DE102011115226B4

DE102011115226B4 - Scheibenbremse, insbesondere für ein Nutzfahrzeug, sowie Bremsbelag für eine Scheibenbremse

Info

Publication number: DE102011115226B4
Application number: DE102011115226.5A
Authority: DE
Inventors: Manfred Schönauer
Original assignee: Knorr Bremse Systeme fuer Nutzfahrzeuge GmbH
Current assignee: Knorr Bremse Systeme fuer Nutzfahrzeuge GmbH
Priority date: 2011-09-28
Filing date: 2011-09-28
Publication date: 2015-07-30
Anticipated expiration: 2031-09-29
Also published as: DE102011115226A1; WO2013045560A1

Abstract

Scheibenbremse für ein Nutzfahrzeug, mit einem eine Bremsscheibe (2) übergreifenden Bremssattel (1) und einer im Bremssattel (1) angeordneten Zuspanneinrichtung (7) zum Zuspannen der Bremse mittels wenigstens eines an einer Belagträgerplatte (5) eines Bremsbelages (3) anliegenden Bremsstempels (8), wobei die Belagträgerplatte (5) durch mindestens eine Magnetplatte magnetisch mit dem Bremsstempel (8) und/oder der sattelseitigen Anlagefläche verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Magnetkraft der Magnetplatten (12) kleiner ist als die Rückzugskraft der Zuspanneinrichtung.

Description

Die Erfindung betrifft eine Scheibenbremse, insbesondere für ein Nutzfahrzeug, nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie einen Bremsbelag für eine Scheibenbremse.
Bei einer Bremsung werden die Bremsbeläge mittels einer Zuspanneinrichtung an eine Bremsscheibe gedrückt, wobei auf den Belagträgerplatten der Bremsbeläge befestigte Reibbeläge reibend an der Bremsscheibe anliegen.
Nach dem Bremsvorgang wird die Bremse gelöst, wodurch sich ein Lüftspiel einstellt, also ein Spalt zwischen dem Bremsbelag und der Bremsscheibe, entsprechend dessen Breite sich die Bremsbeläge in einem Belagschacht der Bremse bewegen.
Durch Vibrationen, Erschütterungen und Querbeschleunigungen bei Kurvenfahrten kann jedoch der gelöste Bremsbelag an der Bremsscheibe zur Anlage kommen, was im Fahrbetrieb zu Restschleifmomenten führt, mit der Folge eines höheren Belagverschleißes sowie eines erhöhten Kraftstoffverbrauchs.
Prinzipiell ist nicht gewährleistet, dass sich die Bremsbeläge bei einem Abbrechen des Bremsvorganges von der Bremsscheibe lösen. Insbesondere dann, wenn beispielsweise die Bremsbeläge durch Korrosion an der Bremsscheibe anhaften, reichen die fahrbedingten Erschütterungen oder ein Taumelschlag nicht aus, um eine kontaktfreie Position der Bremsbeläge mit Sicherheit zu erreichen.
Aber selbst dann, wenn sich die Bremsbeläge von der Bremsscheibe lösen, ist der Rückzug der Bremsbeläge, d. h., ist das erzielbare Lüftspiel nicht definiert, so dass ein Schleifen der Bremsbeläge an der Bremsscheibe nicht vollständig vermieden werden kann.
Aus dem Stand der Technik sind Konstruktionen bekannt, bei denen der zuspannseitige Bremsbelag mechanisch mit dem Bremsstempel verbunden ist, wobei beispielsweise Rückzugfedern einerseits an der Belagträgerplatte und andererseits an Druckstücken der Bremsstempel angeschlossen sind. Bei einem Lösen der Zuspannung werden die Bremsstempel in eine Ausgangsstellung zurückgeführt, unter Mitnahme des Bremsbelages mittels der Zugfedern.
Allerdings können sich insofern Probleme ergeben, als die Gefahr eines Verkantens des Bremsbelages im Belagschacht besteht, bei dem die über die Zugfedern angeschlossenen Bremsstempel nicht in ihre Endposition zurückkehren können und damit die Bremse sozusagen teilbetätigt bleibt. Unter Umständen verstärkt die Rückstellkraft der Zuspanneinrichtung zusätzlich das Verkanten des Bremsbelages.
In der JP 11 241 741 A ist eine Scheibenbremse offenbart, bei der in die Belagträgerplatten der Bremsbeläge auf der jeweils dem Reibbelag abgewandten Rückseite Magneten eingelassen sind, die in Verbindung stehen mit einem Bremskolben einerseits und einer Anlagefläche des Bremssattels andererseits.
Aus der DE 10 2009 049 164 A1 ist eine Felgenbremse bekannt, mit zwei an eine Radfelge zum Abbremsen anpressbaren Bremsbelägen, wobei die Zuspannung der Bremsbeläge hydraulisch erfolgt. Dazu wird ein Hydraulikfluid gegen eine, jeweils einem Bremsbelag zugeordnete Membrane gedrückt, über die ein Gleitkolben axial in Richtung der Felge verschiebbar ist, wobei der Bremsbelag an einem in dem Gleitkolben gehaltenen Magneten gehalten ist. Um Ungenauigkeiten zur Felge auszugleichen, ist der jeweilige Bremsbelag „schwimmend” an den Magneten gehalten.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Scheibenbremse der gattungsgemäßen Art sowie einen Bremsbelag für eine Scheibenbremse so weiterzuentwickeln, dass die Betriebssicherheit der Scheibenbremse verbessert wird.
Diese Aufgabe wird durch eine Scheibenbremse mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und durch einen Bremsbelag mit den Merkmalen des Anspruchs 5 gelöst.
Durch die nach der Erfindung vorgesehene magnetische Kopplung des Bremsbelages mit dem Bremsstempel wird ein aktives Lösen des Bremsbelages von der Bremsscheibe erreicht, entsprechend der auf den Bremsstempel einwirkenden Rückstellkraft.
Andererseits stellt die magnetische Verbindung eine Überlastsicherung dar. Im Fall eines Verkantens des Bremsbelages löst sich nämlich beim Überschreiten der Magnetkraft der Bremsstempel vom Bremsbelag, so dass die Zuspanneinrichtung in Endstellung kraftfrei ist.
Im ungünstigsten Fall kommt es zu einer schleifenden Anlage der Bremsbacke an der Bremsscheibe, jedoch keinesfalls zu einer Situation, in der ein Lösen des Bremsstempels vom Bremsbelag verhindert wird.
Die magnetische Verbindung zwischen der Belagträgerplatte und dem Bremsstempel, d. h., einem an einer Stellspindel verdrehbar befestigten, an der Belagträgerplatte anliegenden Druckstück, bzw. der Anlagefläche im Sattelrücken erfolgt mittels mindestens einer Magnetplatte, die in die Belagträgerplatte oder das Druckstück eingelassen ist und als Dauer- oder Elektromagnet ausgeführt ist.
Um eine Entmagnetisierung durch die beim Bremsen entstehende Temperatur zu verhindern, wird die Magnetplatte aus einem Material mit einer dazu höheren Curie-Temperatur gewählt.
Bei Einsatz der Magnetplatten in der Belagträgerplatte weist diese Durchbrechungen auf, in denen die Magnete vorzugsweise formschlüssig gehalten sind. Hierzu können die Durchbrechungen beispielsweise in Richtung der dem Reibbelag abgewandten freien Rückseite abgestuft sein, mit entsprechender Anpassung der Magnetplatte. Dabei kann die Einbettung der Magnetplatten fest oder lösbar ausgeführt sein.
Zur einfacheren Montage der Magnetplatten werden diese in die Belagträgerplatte vor einem Aufbringen des Reibbelages eingesetzt und zwar von der Seite der Belagträgerplatte aus, die für den Reibbelag reserviert ist. Zur besseren Anbindung des Reibbelages auch im Überdeckungsbereich mit den Magnetplatten, sind diese auf der zugeordneten Seite für einen wirkungsvollen Formschluss mit dem Reibbelag entsprechend ausgebildet. Hierzu können Gitter, Stifte, Sinterraugrund oder dergleichen vorgesehen sein. Prinzipiell denkbar ist jedoch auch, diese Fläche der Magnetplatten eben auszubilden.
Der neue Bremsbelag kann im Übrigen auch reaktionsseitig in den als Schiebesattel ausgebildeten Bremssattel eingesetzt werden, wo er dann mit seinen Magnetplatten an der zugeordneten Wandung des Belagschachtes anhaftet.
Der erfindungsgemäße Bremsbelag ist darüber hinaus problemlos in einen vorhandenen Bremssattel einzusetzen, ohne dass dieser in besonderer Weise vorbereitet werden muss. Dies betrifft gleichermaßen den zuspannseitigen wie auch den reaktionsseitigen Bremsbelag. D. h., mithilfe der Erfindung kann die Betriebssicherheit selbst bestehender, also bereits in Betrieb befindlicher Scheibenbremsen verbessert werden.
Weitere vorteilhafte Ausbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand der beigefügten Zeichnungen beschrieben.
Es zeigen:
1 eine Scheibenbremse in einer teilweise geschnittenen Draufsicht
2 einen erfindungsgemäßen Bremsbelag in einer Rückansicht
3 den Bremsbelag nach 1 in einer gemäß der Linie A-A in 1 teilweise geschnittenen Seitenansicht
4 den komplettierten Bremsbelag in einer Ansicht entsprechend der 2
5 ein weiteres Ausführungsbelspiel des Bremsbelages, entsprechend der Ansicht in 3.
In der 1 ist schematisch eine Scheibenbremse für ein Nutzfahrzeug dargestellt, mit einem eine Bremsscheibe 2 übergreifenden Bremssattel 1 und einer darin angeordneten Zuspanneinrichtung 7 zum Zuspannen der Bremse mittels zweier an einer Belagträgerplatte 5 eines Bremsbelages 3 anliegenden Bremsstempels 8.
An der Längskante der Belagträgerplatte 5 und zwar auf der in eingebauter Stellung einer Montageöffnung 15 des Bremssattels 1 zugewandten Seite ist eine Belaghaltefeder 10 befestigt, mit der im Zusammenwirken mit einem nicht dargestellten, die Montageöffnung 15 quer überspannenden Haltebügel die Bremsbeläge 3, 4 in den Belagschächten des Bremsträgers 14 unter Vorspannung gehalten sind.
Bei Betätigung der Zuspanneinrichtung 7 werden sowohl der zuspannseitige Bremsbelag 3 wie auch ein reaktionsseitiger Bremsbelag 4 mit jeweils auf der Belagträgerplatte 5 angeordneten Reibbelägen 6 gegen die Bremsscheibe 2 gepresst. Die Bremsbeläge 3, 4 sind in Zuspannrichtung verschieblich in Belagschächten eines ortsfesten Bremsträgers 14 gehalten.
Auf ihren der Belagträgerplatte 5 des zuspannseitigen Bremsbelages 3 zugewandten Stirnseiten, weisen die Bremsstempel 8 Druckstück 9 auf, die, gemäß der Erfindung magnetisch mit der Belagträgerplatte 5 verbunden sind.
Eine solche Belagträgerplatte 5 ist als Einzelheit in den 2–5 erkennbar. Darin ist zu sehen, dass die Belagträgerplatte 5 im Bereich der Anlage der Druckstücke 9 Durchbrüche 11 aufweist, die in Richtung der freien, dem Reibbelag 6 abgewandten Rückseite gestuft sind und in ihrer Kontur, im Beispiel kreisförmig, der Kontur des anliegenden Druckstücks 9 angepasst sind.
In den 4 und 5 ist jeweils wenigstens eine in die Durchbrechung 11 eingesetzte Magnetplatte 12 erkennbar, wobei die Magnetplatte 12 nach der 4 auf ihrer dem Reibbelag 6 zugewandten Seite eine planebene Oberfläche aufweist, während die Magnetplatte 12 nach der 5 auf dieser Seite mit Vorsprüngen 13 versehen ist, in die der aufgetragene Reibbelag 6 formschlüssig eingreift.
Wie erkennbar, liegt die Magnetplatte 12 gegenüber der freien Rückseite der Belagträgerplatte 5 geringfügig zurück und ist ebenso wie der zugeordnete lichte Durchmesser der Durchbrechung 11 etwas größer als der Durchmesser des einliegenden Druckstücks 9, so dass eine Quasi-Zentrierung des Bremsbelages 3 gegeben ist.
Anstelle der dem Bremsstempel 8 zugeordneten einstückigen Magnetplatte 12 können auch mehrere verteilte Magnetplättchen vorgesehen sein, wobei die dafür notwendigen Durchbrechungen oder Sackvertiefungen daran angepasst sind. Der Begriff der ”Platte” ist insofern nicht zu eng zu fassen.

Claims

Scheibenbremse für ein Nutzfahrzeug, mit einem eine Bremsscheibe (2) übergreifenden Bremssattel (1) und einer im Bremssattel (1) angeordneten Zuspanneinrichtung (7) zum Zuspannen der Bremse mittels wenigstens eines an einer Belagträgerplatte (5) eines Bremsbelages (3) anliegenden Bremsstempels (8), wobei die Belagträgerplatte (5) durch mindestens eine Magnetplatte magnetisch mit dem Bremsstempel (8) und/oder der sattelseitigen Anlagefläche verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Magnetkraft der Magnetplatten (12) kleiner ist als die Rückzugskraft der Zuspanneinrichtung.
Scheibenbremse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in der Belagträgerplatte (5) und/oder im zugeordneten Bremsstempel (8) mindestens eine Magnetplatte (12) befestigt ist.
Scheibenbremse nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Magnetplatte (12) auf ihrer dem Bremsstempel (8) zugewandten Seite in ihrer Kontur der Kontur des Bremsstempel (8) mit seiner Anlagefläche entspricht.
Scheibenbremse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Curie-Temperatur des Materials der Magnetplatte (12) höher ist als die beim Bremsen durch Reibung entstehende Temperatur.
Bremsbelag für eine Scheibenbremse mit einer Belagträgerplatte (5) und einem darauf befestigten Reibbelag (6), wobei die Belagträgerplatte (5) mindestens eine auf der dem Reibbelag (6) abgewandten Rückseite offene Aufnahme aufweist, in der eine Magnetplatte (12) gehalten ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufnahme als Durchbrechung (11) ausgebildet ist.
Bremsbelag nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Durchbrechung (11) in Richtung der Rückseite der Belagträgerplatte (5) stufig ausgebildet ist.
Bremsbelag nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Magnetplatte (12) in der Durchbrechung (11) formschlüssig einliegt.
Bremsbelag nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Magnetplatte (12) gegenüber der Rückseite der Belagträgerplatte (5) geringfügig zurückversetzt ist.
Bremsbelag nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Magnetplatte (12) auf ihrer dem Reibbelag (6) zugewandten Seite eben oder mit Profilierungen zum Formschluss mit dem Reibbelag (6) versehen ist.