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Die Erfindung betrifft eine Luftkühlvorrichtung gemäß der im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenen Art.
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In der
DE 39 03 361 A1 ist eine Luftkühlvorrichtung als Kühlvorrichtung für eine Fahrzeugbremse beschrieben. Bei dieser vorbekannten Luftkühlvorrichtung mit einer Lufteinlassöffnung ist eine Luftumlenkwand für einen vom Fahrtwind gespeisten Kühlluftstrom vorgesehen, die sich lotrecht oder etwas schräg nach vorne geneigt vom unteren Randbereich der nach vorne gerichteten Lufteinlassöffnung nach oben erstreckt. Diese Luftumlenkwand erfüllt im Fahrbetrieb die Funktion eines Grobschmutzabscheiders im Sinne einer Prallwand mit Selbstreinigungswirkung bei in das zugehörige Fahrzeugrad eingeleiteten Vibrationsschwingungen. Bei dieser vorbekannten Luftkühlvorrichtung ist die Schmutzabscheiderwirkung der Luftumlenkwand auf Grobschmutzteile mit verhältnismäßig großer Schwerkraftwirkung beschränkt. Hinter der Luftumlenkwand befindet sich nach einer S-förmigen Umlenkung des Kühlluftstromes ein Wasserbad im unteren Bereich der Luftkühlvorrichtung und unterhalb einer zunächst nach unten und dann nach oben verlaufenden Strömungskurve. Durch das Wasserbad werden Schmutzpartikel aus dem Kühlluftstrom festgehalten. Diese vorbekannte Luftkühlvorrichtung ist von aufwändiger und großer Konstruktion, was vermieden werden soll.
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DE 41 14 761 A1 offenbart eine Scheibenbremse mit einer Kühlluftführung, im wesentlichen bestehend aus mindestens einem drehfest angebrachten, etwa quer zu den Reibflächen einer Bremsscheibe verlaufenden Luftleitteil und einer Anzahl in einem Winkelabstand zueinander angeordneten sowie in einem Winkel zu einer Reibfläche verlaufenden Luftleitschaufeln. Die Luftleitschaufeln sind an einem segmentförmigen, drehfest angebrachten Luftumlenkteil angeordnet. Ein Luftumlenkelement ist vorgesehen, das eine zur außenliegenden Reibfläche der Bremsscheibe hin offene Ausbuchtung mit in diese eingesetzten Luftleitschaufeln hat. Die Luftleitschaufeln haben an ihrem der Bremsscheibe zugewandten Randbereich ein sich etwa axial erstreckendes und im Außenumfangsbereich der Bremsscheibe liegendes sowie längs des Luftumlenkelements verlaufendes Luftströmungsteil, dessen freies Ende nahe der außenliegenden Reibfläche liegt.
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DE 100 24 219 A1 betrifft eine Luftleitvorrichtung für eine Radbremse eines Fahrzeuges, umfassend ein fahrzeuginnenseitig angeordnetes Bremsenabdeckblech mit einer in Fahrzeugquerrichtung angeordneten und auf ein Reibelement der Fahrzeugbremsegerichteten Lufteintrittsöffnung, ein an dem Bremsenabdeckblech vorgesehenes Luftumlenkblech, das von einem in Fahrzeuglängsrichtung hinten liegenden Rand der Lufteintrittsöffnung zur Fahrzeuginnenseite hin auskragt und sich in Fahrzeuglängsrichtung nach vorne erstreckt, wobei das Luftumlenkblech derart ausgebildet und angeordnet ist, um eine Anströmung im Wesentlichen in der Horizontalen seitlich in die Lufteintrittsöffnung abzulenken, und einen an dem Fahrzeug vorgesehenen, sich in Fahrzeuglängsrichtung erstreckenden Luftleitkanal, der im Wesentlichen horizontal verläuft und dessen in Fahrzeuglängsrichtung hinten liegendes Ende auf das Luftumlenkblech hin gerichtet ist.
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US 4 901 826 A1 betrifft eine Luftleitvorrichtung für Radbremsen eines Kraftfahrzeugs mit einem entgegen dem ankommenden Luftstrom angestellten profilierten Umlenkelement, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung ein fahrzeugseitig gehaltenes und in Fahrzeugquerrichtung verlaufendes Luftumlenkelement umfasst, das unterhalb eines benachbarten Luftfang- und Leitelements angeordnet ist, welches mit seinem Lufteintrittsbereich dem Umlenkelement zugerichtet ist und mit seinem Luftaustrittsbereich einer Öffnung im Bremsschutzblech (
12a) gegenübersteht. Das Luftfang- und Leitelement ist haubenförmig ausgeführt und hat eine in Verlängerung der Fläche des Umlenkelements verlaufende Rückwandfläche, die an zwei angrenzenden Seiten von gewölbt ausgebildeten und entgegen der Fahrtrichtung vorgezogenen Wänden begrenzt ist.
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Gemäß
DE 35 42 376 A1 sind bei einem Kraftfahrzeug mit einem benachbart einer Fahrbahn verlaufenden Bugendteil die zur Kühlung der Bremsen dienenden Luftleitkanäle einstückig mit dem Bugendteil ausgebildet, wobei jeder Luftleitkanal zumindest über einen Teilbereich seiner Längserstreckung durch eine zur Fahrbahn hin offene Rinne des Bugendteiles dargestellt ist. Durch diese Anordnung soll eine im Aufbau und in der Montage einfache Vorrichtung zur Kühlung der Bremsen geschaffen werden.
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DE 35 25 627 A1 betrifft ein mit luftgekühlten Radbremsen ausgerüstetes Kraftfahrzeug, bei dem eine über den Unterboden des Fahrzeugs vorstehende, auf zumindest eine der Bremsen gerichtete Fang- und Leitvorrichtung für den Fahrtwind vorgesehen ist. Dabei ist zwei sich gegenüberliegenden Bremsen eine Vorrichtung gemeinsam, die ein sich zwischen diesen Bremsen erstreckendes, im Bereich der Fahrzeugmittenebene vorstehendes Luftleitprofil enthält.
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DE 36 30 334 A1 offenbart eine Vorrichtung zum Zuführen von Kühlluft zu einer Bremsscheibe einer Vorderradbremse umfasst einen teilweise flexibel ausgebildeten Luftleitkanal, der eingangsseitig eine Luftöffnung im Bug eines Kraftfahrzeugs und ausgangsseitig eine der Bremsscheibe zugerichtete weitere Luftöffnung aufweist, der zwei Lufteinlassöffnungen im Schutzblech gegenüber stehen, die eine getrennte quer gerichtete Luftführung zur Bremsscheibe bilden. Der Luftleitkanal ist mit mehreren starren Kanalabschnitten versehen, die fahrzeugfest am Aufbau sowie radseitig am Querlenker sowie benachbart der Bremsscheibe an einem Schutzblech gehalten sind. Sie werden miteinander jeweils über flexible Zwischenabschnitte verbunden, wobei die starren Kanalabschnitte relativ zueinander mit ihren Bauteilen bewegbar sind.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Luftkühlvorrichtung gemäß der im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenen Art derart weiterzubilden, dass unter Vermeidung der genannten Nachteile eine kleine Konstruktion geringen Aufwandes erreicht wird, wobei eine Abscheidung oder eine Trennung von Schmutzpartikeln und/oder Fluidtropfen aus dem Kühlluftstrom erreicht werden soll.
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Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 in Verbindung mit seinen Oberbegriffsmerkmalen gelöst.
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Die Unteransprüche bilden vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung.
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Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass eine Abscheidung oder eine Trennung von Schmutzpartikeln und/oder Fluidtropfen aus dem Kühlluftstrom unter Ausnutzung einer Zentrifugalkraft auch ohne ein Wasserbad erreichbar ist.
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Bei der erfindungsgemäßen Luftkühlvorrichtung ist die Luftumlenkwand keine Prallwand sondern eine Strömungslenkwand, die aufgrund ihrer erfindungsgemäßen Konvergenz eine in Strömungsrichtung fortlaufende Umlenkung des Kühlluftstromes bewirkt. In den Schmutzpartikeln beziehungsweise Fluidtropfen wird dabei eine Zentrifugalkraft erzeugt, welche die Schmutzpartikel/Fluidtropfen während der Strömung an der Luftumlenkwand bewegt, was die Abscheidung oder Trennung an der Abscheide- bzw. Trennwand ermöglicht. Dabei zeichnet sich die erfindungsgemäße Ausgestaltung durch eine einfache und kleinbauende Konstruktion aus, die sich für ein Fahrzeug und insbesondere für ein Personenkraftfahrzeug gut eignet. Ein Wasserbad ist zur Trennung der Schmutzpartikel/Fluidtropfen nicht erforderlich.
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Es lässt sich die Leistungsfähigkeit der Luftumlenkwand und die Trennung der Schmutzpartikel verbessern, wenn die Luftumlenkwand schaufelförmig, gekrümmt oder als Kanal ausgebildet ist. Hierzu trägt im Weiteren bei, wenn der vordere Endbereich der Luftumlenkwand einen nach vorne offenen spitzen Winkel mit der Fahrtrichtung des Fahrzeugs und der hintere Endbereich der Luftumlenkwand einen im wesentlichen rechten Winkel mit der Fahrtrichtung des Fahrzeugs einschließt.
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Die Luftkühlvorrichtung nach der Erfindung eignet sich vorzugsweise für eine Radbremse, insbesondere eine Scheibenbremse, des Fahrzeugs.
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Bei der erfindungsgemäßen Ausgestaltung werden die Schmutzpartikel in einem Teilluftstrom abgeschieden. Dabei ist es vorteilhaft, den zu kühlenden Gegenstand durch eine weiterführende Schutzwand vor den Schmutzpartikels zu schützen.
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Weitere Vorteile, Merkmale und Anwendungsmöglichkeiten der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung in Verbindung mit dem in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiel.
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Die Erfindung wird im Folgenden anhand des in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher beschrieben. In der Beschreibung, in den Patentansprüchen, in der Zusammenfassung und in der Zeichnung werden die in der hinten angeführten Liste der Bezugszeichen verwendeten Begriffe und zugeordneten Bezugszeichen verwendet.
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Es zeigt 1 eine schematische Darstellung der Luftkühlvorrichtung nach der Erfindung. In 1 ist eine Luftkühlvorrichtung 10 in vereinfachter Darstellung gezeigt. Es ist der Zweck der Luftkühlvorrichtung 10, Kühlluft zu wenigstens einem zu kühlenden Bauteil 12 eines Fahrzeugs, insbesondere eines Kraftfahrzeugs, zu führen und dadurch das Bauteil 12 zu kühlen. Beim Ausführungsbeispiel ist das zu kühlende Bauteil 12 bzw. Funktionsteil eine Radbremse, insbesondere eine Scheibenbremse mit einer Bremsscheibe 14, auf deren innere oder äußere Breitseite der Kühlluftstrom gerichtet ist.
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Zur Führung und Umlenkung der Kühlluft dient eine Luftumlenkwand 16, die einen Lufteingang 18 mit einer nach vorne gerichteten Eingangsöffnung 18a an einer Seite 18b begrenzt und sich nach hinten bezüglich der Mittelachse des Lufteingangs 18 konvergent, vorzugsweise gekrümmt, zur gegenüberliegenden Seite 18c hin erstreckt. Hierdurch ist die Luftumlenkwand 16 geeignet, den Luftstrom 20 zur gegenüberliegenden Seite 18c hin, vorzugsweise in Richtung auf den Gegenstand 12, umzulenken.
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Aufgrund der Konvergenz der Luftumlenkwand 16 hat beim Ausführungsbeispiel das dem Eingangsluftstrom 20a zugewandte vordere Ende 16a einen größeren Abstand a vom sich z. B. länglich erstreckenden Bauteil 12 als ihr dem Eingangsluftstrom 20a abgewandtes hinteres Ende 16b, siehe Abstand b.
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Im Rahmen der Erfindung kann die Luftumlenkwand 16 somit den Lufteingang 18 an einer seiner Seiten begrenzen. Beim Ausführungsbeispiel ist die Luftumlenkwand 16 bezüglich dem zu kühlenden Gegenstand horizontal und quer zur Fahrtrichtung A nach innen oder außen versetzt, siehe die Abstände a und b. Dabei erstreckt sich die Umlenkwand 16 von der dem Gegenstand 12 abgewandten Seite 18b zur gegenüberliegenden Seite hin, beim gezeigten Ausführungsbeispiel in Richtung auf den Gegenstand 12. Diese bezüglich dem Eingangsluftstrom 20a konvergente Erstreckungsrichtung auf den Gegenstand 12 ist jedoch nicht zwingend, da der Luftstrom nach seiner Umlenkung in anderer Weise umgelenkt werden könnte, um ihn gegen den Gegenstand 12 zu zu richten.
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Die Krümmung der Luftumlenkwand 16 ist vorzugsweise progressiv, dass heißt, die Krümmung verstärkt sich in Richtung auf das hintere Ende 16b, das vorzugsweise einen im wesentlichen rechten Winkel W1 mit der Eingangsachse 18a bzw. dem hier länglichen bzw. scheibenförmigen Bauteil 12 einschließt. Der vordere, dem Eingangsluftstrom 20a zugewandte Endbereich 16a der Luftumlenkwand 16 schließt vorzugsweise mit seiner dem zu kühlenden Gegenstand 12 zugewandten Innenseite 16c einen spitzen Winkel W2 mit der Eingangsachse oder der Fahrtrichtung A oder dem in der Fahrtrichtung A länglichen Bauteil 12 ein, der z. B. bis etwa 45°, insbesondere bis etwa 5° oder 10°, betragen kann.
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An den hinteren Endbereich der Luftumlenkwand 16 schließt sich eine Trennvorrichtung 22 für im Kühl-Luftstrom 20 befindliche Schmutzpartikel/Fluidtropfen 24 an, die durch eine Trennwand 26 gebildet ist, deren dem umgelenkten Luftstrom 20b zugewandter Endrand 26a einen dem Eingang 18 zugewandten Abstand c von der Luftumlenkwand 16 aufweist, der größer ist als die Querschnittsgröße der Schmutzpartikel/Fluidtropfen 24, so dass diese durch den dadurch gebildeten Spalt hindurchströmen können. Der Abstand c kann z. B. etwa 0,5 bis 10 mm, insbesondere etwa 5 bis 8 mm, betragen.
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Die Trennwand 26 kann sich z. B. gerade und rechtwinklig zur Eingangsachse 18a bzw. dem zu kühlenden Bauteil 12 erstrecken und in einem Abstand davon enden.
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Um das Bauteil 12 vor den Schmutzpartikeln 24 zu schützen, ist zwischen dem zu kühlenden Bauteil 12 und dem hinteren Ende der Luftumlenkwand 16 eine Schutzwand 28 angeordnet, die z. B. an der Trennwand 26 befestigt sein kann und sich nach hinten erstrecken kann. Beim Ausführungsbeispiel erstreckt sich die Schutzwand 28 vom Randbereich der Trennwand 26 bogenförmig nach hinten gekrümmt.
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Die Luftkühlvorrichtung 10 mit der Luftumlenkwand 16, der Trennwand 26 und der vorzugsweise vorhandenen Schutzwand 28 ist in einer solchen Position fest mit der nicht dargestellten Karosserie des Fahrzeugs, insbesondere Kraftfahrzeugs oder Personenkraftfahrzeugs, oder mit Fahrwerkskomponenten verbunden und somit davon getragen, daß der Lufteingang 18 mit seiner Eingangsöffnung 18a in die Fahrtrichtung A gerichtet ist. Im Fahrbetrieb wird die vorhandene Luft als Eingangsluftstrom 20a selbsttätig nach hinten in den Lufteingang 18 hineingedrückt. Auf dem Strömungsweg wird der Luftstrom durch die Luftumlenkwand 16 von der Seite 18a zur gegenüberliegenden Seite, vorzugsweise zum zu kühlenden Bauteil 12 hin, hier zur Bremsscheibe 14 hin, umgelenkt, wobei die im Luftstrom 20 befindlichen Schmutzpartikel 24 aufgrund der dabei entstehenden Fliehkraft 32 zur Luftumlenkwand 16 hin verdrängt werden und sich je nach der vorhandenen Masse der Schmutzpartikel 24 an der Luftumlenkwand 16 entlangstreifen, gegebenenfalls in Schichten. Im weiteren Strömungsverlauf strömen die Schmutzpartikel 24 durch den Abstand c. Dabei wird der Luftstrom 20 durch das ihm zugewandte Ende 26a der Trennwand 26 in einen an der Luftumlenkwand 16 entlang strömenden und die Schmutzpartikel 24 enthaltenden Teilluftstrom 20b und einen an der Vorderseite der Trennwand 26 entlang strömenden Reinluftstrom 20c getrennt, der vorzugsweise ohne eine weitere Umlenkung direkt auf die zugewandte Seite des Gegenstandes 12, hier die Breitseite der Bremsscheibe 14, gerichtet ist.
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Der die Schmutzpartikel 24 enthaltende Teilluftstrom 20b wird hinter der Trennstelle von dem Gegenstand 12 vorzugsweise weggelenkt, insbesondere nach hinten mittels der Schutzwand 28, die sich von der Rückseite der Trennwand 26 erstrecken und daran befestigt sein kann.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Luftkühlvorrichtung
- 12
- zu kühlendes Bauteil
- 14
- Bremsscheibe
- 16
- Luftumlenkwand
- 16a
- vorderes Ende
- 16b
- hinteres Ende
- 16c
- Innenseite
- 18
- Lufteingang
- 18a
- Eingangsöffnung
- 18b
- Seite des Lufteingangs
- 18c
- gegenüberliegende Seite des Lufteingangs
- 20
- Luftstrom
- 20a
- Eingangsluftstrom
- 20b
- Schmutzpartikel enthaltender Teilluftstrom
- 20c
- Reinluftstrom
- 22
- Trennvorrichtung
- 24
- Schmutzpartikel
- 26
- Trennwand
- 26a
- dem Luftstrom zugewandtes Ende
- 28
- Schutzwand
- 30
- Fahrtrichtung
- 32
- Fliehkraft
- a
- Abstand
- b
- Abstand
- c
- Abstand
- A
- Fahrtrichtung
- W1
- Winkel
- W2
- Winkel
