DE102007009744A1

DE102007009744A1 - Abtransport von Bremsstaub

Info

Publication number: DE102007009744A1
Application number: DE200710009744
Authority: DE
Inventors: Hans Bauernfeind; Andreas Grätz
Original assignee: Continental Automotive GmbH
Current assignee: Continental Automotive GmbH
Priority date: 2007-02-28
Filing date: 2007-02-28
Publication date: 2008-09-04
Also published as: WO2008104435A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein System zum Abtransport von Bremsstaub einer Bremse (0, 1) eines Fahrzeugs, wobei das Fahrzeug eine Abgasleitung (4) zum Transport von Verbrennungsgasen eines Verbrennungsmotors (VM) aufweist. Das System umfasst eine Leitung (3) zum Transport des Bremsstaubes von der Bremse (0, 1) zur Abgasleitung (4), wobei die Leitung (3) derart mit der Abgasleitung (4) verbunden ist, dass der Bremsstaub von der Leitung (3) in die Abgasleitung (4) gesaugt wird. Weiterhin betrifft die Erfindung ein entsprechendes Verfahren zum Abtransport von Bremsstaub.

Description

Die Erfindung betrifft den Abtransport von Bremsstaub einer Fahrzeugsbremse.
Reibungsbremsen, welche in Kraftfahrzeugen üblicherweise eingesetzt werden, setzen bei ihrer Betätigung aufgrund des Bremsenabriebes Bremsstaub frei. Da die Bremsen von Kraftfahrzeugen in der Regel offen sind, wird der Bremsstaub u. a. als Feinstaub in die Umwelt emittiert, und führt somit zu Umweltverschmutzung und Gesundheitsbelastungen. Weiterhin sorgt der Bremsstaub für starke Verunreinigungen am Fahrzeug, insbesondere an der Fahrzeugfelge, von wo er sich nur schwer entfernen lässt. Denn aufgrund der hohen Temperatur des durch die Reibung erhitzten Staubes brennt sich dieser in die Oberfläche der Felge ein.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein effizientes System sowie ein entsprechendes Verfahren zum Abtransport von Bremsstaub aufzuzeigen.
Diese Aufgabe wird durch ein System mit den Merkmalen des Anspruchs 1, sowie durch ein Verfahren mit Merkmalen eines nebengeordneten Anspruchs gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen sind Gegenstand von Unteransprüchen.
Das erfindungsgemäße System dient dem Abtransport von Bremsstaub einer Bremse eines Fahrzeugs. Hierbei weist das Fahrzeug eine Abgasleitung zum Transport von Verbrennungsgasen eines Verbrennungsmotors auf. Das erfindungsgemäße System umfasst eine Leitung zum Transport des Bremsstaubs von der Bremse zur Abgasleitung. Die Leitung ist mit der Abgasleitung derart verbunden, dass der Bremsstaub von der Leitung in die Abgasleitung gesaugt wird.
Die Abgasleitung dient primär dem Transport von von dem Verbrennungsmotor ausgestoßenen Verbrennungsgasen in Richtung des Auspuffs des Fahrzeugs, sowie von eventuell vorhandener von den Verbrennungsgasen mitgeführter Partikel. Die Abgasleitung kann hierbei gegebenenfalls verschiedene Komponenten aufweisen bzw. über verschiedene Komponenten verlaufen, wie z. B. über einen oder mehrere Partikelfilter und/oder einen Katalysator. Neben der primären Funktion des Verbrennungsgastransports wird die Abgasleitung zusätzlich zum Transport von Bremsstaub eingesetzt. Dies hat den Vorteil, dass der Bremsstaub auf die gleiche Weise entsorgt oder ausgestoßen werden kann wie die Verbrennungsgase oder eventuell von den Verbrennungsgasen mitgeführte Partikel.
Bevor der Bremsstaub von der Abgasleitung transportiert wird, erfolgt ein Transport durch eine Leitung von der Bremse zu der Abgasleitung. Die Leitung kann den Bremsstaub, welcher durch die Bremse erzeugt wird, direkt von der Bremse oder von der näheren Umgebung der Bremse abgreifen und wegtransportieren, oder von einer an der Bremse oder in der näheren Umgebung der Bremse angeordneten Vorrichtung. Die Leitung ist vorzugsweise derart in Bezug auf die Bremse angeordnet, dass der Bremsstaub nahezu vollständig durch die Leitung abtransportiert wird. Alternativ hierzu ist es möglich, dass die Leitung nur einen bestimmten Teil des Bremsstaubs abtransportiert.
Der Bremsstaub wird von der Leitung in die Abgasleitung gesaugt. Nachdem der Bremsstaub in der Abgasleitung angelangt ist, wird er von den Verbrennungsgasen mitgerissen. Der Bremsstaub bewegt sich daher in der Abgasleitung im Strom der Verbrennungsgase. Ein den Transport des Bremsstaubes innerhalb der Abgasleitung bewirkender Mechanismus außer dem Strom der Verbrennungsgase ist daher nicht nötig.
Das Ansaugen des Bremsstaubes in die Abgasleitung kann z. B. durch eine in der Abgasleitung angeordnete Pumpe bewirkt werden. Vorzugsweise jedoch ist die Leitung derart mit der Ab gasleitung verbunden, dass der Bremsstaub aufgrund des Venturi-Prinzips von der Leitung in die Abgasleitung gesaugt wird. In diesem Fall beruht der Mechanismus des Ansaugens ausschließlich auf dem Venturi-Prinzip; eine für das Ansaugen zuständige Vorrichtung wie z. B. eine Pumpe ist nicht nötig. Alternativ hierzu ist es auch möglich, dass der Mechanismus des Ansaugens sowohl auf dem Venturi-Prinzip als auch auf einer Ansaugvorrichtung beruht. Zur Ausnutzung des Venturi-Prinzips bietet es sich an, die Leitung teilweise koaxial innerhalb der Abgasleitung verlaufen zu lassen.
In Weiterbildung der Erfindung ist eine in der Umgebung der Bremse befindliche Vorrichtung zum Sammeln von Bremsstaub vor dem Transport in der Leitung vorgesehen. Umfasst die Bremse eine Bremsscheibe und mindestens einen Bremsbelag, kann die Vorrichtung zum Sammeln in Rotationsrichtung der Bremsscheibe nach dem mindestens einen Bremsbelag angeordnet sein. Dies erleichtert das Sammeln des Bremsstaubes, da dieser in Rotationsrichtung der Bremsscheibe von dem Bremsbelag wegfliegt.
Einer Ausgestaltung der Erfindung gemäß ist ein Filter in der Abgasleitung vorhanden, durch welchen zumindest ein Teil des Bremsstaubs ausgefiltert wird. Hierbei kann es sich z. B. um einen Dieselpartikelfilter handeln. Die Filterung ermöglicht es, den ausgefilterten Teil des Bremsstaubes auf die gleiche Weise wie die durch den Filter festgehaltenen Partikel der Verbrennungsgase zu beseitigen, z. B. durch Verbrennung. Der Einsatz eines Filters ist vorteilhaft, da hierdurch die Emission von zumindest einem Teil des Bremsstaubes vermieden werden kann. Der Filter ist vorzugsweise hinsichtlich seiner Filtereigenschaften derart ausgestaltet, dass der Bremsstaub diesen nahezu vollständig nicht passieren kann.
Das erfindungsgemäße Verfahren dient dem Abtransport von Bremsstaub einer Bremse eines Fahrzeugs, wobei das Fahrzeug eine Abgasleitung zum Transport von Verbrennungsgasen eines Verbrennungsmotors aufweist. Der Bremsstaub wird in einer Leitung von der Bremse zur Abgasleitung derart transportiert, dass der Bremsstaub von der Leitung in die Abgasleitung gesaugt wird.
Das erfindungsgemäße Verfahren eignet sich insbesondere für das erfindungsgemäße System, wobei dies auch auf die Ausgestaltungen und Weiterbildungen zutreffen kann. Hierzu kann es weitere geeignete Schritte umfassen.
Im folgenden wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert. Dabei zeigt:
1: ein System zum Abtransport von Bremsstaub.
Das in 1 betrachtete System wird in einem Fahrzeug eingesetzt. 1 zeigt die Bremsscheibe 0 mit der Bremse 1 des Fahrzeugs. Die Rotationsrichtung der Bremsscheibe 0 ist durch einen Pfeil angezeigt. An der Bremsscheibe befindet sich ein Bremsstaubsammler 2, welcher den von der Bremse 1 erzeugten Bremsstaub einsammelt. Der Bremsstaub entsteht durch Abrieb einer Bremsscheibe.
Die genaue Funktionsweise des Bremsstaubsammlers 2 ist für das Verständnis der des Systems nicht relevant; grundsätzlich können verschiedene Sammelmechanismen zum Einsatz kommen. Beispiele für Bremsstaubsammler sind z. B. in den Dokumenten DE 198 46 887 A1 und DE 103 36 984 A1 erläutert.
Die Absaugleitung 3 transportiert den Bremsstaub von dem Bremsstaubsammler 2 weg, wobei der Bremsstaub in die Leitung 4 eingeleitet wird. Bei der Leitung 4 handelt es sich um einen Teil des Abgastraktes des Fahrzeugs, welcher auf den Verbrennungsmotor VM folgt. Die Leitung 4 transportiert demnach die Verbrennungsgase von dem Verbrennungsmotor VM zu einem nicht in 1 dargestellten Auspuff.
Im Abgastrakt eines Fahrzeugs herrscht in der Regel ein Überdruck. Dennoch wird der Bremsstaub aufgrund des Venturi-Prinzip von dem Bremsstaubsammler 2 durch die Absaugleitung 3 in die Leitung 4 gesaugt. Venturi-Düsen bestehen aus einem Rohr mit einer Einschnürung. Wenn eine solche Düse von einer Flüssigkeit oder einem Gas durchströmt wird, verändert sich dessen Druck nach dem Gesetz von Bernoulli: an der verengten Stelle ist der Druck gegenüber der breiten Stellen vermindert. Eine derartige Druckverminderung wird in der Leitung 4 dadurch erzeugt, dass die Absaugleitung 3 den den Motorgasen in der Leitung 4 zur Verfügung stehenden Querschnitt vermindert. Durch diesen reduzierten Druck wird der Bremsstaub von dem Bremsstaubsammler 2 in die Absaugleitung 3 und von der Absaugleitung 3 in die Leitung 4 gesaugt; in der Leitung 4 wird er wird von dem Strom der Verbrennungsgase mitgerissen. Auf diese Weise ist es trotz Überdruck in der Leitung 4 durch entsprechende Anpassung der Größe der Absaugleitung 3 möglich, eine Druckdifferenz zwischen dem Druck des Bremsstaubes in der Absaugleitung 3 und dem Druck der Verbrennungsgase in der Leitung 4 herzustellen.
Die Absaugleitung 3 verläuft vorzugsweise an ihrem Ende koaxial zur Leitung 4. Dies ermöglicht einen besonders vorteilhaften Austritt des Bremsstaubes aus der Absaugleitung 3 in die Leitung 4. Andere Anordnungen sind jedoch auch möglich.
Nach der Stelle, an welcher der Bremsstaub in die Leitung 4 eintritt, folgt der Partikelfilter F. Bei dem Filter F kann es sich insbesondere um einen Dieselpartikelfilter bzw. Rußpartikelfilter handeln, somit um eine Einrichtung zur Reduzierung von im Abgas von Dieselmotoren vorhandenen Partikel. Der Bremsstaub bleibt in dem Filter F hängen und wird nicht über den Auspuff ausgeschieden. Der im Filter F verbleibende Bremsstaub kann zusammen mit anderen Partikeln auf bekannte Weise verbrannt werden.
Alternativ zur in 1 gezeigten Konstellation ist es möglich, dass der Bremsstaub keinen Filter passiert und somit zusammen mit den Motorabgasen in die Umwelt emittiert wird. Bei dieser Ausführung verbleibt trotz des Nachteils der Um weltbelastung der Vorteil, dass die Felgen des Fahrzeugs nicht durch den Bremsstaub beschmutzt werden.
Das beschriebene System erlaubt einen effizienten Abtransport von Bremsstaub. Hierdurch werden sowohl die Felgen als auch die Bremse, z. B. Zylinder, Führungen und Mechanik, nicht oder nur in geringem Maß von Bremsstaub beschmutzt. Wird ein Filter eingesetzt, erfolgt keine Emission des Bremsstaubes in die Umwelt. Von Vorteil bei dem in 1 dargestellten System ist ferner, dass zum Abtransport des Bremsstaubes ein ohnehin vorhandener Gasstrom eingesetzt wird. Es ist demnach nicht nötig, eine eigene Pumpe einzusetzen. Hierdurch wird sowohl Energie als auch Platz eingespart. Weiterhin ist von Vorteil, dass durch den Abtransport des Bremsstaubes durch die Absaugleitung 3 ein Luftstrom erzeugt wird, welcher eine Abkühlung der Bremsscheibe 0 bewirkt.
Gemäß 1 wird der Bremsstaub in den Abgastrakt eingebracht. Eine alternative Lösung hierzu wäre das Einbringen des Bremsstaubs in den Ansaugtrakt. Da im Ansaugtrakt in der Regel Unterdruck herrscht wäre ein Ansaugen des Bremsstaubes in diesem Fall effizienter. Dieses Vorgehen hätte jedoch den Nachteil, dass der Verbrennungsmotor VM durch den Bremsstaub beschädigt oder in seiner Effizienz eingeschränkt werden könnte. Weiterhin ist es möglich, dass von der Absaugleitung 3 nicht nur der Bremsstaub, sondern auch andere Partikel wie Dreck oder Wasser in die Leitung 4 transportiert werden. Um zu verhindern, dass diese in den Verbrennungsmotor VM gelangen, müsste zusätzlich zu dem Luftfilter des Ansaugtraktes ein weiterer Filter eingefügt werden, da der Luftfilter keine Filterung dieser Partikel bewirken kann.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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.
Zitierte Patentliteratur

- DE 19846887 A1 [0017]
- DE 10336984 A1 [0017]

Claims

System zum Abtransport von Bremsstaub einer Bremse (0, 1) eines Fahrzeugs, wobei das Fahrzeug eine Abgasleitung (4) zum Transport von Verbrennungsgasen eines Verbrennungsmotors (VM) aufweist, umfassend eine Leitung (3) zum Transport des Bremsstaubes von der Bremse (0, 1) zur Abgasleitung (4), wobei die Leitung (3) derart mit der Abgasleitung (4) verbunden ist, dass der Bremsstaub von der Leitung (3) in die Abgasleitung (4) gesaugt wird.
System nach Anspruch 1, bei welchem die Leitung (3) derart mit der Abgasleitung (4) verbunden ist, dass der Bremsstaub aufgrund des Venturi-Prinzips von der Leitung (3) in die Abgasleitung (4) gesaugt wird.
System nach Anspruch 2, bei welchem die Leitung (3) teilweise koaxial innerhalb der Abgasleitung (4) verläuft.
System nach einem der Ansprüche 1 bis 3, mit einer in der Umgebung der Bremse (0, 1) befindlichen Vorrichtung (2) zum Sammeln von Bremsstaub vor dem Transport in der Leitung (3).
System nach Anspruch 4, bei welchem die Bremse (0, 1) eine Bremsscheibe (0) und mindestens einen Bremsbelag umfasst, wobei die Vorrichtung (2) zum Sammeln von Bremsstaub in Rotationsrichtung der Bremsscheibe (0) nach dem mindestens einen Bremsbelag angeordnet ist.
System nach einem der Ansprüche 1 bis 5, mit einem Filter (F) in der Abgasleitung (4), durch welchen zumindest ein Teil des Bremsstaubs ausgefiltert wird.
Verfahren zum Abtransport von Bremsstaub einer Bremse (0, 1) eines Fahrzeugs, wobei das Fahrzeug eine Abgasleitung (4) zum Transport von Verbrennungsgasen eines Verbrennungsmotors (VM) aufweist, wobei der Bremsstaub in einer Leitung (3) von der Bremse (0, 1) zur Abgasleitung (4) derart transportiert wird, dass der Bremsstaub von der Leitung (3) in die Abgasleitung (4) gesaugt wird.