Die Erfindung betrifft eine Kühlvorrichtung
für eine
druckmittelbetätigte
Fahrzeug-Bremsanlage mit einem Kühlluftkanal
zur Führung
eines Kühlluftstromes
zur Bremse, wobei der freie Strömungsquerschnitt
dieses Kühlluftkanals
mittels eines verlagerbaren Bauelements veränderbar ist. Zum technischen
Umfeld wird beispielshalber auf die DE 100 51 835 A1 verwiesen.The invention relates to a cooling device for a pressure-operated vehicle brake system with a cooling air channel for guiding a cooling air flow to the brake, the free flow cross section of this cooling air channel being changeable by means of a displaceable component. For technical reasons, reference is made to the DE 100 51 835 A1 directed.
Insbesondere für höher belastete Fzg.-Scheibenbremsen
sind spezielle Kühlmaßnahmen
erforderlich, wozu im allgemeinen gezielte Luftkühlung, d.h. der sog „Fahrtwind" herangezogen wird.
Unabhängig
von der Bremsenbauart kann es dabei erwünscht sein, eine Kühlung nur
im Bedarfsfall anzubieten, da sich bereits die gezielte Führung der
Kühlluft
in einem Kühlluftkanal
oder -schacht nachteilig auf den Luftwiderstandsbeiwert des Fahrzeugs
auswirken kann. Ferner werden Fzg.-Bremsen eingesetzt, bei denen
eine gezielte Bremsenkühlung unter
gewissen Umständen
sogar unerwünscht
ist. So besitzen bspw. Karbonbremsen für Kraftfahrzeuge die Eigenschaft,
dass sie eine gewisse Temperatur nicht unterschreiten dürfen, um
noch wirkungsvoll zu funktionieren. Andererseits wird beim Verlassen der
optimalen Arbeitstemperatur nach oben der Abrieb und damit der Verschleiß überproportional
hoch.Especially for heavily loaded vehicle disc brakes
are special cooling measures
required, for which purpose generally targeted air cooling, i.e. the so-called "wind" is used.
Independently
depending on the type of brake, cooling may be desirable
to offer if necessary, since the targeted management of
cooling air
in a cooling air duct
adversely affect the drag coefficient of the vehicle
can impact. Vehicle brakes are also used in which
a targeted brake cooling under
certain circumstances
even undesirable
is. For example, carbon brakes for motor vehicles have the property
that they must not fall below a certain temperature in order to
to still function effectively. On the other hand, when leaving the
optimal working temperature upwards the abrasion and thus the wear disproportionately
high.
Bspw. im Fzg.-Rennsport wird durch
Verändern,
insbesondere Abkleben der Kühlluft-Zuführungskanäle versucht,
den optimalen Arbeitsbereich an die jeweiligen Strecken- und Umgebungsbedingungen
anzupassen. Dabei wird zusätzlich
zur Kühlung
der Bremse über
die selben Kühlluftkanäle oder Kühlluftschächte ein
Luftstrom zur Anströmung
der Radachsen und Radlager geführt.
Die Verwendung von praktisch nicht veränderbaren Kühlluft- Schächten
oder -Kanälen,
die zur Versorgung der Bremsscheiben mit Kühlluft eingesetzt werden, hat
jedoch prinzipielle Nachteile. So reduzieren diese die aerodynamische
Effizienz, d.h. sie erhöhen
den Luftwiderstand, was gerade in solchen Fahrzuständen, in denen
kein starker Kühlluftstrom
gebraucht wird, einen unnötigen
Nachteil darstellt. Ferner wird auf langen geraden Fahrstrecken,
auf denen die Bremsanlage keine Arbeit verrichtet, die Bremsanlage
trotzdem stark mit Kühlluft
angeströmt,
was dazu führt, dass
die Bremsscheiben ggf. zu stark auskühlen. Generell kann gesagt
werden, dass ein derartiges Kühlsystem
immer einen Kompromiss aus ausreichender Kühlung während und nach dem Bremsen
und der Vermeidung von zu starker Auskühlung darstellt. Die unvermeidbaren
Temperaturschwankungen werden hierdurch nicht positiv beeinflusst.
Eine Abhilfemaßnahme
für diese
geschilderte Problematik stellen grundsätzlich bekannte Bremsenkühlvorrichtungen dar,
bei denen der freie Strömungsquerschnitt
des Kühlluftkanals
mittels eines geeigneten verlagerbaren Bauelements, so bspw. einer
Klappe, veränderbar,
ggf. auch absperrbar ist, jedoch bedingen diese oftmals einen unvertretbar
hohen Bauaufwand und Ansteuerungsaufwand für dieses verlagerbare Bauelement.For example. in vehicle racing is through
Change,
especially masking the cooling air supply channels tries
the optimal working area for the respective route and environmental conditions
adapt. Doing so will additionally
for cooling
the brake over
the same cooling air ducts or cooling air ducts
Airflow to the inflow
of the wheel axles and wheel bearings.
The use of practically unchangeable cooling air shafts
or channels,
which are used to supply the brake discs with cooling air
fundamental disadvantages, however. So these reduce the aerodynamic
Efficiency, i.e. they increase
the air resistance, which is precisely in such driving conditions in which
no strong cooling air flow
an unnecessary one
Represents disadvantage. Furthermore, on long straight routes,
on which the brake system does no work, the brake system
still strong with cooling air
incident flow,
which leads to
The brake discs may cool down too much. Generally speaking
that such a cooling system
always a compromise of sufficient cooling during and after braking
and avoiding excessive cooling. The inevitable
This does not have a positive effect on temperature fluctuations.
A workaround
for this
The problems described are basically known brake cooling devices,
where the free flow cross section
of the cooling air duct
by means of a suitable displaceable component, for example one
Flap, changeable,
may also be lockable, but these often require an unacceptable one
high construction effort and control effort for this relocatable component.
Diesbezüglich eine verbesserte Bremsenkühlvorrichtung
nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 aufzuzeigen, ist Aufgabe der
vorliegenden Erfindung. Die Lösung
dieser Aufgabe ist dadurch gekennzeichnet, dass das verlagerbare
Bauelement bei Bremsen-Betätigung
durch das Druckmittel der Bremsanlage in eine den Strömungsquerschnitt
vergrößernde Position überführt wird.
Vorteilhafte Weiterbildungen sind Inhalt der Unteransprüche.In this regard, an improved brake cooling device
to point out according to the preamble of claim 1 is the task of
present invention. The solution
this task is characterized in that the relocatable
Component for brake application
through the pressure medium of the brake system into a flow cross-section
magnifying position is transferred.
Advantageous further developments are the content of the subclaims.
Erfindungsgemäß wird der Kühlluftkanal
genau dann aktiviert bzw. in seiner Wirkung, nämlich der Führung von Kühlluft zu den Fzg.-Bremsen
gesteigert, wenn an den Bremsen Bremsarbeit verrichtet wird und
somit Wärme
entwickelt wird, was durch den Kühlluftstrom
zumindest im wesentlichen kompensiert werden soll. Es wird also
genau dann ein (gesteigerter) Kühlluftstrom
durch den Kühlluftkanal geleitet,
wenn die Fzg.-Bremsen aktiviert werden. Da letzteres bei einer druckmittelbetätigten Bremsanlage
durch ein Druckmittel (Hydraulikmedium oder Druckluft) erfolgt,
wird nun vorgeschlagen, mittels dieses Druckmittels auch das sog.
verlagerbare Bauelement, mit Hilfe dessen der freie Strömungsquerschnitt
des Kühlluftkanals
veränderbar
ist, in der gewünschten
Weise zu verlagern, d.h. in eine den Strömungsquerschnitt vergrößernde Position
zu überführen.According to the cooling air duct
then activated or in its effect, namely the guidance of cooling air to the vehicle brakes
increased when braking work is carried out on the brakes and
thus heat
what is developed by the cooling air flow
should be compensated for at least substantially. So it will
then an (increased) cooling air flow
passed through the cooling air duct,
when the vehicle brakes are activated. Since the latter with a pressure-operated brake system
using a pressure medium (hydraulic medium or compressed air),
it is now proposed to also use the so-called.
displaceable component, with the help of which the free flow cross section
of the cooling air duct
variable
is in the desired one
Way to shift, i.e. in a position increasing the flow cross section
to convict.
Die beiden beigefügten 1, 2 zeigen
stark abstrahiert ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Bremsenkühlvorrichtung
in zwei Betriebszuständen,
nämlich
mit geschlossenem Kühlluftkanal
(1) sowie mit geöffnetem
Kühlluftkanal
(2). Dabei verlaufe ein
Kühlluftkanal 1 in den
Figuren in der Zeichenebene „von
oben her" und wird
in einen Fortsetzungskanal 1a, der sich senkrecht zur Zeichenebene
erstreckt, umgelenkt. Begrenzt wird der Kühlluftkanal von zwei Wandelementen 2a, 2b,
von denen eines, nämlich
das Wandelement 2b verlagerbar ist und auch als verlagerbares Bauelement 2b bezeichnet
wird. Diese Verlagerung erfolgt dabei durch Verschwenken des Bau-
oder Wandelements 2b um ein Gelenk 3. Nimmt nun
dieses verlagerbare Bau- oder Wandelement 2b die in 1 dargestellte Position ein,
so ist der Kühlluftkanal 1 vollständig geschlossen
bzw. abgeschottet. Mit der in 2 dargestellten
Position des verlagerbaren Wand- oder Bauelements 2b hingegen
ist der Kühlluftkanal 1 geöffnet bzw.
freigegeben, d.h. der freie Strömungsquerschnitt
des Kühlluftkanals 1 ist
beim Zustand nach 2 erheblich
größer als
beim Zustand nach 1 .The two attached 1 . 2 show highly abstracted a preferred embodiment of a brake cooling device according to the invention in two operating states, namely with closed cooling air duct ( 1 ) and with the cooling air duct open ( 2 ). A cooling air duct runs here 1 in the figures in the drawing plane "from above" and is in a continuation channel 1a , which extends perpendicular to the plane of the drawing. The cooling air duct is delimited by two wall elements 2a . 2 B , one of which is the wall element 2 B is relocatable and also as a relocatable component 2 B referred to as. This shift takes place by pivoting the structural or wall element 2 B around a joint 3 , Now take this relocatable building or wall element 2 B in the 1 position shown, so is the cooling air duct 1 completely closed or closed off. With the in 2 shown position of the displaceable wall or component 2 B on the other hand is the cooling air duct 1 opened or released, ie the free flow cross section of the cooling air duct 1 is at State after 2 significantly larger than the state after 1 ,
Gezielt vom Zustand gemäß 1 in den Zustand gemäß 2 überführt und somit um einen gewissen
Verdrehwinkel um das Gelenk 3 verschwenkt werden kann das
verlagerbare Bauelement 2b mittels eines Aktuators 4,
der hier als Kolben-Zylinder-Einheit ausgebildet ist. Der Kolben
dieses Aktuators 4 ist über
seine Kolbenstange 4b am verlagerbaren Bauelement 2b angelenkt,
während
der Zylinder 4a dieses Aktuators 4 am anderen Wandelement 2a des
Kühlluftkanals 1 befestigt
ist. Im Aktuator 4 ist ferner ein Federelement 5 oder
allgemein Kraftspeicherelement 5 vorgesehen, welches die Kolbenstange 4b in
eine derartige Position relativ zum Zylinder 4a zu verschieben
trachtet, dass das verlagerbare Bauelement 2b die in 1 dargestellte Position,
bei welcher es sich um eine Grundstellung oder sog. „Ausgangsposition" handelt, einnimmt.
Ohne weitere Einflüsse
befindet sich das verlagerare Wandelement 3b somit in dieser
Ausgangsposition.Targeted according to the state 1 in the state according to 2 transferred and thus by a certain angle of rotation around the joint 3 the displaceable component can be pivoted 2 B by means of an actuator 4 , which is designed here as a piston-cylinder unit. The piston of this actuator 4 is about its piston rod 4b on the relocatable component 2 B articulated while the cylinder 4a this actuator 4 on the other wall element 2a of the cooling air duct 1 is attached. In the actuator 4 is also a spring element 5 or generally energy storage element 5 provided which the piston rod 4b in such a position relative to the cylinder 4a seeks to move that the relocatable component 2 B in the 1 shown position, which is a basic position or so-called "starting position", assumes. The displaceable wall element is located without further influences 3b thus in this starting position.
Wird hingegen die nicht dargestellte
Bremsanlage des Fahrzeugs betätigt,
so wird hierbei – in dem
Fachmann bekannter Weise – ein
Druckmittel, bspw. ein Hydraulikmedium in Form von Bremsflüssigkeit
zu den jeweiligen Fzg.-Bremsen
geleitet. Dieses Druckmittel wird nun auch in den Aktuator 4 geleitet,
an welchem daraufhin der Kolben mit seiner Kolbenstange 4a in
die in 2 dargestellte
Position verschoben wird, so dass auch das verlagerbare Wand- oder
Bauelement 2b in die in 2 dargestellte
Position überführt wird.
Diese Bewegung des Aktuator-Kolbens steht dabei in einem festen
und geeigneten kinematischen Verhältnis mit der Verstellung des
verlagerbaren Bauelements 2b. Wird danach der Bremsvorgang
beendet, so wird der Druckmittel-Druck auch am Aktuator 4 abgebaut
bzw. erheblich verringert, wonach sich unter Einfluss des Federelements 5 der
Zustand nach 1 wieder
einstellt. Die vorgeschlagene Kühlvorrichtung
für eine
druckmittelbetätigte
Fzg.-Bremsanlage zeichnet sich dabei durch einfachen Aufbau und
einfache Ansteuerbarkeit aus, wobei noch darauf hingewiesen sei,
dass durchaus eine Vielzahl von Details abweichend von obigen Ausführungen
gestaltet sein kann, ohne den Inhalt der Patentansprüche zu verlassen.
Beispielswiese kann das verlagerbare Bauelement derart gestaltet
sein, dass es in derjenigen Position, die es bei einem Bremsvorgang
innehat, den Luftwiderstandsbeiwert des Fahrzeugs gegenüber seiner
anderen Position ohne Bremsvorgang nennenswert erhöht. Ein
Bruchteil der zur Verzögerung
des Fahrzeugs benötigten
Kraft muss dann vorteilhafterweise nicht über die Fahrzeugräder auf
die Fahrbahn übertragen werden.If, on the other hand, the brake system (not shown) of the vehicle is actuated, a pressure medium, for example a hydraulic medium in the form of brake fluid, is passed to the respective vehicle brakes in a manner known to those skilled in the art. This pressure medium is now also in the actuator 4 passed, on which thereupon the piston with its piston rod 4a in the in 2 position shown is moved, so that the relocatable wall or component 2 B in the in 2 shown position is transferred. This movement of the actuator piston is in a fixed and suitable kinematic relationship with the adjustment of the displaceable component 2 B , If the braking process is then ended, the pressure medium pressure is also at the actuator 4 degraded or significantly reduced, after which under the influence of the spring element 5 the state after 1 resumes. The proposed cooling device for a pressure-operated vehicle brake system is characterized by simple construction and simple controllability, although it should also be pointed out that a large number of details can deviate from the above statements without departing from the content of the claims. For example, the displaceable component can be designed in such a way that, in the position that it holds during a braking operation, it significantly increases the drag coefficient of the vehicle compared to its other position without braking. A fraction of the force required to decelerate the vehicle then advantageously does not have to be transmitted to the roadway via the vehicle wheels.