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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 kennzeichnenden Merkmalen des ersten Schutzanspruchs gelöst.
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Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.
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Das Adapterelement ist für eine Radfelgen-Bremsscheibenanordnung vorgesehen, wobei das Adapterelement koaxial auf einer Radachse zwischen einer Radfelge und einem, an einer Radnabe befestigten Bremstopf einer Bremsscheibe montierbar ist. Erfindungsgemäß ist das Adapterelement in Form eines Adapter-Kühlelements mit einer umfangsseitig angeordneten Kühlanordnung ausgebildet. 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 sich radial zu der Radachse erstreckenden Kühllamellen beziehungsweise Kühlrippen ausgebildet. Die Kühllamellen dienen der Ableitung der Bremswärme.
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Vorzugsweise ist das Adapter-Kühlelement napfförmig ausgebildet, wobei sich die Kühlanordnung in Richtung der Radfelge erstreckt. 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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Das Adapter-Kühlelement ist vorzugsweise einteilig ausgebildet und in Form eines eigenständigen Bauteils zwischen Bremsscheibe und Radfelge montierbar.
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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 ihrer, in Richtung des Bremstopfes weisenden Seitenfläche, 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. Je nach Materialstärke des Anlagebereichs kann auch eine eigene Mittenzentrierung an dem Adapter-Kühlelement für die Anlage einer Radfelge vorgesehen sein.
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In einer alternativen Ausgestaltung für die Montage einer Radfelge mit einem Zentralverschluss kann das Adapter-Kühlelement auch in Form eines Adapters ausgebildet sein, wobei das Adapter-Kühlelement hier einen zentrischen zylindrischen Teil mit einem Gewinde und mehrere Mitnehmerzapfen aufweist derart, dass eine Radfelge mit einem, mit dem Gewinde des Adapter-Kühlelements zusammenwirkenden Zentralverschluss und den Mitnehmerzapfen an dem Adapter-Kühlelement und dadurch an der Radnabe befestigbar ist.
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Das Adapter-Kühlelement weist hier bevorzugt einen äußeren Zentrierring für die Zentrierung einer Radfelge mit Schnellverschluss auf.
Die hier verwendeten Mitnehmerzapfen sind mittels Senkschrauben mit dem Adapter-Kühlelement verschraubt.
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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 dreidimensionalen Ansicht,
- 2 ein Adapter-Kühlelement in einer rückseitigen Ansicht,
- 3 ein Adapter-Kühlelement in einer Schnittdarstellung,
- 4 eine Kombination einer Radfelge mit einer Bremsscheibe und einem dazwischen angeordneten Adapter-Kühlelement in einer Vorderansicht,
- 5 eine Kombination einer Radfelge mit einer Bremsscheibe und einem dazwischen angeordneten Adapter-Kühlelement in einer Rückansicht,
- 6 ein Adapter-Kühlelement mit kombinierter Radaufnahme,
- 7 ein Adapter-Kühlelement gemäß 6,
- 8 eine Schnittdarstellung eines Adapter-Kühlelements gemäß 7.
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Das Adapter-Kühlelement 1 ist in Form eines kreisförmigen Napfes ausgebildet, wobei das Adapter-Kühlelement 1 eine umfangsseitig angeordnete Kühlanordnung 2 aufweist. Die Kühlanordnung weist sich radial zu einer Radachse A erstreckende Kühllamellen 2.1 auf. Gemäß 1 sind mehrere Kühllamellen 2.1 zueinander parallel angeordnet. Das Adapter-Kühlelement 1 weist einen Anlagebereich 3 auf, wobei der Anlagebereich 3 eine erste Seitenfläche 3.1 zur Anlage an einer Radfelge und eine zweite Seitenfläche 3.2, die der ersten Seitenfläche 3.1 gegenüberliegend angeordnet ist zur Anlage an einem Bremstopf einer Bremsscheibe, aufweist. Der Anlagebereich 3 ist bevorzugt in seiner Breite schmaler als die Kühlanordnung 2, wobei das Adapter-Kühlelement 1 in Abhängigkeit einer gewünschten Spurverbreiterung unterschiedlich breit ausgebildet sein kann.
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Das Adapter-Kühlelement 1 weist eine Zentrierbohrung 4 auf, mittels derer es koaxial auf die Radnabe aufsteckbar ist und mittels Radschrauben gemeinsam mit der Radfelge durch dafür vorgesehene Durchgangsbohrungen 5 im Anlagebereich 3 montierbar ist.
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2 zeigt in Ergänzung zu 1 eine rückseitige Darstellung des Adapter-Kühlelements 1. Die Kühlanordnung 2 weist an ihrer, in Richtung des Bremstopfes weisenden Seitenflächen 3.2, in die Kühllamellen 2.1 hineinreichende Bohrungen 6 auf, die der Oberflächenvergrößerung und damit einer besseren Wärmeableitung dienen.
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Eine Schnittdarstellung des Adapter-Kühlelements 1 ist in 3 dargestellt. Das Adapter-Kühlelement 1 weist eine Kühlanordnung 2 auf, die in Form von sich radial erstreckenden Kühllamellen 2.1 ausgebildet ist. Des Weiteren weist das Adapter-Kühlelement 1 einen Anlagebereich 3 mit einer ersten Seitenfläche 3.1 zur Anlage an einer Radfelge und einer zweiten Seitenfläche 3.2, die der ersten Seite 3.1 gegenüberliegend angeordnet ist, zur Anlage an einem Bremstopfes auf. Das Adapter-Kühlelement 1 ist napfförmig ausgebildet, wobei sich die Kühlanordnung 2 in Richtung der Radfelge erstreckt und eine zu der Radfelge beabstandete korrespondierende Kontur 7 aufweist. Der Anlagebereich 3 bildet an der zweiten Seitenfläche 3.2 mit der Kühlanordnung 2 eine plane Fläche.
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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 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 R mit einer Radnabe verbunden. Die Radfelge F kann mittels derselben Radschrauben R, einem Zentralverschluss oder über einen Adapter mit der Radnabe verbunden werden. Gemäß 5 ist die Zentrierbohrung 4 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 2 eine zu der Radfelge F beabstandete korrespondierende Kontur 7 aufweist, die eine optimale Ausnutzung des zur Verfügung gestellten Bauraumes ermöglicht. Gemäß der 6 weist das Adapter-Kühlelement 1 einen zentrischen zylindrischen Teil 8 mit einem Gewinde 9 und mehrere Mitnehmerzapfen 10 auf. Die Radfelge F ist mit einem, mit dem Gewinde 9 des Adapter-Kühlelements 1 zusammenwirkenden Zentralverschluss Z und an dem Adapter-Kühlelement 1 montierten Mitnehmerzapfen 10 an dem Adapter-Kühlelement 1 befestigt. Das Adapter-Kühlelement 1 wird durch Schrauben 11, die hier nur beispielhaft angedeutet sind, mit einer Radnabe verbunden. Die Schrauben 11 sind bevorzugt in Form von Kegelbundschrauben oder Kugelbundschrauben ausgebildet. Das Adapter-Kühlelement 1 weist bevorzugt eine korrespondierende Form für die Aufnahme der Schrauben 11 auf derart, dass der Schraubenkopf in einer Ausnehmung des Adapter-Kühlelements 1 versenkbar ist. Die Schrauben 11 können auch in Form der von dem Fahrzeug zur Verfügung gestellten Radschrauben ausgebildet sein.
Durch die, im Vergleich zu den vorangegangenen Figuren größere Breite des Adapter-Kühlelements 1 sind umfangsseitig weitere Kühllamellen 2.1 im Vergleich zu den 1 bis 6 angeordnet. Das Adapter-Kühlelement 1 weist auch in dieser Ausgestaltung eine Zentrierbohrung 4 für die Positionierung an einer Radnabe auf.
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In den 7 und 8 ist ein Adapter-Kühlelement 1 gemäß 6 dargestellt. Das Adapter-Kühlelement 1 weist einen zentrischen zylindrischen Teil 8 mit einem Gewinde 9 und mehreren Mitnehmerzapfen 10 auf. Die Mitnehmerzapfen 10 sind in Form von zylindrischen Hülsen ausgebildet und um das zylindrische Teil 8 des Adapter-Kühlelements koaxial angeordnet. Umfangsseitig ist an dem Adapter-Kühlelement 1 die Kühlanordnung 2 vorgesehen, die in Form von sich radial erstreckenden Kühllamellen 2.1 ausgebildet ist. Die Radfelge kann mit einem, mit dem Gewinde 9 des Adapter-Kühlelements 1 zusammenwirkenden Zentralverschluss und an dem Adapter-Kühlelement 1 montierten Mitnehmerzapfen 10 an dem Adapter-Kühlelement 1 befestigt werden. Die Verbindung mit der Radnabe erfolgt mittels der Schrauben 11, bevorzugt mittels 5 Schrauben. Die Schrauben 11 sind bevorzugt in Ausnehmungen 12 versenkbar angeordnet, sodass eine Radfelge darüber anordbar ist. Die Mitnehmerzapfen 10 sind lediglich bereichsweise in Bohrungen in dem Adapter-Kühlelement 1 eingelassen und mittels Senkschrauben 13 mit diesem verschraubt. Die Mitnehmerzapfen 10 dienen der kraftschlüssigen Verbindung zwischen dem Adapter-Kühlelement 1, welches mit dem Antrieb verbunden ist und der Radfelge F.
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Das Adapter-Kühlelement 1 ist gemäß den 6 bis 8 in Form eines Adapters ausgebildet, sodass eine Radfelge mittels eines Zentralverschlusses an der Radaufnahme mit fünf Radschrauben montierbar ist. Das Adapter-Kühlelement kann auch für drei, vier oder mehr Radschrauben vorgesehen sein, sodass der Lochkreis in Abhängigkeit des Fahrzeuges ausgebildet ist. In einer vorteilhaften Ausgestaltung weist das Adapter-Kühlelement gemäß den 6 bis 8 einen äußeren Zentrierring 14 für die Zentrierung einer Radfelge mit Schnellverschluss auf. Dieser Zentrierring 14 bildet eine Anlagefläche für die Radfelge vor der Fixierung mittels der Zentralverschlussmutter.
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Das Adapter-Kühlelement dient gleichzeitig auch einer möglichen Spurverbreiterung des Kraftfahrzeuges, wobei in Abhängigkeit der gewünschten Spurverbreiterung der Anlagebereich 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
- Kühlanordnung
- 2.1
- Kühllamellen
- 3
- Anlagebereich
- 3.1
- erste Seitenfläche
- 3.2
- zweite Seitenfläche
- 4
- Zentrierbohrung
- 5
- Durchgangsbohrung
- 6
- Bohrung
- 7
- Kontur
- 8
- zylindrischer Teil
- 9
- Gewinde
- 10
- Mitnehmerzapfen
- 11
- Schraube
- 12
- Ausnehmung
- 13
- Senkschraube
- 14
- äußerer Zentrierring
- A
- Radachse
- B
- Bremsscheibe
- B1
- Bremstopf
- E
- Adapterelement
- F
- Radfelge
- R
- Radschraube
- 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]
