DE4240873C2 - Bremsstaubrückhaltevorrichtung für Kraftfahrzeuge - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Bremsstaubrückhaltevorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Beim Betrieb von Reibungsbremsen für Kraftfahrzeuge werden Bremsbeläge an einen Bremsenrotor angedrückt und aufgrund von Abrieb vor allem der Bremsbeläge Bremsstaub erzeugt. Insbesondere bei der offenen Bauweise von Scheibenbremsen gelangt der Bremsstaub in die Umwelt. Diese Bremsstaub­ emissionen sollen aus Umweltschutzgründen und Gesundheits­ gründen möglichst vermieden werden. Weiterhin gelangt der entstehende Bremsstaub auch auf die Radfelge des Fahrzeugs, die dadurch verschmutzt und unansehnlich wird.

Aus der US 5,035,304 ist bereits eine Bremsstaubsammelvor­ richtung bekannt, die aus einem neben dem Bremssattel einer Scheibenbremse befestigten Behälter besteht, der wie auch der Bremssattel den Rand der Bremsscheibe übergreift und auf beiden Axialseiten der Bremsscheibe je eine Abstreif­ vorrichtung für den Bremsstaub aufweist. Im Inneren des Be­ hälters ist lockeres Filtermaterial untergebracht, das den Bremsstaub aufnimmt und ihn festhält. Die rotierende Brems­ scheibe wird von der ortsfesten Abstreifvorrichtung be­ rührt. Dies kann eine vorzeitige Abnutzung der Bremsscheibe und Geräuschentwicklung zur Folge haben. Bei Wartungsarbei­ ten müssen die Bremsstaubsammelbehälter an jedem Fahrzeug­ rad einzeln ausgewechselt werden.

Aus der EP 0 204 433 B1 ist eine andere Bremsstaubsammel­ vorrichtung bekannt, bei der in der Radfelge des Fahrzeug­ rades eine Blechscheibe montiert ist, die mehrere über ihren Umfang verteilte Öffnungen aufweist. In den Öffnungen selbst sind schräg angeordnete Blechflügel befestigt, die bei sich drehendem Fahrzeugrad wie ein Ventilator wirken und einen axialen Luftstrom erzeugen, der von der Fahrzeug­ mitte nach außen gerichtet ist. Dabei wird der an der Scheibenbremse und der Bremsscheibe anfallende Bremsstaub durch die Öffnungen der Blechscheibe in einen Hohlraum zwi­ schen der Blechscheibe und der Radfelge befördert, wo er sich ablagert. Diese Sammelvorrichtung arbeitet nur effek­ tiv, wenn sich das Fahrzeugrad schnell dreht. Aber auch bei schnelldrehenden Fahrzeugrädern dürfte der Bremsstaub, der auf der inneren, der Fahrzeugmitte zugewandten Axialseite der Bremsscheibe anfällt, wohl nur schwerlich aufgesammelt werden. Der größte Anteil des Bremsstaubs wird weiterhin in die Umwelt gelangen und auch die Felge weiterhin ver­ schmutzen. Da außerdem kein Filtermaterial verwendet wird, das den Bremsstaub festhält, besteht die Gefahr, daß der aufgesammelte Bremsstaub beim Abnehmen des Fahrzeugrades trotzdem wieder in die Umwelt gelangt.

Aufgabe der Erfindung ist es eine Vorrichtung anzugeben, die den Bremsstaub effektiv aufsammelt und wartungsfreund­ lich aufbewahrt, wobei Bremsstaubemissionen in die Umwelt zurückgehalten werden.

Die Lösung der Aufgabe ergibt sich aus dem Patentanspruch 1. Im Prinzip besteht die Lösung darin, ein aktives Sauggebläse in der Art eines Staubsau­ gers zu verwenden, und den Bremsstaub über Saugleitungen von den Radbremsen zu einer zentralen Filtereinheit zu lei­ ten, wo er an einem einzigen Ort aufbewahrt wird.

Die erfindungsgemäße Lösung ist besonders wartungsfreund­ lich, da der Filter bzw. Auffangbehälter für den Bremsstaub aller angeschlossenen Radbremsen mit einem Handgriff ge­ wechselt bzw. geleert werden kann. Die am Fahrzeugrad in der Nähe des Bremssattels befestigte Absaugdüse steht nicht in Berührung mit der Bremsscheibe, wodurch Geräuscherzeu­ gung und Abnutzung der Bremsscheibe von vornherein ausge­ schlossen sind. Das aktive Absaugen des Bremsstaubs hat den weiteren Vorteil, daß der dabei erzeugte Luftstrom gleich­ zeitig auch den Bremssattel und die Bremsscheibe kühlt.

Am einfachsten wird die Absaugdüse gemäß Anspruch 2 aus ei­ nem leichten und kostengünstig zu fertigenden Blechteil hergestellt. Ein solches Blechteil kann ohne besonderen Aufwand gemäß Anspruch 3 am Bremssattel oder am Achsschen­ kel des Fahrzeugs befestigt werden. Dabei kann die Saugöff­ nung der Absaugdüse gemäß Anspruch 4 auf einfache Weise in unmittelbarer Nähe der Bremsscheibe angebracht werden, um die Effektivität der Absaugung zu optimieren. In einer er­ sten Ausführungsform der Erfindung gemäß Anspruch 5 um­ greift die Absaugdüse den Rand der Bremsscheibe auf ähn­ liche Weise wie der Bremssattel, um den Bremsstaub auf bei­ den Seiten der Bremsscheibe effektiv abzusaugen. Es können aber auch gemäß Anspruch 6 auf jeder Axialseite der Brems­ scheibe eine Absaugdüse separat angeordnet sein.

Insbesondere bei Verwendung der Absaugvorrichtung an ge­ lenkten Vorderrädern des Fahrzeugs wird als Saugleitung ge­ mäß Anspruch 7 ein flexibler Schlauch empfohlen, für den am besten ein einfacher Gummischlauch verwendet wird.

In einer bevorzugten Ausführungsform wird das Sauggebläse mit einem Elektromotor betrieben. Dieser kann zur Absaugung des Bremsschlauchs bei Bedarf, also bei Betätigung des Bremspedals, leicht ein- und ausgeschaltet werden. Ande­ rerseits ist auch ein Dauerbetrieb des Elektromotors selbst bei Stillstand der Fahrzeugräder möglich, um beispielsweise die Kühlwirkung auszunutzen.

Vorzugsweise ist die Filtereinheit gemäß Anspruch 9 im Luftstrom nach der Vereinigungsstelle der Saugleitungen und vor dem Sauggebläse angeordnet. Dies erlaubt die Verwendung eines einzigen Filters und verhindert eine Verschmutzung des Sauggebläses. Zur Erleichterung der Wartungsarbeiten wird empfohlen, gemäß Anspruch 10 den Staubfilter oder Staubsammelbehälter der Filtereinheit so anzuordnen, daß er mit einem Handgriff leicht entnehmbar oder auswechselbar, beispielsweise einsteckbar ist. In einer einfachen Ausge­ staltung des Staubfilters gemäß Anspruch 11 ist ein geeig­ neter Papierfilter vorgesehen.

Ein Ausführungsbeispiel wird nachfolgend anhand der Zeich­ nungen näher erläutert.

Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Darstellung einer erfindungsge­ mäßen Bremsstaubrückhaltevorrichtung,

Fig. 2 eine den Rand einer Bremsscheibe übergreifende Ab­ saugdüse im Schnitt.

Als Ausführungsbeispiel einer Bremsstaubrückhaltevorrich­ tung für Kraftfahrzeuge sind in Fig. 1 die Bremsscheiben 1, 2 der Vorderräder eines Kraftfahrzeugs schematisch dar­ gestellt. An den Achsschenkeln der Vorderräder sind Schei­ benbremsen montiert, die jeweils einen Bremssattel 3, 4 aufweisen, der den äußeren Rand der Bremsscheibe 1, 2 über­ greift. Bei Vorwärtsfahrt des Fahrzeugs drehen sich die Bremsscheiben 1, 2 in Hauptdrehrichtung 5. Bei Betätigung der Bremsen werden nicht gezeigte Bremsbeläge mittels der Bremssättel 3, 4 an die Bremsscheiben 1, 2 angedrückt, wo­ bei die reibenden Teile, das heißt die Oberflächen der Bremsscheiben 1, 2 aber ganz besonders das Reibmaterial der Bremsbeläge verschleißen und Abrieb in Form von Bremsstaub erzeugt wird. Der Bremsstaub wird von den Bremsscheiben 1, 2 und von der durch die Bremsscheiben 1, 2 erzeugten Luft­ strömung in Hauptdrehrichtung 5 mitgenommen und beim Fehlen einer Bremsstaubrückhaltevorrichtung in die Umwelt gebla­ sen. Dieses Problem tritt vor allem bei Scheibenbremsen we­ gen ihrer offenen Bauart auf und insbesondere an den Vor­ derrädern von Kraftfahrzeugen, da einerseits die Vorderrä­ der bei modernen Kraftfahrzeugen fast ausschließlich mit Scheibenbremsen ausgerüstet sind und andererseits die Vor­ derräder beim Bremsen stärker belastet werden als die Hin­ terräder.

An der Stelle, wo der Bremsstaub anfällt, nämlich bezogen auf die Hauptdrehrichtung 5 auf der Bremsscheibenauslauf­ seite des Bremssattels 3, 4 ist jeweils eine Absaugdüse 6, 7 angeordnet, die am Bremssattel 3, 4 befestigt ist. Die Absaugdüse 6, 7 besteht aus einem Blechteil, das wie auch der Bremssattel 3, 4 den äußeren Rand der Bremsscheibe übergreift. Dies erkennt man am besten in Fig. 2. Auf je­ der Axialseite der Bremsscheibe 1, 2 ist ein Schenkel 8, 9 der Absaugdüse 6, 7 angeordnet. Die Schenkel 8, 9 sind auf ihrer der Bremsscheibe 1, 2 zugewandten Innenseite mit ei­ ner die Bremsscheibe 1, 2 übergreifenden Öffnung 10 verse­ hen, durch die hindurch der Bremsstaub abgesaugt wird. Auf der inneren, der Fahrzeugmitte zugewandten Axialseite be­ sitzt die Absaugdüse 6, 7 einen Stutzen 11, an dem jeweils ein Gummischlauch 12, 13 angeschlossen ist. Die Gummi­ schläuche 12, 13 führen zu einer zentralen Filtereinheit 14, an der ihre anderen Enden angeschlossen sind. Mit der zentralen Filtereinheit 14 ist ein zentrales Sauggebläse 15 verbunden, das über einen Elektromotor 16 angetrieben wird. Die Filtereinheit 14 ist zwischen dem Sauggebläse 15 und der Vereinigungsstelle der Gummischläuche 12, 13 angeordnet und weist einen Papierfilter 17 auf, der in das Gehäuse 18 der Filtereinheit 14 eingesteckt und zum Auswechseln leicht entnehmbar angeordnet ist.

Die Erfindung beschränkt sich nicht auf das dargestellte Ausführungsbeispiel, sondern schließt selbstverständlich auch eine Vorrichtung ein, die zum Absaugen von vier oder noch mehr Scheibenbremsen ausgelegt ist. Im Zusammenhang mit Trommelbremsen scheint die Verwendung der erfindungsge­ mäßen Bremsstaubrückhaltevorrichtung zunächst weniger sinn­ voll, da hier der Bremsstaub im allgemeinen in sehr viel geringerem Maß in die Umwelt gelangt. Wenn jedoch das Fahr­ zeug bereits mit einer Bremsstaubrückhaltevorrichtung für die Scheibenbremsen der Vorderräder ausgerüstet ist, kann eine Erweiterung auf die mit Trommelbremsen ausgerüsteten Hinterräder durchaus wirtschaftlich vertretbar sein. Eine solche Maßnahme würde zumindest verhindern, daß beim Abneh­ men der Bremstrommel im Rahmen von Wartungsarbeiten Brems­ staub in die Umwelt entweicht.

Die Erfindung kann durch eine Steuervorrichtung zur Steue­ rung des Sauggebläses noch verbessert werden. Wegen des Energieverbrauchs und Verschleißes sollte die Absaugvor­ richtung nur bei Bedarf arbeiten. Es wird deshalb empfoh­ len, den Motor des Sauggebläses mit dem Bremslichtschalter zu steuern, der ohnehin vorhanden ist. Nach Beendigung des Bremsvorgangs muß das Sauggebläse solange nachlaufen, bis der angefallene Bremsstaub vollständig in der Filtereinheit angekommen ist. Für diesen Zweck ist ein die Abschaltung des Motors verzögerndes Zeitglied vorzusehen. Weiterhin wäre es vorteilhaft, die Saugleistung des Sauggebläses an die Fahrgeschwindigkeit anzupassen, um bei Anfall größerer Bremsstaubmengen eine vollständige Absaugung zu gewähr­ leisten. Dies geschieht zweckmäßigerweise durch Steuerung der Leistung des Elektromotors 16 mittels des Tachometers des Fahrzeugs. Um ein schnelles Erreichen der erforder­ lichen Saugleistung im Bedarfsfall zu gewährleisten, wird empfohlen, das Sauggebläse ständig mit einer geringen Leistung zu betreiben.

Claims (11)

1. Bremsstaubrückhaltevorrichtung für Kraftfahrzeuge mit Scheibenbremsen, bei deren Betätigung Bremsbeläge mit­ tels eines Bremssattels (3, 4) an eine Bremsscheibe (1, 2) angedrückt werden, wobei die reibenden Teile ver­ schleißen und Abrieb in Form von Bremsstaub erzeugt wird, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest an den Vorderrädern neben dem Bremssattel (3, 4) auf der Bremsscheibenauslaufseite, bezogen auf die Hauptdreh­ richtung (5) der Bremsscheibe (1, 2) bei Vorwärtsfahrt, zumindest eine Absaugdüse (6, 7) befestigt ist, die über eine Saugleitung (12, 13) mit einem zentralen Sauggeblä­ se (15) verbunden ist, und daß am Sauggebläse (15) eine Filtereinheit (14) für den Bremsstaub angeordnet ist.

2. Bremsstaubrückhaltevorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Absaugdüse (6, 7) aus Blech besteht.

3. Bremsstaubrückhaltevorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Absaugdüse (6, 7) am Bremssattel (3, 4) oder am Achsschenkel des Fahrzeugs befestigt ist.

4. Bremsstaubrückhaltevorrichtung nach einem der vorherge­ henden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Saugöffnung (10) der Absaugdüse (6, 7) in unmit­ telbarer Nähe der Bremsscheibe (1, 2) angebracht ist, ohne diese zu berühren.

5. Bremsstaubrückhaltevorrichtung nach einem der vorherge­ henden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Absaugdüse (6, 7) den Rand der Bremsscheibe (1, 2) umgreift.

6. Bremsstaubrückhaltevorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß auf jeder Axialseite der Bremsscheibe (1, 2) eine Absaugdüse angeordnet ist.

7. Bremsstaubrückhaltevorrichtung nach einem der vorherge­ henden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Saugleitung (12, 13) als flexibler Schlauch, vorzugsweise als Gummischlauch (12, 13) ausgebildet ist.

8. Bremsstaubrückhaltevorrichtung nach einem der vorherge­ henden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Sauggebläse (15) mit einem Elektromotor (16) betrieben wird.

9. Bremsstaubrückhaltevorrichtung nach einem der vorherge­ henden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die zentrale Filtereinheit (14) zwischen einer Ver­ einigungsstelle der Saugleitungen (12, 13) und dem Saug­ gebläse (15) angeordnet ist.

10. Bremsstaubrückhaltevorrichtung nach einem der vorherge­ henden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein Staubfilter (17) oder ein Staubsammelbehälter der Filtereinheit (14) entnehmbar oder auswechselbar ist.

11. Bremsstaubrückhaltevorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Staubfilter (17) ein Papierfilter (17) ist.