DE3321750C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Kühleinrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Es ist aus der DE-OS 31 20 021 eine Kühleinrichtung für Vollscheibenbremsen an Kraftfahrzeugen bekannt geworden, bei der von der Radinnenseite bis zur Radaußenseite eine Luftzirkulation mittels eines Lüfterrads erzeugt wird. Zur Erzielung einer Zwangsführung der Luft ist an der Radinnenseite eine die Bremseinheit teilweise weiträumig umschließende schalenförmige Haube vorgesehen, die sich bis zur Mittelebene der Bremsscheibe erstreckt. Über eine periphere Einströmöffnung wird die Luft in die Haube geleitet. Eine Ableitung der Luft erfolgt über Durchgangskanäle im Fuß der Bremsscheibe sowie über die offene Seite der Haube zu felgenseitigen Außenöffnungen. Durch diese bekannte Ausführung wird der Kühlluftstrom im wesentlichen nur über die innere Fläche sowie über die Ränder der Bremsscheibe geführt, so daß nur eine einseitige Kühlung erfolgt. Die zu der Felgenschüssel gerichtete Reibfläche der Bremsscheibe wird nur wenig von der Kühlluft umströmt, da in diesem Bereich keine gezielte Zwangsführung der Luft vorgesehen ist, die ein unmittelbares Vorbeistreichen der Kühlluft bewirkt. Vielmehr wird die von der Radinnenseite kommende schon erwärmte Luft in den Raum zwischen der Felgenschüssel und der entsprechenden Bremsscheibenfläche eingeführt, so daß in diesem Bereich eine wesentliche Kühlwirkung nicht mehr zu erzielen ist.

Ferner ist aus der DE-OS 30 25 757 eine Kühleinrichtung für eine innenbelüftete Bremsscheibe von Kraftfahrzeugen bekannt geworden, bei der eine Luftzirkulation von außen nach innen erfolgt. Hierbei wird die Luft durch Außenöffnungen in der Radnabe zum inneren Kanal zwischen den Reibringen der Bremsscheibe geleitet. Bei einer derartigen Ausführung wird der Kühlluftstrom ohne eine direkte Führung dem Innenraum der Felge zur Bremseneinheit geleitet. Dies hat zur Folge, daß der Kühlluftstrom sich unkontrolliert verteilt und der Bremsscheibe keine nennenswerte Kühlung zu vermitteln ist.

Des weiteren ist uns aus der DE-OS 30 37 813 eine innenbelüftete Bremsscheibe mit Überströmkanälen in der Radnabe bekannt, bei der die Bremseinrichtung in der Schüssel des Rades angeordnet ist und sich zwischen Schüssel und der Bremseinrichtung ein Luftraum ergibt, der über Öffnungen im Rad mit der Außenluft verbunden ist.

Aus der DE-OS 19 61 138 und dem DE-GM 19 09 513 sind Leiteinrichtungen für die Luftführung bei Bremsscheiben ohne Innenbelüftung bekannt, wobei in der Einrichtung nach dem DE-GM 19 09 513 Überströmkanäle vorgesehen sind.

Die Aufgabe der Erfindung ist es, eine Kühleinrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, die eine wirksame Kühlung der Bremsscheibe und der mit dieser in Wärmekontakt stehenden Radteile gewährleistet.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Weitere vorteilhafte Merkmale beinhalten die Unteransprüche.

Die mit der Erfindung hauptsächlich erzielten Vorteile bestehen darin, daß der Kühlluftstrom die Bremsscheibe mittels einer Leiteinrichtung in einem nahen Bereich umströmt, so daß eine optimale Kühlung der Bremsscheibe durch Wärmeableitung allseitig sowohl von außen als auch durch innere Belüftung erzielt wird. Um eine optimale Kühlwirkung zu erzielen, ist es vorteilhaft, wenn die Verteilung der Kühlluftmenge unerschiedlich ist. So ist es günstig, wenn die außen an den Flächen der Reibringe vorbeigeführte Luftmenge geringer ist als die durch die Innenkanäle geführte Luftmenge.

Zur Erzielung eines eine wirksame Kühlung bewirkenden Luftdurchsatzes, ist das Rad an der Außenseite in der Weise geformt, daß hier ein Unterdruck erzielt wird und an der Innenseite ein Überdruck herrscht. Über einen Lüfter oder eine Absaugeinrichtung kann eine Verstärkung der Luftzirkulation erreicht werden.

Eine Ausführung des Luftführungsgehäuses in Kunststoff mit hinreichender Temperaturbeständigkeit ergibt eine rationelle Herstellung.

Damit jeder Bereich der Bremsscheibe von einem noch nicht aufgeheizten Kühlluftstrom umströmt wird, sind mehrere Teilluftströme gebildet, die direkt den einzelnen, zu kühlenden Bereichen der Bremsscheibe zugeführt werden. So sind vier Teilluftströme gebildet, wovon zwei Teilluftströme jeweils den Außenflächen der Reibringe und die weiteren zwei Teilluftströme den Innenkanälen zwischen den Reibringen zugeführt werden. Die zur Radinnenseite geleiteten Teilluftströme werden durch Kanäle in der Radnabe geführt, wodurch auch diese und angrenzende Radelemente gekühlt werden.

Um eine annähernd gleichmäßige Zuführung der Kühlluft bewirken zu können, sind am Innenteil des Gehäuses mindestens zwei Einströmöffnungen vorgesehen, die vorzugsweise zu jeder Seite der Radnabe angeordnet sind. Durch eine entsprechende konstruktive Ausbildung des Eintritts der Einströmöffnungen im Innenteil kann in einfacher Weise eine beschleunigte Kühllufteinführung erreicht werden. So ist es denkbar, die Öffnungen entgegen des Fahrtwindes auszurichten, so daß eine verstärkte Kühlluftzuführung erzielt wird.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben.

Es zeigt

Fig. 1 eine erfindungsgemäße Kühleinrichtung in einem Fahrzeugrad im Schnitt,

Fig. 2 eine Ansicht des Rades in Fahrtrichtung Z der Fig. 1 gesehen,

Fig. 3 eine Radnabe im Schnitt,

Fig. 4 eine Ansicht der Radnabe in Pfeilrichtung X der Fig. 3 gesehen,

Fig. 5 eine Vorderansicht des Innenteils des Gehäuses,

Fig. 6 eine Draufsicht auf das Innenteil gem. Fig. 5,

Fig. 7 eine Vorderansicht des Außenteils des Gehäuses und

Fig. 8 einen Schnitt durch eine Luftleithaube.

Im Rad 1 eines Kraftfahrzeugs ist eine Bremseneinheit 2 angeordnet, die eine innenbelüftete Bremsscheibe 3 umfaßt, welche auf einer Radnabe 4 gehalten wird. Das Rad 1 weist eine nach außen gewölbte Radschüssel 5 mit mehreren Außenöffnungen 6 auf. In einem von der Radschüssel 5 und einem Felgenbett 7 begrenzten Raum 8 ist die Bremseneinheit 2 gehalten.

Die Bremsscheibe 3 ist mit einer Leiteinrichtung 9 versehen, die aus einem Luftführungsgehäuse 10 besteht, das die Bremsscheibe 3 allseitig nahezu dicht umschließt. Es umfaßt ein an der Radinnenseite aufbauseitig gehaltenes topfförmiges Innenteil 11 und ein an der Radaußenseite nahe der Radschüssel 5 angeordnetes tropfförmiges Außenteil 12, das mit dem Innenteil 11 verbunden ist.

Im Innenteil 11 sind von Stutzen 15a und 16a gebildete Kanäle mit Einströmöffnungen 15 und 16 und im Außenteil 12 sind Ausströmkanäle 17 vorgesehen, die in unmittelbarer Nähe der felgenseitigen Außenöffnungen 6 ihre Ausmündungen (Öffnungen 18) aufweisen. Zwischen dem Innen- und Außenteil 11 und 12 des Gehäuses 10 werden zusammen mit der Bremsscheibe 3 und der Radnabe 4, mehrere Kanäle 13, 14, 17 und 37 für mindestens vier Kühlluft-Teilströme A, B, C und D gebildet (Fig. 1). Diese vereinigen sich in den Kanälen 17 und treten gemeinsam durch die Öffnungen 18 aus.

Zur Bildung der Kanäle 13, 14 und 17 sind die Gehäuseteile 11 und 12 entsprechend der Form der Bremsscheibe 3 ausgeführt und umfassen jeweils eine vom Innenteil 11 gebildete senkrechte Wand 19 und eine vom Außenteil 12 gebildete weitere senkrechte Wand 20. Diese Wände 19 und 20 verlaufen unter Bildung des Kanals 13 und des Kanals 14 in einem geringen parallelen Abstand zu den Flächen 21 und 22 der Reibringe 34 und 38 der Bremsscheibe 3. Die Kanäle 13 und 14 erstrecken sich über die gesamte Fläche der jeweiligen Reibringe 38, 39 und bilden einen nahezu durchgehenden Ringraum.

Oberhalb der peripheren Begrenzungslinie 23 der Bremsscheibe 3 werden durch das zusammengesetzte Innen- und Außenteil 11 und 12 die Kanäle 17 gebildet, die durch eine horizontale innere Wand 24 und eine äußere Wand 24a begrenzt sind und in die die Kanäle 13 und 14 einmünden.

Im radialen Befestigungsflansch 26 der Radnabe 4 sind mehrere Überströmkanäle 36 vorgesehen. Sie sind zwischen radial verlaufenden Rippen 27 im Mündungsbereich der Einströmöffnungen 15 und 16 angeordnet. Die Austrittsöffnungen 28 der Kanäle 36 münden in eine Luftleithaube 29 ein, die fest mit der Radnabe 4 verbunden und frei drehbar zum Außenteil 12 angeordnet ist. Sie weist eine ringförmige Ausbuchtung 30 als Luftumlenkung von der Austrittsöffnung 28 der Kanäle 36 zum Ringraum (Kanal 14) des Außenteils 12 des Gehäuses 10 sowie zu den Kanälen 37 in der Bremsscheibe 3 auf.

Die Bremsscheibe 3 ist innenbelüftet und weist im Bereich ihrer nabenseitigen Befestigung von zwei verschiedenen Seiten zwischen die Reibringe 38 und 39 einmündende Lufteingänge 31 und 32 auf. Zwischen den Reibringen 38 und 39 sind Rippen vorgesehen, die vorzugsweise radial verlaufen und leicht bogenförmig ausgeführt sind.

Damit zum Kühlen der Bremsscheibe 3 eine genügende Luftmenge jederzeit bereitgestellt ist, weist das Innenteil 11 im Bereich ihrer Einströmöffnungen 15 und 16 einen zusätzlich vertieften Raum 33 auf. Im Bereich der einzelnen Öffnung 16 ist eine weitere Vertiefung 34 zum Raum 33 vorgesehen. Die Form dieser Vertiefung 34 ist aufgrund der benachbart angeordneten Aufhängungsteile der Radführung vorgegeben. Beide Vertiefungen sind miteinander luftüberleitend verbunden.

Der Kühlluft-Hauptstrom 41 tritt von der Radinnenseite durch die Einströmöffnungen 15 und 16 in die Kammern 33 und 34 des Innenteils 11 ein. Von hier aus verteilt sich der Kühlluft-Hauptstrom 41 in vier Kühlluft-Teilströme A bis D. Der Teilluftstrom A wird in den Kanal 13 zwischen Reibring 39 und Wand 19 des Innenteils 11 und der Teilluftstrom B wird zwischen den radialen Rippen 27 der Nabe 4 durch den Eingang 31 zu den Kanälen 37 zwischen den Reibringen 38 und 39 der Bremsscheibe 3 geleitet. Die Teilluftströme C und D werden zuerst gemeinsam durch die nabenseitigen Kanäle 36 und dann durch den Umlenkkanal 30 der Luftleithaube 29 geführt. Danach erfolgt eine Aufteilung in die Teilluftströme C und D. Der Luftstrom C wird in den Ringraum (Kanal 14) zwischen der Wand 20 des Außenteils 12 und den Reibring 38 geleitet und der Teilluftstrom D wird über den Eingang 32 zwischen die Reibringe 38 und 39 der Bremsscheibe 3 geleitet. Die Teilluftströme A bis D treffen sich nach dem Durchströmen der Bremse in den Kanälen 17, die umfangseitig der Bremsscheibe 3 im wesentlichen vom Außen- und Innenteil 12, 11 gebildet werden. Diese Kanäle 17 sind kreisringförmig ausgeführt und eingangsseitig mit dem vom Innenteil 11 gebildeten Luftraum verbunden. Ein Ausströmen der Luft erfolgt über die Außenöffnungen 6 in der Radschüssel 5.

Claims (12)

1. Kühleinrichtung für Scheibenbremsen, insbesondere von Kraftfahrzeugen,

• 1. bei der innerhalb einer Radschüssel (5) eines Fahrzeugrades (1) eine Bremsscheibe (3) angeordnet ist, die beidseitige Reibringe (38, 39) aufweist, welche einer Luftzirkulation ausgesetzt sind, und denen durch Überströmkanäle (36) in einer Radnabe (4) Luft zugeführt wird,
• 2. wobei die Luft über eine Leiteinrichtung (9) von der Radinnenseite über die Bremsscheibe (3) durch Öffnungen (6) in der Radschüssel (5) zur Radaußenseite geleitet und abgeführt wird,
  • 2.1. bei der die Leiteinrichtung (9) zum Erzielen einer Durch- und Umströmung ein die Bremsscheibe (3) annähernd allseitig dicht umschließendes Luftführungsgehäuse (10) umfaßt,
    • 2.1.1. das zu den Reibringen (38, 39) mehrere definierte Kanäle (13, 14) bildet und
    • 2.1.2. an der Radinnenseite mit mindestens zwei Einströmöffnungen (15, 16) versehen ist,
    • 2.1.3. die luftleitend zu den Überströmkanälen (36) in der Radnabe (4) sowie den inneren Kanälen (13, 14) gerichtet sind und
    • 2.1.4. den Außenöffnungen (6) in der Radschüssel (5) verteilt angeordnete Ausströmöffnungen (18) des Luftführungsgehäuses (10) korrespondierend gegenüberstehen.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Luftführungsgehäuse (10) ein die Ausströmöffnungen (18) aufweisendes schüsselnahes topfförmiges Außenteil (12) umfaßt, das mit einem die Einströmöffnungen (15, 16) aufweisenden topfförmigen Innenteil (11) verbunden ist und zwischen diesen beiden Gehäuseteilen (11 und 12) unter Bildung von gegenüberliegenden axial und radial begrenzten inneren Kanälen (13, 14) die Bremsscheibe (3) angeordnet ist.

3. Einrichtung nach den Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die inneren Kanäle (13, 14) jeweils einen sich über eine Teilfläche (21, 22) der Bremsscheiben-Reibringe (38, 39) erstreckenden Ringraum bilden, wobei der innere Kanal (13) in axialer Richtung jeweils von der Wandung (19) des topfförmigen Innenteils (11) und der weitere Kanal (14) in axialer Richtung von der Wandung (20) des topfförmigen Außenteils (12) und in radialer Richtung von den umfangseitigen Wandungen (24, 25) des Außen- und Innenteils (12, 11) des Luftführungsgehäuses (10) begrenzt wird.

4. Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Ringräume (Kanäle 13 und 14) einen geringeren Durchflußquerschnitt aufweisen als die Kanäle (37) zwischen den Reibringen (38, 39) einer innenbelüfteten Bremsscheibe (3).

5. Einrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Bremsscheibe (3) in bekannter Weise im Bereich der nabenseitigen Befestigung beidseitig zwischen den Reibringen (38, 39) Lufteingänge (31, 32) zu den Kanälen (37) aufweist.

6. Einrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Außenteil (12) ineinander übergehende Luftsammelräume (33, 34) aufweist, wobei der eine Sammelraum (34) vertieft in der Seitenwand (19) des Luftführungsgehäuses (10) angeordnet ist, in dem die eine Einströmöffnung (16) einmündet und beide Luftsammelräume (33, 34) sich im Bereich der radnabenseitigen Überströmkanäle (36) befinden.

7. Einrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Überströmkanäle (36) in einem radialen Befestigungsbund (26) der Radnabe (4) vorgesehen und in diesem gleichmäßig verteilt angeordnet sind.

8. Einrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß Austrittsöffnungen (28) der Überströmkanäle (36) in eine Luftleithaube (29) einmünden, welche fest mit der Radnabe (4) und frei drehbar zum Außenteil (12) angeordnet ist und eine Luftumlenkung von den Austrittsöffnungen (28) zu dem Kanal (14) am Außenteil (12) sowie zu den Kanälen (37) in der Bremsscheibe (3) bildet.

9. Einrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Luftleithaube (29) eine ringförmige Ausbuchtung (30) aufweist, deren Öffnung in radialer Höhe sich über die nabenseitigen Austrittsöffnungen (28) bis zu den Eingängen (32) der Kanäle (37) in der Bremsscheibe (3) erstreckt und die mit der Radnabe (4) verbundene Luftleithaube (29) sich in dem ortsfest am Chassis befestigten Gehäuse (10) dreht.

10. Einrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausströmöffnungen (18) des Außen- und Innenteils (12, 11) von Kanälen (17) kreisringförmigen Querschnitts am äußeren Umfang des Außen- und Innenteils (12, 11) gebildet sind und daß die Kanäle (17) mit dem vom Außenteil (11) des Gehäuses (10) gebildeten Ringraum (Kanal 13) luftleitend verbunden sind.

11. Einrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein von der Radinnenseite eingeleiteter Kühlluft-Hauptstrom (41) zur Bildung von vier Kühlluft-Teilströmen (A, B, C und D) aufgeteilt wird, wobei der erste Kühlluft-Teilstrom (A) in den Ringraum (Kanal 13), der zweite Teilstrom (B) in die Luftkanäle (37) durch einen ersten Lufteingang (31) strömt, der dritte Teilstrom (C) durch die radnabenseitigen Überströmkanäle (36) in die Kühlluftkanäle (37) und der vierte Teilstrom (D) in den weiteren Ringraum (Kanal 14) geleitet wird.

12. Einrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (10) aus einem Kunststoff besteht.