DE102018207295A1 - Filtervorrichtung zur Reduzierung von Bremsstaub - Google Patents

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DE102018207295A1
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Georg Eichner
Katharina Lammel
Rasmus Leicht
Diana Westerteicher
Bernhard Kohl
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Bayerische Motoren Werke AG
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Abstract

Es wird eine Filtervorrichtung (115) zur Filterung von Bremspartikeln (231, 232, 233, 234) beschrieben. Die Filtervorrichtung (115) umfasst ein Fein-Filter (214), das eingerichtet ist, Bremspartikel (234) mit einer relativ kleinen Partikelgröße aus einem von einer Reibbremse (110) kommenden Luftstrom (230) zu filtern. Außerdem umfasst die Filtervorrichtung (115) zumindest ein, in Flussrichtung des Luftstroms (230) vor dem Fein-Filter (214) angeordnetes, Vor-Filter (211), das eingerichtet ist, Bremspartikel (231) mit einer relativ großen Partikelgröße aus dem Luftstrom (230) zu filtern. Ferner umfasst die Filtervorrichtung (115) zumindest ein Entleerungs-Mittel (321, 411), das eingerichtet ist, aus dem Luftstrom (230) gefilterte Bremspartikel (231) von dem Vor-Filter (211) zu entfernen.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung für ein Fahrzeug, mit der die Menge an Bremsstaub, die ausgehend von einer Reibbremse des Fahrzeugs in die Umwelt gelangt, reduziert werden kann.
  • Ein Fahrzeug, insbesondere ein Straßenkraftfahrzeug, umfasst typischerweise ein oder mehrere Reibbremsen, mit denen das Fahrzeug verzögert werden kann. Eine Reibbremse weist meist einen Bremssattel auf, der eingerichtet ist, Bremsbeläge auf eine Bremsscheibe zu drücken, so dass durch die Reibung zwischen den Bremsbelägen und der Bremsscheibe eine Verzögerung des Fahrzeugs bewirkt wird.
  • Bei der Reibung zwischen Bremsbelägen und Bremsscheibe entstehen typischerweise Bremspartikel, die in die Umgebungsluft einer Reibbremse gelangen können und so, je nach Partikelgröße, zur Feinstaubemission eines Fahrzeugs beitragen können.
  • Ein Fahrzeug kann ein oder mehrere Filter aufweisen, die eingerichtet sind, die durch die Reibung einer Reibbremse bewirkten Bremspartikel zumindest teilweise aufzufangen, um die Feinstaubemission des Fahrzeugs zu reduzieren. Ein derartiges Filter kann jedoch durch relativ große (und für die Feinstaubemission unerhebliche) Bremspartikel verstopft werden, was die Filterwirkung beeinträchtigt und den Wartungsaufwand erhöht.
  • Das vorliegende Dokument befasst sich mit der technischen Aufgabe, die durch eine Reibbremse bewirkte Feinstaubemission in effizienter und zuverlässiger Weise zu reduzieren.
  • Die Aufgabe wird durch den unabhängigen Anspruch gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen werden u.a. in den abhängigen Ansprüchen beschrieben. Es wird darauf hingewiesen, dass zusätzliche Merkmale eines von einem unabhängigen Patentanspruch abhängigen Patentanspruchs ohne die Merkmale des unabhängigen Patentanspruchs oder nur in Kombination mit einer Teilmenge der Merkmale des unabhängigen Patentanspruchs eine eigene und von der Kombination sämtlicher Merkmale des unabhängigen Patentanspruchs unabhängige Erfindung bilden können, die zum Gegenstand eines unabhängigen Anspruchs, einer Teilungsanmeldung oder einer Nachanmeldung gemacht werden kann. Dies gilt in gleicher Weise für in der Beschreibung beschriebene technische Lehren, die eine von den Merkmalen der unabhängigen Patentansprüche unabhängige Erfindung bilden können.
  • Gemäß einem Aspekt wird eine Filtervorrichtung zur Filterung von Bremspartikeln beschrieben. Die Bremspartikel können durch eine Reibbremse eines Fahrzeugs, insbesondere eines Straßenkraftfahrzeugs, erzeugt werden. Des Weiteren können die Bremspartikel durch einen Luftstrom von der Reibbremse zu der Filtervorrichtung geführt werden.
  • Die Filtervorrichtung umfasst ein Fein-Filter, das eingerichtet ist, Bremspartikel mit einer relativ kleinen Partikelgröße aus dem von der Reibbremse kommenden Luftstrom zu filtern. Das Fein-Filter kann eingerichtet sein, lungengängige Bremspartikel und/oder Feinstaub aus dem Luftstrom zu filtern. Des Weiteren umfasst die Filtervorrichtung zumindest ein, in Flussrichtung des Luftstroms vor dem Fein-Filter angeordnetes, Vor-Filter, das eingerichtet ist, Bremspartikel mit einer relativ großen Partikelgröße aus dem Luftstrom zu filtern. Insbesondere kann die Filtervorrichtung eine entlang der Flussrichtung des Luftstroms verlaufende Gehäusewand umfassen. Die Gehäusewand kann dann das Vor-Filter und das Fein-Filter umschließen, und somit den Luftstrom zunächst durch das Vor-Filter und anschließend durch das Fein-Filter führen. Durch die Kaskadierung eines Vor-Filters mit einer relativ großen Porosität und eines Fein-Filters mit einer relativ kleinen Porosität kann ein Verstopfen des Fein-Filters durch relativ große Bremspartikel zuverlässig vermieden werden.
  • Außerdem umfasst die Filtervorrichtung zumindest ein Entleerungs-Mittel, das eingerichtet ist, aus dem Luftstrom gefilterte Bremspartikel von dem Vor-Filter zu entfernen. Mit anderen Worten, die Filtervorrichtung kann Mittel aufweisen, um zumindest das Vor-Filter zu reinigen (z.B. durch einen Rückspülstrom und/oder durch Rütteln des Vor-Filters).
  • Somit wird eine Filtervorrichtung bereitgestellt, die in effizienter und zuverlässiger Weise die Bremsstaubemission einer Reibbremse reduzieren kann. Dabei kann insbesondere durch die Verwendung eines reinigungsfähigen Vor-Filters in Kombination mit einem Fein-Filter eine effiziente und zuverlässige Reduzierung der Feinstaubemission bewirkt werden.
  • Die Filtervorrichtung kann eine in Flussrichtung des Luftstroms vor dem Vor-Filter angeordnete Vor-Filterkammer zur Aufnahme von Bremspartikeln mit relativ großer Partikelgröße umfassen. Dabei kann das Vor-Filter zumindest eine Wand der Vor-Filterkammer bilden. Mit anderen Worten, die von dem zumindest einen Vor-Filter aus dem Luftstrom gefilterten Bremspartikel können in einer Vor-Filterkammer vor dem Vor-Filter gesammelt werden. Das Entleerungs-Mittel kann dann eingerichtet sein, Bremspartikel aus der Vor-Filterkammer zu entfernen. Durch die Bereitstellung einer Vor-Filterkammer zur Aufnahme von aus dem Luftstrom gefilterten Bremspartikeln kann eine besonders effiziente Regenerierung der Filtervorrichtung ermöglicht werden.
  • Das Entleerungs-Mittel kann eine verschließbare Entleerungsöffnung, insbesondere eine Klappe und/oder ein Ventil, der Vor-Filterkammer umfassen, durch die Bremspartikeln aus der Vor-Filterkammer geführt werden können. Die Filtervorrichtung kann eine Steuereinheit umfassen, die eingerichtet ist, die Entleerungsöffnung der Vor-Filterkammer zu öffnen, um eine Reinigung des Vor-Filters zu bewirken. Andererseits kann die Entleerungsöffnung zur Filterung eines Luftstroms geschlossen sein. Die Bremspartikel können durch die geöffnete Entleerungsöffnung aus der Vor-Filterkammer in die Umgebung und/oder in einen Sammelbehälter der Filtervorrichtung überführt werden.
  • Die Vor-Filterkammer kann ein Absperrelement umfassen, das eingerichtet ist, einen Rückfluss von Bremspartikeln entgegen der Flussrichtung des Luftstroms aus der Vor-Filterkammer heraus zu unterbinden. Die Steuereinheit der Filtervorrichtung kann eingerichtet sein, das Absperrelement zu verschließen, wenn die Vor-Filterkammer entleert werden soll. Andererseits kann das Absperrelement zur Filterung eines Luftstroms geöffnet sein. Durch die Bereitstellung eines Absperrelements kann zuverlässig bewirkt werden, dass Bremspartikel bei der Entleerung der Vor-Filterkammer nur über die Entleerungsöffnung der Vor-Filterkammer aus der Vor-Filterkammer geführt werden. Es kann somit eine Verschmutzung der Filtervorrichtung vermieden werden.
  • Das Entleerungs-Mittel kann ein Rüttelelement umfassen, das eingerichtet ist, das Vor-Filter in eine Bewegung zu versetzten, so dass an einer Oberfläche des Vor-Filters haftende Bremspartikel von der Oberfläche des Vor-Filters gelöst werden. Alternativ oder ergänzend kann das Entleerungs-Mittel ein Strömungs-Mittel umfassen (z.B. eine Pumpe), das eingerichtet ist, einen entgegen der Flussrichtung des Luftstroms verlaufenden Rückspülstrom (z.B. einen Luftstrom) durch das Vor-Filter zu bewirken, um an der Oberfläche des Vor-Filters haftende Bremspartikel von der Oberfläche des Vor-Filters zu lösen. Alternativ oder ergänzend kann das Entleerungs-Mittel ein Strömungs-Mittel (z.B. eine Pumpe), das eingerichtet ist, einen entlang der Oberfläche des Vor-Filters verlaufenden Spülstrom (z.B. einen Luftstrom) zu bewirken, um an der Oberfläche des Vor-Filters haftende Bremspartikel von der Oberfläche des Vor-Filters zu lösen. Alternativ oder ergänzend kann das Entleerungs-Mittel ein Druck-Mittel (z.B. eine Pumpe) umfassen, das eingerichtet ist, einen Druckimpuls an dem Vor-Filter zu bewirken, um an der Oberfläche des Vor-Filters haftende Bremspartikel von der Oberfläche des Vor-Filters zu lösen. Durch ein oder mehrere dieser Mittel kann eine zuverlässige Reinigung des Vor-Filters bewirkt werden.
  • Die Filtervorrichtung kann ein erstes Vor-Filter und ein zweites Vor-Filter umfassen, wobei das erste Vor-Filter in Flussrichtung des Luftstroms vor dem zweiten Vor-Filter angeordnet ist. Dabei kann das zweite Vor-Filter ausgebildet sein, Bremspartikel mit einer kleineren Partikelgröße zu filtern als das erste Vor-Filter. Es kann somit eine Kaskade von Vor-Filtern bereitgestellt werden, um zunehmend kleinere Bremspartikel aus dem Luftstrom zu filtern. So kann eine besonders zuverlässige Reduzierung der emittierten Menge an Bremsstaub bewirkt werden.
  • Die Filtervorrichtung kann ein Unterdruck-Mittel (z.B. einen Impeller oder eine Unterdruckpumpe) umfassen, das eingerichtet ist, den Luftstrom durch das Vor-Filter und durch das Fein-Filter zu bewirken. So können die Bremspartikel in zuverlässiger Weise von einer Reibbremse weg durch die Filterkomponente geführt werden, um die Bremsstaubemission zu reduzieren.
  • Die Filtervorrichtung kann einen Sammelbehälter für Bremspartikel umfassen. Des Weiteren kann die Filtervorrichtung ein Entleerungs-Mittel umfassen (z.B. ein oder mehrere der o.g. Entleerungs-Mittel), das eingerichtet ist, Bremspartikel von dem Fein-Filter in den Sammelbehälter zu überführen. Es kann somit zusätzlich zu der Reinigung der ein oder mehreren Vor-Filter eine Reinigung des Fein-Filters erfolgen, um eine effiziente und zuverlässige Reduzierung der emittierten Menge an Bremsstaub zu bewirken. Dabei können insbesondere die von dem Fein-Filter herausgefilterten relativ kleinen Bremspartikel in einem Sammelbehälter gesammelt oder weiterverarbeitet (z.B. verbrannt) werden, um die Feinstaubemission zu reduzieren.
  • Gemäß einem weiteren Aspekt wird eine Reibbremse (z.B. für ein Fahrzeug) beschrieben. Die Reibbremse umfasst eine Bremsschreibe und einen, die Bremsscheibe zumindest teilweise umschließenden, Bremssattel. Außerdem umfasst die Reibbremse die in diesem Dokument beschriebene Filtervorrichtung, die eingerichtet ist, Bremspartikel aus einem von der Bremsscheibe und/oder dem Bremssattel kommenden Luftstrom zu filtern.
  • Gemäß einem weiteren Aspekt wird ein Straßenkraftfahrzeug (insbesondere ein Personenkraftwagen oder ein Lastkraftwagen oder ein Bus oder ein Motorrad) beschrieben, das die in diesem Dokument beschriebene Filtervorrichtung und/oder die in diesem Dokument beschriebene Reibbremse umfasst.
  • Es ist zu beachten, dass die in diesem Dokument beschriebenen Verfahren, Vorrichtungen und Systeme sowohl alleine, als auch in Kombination mit anderen in diesem Dokument beschriebenen Verfahren, Vorrichtungen und Systemen verwendet werden können. Des Weiteren können jegliche Aspekte der in diesem Dokument beschriebenen Verfahren, Vorrichtungen und Systemen in vielfältiger Weise miteinander kombiniert werden. Insbesondere können die Merkmale der Ansprüche in vielfältiger Weise miteinander kombiniert werden.
  • Im Weiteren wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen näher beschrieben. Dabei zeigen
    • 1a ein beispielhaftes Fahrzeug mit mehreren Reibbremsen;
    • 1b eine beispielhafte Reibbremse mit einer Filtervorrichtung;
    • 2 eine beispielhafte Filtervorrichtung mit mehreren Filterkammern;
    • 3a und 3b eine beispielhafte Entleerung der Filterkammern einer Filtervorrichtung; und
    • 4a und 4b eine beispielhafte Filtervorrichtung mit einem Sammelbehälter für Bremspartikel.
  • Wie eingangs dargelegt, befasst sich das vorliegende Dokument mit der zuverlässigen und effizienten Reduzierung der durch eine Reibbremse eines Fahrzeugs bewirkten Feinstaubemission. In diesem Zusammenhang zeigt 1a ein Fahrzeug 100 mit einer Vorderachse 101 und einer Hinterachse 102, wobei die Achsen 101, 102 jeweils zwei Räder 103 mit jeweils einer Reibbremse 110 aufweisen. Durch eine Reibbremse 110 können ein Bremsmoment auf ein Rad 103 des Fahrzeugs 100 und somit eine Verzögerung des Fahrzeugs 100 bewirkt werden. Die Reibbremsen 110 des Fahrzeugs 100 können mechanisch (insbesondere hydraulisch) und/oder elektrisch durch Betätigung eines Bremspedals und/oder eines Bremshebels des Fahrzeugs 100 betätigt werden. In 1a ist beispielhaft eine Steuereinheit 105 zur Ansteuerung der Reibbremsen 110 dargestellt.
  • 1b zeigt einen beispielhaften Aufbau einer Reibbremse 110. Die Reibbremse 110 umfasst eine Bremsscheibe 111 und einen Bremssattel 112. Dabei ist der Bremssattel 112 ausgebildet, von beiden Seiten Bremsbeläge gegen die Bremsscheibe 111 zu drücken, um ein Bremsmoment auf die Bremsscheibe 111 und das damit verbundene Rad 103 zu bewirken. Wenn die Bremsbeläge gegen die Bremsscheibe 111 gedrückt werden, entsteht typischerweise ein Abrieb der Bremsbeläge und/oder der Bremsscheibe 111 in Form von mehr oder weniger großen Bremspartikeln.
  • Um zu vermeiden, dass insbesondere relativ kleine, lungengängige, Bremspartikel in die Umwelt gelangen und somit zu einer Feinstaubemission eines Fahrzeugs 100 führen, kann eine Reibbremse 110 eine Filtervorrichtung 115 aufweisen, die eingerichtet ist, anfallenden Bremsstaub bzw. anfallende Bremspartikel abzuscheiden. Dabei können die Bremspartikel über einen Absaugkanal 113 von dem Bremssattel 112 und/oder der Bremsscheibe 111 weg zu der Filtervorrichtung 115 gesogen werden. Alternativ oder ergänzend kann die Filtervorrichtung 115 die Bremsscheibe 111 und/oder den Bremssattel 112 zumindest teilweise umschließen.
  • Die Filtervorrichtung 115 kann einen Feinstaubfilter aufweisen. Die alleinige Verwendung eines Feinstaubfilters hat jedoch den Nachteil, dass durch ein Feinstaubfilter auch relativ große Bremspartikel gefiltert werden, welche aufgrund ihrer Größe nicht lungengängig sind. Die zusätzliche Filterung nichtlungengängiger Partikel führt typischerweise zu einem relativ schnellen Verstopfen des Feinstaubfilters und somit zu einem relativ hohen Wartungsaufwand.
  • Die Filtervorrichtung 115 kann mehrere Filter mit unterschiedlicher Porosität bzw. Durchlässigkeit aufweisen. Ein der Bremsscheibe 111 zugewandtes erstes Filters kann eine größere Porosität aufweisen als ein der Umgebung zugewandtes zweites Filter. Durch die Kaskadierung von mehreren Filtern mit unterschiedlicher Porosität werden grobe Partikel direkt im ersten Filter großer Porosität abgeschieden, wobei Feinstaub erst im zweiten Filter geringer Porosität abgeschieden wird. So kann ein Verstopfen eines Feinstaubfilters durch relativ große Bremspartikel vermieden werden. Dennoch ist der Austausch der Filter typischerweise mit einem relativ großen Wartungsaufwand verbunden.
  • 2 zeigt eine beispielhafte Filtervorrichtung 115 mit mehreren Filterkammern 221, 222, 223, 224 zur Aufnahme von Bremspartikeln mit unterschiedlicher Partikelgröße. Die Filterkammern 221, 222, 223, 224 können derart in einem Gehäuse 202 der Vorrichtung 115 angeordnet sein, dass ein von der Bremsscheibe 111 und/oder dem Bremssattel 112 kommender Luftstrom 230 die Filterkammern 221, 222, 223, 224 sequentiell durchläuft, von einer Frontwand 201 der Filtervorrichtung 115 bis zu einer Rückwand 203 der Filtervorrichtung 115. Die Filtervorrichtung 115 kann dabei eine Unterdruckeinheit 204 (z.B. eine Turbine) umfassen, die an der Rückwand 203 der Filtervorrichtung 115 angeordnet ist, und die eingerichtet ist, den Luftstrom 230 durch die Filtervorrichtung 115 zu bewirken. Der Luftstrom 230 durchläuft dann sequentiell die unterschiedlichen Filterkammern 221, 222, 223, 224 der Filtervorrichtung 115.
  • Die Filterkammern 221, 222, 223, 224 weisen jeweils an der der Rückwand 203 zugewandten Seite ein Filter 211, 212, 213, 214 auf, wobei sich die Durchlässigkeit und/oder Porosität der Filter 211, 212, 213, 214 entlang der Flussrichtung des Luftstroms 230 stetig verringert. Das erste Filter 211 weist somit eine größere Durchlässigkeit und/oder Porosität auf als das zweite Filter 212, und das zweite Filter 212 weist eine größere Durchlässigkeit und/oder Porosität auf als das dritte Filter 213, usw. Mit anderen Worten, die Filter 211, 212, 213, 214 weisen von der Frontwand 201 bis zur Rückwand 203 hin eine abnehmende Porengröße auf. Als Folge daraus sammeln sich in der ersten Filterkammer 221 Bremspartikel 231 mit einer relativ großen Partikelgröße, in der zweiten Filterkammer 222 Bremspartikel 232 mit einer im Vergleich zu der ersten Filterkammer 221 reduzierten Partikelgröße, in der dritten Filterkammer 223 Bremspartikel 233 mit einer im Vergleich zu der zweiten Filterkammer 222 reduzierten Partikelgröße, und in der vierten Filterkammer 224 Bremspartikel 234 mit einer im Vergleich zu der dritten Filterkammer 223 reduzierten Partikelgröße. An den einzelnen Filtern 211, 212, 213, 214 bilden sich somit Anlagerungen bzw. Filterkuchen aus Bremspartikeln 231, 232, 233, 234 mit unterschiedlichen Partikelgrößen. Der an der Rückwand 203 austretende gefilterte Luftstrom 235 weist dann eine reduzierte Menge an Bremspartikeln 231, 232, 233, 234 auf.
  • Mit anderen Worten kann die Filtervorrichtung 115 zumindest ein Fein-Filter 214 aufweisen, das eingerichtet ist, Bremspartikel 234 mit einer relativ kleinen Partikelgröße aus einem Luftstrom 230 zu filtern. Insbesondere kann das Fein-Filter 214 eingerichtet sein, Feinstaub aus einem Luftstrom 230 zu filtern. Des Weiteren kann die Filtervorrichtung 115 ein oder mehrere Vor-Filter 211, 212, 213 aufweisen, die eingerichtet sind, Bremspartikel 231, 232, 233 mit einer relativ großen Partikelgröße aus einem Luftstrom 230 zu filtern. Die ein oder mehreren Vor-Filter 211, 212, 213 sind dabei in Flussrichtung des Luftstroms 230 vor dem zumindest einen Fein-Filter 214 angeordnet. So kann vermieden werden, dass ein Fein-Filter 214 durch relativ große Bremspartikel 231, 232, 233 verstopft wird.
  • Die Filtervorrichtung 115 weist somit, z.B. als Hohlräume ausgebildete, Filterkammern 221, 222, 223, 224 auf, in denen Bremspartikel 231, 232, 233, 234 mit unterschiedlichen Partikelgrößen gesammelt werden können. Die Filterkammern 221, 222, 223, 224 können dann bei Bedarf entleert werden, um die Filtervorrichtung 115 zu regenerieren. So kann eine effiziente und zuverlässige Reduzierung der Bremsstaubemission eines Fahrzeugs 100 bewirkt werden.
  • 3a und 3b zeigen beispielhaft die Entleerung von unterschiedlichen Filterkammern 221, 222 der Filtervorrichtung 115. Insbesondere veranschaulicht 3a die Entleerung der ersten Filterkammern 221. Die erste Filterkammer 221 weist an der der Rückwand 203 zugewandten Seite das erste Filter 211 auf, an dem sich im Betrieb der Filtervorrichtung 115 Bremspartikel 231 mit einer ersten Partikelgröße angelagert haben. Des Weiteren weist die erste Filterkammer 221 an der der Frontwand 201 zugewandten Seite ein Absperrelement 311 auf, das eingerichtet ist, einen Rückstrom von Luft aus der ersten Filterkammer 221 zu der Frontwand 201 hin zu unterbinden. Außerdem kann die erste Filterkammer 221 eine Entleerungsöffnung 321 aufweisen (z.B. eine Klappe oder ein Ventil), über die die Bremspartikel 231 mit der ersten Partikelgröße aus der ersten Filterkammer 221 geführt werden können.
  • Über die der ersten Filterkammer 221 nachfolgenden zweiten Filterkammer 222 kann ein Rückspül- (Luft-) Strom 301 durch das erste Filter 211 bewirkt werden. Der Rückspülstrom 301 kann über eine Rückspülöffnung 332 der zweiten Filterkammer 222 in die zweite Filterkammer 222 eingeführt werden. Die an dem ersten Filter 221 angelagerten Bremspartikel 231 werden durch den Rückspülstrom 301 mitgerissen und über die Entleerungsöffnung 321 aus der ersten Filterkammer 221 geführt.
  • 3b zeigt beispielhaft die Entleerung der zweiten Filterkammer 222 durch einen Rückspülstrom 301, der über eine Rückspülöffnung 333 der nachfolgenden dritten Filterkammer 223 durch das zweite Filter 212 bewirkt wird. In entsprechender Weise zu der ersten Filterkammer 221 kann die zweite Filterkammer 222 ein Absperrelement 312 zum ersten Filter 211 bzw. zur ersten Filterkammer 221 hin und eine Entleerungsöffnung 322 aufweisen. Es kann somit eine effiziente Entleerung der Filterkammern 221, 222, 223, 224 der Filtervorrichtung 115 erfolgen.
  • Bremspartikel 231, 232, 233 mit relativ großer Partikelgröße können ggf. direkt in die Umgebung abgegeben werden. Andererseits kann die Filtervorrichtung 115 zumindest für Bremspartikel 234 mit relativ geringer Partikelgröße, insbesondere für lungengängige Bremspartikel 234, einen Sammelbehälter 404 aufweisen, in den die Bremspartikel 234 aus einer Filterkammer 224 überführt werden können (siehe 4a). Der Sammelbehälter 404 kann dann bei Bedarf (z.B. im Rahmen der Wartung eines Fahrzeugs 100) entleert werden.
  • Alternativ oder ergänzend zu der Verwendung eines Rückspülstroms 301 zur Entleerung der ein oder mehreren Filterkammern 221, 222, 223, 224 können die ein oder mehreren Filter 211, 212, 213, 214 jeweils ein Rüttelelement 411, 412, 413, 414 aufweisen (siehe 4a und 4b), wobei ein Rüttelelement 411, 412, 413, 414 eingerichtet ist, das jeweilige Filter 211, 212, 213, 214 in eine Bewegung zu versetzten, um die Ablagerung von Bremspartikeln 231, 232, 233, 234 von dem jeweiligen Filter 211, 212, 213, 214 zu lösen. Die gelösten Bremspartikel 231, 232, 233, 234 können dann über die jeweilige Entleerungsöffnung 321, 322, 323, 324 aus der jeweiligen Filterkammer 221, 222, 223 224 geführt werden (ggf. unter Verwendung eines Rückspülstroms bzw. eines Spülstroms 301). Die Verwendung eines Rüttelelements 411, 412, 413, 414 ermöglicht eine besonders zuverlässige und effiziente Entleerung einer Filterkammer 221, 222, 223, 224.
  • Es wird somit eine Filteranordnung 115 beschrieben, welche mehrere Filter 211, 212, 213, 214 unterschiedlicher Durchlässigkeit aufweist. Die Partikel 231, 232, 233, 234, die bei der Bremsbetätigung entstehen, werden durch einen Luftstrom 230 in eine Filterkaskade gesaugt. Diese Filterkaskade besteht aus mehreren Filtern 211, 212, 213, 214, welche entlang der Flussrichtung des Luftstroms 230 eine sinkende Durchlässigkeit für Bremspartikel 231, 232, 233, 234 aufweisen, d.h. welche eingerichtet sind, entlang der Flussrichtung des Luftstroms 230 zunehmend feinere Partikel 231, 232, 233, 234 aus dem Luftstrom 230 zu filtern.
  • Da grobe bzw. relativ große Partikel 231, 232, 233 (an den ein oder mehreren Vor-Filtern 211, 212, 213) typischerweise keine Gefahr für die Gesundheit darstellen, müssen diese Partikel 231, 232, 233 typischerweise nicht gespeichert bzw. verarbeitet werden und können direkt nach der Abscheidung an dem jeweiligen Filter 211, 212, 213 zurück in die Umwelt abgelassen werden. Andererseits können Partikel 234 mit einer relativ kleinen, lungengängigen, Größe (an dem zumindest einen Fein-Filter 214) in einem Sammelbehälter 404 gespeichert und/oder verbrannt werden. Die einzelnen Filter 211, 212, 213, 214 können durch Spülen, durch Rütteln und/oder durch Druckimpulse gereinigt werden.
  • Durch die in diesem Dokument beschriebenen Maßnahmen kann die Partikelbelastung eines Feinstaubfilters 214 einer Reibbremse 110 in effizienter Weise reduziert werden. So kann der Wartungsaufwand für einen Feinstaubfilter 214 und/oder für einen Feinstaubspeicher 404 reduziert werden.
  • Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die gezeigten Ausführungsbeispiele beschränkt. Insbesondere ist zu beachten, dass die Beschreibung und die Figuren nur das Prinzip der vorgeschlagenen Verfahren, Vorrichtungen und Systeme veranschaulichen sollen.

Claims (10)

  1. Filtervorrichtung (115) zur Filterung von Bremspartikeln (231, 232, 233, 234); wobei die Filtervorrichtung (115) umfasst, - ein Fein-Filter (214), das eingerichtet ist, Bremspartikel (234) mit einer relativ kleinen Partikelgröße aus einem von einer Reibbremse (110) kommenden Luftstrom (230) zu filtern; - zumindest ein, in Flussrichtung des Luftstroms (230) vor dem Fein-Filter (214) angeordnetes, Vor-Filter (211), das eingerichtet ist, Bremspartikel (231) mit einer relativ großen Partikelgröße aus dem Luftstrom (230) zu filtern; und - zumindest ein Entleerungs-Mittel (321, 411), das eingerichtet ist, aus dem Luftstrom (230) gefilterte Bremspartikel (231) von dem Vor-Filter (211) zu entfernen.
  2. Filtervorrichtung (115) gemäß Anspruch 1, wobei - die Filtervorrichtung (115) eine in Flussrichtung des Luftstroms (230) vor dem Vor-Filter (211) angeordnete Vor-Filterkammer (221) zur Aufnahme von Bremspartikeln (231) mit relativ großer Partikelgröße umfasst; und - das Entleerungs-Mittel (321, 411) eingerichtet ist, Bremspartikel (231) aus der Vor-Filterkammer (221) zu entfernen.
  3. Filtervorrichtung (115) gemäß Anspruch 2, wobei das Entleerungs-Mittel (321, 411) eine verschließbare Entleerungsöffnung (321), insbesondere eine Klappe und/oder ein Ventil, der Vor-Filterkammer (221) umfasst, durch die Bremspartikeln (231) aus der Vor-Filterkammer (221) geführt werden können.
  4. Filtervorrichtung (115) gemäß einem der Ansprüche 2 bis 3, wobei die Vor-Filterkammer (221) ein Absperrelement (311) umfasst, das eingerichtet ist, einen Rückfluss von Bremspartikeln (231) entgegen der Flussrichtung des Luftstroms (230) aus der Vor-Filterkammer (221) heraus zu unterbinden.
  5. Filtervorrichtung (115) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Entleerungs-Mittel (321, 411) umfasst, - ein Rüttelelement (411), das eingerichtet ist, das Vor-Filter (211) in eine Bewegung zu versetzten, so dass an einer Oberfläche des Vor-Filters (211) haftende Bremspartikel (231) von der Oberfläche des Vor-Filters (211) gelöst werden; und/oder - ein Strömungs-Mittel, das eingerichtet ist, einen entgegen der Flussrichtung des Luftstroms (230) verlaufenden Rückspülstrom (301) durch das Vor-Filter (211) zu bewirken, um an der Oberfläche des Vor-Filters (211) haftende Bremspartikel (231) von der Oberfläche des Vor-Filters (211) zu lösen; und/oder - ein Strömungs-Mittel, das eingerichtet ist, einen entlang der Oberfläche des Vor-Filters (211) verlaufenden Spülstrom (301) zu bewirken, um an der Oberfläche des Vor-Filters (211) haftende Bremspartikel (231) von der Oberfläche des Vor-Filters (211) zu lösen; und/oder - ein Druck-Mittel, das eingerichtet ist, einen Druckimpuls an dem Vor-Filter (211) zu bewirken, um an der Oberfläche des Vor-Filters (211) haftende Bremspartikel (231) von der Oberfläche des Vor-Filters (211) zu lösen.
  6. Filtervorrichtung (115) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei - die Filtervorrichtung (115) ein erstes Vor-Filter (211) und ein zweites Vor-Filter (212) umfasst; - das erste Vor-Filter (211) in Flussrichtung des Luftstroms (230) vor dem zweiten Vor-Filter (212) angeordnet ist; und - das zweite Vor-Filter (212) ausgebildet ist, Bremspartikel (232) mit einer kleineren Partikelgröße zu filtern als das erste Vor-Filter (211).
  7. Filtervorrichtung (115) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Filtervorrichtung (115) ein Unterdruck-Mittel (204) umfasst, das eingerichtet ist, den Luftstrom (230) durch das Vor-Filter (211) und durch das Fein-Filter (214) zu bewirken.
  8. Filtervorrichtung (115) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Filtervorrichtung (115) umfasst, - einen Sammelbehälter (404) für Bremspartikel (234); und - ein Entleerungs-Mittel (324, 414), das eingerichtet ist, Bremspartikel (234) von dem Fein-Filter (214) in den Sammelbehälter (404) zu überführen.
  9. Filtervorrichtung (115) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei - die Filtervorrichtung (115) eine entlang der Flussrichtung des Luftstroms (230) verlaufende Gehäusewand (202) umfasst; und - die Gehäusewand (202) das Vor-Filter (211) und das Fein-Filter (214) umschließt.
  10. Reibbremse (110), die umfasst, - eine Brems schreibe (111); - einen, die Bremsscheibe (111) zumindest teilweise umschließenden, Bremssattel (112); und - eine Filtervorrichtung (115) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, die eingerichtet ist, Bremspartikel (231, 234) aus einem von der Bremsscheibe (111) und/oder dem Bremssattel (112) kommenden Luftstrom (230) zu filtern.
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