AT517922A1

AT517922A1 - Bremsbelagträgerplatte

Info

Publication number: AT517922A1
Application number: ATA50946/2015A
Authority: AT
Inventors: Ing Georg Märzendorfer Dipl
Original assignee: Miba Frictec Gmbh
Priority date: 2015-11-06
Filing date: 2015-11-06
Publication date: 2017-05-15
Also published as: CN107023594A; AT517922B1; DE102016120890A1; RU2016143179A; IT201600109340A1; FR3043436A1; RU2016143179A3

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Bremsbelagträgerplatte (2) umfassend einen Trägerplat- tengrundkörper (4), der eine Vorderseite (5) zur Anordnung von zumindest einem Bremsbelag (3) und eine Rückseite (6) zur Anordnung des Trägerplattengrundkör- pers (4) auf einem Trägerelement (7) aufweist, wobei auf der Rückseite (6) und über diese vorragend zumindest ein Sicherungselement (10) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Sicherungselement (10) einstückig mit dem Trägerplattengrundkörper (4) ausgebildet ist. Weiter betrifft die Erfindung ein Bremsbelagelement und eine Scheibenbremse.

Description

Die Erfindung betrifft eine Bremsbelagträgerplatte umfassend einen Trägerplattengrundkörper, der eine Vorderseite zur Anordnung von zumindest einem Bremsbelag und eine Rückseite zur Anordnung des Trägerplattengrundkörpers auf einem Trägerelement aufweist, wobei auf der Rückseite und über diese vorragend zumindest ein Sicherungselement angeordnet ist.

Weiter betrifft die Erfindung ein Bremsbelagelement umfassend eine Bremsbelagträgerplatte und zumindest einen Bremsbelag.

Zudem betrifft die Erfindung eine Scheibenbremse umfassend ein Trägerelement auf dem mehrere Bremsbelagelemente angeordnet und mit diesem verbunden sind.

Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zur Herstellung eines Bremsbelagelementes umfassend eine Bremsbelagträgerplatte und zumindest einen Bremsbelag, wobei die Bremsbelagträgerplatte einen Trägerplattengrundkörper mit einer Vorderseite zur Anordnung des zumindest einen Bremsbelags und einer Rückseite zur Anordnung des Trägerplattengrundkörpers auf einem Trägerelement aufweist, wobei auf der Rückseite des Trägerplattengrundkörpers und über diese vorragend zumindest ein Sicherungselement angeordnet wird.

Bremsbeläge für hochbelastbare Scheibenbremsen, wie sie beispielsweise in Schienenfahrzeugen eingesetzt werden, sind aus dem Stand der Technik bekannt. Beispielsweise sei dazu auf die DE 10 2012 103 196 A1 verwiesen, die auch einen guten Überblick über die verschiedenen Herstellungsverfahren der in diesen Scheibenbremsen verwendeten Bremsbelagträgerplatten gibt. Derartige Scheibenbremsen weisen üblicherweise mehrere Bremsbelagelemente auf, die auf ei nem Trägerelement zu Gruppen zusammengefasst montiert werden, wie dies beispielsweise aus der DE 20 2005 004 040 U1 oder der DE 44 36 457 A1 ersichtlich ist. Zur Montage der Bremsbelagträgerplatten auf einem Trägerelement werden üblicherweise Nieten verwendet, wobei zur Verdrehsicherung zusätzliche Sicherungselemente verwendet werden, die über die Rückseite der Bremsbelagträgerplatte vorragen und in entsprechende Ausnehmungen in dem Trägerelement hineinragen. Auch diese Sicherungselemente werden üblicherweise aus Stahlbolzen hergestellt, die auf das richtige Maß abgedreht und danach in die Bremsbelagträgerplatte eingepresst werden. Dies verursacht nicht nur einen zusätzlichen Arbeitsaufwand, sondern ist damit auch eine Bruchgefahr in diesem Bereich gegeben. Nachdem diese Sicherungselement nur im Bereich der Bremsbelagträgerplatte mit dieser verbunden sind, nicht jedoch mit dem Trägerelement, können die Sicherungselemente in Richtung auf den Bremsbelag „auswandern“ und diesen gegebenenfalls beschädigen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen verbesserten Bremsbelag, insbesondere eine verbesserte Bremsbelagträgerplatte, zur Verfügung zu stellen.

Die Aufgabe der Erfindung wird durch die eingangs genannte Bremsbelagträgerplatte gelöst, bei der das Sicherungselement einstückig mit dem Trägerplattengrundkörper ausgebildet ist.

Weiter wird die Aufgabe der Erfindung durch das eingangs genannte Bremsbelagelement gelöst, das eine erfindungsgemäße Bremsbelagträgerplatte aufweist.

Zudem wird die Aufgabe der Erfindung durch die eingangs genannte Scheibenbremse gelöst, bei der die Bremsbelagelemente erfindungsgemäß ausgebildet sind.

Die Aufgabe der Erfindung wird auch durch das eingangs genannte Verfahren gelöst, nach dem vorgesehen ist, dass das zumindest eine Sicherungselement durch Tiefziehen des Trägerplattengrundkörpers aus dessen Werkstoff hergestellt wird.

Von Vorteil ist dabei, dass durch die Einsparung der Verfahrensschritte „Drehen“ und „Einpressen“ hinsichtlich der Befestigung des zumindest einen Sicherungs- elementes an dem Trägerplattengrundkörper die Herstellung der Bremsbelagträgerplatte deutlich vereinfacht werden kann. Zudem kann durch die einstückige Ausbildung des zumindest einen Sicherungselementes besser verhindert werden, dass sich dieses im Betrieb der Scheibenbremse unvorhergesehen lösen kann.

Nach einer Ausführungsvariante der Bremsbelagträgerplatte ist bevorzugt vorgesehen, dass das Sicherungselement aus dem Material des Trägerplattengrundkörpers durch Tiefziehen des Trägerplattengrundkörpers hergestellt ist. Es kann damit das zumindest eine Sicherungselement mit hoher Genauigkeit einfach hergestellt werden, wobei durch dessen Herstellung aus dem Trägerplattengrundkörper zusätzliches Material eingespart werden kann, wodurch nicht nur eine Kostenersparnis erreicht werden kann, sondern damit auch eine Gewichtsreduzierung der Bremsbelagträgerplatte durch den Entfall von zusätzlichem Material für das zumindest einem Sicherungselement realisiert werden kann.

Nach einer anderen Ausführungsvariante der Bremsbelagträgerplatte kann vorgesehen sein, dass das Sicherungselement eine Ausnehmung in axialer Richtung des Sicherungselementes aufweist. Es wird damit eine Ausführungsvariante des Bremsbelagselementes ermöglicht, bei der der Bremsbelag bis in die Ausnehmung in dem Sicherungselement hineinreichend angeordnet ist. Durch diese Ausführung der Bremsbelagträgerplatte und des Bremsbelagselementes kann eine bessere Aussteifung des zumindest einen Sicherungselementes erreicht werden, sodass dieses besser vor Verformungen im Betrieb der Scheibenbremse geschützt ist.

Nach einerweiteren Ausführungsvariante des Bremsbelagelementes kann vorgesehen sein, dass der Bremsbelag formschlüssig in der Ausnehmung des Sicherungselementes aufgenommen ist, wodurch die voranstehend genannten Effekte verbessert werden können. Zudem kann damit auch eine bessere Anbindung des Bremsbelages an die Bremsbelagträgerplatte erreicht werden.

Zum besseren Verständnis der Erfindung wird diese anhand der nachfolgenden Figuren näher erläutert.

Es zeigen jeweils in vereinfachter, schematischer Darstellung:

Fig- 1 ein Bremselement in Draufsicht;

Fig. 2 das Bremselement nach Fig. 1 in Seitenansicht geschnitten gemäß der Linie ll-ll in Fig. 1.

Einführend sei festgehalten, dass die in der Beschreibung gewählten Lageangaben, wie z.B. oben, unten, seitlich usw. auf die unmittelbar beschriebene sowie dargestellte Figur bezogen und bei einer Lageänderung sinngemäß auf die neue Lage zu übertragen sind.

In den Fig. 1 und 2 ist ein Bremsbelagelement 1 in Draufsicht bzw. in Seitenansicht geschnitten dargestellt. Das Bremsbelagelement 1 umfasst bzw. besteht aus einer Bremsbelagträgerplatte 2 auf der zumindest ein Bremsbelag 3 angeordnet bzw. befestigt ist.

Prinzipiell ist es möglich, dass, wie dies in den Fig. 1 und 2 dargestellt ist, dass die Bremsbelagträgerplatte 2 hinsichtlich ihrer Größe - in Draufsicht betrachtet - genau so groß ist, dass nur ein Bremsbelag 3 daraufangeordnet werden kann. Gegebenenfalls kann dabei die Bremsbelagträgerplatte 2 geringfügig um bis zu 10 %, insbesondere um bis zu 5 %, größer sein, sodass das Bremsbelagelement 1 am Außenumfang einen ringförmigen freien Rand 4 entlang des Außenumfanges aufweist, der gegebenenfalls auch hochgezogen sein kann, sodass der Bremsbelag 3 zumindest teilweise entlang seines Außenumfanges von der Bremsbelagträgerplatte 2 eingefasst sein kann, wie dies in Fig. 2 strichliert angedeutet ist.

Daneben ist es aber auch möglich, dass die Bremsbelagträgerplatte 2 größer ist, als der Bremsbelag 3 (wiederum in Draufsicht betrachtet), sodass mehr als ein Bremsbelag 3, beispielsweise zwei oder drei oder vier, etc., Bremsbeläge 3 auf einer einzigen Bremsbelagträgerplatte 2 angeordnet und mit dieser verbunden werden können.

Die Bremsbelagträgerplatte 2 umfasst einen bzw. besteht aus einem Trägerplattengrundkörper 4. Der Trägerplattengrundkörper 4 wird in der bevorzugten Aus führungsform der Bremsbelagträgerplatte 2 aus einem ebenen Blech aus einem metallischen Werkstoff, insbesondere Stahl, durch Ausstanzen hergestellt. Die Bremsbelagträgerplatte 2 wird also vorzugsweise zumindest annähernd endkon-tournah hergestellt. Selbstverständlich sind hierzu auch andere Verfahren, wie beispielsweise Schneiden, z.B. Laserschneiden, etc., einsetzbar.

Das Bremsbelagelement 1 ist in Fig. 1 in Draufsicht betrachtet zumindest annähernd dreieckförmig mit abgerundeten Spitzen dargestellt. Es sei jedoch darauf hingewiesen, dass das Bremsbelagelement 1 auch eine andere Form aufweisen kann.

Der Trägerplattengrundkörper 4 weist eine Vorderseite 5 und eine Rückseite 6 auf. Die Vorderseite 5 ist dabei jene Seite bzw. Oberfläche des Trägerplattengrundkörpers 4, auf der der zumindest eine Bremsbelag 3 angeordnet wird. Über die Rückseite 6 wird hingegen die Bremsbelagträgerplatte 2, und damit das Bremsbelagelement 1, auf einem Trägerelement 7 angeordnet und auf diesem befestigt. Das Trägerelement 7 ist in den Fig. 1 und 2 ausschnittsweise dargestellt. Üblicherweise werden auf dem Trägerelement 7 mehrere derartige Bremsbelagelement 1 angeordnet, wie dies voranstehend erwähnt wurde.

Das Bremsbelagelement 1 kann direkt auf dem Trägerelement 7 befestigt sein. Es ist aber auch möglich, dass zwischen dem Trägerelement 7 und dem Bremsbelagelement 1, insbesondere der Bremsbelagträgerplatte 2, zumindest ein Federelement angeordnet ist, wie dies an sich bekannt ist.

Die Verbindung des Bremsbelagelementes 1 mit dem Trägerelement 7 erfolgt über zumindest ein, insbesondere ausschließlich ein, Befestigungselement 8. Das Befestigungselement 8 ist vorzugsweise bolzenförmig ausgebildet, insbesondere eine Niet, wie dies an sich ebenfalls bekannt ist. Es sind aber auch andere Befestigungsmethoden anwendbar, beispielsweise eine Verschraubung, etc. Vorzugsweise ist das Bremsbelagelement 1 lösbar mit dem Trägerelement verbunden.

Zur Anordnung des Befestigungselementes 8 an der Bremsbelagträgerplatte 2 wird in den Trägerplattengrundkörper 4 eine Ausnehmung 9 in Form eines Durch bruchs, insbesondere eine Bohrung, eingebracht, sodass das Befestigungselement 8 von der Vorderseite 5 in diese Ausnehmung 9 eingesteckt werden kann. Das Befestigungselement 8 erstreckt sich durch die gesamte Schichtdicke des Trägerplattengrundkörpers 4 und ragt über die Rückseite 6 vor, wie dies aus Fig. 2 zu ersehen ist. Vorzugsweise wird der Kopf des Befestigungselementes 8 im Trägerplattengrundkörperversenkt angeordnet, sodass dieser nicht in den Bremsbelag 3 hineinragt.

Neben dem zumindest einen Befestigungselement 8 weist der Trägerplattengrundkörper 4 noch zumindest ein Sicherungselement 10 auf. Es können aber auch mehr als ein Sicherungselement 10 angeordnet werden, vorzugsweise zwei, oder drei oder vier, etc.

Das zumindest eine Sicherungselement 10 ist ebenfalls über die Rückseite 6 des Trägerelementgrundkörpers 4 in Richtung auf das Trägerelement 7 vorragend ausgebildet. Vorzugsweise erstreckt sich das zumindest eine Sicherungselement 10 jedoch nur über eine Länge in Richtung des Befestigungselementes 8, die kleiner ist, als die Gesamtlänge des Befestigungselementes 8 in gleicher Richtung betrachtet, jeweils auf den Überstand des Befestigungselementes 8 und des Sicherungselementes 10 über die Rückseite 6 des Trägerplattengrundkörpers 4 bezogen. Über das zumindest eine Sicherungselement 10 kann das Bremsbelagelement 1 verdrehgesichert auf dem Trägerelement 7 angeordnet werden, wozu das Trägerelement an der entsprechenden Stelle eine Ausnehmung oder einen Durchbruch aufweist, in die oder in den das zumindest eine Sicherungselement 10 hineinragt. Vorzugsweise durchdringt also das zumindest eine Sicherungselement 10 das Trägerelement 7 nicht.

Das zumindest eine Sicherungselement 10 ist einstückig mit dem Trägerplattengrundkörper 4 ausgebildet. Insbesondere ist es aus dessen Werkstoff durch Tiefziehen des Trägerplattengrundkörpers 4 hergestellt.

Das zumindest eine Sicherungselement 10 kann einen - in Draufsicht auf das Bremsbelagelement 1 betrachtet - kreisrunden Querschnitt aufweisen. Nachdem das Sicherungselement 10 aber nicht aus einem gesonderten bolzenförmigen Bauteil durch Drehen hergestellt wird, sind auch andere Querschnitte, wie beispielsweise ein ovaler, ein viereckiger (quadratisch, rechteckig,...), ein fünfeckiger, eine sechseckiger, etc. einfach herstellbar, wodurch die Verdrehsicherung des Bremsbelagelementes 1 relativ zum Trägerelement 7 weiter verbessert werden kann.

Vorzugsweise ist der Außenumfang des zumindest einen Sicherungselementes 10 an den Querschnitt der dieses aufnehmende Ausnehmung oder des Durchbruchs in dem Trägerelement 7 angepasst, sodass zwischen dem Sicherungselement 10 und dem Trägerelement 7 ein Formschluss ausgebildet wird.

Der Bremsbelag 3 besteht vorzugsweise aus einem Sinterwerkstoff, beispielsweise auf einem kupferbasierten Sinterwerkstoff. Es sind aber auch andere Werkstoffe möglich, beispielsweise ein faserverstärktes Harz.

Der Bremsbelag 3 kann mit der Bremsbelagträgerplatte 2 verklebt oder verlötet oder verschweißt sein, wie dies an sich bekannt ist. Um die Anbindung des Bremsbelages 3 an die Bremsbelagträgerplatte 2 zu verbessern, kann der Bremsbelag 3 zumindest einen Vorsprung 11 aufweisen, der in eine Ausnehmung 12 im Trägerplattengrundkörper 4 hineinragt. Die Ausnehmung 12 kann auch als Durchbruch durch den Trägerplattengrundkörper 4 ausgebildet sein.

Vorzugsweise sind mehr als ein derartiger Vorsprung 11 und mehr als eine derartige Ausnehmung 12 vorgesehen, beispielsweise zwei, wie dies aus Fig. 1 ersichtlich ist, oder drei oder vier, etc. Es ist weiter bevorzugt, wenn zwischen dem zumindest einen Vorsprung 11 und der zumindest einen Ausnehmung 12 ebenfalls ein Formschluss ausgebildet ist.

Hinsichtlich der Querschnittsformen des zumindest einen Vorsprungs 11 und der zumindest einen Ausnehmung 12 sei auf voranstehenden Ausführungen zum Sicherungselement 10 dazu verwiesen.

Nach einer Ausführungsvariante der Bremsbelagträgerplatte 2 (und damit des Bremsbelagelementes 1) kann vorgesehen sein, dass das Sicherungselement 10 eine Ausnehmung 13 in einer axialen Richtung 14 des Sicherungselementes 10 aufweist. Vorzugsweise ist diese Ausnehmung 13 als Durchbruch ausgebildet, wie dies aus den Fig. 1 und 2 ersichtlich ist. In diesem Fall kann der zumindest eine Vorsprung 11 des Bremsbelages 3 auf diesem derart platziert werden, dass er in diese Ausnehmung 13 im Sicherungselement 10 hineinragt, wie dies in Fig. 2 strichliert dargestellt ist. Es kann dann auf die Ausnehmungen 12 im Trägerplattengrundkörper 4 verzichtet werden, wenngleich es auch bei dieser Ausführungsvariante des Bremsbelagelementes 1 möglich ist, dass der Bremsbelag 3 mehrere Vorsprünge 11 aufweist, von denen ein Teil in die Ausnehmungen 12 im Trägerplattengrundkörper 44 und der andere Teil in die Ausnehmungen 13 in dem zumindest einen Sicherungselement 10 hineinragt.

Vorzugsweise wird auch zwischen dem zumindest einen Vorsprüngen des Bremsbelages 3, der in die Ausnehmung des zumindest einen Sicherungselementes 10 hineinragt ein Formschluss ausgebildet. Es ist damit möglich, eine Wandstärkenverringerung des Sicherungselementes 10 bezogen auf die Wandstärke des Trägerplattengrundkörpers 4, die bedingt ist durch das Tiefziehverfahren zur Herstellung des zumindest einen Sicherungselements 10, zumindest teilweise zu kompensieren.

Es sei an dieser Stelle darauf hingewiesen, dass die Ausführungen zum zumindest einen Sicherungselement 10 bei Vorhandensein von mehr als einem Sicherungselement 10 auch auf diese weiteren Sicherungselement 10 übertragbar sind.

Weiter kann vorgesehen sein, dass auch das Befestigungselement 8, das im weitesten Sinne auch als Sicherungselement bezeichnet werden kann, ebenfalls zumindest teilweise, insbesondere zur Gänze, durch Tiefziehen aus dem Trägerplattengrundkörper 4 hergestellt werden bzw. sein kann. In diesem Fall kann das Ende, das in das oder durch das Trägerelement 7 hinein- bzw. hindurchragt, mit dem Trägerelement 7 verstemmt werden.

Das Bremsbelagelement wird vorzugsweise in einer Scheibenbremse für Schienenfahrzeuge, insbesondere Hochgeschwindigkeitszüge, verwendet.

Die Ausführungsbeispiele zeigen bzw. beschreiben mögliche Ausführungsvarianten, wobei an dieser Stelle bemerkt sei, dass auch diverse Kombinationen der einzelnen Ausführungsvarianten untereinander möglich sind.

Der Ordnung halber sei abschließend darauf hingewiesen, dass zum besseren Verständnis des Aufbaus des Bremsbelagelementes 1 dieses teilweise unmaßstäblich und/oder vergrößert und/oder verkleinert dargestellt wurden.

Bezugszeichenliste 1 Bremsbelagelement 2 Bremsbelagträgerplatte 3 Bremsbelag 4 Trägerplattengrundkörper 5 Vorderseite 6 Rückseite 7 Trägerelement 8 Befestigungselement 9 Ausnehmung 10 Sicherungselement 11 Vorsprung 12 Ausnehmung 13 Ausnehmung 14 Richtung

Claims

Patentansprüche

1. Bremsbelagträgerplatte (2) umfassend einen Trägerplattengrundkörper (4), der eine Vorderseite (5) zur Anordnung von zumindest einem Bremsbelag (3) und eine Rückseite (6) zur Anordnung des Trägerplattengrundkörpers (4) auf einem Trägerelement (7) aufweist, wobei auf der Rückseite (6) und über diese vorragend zumindest ein Sicherungselement (10) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Sicherungselement (10) einstückig mit dem Trägerplattengrundkörper (4) ausgebildet ist.
2. Bremsbelagträgerplatte (2) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Sicherungselement (10) aus dem Material des Trägerplattengrundkörpers (4) durch Tiefziehen des Trägerplattengrundkörpers (4) hergestellt ist.
3. Bremsbelagträgerplatte (2) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Sicherungselement (10) eine Ausnehmung (13) in axialer Richtung des Sicherungselementes (10) aufweist.
4. Bremsbelagelement (1) umfassend eine Bremsbelagträgerplatte (2) und zumindest einen Bremsbelag (3), dadurch gekennzeichnet, dass die Bremsbelagträgerplatte (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 3 gebildet ist.
5. Bremsbelagelement (1) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Bremsbelag (3) bis in die Ausnehmung (13) in dem Sicherungselement (10) hineinreichend angeordnet ist.
6. Bremsbelagelement (1) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Bremsbelag (3) formschlüssig in der Ausnehmung (13) des Sicherungselementes (10) aufgenommen ist.
7. Scheibenbremse umfassend ein Trägerelement (7) auf dem mehrere Bremsbelagelemente (1) angeordnet und mit diesem verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Bremsbelagelemente (1) nach einem der Ansprüche 4 bis 6 ausgebildet sind.
8. Verfahren zur Herstellung eines Bremsbelagelementes (1) umfassend eine Bremsbelagträgerplatte (2) und zumindest einen Bremsbelag (3), wobei die Bremsbelagträgerplatte (2) einen Trägerplattengrundkörper (4) mit einer Vorderseite (5) zur Anordnung des zumindest einen Bremsbelags (3) und einer Rückseite (6) zur Anordnung des Trägerplattengrundkörpers (4) auf einem Trägerelement (7) aufweist, wobei auf der Rückseite (6) des Trägerplattengrundkörpers (4) und über diese vorragend zumindest ein Sicherungselement (10) angeordnet wird, dadurch gekennzeichnet, dass das zumindest eine Sicherungselement (10) durch Tiefziehen des Trägerplattengrundkörpers (4) aus dessen Werkstoff hergestellt wird.