-
Die vorliegende Erfindung hat im wesentlichen eine belüftete Bremsscheibe zum
Gegenstand.
-
Sie richtet sich ebenfalls auf eine Gießform zur Herstellung dieser Scheibe.
-
Man weiss, dass, während des Bremsens eines Fahrzeuges, die kinetische Energie des
Fahrzeuges durch die Bremsen aufgenommen wird und sich durch Reibung der
Bremsbeläge an der Bremsscheibe in Wärmeenergie umwandelt.
-
Es ist also wesentlich, dass die Bremsscheibe in geeigneter Weise eingerichtet ist,
damit die unter der Wirkung des Bremsens eingespeicherte Wärme möglichst gut
abgeleitet wird.
-
Zu diesem Zweck hat man bereits, wie z.B. in dem Dokument FR-A-2.182.494
beschrieben, eine belüftete Bremsscheibe vorgeschlagen, mit einerseits sich in einer
radialen Richtung zwischen den beiden Stirnreibungsflächen der Scheibe
erstreckenden Belüftungskanälen und andererseits mit die Verbindung der
Aussenseite der Scheibe mit den Belüftungskanälen gestattenden Öffnungen.
-
Jedoch weist eine derartige Scheibe den Nachteil eines vorzeitigen Verschleisses der
Reibungsbeläge durch Reibewirkung im Bereich desjenigen Teiles der Öffnungen,
der an den Stirn- bzw. Aussenflächen der Scheibe ausmündet. Ausserdem sind die
Öffnungen orthogonal zu den Belüftungskanälen angeordnet und gestatten nicht
die bestmögliche Verwendung des die Ableitung der sich in der Scheibe
einspeichernden Wärmeenergie gewährleistenden Luftstromes.
-
Ausserdem kennt man aus dem Dokument DE-B-2.507.264 oder dem Dokument EP-A-
0.057.618 eine belüftete Bremsscheibe der in dem Oberbegriff der Ansprüche 1, 2
und 3 beschriebenen Gattung.
-
Die vorliegende Erfindung hat zum Ziel, eine vervollkommene belüftete
Bremsscheibe vorzuschlagen, deren Einrichtung und/oder Ausrichtung der
Öffnungen der Bremsscheibe gestatten, sich schnell und vollkommen abzukühlen.
-
Zu diesem Zweck hat die Erfindung eine belüftete Bremsscheibe für Bremsen der
axialen Bauart zum Gegenstand mit einerseits sich in einer radialen Richtung
zwischen den beiden Stirnreibungsflächen der Scheibe erstreckenden
Belüftungskanälen und andererseits an den besagten Stirnflächen ausmündenden
und mit den Belüftungskanälen verbundenen Öffnungen, wobei die Öffnungen eine
Abfasung im Bereich ihres an den beiden Stirnflächen der Scheibe ausmündenden
Teiles aufweisen und derart angeordnet sind, um die Luftströmung zwischen den
besagten Stirn- bzw. Aussenflächen der Scheibe und den Belüftungskanälen zu
erleichtern, dadurch gekennzeichnet dass die Achsen der Öffnungen in der
Umfangsrichtung der Scheibe schräg sind und entweder symmetrisch in bezug auf
die gemeinsame Mittelebene der Belüftungskanäle oder parallel sind.
-
Gemäss einer anderen Ausführungsform sind die Achsen der vorgenannten
Öffnungen schräg und entweder nach innen der Scheibe in Richtung auf ihre
Drehachse hin oder nach aussen der Scheibe hin und von ihrer Drehachse weg
genchtet.
-
Gemäss noch einer anderen Ausführungsform ist die Scheibe dieser Erfindung durch
eine abwechselnde Kreisumfangsanordnung von zwei auf einer Seite der Scheibe
radial fluchtend ausgerichteten Öffnungen und einer Öffnung auf der anderen Seite
der Scheibe gekennzeichnet, wobei die Achsen der besagten Öffnungen in einer
gemeinsamen Axialebene gelegen sind und senkrecht zu der gemeinsamen
Mittelebene der Belüftungskanäle verlaufen, welche innen in den Öffnungen
ausmündende und auf die besagte Mittelebene geneigte radiale Nuten, Kerben
oder dergleichen aufweisen.
-
Die Nuten zwischen zwei auf einer Seite der Scheibe radial fluchtend ausgerichteten
Öffnungen können in Richtung auf die gemeinsame Mittelebene der
Belüftungskanäle zusammenlaufen, während die Nuten beiderseits der Öffnung auf
der anderen Seite der Scheibe in Richtung auf diese Öffnung zusammenlaufen.
-
Gemäss einer Abwandlung ist eine Kerbe zwischen zwei auf einer Seite der Scheibe
radial fluchtend ausgerichteten Öffnungen vorgesehen, während die zu der
Mittelebene der Belüftungskanäle hin konvergierenden Nuten beiderseits der
Öffnung auf der anderen Seite der Scheibe vorgesehen sind.
-
Diese Erfindung richtet sich ebenfalls auf eine Gießform zur Herstellung durch ein
Formgießverfahren mit verlorenem Modell, eines verlorenen Modells aus welchem
ausgehend eine Scheibe mit Belüftungskanälen und die Aussenseite der Scheibe mit
diesen Kanälen verbindenden Öffnungen mit schrägen Achsen gefertigt wird,
welche Gießform wie an sich bekannt zwei halbe Kokillen aufweist und dadurch
gekennzeichnet ist, dass jede halbe Kokille auf einer ihrer Seiten Kränze von
Ausstülpungen aufweist, deren etwa trapezförmige und komplementäre Profile die
Schaffung der vorgenannten Öffnungen mit schrägen Achsen und Abfasung
gestatten.
-
Diese Gießform ist weiter dadurch gekennzeichnet, dass die Ausstülpungen einer
halben Kokille jeweils eine einen kegelstumpfförmigen Flächenteil bildende radial
äussere Seite und eine radial innere Seite aufweisen, welche letztere konkav ist und
welche der radial äusseren und konvexen Seite der Ausstülpungen der anderen
halben Kokille formschlüssig entspricht, deren radial innere Seite einen sich parallel
zu derjenigen Seite, die an der ersten Stelle genannt worden ist, erstreckenden
kegelstumpfförmigen Flächenteil bildet.
-
Aber weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung werden besser in der
ausführlichen Beschreibung, die folgt und sich auf die beigefügten beispielsweise
angegebenen Zeichnungen bezieht, erscheinen und in welchen:
-
Die Figur 1 eine halbe Draufsicht einer belüfteten Bremsscheibe gemäss dieser
Erfindung ist;
-
Die Figur 2 eine Ansicht im Schnitt entlang der Linie II-II der Figur 1 ist;
-
Die Figur 3 eine Ansicht im Schnitt entlang der Linie III-III der Figur 1 ist;
-
Die Figur 4 eine der Figur 3 ähnliche Ansicht ist, aber eine Ausrichtung der
Öffnungen, die sich von derjenigen auf der Figur 3 gezeigten unterscheidet,
veranschaulicht;
-
Die Figur 5 eine halbe Draufsicht einer anderen Ausführungsform der belüfteten
Bremsscheibe gemäss dieser Erfindung ist;
-
Die Figur 6 eine Ansicht im Schnitt entlang der Linie VI-VI der Figur 5 ist;
-
Die Figur 7 eine der Figur 6 ähnliche Ansicht ist, aber eine Abwandlung der
Ausrichtung der Öffnungen in den Stirnflächen der Scheibe veranschaulicht;
-
Die Figur 8 eine Draufsicht noch einer anderen Ausführungsform der belüfteten
Bremsscheibe gemäss dieser Erfindung ist, wobei der untere Teil dieser Figur eine
Anordnung von Öffnungen, die sich von der auf dem oberen Teil der Figur
dargestellten Anordnung unterscheidet, veranschaulicht;
-
Die Figuren 9 und 10 Ansichten im Schnitt jeweils entlang den Linien IX-IX und X-X
der Figur 8 sind;
-
Die Figur 11 eine vergrösserte Ansicht des umrahmten Teiles XI der Figur 10 ist;
-
Die Figur 12 eine Ansicht im Querschnitt durch eine Nut entlang der Linie XII-XII
der Figur 11 ist;
-
Die Figuren 13 und 14 jeweils den Figuren 9 und 10 ähnliche Ansichten sind, aber
Herstellungsabwandlungen der in den Belüftungskanälen der Scheibe gebildeten
Nuten veranschaulichen;
-
Die Figur 15 eine Ansicht im Schnitt entlang der Linie XV-XV der Figur 8 ist;
-
Die Figur 16 eine Ansicht im Teilschnitt durch eine Gießform zur Herstellung einer
Scheibe mit Öffnungen mit schrägen Achsen ist, welcher Schnitt durch zwei
formschlüssig entsprechenden Ausstülpungen, welche die Innenseiten der halben
Kokillen der Gießform aufweisen, führt;
-
Die Figur 17 eine Ansicht im Schnitt entlang der Linie XVII-XVII der Figur 16 ist;
-
Die Figur 18 eine Ansicht im Teilschnitt einer anderen Ausführungsform der zur
Herstellung der Scheiben bestimmten Gießform ist, deren Öffnungen senkrecht zu
den Belüftungskanälen verlaufende Achsen besitzen und erfindungsgemäss eine
Abfasung im Bereich ihres nach aussen der Scheibe ausmündenden Teiles
aufweisen.
-
Bezugnehmend ganz zuerst auf die Figuren 1 und 4 sieht man, dass eine belüftete
Bremsscheibe 1 gemäss dieser Erfindung sich in einer radialen Richtung zwischen
den beiden Stirnseiten 3 der Scheibe 1 erstreckende Belüftungskanäle 2 aufweist,
welche jeweils an den besagten Stirnflächen ausmündende und die Aussenseite der
Scheibe mit den Belüftungskanälen 2 verbindende Öffnungen 4, 4a aufweisen.
-
Wie an sich bekannt, können die Seiten 3 der Scheibe 1 mit (nicht dargestellten)
Reibbelägen zusammenwirken und sind mit einer Nabe 5, durch welche die Scheibe
an einem Fahrzeugrad befestigt ist, fest verbunden.
-
Wie man es auf den Figuren 1 und 2 sieht, sind die Öffnungen 4 und 4a für gewisse
derselben zwei zu zwei radial ausgerichtet und münden einander gegenüberliegend
in die Belüftungskanäle 2 ein.
-
In genauerer Weise und bei Betrachtung der Figur 1 versteht man, dass jede
Stirnfläche 3 der Scheibe 1 zwei kreisförmige Reihen von Öffnungen 4 aufweist,
wobei die am nahesten der Drehachse O der Scheibe 1 liegende Reihe eine Anzahl
von Öffnungen 4 aufweist, die der Hälfte der Anzahl der Öffnungen der am
weitesten von der Achse O gelegenen Reihe von Öffnungen4 gleich ist, so dass jede
zweite Öffnung dieser letzten Reihe mit einer Öffnung der der Achse O
nächstliegenden Reihe von Öffnungen radial fluchtet.
-
Wie man es deutlich auf den Figuren 1 und 3 sieht, sind die Achsen der Öffnungen 4,
4a in der Umfangsrichtung der Scheibe schräg und sind diese Öffnungen
symmetrisch in bezug auf die gemeinsame Mittelebene P der Belüftungskanäle 2.
-
Bei der durch die Figur 4 veranschaulichten Ausführungsform sieht man, dass die
Achsen der in die Belüftungskanäle 2 ausmündenden Öffnungen 4, 4a parallel sind.
-
Bei 6 auf den Figuren 3 und 4 hat man eine Kühlungsschöpfkelle schematisch
gezeigt, deren Ausrichtung zu den schrägen Achsen der Öffnungen 4a (Figur 3) und
der Öffnungen 4a und 4 (Figur 4) etwa parallel ist, wodurch die Aktivierung und
Optimisierung des Luftumlaufes in der Scheibe 1 vorteilhaft ermöglicht wird.
-
Der an den beiden Stirnflächen 3 der Scheibe 1 ausmündende Teil der Öffnungen 4,
4a weist eine Abfasung 7, wie man auf den Figuren 3 und 4 sieht, aber die auf der
Figur 2 besser sichtbar ist, auf. Man wird hier bemerken, dass die Abfasung 7 nur
teilweise geschaffen ist, wegen, wie man es versteht, der schrägen Ausrichtung der
Öffnungen 4, 4a. Eine solche Abfasung 7 wird die frühzeitige Abnutzung durch
Reibewirkung der eine Reibung an den Stirnseiten 3 der Scheibe, während des
Bremsens des Fahrzeuges ausübenden (nicht dargestellten) Bremsbeläge vorteilhaft
vermeiden. Ausserdem wird die schräge Ausrichtung, wie hier voran bestimmt, die
Luftströmung durch die besagten Öffnungen und die Belüftungskanäle 2 und
demzufolge die Ableitung der in der Scheibe während des Bremsens
eingespeicherten Wärme begünstigen.
-
Bei der auf der Figur 5 sichtbaren Ausführungsform sind alle Öffnungen 4, 4a in jeder
Stirnseite 3 der Scheibe 8 zwei zu zwei radial fluchtend und münden einander
gegenüberliegend in die Belüftungskanälen 2 ein.
-
Aber hier wie man es gut auf den Figuren 5 und 6 sieht, sind die Achsen der
Öffnungen 4, 4a nicht mehr schräg in der Umfangsrichtung der Scheibe 8, aber in
der radialen Richtung dieser Scheibe. In genauerer Weise, wie man es auf der Figur 6
sieht, sind die Öffnungen 4, 4a nach innen der Scheibe in Richtung auf ihre
Drehachse O ausgerichtet.
-
Im Gegenteil bei der auf der Figur 7 dargestellten Abwandlung sind die Öffnungen 4
4a, die immer in der radialen Richtung der Scheibe 8 schräg sind, nach aussen der
Scheibe und von der Drehachse O weggerichtet.
-
Wie bei der Ausführungsform der Figur 1 weist der nach aussen der Öffnungen 4 und
4a ausmündende Teil eine die Abnutzung der Reibbeläge durch Reibewirkung
begrenzende Abfasung 7 auf.
-
Bei der Ausführungsform der Figur 8 weist die Scheibe 9 eine abwechselnde
kreisförmige Anordnung von zwei radial fluchtenden Öffnungen 10 bzw. 10a auf einer
Seite 3 der Scheibe und einer Öffnung 11 bzw. 11a auf der anderen Seite 3 der
Scheibe auf, wobei die Achsen der Öffnungen 10 und 11a bzw 10a und 11 in einer
gemeinsamen Axialebene gelegen sind.
-
Hier verlaufen sämtliche auf dem oberen Teil der Figur 8 sichtbare Öffnungen 10,
10a, 11, 11a senkrecht zur gemeinsamen Mittelebene P der Belüftungskanäle 2 und
weisen sie, wie vorangehend beschrieben, eine Abfasung 2 im Bereich ihres nach
aussen der Stirnseiten 3 der Scheibe 9 ausmündenden Teiles auf, wobei diese
Abfasung 7 auf den Figuren 9, 10, 11, 13 und 14 gut sichtbar ist. Ausserdem weisen
die Belüftungskanäle 2, in welche die Öffnungen 10, 10a, 11 und 11a orthogonal
ausmünden, innen radiale Nuten, Kerben oder dergleichen auf, die in die besagten
Öffnungen ausmünden und die auf die Mittelebene P der Belüftungskanäle 2
geneigt sind.
-
Gemäss der auf den Figuren 9 und 10 dargestellten Ausführungsform sind zwei Nuten
12 zwischen zwei auf einer Seite 3 der Scheibe 9 radial fluchtenden Öffnungen 10
bzw. 10a vorgesehen, wobei diese beiden Nuten in Richtung auf die gemeinsame
Mittelebene P der Belüftungskanäle 2 zusammenlaufen, während zwei in den
Belüftungskanälen 2 beiderseits der Öffnung 11, 11a auf der anderen Seite 3 der
Scheibe 9 gebildet sind, wobei diese zwei letzten Nuten in Richtung auf die besagte
Öffnung 11 bzw. 11a konvergierend sind, wie man es gut auf den Figuren 9 und 10
sieht.
-
Bei der durch die Figuren 13 und 14 veranschaulichten Ausführungsform ist eine
Kerbe 14 In den Belüftungskanälen 2 zwischen zwei auf einer Seite 3 der Scheibe 9
radial fluchtenden Öffnungen 10 bzw. 10a gebildet, während die beiden ebenfalls in
den Kanälen 2 gebildete Nuten 15 beiderseits der Öffnung 11 bzw. 11a auf der
anderen Seite 3 der Scheibe vorgesehen sind, wobei diese beiden Nuten 15 zu der
Mittelebene P der Belüftungskanäle 2 hin konvergieren.
-
Auf der Figur 12 sieht man deutlich die Gestalt im Querschnitt der in den
Belüftungskanälen 2 gebildeten Nuten.
-
Bei der auf dem unteren Teil der Figur 8 sichtbaren Ausführungsform, die mit der auf
der Figur 5 dargestellten verwandt ist, sieht man, dass die durch die beiden
Stirnseiten 3 der Scheibe 9 hindurch gebildeten und senkrecht zur gemeinsamen
Mittelebene der Belüftungskanäle 2 ausgerichteten Öffnungen 16 und 16a alle zwei
zu zwei radial fluchten.
-
Und wie man es gut auf der Figur 15 sieht, weisen diese Öffnungen alle eine
Abfasung 7 im Bereich ihres nach aussen der Scheibe 9 ausmündenden Teiles auf.
Zwei in Richtung auf die gemeinsame Mittelebene P der Belüftungskanäle 2
zusammenlaufende Nuten 7 sind zwischen zwei auf jeder Seite 3 der Scheibe 9 radial
fluchtenden Öffnungen 16 und 16a gebildet.
-
Man wird bemerken, dass sämtliche Nuten und/oder Kerben, die soeben
beschrieben worden sind, die Luftströmung durch die mit den Belüftungskanälen
verbundenen Öffnungen hindurch beträchtlich begünstigen.
-
Man wird sich jetzt auf die Figuren 16 und 17 beziehen, um eine aus zwei halben
Kokillen 18a und 18b bestehende Gießform 18 zu beschreiben, die die Herstellung
des verlorenen Modells aus Polystyren gestattet, von welcher ausgehend die
Öffnungen mit schrägen Achsen auf jeder Seite aufweisende belüftete
Bremsscheibe, wie diejenige bzw. diejenigen, die den Gegenstand der Figuren 1 bis
7 bildet bzw. bilden, geschaffen werden wird.
-
Jede halbe Kokille 18a, 18b weist auf ihrer Innenseite Kränze von Ausstülpungen auf,
die mit 19 für die mit 18a bezeichnete halbe Kokille und mit 20 für die halbe Kokille
18b bezeichnet sind.
-
Die Profile der Ausstülpungen 19 und 20 sind, wie man es gut auf der Figur 16 sieht,
etwa trapezförmig und komplementär, um Öffnungen mit schrägen Achsen und mit
Abfasung in den Stirnseiten der Scheibe nach dem Formgiessen zu schaffen.
-
ln genauerer Weise weisen die Ausstülpungen 20 der halben Kokille 18b jeweils eine
einen kegelstumpfförmigen Flächenteil bildende radial äussere Fläche 21 auf. Bei 22
hat man den innersten Flächenteil der Ausstülpung 20, der abgestumpft ist, gezeigt.
Die Ausstülpung 20 weist ebenfalls eine radial innere und dem Flächenteil 22
nachgeschaltete Fläche 33 auf. Diese radial innere Fläche 33 ist konkav und
entspricht formschlüssig einer radial äusseren und konkaven Fläche 34 der
Ausstülpungen 19 der halben Kokille 18a. Die radial innere Fläche 35 der
Ausstülpungen 19 der halben Kokille 18a bildet einen kegelstumpfförmigen
Flächenteil, der sich parallel zu demjenigen 21 der Ausstülpungen 20 erstreckt wenn
die beiden halben Kokillen 18a und 18b zusammengefügt sind, wie man es gut auf
der Figur 16 sieht.
-
Man wird hier bemerken, dass das kegelförmige Profil 33 bei der Trennung der
beiden halben Kokillen 18a, 18b die Erzielung der Anordnung der Abfasung 7 im
Bereich des in den Stirnseiten 3 der Scheibe ausmündenden Teiles der Öffnungen 4,
4a gestatten wird.
-
Man wird hier genauer andeuten, dass die Scheibe gemäss dieser Erfindung durch
ein Formgießverfahren mit verlorenem Modell z.B. aus Polystyren hergestellt wird.
Somit wird das bei 36 auf der Figur 16 gezeigte Modell aus Polystyren die genaue
Gestalt der zu schaffenden Scheibe aufweisen und wird in dem in einem (nicht
dargestellten) Kasten enthaltenen Sand völlig eingebettet sein. Sodann wird das in
diesen Kasten gegossene flüssige Metall die Stelle des Modells, das sich verflüchtigt,
einnehmen. Man wird sodann eine maschinelle Endbearbeitung der Scheibe
vornehmen, die im wesentlich in der Beseitigung des dem auf den Figuren 16 und 11
sichtbaren Teiles des verlorenen Modells entsprechenden und durch die Innenwand
der halben Kokille 18b und durch den mit 38 auf der Figur 16 bezeichneten Strich
abgegrenzten Teiles 37 bestehen wird. Nach dieser Bearbeitung wird die Abfasung 7
selbstverständlich beibehalten, wie man es gut auf der Figur 11 sieht.
-
Auf der Figur 18 sieht man schematisch und im Teilschnitt eine zwei halben Kokillen
40a und 40b aufweisende Gießform, die wie vorangehend mit einem verlorenen
Modell z.B. aus Polystyren arbeitet und die Herstellung durch Formgiessen der
Scheiben der auf den Figuren 8 bis 15 dargestellten Bauart gestattet, d.h. welche in
ihren Stirnflächen zur Mittelebene der Belüftungskanäle 2 senkrecht verlaufende und
mit diesen Kanälen verbundene Öffnungen aufweisen.
-
Diese Ausführungsform der Gießform ist einfacher als die vorangehende, wegen der
Tatsache, dass die Öffnungen in der durch Formgiessen zu fertigenden Scheibe wie
vorangehend gesagt senkrecht zu den Stirnseiten bzw. Seiten für die Reibung durch
die (nicht dargestellten) Beläge dieser Scheibe verlaufen. Von der Figur 8 wird man
einfach sagen dass sie bei 41 das Profil der halben Kokille 40b, die die Schaffung der
Abfasung 7 gestattet und bei 42 das Profil der halben Kokille 40a, das die Fertigung
einer Nut, wie vorangehend beschrieben, gestattet, zeigt.
-
Nach dem Formgiessen der Scheibe und wie vorangehend mit Hilfe der Figuren 16
und 11 erläutert, wird man eine Bearbeitung des Teiles 37 der Scheibe vornehmen,
die die Abfasung 7 am Eingang der durch die beiden zusammenwirkenden
Vorsprüngen jeweils der beiden halben Kokillen 40b und 40a gebildeten Öffnungen
beibehält.