DE3711682A1 - Air cooling for a vehicle brake - Google Patents

Air cooling for a vehicle brake

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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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Abstract

The invention relates to air cooling for a vehicle brake with a guide duct, through which an inlet air flow entering an inlet cross-section of the guide duct can be fed to an assigned brake device and a heat exchanger with forced air ventilation. In order to reduce the dependence of the vehicle brake air cooling on the air slip stream, it is proposed that the heat exchanger be arranged in the guide duct in such a way that the cool air fed to the brake device is essentially constituted by the outlet air flow of the heat exchanger.

Description

Die Erfindung befaßt sich mit einer Luftkühlung für eine Fahrzeugbremse der im Oberbegriff des Patentanspruches 1 angegebenen Art.The invention is concerned with air cooling for a Vehicle brake in the preamble of claim 1 specified type.

Eine derartige Luftkühlung ist aus der EP 01 75 655 bereits bekannt, wobei ebenfalls primär an die Vorderradbremsen von Kraftwagen gedacht wurde, die einer höheren Wärmebelastung ausgesetzt sind als die Hinterradbremsen.Such air cooling is already known from EP 01 75 655 known, also primarily to the front brakes of Motor vehicle was thought to have a higher heat load are more exposed than the rear brakes.

Hierbei wird der Leitkanal bereits von elastischen Wänden begrenzt, die an eine Stoßfängerverkleidung angeformt sind. Dieser Leitkanal verzweigt sich von einem frontalen Ein­ strömquerschnitt im Mittelbereich der Stoßfängerverkleidung ausgehend in zwei Teilleitkanäle. Durch einen Hauptstrom­ kanal wird einem Querstromkühler die Kühlluft zugeführt, während ein Nebenstromkanal eine zugeordnete Bremsein­ richtung mit Kühlluft versorgt. Der Nebenstromkanal endet dazu in einer Düse, die im Bereich der seitlichen Stoßfängerspitze angeordnet ist, so daß ein Bremssattel der Bremseinrichtung bei ausreichendem Staudruck vor dem Fahrzeug und beim Vorliegen einer Geradeausstellung des betreffenden Rades mit einem freien Luftstrahl an­ geblasen wird. Here, the guide channel is already made of elastic walls limited, which are molded onto a bumper trim. This leading channel branches off from a frontal one flow cross-section in the middle area of the bumper trim starting in two partial guide channels. Through a main stream the cooling air is fed to a cross-flow cooler, while a bypass duct has an associated brake direction supplied with cooling air. The bypass duct ends in a nozzle in the area of the side Bumper tip is arranged so that a brake caliper the braking device before sufficient back pressure the vehicle and when there is a straight ahead position of the wheel in question with a free air jet is blown.  

Als nachteilig ist jedoch bei dieser bekannten Luftkühlung für eine Fahrzeugbremse der Umstand anzusehen, daß die Luftkühlung der Fahrzeugbremse nur bei einer relativ hohen Fahrgeschwindigkeit wirksam ist, während der mittels eines Elektrolüfters zwangsbelüftbare Kühler bei üblicher ther­ mostatischer Regelung selbst bei abgestelltem Fahrzeug noch gekühlt wird.The disadvantage of this known air cooling for a vehicle brake, the fact that the Air cooling of the vehicle brake only at a relatively high level Driving speed is effective during which by means of a Electrically ventilated cooler with usual ther Mostatic control even when the vehicle is parked is still cooled.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine gattungsge­ mäße Luftkühlung für eine Fahrzeugbremse dahingehend weiter­ zuentwickeln, daß die Fahrtwindabhängigkeit der Luftkühlung der Fahrzeugbremse deutlich reduziert ist.The invention has for its object a genus moderate air cooling for a vehicle brake develop that the airflow dependence of air cooling the vehicle brake is significantly reduced.

Nach der Erfindung ist diese Aufgabe dadurch gelöst, daß der Wärmetauscher derart im Leitkanal angeordnet ist, daß die der Bremseinrichtung zugeführte Kühlluft im wesent­ lichen vom Abluftstrom des Wärmetauschers gebildet ist. Diese Anordnung bedingt zwar, daß die Fahrzeugbremse mit auf etwa 80°C aufgeheizter Luft gekühlt werden muß, aber andererseits erreichen die Vorderradbremseinrichtungen z.B. nach Paßabfahrten Temperaturen von ca. 600°C. Die damit vorhandene Temperaturdifferenz reicht für die gewünschte Kühlwirkung ohne weiteres aus.According to the invention, this object is achieved in that the heat exchanger is arranged in the guide channel in such a way that the cooling air supplied to the braking device essentially Lichen is formed by the exhaust air flow from the heat exchanger. Although this arrangement requires that the vehicle brake with must be cooled to about 80 ° C heated air, but on the other hand, reach the front wheel brake devices e.g. after the pass, temperatures of approx. 600 ° C. The existing temperature difference is sufficient for the desired cooling effect easily.

Da der Kühlerventilator auch bei abgestelltem Fahrzeug noch zu laufen vermag, wird die Fahrzeugbremse noch so lange mitgekühlt, bis die Normaltemperatur des Kühlwassers erreicht ist. Darüber hinaus ist es denkbar, den Kühler­ ventilator zusätzlich über bremseinrichtungsseitige Wärme­ sensoren anzusteuern. Hierdurch könnte die Temperatur der heißgefahrenen Fahrzeugbremse auch bei abgestelltem Fahrzeug zwangsweise bis auf einen unproblematischen Wert heruntergekühlt werden.Because the radiator fan works even when the vehicle is parked the vehicle brake will still be able to run cooled for a long time until the normal temperature of the cooling water is reached. In addition, it is conceivable the cooler fan additionally via heat on the brake device side control sensors. This could cause the temperature the hot vehicle brake even when the vehicle is switched off  Vehicle forced to an unproblematic value be cooled down.

Zweckmäßig wird die Luftkühlung für die Fahrzeugbremse nur dann sein, wenn beide Vorderradbremsen gleichzeitig herunter­ gekühlt werden können.Air cooling is only useful for the vehicle brake then be when both front brakes down simultaneously can be cooled.

Hierzu ist es denkbar, den Abluftstrom des Wasserkühlers zu verzweigen und zu beiden Vorderradbremsen hinzuleiten.For this purpose, it is conceivable to shut off the exhaust air flow from the water cooler branch and lead to both front brakes.

Steht im Motorraum ein weiterer Wärmetauscher, wie ein Kondensator einer Klimaanlage oder dgl., vom Wasserkühler räumlich getrennt zur Verfügung, so kann für die Kühlung einer Vorderradbremseinrichtung der Wasserkühler und für die Kühlung der zweiten Vorderradbremseinrichtung der andere Wärmetauscher herangezogen werden. In diesem Fall ist allerdings eine bremseinrichtungsseitige Regelung der Wärmetauscherlüfter erforderlich oder beide Wärme­ tauscherlüfter müssen so geschaltet sein, daß sie gleich­ zeitig laufen.There is another heat exchanger in the engine compartment, like a Condenser of an air conditioner or the like, from the water cooler spatially separated, so can be used for cooling a front brake device for the water cooler and for the cooling of the second front brake device other heat exchangers are used. In this case is, however, a regulation on the brake device side the heat exchanger fan required or both heat Exchanger fans must be switched so that they are the same run early.

Ein Abdecken des Einströmquerschnittes des Leitkanals mittels eines Querstrom-Wärmetauschers ist dahingehend als vorteil­ haft anzusehen, daß dieser gleichzeitig als Grobfilter für die bremseinrichtungsseitige Kühlluft wirkt. Dadurch kann verhindert werden, daß z.B. aufgewirbeltes Laub oder ähn­ liche Fremdkörper durch den Leitkanal gezogen und auf die Bremseinrichtung geschleudert werden. Covering the inflow cross section of the guide channel by means of A cross-flow heat exchanger is advantageous in this regard to be seen as a coarse filter for the cooling device-side cooling air acts. This can prevent e.g. whirled up leaves or similar foreign objects are drawn through the guide channel and onto the Braking device are thrown.  

Wird der Leitkanal von einem elastischem Schlauchkörper gebildet, so läßt sich dieser den Platzverhältnissen im Motorraum entsprechend paßgenau formen, da er unter elastischer Deformation montierbar ist. Auch bei beengten Platzverhältnissen ist es dadurch möglich, eine wider­ standsarme Beschleunigungsstrecke für die Kühlluft aus­ zubilden.The guide channel is made of an elastic hose body formed, this can the space available in Shape the engine compartment so that it fits perfectly, since it is under elastic deformation is mountable. Even in tight spaces Space constraints make it possible to reflect one low acceleration path for the cooling air to build.

Wenn ein bremseinrichtungsnaher Leitkanalabschnitt von einem etwa hohlzylindrischen Schlauch ausreichender Flexibilität gebildet wird, so kann dieser, ähnlich wie die Radführungsglieder, in Fahrzeugquerrichtung verlegt sein und so gehalten werden, daß die Bremseinrichtung aus unmittelbarer Nähe von der Kühlluft angeblasen wird. Da der Schlauch hierbei mit dem Rad bewegt werden kann, bleibt diese günstige Kühlposition des Schlauches sogar dann erhalten, wenn das Fahrzeug mit heißgefahrenen Bremsen und eingeschlagenen Vorderrädern abgestellt wird.If a guide channel section close to the brake device of an approximately hollow cylindrical tube is sufficient Flexibility is formed, this can be similar to the wheel guide members, laid in the vehicle transverse direction be and be held so that the braking device is blown from the immediate vicinity of the cooling air. Since the hose can be moved with the wheel, this favorable cooling position of the hose even remains then get when the vehicle is hot Brakes and front wheels turned off becomes.

Im folgenden ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand einer zeichnerischen Darstellung näher erläutert.The following is an embodiment of the invention explained in more detail using a graphic representation.

Diese zeigt eine rechte Hälfte eines Vorderwagens 1 eines nicht näher dargestellten Kraftwagens in einer schematischen Draufsicht. In einer Bugschürze 2, die leicht schräg zur rechtwinklig zu einer Mittellängsachse 3 des Kraftwagens verlaufenden Querachse angestellt ist, sind in nicht sicht­ barer Weise Luftdurchtrittsöffnungen vorgesehen. Diese Luftdurchtrittsöffnungen lassen den Aufbau eines fahrgeschwindigkeits­ abhängigen Staudruckes in einem Bereich eines Vorderwagen­ raumes 4 zu, der von einem Längsträger 5, einem zugeordneten Kotflügel und einem Radlauf begrenzt ist. Der Radlauf ist durch eine Geradeausstellung und eine voll nach links eingeschlagene Stellung eines Vorderrades 6 ange­ deutet. Im Vorderrad 6 ist eine Scheibenbremseinrichtung 7 angeordnet, die in üblicher Weise eine Bremsscheibe 8 und einen Bremssattel 9 umfaßt. Für die Scheibenbrems­ einrichtung ist eine Luftkühlung vorgesehen, die sowohl im Fahrbetrieb des Kraftwagens als auch bei abgestelltem Fahrzeug wirksam ist. Hierzu steht quer zur Mittellängs­ achse 3 ein Querstromkühler 10 für die Kühlung eines Ver­ brennungsmotors, der im Fahrbetrieb vom Fahrtwind durchströmt ist. Damit der Querstromkühler 10 auch bei stehendem Fahrzeug oder bei langsamer Fahrt seiner Funktion nachkommen kann, ist hinter demselben ein elektromotorisch betriebener Kühlerventilator 11 be­ festigt, mit dessen Hilfe in Abhängigkeit von der Kühlwassertemperatur eine gleichsinnig zum Fahrtwind wirksame Durchströmung des Querstromkühlers 10 erzielt werden kann. Unabhängig von der Art der Kühlerdurchströ­ mung wird der erwärmte Abluftstrom durch einen Leit­ kanal 12 hindurch auf die Scheibenbremseinrichtung 7 geblasen, so daß diese im heißgefahrenen Zustand vom Abluftstrom gekühlt wird. Der Leitkanal 12 wird von einem elastischen Schlauchkörper gebildet, wobei der Einströmquerschnitt des Leitkanals 12 unmittelbar hinter dem Querstromkühler 10 liegt. Der Schlauch­ körper ist hierzu auf den Durchmesser einer Lüfterzarge 13 abgestimmt und mittels einer Klemmschelle oder dgl. auf deren Umfang gehalten. Von der Lüfterzarge 13 aus­ gehend verjüngt sich der Leitkanal 12 konisch bis er etwa seinen lichten Austrittsquerschnitt erreicht hat, wodurch sich eine düsenartige Beschleunigungsstrecke für die durchströmende Kühlluft ergibt. Danach geht der Schlauchkörper zur Ausbildung eines Leitkanalab­ schnittes 12 a etwa konstanten Querschnittes in einen flexiblen, hohlzylindrischen Schlauch über. Dieser Schlauch erstreckt sich zunächst am Längsträger 5 ent­ lang, bis er etwa seitlich neben dem Achsschenkel des Rades 6 liegt, und verläuft anschließend nach Art von Radführungsgliedern quer zum Rad 6 hin, wo er kurz vor dem Bremssattel 9 endet. Die Austrittsöffnung des Leit­ kanalabschnittes 12 a ist hierbei so angeordnet, daß der austretende Kühlluftstrahl unmittelbar auf den Brems­ sattel 9 auftrifft. Damit diese Position der Austritts­ öffnung relativ zur Bremseinrichtung 7 auch bei einge­ schlagenem Rad 6 erhalten bleibt, kann das Ende des Schlauches z.B. mittels eines Halters ortsfest auf dem Bremssattel 9 befestigt sein. Da der Schlauch biege­ elastisch ist, wird der Lenkeinschlag hierdurch nicht behindert.This shows a right half of a front vehicle 1 of a motor vehicle, not shown in a schematic plan view. In a front apron 2 , which is positioned slightly obliquely to the perpendicular to a central longitudinal axis 3 of the motor vehicle transverse axis, air passage openings are provided in a non-visible manner. This air passage openings allow the build-up of a dynamic pressure-dependent dynamic pressure in an area of a front car space 4 , which is limited by a side member 5 , an associated fender and a wheel arch. The wheel arch is indicated by a straight ahead position and a fully turned position of a front wheel 6 . A disc brake device 7 is arranged in the front wheel 6 and comprises a brake disk 8 and a brake caliper 9 in the usual way. For the disc brake device, air cooling is provided which is effective both when the motor vehicle is in operation and when the vehicle is parked. This is transverse to the central longitudinal axis 3, a cross-flow cooler 10 for cooling a combustion engine Ver, which is traversed by the wind while driving. So that the cross-flow cooler 10 can perform its function even when the vehicle is stationary or when driving slowly, an electromotive-operated cooler fan 11 is fastened behind the same, with the help of which, depending on the cooling water temperature, an effective flow through the cross-flow cooler 10 can be achieved in the same direction as the airstream. Regardless of the type of cooler flow, the heated exhaust air flow is blown through a guide channel 12 through to the disc brake device 7 , so that it is cooled by the exhaust air flow in the hot state. The guide channel 12 is formed by an elastic hose body, the inflow cross section of the guide channel 12 being immediately behind the cross-flow cooler 10 . The hose body is matched to the diameter of a fan frame 13 and held by means of a clamp or the like on its circumference. Starting from the fan frame 13, the guide duct 12 tapers conically until it has approximately reached its clear exit cross section, which results in a nozzle-like acceleration path for the cooling air flowing through. Thereafter, the tube body to form a Leitkanalab section 12 a approximately constant cross section in a flexible, hollow cylindrical tube. This hose extends first on the side member 5 ent long until it lies approximately to the side of the steering knuckle of the wheel 6 , and then extends in the manner of wheel guide members transversely to the wheel 6 , where it ends just before the brake caliper 9 . The outlet opening of the guide channel section 12 a is arranged so that the exiting cooling air jet strikes the brake caliper 9 directly. So that this position of the outlet opening is maintained relative to the braking device 7 even when the wheel 6 is struck, the end of the hose can be fixed, for example, by means of a holder on the brake caliper 9 . Since the hose bend is elastic, the steering angle is not hindered by this.

Zusätzlich sind in nicht dargestellter Weise bremssattel­ seitig elektrische Schalteinrichtungen wie Bimetall­ schalter oder dgl. vorgesehen, durch die der Kühler­ ventilator 11 temperaturabhängig zuschaltbar ist.In addition, in the manner not shown, caliper-side electrical switching devices such as bimetal switches or the like are provided, by means of which the cooler fan 11 can be switched on as a function of temperature.

Claims (10)

1. Luftkühlung für eine Fahrzeugbremse mit einem Leit­ kanal, durch den ein an einem Einströmquerschnitt des Leitkanals eingetretener Zuluftstrom einer zugeordneten Bremseinrichtung und einem zwangsbelüftbaren Wärme­ tauscher zuführbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Wärmetauscher (10) derart im Leitkanal (12) an­ geordnet ist, daß die der Bremseinrichtung zugeführte Kühlluft im wesentlichen vom Abluftstrom des Wärmetauschers (10) gebildet ist.1. Air cooling for a vehicle brake with a guide channel, through which a supply air flow that has occurred at an inflow cross section of the guide channel can be supplied to an assigned braking device and a forced-ventilation heat exchanger, characterized in that the heat exchanger ( 10 ) is arranged in such a way in the guide channel ( 12 ) that the cooling air supplied to the braking device is essentially formed by the exhaust air flow from the heat exchanger ( 10 ). 2. Luftkühlung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Einströmquerschnitt des Leitkanals (12) von einer Luftaustrittsseite des Wärmetauschers (10) abgedeckt ist.2. Air cooling according to claim 1, characterized in that the inflow cross section of the guide channel ( 12 ) is covered by an air outlet side of the heat exchanger ( 10 ). 3. Luftkühlung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Leitkanal (12) von einem elastischen Schlauch­ körper gebildet ist. 3. Air cooling according to claim 1 or 2, characterized in that the guide channel ( 12 ) is formed by an elastic tube body. 4. Luftkühlung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Leitkanal (12) im Abluftbereich des Wärmetauschers (10) seinen größten lichten Querschnitt aufweist, und sich in Strömungsrichtung gesehen allmählich auf seinen lichten Austrittsquerschnitt verjüngt.4. Air cooling according to claim 3, characterized in that the guide channel ( 12 ) in the exhaust air region of the heat exchanger ( 10 ) has its largest clear cross-section, and gradually narrows in the direction of flow to its clear outlet cross-section. 5. Luftkühlung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß ein bremseinrichtungsnaher Leitkanalabschnitt (12 a) von einem flexiblen Schlauch etwa konstanten lichten Querschnittes gebildet ist.5. Air cooling according to claim 4, characterized in that a guide device section near the brake device ( 12 a ) is formed by a flexible hose approximately constant clear cross section. 6. Luftkühlung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Länge des flexiblen Schlauches so bemessen ist, daß er unter Verlegung um den Lenkeinschlagsbereich eines Rades (6) herum mit seinem austrittsseitigen Ende ortsfest zur Bremseinrichtung des Rades (6) fixierbar ist.6. Air cooling according to claim 5, characterized in that the length of the flexible hose is dimensioned such that it can be fixed with its outlet-side end to the braking device of the wheel ( 6 ) by laying around the steering lock area of a wheel ( 6 ). 7. Luftkühlung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß als Bremseinrichtung eine radseitige Scheibenbremsein­ richtung (7) vorgesehen ist, und daß das austrittsseitige Ende des Schlauches unter bevorzugter Anströmung des zuge­ ordneten Bremssattels (9) bremssattelfest gehalten ist.7. Air cooling according to claim 6, characterized in that a wheel-side disc brake device ( 7 ) is provided as the braking device, and that the outlet-side end of the hose is held under the preferred flow of the assigned brake caliper ( 9 ) brake caliper. 8. Luftkühlung nach einem oder mehreren der vorher­ gehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß beide Vorderradbremsen gleichzeitig kühlbar sind. 8. Air cooling according to one or more of the previously claims, characterized, that both front brakes can be cooled at the same time.   9. Luftkühlung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Leitkanal (12) in zwei Leitkanalabschnitte (12 a) aufgeteilt ist, durch die die Kühlluft zu den Bremsein­ richtungen beider Vorderräder (6) hingeleitet ist.9. Air cooling according to claim 8, characterized in that the guide channel ( 12 ) is divided into two guide channel sections ( 12 a ) through which the cooling air is directed to the Bremsein directions of both front wheels ( 6 ). 10. Luftkühlung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß in der linken und rechten Hälfte des Vorderwagens je­ weils ein Wärmetauscher angeordnet ist, dessen Abluft­ strom mit einem Leitkanal (12, 12 a) zur Bremseinrichtung eines zugeordneten Vorderrades geführt ist.10. Air cooling according to claim 8, characterized in that in the left and right half of the front end, each because a heat exchanger is arranged, the exhaust air stream with a guide channel ( 12 , 12 a ) is guided to the braking device of an associated front wheel.
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