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TECHNISCHES GEBIET
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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Bremsstaubmessvorrichtung und ein Bremsstaubmessverfahren.
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ALLGEMEINER STAND DER TECHNIK
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Als Bremsstaubmessvorrichtung des Stands der Technik existiert, wie in Patentdokument 1 gezeigt, eine Vorrichtung, bei der eine im Inneren einer Kammer eingesetzte Bremse betätigt wird, indem Luft auf die Bremse gelenkt wird, und dabei entstehender Bremsstaub entnommen wird, von dem beispielsweise die Menge oder dergleichen gemessen wird. Da die Bremse somit in der Kammer aufgenommen ist, kann eine Hintergrundbeeinflussung durch in der Kammer vorliegende Schwebeteilchen reduziert werden.
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Konkret ist an der Vorrichtung von Patentdokument 1 seitlich der Kammer ein Gebläse installiert, wobei das Gebläse Luft in die Kammer leitet, doch kommt es bei dieser Ausgestaltung, bei der Luft von der Seite eingeblasen wird, mitunter zum Auftreten von Messfehlern, da vor dem Vermischen des Bremsstaubs und der Luft der Bremsstaub auf die Bodenfläche der Kammer herabfällt. Da es ferner nötig ist, das Gebläse im Bereich seitlich der Kammer zu installieren, muss entsprechender Installationsraum sichergestellt werden, wodurch der Installationsort der Vorrichtung Einschränkungen unterliegt.
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Andererseits ist eine in Patentdokument 2 gezeigte Vorrichtung bekannt, bei der die Luft von oben in die Kammer geleitet wird.
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Doch auch wenn die Luft von oben eingeleitet wird, geschieht es aufgrund von Verwirbelung des auf die Bremse treffenden Luftstroms oder einer ungleichmäßigen Strömungsgeschwindigkeit in der Umgebung der Bremse, dass der erzeugte Bremsstaub sich in der Umgebung verteilt und im Inneren der Kammer zurückbleibt, sodass sich die Gesamtabgabemenge, die Konzentration usw. des Bremsstaubs nicht korrekt messen lassen. Auch liegt in Patentdokument 2 der Hauptzweck des Lenkens von Luft auf die Bremse darin, die Bremse zu kühlen, weshalb keine konkrete Ausgestaltung in Betracht gezogen wird, um einen verwirbelungsfreien Luftstrom auf die Bremse zu lenken.
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Dokumente des Stands der Technik
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Patentdokumente
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- Patentdokument 1: JP 2019-190901 A
- Patentdokument 2: JP 2020-520448 A
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KURZDARSTELLUNG DER ERFINDUNG
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Aufgabe der Erfindung
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Der vorliegenden Erfindung liegt daher als Hauptaufgabe zugrunde, einen verwirbelungsfreien Luftstrom auf die Bremse zu lenken, um Bremsstaubverlust zu unterbinden und eine weitere Reduzierung von Messfehlern sowie eine weitere Verbesserung der Messgenauigkeit zu erzielen.
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Mittel zum Lösen der Aufgaben
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So handelt es sich bei einer erfindungsgemäßen Bremsstaubmessvorrichtung um eine Bremsstaubmessvorrichtung zum Messen von durch eine Bremse erzeugtem Bremsstaub, umfassend eine Kammer, in der die Bremse aufgenommen ist, eine Zuführleitung, die mit der Kammer verbunden ist und der Bremse durch eine Zuführöffnung Gas zuführt, eine Auslassleitung, die mit der Kammer verbunden ist und in eine Auslassöffnung einströmenden Bremsstaub zusammen mit dem Gas abgibt, und einen Messmechanismus, der in der Auslassleitung strömenden Bremsstaub entnimmt und misst, wobei die Bremse vertikal unterhalb der Zuführöffnung angeordnet ist und die Auslassöffnung vertikal unterhalb der Bremse angeordnet ist, wobei ein kleinster Durchmesser der Zuführleitung kleiner als ein größter Durchmesser der Kammer ist, und wobei ein die Bremse ausbildender Bremsbelag bei Betrachtung aus vertikaler Richtung auf der Innenseite der Zuführöffnung bleibt.
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Gemäß der derart ausgestalteten Bremsstaubmessvorrichtung sind die Zuführöffnung, die Bremse und die Auslassöffnung entlang der vertikalen Richtung angeordnet, und darüber hinaus bleibt der Bremsbelag, bei dem es sich um die Stelle handelt, an der der Großteil des Bremsstaubs erzeugt wird, bei Betrachtung aus vertikaler Richtung auf der Innenseite der Zuführöffnung, weshalb die Strömungsgeschwindigkeit in der Umgebung der Bremse gleichmäßig (konstant) gemacht werden kann und ein weitestgehend verwirbelungsfreier Luftstrom auf die Bremse gelenkt werden kann. Auf diese Weise kann Bremsstaubverlust unterbunden werden, sodass eine weitere Reduzierung von Messfehlern sowie eine weitere Verbesserung der Messgenauigkeit erzielt wird.
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Vorzugsweise beträgt die Zuführöffnung mindestens 70 % des Durchmessers der die Bremse ausbildenden Bremsscheibe.
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Da auf diese Weise die Blasluft in einem weiten Bereich auf die Bremsscheibe treffen kann, kann das Zurückbleiben von Bremsstaub in der Kammer zuverlässiger unterbunden werden.
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Die Zuführleitung weist vorzugsweise einen kegelförmigen Abschnitt auf, der sich zur Zuführöffnung hin allmählich aufweitet.
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Durch diese Ausgestaltung kann verwirbelungsfreie Blasluft auf die Bremse gelenkt werden. Auf diese Weise kommt es nicht ohne Weiteres zu einer Verteilung von Bremsstaub in der Kammer, sodass weitestgehend der gesamte Bremsstaub aus der Kammer abgelassen werden kann.
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Als ein konkreterer Aspekt lässt sich ein Aspekt nennen, bei dem der Aufweitungswinkel des kegelförmigen Abschnitts unter 270° beträgt.
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Als ein konkreterer Aspekt der Zuführöffnung lässt sich ein Aspekt nennen, bei dem diese eine kreisförmige oder polygonale Form aufweist und ihr Durchmesser oder der Durchmesser ihres Umkreises mindestens 300 mm beträgt.
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Auf diese Weise kann auf Bremsen von unterschiedlicher Größe beispielsweise Blasluft auf einen weiten Bereich der Bremsscheibe gelenkt werden.
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Damit die Messvorrichtung mit Bremsen von unterschiedlicher Größe umgehen kann, umfasst sie vorzugsweise einen Adapter, mit dem die Größe der Zuführöffnung verändert werden kann.
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Auf diese Weise kann die Zuführöffnung entsprechend der Größe der Bremse bzw. des Bremsbelags, der Bremsscheibe und dergleichen, welche die Bremse ausbilden, auf die optimale Größe geändert werden.
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Konkreter wird bevorzugt, dass der Adapter den Durchmesser der Zuführöffnung in einem Bereich von mindestens 80 mm und höchstens 200 mm ändern kann.
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Eine Höhenposition eines die Bremse ausbildenden Achselements der Bremsscheibe liegt vorzugsweise oberhalb einer Höhenposition des Mittelpunkts der Kammer.
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Da auf diese Weise das Achselement der Bremsscheibe näher an der Zuführöffnung als an der Auslassöffnung ist, kann ausreichend kräftige Blasluft auf den Bremsbelag oder die Bremsscheibe gelenkt werden, sodass weitestgehend der gesamte Bremsstaub aus der Kammer abgelassen werden kann.
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Um die oben beschriebenen Wirkungsweisen noch deutlicher zu erzielen, bleibt das die Bremse ausbildende Achselement der Bremsscheibe bei Betrachtung aus vertikaler Richtung vorzugsweise auf der Innenseite der Zuführöffnung und der Auslassöffnung.
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Vorzugsweise sind ein Hauptdurchflusskanal, in dem Bremsstaub enthaltendes Probengas strömt, ein Probennahmedurchflusskanal, der mit einer an dem Hauptdurchflusskanal festgelegten Probennahmestelle verbunden ist und einen Teil des Probengases entnimmt, eine Hauptdurchflussmengenmesseinrichtung, die in Bezug auf die Probennahmestelle stromabwärts am Hauptdurchflusskanal bereitgestellt ist, und eine Steuervorrichtung bereitgestellt, die eine Probennahmedurchflussmenge, bei der es sich um die Durchflussmenge des Probennahmedurchflusskanals handelt, derart steuert, dass sie eine Durchflussmenge proportional zu einer Hauptdurchflussmenge ist, bei der es sich um die Durchflussmenge des Hauptdurchflusskanals handelt, wobei ein stromabwärtiger Endabschnitt des Probennahmedurchflusskanals zwischen der Probennahmestelle und der Hauptdurchflussmengenmesseinrichtung an dem Hauptdurchflusskanal verbunden ist und derart ausgestaltet ist, dass er das in dem Probennahmedurchflusskanal entnommene Probengas an den Hauptdurchflusskanal zurückleitet.
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Indem mit dieser Ausgestaltung die Probennahmedurchflussmenge derart gesteuert wird, dass sie proportional zur Hauptdurchflussmenge ist, kann die Bremsstaubmenge oder dergleichen auch bei einer Schwankung der Hauptdurchflussmenge mit hoher Präzision gemessen werden.
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Als weiterer Aspekt, um die Probennahmedurchflussmenge mit höherer Präzision proportional zur Hauptdurchflussmenge zu machen, lässt sich ein Aspekt nennen, bei dem ein Hauptdurchflusskanal, in dem Bremsstaub enthaltendes Probengas strömt, ein Probennahmedurchflusskanal, der mit einer an dem Hauptdurchflusskanal festgelegten Probennahmestelle verbunden ist und einen Teil des Probengases entnimmt, eine Hauptdurchflussmengenmesseinrichtung, die in Bezug auf die Probennahmestelle stromabwärts am Hauptdurchflusskanal bereitgestellt ist, eine Probennahmedurchflussmesseinrichtung, die an dem Probennahmedurchflusskanal bereitgestellt ist, und eine Steuervorrichtung bereitgestellt sind, die eine Probennahmedurchflussmenge, bei der es sich um die Durchflussmenge der Probennahmedurchflusskanal handelt, derart steuert, dass sie eine Durchflussmenge proportional zu einer Hauptdurchflussmenge ist, bei der es sich um die Durchflussmenge des Hauptdurchflusskanals handelt, wobei der Messmechanismus die durch die Hauptdurchflussmengenmesseinrichtung gemessene Hauptdurchflussmenge mittels der durch die Probennahmedurchflussmesseinrichtung gemessenen Probennahmedurchflussmenge korrigiert.
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Bei einem Bremsstaubmessverfahren handelt es sich um ein Bremsstaubmessverfahren unter Verwendung der Bremsstaubmessvorrichtung zum Messen von durch eine Bremse erzeugtem Bremsstaub, wobei die Bremsstaubmessvorrichtung umfasst: eine Kammer, in der die Bremse aufgenommen ist, eine Zuführleitung, die mit der Kammer verbunden ist und der Bremse durch eine Zuführöffnung Gas zuführt, eine Auslassleitung, die mit der Kammer verbunden ist und in eine Auslassöffnung einströmenden Bremsstaub zusammen mit dem Gas abgibt, und einen Messmechanismus, der in der Auslassleitung strömenden Bremsstaub entnimmt und misst, wobei der Bremsstaub durch den Messmechanismus gemessen wird, wobei die Bremse vertikal unterhalb der Zuführöffnung angeordnet ist und die Auslassöffnung vertikal unterhalb der Bremse angeordnet ist, wobei ein kleinster Durchmesser der Zuführleitung kleiner als ein größter Durchmesser der Kammer ist, und wobei ein die Bremse ausbildender Bremsbelag bei Betrachtung aus vertikaler Richtung auf der Innenseite der Zuführöffnung bleibt.
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Gemäß diesem Bremsstaubmessverfahren kann die gleiche Wirkungsweise wie bei der oben beschriebenen Bremsstaubmessvorrichtung erreicht werden.
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Wirkung der Erfindung
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Gemäß der vorliegenden Erfindung mit dieser Ausgestaltung kann ein weitestgehend verwirbelungsfreier Luftstrom auf die Bremse gelenkt werden, wodurch Bremsstaubverlust unterbunden werden kann, sodass eine weitere Reduzierung von Messfehlern sowie eine weitere Verbesserung der Messgenauigkeit zu erzielt wird.
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KURZBESCHREIBUNG DER FIGUREN
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- 1 ist eine schematische Ansicht des Gesamtaufbaus einer Bremsstaubmessvorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
- 2 ist eine schematische Ansicht des Aufbaus in der Umgebung einer Kammer der Ausführungsform.
- 3 ist eine schematische Ansicht eines Positionsverhältnisses zwischen einer Zuführöffnung einer Zuführleitung und einem Bremsbelag der Ausführungsform.
- 4 ist ein Ablaufdiagramm, das ein Bremsstaubmessverfahren der Ausführungsform veranschaulicht.
- 5 ist eine schematische Ansicht des Aufbaus in der Umgebung der Kammer einer weiteren Ausführungsform.
- 6 ist eine schematische Ansicht des Aufbaus in der Umgebung der Kammer einer weiteren Ausführungsform.
- 7 ist eine schematische Ansicht des Aufbaus eines Adapters einer weiteren Ausführungsform.
- 8 ist eine schematische Ansicht des Gesamtaufbaus einer Bremsstaubmessvorrichtung gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
- 9 ist eine schematische Ansicht des Gesamtaufbaus einer Bremsstaubmessvorrichtung gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
- 10 ist eine schematische Ansicht des Gesamtaufbaus einer Bremsstaubmessvorrichtung gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
- 11 ist eine schematische Ansicht des Gesamtaufbaus einer Bremsstaubmessvorrichtung gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
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Erläuterung der Bezugszeichen
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- 100
- Bremsstaubmessvorrichtung
- Z
- Bremse
- Z1
- Bremsbelag
- Z2
- Bremsscheibe
- Z3
- Achselement
- 10
- Kammer
- 11
- Zuführleitung
- O1
- Zuführöffnung
- 12
- Auslassleitung
- O2
- Auslassöffnung
- 20
- Messmechanismus
- D1
- Durchmesser der Zuführöffnung
- D2
- Durchmesser der Bremsscheibe
- 112
- kegelförmiger Abschnitt
- θ
- Aufweitungswinkel
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AUSFÜHRUNGSFORMEN DER ERFINDUNG
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Eine Bremsstaubmessvorrichtung 100 gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist derart ausgestaltet, dass sie, wie in 1 gezeigt, beispielsweise die Menge von Bremsstaub misst, der durch Betätigen einer Bremse Z erzeugt wird, und dient dazu, die Leistung der Bremse Z zu prüfen, und wird hier durch Verbinden mit einem Bremsdynamo D einer einzelnen Bremse Z betrieben.
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Bei der Bremsstaubmessvorrichtung 100 kann es sich auch um eine Vorrichtung handeln, die die Leistung der Bremse Z eines Prüffahrzeugs prüft, indem ein fertiggestelltes Prüffahrzeug auf einem Prüfstand fahren gelassen wird.
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Konkret umfasst die Bremsstaubmessvorrichtung 100 wie in 1 gezeigt eine Kammer 10, in der de mit dem Bremsdynamo D verbundene Bremse Z aufgenommen ist, die einen Prüfkörper darstellt, einen Zuführkanal L1, der der im Inneren der Kammer 10 betätigten Bremse Z ein Gas zuführt, einen Hauptdurchflusskanal L2, in dem das Gas zusammen mit von der Bremse Z erzeugtem Bremsstaub strömt, und einen Messmechanismus 20, der den in dem Hauptdurchflusskanal L2 strömenden Bremsstaub entnimmt und misst.
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Die Kammer 10 ist als ein Aufnahmeraum 10s zum Aufnehmen der Bremse Z in seinem Innenraum gebildet und beispielsweise rohrförmig.
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Der Zuführkanal L1 ist durch eine Zuführleitung 11 gebildet, die, wie in 1 und 2 gezeigt, mit einem Teil einer oberen Wand (oberen Fläche) der Kammer 10 verbunden ist. Die Zuführleitung 11 weist eine mit dem Inneren der Kammer 10 in Verbindung stehende Zuführöffnung O1 auf und führt dem Inneren der Kammer 10 über diese Zuführöffnung O1 ein Gas wie beispielsweise Luft zu. Ein kleinster Durchmesser der Zuführleitung 11 ist dabei kleiner als ein größter Durchmesser der Kammer 10, und konkret handelt es sich bei der Zuführleitung 11 um ein Leitungsrohr, das dünner als der Durchmesser des Aufnahmeraums 10s der Kammer 10 (also des Innendurchmessers der Kammer 10) ist. Die Abmessung des kleinsten Durchmessers der Zuführleitung 11 bei Betrachtung in vertikaler Richtung ist somit kleiner als die Abmessung des größten Durchmessers der Kammer 10 bei Betrachtung in vertikaler Richtung. Auf diese Weise trifft die zugeführte Luft auf die betätigte Bremse Z. Das auf die Bremse Z gelenkte Gas ist nicht zwingend auf Luft beschränkt und kann nach Bedarf geändert werden. An dem Zuführkanal L1 sind, wie in 1 gezeigt, eine oder mehrere Gleichrichterplatten X1 bereitgestellt, um die Luft beispielsweise an Biegungsstellen gleichzurichten.
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Der Hauptdurchflusskanal L2 ist, wie in 1 und 2 gezeigt, durch eine mit einer Bodenwand der Kammer 10 verbundene Auslassleitung 12 gebildet. Die Auslassleitung 12 weist eine mit dem Inneren der Kammer 10 in Verbindung stehende Auslassöffnung O2 auf und gibt den in diese Auslassöffnung O2 einströmenden Bremsstaub zusammen mit der Luft aus der Kammer 10 ab. Auf diese Weise strömt die Bremsstaub enthaltende Luft als Probengas im Hauptdurchflusskanal L2. An dem Hauptdurchflusskanal L2 sind, wie in 1 gezeigt, eine oder mehrere Gleichrichterplatten X2 bereitgestellt, um das Probengas beispielsweise an Biegungsstellen gleichzurichten.
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Der Messmechanismus 20 entnimmt einen Teil des im Hauptdurchflusskanal L2 strömenden Probengases und misst den in dem entnommenen Probengas enthaltenen Bremsstaub und umfasst konkret einen Probennahmedurchflusskanal L3, der einen Teil des Probengases aus dem Hauptdurchflusskanal L2 entnimmt, und einen Auffangfilter F, der im Probennahmedurchflusskanal L3 bereitgestellt ist und den Bremsstaub im Probengas auffängt.
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Der Messmechanismus 20 der Ausführungsform ist für eine proportionale Probennahme des Probengases ausgestaltet. Konkret umfasst der Messmechanismus 20 einen Hauptdurchflussmengenregelungsabschnitt P1, der den Durchfluss des aus der Kammer 10 in den Hauptdurchflusskanal L2 gesaugten Probengases (im Folgenden als Hauptdurchflussmenge bezeichnet) regelt, und einen Probennahmedurchflussmengenregelungsabschnitt P2, der den Durchfluss des aus dem Hauptdurchflusskanal L2 in den Probennahmedurchflusskanal L3 gesaugten Probengases (im Folgenden als Probennahmedurchflussmenge bezeichnet) regelt. Für den Hauptdurchflussmengenregelungsabschnitt P1 und den Probennahmedurchflussmengenregelungsabschnitt P2 lassen sich ein Lüfter, eine Pumpe oder eine Massenflusssteuereinrichtung nennen.
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Der Messmechanismus 20 ist derart ausgestaltet, dass er beispielsweise die Drehzahl oder dergleichen einer als der Probennahmedurchflussmengenregelungsabschnitt P2 dienenden Probennahmenpumpe derart steuert, dass ein Verhältnis der Probennahmedurchflussmenge zur Hauptdurchflussmenge ein festgelegtes Abzweigungsverhältnis erreicht. Die Hauptdurchflussmenge und die Probennahmedurchflussmenge beziehen sich dabei auf den Massendurchfluss.
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Mit der oben beschriebenen Ausgestaltung kann die im Auffangfilter F aufgefangene Bremsstaubmenge ermittelt werden, indem beispielsweise das Gewicht des Auffangfilters F vor dem Auffangen von dem Gewicht des Auffangfilters F nach dem Auffangen abgezogen wird. Als der Messmechanismus 20 kann auch eine Funktion als Bremsstaubmengenberechnungsabschnitt bereitgestellt sein, wobei die Gesamtmenge an Bremsstaub berechnet wird, indem das Verzweigungsverhältnis zwischen der Hauptdurchflussmenge und der Probennahmedurchflussmenge mit der Bremsstaubmenge multlipliziert wird.
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Außerdem sind bei der Bremsstaubmessvorrichtung 100 der vorliegenden Ausführungsform, wie in 2 und 3 gezeigt, die Zuführöffnung O1 der Zuführleitung 11, die Bremse Z in der Kammer 10 und die Auslassöffnung O2 der Auslassleitung 12 entlang der vertikalen Richtung angeordnet.
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Konkreter und wie in 2 gezeigt ist bei der Bremsstaubmessvorrichtung 100 vertikal unterhalb der Zuführöffnung O1 die Bremse Z angeordnet und vertikal unterhalb der Bremse Z die Auslassöffnung O2 angeordnet. Anders ausgedrückt sind die Zuführöffnung O1 und Auslassöffnung O2 einander in vertikaler Richtung gegenüberliegend angeordnet, während die Bremse Z zwischen der Zuführöffnung O1 und der Auslassöffnung O2 gehalten wird.
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Die Bremsstaubmessvorrichtung 100 umfasst dabei wie in 3 gezeigt eine Anbringungshalterung 30, an der die Bremse Z angebracht wird und die die Bremse Z in der Kammer 10 vertikal unterhalb der Zuführöffnung O1 hält.
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Wenn die Bremse Z auf diese Weise angeordnet ist, so ist, wie in 3 gezeigt, ein die Bremse Z ausbildender Bremsbelag Z 1 bei Betrachtung aus vertikaler Richtung so angeordnet, dass er auf der Innenseite der Zuführöffnung O1 bleibt, wobei hier jeder von einem Paar Bremsbeläge Z1 bei Betrachtung aus vertikaler Richtung so angeordnet ist, dass er auf der Innenseite sowohl der Zuführöffnung O1 als auch der Auslassöffnung O2 bleibt. In der Ausführungsform ist eine Ausführung gezeigt, bei der die Auslassöffnung O2 größer als die Zuführöffnung O1 ist, doch kann auch die Auslassöffnung O2 größer als die Zuführöffnung O1 sein, oder beide können gleich groß sein.
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Bei dieser Anordnung liegt außerdem, wie in 2 gezeigt, eine Höhenposition Zh eines die Bremse Z ausbildenden Achselements Z3 einer Bremsscheibe Z2 oberhalb einer Höhenposition 10h der Mitte der Kammer 10. Die Anbringungshalterung 30 der vorliegenden Ausführungsform hält die Bremse Z somit derart, dass die Höhenposition Zh des Achselements Z3 der Bremsscheibe Z2 oberhalb der Höhenposition 10h der Mitte der Kammer 10 liegt. Bei dieser Anordnung bleibt das Achselement Z3 der Bremsscheibe Z2, wie in 3 gezeigt, bei Betrachtung aus vertikaler Richtung auf der Innenseite der Zuführöffnung O1 und der Auslassöffnung 02. Allerdings muss das Achselement Z3 der Bremsscheibe Z2 nicht zwingend oberhalb der Höhenposition 10h der Mitte der Kammer 10 liegen und kann auch unterhalb dieser Höhenposition 10h liegen.
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Die Zuführleitung 11 der vorliegenden Ausführungsform weist dabei die Form eines runden Rohres auf, und die Zuführöffnung O1 ist kreisförmig. Wie in 2 gezeigt, beträgt ein Durchmesser D1 der Zuführöffnung O1 mindestens 70 % eines Durchmessers D2 der Bremsscheibe Z2 und ist hier größer als der Durchmesser D2 der Bremsscheibe Z2 und beträgt konkret mindestens 300 mm.
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Ein stromabwärtiger Endabschnitt der Zuführleitung 11 der vorliegenden Ausführungsform weist, wie in 2 gezeigt, eine Kegelform auf, mit der er sich zur Zuführöffnung O1 allmählich aufweitet. Konkret umfasst die Zuführleitung 11 der Ausführungsform einen sich in vertikaler Richtung erstreckenden geraden Rohrabschnitt 111 und einen kegelförmigen Abschnitt 112, der sich von dem geraden Rohrabschnitt 111 zur Zuführöffnung O1 hin allmählich aufweitet. Ein Aufweitungswinkel θ des kegelförmigen Abschnitts 112 ist kleiner als 270°. Der Aufweitungswinkel bezieht sich dabei auf einen Winkel zwischen einer Innenumfangsfläche 111a des geraden Rohrabschnitts 111 und einer Innenumfangsfläche 112a des kegelförmigen Abschnitts 112.
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Unter Bezugnahme auf das Ablaufdiagramm aus 4 wird nun ein Bremsstaubmessverfahren mittels der Bremsstaubmessvorrichtung 100 der vorliegenden Ausführungsform beschrieben.
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Zunächst wird die Bremse Z in der Kammer 10 angeordnet. Konkret wird die Bremse Z an der Anbringungshalterung 30 angebracht und so angeordnet, dass der die Bremse Z ausbildende Bremsbelag Z1 bei Betrachtung aus vertikaler Richtung vollständig auf der Innenseite der Zuführöffnung O1 bleibt (S1). In der vorliegenden Ausführungsform bleibt dabei der gesamte Bremsbelag Z1 bei Betrachtung aus vertikaler Richtung auf der Innenseite der Auslassöffnung 02. Auch wird in der vorliegenden Ausführungsform das Achselement Z3 der Bremsscheibe Z2 so angeordnet, dass es bei Betrachtung aus vertikaler Richtung auf der Innenseite der Zuführöffnung O1 und der Auslassöffnung O2 bleibt.
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Als Nächstes wird die Bremse Z in der Kammer 10 betätigt und der Bremse Z zugleich durch den Zuführkanal L1 Luft zugeführt, wobei durch Betreiben des Hauptdurchflussmengenregelungsabschnitts P1 Probengas, das von der Bremse Z erzeugten Bremsstaub enthält, in den Hauptdurchflusskanal L2 strömt (S2).
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Ein Teil des im Hauptdurchflusskanal L2 strömenden Probengases wird im Probennahmedurchflusskanal L3 entnommen (S3). Dadurch wird der im Probengas enthaltene Bremsstaub mittels des Auffangfilters F aufgefangen.
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Anschließend wird beispielsweise die mittels des Auffangfilters F aufgefangene Bremsstaubmenge oder aus der Bremsstaubmenge beispielsweise die Gesamtmasse an Bremsstaub bei einmaliger Prüfung oder aber die Masse an Bremsstaub pro Fahrtstreckeneinheit oder dergleichen berechnet (S4).
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Gemäß der derart ausgestalteten Bremsstaubmessvorrichtung 100 sind die Zuführöffnung O1 der Zuführleitung 11, die Bremse Z und die Auslassöffnung O2 der Auslassleitung 12 entlang der vertikalen Richtung angeordnet, und darüber hinaus bleibt der Bremsbelag Z1, bei dem es sich um die Stelle handelt, an der der Großteil des Bremsstaubs erzeugt wird, bei Betrachtung aus vertikaler Richtung auf der Innenseite der Zuführöffnung O1, weshalb die Strömungsgeschwindigkeit in der Umgebung der Bremse Z gleichmäßig (konstant) gemacht werden kann und ein weitestgehend verwirbelungsfreier Luftstrom auf die Bremse Z gelenkt werden kann. Auf diese Weise kann Bremsstaubverlust unterbunden werden, sodass eine Reduzierung von Messfehlern sowie eine Verbesserung der Messgenauigkeit erzielt wird.
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Durch die oben beschriebene Anordnung kann weitestgehend der gesamte Bremsstaub zur Auslassöffnung O2 geleitet werden, ohne in der Kammer 10 zurückzubleiben, sodass eine weitere Reduzierung von Messfehlern sowie eine weitere Verbesserung der Messgenauigkeit zu erzielt wird.
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Da der Durchmesser D1 der Zuführöffnung O1 mindestens 70 % des Durchmessers D2 der die Bremse Z ausbildenden Bremsscheibe Z2 beträgt, kann die Blasluft auf einen weiten Bereich der Bremsscheibe Z2 treffen, sodass das Zurückbleiben von Bremsstaub in der Kammer 10 zuverlässiger unterbunden werden kann.
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Die Zuführleitung 11 weist ferner den kegelförmigen Abschnitt 112 auf, der sich zur Zuführöffnung O1 hin allmählich aufweitet, weshalb verwirbelungsfreie Blasluft auf die Bremse Z gelenkt werden kann. Auf diese Weise kommt es nicht ohne Weiteres zu einer Verteilung von Bremsstaub in der Kammer 10, sodass weitestgehend der gesamte Bremsstaub aus der Kammer 10 abgelassen werden kann.
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Da außerdem die Höhenposition Zh des die Bremse Z ausbildenden Achselements Z3 der Bremsscheibe Z2 oberhalb der Höhenposition 10h der Mitte der Kammer 10 liegt, ist das Achselement D3 der Bremsscheibe Z2 näher an der Zuführöffnung O1 als an der Auslassöffnung O2, weshalb ausreichend kräftige Blasluft auf den Bremsbelag Z1 oder die Bremsscheibe Z2 gelenkt werden kann, sodass weitestgehend der gesamte Bremsstaub aus der Kammer 10 abgelassen werden kann.
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Die Erfindung ist nicht auf die vorstehend beschriebene Ausführungsform beschränkt.
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So ist in der oben beschriebenen Ausführungsform beispielsweise die Zuführleitung 11 mit der oberen Wand der Kammer 10 verbunden, doch kann die Zuführleitung 11 wie in 5 gezeigt auch durch die obere Wand der Kammer 10 hindurch verlaufen, und die Zuführöffnung O1 kann im Inneren der Kammer 10 angeordnet sein.
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Bei der Zuführleitung 11 der oben beschriebenen Ausführungsform erstreckt sich der kegelförmige Abschnitt 112, dessen stromabwärtiger Endabschnitt kegelförmig ist, zur Zuführöffnung O1 hin, doch muss die Zuführleitung 11 wie in 6 gezeigt nicht zwingend den kegelförmigen Abschnitt 112 umfassen, und stattdessen kann sich der gerade Rohrabschnitt 111 bis zur Zuführöffnung O1 erstrecken.
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Darüber hinaus ist in der oben beschriebenen Ausführungsform nicht nur der Bremsbelag Z1, sondern auch das Achselement Z3 der Bremsscheibe Z2 so angeordnet, dass es bei Betrachtung aus vertikaler Richtung auf der Innenseite der Zuführöffnung O1 bleibt, doch reicht es aus, wenn bei der erfindungsgemäßen Bremsstaubmessvorrichtung 100 wie in 6 gezeigt wenigstens der Bremsbelag Z1 so angeordnet ist, dass er bei Betrachtung aus vertikaler Richtung auf der Innenseite der Zuführöffnung O1 bleibt.
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Die Bremsstaubmessvorrichtung 100 kann ferner, wie in 7 gezeigt, mehrere Adapter 113 umfassen, mit denen die Größe der Zuführöffnung O1 geändert werden kann. Konkret bilden die Adapter 113 die Zuführleitung 11 aus und sind beispielsweise lösbar an dem gerade Rohrabschnitt 111 anbringbar. Als diese Adapter lassen sich solche nennen, mit denen der Durchmesser der Zuführöffnung O1 beispielsweise von mindestens 80 mm bis höchstens 200 mm geändert werden kann.
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Mit dieser Ausgestaltung kann die Zuführöffnung O1 entsprechend der Größe der Bremse Z bzw. des Bremsbelags Z1, der Bremsscheibe Z2 und dergleichen, welche die Bremse Z ausbilden, auf die optimale Größe geändert werden.
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In der oben beschriebenen Ausführungsform wurde beschrieben, dass die Zuführleitung 11 die Form eines runden Rohres aufweist und die Zuführöffnung O1 kreisförmig ist, doch kann die Zuführleitung 11 auch die Form eines im Profil polygonalen, beispielsweise viereckigen, Rohres aufweisen. In diesem Fall kann auch die Zuführöffnung O1 polygonal sein, und ihr Durchmesser kann mindestens 300 mm betragen.
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In der oben beschriebenen Ausführungsform wurde kurz ein Aspekt beschrieben, bei dem der Messmechanismus 20 die Probengasproben proportional nimmt, wobei bei einer genaueren Beschreibung dieser Ausgestaltung die Bremsstaubmessvorrichtung 100 ferner wie in 8 gezeigt eine im Hauptdurchflusskanal L2 bereitgestellte Hauptdurchflussmengenmesseinrichtung FM1 und eine im Probennahmedurchflusskanal L3 bereitgestellte Probennahmedurchflussmesseinrichtung FM2 umfassen kann.
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Die Hauptdurchflussmengenmesseinrichtung FM1 ist in 8 stromabwärts der Probennahmestelle X bereitgestellt, die an der Stelle liegt, an der der Probennahmedurchflusskanal L2 am Hauptdurchflusskanal L1 verbunden ist, kann jedoch auch stromaufwärts der Probennahmestelle X bereitgestellt sein.
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Die Probennahmedurchflussmesseinrichtung FM2 ist in 8 stromabwärts des Filters F bereitgestellt, kann jedoch auch stromaufwärts des Filters F bereitgestellt sein.
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Die Bremsstaubmessvorrichtung 100 kann, wie in 8 gezeigt, auch eine Steuervorrichtung C umfassen, die einen oder beide von dem Hauptdurchflussmengenregelungsabschnitt P1 und dem Probennahmedurchflussmengenregelungsabschnitt P2 derart steuert, dass die durch die Probennahmedurchflussmesseinrichtung FM2 gemessene Probennahmedurchflussmenge eine Durchflussmenge proportional zu der durch die Hauptdurchflussmengenmesseinrichtung FM1 gemessenen Hauptdurchflussmenge ist.
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Bei der Bremsstaubmessvorrichtung 100 werden somit durch die Steuervorrichtung C die Durchflussmenge des Hauptdurchflusskanals L2 und die Probennahmedurchflussmenge, bei der es sich um die Durchflussmenge des Probennahmedurchflusskanals L3 handelt, derart festgelegt, dass sie eine Durchflussmenge proportional zur Hauptdurchflussmenge sind, bei der es sich um die Durchflussmenge des Hauptdurchflusskanals L2 handelt.
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Indem mit dieser Ausgestaltung die Probennahmedurchflussmenge derart gesteuert wird, dass sie proportional zur Hauptdurchflussmenge ist, kann die Bremsstaubmenge oder dergleichen auch bei einer Schwankung der Hauptdurchflussmenge mit hoher Präzision gemessen werden.
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Die Bremsstaubmessvorrichtung 100 der vorliegenden Erfindung kann auch derart ausgestaltet sein, dass, wie in 9 gezeigt, der stromabwärtige Endabschnitt des Probennahmedurchflusskanals L3 stromabwärts der Probennahmestelle am Hauptdurchflusskanal L2 verbunden ist und das im Probennahmedurchflusskanal L3 entnommene Probengas an den Hauptdurchflusskanal L2 zurückleitet.
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Da auf diese Weise die Durchflussmenge nach dem Zurückleiten des Probengases an den Hauptdurchflusskanal L2 als die Hauptdurchflussmenge gemessen werden kann, kann die Probennahmedurchflussmenge leichter zu einer zur Hauptdurchflussmenge proportionalen Durchflussmenge gemacht werden.
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Als weiterer Aspekt, um die Probennahmedurchflussmenge mit höherer Präzision proportional zur Hauptdurchflussmenge zu machen, lässt sich ein Aspekt nennen, bei dem die Steuervorrichtung 20C die durch die Hauptdurchflussmengenmesseinrichtung FM1 gemessene Hauptdurchflussmenge mittels der durch die Probennahmedurchflussmesseinrichtung FM2 gemessenen Probennahmedurchflussmenge korrigiert.
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Konkret ist eine Ausgestaltung möglich, bei der der Durchflussmengensteuerabschnitt 21 die durch die Probennahmedurchflussmesseinrichtung FM2 gemessene Probennahmedurchflussmenge zu der durch die Hauptdurchflussmengenmesseinrichtung FM1 gemessenen Hauptdurchflussmenge hinzuaddiert und auf Grundlage der Durchflussmenge nach der Addition einen oder beide von dem Hauptdurchflussmengenregelungsabschnitt P1 und dem Probennahmedurchflussmengenregelungsabschnitt P2 steuert.
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Die Bremsstaubmessvorrichtung 100 kann ferner anstelle des Auffangfilters F oder zusätzlich zu dem Auffangfilter F einen Probennahmebeutel umfassen, der Probengas entnimmt, und verschiedene in dem entnommenen Probengas enthaltene Bestandteile messen. Als die zu messenden Bestandteile lassen sich auf den Bremsstaub zurückgehende Kohlenwasserstoffbestandteile und dergleichen und/oder im Abgas enthaltene Bestandteile nennen.
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In diesem Fall kann der Probennahmebeutel SB beispielsweise stromabwärts des Probennahmedurchflussmengenregelungsabschnitts P2 bereitgestellt sein, und es kann ein von dem Probennahmedurchflusskanal L3 separater zweiter Probennahmedurchflusskanal L4 bereitgestellt sein, wie in 10 gezeigt. Bei der in 10 gezeigten Ausgestaltung kann an dem zweiten Probennahmedurchflusskanal L4 eine als zweiter Probennahmedurchflussmengenregelungsabschnitt dienende Probennahmenpumpe P3 oder dergleichen bereitgestellt sein. Die Probennahmestelle des zweiten Probennahmedurchflusskanals L4 kann stromabwärts oder stromaufwärts der Probennahmestelle des Probennahmedurchflusskanals L3 liegen.
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Bei dieser Ausgestaltung, die den Probennahmebeutel SB umfasst, können die Messung des im Probennahmebeutel entnommenen Probengases und die Messung des Bremsstaubs gleichzeitig oder getrennt durchgeführt werden.
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Die erfindungsgemäße Bremsstaubmessvorrichtung 100 kann, wie in 11 gezeigt, derart ausgestaltet sein, dass die Luft in der Kammer 10 in horizontaler Richtung (oder im Wesentlichen in horizontaler Richtung) strömt, oder kann, wenngleich nicht dargestellt, derart ausgestaltet sein, dass die Luft in einer Schrägrichtung schräg zur horizontalen Richtung oder zur Oben-unten-Richtung in der Kammer 10 strömt.
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Als ein konkreter Ausführungsaspekt lässt sich ein Aspekt nennen, bei dem die Zuführöffnung O1 und die Auslassöffnung O2 für die Luft an einer Seitenumfangsfläche der Kammer 10 bereitgestellt sind. Die Zuführöffnung O1 und die Auslassöffnung O2 können einander gegenüberliegen oder einander nicht gegenüberliegen.
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Darüber hinaus wurde in der obenstehenden Ausführungsform der Bremsstaubmengenberechnungsabschnitt erörtert, der die im Auffangfilter F aufgefangene Bremsstaubmenge berechnet, doch kann anstelle des Auffangfilters F oder zusätzlich zu dem Auffangfilter F auch ein zugleich als Staubauffangabschnitt und als Analyseabschnitt fungierender DCS (Diffusion Changer Sensor) im Probennahmedurchflusskanal L3 installiert sein, der das Auffangen und das Analysieren des Bremsstaubs beispielsweise gleichzeitig durchführt. Ebenso kann anstelle des Auffangfilters F oder zusätzlich zu dem Auffangfilter F ein zugleich als Staubauffangabschnitt und als Analyseabschnitt fungierendes PN(Particle Number, Partikelanzahl)-Messgerät im Probennahmedurchflusskanal L3 bereitgestellt sein.
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Ein Konzept, das wenigstens eins von dem Auffangfilter F, dem Bremsstaubmengenberechnungsabschnitt, einer Abgasanalysevorrichtung, dem DCS und dem PN-Messgerät beinhaltet, kann als Bremsstaubanalyseabschnitt bezeichnet werden.
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Die vorliegende Erfindung ist ferner nicht auf die oben beschriebene Ausführungsform beschränkt, und es liegt auf der Hand, dass sie verschiedenen Abwandlungen unterzogen werden kann, solange diese nicht von ihrem Wesen abweichen. Gewerbliche Anwendung
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Gemäß der vorliegenden Erfindung mit dieser Ausgestaltung kann ein weitestgehend verwirbelungsfreier Luftstrom auf die Bremse gelenkt werden, wodurch Bremsstaubverlust unterbunden werden kann, sodass eine weitere Reduzierung von Messfehlern sowie eine weitere Verbesserung der Messgenauigkeit zu erzielt wird.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- JP 2019190901 A [0005]
- JP 2020520448 A [0005]