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Die Erfindung betrifft ein Adapterelement für eine Radfelgen-Bremsscheibenanordnung und findet insbesondere für Kraftfahrzeuge, vorzugsweise PKWs, Anwendung.
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Kraftfahrzeuge weisen üblicherweise hydraulisch betätigte Bremsen auf, wobei diese an angetriebenen und nicht angetriebenen Achsen in Form von Scheibenbremsen eingesetzt werden. Die Scheibenbremsen sind auf einer Radnabe im Inneren einer Radfelge montiert. Ein Problem derartiger Radnaben und Radfelgen-Bremsscheibenanordnungen ist die Wärmebelastung der Radlagerung sowie der Radfelge und des Schmiermittels infolge der Wärmeentwicklung während des Bremsvorganges und der Wärmeübertragung von der Bremsscheibe auf den Nabenkörper und insbesondere auf die Radfelge. Dazu kann eine Kühlung erforderlich werden, da auch die Radfelge nur bis zu einem gewissen Punkt hitzebeständig ist.
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Aus der Druckschrift
DE 10 2016 220 295 A1 ist ein Bremssattel mit Kühlanordnung für ein Motorrad bekannt. Es wird ein Bremssattel für eine Scheibenbremse mit einem Grundkörper in Form eines Bremssattels und einer in dem Bremssattel nutförmig ausgebildeten Ausnehmung zum Umgreifen einer Bremsscheibe offenbart, wobei auf einer von der Ausnehmung abgewandten Oberfläche des Bremssattels eine Kühlanordnung angeordnet ist. Mit einer derartigen Anordnung soll ein verbesserter Wärmeübergang zwischen Bremssattel und Umgebung erzielt werden. Die Kühlanordnung ist lösbar mit dem Bremssattel verbunden. Dies kann beispielsweise mittels einer Schraubverbindung und/oder formschlüssig und/oder kraftschlüssig erfolgen.
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In der Druckschrift
DE 102 41 867 B4 ist eine Radnaben-Bremsscheibenanordnung für Lastfahrzeuge bekannt, wobei die Anordnung einen Achsendkörper, eine Radnabe und eine Bremsscheibe umfasst, die mit einem Bremsscheibenverbindungstorus verbunden ist, wobei die Außenseite der Radnabe und die Innenseite des Bremsscheibenverbindungstorus einen Belüftungsringkanal begrenzen, der in Achsenrichtung nach innen und außen mit der Umgebungsluft in Verbindung steht. Die Wärme, die sich beim Bremsen und nachträglich beim Stehen über des Bremsscheibenverbindungstorus ihren Weg sucht, kann damit sowohl nach außen als auch nach innen über Konvektionsluft abgeführt werden. Die Luft staut sich nicht, sondern strömt nach innen oder außen ab.
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Ein angetriebenes Kühlsystem für eine Fahrzeugbremse ist in der Druckschrift
DE 10 2013 224 447 A1 beschrieben. Es wird ein Rohrsystem zum Abfangen und Lenken einer Strömung von Umgebungskühlluft zu den Bremssystemen an den Vorderrädern (wenigstens) eines Fahrzeugs offenbart. Ein solches Fahrzeug kann ein Dreiradfahrzeug oder ein Dreiradwagen, ein Personenkraftwagen, ein Kleinlastkraftwagen, ein mittelschwerer Lastwagen oder ein Schwerlastkraftwagen oder ein Bus sein. Des Weiteren ist eine Anwendung bei einem Anhänger möglich. An der Fahrzeugkarosserie ist ein Rohreinlasselement angeordnet, um über oder unter dem bewegten Fahrzeug strömende Luft abzufangen und aufzunehmen, wobei das Rohrsystem für die Luftströmung geschlossen ist, bis eine Zusatzbremsenkühlung erforderlich ist und signalisiert wird. Ein Ventil oder Verschluss in dem Rohrsystem wird geöffnet und das Rohr dazu verwendet, einen Strom von Kühlluft zur gelenkten Freisetzung gegen ein durch Reibung erwärmtes Bremsenelement zu führen, während ein Fahrzeugrad verlangsamt wird. Eine derartige Ausgestaltung ist aufwändig und schwer an bestehenden Fahrzeugen nachzurüsten.
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Aus der Druckschrift
DE 10 2005 014 153 A1 ist eine Bremsenabdeckung für eine Bremsscheibe einer Fahrzeugbremse bekannt, wobei die Bremsabdeckung in einem, die Bremsscheibe axial abdeckenden Bereich ein Ventilationsgitter aufweist. Das Ventilationsgitter ist einteilig in der Bremsabdeckung ausgebildet. In das Ventilationsgitter können beispielsweise Befestigungssockel eingeformt sein, über die die Bremsenabdeckung an einem Radträger oder dergleichen befestigt wird. Diese Befestigungssockel können zur Erhöhung der Steifigkeit als Mulden ausgebildet werden.
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Die Druckschrift
DE 10 2016 212 878 A1 beschreibt ein Verfahren zur Herstellung eines Bremssattels eines Kraftfahrzeuges, wobei der Bremssattel mindestens einen Kühlkörper umfasst, der unlösbar mit dem Bremssattel verbunden ist. Der Kühlkörper ist mittels additiver Fertigungsverfahren auf den Bremssattel aufgetragen.
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Des Weiteren beschreibt die Druckschrift
US 7 905 335 B2 einen Bremssattel in dessen Verlängerung der Bremsbeläge jeweils ein zusätzlicher Kühlkörper angebracht ist. Dieser Kühlkörper wird mechanisch an der Verlängerung der Bremsbeläge befestigt und umfasst mehrere nebeneinander aufgereihte Kühlrippen.
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Aus dem europäischen Patent
EP 0 641 677 B1 ist ein Einheitsradsystem für Straßenfahrzeuge, insbesondere für Personenkraftwagen bekannt. Das System weist eine Radfelge, vorzugsweise aus einem Leichtmetall und einen Nabenadapter auf, der mittels einer Verschraubung an der Fahrzeugachsnabe beziehungsweise Bremsscheibe oder Bremstrommel montierbar ist. Der Nabenadapter weist einen zentrischen zylindrischen Teil mit einem Gewinde auf, wobei die Radfelge mit einer, mit dem Gewinde des Nabenadapters zusammenwirkenden Zentralverschlussmutter und mehreren Zentrierelemente an dem Nabenadapter und dadurch an der Fahrzeugachsnabe beziehungsweise Bremsscheibe oder Bremstrommel befestigbar ist.
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Aufgabe der Erfindung ist es, ein Adapterelement für eine Radfelgen-Bremsscheibenanordnung zu entwickeln, welches einen einfachen konstruktiven Aufbau aufweist und eine Radfelge von einer Bremsscheibe in Bezug auf einen Wärmeübergang während eines Bremsvorganges entkoppelt.
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Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen des ersten Patentanspruchs gelöst.
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Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.
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Das Adapter-Kühlelement für eine Radfelgen-Bremsscheibenanordnung, weist eine stirnseitige Radaufnahme für die Aufnahme einer Radfelge an der Stirnseite des Adapter-Kühlelements und eine, der Stirnseite gegenüberliegende, Anlageseite zur Anlage an einem, an einer Radnabe befestigten, Bremstopf einer Bremsscheibe auf, wobei das Adapter-Kühlelement eine umfangsseitige Kühlanordnung aus, sich umfangsseitig parallel zu der Anlageseite radial nach außen erstreckenden Kühllamellen aufweist.
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Die Bremsenergie in Form von Wärme wird mittels des Adapter-Kühlelements reduziert. In eine daran montierte Radfelge wird dadurch weniger Wärme eingeleitet, wodurch ein geringerer Wärmeeintrag in die Radfelge zu verzeichnen ist. Insbesondere bei der Verwendung von CFK-Felgen sollte die Felgentemperatur auf maximal 300°C begrenzt werden, was mit einem derartigen Adapter-Kühlelement gewährleistet wird.
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Mittels dem Adapter-Kühlelement ist die Radfelge von der Bremsscheibe beziehungsweise von der Radnabe in Bezug auf einen Wärmeübergang entkoppelbar. Mit einer derartigen Anordnung kann die Wärmebrücke zwischen der Radfelge und dem Bremstopf unterbrochen werden.
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Die Kühlanordnung ist in Form von wenigstens zwei Kühllamellen beziehungsweise Kühlrippen ausgebildet, wobei vorteilhafter Weise die Kühllamellen umlaufend ausgebildet sind. Jedoch ist auch eine Unterbrechung der Kühllamellen mittels Vertiefungen oder Aussparungen im Außenumfang möglich. Die Kühllamellen dienen der Ableitung der Bremswärme.
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Besonders bevorzugt weist die Kühlanordnung eine zu der Radfelge beabstandete korrespondierende Kontur auf, sodass eine optimale Bauraumausnutzung zwischen der Radfelge und dem Bremstopf möglich ist. In Anhängigkeit des verfügbaren Bauraumes können unterschiedlich viele Kühllamellen Anwendung finden.
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Für eine Vergrößerung der Kühlleistung sind in einer vorteilhaften Ausgestaltung Mittel zur Oberflächenvergrößerung vorgesehen.
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Diese Mittel sind insbesondere in Form von zusätzlichen Bohrungen ausgebildet derart, dass die Kühlanordnung in der Anlagefläche, in wenigstens eine Kühllamelle hineinreichende Bohrungen zur Oberflächenvergrößerung aufweist. Diese Bohrungen sind vorzugsweise umfangsseitig angeordnet. In einer vorteilhaften Ausgestaltung sind die zusätzlichen Bohrungen in den hinteren zwei Lamellen und dienen der Vergrößerung der Oberfläche um mehr Kühlleistung zu erzielen.
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Für eine einfache Montage weist das Adapter-Kühlelement eine Zentrierbohrung und Durchgangsbohrungen für die Aufnahme von Radschrauben auf, wobei die Zentrierbohrung an der Mittenzentrierung der Radnabe ausrichtbar ist.
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Die an der Stirnseite des Adapter-Kühlelements ausgebildete Radaufnahme weist einen, entlang einer Längsachse der Radaufnahme weisenden koaxialen zylindrischen Teil mit einem Außengewinde auf, wobei in montiertem Zustand die Längsachse des Adapter-Kühlelements der Radachse entspricht.
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Das Adapter-Kühlelement ist mittels Radschrauben an einer Radnabe montierbar, wobei die Radschrauben in kreisförmig angeordneten Durchgangsbohrungen versenkbar sind. Die Radschrauben werden in der Stirnseite des Adapter-Kühlelements versenkt montiert. Des Weiteren sind für die Übertragung des Drehmoments von der Radnabe auf die Felge Mitnehmerzapfen vorgesehen, die an der Stirnseite angeordnet sind.
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Die hier verwendeten Mitnehmerzapfen sind mittels Senkschrauben mit dem Adapter-Kühlelement verschraubt.
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Mittels einer derartigen Ausgestaltung des Adapter-Kühlelements kann eine Radfelge mit einem Zentralverschluss an dem Adapter-Kühlelement und damit an einer gewöhnlichen Radnabe mit fünf Radschrauben montiert werden. Die Radfelge ist mit einem, mit dem Außengewinde des Adapter-Kühlelements zusammenwirkenden Zentralverschluss und den Mitnehmerzapfen an dem Adapter-Kühlelement und dadurch an der Radnabe befestigbar ist.
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Für eine radiale Führung der Radfelge ist zudem an der Radaufnahme (2) ein Zentrierring in Form eines Absatzes vorgesehen, der die Radfelge in Bezug auf die Radachse zentriert.
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Die Erfindung wird nachfolgend an einem Ausführungsbeispiel und zugehörigen Zeichnungen näher erläutert.
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Es zeigen:
- 1 ein Adapter-Kühlelement in einer seitlichen Ansicht,
- 2 eine Schnittdarstellung eines Adapter-Kühlelements gemäß 1,
- 3 eine rückseitige Darstellung eines Adapter-Kühlelements mit Oberflächenverg rößeru ngen,
- 4 eine Kombination einer Radfelge mit einer Bremsscheibe und einem dazwischen angeordneten Adapter-Kühlelement in einer Vorderansicht,
- 5 eine Kombination einer Radfelge und eines Adapter-Kühlelements in einer Rückansicht,
- 6 eine Schnittdarstellung gemäß 4.
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In der 1 ist ein erfindungsgemäßes Adapter-Kühlelements 1 dargestellt. Eine Schnittdarstellung des Adapter-Kühlelements wird in Ergänzung zu 1 in 2 gezeigt. Das Adapter-Kühlelement 1 ist an einer Radnabe montierbar und weist eine stirnseitige Radaufnahme 2 für die Aufnahme einer Radfelge an der Stirnseite S1 des Adapter-Kühlelements 1 auf. An der, der Stirnseite S1 gegenüberliegenden Seite ist eine Anlageseite S2 zur Anlage an einem, an einer Radnabe befestigten, Bremstopf einer Bremsscheibe angeordnet.
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Die, an dem Adapter-Kühlelement 1 ausgebildete, Radaufnahme 2 weist einen zentrischen zylindrischen Teil 2.1 mit einem Außengewinde 2.2 und mehreren Mitnehmerzapfen 3 auf. Die Mitnehmerzapfen 3 sind in Form von zylindrischen Hülsen ausgebildet und um die zylindrischen Radaufnahme 2.1 des Adapter-Kühlelements 1 koaxial angeordnet. Umfangsseitig ist an dem Adapter-Kühlelement 1 eine Kühlanordnung 4 ausgebildet, die in Form von, sich umfangsseitig parallel zu der Anlageseite S2 radial nach außen erstreckenden Kühllamellen 4.1 ausgebildet ist. Gemäß dem Ausführungsbeispiel sind die Kühllamellen 4.1 umlaufend angeordnet, können jedoch auch Unterbrechungen/Vertiefungen im Randbereich aufweisen. In Richtung der Radfelge ist vor der Kühlanordnung 4 ein im Bereich der Radaufnahme 2 vorgesehener Zentrierring 2.3 angeordnet. Der Zentrierring 2.3 ist insbesondere in Form eines Absatzes ausgestaltet.
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Die Radfelge kann mit einem, mit dem Außengewinde 2.2 des Adapter-Kühlelements 1 zusammenwirkenden Zentralverschluss und an dem Adapter-Kühlelement 1 montierten Mitnehmerzapfen 3 an dem Adapter-Kühlelement 1 befestigt werden. Die Verbindung mit der Radnabe erfolgt mittels Radschrauben 5. Die Radschrauben 5 sind bevorzugt in den Bohrungen 6 versenkbar angeordnet, sodass eine Radfelge darüber anordbar ist.
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Die Mitnehmerzapfen 3 sind lediglich bereichsweise in Bohrungen 7 in dem Adapter-Kühlelement 1 eingelassen und mittels Senkschrauben 8 mit diesem verschraubt. Die Mitnehmerzapfen 3 dienen der kraftschlüssigen Verbindung zwischen dem Adapter-Kühlelement 1, welches mit dem Antrieb verbunden ist und der Radfelge. Das Adapter-Kühlelement 1 weist eine Zentrierbohrung 9 für die Positionierung an einer Radnabe auf.
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Vorzugsweise werden in Richtung zu der Längsachs A des Adapter-Kühlelements 1 an dessen Außenumfang mehre Kühllamellen 4.1 vorgesehen.
Dies können beispielsweise 6 bis 20 Kühllamellen 4.1 sein, die in einem Abstand von beispielsweise 1 bis 4 mm, insbesondere 2-3 mm zueinander beabstandet sind.
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Über das Adapter-Kühlelement wird der Wärmeeintrag von der Bremsscheibe über die Radnabe zur Felge unterbunden bzw. abgeschwächt(entkoppelt). Durch diese thermische Entkopplung kann eine zu starke Erwärmung der Radfelge (z.B. beim Bremsvorgang) vermieden werden.
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Durch Reduzierung der Höhe des Adapter-Kühlelements 1, beispielsweise durch Abfräsen im Bereich der Kühllamellen, kann die Höhe des Adapter-Kühlelements einer geringeren Felgenbreite angepasst werden.
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3 zeigt in Ergänzung zu 1 eine rückseitige Darstellung des Adapter-Kühlelements 1. Die Kühlanordnung 4 weist an ihrer, in Richtung des nicht dargestellten Bremstopfes weisenden Anlageseite S2, in die Kühllamellen 4.1 hineinreichende Oberflächenvergrößerungen 4.2 in Form von Bohrungen und Vertiefungen auf, die einer besseren Wärmeableitung dienen.
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In 4 ist eine Kombination einer Radfelge F mit einer Bremsscheibe B und dem dazwischen angeordneten Adapter-Kühlelement 1 nach einer der vorangegangenen Figuren dargestellt. Die Radfelge F ist gemäß 4 mittels eines Zentralverschlusses Z über das Adapter-Kühlelement 1 mit einer nicht dargestellten Radnabe verbunden, die hinter der Bremsscheibe B angeordnet ist. Das Adapter-Kühlelement 1 kann in Abhängigkeit des Felgendesigns sichtbar oder nichtsichtbar von außen sein.
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Eine rückseitige Ansicht der Radfelge mit montiertem Adapter-Kühlelement 1 ist in 5 dargestellt. Die Bremsscheibe ist für eine bessere Ansicht nicht dargestellt. Das Adapter-Kühlelement 1 wird mittels fünf Radschrauben 5 mit seiner Anlageseite S2 mit einer Radnabe verbunden. Gemäß 5 ist die Zentrierbohrung 9 dargestellt, mittels derer einen Mittenzentrierung des Adapter-Kühlelements 1 und der Radfelge F an der Radnabe erfolgt.
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In 6 ist ein Adapter-Kühlelement 1 in einer Schnittdarstellung mit einer Radfelge F mittels eines Zentralverschlusses Z verbunden, wobei die Kühlanordnung 4 eine zu der Radfelge F beabstandete korrespondierende Kontur 10 aufweist, die eine optimale Ausnutzung des zur Verfügung gestellten Bauraumes ermöglicht. Gemäß der 6 weist das Adapter-Kühlelement 1 eine Radaufnahme 2 mit einem zylindrischen Teil 2.1 mit einem Außengewinde 2.3 und mehrere Mitnehmerzapfen 3 auf. Die Radfelge F ist mit einem, mit dem Außengewinde 2.2 des Adapter-Kühlelements 1 zusammenwirkenden Zentralverschluss Z und, an dem Adapter-Kühlelement 1 montierten, Mitnehmerzapfen 10 an dem Adapter-Kühlelement 1 befestigt.
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Das Adapter-Kühlelement 1 wird durch Radschrauben 5, die hier nur beispielhaft angedeutet sind, mit einer Radnabe verbunden. Die Radschrauben 5 sind bevorzugt in Form von Kegelbundschrauben oder Kugelbundschrauben ausgebildet. Das Adapter-Kühlelement 1 weist bevorzugt eine korrespondierende Form für die Aufnahme der Radschrauben 5 auf derart, dass der Schraubenkopf in einer Ausnehmung des Adapter-Kühlelements 1 versenkbar ist. Die Radschrauben 5 können in Form der von dem Fahrzeug zur Verfügung gestellten Radschrauben ausgebildet sein.
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Das Adapter-Kühlelement kann zusätzlich eine Spurverbreiterung des Kraftfahrzeuges bilden, wobei in Abhängigkeit der gewünschten Spurverbreiterung das Adapter-Kühlelement breiter oder weniger breit ausgebildet ist. Des Weiteren kann die Anzahl der Kühllamellen in Abhängigkeit der Breite des Adapter-Kühlelements variieren, um eine optimale Wärmeableitung zu erzielen.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Adapter-Kühlelement
- 2
- Radaufnahme
- 2.1
- zylindrischer Teil der Radaufnahme
- 2.2
- Außengewinde
- 2.3
- Zentrierring
- 3
- Mitnehmerzapfen
- 4
- Kühlanordnung
- 4.1
- Kühllamelle
- 4.2
- Oberflächenvergrößerung
- 5
- Radschraube
- 6
- Bohrung
- 7
- Bohrung
- 8
- Senkschraube
- 9
- Zentrierbohrung
- 10
- Kontur
- A
- Längsachse
- B
- Bremsscheibe
- F
- Radfelge
- S1
- Stirnseite
- S2
- Anlageseite
- Z
- Zentralverschluss
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102016220295 A1 [0003]
- DE 10241867 B4 [0004]
- DE 102013224447 A1 [0005]
- DE 102005014153 A1 [0006]
- DE 102016212878 A1 [0007]
- US 7905335 B2 [0008]
- EP 0641677 B1 [0009]
