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Die
Erfindung betrifft eine Bremsbelagträgerplatte für
eine Scheibenbremse, die bremsbelagseitig einen umlaufenden Randsteg
und innerhalb des Randsteges eine gegenüber diesem zurückliegende Auflagefläche
für einen Bremsbelag aufweist, sowie ein Verfahren zur
Herstellung einer derartigen Bremsbelagträgerplatte.
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Eine
Bremsbelagträgerplatte der obengenannten Art, die aus Gußwerkstoff
besteht, ist aus der
DE
10 2004 051 046 A1 bekannt. Der umlaufende Randsteg dient
der Stabilität der Trägerplatte und dient als
Aufsetzfläche für eine Abdichtvorrichtung beim
Aufbringen eines Brems- oder Reibbelages auf die Trägerplatte.
Hierbei wird das Material des Brems- oder Reibbelages in plastischem
Zustand als Maische auf die Trägerplatte aufgetragen und
anschließend verfestigt. Die Trägerplatte hat
hierbei auf der Rückseite eine im wesentlichen ebene Oberfläche,
so daß im Bereich des Randsteges die Platte ihre maximale
Dicke aufweist, die größer ist als die Dicke im
Bereich der Auflagefläche für den Bremsbelag.
Im Bereich der Auflagefläche für den Bremsbelag sind
allerdings Rippen ausgebildet, deren Kopffläche die Oberfläche
des Randsteges in der Höhe noch überragt. Die
gerade verlaufenden Rippen sollen nach einer umformenden Nachbearbeitung
Hinterschneidungen bilden, durch die der Bremsbelag fest auf der
Trägerplatte verankert wird.
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Aus
der
DE 195 07 916
A1 ist eine Scheibenbremsbelagträgerplatte, die
aus gewalztem Bandstahl ausgestanzt ist, von durchgehend gleichmäßiger
großer Dicke bekannt, die hohe Festigkeit, aber auch hohes
Gewicht aufweist und damit einen hohen Werkstoffeinsatz bedingt.
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Aus
der
DE 299 18 991
U1 ist eine Scheibenbremsbelagträgerplatte aus
Stahlblech bekannt, an der ein Teilbereich mit einer Durchsetzung
versehen ist, die sich über die größte
Länge der Trägerplatte bis zu deren Umfangskanten
erstreckt. Die Biegefestigkeit der Trägerplatte ist hierdurch
sehr beeinträchtigt.
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Ausgehend
von dem eingangsgenannten Stand der Technik liegt der Erfindung
die Aufgabe zugrunde, eine Bremsbelagträgerplatte der genannten Art
bereitzustellen, die eine höhere Festigkeit aufweist und
kostengünstig herzustellen ist. Die Lösung hierfür
besteht in einer Bremsbelagträgerplatte, die aus Stahlblech
von gleichmäßiger Dicke besteht und einen erhabenen
Randbereich, der den Randsteg bildet, und eine demgegenüber
zurückversetzte zentrale Durchstellung umfaßt,
die die gegenüber dem Randsteg zurückliegende
Auflagefläche für den Bremsbelag bildet. Hiermit
wird eine Trägerplatte bereitgestellt, die jeder Trägerplatte
der bekannten Art in den Konturen formgleich nachgebildet werden kann
und als Austauschprodukt ersetzen kann, wobei durch die Verwendung
von Stahlblech anstelle von Gußwerkstoff höhere
Festigkeitswerte zu erzielen sind. Mit dem Begriff Austauschprodukt
ist sowohl die weitere Verarbeitung bis zur fertigen Bremsbelagplatte
als auch deren Einbau und Funktion in einer Scheibenbremse einbezogen.
Gegenüber bekannten Trägerplatten aus Stahl ist
eine erhöhte Festigkeit bei verringertem Materialeinsatz
möglich.
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In
einer ersten bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen,
daß im Randbereich auf die Stegrückseite Anlageelemente
aufgebracht sind, deren Kopffläche in einer Ebene mit der
rückseitigen Oberfläche der zentralen Durchstellung
liegt oder gegenüber dieser leicht erhaben ist. Diese Anlageelemente erhöhen
die Festigkeit und erweitern den Funktionsbereich der Rückseite
der Trägerplatte in Bereiche, in denen Anlageflächen
oder Führungsflächen im Randbereich der Trägerplatte
gegenüber Teilen der Scheibenbremse wirksam werden müssen.
Durch diese Weiterbildung kann die bekannte Peripherie bzw. die
Umgebungsstruktur in einer Scheibenbremse im Vergleich zu bekannten
Scheibenbremsbelagträgerplatten völlig unverändert
bleiben, so daß ohne Anpassungsmaßnahmen die erfindungsgemäße
Trägerplatte als Austauschprodukt von verbesserter Qualität
gegenüber Trägerplatten aus Gußwerkstoff und
gegenüber bekannten Trägerplatten aus Stahl zu günstigeren
Kosten eingesetzt werden kann. Die Anlageelemente können
insbesondere angeschweißt wer den, z. B. mittels Widerstandsschweißens.
Es ist auch möglich, die Anlageelemente anzunieten oder in
Durchgangslöcher oder Sacklöcher der Trägerplatte
einzuformen.
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In
einer zweiten bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen,
daß innerhalb des Randbereiches mehrere Durchstellungen
ausgebildet sind, die zur Stegrückseite hin versetzt sind.
Zur Erleichterung des Umformens können hierbei diese mehreren Durchstellungen
jeweils bis zur Umfangskante der Trägerplatte reichen.
Bevorzugt ist auch hier die Kopffläche der mehreren Durchstellungen
in einer Ebene mit der rückwärtigen Oberfläche
der zentralen Durchstellung oder es steht gegenüber dieser
leicht vor. Die Durchstellungen innerhalb des Randbereiches können
jeweils relativ kleinflächig sein und in bestimmten Stegbereichen
zu mehreren mit geringem Abstand voneinander ausgebildet sein. Auch
die hiermit genannten Durchstellungen im Randbereich erhöhen
die Festigkeit und erweitern den Funktionsbereich der Rückseite
der Trägerplatte in Bereiche, in denen Anlageflächen
oder Führungsflächen im Randbereich der Trägerplatte
gegenüber Teilen der Scheibenbremse wirksam werden müssen.
Ohne jeglichen zusätzlichen Materialeinsatz und ohne zusätzliche
Fertigungsschritte wird hiermit eine Weiterbildung vorgeschlagen,
bei der die bekannte Peripherie beziehungsweise die Umgebungsstruktur
in einer Scheibenbremse im Vergleich zur bekannten Scheibenbremsbelagträgerplatten
völlig unverändert bleiben kann, so daß ohne
Anpassungsmaßnahmen die erfindungsgemäße
Trägerplatte als Austauschprodukt von verbesserter Qualität
bei reduziertem Materialeinsatz verwendet werden kann. Die zusätzlichen
Durchstellungen im Randbereich können insbesondere in einem
Arbeitsgang oder in den gleichen Umformschritten mit der zentralen
Durchstellung hergestellt werden.
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Da
die Trägerplatte der hier beschriebenen Art im Bereich
der Auflagefläche für den Bremsbelag keine Formschlußmittel
für den Bremsbelag mit Ausnahme des Randsteges aufweist,
wird vorgeschlagen, bremsbelagseitig auf der Auflagefläche
Metallbolzen z. B. aus Messing oder Metallgitter aus Stahl, insbesondere
aus Streckmetall aufzuschweißen.
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Das
erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung einer
Bremsbelagträgerplatte der genannten Art besteht darin,
daß die Trägerplatte aus einer Platine aus Stahlblech von
gleichmäßiger Dicke durch plastische Umformung
hergestellt wird, indem eine zentrale Durchstellung gegenüber
einem umlaufenden Randbereich ausgebildet wird. Es kann hierbei übliches
Spaltband ausreichender Dicke verwendet werden, das in einem Umformschritt
zunächst mit der Durchstellung versehen wird, und dann
unter Ausbildung der Umrißlinie des Randbereiches in seiner endgültigen
Form ausgestanzt wird.
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Zur
Herstellung der erstgenannten Ausführungsform können
rückseitig Anlageelemente aus Stahl auf den Randbereich
aufgebracht werden, sofern Abstützkräfte oder
Führungskräfte nicht nur im Bereich der zentralen
Durchstellung, sondern auch in Teilen des Randbereiches in die Bremsbelagträgerplatte
eingeleitet werden müssen. Diese Anlageelemente werden
vorzugsweise aufgeschweißt. Die Anlageelemente können
Blechstreifen oder Profilstücke sein, die vor dem Schweißen
Schweißbuckel zur Herstellung von Punktkontakten oder Rippen
zur Herstellung von Linienkontakten aufweisen, die jeweils beim
Widerstandsschweißen flachgedrückt werden. Auf
der vorneliegenden Bremsbelagseite können vor dem Aufbringen
und Ausbilden des Bremsbelages auf die Auflagefläche Metallbolzen
oder Metallgitter aufgeschweißt werden.
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In
bevorzugter Weiterbildung des Verfahrens können die vorgenannten
Anlageelemente und die auf der Auflagefläche des Bremsbelages
anzuordnenden Metallbolzen oder Metallgitter in einer einzigen Aufspannung
der Trägerplatte aufgeschweißt werden, insbesondere
nach dem Widerstandsschweißverfahren. Da das Aufschweißen
dieser Formschlußmittel vielfach bereits üblich
ist, wird durch den Einsatz der Anlageelemente auf der Rückseite
der Randbereiche kein zusätzlicher Verfahrensaufschritt
erforderlich.
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Zur
Herstellung der zweitgenannten Ausführungsform können
innerhalb des Randbereiches weitere Durchstellungen, insbesondere
zu mehreren benachbart ausgebildet werden. Dies kann gemeinsam in
Umformschritten mit der Herstellung der zentralen Durchstellung
erfolgen. Die weiteren Durchstellungen innerhalb des Randbereiches
können ganz innerhalb dieses liegend zum Beispiel zapfenförmig ausgebildet
sein oder bis zur Umfangskante der Trägerplatte reichen.
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Grundsätzlich
ist es auch möglich, die zentrale Durchstellung an einzelnen
zueinander benachbarten Stellen so zu erweitern, daß sie
bis nahe an die Umfangskante der Trägerplatte heranreicht,
wobei an diesen einzelnen Stellen nur noch ein Randbereich geringer
Breite stehen bleibt. Eine derartige Ausbildung kann an Stelle sowohl
der erstgenannten aufgeschweißten Anlageelemente als auch
der zusätzlichen mehreren Durchstellungen im Randbereich
treten. Auch mit den vorstehend genannten Mitteln können
Teile des Randbereiches so umgeformt werden, daß die effektive
Plattendicke in bestimmten Gesamtbereichen, die sowohl Stegbereiche
als auch Durchstellungsbereiche umfassen, bei unverändert geringer
Blechdicke effektiv erhöht wird, da jeweils auf der Bremsbelagseite
Randbereichsteile und jeweils auf der Plattenrückseite
Durchstellungsbereiche Kontakt- oder Abstützflächen
für die vorgegebene Scheibenbremsstruktur bilden.
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Auch
bei der hiermit beschriebenen Herstellung der Trägerplatte
können im Bereich der zentralen Durchstellung auf die Bremsbelagseite
nach der Auflagefläche Metallbolzen oder Metallgitter aufgeschweißt
werden, die zur Herstellung eines Formschlusses mit dem Bremsbelag
dienen sollen. Es können jedoch auch Formschlussmittel
im Bereich der Auflagefläche durch Umformschritte am Stahlblech
der Bremsbelagträgerplatte erzeugt werden.
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Bevorzugte
Ausführungsbeispiele sind in den Zeichnungen dargestellt:
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1 zeigt
eine erfindungsgemäße Trägerplatte mit
aufgeschweißten Anlageelementen auf der Stegrückseite,
- a) die Trägerplatte in Ansicht auf
die Rückseite;
- b) die Trägerplatte im Schnitt A-A nach Darstellung
a);
- c) die Trägerplatte im Schnitt B-B nach Darstellung
a);
- d) die Trägerplatte in Ansicht auf die Bremsbelagseite;
- e) das Detail D aus Darstellung b) in einer ersten Ausführungsform;
- f) das Detail D aus Darstellung b) in einer zweiten Ausführungsform.
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2 zeigt
eine erfindungsgemäße Trägerplatte mit
mehreren Durchstellungen im Randbereich,
- a)
die Trägerplatte in Ansicht auf die Bremsbelagseite;
- b) die Trägerplatte im Schnitt E-E nach Darstellung
a);
- c) die Trägerplatte im Schnitt D-D nach Darstellung
a);
- d) die Trägerplatte in Seitenansicht;
- e) die Einzelheit A aus Darstellung b);
- f) den Randbereich im Schnitt A-A nach Darstellung a);
- g) den Randbereich im Schnitt B-B nach Darstellung a);
- h) einen Metallbolzen als vergrößerte Einzelheit;
- i) die Trägerplatte in 3D-Darstellung von der Plattenrückseite
(oben) und von der Bremsbelagseite (unten).
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Die
Darstellung der 1 wird nachstehend gemeinsam
beschrieben.
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Die
Trägerplatte 11 besteht aus Material von ursprünglich
durchgehend gleicher Dicke, an dem ein Randbereich 12 und
eine vom Randbereich umschlossene Durchstellung 13 erkennbar
sind, wobei Randbereich 12 und Durchstellungsbereich 13 auch nach
der Ausformung im wesentlichen gleiche Dicke haben. Eine gegenüber
einem auf der Bremsbelagseite umlaufenden Randsteg 14 zurückliegende
zentrale Fläche stellt die Auflagefläche 15 für
einen Bremsbelag da; eine auf der Plattenrückseite gegenüber
einer Stegrückseite 18 erhabene zentrale Fläche
stellt eine Oberfläche 19 für die Halterung
und Abstützung der Trägerplatte 11 dar,
auf die auch der oder die Bremskolben einwirken. An den kürzeren Seiten
der Trägerplatte 11 sind im Randbereich 12 auf
die Stegrückseite 18 zwei Anlageelemente 16, 17 aufgeschweißt,
deren Kopffläche gegenüber der Oberfläche 19 des
Durchstellungsbereiches 13 etwas erhaben sind, jedoch auch
in einer Ebene mit dieser liegen könnten. Durch diese Anlageelemente 16, 17 wird
die Funktionsfläche der Plattenrückseite in Bereiche
des gegenüber der Oberfläche 19 zurückliegende
Randbereiches 12 hinein erweitert, wobei die Anlageelemente 16, 17 in
solchen Bereichen angeordnet werden, in denen einen Abstützung
bzw. Krafteinleitung in die Trägerplatte auch im Randbereich 12 erfolgen
muß. Die Anlageelemente 16, 17 könnten
also auch anderen Positionen als hier dar gestellt liegen. An der
nach außen gekrümmten Längskante 20 der
Trägerplatte sind zwei Ausklinkungen 21, 22,
zwei Haltenasen 23, 24 und zwei Führungsnasen 25, 26 zur
Befestigung der fertigen Bremsbelagplatte vorgesehen. Gegenüberliegend
zu den Anlageelementen 16, 17 können
auf der Auflagefläche 15 für den Bremsbelag
hier nicht dargestellte Metallbolzen oder Metallgitter, insbesondere
aus Streckmetall aufgebracht werden, die die Querkräfte
des nach Fertigstellung der Bremsbelagträgerplatte aufzubringende
Bremsbelages auffangen und in die Trägerplatte einleiten
sollen. Solche Metallbolzen oder Metallgitter können in
einer einzigen Aufspannung der Trägerplatte mit der gleichen
Verfahrenstechnik wie die Anlageelemente, insbesondere im Widerstandsschweißverfahren,
mit der Trägerplatte verbunden werden.
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Die
Darstellungen der 2 werden nachstehend gemeinsam
beschrieben.
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Die
Trägerplatte 11 besteht aus Material von ursprünglich
durchgehend gleicher Dicke, an dem ein Randbereich 12,
eine vom Randbereich 12 umschlossene Durchstellung 13 und
einzelne innerhalb des Randbereiches liegende Durchstellungen 28, 29, 30, 31 erkennbar
sind, wobei Randbereich 12 und Durchstellungen auch nach
der Ausformung im wesentlichen gleiche Dicke haben. Die Durchstellungen 28, 29, 30, 31 liegen
innerhalb des Randbereiches 12 und reichen bis zur Umfangskante 27 der
Trägerplatte. Eine gegenüber einem auf der Bremsbelagplatte umlaufenden
Randsteg 14 zurückliegende Fläche stellt
die Auflagefläche 15 für einen Bremsbelag
da; eine auf der Plattenrückseite gegenüber einer
Stegrückseite 18 erhabene zentrale Fläche
stellt eine Oberfläche 19 für die Halterung
und Abstützung der Trägerplatte 11 dar,
auf die auch der oder die Bremskolben einwirken. An den kurzen Seiten
der Trägerplatte 11 sind aus dem Randbereich 12 jeweils
drei eng benachbarte Durchstellungen 28, 29 in
gleichem Sinn wie die zentrale Durchstellung 13 ausgeformt, an
den Enden der konkaven inneren Längskante 27 der
Trägerplatte 11 jeweils zwei eng benachbarte Durchstellungen 30, 31.
Die geringe Abmessung und der geringe Abstand der einzelnen Durchstellungen 28–31 voneinander
in den jeweiligen Gruppen sind von funktionaler Bedeutung. Durch
diese Durchstellungen 28–31 wird die
Funktionsfläche in Bereiche des gegenüber der
Oberfläche 19 zurückliegende Randbereiches 12 hinein
erweitert, wobei die Durchstellungen 28–31 in
solchen Bereichen angeordnet werden, in denen einen Abstützung
bzw. Krafteinleitung in die Träger platte auch im Randbereich 12 erfolgen
muß. Die Durchstellungen könnten also auch anderen
Positionen als hier dargestellt liegen. An der nach außen
gekrümmten äußeren Längskante 20 der
Trägerplatte sind zwei Haltenasen 23, 24 und zwei
Führungsnasen 25, 26 zur Befestigung
der fertigen Bremsbelagplatte vorgesehen. Auf der Auflagefläche 15 für
den Bremsbelag ist eine Mehrzahl von Metallbolzen 32 aufgebracht,
die die Querkräfte des nach Fertigstellung der Bremsbelagträgerplatte
aufzubringende Bremsbelages auffangen und in die Trägerplatte
einleiten sollen. Die Metallbolzen können alle in einer
einzigen Aufspannung der Trägerplatte im Widerstandsschweißverfahren
mit der Trägerplatte verbunden werden.
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Im
Vergleich mit Trägerplatten aus Gußwerkstoff ist
hiermit ist eine leichtbauende und durch den umlaufenden Randbereich
hochfeste Trägerplatte bereitgestellt, die sich außerordentlich
günstig herstellen läßt. Der Materialeinsatz
ist wesentlich geringer als bei Trägerplatten aus Stahl
von durchgehend gleicher Dicke. Im Vergleich mit Trägerplatten
aus Stahl mit einer sich über die gesamte Länge
erstreckenden Durchsetzung ist die Festigkeit und die Funktionalität
deutlich verbessert. Die Verfahrensschritte zur Herstellung sind
in der Anzahl wesentlich reduziert.
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- 11
- Trägerplatte
- 12
- Randbereich
(zentral)
- 13
- Durchstellung
(Auflagefläche)
- 14
- Randsteg
- 15
- Auflagefläche
- 16
- Auflagekörper
- 17
- Auflagekörper
- 18
- Stegrückseite
- 19
- Oberfläche,
Anlagefläche
- 20
- Längskante
- 21
- Ausklinkung
- 22
- Ausklinkung
- 23
- Haltenase
- 24
- Haltenase
- 25
- Führungsnase
- 26
- Führungsnase
- 27
- Längsplatte
innen
- 28
- Durchstellung
(Randbereich)
- 29
- Durchstellung
(Randbereich)
- 30
- Durchstellung
(Randbereich)
- 31
- Durchstellung
(Randbereich)
- 32
- Metallbolzen
- 33
- Umfangskante
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - DE 102004051046
A1 [0002]
- - DE 19507916 A1 [0003]
- - DE 29918991 U1 [0004]