WO2024046611A1 - Magnetische beschichtung zum auffangen von bremsabriebspartikeln bei kraftfahrzeugfelgen - Google Patents
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Definitions
- the invention relates to a device for collecting brake wear particles from disc brakes, a motor vehicle rim, the use of motor vehicle rims for collecting brake wear particles from disc brakes and an associated motor vehicle.
- iron-containing and therefore magnetic brake abrasion particles are rubbed off by the brake disc, which is usually made of cast iron, and the brake pads, which have steel wool as the main component. If these brake abrasion particles are not collected, they end up on the road and pollute the environment by increasing particulate matter pollution.
- the brake wear particles which have particle sizes of approximately 10 nm - 10 pm, contaminate the wheel rims on which the disc brakes are mounted.
- FR 3090057 B1 describes a disc brake in which part of the brake caliper is provided with a magnetic coating.
- the magnetic coating is intended to capture brake dust particles.
- An object of the present invention is to retain brake abrasion particles in a particularly simple manner and in an easily retrofittable manner for existing wheel rims, whereby the collected brake abrasion particles can be easily removed during a cleaning process
- a motor vehicle rim is used to solve the problem, which has a coating on its radial inside, the coating material being magnetic and/or it having magnets or magnetic particles.
- the majority of the brake wear particles are ferromagnetic and the coating is arranged radially outside the brake disc, the majority of the brake particles are magnetic Brake abrasion particles move from the brake disc radially outwards, i.e. onto the magnetic coating and stick there due to the magnetic force.
- the larger brake wear particles are thrown radially outwards onto the coating by the centrifugal force of the rotating brake disc. Even very small particles will come under the influence of the generated magnetic field and will therefore be captured.
- the brake abrasion particles rubbed off by the brake shoes also fall onto the magnetic strip in the same way and are held there.
- the device according to the invention is also advantageously suitable for retrofitting existing rims because only the coating has to be applied subsequently to the inside of the rim.
- the collected brake abrasion particles can be easily removed and disposed of during a vehicle wash using a strong water jet, which is used in vehicle washing systems to clean the rims. Since the brake abrasion particles are collected in the area of the magnetic strip, the rest of the wheel rim becomes less dirty and needs to be cleaned less often.
- the coating material as such can be designed to be magnetic.
- the material of the coating is non-magnetic from the starting point, but contains magnetic particles or magnets.
- the coating can be a paint or a pigment-free coating, the latter having the magnets or magnetic pigments.
- the advantage of the paint is that its visibility makes cleaning the rim easier.
- the color pigments it contains should weaken the magnetic force to catch the brake wear particles.
- the pigment-free coating provides stronger magnetization; depending on the color of the magnets, the coated area is less visible for cleaning purposes.
- Neodymium magnets can be provided as magnets, in particular those in the compound Nd 2 Fei 4 B. Such magnets have a high magnetization and are readily available commercially.
- the magnets for example the neodymium magnets of the last paragraph, are preferably smaller than 1 mm and preferably smaller than 0.5 mm. If they are integrated into the coating, with this size they have the potential to partially protrude from the coating if a small layer thickness is selected, which increases the magnetic force on the brake abrasion particles to be collected. In one embodiment, the magnets have a coating of coating material and are partially visible from the outside.
- the magnets have a coating of coating material and are partially visible from the outside. They therefore partially protrude from the coating and increase the magnetic force on the brake abrasion particles to be collected.
- the coating makes sense to design the coating as a ring-shaped strip. Since the invention is intended for a disc brake and the brake wear particles fly away radially from the brake disc, which is arranged with its axis of rotation in the transverse direction of the vehicle, the surface normal to this ring is preferably parallel to the above-mentioned axis of rotation. It is not necessary to coat the entire internal part of the rim with a ring-shaped strip, but rather only the part of the rim that is important for collecting brake abrasion particles. This saves coating material, manufacturing time and energy.
- a pigment-free coating is also an option, since existing pigments disadvantageously weaken the magnetic force provided.
- a further aspect of the invention relates to the use of a magnetic coating radially on the inside of a motor vehicle rim for collecting ferromagnetic brake wear particles from a disc brake of a motor vehicle.
- the magnetic character of the coating is preferably achieved by contained magnets or magnetic particles, such as the neodymium magnets mentioned above, which are absorbed by the coating material.
- a further aspect of the invention relates to a device for collecting ferromagnetic brake abrasion particles occurring in a disc brake of a motor vehicle by means of a magnetic collecting device.
- This has at least one magnetic coating which is provided on a radial inside of a motor vehicle rim, the coating material being magnetic and/or it having magnets.
- the concrete realization of the coating of the inside of the rim can be done as described above with reference to the motor vehicle rim.
- a further aspect of the invention relates to a motor vehicle, in particular a passenger car or a light commercial vehicle, which comprises at least three motor vehicle rims and which has a motor vehicle rim according to one of the above embodiments and/or a device for collecting ferromagnetic brake abrasion particles arising from a disc brake of a motor vehicle in accordance with the previous paragraph.
- Fig. 1 shows an excerpt of a rim with a disc brake.
- Fig. 1 partially shows a rim 1 with a disc brake 2, of which the brake caliper 3 and the actual brake disc 4 can be seen, the brake disc rotating about the axis of rotation D. If this arrangement is installed in the motor vehicle (not shown), the view is in the longitudinal direction of the vehicle.
- brake abrasion particles 5 fly tangentially away from the brake disc 4 and reach the radial inside 6 of the rim 1. Without additional measures, these brake abrasion particles 5 would enter the environment via the openings in the wheel cap 7. To prevent this, the inside 6 of the rim 1 has a magnetic coating 8, which is designed here as an annular strip 9. The surface normal to this ring passes through the wheel scar (not shown).
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Abstract
Die Erfindung betrifft eine Kraftfahrzeugfelge, dadurch gekennzeichnet, dass sie auf ihrer radialen Innenseite (6) eine Beschichtung (7) besitzt und dass das Beschichtungsmaterial magnetisch ist und/oder es Magnete aufweist.
Description
MAGNETISCHE BESCHICHTUNG ZUM AUFFANGEN VON BREMSABRIEBSPARTIKELN
BEI KRAFTFAHRZEUGFELGEN
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Auffangen von Bremsabriebspartikeln von Scheibenbremsen, eine Kraftfahrzeugfelge, die Verwendung von Kraftfahrzeugfelgen zum Auffangen von Bremsabriebspartikeln von Scheibenbremsen sowie ein zugehöriges Kraftfahrzeug.
Eisenhaltige und damit magnetische Bremsabriebspartikel werden beim Bremsvorgang von der meist aus Eisenguss bestehenden Bremsscheibe sowie den Bremsbelägen, die Stahlwolle als Hauptbestandteil aufweisen, abgerieben. Sofern diese Bremsabriebspartikel nicht aufgefangen werden, gelangen diese auf die Fahrbahn und verschmutzen damit die Umwelt durch Erhöhung der Feinstaubbelastung. Darüber hinaus verschmutzen die Bremsabriebspartikel, die Partikelgrößen von etwa 10 nm - 10 pm aufweisen, die Radfelgen, an denen die Scheibenbremsen montiert sind.
Die FR 3090057 B1 beschreibt eine Scheibenbremse, bei der ein Teil des Bremssattels mit einer magnetischen Beschichtung versehen ist. Mit der magnetischen Beschichtung sollen Bremsstaubpartikel aufgefangen werden.
Die DE 10 2020 216 507 A1 beschreibt eine Kraftfahrzeugfelge, die radial innenseitig einen als flexibles Band ausgeführten ringförmigen Magnetstreifen besitzt, um Bremsstaubpartikel aufzufangen.
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, Bremsabriebpartikel baulich besonders einfach und für bestehende Radfelgen leicht nachrüstbar zurückzuhalten, wobei die aufgefangenen Bremsabriebspartikel auf einfache Weise bei einem Reinigungsvorgang entfernt werden können
Diese Aufgabe wird durch die unabhängigen Ansprüche gelöst. Die abhängigen Ansprüche geben vorteilhafte Weiterbildungen an.
Gemäß der Erfindung kommt zur Lösung der Aufgabe eine Kraftfahrzeugfelge zum Einsatz, die auf ihrer radialen Innenseite eine Beschichtung besitzt, wobei das Beschichtungsmaterial magnetisch ist und/oder es Magnete bzw. magnetische Partikel aufweist.
Da der Großteil der Bremsabriebspartikel ferromagnetisch ist und die Beschichtung radial außerhalb der Bremsscheibe angeordnet ist, wird der größte Teil der magnetischen
Bremsabriebspartikel von der Bremsscheibe nach radial außen, also auf die magnetische Beschichtung gelangen und bleibt dort aufgrund der Magnetkraft haften. Die größeren Bremsabriebspartikel werden dabei durch die Fliehkraft der sich drehenden Bremsscheibe nach radial außen auf die Beschichtung geschleudert. Auch von sehr kleinen Partikeln wird ein erheblicher Teil in den Einfluss des erzeugten Magnetfeldes gelangen und damit aufgefangen werden. Auch die von den Bremsbacken abgeriebenen Bremsabriebspartikel fallen auf gleiche Weise auf den Magnetstreifen und werden dort festgehalten. Die erfindungsgemäße Vorrichtung eignet sich vorteilhafterweise auch zur Nachrüstung vorhandener Felgen, weil lediglich die Beschichtung nachträglich auf die Felgeninnenseite aufzubringen ist.
Außerdem können die aufgefangenen Bremsabriebspartikel im Zuge einer Fahrzeugwäsche durch einen starken Wasserstrahl, der in Fahrzeugwaschanlagen für die Felgenreinigung zur Anwendung gelangt, leicht entfernt und entsorgt werden. Da die Bremsabriebspartikel im Bereich des Magnetstreifens aufgefangen werden, wird der Rest der Radfelge weniger verschmutzt und muss seltener gereinigt werden.
Wie oben ausgeführt kann das Beschichtungsmaterial als solche magnetisch ausgeführt sein. Alternativ oder kumulativ ist das Material der Beschichtung vom Ausgangspunkt her unmagnetisch, enthält aber magnetische Partikel bzw. Magnete.
Als Beschichtung kann ein Farbanstrich oder eine pigmentfreie Beschichtung vorgesehen sein, wobei Letztere die Magnete bzw. magnetischen Pigmente aufweist. Der Farbanstrich hat den Vorteil, dass seine Sichtbarkeit die Reinigung der Felge erleichtert. Allerdings sollten die darin enthaltenen Farbpigmente die Magnetkraft zum Auffangen der Bremsabriebspartikel abschwächen. Die pigmentfreie Beschichtung liefert insofern eine stärkere Magnetisierung, je nach Farbe der Magnete ist dann der beschichtete Bereich zu Reinigungszwecken weniger but sichtbar.
Als Magnete können Neodymmagnete vorgesehen sind, insbesondere solche in der Verbindung Nd2Fei4B. Solche Magnete haben eine hohe Magnetisierung und sind kommerziell gut verfügbar.
Die Magnete, bspw. die Neodymmagnete des letzten Absatzes, sind bevorzugt kleiner als 1 mm und bevorzugt kleiner als 0,5 mm. Wenn sie in der Beschichtung integriert sind, haben sie mit dieser Größe das Potenzial, bei Wahl einer geringen Schichtdicke teilweise aus der Beschichtung herauszuragen, was die Magnetkraft auf die aufzufangenden Bremsabriebspartikel erhöht.
In einer Ausführungsform besitzen die Magnete einen Überzug aus Beschichtungsmaterial und sind teilweise von außen sichtbar.
In einer Ausführungsform besitzen die Magnete einen Überzug aus Beschichtungsmaterial und sind teilweise von außen sichtbar. Sie ragen damit teilweise aus der Beschichtung heraus und verstärken die Magnetkraft auf die aufzufangenden Bremsabriebspartikel.
Es ist sinnvoll, die Beschichtung als ringförmigen Streifen auszuführen. Da die Erfindung für eine Scheibenbremse vorgesehen ist und die Bremsabriebspartikel radial von der Bremsscheibe, die mit ihrer Drehachse in Fahrzeugquerrichtung angeordnet ist, wegfliegen, kommt, liegt die Oberflächennormale zu diesem Ring bevorzugt parallel zur oben genannten Drehachse zu liegen. Mit einem ringförmigen Streifen muss nicht der gesamte innenliegende Teil der Felge beschichtet werden, sondern nur derjenige Teil der Felge, auf den es beim Auffangen von Bremsabriebspartikeln ankommt. Man spart damit Beschichtungsmaterial, Herstellungszeit und Energie.
Bei der Wahl einer Beschichtung bzw. von Beschichtungsmaterial bietet sich ferner eine pigmentfreie Beschichtung an, da vorhandene Pigmente die bereitgestellte Magnetkraft nachteiligerweise schwächen.
Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft die Verwendung einer magnetischen Beschichtung radial innen auf einer Kraftfahrzeugfelge zum Auffangen von ferromagnetischen Bremsabriebspartikeln einer Scheibenbremse eines Kraftfahrzeugs. Der magnetische Charakter der Beschichtung wird bevorzugt durch enthaltene Magnete bzw. magnetische Partikel wie die oben erwähnten Neodymmagnete erzielt, die vom Beschichtungsmaterial aufgenommen sind.
Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Auffangen bei einer Scheibenbremse einer Kraftfahrzeugs anfallenden ferromagnetischen Bremsabriebspartikeln mittels einer magnetischen Sammeleinrichtung. Diese besitzt mindestens eine magnetische Beschichtung, die auf einer radialen Innenseite einer Kraftfahrzeugfelge vorgesehen ist, wobei das Beschichtungsmaterial magnetisch ist und/oder es Magnete aufweist. Die konkrete Realisierung der Beschichtung der Felgeninnenseite kann wie oben mit Bezug auf die Kraftfahrzeugfelge beschrieben erfolgen.
Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft ein Kraftfahrzeug, insbesondere ein Pkw oder ein leichtes Nutzfahrzeug, das mindestens drei Kraftfahrzeugfelgen umfasst und das eine Kraftfahrzeugfelge nach einer der vorstehenden Ausführungsformen und/oder eine Vorrichtung
zum Auffangen bei einer Scheibenbremse eines Kraftfahrzeugs anfallenden ferromagnetischen Bremsabriebspartikeln gemäß dem vorangegangenen Absatz besitzt.
Nachfolgend soll die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels anhand von nicht maßstabsberechten Figuren näher erläutert werden, die lediglich als ein Beispiel für die mögliche Implementierung der Erfindung verstanden werden soll und nicht beschränkend verstanden werden soll. Es zeigt:
Fig. 1 auszugsweise eine Felge mit einer Scheibenbremse.
Fig. 1 zeigt teilweise eine Felge 1 mit einer Scheibenbremse 2, von der der Bremssattel 3 und die eigentliche Bremsscheibe 4 zu sehen ist, wobei die Bremsscheibe um die Drehachse D rotiert. Ist diese Anordnung im Kraftfahrzeug (nicht gezeigt) eingebaut, ist der Blick in Fahrzeuglängsrichtung.
Im Einsatz der Scheibenbremse 2 fliegen Bremsabriebspartikel 5 tangential von der Bremsscheibe 4 weg und gelangen zur radialen Innenseite 6 der Felge 1. Ohne Zusatzmaßnahmen würden diese Bremsabriebspartikel 5 über die Öffnungen der Radkappe 7 in die Umwelt gelangen. Um dies zu verhindern, besitzt die Innenseite 6 der Felge 1 eine magnetische Beschichtung 8, die hier als ringförmiger Streifen 9 ausgebildet ist. Die Oberflächennormale auf diesen Ring verläuft durch die Radnarbe (nicht gezeigt).
Bezugszeichenliste
1 Felge
2 Scheibenbremse
3 Bremssattel
4 Bremsscheibe
5 Bremsabriebspartikel
6 Innenseite
7 Radkappe
8 Beschichtung
9 Ringförmiger Streifen
Claims
1 . Kraftfahrzeugfelge, dadurch gekennzeichnet, dass sie auf ihrer radialen Innenseite (6) eine Beschichtung (7) besitzt und dass das Beschichtungsmaterial magnetisch ist und/oder es Magnete aufweist.
2. Kraftfahrzeugfelge nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass als Beschichtung (7) ein Farbanstrich oder eine pigmentfreie Beschichtung vorgesehen ist.
3. Kraftfahrzeugfelge nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass als Magnete () Neodym-Magnete vorgesehen sind, insbesondere solche in der Verbindung Nd2Fei4B.
4. Kraftfahrzeugfelge nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Magnete kleiner als 1 mm, bevorzugt kleiner als 0,5 mm sind.
5. Kraftfahrzeugfelge nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Magnete einen Überzug aus Beschichtungsmaterial besitzen und teilweise von außen sichtbar sind.
6. Kraftfahrzeugfelge nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Beschichtung (8) als ringförmiger Streifen (9) ausgeführt ist.
7. Kraftfahrzeugfelge nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine pigmentfreie Beschichtung vorgesehen ist,
8. Verwendung einer magnetischen Beschichtung (8) radial innen auf einer Kraftfahrzeugfelge (1) zum Auffangen von ferromagnetischen Bremsabriebspartikeln (5) einer Scheibenbremse (2) eines Kraftfahrzeugs.
9. Vorrichtung zum Auffangen von bei einer Scheibenbremse (2) eines Kraftfahrzeugs anfallenden ferromagnetischen Bremsabriebspartikeln (5) mittels einer magnetischen Sammeleinrichtung, dadurch gekennzeichnet, dass die magnetische Sammeleinrichtung als mindestens eine magnetischen Beschichtung (8) ausgebildet ist, die auf einer
radialen Innenseite (6) einer Kraftfahrzeugfelge (1) vorgesehen ist, wobei das Beschichtungsmaterial magnetisch ist und/oder es Magnete aufweist. Kraftfahrzeug, insbesondere ein Pkw oder ein leichtes Nutzfahrzeug, umfassend mindestens drei Kraftfahrzeugfelgen (1) nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche 1 bis 7 oder einer Vorrichtung nach Anspruch 9.
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