WO2021048370A1 - System zum auffangen von abriebpartikeln einer reibbremse - Google Patents

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WO2021048370A1
WO2021048370A1 PCT/EP2020/075491 EP2020075491W WO2021048370A1 WO 2021048370 A1 WO2021048370 A1 WO 2021048370A1 EP 2020075491 W EP2020075491 W EP 2020075491W WO 2021048370 A1 WO2021048370 A1 WO 2021048370A1
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WO
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vacuum
brake
vacuum source
collecting
vehicle
Prior art date
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PCT/EP2020/075491
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English (en)
French (fr)
Inventor
Manfred Rüffer
Michael JÜRGING
Original Assignee
Continental Teves Ag & Co. Ohg
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Continental Teves Ag & Co. Ohg filed Critical Continental Teves Ag & Co. Ohg
Publication of WO2021048370A1 publication Critical patent/WO2021048370A1/de

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Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D65/00—Parts or details
    • F16D65/0031—Devices for retaining friction material debris, e.g. dust collectors or filters

Definitions

  • the present invention relates to a system for collecting wear particles from a friction brake, in particular in a motor vehicle.
  • DE 102017 200 406 A1 discloses devices arranged directly on a respective wheel brake for collecting brake dust particles, each individual device comprising its own vacuum generating device.
  • a disadvantage of such systems is an increased space requirement in the wheel, increased design requirements due to the exposed arrangement, which are in need of improvement Required start-up time due to system inertia, high costs due to several required negative pressure generating devices and high effort to ensure adequate durability of the mechanical components due to unfavorable operating conditions (strong temperature fluctuations, splash water, dust, stone chips, etc.).
  • the weight and installation space restrictions due to the installation position also lead inevitably to performance and
  • the mechanical drive by the brake disk is also inversely proportional to the rotational speed of the brake disk and therefore becomes increasingly ineffective when the vehicle decelerates.
  • Brake dust retention device for motor vehicles with disc brakes with a central suction fan and a central filter unit arranged directly on it for collecting and storing the brake dust is known.
  • the brake dust is transported from the individual wheel brakes to this common filter unit via separate lines. Disadvantages of this system are their high inertia and high energy consumption. Because the brake dust has to be sucked in via long lines, which are prone to clogging due to their effects and therefore require a comparatively large cross-section and an increased space requirement. Because of the great length of the line, the required suction effect at the point of origin cannot be built up quickly enough, directly during braking. As a result, either the suction fan has to run continuously or a significant amount of the abrasion particles at the beginning of braking are not collected.
  • the system for collecting abrasion particles has at least one collecting unit which is only adjacent to the friction brake, but not directly arranged thereon, which is connected to a vacuum source and receives the abrasion particles from their place of origin via a comparatively short suction channel, and at least there is a shut-off valve which optionally opens or blocks the suction channel.
  • the collecting unit can preferably be arranged on a body part or a chassis part outside the wheel rim.
  • a particularly easy-to-assemble preferred embodiment provides that the collecting unit and the shut-off valve are combined to form a common assembly unit, for example in a common housing.
  • the system can always be kept ready for use and only activated when it is actually needed. This means that it is available particularly quickly and can enable a high degree of efficiency with low energy consumption.
  • the available volume for storing collected abrasion particles can be increased. Maintenance intervals for emptying the containers are thereby reduced or they can be dispensed with entirely.
  • a high level of functional reliability is made possible because the brake dust does not have to be transported over long lines
  • the vacuum source can be provided as a central vacuum source for the simultaneous supply of more than just one collecting unit.
  • the vacuum source can be positioned in an optimally protected place, so that protective measures are reduced and durability is improved.
  • a separate, central vacuum source is used exclusively for supplying one or more collecting units, whereby a particularly high availability and functional reliability of the system according to the invention is ensured.
  • the vacuum source is used in addition to supplying one or more collecting units at the same time to supplying at least one other vehicle component not intended to collect abrasion particles, in particular a vacuum brake booster for a hydraulic motor vehicle brake system.
  • the vacuum source can preferably be provided as an electronically regulated vacuum pump, in particular driven by an electric motor and thus independent of the vehicle drive and driving speed.
  • the negative pressure source can, in a synergetic-cooperative manner, be any channel which is at least temporarily under sufficient negative pressure and which is used for operating or controlling an internal combustion engine or one of its components is used, for example an intake duct of a Sagmotor
  • Crankcase ventilation system a bypass of an exhaust system and the like.
  • Vacuum brake booster can be provided as a vacuum accumulator in the system. As a result, the negative pressure can be made available immediately. The efficiency and degree of cleaning are further increased because the loss of time due to starting a vacuum pump is avoided. In addition, energy is saved because the vacuum source does not have to run permanently.
  • the system can have at least one negative pressure limiting device which, at a defined negative pressure value, blocks the pneumatic connection between the negative pressure source and the collecting unit, but not between the negative pressure source and the other vehicle component supplied by the negative pressure source.
  • the functional availability can be ensured at the expense of the system according to the invention in favor of the vehicle components that are more important for the vehicle, for example in the event of increased negative pressure consumption or a leak.
  • the invention also claims a vehicle, in particular a motor vehicle, which is equipped with a system according to the invention for collecting abrasion particles.
  • vehicle in particular a motor vehicle, which is equipped with a system according to the invention for collecting abrasion particles.
  • the invention is explained in more detail below on the basis of two exemplary embodiments. Show it:
  • Fig.l shows a simplified overview of the arrangement of the system in a motor vehicle.
  • FIG. 2 shows a greatly simplified diagram of an embodiment of the system according to FIG. 1, with a vacuum brake booster connected in series.
  • FIG. 4 shows a simplified view of another embodiment of the system in a motor vehicle.
  • the preferred embodiment of the system 1 for collecting abrasion particles in a motor vehicle which is shown here in a greatly simplified manner, comprises four collecting units 3, 3 ', 3 ", 3' arranged adjacent to each individual friction brake 2, 2 ', 2", 2 "' '', which are connected to a single common vacuum source 4 via a common vacuum line 8 and are thus always subjected to vacuum in an operational state.
  • Each collecting unit 3 has an interior (not shown here) for collecting and storing the collected abrasion particles.
  • a switchable shut-off valve 6 is used to selectively open and shut off the suction channel 5. It can be designed, for example, as an electrically switchable, normally closed two-way valve that is only specifically opened during a braking process and the suction channel 5 with the one in system 1 As a result, suction develops in the suction channel 5, the abrasion particles are sucked into the suction channel 5, conveyed to the collecting unit 3 and held there by means of a suitable separating device, not shown here.
  • the shut-off valve 6 is closed again immediately after braking. As a result, the system 1 is outside of a braking process, when there is no wear on the brake, always in a passive, operationally ready waiting position. From the waiting position, the system can be switched to active suction mode almost instantaneously by opening the shut-off valve 6. The switching time between the two operating modes is thus defined solely by the switching time of the shut-off valve 6.
  • any suitable system can be used as the separation device, such as a filter mat, a centrifugal or cyclone separator and others.
  • the collecting unit 3 and the shut-off valve 6 are preferred for simplified handling when assembled in a single, common structural unit or assembly unit 5 summarized trained. Within the invention, however, it would also be permissible to position the shut-off valve 6 at a distance from the collecting unit 3 in order, for example, to be able to block the suction channel 5 in its end section on the brake side.
  • a negative pressure source 4 already present in the vehicle is preferably used, in addition to its main purpose, synergistically and cooperatively to supply the system 1 according to the invention, a separate central negative pressure source also remaining permissible for the exclusive supply of the system 1.
  • the central vacuum source 4 is provided as an electronically controlled vacuum pump for supplying a vacuum brake booster 7 of a hydraulic motor vehicle brake system.
  • the vacuum line 8 can be connected to the vacuum pump or the vacuum brake booster with a separate connection, or it can only be designed as a branch of a vacuum connection between the two units.
  • a negative pressure limiting device 9 is provided in the system 1. With one or more defined limit values for the negative pressure, the pneumatic connection between the negative pressure source 4 and the collecting unit (s) 3 is forcibly interrupted by the negative pressure limiting device 9 - the system 1 is, so to speak, separated from the negative pressure source (4) so that it can only provide its main function.
  • the functionality of the system 1 is rated as subordinate and dispensable in relation to the respective other vehicle component to be supplied by the vacuum source 4.
  • the vacuum limiting device 9 can be designed, for example, as a switchable shut-off valve or a non-return valve that is structurally designed for a specific pressure value or, appropriately, in some other way.
  • Disc brakes with a brake disk as the rotating brake body 12, a pair of friction linings 13 and a brake caliper as the brake body 14 are used as friction brakes.
  • a vacuum pump, which is driven by a drive unit 10, serves as the vacuum source 4.
  • An electronically controlled electric motor is particularly suitable as the drive unit 10, with other types of drive also remaining permissible within the invention.
  • a check valve 11 between the vacuum source 4 and the vacuum brake booster 7 ensures that the vacuum in the vacuum brake booster 7 also occurs a switched-off vacuum source 4 is maintained.
  • the vacuum brake booster 7 can optionally be used as a vacuum accumulator for the system 1, so that a required vacuum level in the vacuum line 8 and thus also in the collecting units 3 - 3 '''is guaranteed regardless of the operating state of the vacuum source 4.
  • the vacuum limiting device 9 blocks the vacuum line 8, so that the entire output of the vacuum source 4 for the high-security vacuum brake booster 7 can be used.
  • FIG. 3 Another embodiment of the system 1 is shown in FIG. 3, which basically comprises the same components.
  • the vacuum line 8 is designed as a junction in the vacuum connection between the vacuum source 4 and the vacuum brake booster 7.
  • the vacuum brake booster 7 is therefore no longer available as a vacuum reservoir for the system 1.
  • the function of the vacuum accumulator can, however, be fulfilled by the collecting units 3 to 3 '''. Because of the blocking effect of the vacuum limiting device 9, a required vacuum level can be permanently maintained in the vacuum line 8 and the collecting units 3 to 3 '''. Fig. 4
  • system 1 in contrast to the embodiments described above, comprises a separate negative pressure source 4, which is used exclusively for

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Abstract

System zum Auffangen von Abriebpartikeln einer Reibbremse System (1) zum Auffangen von Abriebpartikeln einer Reibbremse (2) eines Fahrzeugs, insb. eines Kraftfahrzeugs, umfassend wenigstens eine, der Reibbremse (2) benachbart angeordnete Auffangeinheit (3), welche mit einer Unterdruckquelle (4) verbunden ist, wenigstens einen Saugkanal (5), welcher die Abriebpartikeln von ihrem Entstehungsort der Auffangeinheit (3) zuführt und wenigstens einen Absperrventil (6), welcher den Saugkanal (5) wahlweise öffnet oder sperrt.

Description

System zum Auffangen von Abriebpartikeln einer Reibbremse
Die vorliegende Erfindung betrifft ein System zum Auffangen von Abriebpartikeln einer Reibbremse, insbesondere in einem Kraftfahrzeug .
Als Betriebsbremsen bei Kraftfahrzeugen werden üblicherweise Reibbremsen wie Scheibenbremsen oder Trommelbremsen eingesetzt. Beim Betrieb einer Reibbremse werden Reibbeläge gegen einen rotierenden Bremskörper gepresst und teilweise abgerieben.Dabei entstehen Abriebpartikeln, welche allgemein als Bremstaub bekannt sind. Neben unerwünschter Verschmutzung der Radfelgen zählt Bremsstaub zu den schädlichen und daher möglichst zu vermeidenden Emissionen eines Fahrzeugs. Es sind verschiedene Systeme bekannt, welche dazu dienen sollen, solche Abriebpartikeln am Fahrzeug aufzusammeln und nicht unkontrolliert in die Umwelt zu entlassen.
Aus DE 102017 200 406 Al sind unmittelbar an einer jeweiligen Radbremse angeordnete Vorrichtungen zum Auffangen von Bremsstaubpartikeln bekannt, wobei jede einzelne Vorrichtung eine eigene Unterdruckerzeugungsvorrichtung umfasst.Nachteilig bei derartigen Systemen werden ein erhöhter Raumbedarf im Rad, erhöhte Designanforderungen aufgrund exponierter Anordnung, verbesserungswürdige, durch die benötigte Anlaufzeit bedingte Systemträgheit, hohe Kosten durch mehrere benötigte Unterdruckerzeugungsvorrichtung und hoher Aufwand zur Sicherstellung adäquater Dauerhaltbarkeit der mechanischen Komponenten aufgrund ungünstiger Betriebsbedingungen (starke Temperaturschwankungen, Spritzwasser, Staub, Steinschlag usw.). Die Einbaulagebedingten Gewichts- sowie Bauraumeinschränkungen führen zudem zwangsweise zu Leistungs- und
Auffangkapazitätsbegrenzung . Die mechanische Antriebsweise durch die Bremsscheibe ist zudem prinzipbedingt umgekehrt proportional zu Drehgeschwindigkeit der Bremsscheibe und wird daher bei Verzögerung des Fahrzeugs zunehmend ineffektiv.
Aus DE 4240 873 Al ist eine andere
Bremsstaubrückhaltevorrichtung für Kraftfahrzeuge mit Scheibenbremsen mit einem zentralen Sauggebläse und einer unmittelbar daran angeordneten zentralen Filtereinheit zum Sammeln und Aufbewahren des Bremsstaubs bekannt. Der Bremsstaub wird von den einzelnen Radbremsen über gesonderte Leitungen zu dieser gemeinsamen Filtereinheit befördert. Als nachteilig werden bei diesem System ihre hohe Trägheit und ein hoher Energiebedarf angesehen. Denn der Bremsstaub muss über lange Leitungen angesaugt werden, welche wirkbedingt verstopfungsanfällig sind, daher einen vergleichsweisen großen Querschnitt und einen erhöhten Raumbedarf verlangen. Wegen der großen Leitungslänge kann der erforderliche Saugeffekt am Entstehungsort nicht ausreichend kurzfristig, unmittelbar bei einem Bremsvorgang aufgebaut werden. Dadurch muss entweder das Sauggebläse dauerhaft laufen oder eine signifikante Menge der Abriebpartikeln zu Beginn einer Bremsung werden nicht aufgefangen .
Es stellt sich somit eine Aufgabe, ein verbessertes, hocheffizientes System zum Auffangen von Abriebpartikeln einer Reibbremse vorzuschlagen, welches bei einem verbesserten Bauraumbedarf und verringerten Systemgewicht und Kosten eine geringe Trägheit beziehungsweise hohe Verfügbarkeit sowie eine hohe Auffangkapazität aufweist. Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein System mit der Merkmalskombination des unabhängigen Anspruchs gelöst. Weitere Ausführungen und Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen zusammen mit der Beschreibung und Figuren.
Die Erfindung sieht vor, dass das System zum Auffangen von Abriebpartikeln wenigstens eine, der Reibbremse lediglich benachbart, jedoch nicht unmittelbar daran angeordnete Auffangeinheit aufweist, welche mit einer Unterdruckquelle verbunden ist und über einen vergleichsweise kurzen Saugkanal die Abriebpartikeln von ihrem Entstehungsort zugeführt bekommt, sowie wenigstens ein Absperrventil vorhanden ist, welcher den Saugkanal wahlweise öffnet oder sperrt. Vorzugsweise kann die Auffangeinheit an einem Karosserie- oder einem Fahrwerksteil außerhalb der Radfelge angeordnet sein.
Eine besonders montagefreundliche bevorzugte Ausführungsform sieht dabei vor, dass die Auffangeinheit und das Absperrventil zu einer gemeinsamen Montageeinheit, beispielsweise in einem gemeinsamen Gehäuse zusammengefasst sind.
Mit einer derartigen Konfiguration kann das System stets einsatzbereit gehalten und nur bei tatsächlichem Bedarf aktiv geschaltet werden.Dadurch ist esbesonders schnell verfügbar und kann einen hohen Wirkungsgrad bei einem geringen Energieverbrauch ermöglichen. Das verfügbare Volumen zum Lagern von aufgefangenen Abriebpartikeln kann erhöht werden. Wartungsinterwale zum Entleeren der Behältnisse werden dadurch reduziert oder es kann auf diese ganz verzichtet werden. Gleichzeitig wird eine hohe Funktionssicherheit ermöglicht,weil der Bremsstaub nicht über lange Leitungen transportiert werden muss Gemäß der bevorzugten Weiterbildung kann die Unterdruckquelle als eine zentrale Unterdruckquelle zur gleichzeitigen Versorgung von mehr als nur einer Auffangeinheit vorgesehen sein.
Hierdurch wird der Bauraumbedarf nahe der Bremse reduziert, Systemgesamtgewicht und Kosten eingespart, da auf mehrere dedizierte Unterdruckquellen verzichtet werden kann. Die Unterdruckquelle kann an einem optimal geschützten Ort positioniert werden, so dass Schutzmaßnahmen reduziert und Dauerhaltbarkeit verbessert werden.
Gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung dient eine gesonderte, zentrale Unterdruckquelle ausschließlich zur Versorgung von einer oder mehreren Auffangeinheiten, wodurch eine besonders hohe Verfügbarkeit und Funktionssicherheit des erfindungsgemäßen Systems sichergestellt wird.
Gemäß einer anderen Ausführungsform wird die Unterdruckquelle neben der Versorgung von einer oder mehreren Auffangeinheiten zugleich zur Versorgung von wenigstens einer anderen, nicht zum Auffangen von Abriebpartikeln vorgesehenen Fahrzeugkomponente, insbesondere eines Unterdruckbremskraftverstärker für eine hydraulische Kraftfahrzeugbremsanlage verwendet. Durch Synergieeffekte aufgrund der kooperativen Verwendung ohnehin vorhandener Fahrzeuginfrastruktur für das erfindungsgemäße System werden Bauraum, Kosten, Geräuschemissionen und Montageaufwand signifikant reduziert.
Bevorzugt kann die Unterdruckquelle als eine elektronisch geregelte, insbesondere elektromotorisch angetriebene und somit von dem Fahrzeugantrieb und Fahrgeschwindigkeit unabhängige Unterdruckpumpe vorgesehen sein.
Gemäß einer anderen Ausführungsform kann die Unterdruckquelle in synergetisch-kooperativen Weise ein beliebiger, zumindest zeitweise unter einem ausreichenden Unterdrück stehender Kanal, welcher zum Betrieb oder Steuern eines Kraftverbrennungsmotors oder einer seiner Komponenten verwendet wird, sein beispielsweise ein Ansaugkanal eines Sagmotors, ein
Aktuatorsystem zur Steuerung eines Turboladers, ein
Kurbelgehäuseentlüftungssystem, ein Bypass einer Auspuffanlage und Dergleichen.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung kann wenigstens eine Auffangeinheit und /oder der
Unterdruckbremskraftverstärker als ein Unterdruckspeicher im System vorgesehen sein. Dadurch kann der Unterdrück unmittelbar sofort zur Verfügung gestellt werden. Der Wirkungs- und Reinigungsgrad werden weiter erhöht, weil der Zeitverlust aufgrund des Anlaufens einer Unterdruckpumpe vermieden wird. Zusätzlich wird Energie eingespart, weil die Unterdruckquelle nicht permanent mitlaufen muss.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform kann das System wenigstens eine Unterdruckbegrenzungsvorrichtung aufweisen, welche bei einem definierten Unterdruckwert die pneumatische Verbindung zwischen der Unterdruckquelle und derAuffangeinheit, jedoch nicht zwischen der Unterdruckquelle und der anderen von der Unterdruckquelle versorgten Fahrzeugkomponente sperrt.
Dadurch kann bei Bedarf die Funktionsverfügbarkeit aufKosten des erfindungsgemäßen Systems zugunsten der für das Fahrzeug wichtigeren Fahrzeugkomponente sichergestellt werden, beispielsweise im Falle eines erhöhten Unterdruckverbrauchs oder einer Leckage.
Für eine weitere Aufbauvereinfachung und Kostenoptimierung können mehrere, jeweils verschiedenen Radbremsen zugeordnete Auffangeinheiten an eine gemeinsame Unterdruckleitung angeschlossen sind.
Im Übrigen beansprucht die Erfindung ein Fahrzeug, insbesondere ein Kraftfahrzeug, welches mit einem erfindungsgemäßem ein System zum Auffangen von Abriebpartikeln ausgestattet ist. Nachfolgend wird die Erfindung anhand von zweit Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen:
Fig.l eine vereinfachte Übersicht der Anordnung des Systems in einem Kraftfahrzeug.
Fig.2 ein stark vereinfachtes Schema einer Ausführungsform des Systems gemäß Fig.l, mit einem in Reihe geschalteten Unterdruckbremskraftverstärker .
Fig.3 ein stark vereinfachtes Schema einer weiteren
Ausführungsform des Systems gemäß Fig.l mit einem parallel geschalteten Unterdruckbremskraftverstärker.
Fig.4 eine vereinfachte Ansicht einer anderen Ausführungsform des Systems in einem Kraftfahrzeug.
Fig . 1
Die hier stark vereinfacht dargestellte bevorzugte Ausführungsform des Systems 1 zum Auffangen von Abriebpartikeln in einem Kraftfahrzeug umfasst vier, jeder einzelnen Reibbremse 2, 2', 2'', 2''' benachbart angeordnete Auffangeinheiten 3, 3', 3'', 3''', welche über eine gemeinsame Unterdruckleitung 8 an eine einzelne gemeinsame Unterdruckquelle 4 angeschlossen sind und so in einem betriebsbereiten Zustand stetsmit Unterdrückbeaufschlagt sind. Jede Auffangeinheit 3 verfügt über einen hier nicht gezeigten Innenraum zum Auffangen und Aufbewahren der aufgefangenen Abriebpartikeln .
Hierbei ist es nicht erforderlich, die Auffangeinheit 3 unmittelbar an einer Radbremse zu platzieren. Vielmehr kann und soll eine Auffangeinheit 3 in einem Abstand zu der Bremse 2 an der Karosserie oder einer Fahrwerkskomponente positioniert sein, wo sie viel einfacher und effektiver vor Umwelteinflüssen geschützt werden kann und zudem keinen strengen Einschränkungen bezüglich Gewichts und Bauraum unterliegt. Ein vergleichsweise kurzer Saugkanal 5 dient zum Transport von Abriebpartikeln von ihrem Entstehungsort in der Bremse 2 in dieAuffangeinheit 3.Der Saugkanal 5 kann beispielsweise eine kurze Leitung umfassen, welche zwischen der Auffangeinheit 3 und dem Kontaktbereich des Reibbelags 13 am Bremskörper 12 oder einem geeigneten internen Kanal in einem Bremsenkorpus 14 (siehe Fig.2;3) wie beispielsweise einem Bremssatte, verlegt ist.
Ein schaltbares Absperrventil 6 dient zum wahlweisen Öffnen und Sperren des Saugkanals 5. Es kann beispielsweise als ein elektrisch schaltbares, normal geschlossenes Zwei-Wege-Ventil ausgebildet sein, das lediglich während eines Bremsvorgangs gezielt geöffnet wird und den Saugkanal 5 mit dem im System 1 vorliegenden Unterdrückbeaufschlagt.Dadurch entwickelt sich im Saugkanal 5 ein Sog, die Abriebpartikeln werden in den Saugkanal 5 eingesaugt, zurAuffangeinheit 3befördert und darin mittels einer geeigneten, hier nicht gezeigten Abscheidevorrichtung aufgehalten.Unmittelbar nach der Bremsung wird das Absperrventil 6 wieder geschlossen. Das System 1 befindet sich dadurch außerhalb eines Bremsvorgangs, wenn kein Abrieb an der Bremse entsteht, stets in einer passiven betriebsbereiten Wartestellung. Aus der Wartestellung kann das System durch das Öffnen des Absperrventils 6 nahezu augenblicklich in einen aktiven Saugbetrieb versetzt werden.Die Umschaltzeit zwischen den beiden Betriebsmodi ist somit allein durch die Schaltzeit des Absperrventil 6 definiert.
Als Abscheidevorrichtung kann dabei ein beliebiges geeignetes System verwendet werden wie beispielsweise eine Filtermatte, eine zentrifugaler beziehungsweise Zyklonabscheider und andere.
Bevorzugt ist die Auffangeinheit 3 und das Absperrventil 6 für eine vereinfachte Handhabung bei Montage in einer einzigen, gemeinsamen Baueinheit beziehungsweise Montageeinheit 5 zusammengefasst ausgebildet. Innerhalb der Erfindung wäre es jedoch ebenfalls zulässig, das Absperrventil 6 beabstandet von der Auffangeinheit 3 zu positionieren, um beispielsweise den Saugkanal 5 in seinem bremsenseitigen Endabschnitt sperren zu können.
Bevorzugt wird eine im Fahrzeug bereits ohnehin vorhandene Unterdruckquelle 4 neben ihrem Hauptverwendungszweck synergetisch kooperativ zur Versorgung des erfindungsgemäßen Systems 1 eingesetzt, wobei eine gesonderte zentrale Unterdruckquelle zur exklusiven Versorgung des Systems 1 ebenfalls zulässig bleibt.
In der hier gezeigten bevorzugten Ausführungsform ist die zentrale Unterdruckquelle 4 als eine elektronisch geregelte Unterdruckpumpe zur Versorgung eines Unterdruckbremskraftverstärkers 7 einer hydraulischen Kraftfahrzeugbremsanlage vorgesehen. Hierfür kann beispielsweise die Unterdruckleitung 8 mit einem gesonderten Anschluss an die Unterdruckpumpe oder den Unterdruckbremskraftverstärker angeschlossen, oder lediglich als eine Abzweigung einer Unterdruckverbindung zwischen den beiden Aggregaten gestaltet sein.
Innerhalb der Erfindung ist es jedoch ebenso vorstellbar, auch andere im Fahrzeug verfügbare Unterdruckquellen zur Versorgung des Systems 1 mit einzusetzen. So wäre es beispielsweise vorstellbar, einen Ansaugkanal eines Sagmotors, ein Aktuatorsystem zur Steuerung eines Turboladers, ein Kurbelgehäuseentlüftungssystem, ein Bypass einer Auspuffanlage und Dergleichen zu nutzen.
Um die Hauptfunktion der Unterdruckquelle 4 stets sicherzustellen und deren Hauptverwendungszweck nicht zu gefährden ist im System 1 eine Unterdruckbegrenzungsvorrichtung 9 vorgesehen. Durch die Unterdruckbegrenzungsvorrichtung 9wird bei einem oder mehreren definierten Grenzwerten für den Unterdrück die pneumatische Verbindung zwischen der Unterdruckquelle 4 und der oder den Auffangeinheiten 3 zwangsweise unterbrochen - das System 1wird sozusagen von der Unterdruckquelle (4)abgetrennt, so dass diese ausschließlich ihre Hauptfunktion versorgen kann.
Dies kann beispielsweise erforderlich sein, wenn der Unterdrück im Unterdruckbremskraftverstärker 7 nicht mehr für eine Vollbremsung ausreicht oder wenn eine Leckage erkannt wird.
Die Funktionsfähigkeit des Systems 1 wird dabei als nachgeordnet und verzichtbar in Relation zu der jeweils anderen, von der Unterdruckquelle 4 zu versorgender Fahrzeugkomponente gewertet.
Die Unterdruckbegrenzungsvorrichtung 9 kann dabei beispielsweise als ein schaltbares Sperrventil oder ein auf ein konstruktiv auf ein bestimmtes Druckwert ausgelegtes Rückschlagventil oder zweckgemäß auf eine andere Weise ausgebildet sein.
Fig .2
Die bevorzugte Ausführungsform des Systems 1 gemäß Fig.l ist in der Fig.2 stark vereinfacht schematisch dargestellt. Als Reibbremsen dienen hierbei Scheibenbremsen mit einer Bremsscheibe als rotierender Bremskörper 12, einem Paar von Reibbelegen 13 und einem Bremssattel als Bremsenkorpus 14. Als Unterdruckquelle 4 dient eine Unterdruckpumpe, welche von einer Antriebseinheit 10 angetrieben wird. Als Antriebseinheit 10 eignet sich insbesondere ein elektronisch geregelter Elektromotor, wobei auch andere Antriebsarten Innerhalb der Erfindung zulässig bleiben.
Ein Rückschlagventil 11 zwischen der Unterdruckquelle 4 und dem Unterdruckbremskraftverstärker 7 gewähreistet, dass der Unterdrück in dem Unterdruckbremskraftverstärker 7 auch bei einer Ausgeschalteten Unterdruckquelle 4 aufrechterhalten bleibt. Der Unterdruckbremskraftverstärker 7 kann so optional als Unterdruckspeicher für das System 1verwendet werden, so dass ein erforderliches Unterdruckniveau in der Unterdruckleitung 8 und somit auch in den Auffangeinheiten 3 - 3''' unabhängig vom Betriebszustand der Unterdruckquelle 4 gewährleistet ist.
Sollte das Unterdruckniveau in dem
Unterdruckbremskraftverstärker 7 nicht mehr für einen sicheren Bremsbetreib ausreichen oder eine Leckage auftreten und die Leistung der Unterdruckquelle 4 reicht nicht aus, um gleichzeitig beide Systeme zu versorgen, sperrt die Unterdruckbegrenzungsvorrichtung 9 die Unterdruckleitung 8, so dass die gesamte Leistung der Unterdruckquelle 4 für den hochsicherheitsrelevanten Unterdruckbremskraftverstärker 7 verwendet werden kann.
Fig . 3
In der Fig.3 ist eine andere Ausführungsform des Systems 1 dargestellt, welche prinzipiell die gleichen Komponenten umfasst. Im Unterschied zu der Ausführung nach Fig.2 ist jedoch die Unterdruckleitung 8 als eine Abzweigung in der Unterdruckverbindung zwischen der Unterdruckquelle 4 und dem Unterdruckbremskraftverstärker 7 ausgeführt ist. Der Unterdruckbremskraftverstärker 7 steht dadurch nicht mehr als Unterdruckspeicher für das System 1 zur Verfügung.
Die Funktion des Unterdruckspeichers kann jedoch durch die Auffangeinheiten 3 bis 3''' erfüllt werden. Denn durch die Sperrwirkung der Unterdruckbegrenzungsvorrichtung 9 kann in der Unterdruckleitung 8 und den Auffangeinheiten 3 bis 3''' ein erforderliches Unterdruckniveau dauerhaft aufrechterhalten werden. Fig.4
Bei einer weiteren Ausführungsform umfasst das Systems 1 im Unterschied zu den vorstehend beschriebenen Ausführungen eine gesonderte Unterdruckquelle 4, welche ausschließlich zur
Versorgung der Auffangeinheiten 3 bis 3''' eingesetzt wird, wodurch eine möglich Nachordnung des Systems 1 ausgeschlossen wird.
Bezugszeichenliste
1 System zum Auffangen von Abriebpartikeln
2 Reibbremse 3 Auffangeinheit
4 Unterdruckquelle
5 Saugkanal
6 Absperrventil 7 Fahrzeugkomponente 8 Unterdruckleitung
9 UnterdruckbegrenzungsVorrichtung
10 Antriebseinheit 11 Rückschlagventil 12 Rotierender Bremskörper 13 Reibbelag
14 Bremsenkorpus
15 Montageeinheit

Claims

Patentansprüche
1.System (1) zum Auffangen von Abriebpartikeln von wenigstens einer Reibbremse (2) eines Fahrzeugs, insb. eines Kraftfahrzeugs, umfassend wenigstens eine, der Reibbremse (2) benachbart angeordnete Auffangeinheit (3), welche mit einer Unterdruckquelle (4) verbunden ist, wenigstens einen Saugkanal (5), welcher die Abriebpartikeln von ihrem Entstehungsort der
Auffangeinheit (3) zuführt und wenigstens einen Absperrventil (6), welcher den Saugkanal (5) wahlweise öffnet oder sperrt.
2.System nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass die
Unterdruckquelle (4) als eine zentrale Unterdruckquelle zur gleichzeitigen Versorgung von mehr als nur einer Auffangeinheit (3) vorgesehen ist.
3.System (1)nach wenigstens einem der vorstehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass die Unterdruckquelle (4) neben der Versorgung von einer oder mehreren
Auffangeinheiten zugleich zur Versorgung von wenigstens einer anderen, nicht zum Auffangen von Abriebpartikeln vorgesehenen Fahrzeugkomponente (7) verwendet ist.
4.System nach Anspruch 3 dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine Unterdruckbegrenzungsvorrichtung (9) vorgesehen ist,welche bei einem definierten Unterdruckwert die pneumatische Verbindung zwischen der Unterdruckquelle (4) und der Auffangeinheit (3), jedoch nicht zwischen der Unterdruckquelle (4) und der Fahrzeugkomponente (7) sperrt.
5. System nach wenigstens einem der Ansprüche 3 oder 4 dadurch gekennzeichnet, dass die Fahrzeugkomponente (7) ein Unterdruckbremskraftverstärker für eine hydraulische Kraftfahrzeugbremsanlage ist.
6. System nach Anspruch 5 dadurch gekennzeichnet, dass der
Unterdruckbremskraftverstärker (7) als ein Unterdruckspeicher im System (1) vorgesehen und über wenigstens eine Unterdruckleitung (8)mit wenigstens einer Auf fangeinheit (3) verbunden ist.
7. System (1)nach wenigstens einem der vorstehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine Auf fangeinheit (3) als ein Unterdruckspeicher im System (1) vorgesehen ist.
8. System (1)nach wenigstens einem der vorstehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass eine Mehrzahl von
Auf fangeinheiten (3, 3'...) welche jeweils verschiedenen Radbremsen (2,2'...) zugeordnet sind, an eine gemeinsame Unterdruckleitung (8) angeschlossen sind.
9. System (1) nach wenigstens einem der vorstehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass die
Auf fangeinheit (3) und der Absperrventil (6) zu einer gemeinsamen Montageeinheit (15) zusammengefasst sind.
10.System (1) nach wenigstens einem der vorstehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass die
Unterdruckquelle (4) eine elektronisch geregelte Unterdruckpumpe ist.
11.System (1) nach wenigstens einem der vorstehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass die Unterdruckquelle (4) ein zumindest zeitweise unter Unterdrück stehender Kanal, welcher zum Betrieb oder Steuern eines Kraftverbrennungsmotors oder einer seiner Komponenten ist.
12.Fahrzeug, aufweisend wenigstens ein System (1) zum
Auffangen von Abriebpartikeln nach wenigstens einem der vorstehenden Ansprüche.
PCT/EP2020/075491 2019-09-12 2020-09-11 System zum auffangen von abriebpartikeln einer reibbremse WO2021048370A1 (de)

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DE102019213933.7 2019-09-12
DE102019213933.7A DE102019213933A1 (de) 2019-09-12 2019-09-12 System zum Auffangen von Abriebpartikeln einer Reibbremse

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