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Technisches Gebiet
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Die Erfindung bezieht sich auf einen Bremsstaubpartikelfilter für eine Bremsscheibenanordnung, mit einem eine Bremsscheibe teilweise umgreifenden Filtergehäuse und mindestens einen im Filtergehäuse aufgenommenen Filtermediumkörper.
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Stand der Technik
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In der
DE 10 2012 016 835 A1 wird ein Bremsstaubpartikelfilter für eine Bremsscheibenanordnung beschrieben, mit dem Bremsabrieb, welcher bei einem Bremsvorgang durch die Reibung zwischen Bremsscheibe und Bremsbelag entsteht, aufgefangen wird. Der partikelförmige Bremsabrieb wird in dem durch die rotierende Bremsscheibe verursachten Luftstrom mitgerissen und im Bremsstaubpartikelfilter aufgefangen und eingelagert. Der Bremsstaubpartikelfilter weist ein Filtergehäuse auf, das die Bremsscheibe an deren Außenseite über ein Winkelsegment kleiner als 180° umgreift. Das geschlossen ausgeführte Filtergehäuse ist an einem Bremssattel der Scheibenbremse angeordnet und nimmt als Filtermittel einen Filtermediumkörper auf, der der Form des Filtergehäuses folgend eine U-förmige Querschnittsform aufweist und die Außenkante der Bremsscheibe umgreift.
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Offenbarung der Erfindung
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, mit einfachen konstruktiven Maßnahmen einen Bremsstaubpartikelfilter für eine Bremsscheibenanordnung so auszubilden, dass die thermische Belastung reduziert ist.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den Merkmalen des Anspruches 1 gelöst.
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Der erfindungsgemäße Bremsstaubpartikelfilter kann in Kraftfahrzeugen zur Aufnahme von Bremsstaub eingesetzt werden, der bei einer Betätigung der Fahrzeugbremse durch Reibung zwischen Bremsscheibe und Bremsbelag anfällt. Der Bremsstaubpartikelfilter kann auf die Bremsscheibe der Bremsscheibenanordnung aufgesetzt werden und mit einem Bremssattel oder Bremssattelhalter der Bremsscheibe verbunden werden. Der Bremsstaubpartikelfilter weist ein gekrümmtes Filtergehäuse auf, das sich insbesondere über ein begrenztes Winkelsegment erstreckt. Der Bremsstaubpartikelfilter umgreift im montierten Zustand die einen Kreis bildende Außenseite der Bremsscheibe und nimmt Bremsstaub, der bei einem Bremsvorgang entsteht und in einem Luftstrom mitgerissen wird, auf. Das Filtergehäuse des Bremsstaubpartikelfilters ist in der Weise an der Bremsscheibe angeordnet, dass die gekrümmte Außenseite des Filtergehäuses konzentrisch zum kreisförmigen Außenrand der Bremsscheibe verläuft, jedoch radial weiter außen liegt. Im Filtergehäuse ist ein Filtermediumkörper, gegebenenfalls mehrere einzelne Filtermediumkörper aufgenommen, in dem bzw. denen sich der Bremsstaub ablagert.
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Der erfindungsgemäße Bremsstaubpartikelfilter weist ein Filtergehäuse auf, das mindestens zweiteilig mit einem ersten Gehäuseteil und einem zweiten Gehäuseteil aufgebaut ist. Die beiden Gehäuseteile sind fest miteinander verbunden und liegen in der Weise beabstandet zueinander, dass auf ihrer radialen Außenseite ein axialer Luftspalt die Gehäuseteile trennt. Die radiale Außenseite der Gehäuseteile ist vorzugsweise gekrümmt, insbesondere teilkreisförmig ausgebildet. Die Begriffe „radial“ und „axial“ beziehen sich hierbei auf die Rotationsachse der Bremsscheibe.
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Der Luftspalt ermöglicht es, dass im Betrieb ein Luftstrom radial von innen nach außen durch den Luftspalt entweichen kann, wodurch ein Kühlungseffekt erreicht wird. Die Luft strömt an dem Filtermediumkörper im Filtergehäuse vorbei, so dass sich der Filtermediumkörper nicht oder zumindest weniger stark aufheizt. Die beim Bremsen entstehende Reibungswärme an der Bremsscheibe und am Bremssattel kann über den Luftstrom radial nach außen abgeleitet werden, ohne dass dies zu einer hohen thermischen Belastung des Bremsstaubpartikelfilters führt.
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Zugleich kann eine gerichtete Luftströmung erreicht werden, welche auch zur verbesserten Ablagerung des Bremsstaubs im Bremsstaubpartikelfilter beiträgt. Der Luftspalt befindet sich insbesondere unmittelbar an der gekrümmten Außenseite der Bremsscheibe, wobei die Breite des Luftspaltes - in Achsrichtung gesehen - vorteilhafterweise maximal so breit ist wie die Bremsscheibe, gegebenenfalls aber kleiner ist als die Bremsscheibendicke und beispielsweise nur der Breite einer umlaufenden Außennut an der Bremsscheibe entspricht. An den Bremsscheibenseiten, an denen der Bremsbelag anliegt und bei einem Bremsvorgang der Abrieb entsteht, wird der Bremsstaub von der Luftströmung aufgenommen und in Richtung des Filtermediumkörpers im Filtergehäuse transportiert und dort abgelagert. Indem der Luftspalt zwischen den Gehäuseteilen an die Dicke der Bremsscheibe angepasst wird und insbesondere kleiner ist als die Dicke der Bremsscheibe gewählt wird, kann einerseits ein gewünschter und kühlender Luftstrom nach außen abgeführt werden und andererseits Bremsstaub in der gewünschten Weise im Filtermediumkörper abgelagert werden.
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Der Bremsstaubpartikelfilter erstreckt sich über ein Winkelsegment zwischen 10° und 270°, vorzugsweise über ein Winkelsegment von maximal 180°, zum Beispiel in einer Größenordnung von 45° bis 90°.
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Gemäß einer vorteilhaften Ausführung sind die beiden Gehäuseteile fest und unlösbar miteinander verbunden. Alternativ kommt auch eine feste, jedoch lösbare Verbindung zwischen den Gehäuseteilen in Betracht.
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In einer vorteilhaften Ausführung sind die Gehäuseteile über Stege miteinander verbunden, welche den Luftspalt zwischen den Gehäuseteilen überbrückt. Es kann beispielsweise vorteilhaft sein, an jedem Gehäuseteil einen oder mehrere Stege vorzusehen, welcher sich in Richtung des gegenüberliegenden Gehäuseteils erstreckt, wobei im montierten Zustand die Stege sich überlappen und im Überlappungsbereich miteinander verbunden sind. Die Stege können einteilig mit den Gehäuseteilen ausgebildet sein oder, in alternativer Ausführung, separat von den Gehäuseteilen, jedoch mit den Gehäuseteilen fest verbunden sein.
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Die Gehäuseteile und die Stege bestehen vorteilhafterweise aus einem Metall. Die Verbindung zwischen den Gehäusen kann als eine Schweißverbindung ausgeführt sein. Es kann zum Beispiel zweckmäßig sein, Stege in ihrem Überlappungsbereich miteinander zu verschweißen.
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Die Verbindungsteile zur Verbindung der Gehäuseteile, beispielsweise die Stege, befinden sich vorzugsweise auf der radial außenliegenden Seite der Gehäuseteile und überbrücken den dort liegenden Luftspalt. In alternativer Ausführung ist es auch möglich, Verbindungsteile mit radialem Abstand zur gekrümmten Außenseite des Gehäuses anzuordnen.
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Vorteilhafterweise sind in Umfangsrichtung mehrere Verbindungsteile, zum Beispiel Stege zur Verbindung der beiden Gehäuseteile angeordnet. Es kann zum Beispiel zweckmäßig sein, insgesamt drei über den Umfang verteilte Verbindungsteile vorzusehen.
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Die Verbindung zwischen den Gehäuseteilen erfolgt vorteilhafterweise über Verbindungsteile in Form von Stegen. Es kommen jedoch auch zusätzliche oder alternative Verbindungsteile in Betracht, beispielsweise verbindende Stehbolzen, welche in der Lage sind, hohe Belastungen aufzunehmen.
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Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführung sind die Gehäuseteile in zwei oder mehr Kammern unterteilt, wobei zwischen benachbarten Kammern innerhalb eines Gehäuseteils eine Trennwand mit Strömungsöffnungen liegt. Die Unterteilung in mehrere Kammern hat den Vorteil, dass mehrere kleinere Filtermediumkörper verwendet werden können, die in jede Kammer eingesetzt werden, und dass eine höhere Stabilität erreicht wird. Die Unterteilung in verschiedene Kammern über zwischenliegende Trennwände kann in den beiden Gehäuseteilen spiegelsymmetrisch ausgebildet sein. Alternativ ist es auch möglich, die Kammern und die Trennwände winkelversetzt im linken und im rechten Gehäuseteil anzuordnen.
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Die Erfindung bezieht sich außerdem auf eine Bremsscheibenanordnung mit einem vorbeschriebenen Bremsstaubpartikelfilter, dessen Filtergehäuse zweiteilig aufgebaut ist und die Bremsscheibe der Bremsscheibenanordnung an der radialen Außenseite der Bremsscheibe über ein definiertes Winkelsegment übergreift. Die beiden Gehäuseteile sind fest miteinander verbunden, wobei auf der gekrümmten Außenseite ein Luftspalt zwischen den Gehäuseteilen liegt, welcher mit der Bremsscheibe fluchtet. Das Filtergehäuse, das einen oder mehrere Filtermediumkörper aufnimmt, ist vorteilhafterweise an einem Bremssattelträger bzw. -halter des Bremssattels befestigt.
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Figurenliste
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Weitere Vorteile und zweckmäßige Ausführungen sind den weiteren Ansprüchen, der Figurenbeschreibung und den Zeichnungen zu entnehmen. Es zeigen:
- 1 in perspektivischer Darstellung eine Bremsscheibenanordnung mit einem Bremsstaubpartikelfilter, der ein zweiteiliges Filtergehäuse umfasst, die über Laschen aneinander befestigt sind und zwischen denen ein Luftspalt liegt,
- 2 die Bremsscheibenanordnung mit dem Bremsstaubpartikelfilter in Seitenansicht,
- 3 eine stirnseitige Ansicht der Bremsscheibenanordnung mit Bremsstaubpartikelfilter,
- 4 eine Schnittdarstellung gemäß Schnittlinie IV-IV aus 2,
- 5 eine perspektivische Ansicht einer Gehäusehälfte des Bremsstaubpartikelfilters.
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In den Figuren sind gleiche Bauteile mit gleichen Bezugszeichen versehen.
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Ausführungsform(en) der Erfindung
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In den 1 bis 4 ist eine Bremsscheibenanordnung 1 für ein Kraftfahrzeug dargestellt, die eine Bremsscheibe 2 und einen Bremssattel 3 umfasst, welcher an einem Bremssattelträger 4 angeordnet ist. Die Bremsscheibenanordnung 1 ist außerdem mit einem Bremsstaubpartikelfilter 5 versehen, welcher Bremsstaub, der bei Betätigung der Bremse durch Reibung zwischen der Bremsscheibe 2 und Bremsbelägen an der Bremsscheibe anfällt, aufnimmt. Der Bremsstaubpartikelfilter 5 ist vorteilhafterweise dem Bremssattel 3 in Rotationsrichtung bei Vorwärtsfahrt nachgelagert.
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Der Bremsstaubpartikelfilter 5 weist ein Filtergehäuse 6 auf, das vorzugsweise am Bremssattelträger 4 angeordnet ist, gegebenenfalls auch am Bremssattel 3 gehalten sein kann. Das Filtergehäuse 6 erstreckt sich über ein Winkelsegment entlang der radial außenliegenden Außenseite der Bremsscheibe 2, das einen Winkel von annähernd 120° abdeckt. Das Filtergehäuse 6 des Bremsstaubpartikelfilters 5 schließt sich unmittelbar an den Bremssattel 3 an. Das Filtergehäuse 6 weist eine U-förmige Querschnittsform auf und umgreift die außenliegende Seite der Bremsscheibe 2.
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Das Filtergehäuse 6 des Bremsstaubpartikelfilters 5 ist zweiteilig aufgebaut und umfasst zwei Gehäuseteile 6a, 6b, die auf gegenüberliegenden Seiten der Bremsscheibe 2 liegen, sich jedoch bis zur Außenseite der Bremsscheibe 2 erstrecken und diese teilweise umgreifen. Die beiden Gehäuseteile 6a, 6b nehmen mindestens einen Filtermediumkörper auf, an dem sich der Bremsstaub anlagert.
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Die beiden Gehäuseteile 6a, 6b liegen zueinander beabstandet, so dass ein Luftspalt 7 zwischen den beiden Gehäuseteilen 6a, 6b gebildet ist. Der Luftspalt 7 befindet sich auf der radial außenliegenden, gekrümmten Außenseite des Filtergehäuses 6 und befindet sich in einer Flucht mit der Mittelebene durch die Bremsscheibe 2. Der Luftspalt 7 ermöglicht es, dass ein Luftstrom, der durch die Rotation der Bremsscheibe 2 erzeugt wird, durch den Luftspalt 7 radial von innen nach außen strömt, wodurch der Bremsstaubpartikelfilter 5 effektiv gekühlt wird.
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An der Außenseite ist eine umlaufende Nut 8 in die Bremsscheibe 2 eingebracht. Der Luftspalt 7 zwischen den beiden Gehäuseteilen 6a, 6b ist zumindest annähernd so breit wie die Nut 8 in der Bremsscheibe 2.
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Die beiden Gehäuseteile 6a, 6b sind über Verbindungsteile fest miteinander verbunden, die als Stege 9a, 9b ausgebildet sind. Die Stege 9a, 9b befinden sich an der gekrümmten Außenseite der Gehäuseteile 6a, 6b und sind insbesondere einteilig mit den aus Metall gefertigten Gehäuseteilen 6a, 6b ausgebildet. Die Stege 9a, 9b sind beispielsweise aus dem Material der Gehäuseteile 6a, 6b ausgestanzt und umgebogen. Die Stege 9a, 9b verlaufen im montierten Zustand quer zur Mittelebene der Bremsscheibe 2 und weisen einen Überlappungsbereich auf, in welchem die beiden Steige 9a, 9b fest miteinander verbunden sind, insbesondere verschweißt sind. In Umfangsrichtung sind insgesamt drei Verbindungsstellen mit Stegen 9a, 9b zur Verbindung der beiden Gehäuseteile 6a, 6b aneinander vorgesehen.
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In 6 ist ein Gehäuseteil 6a dargestellt, dessen Innenraum von radial verlaufenden Trennwänden 10 in mehrere Kammern unterteilt ist, welche jeweils zur Aufnahme eines Filtermediumkörpers dienen. In die Trennwände 10 sind Strömungsöffnungen 11 eingebracht. Die Trennwände 10 verleihen den Filtermediumkörpern zusätzliche Stabilität, wobei über die Strömungsöffnungen 11 ein Luftaustausch möglich ist.
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Wie 4 zu entnehmen, sind beide Gehäuseteile 6a, 6b mit derartigen Trennwänden 10 mit Strömungsöffnungen 11 versehen. Es kann aber zweckmäßig sein, dass die Trennwände 10 in den gegenüberliegenden Gehäuseteilen 6a, 6b winkelversetzt zueinander angeordnet sind.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102012016835 A1 [0002]
