DE102019209499A1

DE102019209499A1 - Innenbelüfteter Rotor

Info

Publication number: DE102019209499A1
Application number: DE102019209499.6A
Authority: DE
Inventors: Torsten Holzapfel
Original assignee: Brembo SGL Carbon Ceramic Brakes GmbH
Current assignee: Brembo SGL Carbon Ceramic Brakes GmbH
Priority date: 2019-06-28
Filing date: 2019-06-28
Publication date: 2020-12-31
Also published as: KR20220028039A; CN114051563A; WO2020260601A1; US20220364619A1; JP2022538219A; EP3990801A1

Abstract

Die Erfindung betrifft einen innenbelüfteten Rotor umfassend mindestens zwei über mindestens ein Kühlelement miteinander verbundene Scheibenelemente, wobei das mindestens eine Kühlelement ein textiles Gebilde aufweist, das sich aus einem Scheibenelementkontaktbereich des Kühlelements, mit dem das Kühlelement mit einem Scheibenelement in Kontakt steht, bis in einen anderen Scheibenelementkontaktbereich des Kühlelements erstreckt, mit dem das Kühlelement mit einem anderen Scheibenelement in Kontakt steht.

Description

Die Erfindung betrifft einen innenbelüfteten Rotor der insbesondere als Bremsscheibe dienen kann.
Innenbelüftete Bremsscheiben haben primär die Funktion einen rotatorisch bewegten Körper zu verzögern. Die kinetische Energie wird dabei in Wärme umgewandelt. Um diese Dissipation zu verbessern wird auf die rasche Abgabe der Wärme an die Umgebung abgezielt. Dies geschieht über erzwungene Konvektion im innenbelüfteten Bereich.
Die Konvektion ist dabei direkt abhängig von der Form und Fläche der im innenbelüfteten Bereich vorliegenden Kühlelemente und der darüber definierten Kühlkanäle.
Zwischen den Reibringen innenbelüfteter Bremsscheiben können von Luft um- bzw. durchströmbare Verbindungselemente vorliegen, etwa in Form von Verbindungsrippen. Die Verbindungsrippen können z.B. als fachwerkartiges Tragwerk ausgeführt sein, so wie in DE 195 37 392 beschrieben.
Sie können aber auch ganz andere Formen haben. GB 2543020 beschreibt eine innenbelüftete Bremsscheibe, die mit Hilfe eines aus Sand und Harz gebildeten verlorenen Kerns konventionell aus Metall gegossen ist. Die dort beschriebene Bremsscheibe umfasst zwei Reibringe, die eine gemeinsame Rotationsachse haben und entlang dieser Achse beabstandet sind, so dass ein mit Luft gefüllter Spalt besteht. Sie umfasst außerdem eine Vielzahl an Luftleitlamellen, die sich in Bezug zu dieser Achse nach außen erstrecken um Kühlungsluft durch den mit Luft gefüllten Spalt hindurchzuleiten. Entlang ihrer Ausdehnung nach außen sind sämtliche Luftleitlamellen verdreht. Für bestimmte Luftleitlamellenformen wird in GB 2543020 vorgeschlagen, verlorene Kerne durch 3D Druck herzustellen.
Aus GB 2543020 wird deutlich, dass hinsichtlich der Formgebung der Luftleitlamellen bei konventionellen, gegossenen innenbelüfteten Metallbremsscheiben große Variationsmöglichkeiten bestehen.
Diese bestehen bei faserverstärkten keramischen innenbelüfteten Bremsscheiben nicht. Bisher werden keramische Bremsscheiben in der Gestalt hergestellt, das eine Mischung aus Fasern, Harz und kohlenstoffreichen Rohstoffen in einer Form unter Beaufschlagung von Druck und Temperatur zu einem Bremsscheibenrohling geformt wird. Hierbei macht man sich die Eigenschaften von Harzen zu Nutze, bei Temperatursteigerung auszuhärten.. In einem weiteren Schritt wird der Rohling pyrolysiert. Weiterhin kann der faserverstärkte Kohlenstoffring mit Silizium infiltriert werden, wodurch sich insbesondere die mechanischen und thermischen Eigenschaften ändern. Um den geometrischen Anforderungen gerecht zu werden, können vorzugsweise mechanische Bearbeitungsschritte durchgeführt werden. Einige bekannte Herstellungsverfahren für faserverstärkte keramische Bremsscheiben sind im Europäischen Patent Nr. 2 334 945 insbesondere in Absätzen 6 bis 10 beschrieben.
Faserverstärkte keramische Bremsscheiben haben bisher produktionsbedingt den Nachteil, dass Zwischenelemente, insbesondere in der Gestalt von Kühlrippen, aufgrund der begrenzten Formbarkeit des Ausgangsmaterials in Relation zur Höhe breit ausgebildet werden. Das Europäische Patent Nr. 2 334 945 schlägt hierauf aufbauend ein Verfahren vor, mit dem es ermöglicht werden soll, die Form der Kühlkanäle wirtschaftlicher und einfacher zu gestalten. Das Verfahren umfasst: (a) Erzeugen von Lastscheiben, Reibungsflächen und Luftleitelementen des Scheibenrotors jeweils durch separate Prozesse unter Verwendung eines kohlenstofffaserverstärkten Kohlenstoff-Kohlenstoff-Verbundwerkstoffs, (b) Verbinden der jeweils durch separate Prozesse erzeugten Lastscheiben, Reibungsflächen und Luftleitelementen zu einem Aufbau, und (c) Durchführen eines Flüssigsiliciumschmelze-Infiltrationsprozesses auf dem verbundenen Aufbau. Das Material der Lastscheiben und der Luftleitelemente ist dabei immer gleich.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen innenbelüfteten Rotor bereitzustellen, der eine größtmögliche Bremsleistung bei gleichzeitig minimalem Gesamtgewicht der Bremsvorrichtung ermöglicht.
Diese Aufgabe wird gelöst durch einen innenbelüfteten Rotor umfassend mindestens zwei über mindestens ein Kühlelement miteinander verbundene Scheibenelemente, wobei das mindestens eine Kühlelement ein textiles Gebilde aufweist, das sich aus einem Scheibenelementkontaktbereich des Kühlelements, mit dem das Kühlelement mit einem Scheibenelement in Kontakt steht, bis in einen anderen Scheibenelementkontaktbereich des Kühlelements erstreckt, mit dem das Kühlelement mit einem anderen Scheibenelement in Kontakt steht.
Die Zahl der Kühlelemente, über die die Scheibenelemente miteinander verbunden sind, ist nicht beschränkt. Die Erfindung kann mit nur einem Kühlelement verwirklicht werden, z.B. wenn es sich um ein schnurförmiges Kühlelement handelt, ähnlich wie in 5 gezeigt, wenn dieses Kühlelement zwischen den Scheibenelementen nicht kreisförmig auf und ab, sondern spiralförmig auf und ab verläuft. Eine geringe Zahl an Kühlelementen kann z.B. auch dann vorliegen, wenn der Rotor ohnehin Stützelemente aufweist, welche die beiden Scheibenelemente zusätzlich zu den Kühlelementen verbinden. Es kann aber auch eine Vielzahl an Kühlelementen vorliegen, insbesondere wenn es sich um Kühlplatten handelt, wie in 1 bis 3 gezeigt.
Das textile Gebilde umfasst vorzugsweise parallel verlaufende Fasern und mindestens eine der parallel verlaufenden Fasern erstreckt sich aus dem einen Scheibenelementkontaktbereich des Kühlelements bis in den anderen Scheibenelementkontaktbereich des Kühlelements. Im Allgemeinen erstrecken sich eine Vielzahl der parallel verlaufenden Fasern aus dem einen Scheibenelementkontaktbereich in den anderen Scheibenelementkontaktbereich. Jede Zugbelastung wird dann über die Faser(n) unmittelbar vom einen Scheibenelement auf das andere Scheibenelement übertragen. Hierin werden Fasern als parallel verlaufend angesehen, wenn sie an jeder Stelle des Kühlelements in einem Winkel von höchstens 15 ° zueinander verlaufen. Selbstverständlich kann dabei eine von mehreren parallel verlaufenden Fasern an einer Stelle des Kühlelements in eine ganz andere Richtung verlaufen, als eine andere Faser der parallel verlaufenden Fasern an einer anderen Stelle des Kühlelements. Hierzu wird beispielhaft auf 5A verwiesen, in der eine Vielzahl parallel verlaufender Fasern, von denen nur ein Teil gezeigt ist, an jeder Stelle des Kühlelements parallel zueinander gemeinsam auf und ab verlaufen.
Beim Bremsen wird eine vollkommen gleichmäßige Verteilung der Anpressdrücke beider Bremsbeläge immer nur annähernd erreicht. Dies gilt insbesondere zu Beginn des Bremsvorgangs wegen der unterschiedlichen Kontaktzeitpunkts der Bremsbeläge. Ein höherer Anpressdruck führt zu einer stärkeren Reibung und infolgedessen zu einer stärkeren Verringerung der Rotationsgeschwindigkeit. Eine stärker gebremstes Scheibenelement ist bestrebt, langsamer zu rotieren, als ein weniger stark gebremstes Scheibenelement. Dadurch treten innerhalb des Rotors Torsionsmomente zwischen den Scheibenelementen auf, die nicht zu einem Versagen der Elemente (Kühlelemente und ggf. zusätzliche Stützelemente) führen dürfen, welche die unterschiedlich stark verzögerten Scheibenelemente verbinden. Es wurde gefunden, dass insbesondere bei Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Rotors, bei denen mindestens eine der parallel verlaufenden Fasern sich aus dem einen Scheibenelementkontaktbereich des Kühlelements bis in den anderen Scheibenelementkontaktbereich des Kühlelements erstreckt, einem Versagen wirksam entgegengewirkt wird, indem Zugkräfte entlang der Faserrichtung unmittelbar von einem Scheibenelement auf das andere Scheibenelement übertragen werden. Die Kühlelemente lassen sich wegen der Zugbelastung in Faserrichtung besonders filigran verwirklichen, so dass der Rotor noch leichter gebaut werden kann. Dies gilt insbesondere dann, wenn besonders zugbelastbare Fasern sich aus dem einen Scheibenelementkontaktbereich des Kühlelements bis in den anderen Scheibenelementkontaktbereich des Kühlelements erstrecken. Dies führt zu noch leichteren und gleichzeitig hochbelastbaren Rotoren.
Weniger filigrane Stützelemente, wie z.B. die zur Verbindung der Reibscheiben im Europäischen Patent Nr. 2 334 945 vorgeschlagenen Luftleitelemente, können eine höhere Steifigkeit aufweisen, als Kühlelemente der vorliegenden Erfindung. Dieselbe Steifigkeit des Rotors lässt sich erfindungsgemäß jedoch durch eine höhere Anzahl an filigraneren Kühlelementen bzw. durch ein engmaschigeres Netz an Scheibenelementkontaktbereichen an den Scheibenelementen verwirklichen. Da dabei zugleich eine besonders hohe Kühlelementoberfläche entsteht, wird erfindungsgemäß bei derselben Steifigkeit des Rotors eine bessere Abfuhr der beim Bremsen entstehenden Hitze erreicht.
Das textile Gebilde ist vorzugsweise ein Gelege oder ein Gewebe und eine Vielzahl von darin parallel verlaufenden Fasern erstreckt sich aus dem einen Scheibenelementkontaktbereich des Kühlelements bis in den anderen Scheibenelementkontaktbereich des Kühlelements. Dies bewirkt, dass diese parallel verlaufenden Fasern in deren Hauptlastrichtung belastet werden, und deren Zugfestigkeit bestmöglich ausgenutzt wird. Eine angestrebte Belastbarkeit des Rotors wird mit noch filigraneren Kühlelementen also mit noch geringerem Gesamtgewicht des Rotors ermöglicht.
Die Erfindung ist jedoch nicht beschränkt auf Ausführungsformen, bei denen das textile Gebilde ein Gelege oder ein Gewebe ist. Das textile Gebilde kann z.B. auch ein Vlies sein. Dies hat thermische Vorteile, da Fasern auch in Dickenrichtung des Kühlelements verlaufen und somit die Kühlwirkung weiter verbessert wird. Denkbar ist die Kombination von Vliesen mit Gelegen und/oder Geweben. Beispielsweise kann in einem mechanisch weniger beanspruchten Bereich, (z.B. in der Nähe eines ohnehin vorhandenen Stützelements, das die beiden Scheibenelemente zusätzlich zu den Kühlelementen verbindet) ein Kühlelement vorliegen, bei dem das textile Gebilde ein Vlies ist. Dann wird dort insbesondere die Wärmeabfuhr verbessert. Alternativ oder zusätzlich kann in einem mechanisch stärker belasteten Bereich (z.B. in größerem Abstand von einem ohnehin vorhandenen Stützelement, das die beiden Scheibenelemente zusätzlich zu den Kühlelementen verbindet) ein Kühlelement vorliegen, bei dem das textile Gebilde ein Gelege oder ein Gewebe ist. Dann wird dort vor allem die mechanische Belastbarkeit (zusätzlich jedoch auch die thermische Belastbarkeit) weiter erhöht. Als textile Gebilde oder als Teil von textilen Gebilden eigenen sich außerdem Zwirne, Garne, Kordeln, Gestricke, Geflechte und Filze.
Auch Schichtverbund-Kühlelemente sind denkbar, aufweisend Gelege- und/oder Gewebelagen in Verbindung mit Vlieslagen. Um einem Knicken des Kühlelements entgegenzuwirken erwiesen sich mehrere beabstandete Lagen parallel verlaufender Fasern vorteilhaft, insbesondere wenn parallel verlaufende Fasern aus beiden Lagen sich aus dem einen Schiebelementkontaktbereich bis in den anderen Scheibenelementkontaktbereich erstrecken. Dies lässt sich z.B. mit Hilfe von Kühlelementen in Form von Kühlplatten verwirklichen in denen zwei oder noch mehr Lagen parallel ausgerichteten unidirektionalen Geleges, z.B. Carbonfasergeleges mit einer oder mehreren zwischen diesen Lagen angeordneten Stützschichten auf Abstand gehalten sind. Vorzugsweise beträgt der Abstand d der am weitesten voneinander entfernt liegenden Lagen parallel verlaufender Fasern des Kühlelements dann mehr als a mal 0,025, insbesondere mehr als a mal 0,05, wobei a der Abstand der über das Kühlelement verbundenen Scheibenelemente ist.
Das textile Gebilde und/oder die parallel verlaufenden Fasern können Carbonfasern, Siliciumcarbidfasern, Bornitridfasern, oder deren Gemische umfassen. Der Fachmann wählt die Fasern je nachdem, ob es dort, wo die Faser verwendet werden soll, zu besonders ausgeprägten mechanischen Belastungen und/oder thermischen Belastungen kommen wird. Er nutzt die unterschiedlichen mechanischen und thermischen Eigenschaften der unterschiedlichen Fasern gezielt. Carbonfasern sind besonders bevorzugt, da sie hohe Zugfestigkeit bei hoher Temperatur und gleichzeitig eine geringe Dichte aufweisen. Aufgrund ihrer hohen Temperaturbeständigkeit verbleiben sie während des gesamten Produktionsprozesses, einschließlich Silizierung, im Halbzeug.
Die Form des Kühlelements/der Kühlelemente unterliegt keinen Beschränkungen. Prinzipiell ist jede Form denkbar. In bestimmten Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Rotors ist das mindestens eine Kühlelement eine Kühlplatte. Durch eine gezielte Anordnung von Kühlplatten lassen sich auf besonders einfache Weise Kanäle definieren. So kann der Luftstrom gesteuert werden. Im Vergleich etwa zu filigraneren Kühlelementen, wie Kühlstäben, besteht ein weiterer Vorteil darin, dass die Fasern in Platten sich gegenseitig stützen.
Die Kühlelemente können gekrümmt sein. Entlang ihrer Ausdehnung können die Kühlelemente verdreht sein, wie in GB 2543020 beschrieben, da sich die zur Herstellung der Kühlelemente einsetzbaren Prepregs entsprechend formen lassen. Die Kühlelemente (oder deren Vorläufer, z.B. Prepregs) können in die gewünschte Form gebracht und anschließend ausgehärtet werden.
Die Kühlelemente weisen vorzugsweise ein raue und/oder strukturierte Oberfläche auf. Die begünstigt die Ausbildung turbulenter Strömungen; folglich wird die beim Bremsen entstehende Hitze aus dem Rotor effizienter abgeführt.
Die Erfindung umfasst Ausgestaltungen des Rotors mit großen oder kleinen Kühlelementen. Kleinere, filigranere Kühlelemente sind aber bevorzugt, da mit ihnen eine noch effizientere Wärmeabfuhr erzielt wird. Vorzugsweise beträgt das Verhältnis der dem Innenraum der Bremsscheibe zugewandten Kühloberfläche A des Kühlelements, z.B. der Kühlplatte, zum Volumen V des dem Innenraum der Bremsscheibe zugewandten Abschnitt des Kühlelements, z.B. der Kühlplatte, mindestens 0,25 mm^-1, insbesondere mindestens 0,4 mm^-1, besonders bevorzugt mindestens 0,6 mm^-1, z.B. mindestens 0,8 mm^-1. In die Berechnung dieses Verhältnisses gehen also nur diejenigen Kühlelementoberflächen ein und diejenigen Kühlelementvolumenbereiche ein, die dem Innenraum zugewandt sind. Unberücksichtigt bleiben sowohl bei der Berechnung der Kühloberfläche A, als auch bei der Berechnung des Volumens V solche Bereiche, die innerhalb eines Scheibenelements liegen, weil sich das Kühlelement bis in einen innerhalb eines Scheibenelements liegenden Bereich erstreckt. Letztlich bewirkt die Einhaltung des hier angegebenen Verhältnisses, dass die Wärmeübertragung bei gleichbleibender Masse weiter erhöht wird. Dies eröffnet wiederum die Möglichkeit, die Größe des Rotors insgesamt herunter zu skalieren, so dass mit einem kleineren und leichteren Bremssystem dieselbe Bremsleistung erreicht wird.
Es ist bevorzugt, wenn das Kühlelement oder die Kühlelemente geneigt sind. Es verläuft/Sie verlaufen dann nicht orthogonal zu den Oberflächen der Scheibenelemente. Vorzugsweise verläuft das Kühlelement mindestens an einer Stelle, die zwischen zwei benachbarten Scheibenelementen liegt und von diesen beiden Scheibenelementen gleich weit entfernt ist, in einem Winkel von weniger als 89°, insbesondere von weniger als 80°, z.B. von weniger als 70°. Der Winkel beträgt vorzugsweise mehr als 20, insbesondere mehr als 30°, z.B. mehr als 35°. Der Fachmann wählt diesen Winkel unter anderem in Abhängigkeit vom Reibwert. Bei sehr kleinen Reibwerten werden die Scheibenelemente durch den Anpressdruck der Bremsbacken in erster Linie zusammengepresst. Gleichzeitig ist das zwischen den Scheibenelementen wirkende Torsionsmoment bei ungleichmäßigem Anpressdruck der beiden Bremsbacken nur relativ gering. Dann würde der Fachmann einen Winkel im oberen Bereich wählen. Bei sehr großen Reibwerten werden die Scheibenelemente durch den Anpressdruck der Bremsbacken bei gleicher Bremsleistung weniger stark zusammengepresst. Im Allgemeinen ist das Torsionsmoment bei ungleichmäßigem Anpressdruck der beiden Bremsbacken dann stärker. Der Fachmann würde dann einen Winkel im unteren Bereich wählen. Dies bewirkt, dass die Hauptfaserrichtung beim Bremsen häufiger entlang der sich aus Torsionsmomenten und Anpresskräften ergebenden, effektiven Kraftrichtung verläuft.
Es ist erfindungsgemäß bevorzugt, wenn der Rotor mindestens zwei einander entgegengesetzt geneigte Kühlelemente, z.B. Kühlplatten, oder zwei einander entgegengesetzt geneigte Kühlelementbereiche eines Kühlelements aufweist. Einander entgegengesetzt geneigt bedeutet im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung, dass eines der beiden Kühlelemente bzw. einer der beiden Kühlelementbereiche insgesamt gestreckt und das andere Kühlelement bzw. der andere Kühlelementbereich insgesamt gestaucht würde, wenn eines der beiden Scheibenelemente gegenüber dem anderen Scheibenelement um die gemeinsame Rotationsachse beider Scheibenelemente im Sinne des oben beschriebenen Torsionsmoments verdreht würde. Unabhängig davon, auf welcher Seite des erfindungsgemäßen Rotors ein Bremsbelag stärker angedrückt wird, wirkt dann immer mindestens eines der Kühlelemente einem Versagen des Rotors dadurch entgegen, dass es (und vorzugsweise dessen Fasern) auf Zug belastet werden. Dies führt zu einer Versteifung des Rotors. Sind die Kühlelemente nicht gegenseitig geneigt, haben sie einem Verdrehen des einen Scheibenelements gegenüber dem anderen Scheibenelement um die gemeinsame Rotationsachse beider Scheibenelemente insgesamt weniger entgegenzusetzen. Denn das Verdrehen würde dann (wegen eines Parallelogrammeffekts) nicht zwingend in einem der Kühlelemente zu einer Zugbelastung führen. Zur Erzielung einer vordefinierten Bremsleistung kann ein erfindungsgemäßer Rotor mit gegenseitig geneigten Kühlelementen also insgesamt noch materialsparender und das gesamte Bremssystem damit leichter ausgelegt werden.
Die vorstehend beschriebene Wirkung wird dann besonders gut erreicht, wenn die entgegengesetzt geneigten Kühlelemente bzw. Kühlelementbereiche im Rotor nahe beieinander angeordnet sind.
So weisen bevorzugte erfindungsgemäße Rotoren mindestens ein Paar benachbarter Kühlelemente, z. B. Kühlplatten auf. Orthogonalprojektionen der vier Scheibenelementkontaktbereiche in die jeweilige innenliegende Oberfläche des mit dem jeweiligen Scheibenelementkontaktbereich in Kontakt stehenden Scheibenelements definieren vier Projektionsflächen. Vier innerhalb der Projektionsflächen liegende Punkte definieren die Ecken eines Trapezes. Wenn sich in jeder der vier Projektionsflächen also je ein Punkt so festlegen lässt, dass die vier Punkte ein Trapez definieren, liegt ein in diesem Sinne bevorzugter erfindungsgemäßer Rotor vor.
Die Erfindung umfasst auch erfindungsgemäße Rotoren, bei denen sich eines oder mehrere Kühlelemente zwischen den Scheibenelementen hin und her erstrecken. Ein solches Kühlelement weist entlang des Kühlelements viele Scheibenelementkontaktbereiche, mit denen das Kühlelement alternierend mit dem einen und dem anderen Scheibenelement in Kontakt steht. So kann das mindestens eine Kühlelement mindestens drei Scheibenelementkontaktbereiche aufweisen, wobei mindestens zwei Scheibenelementkontaktbereiche mit dem einen Scheibenelement in Kontakt stehen und ein entlang des Kühlelements zwischen diesen Scheibenelementkontaktbereichen liegender Scheibenelementkontaktbereich mit dem anderen Scheibenelement in Kontakt steht. Das textiles Gebilde erstreckt sich durch den Scheibenelementkontaktbereich hindurch, der entlang des Kühlelements zwischen den anderen Scheibenelementkontaktbereichen liegt. Vorzugsweise erstreckt sich das textile Gebilde dann aus dem ersten Scheibenelementkontaktbereich über eine Vielzahl weiterer Scheibenelementkontaktbereiche bis in den letzten Scheibenelementkontaktbereich. Vorzugsweise ist das textile Gebilde dann ein Faserbündel, z.B. ein Carbonfaserbündel. Die sich durch mehrere Scheibenelementkontaktbereiche hindurch erstreckenden Fasern verleihen dem erfindungsgemäßen Rotor ein Höchstmaß an Stabilität. Potenzielle Schwachstellen können dort bestehen, wo Fasern in Scheibenelementkontaktbereichen enden. Derartige Schwachstellen werden vermieden, wo Fasern sich durch Scheibenelementkontaktbereiche hindurch erstrecken. Zugleich lassen sich solche Kühlelemente unter Verwendung von recht dünnen Faserbündeln verwirklichen, so dass sich automatisch ein hohes Verhältnis von Oberfläche zu Volumen einstellt, welches wiederum die Kühlwirkung steigert. Orthogonalprojektionen der drei Scheibenelementkontaktbereiche in die jeweilige innenliegende Oberfläche des mit dem jeweiligen Scheibenelementkontaktbereich in Kontakt stehenden Scheibenelements definieren dann drei Projektionsflächen A₃₁ , A₃₂ , A₃₃ . Je ein innerhalb der Projektionsflächen A₃₁ und A₃₃ liegender Punkt P_31, P₃₃ definiert mit zwei innerhalb der Projektionsfläche A₃₂ liegenden Punkten P_32a , P_32b dann die Ecken eines Trapezes. Wenn sich in jeder der Projektionsflächen A₃₁ , A₃₃ je ein Punkt P_31, P₃₃ und in der Projektionsfläche A₃₂ zwei Punkte P_32a , P_32b so festlegen lassen, dass diese vier Punkte ein Trapez definieren, liegt ein in diesem Sinne bevorzugter erfindungsgemäßer Rotor vor.
Bei den hierin genannten Trapezen sind vorzugsweise je zwei der vier vom Trapez eingeschlossenen Winkel gleich groß. Als gleich groß werden Winkel angesehen, die sich höchstens um 5° unterscheiden. Vorzugweise betragen die beiden kleineren Winkel je weniger als 89°, insbesondere weniger als 80°, z.B. weniger als 70° aber zugleich 20°, insbesondere mehr als 30°, z.B. mehr als 35°.
Wie oben schon erwähnt, ist es vorteilhaft, wenn je zwei Kühlelemente bzw. Kühlelementbereiche im Rotor nahe beieinander angeordnet sind. Dies lässt sich wiederum über das hierin beschriebene Trapez näher beschreiben, wobei die nahe Anordnung beieinander Ausdruck darin findet, dass die kürzere der beiden parallel verlaufenden Seiten des Trapezes höchstens 10 % der Gesamtlänge aller vier Kanten des Trapezes einnimmt, vorzugsweise höchstens 8 %, insbesondere höchsten 6 %, z.B. höchstens 4 % der Gesamtlänge aller vier Kanten des Trapezes. Die Kühlelemente bzw. Kühlelementbereiche sind dann (in grober Näherung) in Form eines Dreiecks ausgerichtet, wobei zwei Kühlelemente bzw. zwei Kühlelementbereiche eines Kühlelements zwei Seiten des Dreiecks definieren und ein Abschnitt eines der beiden Scheibenelemente die dritte Seite des Dreiecks definiert. Es zeigt sich, dass dies die Verwindungssteifigkeit des Rotors weiter steigert.
Die größte Längsausdehnung eines Kühlelements zwischen Scheibenelementen beträgt vorzugsweise höchstens 70 % des Radius des Scheibenelements mit dem größten Radius. Bevorzugt sind die Kühlelemente oder Kühlelementbereiche im Rotor so verteilt, dass bestimmte Kühlelemente oder Kühlelementbereiche innerhalb eines Innenbereichs des Rotors umlaufen und andere Kühlelemente oder Kühlelementbereiche innerhalb eines Außenbereichs des Rotors umlaufen. Innen- und Außenbereich überlappen nicht. Die Kühlelemente bzw. Kühlelementbereiche sind also so angeordnet, dass ein äußerster Punkt eines innenliegenden Kühlelements oder Kühlelementbereichs von der Rotationsachse des Rotors weniger weit entfernt ist, als ein innerster Punkt eines außenliegenden Kühlelements. Diese Beabstandung in radialer Richtung sorgt für zusätzliche Verwirbelungen, also in weiten Bereichen für turbulente Strömungen, so dass die beim Bremsen entstehende Hitze besonders effizient abgeführt wird.
Die Scheibenelementkontaktbereiche können bei bestimmten erfindungsgemäßen Rotoren flach auf den innenliegenden Oberflächen der beiden Scheibenelemente angebracht sein.
Jedoch ist es bevorzugt, wenn die Scheibenelementkontaktbereiche in Aussparungen der beiden Scheibenelemente verlaufen. Dann erstreckt sich das textile Gebilde bis in das Scheibenelement hinein. Dies ermöglicht eine besonders feste Verankerung. Die Gefahr eines Sprödbruchs zwischen Kühlelementen und Scheibenelementen sinkt auf ein Minimum. Der Übergang zwischen Scheibenelement und Kühlelement kann dann mit geringem Aufwand für eine dauerhafte extreme mechanische und thermische Beanspruchung ausgelegt werden.
Die Erfindung ist nicht auf bestimmte Scheibenelementmaterialien beschränkt. Die Scheibenelemente können z.B. aus Stahl, oder anderen Metallen/Metalllegierungen gebildet sein, die dem Fachmann zur Herstellung von Bremsscheiben geläufig sind. Jedoch ist es erfindungsgemäß besonders bevorzugt, wenn mindestens ein Scheibenelement einen Keramikfaserverbund, wie z.B. einen Siliciumcarbidfaserverbund, insbesondere einen Siliciumcarbidcarbonfaserverbund, umfasst. Mit dem Wort umfasst soll hier insbesondere zum Ausdruck gebracht werden, dass andere, im Schichtverbund vorliegende Materialien, z.B. dort wo der Bremsbelag angepresst wird, angebracht sein können. Diese können vom Scheibenelement mitumfasst sein. Vorzugsweise umfassen sämtliche Scheibenelemente einen Keramikfaserverbund, z.B. einen Siliciumcarbidfaserverbund, insbesondere einen Siliciumcarbidcarbonfaserverbund.
Eine stoff- und/oder formschlüssige Verbindung zwischen textilem Gebilde und Scheibenelementen kann durch eine Keramikmatrix, z.B. durch eine Siliciumcarbid enthaltende Matrix, gebildet sein, die in die das textile Gebilde eingebettet ist und die sich bis in die beiden Scheibenelemente erstreckt. Die Scheibenelementkontaktbereiche sind dann die Oberflächen des textilen Gebildes dort wo sie mit den Scheibenelementen in Kontakt stehen.
Die Zahl der Scheibenelemente ist nicht begrenzt. Da die Erfindung sich auf einen innenbelüfteten Rotor bezieht, beträgt die Zahl der Scheibenelemente jedoch mindestens zwei. Der zwischen den ganz außen angeordneten Scheibenelementen angeordnete, belüftete Bereich kann wiederum von Scheibenelementen unterbrochen sein. Für bestimmte Anwendungen können derartige Zwischenscheibenelemente vorteilhaft sein, z.B. kann damit die Oberfläche des innenbelüfteten Bereichs weiter gesteigert und damit einem Überhitzen der Bremsscheibe noch wirksamer entgegengewirkt werden. So kann die Zahl der Scheibenelemente z.B. mindestens drei betragen. Typischerweise sind dann zwei der Scheibenelemente Reibscheibenelemente und mindestens ein Scheibenelement ist ein Zwischenscheibenelement. Ein Zwischenscheibenelement kann auch als Stützscheibenelement fungieren, über das andere Scheibenelemente, wie z.B. die Reibscheibenelemente, mit einer rotierbaren Achse verbunden sein können.
Die Verbindung eines erfindungsgemäßen Rotors mit der Achse kann über einen fest mit der Achse verbundenen Bremsscheibentopf erfolgen, an dem der Rotor angebracht ist. Der Rotor kann an dem Bremsscheibentopf mit Hilfe üblicher Befestigungsmittel, wie z.B. Schrauben, angebracht sein. Die Befestigungsmittel erstrecken sich bei bestimmten Ausführungsformen nur bis in eines der mindestens zwei Scheibenelemente hinein. Der Innendurchmesser dieses Scheibenelements ist dann üblicherweise kleiner, als der Innendurchmesser des anderen Scheibenelements oder der anderen Scheibenelemente, wie z.B. in 5 angedeutet, in der nur ein Scheibenelement Bohrungen zur Aufnahme von Befestigungsmitteln, wie Schrauben, aufweist. Unter dem Innendurchmesser wird dabei der kleinste Abstand verstanden, den ein Scheibenelement zur Rotationsachse des Rotors einnimmt.
Für viele Anwendungen, wie z.B. im Automobilbereich, beträgt die Zahl der Scheibenelemente zwei. Typischerweise sind dann beide Scheibenelemente Reibscheibenelemente. Unter einem Reibscheibenelement wird ein Scheibenelement verstanden, an dessen Oberfläche ein Bremsbelag angreifen soll. Bestimmte (ringförmig ausgebildete) Reibscheibenelemente werden häufig als Reibringe bezeichnet.
Erfindungsgemäße innenbelüftete Rotoren sind z.B. erhältlich durch ein Verfahren, wobei

a) Kühlelemente oder Kühlelementvorläufer (z.B. zu Plättchen zugeschnittene Prepregs) in einem Stützmaterial relativ zueinander so positioniert werden dass sie beiderseits des Stützmaterials überstehen,
b) an gegenüberliegenden Oberflächen des Stützmaterials erstarrbare Scheibenelementmassen aufgebracht werden, so dass die Kühlelemente oder Kühlelementvorläufer in die erstarrbaren Scheibenelementmassen hineinragen, und
c) die Scheibenelementmassen erstarrt werden.

Beispielsweise kann als Stützmaterial ein Polymerschaum verwendet werden. Darin können gezielt ausgerichtete Schlitze eingebracht werden, in die mit Carbonfasergewebe oder Carbonfasergelege armierte Plättchen (Prepreg-Plättchen) so gesteckt werden, dass sie beidseitig aus dem Stützmaterial herausstehen. Als Scheibenelementmasse kann ein mit Carbonfaserbündelabschnitten vermischtes Polymerharz verwendet werden. Die aufgebrachte Scheibenelementmasse wird durch Erhitzen gehärtet (erstarrt). Anschließend kann das Stützmaterial entfernt werden, z.B. durch Pryolyse. Der so erhaltene Grünling wird in dem Fachmann bekannter Weise carbonisert und daraufhin mit Silicium infiltriert, wobei das Silicium sich mit carbonisertem Harz zu der Siliciumcarbid enthaltenden Matrix umsetzt. Die Infiltration wird so durchgeführt, dass das Silicium sich von einem Scheibenelement über die Kühlelementplättchen bis in das andere Scheibenelement ausbreitet.
Die Erfindung wird durch die nachfolgenden Figuren und Ausführungsbeispiele veranschaulicht, ohne darauf beschränkt zu sein.

1 zeigt einen erfindungsgemäßen Rotor
2 zeigt einen vergrößerten Ausschnitt des in 1 gezeigten Rotors
3 zeigt ein Kühlelement des Rotors aus 1 und 2, bei dem das textile Gebilde ein Gelege ist
4A und 4B zeigen denselben Schnitt durch den Rotor der 1 und 2 mit je unterschiedlichen Informationen
5 zeigt einen anderen erfindungsgemäßen Rotor
5A zeigt einen Ausschnitt eines Kühlelements des Rotors aus 5
6A und 6B zeigen denselben Schnitt durch den Rotor der 5 mit je unterschiedlichen Informationen
7A und 7B illustriert die Herstellung eines weiteren erfindungsgemäßen Rotors anhand von Schnitten.

Die in den Figuren gezeigten innenbelüfteten Rotoren 1 umfassen zwei über mindestens ein Kühlelement 3 miteinander verbundene Scheibenelemente 2 (1 und 5). Das mindestens eine Kühlelement 3 weist ein textiles Gebilde 4 auf, wie in 3 für den Rotor der 1 und in 5A für den Rotor der 5 veranschaulicht. Erfindungsgemäß erstreckt sich das textile Gebilde 4 aus einem Scheibenelementkontaktbereich 31 des Kühlelements 3, mit dem das Kühlelement 3 mit einem Scheibenelement 2 in Kontakt steht, bis in einen anderen Scheibenelementkontaktbereich 32, mit dem das Kühlelement 3 mit einem anderen Scheibenelement 2 in Kontakt steht. Dies ist aus 2 und 3 für den Rotor der 1 und aus 5A und 6A für den Rotor der 5 ersichtlich. Das textile Gebilde 4 ist nur in den 3 und 5A angedeutet. Aus Gründen der Übersichtlichkeit wurde in den anderen Figuren auf die Darstellung des textilen Gebildes 4 verzichtet.
Bei allen in den Figuren gezeigten Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Rotors umfassen sämtliche textile Gebilde 4 parallel verlaufende Fasern 5. Es handelt sich jeweils um Carbonfasern. Denkbar wären jedoch auch andere Fasern, z.B. Siliciumcarbidfasern, Bornitridfasern. Dies ist aus 3 und 5A ersichtlich. In den hier gezeigten Beispielen erstreckt sich jeweils nicht nur mindestens eine der parallel verlaufenden Fasern 5 aus dem einen Scheibenelementkontaktbereich 31 des Kühlelements 3 bis in den anderen Scheibenelementkontaktbereich 32 des Kühlelements, sondern alle parallel verlaufenden Fasern 5. So ist in 3 das textile Gebilde 4 ein Gelege 41 und eine Vielzahl von darin parallel verlaufenden Fasern 5 erstreckt sich aus dem einen Scheibenelementkontaktbereich 31 des Kühlelements 3 bis in den anderen Scheibenelementkontaktbereich 32 des Kühlelements 3.
Im Rotor der 1 bis 4B sind die Kühlelemente 3 Kühlplatten (30-1 und 30-2 im Schnitt der 4A). Im Rotor der 5 bis 6B verlaufen schnurförmige Kühlelemente 3 ringsum kreisförmig auf und ab und stehen dadurch jeweils alternierend mit beiden Scheibenelementen 2 in Kontakt. Dies lässt sich z.B. mit Hilfe eines Towpregs verwirklichen, das durch zwei beabstandete Materiallagen, z.B. Vlieslagen alternierend von oben nach unten und dann wieder von unten nach oben hindurchgeführt wird, um die Materiallagen in dem gewünschten Abstand miteinander zu verbinden. Die so mit Towpreg vernähten Materiallagen können in einen erfindungsgemäßen Rotor z.B. dadurch überführt werden, dass man erstarrbare Scheibenelementmasse (z.B. ein mit Carbonfaserbündelabschnitten vermischtes Polymerharz) auf die beiden Außenoberflächen der Materiallagen aufbringt, diese erstarrt, z.B. härtet, und den erhaltenen Grünling dann carbonisiert und daraufhin mit Silicium infiltriert. Unter einem Towpreg wird ein schnurförmiges imprägniertes Faserbündel verstanden. Es kann z.B. mit einem Harz imprägniert sein. Das Faserbündel kann z.B. ein Carbonfaserbündel sein. An Stelle des Towpregs könnte aber auch ein nicht imprägniertes, schnurförmiges Faserbündel, z.B. schnurförmiges Carbonfaserbündel, verwendet werden.
Alternativ kann auf das Aufbringen der erstarrbaren Scheibenelementmasse verzichtet werden und nur das Towpreg und ggf. in den damit verbundenen Materiallagen enthaltenen Harzbestandteile gehärtet, dann carbonsiert und daraufhin mit Silicium infiltriert werden. Um vom Towpreg bzw. Kühlelementvorläufer herrührende Unebenheiten an den nach außen hin orientierten Oberflächen zu vermeiden, können überstehende Towpreg-Abschnitte abgefräst werden. 7A und 7B zeigen, dass Kühlelemente 3 zunächst so mit den Scheibenelementen oder Scheibenelementvorläufern in Kontakt gebracht werden können, dass sie über die außenliegenden Oberflächen der Scheibenelemente oder die vor einer Siliciuminfiltration vorliegenden Scheibenelementvorläufer hinausstehen (7A). Das Towpreg kann durch zwei beabstandete Materiallagen, z.B. Vlieslagen alternierend von oben nach unten und dann wieder von unten nach oben hindurchgeführt sein, wie oben beschrieben. Mit dem von 7A zu der oberen Darstellung der 7B hinführenden Pfeil ist angedeutet, dass die über die außenliegenden Oberflächen der Scheibenelemente hinausstehen Abschnitte der Kühlelemente 3 abgefräst werden können. Das Abfräsen kann z.B. vor einer Infiltration mit Silicium erfolgen, da der dann vorliegende SiC-freie Kühlementvorläufer leichter bearbeitet werden kann, als nach der (mit der Bildung von sehr hartem SiC verbundenen) Infiltration mit Silicium.
In sämtlichen dargestellten Beispielen beträgt das Verhältnis der dem Innenraum der Bremsscheibe zugewandten Kühloberfläche A des Kühlelements 3 zum Volumen V des dem Innenraum der Bremsscheibe zugewandten Abschnitts des Kühlelements weit mehr als 0,4 mm^-1.
Es ist gut erkennbar, dass die Kühlelemente 3, 3-1, 3-2 in allen gezeigten Ausführungsformen an der Stelle, die zwischen zwei benachbarten Scheibenelementen 2 liegt und von diesen beiden Scheibenelementen 2 gleich weit entfernt ist, in einem Winkel von weniger als 89° zu diesen beiden Scheibenelementen verläuft. Die Schnitte 4A, 6A, 7B zeigen dies jeweils am deutlichsten, auch ohne dass die von den beiden benachbarten Scheibenelementen je gleich weit entfernte Stelle in einer der Figuren eingezeichnet wäre. Aus diesen Schnitten ist auch sofort ersichtlich, dass sie je mindestens zwei einander entgegengesetzt geneigte Kühlelemente (3-1 und 3-2 in 7B), wie z.B. entgegengesetzt geneigte Kühlplatten (30-1, 30-2 in 4A) oder zwei einander entgegengesetzt geneigte Kühlelementbereiche eines Kühlelements (310, 320 in 6A) aufweisen.
In 4B, 6B und 7B sind gepunktet Trapeze eingezeichnet, über die sich erfindungsgemäß besonders bevorzugte Rotoren näher beschreiben lassen. Die vier Ecken der Trapeze liegen je in Projektionsflächen, die durch Orthogonalprojektionen, also Projektionen orthogonal zu den innenliegenden Oberflächen der Scheibenelemente definiert sind. Die Umrisse der Projektionsflächen sind in den Schnitten der 4A, 4B, 6A, 6B und 7B jeweils mit gestrichelten, in Projektionsrichtung verlaufenden Linien angedeutet.
Der erfindungsgemäße Rotor aus 1 bis 4B weist Paare benachbarter Kühlplatten auf (30-1, 30-2 in 4A). Orthogonalprojektionen (siehe gestrichelte Linien in 4A und 4B) der vier Scheibenelementkontaktbereiche 31-1, 32-1, 31-2, 32-2 in die jeweilige innenliegende Oberfläche 21, 22 des mit dem jeweiligen Scheibenelementkontaktbereich in Kontakt stehenden Scheibenelements definieren vier Projektionsflächen A_31-1 , A_32-1 , A_31-2 , A_32-2 . Vier innerhalb der Projektionsflächen liegende Punkte P_31-1 , P_32-1 , P_31-2 , P_32-2 definieren wiederum die Ecken des genannten Trapezes.
Eine zu den Kühlplatten aus 1 bis 4B ähnliche Anordnung von ge- bzw. durchtrennten Kühlelementen besteht bei dem erfindungsgemäßen Rotor, der in 7B im Schnitt angedeutet. Durch das Abfräsen wurde der ursprüngliche, zusammenhängende Kühlelementvorläufer in den überstehenden Bereichen vollständig durchtrennt, so dass er Paare benachbarter Kühlelemente aufweist (3-1, 3-2 in 7B oben). Orthogonalprojektionen (siehe gestrichelte Linien in 7B oben und unten) der vier Scheibenelementkontaktbereiche 31-1, 32-1, 31-2, 32-2 in die jeweilige innenliegende Oberfläche 21, 22 des mit dem jeweiligen Scheibenelementkontaktbereich in Kontakt stehenden Scheibenelements definieren vier Projektionsflächen A_31-1 , A_32-1 , A_31-2 , A_32-2 , genau wie bei den Schnitten der 4A, 4B. Auch hier definieren vier innerhalb der Projektionsflächen liegende Punkte P_31-1 , P_32-1 , P_31-2 , P_32-2 die Ecken des genannten Trapezes.
Im Gegensatz zu den Rotoren der 1 bis 5A und 7B umfasst das schnurförmige Kühlelement 3 in 5 bis 6B nicht nur zwei, sondern eine Vielzahl an Scheibenelementkontaktbereichen 31, 32, 33 ..., von denen die 6A und 6B nur drei zeigen. Das Trapez lässt sich trotzdem genauso definieren, wie für die Rotoren der 1 bis 5A und 7B. Allerdings liegen dann zwei der vier Ecken des Trapezes P_32a , P_32b in einer einzigen Projektionsfläche A₃₂ , so wie in 6B gezeigt. Beim Rotor der 5 bis 6B weist das Kühlelement 3 eine Vielzahl an Scheibenelementkontaktbereichen 31, 32, 33 auf. Mindestens zwei Scheibenelementkontaktbereiche 31, 33 stehen mit dem einen Scheibenelement in Kontakt. Ein entlang des Kühlelements zwischen diesen Scheibenelementkontaktbereichen 31, 33 liegender Scheibenelementkontaktbereich 32 steht mit dem anderen Scheibenelement in Kontakt. Das textile Gebilde 4 erstreckt sich durch den Scheibenelementkontaktbereich 32 hindurch erstreckt, der entlang des Kühlelements zwischen den anderen Scheibenelementkontaktbereichen 31, 33 liegt. Bei solchen Ausführungsformen der Erfindung erstreckt ich das textile Gebilde in der Regel von einem Ende des schnurförmigen Kühlelements bis zum anderen Ende des schnurförmigen Kühlelements und durch alle zwischen den Enden liegenden Scheibenelementkontaktbereiche hindurch. Orthogonalprojektionen der drei Scheibenelementkontaktbereiche 31, 32, 33 in die jeweilige innenliegende Oberfläche 21, 22 des mit dem jeweiligen Scheibenelementkontaktbereich in Kontakt stehenden Scheibenelements definieren hier also drei Projektionsflächen A₃₁ , A₃₂ , A₃₃ . Je ein innerhalb der Projektionsflächen A₃₁ , A₃₃ liegender Punkt P_31, P₃₃ definiert mit zwei innerhalb der Projektionsfläche A₃₂ liegenden Punkten P_32a , P_32b die Ecken des Trapezes.
In 4B, 6B und 7B sind je zwei der vier vom Trapez eingeschlossenen Winkel gleich groß.
Um eine besonders feste Verankerung in den Scheibenelementen zu ermöglichen, erstreckt sich das textile Gebilde in all den in den Figuren gezeigten Ausführungsformen der Erfindung bis in das Scheibenelement hinein. Dies ist losgelöst von den hier konkret gezeigten Ausführungsformen erfindungsgemäß immer besonders bevorzugt. Die Scheibenelementkontaktbereiche 31, 32, 33, 31-1, 31-2, 32-1, 32-2 verlaufen also in Aussparungen der beiden Scheibenelemente 2.
In sämtlichen Figuren sind Rotoren gezeigt, bei denen beide Scheibenelemente Siliciumcarbidcarbonfaserverbund-Reibscheiben sind und bei denen eine stoff- und formschlüssige Verbindung zwischen Scheibenelementkontaktbereichen 31, 32, 33, 31-1, 32-1, 31-2, 32-2, und Scheibenelementen 2 durch eine Siliciumcarbid enthaltende Matrix gebildet ist, in die das textile Gebilde 4 bzw. die davon umfassten parallel verlaufenden Carbonfasern, eingebettet sind. Die Matrix erstreckt sich bis in die beiden Scheibenelemente.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 19537392 [0004]
GB 2543020 [0005, 0006, 0020]
EP 2334945 [0007, 0008, 0014]

Claims

Innenbelüfteter Rotor (1) umfassend mindestens zwei über mindestens ein Kühlelement (3) miteinander verbundene Scheibenelemente (2), wobei das mindestens eine Kühlelement (3) ein textiles Gebilde (4) aufweist, das sich aus einem Scheibenelementkontaktbereich (31) des Kühlelements (3), mit dem das Kühlelement (3) mit einem Scheibenelement (2) in Kontakt steht, bis in einen anderen Scheibenelementkontaktbereich (32) des Kühlelements (3) erstreckt, mit dem das Kühlelement (3) mit einem anderen Scheibenelement (2) in Kontakt steht.
Innenbelüfteter Rotor (1) nach Anspruch 1, wobei das textile Gebilde (4) parallel verlaufende Fasern (5) umfasst und mindestens eine der parallel verlaufenden Fasern (5) sich aus dem einen Scheibenelementkontaktbereich (31) des Kühlelements (3) bis in den anderen Scheibenelementkontaktbereich (32) des Kühlelements (3) erstreckt.
Innenbelüfteter Rotor (1) nach Anspruch 2, wobei das textile Gebilde (4) ein Gelege (41) oder ein Gewebe (42) ist und eine Vielzahl von darin parallel verlaufenden Fasern (5) sich aus dem einen Scheibenelementkontaktbereich (31) des Kühlelements (3) bis in den anderen Scheibenelementkontaktbereich (32) des Kühlelements (3) erstrecken.
Innenbelüfteter Rotor (1) nach Anspruch 1, 2 oder 3, wobei das textile Gebilde (4) und/oder die parallel verlaufenden Fasern (5) Carbonfasern, Siliciumcarbidfasern, Bornitridfasern oder deren Gemische umfassen.
Innenbelüfteter Rotor (1) nach Anspruch 1, wobei das mindestens eine Kühlelement (3) eine Kühlplatte (30) ist.
Innenbelüfteter Rotor (1) nach Anspruch 1, wobei das Verhältnis der dem Innenraum der Bremsscheibe zugewandten Kühloberfläche A des Kühlelements (3), z.B. der Kühlplatte, zum Volumen V des dem Innenraum der Bremsscheibe zugewandten Abschnitt des Kühlelements, z.B. der Kühlplatte, mindestens 0,4 mm^-1 beträgt.
Innenbelüfteter Rotor (1) nach Anspruchs 1, aufweisend mindestens zwei einander entgegengesetzt geneigte Kühlelemente (3-1, 3-2), z.B. Kühlplatten (30-1, 30-2), oder zwei einander entgegengesetzt geneigte Kühlelementbereiche (310, 320) eines Kühlelements (3).
Innenbelüfteter Rotor (1) nach Anspruch 1, aufweisend mindestens ein Paar benachbarter Kühlelemente (3-1, 3-2), z.B. Kühlplatten (30-1, 30-2), wobei Orthogonalprojektionen der vier Scheibenelementkontaktbereiche (31-1, 32-1, 31-2, 32-2) in die jeweilige innenliegende Oberfläche (21, 22) des mit dem jeweiligen Scheibenelementkontaktbereich in Kontakt stehenden Scheibenelements vier Projektionsflächen (A_31-1, A_32-1, A_31-2, A_32-2) definieren und vier innerhalb der Projektionsflächen liegende Punkte (P_31-1, P_32-1, P_31-2, P_32-2) die Ecken eines Trapezes definieren.
Innenbelüfteter Rotor (1) nach Anspruch 1, wobei das mindestens eine Kühlelement (3) mindestens drei Scheibenelementkontaktbereiche (31, 32, 33) aufweist, mindestens zwei Scheibenelementkontaktbereiche (31, 33) mit dem einen Scheibenelement (2) in Kontakt stehen und ein entlang des Kühlelements zwischen diesen Scheibenelementkontaktbereichen (31, 33) liegender Scheibenelementkontaktbereich (32) mit dem anderen Scheibenelement (2) in Kontakt steht und das textiles Gebilde (4) sich durch den Scheibenelementkontaktbereich (32) hindurch erstreckt, der entlang des Kühlelements zwischen den anderen Scheibenelementkontaktbereichen (31, 33) liegt.
Innenbelüfteter Rotor (1) nach Anspruch 9, wobei Orthogonalprojektionen der drei Scheibenelementkontaktbereiche (31, 32, 33) in die jeweilige innenliegende Oberfläche (21, 22) des mit dem jeweiligen Scheibenelementkontaktbereich in Kontakt stehenden Scheibenelements drei Projektionsflächen (A₃₁, A₃₂, A₃₃) definieren und je ein innerhalb der Projektionsflächen (A₃₁, A₃₃) liegender Punkt (P₃₁, P₃₃) mit zwei innerhalb der Projektionsfläche (A₃₂) liegenden Punkten (P_32a, P_32b) die Ecken eines Trapezes definieren.
Innenbelüfteter Rotor (1) nach Anspruch 8 oder 10, wobei je zwei der vier vom Trapez eingeschlossenen Winkel gleich groß sind und/oder die kürzere der beiden parallel verlaufenden Seiten des Trapezes höchstens 10 % der Gesamtlänge aller vier Kanten des Trapezes einnimmt.
Innenbelüfteter Rotor (1) nach Anspruch 1, wobei die Scheibenelementkontaktbereiche in Aussparungen der beiden Scheibenelemente (2) verlaufen.
Innenbelüfteter Rotor (1) nach Anspruch 1, wobei mindestens ein Scheibenelement (2) einen Keramikfaserverbund umfasst.
Innenbelüfteter Rotor (1) nach Anspruch 1, wobei eine stoff- und/oder formschlüssige Verbindung zwischen Scheibenelementkontaktbereichen (31, 32) und Scheibenelementen (2) durch eine Siliciumcarbid enthaltende Matrix gebildet ist, in die das Gebilde (4) eingebettet ist und die sich bis in die beiden Scheibenelemente (2) erstreckt.
Innenbelüfteter Rotor (1) nach Anspruch 1, wobei die Zahl der Scheibenelemente (2) zwei beträgt und beide Scheibenelemente (2) Reibscheibenelemente sind.