DE102020105240B4

DE102020105240B4 - Device with a vortex generator for collecting brake dust from a disc brake

Info

Publication number: DE102020105240B4
Application number: DE102020105240.5A
Authority: DE
Inventors: Falk Klinge
Original assignee: Ostfalia Hochschule fur Angewandte Wissenschaften - Hochschule Braunschweig/wolfenbuettel; Ostfalia Hochschule fur Angewandte Wss Hochschule Braunschweig/wolfenbuettel
Current assignee: Ostfalia Hochschule fur Angewandte Wissenschaften - Hochschule Braunschweig/wolfenbuettel; Ostfalia Hochschule fur Angewandte Wss Hochschule Braunschweig/wolfenbuettel
Priority date: 2020-02-27
Filing date: 2020-02-27
Publication date: 2021-12-09
Anticipated expiration: 2040-02-28
Also published as: DE102020105240A1

Abstract

Eine Vorrichtung (9) dient zum Sammeln von Bremsstaub von einer Scheibenbremse (1) mit einer in einer Hauptdrehrichtung (3) um eine Drehachse (2) umlaufenden Bremsscheibe (4), einem Bremssattel (5) und am Bremssattel (5) abgestützten und beim Bremsen an ringförmigen Bremsflächen (7) der Bremsscheibe (4) angreifenden Bremsbelägen (6). Die Vorrichtung (9) weist eine in der Hauptdrehrichtung (3) an den Bremssattel (5) anschließende und die Bremsflächen (7) über einen Winkel um die Drehachse (2) von mindestens 60° abdeckende Haube (8), die zusammen mit der Bremsscheibe (4) an Bremsspalte zwischen den Bremsbelägen (6) und den Bremsflächen (7) anschießende Luftströmungskanäle (10) für von der umlaufenden Bremsscheibe (4) bewegte Luft definiert, und innerhalb der Haube (8) angeordnete Staubaussondereinrichtungen (15) auf. Die Luftströmungskanäle (10) erstrecken sich teilringförmig längs der Bremsflächen (7), und in jedem der Luftströmungskanäle (10) ist mit Abstand zu dem jeweiligen Bremsspalt ein Wirbelgenerator (11) gegenüber der an den Luftströmungskanal (10) angrenzenden Bremsfläche (7) angeordnet.A device (9) is used to collect brake dust from a disc brake (1) with a brake disc (4) rotating in a main direction of rotation (3) around an axis of rotation (2), a brake caliper (5) and supported on the brake caliper (5) and at Braking on the annular braking surfaces (7) of the brake disc (4) engaging brake linings (6). The device (9) has a hood (8) which adjoins the brake caliper (5) in the main direction of rotation (3) and covers the braking surfaces (7) over an angle around the axis of rotation (2) of at least 60 °, which together with the brake disc (4) air flow channels (10) adjoining the brake gaps between the brake linings (6) and the braking surfaces (7) for air moved by the rotating brake disc (4), and dust separating devices (15) arranged within the hood (8). The air flow channels (10) extend partly in the shape of a ring along the braking surfaces (7), and in each of the air flow channels (10) a vortex generator (11) is arranged at a distance from the respective brake gap opposite the braking surface (7) adjoining the air flow channel (10).

Description

TECHNISCHES GEBIET DER ERFINDUNGTECHNICAL FIELD OF THE INVENTION

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Oberbegriffs des unabhängigen Patentanspruchs 1 zum Sammeln von Bremsstaub von einer Scheibenbremse. Weiterhin bezieht sich die Erfindung auf eine Scheibenbremse mit einer solchen Vorrichtung und auf ein Kraftfahrzeug mit einem Paar solcher Scheibenbremsen.The invention relates to a device with the features of the preamble of independent claim 1 for collecting brake dust from a disc brake. The invention further relates to a disc brake with such a device and to a motor vehicle with a pair of such disc brakes.

Auch wenn die Gefahren, die von Feinstaub in der Umwelt ausgehen, noch nicht vollständig erfasst sind, gibt es doch bereits erschreckende Erkenntnisse, dass Feinstaub physiologische Schranken überwinden und in viele Organe von Menschen und Tieren eindringen kann. Von daher ist anzustreben, den Eintrag von Feinstaub in die Umwelt soweit als möglich zu verhindern. Eine erhebliche Quelle von Feinstaub ist der Kraftverkehr. Der vom Kraftverkehr freigesetzte Feinstaub ist zu einem nicht unerheblichen Anteil Bremsstaub, das heißt beim Bremsen auftretender Abrieb. Bei Scheibenbremsen setzt sich der Bremsstaub aus Abrieb von den Bremsflächen der Bremsscheiben und von den Bremsbelägen zusammen, die beim Bremsen aneinander gedrückt werden. Die vorliegende Erfindung betrifft das Sammeln von solchen Bremsstaub von einer Scheibenbremse, damit dieser Bremsstaub nicht mehr wie bisher in die Umwelt eingetragen wird.Even if the dangers posed by fine dust in the environment have not yet been fully recorded, there are already frightening findings that fine dust can overcome physiological barriers and penetrate many organs of humans and animals. Therefore, efforts should be made to prevent the entry of fine dust into the environment as much as possible. Motor transport is a significant source of particulate matter. A significant proportion of the fine dust released by motor traffic is brake dust, i.e. abrasion that occurs when braking. In the case of disc brakes, the brake dust is made up of abrasion from the braking surfaces of the brake discs and from the brake pads that are pressed against each other during braking. The present invention relates to the collection of such brake dust from a disc brake so that this brake dust is no longer introduced into the environment as before.

STAND DER TECHNIKSTATE OF THE ART

Aus der DE 10 2009 021 203 A1 ist eine Bremsstaubaufnahmevorrichtung für Kraftfahrzeuge bekannt, die zur Aufnahme von Bremsstaub einer Scheibenbremse in einer als Filterelement ausgebildeten Staubsammeleinrichtung dient. Das in einem Filtergehäuse aufgenommene Filterelement ist der radialen Außenkante der Bremsscheibe vorgelagert und deckt die Bremsflächen der Scheibenbremse über einen begrenzten Winkel um die Drehachse der Bremsscheibe ab. Um einen möglichst großen Anteil der im Luftstrom mitgeführten und vom Bremssattel der Scheibenbremse ausgehenden Partikel erfassen zu können, ist das Filtergehäuse auf der dem Bremssattel zugewandten Seite nach Art eines Trichters aufgeweitet. Das Filterelement ist als Formfilter ausgebildet und besteht aus Sintermetall, Keramikvlies, Metallvlies oder ähnlichen temperaturbeständigen Materialien. Das Filtergehäuse ist als Drahtgeflecht ausgebildet.From the DE 10 2009 021 203 A1 a brake dust collecting device for motor vehicles is known which is used to collect brake dust from a disc brake in a dust collecting device designed as a filter element. The filter element accommodated in a filter housing is located in front of the radial outer edge of the brake disc and covers the braking surfaces of the disc brake over a limited angle around the axis of rotation of the brake disc. In order to be able to capture the largest possible proportion of the particles carried along in the air flow and emanating from the brake caliper of the disc brake, the filter housing is widened in the manner of a funnel on the side facing the brake caliper. The filter element is designed as a shaped filter and consists of sintered metal, ceramic fleece, metal fleece or similar temperature-resistant materials. The filter housing is designed as a wire mesh.

Die DE 10 2012 016 835 A1 schlägt vor, den Bremsstaub, welcher bei einer Scheibenbremse zwischen Bremsbelag und Bremsscheibe entsteht, dadurch aufzufangen, dass die zwischen Bremsbelag und Bremsscheibe austretenden Partikel in Verbindung mit dem durch die Bremsscheibe verursachten Luftstrom in einen Formfilter befördert und darin eingelagert werden. Poröse Teile des Formfilters bestehen aus Sintermetall, Keramik oder Metall. Der Bremsscheibe zugewandte Wandflächen des Formfilters nähern sich in Hauptdrehrichtung der Bremsscheibe um ihre Drehachse der Bremsachse an und zwar sowohl an deren Außenumfang als auch an deren Bremsflächen. So soll am Austritt der Bremsscheibe aus dem Formfilter eine Abdichtung bewirkt werden, damit möglichst wenig Partikel durch die rotierende Bremsscheibe aus dem Formfilter heraus mitgerissen werden und die Umgebung gelangen.the DE 10 2012 016 835 A1 suggests that the brake dust, which arises between the brake pad and the brake disk in a disk brake, is collected by conveying the particles escaping between the brake pad and the brake disk in connection with the air flow caused by the brake disk into a shaped filter and storing them there. Porous parts of the shaped filter are made of sintered metal, ceramic or metal. The wall surfaces of the shaped filter facing the brake disk approach the brake axis in the main direction of rotation of the brake disk about its axis of rotation, namely both on its outer circumference and on its braking surfaces. At the exit of the brake disk from the shaped filter, a seal should be created so that as few particles as possible are carried away by the rotating brake disk from the shaped filter and get into the environment.

Aus der DE 10 2017 008 421 A1 ist ein Bremsstaubpartikelfilter für eine Scheibenbremse bekannt, der zum Auffangen von beim Bremsen entstehenden Partikeln ausgebildet ist. Der Bremsstaubpartikelfilter weist ein ringsegmentförmiges Gehäuse zur teilweisen Aufnahme der Bremsscheibe in einem Gehäuseinnenraum auf. Das Gehäuse weist zwei axial zueinander beabstandete Gehäuseseitenwände und eine sich radial außen in Umfangsrichtung erstreckende Gehäuseumfangswand auf, die zwischen den Gehäuseseitenwänden angeordnet ist. An der Gehäuseumfangswand sind radial nach innen ragende Zungen angeordnet. Die Zungen sind mit einem Filtermedium bedeckt. Neben den Zungen sind Öffnungen zum Austritt gefilterter Luft in der Gehäuseumfangswand vorgesehen.From the DE 10 2017 008 421 A1 a brake dust particle filter for a disc brake is known which is designed to collect particles produced during braking. The brake dust particle filter has a ring segment-shaped housing for partially accommodating the brake disc in a housing interior. The housing has two housing side walls which are axially spaced apart from one another and a housing circumferential wall which extends radially outward in the circumferential direction and which is arranged between the housing side walls. Tongues projecting radially inward are arranged on the circumferential wall of the housing. The tongues are covered with a filter medium. In addition to the tongues, openings for filtered air to exit are provided in the peripheral wall of the housing.

Der Anteil des von diesen bekannten Vorrichtungen praktisch zurückgehaltenen Anteils an dem tatsächlich von der jeweiligen Scheibenbremse erzeugten Bremsstaub ist vergleichsweise klein. The proportion of the proportion of the brake dust actually generated by the respective disc brake that is practically retained by these known devices is comparatively small.

In der DE 10 2010 053 879 A1 wird eine Sammelvorrichtung für Bremsstaub einer Scheibenbremse offenbart, bei der Bremsbeläge der Scheibenbremse eine Kapselung aufweisen, die die Bremsbeläge zumindest zum Teil umgeben. Die Kapselung weist wenigstens ein Abstreiferelement auf, das den Bremsstaub zumindest teilweise von der Bremsscheibe in die Kapselung führt. Das Abstreiferelement ist als Abstreiferblech und/oder als Abstreiferbrüste ausgebildet, die aus Kobalt bestehen kann. Zur Bremsscheibe weisende Kanten oder Bereiche der Kapselung bestehen aus einer Keramik oder einem hitzebeständigen Metall oder einem hitzebeständigen Kunststoff oder sind mit einer Keramik oder einem hitzebeständigen Metall oder einem hitzebeständigen Kunststoff beschichtet. Die Sammelvorrichtung weist weiterhin auf jeder Seite der Bremsscheibe eine Kammer auf, in der der Bremsstaub gesammelt wird und in der Lamellen und/oder eine Filtereinrichtung vorhanden sind/ist. Die Kapselung ist derart bemessen, dass bremsscheibenseitig zwischen der Kapselung und der Bremsscheibe ein geringer Spalt verbleibt oder die Kapselung unter geringem Druck an der Bremsscheibe anliegt. Die Reibung zwischen dieser bekannten Sammelvorrichtung und der rotierenden Bremsscheibe wandelt nicht nur ungewollt mechanische Energie in Wärme um, sondern beeinträchtigt auch die Standfestigkeit, d. h. die langfristige Funktion der Sammelvorrichtung.In the DE 10 2010 053 879 A1 a collecting device for brake dust of a disc brake is disclosed, in which the brake linings of the disc brake have an encapsulation which at least partially surrounds the brake linings. The encapsulation has at least one wiper element which at least partially guides the brake dust from the brake disc into the encapsulation. The wiper element is designed as a wiper plate and / or as a wiper face, which can consist of cobalt. Edges or areas of the encapsulation facing the brake disc consist of a ceramic or a heat-resistant metal or a heat-resistant plastic or are coated with a ceramic or a heat-resistant metal or a heat-resistant plastic. The collecting device also has a chamber on each side of the brake disc, in which the brake dust is collected and in which lamellae and / or a filter device are / is present. The encapsulation is dimensioned such that a small gap remains between the encapsulation and the brake disk on the brake disk side or the encapsulation rests on the brake disk under low pressure. The friction between this known collection device and the rotating brake disc not only unintentionally converts mechanical energy into heat, but also impairs the stability, ie the long-term function of the collecting device.

Die DE 10 2006 051 972 A1 offenbart eine Bremsstaubsammelvorrichtung für eine Scheibenbremse mit den Merkmalen des Oberbegriffs des unabhängigen Patentanspruchs 1. Die Bremsstaubsammelvorrichtung weist eine Bremsscheibe und einen die Bremsscheibe übergreifenden Bremssattel sowie ein Gehäuse auf, das zum Übergreifen eines Abschnitts der Bremsscheibe ausgebildet ist, welcher in Hauptdrehrichtung der Bremsscheibe unmittelbar an den Bremssattel anschließt. In dem Gehäuse ist eine Bremsstaubrückhalteeinrichtung mit mehreren Bremsstaubeinlassöffnungen angeordnet. Um einen Rückhalt von entstandenem Bremsstaub zu gewährleisten und gleichzeitig die Kühlung der Scheibenbremse nicht zu beeinträchtigen, weist das Gehäuse mehrere Lufteinlassöffnungen auf, die von den inneren Bremsstaubeinlassöffnungen getrennt sind. Die durch die Lufteinlassöffnungen einströmende Luft wird in Richtung auf die Bremsscheibe und die inneren Bremsstaubeinlassöffnungen geleitet. Mit schrägstehenden Abstreifelementen wird an der Bremsscheibe anhaftender Bremsstaub von innen nach außen entfernt, wobei die Fliehkraft den entfernten Bremsstaub radial auswärts bis in den durch die seitlichen Lufteinlassöffnungen eintretenden Luftstrom treibt. Außerdem wird im Betrieb der Bremse an Reibbelägen gebildeter Bremsstaub von der sich drehenden Bremsscheibe mitgerissen und ebenfalls in den durch die seitlichen Lufteinlassöffnungen tangential eintretenden Luftstrom geführt. Der Luftstrom tritt durch die inneren Bremsstaubeinlassöffnungen in Kanäle ein, die durch Strömungsleitlamellen und das Gehäuse begrenzt sind.the DE 10 2006 051 972 A1 discloses a brake dust collection device for a disc brake with the features of the preamble of independent claim 1. The brake dust collection device has a brake disc and a brake disc overlapping caliper and a housing which is designed to overlap a portion of the brake disc which is directly connected to the main direction of rotation of the brake disc Caliper connects. A brake dust retention device with a plurality of brake dust inlet openings is arranged in the housing. In order to ensure retention of brake dust that has arisen and at the same time not to impair the cooling of the disc brake, the housing has several air inlet openings that are separated from the inner brake dust inlet openings. The air flowing in through the air inlet openings is directed towards the brake disc and the inner brake dust inlet openings. With inclined scraper elements, brake dust adhering to the brake disc is removed from the inside to the outside, the centrifugal force driving the removed brake dust radially outwards into the air flow entering through the side air inlet openings. In addition, when the brake is in operation, brake dust formed on friction linings is carried away by the rotating brake disc and is also fed into the air flow entering tangentially through the side air inlet openings. The air flow enters channels through the inner brake dust inlet openings, which are delimited by flow guide blades and the housing.

Aus der DE 10 2012 022 886 A1 ist eine Scheibenbremsenanordnung für ein Kraftfahrzeug mit einer Bremsscheibe und mit einem Bremsbacken aufweisenden Bremssattel bekannt. Eine Auffangvorrichtung für Bremsstaub umgreift die Bremsscheibe zumindest teilweise und weist eine Auslassöffnung für aufgefangenen Bremsstaub auf. Am Ende der Auffangvorrichtung in Hauptdrehrichtung der Bremsscheibe ist eine Abstreifvorrichtung für Bremsstaub vorgesehen, die Bremsstaub in Richtung auf die Auffangvorrichtung hin abstreift. Die Abstreifvorrichtung ist mit einer Bürstenanordnung versehen, die die Bremsscheibe zumindest teilweise umgreift. Die Abstreifvorrichtung weist zum Zwecke ihrer Befestigung eine Abwinklung auf.From the DE 10 2012 022 886 A1 a disc brake arrangement for a motor vehicle with a brake disc and with a brake caliper having brake shoes is known. A collecting device for brake dust at least partially surrounds the brake disc and has an outlet opening for collected brake dust. At the end of the collecting device in the main direction of rotation of the brake disc, a scraping device for brake dust is provided, which scrapes off brake dust in the direction of the collecting device. The wiping device is provided with a brush arrangement which at least partially engages around the brake disc. The stripping device has an angled portion for the purpose of fastening it.

Aus der WO 2010/048089 A2 ist eine Vorrichtung zum Kühlen und Sammeln von Bremsstaub von einer Scheibenbremse bekannt, bei der Bremsflächen einer um eine Drehachse umlaufenden Scheibenbremse innerhalb eines Gehäuses mit Luftströmungen beaufschlagt werden, die radial zu oder in Umfangsrichtung um die Drehachse verlaufen. Zum Hervorrufen der Luftströmungen sind Lüfterräder vorgesehen, die an der rotierenden Bremsscheibe ausgebildet sind oder von dieser angetrieben werden.From the WO 2010/048089 A2 a device for cooling and collecting brake dust from a disc brake is known, in which the braking surfaces of a disc brake rotating about an axis of rotation within a housing are acted upon with air flows which extend radially towards or in the circumferential direction about the axis of rotation. To induce the air currents, fan wheels are provided which are formed on the rotating brake disc or are driven by it.

AUFGABE DER ERFINDUNGOBJECT OF THE INVENTION

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zum Sammeln von Bremsstaub aufzuzeigen, die einen deutlich größeren Anteil des tatsächlich erzeugten Bremsstaub sammelt, so dass er nicht in die Umwelt gelangt, und die langfristig funktionssicher ist.The invention is based on the object of showing a device for collecting brake dust which collects a significantly larger proportion of the brake dust actually generated so that it does not get into the environment and which is functionally reliable in the long term.

LÖSUNGSOLUTION

Die Aufgabe der Erfindung wird durch eine Vorrichtung zum Sammeln von Bremsstaub mit den Merkmalen des unabhängigen Patentanspruchs 1 gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Vorrichtung sind in den abhängigen Patentansprüchen 2 bis 12 definiert. Die Patentansprüche 13 und 14 betreffen Scheibenbremsen mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung, und der Patentanspruch 15 betrifft ein Kraftfahrzeug mit einem Paar erfindungsgemäßer Scheibenbremsen.The object of the invention is achieved by a device for collecting brake dust with the features of independent claim 1. Preferred embodiments of the device according to the invention are defined in the dependent claims 2 to 12. Claims 13 and 14 relate to disc brakes with the device according to the invention, and claim 15 relates to a motor vehicle with a pair of disc brakes according to the invention.

BESCHREIBUNG DER ERFINDUNGDESCRIPTION OF THE INVENTION

Eine erfindungsgemäße Vorrichtung dient zum Sammeln von Bremsstaub von einer Scheibenbremse mit einer in einer Hauptdrehrichtung um eine Drehachse umlaufenden Bremsscheibe, einem Bremssattel und am Bremssattel abgestützten und beim Bremsen an ringförmigen Bremsflächen der Bremsscheibe angreifenden Bremsbelägen. Die Vorrichtung weist eine Haube und innerhalb der Haube angeordnete Staubaussondereinrichtungen auf. Die Haube ist derart ausgebildet, dass sie in ihrem an der Bremsscheibe montierten Zustand in der Hauptdrehrichtung an den Bremssattel anschließt und die Bremsflächen über einen Winkel um die Drehachse von mindestens 60 Grad abdeckt und dass sie zusammen mit der Bremsscheibe an Bremsspalte zwischen den Bremsbelägen und den Bremsflächen anschließende Luftströmungskanäle definiert, die von der umlaufenden Bremsscheibe bewegte Luft führen. Diese Luftströmungskanäle erstrecken sich dann teilringförming längs der Bremsflächen. In jedem der Luftströmungskanäle ist mit Abstand zu dem jeweiligen Bremsspalt ein Wirbelgenerator gegenüber der an den Luftströmungskanal angrenzenden Bremsfläche angeordnet.A device according to the invention is used to collect brake dust from a disc brake with a brake disc rotating in a main direction of rotation about an axis of rotation, a brake caliper and brake pads supported on the brake caliper and acting on the annular braking surfaces of the brake disc during braking. The device has a hood and dust separating devices arranged within the hood. The hood is designed in such a way that, when it is mounted on the brake disc, it connects to the brake caliper in the main direction of rotation and covers the braking surfaces over an angle around the axis of rotation of at least 60 degrees and that, together with the brake disc, it connects to the brake gaps between the brake pads and the Defined air flow channels adjoining braking surfaces, which guide air moved by the rotating brake disc. These air flow channels then extend partially annularly along the braking surfaces. In each of the air flow channels, a vortex generator is arranged at a distance from the respective brake gap opposite the braking surface adjoining the air flow channel.

Der Wirbelgenerator wirkt auf die durch den jeweiligen Luftströmungskanal strömende Luft ein und verwirbelt diese. Die verwirbelte Luft trifft auf die angrenzende Bremsfläche der Bremsscheibe und trägt von dieser Bremsstaub ab, der sich an der Bremsfläche, das heißt direkt auf der Bremsfläche oder in einer Grenzschicht der strömenden Luft nahe der Bremsfläche befindet. Der Erfindung liegt dabei die Erkenntnis zugrunde, dass sich ein relativ großer Anteil des von einer Scheibenbremse erzeugten Bremsstaubs über große an die Bremsspalte anschließende Umfangsbereiche an den Bremsflächen verbleibt und so aus den bekannten Vorrichtungen zum Sammeln von Bremsstaub austritt und doch in die Umgebung gelangt. Dies gilt zumindest so lange wie freie Austrittsquerschnitte vorhanden sind, wie sie zur Vermeidung von Kontakten der jeweiligen Vorrichtung mit der rotierenden Bremsscheibe erforderlich sind. Um den Bremsstaub innerhalb der Haube der erfindungsgemäßen Vorrichtung von den Bremsflächen abzulösen, verwirbeln die Wirbelgeneratoren die durch die Luftströmungskanäle strömende Luft, um mit der verwirbelten Luft den Bremsstaub von den Bremsflächen abzutragen und in die Staubaussondereinrichtungen einzutragen. Das Einwirken der verwirbelten Luft auf die Bremsflächen hat dabei den Zusatzeffekt, dass ein verbesserter Wärmeübertrag von den Bremsflächen auf die Luft erreicht wird und damit auch innerhalb des Gehäuses der erfindungsgemäßen Vorrichtung eine nutzbare Kühlung der Bremsscheibe erfolgt. Entsprechend kann sich die Haube der erfindungsgemäßen Vorrichtung über einen relativ großen Winkel um die Drehachse der Bremsscheibe erstrecken, ohne dass die Gefahr einer Überhitzung der Scheibenbremse auftritt. So kann die verwirbelte Luft vergleichsweise lange auf die Bremsflächen einwirken, um den Bremsstaub von diesen abzutragen.The vortex generator acts on the air flowing through the respective air flow channel and swirls it. The swirled air hits the adjacent braking surface of the brake disc and removes brake dust from it, which adheres to the Braking surface, i.e. located directly on the braking surface or in a boundary layer of the flowing air near the braking surface. The invention is based on the knowledge that a relatively large proportion of the brake dust generated by a disc brake remains on the braking surfaces over large peripheral areas adjoining the brake gaps and thus emerges from the known devices for collecting brake dust and yet gets into the environment. This applies at least as long as there are free exit cross-sections as they are necessary to avoid contact of the respective device with the rotating brake disc. In order to detach the brake dust from the braking surfaces within the hood of the device according to the invention, the vortex generators swirl the air flowing through the air flow channels in order to remove the brake dust from the braking surfaces with the swirled air and enter it into the dust separating devices. The effect of the swirled air on the braking surfaces has the additional effect that an improved heat transfer from the braking surfaces to the air is achieved and thus usable cooling of the brake disc also takes place within the housing of the device according to the invention. Accordingly, the hood of the device according to the invention can extend over a relatively large angle around the axis of rotation of the brake disc without the risk of the disc brake overheating. The swirled air can act on the braking surfaces for a comparatively long time in order to remove the braking dust from them.

Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung sind die Wirbelgeneratoren so angeordnet, dass sie in Abständen zu den Bremsspalten liegen, die dafür ausreichend sind, dass die von der umlaufenden Bremsscheibe bewegte Luft Strömungen in den Luftströmungskanälen ausbildet, welche eine ausreichende Ausdehnung normal zu den Bremsflächen aufweisen, so dass die gegenüber den Bremsflächen angeordneten Wirbelgeneratoren in diesen Strömungen wirksam werden können. Typischerweise wird eine solche Ausdehnung der Strömungen binnen 15 Grad bis maximal 90 Grad um die Drehachse erreicht. Bei anderer Betrachtung wird die ausreichende Ausdehnung der Strömungen binnen 0,25 bis 1,5 Längen der Bremsspalte zwischen den Bremsbelägen und den Bremsflächen in Umfangsrichtung um die Drehachse erreicht. Typische absolute Werte der Abstände der Wirbelgeneratoren zu den Bremsspalten, binnen derer eine ausreichende Ausdehnung der Strömungen erreicht wird, liegen zwischen 1,5 und 15 cm.In the device according to the invention, the vortex generators are arranged in such a way that they are spaced from the brake gaps which are sufficient for the air moved by the rotating brake disc to form flows in the air flow channels which have a sufficient extent normal to the braking surfaces, so that the vortex generators arranged opposite the braking surfaces can be effective in these currents. Typically, such an expansion of the flows is achieved within 15 degrees to a maximum of 90 degrees around the axis of rotation. Looking at it differently, sufficient expansion of the flows is achieved within 0.25 to 1.5 lengths of the brake gap between the brake linings and the brake surfaces in the circumferential direction around the axis of rotation. Typical absolute values of the distances between the vortex generators and the brake gaps, within which sufficient expansion of the currents is achieved, are between 1.5 and 15 cm.

Damit die erzeugten Wirbel ihre vorgesehene Funktion, das Abnehmen des Bremsstaubs von den Bremsflächen zum Überführen des Bremsstaubs in die Staubaussondereinrichtungen, erfüllen können, müssen sie Gelegenheit haben, auf die Bremsflächen einzuwirken. Deshalb erstrecken sich bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung die Luftströmungskanäle auch stromab der Wirbelgeneratoren innerhalb der Haube über längere Strecken längs der Bremsflächen. Die Erstreckung der Luftströmungskanäle stromab der Wirbelgeneratoren liegen zwischen 60 Grad und 150 Grad um die Drehachse und/oder zwischen 1 und 2,5 Längen der Bremsspalte um die Drehachse und/oder absolut zwischen 3 cm und 18 cm.So that the vortices generated can fulfill their intended function of removing the brake dust from the braking surfaces in order to transfer the brake dust into the dust separating devices, they must have the opportunity to act on the braking surfaces. Therefore, in the device according to the invention, the air flow channels also extend downstream of the vortex generators inside the hood over longer distances along the braking surfaces. The extent of the air flow channels downstream of the vortex generators is between 60 degrees and 150 degrees around the axis of rotation and / or between 1 and 2.5 lengths of the brake gap around the axis of rotation and / or absolutely between 3 cm and 18 cm.

Insgesamt erstreckt sich die Haube der erfindungsgemäßen Vorrichtung in der Regel über mindestens 75 Grad um die Drehachse. Oft erstreckt sie sich über mindestens 90 Grad oder mindestens 120 Grad um die Drehachse. Die Haube kann sich aber auch über mehr als 150 Grad oder mehr als 180 Grad oder mehr als 210 Grad und im Extremfall über bis 240° um die Drehachse erstrecken.Overall, the hood of the device according to the invention generally extends over at least 75 degrees around the axis of rotation. It often extends over at least 90 degrees or at least 120 degrees around the axis of rotation. However, the hood can also extend over more than 150 degrees or more than 180 degrees or more than 210 degrees and in extreme cases over up to 240 ° around the axis of rotation.

Bei der Erfindung können die Wirbelgeneratoren passive Wirbelgeneratoren sein, die durch die Anströmung mit der von der umlaufenden Bremsscheibe bewegten Luft wirksam sind. Alternativ oder zusätzlich können die Wirbelgeneratoren Luft aus der Umgebung tangential in die Luftströmungskanäle einblasen. Bei dieser Luft kann es sich um von den Wirbelgeneratoren umgeleiteten Fahrtwind oder eine andere von den Wirbelgeneratoren umgeleitete Umströmung der Scheibenbremse handeln. In jedem Fall müssen die Wirbelgeneratoren weder einen Antrieb noch bewegliche Teile aufweisen. Hierdurch wird der Aufbau der erfindungsgemäßen Vorrichtung vereinfacht und deren Funktionssicherheit über lange Betriebszeiträume gesichert.In the invention, the vortex generators can be passive vortex generators, which are effective due to the flow of air moved by the rotating brake disk. Alternatively or additionally, the vortex generators can blow air from the environment tangentially into the air flow channels. This air can be the airflow diverted by the vortex generators or another flow around the disc brake diverted by the vortex generators. In any case, the vortex generators do not have to have a drive or moving parts. This simplifies the structure of the device according to the invention and ensures its functional reliability over long periods of operation.

Wenn die Wirbelgeneratoren Luft in die Luftströmungskanäle einblasen, können sie relativ nahe an den Bremsspalten angeordnet werden, da sie nicht darauf angewiesen sind, dass an ihren Orten bereits Strömungen größerer Dicke über den Bremsflächen in den Luftströmungskanälen ausgebildet sind. Zudem bilden Luft einblasende Wirbelgeneratoren schneller Wirbel solcher Größe aus, dass die an die Lufströmungskanäle angrenzenden Bremsflächen erreicht werden. So kann die erfindungsgemäße Vorrichtung in Umfangsrichtung um die Drehachse der Bremsscheibe relativ kurz bauen. Bei Einblasen von Luft aus der Umgebung nahe der Bremsspalte ist aber darauf zu achten, dass keine Gegenströmungen entgegen der Hauptdrehrichtung der Bremsscheibe durch die Bremsspalte resultieren.When the vortex generators blow air into the air flow channels, they can be arranged relatively close to the brake gaps, since they do not depend on flows of greater thickness being already formed in their places over the braking surfaces in the air flow channels. In addition, vortex generators blowing in air form vortices of such size more quickly that the braking surfaces adjacent to the air flow channels are reached. Thus, the device according to the invention can be made relatively short in the circumferential direction around the axis of rotation of the brake disc. If air is blown in from the environment near the brake gap, however, it must be ensured that there are no countercurrents through the brake gap against the main direction of rotation of the brake disc.

Konkret sind die Wirbelgeneratoren dazu ausgebildet, jeweils einen Wirbel zu erzeugen, der um eine längs der angrenzenden Bremsfläche verlaufende Wirbelachse umläuft. Vorzugsweise wird von den Wirbelgeneratoren jeweils zumindest im Wesentlichen nur dieser eine Wirbel erzeugt, auf den sich die gesamte Wirbelenergie konzentriert. Indem der Wirbel um die längs der angrenzenden Bremsfläche verlaufende Wirbelachse umläuft, überstreicht seine Wirbelströmung die Bremsfläche in Querrichtung und nimmt von dieser den Bremsstaub ab.Specifically, the vortex generators are each designed to generate a vortex that revolves around a vortex axis running along the adjacent braking surface. The vortex generators preferably generate at least essentially only this one vortex on which the entire vortex energy is concentrated. By doing the vortex revolves around the vortex axis running along the adjacent braking surface, its vortex flow sweeps over the braking surface in the transverse direction and removes the brake dust from it.

Vorzugsweise führt eine Drehrichtung des jeweiligen Wirbels zwischen der Wirbelachse und der angrenzenden Bremsfläche von der Drehachse der Bremsscheibe weg. So wird die angrenzende Bremsfläche von der Wirbelströmung des Wirbels nach radial außen überstrichen. Damit wird am Außenrand der Bremsscheibe ein Sog oder relativer Unterdruck erzeugt, der eine Innenbelüftung der Bremsscheibe in die Haube hinein unterstützt. Anders gesagt wird Luft, die durch Lüftungskanäle im Inneren der Bremsscheibe nach außen strömt, anteilig in die beiden Luftströmungskanäle eingeleitet, und zwar tangential zu den darin ausgebildeten Wirbeln, so dass diese verstärkt werden. Dadurch steigt die Wirksamkeit der Wirbelströmungen in Bezug auf das Abnehmen des Bremsstaubs von den Bremsflächen und das Überführen des Bremsstaubs in die Staubaussondereinrichtungen weiter an. Zugleich wird auch die Innenbelüftung und die damit verbundene Kühlung der Bremsscheibe innerhalb der Haube der erfindungsgemäßen Vorrichtung sichergestellt. Grundsätzlich kann die Luft, die durch das Innere der Bremsscheibe strömt auch nur in einen der beiden Luftströmungskanäle eingeleitet werden. Ein symmetrischer Aufbau der erfindungsgemäßen Vorrichtung, so dass diese den Bremsstaub in gleicher Weise von beiden Bremsflächen der Bremsscheibe abnimmt, ist aber bevorzugt.A direction of rotation of the respective vertebra between the vertebra axis and the adjoining braking surface preferably leads away from the axis of rotation of the brake disc. The adjoining braking surface is swept radially outward by the eddy flow of the eddy. In this way, suction or relative negative pressure is generated on the outer edge of the brake disc, which supports internal ventilation of the brake disc into the hood. In other words, air that flows to the outside through ventilation ducts in the interior of the brake disc is partially introduced into the two air flow ducts, namely tangentially to the eddies formed therein, so that these are strengthened. This increases the effectiveness of the eddy currents in terms of removing the brake dust from the braking surfaces and transferring the brake dust to the dust separating devices. At the same time, the internal ventilation and the associated cooling of the brake disc within the hood of the device according to the invention are ensured. In principle, the air that flows through the interior of the brake disc can also only be introduced into one of the two air flow channels. A symmetrical construction of the device according to the invention, so that it removes the brake dust in the same way from both braking surfaces of the brake disc, is preferred, however.

An dieser Stelle sei angemerkt, dass die Luftströmungskanäle der erfindungsgemäßen Vorrichtung auch dann, wenn diese an einer Scheibenbremse montiert ist, typischer Weise in keiner Richtung gegenüber der Umgebung und gegeneinander hermetisch abgedichtet sind. Die Strömung der Luft durch die Luftströmungskanäle erfolgt aber so, dass die Luft erst nach ihrer Reinigung durch die Staubaussondereinrichtungen aus den Luftströmungskanälen oder sonstwie aus der Haube in die Umgebung austritt. Auch dazu dient die im letzten Absatz erläuterte Drehrichtung der Wirbel, die zunächst längs der Bremsflächen weiter in die Haube hinein führt.At this point, it should be noted that the air flow channels of the device according to the invention are typically not hermetically sealed in any direction with respect to the surroundings or with respect to one another, even when this is mounted on a disc brake. However, the air flow through the air flow channels takes place in such a way that the air only emerges into the environment after it has been cleaned by the dust separating devices from the air flow channels or otherwise from the hood. The direction of rotation of the vortices explained in the last paragraph, which initially leads along the braking surfaces further into the hood, is also used for this purpose.

Konkret können die Wirbelgeneratoren jeweils von einer parallel zu der jeweiligen Bremsfläche verlaufenden Wand der Haube zu der jeweiligen Bremsfläche hin in den jeweiligen Luftströmungskanal abstehen. Dabei stehen die Wirbelgeneratoren soweit von der jeweiligen Wand der Haube ab, dass die Wirbelachsen der von ihnen erzeugten Wirbel näher an der jeweils angrenzenden Bremsfläche als an der Wand liegt. Damit wird erreicht, dass die Wirbelströmung zunächst möglichst unbeeinflusst von der Wand auf die Bremsfläche trifft, um von dieser den Bremsstaub abzunehmen. Anschließend ist ein Auftreffen auf die Wand der Haube jedoch durchaus gewünscht, weil dann dort die Staubaussonderungseinrichtungen angeordnet werden können, in die der Bremstaub von der Wirbelströmung überführt und damit ausgesondert werden soll.Specifically, the vortex generators can each protrude from a wall of the hood running parallel to the respective braking surface towards the respective braking surface in the respective air flow channel. The vortex generators protrude so far from the respective wall of the hood that the vortex axes of the vortices generated by them are closer to the respective adjoining braking surface than to the wall. This ensures that the vortex flow initially hits the braking surface as unaffected as possible by the wall in order to remove the braking dust from it. Subsequently, however, an impact on the wall of the hood is definitely desired because the dust separation devices can then be arranged there, into which the brake dust is to be transferred by the eddy flow and thus separated.

Ein einzelner Wirbel kann zum Beispiel mit einem Wirbelgenerator in Form eines gegenüber der Anströmung mit der von der umlaufenden Scheibe bewegten Luft angestellten Flügels erzeugt werden. Dabei liegen geeignete Anstellwinkel des Flügels gegenüber der Anströmung zwischen -45 und +45 Grad, wobei das Vorzeichen des Anstellwinkels die Drehrichtung des Wirbels bestimmt. Die Wirbelgeneratoren können aber auch jeweils mehrere Flügel aufweisen. Konkret kann der Wirbelgenerator in jedem der Luftströmungskanäle ein ruhendes Flügelrad aufweisen, das längs der angrenzenden Bremsfläche abgeschnitten ist. Dabei kann ein Umfang des Flügelrads zu der angrenzenden Bremsfläche hin durch ein Luftleitelement geschlossen sein, an dem die radial außen liegenden Enden der Flügel des Flügelrads befestigt sind, um die Anordnung der Flügel des Flügelrads zu stabilisieren. Ein Flügelrad erzeugt einen Wirbel, dessen Wirbelachse mit der Radachse des Flügelrads zusammenfällt. Durch das Abschneiden des Flügelrads längs der angrenzenden Bremsfläche kann diese Radachse damit die Wirbelachse des von dem Flügelrad erzeugten Wirbels an die Bremsfläche herangerückt werden.A single vortex can be generated, for example, with a vortex generator in the form of a wing positioned opposite to the oncoming flow with the air moved by the rotating disk. Suitable angles of attack of the wing in relation to the oncoming flow are between -45 and +45 degrees, the sign of the angle of attack determining the direction of rotation of the vortex. The vortex generators can also each have several wings. Specifically, the vortex generator can have a stationary impeller in each of the air flow channels, which impeller is cut off along the adjacent braking surface. A circumference of the impeller can be closed to the adjoining braking surface by an air guide element to which the radially outer ends of the blades of the impeller are attached in order to stabilize the arrangement of the blades of the impeller. An impeller creates a vortex, the vortex axis of which coincides with the wheel axis of the impeller. By cutting off the impeller along the adjoining braking surface, this wheel axis can thus be moved towards the braking surface, the vortex axis of the vortex generated by the impeller.

Sowohl bei einem einzelnen Flügel als auch bei einem Flügelrad in jedem der Luftströmungskanäle können Profiltiefen der Flügel längs der Bremsflächen zwischen 4 mm und 3 cm betragen. Dabei können die Flügel ein bauchiges Flügelprofil oder auch ein flaches gerades oder gekrümmtes Profil aufweisen. Typischerweise handelt es sich bei den Flügeln um solche kleiner Streckung. Darunter werden hier Flügel mit Streckungen zwischen 0,5 und 2, das heißt von etwa 1 verstanden.Both in the case of an individual wing and in the case of an impeller in each of the air flow channels, the profile depths of the wings along the braking surfaces can be between 4 mm and 3 cm. The wings can have a bulbous wing profile or a flat, straight or curved profile. Typically, the wings are of such a small aspect. This is understood here to mean wings with aspect ratios between 0.5 and 2, that is to say about 1.

Wie schon angedeutet wurde, können die Staubaussondereinrichtungen an inneren Oberflächen der Haube angeordnet sein und zwar überall dort, wo die von der umlaufenden Bremsscheibe bewegte Luft und insbesondere die Wirbelströmung des erfindungsgemäß erzeugten Wirbels in jedem der Luftströmungskanäle auf die inneren Oberflächen der Haube auftrifft oder diese entlangströmt.As already indicated, the dust separating devices can be arranged on the inner surfaces of the hood, specifically wherever the air moved by the rotating brake disc and in particular the vortex flow of the vortex generated according to the invention in each of the air flow channels impinges on the inner surfaces of the hood or flows along them .

Die Staubaussondereinrichtungen können insbesondere aus metallischen und/oder keramischen Fasern ausgebildet sein, zwischen und an denen sich der Bremsstaub fängt. Dabei können die Fasern in einer Umhüllung aus einem metallischen Gewebe angeordnet sein, das ein Vlies aus den metallischen und/oder keramischen Fasern vor direkten mechanischen Einwirkungen schützt. In dieses Vlies eintretender Bremsstaub lagert sich an die metallischen und/oder keramischen Fasern an und wird so dauerhaft ausgesondert. Die Zusammensetzung der metallischen und/oder keramischen Fasern kann dabei auf das Material der Bremsbeläge und der Bremsflächen der jeweiligen Scheibenbremse abgestimmt werden, um eine dauerhafte Anlagerung des Bremsstaubs an den Fasern zu fördern.The dust separation devices can in particular be formed from metallic and / or ceramic fibers, between and on which the brake dust collects. The fibers can be arranged in a cover made of a metallic fabric, which protects a fleece made of the metallic and / or ceramic fibers from direct mechanical effects. Brake dust entering this fleece accumulates on the metallic and / or ceramic fibers and becomes so permanently discarded. The composition of the metallic and / or ceramic fibers can be matched to the material of the brake linings and the braking surfaces of the respective disc brake in order to promote permanent accumulation of brake dust on the fibers.

Eine erfindungsgemäße Scheibenbremse mit einer in einer Hauptdrehrichtung um eine Drehachse umlaufenden Bremsscheibe, mit einem Bremssattel und mit an dem Bremssattel abgestützten und beim Bremsen an ringförmigen Bremsflächen der Bremsscheibe angreifenden Bremsbelägen weist weiterhin eine erfindungsgemäße Vorrichtung zum Sammeln von Bremsstaub auf.A disc brake according to the invention with a brake disc rotating in a main direction of rotation about an axis of rotation, with a brake caliper and with brake linings supported on the brake caliper and acting on annular braking surfaces of the brake disc during braking also has a device according to the invention for collecting brake dust.

Vorzugsweise ist die Bremsscheibe der erfindungsgemäßen Scheibenbremse innenbelüftet, wobei Lüftungskanäle in der Bremsscheibe, durch die die Innenbelüftung erfolgt, radial von der Drehachse nach außen über die Erstreckung der Haube der erfindungsgemäßen Vorrichtung um die Drehachse hinweg in die Haube einmünden.The brake disc of the disc brake according to the invention is preferably internally ventilated, with ventilation channels in the brake disc through which the internal ventilation takes place, opening radially from the axis of rotation outward over the extent of the hood of the device according to the invention around the axis of rotation into the hood.

Ein erfindungsgemäßes Kraftfahrzeug weist mindestens ein Paar von erfindungsgemäßen Scheibenbremsen auf. Bei einem zweispurigen Kraftfahrzeug sind dies die Scheibenbremsen für die beiden Räder einer seiner Achsen, bei einem einspurigen Motorrad die Scheibenbremsen für seine beiden Räder.A motor vehicle according to the invention has at least one pair of disc brakes according to the invention. In a two-track motor vehicle, these are the disc brakes for the two wheels on one of its axles, and in a single-track motorcycle, the disc brakes for its two wheels.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Patentansprüchen, der Beschreibung und den Zeichnungen.Advantageous further developments of the invention emerge from the patent claims, the description and the drawings.

Die in der Beschreibung genannten Vorteile von Merkmalen und von Kombinationen mehrerer Merkmale sind lediglich beispielhaft und können alternativ oder kumulativ zur Wirkung kommen, ohne dass die Vorteile zwingend von erfindungsgemäßen Ausführungsformen erzielt werden müssen.The advantages of features and of combinations of several features mentioned in the description are merely exemplary and can come into effect alternatively or cumulatively without the advantages necessarily having to be achieved by embodiments according to the invention.

Hinsichtlich des Offenbarungsgehalts - nicht des Schutzbereichs - der ursprünglichen Anmeldungsunterlagen und des Patents gilt Folgendes: Weitere Merkmale sind den Zeichnungen - insbesondere den dargestellten Geometrien und den relativen Abmessungen mehrerer Bauteile zueinander sowie deren relativer Anordnung und Wirkverbindung - zu entnehmen. Die Kombination von Merkmalen unterschiedlicher Ausführungsformen der Erfindung oder von Merkmalen unterschiedlicher Patentansprüche ist ebenfalls abweichend von den gewählten Rückbeziehungen der Patentansprüche möglich und wird hiermit angeregt. Dies betrifft auch solche Merkmale, die in separaten Zeichnungen dargestellt sind oder bei deren Beschreibung genannt werden. Diese Merkmale können auch mit Merkmalen unterschiedlicher Patentansprüche kombiniert werden. Ebenso können in den Patentansprüchen aufgeführte Merkmale für weitere Ausführungsformen der Erfindung entfallen, was aber nicht für die unabhängigen Patentansprüche des erteilten Patents gilt.With regard to the disclosure content - not the scope of protection - of the original application documents and the patent, the following applies: Further features can be found in the drawings - in particular the illustrated geometries and the relative dimensions of several components to one another and their relative arrangement and operative connection. The combination of features of different embodiments of the invention or of features of different patent claims is also possible in a way deviating from the selected back-references of the patent claims and is hereby suggested. This also applies to features that are shown in separate drawings or mentioned in their description. These features can also be combined with features of different patent claims. Features listed in the claims can also be omitted for further embodiments of the invention, but this does not apply to the independent claims of the granted patent.

Die in den Patentansprüchen und der Beschreibung genannten Merkmale sind bezüglich ihrer Anzahl so zu verstehen, dass genau diese Anzahl oder eine größere Anzahl als die genannte Anzahl vorhanden ist, ohne dass es einer expliziten Verwendung des Adverbs „mindestens“ bedarf. Wenn also beispielsweise von einem Flügel die Rede ist, ist dies so zu verstehen, dass genau ein Flügel, zwei Flügel oder mehr Flügel vorhanden sind. Die in den Patentansprüchen angeführten Merkmale können durch weitere Merkmale ergänzt werden oder die einzigen Merkmale sein, die das jeweilige Erzeugnis aufweist.The number of features mentioned in the claims and the description are to be understood in such a way that precisely this number or a greater number than the specified number is present without the explicit use of the adverb “at least” being required. So if, for example, a wing is mentioned, this is to be understood in such a way that there is exactly one wing, two wings or more wings. The features listed in the patent claims can be supplemented by further features or be the only features that the respective product has.

Die in den Patentansprüchen enthaltenen Bezugszeichen stellen keine Beschränkung des Umfangs der durch die Patentansprüche geschützten Gegenstände dar. Sie dienen lediglich dem Zweck, die Patentansprüche leichter verständlich zu machen.The reference signs contained in the claims do not restrict the scope of the subject matter protected by the claims. They only serve the purpose of making the claims easier to understand.

FigurenlisteFigure list

Im Folgenden wird die Erfindung anhand in den Figuren dargestellter bevorzugter Ausführungsbeispiele weiter erläutert und beschrieben.

1 zeigt eine erfindungsgemäße Scheibenbremse mit einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Sammeln von Bremsstaub in einer schematischen Seitenansicht, wobei auch einige verdeckte Linien dargestellt sind.
2 ist ein Schnitt durch die Scheibenbremse gemäß 1 längs einer in 1 eingezeichneten Schnittlinie II-II.
3 ist eine schematische Seitenansicht von Teilen einer weiteren Ausführungsform der erfindungsgemäßen Scheibenbremse, wobei wiederum einige verdeckte Linien dargestellt sind; und
4 ist ein Schnitt durch die Scheibenbremse gemäß 3 längs der in 3 eingezeichneten Schnittlinie IV-IV.

In the following, the invention is further explained and described with reference to preferred exemplary embodiments shown in the figures.

1 shows a disc brake according to the invention with a device according to the invention for collecting brake dust in a schematic side view, some hidden lines also being shown.
2 is a section through the disc brake according to 1 along one in 1 drawn section line II-II.
3 Fig. 3 is a schematic side view of parts of a further embodiment of the disc brake according to the invention, again showing some hidden lines; and
4th is a section through the disc brake according to 3 along the in 3 drawn section line IV-IV.

FIGURENBESCHREIBUNGFIGURE DESCRIPTION

Die in 1 dargestellte Scheibenbremse 1 weist eine bei ihrer Benutzung um eine Drehachse 2 in einer Hauptdrehrichtung 3 umlaufende Bremsscheibe 4 auf. An einem Bremssattel 5 der Scheibenbremse 1 sind Bremsbeläge 6 abgestützt, die beim Bremsen mit der Scheibenbremse 1 an ringförmigen Bremsflächen 7 auf beiden Seiten der Bremsscheibe 4 angreifen. In der Hauptdrehrichtung 3 schließt eine Haube 8 einer Vorrichtung 9 zum Sammeln von Bremsstaub der Scheibenbremse 1 an. In der Haube 8 sind in der Hauptdrehrichtung 3 um die Drehachse 2 an Bremsspalte zwischen den Bremsbelägen 6 und den Bremsflächen 7 anschließende Luftströmungskanäle 10 ausgebildet. Diese Luftströmungskanäle werden von Luft durchströmt, die von der umlaufenden Bremsscheibe 4 durch die Haube 8 hindurch bewegt wird. Die Luftströmungskanäle 10 erstrecken sich jeweils teilringförmig längs einer der Bremsflächen 7. Mit Abstand zu dem jeweiligen Bremsspalt ist in jedem der Luftströmungskanäle 10 gegenüber der den Luftströmungskanal 10 begrenzenden Bremsfläche 7 ein Wirbelgenerator 11 angeordnet. Der Wirbelgenerator 11 erzeugt einen Wirbel 12, der um eine längs der Bremsfläche 7 um die Drehachse 2 verlaufende Wirbelachse 13 umläuft. Dieser Wirbel 12 nimmt Bremsstaub von der Bremsfläche 7 ab und trägt den Bremsstaub in innerhalb der Haube 8 angeordnete Staubaussondereinrichtungen 15 ein. In der Ausführungsform gemäß 1 ist der Wirbelgenerator 11 ein von einer parallel zu der jeweiligen Bremsfläche 7 ausgerichteten Wand 14 der Haube 8 abstehender und gegenüber der Strömung durch den Luftströmungskanal 10 angestellter Flügel 16.In the 1 illustrated disc brake 1 has one around an axis of rotation when it is in use 2 in one main direction of rotation 3 circumferential brake disc 4th on. On a brake caliper 5 the disc brake 1 are brake pads 6th propped up when braking with the disc brake 1 on annular braking surfaces 7th on both sides of the brake disc 4th attack. In the main direction of rotation 3 closes a hood 8th a device 9 for collecting brake dust from the disc brake 1 on. In the hood 8th are in the main direction of rotation 3 around the axis of rotation 2 at the brake gap between the brake pads 6th and the braking surfaces 7th subsequent air flow channels 10 educated. These air flow channels are traversed by air from the rotating brake disc 4th through the hood 8th is moved through. The air flow channels 10 each extend partially annularly along one of the braking surfaces 7th . At a distance from the respective brake gap is in each of the air flow channels 10 opposite of the air flow channel 10 limiting braking surface 7th a vortex generator 11th arranged. The vortex generator 11th creates a vortex 12th around one along the braking surface 7th around the axis of rotation 2 running vertebral axis 13th running around. This vortex 12th removes brake dust from the braking surface 7th and carries the brake dust in inside the hood 8th arranged dust separation devices 15th one. In the embodiment according to 1 is the vortex generator 11th one of one parallel to the respective braking surface 7th aligned wall 14th the hood 8th protruding and facing the flow through the air flow channel 10 employed wing 16 .

2 zeigt, wie die Flügelspitzen 17 der angestellten Flügel 16 umströmt und so die Wirbel 12 erzeugt werden, die in den Luftströmungskanälen 10 den Flügeln 16 nachlaufen. Dabei treffen die Wirbel 12 zunächst auf die Bremsflächen 17 und nehmen dort den Bremsstaub ab, bevor sie auf die Staubaussondereinrichtungen 15 treffen, die stromab der Flügel 16 in der Haube 8 angeordnet sind. Die Bremsscheibe 4 ist eine innenbelüftete Bremsscheibe mit radial zu der Drehachse 2 verlaufenden Lüftungskanälen 18. Soweit Luft aus den Lüftungskanälen 18 radial nach außen in die Haube 8 eintritt, wird dieses Eintreten durch die Drehrichtung der Wirbel 12 gefördert und diese Luft wird in die Wirbelströmung der Wirbel 12 aufgenommen. Dadurch und durch die Überströmung der Bremsflächen 7 durch die Wirbelströmungen wird die Bremsscheibe 4 auch innerhalb der Haube 8 gekühlt. 2 shows how the wing tips 17th the employed wing 16 flows around and so the eddies 12th generated in the air flow channels 10 the wings 16 run after. This is where the eddies hit 12th first on the braking surfaces 17th and remove the brake dust there before they are sent to the dust separator 15th meet the downstream of the wing 16 in the hood 8th are arranged. The brake disc 4th is an internally ventilated brake disc with radial to the axis of rotation 2 running ventilation ducts 18th . So much for air from the ventilation ducts 18th radially outwards into the hood 8th occurs, this occurrence is determined by the direction of rotation of the vortices 12th promoted and this air is in the vortex flow of the vortex 12th recorded. This and the flow over the braking surfaces 7th through the eddy currents, the brake disc 4th also inside the hood 8th chilled.

Die Ausführungsform der erfindungsgemäßen Bremsscheibe 1 gemäß 3 und 4 weist statt des einen Flügels 6 gemäß den 1 und 2 einen Wirbelgenerator in Form eines Flügelrads 19 in jedem der beiden Luftströmungskanäle 10 auf. Dabei ist das Flügelrad zu der an den jeweiligen Luftströmungskanal 10 angrenzenden Bremsfläche 7 hin abgeschnitten. Ein Umfang des Flügelrads wird dort nicht durch die Wand 14 der Haube 8 sondern durch ein längs der Bremsfläche 7 verlaufendes Luftleitelement 20 begrenzt, an dem die radial äußeren Enden der Flügel 16 des Flügelrads enden und befestigt sind, wie sonst an der Wand 14. Das jeweilige Flügelrad 19 erzeugt einen Wirbel mit einer Wirbelachse 13, die mit seiner Radachse 21 zusammenfällt. Auch die von den Wirbelgeneratoren 11 in Form der Flügelräder 19 erzeugten Wirbel 12 überstreichen nicht nur die Bremsflächen 7 zum Abnehmen des dort vorliegenden Bremsstaubs, sondern unterstützen auch die Durchströmung der Lüftungskanäle 18 der innen belüfteten Bremsscheibe 14. Um die durch die Lüftungskanäle 18 strömende Luft auf die beiden Luftströmungskanäle 10 durch die Haube 8 aufzuteilen und in die dortigen Wirbelströmungen zu integrieren, weist das Gehäuse 8 gemäß den 3 und 4 im Querschnitt gemäß 4 eine Brezelform auf, wobei eine Kante 22 die aus den Lüftungskanälen 18 austretende Luft auf die beiden Luftströmungskanäle 10 aufteilt.The embodiment of the brake disc according to the invention 1 according to 3 and 4th has one wing instead of one 6th according to the 1 and 2 a vortex generator in the form of an impeller 19th in each of the two air flow channels 10 on. The impeller is connected to the respective air flow channel 10 adjacent braking surface 7th cut off. A circumference of the impeller is not there through the wall 14th the hood 8th but by one along the braking surface 7th running air guide element 20th limited to which the radially outer ends of the wings 16 end of the impeller and are attached as usual to the wall 14th . The respective impeller 19th creates a vortex with a vortex axis 13th that with its wheel axle 21 coincides. Even those from the vortex generators 11th in the form of the impellers 19th generated vortices 12th don't just paint over the braking surfaces 7th to remove the brake dust present there, but also support the flow through the ventilation ducts 18th the internally ventilated brake disc 14th . To get through the ventilation ducts 18th flowing air on the two air flow channels 10 through the hood 8th to divide up and integrate into the local eddy currents, the housing 8th according to the 3 and 4th in cross section according to 4th a pretzel shape on, with an edge 22nd those from the ventilation ducts 18th escaping air to the two air flow channels 10 divides.

BezugszeichenlisteList of reference symbols

11: ScheibenbremseDisc brake
22: DrehachseAxis of rotation
33: HauptdrehrichtungMain direction of rotation
44th: BremsscheibeBrake disc
55: BremssattelCaliper
66th: BremsbelagBrake pad
77th: BremsflächeBraking surface
88th: HaubeHood
99: Vorrichtungcontraption
1010: LuftströmungskanalAir flow duct
1111th: WirbelgeneratorVortex generator
1212th: Wirbelwhirl
1313th: WirbelachseVertebral axis
1414th: WandWall
1515th: StaubaussondereinrichtungDust separator
1616: Flügelwing
1717th: FlügelspitzeWing tip
1818th: LüftungskanalVentilation duct
1919th: FlügelradImpeller
2020th: LuftleitelementAir control element
2121: RadachseWheel axle
2222nd: KanteEdge

Claims

Device (9) for collecting brake dust from a disc brake (1) with a brake disc (4) rotating in a main direction of rotation (3) around an axis of rotation (2), a brake caliper (5) and supported on the brake caliper (5) and when braking annular braking surfaces (7) of the brake disc (4) engaging brake linings (6), the device (9) - a hood (8) which adjoins the brake caliper (5) in the main direction of rotation (3) and covers the braking surfaces (7) over an angle around the axis of rotation (2) of at least 60 °, which together with the brake disc (4) at the brake gap between the brake linings (6) and the braking surfaces (7) adjoining air flow channels (10) for air moved by the rotating brake disc (4), and - has dust separating devices (15) arranged inside the hood (8), - the air flow channels (10 ) extend partially annularly along the braking surfaces (7) and characterized in - that in each of the air flow channels (10) a vortex generator (11) is arranged opposite the braking surface (7) adjoining the air flow channel (10) at a distance from the respective brake gap, the generate a vortex (12) which revolves around a vortex axis (13) running along the adjacent braking surface (7), - the air flow channels (10) being located downstream of the vortex generators (11) outside the hood (8) each over - between 60 ° and 150 ° around the axis of rotation (2) and / or - between 1 and 2.5 lengths of the brake gap around the axis of rotation (2) and / or - between 3 cm and 18 cm extend along the braking surfaces (7).

Device (9) according to Claim 1 , characterized in that the distances between the vortex generators (11) and the brake gaps - between 15 ° and 90 ° around the axis of rotation (2) and / or - between 0.25 length and 1.5 lengths of the brake gap around the axis of rotation (2 ) and / or - between 1.5 cm and 15 cm.

Device (9) according to one of the preceding claims, characterized in that the vortex generators (11) comprise passive vortex generators (11) which are effective as a result of the flow of air moved by the rotating brake disc (4).

Device (9) according to one of the preceding claims, characterized in that one direction of rotation of the vortex (12) between the vortex axis (13) and the adjoining braking surface (7) leads away from the rotation axis (2).

Device (9) according to one of the preceding claims, characterized in that the vortex generators (11) each protrude from a wall (14) of the hood (8) running parallel to the respective braking surface (7) towards the respective braking surface (7).

Device (9) according to one of the preceding claims, characterized in that the vortex generators (11) each comprise at least one wing (16) positioned opposite the flow with the air moved by the rotating brake disc (4).

Device (9) according to Claim 6 , characterized in that the vortex generator (11) in each of the air flow channels (10) has a stationary impeller (19) which is cut off along the adjacent braking surface (7).

Device (9) according to Claim 7 , characterized in that a circumference of the impeller (19) is closed to the adjacent braking surface (7) by an air guide element (20).

Device (9) according to one of the Claims 6 until 8th , characterized in that the profile depths of the wings (16) along the braking surfaces (7) are between 4 mm and 3 cm.

Device (9) according to one of the Claims 6 until 9 , characterized in that the wings (16) have small aspect ratios between 0.5 and 2.

Device (9) according to one of the preceding claims, characterized in that the dust separating devices (15) are arranged on inner surfaces of the hood (8).

Device (9) according to one of the preceding claims, characterized in that the dust separation devices (15) are formed from metallic and / or ceramic fibers.

Disc brake (1) with - A brake disc (4) rotating in a main direction of rotation (3) about an axis of rotation (2), - a brake caliper (5), - on the brake caliper (5) supported and when braking on the annular braking surfaces (7) of the brake disc (4) engaging brake linings (6) and - A device (9) according to one of the preceding claims.

Disc brake (1) Claim 13 , characterized in that the brake disc (4) is internally ventilated.

Motor vehicle with a pair of disc brakes (1) according to Claim 13 or 14th .