DE4233276A1 - Kühlluftführung für eine Fahrzeugbremse mit wenigstens einem abstehenden Luftleitelement - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Kühlluftführung für eine Fahrzeugbremse der im Oberbegriff des Pa­ tentanspruchs 1 genannten und aus der DE-OS 39 21 736 hervorgehenden Art.

Das aus dieser Druckschrift bekannte Luftleitelement ist an der Außenseite eines Fahrzeugrades drehfest angeordnet und ringscheibenförmig gestaltet. Dabei hat das Luftleit­ element eine bogenförmig ausgebildete Luftaustrittsöff­ nung, die im Bereich der in Fahrtrichtung rückwärtigen Hälfte der Radscheibe liegt. In diesem Bereich herrscht im Fahrbetrieb des Kraftfahrzeugs ein Unterdruck, durch den der die Bremsscheibe durchströmende Luftdurchsatz in der hinteren Hälfte des Fahrzeugrades abgeleitet wird. Bei dieser Vorrichtung muß jedoch nachteiligerweise die Radscheibe eine an das Luftleitelement angepaßte Formge­ staltung haben. Schließlich ist auch das Luftleitelement verhältnismäßig schwer.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, das Luftleitelement einer Bremsenabdeckung der im Oberbegriff des Pa­ tentanspruchs 1 genannten Art derart auszubilden und an­ zuordnen, daß es unabhängig von der stilistischen Gestal­ tung der Radscheibe eines Fahrzeugrades verwendet werden kann.

Zur Lösung der Aufgabe sind die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 dargelegten Merkmale vorgesehen.

Da sich das Luftleitelement erfindungsgemäß von der eine Bremstrommel oder eine Bremsscheibe umgebenden Bremsenab­ deckung zur Fahrzeugmitte hin erstreckt, ist es vorteil­ hafterweise von außen kaum sichtbar und beeinflußt daher nicht die vorhandene optische Wirkung eines Personen­ kraftwagens, wobei auch die Radscheibe und deren Ab­ deckung beliebig stilistisch gestaltet werden kann. Dabei entsteht im Fahrbetrieb des Personenkraftwagens im Mün­ dungsbereich des Luftleitelements ein Unterdruck, durch den die Kühlluft aus dem Bereich der Bremsenabdeckung ab­ gesaugt wird. Vorteilhafterweise kann hierbei auch das Luftleitelement eine beliebige Querschnittsform aufwei­ sen. Schließlich ist auch das im wesentlichen aus nur ei­ nem oder zwei Abschnitten bestehende Luftleitelement sehr kostengünstig herstellbar, hat ein sehr geringes Gewicht und kann an der Vorder- und/oder Hinterachse angeordnet werden.

Bei einem Personenkraftwagen mit einer Scheibenbremse und einer innenliegenden Bremsenabdeckung kann in einfacher Weise das Luftleitelement an einer Wandöffnung vorgesehen werden und sich dabei in einer Fahrzeugquerebene er­ strecken. Die Querschnittsfläche der Luftaustrittsöffnung verläuft etwa in Fahrzeuglängsrichtung. Ein derart ange­ ordnetes Luftleitelement mit zweckmäßigerweise hohlzylin­ drischem Querschnittsprofil kann bedarfsweise auch in einfacher Weise nachgerüstet werden (Merkmale der Pa­ tentansprüche 2 und 3).

Das Luftleitelement kann sehr unterschiedlich gestaltet werden. Beispielsweise kann es einen ersten, sich etwa in einer Fahrzeugquerebene erstreckenden Längsabschnitt auf­ weisen, an den sich ein zweiter, entweder schräg zur Fahrzeugrückseite erstreckender oder ein etwa lotrecht abgewinkelter Längsabschnitt anschließt. Der zweite, schräg zur Fahrzeugrückseite verlaufende Längsabschnitt des Luftleitelements kann auch ein sichelförmiges Quer­ schnittsprofil aufweisen, dessen konkaver Wandungsab­ schnitt der Fahrzeugmitte zugewandt ist. Dabei können von den gegenüberliegenden Eckbereichen des Querschnittspro­ fils auch jeweils Randstreifen tangential abstehen, so daß beim Fahrbetrieb des Personenkraftwagens im Bereich des schrägen Längsabschnitt des Luftleitelements eine große Luftmenge angestaut wird; durch diese entsteht schließlich im Mündungsbereich des Luftleitelements ein hoher Luftunterdruck (Merkmale der Patentansprüche 4 bis 6).

Nach einer speziellen, in den Patentansprüchen 7 bis 10 dargelegten Ausgestaltung der Erfindung kann ein Längsab­ schnitt des Luftleitelements mit mindestens einem Luft­ strömungsteil versehen sein, wobei der dieses bei Fahr­ zeugfahrt durchströmende Luftstrom nach dem Prinzip der Saugstrahlpumpe die in das Luftleitelement eingeleitete Kühlluft mitreißt, so daß die Kühlwirkung der Fahrzeug­ bremse erhöht wird. Dabei wird in den Patentansprüche 8 bis 10 unterschiedliche Ausgestaltungen eines Luftleite­ lements mit einem Luftströmungsteil dargelegt.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargelegt und werden im folgenden erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 eine im hinteren, linken Fahrzeugrad eines Per­ sonenkraftwagens vorgesehene Scheibenbremse mit einer Bremsenabdeckung, von der ein in einer Fahrzeugquerebene verlaufendes Luftleitelement absteht in einer Fahrzeugdraufsicht,

Fig. 2 ein Luftleitelement, das einen schräg zur Fahr­ zeugrückseite verlaufenden Längsabschnitt auf­ weist,

Fig. 3 ein in einer Fahrzeugrückansicht dargestelltes Luftleitelement, das einen in einer Fahr­ zeugquerebene und einen etwa lotrecht verlau­ fenden Längsabschnitt hat,

Fig. 3a eine Teilansicht in Pfeilrichtung X von Fig. 3,

Fig. 4 ein Luftleitelement, dessen schräg zur Fahr­ zeugrückseite verlaufender Längsabschnitt ein sichelförmiges Querschnittsprofil aufweist,

Fig. 4a eine perspektivische Rückansicht des in Fig. 4 dargestellten Luftleitelements,

Fig. 5 ein rohrförmig gestaltetes Luftleitelement, das unter Bildung eines Ringkanals von einem Luft­ strömungsteil durchsetzt ist,

Fig. 5a einen Schnitt längs der Linie Va-Va in Fig. 5,

Fig. 6 eine abgewandelte Ausführungsart von Fig. 5,

Fig. 6a eine Rückansicht des Luftleitelements mit Luft­ strömungsteil von Fig. 6,

Fig. 7 eine abgewandelte Ausführungsart von Fig. 5, jedoch in einer Fahrzeugrückansicht,

Fig. 7a eine Teilansicht in Pfeilrichtung X von Fig. 7.

Das im folgenden erläuterte Luftleitelement 10, 10a, 10b, 10c, 10d, 10e, 10f kann sich an einem vorderen und/oder hinteren Rad eines Fahrzeugs befinden. Ein in den Fig. 1 bis 7 gezeigtes Fahrzeugrad 1 ist an der Hinterachse eines Personenkraftwagens angeordnet und weist eine Felge 2 auf, an deren Radscheibe 3 eine Bremsscheibe 4 festge­ schraubt ist. An dieser greifen zwei Bremsbacken 5 eines Bremsträgers 6 an, der seinerseits an einem drehfesten Teil befestigt ist. Schließlich ist die Bremsscheibe 4 von einer der Fahrzeugmitte zugewandten, ringscheibenför­ migen Bremsenabdeckung 7 überdeckt, die über eine mittige Wandöffnung 7′ von einem Achsgehäuse 8 aufgenommen und an diesem drehfest angebracht ist.

Die Bremsenabdeckung 7 weist in der unteren Radhälfte eine Wandöffnung 9 (Fig. 1, 3, 6, 7) auf, an deren Rand ein von der Bremsenabdeckung 7 zur Fahrzeugmitte hin ab­ stehendes Luftleitelement 10 bis 10f (Fig. 1 bis Fig. 7) befestigt ist. Dieses ist jeweils als ein Hohlprofil ausgebildet und besteht aus Metall oder Kunststoff. Die Fahrtrichtung F des Personenkraftwagens ist in allen Aus­ führungsbeispielen gleichgerichtet.

Das in Fig. 1 dargestellte Luftleitelement 10 hat ein hohlzylindrisches Querschnittsprofil und steht etwa rechtwinklig von der Ebene der Bremsenabdeckung 7 ab, so daß es sich in einer Fahrzeugquerebene erstreckt. Dabei verläuft die Querschnittsfläche 11 der Luftaustrittsöff­ nung des Luftleitelements 10 etwa in Fahrzeuglängsrich­ tung.

In Fig. 2 ist ein Luftleitelement 10a mit quadratischem, rechteckförmigem oder hohlzylindrischem Querschnittspro­ fil dargestellt. Dabei weist das Luftleitelement 10a einen ersten, sich etwa in einer Fahrzeugquerebene er­ streckenden Längsabschnitt 10′a auf, an den sich ein schräg zur Fahrzeugrückseite erstreckender, zweiter Längsabschnitt 10′′a anschließt. Die Querschnittsfläche 11 der Luftaustrittsöffnung des Luftleitelements 10a ver­ läuft ebenfalls etwa in Fahrzeuglängsrichtung.

Das in Fig. 3 und 3a gezeigte, ein rechteckförmiges, quadratisches oder hohlzylindrisches Querschnittsprofil aufweisende Luftleitelement 10b hat einen von der Wand­ öffnung 9 der Bremsenabdeckung 7 abstehenden und sich in einer Fahrzeugquerebene erstreckenden Längsabschnitt 10′b, an den sich ein lotrecht verlaufender Längsab­ schnitt 10′′b anschließt. Dieser hat eine nach unten, also zur Fahrbahn hin offene Luftaustrittsöffnung mit einer waagrecht verlaufenden Querschnittsfläche 11.

Ein Luftleitelement 10c gemäß Fig. 4 weist ebenfalls einen ersten, von der Bremsenabdeckung 7 abstehenden und in einer Fahrzeugquerebene verlaufenden Längsabschnitt 10′c auf, an den sich der zweite, schräg zur Fahr­ zeugrückseite verlaufende Längsabschnitt 10′′c anschließt, welcher ein sichelförmiges Querschnittsprofil aufweist, wie Fig. 4a zeigt. Dabei ist der konkave Wandungsab­ schnitt 12 des Längsabschnitts 10′′c der Fahrzeugmitte zu­ gewandt. Ferner steht von jedem der gegenüberliegenden Eckbereiche des konkaven Wandungsabschnitts 12 jeweils ein Randstreifen 13 derart tangential ab, daß beide Rand­ streifen 13 einen spitzen Winkel einschließen. Durch die Anordnung der Randstreifen 13 am Längsabschnitt 10′′c ist erreicht, daß sich längs diesem im Fahrbetrieb des Perso­ nenkraftwagens eine große, mit den Pfeilen b dargestellte Luftmenge anstauen kann, wodurch der Unterdruck im Be­ reich der Luftaustrittsöffnung des Luftleitelements 10c erhöht wird (wird im folgenden erläutert). Dabei verläuft die Querschnittsfläche, 11 der Luftaustrittsöffnung in Fahrzeuglängsrichtung.

Das in den Fig. 5 bis 7a dargestellte Luftleitelement 10d, 10e und 10f ist jeweils als eine Saugstrahlpumpe ausgebildet. Dabei besteht das in Fig. 5 gezeigte, rohr­ förmige Luftleitelement 10d aus einem ersten, in einer Fahrzeugquerebene verlaufenden Längsabschnitt 10′d und einen sich bogenförmig an diesen anschließenden sowie etwa waagrecht zur Fahrzeugrückseite verlaufenden zweiten Längsabschnitt 10′d′. Dieser ist unter Bildung eines Ring­ kanals e von einem rohrförmigen Luftströmungsteil 15 durchsetzt, wie Fig. 5a zeigt. Wie in dieser Figur fer­ ner ersichtlich, ist das Luftströmungsteil 15 über drei, im gleich großen Winkelabstand voneinander angeordnete Distanzelemente 16 im Längsabschnitt 10′′d konzentrisch angebracht und hat an seinem frontseitigen, über das Luftleitelement 10d hinausragenden Endabschnitt eine trichterförmige Erweiterung 15′, die in Fahrtrichtung F offen ist.

In Fig. 6 ist ein Luftleitelement 10e zu ersehen, das ebenfalls einen von der Bremsenabdeckung 7 abstehenden und in einer Fahrzeugquerebene verlaufenden Längsab­ schnitt 10′e hat, an den sich bogenförmig ein etwa waag­ recht zur Fahrzeugrückseite verlaufender Längsabschnitt 10′′e anschließt. An dessen von der Bremsscheibe 4 abge­ wandtem Wandungsbereich 17 ist ein rohrförmig gestaltetes Luftströmungsteil 18 angebracht, das in Fahrtrichtung F offen ist und eine trichterförmige Erweiterung 18′ hat. Dabei ist der zwischen dem Längsabschnitt 10′′e und dem Luftströmungsteil 18 liegende Wandungsabschnitt 17 ledig­ lich im übergangsbereich der beiden Teile vorgesehen und erstreckt sich dabei zu deren freiem Ende hin. Wie deren Rückansicht (Fig. 6a) zeigt, hat der Längsabschnitt 10′′e und das Luftströmungsteil 18 miteinander ein rechteckför­ miges Querschnittsprofil.

Das schließlich in Fig. 7 veranschaulichte Luft­ leitelement 10f weist ebenfalls einen von der Bremsenab­ deckung 7 in einer Fahrzeugquerebene abstehenden Längsab­ schnitt 10′f auf, an den sich bogenförmig ein lotrecht verlaufender Längsabschnitt 10′′f anschließt. An dessen unterem Ende ist ein in Fahrzeuglängsrichtung (Pfeilrichtung F) verlaufendes, rohrförmiges Luftströ­ mungsteil 19 angebracht, das etwa waagrecht verläuft und an seinen beiden Stirnseiten offen ist, wie Fig. 7a zeigt. Dabei hat das Luftströmungsteil 19 eine zum lot­ rechten Längsabschnitt 10′′f hin offene Wandöffnung 20. Sowohl das Luftleitelement 10f als auch das Luftströ­ mungsteil 19 haben ein rechteckförmiges Querschnittspro­ fil.

Im Fahrbetrieb des Personenkraftwagens (Pfeilrichtung F) - insbesondere bei höherer Fahrzeuggeschwindigkeit - ent­ steht im Bereich der Luftaustrittsöffnung der Quer­ schnittsfläche 11 des Luftleitelements 10, 10a, 10b, 10c (Fig. 1 bis Fig. 4) durch den an dieser vorbeiströmen­ den Luftstrom, der durch die Pfeile b schematisch darge­ stellt ist, ein Luftunterdruck, durch den bei Bremsbetä­ tigung - wobei die Bremsbacken 5 gegen die Bremsscheibe 4 gepreßt werden - die von dieser abstrahlende heiße Kühl­ luft über die Wandöffnung 9 in der Bremsenabdeckung 7 und das Luftleitelement 10, 10a, 10b, 10c in Richtung der Pfeile a strömt und schließlich an der Luftaustrittsöff­ nung der Querschnittsfläche 11 durch den dort vorhandenen Unterdruck abgesaugt wird. Vollkommen analog wird auch die heiße Kühlluft vom Bereich der Bremsscheibe 4 durch das Luftleitelement 10d, 10e, 10f (Fig. 5 bis Fig. 7a) abgesaugt. Bei dieser Ausführungsart wird jedoch die Saugwirkung durch das am Luftleitelement 10d, 10e, 10f vorhandene Luftströmungsteil 15, 18, 19 wesentlich er­ höht, da der dieses durchströmende Luftstrom (Pfeile c) den das Luftleitelement 10d, 10e, 10f durchfließenden Luftstrom (Pfeile a) im Bereich von dessen Luftaustritts­ öffnung nach dem Prinzip der Saugstrahlpumpe mitreißt.

Claims (10)

1. Kühlluftführung für eine Fahrzeugbremse mit wenig­ stens einem abstehenden Luftleitelement, über dessen von einem tangentialen Luftstrom überströmte Luft­ austrittsöffnung durch Unterdruck die Kühlluft von der Bremse abgeleitet wird, dadurch gekennzeichnet, daß das Luftleitelement (10, 10a, 10b, 10c, 10d, 10e, 10f) auf der der Fahrzeugmitte zugewandten Seite der Bremsenabdeckung (7) vorgesehen ist.

2. Kühlluftführung nach Anspruch 1, für eine Scheiben­ bremse, die eine innenliegende Bremsenabdeckung hat, dadurch gekennzeichnet, daß das Luftleitelement (10, 10a, 10b, 10c, 10d, 10e, 10f) im Bereich einer Wand­ öffnung (9) der Bremsenabdeckung (7) absteht, und als ein Hohlprofil ausgebildet ist.

3. Kühlluftführung nach Anspruch 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Luftleitelement (10) ein hohlzy­ lindrisches Querschnittsprofil aufweist und sich in einer Fahrzeugquerebene erstreckt, wobei die Quer­ schnittsfläche (11) der Luftaustrittsöffnung etwa in Fahrzeuglängsrichtung verläuft.

4. Kühlluftführung nach Anspruch 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Luftleitelement (10a) einen er­ sten, sich etwa in einer Fahrzeugquerebene er­ streckenden Längsabschnitt (10′a) aufweist, an den sich ein schräg zur Fahrzeugrückseite erstreckender, zweiter Längsabschnitt (10′′a) anschließt.

5. Kühlluftführung nach Anspruch 4, dadurch - gekenn­ zeichnet, daß sich an den ersten, in einer Fahrzeug­ querebene erstreckenden Längsabschnitt (10′b) des Luftleitelements (10b) ein abgewinkelter, etwa lot­ recht verlaufender Längsabschnitt (10′′b) anschließt, der eine nach unten offene Luftaustrittsöffnung (11) hat.

6. Kühlluftführung nach Anspruch 4, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der zweite, schräg zur Fahrzeugrück­ seite verlaufende Längsabschnitt (10′′c) des Luft­ leitelements (10c) ein sichelförmiges Quer­ schnittsprofil aufweist, dessen konkaver Wandungsab­ schnitt (12) der Fahrzeugmitte zugewandt ist, wobei von den gegenüberliegenden Eckbereichen des konkaven Querschnittsprofils jeweils ein Randstreifen (13) etwa tangential absteht, die miteinander einen spit­ zen Winkel einschließen.

7. Kühlluftführung nach Anspruch 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Luftleitelement (10d, 10e, 10f) mit wenigstens einem, etwa in Fahrzeuglängsrichtung verlaufenden Luftströmungsteil (15, 18, 19) versehen ist, das mit dem Luftleitelement in einer solchen Verbindung steht, daß der bei Fahrzeugfahrt das Luftströmungsteil durchströmende Luftstrom (Pfeile c) die in das Luftleitelement eingeleitete Kühlluft mitreißt.

8. Kühlluftführung nach Anspruch 7, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das rohrförmig gestaltete Luftleitele­ ment (10d) einen von der Bremsenabdeckung (7) abste­ henden, ersten Längsabschnitt (10′d) und einen sich bogenförmig an diesen anschließenden sowie etwa waagrecht zur Fahrzeugrückseite verlaufenden, zwei­ ten Längsabschnitt (10′′d) aufweist, der unter Bil­ dung eines Ringkanals (e) von einem rohrförmigen Luftströmungsteil (15) durchsetzt ist, das an seinem frontseitigen, über das Luftleitelement hinausragen­ den Endabschnitt eine trichterförmige Erweiterung (15′) aufweist.

9. Kühlluftführung nach Anspruch 7, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das rohrförmig gestaltete Luftleitele­ ment (10e) einen von der Bremsenabdeckung (7) abste­ henden, ersten Längsabschnitt (10′e) und einen sich bogenförmig an diesen anschließenden sowie etwa waagrecht zur Fahrzeugrückseite verlaufenden zweiten Längsabschnitt (10′′e) aufweist, an dessen von der Bremsscheibe (4) abgewandtem Wandungsbereich das rohrförmig gestaltete Luftströmungsteil (18) ange­ bracht ist, wobei die beiden Teile lediglich an ih­ rem übergangsabschnitt einen zum freien Ende verlau­ fenden, kurzen Wandungsabschnitt (17) haben.

10. Kühlluftführung nach Anspruch 7, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das rohrförmig gestaltete Luftleitele­ ment (10f) einen von der Bremsenabdeckung (7) abste­ henden, ersten Längsabschnitt (10′f) und einen sich an diesen anschließenden, etwa lotrecht verlaufen­ den, zweiten Längsabschnitt (10′′) aufweist, an des­ sen unterem Ende ein etwa waagrecht in Fahr­ zeuglängsrichtung verlaufendes, beidseitig offenes rohrförmiges Luftströmungsteil (19) angebracht ist, das eine zum lotrechten Längsabschnitt offene Wandöffnung (20) hat.