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Technisches Gebiet
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Die
Erfindung betrifft eine Bremsstaubaufnahmevorrichtung für
Kraftfahrzeuge, mit einer Luftstromerzeugungseinrichtung zur Erzeugung
eines die Bremsteile einer Fahrzeug-Radbremse erfassenden Luftstromes,
der Bremsstaub der Radbremse einer Staubsammeleinrichtung zuführt.
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Stand der Technik
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In
der
DE 196 43 869
C2 wird eine Bremsstaubaufnahmevorrichtung für
Kraftfahrzeuge beschrieben, die zur Absaugung von Bremsstaub eingesetzt
wird, welcher beim Bremsen eines Fahrzeuges als Abrieb des Bremsbelages
entsteht, der unter Druck an die Bremsscheibe angelegt wird. Eine
Absaugvorrichtung erzeugt einen Luftstrom, der über die
Bremsenteile geführt wird und den Bremsstaub in einen Sammelbehälter
transportiert, in welchem sich der Bremsstaub ablagern kann. Der
Sammelbehälter wird mit einem Unterdruck beaufschlagt,
um die gewünschte Luftströmung zu erzeugen. Dieser
Unterdruck wird in einem Venturi-Rohr, das dem Fahrtwind ausgesetzt
ist, dadurch erzeugt, dass der durch das Venturi-Rohr strömende
Fahrtwind in dem sich diffusorförmig erweiternden Rohr
einen Unterdruck hervorruft, der über eine Saugleitung
zu dem Sammelbehälter gelangt.
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Hierbei
ist in Betracht zu ziehen, dass versehentlich der Bremsstaub durch
die Wirkung des Unterdrucks aus dem Sammelbehälter über
die Sauglei tung in das Venturi-Rohr geleitet werden kann, aus dem
der Bremsstaub in die Atmosphäre entlassen wird.
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Aufgabe
der vorliegenden Erfindung ist es, mit einfachen konstruktiven Maßnahmen
eine wirkungsvolle Bremsstaubaufnahmevorrichtung für Kraftfahrzeuge
zu schaffen.
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Offenbarung der Erfindung
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Diese
Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst,
dass die Staubsammeleinrichtung ein Filterelement umfasst, das im
Bereich einer Radfelge koaxial zu dieser angeordnet ist, wobei ein
ringförmiges Dichtungselement zwischen dem Filterelement und
der Radfelge vorgesehen ist, das die Reinseite des Filterelements
strömungsdicht gegenüber der Rohseite des Filterelements
abdichtet, und das Dichtungselement mittels eines Variantenrings
an dem Filterelement oder an der Radfelge befestigt ist.
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Als
Rohseite wird die Seite des Filterelement bezeichnet, der der zu
filternde Luftstrom zugeführt wird. Zur Reinseite hin tritt
der gefilterte Luftstrom aus dem Filterelement aus.
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Erfindungsgemäß sind
also ein Filterelement und ein Variantenring für ein Dichtungselement
vorgesehen. Mit dem Filterelement wird der Bremsstaub optimal aufgefangen
und verhindert, dass Bremsstaub in die Atmosphäre gelangt.
Mit dem Variantenring können einfach Dimensionsunterschiede
zwischen dem Filterelement und der Radfelge in Bezug auf das Dichtungselement
ausgeglichen werden, die von Variationen im Durch messers und/oder
in der Breite von unterschiedlichen am Markt erhältlichen Radfelgen
herrühren. Bei einem Felgenwechsel, beispielsweise von
Sommer- auf Winterbereifung, von Stahl- auf Aluminiumfelgen oder
Sport- auf Niederquerschnittsfelgen, muss so lediglich der Variantenring
gegebenenfalls mit dem Dichtungselement ausgetauscht werden, um
eine optimale Dichtung zwischen dem Filterelement und der Radfelge
zu erreichen. Es können so alle Varianten von Radfelgen,
die für einen Kraftfahrzeugtyp verfügbar sind,
mit dem gleichen Filterelement kombiniert werden. Es ist nicht erforderlich
für jede der unterschiedlichen Radfelgen ein spezielles
Filterelement zu verwenden. Dies reduziert die Kosten für
die Lagerhaltung, da die Variantenringe einen geringeren Platzbedarf
als die Filterelemente. Außerdem werden so die Herstellungskosten
reduziert, da die Filterelemente in größeren Chargen
hergestellt werden können. Lediglich die einfacher herstellbaren
Variantenringe müssen in einer entsprechend großen
Vielfalt produziert werden.
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Bei
einer vorteilhaften Ausführungsform kann der Variantenring
lösbar insbesondere mittels einer Schraub-, Rast- oder
Klemmverbindung an dem Filterelement oder an der Radfelge befestigt sein.
Auf diese Weise ist der Variantenring zuverlässig auf dem
Filterelement oder an der Radfelge befestigt und kann einfach ohne
großen Kraftaufwand entfernt und ausgetauscht werden.
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Vorteilhafterweise
kann das Dichtungselement an dem Variantenring vormontiert sein.
Eine separate Montage des Dichtungselements am Variantenring beim
Wechsel der Radfelgen entfällt so. Hierdurch wird das Risiko
reduziert, dass ein Dichtungselement falsch auf den Variantenring
montiert wird. Bei Verschleiß des Dichtungselements kann
dieses dann einfach gemeinsam mit dem Variantenring ausgetauscht
werden.
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Einfach
und stabil kann vorzugsweise das Dichtungselement mittels Vulkanisation
mit dem Variantenring verbunden sein.
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Bei
einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform kann die Radfelge
relativ zum Filterelement drehbar sein. Das Filterelement kann auf
diese Weise fest vorzugsweise auf einem Radlagergehäuse
des Kraftfahrzeugs montiert sein. Das Filterelement kann so auch
optimal mit der Lufterzeugungseinrichtung verbunden werden, die
karosseriefest im Kraftfahrzeug integriert sein kann, um einen für
die Filterwirkung optimalen Luftstrom zu erreichen. Bei einem Austausch
der Radfelge kann das Filterelement einfach auf dem Radlagergehäuse
verbleiben. Da das Filterelement sich nicht mit der Radfelge mit drehen
muss, verringert sich auch die Belastung des Filterelements durch
Rotationskräfte.
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Alternativ
können bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform
das Filterelement, der Variantenring und das Dichtungselement drehfest
mit der Radfelge verbunden sein. Auf diese Weise wird der Verschleiß des
Dichtungselements reduziert, welcher ansonsten aufgrund der Reibung des
Dichtungselements je nach Montageart durch Drehung relativ zur Radfelge
oder zum Filterelement auftritt.
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Bei
einem Kraftfahrzeug mit wenigstens einer Bremsstaubaufnahmevorrichtung
ist das Dichtungselement mittels eines Variantenrings an dem Filterelement
oder an der Radfelge befestigt, um eine Verwendung einer Vielfalt
unterschiedlich demissionierten Radfelgen in Kombination mit unterschiedlichen
Filterelementen zu ermöglichen.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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Weitere
Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus
der nachfolgenden Beschreibung, in der Ausführungsbeispiele
der Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert
werden. Der Fachmann wird die in der Zeichnung, der Beschreibung
und den Ansprüchen in Kombination offenbarten Merkmale
zweckmäßigerweise auch einzeln betrachten und
zu sinnvollen weiteren Kombinationen zusammenfassen. Es zeigen:
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1 schematisch
eine Bremsstaubaufnahmevorrichtung eines Kraftfahrzeugs mit einem
karosseriefesten Filterelement, bei der ein Dichtungselement zwischen
dem Filterelement und einer Radfelge mittels eines Variantenrings
an dem Filterelement befestigt ist;
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2 schematisch
die Bremsstaubaufnahmevorrichtung aus der 1 mit einem
alternativen Variantenring;
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3 ein
weiteres Ausführungsbeispiel einer zu der Bremsstaubaufnahmevorrichtung
aus den 1 und 2 ähnlichen
Bremsstaubaufnahmevorrichtung, bei der das Filterelement drehfest
innerhalb der Radfelge montiert ist.
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Ausführungsform(en) der Erfindung
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Die
in der 1 dargestellte Bremsstaubaufnahmevorrichtung 10 dient
dazu, Bremsstaub abzuleiten, der bei Betätigung der Fahrzeug-Radbremse dadurch
entsteht, dass Bremsbeläge 12 an eine rotierende
Bremsscheibe 14 mit Druck angelegt werden und hierbei ein
Abrieb entsteht. Die Bremsscheibe 14 befindet sich im Inneren
einer Radfelge 16 und ist fest mit dieser verbunden; Bremsscheibe 14 und Radfelge 16 sind
an einer Radachse 18 angeordnet und drehen sich mit dieser.
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Um
zu vermeiden, dass sich der Bremsstaub, welcher während
des Bremsvorgangs entsteht, in die Atmosphäre gelangt oder
sich an der Radfelge 16 ablagert und zur optischen Beeinträchtigung
und gegebenenfalls auch zu Funktionseinschränkungen von
Fahrzeugbauteilen führt, wird ein Luftstrom 20 erzeugt.
Der Luftstrom 20 überstreicht die an der Bremsung
beteiligten Bremsteile, also die Bremsscheibe 14 sowie
die Bremsbeläge 12, und führt den entstandenen
Bremsstaub einem Filterelement 22 zu. Das Filterelement 22 ist
Bestandteil der Bremsstaubaufnahmevorrichtung 10. Mit ihm
wird der Bremsstaub ausgefiltert. Die Seite des Filterelements 22 von
dem der Luftstrom 20 mit dem Bremsstaub zugeführt
wird, wird als Rohseite bezeichnet; die Austrittsseite des gereinigten
Luftstroms 20 als Reinseite.
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Ein
Radlagergehäuse 26 ist karosseriefest angeordnet
und umgreift die rotierende Radachse 18. Das Filterelement 22 sitzt
auf dem Radlagergehäuse 26.
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Das
Radlagergehäuse 26 ist mit einer hier nicht gezeigten
Saugeinrichtung versehen, welche karosseriefest angeordnet ist.
Damit wird ein Luftstrom von der Rohseite zur Reinseite des Filterelementes 22 erzeugt.
Der Luftstrom kann auch durch eine geeignete Führung des
Fahrtwindes von innen nach außen oder umgekehrt erzeugt
werden. Die Bremsstaubaufnahmevorrichtung 10 umfasst ferner eine
Luftstromerzeugungseinrichtung mit einer nicht gezeigten elektrisch
betriebenen Saugeinrichtung, welche karosseriefest an dem Radlagergehäuse 26 befestigt
ist. Die Luftstromerzeugungseinrichtung befindet sich auf der der
Rohseite gegenüberliegenden Reinseite des Filterelements 22.
Mit der Luftstromerzeugungseinrichtung kann in hier nicht weiter
interessierender Weise ein Unterdruck auf der Reinseite des Filterelements 22 erzeugt
werden, welches den Luftstrom 20 mit hervorruft. Hierdurch
entsteht zwischen der Rohseite und der Reinseite des Filterelements 22 ein
Druckabfall, der zur Entstehung des Luftstroms 20 im Wesentlichen
beiträgt. Im Luftstrom 20 wird Außenluft
durch Öffnungen 27 in der Radfelge 16 hindurch
in einen Innenraum der Radfelge 16 geleitet. Der Luftstrom 20 überstreicht
wie vorbeschrieben die Bremsteile 12 und 14 und
führt schließlich durch das Filterelement 22 hindurch
zu dessen Reinseite. Der gefilterte, von Bremsstaub befreite Luftstrom 20 wird von
dort in nicht weiter interessierender Weise wieder in die Atmosphäre
ausgeleitet.
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Zwischen
der radial äußeren Umfangsseite des Filterelements 22 und
der Stirnseite der Radfelge 16 ist ein ringförmiges
Dichtungselement 28 mittels eines Variantenrings 30a befestigt.
Der Variantenring 30a ist auf die radial äußere
Umfangsseite des Filterelements 22 aufgeschraubt. Eine
Dichtlippe 28a des Dichtungselements 28 stützt
sich dichtend an der Stirnseite der Radfelge 16 ab. Die
Radfelge 16 dreht sich im Betrieb relativ zum Filterelement 22,
zum Variantenring 30a und zum Dichtungselement 28.
Das Dichtungselement 28 schließt die Rohseite
des Filterelements 22 im Inneren der Radfelge 16 strömungsdicht
gegenüber der Reinseite ab.
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Das
Dichtungselement 28 ist mittels Vulkanisation an der radial äußeren
Umfangsseite des Variantenrings 30a befestigt. Der Außendurchmesser des
Variantenrings 30a ist abhängig vom Durchmesser
der verwendeten Radfelge 16 so vorgegeben, dass die Dichtlippe
des Dichtungselements 28 mit der Stirnseite der Radfelge 16 dichtend
anliegt und so eine optimale Filterwirkung erzeugt wird. Beim Austausch
der Radfelge 16 gegen eine Radfelge mit einem anderen Felgendurchmesser,
der in der 1 durch einen Doppelpfeil 31 angedeutet
ist, wird die Differenz der Felgendurchmesser durch Austausch des
Variantenrings 30a gegen einen ähnlichen Variantenring
mit einem zum Felgendurchmesser der neuen Radfelge passenden Außendurchmesser kompensiert.
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Bei
einem Felgenwechsel wird dabei zunächst die Radfelge 16 entfernt;
der Variantenring 30a mit dem Dichtungselement 28 sind
so von außen frei zugänglich. Anschließend
wird der Variantenring 30a mit dem Dichtungselement 28 von
dem Filterelement 22 geschraubt und gegen den zum Filterelement 22 passenden
anderen Variantenring mit Dichtungselement ausgetauscht. Anschließend
wird die neue Radfelge montiert.
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Bei
Erreichen der Verschleißgrenze des Dichtungselements 28 kann
dieses einfach gemeinsam mit dem Variantenring 30a ausgetauscht
werden, ohne dass das Filterelement 22 gewechselt werden
muss. Dies bringt deutliche Kostenvorteile, da das Filterelement 22 wesentlich
teurer ist als der Variantenring 30a.
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In
der 2 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel
einer Bremsstaubaufnahmevorrichtung 10 dargestellt. Der
Grundaufbau dieser Bremsstaubaufnahmevorrichtung 10 entspricht
demjenigen des vorhergehenden Ausführungsbeispiels jedoch
mit dem Unterschied, dass gemäß 2 ein
alternativer Variantenring 30b verwendet wird, der einen
einstückigen Ringkragen 32 aufweist. Der Ringkragen 32 erstreckt sich
auf der der Bremsscheibe 14 und den Bremsbelägen 12 abgewandten
Seite des Variantenrings 30b in axialer Richtung. Die Konturen
der radial äußeren Umfangsseite des Variantenrings 30b und
des Ringkragens 32 gehen ineinander über. Die
axiale Ausdehnung der äußeren Umfangsseite des
Variantenrings 30b ist gegenüber dem in 1 gezeigten
Variantenrings 30a vergrößert. Mit diesem
Variantenring 30b können axiale Dimensionsunterschiede
von Radfelgen 16 mit unterschiedlichen Felgenbreiten, in der 2 angedeutet
durch den Doppelpfeil 34, kompensiert werden, um eine optimale
Dichtwirkung zwischen dem Dichtungselement 28 und der Stirnseite
der Radfelge 16 zu erreichen.
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Durch
Bereitstellung einer Auswahl von unterschiedlich dimensionierten
Variantenringen 30a und 30b aus den 1 und 2 können
Unterschiede im Durchmesser und/oder in der Breite vielfältiger,
für ein Kraftfahrzeug verfügbarer Radfelgen, beispielsweise
Sommer-, Winter-, Stahl-, Aluminium-, Sport- und Niederquerschnittsfelgen,
kompensiert werden, so dass für alle Variationen von Radfelgen
das gleiche Filterelement 22 verwendet werden kann.
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Bei
einem dritten Ausführungsbeispiel, dargestellt in der 3,
sind diejenigen Elemente, die zu denen des ersten, in der 1 beschriebenen
Ausführungsbeispiels ähnlich sind, mit denselben
Bezugszeichen zuzüglich 100 versehen, so dass
bezüglich deren Beschreibung auf die Ausführungen zum
ersten Ausführungsbeispiel Bezug genommen wird. Dieses
Ausführungsbeispiel unterscheidet sich von ersten dadurch,
dass das Filterelement 122, der Variantenring 130 und
das Dichtungselement 128 im Inneren der Radfelge 116 drehfest
mit dieser verbunden sind.
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Das
Filterelement 122 ist auf der dem Radlagergehäuse 126 abgewandten
Seite der Bremsscheibe 114 angeordnet.
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Der
Variantenring 130 ist an der der Bremsscheibe 114 und
den Bremsbelägen 112 zugewandte Stirnseite des
Filterelements 122 befestigt. Die Dichtlippe 128a des
Dichtungselements 128 stützt sich an der radial
inneren Umfangsseite der Radfelge 116 ab.
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Durch
den Luftstrom 120 wird ein Überdruck auf der Rohseite
des Filterelementes 122 erzeugt, der dem Luftstrom 120 aus
den Ausführungsbeispielen gemäß den 1 und 2 insgesamt
entgegen gerichtet ist. Der Luftstrom 120 strömt
von dem Radlagergehäuse 26 weg ins Innere der
Radfelge 116, überstreicht dort die Bremsbeläge 112 und
die Bremsscheibe 114 und strömt dem Filterelement 122 von
der Rohseite zu. Von der Reinseite des Filterelements 122 strömt
der gefilterte Luftstrom 120 durch die Öffnungen 127 an
der Stirnseite der Radfelge 116 in die Umgebung.
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Auch
bei dem Ausführungsbeispiel aus 3 ist eine
Vielfalt von Variantenringen 130 vorgesehen, die zu dem
Filterelement 122 passen und deren radial äußeren
Umfangsseiten unterschiedliche axiale und/oder radiale Ausdehnungen
aufweisen.
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Bei
allen oben beschriebenen Ausführungsbeispielen einer Bremsstaubaufnahmevorrichtung 10; 110 sind
unter anderem folgende Modifikationen möglich:
Der
Variantenring 30a; 30b; 130 kann statt
auf dem Filterelement 22; 122 aufgeschraubt auch
in anderer Weise lösbar beispielsweise über eine
Steck- oder Klemmverbindung mit diesem verbunden sein.
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Das
Dichtungselement 28; 128 kann statt mittels Vulkanisierung
auch in anderer Weise auf dem Variantenring 30a; 30b; 130 montiert
sein.
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Der
Variantenring 30a; 30b; 130 und das Dichtungselement 28; 128 können
statt am Filterelement 22; 122 auch an der Radfelge 16; 116 befestigt sein.
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Der
Luftstrom kann alternativ oder zusätzlich zu der elektrisch
betriebenen Saugeinrichtung durch eine Venturidüse erzeugt
werden. Es kann auch ein Lüfterrad im Innenraum der Radfelge
montiert sein, welches sich mit dieser dreht und auf diese Weise
einen Luftstrom 20; 120 erzeugt. Der Luftstrom
kann durch Fahrtwind von innen nach außen erzeugt werden.
Es besteht auch die Möglichkeit, den Luftstrom der Ladeluftkühlung
des Kraftfahrzeuges zu verwenden.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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