DE102009021203A1

DE102009021203A1 - Bremsstaubaufnahmevorrichtung für Kraftfahrzeuge

Info

Publication number: DE102009021203A1
Application number: DE102009021203A
Authority: DE
Inventors: Karl-Ernst Hummel; Andreas Franz; Michael Fasold; Bernhard Dr. Huurdeman; Markus Beylich; Andreas Beck; Nikolaus Dr. Moser; Michael Geiger; Thomas Jessberger; Andrew Glynn
Original assignee: Mann and Hummel GmbH
Current assignee: Mann and Hummel GmbH
Priority date: 2008-07-18
Filing date: 2009-05-13
Publication date: 2010-01-21
Anticipated expiration: 2029-05-14
Also published as: DE202008009717U1; DE102009021203B4

Abstract

Eine Bremsstaubaufnahmevorrichtung für Kraftfahrzeuge dient zur Aufnahme von Bremsstaub einer Fahrzeug-Radbremse in einer Staubsammeleinrichtung, die als Filterelement ausgebildet ist, das der radialen Außenkante der Bremsscheibe vorgelagert ist.

Description

Technisches Gebiet
Die Erfindung bezieht sich auf eine Bremstaubaufnahmevorrichtung für Kraftfahrzeuge zur Aufnahme von Bremsstaub einer Fahrzeug-Radbremse nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.
Stand der Technik
Aus der DE 196 43 869 C2 ist eine Bremsstaubaufnahmevorrichtung für Kraftfahrzeuge bekannt, mit der der Bremsstaub abgesaugt werden kann, welcher beim Bremsen des Fahrzeuges als Abrieb des mit Bremskraft an der Bremsscheibe anliegenden Bremsbelages entsteht. Die Bremsstaubaufnahmevorrichtung umfasst eine Absaugeinrichtung, bestehend aus einem Venturi-Rohr, das dem Fahrtwind ausgesetzt ist, wobei in dem Venturi-Rohr in einem sich diffusorförmig erweiternden Abschnitt ein Unterdruck erzeugt wird, der über eine Sammelleitung zu einem Staubsammelbehälter gelangt. Durch den Unterdruck wird ein Luftstrom erzeugt, der über die Bremsenteile geführt wird, wodurch der Bremsstaub in den Sammelbehälter transportiert wird und sich dort ablagert.
Diese Bremsstaubaufnahmevorrichtung weist einen verhältnismäßig komplizierten Aufbau auf. Es muss insbesondere gewährleistet sein, dass das Venturi-Rohr dem Fahrtwind ausgesetzt ist, damit ein Unterdruck erzeugt werden kann, welcher für den Transport des Bremsstaubs in den Sammelbehälter sorgt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, mit einfachen konstruktiven Maßnahmen eine wirkungsvolle Bremsstaubaufnahmevorrichtung für Kraftfahrzeuge zu schaffen.
Offenbarung der Erfindung
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den Merkmalen des Anspruches 1 gelöst. Die Unteransprüche geben zweckmäßige Weiterbildungen an.
Die erfindungsgemäße Bremsstaubaufnahmevorrichtung dient in Kraftfahrzeugen zur Aufnahme von Bremsstaub mindestens einer Fahrzeug-Radbremse, wobei der Bremsstaub einer Staubsammeleinrichtung zugeführt wird. Die Staubsammeleinrichtung ist als Filterelement ausgebildet, das der radialen Außenkante der Bremsscheibe vorgelagert ist und sich über einen definierten Winkelabschnitt der Bremsscheibe erstreckt.
Diese Ausführung hat den Vorteil, dass grundsätzlich keine Absaugeinrichtung erforderlich ist, über die ein Luftstrom erzeugt werden muss, welcher den Bremsabrieb einem Sammelbehälter zuführt. Vielmehr genügt es, gemäß der Erfindung mit ausschließlich passiven Maßnahmen den Bremsstaub in dem Filterelement zu sammeln.
Das Filterelement stellt eine konstruktiv einfach zu realisierende Maßnahme dar, die sich aber zugleich durch eine hohe Effizienz bei der Filterung auszeichnet. Durch die Positionierung des Filterelementes an der radialen Außenkante der Bremsscheibe werden die Bremsstaubpartikel in unmittelbarer Nähe zu ihrem Entstehungsort aufgefangen, so dass keine zu sätzlichen Maßnahmen zur Strömungsführung erforderlich sind. Es genügt vielmehr, das Filterelement an der radialen Außenkante an einer Winkelposition anzuordnen, an der das Filterelement im tangentialen Luftstrom liegt, welcher von der rotierenden Bremsscheibe im Fahrbetrieb des Kraftfahrzeuges erzeugt wird. Der durch die Rotation der Bremsscheibe generierte tangentiale Luftstrom führt den Bremsstaubabrieb mit, der somit ohne weitere Maßnahmen direkt in dem an der radialen Außenkante platzierten Filterelement aufgefangen wird.
Grundsätzlich ist es ausreichend, dass sich das Filterelement lediglich an der radialen Außenkante der Bremsscheibe über ein definiertes, begrenztes Winkelsegment erstreckt, ohne zusätzlich einen Teil der Seitenwand bzw. der Seitenwände der Bremsscheibe zu überdecken. Gemäß einer vorteilhaften Ausführung ist es jedoch zweckmäßig, das Filterelement beispielsweise mit U-förmigem Querschnitt auszubilden und seitliche Bereiche des Filterelementes in Radialrichtung zumindest teilweise an wenigstens einer Seitenwand, vorzugsweise aber an beiden Seitenwänden der Bremsscheibe zu führen. In dieser Ausführung umgreift das Filterelement die Außenkante der Bremsscheibe und erstreckt sich mit seinen seitlichen Abschnitten entlang der beiden gegenüberliegenden Seitenwände der Bremsscheibe. Auf diese Weise ist sichergestellt, dass ein hoher Anteil des Bremsstaubes im Filterelement aufgefangen wird und der Verlust über seitlich divergierende Teilströme möglichst gering gehalten ist.
Für eine optimale Positionierung im Luftstrom, der den Bremsabrieb mitführt, ist das Filterelement gemäß bevorzugter Ausführung einem Bremssattel der Fahrzeug-Radbremse unmittelbar nachgeschaltet, und zwar in Drehrichtung der Bremsscheibe bei Vorwärtsfahrt des Kraftfahrzeuges gesehen. Damit wird zum einen der Transportweg für den Bremsabrieb zwischen dem Ort seiner Entstehung und dem Filterelement auf das kürzestmögliche Maß reduziert. Zum anderen ist es möglich, das Filterelement am Gehäuse des Bremssattels zu befestigen.
Gemäß noch einer weiteren vorteilhaften Ausführung ist vorgesehen, dass das Filterelement in einem Filtergehäuse aufgenommen ist. Das Filtergehäuse dient zum einen zur sicheren Aufnahme und Halterung des Filterelementes, zum anderen wird über das Filtergehäuse die Halterung zu einem fahrzeugseitigen Bauteil, insbesondere dem Bremssattel hergestellt. Außerdem können am Filtergehäuse Strömungsführungsabschnitte ausgebildet sein, die für eine verbesserte Strömungsführung des von der rotierenden Bremsscheibe erzeugten Luftstromes in Richtung auf das Filterelement dienen. Beispielsweise können die Strömungsführungsabschnitte nach Art eines Trichters in Radialrichtung und/oder in Achsrichtung eine vergrößerte Anströmfläche zum Filterelement bilden, so dass auch im Falle eines sich auffächernden Luftstromes ein Großteil der Bremspartikel aufgefangen und dem Filterelement zugeführt wird. Die Strömungsführungsabschnitte können als gegenüber dem Grundkörper des Filtergehäu ses aufgebogene Randabschnitte ausgeführt sein, die einteilig mit dem Filtergehäuse ausgebildet sind.
Das Filtergehäuse besteht zweckmäßig aus Metall, insbesondere Leichtmetall oder aus anderen hochtemperaturbeständigen Werkstoffen, da eine Maximaltemperatur von etwa 600°C auftreten kann. Beispielsweise kann das Filtergehäuse als Drahtgeflecht ausgeführt sein, welches das Filterelement umschließt.
Gemäß noch einer weiteren vorteilhaften Ausführung ist das Filterelement als Formteil bzw. Formfilter ausgebildet, dessen Festigkeit bzw. Struktur ausreichend hoch ist, so dass die Form des Filterelementes auch ohne stützende Maßnahmen beibehalten wird. Daher kann es ausreichend sein, das Filterelement unter Verzicht auf ein Filtergehäuse an seinem Einbauort zu halten, wobei die Halterung entweder unmittelbar über das Material des Filterelementes erfolgt oder aber über ein Stützelement, das das Filterelement nur abschnittsweise durchdringt bzw. mit diesem verbunden ist.
Als Material für das Filterelement kommen verschiedene Werkstoffe in Betracht, die für die Aufnahme des Bremsstaubes geeignet sind. Beispielsweise kann für das Filterelement Sintermetall, Keramikvlies, Metallvlies oder Ähnliches verwendet werden.
Das Filterelement erstreckt sich nur über einen begrenzten Winkelabschnitt der Bremsscheibe, der vorteilhafterweise nicht mehr als 60° beträgt, beispielsweise 45° oder 30°. Es ist aber auch möglich, dass sich das Filterelement über ein größeres Winkelsegment erstreckt, wobei grundsätzlich der gesamte Winkelbereich an der Außenseite der Bremsscheibe in Betracht kommt, der nicht von der die Bremsscheibe beaufschlagenden Bremseinheit eingenommen wird.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Weitere Vorteile und zweckmäßige Ausführungen sind den weiteren Ansprüchen, der Figurenbeschreibung und den Zeichnungen zu entnehmen. Es zeigen:
1 eine perspektivische Ansicht einer Bremsstaubaufnahmevorrichtung, die als Filterelement in einem Filtergehäuse ausgeführt ist und die radiale Außenkante einer Bremsscheibe U-förmig übergreift und unmittelbar benachbart zu einem Bremssattel angeordnet ist,
2 die Bremsstaubaufnahmevorrichtung an der Bremsscheibe in Seitenansicht,
3 eine vergrößerte Darstellung der Bremsstaubaufnahmevorrichtung mit dem im Filtergehäuse aufgenommenen Filterelement,
4 eine weitere perspektivische Darstellung in einer Ansicht von schräg hinten,
5 eine Einzeldarstellung des in einem Drahtgeflecht aufgenommenen und als Formteil ausgeführten Filterelementes.
In den Figuren sind gleiche Bauteile mit gleichen Bezugszeichen versehen.
Ausführungsform(en) der Erfindung
Im Folgenden wird Bezug genommen auf die 1 bis 4. Die Bremsstaubaufnahmevorrichtung 1 ist an einer Fahrzeug-Radbremse 2 angeordnet, mit der ein Fahrzeugrad in einem Kraftfahrzeug abgebremst werden kann. Die Fahrzeug-Radbremse 2 umfasst eine drehbar gelagerte Bremsscheibe 3, die von einem im Fahrzeug festgehaltenen Bremssattel 4 übergriffen wird, wobei im Bremssattel 4 die Bremseinrichtung mit den an die Seitenwände bzw. -flanken der Bremsscheibe 3 anzulegenden Bremsbeläge aufgenommen ist. Bei Betätigung der Fahrzeug-Radbremse 2 legen sich die Bremsbeläge an die Bremsscheibe 3 an, wodurch ein Bremsstaubabrieb entsteht, welcher durch den Luftzug der rotierenden Bremsscheibe in Richtung der Bremsstaubaufnahmevorrichtung 1 geführt wird.
Die Bremsstaubaufnahmevorrichtung 1 umfasst ein Filtergehäuse 5, in welchem ein Filterelement 6 (3) aufgenommen ist. Die Bremsstaubaufnahmevorrichtung 1 ist in Drehrichtung der Bremsscheibe bei Vorwärtsfahrt des Kraftfahrzeuges gesehen unmittelbar dem Bremssattel 4 der Fahrzeug-Radbremse nachgeordnet. Die Bremsstaubaufnahmevorrichtung 1 erstreckt sich über ein definiertes, begrenztes Winkelsegment der Bremsscheibe und ist ebenso wie der Bremssattel fahrzeug- bzw. karosseriefest gehalten. Beispielsweise ist das Filtergehäuse 5 mit dem Bremssattel 4 verbunden.
Die im Luftstrom mitgeführten Bremspartikel werden von dem Filterelement 6 aufgenommen, welches im Filtergehäuse 5 angeordnet ist. Filterelement 6 und Filtergehäuse 5 sind im Querschnitt U-förmig ausgeführt und umgreifen die radiale Außenkante 9 der Bremsscheibe 3. Hierbei erstrecken sich die seitlichen Abschnitte des Filterelementes 6 und auch des Filtergehäuses 5 radial von außen nach innen entlang der Seitenwände 10 und 11 der Bremsscheibe 3. Der die seitlichen Abschnitte des Filterelementes 6 verbindende Bodenabschnitt erstreckt sich in Achsrichtung und ist der Außenkante 9 der Bremsscheibe unmittelbar vorgelagert.
Um einen möglichst großen Anteil der im Luftstrom mitgeführten und vom Bremssattel ausgehenden Bremspartikel erfassen zu können, ist das Filtergehäuse 5 auf der dem Bremssattel 4 zugewandten Seite nach Art eines Trichters aufgeweitet. Hierfür sind am Filtergehäuse 5 aufgebogene Strömungsführungsabschnitte 7 und 8 vorgesehen, wobei ein oberer, sich in Achsrichtung erstreckender Strömungsführungsabschnitt 7 und zwei seitliche, sich in Radialrichtung erstreckende Strömungsführungsabschnitte 8 vorgesehen sind. Die Strömungsführungsabschnitte 7 und 8 sind einteilig mit dem Filtergehäuse 5 ausgeführt, welches zweckmäßigerweise aus Metall besteht, und gegenüber dem Grundkörper des Filtergehäuses nach außen aufgebogen. Dadurch wird die Stirnfläche der Aufnahmeöffnung der Bremsstaubaufnahmevorrichtung vergrößert, so dass entsprechend auch ein größerer Anteil des herangeführten Bremsabriebstromes erfasst werden kann. Entscheidend ist die nahezu dichte Umfassung des Bremssattels 4 mit dem Filtergehäuse 5.
Das Filterelement 6 umgreift die Bremsscheibe 3 U-förmig, ohne jedoch diese zu berühren, so dass auch kein Abrieb des Filterelementes durch den Kontakt mit der Bremsscheibe entstehen kann.
In 5 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel für eine Bremsstaubaufnahmevorrichtung 1 dargestellt. Das Filtergehäuse 5 ist als Drahtgeflecht ausgeführt, das das Filterelement 6 umgreift. An der Außenseite des Drahtgeflechtes ist ein laschenförmiges Befestigungsteil 12 befestigt, über das die Halterung und Verbindung der Bremsstaubaufnahmevorrichtung 1 mit dem fahrzeug- bzw. karosseriefesten Bauteil erfolgt.
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 19643869 C2 [0002]

Claims

Bremsstaubaufnahmevorrichtung für Kraftfahrzeuge zur Aufnahme von Bremsstaub einer Fahrzeug-Radbremse (2) in einer Staubsammeleinrichtung, dadurch gekennzeichnet, dass die Staubsammeleinrichtung als Filterelement (6) ausgebildet ist, das der radialen Außenkante (9) der Bremsscheibe (3) der Fahrzeug-Radbremse (2) vorgelagert ist und sich über einen begrenzten Winkelabschnitt der Bremsscheibe (3) erstreckt.
Bremsstaubaufnahmevorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Filterelement (6) eine Bremsscheiben-Seitenwand (10, 11) zumindest teilweise überdeckt.
Bremsstaubaufnahmevorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Filterelement (6) einen U-förmigen Querschnitt aufweist und sich zumindest abschnittsweise radial entlang beider Bremsscheiben-Seitenwände (10, 11) erstreckt.
Bremsstaubaufnahmevorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Filterelement (6) – in Drehrichtung der Bremsscheibe (3) bei Vorwärtsfahrt gesehen – einem Bremssattel (4) der Fahrzeug-Radbremse (2) nachgeschaltet ist.
Bremsstaubaufnahmevorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Filterelement (6) in einem Filtergehäuse (5) aufgenommen ist.
Bremsstaubaufnahmevorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Filtergehäuse (5) dem Bremsbelag zugewandte, sich in Radialrichtung und/oder Achsrichtung vergrößernde Strömungsführungsabschnitte (7, 8) aufweist.
Bremsstaubaufnahmevorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Filterelement (6) als Formfilter ausgebildet ist.
Bremsstaubaufnahmevorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Filterelement (6) aus Sintermetall, Keramikvlies, Metallvlies oder ähnlichen temperaturbeständigen Materialien besteht.
Bremsstaubaufnahmevorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Filtergehäuse (5) als Drahtgeflecht ausgebildet ist.
Bremsstaubaufnahmevorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass diese keine zusätzliche Absaugung aufweist.