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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Abschirmvorrichtung zumindest zum Abschirmen von wenigstens einzelnen Bauteilen eines Fahrzeuges gegen von einer Bremsscheibe des Fahrzeuges beim Bremsvorgang erzeugter Wärme.
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Grundlegend ist es bekannt, dass bei Fahrzeugen und insbesondere Hochleistungsfahrzeugen, wie beispielsweise Rennfahrzeugen, unter entsprechender Beanspruchung der Bremsanlage extrem hohe Bauteiltemperaturen erzeugt werden. Hierbei sind insbesondere die Reibbeläge und die Bremsscheiben selbst betroffen, so dass diese für eine ordnungsgemäße Funktion aufwendig gekühlt werden müssen. Des Weiteren ist es grundlegend bekannt, dass insbesondere innenbelüftete Bremsscheiben eingesetzt werden, welche mittels einer Luftströmung umströmt bzw. auch durchströmt werden können. Hierzu weisen die innenbelüfteten Bremsscheiben insbesondere radiale Kühlöffnungen auf, welche zwischen zwei Reibflächen angeordnet sind. Folglich entsteht bei einem sich drehenden Laufrad eine Zentrifugalkraft, welche einen stetigen Luftzug von der Nabe nach außen bewirkt, wodurch die Wärmeabfuhr der von der Bremsscheibe erzeugten Wärme begünstigt wird. Des Weiteren ist es grundlegend bekannt, dass auch innenbelüftete Bremsscheiben eine teilweise axiale Lochung aufweisen bzw. mit Schlitzen oder Nuten versehen sind. Vorteilhaft werden hierbei der Bremsabrieb und das Wasser, welches sich insbesondere bei Regen auf der Bremsscheibe hält, in den Nuten gesammelt und durch die Zentrifugalkraft entlang der Nuten nach außen abgeführt.
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Basierend auf der durch die Bremsen abgestrahlten Wärme werden auch alle umliegenden Bauteile mit hohen Temperaturen beaufschlagt und müssen gegebenenfalls vor solchen hohen Wärmeeintragungen geschützt werden. Grundlegend ist es bekannt, dass hierfür eine Abschirmung, beispielsweise in Form eines entsprechenden Wärmeabschirmbleches, angewandt wird, wobei sich das Wärmeabschirmblech hinter den Bremsscheiben befindet. Als nachteilig ist bei der Anordnung eines Wärmeabschirmbleches jedoch anzusehen, dass dieses in der Regel lediglich die dahinterliegenden Bauteile, wie beispielsweise die Fahrwerkskomponenten, wie insbesondere den Querlenker, das Lager, das Lenkgestänge, die Spur- und Koppelstangen sowie auch deren Gelenke usw., vor einem Wärmeeintrag schützt. Beispielsweise werden jedoch die Räder mittels dem Wärmeabschirmblech nicht vor einem Überhitzen bzw. einer Wärmeübertragung geschützt. Ein Wärmeeintrag in die Räder erfolgt insbesondere auch über die radial aus den Bremsscheiben austretende, stark aufgeheizte Luft, welche direkt auf die Innenseite der Felge trifft und folglich zur Erwärmung des gesamten Rades führt. Darüber hinaus kann diese heiße Luft, nachdem diese auf die Felgen trifft, sowohl zur Radaußen- als auch zur Radinnenseite abfließen, wobei in letzterem Fall dies zu einer direkten Aufheizung weiterer Komponenten sowie nachteilig zu einem Wärmestau innerhalb des Radhauses führt. Nachteilig kann auch ein Wärmestrom innerhalb des Radhauses zu einer Reduzierung des möglichen Kühlluftmassenstroms sowie ebenfalls zu einer insbesondere bei Hochleistungsfahrzeugen üblichen unerwünschten Zunahme des aerodynamischen Auftriebs führen. Dies ist vornehmlich dann möglich, wenn die von den Fahrzeugkühlern kommende Luft daran gehindert wird, durch die Felgen nach außen abzuströmen, wodurch wiederum der Luftdruck unterhalb des Vorderwagens ansteigt.
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Insbesondere bei Hochleistungsfahrzeugen, wie beispielsweise Rennfahrzeugen, ist es grundlegend bekannt, auch die gesamte Bremsanlage und insbesondere die Bremsscheibe und den Bremssattel durch eine sehr komplexe Konstruktion derart vollständig zu ummanteln, dass die Felge weitestgehend vor einem Übertragen der von den Bremsen kommenden Wärme abgeschirmt ist. Um hierbei den Kühlluftmassenstrom durch die Bremsscheibe zu erhöhen, werden beispielsweise entsprechend aufwendig konstruktiv ausgestaltete und folglich kostenintensiv herzustellende Felgen verwendet, deren Speichen ähnlich wie die Rotorblätter eines Ventilators gestaltet sind, um durch ihre Rotation Luft aus dem Fahrzeug herauszusaugen.
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Als nachteilig ist anzusehen, dass die oben genannten Wärmeabschirmbleche nicht vollständig verhindern können, dass die Räder sehr stark aufgeheizt werden, wobei eine komplette Kapselung der Bremsanlage, wie insbesondere im Rennsport üblich, hiergegen eine vergleichsweise aufwendige Konstruktion erfordert, die sowohl hohe Kosten als auch einen sehr hohen Montageaufwand, insbesondere bei einem Wechsel der Bremsscheiben, mit sich bringt. Zudem führt eine Kapselung der Bremsanlage allein nicht zu einer Verbesserung der Bremsenkühlung. Ebenfalls würde die von den Fahrzeugkühlern kommende Luft bei einer Kapselung der Bremsanlage aufgrund der reduzierten Querschnitte weitestgehend daran gehindert werden, durch die Felgen abzuströmen. Auch spezifisch konstruierte Felgen mit entsprechender oben genannter Saugwirkung benötigen für eine entsprechende Förderleistung eine vorgegebene Relativgeschwindigkeit zwischen der zu fördernden Luft sowie den rotierenden Speichen. Eine derartige Relativgeschwindigkeit ist jedoch in der Regel nur teilweise vorhanden, insbesondere da die Luft, welche aus den Kühlluftkanälen der rotierenden Bremsscheibe tritt, einen mit der Umfangsgeschwindigkeit der Bremsscheibe korrespondierenden Drall hat. Aufgrund der gleichen Rotationsgeschwindigkeit von Bremsscheibe und Felge wirkt sich dieser Umstand negativ auf die theoretische mögliche Saugleistung aus.
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Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die voranstehend beschriebenen Nachteile zumindest teilweise zu beheben. Insbesondere ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine Abschirmvorrichtung zur Verfügung zu stellen, mittels welcher auf eine einfache und kostengünstige Art und Weise eine Vielzahl von relevanten Bauteilen von einer direkten Wärmeenergieübertragung von der erhitzten Bremsanlage abgeschirmt werden, wobei vorteilhaft der Kühlluftmassenstrom durch die Bremsscheibe erhöht wird, und wobei vorteilhaft auch gleichzeitig diese aufgeheizte Kühlluft, die aus der Bremsscheibe austritt, gezielt durch die Felgen hindurch nach außen geleitet werden soll, ohne den von den Fahrzeugkühlern kommenden Luftstrom durch die Felge zu behindern.
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Die voranstehende Aufgabe wird gelöst durch eine Abschirmvorrichtung zumindest zum Abschirmen von wenigstens einzelnen Bauteilen eines Fahrzeuges gegen von einer Bremsscheibe des Fahrzeuges beim Bremsvorgang erzeugten Wärme mit den Merkmalen gemäß Anspruch 1. Weitere Merkmale und Details der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, der Beschreibung und den Zeichnungen.
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Die erfindungsgemäße Abschirmvorrichtung zumindest zum Abschirmen von wenigstens einzelnen Bauteilen eines Fahrzeuges gegen von einer Bremsscheibe des Fahrzeuges beim Bremsvorgang erzeugter Wärme ist zumindest abschnittsweise um einen Außenradius der Bremsscheibe verdrehsicher anordenbar und weist ein Ringsegment sowie einzelne in Umfangsrichtung des Ringsegmentes beabstandet zueinander im Bereich einer inneren der Bremsscheibe zuordenbaren Oberfläche des Ringsegmentes angeordnete Luftstromführungssegmente auf, welche zumindest teilweise zum Abtransport der Wärme nach außen dienen. Im Rahmen der Erfindung ist die Bremsscheibe vorteilhaft eine innenbelüftete Bremsscheibe, welche mit radialen Kühlöffnungen versehen ist, welche zwischen zwei Reibflächen angeordnet sind. Vorteilhaft ist es denkbar, dass die Bremsscheibe zumindest teilweise axial gelocht ist bzw. mit Schlitzen oder Nuten versehen ist.
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Als Wärme kann im Rahmen der Erfindung insbesondere eine Wärmestrahlung sowie auch eine Wärmekonvektion oder auch eine Kombination dieser Wärmetransportarten verstanden werden. Unter einer Wärmestrahlung ist hierbei vornehmlich eine thermische Strahlung, die am Ort ihrer Entstehung im thermischen Gleichgewicht mit der Materie ist, zu verstehen. Die Wärmestrahlung selbst ist neben der Konvektion und auch der Wärmeleitung ein Weg zur Übertragung der thermischen Energie und kann unter anderem von Festkörpern, Flüssigkeiten und/oder auch genügend großen Gasmengen emittiert werden. Unter der Wärmekonvektion ist vornehmlich das Mitführen durch eine thermische Strömung zu verstehen, wobei sowohl das Mitführen thermischer Energie, als auch eine Strömung als Folge eines Wärmestroms in Gegenwart eines Schwerefeldes verstanden werden kann. Folglich ist die Konvektion eine Ortsveränderung von leicht beweglichen, flüssigen oder gasförmigen Teilchen, welche gespeicherte Wärme mit sich führen.
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Vorteilhaft dient folglich die erfindungsgemäße Abschirmvorrichtung dem Schutz vor einer Wärmestrahlung sowie auch einer Wärmekonvektion, ausgehend von der Bremsscheibe, welche vornehmlich während des Bremsvorganges eine Wärme erzeugt. Vorteilhaft ist die Abschirmvorrichtung starr angeordnet, insbesondere direkt oder indirekt an einem Abschnitt des Fahrwerkes des Fahrzeuges, und rotiert folglich nicht mit der Bremsscheibe mit. Vorteilhaft wird hierdurch die Bremsscheibe selbst nicht zusätzlich mit insbesondere dem Gewicht der Abschirmvorrichtung belastet. Die Abschirmvorrichtung dient vorteilhaft dazu, Bauteile eines Fahrwerkes vor einer Erhitzung durch die von der Bremsscheibe erzeugten Wärme zu schützen und insbesondere vor dieser abzuschirmen, wobei im Rahmen der Erfindung unter dem Fahrwerk die Gesamtheit aller Teile eines Fahrzeuges verstanden wird, welche der Verbindung des Fahrzeugaufbaus, wie dem Fahrgestell oder der selbsttragenden Karosserie, über die Räder zur Fahrbahn dienen. Bestandteile des Fahrwerks sind demzufolge die Räder, die Radaufhängung, die Bremsen, die Federung, die Lenkung usw. Demzufolge handelt es sich bei dem benannten Fahrzeug gemäß der vorliegenden Erfindung vorteilhaft um ein Kraftfahrzeug, wie ein Landfahrzeug, insbesondere ein Personenkraftfahrzeug, oder ein Lastkraftfahrzeug und vornehmlich um ein Rennkraftfahrzeug, wie einen Rennwagen.
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Vorteilhaft ist das Ringsegment wenigstens viertelkreisförmig, halbkreisförmig oder dreiviertelkreisförmig ausgestaltet, wobei es jedoch auch erdenkbar ist, dass das Ringsegment vollkreisförmig ausgestaltet sein kann. Die erfindungsgemäße Abschirmvorrichtung soll hinsichtlich der Größe und/oder der Ausgestaltung der Kreisform des Ringsegmentes nicht beschränkt werden, so dass es auch denkbar ist, dass das Ringsegment eine zu den oben genannten kreisförmigen Ausgestaltungen unterschiedliche Ausgestaltung aufweisen kann. Vorteilhaft ist das Ringsegment ein streifenförmiges Segment, welches eine innere der Bremsscheibe zuordenbare Oberfläche und eine äußere, insbesondere einem Radhaus eines Fahrzeuges zuordenbare Oberfläche aufweist. Vorteilhaft weist das Ringsegment ein Edelstahlmaterial und insbesondere ein Aluminiummaterial auf, wobei es zudem denkbar ist, dass das Ringsegment in einer Edelstahl- bzw. Aluminium-Sandwichbauweise, wie insbesondere aus einer Aluminium-Sandwichfolie, hergestellt ist. Hierdurch wird das Gewicht der Abschirmvorrichtung vorteilhaft sehr gering gehalten.
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Es ist des Weiteren denkbar, dass die Abschirmvorrichtung und vorteilhaft das Ringsegment zumindest abschnittsweise an einem Wärmeabschirmblech des Fahrzeuges, insbesondere des Fahrwerkes des Fahrzeuges, fixierbar ist. Das Wärmeabschirmblech selbst ist vorteilhaft direkt hinter den Bremsscheiben in Richtung des Fahrzeuginneren angeordnet und dient zum Verhindern eines Eindringens von Wärme, insbesondere von Wärmeenergie bzw. Wärmestrahlung der Bremsscheiben in das Fahrzeuginnere und damit zur Verhinderung der Erwärmung der dort angebauten Bauteile. Vorteilhaft umgibt das Ringsegment die Luftstromführungssegmente an deren in radialer Richtung betrachteten Außenseite, wobei es hierbei denkbar ist, dass es die einzelnen Luftstromführungssegmente am Außenrand zumindest indirekt miteinander verbindet und folglich der gesamten Anordnung eine mechanische Stabilität verleiht. Es ist jedoch auch denkbar, dass das Ringsegment beabstandet zu den Luftstromführungssegmenten angeordnet ist und diese folglich nicht kontaktiert. Hierbei sind die Luftstromführungssegmente lediglich in dem Bereich der zu der Bremsscheibe ausrichtbaren Oberfläche des Ringsegmentes angeordnet. Vorteilhaft dient das Ringsegment unmittelbar als Wärmeabschirmung der Felgen vor der erhitzten, aus den Bremsscheiben austretenden Luft bzw. Wärme und führt somit zu einem deutlich reduzierten Wärmeeintrag in die Räder des Fahrzeuges. Die Luftströmungsführungssegmente sind vorteilhaft derart gestaltet und angeordnet, dass die treibbehaftete Luft, welche aus den Kühlkanälen der rotierenden Bremsscheibe tritt, nach fahrzeugaußen geführt wird und andererseits deren Drall reduziert wird. Es ist hierbei auch denkbar, dass der Felgenstern als zusätzlicher Rotor ausgestaltet wird, bzw. einen zusätzlichen, in der Felge integrierten Schaufelring aufweist, der wiederum als Rotor fungiert, um den Luftmassenstrom noch zu erhöhen. Die einzelne Anordnung der Bauteile zueinander entspricht vorteilhaft einer Rotor-Stator-Rotor-Anordnung, wobei die Bremsscheibe selbst den ersten Rotor darstellt, während die in Ringform angeordneten Luftstromführungssegmente bzw. das Ringsegment mit den entsprechend angeordneten Luftstromführungssegmenten den Stator bilden. Der zweite Rotor wird folglich von der Felge gebildet. Vorteilhaft sind die Luftstromführungssegmente ringförmig um die Bremsscheibe anordenbar und werden vorteilhaft vom Ringsegment umgeben. Vorteilhaft wird mittels der erfindungsgemäßen Abschirmvorrichtung eine Reduktion der Radtemperatur sowie auch eine Erhöhung der Abkühlgeschwindigkeit der Bremsscheiben ermöglicht, wobei eine Anordnung der erfindungsgemäßen Abschirmvorrichtung kostengünstig ausgestaltet werden kann und eine vollständige Kapselung der Bremsscheiben vermieden wird.
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Im Rahmen der Erfindung ist es des Weiteren denkbar, dass die Abschirmvorrichtung ein Wärmeabschirmblech aufweist, welches insbesondere wenigstens eine Luftdurchlassöffnung aufweist. Hierbei ist es denkbar, dass das Wärmeabschirmblech ein integraler Bestandteil der Abschirmvorrichtung ist, wobei das Wärmeabschirmblech ein zum Ringsegment und/oder zu den Luftstromführungssegmenten unterschiedliches oder auch gleiches Material aufweisen kann. Es ist jedoch auch denkbar, dass das Wärmeabschirmblech ein separates Bauteil ist, welches nachträglich mit dem Ringsegment und/oder den Luftstromführungssegmenten verbunden werden kann, um die gemeinsame Abschirmvorrichtung zu bilden. Das Wärmeabschirmblech verhindert insbesondere das Abströmen der Wärme bzw. der erhitzten Luft in Richtung des Fahrzeuginneren und weist vorteilhaft Durchlassöffnungen, in Form von Löchern, Bohrungen, Nuten und/oder Schlitzen und so weiter auf, um ein Abstrahlen einer Wärme, ausgehend von beispielsweise den Fahrzeugkühlern nach fahrzeugaußen zu ermöglichen.
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Es ist des Weiteren denkbar, dass die Luftstromführungssegmente sich ausgehend von der inneren Oberfläche des Ringsegmentes zumindest abschnittsweise radial nach innen erstrecken. Im Rahmen der Erfindung wird unter dem Begriff des radial nach innen Erstreckens, insbesondere ein in Richtung der Bremsscheiben und vorteilhaft in Richtung einer zentrischen Drehachse der Bremsscheiben bzw. auch der Abschirmvorrichtung verstanden. Die Luftstromführungssegmente sind vorteilhaft in Form von Vorsprüngen, Wandungen, Auswölbungen oder entsprechenden Erhebungen ausgestaltet, welche ausgehend von der inneren Oberfläche des Ringsegmentes sich in Richtung der Drehachse der Bremsscheibe, insbesondere in Richtung der Drehachse der Abschirmvorrichtung erstrecken. Es ist jedoch auch denkbar, dass die Luftstromführungssegmente auch Ausnehmungen bzw. Nuten, Rillen und Vergleichbares sein können, welche in eine definierte Tiefe in das Material des Ringsegmentes eingebracht sind und Kanäle zum Führen des Luftstromes ausbilden. Vorteilhaft erstrecken sich die Luftstromführungssegmente zumindest auch abschnittsweise entlang der inneren Oberfläche des Ringsegmentes und folglich zumindest abschnittsweise in axialer Richtung, also entlang bzw. in Richtung der sich erstreckenden Drehachse der Bremsscheibe bzw. der Abschirmvorrichtung. Vorteilhaft sind die Luftstromführungssegmente derart ausgestaltet, dass basierend auf einer Umlenkung des Luftstromes von einer radialen Strömungsrichtung zu einer axialen Strömungsrichtung, ein Unterdruck hinter den Luftstromführungssegmenten erzeugt wird, dank welchem die Entlüftung zusätzlich positiv beeinflusst wird.
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Vorteilhaft sind die Luftstromführungssegmente derart geformt und/oder ausgerichtet, dass die radial von der Bremsscheibe ausströmende Luft in axialer Richtung umgelenkt wird. Hierbei wird insbesondere die Wärme, kommend von der Bremsscheibe und insbesondere den zwischen den Reibflächen angeordneten radialen Kühlöffnungen, über die Luftstromführungssegmente aufgenommen und nach fahrzeugaußen abgeleitet, so dass eine Kollision der von den Bremsen erzeugten Wärme nicht mit der Wärme, kommend von den Fahrzeugkühlern, verhindert wird. Vorteilhaft wird sowohl die von den Bremsen erzeugte Wärme sowie auch die von den Kühlern abgeleitete Wärme über die Luftstromführungssegmente nach fahrzeugaußen transportiert.
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Hierbei ist es denkbar, dass die Luftstromführungssegmente sich zumindest abschnittsweise in axialer Richtung in einem Winkel, insbesondere einem spitzen Winkel, zu einer zentrischen Drehachse des Ringsegmentes erstrecken. Die zentrische Drehachse des Ringsegmentes ist vorteilhaft auch die zentrische Drehachse der im Wesentlichen kreisförmig angeordneten Luftstromführungssegmente und/oder folglich der erfindungsgemäßen Abschirmvorrichtung und/oder der Bremsscheibe, welche zumindest abschnittsweise von der erfindungsgemäßen Abschirmvorrichtung umgeben werden kann. Ausgehend von der Umfangsrichtung des Ringsegmentes verlaufen folglich die Luftstromführungssegmente nicht senkrecht zu der Umfangsrichtung des Ringsegmentes, sondern vorteilhaft in einem definierten spitzen oder auch stumpfen Winkel dazu. Es ist dabei auch denkbar, dass die Luftstromführungssegmente einen gebogenen bzw. geschwungenen Verlauf in axialer Richtung und/oder einen gebogenen bzw. geschwungenen Verlauf in radialer Richtung aufweisen. Hierdurch wird vorteilhaft der Drall der aus den Bremsscheiben austretenden drallbehafteten Luft reduziert.
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Es ist des Weiteren denkbar, dass die Luftstromführungssegmente ein integraler Bestandteil eines sich zumindest abschnittsweise ringförmig erstreckenden Haltesegmentes sind, wobei das Haltesegment einen kleineren Radius aufweist als das Ringsegment. Es ist dabei denkbar, dass das Haltesegment im Wesentlichen vergleichbar zu dem Ringsegment ausgestaltet ist und ein zu dem Ringsegment vergleichbares oder auch unterschiedliches Material aufweist. Die Luftstromführungssegmente sind folglich integrale Bestandteile des Haltesegmentes, wobei es jedoch auch denkbar ist, dass die Luftstromführungssegmente nach Erzeugung des Haltesegmentes an dieses angeordnet und mit diesem fixiert werden. Dementsprechend sind die Luftstromführungssegmente nicht direkt an dem Ringsegment angeordnet bzw. an dem Ringsegment fixiert, sondern indirekt über das Haltesegment an dem Ringsegment angeordnet. Hierbei dient das Haltesegment vorteilhaft als Verbindungselement oder auch Zwischenstück zwischen den Luftstromführungssegmenten und dem Ringsegment, was vorteilhaft eine Herstellung der einzelnen Bestandteile der erfindungsgemäßen Abschirmvorrichtung ermöglicht. Es ist jedoch auch denkbar, dass das Haltesegment ein integraler Bestandteil des Ringsegmentes ist, wobei auch folglich die Luftstromführungssegmente, sofern diese ein integraler Bestandteil des Haltesegmentes sind, einen integralen Bestandteil des Ringsegmentes darstellen. Das Haltesegment selbst kann beispielsweise in Form eines Ringes oder auch eines Blechstreifens ausgestaltet sein. Das Haltesegment dient vorteilhaft dazu, die Luftstromführungssegmente in einem zueinander im Wesentlichen gleichen Abstand in einer Ringform anzuordnen. Das Haltesegment selbst kann entsprechend der Ausgestaltung des Ringsegmentes lediglich einen Viertelkreis, einen Halbkreis, Dreiviertelkreis oder einen Vollkreis ausbilden. Demzufolge ist es denkbar, dass das Haltesegment, insbesondere bei der Ausbildung keines Vollkreises, nicht vollständig in sich geschlossen ist.
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Es ist des Weiteren denkbar, dass das Haltesegment sich zumindest abschnittsweise radial nach innen erstreckt und einen Abschirmungsabschnitt ausbildet. Unter dem radial nach innen Erstrecken wird im Rahmen der Erfindung insbesondere ein Erstrecken in Richtung der zentrischen Drehachse der Abschirmvorrichtung bzw. des Ringsegmentes bzw. des Haltesegmentes verstanden. Vorteilhaft weist damit das Haltesegment folglich neben dem Abschirmungsabschnitt auch einen Halteabschnitt zum Anordnen der Luftstromführungssegmente auf, wobei der Abschirmungsabschnitt und der Halteabschnitt des Haltesegmentes auch integrale Bestandteile sein können und folglich ein und dieselbe Funktion und Ausgestaltung aufweisen können.
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Es ist hierbei denkbar, dass der Abschirmungsabschnitt des Haltesegmentes zumindest abschnittsweise entlang eines Wärmeabschirmbleches erstreckbar und zumindest bereichsweise mit dem Wärmeabschirmblech verbindbar ist, oder dass der Abschirmungsabschnitt ein Wärmeabschirmblech ausbildet. Hierbei ist es folglich möglich, dass bei einem Nachrüsten eines bereits mit einem Wärmeabschirmblech versehenen Bremssystems die Abschirmvorrichtung derart angeordnet wird, dass insbesondere der Abschirmungsabschnitt des Haltesegmentes zumindest an einer Seite des Wärmeabschirmbleches angeordnet wird, wobei sich der Abschirmungsabschnitt zumindest abschnittsweise entlang dieser Seite des Wärmeabschirmbleches insbesondere in radialer Richtung erstreckt. Zusätzlich ist es denkbar, dass der Abschirmungsabschnitt mit dem Wärmeabschirmblech verbunden wird, so dass die Abschirmvorrichtung über das Wärmeabschirmblech an das Bremssystem fixiert wird. Es ist jedoch des Weiteren denkbar, dass insbesondere bei einem Neuaufbau eines Bremssystems eines Fahrzeuges das Wärmeabschirmblech selbst mittels dem Abschirmungsabschnitt des Haltesegmentes gebildet wird, wobei der Abschirmungsabschnitt sich ausgehend von dem Ringsegment radial nach innen in Richtung einer zentrischen Achse der Abschirmvorrichtung erstreckt. Vorteilhaft weist der Abschirmungsabschnitt auch Luftdurchlassöffnungen auf, um insbesondere eine vom Motorraum oder den Fahrzeugkühl- bzw. -klimaanlagen kommende Wärme und insbesondere aufgeheizte Luftströmung nach außen über die Räder abtransportieren zu können. Es ist auch des Weiteren denkbar, dass bei einer Anordnung des Abschirmungsabschnittes an einem bereits vorhandenen Wärmeabschirmblech der Abschirmungsabschnitt entsprechende Luftdurchlassöffnungen bzw. Aussparungen aufweisen muss, um die in dem Wärmeabschirmblech bereits vorhandenen Luftdurchlassöffnungen nicht zu überdecken.
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Es ist des Weiteren denkbar, dass die Luftstromführungssegmente ein integraler Bestandteil des Ringsegmentes sind. Hierfür ist es vorteilhaft möglich, dass die Abschirmvorrichtung selbst kein zusätzliches Haltesegment aufweist, an welchem die Luftstromführungssegmente angeordnet bzw. integral gebildet sind. Vorteilhaft ist folglich das Ringsegment derart ausgestaltet, dass es daran angeordnete bzw. von diesem ausgehende Luftstromführungssegmente aufweist, wobei vorteilhaft das Ringsegment und die Luftstromführungssegmente zumindest ein miteinander vergleichbares Material aufweisen können. Als integraler Bestandteil wird im Rahmen der Erfindung insbesondere ein nicht loszulösender und vorteilhaft wesentlicher Bestandteil eines Ganzen verstanden. Es ist jedoch auch denkbar, dass die Luftstromführungssegmente ein zum Ringsegment unterschiedliches Material aufweisen und nach deren Herstellung an der inneren Oberfläche des Ringsegmentes fixiert werden. Als Fixierung kann dabei insbesondere ein Anschweißen, Anlöten, Ankleben oder ein vergleichbares Verbindungsverfahren angewandt werden.
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Im Rahmen der Erfindung ist es des Weiteren denkbar, dass die Luftstromführungssegmente schaufelförmig ausgestaltet sind und jeweils einen Schaufelkanal aufweisen, dessen Anstellwinkel sich derart in Richtung des Fahrzeuginneren öffnet, dass die Wärme nach außen abgegeben wird. Im Rahmen der Erfindung ist der Anstellwinkel ein in der Aerodynamik zwischen der Richtung des anströmenden Fluids und der Sehne eines Profils entstehender Winkel. Das Profil kann dabei beispielsweise ein Teil des Luftstromführungssegmentes und insbesondere auch des schaufelförmig ausgestalteten Luftstromführungssegmentes sein. Bei einem derart ausgebildeten Anstellwinkel, welcher sich in Richtung des Fahrzeuginneren öffnet, wird hierbei folglich die radial aus den Bremsscheiben austretende Luft in Richtung nach fahrzeugaußen, sprich in axialer Richtung umgeleitet. Auch wird vorteilhaft die über die Luftdurchlassöffnungen im Abschirmungsabschnitt und/oder auch im Wärmeabschirmblech hindurchgeleitete erhitzte Luftströmung, kommend von beispielsweise den Fahrzeugkühlelementen, über die Luftstromführungssegmente nach fahrzeugaußen transportiert. Vorteilhaft wird die aus den sich rotierenden Bremsscheiben radial nach außen tretende Luft bzw. Wärme, welche insbesondere aufgrund der Drehung der Bremsscheibe drallbehaftet ist, über die Luftstromführungssegmente und insbesondere über die von den Luftstromführungssegmenten ausgebildeten Luftstromführungskanäle, wie insbesondere dem Schaufelkanal des schaufelförmigen Luftstromführungssegmentes, nach fahrzeugaußen geführt, wobei zugleich auch aufgrund der Ausgestaltung der Geometrie der Luftstromführungssegmente sowie deren Anstellwinkel der Drall der drallbehafteten Strömung aus den Bremsscheiben deutlich reduziert wird.
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Es ist des Weiteren auch eine Bremsvorrichtung beansprucht, welche zumindest eine Abschirmvorrichtung der oben genannten Art aufweist. Vorteilhaft weist die Bremsvorrichtung pro Fahrzeugrad zusätzlich wenigstens eine Bremsscheide und eine mit der Bremsscheibe wechselwirkende Bremsbacke auf. Die Bremsvorrichtung kann dabei als Festsattelbremsvorrichtung oder auch als Faustsattelbremsvorrichtung ausgestaltet sein. Des Weiteren ist es denkbar, dass die Bremsvorrichtung auch einen Bremskolben sowie einen Bremssattel aufweist. Die Bremsvorrichtung ist vorteilhaft eine Betriebsbremse, kann jedoch auch als Hilfsbremse und/oder Feststellbremse agieren.
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Es ist des Weiteren ein Bremssystem, aufweisend zumindest eine Abschirmvorrichtung der oben genannten Art beansprucht. Das Bremssystem weist vorteilhaft eine Bremsvorrichtung der vorgenannten Art auf. Des Weiteren ist es denkbar, dass das Bremssystem zusätzlich zu den Bauteilen der Bremsvorrichtung eine Energieversorgungseinrichtung, eine Betätigungseinrichtung, eine Übertragungseinrichtung und/oder eine Bremskraftregelungseinrichtung, wie beispielsweise ABS (Anti-Blockier-System), aufweist.
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Ausführungsformen einer erfindungsgemäßen Abschirmvorrichtung werden nachfolgend anhand von Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen jeweils schematisch:
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1 in einer perspektivischen Ansicht eine Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Abschirmvorrichtung, und
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2 in einer perspektivischen Ansicht eine weitere Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Abschirmvorrichtung.
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Elemente mit gleicher Funktion und Wirkungsweise sind in den 1 und 2 jeweils mit denselben Bezugzeichen versehen.
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In der 1 ist in einer perspektivischen Ansicht schematisch eine Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Abschirmvorrichtung 1 gezeigt. Die Abschirmvorrichtung 1 weist insbesondere ein Ringsegment 2 sowie Luftstromführungssegmente 3 auf. Das Ringsegment 2 ist im Wesentlichen halbkreisförmig ausgestaltet und ist in Form eines äußeren Deckbandes im Wesentlichen mit segmentweise gebogenen Laschen geformt. Das Ringsegment 2 weist eine äußere Oberfläche 2a sowie eine innere Oberfläche 2b auf, wobei die äußere Oberfläche 2a sich nach dem Einbau der Abschirmvorrichtung im Fahrzeug und insbesondere im Bereich des Bremssystems in Richtung des Radhauses ausrichtet. Demzufolge richtet sich die innere Oberfläche 2b des Ringsegmentes 2 im Einbauzustand in Richtung der Bremsscheibe aus. Ausgehend von der inneren Oberfläche 2b des Ringsegmentes erstrecken sich eine Mehrzahl an Luftstromführungssegmenten 3 radial nach innen in Richtung der Drehachse D des Ringsegmentes, welche vorteilhaft die zentrischen Drehachse D darstellt. Vorteilhaft sind die Luftströmungsführungssegmente 3 in einem gleichen Abstand zueinander beabstandet ringförmig bzw. kreisförmig entlang der inneren Oberfläche 2b des Ringsegmentes, insbesondere in Umfangsrichtung angeordnet. Des Weiteren erstrecken sich die Luftstromführungssegmente 3 zumindest abschnittsweise entlang der inneren Oberfläche 2b des Ringsegmentes 2 in axialer Richtung, wobei die Erstreckung in axialer Richtung der Luftstromführungssegmente 3 die Länge der Luftstromführungssegmente bestimmt. Demzufolge bestimmt die Erstreckung der Luftstromführungssegmente 3 in radialer Richtung die Höhe der Luftstromführungssegmente 3. Als axiale Richtung wird im Rahmen der Erfindung die Richtung verstanden entlang bzw. in welcher sich die zentrische Drehachse D erstreckt. Die Anzahl der verwendeten Luftstromführungssegmente 3 sowie auch deren Größe in Höhenrichtung bzw. auch in Längenrichtung sind vorteilhaft abhängig von der Größe der zu kühlenden Bremsscheibe des Fahrzeuges. Wie in der 1 ersichtlich, erstrecken sich die Luftstromführungssegmente 3 in Form einer Wandung insbesondere schräg zu einer parallel zur zentrischen Drehachse D sich im Bereich des Ringsegmentes 2 erstreckenden axialen Achse. Des Weiteren, bilden die Luftstromführungssegmente 3 Luftstromführungskanäle 3a aus, welche vorteilhaft nach innen geöffnet sind.
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Die in der 1 gezeigte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Abschirmvorrichtung 1 weist zudem ein Haltesegment 4 auf, welches einen Abschirmungsabschnitt 5 aufweist, der sich im Wesentlichen ausgehend von dem Ringsegment 2 radial nach innen in Richtung der zentrischen Drehachse D des Ringsegmentes 2 erstreckt. Der Abschirmungsabschnitt 5 weist zudem Öffnungen 5a auf, um ein Durchströmen von entsprechender Wärme bzw. erhitzter Luft zu ermöglichen. Des Weiteren ist das Haltesegment 4, insbesondere der Abschirmungsabschnitt 5 des Haltesegmentes 4, mit einem Wärmeabschirmblech 10 verbunden bzw. an diesem Wärmeabschirmblech 10 angeordnet. Das Wärmeabschirmblech 10 weist Luftdurchlassöffnungen 11 auf, welche insbesondere in Form von Schlitzen ausgestaltet sind. Vorteilhaft weist der Abschirmungsabschnitt 5 derart ausgestaltete und angeordnete Öffnungen 5a auf, dass die Luftdurchlassöffnungen 11 des Wärmeabschirmbleches 10 nicht überdeckt werden. Des Weiteren sind Bohrungen 12 im Wärmeabschirmblech und/oder im Abschirmungsabschnitt 5 des Haltesegmentes 4 vorgesehen, welche dazu dienen, das Wärmeabschirmblech 10 und/oder das Haltesegment 4 mit zumindest Bereichen eines hier nicht gezeigten Fahrgestells des Fahrzeuges zu verbinden. Es ist jedoch auch denkbar, dass das Wärmeabschirmblech 10 ein integraler Bestandteil der Abschirmvorrichtung 1 und insbesondere des Abschirmabschnittes 5 des Haltesegmentes 4 ist. Das Haltesegment 4 ist im Vergleich zum Ringsegment 2 entsprechend halbkreisförmig ausgestaltet, wobei die Luftstromführungssegmente 3 ein integraler Bestandteil des Haltesegmentes 4 sind. Es ist des Weiteren denkbar, dass das Ringsegment 2, das Haltesegment 4 und/oder die Luftstromführungssegmente 3 ein gleiches oder auch ein zueinander unterschiedliches Material aufweisen können. Dies ist insbesondere davon abhängig, ob die einzelnen Segmente 2, 3 und 4 integrale Bestandteile sind, oder nach deren separater Herstellung miteinander fixiert bzw. aneinander angeordnet werden. Vorteilhaft sind die einzelnen Segmente 2, 3 und 4 integral gebildet und weisen folglich ein gemeinsames Material auf. Hierbei wird zur Erzeugung des Ringsegmentes 2 und folglich der Luftstromführungssegmente 3 ein Verformungsverfahren, insbesondere ein Biegeverfahren angewandt, wobei das Ringsegment 2 sowie auch die Luftstromführungssegmente 3 zumindest abschnittsweise ausgehend vom Haltesegment 4 in deren Endposition gebogen werden. Vorteilhaft wird hierdurch eine sehr kostengünstige und einfache Herstellung der erfindungsgemäßen Abschirmvorrichtung 1 ermöglicht.
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In der 2 ist schematisch in einer perspektivischen Ansicht eine weitere Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Abschirmvorrichtung 1 gezeigt. Im Gegensatz zu der in der 1 gezeigten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Abschirmvorrichtung 1 weist die in der 2 gezeigten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Abschirmvorrichtung 1 unter anderem schaufelförmig ausgestaltete Luftstromführungssegmente 3 auf, welche vorteilhaft integral mit dem Ringsegment 2 ausgebildet sind und demzufolge vorteilhaft ein zum Ringsegment 2 gleiches Material aufweisen. Es ist jedoch auch denkbar, dass die Luftstromführungssegmente 3 separat zum Ringsegment 2 ausgebildet bzw. hergestellt sind und nachträglich nach der Gestaltung des Ringsegmentes 2 mit diesem verbunden und insbesondere fixiert werden. Des Weiteren ist in der 2 ein separates Wärmeabschirmblech 10 gezeigt, welches beispielsweise bereits an dem hier nicht gezeigten Bremssystem, insbesondere direkt hinter der hier nicht gezeigten Bremsscheibe des Fahrzeuges angeordnet ist. Hierbei dient die Abschirmvorrichtung 1 zum Nachrüsten an einem bereits integrierten Wärmeabschirmblech 10. Es ist jedoch auch denkbar, dass das in der 2 gezeigte Wärmeabschirmblech 10 ein Bestandteil der Abschirmvorrichtung 1 ist, welches mit dem Ringsegment 2 und insbesondere den Luftstromführungssegmenten 3 derart fixiert wird, dass dieses gemeinsam mit dem Ringsegment 2 und den daran angeordneten Luftstromführungssegmenten 3 im Bereich der Bremsscheibe eines Fahrzeuges und insbesondere derart hinter der Bremsscheibe des Fahrzeuges angeordnet wird, dass das Ringsegment 2 und folglich die Luftstromführungssegmente 3 einen Außenradius der Bremsscheibe zumindest teilweise umgeben können.
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Wie ebenfalls in der 1 gezeigt, weist die in der 2 gezeigte Ausführungsform der Abschirmvorrichtung 1 ein halbkreisförmig gestaltetes Ringsegment 2 auf, wobei auch das Wärmeabschirmblech 10 im Wesentlichen halbkreisförmig ausgestaltet ist. Das Wärmeabschirmblech 10 weist zudem Luftdurchlassöffnungen 11, welche insbesondere in Form von Schlitzen ausgestaltet sind, auf. Des Weiteren sind Bohrungen 12 vorgesehen, welche dazu dienen, das Wärmeabschirmblech 10 mit wenigstens Bereichen eines hier nicht gezeigten Fahrgestells des Fahrzeuges zu verbinden. Vorteilhaft wird das Wärmeabschirmblech 10 über die entsprechenden Bohrungen mit einem Fahrgestell bzw. zumindest einem Bestandteil des Fahrgestells derart fixiert, dass die Abschirmvorrichtung 1 starr und insbesondere drehsteif angeordnet ist. Hinsichtlich einer sich rotierenden, hier nicht gezeigten Bremsscheibe dient die Abschirmvorrichtung 1 folglich als Statorelement, wenn die Bremsscheibe als Rotorelement verstanden werden soll. Vergleichbares gilt auch für die in der 1 gezeigte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Abschirmvorrichtung 1. Die Luftstromführungssegmente 3 weisen ebenfalls Luftstromführungskanäle 3a und insbesondere Schaufelkanäle 3a auf, welche nach Fahrzeuginnen geöffnet sind. Hierdurch soll ein Ableiten der Wärme aus den Bremsscheiben nach fahrzeugaußen ermöglicht werden, während gleichzeitig auch ein vom Fahrzeuginneren nach außen tretender Luftstrom nicht verhindert werden soll. Das Ringsegment 2 ist vorteilhaft in Form eines gebogenen Blechbandes ausgebildet, welches eine äußere Oberfläche 2a sowie eine innere Oberfläche 2b aufweist.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Abschirmvorrichtung
- 2
- Ringsegment
- 2a
- äußere Oberfläche
- 2b
- innere Oberfläche
- 3
- Luftstromführungssegment
- 3a
- Luftstromführungskanal/Schaufelkanal
- 4
- Haltesegment
- 5
- Abschirmabschnitt
- 5a
- Öffnungen des Abschirmbleches
- 10
- Wärmeabschirmblech
- 11
- Luftdurchlassöffnung
- 12
- Bohrung
- D
- zentrische Drehachse des Ringsegmentes
