DE19722254C2 - Vorrichtung zum Auskoppeln von Wärmeenergie aus Fahrzeugreibungsbremsanlagen - Google Patents
Vorrichtung zum Auskoppeln von Wärmeenergie aus FahrzeugreibungsbremsanlagenInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Auskoppeln von Wär
meenergie aus Fahrzeugreibungsbremsanlagen zu Heizzwecken für
die Fahrgastzelle, wobei Teile der im Rad- oder Achsbereich
angeordneten Betriebsbremsen und mindestens ein Wärmetauscher
von einem Wärmeträgermittel durchströmt werden.
Bei niedrigen Außentemperaturen beziehen Kraftfahrzeuge mit
Verbrennungskraftmaschinen die Wärme für die Beheizung der
Fahrgastzelle in der Regel aus dem erhitzten Motorkühlwasser.
In der heutigen Zeit wird der Wirkungsgrad der Verbrennungs
kraftmaschinen ständig verbessert, was zur Folge hat, daß die
für die Fahrgastzellenbeheizung abfallende Motorwärme abnimmt.
Drastisch ist das Problem bei modernen, verbrauchsarmen Die
selmotoren mit Direkteinspritzung. Bei diesen Motoren wird nur
noch ca. 25% der freigesetzten chemischen Energie im Kraftstoff
an das Motorkühlwasser abgegeben. Bei kalter Witterung und im
Stop-and-Go-Betrieb reicht die Heizleistung nicht mehr aus, um
ein Wohlbefinden der Insassen oder beschlagfreie Fahrzeugschei
ben zu gewährleisten. Die fehlende Wärme muß hier durch eine
mit fossilem Brennstoff betriebene Standheizung ergänzt werden.
Dadurch wird der Kraftstoffverbrauchsvorteil der Verbrennungs
kraftmaschine teilweise wieder aufgezehrt.
Zusätzlich oder alternativ zur konventionellen Standheizung
sind u. a. in Skandinavien und Kanada einige Fahrzeugtypen mit
elektrischen Heizvorrichtungen versehen. Diese Vorrichtungen
bestehen aus elektrischen Heizstäben, die u. a. im Kühlkreislauf
der Motorkühlung angeordnet sind. Sie erwärmen vor Fahrtantritt
das Kühlmittel und teilweise auch den Fahrgastinnenraum. Da der
Strom für die Heizelemente aus stationären Steckdosen entnommen
wird, steht während der Fahrt diese Wärmequelle nicht zur Ver
fügung. Außerdem ist hier der Primärenergieverbrauch überdurch
schnittlich hoch.
In wenigen Fahrzeugtypen werden Latentwärmespeicher verwendet.
Bei diesem System wird während der Fahrt überschüssige thermi
sche Energie des Kühlmittels in Form von Schmelzwärme in einem
thermisch isolierten Behälter gespeichert. Beim nächsten Kalt
start wird die noch gespeicherte Wärme dem Kühlmittel wieder
zugeführt. Für Fahrzeuge mit kleiner Motorleistung ist der
Nutzeffekt gering, da zum einen der Speicher bei kürzeren Fahr
ten nur unzureichend geladen wird und zum anderen das Zusatzge
wicht des relativ schweren Speicherbehälters den Kraftstoffver
brauch des Fahrzeugs erhöht.
Andere Wärmelieferanten sind Zusatzbremsen. Sie werden als Dau
erbremsen bevorzugt in Nutzfahrzeugen eingebaut. Bei einer Wir
belstrombremse wird die Bewegungsenergie über elektrisch indu
zierte Wirbelströme in teilweise nutzbare Wärmeenergie umgewan
delt. Bei einer hydrodynamischen Bremse - sie ist häufig Be
standteil automatischer Getriebe - kann dem Getriebeöl Wärme
für Heizzwecke entzogen werden. In der Regel sind die
Zusatzbremsen als Wärmelieferant für die Beheizung der
Fahrgastzelle ungeeignet, da sie in Personenkraftwagen wegen
ihres Gewichtes und ihres Raumbedarfes selten eingebaut werden.
Aus der FR-PS 2.133.149 ist eine flüssigkeitsgekühlte Schei
benbremse für Kraftfahrzeuge bekannt. Hierzu ist die Brems
scheibe als Teil der Radnabe ausgebildet. Unmittelbar neben der
Bremsscheibe ist ein Wärmetauscher angeordnet. Die Brems
scheibe, der mittlere Radnabenbereich und der Kondensator sind
durch ein kühlmittelführendes Kanalsystem miteinander verbun
den.
Ferner ist aus der DE 33 08 061 A1 eine Hochleistungsschei
benbremse bekannt, deren Bremsklötze als kühlmitteldurchströmte
Hohlkörper ausgebildet sind. Das Kühlmittel wird durch einen
Wärmetauscher gepumpt. Letzterer gibt seine Wärme im Bedarfs
fall als Teil einer Fahrzeuginnenraumheizung ab.
Der vorliegenden Erfindung liegt daher das Problem zugrunde,
eine Vorrichtung zu schaffen, mit der bei standardmäßig ausge
statteten Kraftfahrzeugen neben dem Motorkühlmittelkreislauf
andere Wärmequellen für die Fahrgastzellenbeheizung nutzbar ge
macht werden.
Das Problem wird u. a. mit den Merkmalen des Hauptanspruchs ge
löst. Es wird Wärmeenergie aus den regulär vorhandenen Fahr
zeugreibungsbremsanlagen ausgekoppelt. Hierzu sind Teile einer
Bremsscheibe oder einer Bremstrommel mit Kühlrippen
ausgestattet, wobei in einem die Kühlrippen umhüllenden Gehäuse
Luft als Wärmeträgermittel strömt, die mindestens einen
Wärmetauscher und gegebenenfalls einen Filter passiert, oder
wobei das umhüllende Gehäuse und mindestens ein weiterer
Wärmetauscher von einem flüssigen Wärmeträgermittel im
Kühlkreislauf durchströmt werden.
Die in den konventionellen Reibungsbremsen entstehende Brems
wärme wird direkt an der Stelle der Wärmeentstehung ausgekop
pelt und mit geringen thermischen Verlusten den Anlagen und Me
dien zugeführt, die die Wärme benötigen.
Die Bremsenabwärme wird durch konvektionelle Wärmeabfuhr an die
Luft nutzbar gemacht. Dazu werden die Bremskörper mit
Ausnehmungen, Luftschaufeln und/oder Kühlrippen ausgestattet
und mit einer thermisch isolierenden, luftdurchströmten
Kapselung umgeben. Hierfür sind innenliegende Scheiben- oder
Trommelbremsen besonders geeignet. Die beispielsweise direkt
neben dem entsprechenden Achsdifferential liegenden Bremsen
können gemeinsam mit dem Differential gekapselt werden. Durch
die Kapselung strömt der Fahrtwind. Die durch das Bremsen
aufgeheizte Luft wird bei Wärmebedarf über einen Luft/Wasser-
Wärmetauscher geleitet.
Bei einer zweiten Alternative wird die von den heißen Bremskör
pern abgestrahlte Wärmeenergie mit Hilfe eines von einem
flüssigen Warmeträgertmittel durchströmten Wärmetauschers
aufgenommen.
Als weitere Alternative zur Nutzung der Bremsenabwärme wird
eine Bremsanlage vorgestellt, bei der der Bremssattel vom
Wärmeträgermittel durchströmt wird. Bei dieser Bremsanlage sind
die Bremsbeläge beidseitig auf einer mit dem zu bremsenden Rad
rotierenden Mitnehmerscheibe angeordnet und werden vom Brems
sattel zumindest bereichsweise umgriffen. Im Bremssattel wirken
der oder die Bremskolben über einen Anpreßblock auf die Brems
beläge. Der mit dem Bremsbelag in Kontakt kommende Bremssattel
bereich und der Anpreßblock beinhalten einen Kanal oder ein Ka
nalsystem, das Teil eines Wärmeträgermittelkreislaufes mit min
destens einem integrierten Wärmetauscher ist.
Bei dieser Lösung ist der bremseninterne Wärmeträgermittel
kreislauf ortsfest gegenüber dem Radträger. Durch eine thermi
sche Isolierung der Bremsbeläge gegenüber der Bremsscheibe kann
letztere aus einer Leichtmetallegierung oder einem Verbundwerk
stoff hergestellt werden, womit sich die zu beschleunigende
Radmasse erheblich verringern läßt.
Weitere Einzelheiten des Anmeldegegenstandes ergeben sich aus
den nicht oder nur teilweise zitierten Unteransprüchen und der
nachfolgenden Beschreibung mehrerer schematisch dargestellter
Ausführungsformen:
Fig. 1: Bremsscheibe mit integriertem Wärmerohr;
Fig. 2: Bremsscheibe mit Direktkühlung durch das Motorkühl
mittel.
Fig. 3: Bremsscheibe mit Strahlungswärmeableitung;
Fig. 4: Bremssattel mit Direktkühlung.
Nach den Fig. 1 und 2 wird über ein Kanalsystem ein flüs
siges Wärmeträgermittel zumindest durch den im Fahrbetrieb ro
tierenden Bremskörper gepumpt. Die beim Bremsen des Kraftfahr
zeugs im Bremskörper entstehende Wärmemenge wird zu einem Heiz
körper transportiert. Der Heizkörper ist Teil einer Anlage zur
Fahrgastzellenbeheizung.
Bei Bremsanlagen, die zumindest bei jeder Betätigung der Be
triebsbremse mit Wärmeträgermittel durchströmt werden, kann der
Bremskörper, beispielsweise die Bremsscheibe, durch die erheb
liche Herabsetzung der Maximaltemperatur aus einer Leichtme
tallegierung hergestellt werden. Die werkstoffbedingte Ge
wichtseinsparung gleicht das Zusatzgewicht des Heizkreislaufes
teilweise wieder aus.
Wird der die Bremsanlage durchströmende Wärmeträgermittelkreis
lauf mit dem Kühlkreislauf der Verbrennungskraftmaschine ther
misch gekoppelt, können beispielsweise bei Langstrecken- oder
Bergfahrten die Bremskörper als Kühlkörper für das Motor- oder
Getriebeöl verwendet werden. Voraussetzung ist hierfür, daß die
Bremskörper zumindest während ihrer Kühlfunktion vom Fahrtwind
umspült werden.
Fig. 1 zeigt einen Teil des Kreislaufes eines flüssigen Wärme
trägermittels. In diesem Kreislauf ist mindestens eine Schei
benbremse angeordnet.
Von der Scheibenbremse sind hier die Bremsscheibe (3), der
Bremssattel (1) und die Bremsbeläge (2) dargestellt. Die bei
spielsweise einteilige Bremsscheibe (3) besteht aus einem Reib
ring (11) und dem Scheibentopf (21). Der Reibring (11) und ein
Teil des Scheibentopfes (21) sind hohl ausgebildet. Der zusam
menhängende Hohlraum bildet ein Wärmerohr (12). Im Scheiben
topf (21) befindet sich benachbart zum Wärmerohr (12) ein Wär
metauscherkanal (22). Der Trennsteg (23) zwischen dem Wärme
rohr (12) und dem Wärmetauscherkanal (22) hat zum Wärme
rohr (12) hin eine Heizzone (15) und zum Wärmetauscherka
nal (22) hin eine Kühlzone (26).
Am Scheibentopf (21) ist im Bereich des Wärmetauscherka
nals (22) eine zweikanalige Gleitringdichtung (31) angeordnet.
Letztere umfaßt einen Abschlußring (33), drei Bälge (34, 35,
36) mit Gleitdichtungen (37, 38, 39) und einen am nicht darge
stellten Rad- oder Bremssattelträger drehstarr gelagerten An
schlußring (32). Der Abschlußring (33) ist dreistufig ausgebil
det. Der ebenfalls dreifach gestufte Anschlußring (32) liegt in
axialer Richtung gegenüber. Die Stufungen der beiden Ringe (32,
33) sind annähernd komplementär zueinander ausgebildet. Zwi
schen den Stufungen sind die Bälge (34, 35, 36) konzentrisch
angeordnet. Sie sind jeweils auf ihrer rechten Seite am Ab
schlußring (33) befestigt. An ihren linken, freien Enden tragen
sie die Gleitdichtungen (37, 38, 39), beispielsweise innendich
tende Simmerringe.
Der Anschlußring (32) hat für das Wärmeträgermittel einen Zu-
(41) und einen Rücklaufanschluß (42). Der Zulaufanschluß (41)
ist über ein Absperrventil (55) mit der Druckseite einer Wärme
trägermittelpumpe (51) hydraulisch verbunden. Zwischen der Wär
meträgermittelpumpe (51) und dem Absperrventil (55) ist ein
Wärmeträgermittelspeicher (52) angeordnet. Der Rücklaufan
schluß (42) führt über einen Kondensator (53) in einen Heiz
kreislauf (57), dessen Ende an der Saugseite der Wärmeträger
mittelpumpe (51) endet. Nach dem Kondensator (53) ist ein fe
derbelastetes Rückschlagventil (56) angeordnet, das in Richtung
auf den Kondensator (53) sperrt. In Strömungsrichtung vor der
Saugseite der Wärmeträgermittelpumpe (51) und nach dem Rück
schlagventil (56) ist eine Kurzschlußleitung (58) eingebaut,
die über den Kondensator (53) geführt ist. Der Kondensator (53)
ist dafür vorgesehen, eventuell verdampftes Wärmeträgermittel
zu kondensieren, damit der Druck im Heizkreislauf (57) nicht zu
stark ansteigt. Über die Kurzschlußleitung (58) erhält der Kon
densator (53) das für die Kondensation erforderliche, nicht
überhitzte Wärmeträgermittel.
Das Wärmerohr (12) in der Bremsscheibe (3) dient als effektiver
Wärmeüberträger von großen Wärmeströmen. Die durch den Betrieb
der Fahrzeugbetriebsbremse entstehende Reibungswärme wird von
der Heizzone (15), vorwiegend gespeist aus der Verdampfungs
wärme - durch den Trennsteg hindurch - zur Kühlzone (26) trans
portiert. Von dort wird sie an ein flüssiges Wärmeträgermittel
übertragen, beispielsweise Kühlmittel, Motoren- und/oder Ge
triebeöl oder dergleichen.
Mit zunehmender Fahrzeuggeschwindigkeit steigt die Wärmeabfuhr
des Wärmerohrs (12), da die zunehmende Fliehkraft die Zirkula
tion des Wärmeträgermittels unterstützt. Das an der Kühlzo
ne (26) zumindest teilweise verdampfende Wärmeträgermittel wird
in einem Kondensator (53) in die Flüssigphase rückgeführt. Der
der Pumpe (51) nachgeschaltete Wärmeträgermittelspeicher (52)
dient der Pufferung der Druck- und Volumenänderung des Wärme
trägermittels. Außerdem sorgt der Wärmeträgermittelspei
cher (52) für einen ausreichenden Nachschub von Wärmeträger
mittel zum Bremskörper, wenn große Wärmemengen in kurzen Zeit
räumen auftreten.
Zur besseren Ausnutzung der Reibungswärme bei kalter Witterung
kann die Bremsanlage im Bereich der Bremsscheibe (3) oder
Bremstrommel mit einer fahrtwinddichten Kapsel (45) versehen
sein. Die Kapsel (45) kann u. a. aus einem thermisch isolieren
den Werkstoff bestehen, oder mit einem derartigen Werkstoff be
schichtet sein.
Um während der wärmeren Jahreszeiten eine konventionelle Fahrt
windkühlung der Bremsanlage zu ermöglichen, kann die Kap
sel (45) beispielsweise mit mindestens einer schließbaren Öff
nung versehen werden.
Falls die Bremse nur durch den Fahrtwind gekühlt wird, und die
Wärmeträgermittelpumpe (51) im Heizkreislauf abgeschaltet ist,
muß die Bremsscheibe den beim Bremsen entstehenden Dampfdruck
bei maximaler Nenntemperatur standhalten. Bei zu hohem Dampf
druck entweicht bei geschlossenem Absperrventil (55) das ver
dampfte Wärmeträgermittel über das Rückschlagventil (56). Die
Gleitringdichtungen (37, 38, 39) sind temperaturfest. Zusätz
lich können die Dichtungen (37, 38, 39) über besondere
Bälge (34, 35, 36) thermisch gegenüber dem Abschlußring (33)
entkoppelt sein.
Fig. 2 zeigt einen mit Fig. 1 vergleichbaren Heizkreislauf.
Allerdings wird das Wärmeträgermittel direkt durch ein im Reib
ring (11) der Bremsscheibe (3) angeordnetes Kanalsystem (13)
geleitet. Durch den direkten Kontakt des Wärmeträgermittels mit
dem Reibring (11) und den Wegfall einer Wärmeübergangsstelle
ist eine stärkere Abkühlung des Bremskörpers im Vergleich zu
der in Fig. 1 vorgestellten Lösung erzielbar.
Gegebenenfalls kann durch eine abschnittsweise radiale Gestal
tung des Kanalsystems (13) die Bremsscheibe (3) als Pumpe be
nutzt werden, so daß auf die Pumpe (51) verzichtet werden kann.
Fig. 3 zeigt eine Scheibenbremse mit einem zweigeteilten Wär
metauscher (61, 62), die die von der Bremsscheibe (3) emit
tierte Wärmestrahlung zum Teil absorbieren und ableiten. Dazu
ist die Bremsscheibe (3) beispielsweise im inneren Bereich des
Reibrings (11) verrippt ausgebildet. Dieser Bereich bildet die
Kühlzone. Die Reibringrippen (63) sind konzentrische Ringe, die
beidseits am Reibring (11) angeordnet sind. In die ringförmigen
Hohlräume zwischen den Reibringrippen (63) ragen ebenfalls
ringförmige Wärmetauscherrippen (64) hinein. Die am Radträger
oder dem Bremssattelträger angeordneten Wärmetauscherrip
pen (64) berühren die Reibringrippen nicht. Zur Erhöhung der
Wärmeübertragungsleistung können die Reibring- (63) und Wärme
tauscherrippen (64) mit einer strukturierten Oberfläche verse
hen werden. Die Struktur kann z. B. zahn- oder wellenförmig aus
gebildet sein, um den Anteil der konvektiven Wärmeableitung
durch eine erhöhte Scherströmung zwischen den Rippen zu verbes
sern.
Zusätzlich ist die Bremsscheibe (3) mit einem Wärmerohr (12)
ausgestattet. Das Wärmerohr (12) dient dem Wärmetransport
innerhalb des Reibringes (11) von der heißen Bremszone in die
Kühlzone.
Bei diesem Ausführungsbeispiel wird die Wärme kontaktfrei von
dem rotierenden Bremskörper (3) auf den stationären Wärmetau
scher (61, 62) übertragen. Es gibt hier durch die Wärmeaus
kopplung keine Dichtungsprobleme und kaum Reibungsverluste.
In Fig. 4 wird eine Konstruktion dargestellt, bei der das Wär
meträgermittel den nichtrotierenden Bremssattel durchströmt.
Bei dieser Konstruktion bilden eine Mitnehmerscheibe (71) mit
Isolierhülsen (72) und ein Bremsbelagträger (81) mit Mitnehmer
stiften (82) eine Funktionseinheit, die im folgenden Brems
scheibe genannt wird. Die beiden Bremsbelagträger (81) sind
plane, mitrotierende Ringe, die über Mitnehmerstifte (82) mit
einander verbunden sind. Sie sitzen querverschieblich in den
Isolierhülsen (72), um die Bewegung des oder der Bremskol
ben (93) und einen Belagsverschleiß zu kompensieren. Gegebenen
falls werden die Bremsbelagträger (81), z. B. durch mechanische
Federn oder Reibgeklemme, mechanisch gegenüber der Mitnehmer
scheibe (71) zentriert und schwingungsgedämpft.
Ein geringes Spiel zwischen den Mitnehmerstiften (82) und den
sie lagernden Isolierhülsen (72) ermöglicht auch eine radiale
Bewegung der Bremsbelagträger (81) relativ zu der Mitnehmer
scheibe (71), so daß die beim Bremsen auftretenden Wärmedeh
nungen nicht zu Verspannungen führen.
Die Bremsbelagträger (81) haben eine geringe Wärmeleitfähigkeit
und ein geringes Wärmespeichervermögen. Sie sind durch die Mit
nehmerstifte (82) und die Isolierhülsen (72) thermisch von der
Mitnehmerscheibe (71) getrennt. Damit kann letztere aus einer
Leichtmetallegierung oder aus einem Werkstoff, beispielsweise
einem Verbundwerkstoff, mit geringer Temperaturfestigkeit be
stehen.
Der nicht rotierende Teil der Radbremsanlage umfaßt u. a. einen
Bremssattel (91), einen Anpreßblock (92) und einen Bremskol
ben (93). Zumindest der Bremssattelbereich, der beim Bremsvor
gang mit dem Bremsbelag in Berührung kommt, und der Anpreß
block (92) bestehen aus einem Werkstoff mit hoher Wärmeleit
fähigkeit und hoher Festigkeit. Gegebenenfalls hat der Werk
stoff auch ein geringes spezifisches Gewicht. In dem entspre
chenden Bremssattelbereich und dem Anpreßblock (92) sind Ka
näle (96, 97) eingelassen, die zumindest beim Bremsvorgang von
einem Wärmeträgermittel durchspült werden. Die Kanäle (96, 97)
sind beispielsweise hintereinander geschaltet.
Der Bremssattel (91) und der Anpreßblock (92)können auch ring
förmig ausgebildet sein, so daß die Reibflächen beim Bremsvor
gang an der gesamten Bremsbelagsfläche anliegen. Bei dieser Va
riante ergibt sich eine große Wärmeübertragungsfläche, eine
gute Wärmeabfuhr, eine symmetrische Bremsscheibenbelastung und
eine Verminderung der Bremskräfte.
Der Anpreßblock (92) ist im Bremssattel (91) verdrehsicher ge
lagert. Er wird beispielsweise durch nicht dargestellte Stifte
oder eine Profilierung im Bremssattel (91) am Mitdrehen gehin
dert. Außerdem ist er mit dem oder den Bremskolben (93) mecha
nisch derart gekuppelt, daß er dem Rückhub des Bremskol
bens (93) folgt, um das notwendige Lüftspiel entstehen zu las
sen.
1
Bremssattel
2
Bremsbeläge
3
Bremsscheibe, Bremskörper
11
Reibring
12
Wärmerohr
13
Kanalsystem (
Fig.
2
)
15
Heizzone
21
Scheibentopf
22
Wärmetauscherkanal
23
Trennsteg
26
Kühlzone
31
Gleitringdichtung
32
Anschlußring
33
Abschlußring
34
,
35
,
36
Rohre, Bälge
37
,
38
,
39
Gleitdichtungen
41
Zulaufanschluß
42
Rücklaufanschluß
45
Kapsel
51
Wärmeträgermittelpumpe
52
Wärmeträgermittelspeicher
53
Kondensator
55
Absperrventil
56
Rückschlagventil
57
Heizkreislauf
58
Kurzschlußleitung
61
,
62
Wärmetauscher
63
Reibringrippen
64
Wärmetauscherrippen
71
Mitnehmerscheibe
72
Isolierhülsen
81
Bremsbelagträger
82
Mitnehmerstifte
83
Bremsbeläge
91
Bremssattel
92
Anpreßblock
93
Bremskolben
94
Druckleitung
96
Kanalsystem in (
91
)
97
Kanalsystem in (
92
)
Claims (4)
1. Vorrichtung zum Auskoppeln von Wärmeenergie aus Fahrzeugrei
bungsbremsanlagen zu Heizzwecken für die Fahrgastzelle, wobei
Teile der im Rad- oder Achsbereich angeordneten Betriebsbremsen
und mindestens ein Wärmetauscher von einem Kühlmedium durch
strömt werden,
dadurch gekennzeichnet,
daß Teile der Bremsscheibe (3) oder der Bremstrommel mit Kühl
rippen (63) ausgestattet sind, wobei in einem die Kühlrip
pen (63) umhüllenden Gehäuse Luft strömt, die mindestens einen
weiteren Wärmetauscher passiert, oder wobei das umhüllende Ge
häuse und mindestens ein weiterer Wärmetauscher von einem flüs
sigen Wärmeträgermittel im Kühlkreislauf durchströmt werden.
2. Vorrichtung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in
die Bremsscheibe (3) oder in die Bremstrommel ein Wärme
rohr (12) integriert ist.
3. Vorrichtung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in
der Bremsscheibe (3) oder in der Bremstrommel das Wärme
rohr (12) an einen Wärmetauscher (61, 62) angrenzt.
4. Vorrichtung zum Auskoppeln von Wärmeenergie aus Fahrzeugrei
bungsbremsanlagen zu Heizzwecken für die Fahrgastzelle, mit
mindestens einem im Bremssattel auf die Bremsbeläge über einen
Anpreßblock wirkenden Bremskolben, wobei der mit dem Bremsbelag
in Kontakt kommende Bremssattelbereich und der Anpreßblock ei
nen Kanal oder ein Kanalsystem beinhalten und wobei der Kanal
oder das Kanalsystem Teil eines Wärmeträgermittelkreislaufes
mit mindestens einem integrierten Wärmetauscher ist, dadurch
gekennzeichnet,
- 1. daß die Bremsbeläge (83) beidseitig auf einer mit dem zu bremsenden Rad rotierenden Mitnehmerscheibe (71) angeordnet sind und von einem Bremssattel (91) zumindest bereichsweise umgriffen werden
- 2. daß die Bremsbeläge (83) gegenüber der Mitnehmerscheibe (71) thermisch isoliert angeordnet sind und
- 3. daß die Bremsbeläge (83) dazu auf einem Bremsbelagträger (81) sitzen, der mit Hilfe von Mitnehmerstiften (82) querver schieblich in der Mitnehmerscheibe (71) gelagert ist.
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE1997122254 DE19722254C2 (de) | 1997-05-28 | 1997-05-28 | Vorrichtung zum Auskoppeln von Wärmeenergie aus Fahrzeugreibungsbremsanlagen |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE1997122254 DE19722254C2 (de) | 1997-05-28 | 1997-05-28 | Vorrichtung zum Auskoppeln von Wärmeenergie aus Fahrzeugreibungsbremsanlagen |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE19722254A1 DE19722254A1 (de) | 1998-12-03 |
DE19722254C2 true DE19722254C2 (de) | 1999-05-20 |
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ID=7830684
Family Applications (1)
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DE1997122254 Expired - Fee Related DE19722254C2 (de) | 1997-05-28 | 1997-05-28 | Vorrichtung zum Auskoppeln von Wärmeenergie aus Fahrzeugreibungsbremsanlagen |
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DE (1) | DE19722254C2 (de) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE10238764A1 (de) * | 2002-08-23 | 2004-03-04 | Voith Paper Patent Gmbh | Auftragsvorrichtung mit mindestens einer nach dem Heatpipe-Prinzip kühlbaren, der Umgebungsluft ausgesetzten Oberfläche in Zuordnung zu wenigstens einem Auftragswerk |
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---|---|---|---|---|
GB0605769D0 (en) * | 2006-03-23 | 2006-05-03 | Qinetiq Ltd | Liquid-cooled disc brakes |
CN102267442A (zh) * | 2010-06-01 | 2011-12-07 | 魏光元 | 汽车刹车鼓自动循环降温***及控制方法 |
DE202010010432U1 (de) * | 2010-07-26 | 2010-10-14 | Steinhaus Gmbh | Siebbelag |
DE102019120409A1 (de) * | 2019-07-29 | 2021-02-04 | Schaeffler Technologies AG & Co. KG | Bremsanordnung für einen Radnabenantrieb sowie Radnabenantrieb mit der Bremsanordnung |
DE102019130563A1 (de) * | 2019-11-13 | 2021-05-20 | Ford Global Technologies Llc | Bremsvorrichtung und Scheibenbremsenkühlvorrichtung eines Kraftfahrzeugs |
DE102022131332A1 (de) | 2022-11-28 | 2024-05-29 | Schaeffler Technologies AG & Co. KG | Bremssystem |
DE102022132493B3 (de) | 2022-12-07 | 2024-05-29 | Schaeffler Technologies AG & Co. KG | Bremssystem eines mittels einer elektrischen Maschine elektrisch antreibbaren Kraftfahrzeugs |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE6946383U (de) * | 1969-11-29 | 1971-01-14 | Voith Getriebe Kg | Fahrzeug mit bremswaermeheizvorrichtung |
DE2026991B2 (de) * | 1969-06-02 | 1972-07-27 | Fluessigkeitsgekuehlte bremseinheit fuer kraftfahrzeugraeder | |
FR2139149A1 (de) * | 1971-05-27 | 1973-01-05 | Self Richard | |
DE3308061A1 (de) * | 1982-03-10 | 1983-09-22 | Socimi S.p.A., Milano | Hochleistungs-scheibenbremse |
EP0202581A2 (de) * | 1985-05-24 | 1986-11-26 | LUCAS INDUSTRIES public limited company | Vorrichtung zum Kühlen der Hydraulik-Flüssigkeit einer Bremsanlage |
-
1997
- 1997-05-28 DE DE1997122254 patent/DE19722254C2/de not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE2026991B2 (de) * | 1969-06-02 | 1972-07-27 | Fluessigkeitsgekuehlte bremseinheit fuer kraftfahrzeugraeder | |
DE6946383U (de) * | 1969-11-29 | 1971-01-14 | Voith Getriebe Kg | Fahrzeug mit bremswaermeheizvorrichtung |
FR2139149A1 (de) * | 1971-05-27 | 1973-01-05 | Self Richard | |
DE3308061A1 (de) * | 1982-03-10 | 1983-09-22 | Socimi S.p.A., Milano | Hochleistungs-scheibenbremse |
EP0202581A2 (de) * | 1985-05-24 | 1986-11-26 | LUCAS INDUSTRIES public limited company | Vorrichtung zum Kühlen der Hydraulik-Flüssigkeit einer Bremsanlage |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE10238764A1 (de) * | 2002-08-23 | 2004-03-04 | Voith Paper Patent Gmbh | Auftragsvorrichtung mit mindestens einer nach dem Heatpipe-Prinzip kühlbaren, der Umgebungsluft ausgesetzten Oberfläche in Zuordnung zu wenigstens einem Auftragswerk |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE19722254A1 (de) | 1998-12-03 |
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