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Die Erfindung betrifft ein Fahrzeugrad, welches eine Felge, einen Nabenabschnitt und zumindest zwei den Nabenabschnitt mit der Felge verbindende Speichen aufweist. Die Erfindung betrifft ferner eine Bremsstaubauffangvorrichtung zur Verwendung an einem solchen Fahrzeugrad.
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Ein Fahrzeugrad im Sinne der Erfindung ist ein einstückig oder mehrstückig gefertigtes Rad für einen Kraftwagen, insbesondere für einen Personenkraftwagen oder ein leichtes Nutzfahrzeug, ohne den Autoreifen. Ein betreffendes Fahrzeugrad umfasst eine Felge (Radfelge), auf die der Autoreifen aufgezogen wird, einen (zentralen) Nabenabschnitt zur Befestigung des Fahrzeugrads am Kraftwagen, sowie zumindest zwei den Nabenabschnitt mit der Felge verbindende Speichen bzw. Arme oder dergleichen (wie z. B. eine gelochte Radscheibe). Ein solches Fahrzeugrad wird umgangssprachlich auch als „Felge“ bezeichnet.
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Die Speichenzwischenräume zwischen den Speichen ermöglichen, dass das Fahrzeugrad, insbesondere von innen nach außen, mit Luft durchströmt werden kann. Dieser Luftstrom ist zur gezielten Kühlung einer Radbremse nutzbar. Mit dem Luftstrom kann jedoch von der Radbremse gelöster Bremsstaub in die Umgebung gelangen, was zu einer erhöhten Staubkonzentration führt.
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Die
DE 10 2012 016 834 A1 beschreibt eine Bremsstaubaufnahmevorrichtung für Kraftfahrzeuge. Diese Bremsstaubaufnahmevorrichtung kann in Kraftfahrzeugen zur Aufnahme von Bremsstaub eingesetzt werden, der bei Betätigung der Fahrzeug-Radbremse anfällt. Die Bremsstaubaufnahmevorrichtung umfasst wenigstens ein Filterelement und wenigstens eine Filterelementaufnahme, in der das Filterelement gehalten ist. Die Filterelementaufnahme wird wenigstens durch eine Öffnung in der Felge und/oder einem Zwischenraum zwischen Felge und nicht rotierenden Fahrzeugteilen gebildet.
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Die
DE 10 2016 014 115 A1 beschreibt eine ähnliche Auffangvorrichtung für den durch Kraftfahrzeug-Bremsanlagen erzeugten Feinbremsstaub, mit einem innenliegenden Filter, der die Radfelgen-Durchbrüche innen abdeckt.
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Die
DE 10 2017 009 746 A1 beschreibt eine Felge mit mehreren Zwischenräumen, in denen jeweils ein Filterelement angeordnet ist, das ausgebildet ist, um Bremsstaubpartikel aus der Luft zu filtern, die durch die Zwischenräume strömt.
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Zum Stand der Technik wird ferner noch hingewiesen auf die in der
DE 20 2008 009 177 U1 beschriebene Bremsstaubaufnahmevorrichtung und auf den in der
DE 94 06 795 U1 beschriebenen inneren Bremsen-Entlüftungs-Filterring.
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Das erfindungsgemäße Fahrzeugrad des Patentanspruchs 1 weist eine besonders effektive Bremsstaubauffangvorrichtung auf. Mit dem nebengeordneten Patentanspruch erstreckt sich die Erfindung auch auf die Bremsstaubauffangvorrichtung als solche. Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich analog für beide Erfindungsgegenstände aus den abhängigen Patentansprüchen, der nachfolgenden Erfindungsbeschreibung und den Figuren.
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Das erfindungsgemäße Fahrzeugrad ist dadurch gekennzeichnet, dass die Speichenzwischenräume, d. h. die Freiräume zwischen den Speichen, teilweise mit einer luftdurchlässigen Bremsstaubauffangvorrichtung abgedeckt sind, welche nur die radial äußeren Bereiche der Speichenzwischenräume abdeckt, sodass die radial inneren Bereiche der Speichenzwischenräume frei bleiben.
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Bevorzugt ist vorgesehen, dass in den radial inneren Bereichen der Speichenzwischenräume 10 % bis 70%, insbesondere 30 % bis 50%, der gesamten Speichenzwischenraumfläche frei bleibt bzw. dass die Speichenzwischenräume in den radial äußeren Bereichen durch die Bremsstaubauffangvorrichtung zwischen 30 % und 90%, insbesondere zwischen 50 % bis 70 %, abgedeckt sind.
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Die Bremstaubauffangvorrichtung ist drehfest am Fahrzeugrad bzw. am Radkörper des Fahrzeugrads befestigt und rotiert mit dem Fahrzeugrad um die Rad- bzw. Rotationsachse, d. h., es handelt es sich um eine mitdrehende Bremstaubauffangvorrichtung.
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Während der Fahrt werden die Speichenzwischenräume, insbesondere von innen nach außen, mit Luft durchströmt. In den radial äußeren Bereichen der Zwischenräume kann die Luft durch die luftdurchlässige Bremsstaubauffangvorrichtung hindurchströmen, wobei Bremsstaub gebunden bzw. zurückgehalten wird. Aufgrund von Zentrifugalkräften werden Bremsstaubpartikel (in der Regel sind dies Bremsenabriebteilchen) radial nach außen geschleudert, wodurch die Konzentration von Bremsstaubpartikeln im radialen Außenbereich, bzw. am Innenumfang der Felge, am höchsten ist. Genau hier wirkt die Bremsstaubauffangvorrichtung.
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Die radial inneren Bereichen der Zwischenräume, womit insbesondere die den Nabenabschnitt umgebenden Bereiche gemeint sind, kann die Luft ungehindert durchströmen, wodurch ein Luftstau verhindert und somit eine sehr gute Belüftung und/oder Kühlung einer Radbremse erreicht wird. Ferner hat dies günstigen Einfluss auf den Luftwiderstand des Fahrzeugs bzw. Kraftwagens (der Luftwiderstand verringert sich, insbesondere bei Durchströmung des Fahrzeugrads von innen nach außen, wenn der austretende Luftstrom, zumindest anteilig, möglichst radmittig, d. h. möglichst im Bereich des Nabenabschnitts, abströmt bzw. austritt).
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Beim erfindungsgemäßen Fahrzeugrad wird in sehr effektiver Weise aufgrund der speziellen Ausgestaltung und Anordnung einer Bremsstaubauffangvorrichtung einerseits eine gute Rückhaltung von Bremsstaub erzielt und andererseits eine gute Belüftung und/oder Kühlung der Radbremse (mit hoher Kühlleistung) ermöglicht. Ferner wird mit dem erfindungsgemäßen Fahrzeugrad der Luftwiderstand des Kraftfahrzeugs verringert.
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Die Bremsstaubauffangvorrichtung kann einteilig ausgebildet und radkappenartig an der Außenseite oder besonders bevorzugt an der Innenseite des Fahrzeugrads bzw. des Radkörpers angeordnet sein. Die Befestigung am Fahrzeugrad bzw. am Radkörper erfolgt in geeigneter Weise, bspw. in einer Nut am Innenumfang der Felge oder mittels Schrauben, Halteklammern bzw. Haltebügeln etc. Bevorzugt ist eine lösbare Befestigung vorgesehen.
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Die einteilige Bremsstaubauffangvorrichtung kann eine kreisringförmige Abdeckscheibe aufweisen, die, insbesondere einstückig (d. h. in einem Stück gefertigt), aus Filtermaterial gebildet ist. D. h., die Bremsstaubauffangvorrichtung weist ein kreisringförmiges Filterelement (aus Filtermaterial) auf, welches nur die radial äußeren Bereiche der Speichenzwischenräume abdeckt bzw. überdeckt. Bei dem Filtermaterial handelt es sich um ein luftdurchlässiges Filtermaterial, insbesondere Filterflachmaterial, welches so gewählt ist, dass es in der Lage ist, Bremsstaub zu binden bzw. zurückzuhalten. Die Bremsstaubauffangvorrichtung kann ferner einen radial inneren Stützring und/oder einen radial äußeren Stützring für die kreisringförmige Abdeckscheibe aus Filtermaterial (bzw. für das kreisringförmige Filterelement) aufweisen, die bevorzugt den Innenrand bzw. Außenrand U-förmig umschlie-ßen. Die Stützringe können durch radial verlaufende Stützstege verbunden sein. Die Stützringe und/oder Stützstege können aus Metall oder Kunststoff gefertigt sein.
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Die einteilige Bremsstaubauffangvorrichtung kann auch eine kreisringförmige Abdeckscheibe aufweisen, wobei die Abdeckscheibe mit Fenstern bzw. fensterartigen Öffnungen ausgebildet ist, in denen aus Filtermaterial (s. o.) gebildete Filterelemente, insbesondere auswechselbar bzw. austauschbar, angeordnet sind. Die Bremsstaubauffangvorrichtung ist dann bevorzugt so ausgebildet und angeordnet, dass sich im Bereich jedes Speichenzwischenraums wenigstens ein Filterelement befindet. Die Abdeckscheibe selbst ist bevorzugt luftundurchlässig und fungiert quasi als Trägerelement, das, insbesondere einstückig, aus Kunststoff gefertigt sein kann. Bevorzugt handelt es sich um ein Kunststoffspritzgussteil, insbesondere um ein einstückiges Kunststoffspritzgussteil. Die Fenster bzw. Öffnungen können schaufelförmig, d. h. mit Luftleitschaufeln, die insbesondere am Trägerelement angeformt sind, ausgebildet sein, welche einen Ventilationseffekt bewirken und die Luftströmung durch die Filterelemente begünstigen.
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Die Bremsstaubauffangvorrichtung kann auch mehrteilig ausgebildet sein, wobei für jeden Speichenzwischenraum ein separates Abdeckteil vorgesehen ist, welches jeweils nur den radial äußeren Bereich des Speichenzwischenraums abdeckt. Diese Abdeckteile sind bevorzugt zwischen den Speichen angeordnet. Die Befestigung am Fahrzeugrad bzw. am Radkörper erfolgt in geeigneter Weise, bspw. mittels Schrauben, Halteklammern bzw. Haltebügeln etc. Bevorzugt ist eine lösbare Befestigung vorgesehen. Analog zu den vorausgehenden Erläuterungen können die Abdeckteile aus Filtermaterial gebildet sein und gegebenenfalls auch Stützelemente aufweisen oder die Abdeckteile können aus einem Trägerelement mit wenigstens einem Fenster, gegebenenfalls auch mit Luftleitschaufel, und darin angeordnetem Filterelement gebildet sein.
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Die Erfindung wird nachfolgend in nicht einschränkender Weise anhand der Figuren näher erläutert. Die in den Figuren gezeigten und/oder nachfolgend erläuterten Merkmale können, auch unabhängig von konkreten Merkmalskombinationen, allgemeine Merkmale der Erfindung sein und die Erfindung entsprechend weiterbilden.
- 1 zeigt die Außenseite eines erfindungsgemäßen Fahrzeugrads mit einer innenseitig angebrachten Bremsstaubauffangvorrichtung.
- 2 zeigt einen Schnitt durch das Fahrzeugrad der 1 gemäß dem angegebenen Schnittverlauf A-A.
- 3 veranschaulicht eine Ausführungsmöglichkeit der Bremsstaubauffangvorrichtung aus 1 und 2.
- 4 veranschaulicht eine andere Ausführungsmöglichkeit der Bremsstaubauffangvorrichtung aus 1 und 2.
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Das in 1 gezeigte Fahrzeugrad 100 weist eine Felge (Felgenring) 110, einen Nabenabschnitt 120 sowie mehrere den Nabenabschnitt 120 mit der Felge 110 verbindende speichenartige Tragelemente bzw. Speichen 130 auf, wobei diese Komponenten einen einstückig hergestellten Radkörper bilden. Die Speichenzwischenräume 140 sind teilweise mit einer luftdurchlässigen Bremsstaubauffangvorrichtung 200 abgedeckt, welche nur die radial äußeren Bereiche der Speichenzwischenräume 140 abdeckt, sodass die radial inneren Bereiche 141 der Speichenzwischenräume 140 frei bleiben und von Luft ungehindert durchströmt werden können, insbesondere von innen nach außen bzw. von der Innenseite zur Außenseite.
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Die Bremsstaubauffangvorrichtung 200 ist drehfest an der Innenseite des Radkörpers angeordnet. Die Befestigung erfolgt dadurch, dass die Bremsstaubauffangvorrichtung 200 vollumfänglich in eine umlaufende Nut (Ringnut) 150 am Innenumfang 112 der Felge 110 hinterschnittig eingreift, wie in 2 gezeigt. (Andere Befestigungsmöglichkeiten sind oben beschrieben.)
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3 zeigt eine bevorzugte Ausführungsmöglichkeit der Bremsstaubauffangvorrichtung 200. Die Bremsstaubauffangvorrichtung 200 ist luftdurchlässig ausgebildet, wie mit den Pfeilen L veranschaulicht, wobei Bremsstaub gebunden bzw. zurückgehalten wird. Der Luftstrom L trifft dabei im Wesentlichen senkrecht auf das Filtermaterial M auf.
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Die Bremsstaubauffangvorrichtung 200 ist einteilig ausgebildet und weist eine flache kreisringförmige Abdeckscheibe 210 auf, die aus einem Filtermaterial M gebildet ist und somit quasi ein Filterelement bildet. Ferner sind ein radial innerer Stützring 220 und ein radial äußerer Stützring 230 vorgesehen, welche den Innenrand und Außenrand der Abdeckscheibe 210 übergreifen, wie in der vergrößerten Schnittdarstellung B-B veranschaulicht. Zudem sind die beiden Stützringe 220, 230 durch radial verlaufende Stützstege 240 verbunden. Die Stützringe 220, 230 und die Stützstege 240 bilden gewissermaßen einen Käfig für das kreisringförmige Filterelement 210, welches insbesondere auswechselbar bzw. austauschbar in diesem Käfig aufgenommen ist. Die Abdeckscheibe bzw. das Filterelement 210 kann einstückig oder mehrstückig ausgebildet sein.
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4 zeigt eine andere Ausführungsmöglichkeit der Bremsstaubauffangvorrichtung 200. Diese Bremsstaubauffangvorrichtung 200 ist ebenfalls einteilig ausgebildet und weist ebenfalls eine flache kreisringförmige Abdeckscheibe 250 auf, welche jedoch als Trägerelement fungiert und mehrere luftdurchlässige Fenster bzw. Öffnungen 260 aufweist, in denen jeweils ein aus Filtermaterial M gebildetes Filterelement 270 angeordnet, insbesondere eingeklebt, ist. Die Filterelemente 270 können auch auswechselbar bzw. austauschbar am Trägerelement 250 befestigt sein, wozu das Trägerelement 250 entsprechende Befestigungsmittel aufweisen kann. Die Fenster 260 können schaufelförmig bzw. mit Luftleitschaufeln oder dergleichen ausgebildet sein, wie oben beschrieben.
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Die Merkmale der in 3 und 4 gezeigten Ausführungsmöglichkeiten sind auch miteinander kombinierbar. Weitere Ausführungs-, Anordnungs- und Befestigungsmöglichkeiten sind oben beschrieben.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102012016834 A1 [0004]
- DE 102016014115 A1 [0005]
- DE 102017009746 A1 [0006]
- DE 202008009177 U1 [0007]
- DE 9406795 U1 [0007]
