DE10043528A1 - Scheibenbremsbelag - Google Patents

Abstract

Der Scheibenbremsbelag hat eine Trägerplatte (1) mit mehreren auf der Trägerplatte befestigten Reibkörpern (2). Die Reibkörper sind über mehrere Nieten (4) starr mit der Trägerplatte verbunden. Zwischen der Trägerplatte und einer Bodenfläche (9) jedes Reibkörpers (2) ist ein Distanzstück (3) angebracht, das den Reibkörper (2) in vorgegebenem Abstand von der Trägerplatte (1) hält. Das Distanzstück hat ein gegenüber der Bodenfläche des Reibkörpers derart verkleinertes Querschnittsprofil, daß zwischen Trägerplatte (1) und Reibkörper-Bodenfläche (9) Luftkanäle (6) zur Kühlung des Reibkörpers entstehen.

Description

Die Erfindung betrifft einen Scheibenbremsbelag, insbe­ sondere für Schienen- oder Nutzfahrzeuge, mit einer Träger­ platte und mehreren auf der Trägerplatte befestigten Reib­ körpern, wobei die Reibkörper über Verbindungsmittel starr mit der Trägerplatte verbunden sind.

Scheibenbremsen sind hochbelastete Teile an Fahrzeugen. Sie müssen z. T. erhebliche Massen verzögern und innerhalb kürzester Zeit bis zum Stillstand bringen. Schienen- und Nutzfahrzeuge bedingen auf Grund ihres hohen Gewichts sehr hohe Bremsmomente, die von den Bremsbelägen übertragen wer­ den müssen.

Für einen effektiven Bremsvorgang ist eine gute Übertra­ gung der Bremskraft vom Scheibenbremsbelag auf die Brems­ scheibe erforderlich. Es hat sich gezeigt, daß großflächige Reibkörper besonders große Bremsmomente auf die Bremsscheibe übertragen können. Bei Nässe besteht jedoch die Gefahr, daß derartige Reibkörper nicht mehr die gleiche Bremswirkung entfalten können wie bei Trockenheit. Man spricht auch von "Naßfading".

Bessere Naßlaufeigenschaften erhält man bei Unterteilung der Bremsbeläge in mehrere kleinere Reibkörper (DE-C 197 27 705). Aus der DE-A-198 53 828.6 ist ein Scheibenbremsbe­ lag der eingangs genannten Art bekannt, bei dem durch starke Unterteilung der Bremsbeläge und besondere Ausbildung und Anordnung der Reibkörper auf der Trägerplatte ausgezeichnete Naßlaufeigenschaften bei sehr guter Standfestigkeit der Bremsbeläge erreicht werden. Diese Vorteile werden dadurch erreicht, daß selbst stark gegliederte und kleine Einzel­ reibkörper über mindestens zwei Nieten mit der Ankerplatte direkt verbunden sind.

Die ausgeprägte Gliederung und Vereinzelung der Reibkör­ per führt nach diesem Stand der Technik bereits zu ausge­ zeichneten Naßlaufeigenschaften und guter Kühlung.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Kühlung des Scheibenbremsbelags bei hervorragenden Naß­ laufeigenschaften noch weiter zu verbessern.

Gelöst wird diese Aufgabe bei einem Scheibenbremsbelag der eingangs genannten Art erfindungsgemäß dadurch, daß zwi­ schen der Trägerplatte und einer Bodenfläche jedes Reibkör­ pers wenigstens ein Distanzstück angeordnet ist, das den Reibkörper in vorgegebenem Abstand von der Trägerplatte hält und ein gegenüber der Bodenfläche des Reibkörpers derart verkleinertes Querschnittsprofil aufweist, daß zwischen Trä­ gerplatte und Bodenflächen Luftkanäle zur Kühlung des Reib­ körpers ausgebildet sind.

Die zwischen Reibkörper-Bodenfläche und Trägerplatte entstehenden Luftkanäle sorgen für eine zusätzliche Unter­ strömung der Reibkörperbodenflächen. Das Fluid (Luft und/oder Wasser) kann nicht nur Kanäle zwischen den verein­ zelten Reibkörpern, sondern auch unterhalb der Reibkörper gebildete zusätzliche Kanäle durchströmen. Alle Reibkörper werden daher zusätzlich über ihre Bodenflächen gekühlt. Die Standfestigkeit des Scheibenbremsbelags wird dabei in der Regel nicht beeinträchtigt, da die Distanzstücke den auflie­ genden Bodenflächen der Reibkörper zuverlässigen und ausrei­ chenden direkten Halt auf der Trägerplatte bieten. Durch mehrere Nietverbindungen zwischen jedem einzelnen Reibkörper und der Trägerplatte ergibt sich eine hohe Stabilität und starre Verbindung. Die Erfindung vereinigt daher die Vortei­ le günstiger Betriebsbedingungen, d. h. vorzügliche Naßlauf­ eigenschaften und bester Kühlung, mit einfachen Befesti­ gungsmöglichkeiten zwischen den Reibkörpern und der Träger­ platte.

Eine besonders gute Stabilität und Standfestigkeit er­ gibt sich in Weiterbildung der Erfindung dadurch, daß jedes Distanzstück in wenigstens einer Vertiefung der Trägerplatte und/oder der Bodenfläche versenkt angeordnet ist. Jedes Di­ stanzstück ist mit einer als Bohrung oder Radialschlitz aus­ gebildeten Durchgangsöffnung versehen, die von einem einen Reibkörper mit der Trägerplatte verbindenden Niet durchge­ griffen wird.

Weitere vorteilhafte Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Im folgenden wird die Erfindung anhand von in der Zeich­ nung dargestellten Ausführungsbeispielen erläutert. In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1 eine Draufsicht auf ein Ausführungsbeispiel ei­ nes Scheibenbremsbelags mit vorzüglichen Naßlaufeigenschaf­ ten, bekannt aus der DE-A-198 53 828.6 und weitergebildet durch die vorliegende Erfindung;

Fig. 2 einen vergrößerten Teilschnitt entlang Schnitt­ linie A-A in Fig. 1 bei einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung;

Fig. 3 eine Fig. 2 entsprechende Schnittansicht auf ein zweites Ausführungsbeispiel der Erfindung.

Der in Fig. 1 in Draufsicht dargestellte Scheibenbrems­ belag weist eine Ankerplatte 1 und eine koplanare Anordnung von fünf Reibkörpern 2 auf, die jeweils mit drei Nieten 4 an der Ankerplatte 1 befestigt sind. Jeder Reibkörper hat bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ein poligonales, näm­ lich dreieckiges Umfangsprofil mit abgerundeten Ecken. Alle drei Seiten haben gleiche Längen und sind nach Art eines gleichseitigen Dreiecks jeweils unter 60°-Winkeln zueinander angeordnet. Die Reibkörper 2 sind in relativ engen Abständen voneinander angeordnet, wobei einerseits seitliche Durch­ trittskanäle zum Durchtritt von Kühlluft und Wasser gebildet sind, andererseits aber die wirksamen Bremsflächen trotz der Vereinzelung der Reibkörper einen großen Prozentsatz der Fläche der Ankerplatte 1 einnehmen. Die dargestellte Anord­ nung der Reibkörper 2 auf der Ankerplatte hat vorzügliche Naßlaufeigenschaft durch ausreichende seitliche Kanäle und eine hohe Standfestigkeit, da jeder Reibkörper mit drei Nie­ ten 4 auf der Trägerplatte 1 direkt befestigt ist.

Wie die Schnittansicht gemäß Fig. 2 zeigt, ist die Küh­ lung der Bremskörper 2 durch umströmende Luft und/oder ein anderes Fluid dadurch wesentlich verstärkt, daß die einzel­ nen Reibkörper 2 nicht nur von der Seite, sondern auch an ihrer Unterseite mit Fluid gekühlt sind. Zu diesem Zweck sind zwischen Oberseite der Trägerplatte 1 und einer Boden­ fläche 9 jedes Reibkörpers 2 Distanzstücke 3 eingebaut, de­ ren Querschnitte deutlich kleiner sind als die benachbarte Bodenfläche 9 jedes Bremskörpers 2. Es entstehen zusätzliche Unterströmkanäle 6, die für eine wesentlich bessere Kühlwir­ kung der die Reibkörper 2 umströmenden Luft sorgen.

Die Distanzstücke 3 haben jeweils eine Durchgangsöffnung 13, die von dem Schaft des Niets 4 durchgriffen wird. Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 2 hat jeder Reibkörper 2 eine Bodenplatte 20, auf der das Reibmaterial 21 befestigt ist. Die Reibmaterialschicht 21 ist in Ausrichtung mit den Nieten 4 mit Bohrungen 22 versehen, um die Niete 4 in den Reibkörpern 2 unter Verwendung geeigneter Nietwerkzeuge an­ bringen zu können. Die Reibmaterialschicht 21 kann aber auch in einem mit der Bodenplatte 20 einteiligen Topf angeordnet sein, dessen Umfangsform der dargestellten Profilform des Reibkörpers 2 entsprechen kann.

In der Bodenfläche 9 sind etwa zylindrische Ausnehmungen 19 ausgebildet, in die die Distanzstücke 3 passend einfassen können. Auf ihrer anderen Stirnseite sind die Distanzstücke 3 der ebenen Oberfläche der im wesentlichen starren Träger­ platte 1 aufgesetzt. Der untere Nietkopf ist in einer topfförmigen Vertiefung 11 der Trägerplatte 1 versenkt ange­ ordnet. Entsprechende Vertiefungen 23 sind in der Boden­ platte 20 jedes Reibkörpers 2 angeordnet.

Das Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 3 unterscheidet sich von demjenigen gemäß Fig. 2 dadurch, daß die Distanzstücke 3 einzig über die sie durchgreifenden Schäfte der Nieten 4 zentriert und gehalten sind. Sie sind also einerseits an der ebenen Bodenfläche 9' jedes Reibkörpers 2 und andererseits an der ebenfalls ebenen Oberfläche 18 der Trägerplatte abge­ stützt und zwischen diesen beiden Flächen eingespannt. Die Bodenwand 20' ist leicht napfförmig ausgebildet und hat ei­ nen aufgestellten Umfangsring 24, der dem aufgesetzten Reib­ material 21 seitlichen Halt gibt.

Im Rahmen des Erfindungsgedanken sind zahlreiche Abwand­ lungen möglich. So kann die Anzahl, Anordnung und Gestaltung der Reibkörper variiert werden. Jedes Distanzstück 3 kann mehreren Nieten 4 zugeordnet werden, wobei der gesamte Quer­ schitt des Distanzstücks deutlich kleiner sein muß als die benachbarte Bodenfläche 9 bzw. 9' jedes Reibkörpers. In dem zuletzt genannten Fall bleiben in den Fig. 2 und 3 die seitlichen Luftkanäle 6, während auf den mittleren Luftkanal verzichtet wird. Auch kann die Umfangsfläche der Distanz­ stücke derart variiert werden, daß die Luftkanäle 6 nach Richtung und Größe bestimmte erwünschte Strömungseffekte er­ geben. Schließlich ist es auch möglich, die Distanzstücke 3 bereits bei der Herstellung der Reibkörper oder der Träger­ platte der entsprechenden Seite anzuformen, um die Montage zu vereinfachen.

Claims (8)

1. Scheibenbremsbelag, insbesondere für Schienen- oder Nutzfahrzeuge, mit einer Trägerplatte (1) und mehreren auf der Trägerplatte befestigten Reibkörpern (2), wobei die Reibkörper über Verbindungsmittel (4) starr mit der Träger­ platte verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Trägerplatte (1) und einer Bodenfläche (9; 9') jedes Reibkörpers (2) wenigstens ein Distanzstück (3) angeordnet ist, das den Reibkörper (2) in vorgegebenem Abstand von der Trägerplatte (1) hält und ein gegenüber der Bodenfläche des Reibkörpers derart verkleinertes Quer­ schnittsprofil aufweist, daß zwischen Trägerplatte (1) und Reibkörper-Bodenfläche (9; 9') Luftkanäle (6) zur Kühlung des Reibkörpers (2) ausgebildet sind.

2. Scheibenbremsbelag nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß jedes Distanzstück (3) in wenigstens einer Vertiefung (19), Bodenfläche (9) und/oder der der Träger­ platte (1) versenkt angeordnet ist.

3. Scheibenbremsbelag nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Reibkörper (2) mit wenigstens zwei Nieten (4) an der Trägerplatte (1) direkt verbunden ist und jedes Niet eine im Distanzstück (3) ausgebildete Durchgangs­ öffnung (13) durchgreift.

4. Scheibenbremsbelag nach Anspruch 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Durchgangsöffnung (13) im Distanzstück (3) als Bohrung ausgebildet ist, deren Öffnungsquerschnitt dem Querschnitt des Schafts des zugehörigen Niets (4) angepaßt ist.

5. Scheibenbremsbelag nach Anspruch 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Durchgangsöffnung (13) im Distanzstück (3) als Radialschlitz ausgebildet ist.

6. Scheibenbremsbelag nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Reibkörper (2) eine die Bodenfläche (9) bildende Bodenplatte (20) aufweist, an der das Reibmaterial (21) des Reibkörpers befestigt ist, und daß das Reibmaterial mit Bohrungen (22) zum Anbringen der Niete mit geeigneten Nietwerkzeugen versehen ist.

7. Scheibenbremsbelag nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß auf den dem Distanzstück (3) ab­ gewandten Seite der Trägerplatte (1) Ausnehmungen (11) aus­ gebildet sind, deren Tiefe so bemessen ist, daß jeder trä­ gerplattenseitige Nietkopf in der Ausnehmung Aufnahme fin­ det.

8. Scheibenbremsbelag nach einem der Ansprüche 3 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Reibkörper (2) ein Um­ fangsprofil in Form eines gleichseitigen Dreiecks hat und über drei mit gleichem gegenseitigen Abstand angeordnete Nieten (4) mit der Ankerplatte (1) verbunden sind, und daß jedem Niet ein Distanzstück (3) zugeordnet ist, wobei die Umfangsflächen der Distanzstücke in gegenseitigem Abstand angeordnet sind, so daß zwischen den Distanzstücken Luftka­ näle (6) zur Kühlung der Reibkörper (2) gebildet sind.