DE102013201898A1

DE102013201898A1 - Kühlluftführung für eine Scheibenbremse

Info

Publication number: DE102013201898A1
Application number: DE201310201898
Authority: DE
Inventors: Philipp Buck; Michael Faulwasser; Rasmus Leicht; Holger Mauch; Hans-Joerg Kolbinger; Johann Dudkowiak
Original assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Current assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Priority date: 2013-02-06
Filing date: 2013-02-06
Publication date: 2014-08-07

Abstract

Nach der Erfindung ist eine Kühlluftführung für eine Scheibenbremse, deren Kühllufteintritt, zur Kühlung einer belüfteten Bremsscheibe, sich auf einer radinneren Seite befindet, dadurch gekennzeichnet, dass die in die Scheibenbremse eintretende Kühlluft durch eine einen Bremsscheibentopf abdeckende Luftleitscheibe von einer beliebigen Strömungseintrittsrichtung in eine Strömungsrichtung in Bremsscheibenebene, durch die Bremsscheibe hindurch, umgelenkt wird.

Description

Die Erfindung betrifft eine Kühlluftführung für eine Scheibenbremse, insbesondere für eine Radbremse für Kraftfahrzeuge, nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Es ist bereits bekannt, bei Fahrzeugen mit Scheibenbremsen, deren Bremsscheiben mit Luft zur Kühlung zu beaufschlagen. Um hohe Bremsscheibentemperaturen zu vermeiden sind die Bremsscheiben auch innengekühlt, das heißt, Kühlluft wird durch im Wesentlichen radial gerichtete Hohlräume in der Bremsscheibe geleitet. Dabei ist auch darauf zu achten, dass genügend Luft zur Bremsscheibe geleitet wird, denn der größte Teil der beim Bremsen umgesetzten Energie wird über Konvektion in der Bremsscheibe abgeführt. Dieser Problematik folgend umfasst der Stand der Technik eine Vielzahl an verbessernden Maßnahmen im Bereich der Bremsscheibenkühlung. So ist es ebenfalls bekannt, Bremsscheiben ganzheitlich mit Löchern und Nuten zu durchsetzen.
Eine Radaufhängung setzt sich unter anderem aus den Bauteilen Radträger, Schwenklager und Radlager zusammen. Letztgenannte sind in den vergangenen Jahrzehnten im Sinne einer Bauteilintegration kontinuierlich weiterentwickelt worden und existieren heute in vielfältiger Ausführung. Ein wesentlicher Bestandteil ist der Radlagerflansch, an welchem die Felge mit Radschrauben befestigt wird, wodurch die Bremsscheibe über den Bremsscheibentopf zwischen Felge und Flansch eingeklemmt wird. Eine solche Radlageranordnung wird beispielhaft in der DE 103 31 537 B4 beschrieben, die eine Optimierung der Belüftung im Bereich zwischen Bremsscheibe und Bremsscheibentopf bewirkt. Zur Erfüllung dieser Aufgabe wird eine bestimmte Gestaltung eines nach innen gewölbten Bremsscheibentopfs vorgeschlagen. Durch eine Formgebung des Bremsscheibentopfs mit konischer Verjüngung wird eine bessere Kühlluftleitung in die Kühlkanäle der Bremsscheibe sowie an deren Außenseite erzielt. Allerdings wird dadurch die Gestaltung der Baueinheit von Radträger, Bremsscheibe und Radfelge sehr filigran und kompliziert.
Aufgabe der Erfindung ist es deshalb, eine Scheibenbremse für Kraftfahrzeuge bereitzustellen, bei der eine effiziente Luftkühlung auf einfache Weise erreicht wird.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Weitere Ausgestaltungen der Erfindung beschreiben die abhängigen Ansprüche.
Nach der Erfindung ist eine Kühlluftführung für eine Scheibenbremse, deren Kühllufteintritt, zur Kühlung einer belüfteten Bremsscheibe, sich auf einer radinneren Seite befindet, dadurch gekennzeichnet, dass die in die Scheibenbremse eintretende Kühlluft durch eine einen Bremsscheibentopf abdeckende Luftleitscheibe von einer beliebigen Strömungseintrittsrichtung in eine Strömungsrichtung in Bremsscheibenebene, durch die Bremsscheibe hindurch, umgelenkt wird.
Das hat den Vorteil, dass die Luftleitscheibe so positioniert ist, dass der Bremsscheibentopf abgedeckt ist. Dadurch gibt es dort keine Verwirbelungen und keine Drosselung der Luftströmung. Die Luft wird durch die Luftleitscheibe bei innenbelüfteten Bremsscheiben direkt in die Bremsscheibe umgeleitet.
Eine bevorzugte Ausführung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Luftleitscheibe an einem Radlageraußenring oder an einem Schwenklager oder an einem Radträger angebracht ist. Auf diese Weise kann die Luftleitscheibe mittels bekannter Befestigungsmaßnahmen nach dem Stand der Technik, zum Beispiel durch einen Federring oder eine Wellenmutter, feststehend am Ende des Bremsscheibentopfmantels angebracht werden, den Bremsscheibentopf abdeckend.
Dabei erfüllt die Luftleitscheibe auch die Funktion einer vorgeschalteten Dichtung für ein Radlager, was die Dichtungsperformance signifikant verbessert. Eine solche Entlastung des dynamischen Dichtungssystems ermöglicht eine weitere Reibungsoptimierung der Radlagerdichtung, mit der Möglichkeit den Treibstoffverbrauch zu senken.
Alternativ kann die Luftleitscheibe am Bremsscheibentopf, ebenfalls durch bekannte Befestigungsmaßnahmen gemäß des Standes der Technik, wie oben beschrieben, mitdrehend angebracht sein. Zusätzlich kann eine Abdichtung – jeweils zwischen drehendem und nicht drehendem Teil – durch eine Labyrinth-Dichtung gebildet werden, mindestens durch eine Abdichtnut im nicht drehenden Teil, also in diesem Fall im Außenring des Radlagers, was ein Eindringen von Feuchtigkeit in den Bremsscheibentopf verhindert.
In beiden Fällen ist es vorteilhaft, wenn die Luftleitscheibe ein gelochter Kreisring aus Stahlblech ist.
Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung beschreibt die nachfolgende Beschreibung mit der zugehörigen Zeichnung. Die einzige Figur zeigt einen Teilquerschnitt einer Radbremsenanordnung gemäß der Erfindung.
In der Figur ist ein belüfteter Bremsscheibenring 1 einer Scheibenbremse eines Kraftfahrzeugs dargestellt, in dem zu Kühlzwecken Kanäle 2 angeordnet sind, die, während einer Fahrt des Kraftfahrzeugs, vom Innen- zum Außendurchmesser des Bremsscheibenrings 1 hin, mit Luft durchströmt sind. Der Strömungsweg dieser Kühlluft ist durch Pfeile 3 sinnbildlich dargestellt. Der Bremsscheibenring 1 geht, zum Innendurchmesser des nicht gezeichneten Rades hin, über in einen Bremsscheibentopf 4, der mit dem Bremsscheibenring 1 zusammen die Bremsscheibe bildet. Der Bremsscheibentopf 4 ist so ausgeführt, dass er zusammen mit einer nicht gezeichneten Radfelge über nicht gezeichnete Radschrauben an einer Radnabe 5 angebracht werden kann. Die Radnabe 5 trägt einen Innenring 6 eines Radlagers 7, dessen Außenring 8 von einem Radträger 9 gehalten wird. Der Außenring 8 des Radlagers 7 besitzt an seinem Außenumfang eine umlaufende Nut 10, in die eine ebene, gelochte Kreisringscheibe aus Stahlblech als Luftleitscheibe 11 eingepresst ist. Die axiale Position auf dem Außenring 8 und der Außendurchmesser der Luftleitscheibe 11 sind so gewählt, dass diese den Bremsscheibentopf 4 so abdeckt, dass keine Kühlluft in diesen einströmt. Der Strömungsweg dieser Kühlluft (Pfeile 3) wird statt dessen durch die Luftleitscheibe 11 umgeleitet in die Kanäle 2 des Bremsscheibenrings 1. Aufgrund der Tatsache, dass eine nachteilige Abbremsung bzw. Entspannung der Kühlluft im Bremsscheibentopf 4 konstruktiv durch die Luftleitscheibe 11 verhindert wird, verfügt die in das Bremsscheibeninnere eintretende Luft über eine höhere Geschwindigkeit. Die Kühlleistung an der Bremsscheibe kann wird damit gegenüber dem Stand der Technik gesteigert.
Eine solche Bremsenkühlung, wie oben beschrieben, führt zusätzlich dazu, dass die Auslegungskriterien hinsichtlich maximaler Bremsscheibentemperatur auch bei höheren Anforderungen an die Bremsanlage und/oder bei durch die Rädergröße vorgegebenem begrenztem Bauraum erreicht werden können, ohne die Dimensionierung der Bremse zu verändern. Beziehungsweise kann, bei gleicher Leistung und gleichem Gewicht, die Bremsendimensionierung verkleinert werden, was dann Vorteile bezüglich Gewicht und Kosten bringt.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 10331537 B4 [0003]

Claims

Kühlluftführung für eine Scheibenbremse, deren Kühllufteintritt, zur Kühlung einer belüfteten Bremsscheibe, sich auf einer radinneren Seite befindet, dadurch gekennzeichnet, dass die in die Scheibenbremse eintretende Kühlluft, durch eine einen Bremsscheibentopf (4) abdeckende Luftleitscheibe (11), von einer beliebigen Strömungseintrittsrichtung in eine Strömungsrichtung in Bremsscheibenebene, durch die Bremsscheibe hindurch, umgelenkt wird.
Kühlluftführung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Luftleitscheibe (11) an einem Radlageraußenring (8) oder an einem Schwenklager oder an einem Radträger angebracht ist.
Kühlluftführung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Luftleitscheibe (11) am Bremsscheibentopf (4) angebracht ist.
Kühlluftführung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Luftleitscheibe (11) ein gelochter Kreisring ist.