DE102020006425A1

DE102020006425A1 - Vorrichtung zur Kühlung mindestens einer Radbremse eines Fahrzeugs

Info

Publication number: DE102020006425A1
Application number: DE102020006425.6A
Authority: DE
Inventors: Gustavo Estrada
Original assignee: Daimler AG
Current assignee: Mercedes Benz Group AG
Priority date: 2020-10-19
Filing date: 2020-10-19
Publication date: 2020-12-10

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung (1) zur Kühlung mindestens einer Radbremse (2) eines Fahrzeugs (3), umfassend ein zumindest abschnittsweise bewegbares Kühlluftleitelement (6), welches zumindest abschnittsweise mittels einer Antriebseinheit (12) zur Kühlung der Radbremse (2) in eine aktivierte Stellung herausschwenkbar ist und aus der aktivierten Stellung in eine deaktivierte Stellung zurückschwenkbar ist.Erfindungsgemäß ist das Kühlluftleitelement (6) ein Bestandteil einer Kühlluftrohrleitung (4), welche ein mit dem Kühlluftleitelement (6) gekoppeltes Rohrendstück (5) umfasst, wobei ein Ausgang dieses Rohrendstücks (5) auf die Radbremse (2) gerichtet ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Kühlung mindestens einer Radbremse eines Fahrzeugs nach den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1.
Aus dem Stand der Technik ist, wie in der DE 10 2017 107 747 A1 beschrieben, ein aktiver Luftstrom-Deflektor zur Bremskühlung bekannt. Ein Fahrzeug hat eine Karosserie mit einem ersten Ende und einem Unterbodenabschnitt, das einem ankommenden Luftstrom entgegensteht. Das Fahrzeug hat auch eine Bremsunterbaugruppe nahe dem Unterboden angeordnet und für die Abbremsung des Fahrzeugs konfiguriert. Das Luftleitsystem hat einen beweglichen, am Unterboden befestigten Deflektor, zu dessen Aufgabe die Leitung des am Unterboden ankommenden Anteils des Luftstroms zur Bremsunterbaugruppe gehört. Zum System gehört auch ein Mechanismus, der dafür konfiguriert ist, eine Stellung des Deflektors zu verändern, um wahlweise den am Unterboden ankommenden Anteil des Luftstroms zur Bremsunterbaugruppe zu leiten und die Aerodynamik der Karosserie zu verbessern. Das System hat zusätzlich einen ersten Sensor zur Erfassung eines vorbestimmten Betriebszustands der Bremsunterbaugruppe. Weiterhin hat das System eine Steuerung, die dafür konfiguriert ist, den Mechanismus zur Änderung der Stellung des Deflektors in Reaktion auf den erfassten vorbestimmten Betriebszustand der Bremsunterbaugruppe anzusteuern.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, eine gegenüber dem Stand der Technik verbesserte Vorrichtung zur Kühlung mindestens einer Radbremse eines Fahrzeugs anzugeben.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine Vorrichtung zur Kühlung mindestens einer Radbremse eines Fahrzeugs mit den Merkmalen des Anspruchs 1.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
Eine Vorrichtung zur Kühlung mindestens einer Radbremse eines Fahrzeugs umfasst ein zumindest abschnittsweise bewegbares Kühlluftleitelement, welches zumindest abschnittsweise mittels einer Antriebseinheit zur Kühlung der Radbremse in eine aktivierte Stellung herausschwenkbar ist und aus der aktivierten Stellung in eine deaktivierte Stellung zurückschwenkbar ist. In der aktivierten Stellung ist eine Einlassöffnung des zumindest dann vorteilhafterweise rohrförmig und/oder trichterförmig ausgebildeten Kühlluftleitelements in Fahrtrichtung des Fahrzeugs, d. h. in Richtung eines Frontbereichs des Fahrzeugs, ausgerichtet.
Erfindungsgemäß ist das Kühlluftleitelement ein Bestandteil einer Kühlluftrohrleitung, welche ein, insbesondere über ein flexibles Rohrzwischenstück der Kühlluftrohrleitung, mit dem Kühlluftleitelement gekoppeltes Rohrendstück umfasst, wobei ein Ausgang dieses Rohrendstücks auf die Radbremse gerichtet ist, insbesondere auf einen Bremssattel der Radbremse, welcher eine zu kühlende Wärmequelle der Radbremse darstellt. Hierfür ist der Ausgang des Rohrendstücks vorteilhafterweise in Radialrichtung eines Radträgers hinter einem Mittelpunkt des Radträgers angeordnet, d. h. an einer Position, an welcher der Bremssattel üblicherweise angeordnet ist, so dass der Ausgang des Rohrendstücks und damit ein Kühlluftstrom direkt auf den Bremssattel gerichtet ist. Dies wird insbesondere durch das flexible Rohrzwischenstück ermöglicht. Bei bisherigen Bremskühllösungen ist es aufgrund einer Rad- und Achskinematik im Gegensatz zur erfindungsgemäßen Lösung schwierig oder unmöglich, die Kühlluft gezielt an diese Position hinter dem Mittelpunkt des Radträgers zu leiten.
Das Rohrendstück ist beispielsweise an mindestens einem Bestandteil einer Radaufhängung, Achse, Federung und/oder Dämpfung befestigt, beispielsweise an einem Federbein oder Achsschenkel.
Die Antriebseinheit zum zumindest abschnittsweisen Schwenken des Kühlluftleitelements ist beispielsweise als eine elektromotorische Antriebseinheit, als eine hydraulische Antriebseinheit, als eine pneumatische Antriebseinheit oder als eine magnetische, insbesondere elektromagnetische, Antriebseinheit ausgebildet.
In einer möglichen Ausführungsform ist das zumindest abschnittsweise bewegbare Kühlluftleitelement zumindest abschnittsweise mittels der Antriebseinheit zur Kühlung der Radbremse, insbesondere aus einem Unterboden oder vom Unterboden weg, nach unten, d. h. vertikal oder zumindest im Wesentlichen vertikal, in die aktivierte Stellung herausschwenkbar und aus der aktivierten Stellung nach oben, d. h. vertikal oder zumindest im Wesentlichen vertikal, insbesondere in den Unterboden oder in Richtung des Unterbodens, in die deaktivierte Stellung zurückschwenkbar.
In einer möglichen Ausführungsform ist das zumindest abschnittsweise bewegbare Kühlluftleitelement zumindest abschnittsweise mittels der Antriebseinheit zur Kühlung der Radbremse horizontal oder zumindest im Wesentlichen horizontal in Richtung einer Fahrzeugmitte in die aktivierte Stellung herausschwenkbar und aus der aktivierten Stellung horizontal oder zumindest im Wesentlichen horizontal in Richtung einer Fahrzeugseite in die deaktivierte Stellung zurückschwenkbar. Die Fahrzeugmitte bezieht sich dabei auf eine Breitenausdehnung des Fahrzeugs, d. h. es handelt sich um die Fahrzeugmitte in Fahrzeugquerrichtung. Die Fahrzeugseite, in deren Richtung es in die deaktivierte Stellung zurückgeschwenkt wird, ist diejenige Fahrzeugseite, aus deren Richtung es zuvor in die aktivierte Stellung geschwenkt wurde.
Auch eine Kombination dieser beiden Ausführungsformen ist möglich. Hierbei ist dann das zumindest abschnittsweise bewegbare Kühlluftleitelement zumindest abschnittsweise mittels der Antriebseinheit zur Kühlung der Radbremse, insbesondere aus einem Unterboden oder vom Unterboden weg, nach unten, und zusätzlich in Richtung der Fahrzeugmitte in die aktivierte Stellung herausschwenkbar und aus der aktivierten Stellung nach oben, insbesondere in den Unterboden oder in Richtung des Unterbodens, und zusätzlich in Richtung der Fahrzeugseite in die deaktivierte Stellung zurückschwenkbar.
Die erfindungsgemäße Lösung stellt somit ein aktives Kühlluftrohrleitungssystem bereit, das, wenn Kühlluft zur Kühlung der Radbremse erforderlich ist, insbesondere nach einem Bremsvorgang und einer daraus resultierenden hohen Temperatur der Radbremse, aktiviert wird, wodurch das Kühlluftleitelement mittels der Antriebseinheit zumindest abschnittsweise, beispielsweise aus dem Unterboden oder zumindest vom Unterboden weg nach unten herausgeschwenkt wird und/oder in Richtung der Fahrzeugmitte herausgeschwenkt wird, und somit Frischluft, d. h. Kühlluft, aus einem Bereich unter dem Unterboden und/oder aus einem in Fahrzeugquerrichtung mittleren Bereich des Fahrzeugs zur Radbremse geleitet wird, insbesondere in Form eines hochenergetischen Luftstroms, insbesondere mit einem hohen dynamischen Druck, um dadurch eine hohe Kühlleistung zu ermöglichen. Dadurch wird zwar, zumindest bei dem Heraussschwenken nach unten, eine Bodenfreiheit des Fahrzeugs reduziert, jedoch erfolgt dies üblicherweise nur bei hohen Geschwindigkeiten, da nur dann eine solche Kühlung der Radbremse erforderlich ist. Die Kühlluft wird mittels der Kühlluftrohrleitung zur Radbremse, insbesondere zu deren Bremssattel, geleitet, um diese zu kühlen, insbesondere gezielt den Bremssattel zu kühlen, wodurch eine erforderliche Kühlungszeit erheblich reduziert wird.
Wenn diese Kühlung nicht mehr erforderlich ist, wird das Kühlluftleitelement oder zumindest dessen schwenkbarer Abschnitt nach oben in den Unterboden oder zumindest in Richtung des Unterbodens und/oder in Richtung der Fahrzeugseite zurückgeschwenkt, wodurch eine Aerodynamik des Fahrzeugs nicht mehr beeinträchtigt ist, insbesondere ein Luftwiderstand reduziert ist. Dadurch werden ein niedriger Luftwiderstandsbeiwert und ein hoher Abtrieb ermöglicht. Dies ist insbesondere für schnelle Kurvenfahrten besonders vorteilhaft.
Die erfindungsgemäße Lösung ist besonders vorteilhaft für Elektrofahrzeuge, da hier aufgrund einer Rekuperation eine Kühlung der jeweiligen Radbremse seltener erforderlich ist. Durch die erfindungsgemäße Lösung wird diese Kühlung nur dann bereitgestellt, wenn sie erforderlich ist, und wenn sie nicht erforderlich ist, besteht keine Beeinträchtigung der aerodynamischen Effizienz, wodurch eine größere Reichweite erreicht wird.
Kühlbedarf der Radbremse besteht bei Elektrofahrzeugen insbesondere dann, wenn sie verzögert werden und somit keine elektrische Energie zum Antrieb des Elektrofahrzeugs verbraucht wird. Möglicherweise wird aufgrund der dann verschlechterten Aerodynamik die Rekuperation etwas reduziert, doch dies ist im Vergleich zur verbesserten Aerodynamik, wenn keine Bremskühlung erforderlich ist, vernachlässigbar. Während des Antriebs des Elektrofahrzeugs ist keine solche Bremskühlung erforderlich, so dass mittels der erfindungsgemäßen Lösung insbesondere dann die aerodynamische Effizienz nicht beeinträchtigt wird.
Insbesondere im Vergleich zu einer feststehenden und somit ständig unter dem Unterboden oder in der Fahrzeugmitte angeordneten Kühlluftrohrleitung wird mittels der erfindungsgemäßen Lösung eine erheblich verbesserte aerodynamische Effizient erzielt, da eine solche feststehende und ständig unter dem Unterboden oder in der Fahrzeugmitte angeordnete Kühlluftrohrleitung aerodynamische Effizienzgewinne, welche durch aufwändige andere Maßnahmen erzielt werden, vollständig vernichten würde. Zudem würde dadurch die Radbremse auch dann gekühlt, wenn dies nicht erforderlich ist, beispielsweise bei kalten Umgebungsbedingungen und zurückhaltender Fahrweise. Des Weiteren würde sich beispielsweise bei winterlichen Bedingungen eine solche feststehende und ständig unter dem Unterboden oder in der Fahrzeugmitte angeordnete Kühlluftrohrleitung mit Schnee, Eis, Salz und Schmutz zusetzen und dann keine Kühlwirkung ermöglichen und eine noch schlechtere Aerodynamik bewirken. Auch dies wird durch die erfindungsgemäße Lösung vermieden, da hier das Kühlluftleitelement nur bei Kühlbedarf der Radbremse nach unten und/oder in Richtung der Fahrzeugmitte herausgeschwenkt wird, wobei bei kalten, insbesondere winterlichen, Bedingungen ein solcher Kühlbedarf üblicherweise nicht besteht.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im Folgenden anhand von Zeichnungen näher erläutert.
Dabei zeigen:

1 schematisch eine Seitenansicht eines Radbereichs eines Fahrzeugs mit einer Vorrichtung zur Kühlung mindestens einer Radbremse des Fahrzeugs in einem deaktivierten Zustand,
2 schematisch den Radbereich mit der Vorrichtung zur Kühlung der mindestens einen Radbremse im deaktivierten Zustand in einer Ansicht von unten,
3 schematisch eine Seitenansicht des Radbereichs mit der Vorrichtung zur Kühlung der mindestens einen Radbremse in einem aktivierten Zustand,
4 schematisch den Radbereich mit der Vorrichtung zur Kühlung der mindestens einen Radbremse im aktivierten Zustand in einer Ansicht von unten,
5 schematisch eine Seitenansicht der Vorrichtung zur Kühlung der mindestens einen Radbremse im deaktivierten Zustand,
6 schematisch eine Seitenansicht der Vorrichtung zur Kühlung der mindestens einen Radbremse im aktivierten Zustand,
7 schematisch eine perspektivische Darstellung der Vorrichtung zur Kühlung der mindestens einen Radbremse im deaktivierten Zustand,
8 schematisch eine perspektivische Darstellung der Vorrichtung zur Kühlung der mindestens einen Radbremse im aktivierten Zustand,
9 schematisch den Radbereich mit der Vorrichtung zur Kühlung der mindestens einen Radbremse in einer Ansicht von unten,
10 schematisch eine perspektivische Darstellung des Radbereichs mit der Vorrichtung zur Kühlung der mindestens einen Radbremse im aktivierten Zustand,
11 schematisch eine Seitenansicht des Radbereichs mit einer weiteren Ausführungsform der Vorrichtung zur Kühlung der mindestens einen Radbremse im deaktivierten Zustand, und
12 schematisch eine Seitenansicht des Radbereichs mit der weiteren Ausführungsform der Vorrichtung zur Kühlung der mindestens einen Radbremse im aktivierten Zustand.

Einander entsprechende Teile sind in allen Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
Anhand der 1 bis 12 wird im Folgenden eine Vorrichtung 1 zur Kühlung mindestens einer Radbremse 2 eines Fahrzeugs 3 beschrieben. Die Vorrichtung 1 umfasst eine Kühlluftrohrleitung 4 mit einem Rohrendstück 5, einem Kühlluftleitelement 6 und einem dazwischen angeordneten und das Kühlluftleitelement 6 mit dem Rohrendstück 5 verbindenden flexiblen Rohrzwischenstück 7. Ein Ausgang des Rohrendstücks 5 ist auf die Radbremse 2 gerichtet, insbesondere auf einen Bremssattel 8 der Radbremse 2. Da dies die zu kühlende Komponente ist und eine hohe Wärmeabstrahlung aufweisen kann, ist das Rohrendstück 5 vorteilhafterweise aus einem entsprechend wärmeresistenten Material ausgebildet.
Der Bremssattel 8 ist in Radialrichtung eines Radträgers hinter einem Mittelpunkt des Radträgers angeordnet, so dass entsprechend auch der auf den Bremssattel 8 gerichtete Ausgang des Rohrendstücks 5 in Radialrichtung des Radträgers hinter dessen Mittelpunkt angeordnet ist, d. h. ausgehend vom Mittelpunkt des Radträgers in Richtung eines Heckbereichs des Fahrzeugs 3 versetzt. Dies wird durch das flexible Rohrzwischenstück 7 ermöglicht, da auf diese Weise ein Vorbeiführen der Kühlluftrohrleitung 4 an Komponenten einer Radaufhängung, Achse 9, Federung und Dämpfung ermöglicht wird. Zudem wird durch das flexible Rohrzwischenstück 7 die Verbindung zwischen Rohrendstück 5 und Kühlluftleitelement 6 auch während eines Fahrbetriebs des Fahrzeugs 3 und einer dann aktiven Rad- und Achskinematik sichergestellt.
Das Rohrendstück 5 ist beispielsweise an mindestens einem Bestandteil der Radaufhängung, Achse 9, Federung und/oder Dämpfung befestigt, beispielsweise an einem Federbein 10 oder Achsschenkel.
Das Kühlluftleitelement 6 ist zumindest abschnittsweise bewegbar ausgebildet. Es ist beispielsweise zumindest abschnittsweise schwenkbar oder auf andere Weise bewegbar, insbesondere an einem Unterboden 11 des Fahrzeugs 3 oder im Bereich des Unterbodens 11, angeordnet. In der in den 1 bis 10 dargestellten Ausführungsform der Vorrichtung 1 ist es mittels einer Antriebseinheit 12 zur Kühlung der Radbremse 2, insbesondere des Bremssattels 8, zumindest abschnittsweise aus dem Unterboden 11 oder vom Unterboden 11 weg nach unten in eine aktivierte Stellung herausbewegbar, insbesondere herausschwenkbar, und, wenn keine Kühlung der Radbremse 2, insbesondere des Bremssattels 8, erforderlich ist, entsprechend zumindest abschnittsweise aus der aktivierten Stellung wieder nach oben in den Unterboden 11 oder in Richtung des Unterbodens 11 in eine deaktivierte Stellung zurückbewegbar, insbesondere zurückschwenkbar.
In der aktivierten Stellung ist eine Einlassöffnung des zumindest in dieser aktivierten Stellung rohrförmig und/oder trichterförmig ausgebildeten Kühlluftleitelements 6 in Fahrtrichtung F des Fahrzeugs 3, d. h. in Richtung eines Frontbereichs des Fahrzeugs 3, ausgerichtet, so dass während des Fahrbetriebs des Fahrzeugs 3 vorbeiströmende Luft in das sich in der aktivierten Stellung befindende Kühlluftleitelement 6 einströmt und mittels der Kühlluftrohrleitung 4 zur Radbremse 2, insbesondere zum Bremssattel 8, geleitet wird, um die Radbremse 2, insbesondere den Bremssattel 8, zu kühlen. In der deaktivierten Stellung ist das Kühlluftleitelement 6 nach oben geschenkt und vorteilhafterweise versenkt im Unterboden 11 angeordnet oder an diesen herangeschwenkt. Vorteilhafterweise ist die Einlassöffnung dann geschlossen. Dadurch kann die Luft ungehindert am Unterboden 11 und am Kühlluftleitelement 6 vorbeiströmen, wodurch eine Aerodynamik des Fahrzeugs 3 dann nicht durch das Kühlluftleitelement 6 beeinflusst ist.
Die Antriebseinheit 12 zum zumindest abschnittsweisen Bewegen, insbesondere Schwenken, des Kühlluftleitelements 6 ist beispielsweise als eine elektromotorische Antriebseinheit 12, als eine hydraulische Antriebseinheit 12, als eine pneumatische Antriebseinheit 12 oder als eine magnetische, insbesondere elektromagnetische, Antriebseinheit 12 ausgebildet.
Zweckmäßigerweise ist die Vorrichtung 1 zur Kühlung mehrerer Radbremsen 2 des Fahrzeugs 3 ausgebildet, beispielsweise zumindest zur Kühlung von Radbremsen 2 einer Achse 9, insbesondere einer Vorderachse, des Fahrzeugs 3 oder zur Kühlung aller Radbremsen 2 des Fahrzeugs 3. Sie umfasst dann entsprechend für jede zu kühlende Radbremse 2 eine eigene auf die oben beschriebene Weise ausgebildete und angeordnete Kühlluftrohrleitung 4.
Durch die beschriebene Lösung wird das Hauptproblem bei der Wärmeabgabe eines Fahrzeugbremssystems gelöst, welches darin besteht, kalte Luft mit hohem dynamischen Druck an eine Wärmequelle zu bringen, wobei diese Wärmequelle durch den Bremssattel 8 gebildet wird. Die hohen Temperaturen werden in dessen Volumen erzeugt, doch bisher bekannte Kühlmaßnahmen konzentrieren sich auf eine Abkühlung einer Bremsscheibe 13 der Radbremse 2, da es aufgrund der Rad- und Achskinematik schwierig ist, hochenergetische Kühlluft hinter die Radträgermitte umzuleiten, wo normalerweise der Bremssattel 8 platziert ist. Durch die hier beschriebene Lösung, insbesondere durch das flexible Rohrzwischenstück 7, wird dies ermöglicht.
Zudem wird durch das zumindest abschnittsweise bewegbare Kühlluftleitelement 6, welches mittels der Antriebseinheit 12 zur Kühlung der Radbremse 2 aus dem Unterboden 11 oder zumindest vom Unterboden 11 weg nach unten in die aktivierte Stellung herausbewegbar ist und aus der aktivierten Stellung wieder nach oben in den Unterboden 11 oder zumindest in Richtung des Unterbodens 11 in die deaktivierte Stellung zurückbewegbar ist, sichergestellt, dass eine Aerodynamik des Fahrzeugs 3, insbesondere ein Luftwiderstand, nur bei Kühlbedarf der Radbremse 2 durch die Kühlluftrohrleitung 4 beeinträchtigt wird, da nur dann das Kühlluftleitelement 6 zumindest abschnittsweise aus dem Unterboden 11 oder vom Unterboden 11 weg nach unten in die aktivierte Stellung herausbewegt wird. Dadurch wird im Vergleich zu einer feststehenden Lösung, bei welcher die Kühlluftrohrleitung 4 dauerhaft in einem am Fahrzeug 3 vorbeiströmenden Luftstrom stehen würde, ein Energieverbrauch zum Antrieb des Fahrzeugs 3 erheblich reduziert. Eine solche feststehende Lösung mit einer dauerhaft im Luftstrom befindlichen Kühlluftrohrleitung 4 wäre aerodynamisch sehr nachteilig und würde aerodynamische Effizienzgewinne, welche mit aufwändigen und kostenintensiven Maßnahmen erzielt werden, beispielsweise durch das Vorsehen einer Kühlerjalousie oder anderer Aerodynamikmaßnahmen, vernichten und wäre zudem in einem überwiegenden Teil einer Betriebszeit des Fahrzeugs 3 nicht erforderlich, da die Kühlung der Radbremse 2 mittels der Kühlluftrohrleitung 4 beispielsweise nur bei hohen Bremsbelastungen und warmer Witterung und auch dann jeweils nur kurzzeitig während oder nach einer jeweiligen Bremsung, insbesondere einer starken Bremsung, erforderlich ist. Mittels der hier beschriebenen Lösung werden diese aerodynamischen Nachteile der Kühlluftrohrleitung 4 somit während eines überwiegenden Teils der Betriebszeit vermieden.
Zudem wird durch das zumindest abschnittsweise aus dem Unterboden 11 oder vom Unterboden 11 weg nach unten in die aktivierte Stellung herausbewegte Kühlluftleitelement 6 eine Bodenfreiheit BF des Fahrzeugs 3 zu einer Fahrbahn FB reduziert, da das Kühlluftleitelement 6 dann über den Unterboden 11 des Fahrzeugs 3 nach unten hinausragt oder stärker als in der deaktivierten Stellung hinausragt. Da jedoch die Kühlung der Radbremse 2 mittels der Kühlluftrohrleitung 4 nur bei höheren Geschwindigkeiten erforderlich ist, welche nur auf relativ ebenen Fahrbahnen FB möglich sind, ist auch dies unproblematisch. Wenn keine Kühlung der Radbremse 2 erforderlich ist, ist das Kühlluftleitelement 6 wieder in die deaktivierte Stellung, d. h. nach oben in den Unterboden 11 oder an den Unterboden 11 heran, eingefahren, so dass die volle Bodenfreiheit BF des Fahrzeugs 3 zur Verfügung steht. Auch dies ist ein Vorteil gegenüber einer feststehenden Lösung.
Die 1 bis 4 zeigen eine vereinfachte schematische Darstellung des grundsätzlichen Konzepts der beschriebenen Lösung, wobei die 1 und 2 das Kühlluftleitelement 6 in der, insbesondere im Unterboden 11 versenkten, deaktivierten Stellung zeigen und die 3 und 4 das Kühlluftleitelement 6 in der, insbesondere aus dem Unterboden 11 nach unten herausbewegten, aktivierten Stellung zeigen. Dargestellt ist hier jeweils eine Achse 9 des Fahrzeugs 3 mit dem Radträger, insbesondere einer Radnabe 14, einem Rad 15 mit Felge 16 und Reifen 17, der Radbremse 2 mit Bremsscheibe 13 und Bremssattel 8, sowie eine Radhausschale 18 und der Unterboden 11 des Fahrzeugs 3 mit einem Bremsluftdiffusor 19, welcher einen Teil TL1 einer Luftströmung der am Fahrzeug 3 vorbeiströmenden Luft an einer Außenseite des Rades 15 vorbeileitet und einen weiteren Teil TL2 dieser Luftströmung unter dem Fahrzeug 3 entlangleitet. In diesen weiteren Teil TL2 der Luftströmung wird das Kühlluftleitelement 6 bei Kühlungsbedarf der Radbremse 2 zumindest abschnittsweise aus dem Unterboden 11 oder vom Unterboden 11 weg heraus abgesenkt, wie in 3 durch einen Schwenkpfeil SP schematisch angedeutet, und leitet somit diesen weiteren Teil TL2 der Luftströmung als Kühlluftstrom KS vollständig oder zumindest anteilig über die Kühlluftrohrleitung 4 in Richtung der Radbremse 2, insbesondere in Richtung des Bremssattels 8, um, wie in den 3 und 4 gezeigt.
Die 5 bis 10 zeigen eine mögliche Ausführungsform der Umsetzung dieses grundsätzlichen Konzepts der beschriebenen Lösung. Das Kühlluftleitelement 6 ist hier als ein Rohrstück mit einem oberen Abschnitt 6.1, welcher vorteilhafterweise relativ zum Fahrzeug 3 feststeht und vorteilhafterweise am Unterboden 11 oder im Bereich des Unterbodens 11 angeordnet ist, und einem relativ dazu schwenkbaren, insbesondere nach unten und wieder zurück nach oben schwenkbaren, unteren Abschnitt 6.2 ausgebildet. Der obere Abschnitt 6.1 ist nach einer Schwenkachse des unteren Abschnitts 6.2 in Richtung des flexiblen Rohrzwischenstücks 7 vollständig rohrförmig ausgebildet, d. h. umfangsseitig geschlossen. Somit wird der schwenkbare untere Abschnitt 6.2 des Kühlluftleitelementes 6 mittels der Antriebseinheit 12 zur Kühlung der Radbremse 2 aus dem Unterboden 11 oder vom Unterboden 11 weg nach unten in die aktivierte Stellung herausgeschwenkt, wodurch sich die rohrförmige und/oder trichterförmige Form des Kühlluftleitelements 6 mit der in Fahrtrichtung F ausgerichteten Einlassöffnung ausbildet, durch welche hindurch die Luft in die Kühlluftrohrleitung 4 einströmen und zur Radbremse 2, insbesondere zum Bremssattel 8, strömen kann. Wenn kein Kühlbedarf der Radbremse 2 mehr besteht, wird der schwenkbare untere Abschnitt 6.2 des Kühlluftleitelementes 6 mittels der Antriebseinheit 12 aus der aktivierten Stellung wieder nach oben in den Unterboden 11 oder in Richtung des Unterbodens 11 in die deaktivierte Stellung zurückgeschwenkt, wodurch die Kühlluftrohrleitung 4, insbesondere die Einlassöffnung des Kühlluftleitelementes 6 der Kühlluftrohrleitung 4, verschlossen wird und beispielsweise im Unterboden 11 versenkt wird oder an diesen heranbewegt wird, so dass die Aerodynamik des Fahrzeugs 3 nicht mehr durch die Kühlluftrohrleitung 4 beeinträchtigt wird.
Die 5 und 7 zeigen die deaktivierte Stellung des Kühlluftleitelements 6 und die 6, 8 und 10 zeigen die aktivierte Stellung des Kühlluftleitelements 6, insbesondere des schwenkbaren unteren Abschnitts 6.2. Die 6 bis 8 zeigen zur besseren Übersichtlichkeit die Vorrichtung 1 ohne das Fahrzeug 3 und die 9 und 10 zeigen die am Fahrzeug 3 angeordnete Vorrichtung 1.
Die 11 und 12 zeigen eine weitere Ausführungsform der Vorrichtung 1. Der Aufbau und die Funktionsweise dieser Ausführungsform sind im Wesentlichen gleich zur oben beschriebenen Ausführungsform. Der Unterschied dieser in den 11 und 12 beschriebenen Ausführungsform zur oben beschriebenen Ausführungsform besteht lediglich darin, dass bei der in den 11 und 12 dargestellten Ausführungsform das Kühlluftleitelement 6, welches hier ebenfalls zumindest abschnittsweise bewegbar ausgebildet ist und ebenfalls beispielsweise zumindest abschnittsweise schwenkbar oder auf andere Weise bewegbar, insbesondere am Unterboden 11 des Fahrzeugs 3 oder im Bereich des Unterbodens 11, angeordnet ist, mittels der Antriebseinheit 12 zur Kühlung der Radbremse 2, insbesondere des Bremssattels 8, zumindest abschnittsweise horizontal oder zumindest im Wesentlichen horizontal in Richtung einer Fahrzeugmitte in die aktivierte Stellung herausbewegbar, insbesondere herausschwenkbar, ist, und, wenn keine Kühlung der Radbremse 2, insbesondere des Bremssattels 8, erforderlich ist, entsprechend zumindest abschnittsweise aus der aktivierten Stellung horizontal oder zumindest im Wesentlichen horizontal wieder in Richtung einer Fahrzeugseite in die deaktivierte Stellung zurückbewegbar, insbesondere zurückschwenkbar, ist. Die Fahrzeugmitte bezieht sich dabei auf eine Breitenausdehnung des Fahrzeugs, d. h. es handelt sich um die Fahrzeugmitte in Fahrzeugquerrichtung. Die Fahrzeugseite, in deren Richtung es in die deaktivierte Stellung zurückbewegt wird, ist diejenige Fahrzeugseite, aus deren Richtung es zuvor in die aktivierte Stellung bewegt wurde.
Auch bei dieser in den 11 und 12 dargestellten weiteren Ausführungsform ist in der aktivierten Stellung die Einlassöffnung des zumindest in dieser aktivierten Stellung rohrförmig und/oder trichterförmig ausgebildeten Kühlluftleitelements 6 in Fahrtrichtung F des Fahrzeugs 3, d. h. in Richtung des Frontbereichs des Fahrzeugs 3, ausgerichtet, so dass während des Fahrbetriebs des Fahrzeugs 3 vorbeiströmende Luft in das sich in der aktivierten Stellung befindende Kühlluftleitelement 6 einströmt und mittels der Kühlluftrohrleitung 4 zur Radbremse 2, insbesondere zum Bremssattel 8, geleitet wird, um die Radbremse 2, insbesondere den Bremssattel 8, zu kühlen. In der deaktivierten Stellung ist das Kühlluftleitelement 6 wieder in Richtung der Fahrzeugseite zurückgeschwenkt. Vorteilhafterweise ist die Einlassöffnung dann geschlossen. Dadurch kann die Luft ungehindert am Kühlluftleitelement 6 vorbeiströmen, wodurch eine Aerodynamik des Fahrzeugs 3 dann nicht durch das Kühlluftleitelement 6 beeinflusst ist.
Die Antriebseinheit 12 zum zumindest abschnittsweisen Bewegen, insbesondere Schwenken, des Kühlluftleitelements 6 ist auch bei dieser in den 11 und 12 gezeigten Ausführungsform beispielsweise als elektromotorische Antriebseinheit 12, als hydraulische Antriebseinheit 12, als pneumatische Antriebseinheit 12 oder als magnetische, insbesondere elektromagnetische, Antriebseinheit 12 ausgebildet.
Zweckmäßigerweise ist auch diese in den 11 und 12 gezeigte Ausführungsform der Vorrichtung 1 zur Kühlung mehrerer Radbremsen 2 des Fahrzeugs 3 ausgebildet, beispielsweise zumindest zur Kühlung von Radbremsen 2 einer Achse 9, insbesondere einer Vorderachse, des Fahrzeugs 3 oder zur Kühlung aller Radbremsen 2 des Fahrzeugs 3. Sie umfasst dann entsprechend für jede zu kühlende Radbremse 2 eine eigene auf die oben beschriebene Weise ausgebildete und angeordnete Kühlluftrohrleitung 4.
Auch durch diese Ausführungsform des zumindest abschnittsweise bewegbaren Kühlluftleitelements 6 gemäß den 11 und 12, welches mittels der Antriebseinheit 12 zur Kühlung der Radbremse 2 in Richtung der Fahrzeugmitte in die aktivierte Stellung herausbewegbar ist und aus der aktivierten Stellung wieder in Richtung der Fahrzeugseite in die deaktivierte Stellung zurückbewegbar ist, sichergestellt, dass die Aerodynamik des Fahrzeugs 3, insbesondere der Luftwiderstand, nur bei Kühlbedarf der Radbremse 2 durch die Kühlluftrohrleitung 4 beeinträchtigt wird, da nur dann das Kühlluftleitelement 6 zumindest abschnittsweise in Richtung der Fahrzeugmitte in die aktivierte Stellung herausbewegt wird. Dadurch wird im Vergleich zur feststehenden Lösung, bei welcher die Kühlluftrohrleitung 4 dauerhaft im am Fahrzeug 3 vorbeiströmenden Luftstrom stehen würde, der Energieverbrauch zum Antrieb des Fahrzeugs 3 erheblich reduziert. Die feststehende Lösung mit der dauerhaft im Luftstrom befindlichen Kühlluftrohrleitung 4 wäre, wie oben bereits erwähnt, aerodynamisch sehr nachteilig und würde aerodynamische Effizienzgewinne, welche mit aufwändigen und kostenintensiven Maßnahmen erzielt werden, beispielsweise durch das Vorsehen einer Kühlerjalousie oder anderer Aerodynamikmaßnahmen, vernichten und wäre zudem im überwiegenden Teil der Betriebszeit des Fahrzeugs 3 nicht erforderlich, da die Kühlung der Radbremse 2 mittels der Kühlluftrohrleitung 4 beispielsweise nur bei hohen Bremsbelastungen und warmer Witterung und auch dann jeweils nur kurzzeitig während oder nach einer jeweiligen Bremsung, insbesondere einer starken Bremsung, erforderlich ist. Mittels der hier beschriebenen Lösung, auch gemäß der in den 11 und 12 gezeigten Ausführungsform, werden diese aerodynamischen Nachteile der Kühlluftrohrleitung 4 somit während eines überwiegenden Teils der Betriebszeit vermieden.
Die 11 und 12 zeigen nur eine vereinfachte schematische Darstellung des grundsätzlichen Konzepts dieser weiteren Ausführungsform der Vorrichtung 1, wobei 11 das Kühlluftleitelement 6 in der seitlichen deaktivierten Stellung zeigt und 12 das Kühlluftleitelement 6 in der in Richtung der Fahrzeugmitte herausbewegten aktivierten Stellung zeigt. Dargestellt ist auch hier jeweils die Achse 9 des Fahrzeugs 3 mit dem Radträger, insbesondere der Radnabe 14, dem Rad 15 mit Felge 16 und Reifen 17, der Radbremse 2 mit Bremsscheibe 13 und Bremssattel 8, sowie die Radhausschale 18 und der Bremsluftdiffusor 19, welcher einen Teil TL1 der Luftströmung der am Fahrzeug 3 vorbeiströmenden Luft an der Außenseite des Rades 15 vorbeileitet und einen weiteren Teil TL2 dieser Luftströmung unter dem Fahrzeug 3 entlang leitet. In diesen weiteren Teil TL2 der Luftströmung wird das Kühlluftleitelement 6 bei Kühlungsbedarf der Radbremse 2 zumindest abschnittsweise in Richtung der Fahrzeugmitte hineingeschwenkt, wie in 12 durch den Schwenkpfeil SP schematisch angedeutet, und leitet somit diesen weiteren Teil TL2 der Luftströmung als Kühlluftstrom KS vollständig oder zumindest anteilig über die Kühlluftrohrleitung 4 in Richtung der Radbremse 2, insbesondere in Richtung des Bremssattels 8, um.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102017107747 A1 [0002]

Claims

Vorrichtung (1) zur Kühlung mindestens einer Radbremse (2) eines Fahrzeugs (3), umfassend ein zumindest abschnittsweise bewegbares Kühlluftleitelement (6), welches zumindest abschnittsweise mittels einer Antriebseinheit (12) zur Kühlung der Radbremse (2) in eine aktivierte Stellung herausschwenkbar ist und aus der aktivierten Stellung in eine deaktivierte Stellung zurückschwenkbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Kühlluftleitelement (6) ein Bestandteil einer Kühlluftrohrleitung (4) ist, welche ein mit dem Kühlluftleitelement (6) gekoppeltes Rohrendstück (5) umfasst, wobei ein Ausgang dieses Rohrendstücks (5) auf die Radbremse (2) gerichtet ist.
Vorrichtung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das zumindest abschnittsweise bewegbare Kühlluftleitelement (6) zumindest abschnittsweise mittels der Antriebseinheit (12) zur Kühlung der Radbremse (2) nach unten in die aktivierte Stellung herausschwenkbar ist und aus der aktivierten Stellung nach oben in die deaktivierte Stellung zurückschwenkbar ist.
Vorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das zumindest abschnittsweise bewegbare Kühlluftleitelement (6) zumindest abschnittsweise mittels der Antriebseinheit (12) zur Kühlung der Radbremse (2) horizontal in Richtung einer Fahrzeugmitte in die aktivierte Stellung herausschwenkbar ist und aus der aktivierten Stellung horizontal in Richtung einer Fahrzeugseite in die deaktivierte Stellung zurückschwenkbar ist.
Vorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Rohrendstück (5) über ein flexibles Rohrzwischenstück (7) der Kühlluftrohrleitung (4) mit dem Kühlluftleitelement (6) gekoppelt ist.
Vorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Rohrendstück (5) an mindestens einem Bestandteil einer Radaufhängung, Achse (9), Federung und/oder Dämpfung befestigt ist.
Vorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Ausgang des Rohrendstücks (5) in Radialrichtung eines Radträgers hinter einem Mittelpunkt des Radträgers angeordnet ist.
Vorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Ausgang des Rohrendstücks (5) auf einen Bremssattel (8) der Radbremse (2) gerichtet ist.
Vorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebseinheit (12) als eine elektromotorische Antriebseinheit (12), als eine hydraulische Antriebseinheit (12), als eine pneumatische Antriebseinheit (12) oder als eine magnetische, insbesondere elektromagnetische, Antriebseinheit (12) ausgebildet ist.
Vorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das zumindest abschnittsweise bewegbares Kühlluftleitelement (6) einen oberen Abschnitt (6.1) und einen mittels der Antriebseinheit (12) relativ zum oberen Abschnitt (6.1) nach unten in die aktivierte Stellung herausschwenkbaren und aus der aktivierten Stellung nach oben in die deaktivierte Stellung zurückschwenkbaren unteren Abschnitt (6.2) umfasst.