DE3201784A1

DE3201784A1 - Mit lueftungskanaelen ausgestattetes, drehendes organ fuer eine bremse

Info

Publication number: DE3201784A1
Application number: DE3201784A
Authority: DE
Inventors: Jean 95130 Franconville Herbulot; Bernard 93380 Pierrefitte Jumel
Original assignee: Valeo SE
Current assignee: Valeo SE
Priority date: 1981-01-27
Filing date: 1982-01-21
Publication date: 1982-09-09
Also published as: FR2498711B1; IT8212417A0; FR2498711A1; US4469203A; IT1157613B

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein drehendes Organ einer Bremse mit einer Vielzahl von Lüftungskanälen, wobei ein solches Organ beispielsweise insbesondere eine Bremsscheibe ist.

Allgemein wird in den bekannten Bremsscheiben jeder Lüftungskanal von einer durchgehenden Innenwandung gebildet.

Diese Form gestattet zweifellos gute aerodynamische Bedingungen für die Luftströmung der Ventilation. Jedoch ist oft die erzielte Kühlung nicht vollkommen befriedigend.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein drehendes Organ einer Bremse mit einer Vielzahl von Lüftungskanälen zu schaffen, die hervorragende Kühlverhältnisse bereitstellt.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe bei dem gattungsgemäßen Bremsenorgan dadurch gelöst, daß bei zumindest bestimmten der Lüftungskanäle der Kanal in Längsrichtung in mindestens zwei Teilabschnitte mittels einer Abstufung getrennt ist, welche eine plötzliche Diskontinuität des Querschnitts erzeugt.

Bankverbindung: Bayer. Vereinsbank München, Konto 620404 (BLZ 700 202 70)

Postscheckkonto: München 27044-802 (BLZ 70010080) (nur PA Dipl.-lng. S. Staeger)

Bei einer solchen Anordnung sind die aerodynamischen Strörnungsbedingungen in den Kanälen zweifelsohne weniger gut als in dem Fall, wo die Innenwandung, welche den Kanal bildet, ununterbrochen verläuft, jedoch bewirkt die durch die Abstufung hervorgerufene Turbulenz einen günstigen thermischen Austausch zwischen der Ventilationsluft und dem drehenden Organ. Daraus resultiert also eine weniger gute Strömung, aber es wurde widersinnigerweise eine bessere Kühlung festgestellt, was der Hauptzweck der Kanäle ist.

Die Abstufung kann jede geeignete Form aufweisen und ist vorzugsweise im wesentlichen senkrecht zur Längsmittellinie des Kanals angeordnet. Sie kann jedoch in gleicher Weise auch in Bezug auf diese Linie geneigt sein.

Die plötzliche Diskontinuität des Querschnitts kann durch eine Veränderung der Querschnittsfläche bewirkt werden, und zwar mit den Achsen der Teilabschnitte in einer Linie oder verschoben und die Umrisse der Teilabschnitte gleichartig oder verschieden, man kann aber in gleicher Weise Teilabschnitte vorsehen mit gleichen Querschnittsflachen,aber verschobenen Umrissen, sei es weil sie unterschiedlich sind, sei es weil ihre Achsen verschoben sind, oder sei es aus beiden Gründen gemeinsam.

Es sei darauf hingewiesen, daß jeder Kanal entweder divergierend, konvergierend, zum Teil divergierend und zum Teil konvergierend oder mit konstanter Querschnittsfläche ausgebildet ist. Vorteilhafterweise ist er im wesentlichen radial orientiert.

In dem Fall, in dem die Teilabschnitte unterschiedliche Querschnittsflächen aufweisen,beträgt die Änderung der Fläche vorteilhafterweise zwischen 10 und 30 %, vorzugsweise um 20 %. Auf diese Weise erhält man eine gute Turbulenz, wobei der Kanal mit einem Eintritt ausgestattet ist, der genügend groß ist,um eine erhebliche Strömung zu erlauben und mit änem Ausgang, der genügend klein ist,um sich nicht der Gefahr einer Schwächung der

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Festigkeit des drehenden Organs auszusetzen.

Gemäß einem weiteren Merkmal weist jeder Kanal einen konstanten Querschnitt auf, beispielsweise einen kreisförmigen, elliptischen oder polygonalen.

In einer erfindungsgemäßen Ausführungsform weist der Kanal drei Teilabschnitte auf, die jeweils durch zwei Abstufungen voneinander getrennt sind.

In diesem Fall besitzt der Zwischenteilabschnitt entsprechend einer die Erfindung nicht begrenzenden Ausführungsform einen kreisförmigen Querschnitt, während jeder der Endteilabschnitte einen elliptischen Querschnitt besitzt. Vorzugsweise weist einer der Teilabschnitte mit elliptischem Querschnitt eine große Ellipsenachse auf, die gleich ist dem Durchmesser des Zwischenteilabschnitts mit kreisförmigem Querschnitt, der seinerseits gleich ist der kleinen Ellipsenachse des anderen Endabschnitts mit elliptischem Querschnitt.

Mit einer mit solchen Kanäfen ausgestatteten Scheibe erzielt man hervorragende Kühlbedingungen. Desweiteren ist der Aufbau des drehenden Organs relativ einfach und seine Herstellung bequem.

Im Nachfolgenden werden Beispiele von Ausführungsformen anhand der beigefügten Zeichnungen beschrieben. Es zeigen:

Figur 1 eine Ansicht im Aufriß eines drehenden Organs einer Bremse, das erfindungsgemäß von einer Bremsscheibe gebildet wird, aus Ansicht der Pfeile I-I in Figur 2, mit einem teilweise herausgebrochenen Bereich,

Figur 2 eine Schnittansicht dieser Scheibe entlang der unterbrochenen Linie II-II in Figur 1,

Figur 3 eine vergrößerte Schnittansicht eines der Lüftungskanäle, entlang der Linie III-III in Figur 4,

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Figur 4 eine entsprechende Schnittansicht dieses Kanals entlang der Linie IV-IV in Figur 3,

Figur 5 eine vergrößerte Ansicht dieses Kanals von oben aus Richtung der Pfeile V-V in Figur 3,

Figur 6 eine Ansicht analog derjenigen in Figur 5, jedoch einer anderen AusführungsVariante, und

Figuren 7,

8,9,10,11

und 12 sechs Ansichten analog Figur 3 betreffend jeweils andere Aus führungsVarianten.

Es wird nun zunächst auf die Figuren 1 bis 5 Bezug genommen, welche als die Erfindung nicht eingrenzendes Ausbildungsbeispiel die Verwendung der Erfindung bei einer Scheibenbremse für Kraftfahrzeuge betrifft, und auf denen man die allgemein mit der Bezugsziffer 10 bezeichnete Scheibe erkennt.

Die Scheibe 10 weist einen ümfangsbereich 11 mit zwei sich gegenüberliegenden ringförmigen Reibflächen 12 auf, die im wesentlichen senkrecht zur Achse stehen. In gleicher Weise weist die Scheibe 10 einen zentralen Befestigungsbereich 13 mit einem für die Befestigung vorgesehenen Bundring 14 auf, der über einen zylindrischen Kranz 15 mit dem Ümfangsbereich 11 verbunden ist.

Der Ümfangsbereich 11 weist eine Vielzahl von radialen Lüftungskanälen 16 auf. An dem Bundring sind eine Reihe von Löchern 17 für die Befestigung an einem Rad des Fahrzeugs vorgesehen. Desweiteren weist der zylindrische Kranz 15 eine Reihe von Öffnungen auf.

Jeder in dem Ümfangsbereich 11 der Scheibe 10 ausgebildete radiale Kanal 16 läuft von innen nach außen und ist in dem in den Figuren

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1 bis 5 dargestellten Ausführungsbeispiel in Längsrichtung in drei Teilabschnitte unterteilt: einen Innenabschnitt 19, einen Mittenabschnitt 20 und einen Außenabschnitt 21 (Figuren 3 bis 5). Die Teilabschnitte 19 und 20 sind mittels eines Absatzes oder einer Stufe 22 voneinander getrennt, die eine plötzliche Unterbrechung des Querschnitts verursacht, während die Bereiche 20 und 21 mittels einer Stufe 23 voneinander getrennt sind, die in gleicher Weise eine plötzliche Diskontinuität des Querschnitts hervorruft.

Die plötzliche Unterbrechung des Querschnitts bei 22 und 23 wird durch eine Veränderung der Querschnittsfläche der Teilabschnitte bewirkt.

Diese Veränderung beträgt vorteilhafterweise zwischen 10 und 30 %_f und bevorzugt um 20 %. Auf diese Weise weist der Eintritt 24 des Kanals 16 einen Querschnitt auf, der genügend groß ist, um eine erhebliche Strömung zu gestatten, während der Ausgang 25 des Kanals 16 genügend klein ist, um dem Risiko einer Gefährdung der Festigkeit des Umfangsbereichs 11 der Scheibe 10 zu entgehen.

Jeder Teilabschnitt 19, 20 und 21 des Kanals 16 weist einen konstanten Querschnitt auf und verläuft koaxial zu einer Längsmittellinie des Kanals 16. Jede Stufe 22 oder 23 ist im wesentlichen senkrecht zu der Achse des Kanals 16 angeordnet.

Insbesondere weist der Zwischenteilabschnitt 20 des Kanals 16 einen kreisförmigen Querschnitt auf, während jeder der Endab schnitte 19 und 21 des Kanals 16 einen elliptischen Querschnitt aufweisen. Der innen gelegene elliptische Teilabschnitt 19 besitzt eine große Ellipsenachse (Figur 5), die gleich dem Durchmesser D des Zwischenabschnitts 20 mit dem kreisförmigen Querschnitt ist, der seinerseits gleich der kleinen Ellipsenachse des äußeren Teilabschnitts 21 mit elliptischem Querschnitt ist.

..'ie man insbesondere aus den Figuren 3 bis 5 erkennt, weisen die Abstufungen 22 und 23 eine doppelsichelförmige Ausbildung aus (Figur 5) .

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Dank dieser erfindungsgemäßen Ausbildung bewirken die Stufen 22 und 23 eine Turbulenz der Luftströmung durch die Kanäle 16, wodurch der thermische Austausch zwischen der ventilierten Luft und dem Umfangsbereich der Scheiben 10 begünstigt wird. Man erzielt auf diese Weise eine hervorragende Kühlung der Scheibe 10.

Bei einer Variante (Figur 6) ist die Ausbildung analog zu derjenigen, die im Zusammenhang mit den Figuren 1 bis 5 beschrieben worden ist, jedoch weisen die Teilabschnitte 19,20 und 21 der Kanäle 16 statt eines kreisförmigen oder elliptischen Querschnitts einen polygonalen Querschnitt auf, z.B. wie in Figur 6 dargestellt, einen hexagonalen, jedoch kann er ebenso gut ein Rechteck sein oder eine andere Form aufweisen.

In dem in den Figuren 1 bis 5 dargestellten Ausführungsbeispiel sind die Stufen 22 oder 23 im wesentlichen senkrecht zur Achse des Kanals 16 ausgerichtet. Man kann jedoch in gleicher Weise eine Neigung der Stufen 22 und/oder 23 in Bezug auf diese Achse vorsehen, wie es in Figur 7 dargestellt ist.

In den Beispielen der Figuren 1 bis 5, 6 und 7 verlaufen die Teilabschnitte 19, 20 und 21 zu der Längsmittellinie des Kanals 16 koaxial. Jedoch kann man in gleicher Weise (Figur 8) vorsehen, daß die Teilabschnitte 19, 20 und 21 mit ihren Achsen im Abstand zueinander und parallel verlaufen. Diese Teilabschnitte 19, 20 und 21 verlaufen vorteilhafterweise kotangential einer Mantellinie 26, wie es in der Figur 8 dargestellt ist. In diesem Fall sind die Abstufungen 22 und 23 nur an einer Seite des Kanals 16 angeordnet.

Man kann auch mit einer solchen kotangentialen Anordnung eine Abwandlung derart vorsehen, daß die Stufeneinmal auf der einen Seite des Kanals 16 und einmal auf der anderen angeordnet sind, wie in der Figur 9 dargestellt, oder daß der Kanal 16 fünf Teil abschnitte 19A,19B,2OA,2OB und 21 aufweist. Die Abstufungen 22A und 23A sind auf einer Seite des Kanals 16 angeordnet und wechseln

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mit den Stufen 22B und 23B ab, die auf der anderen Seite des Kanals 16 vorgesehen sind. In den verschiedenen Ausfuhrungsformen, die bisher beschrieben worden sind, divergiert der Kanal 16 in Richtung des Außenumfangs der Scheibe, es kann jedoch ebenso vorgesehen sein, daß er entweder konvergiert (Figur 10) oder zum Teil divergiert und zum Teil konvergiert (Figur 11). Der Kanal 16 kann darüberhinaus ebenfalls mit einer konstanten Querschnittsfläche ausgebildet sein (Figur 12), wobei in diesem Fall die Konturen der Teilabschnitte 19,20 und 21 abgestuft sind, z.B., weil ihre Achsen stufenweise angeordnet sind und/oder weil die Konturen unterschiedlich sind.

Es versteht sich, daß die Erfindung nicht auf die beschriebenen und dargestellten Ausführungsformen begrenzt ist, sondern alle Varianten im Rahmen der Ansprüche umfaßt. Insbesondere kann jeder Kanal eines beliebigen Ausführungsbeispiels der Figuren 1 bis 5, der Figur 6, der Figur 7, der Figur 8, der Figur 9, der Figur 10, der Figur 11 oder der Figur 12 einen kreisförmigen Querschnitt, einen elliptischen oder einen polygonalen Querschnitt aufweisen. Desgleichen kann jede Stufe des Kanals 16 senkrecht zur Achse verlaufen oder in Bezug auf diese geneigt sein, und dies bei jedem beliebigen Ausführungsbeispiel. Desweiteren kann der Kanal divergent, konvergent oder zum Teil divergent und zum Teil konvergent ausgebildet sein oder mit einer konstanten Querschnittsfläche versehen sein, und dies wiederum bei jedem beliebigen der Ausführungsbeispiele .

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Leerseite

Claims

PATENTANSPRÜCHE

1. Drehendes Organ einer Bremse, mit einer Vielzahl von im wesentlichen radial verlaufenden Lüftungskanälen, von denen jeder in Längsrichtung in mindestens drei Teilabschnitte geteilt ist, die im wesentlichen koaxial mit einer Längsmittellinie des Kanals verlaufen und die im wesentlichen mit kostantem Querschnitt ausgebildet sind, wobei die Teilabschnitte untereinander eine plötzliche Diskontinuität des Querschnitts aufweisen, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Kanal (16) einen einheitlichen radialen, vollkommen freien Durchgang bildet, daß die seitliche Wandung jedes Teilabschnitts (19,20,21) glatt und ununterbrochen ist, und daß die plötzliche Diskontinuität des Querschnitts zwischen den Teilabschnitten durch eine am Umfang verlaufende ringförmige Stufe · (22,23) gebildet ist.

(nur PA Dipl.-Ing. S. Staeger)

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2. Bremsenorgan nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Stufe (22,23) im wesentlichen senkrecht zu der Längsmittellinie des Kanals (16) verläuft.

3. Bremsenorgan nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Stufe (22,23) in Bezug auf die Längsmittellinie des Kanals (16)geneigt angeordnet ist.

4. Bremsenorgan nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens zwei der Teilabschnitte unterschiedliche Querschnittsflächen aufweisen.

5. Bremsenorgan nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Änderung der Querschnittsfläche der genannten Teilabschnitte im Bereich zwischen 10 und 30 % liegt, vorzugsweise um 20 %.

6. Bremsenorgan nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens zwei Teilabschnitte des Kanals (16) eine gleiche Querschnittsfläche und einen verschobenen Umriß aufweisen.

7. Bremsenorgan nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens zwei Teilabschnitte des Kanals (16) koaxial verlaufen.

8. Bremsenorgan nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß bei mindestens zwei Teilabschnitten des Kanals die Achsen zueinander einen Abstand aufweisen und parallel verlaufen.

9. Bremsenorgan nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Teilabschnitte kotangential angeordnet sind.

10.Bremsenorgan nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Kanal (16) in Richtung des Außenumfangs des drehenden Organs divergiert.

11. Bremsenorgan nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Kanal (16) in Richtung des Außenumfangs des drehenden Organs konvergiert.

12. Bremsenorgan nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest einer der Teilabschnitte des Kanals (16) einen konstanten Querschnitt aufweist.

13. Bremsenorgan nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß der konstante Querschnitt kreisförmig ist.

14. Bremsenorgan nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß der konstante Querschnitt elliptisch ist.

15. Bremsenorgan nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß dei konstante Querschnitt polygonal ist.

16. Bremsenorgan nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Kanal (16) drei jeweils voneinander durch zwei Abstufungen (22,23) getrennte Teilabschnitte aufweist und daß ein Zwischenteilabschnitt einen kreisförmigen und zwei Endteilabschnitte einen elliptischen Querschnitt aufweisen.

17. Bremsenorgan nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß ein Endabschnitt(19) einen elliptischen Querschnitt mit einer großen Ellipsenachse aufweist, die gleich ist dem Durchmesser (D)des Zwischenteilabschnitts (20) mit kreisförmigem Querschnitt, der seinerseits gleich ist der kleinen Ellipsenachse des anderen Endabschnitts (21)mit elliptischem Querschnitt.

18. Bremsenorgan nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Längsmittellinie des Kanals (16) im Bezug auf das drehende Organ radial verläuft. ' " '