DE10055796A1 - Bremsbelag für eine Reibungsbremse - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Bremsbelag (14) für eine Reibungsbremse, insbesondere Kraftfahrzeugreibungsbremse, mit einem Belagträger (4) sowie einem darauf aufgebrachten Reibbelag (7). Ein derartiger Bremsbelag (14) ist zum tribologischen Zusammenwirken mit einem entsprechenden Reibelement (8), z. B. Bremsscheibe oder Bremstrommel, geeignet. Generell besteht die für derartige Reibungsbremsen die Schwierigkeit, die Bremsbeläge (14, 15) nach der Bremsbetätigung von der Bremsscheibenoberfläche zu entfernen und ein definiertes Lüftspiel (X, X') einzustellen. Dazu ist ein Bremsbelag (14) vorgesehen, dessen Reibbelag (7) einen elastisch verformbaren Reibbelagabschnitt (3, 3') umfaßt, der gegenüber dem sonstigen Reibbelag (7) zumindest senkrecht zur Reibfläche (10, 17, 17') eine größere Federrate aufweist und insbesondere im unbelasteten Zustand gegenüber der Reibfläche (10) des übrigen Reibbelages (7) vorsteht. Durch die Federfunktion des Reibbelagabschnitts (3, 3') wird der übrige Reibbelag (7) außerhalb der Bremsphasen um ein definiertes Lüftspiel (X) von der zugehörigen Reibelementoberfläche entfernt.

Description

Die Erfindung betrifft einen Bremsbelag für eine Reibungs­ bremse, insbesondere Kraftfahrzeugreibungsbremse, mit einem Belagträger sowie einem darauf aufgebrachten Reibbelag. Eine derartiger Bremsbelag ist zum tribologischen Zusammenwirken mit einem entsprechenden Reibelement, z. B. Bremsscheibe o­ der Bremstrommel, geeignet.

Aus dem Stand der Technik sind zahlreiche Ausführungen der­ artiger Reibungsbremsen bekannt, für die es jeweils ge­ wünscht ist, in den bremsfreien Phasen ein definiertes Lüft­ spiel zwischen dem Bremsbelag und dem zugehörigen Reibpart­ ner einzustellen. Insbesondere bei Kraftfahrzeug- Scheibenbremsen in Schwimmsattel-Bauweise ergibt sich das Problem eines unzureichenden Lüftspieles, das zudem häufig ungleichmäßig auf die beiden Bremsscheibenseiten verteilt ist. Daraus resultieren für die Reibungsbremse unerwünschte Restmomente außerhalb der Bremsbetätigung sowie weitere Kom­ fortbeeinträchtigungen (Bremsgeräusche).

Darüber hinaus ist aus der DE 39 17 782 A1 beispielsweise ein Bremsbelag zu Verwendung in einer Scheibenbremse be­ kannt, dessen Reibbelag aus mehreren Abschnitten unter­ schiedlicher Werkstoffzusammensetzung besteht. Dabei haben die unterschiedlichen Werkstoffzusammensetzungen insbesonde­ re einen Einfluß auf die jeweiligen, lokalen Reibeigenschaf­ ten des Bremsbelages. Dadurch soll vor allem ein ungleichmä­ ßiger Verschleiß am Reibbelag bzw. an der zugehörigen Brems­ scheibe vermieden werden. Ein Einfluß auf das sich einstel­ lende Lüftspiel in bremsfreien Phasen ergibt sich dadurch nicht.

Ausgehend davon besteht die Aufgabe der Erfindung darin, ei­ nen einfach aufgebauten Bremsbelag für eine Reibungsbremse anzugeben, der die selbsttätige Einstellung eines definier­ ten Lüftspieles außerhalb der Bremsphasen gestattet.

Gelöst wird diese Aufgabe durch einen Bremsbelag mit den Merkmalen des Patentanspruches 1. Danach umfaßt der Bremsbe­ lag für eine Reibungsbremse einen Belagträger sowie einen darauf aufgebrachten Reibbelag, der eine Reibfläche zum tri­ bologischen Zusammenwirken mit einem entsprechenden Reibele­ ment aufweist. Erfindungsgemäß besitz der Reibbelag einen elastisch verformbaren Reibbelagabschnitt, der gegenüber dem sonstigen Reibbelag zumindest senkrecht zur Reibfläche eine größere Federrate aufweist. Damit ist dieser Reibbelagab­ schnitt beim Zuspannen der Reibungsbremse unter anliegender Betätigungskraft stärker komprimierbar als der übrige Reib­ belag. Mittels dieses komprimierbaren Reibbelagabschnittes wird das gewünschte Lüftspiel eingestellt.

Vorzugsweise ist der komprimierbare Reibbelagabschnitt der­ art ausgebildet, daß im unbelasteten Zustand des Bremsbela­ ges, d. h. bei nicht betätigter Bremse, die Reibfläche des Reibbelagabschnitts gegenüber der Reibfläche des sonstigen Reibbelages vorsteht. Die begrenzte Reibfläche des Reibbe­ lagabschnittes kann somit auch außerhalb der Bremsphasen mit dem zugehörigen Reibelement, z. B. Bremsscheibe, Bremstrom­ mel etc., in Kontakt bleiben. Die Reibfläche des übrigen Reibbelages wird in diesem Zustand auf Abstand zum zugehöri­ gen Reibelement gehalten. Unerwünschte Restmomente der Rei­ bungsbremse aufgrund von unzureichendem Lüftspiel werden so­ mit ausgeschlossen.

Eine vorteilhafte Ausführungsform des Bremsbelags wird da­ durch erreicht, daß der Reibbelagabschnitt als Werkstoff­ block aus Vollmaterial mit elastischen Federeigenschaften ausgebildet ist. Ein solcher Werkstoffblock läßt sich bei Betätigung der Reibungsbremse wie eine Feder komprimieren. Durch geeignete Werkstoffauswahl für den komprimierbaren Reibbelagabschnitt läßt sich diese Federeigenschaft noch ge­ zielt beeinflussen.

Analog dazu ist es möglich, im komprimierbaren Reibbelagab­ schnitt ein der Reibfläche zugewandtes Reibbelagelement so­ wie ein zwischen Reibbelagelement und Belagträger angeordne­ tes Federelement vorzusehen. Das Reibbelagelement ist in Ab­ hängigkeit seiner Werkstoffeigenschaften im wesentlichen starr ausgebildet. Die Kompressibilität des Reibbelagab­ schnittes wird durch die Wirkung des Federelementes er­ reicht. Dabei ist das Federelement bevorzugt aus Metall (z. B. Blech-, Blatt, Tellerfeder) oder Kunststoff gefertigt.

Eine vorteilhaft gleichmäßige Einstellung des Lüftspiel bei jedem Verschleißzustand des Bremsbelags läßt sich erreichen, indem der komprimierbare Reibbelagabschnitt aus einem Werk­ stoff höherer Verschleißfestigkeit als der übrige Reibbelag besteht. Ein frühzeitiger Verschleiß des komprimierbaren Reibbelagabschnittes wird somit vermieden.

Vorteilhafte Ausführungen der Erfindung werden anhand der Figuren dargestellt und im folgenden näher erläutert.

Es zeigt:

Fig. 1 zwei Schnittansichten einer Schimmsattel- Scheibenbremse im gebremsten (Fig. 1a) und im ungebremsten Zustand (Fig. 1b) mit Bremsbelägen gemäß einer ersten Ausführungsform;

Fig. 2 eine Schnittansichten einer Schimmsattel- Scheibenbremse im gebremsten Zustand mit Bremsbelä­ gen gemäß einer zweiten Ausführungsform;

Die in den Figuren gezeigte Schwimmsattel-Scheibenbremse 1 für Kraftfahrzeuge ist in Achsrichtung 5 verschiebbar an ei­ nem nicht gezeigten, fahrzeugfest montierten Bremsträger ge­ lagert. Sie umgreift mit einem Bremssattel 9 eine Brems­ scheibe 8 sowie beiderseits der Bremsscheibe 8 angeordnete Bremsbeläge 14, 15. Jeder der Bremsbeläge 14, 15 besteht im wesentlichen aus einem Belagträger 4 sowie einem darauf auf­ gebrachten Reibbelag 7, 7". Während einer Betätigung der dargestellten Schwimmsattel-Scheibenbremse 1 wird der axial innenliegende Bremsbelag 15 mit seiner Reibfläche 16 durch Verschiebung des Bremskolbens 6 direkt gegen die Bremsschei­ be 8 gepreßt. Durch Wirkung der anliegenden Reaktionskraft wird der Bremssattel 9 relativ zum Bremsträger in der Fig. 1a/b nach rechts verschoben, was den axial außenliegenden Bremsbelag 14 mit seiner Reibfläche 10 indirekt mit der Bremsscheibe 8 in Anlage bringt (siehe Fig. 1a).

Generell besteht für derartige Reibungsbremsen, z. B. Schei­ benbremsen (Festsattel-, Schwimmsattelbremsen etc.) oder Trommelbremsen, bei denen Bremsbeläge durch Verschiebung in Anlage an ein zugehöriges Reibelement gebracht werden die Schwierigkeit, die Bremsbeläge nach beendeter Bremsbetäti­ gung in ausreichendem Maß von der Oberfläche des Reibelemen­ tes zu lüften. Dies gilt in besonderem Maße für Schwimmsat­ tel-Scheibenbremsen 1 mit Bremskolben 6 nur auf einer Brems­ scheibenseite. Üblicherweise ist dabei der jeweilige Bremsbelag 15 wie in den Figuren gezeigt mit einem am Belagträger 4 befestigten Federclip 12 an den Bremskolben 6 gekoppelt. Der innenliegende Bremsbelag 15 folgt somit unmittelbar der Bremskolbenbewegung. Nach beendeter Bremsbetätigung wird der Bremskolben 6 mitsamt innerem Bremsbelag 15 durch die Rück­ zugskraft eines Dichtringes 13 (Roll-Back-Dichtung) um ein definiertes Lüftspiel X' aktiv von der Bremsscheibenoberflä­ che entfernt (siehe Fig. 1b).

Um auch den außenliegenden Bremsbelag 14, der an einen Ge­ häuseschenkel 11 des Bremssattels gekoppelt ist, nach einer Bremsbetätigung von der Bremsscheibe abzurücken ist ein be­ sonders gestalteter Reibbelagabschnitt 3 vorgesehen. Dieser Reibbelagabschnitt 3 bildet nur einen Teil der entsprechen­ den Reibfläche 10 und ist zumindest in Achsrichtung elas­ tisch verformbar ausgeführt. Insbesondere weist der Reibflä­ chenabschnitt 3 gegenüber dem sonstigen Reibbelag 7 unter Belastung eine höhere Federrate auf. Im unbelasteten zustand des Bremsbelages 14, d. h. außerhalb der Bremsbetätigungs­ phasen, ist der Reibbelagabschnitt 3 derart ausgebildet, daß seine Reibfläche 17 gegenüber der Reibfläche 10 des sonsti­ gen Reibbelages 7 vorsteht. Nach beendeter Bremsbetätigung wird somit der außenliegenden Bremsbelag 14 durch die Feder­ kraft des kompressiblen Reibbelagabschnittes 3 um ein defi­ niertes Lüftspiel X von der Bremsscheibenoberfläche ent­ fernt. Dabei kann der Reibbelagabschnitt 3 auch nach beende­ ter Bremsbetätigung noch in Kontakt mit der Bremsscheiben­ oberfläche verbleiben, um das gewünschte Lüftspiel X auf­ recht zu erhalten.

Während einer Bremsbetätigung wird der kompressible Reibbe­ lagabschnitt 3 gemäß Fig. 1a zusammengedrückt, wobei ge­ meinsam durch die Reibfläche 17 des Reibbelagabschnitts 3 sowie die Reibfläche 10 des sonstigen Reibbelags 7 der Reib­ kontakt zur Bremsscheibe 8 hergestellt wird.

Zur Gewährleistung der Federfunktion ist der Reibbelagab­ schnitt 3 vorzugsweise als ein Werkstoffblock aus Vollmate­ rial ausgebildet, der die gewünschten elastischen Federei­ genschaften aufweist. Dabei ist der Werkstoffblock insbeson­ dere in eine entsprechende Aussparung 2 im Reibbelag 7 ein­ gesetzt und am Belagträger 4 befestigt. Da die Reibfläche 17 des Reibbelagabschnitts 3 auch bei nicht betätigter Bremse in Reibkontakt mit der Bremsscheibe 8 treten kann, ist es sinnvoll, den Werkstoffblock aus einem Material höherer Ver­ schleißfestigkeit als der übrige Reibbelag 7 auszubilden. Somit wird die gewünschte Lüftspieleinstellung auch bei stark verschlissenen Bremsbelägen ermöglicht.

Fig. 2 ist eine analoge Ausführung des kompressiblen Reib­ belagabschnitts 3' zu entnehmen, der ein Reibbelagelement 19 mit Reibfläche 17' sowie ein zwischen Belagträger 4 und Reibbelagelement 19 angeordnetes Federelement 18 umfaßt. Das Reibbelagelement 19 kann starr und insbesondere verschleiß­ fest ausgeführt sein, während die Federfunktion der Reibbe­ lagabschnitts 3' über das Federelement 18 realisiert wird. Hierbei bieten sich für das Federelement 18 vor allem flach bauende Federtypen an, z. B. Teller-, Blech-, Blattfeder etc., die vorzugsweise aus Metall oder Kunststoff gefertigt sein können. Das genaue Maß des Lüftspiels X muß dabei durch geeignete Gestaltung des Federelementes 18 festgelegt wer­ den.

Claims (5)

1. Bremsbelag (14) für eine Reibungsbremse mit einem Belag­ träger (4) sowie einem darauf aufgebrachten Reibbelag (7), der eine Reibfläche (10) zum tribologischen Zusam­ menwirken mit einem entsprechenden Reibelement (8) auf­ weist, dadurch gekennzeichnet, daß der Reibbelag (7) ei­ nen elastisch verformbaren Reibbelagabschnitt (3, 3') umfaßt, der gegenüber dem sonstigen Reibbelag (7) zumin­ dest senkrecht zur Reibfläche (10, 17, 17') eine größere Federrate aufweist.

2. Bremsbelag nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im unbelasteten Zustand des Bremsbelages (14) die Reib­ fläche (17, 17') des Reibbelagabschnitts (3, 3') gegen­ über der Reibfläche (10) des sonstigen Reibbelages (7, 7') vorsteht.

3. Bremsbelag nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, daß der Reibbelagabschnitt (3) als Werkstoffblock mit elastischen Federeigenschaften ausge­ bildet ist.

4. Bremsbelag nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, daß der Reibbelagabschnitt (3) ein der Reibfläche (10, 17') zugewandtes Reibbelagelement (19) sowie ein zwischen Reibbelagelement (19) und Belag­ träger (4) angeordnetes Federelement (18) umfaßt.

5. Bremsbelag nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, daß der Reibbelagabschnitt (3, 3') aus einem Werkstoff höherer Verschleißfestigkeit als der übrige Reibbelag (7, 7') besteht.