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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Hitzeschutzvorrichtung für eine Radelektronik an einer Felge eines Rades eines Fahrzeugs, eine Radelektronik für eine Felge eines Rades eines Fahrzeugs sowie ein Verfahren für die Montage einer solchen Radelektronik.
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Es ist bekannt, dass die Räder von Fahrzeugen mit einer Radelektronik, insbesondere in Form von Radsensorik, ausgestattet werden sollen. Ein typisches Beispiel für eine solche Radelektronik ist die Überwachung des Reifendrucks in dem Rad durch einen entsprechenden Reifendrucksensor als Radelektronik. Handelt es sich bei dem Fahrzeug um ein Rennfahrzeug bzw. ein Sportfahrzeug im sportlichen Einsatz, ist neben der Druckbelastung die thermische Belastung von entscheidender Bedeutung für die Funktionsfähigkeit der Radelektronik. Insbesondere beim sportlichen Fahrbetrieb für ein Fahrzeug entsteht große Wärme bzw. Hitze bei starken Bremsmanövern. Diese Hitze entsteht an den Bremsscheiben des Fahrzeugs, welche innerhalb der Felgen angeordnet sind. Durch Wärmeleitung bzw. hauptsächlich durch Wärmestrahlung geht diese erzeugte Wärme an die Felge und an deren Innenseite über. Bei den bekannten Lösungen führt dies dazu, dass entsprechend auch die in der Radfelge vorhandene Radelektronik der thermischen Belastung ausgesetzt ist.
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Nachteilhaft bei den bekannten Lösungen ist es, dass insbesondere bei sportlicher Fahrweise mit einer Vielzahl von starken Bremsmanövern die Hitze innerhalb des Radraums bzw. innerhalb der Felge so stark ansteigen kann, dass eine kurzfristige Überhitzung der Radelektronik stattfinden kann. Bei den bekannten Lösungen kann dies dazu führen, dass das aufeinanderfolgende Ausführen von starken Bremsmanövern zum kurzzeitigen oder sogar langfristigen Defekt der Radelektronik führt. Bei bekannten Lösungen müssen daher Sportwagen für den Rennbetrieb oder für den sportlichen Fahrbetrieb mit entsprechend kostenintensiver Radelektronik ausgestattet werden, welche für diese Einzelfälle mit hoher Hitzebelastung eine entsprechende Ausfallsicherheit gewährleistet. Ist dies nicht der Fall, muss bei den bekannten Sportfahrzeugen nach dem Renneinsatz ein Austausch der Radelektronik stattfinden, was einen hohen Montageaufwand und entsprechend auch einen Kostennachteil mit sich bringt.
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Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die voranstehend beschriebenen Nachteile zumindest teilweise zu beheben. Insbesondere ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, in kostengünstiger und einfacher Weise das Ausfallrisiko der Radelektronik auch bei sportlich bewegten Fahrzeugen zu reduzieren.
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Die voranstehende Aufgabe wird gelöst durch eine Hitzeschutzvorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1, eine Radelektronik mit den Merkmalen des Anspruchs 9 sowie ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 10. Weitere Merkmale und Details der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, der Beschreibung und den Zeichnungen. Dabei gelten Merkmale und Details, die im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Hitzeschutzvorrichtung beschrieben sind, selbstverständlich auch im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Radelektronik sowie im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Verfahren und jeweils umgekehrt, sodass bezüglich der Offenbarung zu den einzelnen Erfindungsaspekten stets wechselseitig Bezug genommen wird bzw. werden kann.
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Erfindungsgemäß ist eine Hitzeschutzvorrichtung für eine Radelektronik an einer Felge eines Rades eines Fahrzeugs ausgestattet. Hierfür weist die Hitzeschutzvorrichtung einen Grundkörper mit einem Befestigungsabschnitt zur Befestigung an der Radelektronik auf. Weiter ist dieser Grundkörper mit wenigstens einem Hitzeschutzabschnitt zur thermischen Isolierung der Radelektronik in der befestigten Position ausgestattet.
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Eine erfindungsgemäße Hitzeschutzvorrichtung ist also separat von der Radelektronik ausgestattet. Dies bezieht sich insbesondere auf den von der Radelektronik separaten Grundkörper. Somit kann dieser Grundkörper mit der gewünschten Hitzeschutzfunktionalität im Hitzeschutzabschnitt ausgestattet werden. Der Hitzeschutz in Form der thermischen Isolierung kann dabei in unterschiedlichster Weise gewährleistet sein. So kann die thermische Isolierung durch einen erhöhten Wärmeleitwiderstand, einen erhöhten Wärmeübergangswiderstand oder aber auch über einen erhöhten Wärmestrahlungswiderstand gewährleistet werden. Selbstverständlich können auch unterschiedliche thermische Isolationsmöglichkeiten im Hitzeschutzabschnitt miteinander kombiniert werden, um den Hitzeschutz noch weiter zu verbessern.
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Um die Hitzeschutzvorrichtung mit der Hitzeschutzfunktionalität auch in gewünschter Weise an der Radelektronik anordnen zu können, ist der Grundkörper mit einem Befestigungsabschnitt ausgestattet. Dieser Befestigungsabschnitt kann ein oder mehrere Teilbefestigungsabschnitte aufweisen und kann sowohl reversibel, als auch irreversibel ausgebildet sein. Bevorzugt ist, wenn wie später noch erläutert die Montage werkzeuglos oder werkzeugarm mit dem Befestigungsabschnitt durchgeführt werden kann.
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Es ist nun also möglich, mit einer erfindungsgemäßen Hitzeschutzvorrichtung nachträglich an einem in einem Innenraum einer Felge montierten Sensor in Form der Radelektronik einen Hitzeschutz anzubringen. Hierfür wird der Grundkörper der Hitzeschutzvorrichtung an der Radelektronik befestigt. In dieser Position bringt nun der Hitzeschutzabschnitt die gewünschte thermische Isolierung mit sich.
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Durch die separate Ausbildung des Grundkörpers von der Radelektronik kann eine Vielzahl von Vorteilen erzielt werden. Zum einen ist auf diese Weise eine einfache und kostengünstige Fertigung des Grundkörpers möglich. Zum Beispiel kann hier ein Spritzgussverfahren eingesetzt werden, welches thermoplastisches Material, insbesondere PBT, einsetzt, um die thermisch isolierende Wirkung zur Verfügung zu stellen. Durch das nachträgliche Herstellen bzw. separate Herstellen des Grundkörpers ist auch ein Nachrüsten bereits bestehender Radelektroniksysteme in der Felge möglich. Nicht zuletzt wird es auf diese Weise auch möglich, den Grundkörper an unterschiedlichste Sensorgeometrien der Radelektronik anzupassen, und somit das gleiche Konzept kostengünstig und einfach bei einer Vielzahl von unterschiedlichen Sensorsystemen der Radelektronik einzusetzen.
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Die separate Ausbildung des Grundkörpers erlaubt es auch, Standardsensoren bzw. Standardbauteile für die Radelektronik zu verwenden. Ein eigener Hitzeschutz innerhalb der Radelektronik oder eine aufwendige Beschichtung derselben ist nicht mehr notwendig. Somit kann nicht nur der Hitzeschutz verbessert, sondern auch der Kosteneinsatz für die Verwendung der Radelektronik bei dem Einsatz erfindungsgemäßer Hitzeschutzvorrichtungen reduziert werden.
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Es kann Vorteile mit sich bringen, wenn bei einer erfindungsgemäßen Hitzeschutzvorrichtung der Grundkörper, insbesondere im Bereich des Hitzeschutzabschnitts, wenigstens einen Abstandshalter aufweist für eine definierte Beabstandung zwischen dem Grundkörper und einer Innenseite der Felge. Solche Abstandshalter können auch als Abstandsschuhe bzw. Abstandsfüßchen bezeichnet werden. Sie dienen dazu, auch bei mechanischer Einwirkung bzw. Vibration einen definierten Abstand und damit einen definierten Luftspalt zur Innenseite der Felge aufrechtzuerhalten. Der Luftspalt, welcher sich in der montierten Position der Hitzeschutzschutzvorrichtung nun zwischen dem Hitzeschutzabschnitt einerseits und der inneren Oberfläche der Innenseite der Felge andererseits ausbildet, ist ebenfalls von isolierender Wirkung gegen eine Wärmeleitung von dem Material der Innenseite der Felge in die Radelektronik. Mechanische Einwirkungen oder Vibrationen können durch das Anordnen der Abstandshalter nun nicht dazu führen, diesen Luftspalt zu reduzieren. Vorzugsweise sind für die erhöhte Sicherheit und eine verbesserte Definition dieses Abstands zwei oder sogar noch mehr solcher Abstandshalter vorgesehen.
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Ebenfalls Vorteile bringt es mit sich, wenn bei einer erfindungsgemäßen Hitzeschutzvorrichtung der Befestigungsabschnitt für eine werkzeuglose und/oder eine werkzeugarme Befestigung, insbesondere als Schnapp-Rast-Befestigung, ausgebildet ist. Eine solche einfache Befestigungsmöglichkeit erlaubt es schnell, kostengünstig und vor allem mit wenig Aufwand die Befestigung durchzuführen. Als Schnapp-Rast-Verbindung kann zum Beispiel eine Clipverbindung ausgebildet sein, welche durch elastische Verformung in einem Formschluss um bzw. an der Radelektronik herum einrastet. In Kombination mit einer schuhartigen Ausbildung des Grundkörpers kann sozusagen ein Überschieben, insbesondere in der später noch erläuterten geführten Weise, und ein abschließendes Einrasten in der befestigten Position gewährleistet werden. Die Verwendung von Schnapp-Rast-Verbindungen erlaubt darüber hinaus noch eine haptische und/oder akustische Rückmeldung, dass die Befestigung auch tatsächlich eingerastet und entsprechend die Hitzeschutzvorrichtung in der gewünschten Position angeordnet ist.
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Ebenfalls von Vorteil kann es sein, wenn bei einer erfindungsgemäßen Hitzeschutzvorrichtung der Hitzeschutzabschnitt wenigstens teilweise als Wärmereflexionsfläche ausgebildet ist für eine Reflexion von Strahlungswärme von einer Innenseite der Felge. Je nachdem in welcher Weise die Radelektronik im Innenraum der Felge angeordnet ist, können unterschiedliche Wärmetransportphänomene zum Aufheizen der Radelektronik führen. Ist die Radelektronik in exponierter Position oberhalb der Innenfläche der Felge angeordnet, so kann dies dazu führen, dass durch Aufheizen der Innenseite der Felge und entsprechende Wärmestrahlung die Radelektronik aufgeheizt wird. Um dies zu reduzieren oder zu vermeiden, kann der Hitzeschutzabschnitt eine Wärmereflexionsfläche, insbesondere als entsprechende Oberfläche, aufweisen. Diese Oberfläche ist zum Beispiel metallbeschichtet, insbesondere mit Aluminiumanteilen. Diese Beschichtung erlaubt es nun, Wärmestrahlung, welche von der Innenseite der Felge ausgeht und auf dieser Wärmereflexionsfläche auftrifft, zurückzustrahlen bzw. zu einem größten Teil zurückzuwerfen, sodass das Aufheizen des Grundkörpers und damit auch das Aufheizen der Radelektronik deutlich reduziert werden kann.
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Vorteile bringt es ebenfalls mit sich, wenn bei einer erfindungsgemäßen Hitzeschutzvorrichtung der Grundkörper, insbesondere im Bereich des Befestigungsabschnitts, einen Formschlussabschnitt für ein formschlüssiges Kontaktieren der Radelektronik aufweist. Ein solcher Formschlussabschnitt umgibt also insbesondere in schuhartiger Weise bzw. als Grundkörperschuh die Radelektronik. Dabei werden Spalte zwischen diesem Formschlussabschnitt und der Radelektronik reduziert bzw. vermieden. Dies erlaubt es zum einen eine besonders einfache Montage gewährleisten zu können, da durch den Formschlussabschnitt eine definierte Relativposition zwischen Grundkörper und Radelektronik vorgegeben ist. Zum anderen kann auf diese Weise ein einfaches Einbringen und Erreichen der Befestigungsposition gewährleistet werden.
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Vorteilhaft ist es ebenfalls, wenn bei einer erfindungsgemäßen Hitzeschutzvorrichtung der Grundkörper einen Führungsabschnitt aufweist für eine geführte Bewegung in eine an der Radelektronik befestigte Position. Ein solcher Führungsabschnitt kann zum Beispiel mit einem Formschlussabschnitt korrelieren. Der Führungsabschnitt dient dazu, in geführter Weise die Bewegung des Grundkörpers in die Befestigungsposition zu gewährleisten. Dafür ist der Führungsabschnitt vorzugsweise mit Führungsflächen ausgestaltet, welche korrespondierend mit entsprechenden Gegenführungsflächen der Radelektronik ausgebildet sind. Die Montage und das Erreichen der Befestigungsposition wird auf diese Weise erleichtert bzw. gesichert.
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Ein weiterer Vorteil ist erzielbar, wenn bei einer erfindungsgemäßen Hitzeschutzvorrichtung der Hitzeschutzabschnitt einen Spaltbereich aufweist für die Ausbildung eines definierten Hitzeschutzspaltes zwischen dem Grundkörper und der Radelektronik in einer befestigten Position. In dieser befestigten Position wird also nun ein innerer Hitzeschutzspalt ausgebildet, welcher Kontaktfreiheit zwischen dem Hitzeschutzabschnitt und der Radelektronik gewährleistet. Dieser innere Hitzeschutzspalt reduziert die Kontaktierung und damit die Wärmeleitfähigkeit beim Übergang zwischen dem Grundkörper und der Radelektronik. Um diesen definierten inneren Hitzeschutzspalt zu gewährleisten, kann eine entsprechende Korrelation mit der Innenoberfläche des Hitzeschutzabschnitts mit der entsprechenden äußeren Geometrie der Radelektronik zur Verfügung gestellt sein.
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Weitere Vorteile kann es mit sich bringen, wenn bei einer erfindungsgemäßen Hitzeschutzvorrichtung der Hitzeschutzabschnitt ein thermisch isolierendes Material aufweist, insbesondere in integraler Weise mit dem Grundkörper. Bevorzugt ist der gesamte Grundkörper, also zusammen mit Hitzeschutzabschnitt und/oder Befestigungsabschnitt integral, monolithisch bzw. einstückig hergestellt. Die Verwendung von thermisch isolierendem Material kann den Wärmeleitwiderstand erhöhen und gleichzeitig eine einfache und kostengünstige Herstellmöglichkeit, zum Beispiel in einem Spritzgussverfahren, ermöglichen.
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Ebenfalls Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist eine Radelektronik für eine Felge eines Rades eines Fahrzeugs, aufweisend eine erfindungsgemäße Hitzeschutzvorrichtung. Damit bringt eine erfindungsgemäße Radelektronik die gleichen Vorteile mit sich, wie sie ausführlich mit Bezug auf eine erfindungsgemäße Hitzeschutzvorrichtung erläutert worden sind.
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Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren für die Montage einer erfindungsgemäßen Radelektronik, aufweisend die folgenden Schritte:
- - Befestigen der Radelektronik an einer Innenseite der Felge,
- - Befestigen der Hitzeschutzvorrichtung mittels wenigstens eines Befestigungsabschnittes an der Radelektronik.
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Damit bringt ein erfindungsgemäßes Verfahren die gleichen Vorteile mit sich, wie sie ausführlich mit Bezug auf eine erfindungsgemäße Radelektronik bzw. mit Bezug auf eine erfindungsgemäße Hitzeschutzvorrichtung erläutert worden sind. Die Reihenfolge der beiden Befestigungsschritte ist dabei im Wesentlichen unerheblich.
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Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der unter Bezugnahme auf die Zeichnungen Ausführungsbeispiele der Erfindung im Einzelnen beschrieben sind. Dabei können die in den Ansprüchen und in der Beschreibung erwähnten Merkmale jeweils einzeln für sich oder in beliebiger Kombination erfindungswesentlich sein. Es zeigen schematisch:
- 1 eine Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Hitzeschutzvorrichtung bei einer erfindungsgemäßen Radelektronik,
- 2 die Ausführungsform der 1 in seitlicher Darstellung,
- 3 die Ausführungsform der 1 und 2 in vergrößerter Darstellung,
- 4 die Ausführungsform der 1 bis 3 in einer ersten Schnittdarstellung und
- 5 die Ausführungsformen der 1 bis 4 in einer zweiten Schnittdarstellung.
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Die 1 bis 5 zeigen schematische Darstellungen einer erfindungsgemäßen Hitzeschutzvorrichtung 10, die an einer erfindungsgemäßen Radelektronik 100 an der Innenseite 210 einer Felge 200 angeordnet ist. Diese Felge 200 kann für einen Sportwagen eingesetzt werden, bei welchem bei starken Bremsmanövern hohe thermische Einträge in die Felge 200 und insbesondere deren Innenseite 210 erfolgen.
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Für den Fall, dass durch thermische Aufheizung die Felge 200 und insbesondere dort deren Innenseite 210 sich aufheizt, sind nun bei der Ausführung der 1 bis 5 mehrere kombinierte Schutzmechanismen zur thermischen Isolation der Radelektronik 100 vorgesehen. Der erste Schutzmechanismus wird durch den Hitzeschutzabschnitt 40 des Grundkörpers 20 durch entsprechende Abstandshalter 50 gewährleistet. Wie aus den 1 bis 4 zu entnehmen ist, weist der Hitzeschutzabschnitt 40 dieser Ausführungsform der Hitzeschutzvorrichtung 10 zwei solche Abstandshalter 50 auf, welche hier als Abstandsfüße ausgebildet sind. Diese definierte Relativpositionierung zur Innenseite 210 der Felge 200 erlaubt also eine definierte Beabstandung, sodass der Wärmeübergang durch Wärmeleitung zwischen der Innenseite 210 der Felge 200 und der Radelektronik 100 deutlich reduziert werden kann. Es bildet sich also ein äußerer Luftspalt zwischen dem Hitzeschutzabschnitt 40 und der Innenseite 210 der Felge 200 aus.
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Um neben der Wärmeleitung zwischen der Innenseite 210 der Felge 200 und dem Grundkörper 20 auch noch die Wärmestrahlung hinsichtlich der thermischen Einflussnahme auf die Radelektronik 100 zu verbessern, wurde hier der Hitzeschutzabschnitt 40 mit einer Wärmereflexionsfläche 42 ausgestattet. Diese Wärmereflexionsfläche 42 ist hier als metallische Beschichtung, insbesondere aufweisend Aluminium, ausgebildet. Entsprechende Wärmestrahlung, die nun von der Innenseite 210 der Felge 200 auf dieser Wärmereflexionsfläche 42 auftrifft, wird entsprechend zum großen Teil zurückgeworfen und damit eine Aufheizung des Grundkörpers 20 und insbesondere der Radelektronik 100 vermieden bzw. zumindest reduziert.
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Als dritter und hier kombinierter zusätzlicher thermischer Isolationseffekt ist in den 4 und 5 gut die Ausbildung eines inneren Hitzeschutzspaltes HS zu erkennen. Im Bereich des Hitzeschutzabschnitts 40 ist durch die innere geometrische Formgebung nun ein Luftspalt zu der Radelektronik 100 ausgebildet. Dieser Luftspalt verhindert nun einen Übergang in Form von Wärmeleitung in direkter Weise vom Grundkörper 20 im Hitzeschutzabschnitt 40 auf die Radelektronik 100.
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Wie aus der voranstehenden Erläuterung ersichtlich wird, sind hier drei verschiedene thermische Isolationsmechanismen kombiniert, um den thermischen Schutz der Radelektronik 100 weiter verbessern zu können. Selbstverständlich handelt es sich nur um eine kombinierte Darstellung dieser Ausführungsform, da auch die einzelnen thermischen Isolationsmechanismen separat oder in anderer Kombination in erfindungsgemäßer Weise die Isolationswirkung zur Verfügung stellen können.
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Für die Befestigung der Hitzeschutzvorrichtung 10 an der Radelektronik 100 ist hier zum einen ein Führungsabschnitt 34 vorgesehen, welcher eine Führung in die montierte Position gemäß der 1 bis 5 gewährleistet. Dieser Führungsabschnitt 34 entspricht hier einem Formschlussabschnitt 32, sodass in schuhartiger Weise der Grundkörper 20 über die Radelektronik 100 übergeschoben werden kann. Wie in der befestigten Position gemäß der 1 bis 5 gut zu erkennen ist, sind hier die Befestigungsabschnitte 30 als Schnapp-Rast-Verbindung ausgebildet, um die befestigte Position in der dargestellten Weise zu sichern.
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Die voranstehende Erläuterung der Ausführungsformen beschreibt die vorliegende Erfindung ausschließlich im Rahmen von Beispielen. Selbstverständlich können einzelne Merkmale der Ausführungsformen, sofern technisch sinnvoll, frei miteinander kombiniert werden, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung verlassen.
