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Dokumentenidentifikation DE4240873C2 22.03.2001
Titel Bremsstaubrückhaltevorrichtung für Kraftfahrzeuge
Anmelder Continental Teves AG & Co. oHG, 60488 Frankfurt, DE
Erfinder Klaumünzner, Uwe, 7801 Hartheim, DE
DE-Anmeldedatum 04.12.1992
DE-Aktenzeichen 4240873
Offenlegungstag 09.06.1994
Veröffentlichungstag der Patenterteilung 22.03.2001
Veröffentlichungstag im Patentblatt 22.03.2001
IPC-Hauptklasse B60T 1/06

Beschreibung[de]

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

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

Aus der US 5,035,304 ist bereits eine Bremsstaubsammelvorrichtung bekannt, die aus einem neben dem Bremssattel einer Scheibenbremse befestigten Behälter besteht, der wie auch der Bremssattel den Rand der Bremsscheibe übergreift und auf beiden Axialseiten der Bremsscheibe je eine Abstreifvorrichtung für den Bremsstaub aufweist. Im Inneren des Behälters ist lockeres Filtermaterial untergebracht, das den Bremsstaub aufnimmt und ihn festhält. Die rotierende Bremsscheibe wird von der ortsfesten Abstreifvorrichtung berührt. Dies kann eine vorzeitige Abnutzung der Bremsscheibe und Geräuschentwicklung zur Folge haben. Bei Wartungsarbeiten müssen die Bremsstaubsammelbehälter an jedem Fahrzeugrad einzeln ausgewechselt werden.

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

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

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

Die erfindungsgemäße Lösung ist besonders wartungsfreundlich, da der Filter bzw. Auffangbehälter für den Bremsstaub aller angeschlossenen Radbremsen mit einem Handgriff gewechselt bzw. geleert werden kann. Die am Fahrzeugrad in der Nähe des Bremssattels befestigte Absaugdüse steht nicht in Berührung mit der Bremsscheibe, wodurch Geräuscherzeugung und Abnutzung der Bremsscheibe von vornherein ausgeschlossen sind. Das aktive Absaugen des Bremsstaubs hat den weiteren Vorteil, daß der dabei erzeugte Luftstrom gleichzeitig auch den Bremssattel und die Bremsscheibe kühlt.

Am einfachsten wird die Absaugdüse gemäß Anspruch 2 aus einem leichten und kostengünstig zu fertigenden Blechteil hergestellt. Ein solches Blechteil kann ohne besonderen Aufwand gemäß Anspruch 3 am Bremssattel oder am Achsschenkel des Fahrzeugs befestigt werden. Dabei kann die Saugöffnung der Absaugdüse gemäß Anspruch 4 auf einfache Weise in unmittelbarer Nähe der Bremsscheibe angebracht werden, um die Effektivität der Absaugung zu optimieren. In einer ersten Ausführungsform der Erfindung gemäß Anspruch 5 umgreift die Absaugdüse den Rand der Bremsscheibe auf ähnliche Weise wie der Bremssattel, um den Bremsstaub auf beiden Seiten der Bremsscheibe effektiv abzusaugen. Es können aber auch gemäß Anspruch 6 auf jeder Axialseite der Bremsscheibe eine Absaugdüse separat angeordnet sein.

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

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

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

Ein Ausführungsbeispiel wird nachfolgend anhand der Zeichnungen näher erläutert.

Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Bremsstaubrückhaltevorrichtung,

Fig. 2 eine den Rand einer Bremsscheibe übergreifende Absaugdüse im Schnitt.

Als Ausführungsbeispiel einer Bremsstaubrückhaltevorrichtung für Kraftfahrzeuge sind in Fig. 1 die Bremsscheiben 1, 2 der Vorderräder eines Kraftfahrzeugs schematisch dargestellt. An den Achsschenkeln der Vorderräder sind Scheibenbremsen montiert, die jeweils einen Bremssattel 3, 4 aufweisen, der den äußeren Rand der Bremsscheibe 1, 2 übergreift. Bei Vorwärtsfahrt des Fahrzeugs drehen sich die Bremsscheiben 1, 2 in Hauptdrehrichtung 5. Bei Betätigung der Bremsen werden nicht gezeigte Bremsbeläge mittels der Bremssättel 3, 4 an die Bremsscheiben 1, 2 angedrückt, wobei die reibenden Teile, das heißt die Oberflächen der Bremsscheiben 1, 2 aber ganz besonders das Reibmaterial der Bremsbeläge verschleißen und Abrieb in Form von Bremsstaub erzeugt wird. Der Bremsstaub wird von den Bremsscheiben 1, 2 und von der durch die Bremsscheiben 1, 2 erzeugten Luftströmung in Hauptdrehrichtung 5 mitgenommen und beim Fehlen einer Bremsstaubrückhaltevorrichtung in die Umwelt geblasen. Dieses Problem tritt vor allem bei Scheibenbremsen wegen ihrer offenen Bauart auf und insbesondere an den Vorderrädern von Kraftfahrzeugen, da einerseits die Vorderräder bei modernen Kraftfahrzeugen fast ausschließlich mit Scheibenbremsen ausgerüstet sind und andererseits die Vorderräder beim Bremsen stärker belastet werden als die Hinterräder.

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

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

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


Anspruch[de]
  1. 1. Bremsstaubrückhaltevorrichtung für Kraftfahrzeuge mit Scheibenbremsen, bei deren Betätigung Bremsbeläge mittels eines Bremssattels (3, 4) an eine Bremsscheibe (1, 2) angedrückt werden, wobei die reibenden Teile verschleißen und Abrieb in Form von Bremsstaub erzeugt wird, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest an den Vorderrädern neben dem Bremssattel (3, 4) auf der Bremsscheibenauslaufseite, bezogen auf die Hauptdrehrichtung (5) der Bremsscheibe (1, 2) bei Vorwärtsfahrt, zumindest eine Absaugdüse (6, 7) befestigt ist, die über eine Saugleitung (12, 13) mit einem zentralen Sauggebläse (15) verbunden ist, und daß am Sauggebläse (15) eine Filtereinheit (14) für den Bremsstaub angeordnet ist.
  2. 2. Bremsstaubrückhaltevorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Absaugdüse (6, 7) aus Blech besteht.
  3. 3. Bremsstaubrückhaltevorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Absaugdüse (6, 7) am Bremssattel (3, 4) oder am Achsschenkel des Fahrzeugs befestigt ist.
  4. 4. Bremsstaubrückhaltevorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Saugöffnung (10) der Absaugdüse (6, 7) in unmittelbarer Nähe der Bremsscheibe (1, 2) angebracht ist, ohne diese zu berühren.
  5. 5. Bremsstaubrückhaltevorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Absaugdüse (6, 7) den Rand der Bremsscheibe (1, 2) umgreift.
  6. 6. Bremsstaubrückhaltevorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß auf jeder Axialseite der Bremsscheibe (1, 2) eine Absaugdüse angeordnet ist.
  7. 7. Bremsstaubrückhaltevorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Saugleitung (12, 13) als flexibler Schlauch, vorzugsweise als Gummischlauch (12, 13) ausgebildet ist.
  8. 8. Bremsstaubrückhaltevorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Sauggebläse (15) mit einem Elektromotor (16) betrieben wird.
  9. 9. Bremsstaubrückhaltevorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die zentrale Filtereinheit (14) zwischen einer Vereinigungsstelle der Saugleitungen (12, 13) und dem Sauggebläse (15) angeordnet ist.
  10. 10. Bremsstaubrückhaltevorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein Staubfilter (17) oder ein Staubsammelbehälter der Filtereinheit (14) entnehmbar oder auswechselbar ist.
  11. 11. Bremsstaubrückhaltevorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Staubfilter (17) ein Papierfilter (17) ist.






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