DE1288377B

DE1288377B - Fluid-cooled brake disc

Info

Publication number: DE1288377B
Application number: DE1967M0074978
Authority: DE
Inventors: Messerschmitt; Dr-Ing Willy
Original assignee: MESSERSCHMITT WERKE FLUGZEUG U
Current assignee: MESSERSCHMITT WERKE FLUGZEUG U
Priority date: 1967-07-29
Filing date: 1967-07-29
Publication date: 1969-01-30

Description

Die Erfindung betrifft eine flüssigkeitsgekühlte Bremsscheibe, die eine zur Aufnahme von Flüssigkeit und Gas dienende, zur Bremsscheibe konzentrische Ringkammer einschließt.The invention relates to a liquid-cooled brake disc which one which is used to absorb liquid and gas and is concentric to the brake disc Includes annular chamber.

Es ist bekannt, bei Scheibenbremsen zur Erhöhung des Wärmeaufnahmevermögens in den an die Bremsscheibe anpreßbaren Elementen oder bei Trommelbremsen in der Bremstrommel selbst Hohlräume vorzusehen, welche der Aufnahme oder dem Durchleiten von Kühlflüssigkeit dienen.It is known in disc brakes to increase the heat absorption capacity in the elements which can be pressed against the brake disc or in the case of drum brakes in the Brake drum itself to provide cavities, which the reception or the passage serve of coolant.

Als Kühlflüssigkeit sind bereits verschiedene Medien vorgeschlagen worden, u. a. auch Wasser wegen seiner bekannt hohen spezifischen Wärme und seiner hohen Verdampfungswärme. Die Verwendung einer Kühlflüssigkeit in einem Hohlraum bedingt, daß in dem Hohlraum ein gewisses Gaspolster verbleiben muß, um der Flüssigkeit eine thermische Ausdehnung zu ermöglichen, ohne daß hierdurch der Behälter, also das den oder die Hohlräume enthaltende Element, gesprengt wird. Wenn das Gaspolster relativ groß gewählt wird, dann wird nicht nur die thermische Flüssigkeitsausdehnung kompensiert, sondern es kann auch ein Teil der Flüssigkeit verdampfen, wobei der Dampf im Hohlraum verbleibt. Diese Ausbildung führt, wie die vorliegende Erfindung erkannt hat, bei der Verwendung von Wasser als Kühlmedium dazu, daß das Wasser bei ruhender Bremsscheibe in der Weise gefrieren kann, daß im Flüssigkeitsraum ein in bezug auf die Drehachse der Bremsscheibe asymmetrisch gelagerter, z. B. als exzentrisch liegendes Eisringsegment ausgebildeter Eisblock entsteht, welcher eine Unwucht erzeugt. Man kann zwar das Einfrieren als solches bis zu einem gewissen Grad vermeiden, indem man das Wasser ganz oder teilweise durch Frostschutzmittel ersetzt, aber dann gibt man den wichtigen Vorteil der hohen Wärmekapazität des Wassers auf.Various media have already been proposed as the cooling liquid been, i.a. also water because of its known high specific heat and its high heat of vaporization. The use of a cooling liquid in a cavity requires that a certain gas cushion must remain in the cavity to prevent the liquid to allow thermal expansion without thereby affecting the container, ie the element containing the cavity or cavities is exploded. When the gas cushion is chosen to be relatively large, then not only the thermal fluid expansion compensated, but it can also evaporate part of the liquid, with the Steam remains in the cavity. This training leads, like the present invention has recognized that when using water as a cooling medium, the water at stationary brake disc can freeze in such a way that an in with respect to the axis of rotation of the brake disc asymmetrically mounted, z. B. as eccentric lying ice ring segment formed ice block, which creates an imbalance. One can avoid freezing as such to a certain extent by you replace all or part of the water with antifreeze, but then give it one has the important advantage of the high heat capacity of water.

Die Aufgabe dieser Erfindung besteht darin, eine flüssigkeitsgekühlte Scheibenbremse zu schaffen, welche diese Nachteile vermeidet und die Kühlflüssigkeit, die also auch eine gefrierbare Flüssigkeit wie z. B. Wasser sein kann, in der Weise zentriert, daß sie sich stets in einer zur Drehachse symmetrischen Lage befindet. In überraschend einfacher Weise löst die Erfindung das Problem dadurch, daß die Ringkammer der Bremsscheibe durch eine zur Bremsscheibenachse konzentrisch angeordnete, elastisch biegsame Ringwand in zwei Ringkammern aufgeteilt ist, von denen eine Ringkammer mit einer Kühlflüssigkeit und die andere Ringkammer mit einem Gas gefüllt ist.The object of this invention is to provide a liquid-cooled To create disc brake, which avoids these disadvantages and the coolant, which is also a freezable liquid such. B. water can be in the way centered that it is always in a position symmetrical to the axis of rotation. In a surprisingly simple manner, the invention solves the problem in that the Annular chamber of the brake disc through a concentric to the brake disc axis, resiliently flexible annular wall is divided into two annular chambers, one of which is annular chamber is filled with a cooling liquid and the other annular chamber with a gas.

In an sich bekannter Weise können auch mehrere durch Wände voneinander getrennte Ringkammern in entsprechender Weise neben- oder übereinander angeordnet werden.In a manner known per se, several can also be separated from one another by walls separate annular chambers arranged in a corresponding manner next to or one above the other will.

Wenn bei einer solchen Anordnung die Kühlflüssigkeit einfrieren sollte, würde sie einen zur Rad-bzw. Bremsscheibendrehachse konzentrischen und damit unwuchtfreien Eisring bilden.If the coolant should freeze with such an arrangement, would she have a bike or. The axis of rotation of the brake disk is concentric and therefore free of unbalance Form an ice ring.

Besonders vorteilhaft ist es, die äußere Ringkammer mit Kühlflüssigkeit zu füllen und die Gasringkammer innen anzuordnen, weil bei einer derartigen Anordnung die Trennwand zwischen Gasrinb und Flüssigkeitsringkammer nicht durch die auf die Flüssigkeit wirkenden Zentrifugalkräfte beaufschlagt werden kann.It is particularly advantageous to provide the outer annular chamber with cooling liquid to fill and to arrange the gas ring chamber inside, because with such an arrangement the dividing wall between the gas ring and the liquid ring chamber does not go through the Liquid acting centrifugal forces can be applied.

Außerdem kann die Ringwand aus in axialer Richtung gewellten Metallblechen bestehen; sie kann also z. B. nach Art eines zylindrischen Faltenbalgs ausgebildet sein.In addition, the ring wall can consist of metal sheets corrugated in the axial direction exist; so it can z. B. designed in the manner of a cylindrical bellows be.

Die Ringkammer kann auch durch einen elastisch volumenveränderlichen Metallschlauch gebildet werden.The annular chamber can also have an elastic volume variable Metal hose can be formed.

Durch Anordnung und Ausbildung des Kühlflüssigkeits- und des Gasraums nach der Erfindung wird somit jederzeit eine einwandfreie Zentrierung der Kühlflüssigkeit, auch bei nur sehr geringer Umdrehungszahl der Bremsscheibe bzw. auch bei deren völligem Stillstand gewährleistet, da die flexible Wand stets dahingegend tendiert, ihre ursprüngliche konzentrische Lage beizubehalten bzw. in diese zurückzukehren.Through the arrangement and design of the coolant and gas space According to the invention, a perfect centering of the cooling liquid is thus at all times, even with only a very low number of revolutions of the brake disc or even with its complete Standstill guaranteed, as the flexible wall always tends towards its to maintain or return to the original concentric position.

Die Kühlflüssigkeit kann dabei innerhalb des völlig geschlossenen Kühlsystems verdampfen und infolgedessen eine sehr hohe Wärmemenge aufnehmen. Das geschlossene Kühlsystem benötigt praktisch keine Wartung.The coolant can be inside the completely closed Evaporate cooling system and consequently absorb a very high amount of heat. That closed cooling system requires practically no maintenance.

Die Zeichnung zeigt einen Teilquerschnitt durch eine bevorzugte Ausführungsform nach der Erfindung.The drawing shows a partial cross section through a preferred embodiment according to the invention.

Eine hohle Bremsscheibe 1, die aus einem Basisteil l a, einem Endring 1 b und einer Deckplatte 1 c besteht, ist über zwei Kugellager 2 a und 2 b auf einer Welle 3 drehbar gelagert und mit einer Radfelge 4 fest verbunden. Die Bremsscheibe 1 wird von einem Bremssattel 5 umgriffen, der zwei Bremskolben 5a und 5 b trägt. Die beiden Bremskolben werden von einer gemeinsamen Druckleitung 5 c beaufschlagt.A hollow brake disc 1, which consists of a base part 1 a, an end ring 1 b and a cover plate 1 c, is rotatably mounted on a shaft 3 via two ball bearings 2 a and 2 b and is firmly connected to a wheel rim 4. The brake disc 1 is encompassed by a brake caliper 5, which carries two brake pistons 5a and 5b. The two brake pistons are acted upon by a common pressure line 5c.

Der ringkammerförmige Innenraum der hohlen Bremsscheibe wird durch eine gewellte Ringwand 1 d in einen äußeren, mit Kühlflüssigkeit gefüllten Ringraum 1 e und einen inneren gasgefüllten Ringraum 1 f unterteilt. Eine Erhitzung der Bremsscheibe bewirkt, daß sich dei Kühlflüssigkeit ebenfalls erwärmt und, bei entsprechender Wahl des Gasdrucks im gasgefüllten Teil, schließlich verdampft. Beim Verdampfungsvorgang wird von der Flüssigkeit bzw. vom Dampf eine sehr hohe Wärmemenge aufgenommen.The annular chamber-shaped interior of the hollow brake disc is through a corrugated annular wall 1 d in an outer, with cooling liquid-filled annular space 1 e and an inner gas-filled annulus 1 f divided. A heating of the brake disc causes the coolant to also heat up and, with the appropriate Choice of gas pressure in the gas-filled part, eventually vaporized. During the evaporation process a very high amount of heat is absorbed by the liquid or vapor.

Insbesondere beim Abkühlen der Bremsscheibe ist die Ringwand 1 d bestrebt, ihre ursprüngliche Lage wieder einzunehmen und zentriert auf diese Art den Kühlflüssigkeitsring auch bei unbewegtem Rad. Gelieren, Versulzen oder gänzliches Erstarren der Flüssigkeit können also nicht zu einer Unwucht des Rades führen.In particular when the brake disc cools down, the annular wall 1 d strives to to resume their original position and in this way centers the coolant ring even when the wheel is stationary. Gelling, gelling or complete solidification of the liquid therefore cannot lead to an imbalance in the wheel.

Damit eine Zerstörung der Bremsscheibe bei außergewöhnlichen Zuständen, für welche die Bremsscheibe normalerweise nicht ausgelegt ist, vermieden wird, sind sowohl im flüssigkeitsgefüllten als auch im gasgefüllten Raum nach außen öffnende Sicherheitsventile 1 g und 1 z eingebaut. Die Sicherheitsventile öffnen, wenn der Innendruck den zulässigen Wert überschreitet.To prevent the brake disc from being destroyed in exceptional conditions, for which the brake disc is normally not designed, is avoided Both in the liquid-filled and in the gas-filled space opening outwards Safety valves 1 g and 1 z installed. The safety valves open when the Internal pressure exceeds the permissible value.

Claims

Claims: 1. Liquid-cooled brake disc which includes an annular chamber which is used to hold liquid and gas and is concentric to the brake disc axis, characterized in that the annular chamber of the brake disc (1) is formed by an elastically flexible annular wall (1) arranged concentrically to the brake disc axis (6) d) is divided into two annular chambers (le, 1f), of which one annular chamber (le or 1f) is filled with a cooling liquid and the other annular chamber (lf or le) is filled with a gas. z. Brake disc according to Claim 1, characterized in that the outer annular chamber (1 e) is filled with cooling liquid. 3. Brake disc according to claims 1 and 2, characterized in that the annular wall (1 d) consists of corrugated metal sheets in the axial direction, so z. B. is designed in the manner of a cylindrical bellows. 4. Brake disc according to claims 1 to 3, characterized in that one of the annular chambers (l e, 1 f) is formed by an elastically variable-volume metal hose.