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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Aufnahme von Bremsstaubpartikeln für eine Scheibenbremse eines Kraftfahrzeugs. Ferner betrifft die Erfindung eine Scheibenbremse mit einer solchen Vorrichtung zur Aufnahme von Bremsstaubpartikeln. Die Entstehung von Bremsstaub beim Betrieb von Scheibenbremsen ist ein unerwünschter aber üblicherweise auftretender Nebeneffekt. Scheibenbremsen dienen dazu Kraftfahrzeuge abzubremsen. Üblicherweise ist bei einer Scheibenbremse eine Bremsscheibe mit dem entsprechend zu bremsenden Rad eines Kraftfahrzeugs in der Weise verbunden, dass sie mit diesem Rad mitrotiert. In einer zugehörigen Tragkonstruktion sind Bremsbeläge in einer axialen Richtung verschiebbar gelagert. Diese können mittels einer Verstelleinrichtung, die Bestandteil der Tragkonstruktion ist oder die an die Tragkonstruktion angebaut ist, so verschoben werden, dass auf jeder Bremsscheibenseite ein Bremsbelag gegen die entsprechende kreisringförmige Reibfläche der jeweiligen Bremsscheibenseite bei einem Bremsvorgang gedrückt werden kann. Eine solche Tragkonstruktion kann je nach Scheibenbremsentyp verschieden aufgebaut sein. Beim Lösen der Bremse können die Bremsbeläge auch wieder in einer axialen Richtung mittels der Verstelleinrichtung oder durch andere Mittel oder durch das Zusammenwirken der Verstelleinrichtung und anderer Mittel von den Reibflächen wegbewegt werden. Die Tragkonstruktion ist üblicherweise mit dem Radträger des entsprechenden Rades fest verbunden. Ein solcher Radträger ist Teil des Fahrwerks eines Kraftfahrzeugs und kann ein einzelnes Bauteil sein oder mehrere Bauteile umfassen und ist in der Regel an einem von außen betrachteten Fahrzeug nicht oder kaum sichtbar, da er durch das zugehörige Rad und auch, zumindest teilweise, durch die Bremsscheibe verdeckt ist.
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Wenn die Bremsbeläge mit den Reibflächen der Bremsscheibe in Kontakt gebracht werden, kann dies eine Drehbewegung der Bremsscheibe um eine Rotationsachse abbremsen, die parallel zu einer axialen Richtung verläuft. Das in Kontakt Bringen der Bremsbeläge mit der Bremsscheibe kann auch als Bremsvorgang bezeichnet werden. Bei einem Bremsvorgang wirken zwischen den Reibflächen der Bremsscheibe und den Bremsbelägen Reibkräfte, die der Rotation des jeweiligen Rades und damit auch der jeweiligen Bremsscheibe entgegenwirkt. Die Reibkräfte, können über die Tragkonstruktion auf den Radträger übertragen werden. Bei Bremsvorgängen nutzten sich in erster Linie die Bremsbeläge, aber auch die Bremsscheibe nach und nach ab und es entstehen bei jedem Bremsvorgang Bremsstaubpartikel. Zwar wird mit einer solchen Scheibenbremse eine hohe Bremsleistung erzielt, aber die auf diese Weise freigesetzten Bremsstaubpartikel sind in mehrfacher Hinsicht nachteilig. Sie verschmutzen verschiedene Bauteile des Fahrzeugs, was zu Funktionsbeeinträchtigungen oder optischen Beeinträchtigungen führt. Z.B. sind solche Bremsstaubablagerungen auf Alu-Felgen unerwünscht. Darüber hinaus gelangen die Bremsstaubpartikel in die Umgebung und verursachen Feinstaubbelastungen der Luft und Verschmutzungen auf einer Fahrbahn; und Oberflächenwasser, welches in die Kanalisation läuft oder in den Boden versickert, wird verschmutzt.
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Es sind verschiedene Lösungsansätze bekannt, um die Entstehung von Bremsstaub zu vermindern oder das Austreten von Bremsstaub aus einem Bremssystem zu verhindern. Es sind grundsätzlich auch Lösungen im Stand der Technik bekannt, die konzipiert sind, um den entstehenden Bremsstaub einzufangen, zu speichern um auf diese Weise zu verhindern, dass Bremsstaub in die Umgebung freigesetzt wird. Bspw. ist eine Sammelvorrichtung für Bremsstaub aus der
DE 10 2010 053 879 A1 bekannt.
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Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung liegt darin eine kompakte und leichte und ästhetisch ansprechende Vorrichtung zur zuverlässigen Aufnahme von Bremsstaubpartikeln für eine Scheibenbremse bereitzustellen, die eine gute Handhabbarkeit sowohl bei der Montage, als auch bei der Wartung der Vorrichtung gewährleistet.
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Gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung wird die genannte Aufgabe durch eine Vorrichtung zur Aufnahme von Bremsstaubpartikeln mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Wenn in der weiteren Beschreibung der Begriff „Vorrichtung“ auch ohne den Zusatz „zur Aufnahme von Bremsstaubpartikeln“ verwendet wird, ist damit die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Aufnahme von Bremsstaubpartikeln gemeint. Die Vorrichtung ist für eine Scheibenbremse vorgesehen. Vorliegend ist damit bevorzugt eine Teilbelagscheibenbremse gemeint. Bei einer Teilbelagscheibenbremse ist nur ein Segment der Bremsscheibe durch die Bremsbeläge überdeckt und nicht wie bei einer Vollbelagscheibenbremse die gesamte Bremsscheibe über 360°. Die Scheibenbremse weist eine Bremsscheibe auf, deren innere Bremsscheibenseite im montierten Zustand der Scheibenbremse an einem Kraftfahrzeug zu einem die Scheibenbremse tragenden Radträger hin ausgerichtet ist. Die innere Bremsscheibenseite weist eine innere kreisringförmige Reibfläche auf. Der inneren kreisringförmigen Reibfläche ist wenigstens ein Bremsbelag zugeordnet. Eine äußere Bremsscheibenseite der Bremsscheibe ist der inneren Bremsscheibenseite gegenüberliegend angeordnet. Die äußere Bremsscheibenseite weist eine äußere kreisringförmige Reibfläche auf. Der äußeren kreisringförmigen Reibfläche ist wenigstens ein Bremsbelag zugeordnet. Die Scheibenbremse weist eine Tragkonstruktion zur Aufnahme und zur Führung von wenigstens einem der Bremsbeläge auf. Die Tragkonstruktion ist zur Befestigung an dem die Scheibenbremse tragenden Radträger ausgestaltet. Die Vorrichtung zur Aufnahme von Bremsstaubpartikeln umfasst eine Befestigungsanordnung zur direkten oder/und indirekten Befestigung der Vorrichtung an der Scheibenbremse. Die Vorrichtung umfasst ferner eine Übertragungsanordnung und eine Speicheranordnung. Die Übertragungsanordnung dient der Erfassung der durch einen Betrieb der Scheibenbremse erzeugten Bremsstaubpartikel und dem Transport der erfassten Bremsstaubpartikel hin zu der Speicheranordnung. Die Übergangsanordnung ist in der Weise gestaltet, dass sie die Bremsstaubpartikel jeweils überwiegend auf derjenigen Bremsscheibenseite erfasst, auf welcher sie entstehen. Die Speicheranordnung ist bevorzugt ausschließlich auf einer der beiden Bremsscheibenseiten angeordnet. Bevorzugt ist die Speicheranordnung ausschließlich auf der inneren Bremsscheibenseite angeordnet. Alternativ zu der ausschließlichen Anordnung der Speicheranordnung auf einer der beiden Bremsscheibenseiten oder auf der inneren Bremsscheibenseite, sind die Übertragungsanordnung und die Speicheranordnung oder die Übertragungsanordnung oder die Speicheranordnung dergestalt, dass die Speicheranordnung den überwiegenden Anteil der im Betrieb der Scheibenbremse erzeugten Bremsstaubpartikel auf einer der beiden Bremsscheibenseiten speichert. Bevorzugt ist die Bremsscheibenseite, auf welcher die Speicherung des überwiegenden Anteils der Bremsstaubpartikel erfolgt, die innere Bremsscheibenseite. Bei dem genannten überwiegenden Anteil der Bremsstaubpartikel handelt es sich bevorzugt um wenigstens den zweifachen Anteil. Noch bevorzugter handelt es sich um wenigstens den fünffachen Anteil.
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Die Vorrichtung ist für eine Scheibenbremse vorgesehen. Der erste Aspekt der Erfindung bezieht sich auf die Vorrichtung. Je nachdem für welche Art von Scheibenbremse die Vorrichtung vorgesehen ist, kann die Vorrichtung entsprechend angepasst sein. Wenn im Zusammenhang mit der Vorrichtung Bezug auf die Scheibenbremse genommen wird, so dient dies dem Zweck, die unterschiedlichen Elemente der Vorrichtung klar zu definieren und die Vorteile der Elemente der Vorrichtung gegenüber dem Stand der Technik darzustellen. Auch wenn im Zusammenhang mit der Vorrichtung und der Scheibenbremse Bezug auf ein Kraftfahrzeug genommen wird, so dient dies ebenfalls dem Zweck, die unterschiedlichen Elemente der Vorrichtung und der Scheibenbremse klar zu definieren und die Vorteile der Erfindung gegenüber dem Stand der Technik darzustellen. Insbesondere ist bei der Vorrichtung gegenüber dem Stand der Technik vorteilhaft, dass die Speicheranordnung ausschließlich auf einer der beiden Bremsscheibenseiten angeordnet ist, bevorzugt ausschließlich auf der inneren Bremsscheibenseite oder dass der Transportabschnitt und die Speicheranordnung oder der Transportabschnitt oder die Speicheranordnung dergestalt sind, dass die Speicheranordnung den überwiegenden Anteil der im Betrieb der Scheibenbremse erzeugten Bremsstaubpartikel auf einer der beiden Bremsscheibenseiten, bevorzugt auf der inneren Bremsscheibenseite, speichert.
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Die Scheibenbremse weist eine Bremsscheibe auf, deren innere Bremsscheibenseite im montierten Zustand der Scheibenbremse an einem Kraftfahrzeug zu einem die Scheibenbremse tragenden Radträger hin ausgerichtet ist. Ein solcher Radträger kann aus einem oder auch mehreren Bauteilen aufgebaut sein. Der Radträger ist Teil des Fahrwerks und ist, bei der Betrachtung eines Kraftfahrzeugs von außen, d.h. mit Blick auf die Außenseite eines Rades, durch das Rad oder auch durch die Bremsscheibe verdeckt oder zumindest zum Teil verdeckt. Der Radträger ist somit bei dieser Blickrichtung innenliegend (z.B. im Radkasten) angeordnet und die innere Bremsscheibenseite ist dem innenliegenden Radträger oder auch anderen innenliegenden Fahrwerksteilen zugewandt.
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Die innere Bremsscheibenseite weist eine innere kreisringförmige Reibfläche auf, die nachfolgend auch schlicht als innere Reibfläche bezeichnet ist. Der inneren Reibfläche ist wenigstens ein Bremsbelag zugeordnet. Der betreffende wenigstens eine Bremsbelag wird bei einem Bremsvorgang mit der inneren Reibfläche mit einer Betätigungskraft in Kontakt gebracht. Bei der bevorzugten Ausführung als Teilbelagscheibenbremse überdeckt der Bremsbelag nur einen Abschnitt der inneren Reibfläche. Statt einem einzigen Bremsbelag können der inneren Reibfläche auch zwei oder mehrere Bremsbeläge zugeordnet sein.
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Eine äußere Bremsscheibenseite der Bremsscheibe ist der inneren Bremsscheibenseite gegenüberliegend angeordnet. Somit ist die äußere Bremsscheibenseite bei einem montierten Zustand der Scheibenbremse an einem Kraftfahrzeug von dem Radträger abgewandt angeordnet. D.h. bei der Betrachtung eines Kraftfahrzeugs von au-ßen und bei demontiertem Rad wäre die äußere Bremsscheibenseite der entsprechenden Bremsscheibe sichtbar.
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Die äußere Bremsscheibenseite weist eine äußere kreisringförmige Reibfläche auf, die nachfolgend auch schlicht als äußere Reibfläche bezeichnet ist. Der äußeren Reibfläche ist wenigstens ein Bremsbelag zugeordnet. Der betreffende wenigstens eine Bremsbelag wird bei einem Bremsvorgang mit der äußeren Reibfläche mit einer Betätigungskraft in Kontakt gebracht. Bei der bevorzugten Ausführung als Teilbelagscheibenbremse überdeckt der Bremsbelag nur einen Abschnitt der äußeren Reibfläche. Statt einem einzigen Bremsbelag können der äußeren Reibfläche auch zwei oder mehrere Bremsbeläge zugeordnet sein. Die innere Reibfläche und die äußere Reibfläche sind parallel zueinander ausgerichtet.
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Der Bremsbelag oder ggf. die Bremsbeläge, welche(r) der inneren Reibfläche zugeordnet ist/sind, wirkt/wirken bevorzugt korrespondierend mit dem Bremsbelag oder ggf. den Bremsbelägen, welche(r) der äußeren Reibfläche zugeordnet ist/sind. D.h. die miteinander korrespondierenden Bremsbeläge bilden Bremsbelagpaare, ggf. mehrere Bremsbelagpaare, die sich jeweils, mit der Bremsscheibe zwischen ihnen, gegenüberliegen.
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Die Scheibenbremse weist eine Tragkonstruktion zur Aufnahme und zur Führung von wenigstens einem der Bremsbeläge auf und die Tragkonstruktion ist zur Befestigung an dem die Scheibenbremse tragenden Radträger ausgestaltet. Der Begriff Tragkonstruktion ist hier grundsätzlich als umfassender Begriff zu verstehen. Diese Tragkonstruktion kann, je nach Art der Scheibenbremse, verschiedenartig aufgebaut sein und verschiedene Bauteile umfassen. Die Führung für die Bremsbeläge ist dergestalt, dass die Bremsbeläge in einer axialen Richtung verschiebbar geführt sind. Die Bremsbeläge sind so gestaltet, dass sie die bei einem Bremsvorgang entstehenden, bezogen auf die Rotationsachse der Bremsscheibe tangential wirkenden Reibkräfte, welche in Reaktion auch auf die Bremsscheibe wirkende Bremskräfte und Bremsmomente erzeugen, auf die Tragkonstruktion übertragen können. Die Tragkonstruktion stützt die Bremsbeläge bei einem Bremsvorgang in erster Linie in tangentialer Richtung ab. Die Verschiebung der Bremsbeläge in einer axialen Richtung erfolgt ebenfalls mittels der Tragkonstruktion bzw. mit deren Komponenten oder angebauten Komponenten. Die Tragkonstruktion bzw. die Tragkonstruktion mit zugehörigen oder angebauten Komponenten kann so gestaltet sein, dass die Bremsbeläge in einer radialen Richtung bezogen auf die Rotationsachse der Bremsscheibe gestützt werden. Dass die Tragkonstruktion zur Befestigung an dem die Scheibenbremse tragenden Radträger ausgestaltet ist, bedeutet, dass die Tragkonstruktion eine Komponente oder einen Abschnitt aufweist, welcher eine Schnittstelle umfasst, die mit einer Schnittstelle, welche ein entsprechender Radträger aufweist, geometrisch und funktional kompatibel ist. Die bei einem Bremsvorgang auftretenden Reib- bzw. Bremskräfte werden von den Bremsbelägen auf die Tragkonstruktion übertragen und von der Tragkonstruktion weiter auf den Radträger des Kraftfahrzeugs. Die Befestigungsschnittstelle an der Tragkonstruktion und an dem Radträger sind entsprechend stark ausgelegt, um die Bremskräfte, Schwingungskräfte, Biegemomente, die bei Abbremsungen eines Kraftfahrzeugs auftreten können, zu übertragen.
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Die Vorrichtung zur Aufnahme von Bremsstaubpartikeln umfasst eine Befestigungsanordnung zur Befestigung der Vorrichtung an der Scheibenbremse. Die Befestigungsanordnung kann so ausgebildet sein, dass die Vorrichtung direkt mit der Scheibenbremse verbunden ist. Die Vorrichtung kann auch indirekt mit der Scheibenbremse verbunden sein. Die Verbindung mit der Scheibenbremse kann auch kombiniert zum Teil direkt und zum Teil indirekt sein. Indirekt könnte die Vorrichtung bspw. mit der Scheibenbremse verbunden sein, indem die Befestigungsanordnung an einem Radträger befestigt ist, an welchem auch die Scheibenbremse befestigt ist. Die Befestigungsanordnung stellt eine Schnittstelle dar oder weist eine Schnittstelle auf, die zur Befestigung der Vorrichtung an der Scheibenbremse mit einer entsprechenden Schnittstelle an der Scheibenbremse geometrisch und funktional kompatibel ist.
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Die Vorrichtung umfasst ferner eine Übertragungsanordnung und eine Speicheranordnung. Mit der Übertragungsanordnung können Bremsstaubpartikel, die durch die Reibung zwischen dem oder den Bremsbelägen und der Bremsscheibe, d.h. der inneren und der äußeren Reibfläche, entstehen, aufgenommen und zu der Speicheranordnung übertragen bzw. transportiert werden. Durch die Aufnahme der Bremsstaubpartikel in die Übertragungsanordnung wird verhindert, dass die Bremsstaubpartikel in die Umgebung gelangen. In der Speicheranordnung können die aufgenommenen Bremsstaubpartikel dauerhaft gespeichert werden.
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Die Übertragungsanordnung dient der Erfassung der durch einen Betrieb der Scheibenbremse erzeugten Bremsstaubpartikel und dem Transport der erfassten Bremsstaubpartikel hin zu der Speicheranordnung.
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Die Übertragungsanordnung ist in der Weise gestaltet, dass sie die Bremsstaubpartikel jeweils überwiegend auf derjenigen Bremsscheibenseite erfasst, auf welcher sie entstehen. Es ist vorteilhaft die Bremsstaubpartikel durch die Gestaltung der Übertragungsanordnung direkt auf der Bremsscheibenseite zu erfassen, auf welcher sie entstehen. Dadurch wird verhindert, dass sich Bremsstaubpartikel zu weit von der Bremsscheibe entfernen, die dann nicht mehr von der Vorrichtung aufgenommen werden könnten.
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Die Speicheranordnung ist bevorzugt ausschließlich auf einer der beiden Bremsscheibenseiten angeordnet. Die Speicheranordnung kann dadurch kompakt, platzsparend und optisch ansprechend gestaltet werden. Außerdem ergibt sich durch die einseitige Anordnung eine Gewichtsreduzierung und Materialeinsparung der Vorrichtung. Die einseitige Anordnung ist grundsätzlich vorteilhaft hinsichtlich der Montage der gesamten Vorrichtung oder auch nur der Speicheranordnung. Ebenso ist die einseitige Anordnung vorteilhaft für Wartungszwecke, wie bspw. bei einem Entleeren der Speicheranordnung. Eine einseitig angeordnete Speicheranordnung ist besonders gut zugänglich. Ein besonderer Vorteil liegt darin, dass eine zuverlässige beidseitige Aufnahme der Bremsstaubpartikel gegeben ist, aber dennoch die Speicherung ausschließlich einseitig erfolgt.
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Bevorzugt ist die Speicheranordnung ausschließlich auf der inneren Bremsscheibenseite angeordnet. Wenn die Speicheranordnung ausschließlich auf der inneren Bremsscheibenseite angeordnet ist, ist dies vorteilhaft hinsichtlich eines aufgeräumten bzw. ästhetisch ansprechenden Erscheinungsbildes einer Radanordnung, welcher eine entsprechende Scheibenbremse und eine erfindungsgemäße Vorrichtung zugeordnet ist. Bei einer innenliegenden Speicheranordnung ist diese bei einem Blick von außen auf das Kraftfahrzeug und auf die entsprechende Radanordnung weitestgehend durch die Bremsscheibe verdeckt. Dies kommt z.B. beim Einsatz von Alufelgen oder grobspeichigen Felgen zum Tragen, durch die hindurch die Bremsscheibe und die Scheibenbremse und somit auch die Vorrichtung sichtbar oder teilweise sichtbar ist.
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Alternativ zu der ausschließlichen Anordnung der Speicheranordnung auf einer der beiden Bremsscheibenseiten oder auf der äußeren Bremsscheibenseite, sind der Transportabschnitt und die Speicheranordnung oder der Transportabschnitt oder die Speicheranordnung dergestalt, dass die Speicheranordnung den überwiegenden Anteil der im Betrieb der Scheibenbremse erzeugten Bremsstaubpartikel auf einer der beiden Bremsscheibenseiten speichert. Bevorzugt ist die Bremsscheibenseite auf welcher die Speicherung der Bremsstaubpartikel erfolgt, die innere Bremsscheibenseite. Bei dem genannten überwiegenden Anteil der Bremsstaubpartikel handelt es sich bevorzugt um wenigstens den zweifachen Anteil. Noch bevorzugter handelt es sich um wenigstens den fünffachen Anteil. Bei diesen Alternativen ergeben sich ebenfalls die schon beschriebenen Effekte hinsichtlich Kompaktheit, Gewichtsreduzierung, Optik, Montagefreundlichkeit und Wartungsfreundlichkeit. Dass bei diesen Alternativen zwar eine beidseitige Speicherung zumindest teilweise möglich ist, kann eine leichte Einschränkung in der Wartungsfreundlichkeit (z.B. beim Entleeren) darstellen. Allerdings eröffnet diese Alternative gestalterischen Freiraum, falls auf der Bremsscheibenseite, auf welcher die Speicherung der Bremsstaubpartikel gewünscht ist, nicht ausschließlich möglich ist. Es ist bei diesen Alternativen dennoch so, dass der überwiegende Anteil der auf beiden Bremsscheibenseiten aufgenommene Bremsstaub, ggf. sogar wenigstens der zweifache Anteil oder ggf. sogar wenigstens der fünffache Anteil auf nur einer der beiden Bremsscheibenseiten oder auf der bevorzugten inneren Bremsscheibenseite gespeichert wird. In einem solchen Fall ist es bspw. auch möglich, dass zwar auch ein kleiner Anteil der Bremsstaubpartikel auf der nicht gewünschten Bremsscheibenseite gespeichert wird, dass diese vergleichsweise wenigen auf der nicht gewünschten Bremsscheibenseite gespeicherten Bremsstaubpartikel dort aber bspw. über die Lebensdauer der Bremsbeläge oder sogar der Bremsscheibe verbleiben können, so dass die Wartung der Speicheranordnung oder des Speicheranordnungsteils, welcher auf der bevorzugten Bremsscheibenseite, welche bevorzugt die innere Bremsscheibenseite sein kann, angeordnet ist, ausreicht.
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Zusammenfassend kann also festgestellt werden, dass durch die ausschließlich einseitige Anordnung der Speicheranordnung oder durch die einseitige Speicherung des überwiegenden Anteils der beidseitig entstehenden Bremsstaubpartikel eine kompakte und leichte und ästhetisch ansprechende Vorrichtung zur zuverlässigen Aufnahme von Bremsstaubpartikeln bereitgestellt ist. Die Vorrichtung gewährleistet eine gute Handhabbarkeit sowohl bei der Montage, als auch bei der Wartung.
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In einer Ausführungsform ist die Vorrichtung in einer Vorwärtsrotationsrichtung auf die Scheibenbremse folgend angeordnet. Vorzugsweise ist die Vorrichtung so auf die Scheibenbremse folgend angeordnet, dass es insbesondere die Übertragungsanordnung ist, welche in Vorwärtsrotationsrichtung auf die Scheibenbremse folgend angeordnet ist und dass die Speicheranordnung in Vorwärtsrotationsrichtung auf die Übertragungsanordnung folgend angeordnet ist. Die Vorwärtsrotationsrichtung ist durch die Rotation einer im montierten Zustand zugehörigen Bremsscheibe um deren Rotationsachse bei Vorwärtsfahrt eines zugehörigen Kraftfahrzeugs definiert. Diese Anbauposition der Vorrichtung an der Scheibenbremse und die Aufeinanderfolge der genannten Bauteile begünstigt eine zuverlässige Aufnahme der Bremsstaubpartikel.
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In einer Ausführungsform weist die Übertragungsanordnung bremsscheibennahe Wandungen auf, die, in einer durch die Rotationsachse der Bremsscheibe und durch die Übertragungsanordnung verlaufenden Schnittebene betrachtet, kontaktfrei entlang der inneren Reibfläche, der äußeren Reibfläche und der die innere und die äußere Reibfläche verbindende Umfangsfläche der Bremsscheibe verlaufen. Die Übertragungsanordnung weist zudem bremsscheibenferne Wandungen auf, die in der Weise korrespondierend und beabstandet zu den bremsscheibennahen Wandungen verlaufen, dass die Wandungen einen Übertragungsanordnungshohlraum bilden. Bevorzugt bilden die Wandungen einen U-förmigen Übertragungsanordnungshohlraum. In der genannte Schnittebene zeigt sich also ein Querschnitt der Übertragungsanordnung und damit auch die Form des Übertragungsanordnungshohlraums. Die bremsscheibennahen Wandungen bilden in der Schnittebene einen zusammenhängenden bremsscheibennahen Konturverlauf, welcher sich entlang beider Reibflächen (innen und außen), zumindest jeweils über einen Teil beider Reibflächen, in radialer Richtung erstreckt, und welcher im Bereich der Umfangsfläche der Bremsscheibe die genannten Konturen, die entlang den Reibflächen verlaufen, verbindet. Die sich daraus ergebende U-förmige bremsscheibennahe Kontur hat aber an jeder Stelle einen Abstand zu der Bremsscheibe, d.h. zu den beiden Reibflächen und zu der die beiden Reibflächen verbindende Umfangsfläche der Bremsscheibe. Vorzugsweise ist der Abstand der U-förmigen Kontur zu den korrespondierenden Flächen der Bremsscheibe konstant. Die räumliche Dimension des Übertragungsanordnungshohlraums ergibt sich aus einer Erstreckung der Wandungen entlang einer Kreisbahn, deren Mittelpunkt auf der Rotationsachse der Bremsscheibe liegt, in der Weise, dass ein Abschnitt der kreisringförmigen Reibflächen und der entsprechende Abschnitt der Umfangsfläche von der Übertragungsanordnung überdeckt ist. Durch diesen Aufbau der Übertragungsanordnung und die Anpassung an die Form der Bremsscheibe wird eine zuverlässige Aufnahme der Bremsstaubpartikel gewährleistet, die sich in der Regel an den Reibflächen bilden und teilweise auch an der Umfangsfläche der Bremsscheibe haften oder schweben können. Durch die Vermeidung von Kontakt zwischen der Bremsscheibe und den bremsscheibennahen Wandungen wird ein Schleifen der Wandungen an der Bremsscheibe und somit ein unerwünschter Verschleiß von Material und eine unerwünschte Erhitzung vermieden. Bevorzugt liegt der Abstand zwischen den inneren Wandungen und der jeweils korrespondierenden Reibfläche an jeder betreffenden Stelle zwischen 0,1 mm und 2 mm und noch bevorzugter zwischen 0,1 und 0,5 mm. Diese Abstände und besonders die engere Abstandswahl begünstigt eine zuverlässige Aufnahme von Bremsstaubpartikeln insbesondere im Bereich der Reibflächen. Die Nähe der Übertragungsanordnung durch seine bremsscheibennahen Wandungen und deren Erstreckung entlang der Bremsscheibe ist Vorteilhaft, weil dadurch eine gute Wärmeübertragung von der Bremsscheibe, die sich durch den Betrieb der Scheibenbremse, d.h. durch Bremsvorgänge aufgrund der Reibungswärme erwärmt, auf die Übertragungsanordnung möglich ist. In der Übertragungsanordnung kann die Wärme eine Trocknung von Bremsstaubpartikeln, die im Falle von vorhandener Nässe, z.B. aufgrund von Regen, begünstigen. Die Trocknung wiederum unterstützt die Transportfähigkeit und Speicherfähigkeit in Bezug auf die Bremsstaubpartikel.
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In einer Ausführungsform weist die Übertragungsanordnung einen Eingangsbereich auf, welcher in Vorwärtsrotationsrichtung als erster Bereich der Übertragungsanordnung auf die Scheibenbremse folgend angeordnet ist. Die Wandstärke wenigstens einer der bremsscheibennahen Wandungen nimmt ausgehend von dem Eingangsbereich in Vorwärtsrotationsrichtung über einen längenmäßig begrenzten Abschnitt in der Weise zu, dass der Abstand der Wandungsseite wenigstens einer der bremsscheibennahen Wandungen, welcher einer entsprechenden Reibfläche oder der Umfangsfläche zugewandt ist, gegenüber der entsprechenden Reibfläche oder der Umfangsfläche konstant bleibt. Man könnte auch sagen, dass die bremsscheibennahen Wandungen oder wenigstens eine der bremsscheibennahen Wandungen in dem Eingangsbereich angeflacht oder keilförmig ausgeführt sind, so dass die Bremsstaubpartikel ungehindert in den Übertragungsabschnitt einströmen können. Bevorzugt bilden die jeweils entsprechend keilförmig zulaufenden Wandungsseiten einen Winkel von maximal 30°. Durch diese angeflachte Ausgestaltung des Eingangsbereichs werden solche Wandungskanten, die Verwirbelungen verursachen und ein Strömungshindernis darstellen können, vermieden. Dadurch wird die Aufnahmeleistung der Aufnahme von Bremsstaubpartikeln weiter erhöht. Dies dient also der zuverlässigen Bremsstaubaufnahme. Die Übertragungsanordnung ist in dem Eingangsbereich offen, so dass Bremsstaubpartikel in die Übertragungsanordnung bzw. in den Übertragungsanordnungshohlraum gelangen können. D.h. in dem Eingangsbereich ist der Übertragungsanordnungshohlraum zur Scheibenbremse hin offen.
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In einer Ausführungsform weist die Übertragungsanordnung einen Endbereich auf, welcher in Vorwärtsrotationsrichtung als letzter Bereich der Übertragungsanordnung auf die Scheibenbremse folgend angeordnet ist. Der Übertragungsanordnungshohlraum ist in dem Endbereich durch eine Begrenzungswandung begrenzt.
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In dem Fall, dass die Speicheranordnung ausschließlich auf der inneren Bremsscheibenseite angeordnet ist oder dass die Übertragungsanordnung oder die Speicheranordnung oder die Übertragungsanordnung und die Speicheranordnung dergestalt sind, dass die Speicheranordnung den überwiegenden Anteil der im Betrieb der Scheibenbremse erzeugten Bremsstaubpartikel auf der inneren Bremsscheibenseite speichert, ist die Begrenzungswandung in der Weise ausgerichtet, dass der Bereich der Begrenzungswandung, welcher auf der inneren Bremsscheibenseite angeordnet ist, in Vorwärtsrotationsrichtung auf den Bereich der Begrenzungswandung folgend angeordnet, welcher auf der äußeren Bremsscheibenseite angeordnet ist. Vorzugsweise ist die Begrenzungswandung dabei in einer entsprechenden Ebene liegend angeordnet. In dem anderen Fall, dass die Speicheranordnung ausschließlich auf der äußeren Bremsscheibenseite angeordnet ist oder dass die Übertragungsanordnung oder die Speicheranordnung oder die Übertragungsanordnung und die Speicheranordnung dergestalt sind, dass die Speicheranordnung den überwiegenden Anteil der im Betrieb der Scheibenbremse erzeugten Bremsstaubpartikel auf der äußeren Bremsscheibenseite speichert, ist die Begrenzungswandung in der Weise ausgerichtet, dass der Bereich der Begrenzungswandung, welcher auf der äußeren Bremsscheibenseite angeordnet ist, in Vorwärtsrotationsrichtung auf den Bereich der Begrenzungswandung folgend angeordnet, welcher auf der inneren Bremsscheibenseite angeordnet ist. Vorzugsweise ist die Begrenzungswandung dabei in einer entsprechenden Ebene liegend angeordnet.
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Kurz gesagt verläuft die Begrenzungswandung in einer Ebene, die in der Weise ausgerichtet ist, dass der Transport von Bremsstaubpartikeln zu der Speicheranordnung hin begünstigt wird. Die szs. schräge Ausrichtung der Begrenzungswandung stellt eine Form eines Strömungskanals oder Teil eines solchen Strömungskanals dar, welcher den Bremsstaubpartikeln wenig Strömungshindernis bietet. Außerdem werden auch Bremsstaubpartikel, die auf diese schräge Begrenzungswand prallen, in die gewünschte Richtung zu der Speicheranordnung hin umgelenkt.
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In einer Ausführungsform ist zwischen der Übertragungsanordnung und der Speicheranordnung ein Verbindungskanal angeordnet, durch welchen die durch den Betrieb der Scheibenbremse erzeugten Bremsstaubpartikel von der Übertragungsanordnung in die Speicheranordnung gelangen können. Das Vorsehen eines solchen Verbindungskanals schafft Gestaltungsspielräume hinsichtlich der Anordnung der verschiedenen genannten Elemente der Vorrichtung. Der Verbindungskanal ermöglicht somit eine kompakte Bauweise und eine gute Handhabbarkeit der Vorrichtung bei der Montage und bei der Wartung.
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In einer Ausführungsform ist die Speicheranordnung in der Weise mit der Übertragungsanordnung verbunden, dass der Verbindungskanal in dem Endbereich der Übertragungsanordnung und an radial äußerer Position der Übertragungsanordnung angeordnet ist. Die Bremsstaubpartikel werden durch Trägheitskräfte und die Luftströmung auch in diese Position des Verbindungskanals getrieben. Die Position des Verbindungskanals verhindert, dass sich Bremsstaubpartikel in Bereichen des Transportabschnitts ablagern.
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In einer Ausführungsform verläuft der Verbindungskanal durch diejenige bremsscheibenferne Wandung der Übertragungsanordnung hindurch, welche sich auf der inneren Bremsscheibenseite befindet. Dies ist dann der Fall, wenn die Speicheranordnung ausschließlich auf der inneren Bremsscheibenseite angeordnet ist oder wenn die Übertragungsanordnung oder die Speicheranordnung oder die Übertragungsanordnung und die Speicheranordnung dergestalt sind, dass die Speicheranordnung den überwiegenden Anteil der im Betrieb der Scheibenbremse erzeugten Bremsstaubpartikel auf der inneren Bremsscheibenseite speichert. Verbindungskanal verläuft in einer alternativen Ausführungsform durch diejenige bremsscheibenferne Wandung der Übertragungsanordnung hindurch, welche sich auf der äußeren Bremsscheibenseite befindet. Dies ist dann der Fall, wenn die Speicheranordnung ausschließlich auf der äußeren Bremsscheibenseite angeordnet ist oder wenn die Übertragungsanordnung oder die Speicheranordnung oder die Übertragungsanordnung und die Speicheranordnung dergestalt sind, dass die Speicheranordnung den überwiegenden Anteil der im Betrieb der Scheibenbremse erzeugten Bremsstaubpartikel auf der äußeren Bremsscheibenseite speichert. Diese Anordnungen des Verbindungskanals in einer der bremsscheibenfernen Wandungen bewirken eine gute Handhabbarkeit der Vorrichtung. Weiterhin ist es dadurch besser möglich die Speicheranordnung mit einem größeren Abstand zu der Bremsscheibe anzuordnen. Auf die Vorteile eines solchen größeren Abstands wird nachfolgend noch eingegangen werden.
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In einer Ausführungsform ist die Speicheranordnung mit einer Schnellmontageverbindung mit der Übertragungsanordnung lösbar verbunden. Vorzugsweise handelt es sich bei der Schnellmontageverbindung um einen Bajonettverschluss. Bevorzugt erfolgt dabei die Rotationsbewegung zum Schließen bzw. zum Öffnen des Bajonettverschlusses in einer zu den Reibflächen parallelen Ebene. D.h. die Drehachse des Bajonettverschlusses ist parallel zu einer axialen Richtung ausgerichtet. Die Schnellmontageverbindung dient dazu eine gute Handhabbarkeit bei der Montage der Vorrichtung und im Besonderen bei der Montage der Speicheranordnung und bei Wartungsvorgängen, bei welchen die Speicheranordnung zur Entleerung demontiert werden muss, zu erzielen. Besonders vorteilhaft ist die Verwendung eines Bajonettverschlusses, bei welchem die Rotationsbewegung zum Schließen bzw. zum Öffnen des Bajonettverschlusses in einer zu den Reibflächen parallelen Ebene erfolgt, weil für eine Schwenkbewegung der Speicheranordnung in dieser Ebene in der Regel mehr Bauraum im Bereich einer Scheibenbremse zur Verfügung steht als bspw. in einer Ebene, die parallel zur Rotationsachse verläuft, d.h. in einer axialen Richtung. Somit ergibt sich auch durch die Orientierung des Bajonettverschlusses eine gute Handhabbarkeit bei der Montage und der Wartung.
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In einer Ausführungsform mit einem Bajonettverschluss verläuft der Verbindungskanal entlang der Drehachse des Bajonettverschlusses oder parallel zu dieser Drehachse. Dabei sind die Verriegelungs- und Führungselemente des Bajonettverschlusses um den Verbindungskanal herum angeordnet. Diese Ausführung führt zu einer kompakten Bauform und zu einer guten Handhabbarkeit der Vorrichtung.
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In einer Ausführungsform weist die Speicheranordnung einen Hohlraum auf, welcher in einer axialen Richtung durch zueinander beabstandete und parallel zueinander verlaufende Wandungen, welche parallel zu den Reibflächen verlaufen, begrenzt ist und welcher in radialer Richtung und entlang einer Kreisbahn, deren Mittelpunkt auf der Rotationsachse der Bremsscheibe liegt, in der Weise durch Wandungen begrenzt ist, dass aus einer Blickrichtung entlang einer axialen Richtung sich die Speicheranordnung mit einem Abschnitt der kreisringförmigen Reibflächen überlappt. Bevorzugt hat die Speicheranordnung aus einer Blickrichtung entlang einer axialen Richtung eine Kreisringsegmentform. Diese Ausführungsform trägt zu einer kompakten Bauform bei.
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In einer Ausführungsform ist die Speicheranordnung in einer axialen Richtung mit einem größeren Abstand zu der Bremsscheibe angeordnet ist als die Übertragungsanordnung oder die Befestigungsanordnung oder als die Übertragungsanordnung und die Befestigungsanordnung. Dadurch wird eine unerwünschte Wärmeübertragung von der Bremsscheibe auf die Speicheranordnung vermindert oder vermieden. So können bspw. für die Speicheranordnung kostengünstigere und weniger hitzebeständige Materialien verwendet werden. Außerdem werden durch Hitze hervorgerufene unerwünschte Prozesse in Bezug auf die in der Speicheranordnung gespeicherten Bremsstaubpartikel vermieden.
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In einer Ausführungsform weist die Speicheranordnung in ihrem Inneren ein schwammartiges Material oder wenigstens eine Fließschicht auf, wodurch jeweils die Bremsstaubpartikel in der Speicheranordnung gehalten werden können. Dies trägt zur zuverlässigen Aufnahme und Speicherung der Bremsstaubpartikel bei. Dies bietet bei der Wartung die Möglichkeit das schwammartige Material oder das Fließ zu entnehmen und gegen neue Materialien oder Einsätze auszutauschen oder die mit Bremsstaubpartikeln gesättigten Einsätze außerhalb der Vorrichtung zu reinigen und dann wieder einzusetzen.
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In einer Ausführungsform weist die Speicheranordnung eine Entlüftungsöffnung auf. Bevorzugt ist dabei die Entlüftungsöffnung im oberen Bereich der Speicheranordnung angeordnet. Über die Entlüftungsöffnung kann Luft aus dem Inneren der Speicheranordnung in die Umgebung entweichen. Der Ausdruck „im oberen Bereich“ bezieht sich auf den montierten Zustand der Vorrichtung an einer Scheibenbremse, welche in einem Kraftfahrzeug eingebaut ist und würde sich, wenn man das Volumen des Hohlraums der Speicheranordnung in vier übereinander angeordnete gleich große Volumenabschnitte unterteilen würde, in dem oberen Viertel angeordnet sein. Die Entlüftungsöffnung ist vorteilhaft in Bezug auf die zuverlässige Aufnahme von Bremsstaubpartikeln. Ein Überdruck in der Speicheranordnung, der einen Rückstau von Bremsstaubpartikeln verursachen kann, wird durch die Entlüftungsöffnung vermieden. Die Entlüftungsöffnung begünstigt, dass immer wieder neu entstandene Bremsstaubpartikel aufgenommen werden können.
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In einer Ausführungsform weist die Speicheranordnung eine Auslassöffnung auf. Bevorzugt ist dabei die Auslassöffnung im unteren Bereich der Speicheranordnung angeordnet. Bevorzugt weist die Auslassöffnung einen keramischen Filter auf. Über die Auslassöffnung kann Flüssigkeit aus dem Inneren der Speicheranordnung in die Umgebung entweichen. Der keramische Filter bewirkt, dass Bremsstaubpartikel oder in den Bremsstaubpartikeln gebundene Stoffen, die z.B. umweltschädlich sind, nicht unkontrolliert in die Umgebung gelangen können. Der Ausdruck „im unteren Bereich“ bezieht sich auf den montierten Zustand der Vorrichtung an einer Scheibenbremse, welche in einem Kraftfahrzeug eingebaut ist und würde sich, wenn man das Volumen des Hohlraums der Speicheranordnung in vier übereinander angeordnete gleich große Volumenabschnitte unterteilen würde, in dem unteren Viertel angeordnet sein. Die Auslassöffnung ist vorteilhaft in Bezug auf die zuverlässige Aufnahme von Bremsstaubpartikeln und in Bezug auf die Wartungsfreundlichkeit. Bei Nässe in der Umgebung (z.B. bei Regen) kann beim Einsatz der Vorrichtung Flüssigkeit (vorwiegend Wasser) in die Speicheranordnung gelangen, die aber über die Auslassöffnung auch wieder entweichen kann. Dadurch wird die Aufnahmekapazität erhöht. Durch die Auslassöffnung werden auch durch Nässe in der Speicheranordnung hervorgerufene unerwünschte Prozesse, z.B. dem Verklumpen und Verkleben von Bremsstaubpartikeln, vermieden und die Wartungsfreundlich wird somit erhöht.
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In einer Ausführungsform sind die beiden vorgenannten Anordnungen mit der Entlüftungsöffnung im oberen Bereich der Speicheranordnung und der Auslassöffnung im unteren Bereich der Speicheranordnung kombiniert.
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In einer Ausführungsform ist die Scheibenbremse eine Schwimmsattelbremse. Eine Schwimmsattelbremse hat den Vorteil, dass ein Betätigungsaktuator, bspw. ein Betätigungskolben, nur auf einer Seite der Bremsscheibe verbaut ist. Die Beaufschlagung des Bremsbelags oder der der Bremsbeläge mit einer Betätigungskraft auf der Bremsscheibenseite, auf welcher sich kein Betätigungsaktuator befindet, erfolgt aufgrund eines versschiebbar gelagerten Bremssattels. Bevorzugt befindet sich der Betätigungsaktuator auf der inneren Bremsscheibenseite. Zum einen hat dies Vorteile hinsichtlich der Energieversorgung und Ansteuerung des Betätigungsaktuators und zum anderen ist dies aus ästhetischen Gründen vorteilhaft, weil man in diesem Fall den Betätigungsaktuator und Versorgungsleitungen und -anschlüsse bei der Betrachtung eines Fahrzeugs von außen nicht sieht. Bevorzugt ist die Schwimmsattelbremse eine Faustsattelbremse. Eine Faustsattelbremse hat den Vorteil, dass der Bremssattel besonders materialsparend und bauraumsparend dimensioniert sein kann. Insbesondere im Gegensatz zu einer Schwimmrahmenbremse hat die Faustsattelbremse den Vorteil, dass kein Schwimmrahmen und keine Schwimmrahmenführung vorgesehen sein muss. Bei der Schwimmsattelbremse umfasst die Tragkonstruktion einen Bremsträger, der ein Befestigungsmittel zur Befestigung des Bremsträgers an einem Bauteil eines Kraftfahrzeugs aufweist und in welchem die Bremsbeläge axial verschiebbar aufgenommen sind, und einen Bremssattel, der axial verschiebbar mit dem Bremsträger verbunden ist. Die Befestigungsanordnung der Vorrichtung umfasst einen Befestigungsabschnitt, welcher mit dem Bremsträger direkt oder indirekt verbindbar ist. Bevorzugt ist der Befestigungsabschnitt flanschartig mit dem Bremsträger verbindbar. Die Vorrichtung kann auch mit einem Bauteil eines zugehörigen Kraftfahrzeugs, bspw. mit einem Radträger, verbunden sein, wodurch auch eine indirekte Verbindung mit dem Bremsträger der Scheibenbremse vorliegt. Die Befestigungsanordnung umfasst zudem einen Verbindungsabschnitt, welcher mit der Übertragungsanordnung verbunden ist. Im montierten Zustand der Scheibenbremse an einem Kraftfahrzeug ist der Bremsträger fest mit einem Bauteil des Kraftfahrzeugs verbunden, bspw. mit einem Radträger. Durch die Befestigung der Vorrichtung über die Befestigungsanordnung an dem Bremsträger bleiben die in der Scheibenbremse sich bewegenden Teile, wie der Bremssattel und die Bremsbeläge von der Vorrichtung unberührt bzw. unbeeinflusst. Bei der flanschartigen Befestigung der Vorrichtung an dem Bremsträger kann sich der Befestigungsabschnitt an einen Abschnitt des Bremsträgers anlegen und mittels Verschraubungen an dem Bremsträger angeschraubt werden. Dies sorgt für eine gute Handhabbarkeit der Vorrichtung bei der Montage. Die Übertragungsanordnung ist vorzugsweise in der Weise gestaltet, dass sie in Rotationsrichtung mit dem Eingangsbereich auf den Bremssattel folgend, aber den Bremssattel und auch andere Teile der Scheibenbremse nicht berührend, angeordnet ist. Der Eingangsbereich kann sich mit einem geringen Abstand von 0,1 mm bis 5 mm an den Bremssattel oder auch anderen Teilen der Scheibenbremse, z.B. den Bremsbelägen und/oder dem Bremsträger berührungsfrei in Rotationsrichtung anschließen.
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In einer Ausführungsform weist der Verbindungsabschnitt abschnittsweise einen Schlitz, insbesondere einen, im an einer Scheibenbremse montierten Zustand der Vorrichtung, entlang einer zu den Reibflächen parallel verlaufenden Ebene, verlaufenden Schlitz zur Begünstigung von Schwingungen der Übertragungsanordnung, der der Speicheranordnung oder der Übertragungsanordnung und der Speicheranordnung gegenüber der Scheibenbremse, auf. D.h. die Schwingungsfähigkeit bzw. das Entstehen von Vibrationen der genannten Bauteile gegenüber der Scheibenbremse wird durch diesen Schlitz begünstigt. Die Vibrationen unterstützen den Transport der Bremsstaubpartikel in die Speicheranordnung und sie verhindern ein Anhaften der Bremsstaubpartikel an den Wandungen der Übertragungsanordnung und der Speicheranordnung. Die Schlitzbreite ist bevorzugt kleiner oder gleich 1 mm. Der Schlitz kann mit einem elastischen Kunststoff oder einem anderen Elastomer verschlossen sein. Die Schlitzform oder auch besonders ein verschlossener Schlitz sorgt dafür, dass die aufgenommenen Bremsstaubpartikel nicht aus der Vorrichtung entweichen.
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Gemäß einem zweiten Aspekt der Erfindung wird die eingangs genannte Aufgabe durch eine Scheibenbremse mit den Merkmalen des Patentanspruchs 17 gelöst. Bevorzugt ist die Scheibenbremse als Schwimmsattelbremse ausgeführt und noch bevorzugter als Faustsattelbremse. Der Aufbau und die Vorteile dieser Bremsenarten wurden bereits vorangehend erläutert. Die Scheibenbremse umfasst eine Bremsscheibe, deren innere Bremsscheibenseite im montierten Zustand der Scheibenbremse an einem Kraftfahrzeug zu einem die Scheibenbremse tragenden Radträger hin ausgerichtet ist und eine innere kreisringförmige Reibfläche aufweist, welcher wenigstens ein Bremsbelag zugeordnet ist, und deren äußere Bremsscheibenseite der inneren Bremsscheibenseite gegenüberliegend angeordnet ist und eine äußere kreisringförmige Reibfläche aufweist, welcher wenigstens ein Bremsbelag zugeordnet ist. Die Scheibenbremse umfasst eine Tragkonstruktion, welche im Falle einer Schwimmsattelbremse einen Bremsträger, der ein Befestigungsmittel zur Befestigung des Bremsträgers an einem Bauteil eines Fahrzeugs aufweist und in welchem die Bremsbeläge axial verschiebbar aufgenommen sind, und einen Bremssattel, der axial verschiebbar mit dem Bremsträger verbunden ist, aufweist. Die Scheibenbremse umfasst auch eine Vorrichtung zur Aufnahme von Bremsstaubpartikeln.
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Die Vorrichtung umfasst eine Befestigungsanordnung, mittels derer die Vorrichtung direkt oder indirekt an der Scheibenbremse befestigt ist. Die Vorrichtung umfasst ferner eine Übertragungsanordnung und die Vorrichtung umfasst eine Speicheranordnung. Die Übertragungsanordnung dient der Erfassung der durch einen Betrieb der Scheibenbremse erzeugten Bremsstaubpartikel und dem Transport der erfassten Bremsstaubpartikel hin zu der Speicheranordnung. Die Übergangsanordnung ist in der Weise gestaltet, dass sie die Bremsstaubpartikel jeweils überwiegend auf derjenigen Bremsscheibenseite erfasst, auf welcher sie entstehen. Die Speicheranordnung ist bevorzugt ausschließlich auf einer der beiden Bremsscheibenseiten angeordnet. Bevorzugt ist die Speicheranordnung ausschließlich auf der inneren Bremsscheibenseite angeordnet. Alternativ zu der ausschließlichen Anordnung der Speicheranordnung auf einer der beiden Bremsscheibenseiten oder auf der inneren Bremsscheibenseite, sind die Übertragungsanordnung und die Speicheranordnung oder die Übertragungsanordnung oder die Speicheranordnung dergestalt, dass die Speicheranordnung den überwiegenden Anteil der im Betrieb der Scheibenbremse erzeugten Bremsstaubpartikel auf einer der beiden Bremsscheibenseiten speichert. Bevorzugt ist die Bremsscheibenseite auf welcher die Speicherung des überwiegenden Anteils der Bremsstaubpartikel erfolgt, die innere Bremsscheibenseite. Bei dem genannten überwiegenden Anteil der Bremsstaubpartikel handelt es sich bevorzugt um wenigstens den zweifachen Anteil. Noch bevorzugter handelt es sich um wenigstens den fünffachen Anteil. Bevorzugt ist die Vorrichtung mittels des Befestigungsabschnitts direkt oder/und indirekt mit der Scheibenbremse verbunden. Noch bevorzugter ist der Befestigungsabschnitt flanschartig direkt oder/und indirekt mit dem Bremsträger verbunden.
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Die im Zusammenhang mit der Vorrichtung zur Aufnahme von Bremsstaubpartikeln gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung beschriebenen Merkmale, technischen Effekte und/oder Vorteile gelten zumindest in analoger Weise auch für die Scheibenbremse gemäß dem zweiten Aspekt der Erfindung, so dass an dieser Stelle auf eine entsprechende Wiederholung verzichtet wird.
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Weitere Merkmale, Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung der Ausführungsbeispiele und den schematischen Figuren. Dabei bilden alle beschriebenen und/oder bildlich dargestellten Merkmale für sich und in beliebiger Kombination den Gegenstand der Erfindung auch unabhängig von ihrer Zusammensetzung in den einzelnen Ansprüchen oder deren Rückbezügen. Der Übersichtlichkeit wegen sind nicht immer alle dargestellten Elemente in einer Figur auch mit einem Bezugszeichen versehen. Entsprechende Elemente oder Bereiche sind dann aber mindestens in einer anderen Figur gekennzeichnet und die Bedeutung ist dort zu entnehmen. Es können weiterhin in den Figuren auch gleiche Bezugszeichen für gleiche oder ähnliche Objekte stehen.
- 1 zeigt eine schematische Darstellung einer Ausführungsform einer erfindungsgemä-ßen Vorrichtung und einer erfindungsgemäßen Scheibenbremse in einer ersten Ansicht.
- 2 zeigt eine schematische Darstellung einer Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung und einer erfindungsgemäßen Scheibenbremse in einer zweiten Ansicht.
- 3 zeigt eine schematische Darstellung einer Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung und einer erfindungsgemäßen Scheibenbremse in einer perspektivischen Ansicht.
- 4 zeigt eine schematische Darstellung einer Ausführungsform eines Teils einer erfindungsgemäßen Vorrichtung ausschnittsweise.
- 5 zeigt eine schematische Darstellung einer Ausführungsform eines Teils einer erfindungsgemäßen Vorrichtung ausschnittsweise.
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Die 1, 2 und 3 zeigen eine schematische Darstellung einer Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung 30 zur Aufnahme von Bremsstaubpartikeln. Die Vorrichtung 30 ist für eine Scheibenbremse 1 vorgesehen. Die Scheibenbremse 1 weist eine Bremsscheibe 8 und eine der Bremsscheibe 8 zugeordnete Tragkonstruktion 2 auf. Die Tragkonstruktion 2 umfasst einen Bremsträger 3 und einen Bremssattel 4. Der Bremsträger 3 weist einen Befestigungsabschnitt und Befestigungsmittel zur Befestigung des Bremsträgers 3 an einem Bauteil, bspw. einem Radträger eines Kraftfahrzeugs auf. Der Bremssattel 4 ist in der Weise mit dem Bremsträger 3 verbunden, dass der Bremssattel 4 in einer axialen Richtung 20 gegenüber dem Bremsträger 3 verschiebbar ist. Der Bremsträger 3 und der Bremssattel 4 umfassen einen Abschnitt der Bremsscheibe 8, so dass Bremsbeläge 6, die in dem Bremsträger 3 axial verschiebbar gelagert und geführt sind, beidseitig der Bremsscheibe 8 angeordnet sind und bei einem Bremsvorgang mit einer Betätigungskraft gegen die Bremsscheibe 8 gedrückt werden können. Die Bremsbeläge 6 kommen bei einem solchen Bremsvorgang in Eingriff mit den Reibflächen 10, 12 der Bremsscheibe 8. Die Bremsscheibe 8 hat eine innere Bremsscheibenseite 9 mit einer inneren kreisringförmigen Reibfläche 10 und eine äußere Bremsscheibenseite 11 mit einer äußeren kreisringförmigen Reibfläche 12. Die beiden Reibflächen 10 und 12 verlaufen parallel zueinander und liegen sich gegenüber. Die innere Bremsscheibenseite 9 ist in einem an einem Kraftfahrzeug montiertem Zustand zu dem den Bremsträger aufnehmenden Bauteil, also zu dem Radträger, hin ausgerichtet. Die äußere Bremsscheibenseite 11 ist zur Außenseite eines entsprechenden Fahrzeugs in dem betreffenden Radbereich hin ausgerichtet. Die Scheibenbremse 1 dient dazu ein zugehöriges Fahrzeug aus einem rollenden Zustand abzubremsen oder im Stillstand zu halten. Bei einem Bremsvorgang werden die Bremsbeläge 6 beidseitig der Bremsscheibe 8 mit einer Betätigungskraft gegen die Reibflächen 10 und 12 gedrückt. Dadurch wirkt auf die Bremsscheibe 8 eine Bremskraft und ein Bremsmoment und die Rotation der Bremsscheibe 8, welche um eine Rotationsachse 14 rotiert, wird verlangsamt oder zum Stillstand gebracht. Die Rotationsachse 14 der Bremsscheibe 8 verläuft parallel zu einer axialen Richtung 20.
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Die Vorrichtung 30 umfasst eine Befestigungsanordnung 40, eine Übertragungsanordnung 50 und eine Speicheranordnung 60, welche entsprechend dieser genannten Reihenfolge aufeinanderfolgend entlang der Vorwärtsrotationsrichtung 15 der Bremsscheibe 8 einer zugehörigen Scheibenbremse 1 angeordnet sind. Die Vorwärtsrotationsrichtung 15 stellt sich bei der Vorwärtsfahrt eines zugehörigen Kraftfahrzeugs ein und ist in 2 dargestellt. Die Aufeinanderfolge der Anordnungen 40, 50 und 60 ist ebenfalls gut in 2 zu erkennen, aber auch in 3. Es ist weiterhin zu sehen, das die Vorrichtung 30 im Wesentlichen in Vorwärtsrotationsrichtung 15 auf die Scheibenbremse 1 folgend angeordnet ist. Auf die Positionierung der Vorrichtung 30 gegenüber der Scheibenbremse 1 wird an späterer Stelle noch detaillierter eingegangen. Die Befestigungsanordnung 40, die bspw. in 3 und in 5 dargestellt ist, weist einen Befestigungsabschnitt 41 auf, welcher mit dem Bremsträger 3 fest verbunden ist. Der Befestigungsabschnitt 41 ist als ein Flansch ausgeführt und steht in der Weise mit dem Bremsträger 3 in Verbindung, dass der Flansch 41 in einem montierten Zustand der Scheibenbremse 1 an einem Kraftfahrzeug zwischen dem Bremsträger 3 und einem Radträger des Fahrzeugs eingeklemmt ist und mit verschraubt ist. Der Befestigungsabschnitt 41 weist dazu entsprechende Bohrungen 46 auf, durch die hindurch eine Verschraubung erfolgen kann. Der Befestigungsabschnitt 41, bzw. der Flansch ist so gestaltet, dass er berührungsfrei gegenüber dem Bremssattel 4 und auch gegenüber den Bremsbelägen 6, die in dem Bremsträger 3 axial verschiebbar gelagert sind, ist. Eine Innenkontur der Flanschplatte verläuft korrespondierend, aber beabstandet zur Außenkontur des Bremsbelags 6, so dass, auch wenn der Bremsbelag 6 ein Stück aus dem Bremsträger 3 herausfahren würde, der Befestigungsabschnitt 41 den Bremsbelag 6 nicht behindern würde. Mit Bremsbelag ist vereinfacht eine komplette Bremsbelaganordnung gemeint, die üblicherweise aus einer Trägerplatte und einem Reibbelag besteht.
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Die Befestigungsanordnung 40 ist mit der Übertragungsanordnung 50 einstückig verbunden. Ein Verbindungsabschnitt 42 verbindet dabei den Befestigungsabschnitt 41 mit der Übertragungsanordnung 50. Der Verbindungsabschnitt 42 verläuft in Bezug zu einer radialen Richtung die auf die Bremsscheibenmitte bzw. auf die Rotationsachse 14 der Bremsscheibe 8 bezogen ist, außerhalb des Bremssattels 4 und überdeckt diesen zum Teil berührungsfrei. Die Befestigungsanordnung 40 befindet sich auf der inneren Bremsscheibenseite 9. Der Verbindungsabschnitt 42 ist so gestaltet, dass die Überdeckung, mit welcher der Verbindungsabschnitt 42 den Bremssattel 4 überdeckt ausgehend von der inneren Bremsscheibenseite 9 hin zu der äußeren Bremsscheibenseite 11 abnimmt. D.h. eine Kante des Verbindungsabschnitts 42, welche ausgehend von der inneren Bremsscheibenseite 9 hin zu der äußeren Bremsscheibenseite 11 verläuft, verläuft mit einem gleichbleibenden Abstand zu einer gedachten deckungsgleich mit der Umfangsfläche 13 der Bremsscheibe 8 verlaufenden Zylinderhülle. Dabei ist die Kante in der Weise ausgerichtet, dass der Bereich der Kante, welcher auf der äußeren Bremsscheibenseite 11 angeordnet ist, in Vorwärtsrotationsrichtung 15 auf den Bereich der Kante folgend angeordnet, welcher auf der inneren Bremsscheibenseite 9 angeordnet ist. Durch diese Gestaltung des Verbindungsabschnitts 42 ergibt sich eine Materialeinsparung und somit eine Gewichtseinsparung.
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Der Verbindungsabschnitt 42 weist einen Schlitz 43 auf, welcher sich abschnittsweise entlang einer zu den Reibflächen 10, 12 parallel verlaufenden Ebene erstreckt. Dieser Schlitz 43 ist bspw. in 5 dargestellt. In Blickrichtung entlang einer axialen Richtung 20 auf die innere Bremsscheibenseite 9 verläuft der Schlitz 43, ausgehend von der Übertragungsanordnung 50 bis zur Mitte der Scheibenbremse 1 oder anders ausgedrückt in etwa bis zur Platzierung einer Betätigungseinrichtung 5, bspw. einem Betätigungskolben, welche ebenfalls mittig der Scheibenbremse 1 angeordnet ist. Ein solcher Schlitz 43 begünstigt an dieser Stelle erwünschte Schwingungen. Näheres zu den Vorteilen eines solchen Schlitzes wurde bereits vorstehend im allgemeinen Beschreibungsteil erläutert. Die Übertragungsanordnung 50 umfasst Wandungen 52, 53, 57, die einen Hohlraum 51 bilden. In einer durch die Rotationsachse 14 der Bremsscheibe 8 und durch die Übertragungsanordnung 50 verlaufenden Schnittebene betrachtet, ist der Hohlraum 51 U-förmig ausgebildet. Bremsscheibennahe Wandungen 52 der Übertragungsanordnung 50 verlaufen U-förmig entlang den beiden Reibflächen 10 und 12 und entlang der Umfangsfläche 13 der Bremsscheibe 8. Die bremsscheibennahen Wandungen 52 haben einen konstanten Abstand zu den Reibflächen 10 und 12 und zu der Umfangsfläche 13. Beabstandet zu den bremsscheibennahen Wandungen 52 verlaufen ebenfalls U-förmig bremsscheibenferne Wandungen 53. Dadurch, dass die bremsscheibenfernen Wandungen 53 einen größeren Abstand zu der Bremsscheibe 8 haben als die bremsscheibennahen Wandungen 52, ergibt sich der U-förmige Hohlraum 51, welcher einen Abschnitt der Bremsscheibe 8 übergreift. 4 zeigt die Übertragungsanordnung 50 in einer Darstellung, bei der die Wandungen teilweise zeichnerisch ausgespart sind, so dass ein Blick in den U-förmigen Hohlraum 51 möglich ist. Sowohl die bremsscheibennahen Wandungen 52, als auch die bremsscheibenfernen Wandungen 53 verlaufen parallel zu den Reibflächen 10 und 12.
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Die Übertragungsanordnung 50 ist in Vorwärtsrotationsrichtung 15 auf die Scheibenbremse 1 folgend angeordnet. Im Speziellen weist die Übertragungsanordnung 50 einen Eingangsbereich 54 auf. In diesem Eingangsbereich 54 ist die Übertragungsanordnung 50 zur Scheibenbremse 1 hin offen, so dass Bremsstaubpartikel von dem Bereich der Scheibenbremse 1 in die Übertragungsanordnung 50 gelangen können. Die Wandungen 52, 53 und insbesondere die bremsscheibennahen Wandungen 52 sind in dem Eingangsbereich 54 angeflacht ausgeführt. D.h. die Wandungen 52 laufen zu ihrem Ende hin, d.h. zu den Enden, die in Richtung Scheibenbremse 1 ausgerichtet sind, keilförmig zu; allerdings in der Weise, dass der Abstand zwischen den Reibflächen 10, 12 und den Wandungsseiten, welche den Reibflächen zugewandt sind, an jeder Stelle gleich groß ist. Entsprechend angeflacht können alle Wandungen 52, 53 in dem Eingangsbereich 54 ausgebildet sein. Aufgrund dieser Anflachung in dem Eingangsbereich 54 ergibt sich dort ein etwas größerer Strömungsquerschnitt im Vergleich zu dem an den Eingangsbereich 54 anschließenden Querschnitt. Dadurch und durch die asymetrische Gestaltung der Anflachung wird die Aufnahme der Bremsstaubpartikel in die Übertragungsanordnung 50 begünstigt. Die Gestaltung und die Lage der entsprechenden Wandungskanten in dem Eingangsbereich 54 ist in der Weise ausgeführt, dass sie sich möglichst dicht and den Bremsträger 3 und/oder den Bremssattel 4 anschließen, ohne diese Bauteile zu berühren. Dies ermöglicht eine uneingeschränkte Funktion der Scheibenbremse 1.
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Übertragungsanordnung 50 erstreckt sich entlang einer Kreisbahn in Vorwärtsrotationsrichtung 15, womit auch die dritte Dimension des Übertragungsanordnungshohlraums 51 gegeben ist. Die bremsscheibennahen Wandungen 52 verlaufen dabei entlang den Reibflächen 10 und 12 und gestatten eine Wärmeübertragung von der Bremsscheibe 8 auf die Übertragungsanordnung 50, wodurch im Betrieb der Scheibenbremse 1 und der Vorrichtung 30 feuchte Bremsstaubpartikel trocken können. Dadurch wird ein guter Transport der Bremsstaubpartikel in die Speicheranordnung 60 auch bei Feuchtigkeit erzielt. Feuchte Bremsstaubpartikel kleben dadurch nicht bzw. weniger an den Wandungen fest.
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In Vorwärtsrotationsrichtung 15 gesehen hat die Übertragungsanordnung 50 in dem von der Befestigungsanordnung 40 am weitesten entfernten Bereich einen Endbereich 56. Dort begrenzt eine Begrenzungswandung 57 den Übertragungsanordnungshohlraum 51. Diese Begrenzungswandung 57 ist in der Weise ausgerichtet, dass der Bereich der Begrenzungswandung 57, welcher auf der inneren Bremsscheibenseite 9 angeordnet ist, in Vorwärtsrotationsrichtung 15 auf den Bereich der Begrenzungswandung 57 folgend angeordnet ist, welcher auf der äußeren Bremsscheibenseite 11 angeordnet ist. Die Begrenzungswandung 57 verläuft also in einer Ebene, die in der Weise ausgerichtet ist, dass der Transport von Bremsstaubpartikeln zu der Speicheranordnung 60 hin begünstigt wird. Die szs. schräge Ausrichtung der Begrenzungswandung 57 stellt eine optimierte Form eines Strömungskanals oder Teil eines solchen Strömungskanals dar, welcher den Bremsstaubpartikeln wenig Strömungshindernis bietet. Außerdem werden auch Bremsstaubpartikel, die auf diese schräge Begrenzungswand 57 prallen, in die gewünschte Richtung zu der Speicheranordnung 60 hin umgelenkt.
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Die Speicheranordnung 60 ist mittels eines Verbindungskanals 80 mit der Übertragungsanordnung 50 verbunden. Der Verbindungskanal 80 ist zylindrisch ausgebildet und durchdringt die bremsscheibenferne Wandung 53 der Übertragungsanordnung 50, welche sich auf der inneren Bremsscheibenseite 9 befindet. Also befindet sich auch der Verbindungskanals 80 auf der inneren Bremsscheibenseite 9. Ferner befindet sich der Verbindungskanal 80 in dem Endbereich 56 und in radial äußerer Position der Übertragungsanordnung 50. Die Bremsstaubpartikel werden durch Trägheitskräfte und die Luftströmung auch in diese Position des Verbindungskanals 80 getrieben. Die Position des Verbindungskanals 80 verhindert, dass sich Bremsstaubpartikel in Bereichen der Übertragungsanordnung 50 ablagern.
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Die Speicheranordnung 60 ist auf der inneren Bremsscheibenseite 9 und bei einer Blickrichtung entlang einer axialen Richtung 20 und auf die innere Reibfläche 10 schauend vor der Übertragungsanordnung 50 angeordnet. D.h. die Speicheranordnung 60 ist mit einem größeren Abstand zur Bremsscheibe 8 angeordnet als die Übertragungsanordnung 50. Die sich daraus ergebenden Vorteile wurden bereits oben im allgemeinen Beschreibungsteil erläutert. Die Speicheranordnung 60 weist einen Hohlraum 61 auf, welcher in einer axialen Richtung 20 durch zueinander beabstandete und parallel zueinander verlaufende Wandungen 62, welche parallel zu den Reibflächen 10, 12 verlaufen, begrenzt ist und welcher in radialer Richtung und entlang einer Kreisbahn, deren Mittelpunkt auf der Rotationsachse 14 der Bremsscheibe 8 liegt, in der Weise durch Wandungen 63 begrenzt ist, dass aus einer Blickrichtung entlang einer axialen Richtung 20 sich die Speicheranordnung 60 mit einem Abschnitt der kreisringförmigen Reibflächen 10, 12 überlappt. Die Speicheranordnung 60 hat aus einer Blickrichtung entlang einer axialen Richtung 20 eine Kreisringsegmentform. Diese Ausführungsform trägt zu einer kompakten Bauform bei.
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Der Verbindungskanal 80 durchdringt diejenige Wandung 62, welche zur Bremsscheibe 8 hin ausgerichtet ist. Der Verbindungskanal 80 ist bevorzugt Teil eines Bajonettverschlusses 83, so dass die Speicheranordnung 60 durch deren Schwenkung um die Drehachse des Bajonettverschlusses 83 in einer Schwenkebene, welche parallel zu den Reibflächen 10, 12 verläuft, von der Übertragungsanordnung 50 gelöst oder mit ihr verbunden werden kann. Dadurch, dass die Speicheranordnung 60 ausschließlich auf der inneren Bremsscheibenseite 9 angeordnet ist, wird ein aufgeräumtes und ästhetisch ansprechendes Erscheinungsbild erzielt. Dies kommt besonders bei Alu-Felgen zum Tragen, durch die hindurch die Bremsscheibe 8 und die Scheibenbremse 1 und somit auch die Vorrichtung 30 sichtbar oder teilweise sichtbar ist. Diese einseitige Anordnung der Speicheranordnung 60, bezogen auf die Bremsscheibe 8, ist auch Hinsichtlich der Handhabbarkeit der Vorrichtung 30 sowohl bei der Montage, als auch bei der Wartung von Vorteil.
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In 1 ist schematisch eine Entlüftungsöffnung 64 im oberen Bereich der Speicheranordnung 60 und eine Auslassöffnung 65 im unteren Bereich der Speicheranordnung 60 dargestellt. Der Ausdruck „im oberen Bereich“ bezieht sich auf den montierten Zustand der Vorrichtung 30 an einer Scheibenbremse 1, welche in einem Kraftfahrzeug eingebaut ist und würde sich, wenn man das Volumen des Hohlraums 61 der Speicheranordnung 60 in vier übereinander angeordnete gleich große Volumenabschnitte unterteilen würde, in dem oberen Viertel angeordnet sein. Der Ausdruck „im unteren Bereich“ bezieht sich auf den montierten Zustand der Vorrichtung 30 an einer Scheibenbremse 1, welche in einem Kraftfahrzeug eingebaut ist und würde sich, wenn man das Volumen des Hohlraums 61 der Speicheranordnung 60 in vier übereinander angeordnete gleich große Volumenabschnitte unterteilen würde, in dem unteren Viertel angeordnet sein. Die Funktion und die Wirkung der Entlüftungsöffnung 64 und der Auslassöffnung 65 wurden bereits oben im allgemeinen Beschreibungsteil erläutert. Auf eine Wiederholung wird deshalb an dieser Stelle verzichtet.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102010053879 A1 [0003]
