RADANORDNUNG FÜR EIN KRAFTFAHRZEUG UND RADABDECKUNG Technisches Gebiet

Die Erfindung betrifft eine Radanordnung für ein Kraftfahrzeug, eine Radabdeckung sowie einem Magneten.

Stand der Technik

In Kraftfahrzeugen werden üblicherweise Reibungsbremsen zur Geschwindigkeitsreduk tion eingesetzt. Reibungsbremsen weisen in der Regel einen oder mehrere Bremsbeläge und wenigstens einen Reibpartner, z.B. eine Bremsscheibe auf, an dem bzw. der wenig stens ein Bremsbelag reibt. Bei einer Scheibenbremse kann eine Bremsscheibe beispiels weise aus Eisenguss bestehen, während für die Bremsbeläge Stahlwolle als ein Hauptbe standteil Verwendung findet. Bei einem Bremsvorgang wird dabei eisenhaltiger Bremsen abrieb erzeugt. Sofern dieser Bremsabrieb nicht aufgefangen wird, werden Partikel des Bremsenabriebs in die Umwelt emittiert, wodurch die Feinstaubbelastung erhöht wird. Darüber hinaus verschmutzet dieser auch als Bremsstaub bezeichneter Abrieb, der Parti kelgrößen von etwa 10 nm - 10 pm aufweisen kann, die Radfelgen, an denen die Brem sen montiert sind.

Aus der EP 2 151 596 B1 ist eine Vorrichtung zum Auffangen und/oder Zurückhalten von Bremsabrieb einer Bremseinheit bekannt, die auf einem magnetischen Wirkprinzip beruht.

Kurzbeschreibung der Erfindung

Vor diesem Hintergrund liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein eine alternative Vorrichtung bereitzustellen, mit der Bremsabrieb effizienter zurückgehalten werden kann.

Vorgeschlagen wird dementsprechend eine Radanordnung für ein Kraftfahrzeug gemäß dem Hauptanspruch sowie durch eine Radabdeckung und einem Magneten gemäß dem Nebenansprüchen. Weiterführende Ausgestaltungen sind Gegenstand der jeweils abhän gigen Ansprüche.

Gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung wird die Aufgabe gelöst durch eine Radanord nung für ein Kraftfahrzeug, umfassend ein Stahlscheibenrad, eine Scheibenbremse und eine Radabdeckung. Das Stahlscheibenrad besitzt eine Felge und ein Radscheibe. Die Scheibenbremse umfasst eine Bremsscheibe und einen Bremssattel. Durch die Rad scheibe ist eine Anzahl von Belüftungsöffnungen geführt. Wenigstens ein Magnet ist der art an der Radabdeckung angeordnet, dass zischen einer Innenseite der Radabdeckung und den Belüftungsöffnungen jeweils ein Magnetfeld ausgebildet ist. Die größtenteils magnetischen Partikel des Bremstaubes werden von dem bzw. den Ma gneten angezogen. Die Bremspartikel lagern sich auf der magnetischen Oberfläche ab und gelangen so nicht mehr in die Umwelt.

Die Anordnung einer magnetischen Bremspartikelsammeleinrichtung an der Radabdek- kung zeichnet sich durch eine einfache Umsetzbarkeit aus, da lediglich eine Radabdek- kung dafür angepasst werden muss, während an Rad und Radbremse keinerlei Änderun gen erforderlich sind.

Gemäß einer Weiterbildung der Radanordnung kann der Magnet als ein einteiliger Ma gnetring ausgebildet sein, der koaxial zu einer Drehachse es Stahlscheibenrads an der der Radabdeckung angeordnet ist.

Die Radien eines solchen Magnetringes können einfach auf den Abstand zwischen den Belüftungsöffnungen und der Drehachse des Stahlscheibenrads sowie auf den jeweiligen Durchmesser der Belüftungsöffnungen entsprechend angepasst werden. Der Magnetring und die Belüftungsöffnungen sind somit bei der Montage der Radabdeckung auf eine Au ßenseite des Stahlscheibenrades zueinander selbstjustierend.

Gemäß einer Weiterbildung der Radanordnung kann der oder die Magnete in einem Kunststoffkörper der Radabdeckung eingegossen sein.

Eine einteilige Radabdeckung mit einem eingegossenen Magneten ermöglicht eine einfa che Reinigung, die beispielsweise mittels Hochdruckreiniger erfolgen kann.

Gemäß einer Weiterbildung der Radanordnung kann der oder die Magnete über mechani sche Verbindungselemente lösbar mit der Radabdeckung verbunden sein.

Die mechanischen Verbindungselemente können beispielsweise als Klippverbindung, als Klettverbindung oder als bajonettartige mechanische Verbindungseinrichtung ausgebildet sein. Somit kann der oder die Magnete unabhängig von der Radabdeckung ausgetaucht oder gereinigt werden.

Gemäß einer Weiterbildung der Radanordnung kann der oder die Magneten auf einer In nenseite der Radabdeckung aufgeklebt sein.

Insbesondere kann der oder die Magnete als Klebemagnetband ausgebildet sein, das so mit selbstklebend auf der Innenseite der Radabdeckung angebracht werden kann.

Gemäß einer Weiterbildung der Radanordnung kann die Radabdeckung eine geschlos sene Radabdeckung sein.

Insbesondere bei Elektrofahrzeugen kann auf eine Belüftung einer jeweiligen Radbremse über dafür vorgesehene Öffnungen in den Radabdeckungen verzichtet werden, da durch die Bremsenergierückgewinnung (Rekuperation) insgesamt weniger Abwärme beim Bremsen entsteht. Unter einer geschlossenen Radabdeckung ist also eine Radabdeckung zu verstehen, die zumindest keine unverschlossenen Öffnungen zwischen ihrer inneren und äußeren Seite aufweist. Das Stahlscheibenrad ist somit außenseitig durch die ge schlossene Radabdeckung strömungsmechanisch verschlossen.

Durch die fehlende Durchströmung der Kühlluft entsteht eine turbulente Strömung im in neren des Stahlscheibenrades, d.h. insbesondere in dem inneren Bereich zwischen der Radscheibe und der Radabdeckung. Dieses turbulente Verhalten der Luft begünstigt das Anhaften der Bremspartikel an den Magneten.

Durch die geschlossenen Radabdeckungen werden Luftverwirbelungen reduziert, so dass sich die Reichweiten von Elektrofahrzeugen erhöhen. Ferner ist vorteilhaft, dass durch die geringere Durchströmung der innerhalb der Felge, weniger Feuchtigkeit und Schutz an Bremsscheibe und Bremssattel und gelangen kann. Dies führt zu einer geringeren Korro sion, so dass Bremsgeräuschen reduziert werden.

Gemäß einer alternativen Weiterbildung der Radanordnung können der oder die Magne ten an oder innerhalb einer Anzahl von Öffnungen in der Radabdeckung angeordnet sein.

Durch die Öffnungen an einer solchen offenen Radabdeckung kann eine Durchströmung des Stahlscheibenrades mit Luft erreicht werden, die eine Kühlung der Radbremse er möglicht. Die an oder innerhalb der Öffnungen angeordneten Magnete können die ent standenen Bremspartikel im Luftstrom durch das Stahlscheibenrad anziehen und einfan gen.

Gemäß einem unabhängigen zweiten Aspekt der Erfindung wird die Aufgabe gelöst durch eine Radabdeckung für eine vorstehend beschriebene Radanordnung. An der Radabdek- kung ist dabei wenigstens ein Magnet derart angeordnet oder anordenbar, dass zu einer Anzahl von Belüftungsöffnungen eines Stahlscheibenrades jeweils ein Magnetfeld aus- richtbar ist.

Gemäß einer Weiterbildung kann ein Magnet als einteiliger Magnetring ausgebildet sein, der koaxial zu einer Mittelachse der Radabdeckung ausgerichtet oder ausrichtbar ist.

Die Mittelachse der Radabdeckung entspricht dabei der Drehachse des Stahlscheiben rads, wenn die Radabdeckung auf einer Außenseite des Stahlscheibenrads angebracht ist.

Gemäß einer Weiterbildung kann wenigstens ein Magnet in einem Kunststoffkörper der Radabdeckung eingegossen sein.

Gemäß einer Weiterbildung kann an einer Innenseite Radabdeckung eine Anzahl von me chanischen Verbindungselementen angeordnet sein, die zur lösbaren Befestigung von wenigstens eines Magneten ausgebildet sind.

Gemäß einer alternativen Weiterbildung kann an einer Innenseite der Radabdeckung eine Klebefläche zur klebenden Befestigung wenigstens eines Magneten angeordnet sein.

Gemäß einem dritten unabhängigen Aspekt der Erfindung wird die Aufgabe gelöst durch einen Magneten zur Befestigung an einer Radabdeckung gemäß einem der vorstehenden beschriebenen Aspekte.

Kurze Beschreibunq der Zeichnunqsfiquren

Weitere Merkmale und Einzelheiten ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der - gegebenenfalls unter Bezug auf die Zeichnung - zumindest ein Ausführungsbei spiel im Einzelnen beschrieben ist. Beschriebene und/oder bildlich dargestellte Merkmale bilden für sich oder in beliebiger, sinnvoller Kombination den Gegenstand, gegebenenfalls auch unabhängig von den Ansprüchen, und können insbesondere zusätzlich auch Gegen stand einer oder mehrerer separater Anmeldung/en sein. Gleiche, ähnliche und/oder funk tionsgleiche Teile sind mit gleichen Bezugszeichen versehen. Dabei zeigen:

Figur 1 zeigt ein Querschnitt durch eine erfindungsgemäße Radanordnung;

Figur 2 zeigt eine erste Alternative einer erfindungsgemäßen Radanordnung;

Figur 3 zeigt eine zweite Alternative einer erfindungsgemäßen Radanordnung; Figur 4 zeigt eine Radanordnung gemäß Stand der Technik;

Figur 5 zeigt eine dritte Alternative einer erfindungsgemäßen Radanordnung.

Beschreibunq der Ausführunqsarten

In der Figur 1 ist ein Querschnitt durch eine Radanordnung 1 für ein Kraftfahrzeug darge stellt, die ein Stahlscheibenrad 10 mit einer Felge 11 und einer Radscheibe 12 umfasst.

An einer radialen Innenseite des Stahlscheibenrads 10 ist eine Scheibenbremse 20 ange ordnet. An einer radialen Außenseite des Stahlscheibenrads 10 ist eine Radabdeckung 30 montiert.

Die Scheibenbremse 20 besitzt eine Bremsscheibe 21 und einen Bremssattel 22, in dem ein Paar Bremsbeläge 23 beweglich ansteuerbar angeordnet sind. Die Bremsbeläge 23 enthalten Stahlwolle als einen wesentlichen Materialbestandteil. Die Bremsscheibe 21 be steht aus Eisenguss und ist mittels einer in Nabenbohrung zur Radscheibe 12 zentriert ausgerichtet. Die Bremsscheibe kann über eine Anzahl von Radmuttern, die in der Figur nicht dargestellt sind, mit Radscheibe 12 des Stahlscheibenrades 10 verschraubt werden.

Durch die Radscheibe 12 ist eine Anzahl von Belüftungsöffnungen 13 geführt, die in radia ler Richtung mit einem einheitlichen Radius zu einer Drehachse des Stahlscheibenrads 10 beanstandet angeordnet sind. Ferner sind die Belüftungsöffnungen 13 in Umfangsichtung gleichmäßig zueinander beanstandet in der Radscheibe 12 platziert.

Bei einem Bremsvorgang werden die Bremsbeläge 23 mittels eines Aktuators in dem Bremssattel 22 gegen den Reibring 24 der Bremsscheibe 21 gepresst. Durch Reibung zwischen Bremsbelägen 23 und Reibring 24 entstehen eisenhaltige Bremspartikel 50, die zumindest teilweise durch die Belüftungsöffnungen 13 in einen Zwischenraum zwischen der Radscheibe 12 und der Radabdeckung 30 strömen.

An der Radabdeckung 30 ist ein Magnet 31 derart angeordnet, dass sich zischen einer In nenseite der Radabdeckung 30 und den Belüftungsöffnungen 13 der Radscheibe 12 ein Magnetfeld 40 ausgebildet. Die durch die Belüftungsöffnungen 13 hindurchgeströmten magnetischen Bremspartikel 50, werden von dem Magneten 31 angezogen. Die beim Bremsvorgang erzeugten magnetische Bremspartikel 50 verbleiben in bzw. unter der Radabdeckung 30 und treten nicht in die Umwelt aus.

Der Magnet 31 ist im vorliegenden Beispiel ringförmig ausgebildet, wobei die Radien ei nes solchen Magnetringes auf den Abstand zwischen den Belüftungsöffnungen 13 und der Drehachse des Stahlscheibenrads 10 sowie auf den jeweiligen Durchmesser der Be lüftungsöffnungen 31 entsprechend angepasst sind. Der Magnetring kann beispielsweise auf die Innenseite der Radabdeckung 30 aufgeklebt sein. Der ringförmige Magnet 31 kann als Klebemagnetband ausgebildet sein. Als Montage- bzw. Zentrierhilfe kann eine Nutför mige Klebefläche zur Aufnahme des Magnetringes in der Radabdeckung 30 vorgesehen sein.

In der Figur 2 ist ein erstes alternatives Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Radanordnung 1 und einer entsprechenden Radabdeckung 30 dargestellt. Ein ringförmi ger Magnet 31 ist in einem Kunststoff körper der Radabdeckung 30 eingegossen. Eine sol che Einteiligkeit von Radabdeckung 30 und Magnet 31 ermöglicht einen einfachen Ser vice, da eine Reinigung beispielsweise mittels Hochdruckreiniger erfolgen kann. Wie in der Figur 3 zu erkennen ist, kann ein vorzugsweise ringförmiger Magnet 31 alterna tiv auch mittels einer Klippverbindung 32 mit der Radabdeckung 30 lösbar verbunden sein. Somit kann der Magnet 31 unabhängig von der Radabdeckung 30 ausgetaucht wer den, beispielsweise wenn seine Bremsstaubsammelkapazität erschöpft ist. Anstelle der skizzierten Klippverbindung 32 können auch andere gängige mechanische Verriegelun gen für eine lösbare Verbindung vorgesehen sein.

Bei Elektrofahrzeugen ist ein Luftstrom zum Kühlen der Radbremsen meist nicht mehr notwendig, da beim Bremsvorgang ein großer Teil der Verzögerungsenergie rekuperiert werden kann und somit nicht mehr, wie es bei Fahrzeugen mit Verbrennungsmotor üblich ist, in Wärme umgewandelt werden muss. Die in den Figuren 1 bis 3 dargestellten Radab deckungen 30 können daher vorzugsweise eine geschlossene Form aufweisen. Das heißt, dass auf die in der Figur 4 dargestellten Öffnungen 32 in der Radabdeckung 30, die bei konventionell angetriebenen Kraftfahrzeugen üblich sind und strömungsmechanisch mit den Belüftungsöffnungen 13 der Radscheibe 12 kommunizieren, verzichtet werden kann.

Bei einer geschlossenen Radabdeckung 30 entsteht durch die fehlende Durchströmung der Kühlluft ein turbulentes Verhalten der Luft im inneren des Stahlscheibenrads 10, wel ches das Anhaften der Bremspartikel 50 an den Magneten 31 begünstigt.

Aus der Figur 5 ergibt sich, dass eine entsprechende Anordnung von Magneten 31 zum Sammeln magnetischer Bremspartikel 50 auch in Verbindung mit einer offenen, d.h. mit einer belüfteten Radabdeckungen 30 anwendbar ist. Dazu werden ein oder mehrere Ma gnete 31 an oder in den Öffnungen 32 einer entsprechenden Radabdeckung 30 geeignet angeordnet.

We im Vergleich mit der Figur 4 zu erkennen ist, gelangen bei einem Bremsvorgang we niger entstandene magnetische Bremspartikel 50 über die Öffnungen 32 der offenen Rad abdeckung 30 in die Umwelt.

Obwohl der Gegenstand im Detail durch Ausführungsbeispiele näher illustriert und erläu tert wurde, so ist die Erfindung nicht durch die offenbarten Beispiele eingeschränkt und andere Variationen können vom Fachmann hieraus abgeleitet werden. Es ist daher klar, dass eine Vielzahl von Variationsmöglichkeiten existiert. Es ist ebenfalls klar, dass bei spielhaft genannte Ausführungsformen nur Beispiele darstellen, die nicht in irgendeiner Weise als Begrenzung etwa des Schutzbereichs, der Anwendungsmöglichkeiten oder der Konfiguration der Erfindung aufzufassen sind. Vielmehr versetzen die vorhergehende Be schreibung und die Figurenbeschreibung den Fachmann in die Lage, die beispielhaften Ausführungsformen konkret umzusetzen, wobei der Fachmann in Kenntnis des offenbar ten Erfindungsgedankens vielfältige Änderungen beispielsweise hinsichtlich der Funktion oder der Anordnung einzelner, in einer beispielhaften Ausführungsform genannter Ele mente vornehmen kann, ohne den Schutzbereich zu verlassen, der durch die Ansprüche und deren rechtliche Entsprechungen, wie etwa weitergehenden Erläuterungen in der Be schreibung, definiert wird.

Liste der Bezuqszeichen

1 Radanordnung

10 Stahlscheibenrad

11 Felge

12 Radscheibe

13 Belüftungsöffnung

20 Scheibenbremse

21 Bremsscheibe

22 Bremssattel

23 Bremsbelag

24 Reibring

30 Radabdeckung

31 Magnet

32 Öffnung 40 Magnetfeld 50 Bremspartikel