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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Bremsstaubablenkungsverfahren zur Verhinderung unerwünschter Anlagerungen von Bremsstaub, insbesondere an Felgen eines Kraftfahrzeugs.
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Vorrichtungen und Verfahren zum Einfangen von an Kraftfahrzeugen entstehenden Bremsstaubpartikeln sind bekannt. So zeigt
DE 602 24 858 T2 eine elektrostatische Bremsstaub-Sammeleinrichtung, in welcher eine geladene Sammlerplatte Bremsen-Schwebestaubpartikel in unmittelbarer Nähe einer Bremsenreibkontaktfläche einer Fahrzeugbremseneinheit einfängt.
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WO 99/01325 zeigt eine Bremsvorrichtung für Fahrzeuge und ein Verfahren, wobei mittels eines elektromagnetischen Kollektors Verunreinigungen gesammelt werden, die sich beim Bremsen bilden.
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DE 20 2005 017 472 U1 offenbart eine Bremsstaubabsorptionsanlage, die Bremsstaub mittels einer Nass-Trockensaugkomponente einsaugt und in einem Filtersystem speichert. Ein Elektromagnet zieht dabei metallischen Abrieb der Bremsbeläge sowie der Bremsscheibe zum Sauger.
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DE 20 2007 000 246 U1 zeigt eine Bremsstaubaufnahmevorrichtung für Kraftfahrzeuge mit einer Luftstromerzeugungseinrichtung zur Erzeugung eines Luftstroms, welcher Bremsteile einer Fahrzug-Radbremse erfasst und Bremsstaub der Radbremse einer Staubsammeleinrichtung zuführt.
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Die bekannten Vorrichtungen und Verfahren bieten lediglich das Sammeln des Bremsstaubs an, was zusätzliche Wartungstätigkeiten und/oder Reinigungsvorrichtungen bedingt, mit denen der eingefangene Bremsstaub von den Sammeleinrichtungen entfernt wird.
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Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Verfahren der oben genannten Art hinsichtlich der Wartungsfreundlichkeit und des Reinigungsaufwands zu verbessern.
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Gelöst wird diese Aufgabe mit einem Bremsstaubablenkungsverfahren nach Anspruch 1 sowie einem Kraftfahrzeug nach Anspruch 9. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben und in der Beschreibung beschrieben.
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Bei dem erfindungsgemäßen Bremsstaubablenkungsverfahren werden während eines Bremsvorgangs eines Kraftfahrzeugs Bremsstaubablenkungsmaßnahmen durchgeführt. Erfindungsgemäß wird dabei zumindest ein Kraftfeld erzeugt, welches durch den Bremsvorgang entstehenden Bremsstaub beeinflußt. Gleichzeitig wird zumindest eine Felge des Kraftfahrzeugs elektrostatisch geladen, um den Bremsstaub abzustoßen. Zudem wird gleichzeitig zumindest ein Luftstrom erzeugt, in den hinein das Kraftfeld den Bremsstaub lenkt, und mit dem der Bremsstaub dann in eine Umgebung des Kraftfahrzeugs geleitet wird.
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Vorteilhaft muß der Bremsstaub nicht mehr gesammelt werden. Daher muß es auch keine Sammeleinrichtung in Form eines Behälters oder eines Magneten geben, an dem die Bremspartikel haften. Auch ein Säubern dieser Sammeleinrichtung in regelmäßigen Abständen kann damit entfallen. Ein Anlagern des Bremsstaubs an der Felge und dadurch verursachte aufwendige Reinigungsmaßnahmen können vermieden werden.
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In einer vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Bremsstaubablenkungsverfahrens ist vorgesehen, dass zumindest ein Teil des Luftstroms aus dem Fahrtwind des Kraftfahrzeugs generiert wird.
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Die Erzeugung des Luftstroms kann damit sehr effizient gestaltet werden. Das Kraftfahrzeug wird nur Bremsstaub erzeugen, wenn es aus einer Geschwindigkeit > 0 abgebremst wird. Fahrtwind ist somit bei jedem relevanten Bremsvorgang vorhanden.
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In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Bremsstaubablenkungsverfahrens ist vorgesehen, dass zumindest ein Teil des Luftstroms durch Drehen eines Rades des Kraftfahrzeugs erzeugt wird.
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Die Erzeugung des Luftstroms kann auch mit dieser Ausgestaltung sehr effizient gestaltet werden. Das Kraftfahrzeug wird nur Bremsstaub erzeugen, wenn drehende Räder abgebremst werden. Drehende Räder stehen somit bei jedem relevanten Bremsvorgang zur Verfügung.
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In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Bremsstaubablenkungsverfahrens ist vorgesehen, dass eine Stärke und/oder Richtung zumindest eines Teils des Luftstroms in Abhängigkeit von einer Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs erzeugt wird.
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Damit ist es möglich, auf die unterschiedlichen aerodynamischen Gegebenheiten bei unterschiedlichen Geschwindigkeiten zu reagieren. Gegebenenfalls bei bestimmten Geschwindigkeiten auftretende störende Luftströmungen, die von anderen Fahrzeugteilen verursacht werden, können so mit einem stärkeren Luftstrom ausgeglichen werden. Zudem ist bei höheren Geschwindigkeiten mit einer größeren Rate an entstehendem Bremsstaub zu rechnen. Diese erhöhte Bremsstaubmenge beziehungsweise Bremsstaublast kann so mit einem erhöhten Luftstromfluß abtransportiert werden.
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In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Bremsstaubablenkungsverfahrens ist vorgesehen, dass eine Stärke zumindest eines Teils des Kraftfelds in Abhängigkeit von einer Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs erzeugt wird.
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Auch mit dieser Maßnahme ist es möglich, auf die unterschiedlichen aerodynamischen Gegebenheiten bei unterschiedlichen Geschwindigkeiten zu reagieren. Gegebenenfalls bei bestimmten Geschwindigkeiten auftretende störende Luftströmungen, die von anderen Fahrzeugteilen verursacht werden, können so mit einem stärkeren Kraftfeld ausgeglichen werden. Zudem ist bei höheren Geschwindigkeiten mit einer größeren Rate an entstehendem Bremsstaub zu rechnen. Diese erhöhte Bremsstaublast kann so mit einem stärkeren Kraftfeld abgelenkt werden.
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In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Bremsstaubablenkungsverfahrens ist vorgesehen, dass eine Stärke und/oder Richtung zumindest eines Teils des Luftstroms in Abhängigkeit von einer Verzögerung des Kraftfahrzeugs erzeugt wird.
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Da bei stärkeren Verzögerungen mit einer höheren Bremsstaublast zu rechnen ist, kann ein stärkerer Luftstrom mehr Bremsstaubpartikel pro Zeit aufnehmen und wegleiten.
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In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Bremsstaubablenkungsverfahrens ist vorgesehen, dass eine Stärke zumindest eines Teils Kraftfelds in Abhängigkeit von einer Stärke einer Verzögerung des Kraftfahrzeugs erzeugt wird.
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Da bei stärkeren Verzögerungen mit einer höheren Bremsstaublast zu rechnen ist, kann ein stärkeres Kraftfeld mehr Bremsstaubpartikel pro Zeit in den Luftstrom lenken.
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Vorteilhaft kann es auch sein, die Stärke des Kraftfeldes in Abhängigkeit des Verschleißes von Bremsbelag bzw. Bremsscheibe anzupassen.
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Das erfindungsgemäße Kraftfahrzeug umfasst eine Bremsanlage und eine Bremsstaubablenkungsanlage. Die Bremsstaubablenkungsanlage umfasst zumindest einen Kraftfelderzeuger zum Erzeugen eines Kraftfelds an der Bremsanlage, zumindest eine Luftstromeinheit zur Erzeugung eines Luftstroms durch ein Radhaus und/oder eine Felge des Kraftfahrzeugs hindurch und zumindest eine Elektrostatikeinheit zum elektrostatischen Aufladen der Felge.
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Vorteilhaft ist hiermit ein Kraftfahrzeug bereitgestellt, welches das erfindungsgemäße Bremsstaubablenkungsverfahren ausführen kann. Die Felgen des Kraftfahrzeugs sind dadurch vor Bremsstaubablagerungen geschützt.
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In einer vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugs ist vorgesehen, dass die Luftstromeinheit die Felge zur Erzeugung zumindest eines Teils des Luftstroms umfaßt.
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Vorteilhaft kann damit entsprechend des erfindungsgemäßen Bremsstaubablenkungsverfahrens die Drehung des Rades zusätzlich genutzt werden. Ein quer zur Fahrtrichtung gerichteter Luftstrom ist damit vorteilhaft erzeugbar.
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird anhand der Zeichnungen und der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.
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1 zeigt in einer Prinzipskizze ein erfindungsgemäßes Bremsstaubablenkungsverfahren an einem Kraftfahrzeug.
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2 zeigt in einer Prinzipskizze ein Detail des Bremsstaubablenkungsverfahrens.
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In 1 ist ein erfindungsgemäßes Bremsstaubablenkungsverfahren 10 an einem erfindungsgemäßen Kraftfahrzeug 12 dargestellt. Das Kraftfahrzeug 12 umfaßt dazu erfindungsgemäß neben einer Bremsanlage 13 eine nahe der Bremsanlage 13 positionierte Bremsstaubablenkungsanlage 14. Die Bremsstaubablenkungsanlage 14 führt das erfindungsgemäße Bremsstaubablenkungsverfahren 10 aus. Die Bremsanlage 13 entspricht dabei einer üblichen Reibungsbremse nach dem Stand der Technik, beispielsweise einer Scheibenbremse. Die Bremsstaubablenkungsanlage 14 ist in der Nähe der Bremsanlage 13 positioniert. Pro Rad des Kraftfahrzeugs 12 kann erfindungsgemäß eine Bremsstaubablenkungsanlage 14 angeordnet sein.
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Das erfindungsgemäße Bremsstaubablenkungsverfahren 10 verläuft zeitgleich zu einem Bremsvorgang 11 des Kraftfahrzeugs 12, während im Bremsvorgang 11 zwischen einem Betätigen 30 der Bremsanlage 13 und einem Lösen 32 der Bremsanlage 13 Bremsstaub 31 entsteht. Das erfindungsgemäße Bremsstaubablenkungsverfahren 10 startet 20 bevorzugt mit dem Betätigen 30 der Bremsanlage 13 und endet 22 insbesondere mit dem Lösen 32 der Bremsanlage 13. Zwischen dem Start 20 und dem Ende 22 des Bremsstaubablenkungsverfahrens 10 werden insbesondere drei Bremsstaubablenkungsmaßnahmen 21 durchgeführt. Die einzelnen Bremsstaubablenkungsmaßnahmen 21 sind in der 2 dargestellt.
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Die Bremsstaubablenkungsanlage 14 des erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugs 12 weist zumindest einen Kraftfelderzeuger 15 und zumindest eine Luftstromeinheit 16 und zumindest eine Elektrostatikeinheit 18 auf. Pro Rad des Kraftfahrzeugs 12 können auch mehrere Kraftfelderzeuger 15, Luftstromeinheiten 16 und/oder Elektrostatikeinheiten 18 vorgesehen sein.
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Der zumindest eine Kraftfelderzeuger 15 ist derart ausgestaltet, dass er ein Kraftfeld erzeugen 23 kann. Das Kraftfeld kann erfindungsgemäß ein Magnetfeld und/oder ein elektrisches Feld sein. Zur Erzeugung 23 eines Magnetfelds umfasst der Kraftfelderzeuger 15 wenigstens einen Elektromagneten und/oder einen Permanentmagneten. Zur Erzeugung 23 eines elektrischen Kraftfelds umfaßt der Kraftfelderzeuger 15 zumindest einen geladenen Körper. Ist das Kraftfeld ein elektrisches Feld, so ist dieses erfindungsgemäß insbesondere ein inhomogenes elektrisches Feld. Die Bremsstaubablenkungsanlage 14 kann erfindungsgemäß auch mehrere unterschiedliche Kraftfelderzeuger 15 aufweisen, die ausgebildet sind, unterschiedliche Arten von Kraftfeldern zu erzeugen. Kombinationen aus elektrischen und magnetischen Feldern sind erfindungsgemäß denkbar. In jedem Fall ist das zumindest eine Kraftfeld in der Weise ausgelegt, dass der Bremsstaub 31 in eine Richtung von einer Felge des Kraftfahrzeugs weg gelenkt wird. Zumindest ein Kraftfeld wirkt bis in einen Raum hinein, in dem die Bremsanlage 13 angeordnet ist und wo der Bremsstaub 31 entsteht.
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Dazu ist der Kraftfelderzeuger 15 unmittelbar neben der Bremsanlage 13 oder im Radkasten des entsprechenden Rades angeordnet.
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Die zumindest eine Luftstromeinheit 16 der Bremsstaubablenkungsanlage 14 ist derart gestaltet, dass sie einen gezielten Luftstrom erzeugen 24 kann. Dazu nutzt die Luftstromeinheit 16 erfindungsgemäß insbesondere den Fahrtwind des Kraftfahrzeugs 12 und leitet diesen gezielt durch das jeweilige Radhaus und/oder die Felge des Kraftfahrzeugs 12. Die Luftstromeinheit 16 kann dazu Luftleitelemente, insbesondere auch in ihrer Ausrichtung steuerbare Luftleitelemente aufweisen. Die Luftleitelemente können auch als Bremsstaubbarriere dienen. In besonderer Ausgestaltung der Bremsstaubablenkungsanlage 14 kann auch das Rad, insbesondere die Felge, selbst als Luftleitelement ausgestaltet sein, indem es Formelemente aufweist, die bei einer Drehung des Rades einen Luftstrom erzeugen. Diese Formelemente können beispielsweise schaufelartig ausgeführt sein. Auch diese Formelemente können erfindungsgemäß in ihrer Ausrichtung steuerbar sein.
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Die zumindest eine Elektrostatikeinheit 18 der Bremsstaubablenkungsanlage 14 ist derart gestaltet, zumindest die Felge eines Rades des Kraftfahrzeugs 12 elektrostatisch aufzuladen 25. Die Felge wird dabei erfindungsgemäß gleichnamig geladen wie die Bremsstaubpartikel des Bremsstaubs 31. Der Bremsstaub wird dadurch von der Felge abgestoßen und eine Anlagerung des Bremsstaubs 31 an der Felge wird verhindert.
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Gesteuert werden die verschiedenen Elemente 15, 16, 18 der Bremsstaubablenkungsanlage 14 von einer nicht dargestellten Steuereinheit. Diese Steuereinheit kann erfindungsgemäß in einer Steuereinheit des Kraftfahrzeugs 12 integriert sein.
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In dem erfindungsgemäßen Bremsstaubablenkungsverfahren 10 werden gleichzeitig das Kraftfeld erzeugt 23 und der Luftstrom erzeugt 24 und die Felge elektrostatisch geladen 25. Das Kraftfeld lenkt 40 den beim Bremsvorgang entstehenden Bremsstaub 31 ab, hinein in den Luftstrom. Der Luftstrom leitet 41 den Bremsstaub 31 dann in die Umgebung 17 des Kraftfahrzeugs 12. Gleichzeitig sorgt die elektrostatische Aufladung der Felge für ein Abstoßen des Bremsstaubs 31. Erfindungsgemäß kann das wenigstens eine Kraftfeld zeitgleich mit dem Lösen 32 der Bremsanlage 13 abgeschaltet werden. Das Kraftfeld muß erfindungsgemäß nur dann aktiv sein, wenn gebremst wird.
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Das Kraftfeld kann erfindungsgemäß auch dynamisch geändert werden, so dass es an verschiedene Faktoren, wie die Fahrzeuggeschwindigkeit und damit einhergehende aerodynamische Änderungen angeglichen wird. Auch eine Anpassung an unterschiedliche Bremsstaublasten in Abhängigkeit der Verzögerung des Kraftfahrzeugs 12 kann damit erfolgen. So ist es erfindungsgemäß denkbar, dass in Abhängigkeit von der Fahrzeuggeschwindigkeit und/oder der Verzögerung die Luftleitelemente der Luftstromeinheit verstellt werden und/oder die Stärke des Kraftfeldes variiert wird. Der Luftstrom und/oder die Kraftfeldstärke werden bei erhöhtem Aufkommen an Bremsstaub 31 ebenfalls erhöht. So lassen sich für jeden Geschwindigkeitsbereich und für jede Bremsstaublast optimale Ergebnisse erzielen.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Bremsstaubablenkungsverfahren
- 11
- Bremsvorgang
- 12
- Kraftfahrzeug
- 13
- Bremsanlage
- 14
- Bremsstaubablenkungsanlage
- 15
- Kraftfelderzeuger
- 16
- Luftstromeinheit
- 17
- Umgebung
- 18
- Elektrostatikeinheit
- 20
- Start
- 21
- Bremsstaubablenkungsmaßnahmen werden durchgeführt
- 22
- Ende
- 23
- Kraftfeld wird erzeugt
- 24
- Luftstrom wird erzeugt
- 25
- Felge wird elektrostatisch aufgeladen
- 30
- Bremsanlage wird betätigt
- 31
- Bremsstaub
- 32
- Bremsanlage wird gelöst
- 40
- Ablenken des Bremsstaubs
- 41
- Wegleiten des Bremsstaubs
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 60224858 T2 [0002]
- WO 99/01325 [0003]
- DE 202005017472 U1 [0004]
- DE 202007000246 U1 [0005]
