DE3439779A1

DE3439779A1 - Gekuehlte bremsscheibe

Info

Publication number: DE3439779A1
Application number: DE19843439779
Authority: DE
Inventors: Hans-Christof 6234 Hattersheim Klein
Original assignee: Alfred Teves GmbH
Current assignee: Continental Teves AG and Co OHG
Priority date: 1984-10-31
Filing date: 1984-10-31
Publication date: 1986-04-30

Description

Gekühlte Bremsscheibe
Die Erfindung betrifft eine gekühlte Bremsscheibe, insbesondere für Kraftfahrzeugbremsen, gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.
Eine derartige gekühlte Bremsscheibe ist aus der DE-29 50 057 A 1 bekannt. Bei dieser Bremsscheibe ist sowohl der Scheibenteil als auch der Flanschteil in Form von Gußsücon ausgebildet, die miteinander hartverlötet sind. Ein einziges, bezüglich all seiner Hohlraumanteile frei miteinander kommunizierendes Wärmerohrsystem ist innerhalb der Bremsscheibe vorgesehen. Die heiden, die Bremsflächen tragenden Wandungen des Scheibenteiles sind dazu axial gegenseitig durch Abstützstege abgestützt, wobei zwischen den Abstützstegen Hohlräume verbleiben, die das Wärmerohrsystem bilden.
Die vorliegende Erfindung hat zum Ziel, bei einer gekühlten Bremsscheibe dieser Art den Wärmeübergang zu verbessern.
Dieses Ziel wird erfindungsgemäß durch die den Patentanspruch 1 kennzeichnenden Merkmale erreicht. Durch die erfindungsgemäße Kanalanordnung sammelt sich bei stationärer ungebremster Fahrt das Betriebsmedium im äußeren Bereich des Wärmerohres. Durch Verzögerungen, insbesondere Bremsverzögerungen, überlagern sich der Zentrifugalkraft tangential wirkende Massenkräfte. Diese führen zu dem Effekt, daß die Flüssigkeit von außen nach innen getrieben wird und unter Benetzung der Oberflächen des Leitungssystems dem Bereich zwangsläufig zugeführt wird, in dem die Abkühlung erfolgt.
Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sehen vor, daß das Wärmerobr im Nabenteil schraublinienförmig bzw. achsparallel verläuft.
Im Befestigungsflansch der Bremsscheibe kann gemäß einer anderen Ausführungsform das Wärmerohr in einen dort vorgesehenen Ringraum münden.
Sind mehrere Wärmerohre vorgesehen, so sind diese zweckmäßig spiralförmig ineinander geschachtelt angeordnet, wobei ihre radial äußeren Enden im wesentlichen auf demselben Radius liegen und zweckmäßig in Umfangsrichtung versetzt zueinander angeordnet sind.
Um zufällige Unsymmetrien in der Flüssigkeitsverteilung bei stationärer Fahrt zu beseitigen, sind die radial außenliegenden Enden der Wärmerohre mit Vorteil miteinander verbunden.
Es hat sich als unzweckmäßig herausgestellt, den Querschnitt der Wärmerohre kreisförmig zu gestalten, da dann unterschiedliche Wege von der Bremsscheibenoberfläche zur Wärmeübergangsfläche des Rohres bestehen, was den Wirkungsgrad negativ beeinflußen kann. Als zweckmäßig haben sich hingegen längliche Querschnitte erwiesen, die sich in Richtung der Bremsscheibenachse erstrecken. Der Querschnitt kann dabei insbesondere oval oder rechteckförmig gestaltet sein, wobei an den axial außenliegenden Schmalseiten sich radial erstreckende Ausbuchtungen vorgesehen sind. Dadurch wird auf der den Reibflächen zugewandten Seite eine größtmögliche radiale Erstreckung erreicht, wodurch die Flüssigkeit beim Rücktransport nahe der Reibfläche gesammelt wird.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, daß das Wärmerohx gewindeartig ausgebildet ist, wobei in3hesondere eine mehrgängige Gewindeform vorgesehen sein kann.
In vorteilnafter Weise ist der Scheibenteil und der Nabenteil mit dem äußeren Flanschteil der Scheibe in Verbundgußtechnik einstückig gegossen, wobei der Flanschteil zweckmäßig einen Ringteil bildet, der mittels eines Deckels verschlossen ist Ausführungsbeispiele der Erfindung und ihrer Ausgestaltung .ind in dekor Zeichnung dargestellt und im folgenden beschrieben Es zeigen Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine gekühlte Bremsscheibe; Fig. 2 einen Querschnitt durch die Bremsscheibe gemäß Fig. 2 entlang der Linie II - II in Fig. 1; Fig.
3 - 5 Teil-Längsschnitte durch eine gekühlte Bremsscheibe mit verschiedenen Querschnitten der Wärmerohre; Fig. 6 eine gewindeförmige Anordnung eines Wärmerohres; Fig. 7 eine Darstellung der Verhältnisse der Steigung zum Durchmesser bei der Anordnung gemäß Fig. 6.
Die in den Fig. 3 und 2 dargestellte Bremsscheibe 2 eist einen sich radial erstreckenden Scheibenteil 4, einen im wesentlichen zylindrischen Nabenteil 6 sowie einen am Nabenteil vorgesehenen Befestigungsflansch 8 auf. Auf beiden Seiten des Scheibenteiles sind im radial äußeren Bereich Reibflächen 10 12 vorgesehen, gegen die (hier nicht dargestellte) Reibbeläge wirken, die mittels eines (gleichfalls nicht dargestellten) Bremssattels gegen die Reibflächen gedrückt werden. Der Nabenteil 6 weist eine durchgehende Öffnung 14 auf, durch die eine (nicht dargestellte) auf einem Radlagerzapfen drehbar gelagerte Nabe geführt ist. Der Befestigungsflansch 8 dient zur Befestigung der Bremsscheibe 2 an dieser Nabe Im Scheibenteil 4 sind drei spiralförmig gestaltete Wärmeroh~ re 1f, 18, 20 vorgesehen, die vom radial außenliegenden Bereich des Scheibenteiles 4 zum radial innenliegenden Bereich des Scheibenteiles und von dort durch den Nabenteil 6 in einen im Befestigungsflansch 8 vorgesehenen Ringraum 22 führen. Die Wärmerohre 16, 18, 20 sind teilweise mit einem verdampf- und kondensierbaren Wärmeträgermedium 21, wie z. B.
einem Metall mit einem niedrigen Schmelz- und Verdampfungspunkt, wie Natrium, gefüllt. Die radial außenliegenden Enden 24, 26 und 2S der T7çirmerohre sind glenchl,läßig über den Umfang der Bremsscheibe verteilt und über eine am Ende 28 des Wärmerohres 20 angedeutete Ausgleichsleitung 30 miteinander verbunden. Die Ausgleichsleitung 30 hat den Zweck, zufällige Unsymmetrien in der Flüssigkeitsverteilung bei stationärer Fahrt und dadurch bedingte Unwuchten zu vermeiden.
In den Fig. 3 bis 5 sind verschiedene Ausführungsformen des Querschnittes der Wärmerohre dargestellt. Ein nicht dargestellter kreisförmiger Querschnitt erscheint insofern nachteilig, als unterschiedliche Wege von der Bremsscheibenoberfläche zur Wärmeübergangsfläche des Rohres vorliegen, was den Wirkungsgrad negativ beeinflußen kann. Bei den in den Fig. 3 und 4 dargestellten Ausführungsformen von Wärmerohren 32, 34, 36, bei welchen in Richtung der Scheibenachse längliche Querschnitte vorliegen, ist dieser Effekt gemildert. Der in Fig.
3 dargestellte Querschnitt weist im wesentlichen Dreiecksform mit abgerundeten Ecken auf, wobei sich die längste Seite des Dreiecks in Richtung der Scheibenachse erstreckt. Der Querschnitt gemäß Fig. 4 ist oval, wobei gleichfalls die Längsachse achsparallel verläuft. Am günstigsten erscheint in dieser Hinsicht der in Fig. 5 dargestellte längliche Querschnitt, bei dem an den Schmalseiten radial verlaufende Ausbuchtungen 40 vorgesehen sind, so daß der Querschnitt auf der <ien Reib£1ächen zugewandten Seite eine möglichst große radiale Erstreckung aufweist. Die Flüssigkeit sammelt sich dadurch beim Rücktransport nahe der Reibfläche.
Eine weitere Ausführungsform eines Wärmerohres 42 ist in Fig. 6 dargestellt. Das Wärmerohr 42 weist hier eine gewindeartige Form auf, die sich in Verbundgußtechnik einfach realisieren läßt. Damit die Förderwirkung infolge der Zentrifugalkraft sichergestellt ist, muß, wie in Fig. 7 dargestellt, der Durchmesser dup des Wärmerohres 42 bezüglich der Steigung so ausgelegt sein, daß sich ein positives # r ergibt. Zweckmäßig erscheint es, bei dieser gewindeartigen Kanalform auch mehrgängige Gewinde vorzusehen, wodurch eine vollständige Besetzung der Oberfläche der Wärmerohre während der Flüssigkeitsrückströmung sichergestellt ist.
Bezugszeichen 2 Bremsscheibe 4 Scheibenteil 6 Nabenteil 8 Befestigungsflansch 10 Reibfläche 12 Reibfläche 14 Öffnung 16 Wärmerohr 18 Wärmerohr 20 Wärmerohr 21 Wärmeträgermedien 22 Ringraum 23 Deckel 24 Ende 26 Ende 28 Ende 30 Ausgleichsleitung 32 Wärmerohr 34 Wärmerohr 36 Wärmerrohr 40 Ausbuchtung 42 Wärmerohr

Claims

Patentansprüc.he l. Gekühlte flremscheibe, insbesondere für Kraftfahrzeugbrem sen, mit einem Nabenteil mit Befestigungsflansch, und einem mit dem Nabenteil verbundenen, sich radial erstreckenden Scheibenteil, wobei zumindest ein Wärmerohr vorgesehen ist, das von einem radial außenliegenden Teil der Bremsscheibe zu einem radial innenliegenden Teil rührt und das teilweise mit einem verdampE- und kondensierbaren Warmeträgermedium gefüllt ist, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß das Wärmerohr (16, 18, 20) spiralförmig vom radial außenliegenden zum radial innenliegenden Teil der Bremsscheibe (2) führt.
2. Gekühlte Bremsscheibe nach Anspruch 1, dadurch g e -k e n n z e i c h n e t , daß das Wärmerohr (lG, 18, 20) im Nabenteil (6) schraublinienförmig verläuft
3. GekühlteBremsscheibe nach Anspruch 1, dadurch g e -k e n n æ e i c h n e t , daß das Wärmerohr (16, 18, 20) im Nabenteil (6) achsparallel verläuft.
4. Gekühlte Bremsscheibe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß das Wärrnerohr (16, 18, 20) in einen im Befestigungsflansch (8) vorqesehenenRingraum (22) mündet.
5. Gekühlte Bremsscheibe nach einem der vorhergehenden Ans)rrUche, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß zumindert zwei Wärmerohre (16, 18, 20) spiralförmig ineinander geschachtelt angeordnet sind, wobei ihre radial äußeren Enden (24, 26, 28) im wesentlichen auf demselben Radius liegen.
6. Gekühlte Bremsscheibe nach Anspruch 5, dadurch g e -k e n n z e i c h n e t , daß die radial äußeren Enden (24, 26, 28) der Wärmerohre (16, 18, 20) in Umfangsrichtung versetzt zueinander angeordnet sind.
7. Gekühlte Bremsscheibe nach Anspruch 5 oder 6, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß die außeniiegenden Enden (24, 26, 28) der Wärmerohre (16, 18, 20) untereinander verbunden sind.
8. Gekühlte Bremsscheibe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß das Wärmerohr (16, 18, 20) einen länglichen Querschnitt aufweist, der sich in Richtung der Bremsscheibenachse erstreckt.
9. Gekühlte Bremsscheibe nach Anspruch 8, dadurch g e -k e n n z e i c h n e t , daß der Querschnitt des Wärmerohres (34) oval ist.
10. Gekühlte Bremsscheibe nach Anspruch 8, dadurch g e -k e n n z e i c h n e t , daß der Querschnitt des Wärmerohres (36) im wesentlichen Rechteckform aufweist.
*11 Gekühlte Bremsscheibe nach Anspruch 10, dadurch g e -k e n n z e i c h n e t , daß an den Schmalseiten des Rechteckes sich radial erstreckende Ausbuchtungen (40) vorgesehen sind.
12. Gekühlte Bremsscheibe nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß das Wärmerohr in (42) gewindeartig geformt ist.
13. Oberbegriff wie bei Anspruch 1, insbesondere nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t , daß der Scheibenteil (4) und der Nabenteil (6) mit dem äußeren Flanschteil einstückig gegossen sind.
14. Gekühlte Bremsscheibe nach Anspruch 13, dadurch g e -k e n n z e i c h n e t , daß im-Befestigungsflansch (8) ein Ringraum (22) gebildet ist, der mittels eines Deckels (23) verschlossen ist.