DE102011118127A1 - Bremsbelag für eine Scheibenbremse - Google Patents

Abstract

Ein Bremsbelag für eine Scheibenbremse, mit einem Belagträger (1) und einem Reibbelag (11), ist so ausgebildet, dass der Belagträger (1) einen biegesteifen Kern (2) aufweist, der zumindest teilweise in eine wenigstens einseitig eine Platte bildende Schicht (10) eingebettet ist, die aus einem zum Einbetten des Kerns (2) plastifizierbaren Material besteht

Description

• Die Erfindung betrifft einen Bremsbelag für eine Scheibenbremse nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
• Derartige Bremsbeläge kommen sowohl bei Scheibenbremsen für Personenkraftwagen wie auch für Nutzfahrzeuge zum Einsatz. Dabei besteht der Bremsbelag aus einer Belagträgerplatte sowie einem darauf befestigten Reibbelag, der im Fall einer Bremsung gegen eine rotierende Bremsscheibe gepresst wird.
• Die Belagträgerplatte, auf die der Reibbelag üblicherweise durch Pressen aufgebracht ist, dient zum einen der Verteilung von Zuspannkräften, die beim Bremsen mittels einer Zuspanneinrichtung aufgebracht werden und zum anderen zur Übertragung von beim Bremsen entstehenden Bremsmomenten auf beispielsweise Bremsträgerhörner, die einen Belagschacht, in dem der Bremsbelag positioniert ist, eines ortsfesten Bremsträgers begrenzen.
• Insbesondere bei Nutzfahrzeugen sind wegen der hohen umzusetzenden Bremsenergien große, schwere Bremsbeläge mit entsprechend massiven Belagträgerplatten erforderlich, was nicht nur wegen der relativ großen ungefederten Masse als nachteilig angesehen wird, sondern auch der stetigen Forderung nach einer Gewichtsoptimierung aller Bauteile entgegensteht.
• Überdies kommt es im Fahrbetrieb aufgrund der auftretenden Erschütterungen zu einer als äußerst störend empfundenen Geräuschentwicklung, da die aus Metall, insbesondere aus Gusseisen oder Stahlblech gefertigten Belagträgerplatte, gegen metallische Stützteile der Scheibenbremse schlagen.
• Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Bremsbelag der gattungsgemäßen Art so weiterzuentwickeln, dass er bei unveränderter Betriebssicherheit gewichtsoptimiert ist und sein Betriebsverhalten verbessert wird.
• Diese Aufgabe wird durch einen Bremsbelag mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
• Dieser Bremsbelag zeichnet sich zunächst einmal dadurch aus, dass der biegesteife Kern, der aus Metall, wie Aluminium, Stahl oder Guss bestehen kann, aber auch aus beispielsweise einem faserverstärkten Material wie Karbon oder dergleichen, exakt dem Belastungsverlauf beim Bremsen angepasst bzw. dimensioniert werden kann, während die übrigen Bereiche, die nicht oder nur gering belastet sind, aus der aus einem zur Einbettung des Kerns plastifizierbaren Material bestehenden Schicht gebildet werden, die wenigstens einseitig zu einer Platte geformt ist.
• Bevorzugt besteht dieses Material aus einem polymeren oder elastomeren Kunststoff, der den Kern zumindest teilweise umhüllt, wobei die kraftübertragenden Flächen selbst nicht beschichtet sind. Denkbar ist aber auch, diese Umhüllung aus dem Material zu bilden, aus dem der Reibbelag besteht, der nach dem Einsetzen des Kerns in die plastifizierte Reibbelagmasse durch Sintern entsteht.
• Der Kern selber, der, wie erwähnt, ausschließlich belastungsoptimiert gestaltet ist, kann in Form eines Fachwerkes, als Wabenstruktur oder als geeignete, dünn verrippte Platte ausgebildet sein. Dadurch wird die Übertragung auch der beim Bremsen auftretenden hohen Kräfte bei äußerst geringem Gewicht möglich.
• Wie sich gezeigt hat, ist durch die sozusagen Verbund-Belagträgerplatte eine Gewichtseinsparung pro Scheibenbremse von bis zu 1 Kilogramm möglich, bei einer 22,5'' Scheibenbremse. Hieraus ergibt sich eine entsprechende Erhöhung der Nutzlast sowie eine Verringerung der ungefederten Massen. Die Gewichtsreduzierung führt andererseits zu einer Kraftstoffersparnis, so dass sich insgesamt betriebswirtschaftliche Vorteile ergeben.
• Ein weiterer durchaus bemerkenswerter und angestrebter Effekt ist ebenfalls durch die Erfindung realisiert. Durch eine an die jeweilige Achskonstruktion angepaßte und optimierte Formgebung des metallischen Kerns ist es möglich, für die Geräuschbildung kritische Anregungsfrequenzen in unkritische Bereiche zu verschieben, was zu einer Verbesserung des sogenannten NVH-Verhaltens führen kann. Zudem wirkt die umgebende Kunststoffschicht zusätzlich dämpfend.
• Zur Herstellung des neuen Bremsbelags sind verschiedene Fertigungsmethoden denkbar. So kann der Belagträger, d. h. der vorzugsweise metallische Kern einschließlich der Beschichtung separat gefertigt und der Reibbelag als Kuchen anschließend, wie bisher, unter hohem Druck aufgepresst bzw. geklebt werden. Dabei bildet die Beschichtung eine, wenngleich dünne planebene Fläche, an der de Reibbelag anliegt.
• Denkbar ist jedoch auch, den Kern als Einlegeteil zu verwenden und ihn in einem Fertigungsschritt mit der Schicht und der Reibmasse zu versehen. Alternativ kann der Kern auch ohne Kunststoffbeschichtung in das Reibmaterial eingebettet werden.
• Nach einem weiteren Gedanken wird der Kern auf den bereits vorgefertigten Reibbelag aufgebracht und die Schicht anschließend in eine Form, in der sich die Einheit Reibbelag/Kern befindet, eingegossen oder eingespritzt.
• Der Kern selbst kann als Stanzteil ausgebildet sein oder als Umform- und/oder Blechbiegeteil. Selbstverständlich besteht auch die Möglichkeit, den Kern durch Gießen herzustellen. In jedem Fall ist der Kern als Serienteil zu fertigen, wobei durch die belastungsoptimierte Gestaltung der Materialeinsatz auf das tatsächlich notwendige Maß beschränkt ist, wodurch sich naturgemäß eine sehr kostengünstige Herstellung ergibt.
• Weitere vorteilhafte Ausbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.
• Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand der beigefügten Zeichnungen beschrieben.
• Es zeigen:
• 1–3 verschiedene Fertigungszustände eines erfindungsgemäßen Bremsbelages, jeweils in einer perspektivischen Ansicht.
• In der 1 ist ein biegesteifer Kern 2 eines Belagträgers 1 als vorgefertigtes, beispielsweise aus Metall bestehendes Teil dargestellt, das belastungsoptimiert gestaltet ist und zwei abständig zueinander angeordnete Anlageflächen für Bremsstempel einer Zuspanneinrichtung einer Scheibenbremse bildenden Augen 3 aufweist, die durch zwei Stege 4 miteinander verbunden sind.
• An der Unterseite des Kerns 2, im Außenrandbereich sind zwei Auflager 9 angeformt, mit denen der Bremsbelag in Funktion am Grund eines Belagschachtes eines Bremsträgers aufsteht.
• Im rechten Winkel dazu angeordnet, den Kern 2 bzw. den Belagträger 1 seitlich begrenzend, sind Anlageleisten 8 vorgesehen, die sich an Bremsträgerhörnern des Bremsträgers abstützen.
• Auf der den Auflagern 9 gegenüberliegenden Seite sind, jedem Auge 3 zugeordnet, Haltelaschen 5 angeformt, während benachbart, mittig angeordnet ein Halter 6 vorgesehen ist, mit einer Durchgangsöffnung 7.
• In der 2 ist der Kern mit einer Schicht 10 dargestellt, die bevorzugt aus einem Kunststoff, vor allem einem Elastomer besteht und in plastifizierter Form aufgetragen ist. Dabei umhüllt die Schicht 10 den Kern 2 teilweise, wobei die Augen 3 ebenso wie die Stege 4 auf einer Seite frei liegen, ebenso wie die Auflager 9 und die Anlageleisten 8.
• Im Übrigen entspricht der Belagträger 1 in seiner Form dem Belagträger, wie er aus dem Stand der Technik bekannt ist. D. h., er bildet eine Anlagefläche für einen Reibbelag 11, der in der 3 erkennbar ist, in der ein komplettierter Bremsbelag dargestellt ist.
• Neben dem Reibbelag 11 ist eine Belaghaltefeder 12 an den Laschen 5 befestigt, wobei die Öffnung 7 einen Eingriff für die Belaghaltefeder 12, die ebenso wie der Reibbelag 11 der Einfachheit halber nur teilweise gezeigt ist, bildet, so dass die Belaghaltefeder 12 unverlierbar am Belagträger 1 gehalten wird.
• Auf seiner dem Reibbelag 11 zugewandten Seite sind am Kern 2 Formschlussmittel in Form von Stiften, Bolzen, aufgeschweißten oder aufgenieteten Streckgittern oder als Sinterraugrund angeordnet, zur Befestigung des Reibbelages 11. Solche Formschlusselemente können auch an der Schicht 10 vorgesehen sein, an der der Reibbelag 11 unmittelbar angeschlossen ist.

Claims (9)

1. Bremsbelag für eine Scheibenbremse, mit einem Belagträger (1) und einem Reibbelag (11), dadurch gekennzeichnet, dass der Belagträger (1) einen biegesteifen Kern (2) aufweist, der zumindest teilweise in eine wenigstens einseitig eine Platte bildende Schicht (10) eingebettet ist, die aus einem zum Einbetten des Kerns (2) plastifizierbaren Material besteht.
2. Bremsbelag nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Schicht (10) aus einem Kunststoff, vorzugsweise einem Elastomer, besteht.
3. Bremsbelag nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Kern (2) zur Aufnahme der beim Bremsen auftretenden Kräfte belastungs- und geräuschoptimiert geformt ist, entsprechend dem auftretenden Kraftverlauf und den auftretenden Anregungsfrequenzen.
4. Bremsbelag nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Kern (2) als Rahmen, Fachwerk, in einer Wabenstruktur oder als dünne, verrippte Platte ausgebildet ist.
5. Bremsbelag nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Kern (2) aus Metall, vorzugsweise Aluminium, Stahl, Gusseisen oder faserverstärktem Material, wie Karbon oder dergleichen besteht.
6. Bremsbelag nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Kern (2) durch Stanzen, Umformen, Spanen oder Gießen hergestellt ist.
7. Bremsbelag nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Reibbelag (11) auf den Belagträger aufgeklebt ist.
8. Bremsbelag nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schicht (10) eine Auflage für den Reibbelag (11) bildet.
9. Bremsbelag nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schicht (10) aus dem Material des Reibbelages (11) besteht.

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