiele von bevorzugten Bereichen für die kleinsten Krümmungsradien der umlaufenden konvexen Oberflächen und von den Neigungswinkeln und den Breiten von jeder der ersten und zweiten umlaufenden konischen Oberflächen sind oben angegeben.
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In manchen Ausführungsbeispielen enthält mindestens eine oder beide der umlaufenden äußeren seitlichen Oberflächen des ersten und des zweiten Reibrings eine umlaufende zylindrische Oberfläche. Beispielsweise kann die umlaufende zylindrische Oberfläche an den umlaufenden Streifen der ersten und zweiten Kantenbereiche des jeweiligen ersten oder zweiten Reibrings angrenzen.
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In manchen Ausführungsbeispielen kann mindestens eine oder jede der ersten Seitenflächen des ersten und zweiten Reibrings eine erste umlaufende ebene Oberfläche umfassen. Die erste umlaufende ebene Oberfläche kann an den umlaufenden Streifen des ersten Kantenbereichs des jeweiligen ersten oder zweiten Reibrings angrenzen. In manchen Ausführungsbeispielen kann mindestens eine oder beide der zweiten Seitenflächen des ersten und des zweiten Reibrings eine zweite umlaufende ebene Oberfläche umfassen. Die zweite umlaufende ebene Oberfläche kann an den umlaufenden Streifen des zweiten Kantenbereichs des jeweiligen ersten oder zweiten Reibrings angrenzen.
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Im Folgenden wird die Erfindung detaillierter mit Bezug auf ein Ausführungsbeispiel beschrieben, das in den Zeichnungen schematisch dargestellt ist. Die Zeichnungen zeigen:
- 1 eine Draufsicht auf ein Ausführungsbeispiel einer Bremsscheibe gemäß der Erfindung,
- 2 eine Seitenansicht des in 1 gezeigten Ausführungsbeispiels,
- 3 eine vergrößerte Ansicht eines in 2 eingekreisten Bereichs,
- 4 eine Seitenansicht eines Teils eines ersten Reibrings des in den 1 bis 3 gezeigten Ausführungsbeispiels.
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Die 1 bis 4 zeigen verschiedene Ansichten eines Ausführungsbeispiels einer Bremsscheibe 1 gemäß der Erfindung. Die Bremsscheibe umfasst einen ersten Reibring 100 und einen zweiten Reibring 200.
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Wie besonders deutlich beispielsweise in der in 2 gezeigten Ansicht gezeigt ist, umfasst jeder von dem ersten Reibring 100 und dem zweiten Reibring 200 jeweils eine erste Seitenflächen 110, 210 mit einer Reibfläche 111, 211, eine zweite Seitenfläche 120, 220, die der jeweiligen ersten Seitenfläche 110, 210 entgegengesetzt ist, mit einer Lüftungsfläche 121, 221. Jeder von dem ersten und zweiten Reibring 100, 200 umfasst außerdem eine umlaufende äußere seitliche Oberfläche 130, 230, einen umlaufenden ersten Kantenbereich 131, 231 zwischen der ersten Seitenfläche 110, 210 und der äußeren seitlichen Oberfläche 130, 230 und einen umlaufenden zweiten Kantenbereich 132, 232 zwischen der zweiten Seitenfläche 120, 220 und der äußeren seitlichen Oberfläche 130, 230.
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Der erste Reibring und der zweite Reibring 100, 200 sind koaxial bezüglich einer Achse A der Bremsscheibe 1 und parallel zueinander angeordnet. Die zweiten Seitenflächen 120, 220 des ersten und des zweiten Reibrings 100, 200 sind einander zugewandt.
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Die Bremsscheibe 1 umfasst außerdem eine Vielzahl von Rippen 300, die zwischen dem ersten Reibring 100 und dem zweiten Reibring 200 angeordnet sind. Die Rippen 300 verbinden die zweiten Seitenflächen 120, 220 des ersten Reibrings 100 und des zweiten Reibrings 200 und bilden Kühlkanäle 300.
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Wie besonders deutlich in den 3 und 4 gesehen werden kann, ist jeder der ersten und zweiten Kantenbereiche 131, 132, 231, 232 des ersten Reibrings 100 und des zweiten Reibrings 200 geformt, beispielsweise abgerundet oder gefast, so dass jeder der ersten und zweiten Kantenbereiche 131, 231, 231, 232 einen umlaufenden Streifen 1310, 1320, 2310, 2320 mit einer Breite von mindestens 0,5 mm umfasst, in dem eine Orientierung einer Oberfläche 10 der Bremsscheibe 1 weder parallel noch orthogonal zur Achse A der Bremsscheibe ist. In dem gezeigten Ausführungsbeispiel ist die genannte Breite beispielsweise zwischen 1,8 mm und 2,2 mm, vorzugsweise ungefähr 2 mm.
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Wie außerdem deutlich zu sehen ist, nehmen die Dicke des ersten Reibrings 100 und die Dicke des zweiten Reibrings 200 innerhalb der jeweiligen ersten und zweiten Kantenbereiche 131, 132, 231, 232, gemessen in einer Richtung parallel zur Achse der Bremsscheibe 1, in einer Richtung, die mit Bezug auf die Achse der Bremsscheibe 1 radial nach außen zeigt, kontinuierlich ab. Die ersten und zweiten Kantenbereiche 131, 132, 231, 232 des ersten und des zweiten Reibrings 100, 200 sind bezüglich der Achse A der Bremsscheibe 1 rotationssymmetrisch. Insbesondere haben die ersten und zweiten Kantenbereiche 131, 132, 231, 232 des ersten und zweiten Reibrings 100, 200 die Form von kreisförmigen Ringen, d. h. mit konstanten äußeren Durchmessern.
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Wie in 4 gezeigt ist, wird die Breite eines jeden der umlaufenden Streifen 1310, 1320, 2310, 2320 entlang einer geraden Linie gemessen (in 4 als gestrichelte Linie durch den umlaufenden Streifen 1310 gezeigt), die senkrecht zu der Umlaufrichtung des jeweiligen umlaufenden Streifens 1310, 1320, 2310, 2320 orientiert ist und die die beiden umlaufenden seitlichen Grenzen des umlaufenden Streifens 1310, 1320, 2310, 2320 verbindet.
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Wie besonders deutlich in den 3 und 4 gesehen werden kann, enthält die Oberfläche 10 der Bremsscheibe zwei Fasen, die als umlaufende konische Oberflächen 1321, 2321 innerhalb der umlaufenden Streifen 1320, 2320 der zweiten Kantenbereiche 132, 232 des ersten und zweiten Reibrings 100, 200 ausgeformt sind. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel umfasst die Oberfläche 10 der Bremsscheibe 1 beispielsweise eine erste umlaufende konische Oberfläche 1321 innerhalb des umlaufenden Streifens 1320 des zweiten Kantenbereichs 132 des ersten Reibrings 100 und außerdem eine zweite umlaufende konische Oberfläche 2321 innerhalb des umlaufenden Streifens 2320 des zweiten Kantenbereichs 232 des zweiten Reibrings 200. In dem Beispiel haben die erste und die zweite umlaufende konische Oberfläche beide einen Neigungswinkel α relativ zur Achse A der Bremsscheibe 1 von 45° und eine Breite von 2 mm (d. h. identisch innerhalb von Herstellungstoleranzen).
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Außerdem umfasst das vorliegende Ausführungsbeispiel der Bremsscheibe 1 weiterhin eine erste umlaufende konvexe Oberfläche 1311 innerhalb des umlaufenden Streifens 1310 des ersten Kantenbereichs 131 des ersten Reibrings 100. Die erste umlaufende konvexe Oberfläche 1331 hat beispielsweise einen kleinsten Krümmungsradius in einer Richtung senkrecht zur Umlaufrichtung des ersten Kantenbereichs 131 des ersten Reibrings 100 von beispielsweise 1 mm. Die Bremsscheibe 1 umfasst außerdem eine zweite umlaufende konvexe Oberfläche 2311 innerhalb des umlaufenden Streifens 2310 des ersten Kantenbereichs 231 des zweiten Reibrings 200. Die zweite umlaufende konvexe Oberfläche 2331 hat beispielsweise einen kleinsten Krümmungsradius in einer Richtung orthogonal zur Umlaufrichtung des ersten Kantenbereichs 231 des zweiten Reibrings von beispielsweise 1 mm.
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Weitere Beispiele für mögliche Bereiche für die kleinsten Krümmungsradien der ersten und zweiten umlaufenden konvexen Oberflächen 1311, 2311 und für die Neigungswinkel und die Breiten jeder der ersten und zweiten umlaufenden konischen Oberflächen 1321, 2321 sind oben angegeben.
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In dem gezeigten Ausführungsbeispiel beinhalten beide der umlaufenden äußeren seitlichen Oberflächen 130, 230 der ersten und zweiten Reibringe 100, 200 eine umlaufende zylindrische Oberfläche 1300, 2300. In dem vorliegenden Beispiel grenzt die umlaufende zylindrische Oberfläche 1300 des ersten Reibrings 100 an die umlaufenden Streifen 1310, 1312 des ersten und zweiten Kantenbereichs 131, 132 des ersten Reibrings 100 an. Die umlaufende zylindrische Oberfläche 2300 des zweiten Reibrings 200 grenzt an die umlaufenden Streifen 2310, 2312 des ersten und zweiten Kantenbereichs 231, 232 des zweiten Reibrings 200 an.
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Bei dem gezeigten Beispiel enthält jede der ersten Seitenflächen 110, 210 des ersten und des zweiten Reibrings 100, 200 eine jeweilige erste umlaufende ebene Oberfläche 112, 212. Jede der ersten umlaufenden ebenen Oberflächen 112, 212 grenzt an den umlaufenden Streifen 1310, 2310 der ersten Kantenbereiche 131, 231 des jeweiligen ersten oder zweiten Reibrings 100, 200 an. Außerdem umfasst jede der zweiten Seitenflächen 120, 220 des ersten und zweiten Reibrings 100, 200 eine zweite umlaufende ebene Oberfläche 122, 222. Die zweiten umlaufenden ebenen Oberflächen 122, 222 grenzen an den umlaufenden Streifen 1320, 2320 der zweiten Kantenbereiche 132, 232 des jeweiligen ersten oder zweiten Reibrings 100, 200 an.
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Die abgerundeten oder abgefasten umlaufenden Kantenbereiche 131, 132, 231, 232 der dargestellten Bremsscheibe 100 führen zu reduzierten Geräuschemissionen, ohne weitere substanzielle strukturelle Abweichungen von bekannten Bremsscheibenkonfigurationen zu benötigen. Die vorgeschlagenen Modifikationen sind nicht auf spezielle Konfigurationen oder Größen von Bremsscheiben beschränkt. Außerdem sind die vorgeschlagenen Modifikationen nicht teuer und einfach herzustellen. Keine Unwuchten werden durch die vorgeschlagenen Modifikationen verursacht, und die mechanische Stabilität der Bremsscheibe 1 bleibt erhalten. Schließlich sind die Reibungseigenschaften der Bremsscheibe 100 nicht verändert worden, weil die Reibflächen 111, 211 des ersten und zweiten Reibrings 100, 200 nicht modifiziert worden sind.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Bremsscheibe
- 10
- Oberfläche der Bremsscheibe
- 100
- erster Reibring
- 200
- zweiter Reibring
- 110
- erste Seitenfläche des ersten Reibrings
- 210
- erste Seitenfläche des zweiten Reibrings
- 111
- Reibfläche des ersten Reibrings
- 112
- erste umlaufende ebene Oberfläche des ersten Reibrings
- 211
- Reibfläche des zweiten Reibrings
- 212
- erste umlaufende ebene Oberfläche des zweiten Reibrings
- 120
- zweite Seitenfläche des ersten Reibrings
- 220
- zweite Seitenfläche des zweiten Reibrings
- 121
- Lüftungsfläche des ersten Reibrings
- 122
- zweite umlaufende ebene Oberfläche des ersten Reibrings
- 221
- Lüftungsfläche des zweiten Reibrings
- 222
- zweite umlaufende ebene Oberfläche des zweiten Reibrings
- 130
- umlaufende äußere seitliche Oberfläche des ersten Reibrings
- 230
- umlaufende äußere seitliche Oberfläche des zweiten Reibrings
- 1300
- umlaufende zylindrische Oberfläche des ersten Reibrings
- 2300
- umlaufende zylindrische Oberfläche des zweiten Reibrings
- 131
- umlaufende erste Kante des ersten Reibrings
- 231
- umlaufende erste Kante des zweiten Reibrings
- 132
- umlaufender zweiter Kantenbereich des ersten Reibrings
- 232
- umlaufender zweiter Kantenbereich des zweiten Reibrings
- 1310
- umlaufender Streifen des ersten Kantenbereichs des ersten Reibrings
- 1320
- umlaufender Streifen des zweiten Kantenbereichs des ersten Reibrings
- 2310
- umlaufender Streifen des ersten Kantenbereichs des zweiten Reibrings
- 2320
- umlaufender Streifen des zweiten Kantenbereichs des zweiten Reibrings
- 1311
- umlaufende konvexe oder konische Oberfläche innerhalb umlaufenden Streifens des ersten Kantenbereichs des ersten Reibrings
- 1321
- umlaufende konvexe oder konische Oberfläche innerhalb umlaufenden Streifens des zweiten Kantenbereichs des ersten Reibrings
- 2311
- umlaufende konvexe oder konische Oberfläche innerhalb umlaufenden Streifens des ersten Kantenbereichs des zweiten Reibrings
- 2321
- umlaufende konvexe oder konische Oberfläche innerhalb umlaufenden Streifens des zweiten Kantenbereichs des zweiten Reibrings
- 300
- Rippe
- 310
- Kühlungkanal
- A
- Achse der Bremsscheibe
- α
- Neigungswinkel
- R
- Krümmungsradius
- w
- Breite desumlaufenden Streifens des Kantenbereichs
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- US 2010/0282552 A1 [0004]
