Bremsstaubpartikelfilter, Scheibenbremsenanordnung, Verwendung eines Filters und Verfahren zum Filtern von bremsstaubbeladener Luft

Technisches Gebiet

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Bremsstaubpartikelfilter, welcher zum Rückhalten von Partikeln, die bei einem Bremsvorgang durch Abrieb an einer Bremsscheibe und/o der Bremsbelägen entstehen, geeignet ist. Ferner wird eine Bremsscheibenanordnung, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, mit einem Bremsstaubpartikelfilter vorgeschlagen. Weiter wird die Verwendung von Filtermitteln zur Verringerung von Bremsstaubemissio nen an Scheibenbremsen, sowie Verfahren zum Filtern von Bremsstaubpartikeln vorge schlagen.

Stand der Technik

Scheibenbremsen mit einem den Abrieb von Bremsbacken und Bremsscheiben aufneh menden Filter in einem die Bremsscheibe umgreifenden Gehäuse sind aus der CH 675899 bekannt. Dort ist in ein mehrschichtiges Filtermedium, welches der außenbelüf teten Bremsscheibe zugewandt ist, eine Einlage mit Leitelementen zum Abführen des Abriebs in das Innere des Filtermediums eingebettet.

Die US 2010/0096226 beschreibt einen Filter für außenbelüftete Scheibenbremsen, bei dem seitlich der Bremsscheibe jeweils eine Verkleidung angebracht ist. Aus einem Spalt zwischen der Bremsscheibe und einer gegenüberliegenden nahen Seitenwand der Ver kleidung wird mit Bremsstaub kontaminierte Luft durch ein in der Verkleidung parallel zur Bremsscheibe verlaufendes Filtermaterial gesogen.

Gattungsgemäße Bremsstaubpartikelfilter mit ringsegmentförmigen Filtergehäusen und nach innen ragenden Zungen zur Stützung des eingesetzten Filtermediums sind ferner aus der WO 2019/048374 bekannt.

Offenbarung der Erfindung

Es ist eine Aufgabe der Erfindung, verbesserte Maßnahmen zur Reduktion von Brems staubemissionen an Scheibenbremsenanordnungen zur Verfügung zu stellen. Es wird daher ein Bremsstaubpartikelfilter für eine Scheibenbremsenanordnung mit einer Bremsscheibe und einem Bremssattel vorgeschlagen. Der Bremsstaubpartikelfilter um fasst ein Filtergehäuse mit einer ersten Seitenwand und einer zweiten gegenüberliegen den Seitenwand, welche mithilfe einer Umfangswand und einer Stirnwand miteinander gekoppelt sind. Es erstreckt sich ein Innenraum des Filtergehäuses von einer dem Bremssattel zugewandten, insbesondere offenen, Seite des Filtergehäuses entlang der Seitenwände und der Umfangswand zu der Stirnwand. Das Filtergehäuse umfasst in Aus führungsformen im Innenraum mindestens eine Zwischenwand mit mehreren luftdurch lässigen Durchgängen zum Ausbilden einer Kammer, welche von der Zwischenwand, einer der Seitenwände und der Umfangswand, insbesondere von einem Randabschnitt der Umfangwand, begrenzt wird.

Das bei dem Bremsstaubpartikelfilter eingesetzte Filtergehäuse kann in Ausführungsfor men ein ringsegmentförmiges, beispielsweise bananenförmiges oder helmförmiges Fil tergehäuse sein. Der Innenraum des Filtergehäuses ist dabei der Bremsscheibe zuge wandt.

Durch die Zwischenwand, welche beispielsweise abschnittsweise parallel zu einer der Seitenwände verläuft, wird eine Kammer gebildet, in der mit Bremsstaubpartikel beladene Luft einströmen und abbremsen kann. Dadurch wird ermöglicht, dass sich die Brems staubpartikel in dem Filtergehäuseinneren, insbesondere in der Kammer, ablagern und nicht in die Umwelt gelangen. Es ist denkbar, ein Filtermedium im Filtergehäuse vorzu sehen, welches aus einem Material gefertigt ist, das den verhältnismäßig hohen Tempe raturen bei einem Scheibenbremsvorgang widerstehen kann. Das Filtermedium ist ge eignet Bremsstaubpartikel zu binden oder rückzuhalten.

Die Kammer bildet bevorzugt einen Kanal innerhalb des Innenraums des Filtergehäuses aus, der insbesondere eine ungehinderte Durchströmung ermöglicht. Dies bedeutet ins besondere, dass die Kammer volumenmäßig nicht mit Filtermedium gefüllt ist, um keinen zusätzlichen Druckverlust für die Durchströmung zu erzeugen. Eine zumindest partielle Auskleidung der Kammer mit Filtermedium ist dagegen explizit möglich.

In Ausführungsformen umfasst das Filtermedium ein flächiges Material mit Metallfasern, Glaskeramik und/oder temperaturbeständigen Kunststoffen. Vorzugsweise ist das einge setzte Filtermaterial bei typischen Betriebstemperaturen von Scheibenbremsanordnun gen, beispielsweise zwischen -20°C und 700°C, beständig. Bekannt sind Metallfaserv liese, die als Filtermaterial eingesetzt werden können. Untersuchungen der Anmelderin haben ergeben, dass Filtermaterialien, die in Filteranordnungen für Kurbelwellengehäu seentlüftungen eingesetzt werden, als Filtermaterial in Bremsstaubpartikelfiltern geeignet sind.

Der vorgeschlagene Bremsstaubpartikelfilter ist für beliebige Anwendungen bei Schei benbremsen geeignet. Dabei kann der Bremsstaubpartikelfilter für stationäre oder mobile Anwendungen verwendet werden. Als mobile Anwendungen kommen beispielsweise Kraftfahrzeuge, wie Pkw, Lkw, Busse, Schienenfahrzeuge oder dergleichen, in Frage. Stationär können Wellenbremsen, wie sie in Wind- oder Wasserkraftanlagen eingesetzt werden, mit entsprechenden Bremsstaubpartikelfiltern ausgestattet werden.

In Ausführungsformen des Bremsstaubpartikelfilters ist das Filtergehäuse eingerichtet, die Bremsscheibe zwischen den Seitenwänden über einen Ringsegmentabschnitt zu um schließen. Im Montagezustand des Bremsstaubpartikelfilters verläuft insbesondere eine Reibfläche der Bremsscheibe zwischen den Seitenwänden bzw. zwischen einer Seiten wand und der die Kammer abgrenzenden Zwischenwand. Man kann sagen, dass die Seitenwände und die Zwischenwand im Wesentlichen parallel zueinander verlaufen.

Der sich ergebende Ringsegmentabschnitt kann beispielsweise einen Winkelbereich von 90° oder mehr umfassen. In Ausführungsformen ergibt sich ein Ringsegmentwinkel von 40° bis 270°. Um den Bauraum, insbesondere bei einer Kfz-Bremsanordnung günstig auszunutzen, haben sich Ringsegmentwinkel zwischen 45° und 180° als geeignet erwie sen. Geeignete Ausführungsformen umfassen insbesondere einen Winkelbereich von 70° bis 130°, bevorzugt 80° bis 120°.

In Ausführungsformen hat das Filtergehäuse an der dem Bremssattel zugewandten Seite eine offene Seite mit einer umlaufenden Gehäusekante, die eine Kontur bildet. Beispiels weise ist die Zwischenwand von dieser bremssattelseitig offenen Seite des Filtergehäu ses beabstandet angeordnet. Eine Kante der Zwischenwand, welche der bremssattelsei tigen Öffnung zugewandt ist, kann insofern in Umfangsrichtung zum Innenraum des Fil tergehäuses versetzt angeordnet sein.

In Ausführungsformen verläuft die Zwischenwand insofern nicht entlang der vollständigen Erstreckung von der dem Bremssattel zugewandten Seite und der Stirnwand. Dadurch, dass die Zwischenwand nicht direkt an der Öffnung zum Bremssattel beginnt, kann eine bessere Durchmischung und Durchströmung des Filtergehäuses erzielt werden.

In Ausführungsformen verläuft die Zwischenwand parallel zu einer der Seitenwände. Die Querschnittsfläche der Kammer kann sich entlang der Erstreckung des Filtergehäu ses von der Bremssattelseite zur Stirnwand verändern, insbesondere verjüngen. Durch eine Anpassung dieser Querschnittsfläche der Kammer können günstige Strömungs- und Abscheideverhältnisse geschaffen werden.

In Ausführungsformen des Bremsstoffpartikelfilters sind die Durchgänge in der Art von Durchtrittsöffnungen in der Zwischenwand zwischen einer der bremssattelseitigen offe nen Seite zugewandten Kante der Zwischenwand und der Stirnwand ausgeführt.

In Ausführungsformen sind zwei oder drei Durchtrittsöffnungen in der Zwischenwand vor gesehen. Die Durchtrittsöffnungen verlaufen beispielsweise über die gesamte Höhe des Filtergehäuses, wobei eine Höhe als Abstand zwischen der Umfangswand und den je weiligen distalen Kanten der Seitenwände gemessen wird.

In Ausführungsformen bilden die Umfangswand und die beiden Seitenwände ein in etwa U-förmiges Profil aus. Die Durchtrittsöffnungen haben vorzugsweise einen ringseg mentförmigen Querschnitt, der so orientiert ist, wie das seitliche Profil der äußeren Sei tenwand des Filtergehäuses.

In Ausführungsformen sind an den Durchgängen Leitelemente zum Umlenken von Luft in die Kammer angeordnet. Die Leitelemente können dabei beispielsweise an den Rän dern der Durchtrittsöffnungen durch abgewinkelte Leitflügel gebildet werden. In Ausfüh rungsformen haben die Durchtrittsöffnungen vier begrenzende Seiten, von denen nur eine mit einem Leitelement ausgestattet ist.

In Ausführungsformen ist ein Leitelement in Richtung zur bremssattelseitigen Öffnung des Filtergehäuses gerichtet, um eine Einströmung in die Kammer zu erleichtern.

Das Filtergehäuse kann in Ausführungsformen der Umfangswand gegenüberliegende Umfangswandabschnitte zum Ausbilden eines Aufnahmeschlitzes für die Bremsscheibe aufweisen. Die Umfangswandabschnitte stehen beispielsweise von den beiden Seiten wänden axial nach innen ab. Die Umfangswandabschnitte haben dabei zum Beispiel im Wesentlichen eine Kreisbogenform und liegen der äußeren Umfangswand gegenüber.

Bei der radial äußeren Umfangswand kann man auch von einer Mantelfläche eines ring segmentförmigen Filtergehäuses sprechen. Der Schlitz ist vorzugsweise so dimensio niert, dass die Bremsscheibe mit ihrer Außenkante in Richtung zur Innenseite der Um fangswand eingeführt werden kann bzw. das Filtergehäuse über die Bremsscheibe ge schoben werden kann. In Ausführungsformen des Bremsstaubpartikelfilters ist in dem Filtergehäuse, insbeson dere in der Kammer, ein Filtermaterial zur Aufnahme von Bremsstaubpartikeln aus Luft angeordnet. Wie bereits erwähnt, kann das Filtermaterial ein Metallvliesmaterial umfas sen, welches insbesondere flächig und flexibel formbar ist. Denkbar sind auch selbsttra gende, beispielsweise gesinterte, Vliesmaterialien aus einem temperaturbeständigen Fa sermaterial.

In Ausführungsformen ist das Filtermaterial als ein flächiges Filtermedium zumindest teil weise im Innenraum des Filtergehäuses angebracht. Ein solches flächiges Filtermedium wird z. B. an der Umfangswand, einer oder beider Seitenwände, der Zwischenwand, ei nem Umfangswandabschnitt und/oder der Stirnwand angebracht. Wenn der Innenraum mit einem solchen flächigen Filtermedium möglichst vollständig ausgekleidet ist, können die Bremsstaubpartikel von dem Filtermedium effizient adsorbiert werden. Es ist auch denkbar, dass Öffnungen im Filtergehäuse durch das Filtermedium zum Außenraum hin abgedeckt sind.

In Ausführungsformen des Bremsstaubpartikelfilters sind die Durchgänge in der Zwi schenwand frei von Filtermaterial. Es kann günstig sein, die Durchgänge offen zu lassen, so dass der mit Bremsstaubpartikeln beladene Luftstrom ungehindert in die Kammer ein- dringen kann und erst dort nach einem Abbremsen des Luftstroms vom Filtermaterial zurückgehalten wird.

Die Durchgänge sind vorzugsweise so angeordnet, dass sich ein Weg des mit Staubpar tikeln beladenen Luftstroms möglichst verlängert. Dadurch kann ein beim Beströmen ver längerter Kontakt der schmutzigen Luft mit dem Filtermaterial erreicht werden.

In Ausführungsformen umfasst die Stirnwand wenigstens eine Ausströmöffnung für ge reinigte Luft. Ausgehend von der dem Bremssattel zugewandten Seite des Filtergehäu ses liegt die Stirnwand distal vor. Mit an einer möglichst distalen Position von Aus strömöffnungen ergibt sich ein langer Strömungsweg für die zu reinigende Luft. Denkbar sind ferner Ausströmöffnungen für gereinigte Luft an einer der Seitenwände und/oder der äußeren Umfangswand. Denkbar ist auch eine Strömungsumleitung durch Leitelemente im Inneren des Filtergehäuses, um den Strömungsweg zu verlängern.

In Ausführungsformen des Bremsstaubpartikelfilters sind die Seitenwände geschlossen, insbesondere luftdicht, und eine oder mehrere Ausströmöffnungen sind lediglich an der Stirnwand vorgesehen. Andere Ausführungsformen sehen vor, dass die Seitenwände luftdicht ausgeführt sind und lediglich eine oder mehrere Ausströmöffnungen an der Um fangswand im Bereich der Stirnwand vorgesehen sind. Denkbar sind ferner Ausführungs formen, in denen an den Seitenwänden Ausströmöffnungen vorgesehen sind, durch die die Luft aus der Kammer gereinigt in die Umgebung austreten kann.

In Ausführungsformen schließt die Zwischenwand direkt an die Stirnwand an, insbeson dere ohne, dass zwischen dem Ende der Zwischenwand und der Stirnwand eine Öffnung oder ein axial durchströmbares Fenster vorliegt.

Es wird ferner eine Scheibenbremsenanordnung mit einer Bremsscheibe, einem Brems sattel und einem Bremsstaubpartikelfilter, wie zuvor oder im Folgenden beschrieben, vor geschlagen. Das Filtergehäuse überdeckt dabei eine wenigstens abschnittsweise eine Reibfläche der Bremsscheibe in radialer Richtung entlang der Umfangsrichtung. Die Bremsscheibenanordnung kann ferner einen oder mehrere an dem Bremssattel ange ordnete Bremsbeläge aufweisen.

Beim Bremsvorgang entstehen Bremsstaubpartikel im Wesentlichen an der Reibfläche und an den auf diese einwirkenden Bremsbeläge. Daher ist der Bremsstaubpartikelfilter mit seinem Filtergehäuse an der offenen Seite möglichst nahe an den Bremssattel ange ordnet. Es ergibt sich beispielsweise eine Montagesituation, in der die Umfangwand einer Bremsscheibenkante gegenüber verläuft.

In Ausführungsformen ist die Scheibenbremsenanordnung mit einer innenbelüfteten Bremsscheibe ausgeführt. Eine innenbelüftete Bremsscheibe weist eine Bremsscheiben kante mit radialen Ausströmöffnungen auf. Im Inneren der Bremsscheibe verlaufen Luft kanäle zur Kühlung der Bremsscheibe, so dass die erhitzte kühlende Luft an den Aus strömöffnungen im Wesentlichen radial austritt. Es kann von Vorteil sein, die Umfangs wand gegenüber der Bremsscheibenkante (bei außenbelüfteten Bremsscheiben) oder gegenüber den radialen Ausströmöffnungen luftdicht auszuführen.

In Ausführungsformen der Scheibenbremsenanordnung ist insbesondere eine der Sei tenwände, beide Seitenwände und/oder die Umfangswand luftdicht ausgeführt. In Vari anten sind außenseitige Ausströmöffnungen an einer Seitenwand, Stirnseitenwand und/oder der Umfangswand vorgesehen.

Insbesondere bei innenbelüfteten Bremsscheiben ergibt sich aufgrund der in das Filter gehäuse radial eingetragenen Luftströmung eine günstige Druckverteilung durch die mit den Durchgängen versehene Zwischenwand. In Ausführungsformen der Scheibenbremsenanordnung hat die dem Bremssattel zuge wandte Seite des Filtergehäuses eine Gehäusekante mit einer an die Form des Brems sattels angepassten Anschlusskontur. Dadurch kann insbesondere eine Verringerung ei nes Spaltmaßes zwischen der Gehäusekante und dem Bremssattel erzielt werden. Durch die Verringerung des Spalts kann im Bereich des Übergangs von dem Bremssattel zum Bremsstaubpartikelfilter der Austritt von Bremsstaubpartikeln vermindert werden.

Es wird ferner die Verwendung eines Bremsstaubpartikelfilters, wie zuvor und im Folgen den beschrieben, zum Filtern von mit Bremsstaubpartikeln beladener Luft in oder an einer Scheibenbremsenanordnung vorgeschlagen. Die Verwendung des Bremsstaubpartikel filters ist insbesondere für Kraftfahrzeuge im Stadtverkehr geeignet. Es kommen sowohl Scheibenbremsenanordnungen in elektrisch oder hybridbetriebenen Fahrzeugen, wie auch in Fahrzeugen mit Verbrennungsmotor in Frage. Ebenso können Bremsstaubparti kelfilter in oder an Scheibenbremsenanordnungen von Schienenfahrzeugen, wie Zügen oder Straßenbahnen, Verwendung finden.

Schließlich wird ein Verfahren zum Filtern von mit Bremsstaubpartikeln beladener Luft in oder an einer Scheibenbremsenanordnung vorgeschlagen. Bei einer Scheibenbrem senanordnung ist die Bremsscheibe in einer Drehrichtung drehbar und wird von einem Bremssattel an ihrer Reibfläche beidseitig umgriffen. Es ist ferner mindestens ein Brems belang vorhanden.

Bei dem Verfahren werden, insbesondere mithilfe eines Bremsstaubpartikelfilters, wie zuvor und im Folgenden beschrieben, Bremsstaubpartikel aus Luft gefiltert. Es werden die folgenden Schritte durchgeführt:

In einem in der Drehrichtung dem Bremssattel nachgelagerten Filtergehäuse, wel ches die Bremsscheibe randseitig und umfangsseitig umgreift, wird ein Bremsstaubparti kelstrom zunächst in Umfangsrichtung entlang der Reibfläche der Bremsscheibe geführt; es erfolgt ein Umlenken des Bremsstaubpartikelstroms in eine seitliche, axial au ßen liegende Kammer im Innenraum des Filtergehäuses. Dabei wird die Kammer mithilfe einer Zwischenwand in dem Filtergehäuse abgegrenzt.

Ferner erfolgt ein Abbremsen des Luftbremsstaubpartikelstroms in der Kammer zum Abscheiden der Bremsstaubpartikel.

In einer Variante des Verfahrens erfolgt ferner ein Auslassen der gefilterten Luft aus der Kammer durch eine Öffnung in einer Stirnwand, welche die Kammer in der Drehrichtung begrenzt. Denkbar ist alternativ oder zusätzlich auch ein Auslassen der gefilterten Luft aus der Kammer durch eine Öffnung in der jeweiligen Seitenwand oder Umfangswand in die Umgebung.

Bei dem Verfahren zum Filtern von Bremsstaubpartikeln wird durch ein Umlenken des Luftbremsstaubpartikelstroms innerhalb eines Filtergehäuses der Luftstrom an den inne ren Wänden des Filtergehäuses, die beispielsweise mit einem Filtermaterial belegt sein können, geführt und verlangsamt. Dadurch erhöht sich die Kontaktzeit zwischen den Staubpartikeln und dem Filtermedium oder den Gehäuseinnenseiten.

Weiterhin betrifft die Erfindung ein Fahrzeug mit einer vorgeschlagenen Scheibenbrem senanordnung.

Die für den Bremsstaubpartikelfilter beschriebenen Merkmale gelten für die Scheiben bremsenanordnung sowie das Fahrzeug entsprechend. Merkmale bezüglich der Verwen dung des Bremsstaubpartikelfilters oder des Verfahrens zum Filtern von mit Bremsstaub partikeln beladener Luft sind insbesondere funktionell auf die Eigenschaften des Bremsstaubpartikelfilters übertragbar.

Weitere mögliche Implementierungen der Erfindung umfassen auch nicht explizit ge nannte Kombinationen von zuvor oder im Folgenden bezüglich der Ausführungsbei spiele beschriebenen Merkmale oder Verfahrensschritte. Dabei wird der Fachmann auch Einzelaspekte als Verbesserungen oder Ergänzungen zu der jeweiligen Grundform der Erfindung hinzufügen.

Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche sowie der im Folgenden beschriebenen Ausführungsbeispiele der Erfindung. Im Weiteren wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beigelegten Fi guren näher erläutert.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Es zeigt dabei:

Fig. 1 : eine perspektivische Ansicht einer Ausführungsform einer Scheibenbremsena nordnung;

Fig. 2: eine seitliche Draufsicht der Scheibenbremsenanordnung gemäß Fig. 1 ;

Fig. 3: eine Schnittansicht der Scheibenbremsenanordnung gemäß der Fig. 1 ; Fig. 4: eine weitere Schnittansicht der Scheibenbremsenanordnung gemäß der Fig. 1 ;

Fig. 5: eine seitliche Draufsicht einer Ausführungsform eines Filtergehäuses eines Bremsstaubpartikelfilters für eine Scheibenbremsenanordnung gemäß der Fig. 1 - 4;

Fig. 6: eine perspektivische Ansicht des Filtergehäuses gemäß Fig. 5;

Fig. 7: eine Frontalansicht einer Ausführungsform eines Bremsstaubpartikelfilters für eine Scheibenbremsenanordnung;

Fig. 8: eine Schnittansicht des Bremsstaubpartikelfilters gemäß Fig. 7;

Fig. 9: eine perspektivische Ansicht des Bremsstaubpartikelfilters gemäß Fig. 7;

Fig. 10: eine weitere perspektivische Ansicht des Bremsstaubpartikelfilters gemäß Fig. 7; und

Fig. 11 : eine schematische Darstellung von möglichen Durchströmungen in weiteren Ausführungsformen eines Bremsstaubpartikelfilters für eine Scheibenbrem senanordnung.

In den Figuren sind gleiche oder funktionsgleiche Elemente, sofern nichts anderes ange geben ist, mit denselben Bezugszeichen versehen worden.

Ausführungsform(en) der Erfindung

In den Fig. 1 , 2, 3 und 4 sind verschiedene Ansichten einer Ausführungsform einer Scheibenbremsenanordnung, beispielsweise für ein Kraftfahrzeug, dargestellt. Dabei ist in der Fig. 1 eine perspektivische Ansicht der Scheibenbremsenanordnung 100, in der Fig. 2 eine seitlich eine Ansicht und in den Fig. 3 und 4 Schnittansichten parallel zur Drehachse A gezeigt.

Die Scheibenbremsenanordnung 100 umfasst eine Bremsscheibe 2, die in der dargestellten Ausführungsform mit einer Innenbelüftung ausgestattet ist. Die Bremsscheibe 2 hat einen radial innen liegenden Befestigungsteller 2E, der Befestigungsöffnungen 2F aufweist. In den Figuren ist jeweils nur eine Öffnung 2F mit Bezugszeichen versehen. Über dem Befestigungsteller 2E und die Befestigungsöffnungen 2F wird die Bremsscheibe 2 mithilfe geeigneter Befestigungsmittel, wie beispielsweise Radschrauben, an die Radaufhängung befestigt, so dass eine verdrehsichere Kopplung mit dem hier nicht dargestellten Fahrzeugrad bzw. den Felgen entsteht. An der umlaufenden Bremsscheibenkante 2D (vgl. Fig. 3) erkennt man radial nach außen gerichtete Ausströmöffnungen 2C. Aus den Ausströmöffnungen 2C strömt beim Betrieb der Bremse, die in Drehrichtung R rotiert, Luft zur Kühlung der Bremsscheiben 2. Zur Vereinfachung wird im Folgenden ein Bremsvorgang bei einer Vorwärtsfahrt betrachtet. Grundsätzlich lässt sich die Drehrichtung jedoch auch umkehren.

In den Figuren ist eine Vorwärtsdrehrichtung R entgegen dem Uhrzeigersinn angedeutet. Diese wird im Weiteren als Vorwärtsdrehrichtung R bezeichnet. Die Drehachse A erkennt man in den Fig. 2, 3 und 4. Durch die Orientierung der Bremsscheibe 2 ergibt sich eine axiale Erstreckungsrichtung AX (vgl. Fig. 1 , 3 und 4), eine radiale Erstreckungsrichtung RX (vgl. Fig. 3) und eine umfängliche Erstreckungsrichtung CX (vgl. Fig. 2).

In der Fig. 2 ist im Wesentlichen eine Einbausituation der Bremsscheibe 2 und einen die Bremsschreibe 2 umgreifenden Bremssattel 4 angedeutet. Der Bremssattel 4 ist an einen Bremssattelhalter 3 gekoppelt, der ebenfalls die Bremsscheibe 2 umgreift. An dem Bremssattel 4 sind beidseitig der Bremsscheibe 2 Bremsbeläge 5 angeordnet, die mit Hilfe einer Bremshydraulik 8 (vgl. Fig. 3 und 4) beim Bremsvorgang auf die Reibflächen 2A, 2B gedrückt werden.

Der Bremssattelhalter 3 sowie der Bremssattel 4werden über eine schwimmende Lagerung 9 von einem Bremssattelträger 6 gehalten. Durch eine schwimmende Lagerung 9 erfolgt eine automatische Zentrierung des Bremssattels 4 mit den Bremsbelägen 5 bezogen auf die Bremsscheibe 2, die zwischen den Greifarmen des Bremssattels 4 bzw. den beiden Bremsbelägen 5 liegt. In der dargestellten Ausführungsform ist der Bremssattel 4 in Vorwärtsrichtung F vor der Drehachse A angeordnet. Es sind auch Varianten denkbar, in denen der Bremssattel 4 hinter der Achse A vorgesehen ist.

Da beim Bremsvorgang die Bremsbeläge 5 auf die Reibflächen 2A, 2B der Bremsscheibe 2 drücken, entsteht ein Abrieb an den Bremsbelägen 5 und grundsätzlich auch an der Bremsscheibe 2. Ein Teil dieser Bremsstaubpartikel werden durch die Rotation R der Bremsscheibe in Umfangsrichtung CX mitgerissen. Daher ist zum Auffangen dieses Bremsstaubs oder der Bremsstaubpartikel ein Bremsstaubpartikelfilter 1 in Drehrichtung R nach dem Bremssattel 4 vorgesehen. Detaillierte Seitenansichten und perspektivische Darstellungen des Filtergehäuses 10 des Bremsstaubpartikelfilters 1 sind in den Fig. 5 und 6 wiedergegeben.

Das Gehäuse 10 des Bremsstaubpartikelfilters 1 umgreift einen Bereich der Bremsscheibe 2 im Wesentlichen ringsegmentförmig. Dazu weist der Bremsstaubpartikelfilter 1 ein Gehäuse 10 auf. Das Gehäuse 10 hat zwei gegenüberliegende Seitenwände 11 A, 11 B, die über eine äußere Umfangswand 12 miteinander zu einem etwa U-förmigen Querschnitt verbunden sind. In der Orientierung der Fig. 1 , 3 und 4 ergibt sich eine äußere Seitenwand 11 A, die im Montagezustand vom Fahrzeug wegweist. Die gegenüberliegende Seitenwand 11 B (in der Orientierung der Fig. 3 und 4 rechtsseitig) wird als innere Seitenwand 11 B bezeichnet, da sie zum Fahrzeuginneren weist. Die Bremsscheibe 2 zwischen den beiden Seitenwänden 11 A, 11 B ist somit teilweise eingehaust.

In radialer Richtung gegenüber der Umfangswand 12 verlaufen innere Umfangswandabschnitte 13A, 13B. Der außen liegende, radial innen liegende und axial außen liegende Umfangswandabschnitt ist mit 13A bezeichnet. Der radial innen liegende und axial innen liegende Umfangswandabschnitt ist mit 13B bezeichnet.

Das Filtergehäuse 10 hat zum Bremssattel 4 hin eine Kante mit einer Anschlusskontur 14, so dass zwischen dem Bremssattel 4 und der Gehäusekante bzw. Anschlusskontur 14 ein Spalt 15 vorliegt. Die Gehäusekante 14 bildet eine bremssattelseitige Öffnung des Filtergehäuses 10. Das Filtergehäuse 10 erstreckt sich in Umfangsrichtung CX von der Anschlusskontur bzw. einer geöffneten Seite 14 des GehäuseslO hin bis zu einer Stirnwand 16. Die Stirnwand 16 verbindet die äußere Seitenwand 11 A, die äußere Umfangswand 12 und die innere Seitenwand 11 B miteinander. Zwischen den inneren Umfangswandabschnitten 13A, 13B liegt ein ringförmiger Schlitz 17 vor, in den die Bremsscheibe 2 mit ihrer Bremsscheibenkante 2D eingeführt werden kann. Die Gehäusewände 11 A, 11 B, 12, 13A, 13B, 16 umschließen einen Gehäuseinnenraum 20. In den Gehäuseinnenraum 20 dringt die Bremsscheibe 2 ein bzw. das Filtergehäuse 10 umschließt oder umfasst ein Ringsegment der Bremsscheibe 2. Das Filtergehäuse 10 oder Einbauten im Bremsstaubpartikelfilter 1 berühren die Bremsscheibe 2 nicht.

In der Fig. 5 sind mögliche Bemaßungen des Filtergehäuses 10 illustriert. Die Fig. 5 zeigt eine Seitenansicht von der Außenseite der Scheibenbremsenanordnung 100 in axialer Richtung. Man erkennt, dass die Seitenwände, insbesondere die in der Fig. 5 sichtbare äußere Seitenwand 11 A, eine Ringsegmentform hat. Das Filtergehäuse 10 wird von der Drehachse A gesehen radial innen durch die inneren Umfangswandabschnitte 13A, 13B (nicht gezeigt) begrenzt und radial außen durch die äußere Umfangswand 12. Dabei kann sich ein Innenradius RI durch den Abstand den inneren Umfangswandabschnitten 13A, 13B ergeben und ein äußerer Radius RO durch den Abstand der Umfangswand 12 von der Drehachse A. Die Differenz der Radien RO - RI kann als Höhe H des Filtergehäuses 10 bezeichnet werden. Die Länge des Filtergehäuses ergibt sich durch die Erstreckung entlang des Umfangs zwischen der dem Bremssattel 4 zugewandten offenen Seite 14 und der Stirnseite 16. Eine Breite W des Filtergehäuses 10 ergibt sich in seiner axialen Erstreckung durch den Abstand zwischen den beiden Seitenwänden 11 A, 11 B (vgl. Fig. 4 und 6).

Beim Betrieb der Scheibenbremsenanordnung 100 und des Bremsstaubpartikelfilters 11 wird durch die Rotation R der Bremsscheibe 2 ein Luftstrom in Umfangsrichtung CX durch das Filtergehäuse 10 entlang der Drehrichtung R der Bremsscheibe 2 erzeugt.

Im Inneren 20 des Filtergehäuses 10 können sich die Partikel entlang dem Strömungsweg im Filtergehäuse 10 durch Adhäsionskräfte an die Innenwände niederschlagen oder (hier nicht gezeigt) von geeigneten Filtermaterialien gebunden werden.

Das Filtergehäuse 10 bzw. der Bremsstaubpartikelfilter 1 ist mit einem geeigneten Befestigungsmittel, beispielsweise einer Schraube, an dem Bremssattelhalter 3 befestigt. Man erkennt in den Fig. 3 und 6 Befestigungsmittel 19.

Der Bauraum im Bereich der Scheibenbremsenanordnung 100 insbesondere bei einer gelenkten Vorderachse eines Fahrzeugs kann Einfluss auf die Gehäuseform des Bremsstaubpartikelfilters 1 haben. Beispielsweise hat das Filtergehäuse 10 axial innenseitig einen in Richtung zum Inneren 20 des Filtergehäuses 10 gezogenen Bereich 18 zwischen der Stirnseite 16 und der Anschlusskontur 14. Insofern ergibt sich entlang der Umfangsrichtung CX eine veränderliche Breite des Querschnitts des Filtergehäuses 10.

In den Fig. 7 bis 10 sind einige Aspekte des eingesetzten Filtergehäuses 10 für Ausführungsformen von Bremsstaubpartikelfiltern erläutert. Die im Weiteren dargestellten Filtergehäuse oder Bremsstaubpartikelfilter sind zum Einsatz in Scheibenbremsenanordnungen 100, wie zuvor beschrieben, vorgesehen. Die im Weiteren verwendeten Bezugszeichen entsprechen den zu den Fig. 1 bis 6 erläuterten Elementen der Scheibenbremsenanordnung und des Bremsstaubpartikelfilters, wobei auf die jeweiligen Bezugszeichen 100 addiert wurde. Beispielsweise entspricht die Stirnwand 116 des Filtergehäuses 101 aus Fig. 7 der Stirnwand 16, wie sie in den Fig. 1 bis 6 benannt ist. Insofern werden Scheibenbremsanordnungen gezeigt, die mit Bremsstaubpartikelfiltern 101 gemäß der folgenden Figuren ausgestattet sind.

Es hat sich durch Untersuchungen der Anmelderin gezeigt, dass mit Hilfe geeigneter Zwischenunterteilungen im Inneren des Filtergehäuses 101 eine für die Bremsstaubpartikelabscheidung günstige Strömungsführung und Druckverteilung erzielt werden kann. Ein Aspekt zur verbesserten Strömungsführung kann sich aus Ausströmöffnungen 115 in der äußeren Umfangswand 112 ergeben. Die in der Fig. 7 angedeuteten Ausströmöffnungen 115 sind schlitzförmig ausgeführt und erstrecken sich zwischen der äußeren Seitenwand 111 A und der inneren Seitenwand 111 B des Filtergehäuses 101. In der Darstellung der Fig. 7 ist eine Sicht von schräg oben auf die Stirnwand gezeigt. Außerdem zeigt die Fig. 7 eine Öffnung 119 in der Stirnwand 116. Die U-förmige Stirnwand 116 gibt den Schlitz 117 für die Bremsscheibe 2 frei.

Im axial äußeren Bereich ist eine stirnseitige Ausströmöffnung 119 vorgesehen. Die stirnseitige Ausströmöffnung 119 verbindet eine im Inneren des Filtergehäuses 101 vorliegende Kammer 120 mit der Umgebung. Man erkennt im Querschnitt der Fig. 8, bei der die Innenseite links und die Außenseite rechts angeordnet sind. Die innere Seitenwand 111 A ist zum Innenraum hin aufgrund des nach innen gezogenen Gehäusebereichsl 18 versetzt, und die gegenüberliegende äußere Seitenwand 111 A verläuft parallel dazu. In den dazwischen liegenden Schlitz 117 wird die Bremsscheibe 2 eingeführt (nicht gezeigt).

Zwischen den beiden Seitenwänden 111 A, 111 B ist eine Zwischenwand 121 vorgesehen, die zusammen mit der äußeren Seitenwand 111A eine Kammer 120 bildet. Die Kammer 120 verläuft, wie in den Fig. 9 und 10 sichtbar, entlang der Länge des Filtergehäuses 101 . Die im Wesentlichen parallel zu den beiden Seitenwänden 111 A, 111 B verlaufende Zwischenwand 121 erstreckt sich über die Höhe des Filtergehäuses 110. Man kann bei der Kammer von einem außenliegenden, durch die Zwischenwand 121 begrenzten Kanal 120 innerhalb des Innenraums 20 des Filtergehäuses 101 sprechen.

In den perspektivischen Darstellungen der Fig. 9 und 10 der Ausführungsform für einen Bremsstaubpartikelfilter 110 erkennt man, dass die Zwischenwand 121 mit zwei Durchgängen in der Art von Durchtrittsöffnungen 126, 127 versehen ist. In der Fig. 9 blickt man auf die dem Bremssattel 4 zugewandte Kante des Filtergehäuses 110 bzw. auf die Anschlusskontur 114. Die der Anschlusskontur 114 bzw. Öffnung des Filtergehäuses 110 zugewandte Kante 130 der Zwischenwand 121 ist in Umfangsrichtung von der Öffnung 114 beabstandet. Der Abstand ist in der Fig. 9 mit D bezeichnet. Insofern ist anströmseitig bzw. bremssattelseitig der Innenraum 20 des Filtergehäuses 110 zwischenwandfrei.

Im Verlauf von der Anschlusskontur 114 zur Stirnseite 116 hin geben die beiden Durchtrittsöffnungen 126 und 127 einen axialen Strömungsweg in die außen liegende Kammer 120 frei. Zur Unterstützung der Luftströmung sind Leitelemente 128, 129 an den Durchtrittsöffnungen 126, 127 vorgesehen, um die Luftströmung in die Kammer zu vereinfachen.

Ferner ist in den Fig. 8, 9 und 10 ein flächiges Filtermaterial (in Fig. 8 schraffiert) dargestellt. Die Innenseite der Umfangsseite 112 ist mit Filtermaterial 122 belegt. Die der Bremsscheibe 2 zugewandte Seite der Zwischenwand 121 ist mit Filtermaterial 124 versehen. Die Innenseiten der Kammer 120 sind ebenfalls mit Filtermaterial 123, 125 belegt.

Man erkennt im Querschnitt der Fig. 8, dass die Kammer 120 von einem Randabschnitt 130 der Umfangwand 112 der äußeren Seitenwand 111 A und der Zwischenwand 121 gebildet ist.

Beim Betrieb des Bremsstaubpartikelfilters 110 entsteht durch die Rotation der Bremsscheibe 2 (nicht gezeigt in den Fig. 9 und 10) eine Luftströmung, die mit Bremsstaubpartikeln beladen ist, und sich entlang der Umfangsrichtung von der Anschlusskonturseite 114 weg bewegt. Die beladene Luft kann sowohl durch die erste Durchtrittsöffnung 126 wie auch weiter verlangsamt durch die zweite Durchtrittsöffnung 128 in die Kammer 120 gelangen, wo sich die Bremsstaubpartikel an das Filtermedium anlagern können bzw. zurückgehalten werden.

Die gereinigte Luft tritt durch die stirnseitige Austrittsöffnung 119 aus dem Filtergehäuse 110 gereinigt aus. Die stirnseitige Ausströmöffnung 119 kann beispielsweise durch ein Filtermedium verschlossen sein. Durch die zusätzliche Kammer 120 oder den umfangsseitigen lateralen Kanal neben zu der inneren und äußeren Reibfläche 2A, 2B der Bremsscheibe 2 benachbarten Bereich kann eine verbesserte Strömung und damit verbesserte Abscheidung von Bremsstaubpartikeln erzielt werden. Durch die Kammer 120 wird ein Bereich innerhalb des Filtergehäuses 101 mit im Vergleich zur radial außen liegenden Bereich an der Umfangsseite 112 und im Bereich der rauen Oberfläche der Bremsscheibe 2 mit geringeren Strömungsgeschwindigkeiten geschaffen. Die Abscheideleistung des entsprechenden Bremsstaubpartikelfilters wird dadurch erhöht.

Schließlich zeigt die Fig. 11 eine schematische Darstellung von möglichen Durchströmungen in den vorgenannten und weiteren Ausführungsformen von Bremsstaubpartikelfiltern mit geeigneten Zwischenwänden. In der Fig. 11 sind im Wesentlichen dieselben Bezugszeichen verwendet worden wie in den Fig. 7 bis 10.

In der Fig. 11 sind gepunktete Pfeile dargestellt, die die Luftbremsstaubpartikelströmungen andeuten. Die vorgeschlagenen

Bremsstaubpartikelfilter 1 , 101 eignen sich insbesondere zur Durchführung eines Verfahrens zum Filtern von mit Bremsstaubpartikeln beladener Luft. Die Fig. 11 zeigt dabei eine radiale Projektion oder Abwicklung auf die Innenseite der Umfangsseite 112 eines Filtergehäuses.

Durch die Rotation R der Bremsscheibe 2 wird zunächst Luft mit Bremstaubpartikeln 131 entlang der Umfangsrichtung CX geführt. Im Eintrittsbereich (oben 114) liegt zunächst keine axiale Aufteilung des Innenraums 20 in eine Kammer 120 vor. Die Zwischenwandkante 130 ist von der offenen Seite 114 um den Abstand D versetzt.

Erst entlang der Strömungsrichtung zur Stirnseite 112 hin erfolgt eine axiale Umlenkung des Luftstroms nach außen. Dabei tritt der Luftbremsstaubpartikelstrom 131 in die Kammer 120 ein. In der Kammer 120 erfolgt nun ein Abbremsen des Luftbremsstaubpartikelstroms 131 , so dass die Bremsstaubpartikel dort abgeschieden werden können. Die gefilterte Luft kann durch geeignete Öffnungen (nicht gezeigt), die beispielsweise durch ein Filtermedium verdeckt sind, aus der Kammer 120 in die Umgebung geleitet werden.

Die beschriebenen Maßnahmen führen zur Reduktion von Bremsstaubemissionen an Scheibenbremsenanordnungen. Mit Hilfe des vorgeschlagenen Bremsstaubpartikelfilters wird einerseits eine gute Belüftung der jeweiligen Bremsscheibe durch die kompakte Bauart gewährleistet. Andererseits kann durch die günstige Strömungsführung mit Hilfe von Zwischenwänden und/oder Leitelementensoe sowie Ausströmöffnungen im Filtergehäuse ein effizienter Rückhalt von Bremsstaubpartikeln gewähleistet werden.

In Abwandlungen des Bremsstaubpartikelfilters kann auf die Zwischenwand verzichtet werden, die übrigen erläuterten Aspekte der Strömungsführung jedoch beibehalten werden. Es ist insbesodere denkbar, dass an den Außenwänden des Filtergehäuses Ausströmöffnungen und/oder Leitelemente, wie beschrieben vorgesehen sind. Verwendete Bezugszeichen:

1 Bremsstaubpartikelfilter

2 Bremsscheibe 2A, 2B Bremsscheibenreibfläche

2C Ausströmöffnung 2D Bremsscheibenkante 2E Befestigungsteller 2F Befestigungsöffnung 3 Bremssattelhalter

4 Bremssattel

5 Bremsbelag

6 Bremssattelträger 7 Bremsleitungsanschluss 8 Bremshydraulik

9 schwimmende Lagerung

10 Filtergehäuse

11 A (äußere) Seitenwand 11 B (innere) Seitenwand 12 (äußere) Umfangswand 13A (innerer außenliegende) Umfangswandabschnitt 13B (innerer innenliegende) Umfangswandabschnitt

14 Anschlusskontur

15 Spalt 16 Stirnwand

17 Schlitz

18 nach innen gezogener Gehäusebereich 19 Filterbefestigung

20 Gehäuseinnenraum 100 Scheibenbremsenanordnung 101 Filtergehäuse 110 Bremsstaubpartikelfilter

111 A (äußere) Seitenwand 111 B (innere) Seitenwand 112 (äußere) Umfangswand 113A (innerer außenliegende) Umfangswandabschnitt 113B (innerer innenliegende) Umfangswandabschnitt

114 Anschlusskontur

115 Ausströmöffnung

116 Stirnwand 117 Schlitz 118 nach innen gezogener Gehäusebereich

119 stirnseitige Ausströmöffnung

120 Kammer 121 Zwischenwand 122 Filtermaterial 123 Filtermaterial

124 Filtermaterial

125 Filtermaterial

126 Durchtrittsöffnung 127 Durchtrittsöffnung 128 Leitelement

129 Leitelement

130 Zwischenwandkante 131 Luft-Bremsstaubpartikelstrom

A Drehachse AX axiale Erstreckungsrichtung CX umfängliche Erstreckungsrichtung D Abstand F Vorwärtsfahrrichtung H Höhe R Vorwärtsdrehrichtung RI Innenradius RO Außenradius RX radiale Erstreckungsrichtung W Breite