DE102010053879A1

DE102010053879A1 - Sammelvorrichtung für Bremsstaub

Info

Publication number: DE102010053879A1
Application number: DE201010053879
Authority: DE
Inventors: wird später genannt werden Erfinder
Original assignee: KT Projektentwicklungs GmbH
Current assignee: KT Projektentwicklungs GmbH
Priority date: 2010-12-09
Filing date: 2010-12-09
Publication date: 2012-06-14
Also published as: US20140076673A1; EP2668413A1; WO2012076476A1

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Sammelvorrichtung für Bremsstaub einer Scheibenbremse, wobei die Scheibenbremse eine Bremsscheibe, einen Bremssattel und zumindest einen Bremsbelag aufweist, wobei der zumindest eine Bremsbelag auf einer Seite der Bremsscheibe angeordnet ist und die Bremsscheibe in einem ersten Teilbereich in ihrer Hauptachsrichtung überlappt, wobei der zumindest eine Bremsbelag eine Kapselung aufweist, die den zumindest einen Bremsbelag zumindest zum Teil umgibt, sowie eine Scheibenbremse und ein Kraftfahrzeug mit der Sammelvorrichtung.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Sammelvorrichtung für Bremsstaub gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie eine Scheibenbremse mit einer derartigen Sammelvorrichtung für Bremsstaub und ein Kraftfahrzeug mit einer derartigen Sammelvorrichtung für Bremsstaub.
Eine Scheibenbremse ist eine weit verbreitete Bremsenart, die u. a. in Kraftfahrzeugen verwendet wird. Wesentliche Bestandteile einer Scheibenbremse sind eine Bremsscheibe, ein Bremssattel sowie Bremsbeläge. Für den Bremsvorgang werden die Bremsbeläge beispielsweise mittels eines Hubzylinders/Bremszylinders gegen die Bremsscheibe gedrückt, wodurch mittels der Reibwirkung zwischen Bremsbelag und Bremsscheibe einer Bewegung der Bremsscheibe entgegengewirkt wird. Bei diesem Vorgang entsteht aufgrund der hohen Krafteinwirkung ein Abrieb, der sich im Wesentlichen aus dem Material des Bremsbelags zusammensetzt. Der feinkörnige Abrieb verteilt sich zum Teil mit der Umgebungsluft und wird auch Bremsstaub genannt.
Bereits vor einiger Zeit wurde erkannt, dass dieser Bremsstaub negative Auswirkungen auf die Bremsvorrichtung sowie auf die Umgebung hat. So lagert sich der Bremsstaub beispielsweise auf Bauteilen des Kraftfahrzeugs ab, was zum einen aus ästhetischen Gründen unerwünscht ist und zum anderen zu einer oberflächlichen Zerstörung der Bauteile führen kann. Da der Bremsstaub zudem aus teilweise gesundheitsgefährdenden Materialien besteht ist zudem die Abgabe desselben in die Umwelt unerwünscht.
Zur Lösung dieser Probleme offenbart die DE 10 2006 051 972 A1 eine Bremsstaubsammelvorrichtung, in der der entstehende Bremsstaub gesammelt werden soll, damit er weder mit anderen Bauteilen noch mit der Umwelt in Kontakt kommt. Die beschriebene Bremsstaubsammelvorrichtung wird, in der Hauptdrehrichtung der Bremsscheibe gesehen, hinter dem Bremssattel und den Bremsbelägen angeordnet. Neben Bremsstaubeinlassöffnungen weist die Vorrichtung zudem Lufteinlassöffnungen auf, die von den Bremsstaubeinlassöffnungen getrennt sind und durch die die Bremsscheibe gekühlt werden kann.
Es hat sich herausgestellt, dass die zuvor beschriebene Vorrichtung zwar einen Teil des Bremsstaubs aufnimmt, dass aber weiterhin ein Teil des Bremsstaubs insbesondere in Achsrichtung der Bremsscheibe austreten kann.
Es ist daher Aufgabe der Erfindung, eine Vorrichtung bereitzustellen, bei der im Vergleich zum bekannten Stand der Technik das Austreten von Bremsstaub in die Umgebung vermindert wird.
Diese Aufgabe wird mit einer Sammelvorrichtung für Bremsstaub gemäß dem Anspruch 1 gelöst.
Die Aufgabe der Erfindung wird ebenfalls durch eine Scheibenbremse gemäß dem Anspruch 20 sowie einem Kraftfahrzeug gemäß dem Anspruch 22 gelöst.
Vorteilhafte Weiterbildungen sind Gegenstand der jeweiligen Unteransprüche.
Die erfindungsgemäße Sammelvorrichtung für Bremsstaub ist für eine Scheibenbremse vorgesehen, die eine Bremsscheibe, einen Bremssattel sowie zumindest einen Bremsbelag aufweist. Der zumindest eine Bremsbelag ist dabei auf einer Seite der Bremsscheibe angeordnet und überlappt die Bremsscheibe in einem ersten Teilbereich in der Hauptachsrichtung der Bremsscheibe. Unter Hauptachsrichtung ist eine Richtung entlang oder parallel zu der Achse, um die sich die Bremsscheibe dreht, zu verstehen. Beim Bremsvorgang wird der zumindest eine Bremsbelag in einer Richtung parallel zur Hauptachsrichtung der Bremsscheibe auf diese zu gedrückt, wodurch der Bremsbelag und die Bremsscheibe in Kontakt kommen und somit der Bewegung der Bremsscheibe entgegengewirkt wird. Bei der erfindungsgemäßen Sammelvorrichtung für Bremsstaub weist der zumindest eine Bremsbelag eine Kapselung auf, die den Bremsbelag zumindest zum Teil umgibt. Auf diese Weise kann entstehender Bremsstaub bereits an seinem Entstehungsort (dem zumindest einen Bremsbelag) daran gehindert werden, in die Umgebung zu gelangen.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist die Kapselung integraler Bestandteil des Bremssattels. Alternativ ist die Kapselung ein separates Bauteil, welches beweglich an dem Bremssattel angebracht ist und somit relativ zu diesem bewegt werden kann. Bei einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist die Kapselung an dem dazugehörigen Bremsbelag angeordnet.
Vorzugsweise weist die Kapselung einen Kanal auf, durch den der Bremsstaub, nachdem er am Bremsbelag aufgefangen wurde, weggeleitet werden kann. In einer bevorzugten Ausführungsform weist die Sammelvorrichtung eine oder mehrere Kammern auf, in die der Bremsstaub, vorzugsweise durch den Kanal, geleitet wird. In der/den Kammer/n können Lamellen und/oder eine Filtereinrichtung vorhanden sein, die dazu beitragen, dass der Bremsstaub in der Kammer verbleibt und nicht, zum Beispiel durch einen Luftstrom, wieder aus der Kammer hinausgelangt.
Um zu ermöglichen, dass die Bremsbeläge trotz der Kapselung auf möglichst einfache Weise in Richtung der Bremsscheibe gedrückt werden können, weist die Kapselung bei einer vorteilhaften Weiterbildung Ausnehmungen auf. Dabei ist es möglich, dass eine Betätigungseinrichtung durch die Ausnehmungen auf den Bremsbelag einwirken und diesen somit zur Bremsscheibe hin bewegen kann und dass alternativ oder zusätzlich Führungselemente des Bremsbelags durch diese Ausnehmungen aus der Kapselung hinausgeführt sind. Vorteilhafterweise werden die Führungselemente des Bremsbelages von und in der Kapselung geführt, so dass eine möglichst gleichmäßige Bewegung des Bremsbelags zur Bremsscheibe hin ermöglicht wird. Die Ausnehmungen sind vorzugsweise für einen Bremszylinder und/oder Teile des Bremssattels vorgesehen. Dabei ist es besonders vorteilhaft, wenn die Ausnehmungen eine Grundform aufweisen, die der Grundform des durch sie führenden Objekts entspricht oder zumindest ähnlich ist. Auf diese Weise verbleibt nur ein geringer Spalt durch den Bremsstaub austreten kann. Alternativ oder zusätzlich zu den Ausnehmungen sind Führungsschienen vorgesehen, in denen die Führungselemente eines Bremsbelags geführt werden.
Um den Austritt von Bremsstaub in die Umgebung weiter zu vermindern, ist bei einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung wenigstens eine Dichtung vorgesehen, die insbesondere im Bereich der Ausnehmungen vorgesehen werden und den oben beschriebenen Spalt abdichten. Vorteilhafterweise kann diese wenigstens eine Dichtung eine Gummidichtung, eine keramische Dichtung oder eine Bürstendichtung sein.
Da sich ein Teil des Bremsstaubs auch auf der Bremsscheibe ablagern kann, ist bei einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung wenigstens ein Abstreiferelement vorgesehen, welches den Bremsstaub zumindest teilweise von der Bremsscheibe entfernt und in die Kapselung hineinführt. Auf diese Weise kann verhindert werden, dass sich auf der Bremsscheibe abgelagerter Bremsstaub außerhalb der Kapselung von der Bremsscheibe löst und in die Umgebung austritt. Das zumindest eine Abstreiferelement kann dabei vorteilhafterweise als Abstreiferbleich und/oder Abstreiferbürste ausgebildet sein. Die Abstreiferbürste besteht dabei wiederum vorteilhafterweise im Wesentlichen aus Kobalt. Die Abstreiferelemente können sowohl im Bereich des Bremssattels als auch außerhalb, beispielsweise im Bereich der/den Kammer/n, angeordnet sein.
Bei einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist zwischen der Kapselung und dem Bremssattel wenigstens eine Druckfeder angeordnet, die die Kapselung in Richtung der Bremsscheibe drückt. Diese Druckfeder wirkt sich ebenfalls vorteilhaft auf die Entfernung des Bremsstaubs von der Bremsscheibe aus und wird insbesondere in Kombination mit den Abstreiferelementen als besonders vorteilhaft angesehen. Somit ist bei einer bevorzugten Ausführung der erfindungsgemäßen Sammelvorrichtung die Kapselung derart bemessen, dass bremsscheibenseitig zwischen der Kapselung und der Bremsscheibe ein geringer Spalt verbleibt oder die Kapselung unter geringem Druck an der Bremsscheibe anliegt. Dabei ist es ebenfalls möglich, dass die Kapselung nur teilbereichsweise an der Bremsscheibe anliegt. Insbesondere kann die Kapselung im Bereich der Abstreiferelemente an der Bremsscheibe anliegen während in anderen Bereichen ein Spalt verbleibt oder der Anpressdruck geringer ist als im Bereich der Abstreiferelemente.
Aufgrund der bei einem Bremsvorgang durch Reibung entstehende Hitze kann es vorteilhaft sein, wenn zur Bremsscheibe weisende Kanten oder Bereiche der Kapselung aus einer Keramik oder einem hitzebeständigen Metall oder einem hitzebeständigen Kunststoff bestehen oder alternativ mit einer Keramik oder einem hitzebeständigen Metall oder einem hitzebeständigen Kunststoff beschichtet sind.
Bei einer vorteilhaften Weiterbildung ist die Sammelvorrichtung so angeordnet, dass sie die Bremsscheibe in einem zweiten Teilbereich in Hauptachsrichtung der Bremsscheibe überlappt. Auf diese Weise wird eine kompakte Konstruktion und eine verbesserte Aufnahme von Bremsstaub in die Sammelvorrichtung ermöglicht. Vorteilhafterweise ist die Sammelvorrichtung dabei in einer Drehrichtung hinter dem Bremssattel angeordnet.
Eine erfindungsgemäße Scheibenbremse weist eine erfindungsgemäße Sammelvorrichtung für Bremsstaub auf und ist vorteilhafterweise in Schwimmsattelbauweise ausgebildet. Ein erfindungsgemäßes Kraftfahrzeug weist eine erfindungsgemäße Sammelvorrichtung für Bremsstaub auf.
Die Erfindung wird anhand von Zeichnungen beispielhaft erläutert, es zeigen dabei:
1: eine Scheibenbremse mit einer Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Sammelvorrichtung für Bremsstaub im Teilschnitt;
2: eine Scheibenbremse mit einer Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Sammelvorrichtung für Bremsstaub von der Seite des Bremszylinders gesehen;
3: die Scheibenbremse der 2 von der gegenüberliegenden Seite gesehen;
4: eine Kapselung einer erfindungsgemäßen Sammelvorrichtung für Bremsstaub;
5: eine Scheibenbremse mit einer Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Sammelvorrichtung für Bremsstaub in einer teilgeschnittenen Ansicht quer zur Hauptachsrichtung der Bremsscheibe.
Die in der 1 dargestellte Scheibenbremse 1 weist eine Bremsscheibe 2, einen Bremssattel 3 sowie zwei Bremsbeläge 6 auf, wobei von den Bremsbelägen 6 nur einer sichtbar ist. Die Bremsbeläge 6 überlappen die Bremsscheibe 2 in einem ersten Teilbereich 4. Eine erfindungsgemäße Sammelvorrichtung für Bremsstaub der Scheibenbremse 1 weist eine Kapselung 10 auf, die die Bremsbeläge 6 umgibt. In der 1 ist die Kapselung zum Teil „weggeschnitten”, damit man den darunter liegenden Bremsbelag 6 sowie weitere Details erkennen kann.
Der Bremsbelag 6 weist zwei Führungselemente 17 auf, die in Ausnehmungen 12 der Kapselung 10 geführt werden. In einer Drehrichtung D ist eine Kammer 8 vorgesehen, die die Bremsscheibe 2 in einem zweiten Teilbereich 5 überlappt. Der Bremsstaub kann beim Bremsvorgang in die Kammer 8 geleitet werden und sich dort ablagern.
Die 2 zeigt die gleiche Ansicht einer Scheibenbremse wie die 1, wobei die Kapselung 10 in diesem Fall nicht weggeschnitten wurde. Es ist somit gezeigt, dass die Kapselung 10 eine Ausnehmung 12 aufweist, durch die ein Bremszylinder 13 einwirken kann. Der (Rand-)Bereich der Ausnehmung 12, der nicht durch den Kolben des Bremszylinders 13 abgedeckt ist, ist mittels einer Dichtung 14 abgedichtet, so dass entstehender Bremsstaub nicht aus der Kapselung 10 austreten kann.
Die 3 zeigt die gleiche Ausführungsform der Sammelvorrichtung für Bremsstaub gemäß 2 aus der gegenüberliegenden Ansicht. Die Kapselung 10 der Sammelvorrichtung für Bremsstaub weist auf dieser Seite eine Ausnehmung 12 für Teile des Bremssattels 3 auf. Auch hier ist eine Dichtung 14 vorgesehen, die den Spalt zwischen der Ausnehmung 12 und dem Bremssattel 3 abdichtet. Die Scheibenbremse 1 der hier gezeigten Ausführungsform ist in Schwimmsattelbauweise aufgebaut. Das bedeutet, dass der Bremszylinder 13 beim Bremsvorgang Druck ausübt und sich dabei auf einem auf der gegenüberliegenden Seite der Bremsscheibe 2 liegenden Teil des Bremssattels 3 abstützt. Die Bremsscheibe 2 wird dabei auf beiden Seiten von jeweils einem Bremsbelag 6 in ihrer Bewegung gehemmt. Der dabei entstehende Bremsstaub wird durch die Kapselung 10 aufgefangen und durch die Drehrichtung D in die Kammer 8 der Sammelvorrichtung geleitet.
Die 4 zeigt einen Bremsbelag 6, mit der diese umgebenden Kapselung 10. Die Kapselung weist zum einen eine Ausnehmung 12 und zum andern eine Führungsschiene 7 auf, in denen Führungselemente 17 des Bremsbelags 6 geführt werden. Zudem weist die Kapselung 10 einen Kanal 11 auf, mittels dem am Bremsbelag entstehender Bremsstaub von dem Bremsbelag 6 weggeführt wird. Der Kanal 11 führt im betriebsgemäßen Zustand in eine Kammer 8 (nicht dargestellt) der Sammelvorrichtung für Bremsstaub.
Die in 5 gezeigte Scheibenbremse 1 weist eine erfindungsgemäße Sammelvorrichtung für Bremsstaub auf. Die Sammelvorrichtung umfasst zwei Kapselungen 10, jeweils eine Kapselung 10 auf einer jeden Seite einer Bremsscheibe 2. Bei einem betriebsgemäßen Bremsvorgang wird entstehender Bremsstaub von den Kapselungen 10 aufgefangen und dann über Kanäle 11 in Kammern 8 geleitet. In den Kammern 8 sind jeweils Lamellen 9 vorhanden. Diese Lamellen 9 sind so angeordnet, dass der Bremsstaub zwar ohne Weiteres in die Kammern 8 eintreten, aber nicht mehr aus diesen hinaustreten kann. Auf diese Weise wird der Bremsstaub in den Kammern 8 gehalten. In den Kammern 8 vorhandener Bremsstaub kann beispielsweise von Zeit zu Zeit manuell entfernt werden. Hierzu sind die Kammern 8 lösbar an den Kapselungen 10 oder den Kanälen 11 angeordnet.
Bezugszeichenliste

1: Scheibenbremse
2: Bremsscheibe
3: Bremssattel
4: erster Teilbereich
5: zweiter Teilbereich
6: Bremsbelag
7: Führungsschiene
8: Kammer
9: Lamellen
10: Kapselung
11: Kanal
12: Ausnehmung
13: Bremszylinder
14: Dichtung
17: Führungselemente
D: Drehrichtung

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102006051972 A1 [0004]

Claims

Sammelvorrichtung für Bremsstaub einer Scheibenbremse (1), wobei die Scheibenbremse (1) eine Bremsscheibe (2), einen Bremssattel (3) und zumindest einen Bremsbelag (6) aufweist, wobei der zumindest eine Bremsbelag (6) auf einer Seite der Bremsscheibe (2) angeordnet ist und die Bremsscheibe (2) in einem ersten Teilbereich (4) in ihrer Hauptachsrichtung überlappt, dadurch gekennzeichnet, dass der zumindest eine Bremsbelag (6) eine Kapselung (10) aufweist, die den zumindest einen Bremsbelag (6) zumindest zum Teil umgibt.
Sammelvorrichtung für Bremsstaub nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kapselung (10) integraler Bestandteil des Bremssattels (3) ist.
Sammelvorrichtung für Bremsstaub nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kapselung (10) ein separates Bauteil ist.
Sammelvorrichtung für Bremsstaub nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kapselung (10) relativ zu dem Bremssattel (3) beweglich ist.
Sammelvorrichtung für Bremsstaub nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kapselung (10) wenigstens einen Kanal (11) aufweist, durch den am Bremsbelag (6) entstehender Bremsstaub weggeleitet wird.
Sammelvorrichtung für Bremsstaub nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kapselung (10) wenigstens eine Ausnehmungen (12) für eine Betätigungseinrichtung zum Bewegen des Bremsbelages (6) zur Bremsscheibe (2) hin und/oder für Führungselemente (17) des Bremsbelags (6) aufweist.
Sammelvorrichtung für Bremsstaub nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Führungselemente (17) von der Kapselung (10) geführt werden, insbesondere mittels Führungsschienen (7).
Sammelvorrichtung für Bremsstaub nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausnehmungen (12) für einen Bremszylinder (13) und/oder Teile des Bremssattels (3) vorgesehen sind.
Sammelvorrichtung für Bremsstaub nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine Dichtung (14) vorgesehen ist, die einen Austritt von Bremsstaub durch die Ausnehmungen (12) verhindert, wobei die Dichtung (14) insbesondere eine Gummidichtung, eine keramische Dichtung oder eine Bürstendichtung ist.
Sammelvorrichtung für Bremsstaub nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kapselung (10) wenigstens ein Abstreiferelement (9) aufweist, das den Bremsstaub zumindest teilweise von der Bremsscheibe (2) in die Kapselung (10) führt, wobei das Abstreiferelement insbesondere als Abstreiferblech und/oder als, insbesondere aus Kobalt bestehende, Abstreiferbürste ausgebildet ist.
Sammelvorrichtung für Bremsstaub nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Kapselung (10) und dem Bremssattel (3) wenigstens eine Druckfeder angeordnet ist, die die Kapselung (10) in Richtung der Bremsscheibe (2) drückt.
Sammelvorrichtung für Bremsstaub nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kapselung (10) derart bemessen ist, dass bremsscheibenseitig zwischen der Kapselung (10) und der Bremsscheibe (2) ein geringer Spalt verbleibt oder die Kapselung (10) unter geringem Druck an der Bremsscheibe (2) anliegt oder teilbereichsweise anliegt.
Sammelvorrichtung für Bremsstaub nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zur Bremsscheibe weisende Kanten oder Bereiche der Kapselung (10) aus einer Keramik oder einem hitzebeständigen Metall oder einem hitzebeständigen Kunststoff bestehen oder mit einer Keramik oder einem hitzebeständigen Metall oder einem hitzebeständigen Kunststoff beschichtet sind.
Sammelvorrichtung für Bremsstaub nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Sammelvorrichtung die Bremsscheibe (2) in einem zweiten Teilbereich (5) in ihrer Hauptachsrichtung überlappt.
Sammelvorrichtung für Bremsstaub nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Sammelvorrichtung zumindest teilweise in einer Drehrichtung (D) hinter dem Bremssattel angeordnet ist.
Sammelvorrichtung für Bremsstaub nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Sammelvorrichtung auf jeder Seite der Bremsscheibe zumindest eine Kammer (8) aufweist, in der der Bremsstaub gesammelt wird.
Sammelvorrichtung für Bremsstaub nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass in der zumindest einen Kammer (8) Lamellen (9) und/oder eine Filtereinrichtung vorhanden ist.
Scheibenbremse, insbesondere in Schwimmsattelbauweise, mit einer Sammelvorrichtung für Bremsstaub nach einem der vorhergehenden Ansprüche.
Kraftfahrzeug mit einer Sammelvorrichtung für Bremsstaub nach einem der Ansprüche 1 bis 17.