CN112135983A - 用于减少精细粉尘的量的装置和摩擦制动器 - Google Patents

用于减少精细粉尘的量的装置和摩擦制动器 Download PDF

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Abstract

本发明描述一种摩擦制动器(110)。该摩擦制动器(110)包括制动盘(111)和制动钳(112)，该制动钳至少部分地包围制动盘(111)并且具有制动衬片。该制动盘(111)和制动衬片构成为，使得在制动盘(111)和制动衬片之间发生摩擦时基本上不排出可入肺的制动颗粒(212)，并且/或者从制动盘(111)和/或制动衬片基本上仅排出不可入肺的制动颗粒(212)。

Description

用于减少精细粉尘的量的装置和摩擦制动器
技术领域
本发明涉及一种用于减少由车辆的摩擦制动器排出的精细粉尘的量的装置。本发明还涉及一种具有减少的精细粉尘排放的摩擦制动器。
背景技术
车辆、特别是道路机动车辆典型地包括一个或多个摩擦制动器，利用所述摩擦制动器可以使车辆减速。摩擦制动器在此具有制动钳，该制动钳设置用于，将制动衬片压到制动盘上，从而通过制动衬片和制动盘之间产生的摩擦促使车辆减速。
在制动衬片和制动盘之间产生摩擦时典型地出现制动颗粒，所述制动颗粒可进入到摩擦制动器的周围空气中并且因此根据颗粒大小而会促进车辆的精细粉尘排放。
发明内容
本发明涉及如下技术任务，即，以高效和可靠的方式减少由车辆摩擦制动器引起的精细粉尘排放。
该任务通过独立权利要求得以解决。有利的实施方式此外在从属权利要求中描述。要指出，从属于独立权利要求的权利要求的附加的特征没有独立权利要求的特征或只结合独立权利要求的特征中的一部分可以形成单独的并且独立于独立权利要求的全部特征的组合的发明，其可以成为独立权利要求、分案申请或在后申请的主题。这以相同的方式适用于在说明书中所述的技术教导，其可以形成独立于独立权利要求的特征的发明。
根据一方面描述一种装置，特别是一种用于摩擦制动器的过滤器装置。该装置包括收集容器(例如过滤腔或在过滤器下游的收集容器)。该收集容器设置用于容纳和/或收集在摩擦制动器运行时产生的制动颗粒。
该装置设置用于，从来自摩擦制动器的空气流中过滤制动颗粒，并将制动颗粒收集在收集容器中。换言之，可以将在制动时产生的制动颗粒收集在收集容器中。在此，可以将特别是可入肺的制动颗粒收集在收集容器中。
该装置设置用于，处理在收集容器中收集的制动颗粒，使得收集的制动颗粒中的可入肺的制动颗粒的量或份额减少。特别是可以对收集的制动颗粒进行后处理，以便使可入肺的制动颗粒不可入肺。因此，可以以可靠的方法减少摩擦制动器的精细粉尘排放。
该装置可以设置用于，将收集的制动颗粒与液体和/或与结合剂混合，以便减少可入肺的制动颗粒的量并且/或者以便使可入肺的制动颗粒不可入肺。
备选地或补充地，该装置可以设置用于，对收集的制动颗粒施加压力或进行挤压，以便减少可入肺的制动颗粒的量并且/或者以便使可入肺的制动颗粒不可入肺。特别是可以将收集的制动颗粒至少部分地压缩成块或团。因此可以以特别高效和可靠的方式减少摩擦制动器的精细粉尘排放。
此外，描述一种摩擦制动器，该摩擦制动器包括在本发明中描述的用于减少精细粉尘的装置。
根据另一方面描述一种摩擦制动器，其中，该摩擦制动器包括制动盘和制动钳，该制动钳至少部分地包围制动盘并且具有至少一个制动衬片。该制动盘和制动衬片构成为，使得在制动盘和制动衬片之间发生摩擦时从制动盘和/或制动衬片基本上不排出可入肺的制动颗粒。因此可以提供一种摩擦制动器，在该摩擦制动器中在源头处避免精细粉尘的排放。
所述制动盘和所述制动衬片可以设计为，使得在摩擦时基本上不产生可入肺的制动颗粒并且/或者基本上仅产生不可入肺的制动颗粒。特别是制动盘和制动衬片可以为此目的而彼此协调，从而通过制动盘和制动衬片的特殊组合而促使，基本上不产生可入肺的制动颗粒并且/或者基本上仅产生不可入肺的制动颗粒。
备选地或补充地，制动盘和制动衬片可以包括如下材料，通过该材料促使可入肺的制动颗粒结块(特别是对于固体)和/或积聚(特别是对于气体)。通过使可入肺的制动颗粒结块和/或积聚，可以由可入肺的制动颗粒产生不可入肺的制动颗粒。
根据另一方面描述一种道路机动车辆(特别是乘用车或载重汽车或公共汽车或摩托车)，该道路机动车辆包括在本发明中描述的摩擦制动器和/或装置。
应当注意，在本发明中描述的装置和***既可以单独使用，也可以与本发明中中描述的其它装置和***组合使用。此外，本发明中描述的装置和***的所有方面都可以以各种方式彼此组合。特别是权利要求的特征可以以各种方式彼此组合。
附图说明
接下来借助实施例更详细地描述本发明。在此示出：
图1a示出具有多个摩擦制动器的示例性车辆；
图1b示出具有过滤器装置的示例性摩擦制动器；
图2a示出在运行状态中或运行模式中的示例性过滤器装置；并且
图2b示出在再生状态中或在再生模式中的示例性过滤器装置。
具体实施方式
如上所述，本发明涉及高效减少精细粉尘的量，所述精细粉尘通过车辆的所述一个或多个摩擦制动器排放。就此而言，图1a示出具有前轴101和后轴102的车辆100，其中，轴101、102分别具有两个车轮103，所述车轮分别具有摩擦制动器110、120。通过摩擦制动器110、120可以实现在车辆100车轮103上的制动力矩并且因此促使车辆100减速。通过操作车辆100的制动踏板和/或制动杆可以机械地(特别是液压地)和/或电动地操作车辆100的摩擦制动器110、120。图1a示例性示出用于控制摩擦制动器110、120的控制单元105。
图1b示出摩擦制动器110、120的示例性构造。摩擦制动器110、120包括制动盘111和制动钳112。在此，制动钳112构造成从两侧将制动衬片压靠到制动盘111上，以便实现到制动盘111上和因此到与制动盘连接的车轮103上的制动力矩。当将制动衬片压靠到制动盘111上时，典型地出现制动衬片和盘的以或多或少大制动颗粒形式的磨损。
为了避免尤其是较小的、可入肺的制动颗粒进入到环境中并且因此导致车辆100的精细粉尘排放，摩擦制动器110可以具有过滤器装置115，该过滤器装置设置用于除去积累的制动灰尘或积累的制动颗粒。在此，通过抽吸通道113可以将制动颗粒从制动钳112和/或制动盘111吸入到过滤器装置115中。备选地或补充地，过滤器装置115可以至少部分地包围制动盘111和/或制动钳112。
图2a示出具有(精细粉尘)过滤器204的示例性过滤器装置115。通过负压机构206(例如通过涡轮机)可以产生空气流211，该空气流构造成，将从摩擦制动器110中产生的制动颗粒吸入到过滤器装置115中。特别是可以通过可关闭的前壁201将空气流211吸入到过滤器装置115中。可关闭的前壁201可以构造成，允许空气流211从外部进入到过滤器装置115中(在图2a中由箭头示出)。另一方面，可关闭的前壁201可以构造成，禁止空气流211沿相反方向(从过滤器装置115中流出)。例如前壁201为此目的可以构成为止回阀。
通过负压机构206产生的空气流211可以被抽吸通过过滤器204，从而除去在过滤器204表面上的制动颗粒212。从过滤器装置115中出来的、经过滤的空气流213因此具有与空气流211相比减少的制动颗粒212量。可将过滤出的制动颗粒212收集在过滤腔203(在本发明中也称为收集容器)中，该过滤腔由前壁211、由侧壁202并且由过滤器204构成。
该过滤器装置115此外可以具有可关闭的后壁205。该可关闭的后壁205可以构造成，使得空气流213能够从过滤器装置115(在图2a中由箭头示出)中流出。另一方面，可关闭的后壁205可以构造成，禁止空气流213沿相反方向(进入到过滤器装置115中)。例如后壁205为此目的可以构成为止回阀。
图2a示出在运行状态中或在运行模式中的过滤器装置115，在运行状态中或在运行模式中，由过滤器装置115将空气流211从摩擦制动器110吸入，以便将制动颗粒212从空气流211中过滤出。在运行状态中，前壁201和后壁205均打开，以便允许空气流211通过过滤器204。
在运行过程中，越来越多的制动颗粒212沉积在过滤器204的表面上，由此逐渐降低过滤器204的效果。备选地或补充地，可以增加在过滤器装置115中的压力，这在过滤器装置115运行时可能导致问题。为了提高过滤器204的效果并且/或者避免压力问题，可以从过滤器204的表面和/或从过滤腔203中除去制动颗粒212。
图2b示出在再生状态中或在再生模式中的过滤器装置115，该再生状态或再生模式允许从过滤腔203中除去制动颗粒212。为此目的，可以关闭前壁201和后壁205。此外，可以打开一个或多个侧壁202，以便引导冲洗流221(其例如由液体的或气体的冲洗介质构成)流过过滤腔203。例如，第一侧壁202(例如图2b上面所示的侧壁)可以构成为截止阀，可以打开该截止阀以再生过滤器装置115。第二侧壁202(例如图2b下面所示的侧壁)可以构成为截止阀或活门207，可以打开该截止阀或活门以再生过滤器装置115。
如图2b所示，冲洗流221可以构造成，松动和/或携带制动颗粒212，从而从过滤腔203中引出富含制动颗粒212的冲洗流222。因此，可以借助于冲洗来促使过滤器204的再生或清洁。
在过滤器204再生或清洁时，制动颗粒212和尤其是相对小的、可入肺的制动颗粒212以及因此精细粉尘可以进入到车辆100的周围环境中。
过滤器装置115可以设置用于，将可入肺的制动粉尘转化为不可入肺的形式。为此目的，可以结合和/或转化制动粉尘。在结合或转化精细粉尘后，可以排出制动粉尘，即可以从收集容器203中除去或冲洗制动粉尘。
如图2a和2b所示，可以将制动粉尘收集在过滤器容器或收集容器203中。收集的制动粉尘可以进行转化或结合。收集的制动粉尘的转化或结合可以以不同的方式进行。在一种设计方案中，可以使用液体，该液体可以将收集的精细粉尘转化成不可入肺的形式。在另一种设计方案中，可以将收集的制动粉尘成形为，使得制动粉尘不再可入肺。例如，可以在压力下挤压收集的制动粉尘，从而由制动粉尘产生团块型式。
接下来可以除去结合或转化的制动粉尘。通过清空收集容器203，可以减小用于储存制动颗粒212的收集容器203所需的尺寸。此外，通过转化或结合制动粉尘，可以显著减少排放的精细粉尘的量。另外，可以减少保养消耗。
如上所述，在制动过程中，通过在制动盘111上和在制动钳112的制动衬片上的磨损而产生制动粉尘。在此，典型地产生精细粉尘中很大部分的制动粉尘。
制动盘111和制动衬片可以彼此协调为和/或选择为，使得在制动时排放减少的精细粉尘量。换言之，可以如此选择或涂层制动盘111和制动衬片(特别是可以如此选择制动衬片的材料和/或制动盘111的合金)，使得在摩擦过程中，为达到制动效果，主要排放大粒的制动粉尘(如果可能，不排放精细粉尘)。
备选地或补充地，表面涂层和/或制动衬片的和/或制动盘111的基材可以具有导致磨掉的精细粉尘结块的材料。在此，通过位于制动衬片和/或制动盘111中的机构将最小颗粒212结合成较大的颗粒，从而可以避免精细粉尘。优选地颗粒212的结块如此构成，使得产生的较大颗粒落到地面上，并且因此不能被人吸入。
通过使用协调材料和/或结合剂，可以直接在源头上减少摩擦制动器110的粉尘排放。因此不需要安装抽吸装置113和过滤器装置115。
本发明不限于所示的实施例。特别应当注意，说明书和附图仅应说明提出的方法、装置和***的原理。

Claims (8)

1.用于摩擦制动器(110)的装置(115)，其中，
—该装置(115)包括收集容器(203)；
—该装置(115)设置用于，从来自摩擦制动器(110)的空气流(211)中过滤制动颗粒(212)，并将制动颗粒收集在收集容器(203)中；并且
—该装置(115)设置用于，处理在收集容器(203)中收集的制动颗粒(212)，使得收集的制动颗粒(212)中的可入肺的制动颗粒(212)的量减少。
2.根据权利要求1所述的装置(115)，其中，该装置(115)设置用于，将收集的制动颗粒(212)与液体和/或与结合剂混合，以便减少可入肺的制动颗粒(212)的量。
3.根据权利要求1至2中任意一项所述的装置(115)，其中，该装置(115)设置用于，对收集的制动颗粒(212)施加压力，以便减少可入肺的制动颗粒(212)的量，特别是以便将收集的制动颗粒(212)至少部分地压缩成块。
4.摩擦制动器(110)，该摩擦制动器包括：
—制动盘(111)，以及
—制动钳(112)，该制动钳至少部分地包围制动盘(111)并且具有至少一个制动衬片；其中，该制动盘(111)和制动衬片构成为，使得在制动盘(111)和制动衬片之间发生摩擦时基本上不排出可入肺的制动颗粒(212)并且/或者从制动盘(111)和/或制动衬片基本上仅排出不可入肺的制动颗粒(212)。
5.根据权利要求4所述的摩擦制动器(110)，其中，所述制动盘(111)和所述制动衬片设计为，特别是彼此协调为，使得在摩擦时基本上不产生可入肺的制动颗粒(212)并且/或者基本上仅产生不可入肺的制动颗粒(212)。
6.根据权利要求4至5中任意一项所述的摩擦制动器(110)，其中，制动盘(111)和/或制动衬片包括或包含如下材料，通过该材料促使可入肺的制动颗粒(212)结块和/或积聚，以便由可入肺的制动颗粒(212)产生不可入肺的制动颗粒(212)。
7.根据权利要求4至6中任意一项所述的摩擦制动器(110)，其中，所述摩擦制动器(110)包括根据权利要求1至3中任意一项所述的装置(115)。
8.车辆，该车辆包括：
—根据权利要求4至7中任意一项所述的摩擦制动器；和/或
—根据权利要求1至3中任意一项所述的装置。
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