DE4240873C2 - Brake dust retention device for motor vehicles - Google Patents
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Description
Die Erfindung betrifft eine Bremsstaubrückhaltevorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.The invention relates to a brake dust retention device according to the preamble of claim 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.When operating friction brakes for motor vehicles Brake pads pressed against a brake rotor and due to from dust generated especially by the brake pads brake dust. Especially with the open design of disc brakes the brake dust gets into the environment. This brake dust emissions are for environmental and health reasons start-ups should be avoided if possible. Furthermore, the resulting brake dust also on the wheel rim of the vehicle, which becomes dirty and unsightly.
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. A brake dust collection is already available from US 5,035,304 direction known from a next to the caliper one Disc brake attached container is made up of as well the brake caliper overlaps the edge of the brake disc and one wiper on each axial side of the brake disc has device for the brake dust. Inside the Be loose filter material is housed, which the Picks up brake dust and holds it in place. The rotating brake disc is from the fixed scraper stirs. This can lead to premature wear of the brake disc and result in noise. During maintenance work The brake dust collection container must be on every vehicle wheel can be replaced individually.
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.Another brake dust collection is known from EP 0 204 433 B1 device known in the wheel rim of the vehicle rades a sheet metal disc is mounted, the several over their circumference has distributed openings. In the openings even diagonally arranged sheet metal wings are attached, the act like a fan when the vehicle wheel is rotating and generate an axial airflow from the vehicle is directed outwards. The is at the Disc brake and the brake disc accumulating brake dust through the openings of the sheet metal disc in a cavity between transported the sheet metal disc and the wheel rim where it deposits. This collecting device works only effec tiv when the vehicle wheel turns quickly. But also with high-speed vehicle wheels should be the brake dust that on the inner axial side facing the vehicle center the brake disc occurs, probably hardly collected become. Most of the brake dust is still in the environment and continue to ver dirty. Since no filter material is used either, that holds the brake dust, there is a risk that the Brake dust collected when removing the vehicle wheel still got back into the environment.
Aufgabe der Erfindung ist es eine Vorrichtung anzugeben, die den Bremsstaub effektiv aufsammelt und wartungsfreund lich aufbewahrt, wobei Bremsstaubemissionen in die Umwelt zurückgehalten werden.The object of the invention is to provide a device that effectively collects the brake dust and is easy to maintain Lich stored, with brake dust emissions in the environment be held back.
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. The solution to the problem arises from the Claim 1. In principle there is the solution in it, an active suction fan like a vacuum cleaner gers to use, and the brake dust via suction lines from the wheel brakes to a central filter unit where it is kept in one place.
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.The solution according to the invention is particularly easy to maintain Lich, because the filter or collecting container for the brake dust all connected wheel brakes with one hand changes or can be emptied. The on the vehicle wheel in There is no suction nozzle attached near the brake caliper in contact with the brake disc, causing noise Brake disc wear and tear from the outset are closed. The active suction of the brake dust has the Another advantage that the air flow generated is the same also cools the brake caliper and the brake disc in good time.
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.The simplest is the suction nozzle according to claim 2 from egg light and inexpensive sheet metal part manufactured. Such a sheet metal part can be used without any special Effort according to claim 3 on the brake caliper or on the axle of the vehicle. The Saugöff tion of the suction nozzle according to claim 4 in a simple manner in the immediate vicinity of the brake disc optimize the effectiveness of the suction. In a he Most embodiment of the invention according to claim 5 the suction nozzle grips the edge of the brake disc similarly the same way as the brake caliper to reduce the brake dust vacuum the sides of the brake disc effectively. It can but also according to claim 6 on each axial side of the brake a suction nozzle can be arranged separately.
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. Especially when using the suction device on ge steered front wheels of the vehicle is used as a suction line According to claim 7, a flexible hose recommended for which on best a simple rubber hose is used.
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.In a preferred embodiment, the suction fan operated with an electric motor. This can be used for suction the brake hose when necessary, i.e. when the Brake pedals, easily turned on and off. Ande on the other hand, there is also continuous operation of the electric motor itself possible when the vehicle wheels are stationary, for example to take advantage of the cooling effect.
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.Preferably, the filter unit according to claim 9 Airflow after the union of the suction lines and arranged in front of the suction fan. This allows the use of a single filter and prevents contamination of the suction fan. To facilitate maintenance work is recommended, according to claim 10, the dust filter or Arrange the dust collector of the filter unit so that it easily removable or exchangeable with one hand, is insertable, for example. In a simple version staltung the dust filter according to claim 11 is suitable Neter paper filter provided.
Ein Ausführungsbeispiel wird nachfolgend anhand der Zeich nungen näher erläutert.An embodiment is shown below with reference to the drawing nations explained in more detail.
Es zeigen:Show it:
Fig. 1 eine schematische Darstellung einer erfindungsge mäßen Bremsstaubrückhaltevorrichtung, Fig. 1 is a schematic representation of a erfindungsge MAESSEN brake dust retaining device,
Fig. 2 eine den Rand einer Bremsscheibe übergreifende Ab saugdüse im Schnitt. Fig. 2 a cross the edge of a brake disc from suction nozzle in section.
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.As an embodiment of a brake dust restraint device for motor vehicles in Fig. 1, the brake discs 1 , 2 of the front wheels of a motor vehicle are shown schematically. On the steering knuckles of the front wheels are mounted ben brakes, each having a brake caliper 3 , 4 , which engages over the outer edge of the brake disc 1 , 2 . When the vehicle is moving forward, the brake disks 1 , 2 rotate in the main direction of rotation 5 . Upon actuation of the brake pads, not shown, by means of the brake calipers 3, 4 are pressed against the brake disc 1, 2, where in the rubbing parts, that is, the surfaces of the discs 1, 2 but particularly the friction material of the brake pads wear and abrasion in the form of Brake dust is generated. The brake dust is taken from the brake disks 1 , 2 and from the air flow generated by the brake disks 1 , 2 in the main direction of rotation 5 and blown in the absence of a brake dust retention device into the environment. This problem occurs especially with disc brakes because of their open design and in particular on the front wheels of motor vehicles, since on the one hand the front wheels of modern motor vehicles are almost exclusively equipped with disc brakes and on the other hand the front wheels are loaded more heavily when braking than the rear wheels .
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.At the point where the brake dust occurs, namely based on the main direction of rotation 5 on the brake disc outlet side of the brake caliper 3 , 4 , a suction nozzle 6 , 7 is arranged in each case, which is attached to the brake caliper 3 , 4 . The suction nozzle 6 , 7 consists of a sheet metal part which, like the brake caliper 3 , 4, engages over the outer edge of the brake disc. This can best be seen in FIG. 2. One leg 8 , 9 of the suction nozzle 6 , 7 is arranged on each axial side of the brake disc 1 , 2 . The legs 8 , 9 are on their inner side facing the brake disc 1 , 2 with egg ner the brake disc 1 , 2 overlapping opening 10 hen, through which the brake dust is suctioned. On the inner axial side facing the vehicle, the suction nozzle 6 , 7 sits a nozzle 11 , to which a rubber hose 12 , 13 is connected. The rubber hoses 12 , 13 lead to a central filter unit 14 to which their other ends are connected. A central suction fan 15 , which is driven by an electric motor 16 , is connected to the central filter unit 14 . The filter unit 14 is arranged between the suction fan 15 and the junction of the rubber hoses 12 , 13 and has a paper filter 17 which is inserted into the housing 18 of the filter unit 14 and is arranged so that it can be easily removed for replacement.
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.The invention is not limited to that shown Embodiment, but of course includes also a device for suction of four or even more disc brakes is designed. In connection with drum brakes seems to use the fiction moderate brake dust retention device initially makes less sense full, since here the brake dust in general in a great deal to a lesser extent into the environment. However, if the driving already with a brake dust retention device for the disc brakes of the front wheels is equipped an extension to those equipped with drum brakes Rear wheels can be economically justifiable. A such a measure would at least prevent the weight loss brake drum as part of brake maintenance work dust escapes into the environment.
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.The invention can be further improved by a control device for controlling the suction fan. Because of the energy consumption and wear, the suction device should only work when necessary. It is therefore recommended to control the motor of the suction fan with the brake light switch, which is available anyway. After the braking process has ended, the suction fan must continue to run until the brake dust that has accumulated has completely arrived in the filter unit. For this purpose, a timer that delays the engine shutdown must be provided. It would also be advantageous to adapt the suction power of the suction fan to the driving speed in order to ensure complete suction in the event of large amounts of brake dust. This is expediently done by controlling the power of the electric motor 16 by means of the tachometer of the vehicle. In order to ensure that the required suction power is reached quickly, it is recommended that the suction fan be operated at a low power at all times.
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