DE102009050967A1 - Closable air line cooling system for brake of motor vehicle, has spoiler element with opening position in which housing is accommodated, and multiple closing positions in which brake air channel extends from housing - Google Patents
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- B60T5/00—Vehicle modifications to facilitate cooling of brakes
Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Luftleitungs-Kühlsystem für eine Vorderradbremse eines Kraftfahrzeugs und ein Verfahren zur Bereitstellung eines variablen Kühlluftstroms für die Vorderradbremse unter Verwendung des Luftleitungs-Kühlsystems.The invention relates to an air line cooling system for a front wheel brake of a motor vehicle and a method for providing a variable cooling air flow for the front wheel brake using the air line cooling system.
Aus dem Stand der Technik ist bekannt, den Bremsen eines Kraftfahrzeugs, insbesondere den Bremsen der Vorderräder, Kühlluft zuzuführen, die durch in der Karosserie oder am Unterboden des Kraftfahrzeugs angeordnete Bremsluftkanäle geleitet wird, wobei die auf die Fahrzeugfront treffende oder die an den Fahrzeugflanken vorbeiströmende Luft durch Lufteinlässe, die beispielsweise „kiemenartig” in einem Bereich des Kotflügels vor einem Radkasten ausgebildet sein können, in den Bremsluftkanal eintreten gelassen wird.It is known from the prior art to supply cooling air to the brakes of a motor vehicle, in particular to the brakes of the front wheels, which is conducted through brake air ducts arranged in the body or on the underbody of the motor vehicle, the air striking the vehicle front or the air flowing past the vehicle sides By air inlets, which may be formed, for example, "gill-like" in a region of the fender in front of a wheel well, is allowed to enter the brake air passage.
Da jedoch die Strukturen des Unterbodens und der Radkästen einen großen Teil des Gesamtluftwiderstands ausmachen, ermöglicht der Einsatz von Radspoilern, die Luftströmung unter dem Fahrzeug an den Radkästen vorbeizuführen. Ein Radspoiler glättet die Luftströmung unter dem Fahrzeug und vermindert die Verwirbelungen, wodurch der Widerstand gesenkt wird. Daraus entsteht ein Konflikt zwischen den Erfordernissen für eine optimale Aerodynamik, das heißt, für einen möglichst geringen Luftwiderstand, der erfordert, dass die Strömungslinien verwirbelungsfrei an den Fahrzeugkonturen vorbeilaufen, und der Bremsenkühlung, durch die die optimalen Strömungslinien infolge der Lufteinlässe zur Kühlvorrichtung gestört werden. Infolgedessen stellen die Bereitstellung eines Kühlluftstroms für die Bremse und die Anordnung eines Radspoilers zur Verbesserung der Aerodynamik gegensätzliche Ziele dar.However, since the structures of the underbody and the wheel arches make up a large part of the total air resistance, the use of wheel spoilers allows the air flow under the vehicle to bypass the wheel arches. A wheel spoiler smooths the air flow under the vehicle and reduces the turbulence, reducing the resistance. The result is a conflict between the requirements for optimal aerodynamics, that is, for the lowest possible air resistance, which requires that the flow lines pass without turbulence on the vehicle contours, and the brake cooling, through which the optimal flow lines are disturbed due to the air inlets to the cooling device. As a result, the provision of a cooling air flow for the brake and the arrangement of a wheel spoiler to improve the aerodynamics are opposing goals.
In der
Ausgehend von diesem Stand der Technik ist es wünschenswert, ein Luftleitungs-Kühlsystem für eine Kraftfahrzeugbremse bereitzustellen, das eine Bereitstellung eines Luftstroms zur Bremsenkühlung in den Radkasten und eine Verringerung des Luftwiderstands ermöglicht.Based on this prior art, it is desirable to provide an air-line cooling system for a motor vehicle brake that allows provision of air flow for brake cooling in the wheel well and reduction of air resistance.
Diese Aufgabe wird durch ein Luftleitungs-Kühlsystem für eine Vorderrad-Bremse eines Fahrzeugs mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 15 gelöst. Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen ausgeführt.This object is achieved by an air-line cooling system for a front-wheel brake of a vehicle having the features of
Eine erste Ausführungsform bezieht sich auf ein verschließbares Luftleitungs-Kühlsystem, das an einem Vorderradkasten angeordnet ist, um einerseits einen Kühlluftstrom für eine Kraftfahrzeug-Bremse bereitzustellen, und das andererseits die Luftströmung an einem Unterboden des Fahrzeugs so leitet, dass ein günstiger Luftwiderstandsbeiwert erreicht wird. Um die zur Kühlung der Fahrzeug-Bremse benötigte Luftströmung bereitzustellen, umfasst das Luftleitungs-Kühlsystem einen Bremsluftkanal, der in den Vorderradkasten mündet und innerhalb einer Karosserie beziehungsweise an dem Unterboden des Fahrzeugs angeordnet ist. Zum Verschließen des Bremsluftkanals, wenn keine Kühlluft für die Bremse benötigt wird, ist an dem Bremsluftkanal eine Verschlussvorrichtung angeordnet, die zwischen einer Position, in der sie den Bremsluftkanal verschließt, und einer Position, in der der Bremsluftkanal geöffnet ist, beweglich ist.A first embodiment relates to a closable air line cooling system disposed on a front wheel box for providing a cooling air flow for a motor vehicle brake on the one hand and directing the air flow on an underbody of the vehicle on the other hand to achieve a favorable drag coefficient. In order to provide the airflow needed to cool the vehicle brake, the airline cooling system includes a brake air duct that opens into the front wheel housing and is disposed within a body or on the underbody of the vehicle. For closing the brake air duct when no cooling air is required for the brake, a closure device is arranged on the brake air duct, which is movable between a position in which it closes the brake air passage and a position in which the brake air passage is open.
In einer vorteilhaften Kombination eines Radspoilers mit dem Kühlsystem der Fahrzeugbremse umfasst die Verschlussvorrichtung des Bremsluftkanals ein Gehäuse, in dem ein ausfahrbares Spoilerelement angeordnet ist. Dieses Gehäuse befindet sich an einem Unterboden oder ist in den Unterboden integriert, und zwar an einer dem Vorderradkasten zugewandten Seite des Bremsluftkanals. Damit kann die Verschlussvorrichtung in der Öffnungsposition einen Kühlluftstrom durch den Bremsluftkanal zulassen, indem das Spoilerelement in dem Gehäuse aufgenommen ist. Ist nun keine oder nur eine geringere Bremsenkühlung nötig, kann die Verschlussvorrichtung erfindungsgemäß in einer Vielzahl von Verschlusspositionen angeordnet werden, so dass ein Strömungsquerschnitt des Bremsluftkanals eingeengt oder sogar ganz geschlossen wird, indem das Spoilerelement zumindest teilweise aus dem Gehäuse ausgefahren ist. Vorteilhaft wird hiermit eine Verbesserung der Unterboden-Aerodynamik des Fahrzeugs bewirkt und gleichzeitig die Zufuhr des von der Fahrzeugbremse benötigten Kühlluftstroms ermöglicht.In an advantageous combination of a Radspoilers with the cooling system of the vehicle brake, the closure device of the brake air duct comprises a housing in which an extendable spoiler element is arranged. This housing is located on an underbody or is integrated in the underbody, on a side facing the front wheel of the brake air duct. Thus, the closure device in the open position can allow a flow of cooling air through the brake air passage by the spoiler element is accommodated in the housing. If now no or only a smaller brake cooling is necessary, the closure device according to the invention can be arranged in a plurality of closure positions, so that a flow cross-section of the brake air channel is narrowed or even completely closed by the spoiler element is at least partially extended out of the housing. Advantageously, this improves the underbody aerodynamics of the vehicle and at the same time enables the supply of the cooling air flow required by the vehicle brake.
In einer weiteren Ausführungsform umfasst die Verschlussvorrichtung eine faltbare Tasche, die in dem Bremsluftkanal angeordnet ist und diesen vollständig ausfüllen kann, so dass in dem Bremsluftkanal keine Verwirbelungen oder Stauungen der Luftströmung entstehen können. Dazu ist die faltbare Tasche mit dem Spoilerelement verbunden, so dass ein Ausfahren des Spoilerelements gleichzeitig ein Entfalten der faltbaren Tasche bewirkt, oder dass umgekehrt ein Entfalten der Tasche das Ausfahren des Spoilerelements bewirkt. Die faltbare Tasche ist an einer Seite des Bremsluftkanals angeordnet und dort lösbar oder unlösbar befestigt, wobei die Befestigungsseite der faltbaren Tasche von dem Unterboden des Fahrzeugs abgewandt liegt.In a further embodiment, the closure device comprises a foldable pocket, which is arranged in the brake air channel and can fill it completely, so that no turbulence or congestion of the air flow can arise in the brake air channel. For this purpose, the foldable bag is connected to the spoiler element, so that an extension of the spoiler element at the same time causes unfolding of the foldable bag, or that, conversely, unfolding the pocket causes the extension of the spoiler element. The foldable bag is arranged on one side of the brake air duct and there releasably or permanently attached, wherein the Fastening side of the foldable bag faces away from the underbody of the vehicle.
Diese Seite bildet quasi die „Decke” des Bremsluftkanals. In Folge der operativen Kopplung der faltbaren Tasche mit dem Spoilerelement kann die faltbare Tasche zumindest eine – den Bremsluftkanal verschließende – Position und eine Öffnungsposition aufweisen, wobei die faltbare Tasche in der Öffnungsposition flach zusammengefaltet an der Befestigungsseite beziehungsweise an der Decke des Bremsluftkanals anliegt. Das Zusammenfalten der faltbaren Tasche und das Einfahren des Spoilerelements in dessen Gehäuse zur Überführung in die Öffnungspositionen erfolgt synchronisiert, genauso wie das Entfalten der Tasche und das Ausfahren des Spoilerelements in die verschiedenen Verschlusspositionen. Die Anordnung der faltbaren Tasche in dem Bremsluftkanal verhindert dabei, dass bei geschlossenem Spoilerelement Luft in den Bremsluftkanal eintreten kann, was zum Einen eine Verschlechterung des Luftwiderstandswerts zum Anderen zur Destabilisierung des Spoilerelements führen könnte. Somit wird das Spoilerelement in der Verschlussposition vorteilhaft durch die entfaltete Tasche stabilisiert und gestützt, während die Luftströmung unter dem Unterboden des Fahrzeugs geglättet wird.This side is virtually the "ceiling" of the brake air duct. As a result of the operative coupling of the foldable bag with the spoiler element, the foldable bag can have at least one - the brake air passage occluding - position and an open position, the foldable bag folded flat in the open position on the mounting side or on the ceiling of the brake air duct. The folding of the foldable bag and the retraction of the spoiler element in the housing for the transfer to the opening positions is synchronized, as well as the unfolding of the bag and the extension of the spoiler element in the various closure positions. The arrangement of the foldable pocket in the brake air duct prevents air from entering the brake air duct when the spoiler element is closed, which could lead to a deterioration of the air resistance value on the one hand and destabilization of the spoiler element on the other hand. Thus, in the closed position, the spoiler element is advantageously stabilized and supported by the deployed pocket while the air flow under the underbody of the vehicle is smoothed.
In einer vorteilhaften Ausführungsform des erfindungsgemäßen Luftleitungs-Kühlsystem besteht die faltbare Tasche aus einem flexiblen Material, beispielsweise einem Elastomer oder einem thermoplastischen Kunststoff. Es kann sich bei dem Material aber auch um ein luftdichtes Gewebe handeln. Die faltbare Tasche kann ein aufblasbares Innenvolumen aufweisen, wodurch sie pneumatisch zwischen ihrer zusammengefalteten Öffnungsposition und ihrer entfalteten Verschlusspositionen durch eine Beaufschlagung mit Luft beziehungsweise entsprechend durch Ablassen von Luft überführt werden kann. Mit der pneumatischen Ent- oder Zusammenfaltung der faltbaren Tasche wird auch das Spoilerelement in die entsprechende Position überführt.In an advantageous embodiment of the air line cooling system according to the invention, the foldable pocket consists of a flexible material, for example an elastomer or a thermoplastic. However, the material may also be an airtight tissue. The foldable bag may have an inflatable interior volume whereby it may be pneumatically transferred between its collapsed opening position and its unfolded closure positions by exposure to air or, correspondingly, deflation of air. With the pneumatic unfolding or folding of the foldable bag and the spoiler element is transferred to the appropriate position.
Das Spoilerelement kann dabei ebenfalls aus einem flexiblen Material hergestellt sein, so dass es in dem Gehäuse zusammengefaltet aufgenommen werden kann. Alternativ ist es denkbar, dass das Spoilerelement aus einem unflexiblen Material hergestellt ist, beispielsweise einem Metall, einer Metalllegierung, einem Verbundwerkstoff oder einem duroplastischen Kunststoff, wobei in diesem Fall das Gehäuse und/oder das Spoilerelement zumindest ein Führungselement aufweisen, beispielsweise eine Schiene, in der sich das Spoilerelement bewegen kann, so dass Spoilerelement, falls nicht selbst angetrieben, über die Bewegung der faltbaren Tasche in das Gehäuse eingefahren oder aus dem Gehäuse heraus ausgefahren werden kann.The spoiler element can also be made of a flexible material, so that it can be accommodated folded in the housing. Alternatively, it is conceivable that the spoiler element is made of an inflexible material, for example a metal, a metal alloy, a composite material or a thermosetting plastic, in which case the housing and / or the spoiler element have at least one guide element, for example a rail the spoiler element can move so that spoiler element, if not driven by itself, can be retracted into the housing via the movement of the foldable pocket or extended out of the housing.
Ferner ist in einer Ausführungsform der Erfindung vorgesehen, dass eine Stelleinrichtung mit der Verschlussvorrichtung operativ verbunden ist, so dass die faltbare Tasche und/oder das Spoilerelement in Abhängigkeit eines Fahrparameters wie einer Fahrzeuggeschwindigkeit, einer Bremsintensität oder einer Bremsentemperatur in die entsprechende Position überführt werden kann.Furthermore, in one embodiment of the invention it is provided that an actuating device is operatively connected to the closure device, so that the foldable pocket and / or the spoiler element can be transferred to the corresponding position depending on a driving parameter such as a vehicle speed, a braking intensity or a brake temperature.
Die Betätigung der Verschlussvorrichtung durch die Stelleinrichtung kann motorisch oder pneumatisch erfolgen.The actuation of the closure device by the adjusting device can be motor or pneumatic.
Schließlich bezieht sich eine Ausführungsform auf ein Verfahren zur Bereitstellung eines Kühlluftstroms für eine Fahrzeugbremse, wobei das erfindungsgemäße Luftleitungs-Kühlsystem zur Verwendung kommt. Dabei wird ein maximaler Kühlluftstrom bereitgestellt, wenn die Verschlussvorrichtung in der Öffnungsposition angeordnet ist, die durch ein Einfahren des Spoilerelements in das Gehäuse bereitgestellt wird. Kein Kühlluftstrom oder nur ein Teilkühlluftstrom bei verringertem Kühlluftbedarf wird bereitgestellt, indem die Verschlussvorrichtung in einer der den Bremsluftkanal verschließenden Positionen angeordnet wird. Dazu wird das Spoilerelement zumindest teilweise oder ganz aus dem Gehäuse ausgefahren. So wird vorteilhaft die Strömungsführung unter dem Fahrzeug verbessert, indem der Luftwiderstandsbeiwert verringert und damit der Treibstoffverbrauch gesenkt wird.Finally, one embodiment relates to a method for providing a cooling air flow for a vehicle brake, wherein the air line cooling system according to the invention is used. In this case, a maximum cooling air flow is provided when the closure device is arranged in the open position, which is provided by a retraction of the spoiler element in the housing. No cooling air flow or only a partial cooling air flow with reduced cooling air requirement is provided by placing the closure device in one of the positions closing the brake air duct. For this purpose, the spoiler element is at least partially or completely extended out of the housing. Thus, advantageously, the flow guidance under the vehicle is improved by reducing the coefficient of air resistance and thus reducing fuel consumption.
In einer für die Aerodynamik optimalen Position ist das Spoilerelement vollständig aus dem Gehäuse ausgefahren und verschließt den Bremsluftkanal vollständig, so dass ein minimaler Kühlluftstrom, beziehungsweise gar kein Kühlluftstrom durch den Bremsluftkanal bereitgestellt wird. In dieser Position weist das Fahrzeug den geringsten Luftwiderstandsbeiwert auf.In an optimal position for aerodynamics, the spoiler element is fully extended out of the housing and closes the brake air duct completely, so that a minimum cooling air flow, or even no cooling air flow through the brake air duct is provided. In this position, the vehicle has the lowest drag coefficient.
Der Bezug auf die Figuren in der Beschreibung dient der Unterstützung der Beschreibung. Gegenstände oder Teile von Gegenständen, die im Wesentlichen gleich oder ähnlich sind, können mit denselben Bezugszeichen versehen sein. Die Figuren sind lediglich eine schematische Darstellung einer Ausführungsform der Erfindung.The reference to the figures in the description is to support the description. Articles or parts of objects which are substantially the same or similar may be given the same reference numerals. The figures are merely a schematic representation of an embodiment of the invention.
Dabei zeigt:Showing:
Die erfindungsgemäße Vorrichtung bezieht sich auf ein verschließbares Luftleitungs-Kühlsystem für eine Kraftfahrzeug-Bremse, die insbesondere die Bremse eines Vorderrads ist. In diesem Fall ist das Luftleitungs-Kühlsystem an einem Vorderradkasten angeordnet. Zur Kühlung der Kraftfahrzeugbremse kann im Unterboden oder in der Karosserie ein Bremsluftkanal angeordnet sein, der in den Vorderradkasten mündet. Der Bremsluftkanal ist ein nach unten offener Bremsluftkanal, wenn er als eine rinnenartige Vertiefung im Unterboden ausgebildet ist, er kann aber auch ein umfänglich geschlossener Kanal sein, wenn er in die Karosserie oder den Unterboden als röhrenförmige Leitung integriert ist. Um diesen Bremsluftkanal des Luftleitungs-Kühlsystems zu verschließen, ist an dem Bremsluftkanal eine Verschlussvorrichtung angeordnet, die zwischen einer den Bremsluftkanal verschließenden Position und einer Öffnungsposition bewegt werden kann.The device according to the invention relates to a closable air line cooling system for a motor vehicle brake, which is in particular the brake of a front wheel. In this case, the air line cooling system is arranged on a front wheel box. For cooling the motor vehicle brake may be arranged in the underbody or in the body, a brake air duct, which opens into the front wheel. The brake air passage is a downwardly open brake air passage when formed as a groove-like depression in the underbody, but it may also be a circumferentially closed passage when integrated into the body or underbody as a tubular conduit. In order to close this brake air channel of the air line cooling system, a closure device is arranged on the brake air channel, which can be moved between a position closing the brake air channel and an opening position.
Dabei ist in dem Bereich, in dem der Bremsluftkanal in den Vorderradkasten mündet, ein Gehäuse, in dem ein ausfahrbares Spoilerelement angeordnet ist, das einen Teil der Verschlussvorrichtung bildet, an dem Unterboden des Fahrzeugs untergebracht. Die Öffnungsposition der Verschlussvorrichtung wird bereitgestellt, wenn das Spoilerelement in dem Gehäuse aufgenommen ist, wohingegen der Bremsluftkanal teilweise oder ganz verschlossen werden kann, indem die Verschlussvorrichtung eine von vielen möglichen Verschlusspositionen einnimmt, in denen das Spoilerelement zumindest teilweise aus dem Gehäuse ausgefahren ist.In this case, in the region in which the brake air duct opens into the front wheel housing, a housing in which an extendable spoiler element is arranged, which forms part of the closure device, accommodated on the underbody of the vehicle. The opening position of the closure device is provided when the spoiler element is received in the housing, whereas the brake air channel can be partially or completely closed by the closure device occupies one of many possible closure positions in which the spoiler element is at least partially extended out of the housing.
Damit nun nicht nur die Mündungsfläche des Bremsluftkanals in dem Radkasten durch das Spoilerelement verschlossen wird, sondern der Bremsluftkanal selbst auch völlig verschlossen werden kann, kann die Verschlussvorrichtung eine faltbare Tasche umfassen, die in dem Bremsluftkanal angeordnet ist. Die faltbare Tasche ist mit dem Spoilerelement operativ gekoppelt, um synchron mit dem Spoilerelement die Öffnungsposition einzunehmen, in der die faltbare Tasche zusammengefaltet an der Seite des Bremsluftkanals anliegt, die von dem Unterboden abgewandt ist. An dieser Seite des Bremsluftkanals ist die faltbare Tasche lösbar oder unlösbar festgelegt. Die Wahl der Lösbarkeit kann durch das material bestimmt werden; verschleißanfälliges Material wird geeigneter Weise austauschbar und damit lösbar angebracht sein.So that now not only the mouth surface of the brake air passage in the wheel arch is closed by the spoiler element, but the brake air duct itself can be completely closed, the closure device may comprise a foldable bag which is arranged in the brake air passage. The foldable pocket is operatively coupled to the spoiler member to assume, in synchronism with the spoiler member, the opening position in which the foldable pocket is folded against the side of the brake air duct that faces away from the underbody. On this side of the brake air duct, the foldable bag is fixed releasably or permanently. The choice of solubility can be determined by the material; Wear-prone material will suitably be interchangeable and thus releasably attached.
Die operative Kopplung zwischen Spoilerelement und der faltbaren Tasche gewährleistet auch die synchrone Überführung in die Verschlusspositionen der faltbaren Tasche und des Spoilerelements. Die Verschlusspositionen der faltbaren Tasche können dabei herbeigeführt werden, indem ein in der faltbaren Tasche vorhandenes aufblasbares Innenvolumen durch eine Beaufschlagung mit Druckluft gefüllt wird, so dass die faltbare Tasche entfaltet wird und zunehmend den Bremsluftkanal ausfüllt. Zu diesem Zweck kann die faltbare Tasche aus einem flexiblen Material hergestellt sein, das beispielsweise ein Elastomer, ein thermoplastischer Kunststoff oder ein luftdichtes Gewebe sein kann. Um das Zusammenfalten der faltbaren Tasche im Falle, dass eine Kühlung der Bremse erforderlich ist, zu erleichtern, kann die faltbare Tasche eine Faltenstruktur aufweisen, so dass sich die faltbare Tasche bei einem Entleeren des aufblasbaren Innenvolumens, ähnlich einem Faltenbalg, zusammenfaltet.The operative coupling between the spoiler element and the foldable pocket also ensures the synchronous transfer to the closure positions of the foldable pocket and the spoiler element. The closing positions of the foldable pocket can be brought about by filling an inflatable inner volume present in the foldable pocket by applying compressed air, so that the foldable pocket is unfolded and increasingly fills the brake air channel. For this purpose, the foldable bag may be made of a flexible material, which may be for example an elastomer, a thermoplastic or an airtight tissue. In order to facilitate folding of the foldable bag in the event that cooling of the brake is required, the foldable bag may have a pleat structure such that the foldable bag folds upon evacuation of the inflatable interior volume, similar to a bellows.
Das Spoilerelement kann ebenfalls aus einem flexiblen Material hergestellt sein, beispielsweise einem Elastomer, einem thermoplastischen Kunststoff oder einem luftdichten Gewebe, so dass das Spoilerelement ebenfalls zusammengefaltet werden kann, wenn es in das Gehäuse aufgenommen wird. Alternativ kann das Spoilerelement aus einem starren, unflexiblen Material hergestellt sein, beispielsweise einem Metall, einer Metalllegierung, einem Verbundwerkstoff wie einem kohlefaserverstärkten Kunststoff oder einem duroplastischen Kunststoff, wobei die Aufnahme in das Gehäuse über entsprechende Führungselemente erfolgen kann. Beispielsweise können an dem Gehäuse innen liegend Führungsschienen vorgesehen sein, mit deren Hilfe das Spoilerelement hinein und heraus gleiten kann.The spoiler element may also be made of a flexible material, such as an elastomer, a thermoplastic, or an airtight tissue, so that the spoiler element can also be folded when it is received in the housing. Alternatively, the spoiler element can be made of a rigid, inflexible material, such as a metal, a metal alloy, a composite material such as a carbon fiber reinforced plastic or a thermosetting plastic, wherein the inclusion can be done in the housing via corresponding guide elements. For example, guide rails can be provided on the inside of the housing, with the aid of which the spoiler element can slide in and out.
Zur Betätigung der Verschlussvorrichtung kann das erfindungsgemäße Luftleitungs-Kühlsystem eine Stelleinrichtung umfassen, die motorisch oder pneumatisch betätigt werden kann und die mit dem Spoilerelement und/oder der faltbaren Tasche in operativer Verbindung steht, so dass das Spoilerelement und die faltbare Tasche durch die Stelleinrichtung zwischen der Öffnungsposition und den Verschlusspositionen bewegt werden können. In einem Beispiel für eine motorische Betätigung kann die Stelleinrichtung einen Elektromotor mit einer Ansteuerung umfassen, beispielsweise einen Linearmotor, der über ein geeignetes Getriebe das Spoilerelement aus dem Gehäuse ausfahren und einfahren und dabei die faltbare Tasche mitführen kann.For actuation of the closure device, the air line cooling system according to the invention may comprise an actuating device which can be actuated by motor or pneumatically and which is in operative connection with the spoiler element and / or the foldable bag, so that the spoiler element and the foldable bag by the adjusting device between the Opening position and the closure positions can be moved. In an example of a motor actuation, the adjusting device may comprise an electric motor with a drive, for example a linear motor, which can extend and retract the spoiler element out of the housing via a suitable gear and thereby carry the foldable bag.
Eine alternative pneumatische Betätigung der faltbaren Tasche der Verschlussvorrichtung, deren aufblasbares Innenvolumen fluidisch und luftdicht mit der pneumatischen Stelleinrichtung verbunden ist, kann einerseits durch einen Kompressor als pneumatische Stelleinrichtung realisiert werden, der das aufblasbare Innenvolumen mit (Druck-)Luft beaufschlägt oder einen Unterdruck zur Entleerung des aufblasbaren Innenvolumens bereitstellt. Alternativ kann die pneumatische Stelleinrichtung auch durch eine Staudruckleitung bereitgestellt werden, die einen Staudruck an das Innenvolumen der faltbaren Tasche vermittelt. An alternative pneumatic actuation of the foldable pocket of the closure device, the inflatable inner volume of which is fluidically and airtightly connected to the pneumatic setting device, can be realized on the one hand by a compressor as a pneumatic setting device, which pressurizes the inflatable inner volume with (compressed) air or a negative pressure for emptying of the inflatable interior volume. Alternatively, the pneumatic actuator may also be provided by a back pressure line which provides a back pressure to the interior volume of the foldable bag.
Ferner kann das Überführen der Verschlussvorrichtung zwischen den Positionen durch die Stelleinrichtung in Abhängigkeit eines Fahrparameters wie der Fahrzeuggeschwindigkeit, der Bremsintensität oder der Bremsentemperatur ausgelöst werden. Je nachdem kann eine erhöhte Luftzufuhr zur Bremsenkühlung erforderlich sein, so dass die Verschlussvorrichtung in ihre Öffnungsposition überführt wird, während im Fall einer höheren Fahrzeuggeschwindigkeit die Verbesserung des Luftwiderstandsbeiwerts im Vordergrund steht, so dass die Verschlussvorrichtung den Bremsluftkanal teilweise oder vollständig verschließt.Furthermore, the transfer of the closure device between the positions can be triggered by the setting device as a function of a driving parameter such as the vehicle speed, the braking intensity or the brake temperature. Depending on this, an increased air supply to the brake cooling may be required, so that the closure device is transferred to its open position, while in the case of a higher vehicle speed, the improvement of the drag coefficient is paramount, so that the closure device partially or completely closes the brake air channel.
Im Falle der Staudruckleitung als pneumatischer Stelleinrichtung wird das Aufblasen der faltbaren Tasche in Abhängigkeit einer Fahrzeuggeschwindigkeit als Folge des an einer Fahrzeugfront entstehenden Staudrucks passiv geregelt, der dann über die Staudruckleitung an das Innenvolumen der faltbaren Tasche vermittelt wird. Bei einem Bremsereignis nimmt die Fahrzeuggeschwindigkeit rapide ab, so dass der hervorgerufene Staudruck nicht mehr ausreicht, die faltbare Tasche aufzublasen, wodurch die Verschlussvorrichtung die Öffnungsposition einnimmt, so dass ein Kühlluftstrom durch den Bremsluftkanal zur Bremse geleitet werden kann.In the case of the dynamic pressure line as a pneumatic adjusting device, the inflating of the foldable pocket is passively regulated as a result of the dynamic pressure arising at a vehicle front, which is then conveyed via the dynamic pressure line to the inner volume of the foldable pocket. In a braking event, the vehicle speed decreases rapidly, so that the induced back pressure is no longer sufficient to inflate the foldable bag, whereby the closure device assumes the open position, so that a cooling air flow through the brake air channel can be passed to the brake.
Andere pneumatische oder motorische Stelleinrichtungen können mittels einer elektronischen Ansteuerung in Abhängigkeit des erfassten Fahrparameters Fahrzeuggeschwindigkeit, Bremsintensität oder Bremsentemperatur ausgelöst werden. Bei höheren Geschwindigkeiten ohne Bremsereignisse kann die Ansteuerung über die Stelleinrichtung veranlassen, dass die Verschlussvorrichtung die den Bremskanal vollständig verschließende Verschlussposition einnimmt, so dass eine optimale Umströmung des Fahrzeugs erreicht wird, während bei einer starken Bremsbetätigung, beispielsweise aus hoher Geschwindigkeit oder während einer Bergabfahrt, bei der häufig die Bremse betätigt werden muss, das Öffnen des Bremsluftkanals durch die Ansteuerung geregelt wird, da in diesem Fall die Fahrzeuggeschwindigkeit verringert wird, und somit die Kühlung der Bremse gegenüber der Verringerung des Luftwiderstands vorrangig ist.Other pneumatic or motorized actuating devices can be triggered by means of an electronic control in dependence on the detected driving parameter vehicle speed, braking intensity or brake temperature. At higher speeds without braking events, the control via the actuator can cause the closure device occupies the closing position completely occluding the brake channel, so that an optimal flow around the vehicle is achieved during a strong braking operation, for example, from high speed or during a downhill at the brake must be operated frequently, the opening of the brake air passage is controlled by the drive, since in this case the vehicle speed is reduced, and thus the cooling of the brake against the reduction of air resistance is paramount.
Sowohl die faltbare Tasche als auch das Spoilerelement können eine Stabilisierungsstruktur aufweisen, die durch ein Drahtgeflecht oder eine Ausschäumung realisiert sein kann, und die eine Vorspannung für die Öffnungsposition oder die Verschlussposition aufweisen kann, so dass die Überführung der faltbaren Tasche und/des Spoilerelements in die entsprechende vorgespannte Position erleichtert wird. Einerseits kann die Verschlussposition vorgespannt stabilisiert werden, so dass die Verschlussvorrichtung auch bei höchsten Geschwindigkeiten ein stabiles Luftleitungselement darstellt, andererseits kann eine Vorspannung für die Öffnungsposition eine schnelle Überführung der Verschlussvorrichtung in die zusammengefaltete/eingefahrene Position begünstigen, so dass bei einem plötzlichen Bremsereignis schnell Kühlluft für die Bremse bereitsteht.Both the foldable bag and the spoiler element may have a stabilizing structure, which may be realized by a wire mesh or a foaming, and may have a bias for the opening position or the closure position, so that the transfer of the foldable bag and / or the spoiler element in the corresponding biased position is facilitated. On the one hand, the closure position can be biased stabilized, so that the closure device is a stable air duct element even at high speeds, on the other hand, biasing the open position favor rapid transfer of the closure device in the folded / retracted position, so that in a sudden braking event quickly cooling air for the brake is ready.
Eine Lufteintrittsöffnung des Bremskanals kann sich in einem vorderen Bereich des Fahrzeugs befinden, beispielsweise hinter einem Fahrzeugkühler oder in der Fahrzeugfront, wobei die Stoßfängerfront umfasst ist; die Lufteintrittsöffnung kann sich auch an dem Unterboden des Fahrzeugs befinden oder in einem seitlichen Bereich des vorderen Stoßfängers oder Kotflügels angeordnet sein.An air inlet opening of the brake channel may be located in a front region of the vehicle, for example behind a vehicle radiator or in the vehicle front, wherein the front bumper is included; the air inlet opening can also be located on the underbody of the vehicle or be arranged in a lateral region of the front bumper or fender.
Mit diesem Luftleitungs-Kühlsystem kann ein variabler Kühlluftstrom für die Fahrzeugbremse bereitgestellt werden, wobei das erfindungsgemäße Verfahren einen maximalen Kühlluftstroms bereitstellt, wenn die Verschlussvorrichtung in die Öffnungsposition überführt wird, indem das Spoilerelement in das Gehäuse eingefahren wird. Ist der Kühlbedarf für die Bremse geringer, so kann mittels der Verschlussvorrichtung der Bremskanal im gewünschten Maße verschlossen werden, was durch ein zumindest teilweises Ausfahren des Spoilerelements aus dem Gehäuse realisiert wird. Wird das Spoilerelement vollständig aus dem Gehäuse ausgefahren, so kann der Bremsluftkanal vollständig verschlossen werden.With this air duct cooling system, a variable cooling air flow for the vehicle brake can be provided, wherein the inventive method provides a maximum cooling air flow when the closure device is transferred to the open position by the spoiler element is retracted into the housing. If the cooling demand for the brake is lower, then the brake channel can be closed to the desired extent by means of the closure device, which is realized by an at least partial extension of the spoiler element out of the housing. If the spoiler element completely extended out of the housing, the brake air duct can be completely closed.
Um eine weitere Verbesserung des Luftwiderstandsbeiwerts zu erreichen, umfasst die Verschlussvorrichtung die faltbare Tasche, die mit dem Spoilerelement operativ verbunden ist und die entfaltet werden kann, so dass sie den Bremsluftkanal völlig verschließt. Die Betätigung der faltbaren Tasche und des Spoilerelements sowie die Überführung in die Öffnungsposition beziehungsweise die Verschlusspositionen kann dabei synchronisiert erfolgen. Nimmt das Spoilerelement die Öffnungsposition ein, so wird auch die faltbare Tasche in die Öffnungsposition überführt. Entsprechend wird durch eine Einnahme der Verschlussposition des Spoilerelements die Bereitstellung der Verschlussposition der faltbaren Tasche bewirkt oder umgekehrt: die Betätigungen der faltbaren Tasche werden durch die operative Kopplung an das Spoilerelement vermittelt.To achieve a further improvement in the drag coefficient, the closure device comprises the foldable pocket which is operatively connected to the spoiler element and which can be deployed so as to completely close the brake air passage. The actuation of the foldable pocket and the spoiler element and the transfer to the opening position or the closure positions can be synchronized. If the spoiler element assumes the opening position, the foldable bag is also transferred to the open position. Accordingly, by taking the closed position of the Spoilerelements the provision of the closure position of the foldable bag causes or vice versa: the operations of the foldable bag are mediated by the operative coupling to the spoiler element.
Eine Schnittansicht entlang der Schnittlinie X-X ist in
In
In
Ferner sind weitere Positionierungen der Verschlussvorrichtung denkbar, wobei die faltbare Tasche beziehungsweise das Spoilerelement eine Verschlussposition einnehmen, die nicht die vollständig ausgefahrene ist (nicht dargestellt). Eine solche Position liegt zwischen den in
Das erfindungsgemäße Luftleitungs-Kühlsystem ist anhand der Vorderradbremse beschrieben, wobei sich der dazugehörige Bremsluftkanal in diesem Zusammenhang von einem vorderen Bereich des Fahrzeugs bis zum vorderen Radkasten erstreckt. Es liegt jedoch auch im Schutzumfang der Erfindung, ein entsprechend gestaltetes Luftleitungs-Kühlsystem einer hinteren Radbremse an einem hinteren Radkasten zuzuordnen. Dabei kann sich der Bremsluftkanal als entsprechende Vertiefung des Unterbodens gestalten oder eine Lufteintrittsöffnung im seitlichen Schwellerbereich vorgesehen sein.The air duct cooling system according to the invention is described on the basis of the front wheel brake, wherein the associated brake air duct extends in this context from a front region of the vehicle to the front wheel arch. However, it is also within the scope of the invention to assign a suitably designed air line cooling system to a rear wheel brake on a rear wheel arch. In this case, the brake air channel can be designed as a corresponding depression of the subfloor or an air inlet opening can be provided in the lateral sill area.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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