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Technisches Gebiet
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Die Erfindung bezieht sich auf ein ringsegmentförmiges Filtergehäuse für einen Bremsstaubpartikelfilter zur Aufnahme von Bremsstaub einer Scheibenbremse.
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Stand der Technik
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In der
WO 2019/048374 A1 wird ein Bremsstaubpartikelfilter zur Aufnahme von Bremsstaub einer Scheibenbremse eines Fahrzeugs beschrieben. Der Bremsstaubpartikelfilter umfasst ein ringsegmentförmiges Filtergehäuse, welches aus zwei Gehäusehalbschalen zusammengesetzt ist und als Filtermedium einen Filtereinsatz aufnimmt, an dem sich der Bremsstaub absetzt. Das Filtergehäuse einschließlich des Filtereinsatzes weist eine U-förmige Querschnittsform auf und übergreift die Außenkante der Bremsscheibe. Die Scheibenbremse ist in einem Radlagergehäuse aufgenommen, an dem das Filtergehäuse des Bremsstaubpartikelfilters befestigt ist.
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Offenbarung der Erfindung
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein ringsegmentförmiges Filtergehäuse für einen Bremsstaubpartikelfilter zu schaffen, der mit einfachen Maßnahmen an verschiedene Einbausituationen angepasst werden kann.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den Merkmalen des Anspruches 1 gelöst. Die Unteransprüche geben zweckmäßige Weiterbildungen an.
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Das erfindungsgemäße ringsegmentförmige Filtergehäuse kann in Bremsstaubpartikelfiltern eingesetzt werden, die zur Aufnahme von Bremsstaub einer Scheibenbremse verwendet werden, insbesondere in Fahrzeugen. Der Bremsstaub entsteht bei Betätigung der Scheibenbremse durch die Reibung zwischen dem Bremsbelag und der Bremsscheibe und wird von dem Bremsstaubpartikelfilter aufgefangen, der in dem ringsegmentförmigen Filtergehäuse einen Filtereinsatz aus einem Filtermaterial aufnimmt. Vorteilhafterweise besitzen das Filtergehäuse sowie der darin aufgenommene Filtereinsatz eine U-förmige Querschnittsform, wobei der Bremsstaubpartikelfilter mit der offenen U-Seite auf die Bremsscheibe aufgesetzt ist, so dass die radiale Außenseite der Bremsscheibe von der U-Form des Bremsstaubpartikelfilters teilweise umgriffen ist. Der Bremsstaub, der bei Betätigung der Scheibenbremse durch den Abrieb der Bremsbeläge an der Bremsscheibe entsteht, wird tangential nach außen geschleudert und von dem Bremsstaubpartikelfilter aufgefangen. Die Begriffe „radial, „axial” und „tangential“ beziehen sich, soweit nichts anderes angegeben ist, auf die Drehachse der Bremsscheibe.
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Das ringsegmentförmige Filtergehäuse weist mindestens ein Gehäuseteil auf, das aus mindestens zwei Schalenstücken zusammengesetzt ist, welche miteinander verbunden sind. Mindestens ein Schalenstück weist umfangsseitige Endbereiche auf, die zueinander spiegelsymmetrisch ausgebildet sind.
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Aufgrund der Spiegelsymmetrie des mindestens einen Schalenstücks ist es möglich, dieses Schalenstück in einer um 180° verkehrten Position anzuordnen, was eine Verwendung an zwei unterschiedlichen Scheibenbremsen ermöglicht, die zueinander spiegelsymmetrisch angeordnet sind. Dies ermöglicht es, ein Filtergehäuse für einen Bremsstaubpartikelfilter aus wenigen Bausteinen zusammenzusetzen und dieses Filtergehäuse je nach Zusammensetzung entweder an der Scheibenbremse an einem linken Fahrzeugrad oder an der Scheibenbremse an einem rechten Fahrzeugrad zu verwenden, welche zueinander spiegelsymmetrisch angeordnet sind. Die Filtergehäuse für den Bremsstaubfilter am linken Fahrzeugrad und am rechten Fahrzeugrad weisen die gleichen Bestandteile auf, die lediglich in unterschiedlicher Weise zusammengesetzt sind.
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Insbesondere im Fall von Kleinserien mit einer verhältnismäßig geringen Anzahl an Fahrzeugen erlaubt diese Vorgehensweise eine radindividuelle Anpassung der Filtergehäuse zu verhältnismäßig geringen Kosten. Eine Anwendung kommt insbesondere in Fällen in Betracht, in denen sich ein linkes und ein rechtes Gehäuseteil des Filtergehäuses voneinander unterscheiden. Für eine spiegelsymmetrische Anordnung ist es erforderlich, das linke Gehäuseteil des links angeordneten Bremsstaubpartikelfilters spiegelsymmetrisch zum rechts angeordneten Gehäuseteil des rechts liegenden Bremsstaubpartikelfilters auszubilden. Entsprechendes gilt für das rechte Gehäuseteil am links angeordneten Bremsstaubpartikelfilter und das linke Gehäuseteil am rechts angeordneten Bremsstaubpartikelfilter.
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Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform weisen die zueinander spiegelsymmetrisch ausgebildeten umfangsseitigen Endbereiche des zumindest einen Schalenstücks eine auf einen vorbestimmten Bremssattel einer Scheibenbremsanordnung korrespondierende Schnittstellengeometrie auf. Hierdurch kann aus denselben Bauteilen des Filtergehäuses wahlweise ein zum Anschluss an einen linken und rechten Bremssattel geeignetes Filtergehäuse erhalten werden. Unter Schnittstellengeometrie wird eine strukturelle Ausbildung des Filtergehäuses verstanden, die der Kontur des Bremssattels in der Ebene der Wandung des Filtergehäuses folgend ist, sodass Spalte zwischen dem Filtergehäuse und dem Bremssattel möglichst klein gehalten werden können.
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Gemäß einer vorteilhaften Ausführung setzt sich das Filtergehäuse aus zwei Gehäuseteilen zusammen, die jeweils eine Gehäusehalbschale bilden. Mindestens eine Gehäusehalbschale setzt sich aus den mindestens zwei Schalenstücken zusammen. In bevorzugter Ausführung sind beide Gehäusehalbschalen jeweils aus mindestens zwei Schalenstücken zusammengesetzt. Es ist des Weiteren vorteilhaft, dass mindestens zwei Schalenstücke des Gehäuseteils jeweils spiegelsymmetrisch ausgebildete, umfangsseitige Endbereiche aufweisen. Im Fall einer Aufteilung in zwei Gehäusehalbschalen kann eine der Gehäusehalbschalen genau zwei Schalenstücke und die andere Gehäusehalbschale drei oder mehr Schalenstücke aufweisen, die in Umfangsrichtung hintereinander liegend angeordnet sind. Grundsätzlich genügt es aber, dass pro Gehäusehalbschale genau zwei Schalenstücke vorhanden sind, die je nach Anordnung des Bremsstaubpartikelfilters im linken oder rechten Bereich in unterschiedlicher Weise zusammengesetzt werden.
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Die Zusammensetzung der Schalenstücke erfolgt vorzugsweise in Umfangsrichtung. Die Schalenstücke werden miteinander verbunden, vorzugsweise fest und unlösbar verbunden, beispielsweise durch Schweißen, Löten oder Kleben. Alternativ ist auch eine lösbare Verbindung der Schalenstücke möglich, beispielsweise über eine Verschraubung oder dergleichen.
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Um eine dauerhafte Verbindung zwischen den Schalenstücken zu schaffen, die den im Betrieb auftretenden Belastungen stand hält, kann es zweckmäßig sein, dass sich zwei Schalenstücke, welche miteinander verbunden werden, in Umfangsrichtung überlappen, wobei die Verbindung im Überlappungsbereich erfolgt, insbesondere durch Verschweißen oder gegebenenfalls durch Verschrauben oder dergleichen. Aufgrund der überlappenden Ausführung steht ein verhältnismäßig großer Bereich für die Herstellung der Verbindung der Schalenstücke zur Verfügung.
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Des Weiteren ist es möglich, dass die Schalenstücke sich in Umfangsrichtung stirnseitig berühren, wobei die Verbindung über die stirnseitige Berührfläche erfolgt, insbesondere durch Schweißen, Verschrauben oder dergleichen.
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Die Gehäusehalbschalen, welche sich jeweils aus den Schalenstücken zusammensetzen, können miteinander verbunden werden, um das ringsegmentförmige Filtergehäuse zu bilden. Die Verbindung zwischen den Gehäusehalbschalen erfolgt entweder dauerhaft, insbesondere durch Verschweißen, oder lösbar, beispielsweise über eine lösbare formschlüssige Verbindung oder über eine Schraubverbindung.
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Die Gehäusehalbschale, die sich aus mindestens zwei Schalenstücken zusammensetzt, weist vorteilhafterweise eine Seitenwand auf, welche sich parallel zu der Bremsscheibe erstreckt, sowie eine äußere Umfangsseite, die im montierten Zustand konzentrisch zum Außenrand der Bremsscheibe liegt. Die Verbindung zwischen den beiden Gehäusehalbschalen erfolgt vorzugsweise über die äußere Umfangsseite der Gehäusehalbschalen, wobei sich die äußeren Umfangsseiten vorteilhafterweise axial überlappen.
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Die Erfindung bezieht sich des Weiteren auf einen Filtergehäusebausatz zum Erstellen eines vorbeschriebenen Filtergehäuses. Der Filtergehäusebausatz umfasst mindestens zwei Schalenstücke, die miteinander verbindbar sind, wobei zumindest ein Schalenstück umfangsseitige Endbereiche aufweist, die zueinander spiegelsymmetrisch ausgebildet sind. In weiterer bevorzugter Ausführung umfasst der Filtergehäusebausatz mindestens vier Schalenstücke, wobei jeweils mindestens zwei Schalenstücke eine Gehäusehalbschale bilden. In jeder Gehäusehalbschale befindet sich zumindest ein Schalenstück mit umfangsseitigen Endbereichen, die zueinander spiegelsymmetrisch ausgebildet sind.
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Der Filtergehäusebausatz ermöglicht es, die verschiedenen Schalenstücke je nach Anordnung des Bremsstaubpartikelfilters in unterschiedlicher Weise zusammenzusetzen und miteinander zu verbinden. Es genügen vier oder fünf Schalenstücke, um spiegelsymmetrisch ausgebildete Filtergehäuse, beispielsweise im linken und im rechten Fahrzeugseitenbereich, herzustellen.
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Ein weiterer Aspekt der Erfindung bezieht sich auf einen Bremsstaubpartikelfilter zur Aufnahme von Bremsstaub einer Scheibenbremse, wobei der Bremsstaubpartikelfilter ein ringsegmentförmiges Filtergehäuse aufweist, das in vorbeschriebener Weise ausgebildet ist, sowie einen Filtereinsatz aus einem Filtermaterial, der im Filtergehäuse aufgenommen ist.
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Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft eine Scheibenbremsanordnung mit einer Bremsscheibe, einem Bremssattel und einem erfindungsgemäßen Bremsstaubpartikelfilter, der in einer vorbestimmten Rotationsrichtung dem Bremssattel in Umfangsrichtung nachgelagert angeordnet ist und die Bremsscheibe zumindest abschnittsweise umgreift. Die spiegelsymmetrisch ausgebildeten umfangsseitigen Endbereiche eines Schalenstücks des Filtergehäuses des Bremsstaubpartikelfilters weisen dabei eine mit dem Bremssattel korrespondierende Schnittstellengeometrie auf.
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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 eine perspektivische Ansicht einer Scheibenbremse mit einem Bremsstaubpartikelfilter, dessen Filtergehäuse ringsegmentförmig ausgebildet ist und sich aus zwei Gehäusehalbschalen zusammensetzt, welche jeweils mehrere Schalenstücke umfassen,
- 2 das Filtergehäuse in Einzelansicht,
- 3 die beiden Gehäusehalbschalen des Filtergehäuses,
- 4 die Schalenstücke der ersten Gehäusehalbschale,
- 5 die Schalenstücke der zweiten Gehäusehalbschale.
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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 1 ist eine Scheibenbremse 1 dargestellt, welche beispielhaft in einem Kraftfahrzeug verwendet werden kann. Die Scheibenbremse 1 umfasst eine Bremsscheibe 2 und einen Bremssattel 3, welcher an einem Bremssattelträger 4 angeordnet ist. An der Scheibenbremse 1 befindet sich ein Bremsstaubpartikelfilter 5, der Bremsstaub aufnimmt, welcher bei Betätigung der Scheibenbremse durch Reibung zwischen der Bremsscheibe 2 und Bremsbelägen an der Bremsscheibe anfällt. 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 ringsegmentförmig ausgebildet ist und sich im Ausführungsbeispiel über ein Winkelsegment erstreckt, das in einem Winkelbereich zwischen 90° und 120° liegt. Das Filtergehäuse 6 befindet sich an der radialen Außenseite der Bremsscheibe 2. Das Filtergehäuse 6 weist eine annäherund U-förmige Querschnittsform auf, wobei sich die beiden Seitenwände des Filtergehäuses 6 parallel zu den beiden Seiten der Bremsscheibe 2 erstrecken und die radial außenliegende Seite des Filtergehäuses 6 konzentrisch zur radialen Außenseite der Bremsscheibe 2 verläuft.
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Das Filtergehäuse 6 nimmt einen Filtereinsatz aus einem Filtermaterial auf, an welchem sich der Bremsstaub absetzt. Auch der Filtereinsatz kann eine U-förmige Querschnittsform aufweisen.
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Wie 1 in Verbindung mit den weiteren Figuren zu entnehmen ist, setzt sich das Filtergehäuse 6 aus zwei Gehäuseteilen 7 und 8 zusammen, die eine erste und eine zweite Gehäusehalbschale bilden. Die beiden Gehäusehalbschalen 7 und 8 sind an ihrer radial außenliegenden Seite miteinander verbunden. Jede Gehäusehalbschale 7, 8 besteht aus mehreren Schalenstücken, wobei die erste Gehäusehalbschale 7 insgesamt vier Schalenstücke 7a, b, c, d und die zweite Gehäusehalbschale 8 insgesamt zwei Schalenstücke 8a, b aufweist. Somit setzen sich beide Gehäusehalbschalen 7, 8 jeweils aus mehreren Schalenstücken zusammen, die einen Filtergehäusebausatz bilden und je nach Einbauposition des Bremsstaubpartikelfilters in unterschiedlicher Weise zusammengesetzt und miteinander verbunden werden.
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Die beiden Gehäusehalbschalen 7 und 8 unterscheiden sich voneinander. Um mit geringem Aufwand aus einem einheitlichen Filtergehäusebausatz sowohl das in den Figuren dargestellte Filtergehäuse 6 als auch ein hierzu spiegelbildlich angeordnetes weiteres Filtergehäuse aufbauen zu können, insbesondere für eine Einbauposition im Fahrzeug im linken und rechten Seitenbereich, sind mehrere Schalenstücke 7a, b, c und 8a, b spiegelsymmetrisch aufgebaut. Die Spiegelsymmetrie bezieht sich auf eine Mittelebene, die in den 4 und 5 jeweils eingetragen ist, wobei aufgrund der Spiegelsymmetrie die jeweils umfangseitigen Endbereiche eines Schalenstücks zueinander spiegelsymmetrisch ausgebildet sind. So ist beispielsweise das Schalenstück 7a spiegelsymmetrisch zu seiner Mittelebene ausgebildet, so dass seine beiden gegenüberliegenden, umfangsseitigen Endbereiche identisch aufgebaut sind und über die Mittelebene spiegelbar sind.
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Die erste Gehäusehalbschale 7 weist insgesamt drei Schalenstücke 7a, 7b und 7c auf, die jeweils bezüglich ihrer Mittelebene spiegelsymmetrisch ausgebildet sind und entsprechend spiegelsymmetrisch aufgebaute, umfangsseitige Endbereiche aufweisen. Zusätzlich ist als viertes Schalenstück 7d ein stirnseitiges Abschlussstück vorhanden. Die Schalenstücke 7a, b und c werden in der Weise zusammengesetzt, dass das Schalenstück 7a eine erste umfangsseitige Stirnseite, das zweite Schalenstück 7b das Mittelstück und das dritte Schalenstück 7c die gegenüberliegende, umfangsseitige Stirnseite bildet. Die umfangsseitigen Schalenstücke 7a und 7c unterscheiden sich im Hinblick auf ihre Geometrie voneinander. Für eine spiegelsymmetrische Anordnung der Gehäusehalbschale 7 ist es lediglich erforderlich, die umfangsseitigen Schalenstücke 7a und 7c miteinander zu vertauschen.
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Die zweite Gehäusehalbschale mit den Schalenstücken 8a und 8b weist einen grundsätzlich ähnlichen Aufbau auf. Beide Schalenstücke 8a, 8b sind ebenfalls spiegelsymmetrisch bezüglich ihrer Mittelebene ausgebildet, die in 5 eingetragen ist. Die beiden Schalenstücke 8a und 8b unterscheiden sich jedoch im Hinblick auf ihre Geometrie voneinander. Um eine spiegelsymmetrische Ordnung des Filtergehäuses zu erhalten, muss lediglich die Relativposition der beiden Schalenstücke 8a und 8b zueinander vertauscht werden.
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Um die Gehäusehalbschale 7 zu erhalten, werden die Schalenstücke 7a, b, c, d in ihrer in 4 dargestellten Reihenfolge zusammengefügt und miteinander verbunden. Entsprechendes gilt für die zweite Gehäusehalbschale 8 mit den in 5 dargestellten Schalenstücken 8a, b. Beim Zusammenfügen und Verbinden überlappen sich jeweils zwei angrenzende Schalenstücke in Umfangsrichtung, so wie dies in 2 anhand der ersten Gehäusehalbschale 7 mit gestrichelter Linie dargestellt ist. Die Verbindung zwischen den Schalenstücken 7a und 7b sowie zwischen den Schalenstücken 7b und 7c erfolgt im Überlappungsbereich vorzugsweise durch Schweißen, wobei grundsätzlich auch alternative Verbindungsmaßnahmen wie Kleben oder mechanische Verbindungsmaßnahmen wie Verschrauben in Betracht kommen. Auf die Stirnseite des Schalenstücks 7c wird das abschließende Schalenstück 7d aufgesetzt und mit dem Schalenstück 7c verbunden.
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Auch für die zweite Gehäusehalbschale 8 werden die beiden Schalenstücke 8a und 8b in überlappender Weise zusammengesetzt und vorzugsweise im Überlappungsbereich miteinander verbunden. Die Verbindungsmaßnahmen können in gleicher Weise wie bei der ersten Gehäusehalbschale 7 ausgeführt sein.
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Nachdem jede Gehäusehalbschale 7, 8 durch das Zusammenfügen von jeweils mehreren Schalenstücken hergestellt worden ist, kann das Filtergehäuse durch Verbinden der beiden Gehäusehalbschalen 7 und 8 erzeugt werden. Die Verbindung erfolgt insbesondere über die radial außenliegende Seite. Jede Gehäusehalbschale weist eine Seitenwand auf und eine radial außenliegende Seite, in die Strömungsöffnungen 9 (3) eingebracht sind. Beim Zusammenfügen der beiden Gehäusehalbschalen 7 und 8 überlappen sich Stege, die zwischen den Strömungsöffnungen 9 gebildet sind und die sich an jeder Gehäusehalbschale 7, 8 befinden, in Achsrichtung. Die sich überlappenden Stege können miteinander verbunden werden.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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