WO2017097901A1 - Vorrichtung zum erfassen und messen von bremsstaub - Google Patents

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WO2017097901A1
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Dmytro Lugovyy
Michael Wirtz
Dieter Weiss
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Horiba Europe GmbH
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    • G01N15/00—Investigating characteristics of particles; Investigating permeability, pore-volume or surface-area of porous materials
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    • G01N3/00—Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress
    • G01N3/56—Investigating resistance to wear or abrasion

Definitions

  • the invention relates to a device for detecting and measuring brake dust and a brake tester.
  • the invention is therefore based on the object to provide a device for detecting and measuring brake dust.
  • the device can be used early in the context of the design of the brake system of a vehicle.
  • a measuring device which is used in the usual, known testing and development environment for brake systems.
  • the measuring device for detecting the brake dust works in conjunction with a dynamic brake tester, in which the brake to be tested is actuated, for example, with an example, electric brake actuator.
  • the measuring device is in this case a part of the overall application and can thus be operated as part of the brake test bench.
  • the appropriate measurement procedure includes an automated program with defined load cycles, which is applied to the brake system in the brake tester.
  • the brake dust particles can be detected and measured in a reproducible manner in conjunction with the loads acting on the brake in each case.
  • the particle behavior of a brake can thus be measured on a brake test bench.
  • Brake test stands are used to simulate the real load profiles of a braking system. These test benches usually provide a stable, reproducible measurement environment for brake testing.
  • a measuring point in the immediate vicinity of the brake system, i. provide the brake disc and the brake pads.
  • the brake dust particles are caught at the "outlet" of the brake caliper and collected by means of a collecting container, after which they can be led to a particle measuring device via a hose, which can also be heated, for example.
  • the particle measuring device is able to count the particles and to determine their size or size distribution.
  • the device may be a device known per se for measuring small or very fine particles, e.g. to a device used in the exhaust gas analysis, e.g. for measuring particles in diesel exhaust gases. Such devices are known and are therefore not further elaborated at this point.
  • the particle measuring device can communicate with the brake test bench, so that the measurements are synchronized with the brake test with load profiles. In this way, the measurement results of the particle measuring device can always be assigned to the respective loads of the brake in the brake test bench.
  • the measuring point may be located in the exhaust duct of a blower unit. The brake dust particles are transported via the exhaust air duct of the blower system to the actual measuring point. This measuring point is located at a position to be defined in the exhaust duct. There the particles are picked up by the measuring system, e.g. via a hose, a heated hose or a heated hose with cold air.
  • the entire exhaust duct to heat to prevent conglomerate formation of the particles.
  • the volume flow in the exhaust air duct is measured with a suitable volume flow measuring device.
  • the following measurement parameters may be of interest: amount of air, number of kilometers traveled (of the vehicle whose braking system is currently mounted on the test bench).
  • the brake dust measuring device can be fully integrated into the brake test bench and automatically measure within the framework of a dynamic, realistic load cycle.
  • the invention accordingly relates in particular to a device for measuring and detecting brake dust particles which have been released from a brake, with a removal device for receiving brake dust particles, a particle measuring device for measuring the number and / or the size of the brake dust Particle, and with a conveyor for guiding and conveying the brake dust particles from the sampling device to the particle measuring device.
  • the removal device is suitable for capturing and transporting the particles released by the brake.
  • the conveying device for example a hose, in which an air flow is guided, is suitable for transporting the particles collected or captured by the removal device to the particle measuring device. It may be useful and, for example, also have a heatable hose to prevent clumping of the particles. It can be provided for receiving a brake a brake.
  • the brake is held and secured in the brake mount for testing purposes and is not itself part of the measuring device. Rather, the brake is the test piece to be examined with the aid of the device.
  • the removal device can be designed such that it can be arranged in the region of a brake which can be built up in the brake mount, in particular in the region of a brake caliper of the brake.
  • the brake is - as stated above - not the subject of the measuring device.
  • the brake may be e.g. to act a disc brake known per se for a vehicle, with a brake disc and the brake disc partially embracing caliper and brake disc.
  • the brake can be built into the brake mount for testing purposes.
  • the removal device may have a collecting container, with which the brake dust particles can be collected.
  • the collecting container may consist of a non-corrosive, electrically conductive material.
  • other instruments may be arranged, which are e.g. the determination of the particle mass, the particle size distribution, etc. can serve.
  • the brake housing may be enclosed by a measuring housing, whereby a brake receiving space is defined.
  • the brake can then be mounted and tested within the brake receiving space in the brake housing.
  • the measuring housing surrounds the brake receiving space and may consist of a non-corrosive, electrically conductive material.
  • the measuring housing can be largely sealed against the environment, so that only air can be supplied via a supply air duct described below a blower unit.
  • further instruments may be arranged, e.g. the determination of the particle mass, the particle size distribution, etc. can serve.
  • a blower unit with a supply air duct and an exhaust duct to guide an air flow over the brake.
  • the supply air duct and the exhaust air duct may each be connected to the brake receiving space, for guiding an air flow through the brake receiving space.
  • the air flow may serve to guide the brake dust particles, so that the brake dust particles can be reliably detected by the sampling device. It can also be used to cool the brake.
  • the flow direction of the air flow can be suitably selected. Thus, the air flow can be directed from top to bottom or from bottom to top or in another way.
  • the air flow can be evened out by Strom arrangementselemen- arranged in the supply air duct te, in order to achieve a homogeneous mixture of brake dust particles with (dilution) air.
  • the blower unit may additionally comprise an air conditioning unit, e.g. with inlet filters for cleaning the air supplied via the supply air duct and for conditioning the air in terms of temperature and humidity.
  • air conditioning unit e.g. with inlet filters for cleaning the air supplied via the supply air duct and for conditioning the air in terms of temperature and humidity.
  • flow rectifiers can be provided. At least with regard to the air flow in the exhaust duct, the flow rate can be controlled. The conditioning of the air ensures that the test conditions for the brake can be largely standardized and reproduced.
  • the removal device can - as explained above - be arranged in the region of the brake, in particular in the region of a brake caliper of the brake. Additionally or alternatively, the removal device can be arranged in the exhaust duct.
  • the removal device can have a first removal point in the region of the brake which can be built up in the brake accommodation space, and a second removal point in the waste air channel, wherein both removal points are connected to the particle measurement device via the delivery device.
  • the conveying device may have first conveying means for the first sampling point and second conveying means for the second sampling point, for respectively conveying brake dust particles from the first and the second sampling point to the particle measuring device.
  • a switching device such as a valve to switch between the two funding and thus between the two sampling points
  • a switching device such as a valve to switch between the two funding and thus between the two sampling points
  • the user In the test mode, it is thus possible for the user to select either the particles removed at the first removal point or the particles removed at the second removal point. supplied particles of the particle measuring device to supply and evaluate.
  • the switching device the user can select the respective sampling point and the respective delivery route.
  • the particle measuring device may be suitable for measuring the brake dust particles and also for exhaust gas analysis, in particular for measuring particles in diesel exhaust gases.
  • a test bench e.g. For the testing of internal combustion engines, especially diesel engines already existing device can also be used for the measurement of brake dust.
  • the particle measurement can be integrated into the automation software for a brake load device (for example a dynamometer). However, it can also be provided separately from the automation software or work at least without integration into the automation of the dynamometer. However, a synchronization of the particle measurement with the operation of the brake load device is expedient.
  • the conveyor may have one or more tubular or hose-like lines, which may also be heated if necessary.
  • a line connect the removal device with the particle measuring device.
  • a brake tester is specified, with a brake mount for receiving a brake to be tested, a drive device for applying a brake load to the brake, measuring devices for detecting Test and measurement parameters of the brake, and with a device for determining brake dust particles, as indicated above.
  • the test and measurement parameters of the brake can be the parameters that are usually relevant for testing a brake. These include the drive power of the drive device, the braking power, the support torque of the brake, the speed, the braking force, the temperature development, vibrations, etc.
  • the brake dust particle measuring device can be an integral part of the brake dynamometer, so be installed together with the brake test. In this way, the device is always available during test operation.
  • the measurement results of the particle measuring device and the testing and measuring parameters of the brake can be correlated with each other, i. be related to each other. For example can be logged, at which test operation which particle quantity is produced. For example, it is possible to establish and document a correlation between the braking power, the rotational speed, the temperature and the amount or quantity of particles.
  • a corresponding evaluation device For the correlation of the measurement results and parameters, a corresponding evaluation device can be provided.
  • Figure 1 schematically an embodiment of a device for detecting and measuring brake dust, which is integrated in a brake tester;
  • Figure 2 shows another embodiment of the device
  • Figure 3 shows another embodiment, which is formed by a combination of the embodiments of Figures 1 and 2.
  • a prime mover engine 1 for example, an electric motor, drives a used in the brake test bench 2 rotatably, the part of the testing brake 3 is.
  • the rotation flywheels 4 can be integrated in a known manner.
  • the brake disk 2 is partially enclosed in a known manner by a brake caliper 5, which is also part of the brake 3 to be tested.
  • the caliper 5 carries the brake pads, not shown in the figure, which are subject to wear when the brake 3, whereby the to be detected (fine) particles are removed from the brake pads.
  • the brake 3 is installed in the brake tester in a brake, not shown, which carries the brake and its components and ensures stable support of the braking torque.
  • the structure of such a brake pickup in Bremsenprüfpatentedn is well known, so that a further description is unnecessary.
  • the particles are intercepted or detected at a measuring point (at A) immediately behind the caliper 5 by a removal device 6 and guided via a serving as a conveyor tube 7, which may be heated in the example shown, to a particle meter 8.
  • the particle measuring device 8 may be a device known per se, such as e.g. used in the exhaust gas measurement. By the particle measuring device 8, the particle number and the particle size are detected.
  • a blower system is further provided with a Zu povertykanal 9 and an exhaust duct 10.
  • the supply air duct 9 leads air into a test serving as a test brake 3 enclosing test 1 1, while the exhaust duct 10, this air back from the test cabin 1 1 dissipates.
  • a measuring point for an air volume flow measurement may be provided, e.g. at reference numeral 12.
  • a measuring housing not shown in FIG. 1, or a measuring box can be provided, which encloses the brake 3 in a relatively tight manner and is ventilated by the blower unit.
  • the measuring housing thus encloses a brake receiving space.
  • the fan system is usually available in Bremsenprüffestn to ensure good ventilation of the brake, especially for cooling purposes.
  • the air supplied via the supply air duct 9 can be conditioned in the desired manner by means of an air conditioning device (not shown) with regard to temperature, air humidity and purity (eg by means of a filter) in order to achieve reproducible test results in this way.
  • the removal device 6 may be formed in a suitable manner to detect at least a portion of the brake dust particles.
  • the removal device 6 may have an open-topped box into which the brake dust particles fall due to the force of gravity.
  • FIG. 2 shows a variant of the embodiment of FIG. 1.
  • the brake dust or the brake dust particles are guided in this variant via the exhaust duct 10 to the actual measuring point (at B), which is located in the exhaust duct 10 and at which the removal device 6 is provided. There the particles are picked up and e.g. passed through a heated hose 7 to the particle meter 8.
  • a measuring box enclosing the brake 3 is tightly arranged and connected to the blower unit in the manner described above, it can be ensured that a considerable part of the brake dust particles which are released during braking are picked up by the airflow and can be taken at the measuring point B.
  • the removal device 6 may in turn be designed in a suitable manner to remove the brake dust particles from the flowing through the exhaust air duct 10 air flow.
  • FIG. 3 shows an embodiment which combines the variants of FIG. 1 and FIG. As a result, all brake dust particles can be reliably detected, which are dissolved out of the brake pad.
  • the two measuring points A and B are provided in this variant, so that a secure detection of the brake dust particles is ensured.
  • removal means 6 are provided, which are connected via hoses 7 with a switching device 13.
  • the switching device 13 is in turn connected via a line 14 to the particle meter 8, so depending on the position of the switching device 13, a connection between one of the measuring points A, B and the particle measuring device 8 can be produced.
  • particles from the measuring point A or from the measuring point B are fed to the particle measuring device 8 and evaluated there.
  • the switching device 13 may e.g. be designed as a valve and allows in this way a user-desired or automated switching between the two measuring points A, B or the withdrawal means 6 provided there.
  • the embodiments of Figures 1 and 2 are also combined, but to the extent that for both measuring points A, B each have their own conveyor (for example, a separate tube 7) and a separate particle measuring device 8 is provided. In this way, the particles from the measuring point A and from the measuring point B can be detected and evaluated in parallel in order to obtain a complete overview of all brake dust particles accumulating in the brake test process.

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Abstract

Eine Vorrichtung dient zum Messen und Erfassen von Bremsstaub-Partikeln, die aus einer Bremse (3) herausgelöst wurden. Es kann eine Partikel-Messeinrichtung (8) zum Messen der Anzahl von Bremsstaub-Partikeln vorgesehen sein. Die Partikel-Messeinrichtung (8) kann auch zum Messen der Größe von Bremsstaub-Partikeln vorgesehen sein. Es kann eine Entnahmeeinrichtung (6) zum Entnehmen bzw. Aufnehmen von Bremsstaub-Partikeln vorgesehen sein. Es kann eine Einrichtung (7) zum Führen der Bremsstaub-Partikel von der Entnahmeeinrichtung zu der Partikel-Messeinrichtung vorgesehen sein. Eine Gebläseanlage mit einem Zuluftkanal (9) und einem Abluftkanal (10) kann zum Führen eines Luftstroms über die Bremse (3) dienen. Die Vorrichtung kann integraler Bestandteil eines Bremsenprüfstands sein.

Description

Vorrichtung zum Erfassen und Messen von Bremsstaub
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Erfassen und Messen von Bremsstaub sowie einen Bremsenprüfstand.
Die Umweltbelastung durch Fahrzeugbremsen, insbesondere von Kraftfahrzeug- oder LKW-Bremsen ist ein ernst zu nehmendes Thema. Durch den Bremsvorgang im Fahrzeug wird die Belagmasse der Bremsbeläge derart abgerieben, dass durch diesen Vorgang feinste Partikel losgelöst werden. Diese sind teilweise sogar lungengängig und leisten somit einen schädlichen Beitrag zur Feinstaubbelastung mit entsprechenden Risiken für gesundheitliche Beeinträchtigungen.
Aber auch losgelöst von den ernsten Fragen einer Gesundheitsbeeinträchtigung durch Bremsen-Feinstaub kann Bremsstaub auch zu einer starken Verschmutzung der Radfelgen führen, was zumindest ästhetische Nachteile nach sich zieht und den optischen Gesamteindruck eines Fahrzeugs stören kann.
Es sind derzeit keine Messvorrichtungen bekannt, um die o.g. Bremsstaubpartikel zu erfassen, zu quantifizieren und deren Größe zu bestimmen.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zum Erfassen und Messen von Bremsstaub anzugeben.
Die Erfindung wird durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen von Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterentwicklungen sind den abhängigen Ansprüchen zu entnehmen.
Es ist vorteilhaft, wenn die Vorrichtung schon frühzeitig im Rahmen der Auslegung der Bremsanlage eines Fahrzeuges zur Anwendung kommen kann.
Daher wird eine Messvorrichtung angegeben, welche in der üblichen, bekannten Prüf- und Entwicklungsumgebung für Bremssysteme Anwendung findet.
Die Messvorrichtung für die Erfassung des Bremsstaubs funktioniert im Zusammenhang mit einem dynamischen Bremsenprüfstand, bei dem die zu prüfende Bremse z.B. mit einem beispielsweise elektrischen Bremsaktuator betätigt wird. Die Messvorrichtung ist in diesem Fall ein Teil der Gesamtapplikation und kann somit als Teil des Bremsenprüfstands betrieben werden. Die dazu zweckmäßige Messprozedur umfasst ein automatisiertes Programm mit definierten Lastzyklen, mit welchen das Bremssystem im Bremsenprüfstand beaufschlagt wird. So können reproduzierbar in Verbindung mit den jeweils auf die Bremse wirkenden Lasten die Bremsstaubpartikel erfasst und gemessen werden.
Das Partikelverhalten einer Bremse kann somit auf einem Bremsenprüfstand gemessen werden. Bremsenprüfstände werden benutzt, um die realen Lastprofile eines Bremssystems zu simulieren. Diese Prüfstände stellen in der Regel eine stabile, reproduzierbare Messumgebung zur Bremsenprüfung zur Verfügung.
Zur Erfassung und Messung der Bremspartikel am Bremsenprüfstand ist es möglich, einen Messpunkt in unmittelbarer Nähe des Bremssystems, d.h. der Bremsscheibe und der Bremsbeläge vorzusehen. Die Bremsstaub-Partikel werden am „Auslauf" des Bremssattels abgefangen und mit Hilfe eines Sammelbehälters auf- gefangen. Danach können sie über einen Schlauch, der z.B. auch beheizt sein kann, zu einem Partikelmessgerät geführt werden.
Das Partikelmessgerät ist in der Lage, die Partikel zu zählen und deren Größe bzw. Größenverteilung zu bestimmen. Bei dem Gerät kann es sich um ein an sich bekanntes Gerät zum Messen von kleinen bzw. feinsten Partikeln handeln, z.B. um ein Gerät, das bei der Abgasanalyse eingesetzt wird, z.B. zum Messen von Partikeln in Dieselabgasen. Derartige Geräte sind bekannt und werden daher an dieser Stelle nicht weiter vertieft. Das Partikelmessgerät kann mit dem Bremsenprüfstand kommunizieren, so dass die Messungen synchronisiert zur Bremsenprüfung mit Lastprofilen ablaufen. Auf diese Weise können die Messergebnisse des Partikelmessgeräts auch immer den jeweiligen Belastungen der Bremse im Bremsenprüfstand zugeordnet werden. Bei einer anderen Ausführungsform kann sich der Messpunkt im Abluftkanal einer Gebläseanlage befinden. Die Bremsstaub-Partikel werden über den Abluftkanal der Gebläseanlage zur eigentlichen Messstelle transportiert. Diese Messstelle befindet sich an einer zu definierenden Stelle im Abluftkanal. Dort werden die Partikel vom Messsystem aufgenommen, z.B. über einen Schlauch, einen beheiz- ten Schlauch oder einen beheizten Schlauch mit Kaltluft.
Beim Transport der Bremsstaub-Partikel ist darauf zu achten, dass sich keine Verklumpungen oder Konglomerate bilden, die das Messergebnis verfälschen wür- den. Gegebenenfalls ist der gesamte Abluftkanal zu beheizen, um eine Konglomerat-Bildung der Partikel zu verhindern.
Der Volumenstrom im Abluftkanal wird mit einer geeigneten Volumenstrom- Messeinrichtung gemessen.
Zusammen mit der Messung der Partikel (Anzahl, Größe) können folgende Messparameter von Interesse sein: Luftmenge, gefahrene Kilometer (des Fahrzeugs, dessen Bremssystem gerade auf dem Prüfstand montiert ist).
Weitere Parameter wie Bremsdruck, Bremsmoment, Geschwindigkeit und weitere Parameter werden durch den eigentlichen Prüfstand erfasst und mit der Partikelmessung synchronisiert. Nach einer Messung soll die folgende Messwertangabe möglich sein: Partikelanzahl pro (auf dem Prüfstand simuliert) gefahrene Kilometer und Partikelgröße bzw. Größenverteilung in den jeweiligen Messabschnitten des getesteten Lastzyklus der Bremsenprüfung. Auf diese Weise kann die Bremsstaub-Messvorrichtung vollständig in den Brem- senprüfstand integriert werden und im Rahmen eines dynamischen, realitätsnahen Lastzyklus automatisiert messen.
Die Erfindung betrifft demnach insbesondere eine Vorrichtung zum Messen und Erfassen von Bremsstaub-Partikeln, die aus einer Bremse herausgelöst wurden, mit einer Entnahmeeinrichtung zum Aufnehmen von Bremsstaub-Partikeln, einer Partikel-Messeinrichtung zum Messen der Anzahl und/ oder der Größe der Brems- staub-Partikel, und mit einer Fördereinrichtung zum Führen und Fördern der Bremsstaub-Partikel von der Entnahmeeinrichtung zu der Partikel- Messeinrichtung.
Die Entnahmeeinrichtung ist geeignet, die von der Bremse abgegebenen Partikel einzufangen und weiter zu transportieren. Die Fördereinrichtung, z.B. ein Schlauch, in dem ein Luftstrom geführt wird, ist geeignet, die von der Entnahmeeinrichtung gesammelten bzw. eingefangenen Partikel zu der Partikel-Messeinrichtung zu transportieren. Sie kann sinnvoll ausgebildet sein und z.B. auch einen beheizbaren Schlauch aufweisen, um eine Verklumpung der Partikel zu verhindern. Es kann eine Bremsenaufnahme zum Aufnehmen einer Bremse vorgesehen sein. Die Bremse wird in der Bremsenaufnahme für Prüfzwecke gehalten und befestigt und ist selbst nicht Teil der Messvorrichtung. Vielmehr ist die Bremse der Prüf- ling, der mithilfe der Vorrichtung untersucht werden soll.
Die Entnahmeeinrichtung kann derart ausgebildet sein, dass sie im Bereich einer in der Bremsenaufnahme aufbaubaren Bremse anordenbar ist, insbesondere im Bereich eines Bremssattels der Bremse. Die Bremse ist dabei - wie oben ausge- führt - nicht Gegenstand der Messvorrichtung. Bei der Bremse kann es sich z.B. um eine an sich vielfach bekannte Scheibenbremse für ein Fahrzeug handeln, mit einer Bremsschreibe und einem die Bremsscheibe teilweise umgreifenden Bremssattel und Bremsscheibe. Die Bremse ist in Bremsenaufnahme für die Prüfzwecke aufbaubar.
Die Entnahmeeinrichtung kann einen Sammelbehälter aufweisen, mit dem die Bremsstaub-Partikel aufgefangen werden können. Der Sammelbehälter kann aus einem nicht korrosiven, elektrisch leitenden Material bestehen. In der Nähe der Entnahmestelle bzw. des Sammelbehälters, an der die Entnahmeeinrichtung den Bremsstaub aufnimmt, können noch weitere Instrumente angeordnet sein, die z.B. der Bestimmung der Partikelmasse, der Partikelgrößen-Verteilung etc. dienen können.
Die Bremsenaufnahme kann durch ein Messgehäuse umschlossen sein, wodurch ein Bremsenaufnahmeraum definiert wird. Die Bremse kann dann innerhalb des Bremsenaufnahmeraums in der Bremsenaufnahme befestigt und geprüft werden.
Das Messgehäuse umgibt den Bremsenaufnahmeraum und kann aus einem nicht korrosiven, elektrisch leitenden Material bestehen. Das Messgehäuse kann gegen- über der Umgebung weitgehend abgedichtet sein, so dass ausschließlich Luft über einen nachfolgend beschriebenen Zuluftkanal einer Gebläseanlage zugeführt werden kann. In dem Messgehäuse können noch weitere Instrumente angeordnet sein, die z.B. der Bestimmung der Partikelmasse, der Partikelgrößen-Verteilung etc. dienen können.
Es kann eine Gebläseanlage vorgesehen sein, mit einem Zuluftkanal und einem Abluftkanal, um einen Luftstrom über die Bremse zu führen. Insbesondere können der Zuluftkanal und der Abluftkanal jeweils mit dem Bremsenaufnahmeraum verbunden sein, zum Führen eines Luftstroms durch den Bremsenaufnahmeraum. Der Luftstrom kann zum Führen der Bremsstaub-Partikel dienen, so dass die Bremsstaub-Partikel zuverlässig durch die Entnahmeeinrichtung erfasst werden können. Ebenso kann er auch zum Kühlen der Bremse genutzt werden. Die Strömungsrichtung des Luftstroms kann in geeigneter Weise gewählt werden. So kann die Luftströmung von oben nach unten oder von unten nach oben oder auch in anderer Weise gerichtet sein.
Die Luftströmung kann durch im Zuluftkanal angeordnete Stromführungselemen- te vergleichmäßigt werden, um eine homogene Mischung von Bremsstaub- Partikeln mit (Verdünnungs-)Luft zu erreichen.
Die Gebläseanlage kann zusätzlich eine Luftkonditionierungsanlage aufweisen, z.B. mit Einlassfiltern zum Reinigen der über den Zuluftkanal zugeführten Luft und zum Konditionieren der Luft hinsichtlich Temperatur und Feuchtigkeit. Weiterhin können Strömungsgleichrichter vorgesehen sein. Zumindest bezüglich der Luftströmung im Abluftkanal kann die Strömungsgeschwindigkeit steuerbar sein. Durch das Konditionieren der Luft wird erreicht, dass die Prüfbedingungen für die Bremse weitgehend standardisiert und reproduziert werden können.
Die Entnahmeeinrichtung kann - wie oben erläutert - im Bereich der Bremse, insbesondere im Bereich eines Bremssattels der Bremse angeordnet sein. Ergänzend oder alternativ kann die Entnahmeeinrichtung im Abluftkanal angeordnet werden. So kann die Entnahmeeinrichtung eine erste Entnahmestelle im Bereich der in dem Bremsenaufnahmeraum aufbaubaren Bremse sowie eine zweite Entnahmestelle im Abluftkanal aufweisen, wobei beide Entnahmestellen über die Fördereinrichtung mit der Partikel-Messeinrichtung verbunden sind. Die Fördereinrichtung kann dabei erste Fördermittel für die erste Entnahmestelle sowie zweite Fördermittel für die zweite Entnahmestelle aufweisen, zum jeweiligen Fördern von Bremsstaub-Partikeln von der ersten und der zweiten Entnahmestelle zur Partikel-Messeinrichtung. Stromauf von der Partikel-Messeinrichtung kann in diesem Fall eine Umschalteinrichtung, z.B. ein Ventil, vorgesehen sein, um zwischen den beiden Fördermitteln und damit zwischen den beiden Entnahmestellen umschalten zu können. Dem Benutzer ist es somit möglich, im Prüfbetrieb wahlweise die an der ersten Entnahmestelle entnommenen Partikel oder die an der zweiten Entnahmestelle ent- nommenen Partikel der Partikel-Messeinrichtung zuzuführen und auswerten zu lassen. Über die Umschalteinrichtung kann der Benutzer die jeweilige Entnahmestelle und den jeweiligen Förderweg auswählen. Alternativ ist es auch möglich, für jede Entnahmestelle eine eigene Partikel- Messeinrichtung vorzusehen. In diesem Fall ist die erste Entnahmestelle über erste Fördermittel mit einer ersten Partikel-Messeinrichtung verbunden, während die zweite Entnahmestelle über zweite Fördermittel mit einer zweiten Partikel- Messeinrichtung verbunden ist.
Durch diese Kombination der Entnahmestellen ist praktisch eine vollständige Erfassung aller Partikel möglich, die sich aus der Bremse während des Messbetriebs gelöst haben. Die Partikel-Messeinrichtung kann außer zum Messen der Bremsstaub-Partikel auch zur Abgasanalyse geeignet sein, insbesondere zum Messen von Partikeln in Dieselabgasen. Damit kann ein am Prüfstand z.B. für die Prüfung von Verbrennungsmotoren, insbesondere Dieselmotoren schon vorhandenes Gerät auch für die Messung von Bremsstaub genutzt werden.
Die Partikel-Messeinrichtung kann z.B. einen Messbereich von D50 = 10 nm - 2.500 nm aufweisen.
Die Partikelmessung kann dabei in die Automatisierungssoftware für eine Brem- sen-Lasteinrichtung (z.B. einem Dynamometer) integriert sein. Sie kann aber auch separat zu der Automatisierungssoftware vorgesehen sein bzw. zumindest ohne eine Integrierung in die Automatisierung des Dynamometers arbeiten. Eine Synchronisation der Partikelmessung mit dem Betrieb der Bremsen-Lasteinrichtung ist aber zweckmäßig.
Die Fördereinrichtung kann eine oder mehrere rohr- bzw. schlauchartige Leitungen aufweisen, die bedarfsweise auch beheizbar sein können.
Dabei kann eine Leitung die Entnahmeeinrichtung mit der Partikel- Messeinrichtung verbinden.
Weiterhin wird ein Bremsenprüfstand angegeben, mit einer Bremsenaufnahme zum Aufnehmen einer zu prüfenden Bremse, einer Antriebsvorrichtung zum Aufbringen einer Bremslast auf die Bremse, Messeinrichtungen zum Erfassen von Prüf- und Messparametern der Bremse, und mit einer Vorrichtung zum Bestimmen von Bremsstaub-Partikeln, wie oben angegeben.
Bei den Prüf- und Messparametern der Bremse kann es sich um die Parameter handeln, die üblicherweise für das Prüfen einer Bremse relevant sind. Dazu gehören die Antriebsleistung der Antriebsvorrichtung, die Bremsleistung, das Abstützmoment der Bremse, die Drehzahl, die Bremskraft, die Temperaturentwicklung, Schwingungen etc. Die Bremsstaub-Partikel-Messvorrichtung kann integraler Bestandteil des Brem- senprüfstands sein, also zusammen mit dem Bremsenprüfstand verbaut sein. Auf diese Weise steht die Vorrichtung immer beim Prüfbetrieb zur Verfügung.
Die Messergebnisse der Partikel-Messeinrichtung und die Prüf- und Messparame- ter der Bremse können miteinander korreliert werden, d.h. miteinander in Zusammenhang gesetzt werden. Z.B . kann protokolliert werden, bei welchem Prüfbetrieb welche Partikelmenge produziert wird. So lässt sich beispielsweise eine Korrelation zwischen der Bremsleistung, der Drehzahl, der Temperatur und der Partikelmenge bzw. -große herstellen und dokumentieren.
Für die Korrelierung der Messergebnisse und Parameter kann eine entsprechende Auswerteeinrichtung vorgesehen sein.
Diese und weitere Vorteile und Merkmale werden nachfolgend unter der Zuhilfen- ahme der Figuren anhand von Beispielen näher erläutert. Es zeigen:
Figur 1 in schematischer Weise eine Ausführungsformen für eine Vorrichtung zum Erfassen und Messen von Bremsstaub, die in einen Bremsenprüfstand integriert ist;
Figur 2 eine andere Ausführungsform der Vorrichtung; und
Figur 3 eine weitere Ausführungsform, die durch eine Kombination der Ausführungsformen der Figuren 1 und 2 gebildet ist.
In Figur 1 ist ein Bremsenprüfstand in schematischer Ansicht dargestellt.
Ein als Antriebsmaschine dienender Motor 1 , z.B. ein Elektromotor, treibt eine in dem Bremsenprüfstand eingesetzte Bremsscheibe 2 drehend an, die Teil der zu prüfenden Bremse 3 ist. Zur Stabilisierung der Drehung können in bekannter Weise Schwungmassen 4 integriert sein.
Die Bremsscheibe 2 wird von einem ebenfalls zu der zu prüfenden Bremse 3 gehö- renden Bremssattel 5 in bekannter Weise teilweise umschlossen. Der Bremssattel 5 trägt die in der Figur nicht dargestellten Bremsbeläge, die beim Betätigen der Bremse 3 einem Verschleiß unterliegen, wodurch die zu erfassenden (Fein-) Partikel aus den Bremsbelägen herausgelöst werden. Die Bremse 3 ist in dem Bremsenprüfstand in eine nicht dargestellte Bremsenaufnahme eingebaut, die die Bremse und ihre Komponenten trägt und eine stabile Abstützung der Bremsmomente gewährleistet. Der Aufbau einer derartigen Bremsenaufnahme bei Bremsenprüfständen ist hinlänglich bekannt, so dass sich eine weitere Beschreibung erübrigt.
Die Partikel werden an einer Messstelle (bei A) unmittelbar hinter dem Bremssattel 5 durch eine Entnahmeeinrichtung 6 abgefangen bzw. erfasst und über einen als Fördereinrichtung dienenden Schlauch 7, der im gezeigten Beispiel beheizt sein kann, zu einem Partikelmessgerät 8 geführt. Bei dem Partikelmessgerät 8 kann es sich um ein an sich bekanntes Gerät handeln, wie es z.B. bei der Abgasmessung verwendet wird. Durch das Partikelmessgerät 8 werden die Partikelanzahl und die Partikelgröße erfasst.
Bei dem in Figur 1 gezeigten Beispiel ist weiterhin eine Gebläseanlage vorgesehen, mit einem Zuluftkanal 9 und einem Abluftkanal 10. Der Zuluftkanal 9 führt Luft in eine die als Prüfling dienende Bremse 3 umschließende Prüfkabine 1 1 , während der Abluftkanal 10 diese Luft wieder aus der Prüfkabine 1 1 abführt. Im Abluftkanal 10 kann eine Messstelle für eine Luftvolumenstrommessung vorgesehen sein, z.B. bei Bezugszeichen 12.
Im Inneren der Prüfkabine 1 1 kann ein in Figur 1 nicht gezeigtes Messgehäuse bzw. ein Messkasten vorgesehen sein, der die Bremse 3 relativ eng umschließt und durch die Gebläseanlage belüftet wird. Das Messgehäuse umschließt somit einen Bremsenaufnahmeraum.
Die Gebläseanlage ist bei Bremsenprüfständen üblicherweise vorhanden, um eine gute Belüftung der Bremse, insbesondere zu Kühlzwecken zu gewährleisten. Die über den Zuluftkanal 9 zugeführte Luft kann durch eine nicht dargestellte Luftkonditioniereinrichtung hinsichtlich der Temperatur, der Luftfeuchtigkeit und der Reinheit (z.B. mittels Filter) in der gewünschten Weise konditioniert werden, um auf diese Weise reproduzierbare Prüfergebnisse zu erreichen.
Die Entnahmeeinrichtung 6 kann in geeigneter Weise ausgebildet sein, um wenigstens einen Teil der Bremsstaub-Partikel zu erfassen. Z.B. kann die Entnahmeeinrichtung 6 einen nach oben offenen Kasten aufweisen, in den die Bremsstaub-Partikel aufgrund der Schwerkraftwirkung einfallen.
Figur 2 zeigt eine Variante der Ausführungsform von Figur 1 .
Hierbei wird die Tatsache ausgenutzt, dass in einem Bremsenprüfstand meist eine wie oben beschriebene Gebläseanlage mit einem Zuluftkanal 9 und einem Abluft - kanal 10 vorgesehen ist, um die Bremse 3 während des Prüfbetriebs kühlen zu können.
Der Bremsstaub bzw. die Bremsstaub-Partikel werden bei dieser Variante über den Abluftkanal 10 zur eigentlichen Messstelle (bei B) geführt, die sich im Abluft - kanal 10 befindet und an der die Entnahmeeinrichtung 6 vorgesehen ist. Dort werden die Partikel aufgenommen und z.B. über einen beheizten Schlauch 7 zum Partikelmessgerät 8 geführt.
Wenn bei dieser Variante ein die Bremse 3 eng umschließender Messkasten vorge- sehen und in der oben beschriebenen Weise an die Gebläseanlage angeschlossen ist, kann sichergestellt werden, dass ein erheblicher Teil der Bremsstaub-Partikel, die sich beim Bremsen lösen, durch den Luftstrom aufgegriffen und an der Messstelle B entnommen werden können. Die Entnahmeeinrichtung 6 kann wiederum in geeigneter Weise ausgebildet sein, um die Bremsstaub-Partikel aus dem durch den Abluftkanal 10 strömenden Luftstrom zu entnehmen.
In Figur 3 ist eine Ausführungsform dargestellt, die die Varianten von Figur 1 und Figur 2 kombiniert. Dadurch können sämtliche Bremsstaub-Partikel zuverlässig erfasst werden, die aus dem Bremsbelag herausgelöst werden.
Insbesondere sind bei dieser Variante die beiden Messstellen A und B vorgesehen, so dass eine sichere Erfassung der Bremsstaub-Partikel gewährleistet ist. An den Messstellen A, B sind jeweils Entnahmeeinrichtungen 6 vorgesehen, die über Schläuche 7 mit einer Umschalteinrichtung 13 verbunden sind. Die Umschalteinrichtung 13 ist wiederum über eine Leitung 14 mit dem Partikelmessgerät 8 verbunden, so das je nach Stellung der Umschalteinrichtung 13 eine Verbindung zwischen einer der Messstellen A, B und dem Partikelmessgerät 8 hergestellt werden kann. So können wahlweise Partikel von der Messstelle A oder von der Messstelle B dem Partikelmessgerät 8 zugeführt und dort ausgewertet werden.
Die Umschalteinrichtung 13 kann z.B. als Ventil ausgebildet sein und ermöglicht auf diese Weise ein vom Benutzer gewünschtes oder auch automatisiertes Umschalten zwischen den beiden Messstellen A, B bzw. den dort vorgesehenen Entnahmeeinrichtungen 6.
Bei einer anderen, nicht gezeigten Variante sind ebenfalls die Ausführungsformen der Figuren 1 und 2 kombiniert, jedoch dahin gehend, dass für beide Messstellen A, B jeweils eine eigene Fördereinrichtung (z.B. ein eigener Schlauch 7) und ein eigenes Partikelmessgerät 8 vorgesehen ist. Auf diese Weise können parallel die Partikel von der Messstelle A und von der Messstelle B erfasst und ausgewertet werden, um eine möglichst vollständige Übersicht über sämtliche im Bremsprüf- prozess anfallende Bremsstaub-Partikel zu erhalten.

Claims

Patentansprüche
1 . Vorrichtung zum Messen und Erfassen von Bremsstaub-Partikeln, mit
einer Entnahmeeinrichtung (6) zum Aufnehmen von Bremsstaub-Partikeln; einer Partikel-Messeinrichtung (8) zum Messen der Anzahl und/ oder der Größe der Bremsstaub-Partikel; und mit
einer Fördereinrichtung (7) zum Führen und Fördern der Bremsstaub- Partikel von der Entnahmeeinrichtung (6) zu der Partikel-Messeinrichtung (8).
2. Vorrichtung nach Anspruch 1 , mit einer Bremsenaufnahme zum Aufneh- men einer Bremse (3).
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Entnahmeeinrichtung (6) derart ausgebildet ist, dass sie im Bereich einer in der Bremsenaufnahme aufbaubaren Bremse (3) anordenbar ist, insbesondere im Bereich eines Bremssattels (5) der Bremse (3).
4. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Bremsenaufnahme durch ein Messgehäuse umschlossen ist, wodurch ein Bremsenaufnahmeraum definiert wird.
5. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, mit einer Gebläseanlage mit einem Zuluftkanal (9) und einem Abluftkanal ( 10), die jeweils mit dem Bremsenaufnahmeraum verbunden sind, zum Führen eines Luftstroms durch den Bremsenaufnahmeraum.
6. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Entnahmeeinrichtung (6) im Abluftkanal ( 10) angeordnet ist.
7. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei
- die Entnahmeeinrichtung (6) eine erste Entnahmestelle (A) im Bereich der in dem Bremsenaufnahmeraum aufbaubaren Bremse (3) sowie eine zweite Entnahmestelle (B) im Abluftkanal ( 10) aufweist; und wobei
beide Entnahmestellen (A, B) über die Fördereinrichtung (7) mit der Partikel-Messeinrichtung (8) verbunden sind.
8. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Partikel- Messeinrichtung (8) außer zum Messen der Bremsstaub-Partikel auch zur Abgasanalyse geeignet ist, insbesondere zum Messen von Partikeln in Dieselabgasen.
9. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Fördereinrichtung eine rohr- bzw. schlauchartige Leitung (7) aufweist.
10. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Leitung (7) die Entnahmeeinrichtung (6) mit der Partikel-Messeinrichtung (8) verbindet.
1 1 . Bremsenprüfstand, mit
einer Bremsenaufnahme zum Aufnehmen einer zu prüfenden Bremse (3); einer Antriebsvorrichtung ( 1 ) zum Aufbringen einer Bremslast auf die Bremse (3);
- Messeinrichtungen zum Erfassen von Prüf- und Messparametern der Bremse; und mit
einer Vorrichtung zum Messen und Erfassen von Bremsstaub-Partikeln nach einem der vorstehenden Ansprüche.
12. Bremsenprüfstand nach Anspruch 1 1 , wobei die Vorrichtung zum Messen und Erfassen von Bremsstaub-Partikeln integraler Bestandteil des Bremsenprüf- stands ist.
13. Bremsenprüfstand nach Anspruch 1 1 oder 12, wobei die Messergebnisse der Partikel-Messeinrichtung (8) und die Prüf- und Messparameter der Bremse miteinander korrelierbar sind.
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