DE102017201736A1

DE102017201736A1 - Device for holding brake dust particles and motor vehicle with a disc brake

Info

Publication number: DE102017201736A1
Application number: DE102017201736.8A
Authority: DE
Inventors: Maik Broda; Maximilian Engleke; Thomas Baranowski; Marcel MATHISSEN
Original assignee: Ford Global Technologies LLC
Current assignee: Ford Global Technologies LLC
Priority date: 2017-02-03
Filing date: 2017-02-03
Publication date: 2018-08-09
Also published as: CN108386464A

Abstract

Die Erfindung betrifft Vorrichtung (2) zur Aufnahme von Bremsstaubpartikeln, die während eines Bremsvorgangs eines Kraftfahrzeugs (21) an der Reibfläche (11) zwischen einer Bremsscheibe (3) und mindestens einem Bremsbelag (10) einer Scheibenbremse (2) entstehen, mit einer im Bereich der Scheibenbremse (2) angeordneten Partikelsammelkammer (6) und einem Kanal (5) zum Transport der Partikel von der Reibfläche (11) zu der Partikelsammelkammer (6) mittels eines Luftstroms, wobei die Partikelsammelkammer (6) so ausgebildet ist, dass darin eine Abtrennung der Partikel aus dem Luftstrom erfolgt, wobei die Partikelsammelkammer (6) zur Abtrennung der Partikel aus dem Luftstrom eine Zyklonstruktur (6) aufweist. Die Erfindung betrifft weiterhin ein Kraftfahrzeug mit einer Scheibenbremse.The invention relates to a device (2) for receiving brake dust particles which arise during a braking process of a motor vehicle (21) on the friction surface (11) between a brake disk (3) and at least one brake pad (10) of a disk brake (2), with an in Particle collecting chamber (6) and a channel (5) for transporting the particles from the friction surface (11) to the particle collecting chamber (6) by means of an air flow, wherein the particle collecting chamber (6) is formed so that therein Separation of the particles from the air flow takes place, wherein the particle collecting chamber (6) for separating the particles from the air flow has a cyclone structure (6). The invention further relates to a motor vehicle with a disc brake.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1 zur Aufnahme von Bremsstaubpartikeln, die während eines Bremsvorgangs an der Reibfläche zwischen einer Bremsscheibe und mindestens einem Bremsbelag einer Scheibenbremse entstehen, mit einer im Bereich der Scheibenbremse angeordneten Partikelsammelkammer und einem Kanal zum Transport der Partikel von der Reibfläche zu der Partikelsammelkammer mittels eines Luftstroms, wobei die Partikelsammelkammer so ausgebildet ist, dass darin eine Abtrennung der Partikel aus dem Luftstrom erfolgt. Die Erfindung betrifft aber auch ein Kraftfahrzeug mit einer Scheibenbremse.The invention relates to a device having the features of the preamble of claim 1 for receiving brake dust particles which arise during a braking operation on the friction surface between a brake disc and at least one brake pad of a disc brake, with a arranged in the region of the disc brake particulate collection chamber and a channel for transporting the Particles from the friction surface to the particle collection chamber by means of an air flow, wherein the particle collection chamber is formed so that there is a separation of the particles from the air flow. However, the invention also relates to a motor vehicle with a disc brake.

Um ein Kraftfahrzeug abzubremsen sind im Bereich der Räder des Kraftfahrzeugs Bremsen angeordnet. Neben Trommelbremsen werden oftmals auch Scheibenbremsen eingesetzt. Scheibenbremsen funktionieren nach dem Reibungsprinzip und erzeugen ein Abbremsen des Fahrzeugs durch eine auf der Radnabe eines Rades befestigte Bremsscheibe und Bremsbelägen, die an einem Bremssattel befestigt sind. Der Bremsbelag wird mittels des an einem Abschnitt die Bremsscheibe umgreifenden Bremssattels gegen die Bremsscheibe gedrückt und bewirkt eine Verzögerung des Fahrzeugs. Solche Bremssysteme sind allgemein bekannt, und werden nicht näher erläutert. Durch das Andrücken des Bremsbelags gegen die Bremsscheibe entsteht ein Abrieb von Bremsstaubpartikeln, der von dem Bremsbelag, aber auch von der Bremsscheibe abstammt.To decelerate a motor vehicle brakes are arranged in the region of the wheels of the motor vehicle. In addition to drum brakes disc brakes are often used. Disc brakes function on the friction principle and cause the vehicle to brake by a brake disc mounted on the wheel hub of a wheel and brake pads attached to a caliper. The brake lining is pressed against the brake disk by means of the brake caliper engaging around the brake disk at a section and causes a deceleration of the vehicle. Such brake systems are well known and will not be explained in detail. By pressing the brake pad against the brake disc creates an abrasion of brake dust particles, which is derived from the brake pad, but also from the brake disc.

Bei Scheibenbremsen handelt es sich um offene Konstruktionen, so dass es zu Emissionen der abgeriebenen Bremsstaubpartikel in die Umgebungsluft während des Abbremsens des Kraftfahrzeugs kommt. Diese Emissionen sind zum einen nicht gewünscht, da sich die Partikel in unmittelbarer Umgebung der Scheibenbremse hauptsächlich auf der Radfelge absetzen und aufgrund ihres bräunlich bis schwarzen Aussehens aus ästhetischen Gründen nicht gewünscht sind. Auch ein Einbrennen von zum Teil heißen Bremsstaubpartikeln führt zu optisch unerwünschten Beeinträchtigungen der Felgen, insbesondere an Leichtmetallfelgen. Zum anderen tragen Bremsstaubpartikel zur Feinstaubbelastung der Umwelt bei, weshalb eine Abgabe an die Umwelt vermieden werden sollte.Disc brakes are open structures so that emissions of abraded brake dust particles into the ambient air occur during vehicle deceleration. These emissions are on the one hand not desired because the particles settle in the immediate vicinity of the disc brake mainly on the wheel rim and are not desirable because of their brownish to black appearance for aesthetic reasons. A burn-in of partially hot brake dust particles also leads to optically undesirable impairments of the rims, in particular on alloy wheels. On the other hand, brake dust particles contribute to the particulate matter pollution of the environment, which is why discharge to the environment should be avoided.

Insbesondere im Hinblick auf die unschönen Ablagerungen auf der Radfelge, insbesondere an Leichtmetallfelgen ist schon eine Vielzahl an Konzepten bekannt, um Bremsstaubpartikel von der Radfelge fernzuhalten und/oder in der Umgebungsluft zu reduzieren. Im Prinzip gibt es vier Konzepte, die in Kategorien unterschiedlicher Technologien einsortiert werden können: 1.) auf Abschirmbasis, 2.) Wegblasen von Partikeln, 3.) Absaugen und 4.) Einsammeln von Partikeln.In particular, with regard to the unsightly deposits on the wheel rim, in particular on alloy wheels already a variety of concepts is known to keep brake dust particles from the wheel rim and / or reduce in the ambient air. In principle, there are four concepts that can be sorted into categories of different technologies: 1.) based on shielding, 2.) blowing off particles, 3.) sucking off and 4.) collecting particles.

Ein Beispiel für das Sammeln von Partikeln ist aus der DE 198 46 887 A1 bekannt. Darin wird vorgeschlagen, in den Bremsbelägen Staubkanäle vorzusehen, an die sich in den Bremsbelägen ebenfalls angeordnete Staubsammelkammern anschließen, die den abgeriebenen Bremsstaub einsammeln.An example of the collection of particles is from the DE 198 46 887 A1 known. It is proposed to provide dust channels in the brake pads, which are also followed by arranged in the brake pads dust collection chambers, which collect the abraded brake dust.

Ein weiteres Beispiel für das Sammeln von Partikeln ist in der US 8,926,738 B2 offenbart. Darin ist ein Verfahren zum Sammeln der Partikel in einer Partikelsammelkammer offenbart, wobei die Partikel über einen Kanal von der Reibfläche zu der Kammer transportiert werden. Das Einsammeln der Partikel erfolgt über verschiedene Mittel zum Beispiel über in der Kammer angeordneten auf Cellulose basierendem Filtermaterial oder über magnetische Felder.Another example of collecting particles is in the US 8,926,738 B2 disclosed. Therein is disclosed a method for collecting the particles in a particulate collection chamber, wherein the particles are transported via a channel from the friction surface to the chamber. The collection of the particles takes place by various means, for example via cellulosic filter material disposed in the chamber or via magnetic fields.

Die US 6,592,642 B2 schlägt vor zum Sammeln der Partikel eine Staubsammlerplatte vorzusehen, welche in unmittelbarer Nähe der Reibungsfläche zwischen der Bremsscheibe und dem Bremsbelag angeordnet ist, um die Bremsstaubpartikel einzusammeln, wobei die Sammlerplatte an einen Ladekreis angeschlossen ist, der die Sammlerplatte elektrostatisch auflädt.The US 6,592,642 B2 suggests to provide a dust collector plate for collecting the particles, which is arranged in the immediate vicinity of the friction surface between the brake disc and the brake pad to collect the brake dust particles, wherein the collector plate is connected to a charging circuit which charges the collector plate electrostatically.

Die JP 11-311272 A2 schlägt vor, an dem Bremsbelag einen Bremsstaubadsorber vorzusehen, der die entstehenden Partikel direkt nach deren Entstehung adsorbiert. Etwas Ähnliches ist in der US 8,025,132 offenbart. Hier wird die Anordnung einer Schmutzfalle im Bereich des Rades vorgeschlagen, die u. a auch Bremsstaubpartikel während der Fahrt des Fahrzeugs aufnehmen soll.The JP 11-311272 A2 proposes to provide on the brake pad a Bremsstaubadsorber that adsorbs the resulting particles directly after their formation. Something similar is in the US 8,025,132 disclosed. Here, the arrangement of a dirt trap in the area of the wheel is proposed, the u. a also to absorb brake dust particles while driving the vehicle.

Die DE 42 40 873 A1 offenbart eine Vorrichtung zum Absaugen von Bremsstaubpartikeln am Entstehungsort der Partikel mittels einer Absaugdüse. Die Absaugdüse ist über eine Saugleitung mit einem Sauggebläse verbunden an dem eine Filtereinheit zum Sammeln und Aufbewahren der Partikel angeordnet ist.The DE 42 40 873 A1 discloses a device for aspirating brake dust particles at the source of the particles by means of a suction nozzle. The suction nozzle is connected via a suction line to a suction fan on which a filter unit for collecting and storing the particles is arranged.

Eine weitere Vorrichtung zur Aufnahme von Bremsstaubpartikeln mittels einer Absaugeinrichtung ist aus der EP 1 942 287 A1 bekannt. Bei dieser Vorrichtung wird mit Hilfe eines Venturi-Rohrs ein Unterdruck erzeugt, der einen Luftstrom induziert. Über den Luftstrom werden die Partikel einer Staubsammelvorrichtung zugeführt, wobei die Staubsammeleinrichtung ein Filterelement umfasst und der Unterdruck des Venturi-Rohrs die Reinseite des Filterelements beaufschlägt.Another device for receiving brake dust particles by means of a suction device is from the EP 1 942 287 A1 known. In this device, a negative pressure is generated by means of a Venturi tube, which induces an air flow. About the air flow, the particles are supplied to a dust collecting device, wherein the dust collecting means comprises a filter element and the negative pressure of the Venturi tube acts on the clean side of the filter element.

Die US 8,701,844 B2 offenbart eine Vorrichtung zur Aufnahme von Bremsstaubpartikeln für eine Scheibenbremse mit einer Bremsscheibe und einen an einem Abschnitt die Bremsscheibe umgreifenden Bremssattel. Die bekannte Vorrichtung weist ein Gehäuse auf, das ebenfalls die Bremsscheibe an einem Abschnitt umgreifend ausgebildet ist, wobei das Gehäuse so angeordnet ist, dass es an den Bremssattel anschließt. In dem Gehäuse ist eine Bremsstaubrückhalteeinrichtung mit mehreren Bremsstaubeinlassöffnungen angeordnet. Weiterhin weist die Bremsstaubrückhalteeinrichtung mehrere Lufteinlassöffnungen auf, die von den Bremsstaubeinlassöffnungen getrennt angeordnet sind. An der Bremsscheibe anhaftende Partikel werden über Abstreifelemente von innen nach außen entfernt und die Fliehkraft treibt entfernten Bremsstaub radial auswärts bis in den durch die seitlichen Lufteinlassöffnungen eintretenden Luftstrom. Der mit Bremsstaubpartikeln beladene Luftstrom tritt dann durch die Bremsstaubeinlassöffnungen in Kanäle ein, die durch Strömungsleitlamellen gebildet werden und in die Bremsstaubsammelkammer münden, wo sich aufgrund der schlagartigen Strömungsgeschwindigkeitsverringerung die mitgerissenen Partikel absetzen. Die eingeströmte Luft kann durch Luftaustrittsöffnungen die Kammer wieder verlassen, wobei die Öffnungen mit einem Filter überdeckt sind, der aus einem Material hergestellt ist, das Luft und Wasser passieren lässt, die Partikel jedoch zurückhält.The US 8,701,844 B2 discloses a device for receiving brake dust particles for a disc brake with a brake disc and a at a portion of the brake disc engaging caliper. The known device has a housing, which is also formed around the brake disc at a portion encompassing, wherein the housing is arranged so that it connects to the caliper. In the housing, a brake dust retention device is arranged with a plurality of brake dust inlet openings. Furthermore, the brake dust retaining device has a plurality of air inlet openings, which are arranged separately from the brake dust inlet openings. Particles adhering to the brake disk are removed from the inside to the outside via scraper elements, and the centrifugal force drives the brake dust removed radially outward into the air flow entering through the lateral air inlet openings. The laden with brake dust particles air flow then enters through the Bremsstaubeinlassöffnungen in channels, which are formed by Strömungsleitlamellen and open into the brake dust collection chamber, where settle the entrained particles due to the sudden flow rate reduction. The incoming air can leave the chamber through air outlet openings, wherein the openings are covered with a filter, which is made of a material that allows air and water to pass through but retains the particles.

Die aus der US 8,701,844 B2 bekannte Vorrichtung weist den Nachteil auf, dass die Vorrichtung mit ihren diversen Öffnungen, Abstreifern und Lamellen sehr kompliziert im Aufbau und zudem sehr viele Fläche bietet an denen sich die Partikel ablagern können, so dass es schwierig ist, die Vorrichtung zu reinigen, wenn die Partikel aus der Vorrichtung wieder entfernt werden sollen.The from the US 8,701,844 B2 known device has the disadvantage that the device with its various openings, scrapers and lamellae very complicated in construction and also offers a lot of surface on which the particles can deposit, so that it is difficult to clean the device when the particles should be removed from the device again.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur Aufnahme von Bremsstaubpartikeln bereit zu stellen, die einen einfachen Aufbau aufweist und auch gut und in einfacher Weise zu reinigen ist.The invention has for its object to provide a device for receiving brake dust particles, which has a simple structure and is also good and easy to clean.

Die Aufgabe wird durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Es ist darauf hinzuweisen, dass die in der nachfolgenden Beschreibung einzeln aufgeführten Merkmale sowie Maßnahmen in beliebiger, technisch sinnvoller Weise miteinander kombiniert werden können und weitere Ausgestaltungen der Erfindung aufzeigen. Die Beschreibung charakterisiert und spezifiziert die Erfindung insbesondere im Zusammenhang mit den Figuren zusätzlich.The object is achieved by a device having the features of claim 1. It should be noted that the features listed in the following description as well as measures in any technically meaningful way can be combined with each other and show other embodiments of the invention. The description additionally characterizes and specifies the invention, in particular in connection with the figures.

Die vorgeschlagene Vorrichtung zur Aufnahme von Bremsstaubpartikeln, die während eines Bremsvorgangs an der Reibfläche zwischen einer Bremsscheibe und mindestens einem Bremsbelag einer Scheibenbremse entstehen, weist eine im Bereich der Scheibenbremse angeordnete Partikelsammelkammer und einen Kanal zum Transport der Partikel von der Reibfläche zu der Partikelsammelkammer mittels eines Luftstroms auf, wobei die Partikelsammelkammer so ausgebildet ist, dass darin eine Abtrennung der Partikel aus dem Luftstrom erfolgt. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass die Partikelsammelkammer zur Abtrennung der Partikel aus dem Luftstrom eine Zyklonstruktur aufweist.The proposed device for receiving brake dust particles, which arise during a braking operation on the friction surface between a brake disc and at least one brake pad of a disc brake, has a disposed in the region of the disc brake particulate collection chamber and a channel for transporting the particles from the friction surface to the particle collection chamber by means of an air flow on, wherein the particle collecting chamber is formed so that there is a separation of the particles from the air flow. According to the invention it is provided that the particle collecting chamber for separating the particles from the air flow has a cyclone structure.

Bei der vorliegenden Erfindung ist erkannt worden, dass eine Abtrennung der Partikel in sehr einfacher Weise ohne aufwändige zusätzliche konstruktive Maßnahmen, wie sie aus dem Stand der Technik bekannt sind, realisiert werden kann, wenn für den Trennvorgang ein Zyklon, der auch als Fliehkraftabscheider bezeichnet werden kann, verwendet wird.In the present invention it has been recognized that separation of the particles can be realized in a very simple manner without complex additional design measures, as known from the prior art, if a cyclone, also referred to as a centrifugal separator, is used for the separation process can, is used.

Zyklone bestehen im Wesentlichen aus einem Einlaufzylinder in den das Gas-/Partikelgemisch durch tangentiales Einblasen auf eine kreisförmige Bahn gebracht wird. Bei Bedarf schließt an den Einlaufzylinder ein Kegelkörper an. Der Kegelkörper verjüngt sich von dem tangentialen Einblasbereich in Richtung zu seiner Kegelspitze, die in einem zylindrischen Sammelbereich übergegen kann. Der Sammelbereich ist verschlossen und bei Bedarf zu Öffnen. Aufgrund der Drehgeschwindigkeit des Luftstroms, insbesondere durch die Verjüngung des anschließenden Kegels werden die Partikel durch die Fliehkraft an die Wand des Zyklons geschleudert und soweit abgebremst, dass sie sich aus der Strömung lösen und nach unten in einen Auffangbehälter rieseln. Bei entsprechend schweren Partikeln ist der Kegelkörper nicht unbedingt nötig. Weiterhin ist ein Tauchrohr vorgesehen, dass mittig in den tangentialen Einblasbereich, also in einen Einlaufzylinder und evtl. in den Kegelkörper ragt und über den die gereinigte Luft wieder austritt.Cyclones consist essentially of an inlet cylinder into which the gas / particle mixture is brought by tangential blowing on a circular path. If necessary, a tapered body connects to the inlet cylinder. The cone body tapers from the tangential injection area towards its cone tip, which can overflow in a cylindrical collection area. The collection area is closed and can be opened if necessary. Due to the rotational speed of the air flow, in particular by the taper of the adjoining cone, the particles are thrown by the centrifugal force to the wall of the cyclone and braked so far that they dissolve out of the flow and trickle down into a collecting container. With correspondingly heavy particles, the cone body is not absolutely necessary. Furthermore, a dip tube is provided which projects centrally into the tangential injection area, that is to say into an inlet cylinder and possibly into the cone body, via which the cleaned air emerges again.

Zur Erzeugung des für den Zyklon erforderlichen Luftstroms weist der Kanal zum Transport der Partikel gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung mindestens einen Lufteinlass auf, der so in dem Kanal angeordnet ist, dass der äußere Teil des Lufteinlasses in Fahrtrichtung des Kraftfahrzeugs und der innere Teil dazu entgegenorientiert in Richtung Zyklonstruktur weist. Die erfindungsgemäße Ausgestaltung bietet den Vorteil, dass der für den Transport der Partikel zur Partikelsammelkammer erforderliche Luftstrom auf einfache Weise aus dem während der Fahrt des Kraftfahrzeugs entstehenden Fahrtwind erzeugt werden kann, der durch die erfindungsgemäße Ausrichtung des Lufteinlasses in das Innere der Vorrichtung zu der Zyklonstruktur geleitet wird.To generate the air flow required for the cyclone, the channel for transporting the particles according to an embodiment of the invention at least one air inlet, which is arranged in the channel, that the outer part of the air inlet in the direction of travel of the motor vehicle and the inner part to counteracted in Direction cyclone structure points. The embodiment according to the invention has the advantage that the air flow required for transporting the particles to the particle collection chamber can be generated in a simple manner from the travel wind generated during the drive of the motor vehicle, which is directed into the cyclone structure by the alignment of the air inlet according to the invention into the interior of the device becomes.

Gemäß einer bevorzugten weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Lufteinlässe so ausgebildet sind, dass sie als Aspirator wirken über den die Partikel von der Reibfläche in die Zyklonstruktur gesaugt werden. Erfindungsgemäß kann die Aspiratorwirkung der Lufteinlässe auf dem Venturi-Effekt basieren.According to a preferred further embodiment of the invention it is provided that the air inlets are designed so that they act as an aspirator over which the particles of the friction surface be sucked into the cyclone structure. According to the invention, the aspiration effect of the air inlets can be based on the venturi effect.

Der Venturi-Effekt kann zum Beispiel über die Ausbildung der Lufteinlässe mit einem sich in Richtung zum Kanalinneren verjüngenden Durchmesser erreicht werden. Der Luftstrom, welcher z. B. mittels des Fahrtwindes erzeugt wird, strömt durch den jeweiligen Lufteinlass zu dem Zyklon. An der engsten Stelle des sich verjüngenden Durchmessers der Lufteinlässe ist der dynamische Druck (Staudruck) maximal und der statische Druck minimal. Die Geschwindigkeit des Luftstroms steigt im Verhältnis des Querschnitts beim Durchströmen des verjüngten Durchmessers an, weil überall dieselbe Menge durchströmt. Gleichzeitig sinkt der Druck im Kanal, der sich an den verjüngenden Lufteinlass anschließt. Damit entsteht ein Differenzdruck, der wiederum einen Unterdruck im Bereich des Bremsbelags erzeugt. Dieser Unterdruck bewirkt, dass die Partikel von der Reibfläche zu der Zyklonstruktur gesogen werden. Der Unterdruck kann aber auch mittels externer Pumpen erzeugt werden.The Venturi effect can be achieved, for example, via the formation of the air inlets with a diameter that tapers in the direction of the channel interior. The air flow, which z. B. is generated by means of the wind, flows through the respective air inlet to the cyclone. At the narrowest point of the tapered diameter of the air inlets, the dynamic pressure (dynamic pressure) is maximum and the static pressure is minimal. The speed of the air flow increases in proportion to the cross section when flowing through the tapered diameter, because everywhere flows through the same amount. At the same time, the pressure in the channel, which adjoins the tapered air inlet, decreases. This creates a differential pressure, which in turn generates a negative pressure in the region of the brake pad. This negative pressure causes the particles to be sucked from the friction surface to the cyclone structure. The negative pressure can also be generated by means of external pumps.

Während des Bremsvorgangs entstehen über die gesamte Reibfläche Bremsstaubpartikel. Um einen Abtransport auch der im Zentrum der Reibfläche entstehenden Partikel zu ermöglichen ist weiterhin vorgesehen, dass in dem Bremsbelag mindestens ein Partikelkanal vorgesehen ist, über den die Partikel von der Reibfläche durch den in dem Bremsbelag vorgesehenen Partikelkanal zu dem Kanal gesogen werden. Zusätzlich kann um den Bremsbelag eine Dichtlippe dergestalt angeordnet sein, dass sie an der Bremsscheibe anliegt und auf diese Weise verhindert, dass Bremsstaubpartikel den Bereich des Bremsbelags verlassen.During the braking process, brake dust particles form over the entire friction surface. In order to enable a removal of the resulting particles in the center of the friction surface is further provided that at least one particle channel is provided in the brake lining, through which the particles are sucked from the friction surface through the provided in the brake lining particle channel to the channel. In addition, a sealing lip may be arranged around the brake pad in such a way that it rests against the brake disc and thus prevents brake dust particles from leaving the region of the brake pad.

Die Anordnung des Bremsbelags an der Bremsscheibe erfolgt in der Regel über einen Bremssattel, der an einem Abschnitt der Bremsscheibe diese umgreifend angeordnet ist. Dabei ist der Bremssattel so ausgebildet, dass der Bremsbelag z. B. hydraulisch an die Bremsscheibe gedrückt wird. Gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die erfindungsgemäße Vorrichtung, bevorzugt deren Kanal an dem Bremssattel z. B. über Schrauben und/ oder Bolzen befestigt ist. Der Schwerkraft folgend sollte der Zyklon mit seinem Partikelsammelbereich in Richtung zum Boden orientiert sein.The arrangement of the brake pad on the brake disc is usually via a brake caliper which is arranged encompassing this at a portion of the brake disc. The caliper is designed so that the brake pad z. B. is hydraulically pressed against the brake disc. According to one embodiment of the invention it is provided that the device according to the invention, preferably the channel on the caliper z. B. is secured by screws and / or bolts. Following gravity, the cyclone with its particle collection area should be oriented towards the ground.

Die Aufgabe wird weiterhin durch ein Kraftfahrzeug mit mindestens einer Scheibenbremse gelöst, wobei im Bereich der Scheibenbremse eine erfindungsgemäße Vorrichtung oder Ausgestaltung davon angeordnet ist und vor der Scheibenbremse ein Lufteinlasssystem angeordnet ist, über das vorteilhaft ein Luftstrom zu den Lufteinlassöffnungen des Kanals gefördert wird.The object is further achieved by a motor vehicle with at least one disc brake, wherein in the region of the disc brake device according to the invention or embodiment thereof is arranged and in front of the disc brake, an air inlet system is arranged, via the advantageous air flow is conveyed to the air inlet openings of the channel.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen und der folgenden Figurenbeschreibung offenbart. Es zeigen:

1 eine Seitenansicht eines Ausführungsbeispiels für eine erfindungsgemäße Vorrichtung,
2 eine Draufsicht des Ausführungsbeispiels gemäß 1,
3 eine Seitenansicht auf eine in einen Bremssattel integrierte Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung,
4 eine isometrische Darstellung eines Luftansaugsystems in einem Kraftfahrzeug, und
5 eine Seitenansicht des Luftansaugsystems gemäß 4.

Further advantageous embodiments of the invention are disclosed in the subclaims and the following description of the figures. Show it:

1 a side view of an embodiment of an inventive device,
2 a plan view of the embodiment according to 1 .
3 a side view of an integrated into a caliper embodiment of the device according to the invention,
4 an isometric view of an air intake system in a motor vehicle, and
5 a side view of the air intake according to 4 ,

In den unterschiedlichen Figuren sind gleiche Teile stets mit denselben Bezugszeichen versehen, weswegen diese in der Regel auch nur einmal beschrieben werden.In the different figures, the same parts are always provided with the same reference numerals, which is why these are usually described only once.

Die 1 zeigt eine Scheibenbremse 1 mit einem Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung 2. Die Scheibenbremse 1 weist eine Bremsscheibe 3 und einen Bremssattel 4 auf. An dem Bremssattel 4 sind in der 1 nicht sichtbare Bremsbeläge 10 angeordnet. Die Bremsbeläge 10 werden im Bremsfalle an die Bremsscheibe 3 gedrückt. Die Flächen der Bremsscheibe 3 und der Bremsbeläge 10, die bei einem Andrücken der Bremsbeläge 10 an die Bremsscheibe miteinander in reibenden Kontakt kommen, werden im Sinne der Erfindung als Reibfläche 11 bezeichnet. Die Vorrichtung 2 ist an dem Bremssattel dergestalt angeordnet und befestigt, dass bei einem Bremsvorgang an der Reibfläche 11 entstehende Bremsstaubpartikel in die Vorrichtung 2 gelangen können.The 1 shows a disc brake 1 with an embodiment of a device according to the invention 2 , The disc brake 1 has a brake disk 3 and a caliper 4 on. On the caliper 4 are in the 1 not visible brake pads 10 arranged. The brake pads 10 are in the brake case to the brake disc 3 pressed. The surfaces of the brake disc 3 and the brake pads 10 that when pressing the brake pads 10 to the brake disc come into frictional contact with each other, in the context of the invention as a friction surface 11 designated. The device 2 is arranged and fixed to the caliper such that during a braking operation on the friction surface 11 resulting brake dust particles in the device 2 can reach.

Die Vorrichtung 2 weist einen Kanal 5 zum Transport von Partikeln auf, über den die Vorrichtung 2 an dem Bremssattel 4 befestigt ist. Weiterhin weist die Vorrichtung 2 eine Partikelsammelkammer 6 in Form einer Zyklonstruktur 6 auf. Zu Erzeugung des für den Betrieb des Zyklons notwendigen Luftstromes sind in dem Kanal 5 mehrere Lufteinlässe 8 vorgesehen. Die Lufteinlässe 8 sind mit ihrem äußeren Teil in Fahrtrichtung F des Fahrzeugs ausgerichtet, also bei der überwiegenden Vorwärtsausfahrt nach vorne in den Fahrtwind. Der nicht dargestellte innere Teil der Lufteinlässe 8 ist zu der Zyklonstruktur 6 ausgerichtet, so dass der durch den Fahrtwind erzeugte Luftstrom über die Lufteinlässe 8 zu der Zyklonstruktur 6 geleitet wird. Die Lufteinlässe 8 sind so ausgebildet, dass sich ihr Durchmesser von außen nach innen verjüngt. Diese Ausbildung bewirkt, dass sich an dem Bremsbelag ein Unterdruck einstellt, über den an der Reibfläche 11 entstehende Partikel in die Zyklonstruktur 6 gesogen werden.The device 2 has a channel 5 for transporting particles over which the device 2 on the caliper 4 is attached. Furthermore, the device 2 a particle collection chamber 6 in the form of a cyclone structure 6 on. To generate the necessary for the operation of the cyclone air flow are in the channel 5 several air inlets 8th intended. The air inlets 8th are aligned with their outer part in the direction of travel F of the vehicle, so at the predominant forward exit to the front in the airstream. The inner part of the air inlets, not shown 8th is to the cyclone structure 6 aligned, so that the airflow generated by the airstream through the air inlets 8th to the cyclone structure 6 is directed. The air inlets 8th are designed so that their diameter tapers from outside to inside. This design causes a negative pressure to be set on the brake lining via the friction surface 11 resulting particles in the cyclone structure 6 be sucked.

Die 2 zeigt die Anordnung der Vorrichtung 2 an der Scheibenbremse 1 in einer Draufsicht. Die Scheibenbremse 1 mit der Bremsscheibe 3 und dem Bremssattel 4 sind nur teilweise dargestellt. Jedoch ist der 2 die Anordnung des Bremsbelags 10 an dem Bremssattel 4 und die entsprechende Anordnung des Bremsbelags 10 zu der Bremsscheibe 3 zu sehen. Zwischen dem Bremsbelag 10 und der Bremsscheibe 3 entsteht bei einem Andrücken des Bremsbelags 10 an die Bremsscheibe die Reibfläche 11. The 2 shows the arrangement of the device 2 on the disc brake 1 in a top view. The disc brake 1 with the brake disc 3 and the caliper 4 are only partially shown. However, that is 2 the arrangement of the brake pad 10 on the caliper 4 and the corresponding arrangement of the brake pad 10 to the brake disc 3 to see. Between the brake pad 10 and the brake disc 3 is formed when pressing the brake pad 10 to the brake disc, the friction surface 11 ,

Die Vorrichtung 2 ist mittels Schrauben 12 an dem Bremssattel 4 dergestalt angeordnet, dass der Kanal 5 an die Reibfläche 11 anschließt. Zusätzlich sind in dem Bremsbelag 10 Partikelkanäle 13 vorgesehen über die im Zentrum der Reibfläche 11 entstehende Partikel zu dem Kanal 5 transportiert werden können. Anstatt einer Schraubverbindung können natürlich auch andere Verbindungsarten vorgesehen werden. Zielführend ist dabei, wenn die Verbindung mit einfachen Mitteln zu lösen und wieder zu befestigen ist, was einen Austausch der Vorrichtung, deren Wartung und/oder eine Wartung der Bremsanlage erleichtert. Auch kann die Vorrichtung nachträglich an dem Bremssattel montiert werden.The device 2 is by means of screws 12 on the caliper 4 arranged such that the channel 5 to the friction surface 11 followed. In addition, in the brake pad 10 particle channels 13 provided over in the center of the friction surface 11 resulting particles to the channel 5 can be transported. Of course, other types of connection can be provided instead of a screw connection. Target is here, if the connection with simple means to solve and re-attach, which facilitates replacement of the device, their maintenance and / or maintenance of the brake system. Also, the device can be retrofitted to the caliper.

Die 3 zeigt in einer Seitenansicht nur die an dem Bremssattel 4 montierte Vorrichtung 2 mit der Zyklonstruktur 6. Die Zyklonstruktur 6 gemäß dem Ausführungsbeispiel umfasst einen Einlaufzylinder 15 der mit dem Kanal 5 verbunden ist. Der mit den Partikeln beladene Luftstrom gelangt tangential in den Einlaufzylinder 15 und wird in eine Drehgeschwindigkeit versetzt, wobei die Partikel aufgrund der Fliehkräfte an die Innenwand des Einlaufzylinders 15 geschleudert werden und von dort in einen sich an den Einlaufzylinder 15 anschließenden kegelförmigen Partikelbehälter 16 rieseln. An den Innenwänden des Einlaufzylinders 15 können weiterhin Leitbleche vorgesehen sein, über die eine Führung der Partikel entlang der Innenwand des Einlaufzylinders 15 erfolgt. Zum Ableiten des partikelfreien Luftstroms ist in dem Einlaufzylinder 15 ein Tauchrohr 17 angeordnet, das zur Umgebung öffnet.The 3 shows in a side view only on the caliper 4 mounted device 2 with the cyclone structure 6 , The cyclone structure 6 according to the embodiment comprises an inlet cylinder 15 the one with the channel 5 connected is. The laden with the particles airflow passes tangentially into the inlet cylinder 15 and is set in a rotational speed, wherein the particles due to the centrifugal forces on the inner wall of the inlet cylinder 15 be hurled and from there into a to the inlet cylinder 15 adjoining conical particle container 16 trickle. On the inner walls of the inlet cylinder 15 baffles may continue to be provided, via which a guide of the particles along the inner wall of the inlet cylinder 15 he follows. For deriving the particle-free air flow is in the inlet cylinder 15 a dip tube 17 arranged, which opens to the environment.

Die 4 und 5 zeigen in einer isometrischen Darstellung und einer Seitenansicht ein Lufteinlasssystem 20 eines Kraftfahrzeugs 21. Die Luft wird über einen Luftförderkanal 22, der im Frontbereich des Kraftfahrzeugs 21 angeordnet ist gezielt zu Kühlungszwecken zu der Scheibenbremse 2 geleitet, wie es durch die Pfeile dargestellt ist. Wie bereits erläutert, sind die Lufteinlässe 8 der Vorrichtung 2 dergestalt zu dem Lufteinlasssystem 20 angeordnet, dass diese Luft auch dazu verwendet werden kann, den für den Betrieb der Zyklonstruktur 6 erforderliche Luftstrom zu erzeugen.The 4 and 5 show in an isometric view and a side view of an air intake system 20 of a motor vehicle 21 , The air is transmitted through an air conveyor 22 in the front of the vehicle 21 is arranged specifically for cooling purposes to the disc brake 2 directed, as shown by the arrows. As already explained, the air inlets 8th the device 2 such as to the air intake system 20 arranged that this air can also be used for the operation of the cyclone structure 6 required air flow to produce.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

1.1.: Scheibenbremsedisc brake
2.Second: Vorrichtung zur Aufnahme von BremsstaubpartikelnDevice for holding brake dust particles
3.Third: Bremsscheibebrake disc
4.4th: Bremssattelcaliper
5.5th: Kanalchannel
6.6th: Partikelsammelkammer mit ZyklonstrukturParticulate collecting chamber with cyclone structure
8.8th.: Lufteinlässeair intakes
10.10th: Bremsbelagbrake lining
11.11th: Reibflächefriction surface
12.12th: SchraubbefestigungScrew
13.13th: Partikelkanäleparticle channels
15.15th: Einlaufzylinderinlet cylinder
16.16th: Partikelbehälterparticle container
17.17th: Tauchrohrdip tube
20.20th: Luftsystemair system
21.21st: Kraftfahrzeugmotor vehicle
22.22nd: LuftförderkanalAir conveying duct

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 19846887 A1 [0005]
US 8926738 B2 [0006]
US 6592642 B2 [0007]
JP 11311272 A2 [0008]
US8025132 [0008]
DE 4240873 A1 [0009]
EP 1942287A1 [0010]
US 8701844 B2 [0011, 0012]

Claims

Device (2) for receiving brake dust particles which arise during a braking operation of a motor vehicle (21) on the friction surface (11) between a brake disc (3) and at least one brake pad (10) of a disc brake (2), with one in the region of the disc brake (2) arranged particle collecting chamber (6) and a channel (5) for transporting the particles from the friction surface (11) to the particle collecting chamber (6) by means of an air flow, wherein the particle collecting chamber (6) is formed so that therein a separation of the particles from the air flow, characterized in that the particle collecting chamber (6) for separating the particles from the air flow has a cyclone structure (6).

Device after Claim 1 , characterized in that the channel (5) has at least one air inlet (8) arranged in the channel (5) such that the outer part of the air inlet (8) in the direction of travel (F) of the motor vehicle (21) and the inner part facing the cyclone structure (6).

Device after Claim 1 or 2 , characterized in that in the channel (5) arranged air inlet (8) is formed so that it acts as an aspirator, by means of which the particles from a friction surface (11) are sucked into the cyclone structure (6).

Device after Claim 3 , characterized in that the aspiration effect of the air inlet (8) is based on the venturi effect.

Device after Claim 3 or 4 , characterized in that the air inlet (8) has a tapered towards the channel interior diameter.

Device according to one of the preceding claims, characterized in that in the brake pad (10) at least one particle channel (13) is provided for transporting the particles from the friction surface (11) through the brake pad (10) to the channel (5).

Device according to one of the preceding claims, characterized in that around the brake lining (10) a sealing lip is arranged such that it rests against the brake disc (3).

Device according to one of the preceding claims, characterized in that the channel (5) is fixed to the caliper (4).

Device according to one of the preceding claims, characterized in that the channel (5) via screws (12) and / or bolts to the caliper (4) is attached.

Motor vehicle (21) with at least one disc brake (1), characterized in that in the region of the disc brake (1) a device (2) according to one of the preceding claims is arranged and in front of the disc brake (1) an air inlet system (20) is arranged, via which an air flow to the air inlets (8) of the channel (5) is conveyed.