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Die vorliegende Erfindung betrifft einen Bremsbelagsatz für eine Schwimmsattel-Scheibenbremse eines Nutzfahrzeugs gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie eine Schwimmsattel-Scheibenbremse gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 6.
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Bei den aus dem Stand der Technik bekannten gattungsgemäßen Schiebesattel-Scheibenbremsen neigt der Bremssattel, der relativ zu einem eine Bremsscheibe überspannenden Bremsträger verschiebbar ist, dazu, sich bei einem Bremsvorgang durch die dabei entstehenden Momentenverhältnisse gegenüber der Sattellagerung in Bremsscheibendrehrichtung mitzudrehen.
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Hauptursächlich für diese Neigung ist der Reibschluss zwischen einem Sattelrücken des Bremssattels und dem reaktionsseitigen Bremsbelag, der bei einem Bremsvorgang am Sattelrücken anliegt und durch die gleichzeitige Anlage an der Bremsscheibe ein Moment auf den Bremssattel ausübt.
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Über die Lebensdauer der Bremsbeläge entsteht abhängig von der Steifigkeit der Bremssattellagerung und der Achsanbindung ein sogenannter tangentialer Schrägverschleiß an den Bremsbelägen dergestalt, dass der reaktionsseitige Bremsbelag in Hauptbremsrichtung (bei Vorwärtsfahrt des Nutzfahrzeuges) auslaufseitig stärker verschleißt als einlaufseitig.
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Am zuspannseitig angeordneten Bremsbelag, der bei einem Bremsvorgang durch Druckstücke einer Zuspanneinrichtung gegen die Bremsscheibe gedrückt wird, verschleißt die einlaufseitige Hälfte des Reibbelags des Bremsbelags stärker als die auslaufseitige Hälfte.
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Insgesamt hat dieser Effekt die Folge, dass die Bremsbeläge vorzeitig gewechselt werden müssen, nämlich sobald sie in den stärker verschlissenen Bereichen ihre Verschleißgrenze erreichen, während in anderen Bereichen des Bremsbelages jeweils noch nutzbares Verschleißvolumen zur Verfügung steht.
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Um dem Problem dieses tangentialen Schrägverschleißes zu begegnen, ist es beispielsweise aus der
DE 35 40 810 C1 bekannt, den Bremssattel in einem auslaufseitigen, sich in Richtung der Bremsscheibenachse erstreckenden Querrahmenschenkel sowie des sich an dem einen Bremsbelag abstützenden Längsrahmenschenkels biegeweicher zu gestalten als im Übergangsbereich zwischen dem reaktionsseitigen Längsrahmenschenkel und dem einlaufseitigen Querrahmenschenkel.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen Bremsbelagsatz sowie eine Schwimmsattel-Scheibenbremse bereitzustellen, mit der ein solcher tangentialer Schrägverschleiß ohne weitere Anpassung des Bremssattels verringert wird.
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Diese Aufgabe wird durch einen Bremsbelagsatz für eine Schwimmsattel-Scheibenbremse eines Nutzfahrzeuges mit den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie durch eine Schwimmsattel-Scheibenbremse eines Nutzfahrzeuges mit den Merkmalen des Anspruchs 6 gelöst.
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Der erfindungsgemäße Bremsbelagsatz umfasst einen ersten Bremsbelag und einen zweiten Bremsbelag. Jeder der Bremsbeläge weist eine Belagträgerplatte und wenigstens einen an der Belagträgerplatte fixierten Reibbelag auf. Der erste Bremsbelag ist zuspannseitig in die Scheibenbremse einsetzbar. Der zweite Bremsbelag ist reaktionsseitig in die Scheibenbremse einsetzbar. So kann der erste Bremsbelag auch als zuspannseitiger Bremsbelag und der zweite Bremsbelag als reaktionsseitiger Bremsbelag bezeichnet werden. Die Reibbelagflächen der Reibbeläge der Bremsbeläge sind asymmetrisch geformt. Dabei ist ein erster Bereich der Reibbelagfläche des Reibbelags des ersten Bremsbelags größer ist als ein zweiter Bereich der Reibbelagfläche des Reibbelags des ersten Bremsbelags. Des Weiteren ist ein zweiter Bereich der Reibbelagfläche des Reibbelags des zweiten Bremsbelags größer als ein erster Bereich der Reibbelagfläche des Reibbelags des zweiten Bremsbelags.
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Als erster Bereich der Reibbelagfläche des Reibbelags des ersten Bremsbelags kann der im eingebauten Zustand bei einer Hauptdrehrichtung der Bremsscheibe einlaufseitig angeordnete Bereich bezeichnet werden. Somit kann der zweite Bereich der Reibbelagfläche des Reibbelags des ersten Bremsbelags als ein im eingebauten Zustand bei einer Drehung der Bremsscheibe in Hauptdrehrichtung auslaufseitig angeordneter Bereich bezeichnet werden.
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Dadurch ist ein Bremsbelagsatz für eine Schwimmsattel-Scheibenbremse bereitgestellt, die beim Einsatz in einer Schwimmsattel-Scheibenbremse in den Bereichen der erhöhten Normalkraft, wie oben beschrieben, eine erhöhte Abstützfläche in Form einer vergrößerten Belagfläche bereitstellt, was zu einem Ausgleich der Flächenpressung führt.
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Ein zweiter Vorteil eines derart ausgebildeten Bremsbelagsatzes besteht darin, dass in den im Einsatz höher belasteten Bereichen der Bremsbeläge mehr Verschleißvolumen zur Verfügung steht, was insgesamt zu einer gleichmäßigeren Abnutzung des Reibbelags der Bremsbeläge führt.
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Entsprechend weist die Schwimmsattel-Scheibenbremse eines Nutzfahrzeuges eine Bremsscheibe auf, einen die Bremsscheibe überspannenden Bremsträger und einen die Bremsscheibe übergreifenden, relativ zu dem Bremsträger verschiebbaren Bremssattel. In einem Belagschacht des Bremsträgers sind beidseitig der Bremsscheibe Bremsbeläge angeordnet, wobei die Reibbelagflächen der Reibbeläge der Bremsbeläge asymmetrisch geformt sind und wobei eine einlaufseitige Reibbelagfläche des Reibbelags des zuspannseitigen Bremsbelags größer ist als eine auslaufseitige Reibbelagfläche des Reibbelags des zuspannseitigen Bremsbelags. Des Weiteren ist ein auslaufseitiger Bereich der Reibbelagfläche des Reibbelags des reaktionsseitigen Bremsbelags größer als ein einlaufseitiger Bereich der Reibbelagfläche des Reibbelags des reaktionsseitigen Bremsbelags.
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Vorteilhafte Ausführungsvarianten der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
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Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsvariante der Erfindung ist die Größe der Reibbelagfläche des Reibbelags des ersten bzw. zuspannseitigen Bremsbelags gleich der Größe der Reibbelagfläche des Reibbelags des zweiten bzw. reaktionsseitigen Bremsbelags.
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Dadurch können die Belagschächte im Bremsträger der Schwimmsattel-Scheibenbremse gleich groß geformt sein.
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Die Gestaltung der Bremsbeläge ist in einer bevorzugten Ausführungsvariante dergestalt, dass die quer zur Längserstreckung der Belagträgerplatten betrachtete durchschnittliche Breite des ersten Bereichs der Reibbelagfläche des Reibbelages des ersten bzw. zuspannseitigen Bremsbelags und/oder des zweiten Bereichs der Reibbelagfläche des Reibbelags des zweiten bzw. reaktionsseitigen Bremsbelags größer ist als die durchschnittliche Breite des zweiten Bereichs der Reibbelagfläche des Reibbelages des ersten bzw. zuspannseitigen Bremsbelags und/oder des ersten Bereichs der Reibbelagfläche des Reibbelags des zweiten bzw. reaktionsseitigen Bremsbelags.
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Insbesondere ist der erste Bereich der Reibbelagfläche des Reibbelages des ersten bzw. zuspannseitigen Bremsbelags und/oder der zweite Bereich der Reibbelagfläche des Reibbelags des zweiten bzw. reaktionsseitigen Bremsbelags so geformt, dass sie sich bis zu einem unteren Rand der jeweiligen Belagträgerplatte erstrecken. Der Vorteil einer Vergrößerung der Reibfläche in Richtung des unteren Randes der Belagträgerplatte ergibt sich aus der geringeren Geschwindigkeit der Reibfläche der Bremsscheibe im radial zur Drehachse der Bremsscheibe unteren Bereich gegenüber einem radial weiter außen liegenden Bereich.
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Ferner kann die Aufstandsfläche des Bremsbelags eine unterschiedliche Höhe aufweisen. So kann die Belagrückenplatte der Form des Reibbelags angepasst sein.
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Zusätzlich oder auch alternativ ist die Größe des zweiten Bereichs der Reibbelagfläche des Reibbelages des ersten bzw. zuspannseitigen Bremsbelags und/oder der erste Bereich der Reibbelagfläche des Reibbelags des zweiten bzw. reaktionsseitigen Bremsbelags so bemessen, dass sie weniger als 90 % der Größe des ersten Bereichs der Reibbelagfläche des Reibbelages des ersten bzw. zuspannseitigen Bremsbelags und/oder des zweiten Bereichs der Reibbelagfläche des Reibbelags des zweiten bzw. reaktionsseitigen Bremsbelags beträgt.
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In einer besonders günstigen Ausführungsform kann der flächenmäßig kleinere Bereich der Reibbelagsfläche weniger als 80 % der Größe des flächenmäßig größeren Bereichs betragen.
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In einer weiteren Ausführungsform kann der flächenmäßig kleinere Bereich der Reibbelagsfläche zwischen 70% und 90% des flächenmäßig größeren Bereichs betragen. In einer weiteren Ausführungsform kann der flächenmäßig kleinere Bereich der Reibbelagsfläche weniger als 75 % der Größe des flächenmäßig größeren Bereichs betragen.
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Die Gestaltung der Größe der jeweiligen Belagflächen kann dadurch an die jeweiligen Erfordernisse der Scheibenbremse hinsichtlich Abstütz- und/oder Steifigkeitsverhältnissen angepasst werden. Wichtig ist dabei, dass es innerhalb der Bremse bzw. der aneinander liegenden Reibpartner zu keinen Schwingungen aufgrund von Reibwertschwankungen zwischen dem zuspannseitigen und dem reaktionsseitigen Bremsbelag kommt.
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Nachfolgend werden bevorzugte Ausführungsvarianten der Erfindung anhand der beiliegenden Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
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1 eine Draufsicht auf ein Teilstück einer Ausführungsvariante einer erfindungsgemäßen Schwimmsattel-Scheibenbremse,
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2 jeweilige Draufsichten auf eine Ausführungsvariante eines erfindungsgemäßen Bremsbelagsatzes für eine solche Schwimmsattel-Scheibenbremse und
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3 jeweilige Draufsichten auf eine weitere Ausführungsvariante eines erfindungsgemäßen Bremssattel-Bremsbelagsatzes für eine Schwimmsattel-Scheibenbremse.
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In der nachfolgenden Figurenbeschreibung beziehen sich Begriffe wie oben, unten, links, rechts, vorne, hinten usw. ausschließlich auf die in den jeweiligen Figuren gewählte beispielhafte Darstellung und Position des Bremsbelags, der Belagträgerplatte, des Reibbelags, des Bremssattels, des Bremsträgers und dergleichen. Diese Begriffe sind nicht einschränkend zu verstehen, d.h., durch verschiedene Arbeitsstellungen oder die spiegelsymmetrische Auslegung oder dergleichen können sich diese Bezüge ändern.
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In der 1 ist mit dem Bezugszeichen 1 insgesamt ein Teil einer Schwimmsattel-Scheibenbremse eines Nutzfahrzeugs bezeichnet. Die Schwimmsattel-Scheibenbremse 1 umfasst im Wesentlichen eine Bremsscheibe 4 sowie einen ortsfest an einem Rahmen oder dergleichen des Nutzfahrzeugs fixierten Bremsträger 3, der die Bremsscheibe 4 rahmenartig überspannt, sowie einen in einer Richtung z, die der Bremsscheibendrehachse D entspricht, relativ zum Bremsträger 3 verschiebbaren Bremssattel 2, der die Bremsscheibe 4 übergreift. Auf einer radabgewandten Seite der Bremsscheibe 4 ist in dem Bremssattel 2 eine (nicht gezeigte) Zuspanneinrichtung der Schwimmsattel-Scheibenbremse 1 aufgenommen.
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Auf einer einem Fahrzeugrad des Nutzfahrzeugs zugewandten Seite der Bremsscheibe 4, die im Folgenden auch als Reaktionsseiten bezeichnet wird, ist am Bremssattel 2 ein Bremssattelrücken 21 angeformt.
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Der Bremsträger 3 weist beidseits der Bremsscheibe 4 jeweilige Trägerhörner 31, 32, 33, 34 auf, die zusammen mit einem die zuspannseitigen Trägerhörner 31 und 32 bzw. die reaktionsseitigen Trägerhörner 33 und 34 miteinander verbindenden Stegen jeweils einen Belagschacht bilden, die der Aufnahme jeweiliger Bremsbeläge 5, 6 dienen.
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Als Zuspannseite wird hier die von der Bremsscheibe 4 aus in z-Richtung betrachtete Seite der Scheibenbremse 1 bezeichnet, auf der die Zuspanneinrichtung im Bremssattel 2 angeordnet ist. Die auf der gegenüberliegenden Seite der Bremsscheibe 4 gelegene Seite nahe einem Fahrzeugrad des Nutzfahrzeugs wird als Reaktionsseite bezeichnet.
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Bei Vorwärtsfahrt des Nutzfahrzeuges dreht sich die Bremsscheibe 4 in einer als HDR bezeichnete Hauptdrehrichtung.
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Entsprechend wird der mit dem Bezugszeichen 5 versehene Bremsbelag als zuspannseitiger Bremsbelag bezeichnet und der mit dem Bezugszeichen 6 markierte Bremsbelag als reaktionsseitiger Bremsbelag bezeichnet.
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Der bevorzugt aus zwei Bremsbelägen 5, 6 bestehende Bremsbelagsatz einer solchen Schwimmsattel-Scheibenbremse wird zum Einbau in die Belagschächte des Bremsträgers 3 radial zur Drehachse D der Bremsscheibe 4 in die Belagschächte eingeführt. Eine im Bremssattel 2 vorgesehene Belagschachtöffnung, durch die die Bremsbeläge 5, 6 in die Belagschächte eingeführt werden, wird nach erfolgter Montage der Bremsbeläge 5, 6 durch einen Belaghaltebügel 7 überspannt, der am Bremssattel 2 festgelegt ist und als Gegenlager für auf einem oberen Rand von jeweiligen Belagträgerplatten 51, 61 der Bremsbeläge 5, 6 befestigten Belaghaltefedern 53, 63 dient.
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In den 2 und 3 sind zwei unterschiedliche Ausführungsvarianten von Bremsbelagsätzen gezeigt. Jeder der Bremsbelagsätze besteht hier aus jeweils zwei Bremsbelägen 5, 6. In den 2 und 3 ist jeweils ein zuspannseitiger Bremsbelag 5 im unteren Bereich der Figur und ein reaktionsseitiger Bremsbelag 6 im oberen Bereich der Figur abgebildet. Jeder der Bremsbeläge 5, 6 weist eine Belagträgerplatte 51, 61 auf, an der ein Reibbelag 52, 62 befestigt ist. An einem im eingebauten Zustand dem Belaghaltebügel nahen oberen Rand der jeweiligen Belagträgerplatte 51, 61 ist jeweils eine Belaghaltefeder 53, 63 festgelegt.
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Der zuspannseitige Bremsbelag 5 wird im Folgenden auch als erster Bremsbelag bezeichnet. Der reaktionsseitige Bremsbelag 6 wird entsprechend im Folgenden auch als zweiter Bremsbelag bezeichnet.
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Wie in den 2 und 3 erkennbar ist, sind die Reibbelagflächen der Reibbeläge 52, 62 der Bremsbeläge 5, 6 asymmetrisch geformt. Der einlaufseitige Bereich und der auslaufseitige Bereich der Reibbeläge 52, 62 sind dabei in Längserstreckung der Reibbelagflächen mittig unterteilt.
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Den beiden in den 2 und 3 gezeigten Ausführungsvarianten gemeinsam ist, dass ein erster Bereich 521 der Reibbelagfläche des Reibbelags 52 des ersten Bremsbelags 5 größer ist als ein zweiter Bereich 522 der Reibbelagfläche des Reibbelags 52 des ersten Bremsbelags 5.
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Die Verteilung der Reibbelagflächen des zweiten, reaktionsseitigen Bremsbelags ist entgegengesetzt, d.h. ein zweiter Bereich 622 der Reibbelagfläche des Reibbelags 62 des zweiten Bremsbelags 6 ist größer als ein erster Bereich 621 der Reibbelagfläche des Reibbelags 62 des zweiten Bremsbelags.
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Die Größe der Reibbelagflächen des ersten Reibbelags 5 und des zweiten Reibbelags 6 sind dabei bevorzugt gleich.
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Durch die Anordnung des größeren Teils der Reibbelagfläche beim zuspannseitigen Bremsbelag 5 auf der Einlaufseite bzw. beim reaktionsseitigen Bremsbelag 6 auf der Auslaufseite wird aufgrund des stärkeren Verschleißes infolge einer Sattelschrägstellung durch ein sogenanntes Hochmoment M, wie es in 1 schematisch dargestellt ist, ein Ausgleich der Flächenpressung auf die Scheibenbremse erreicht.
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Zum zweiten wird durch diese Verteilung in den höher belasteten Bereichen des jeweiligen Bremsbelags 5, 6 ein größeres Reibbelagvolumen bereitgestellt, so dass dadurch insgesamt eine in der Fläche gleichmäßig voranschreitende Abreibung des Reibbelags, sprich ein in der Fläche gleichmäßig voranschreitender Verschleiß erfolgt.
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Die Verteilung der Reibbelagflächen auf den jeweiligen Bremsbelägen 5, 6 erfolgt, wie in den 2 und 3 zu erkennen derart, dass die quer zur Längserstreckung der Belagträgerplatten 51, 61 betrachtete durchschnittliche Breite des ersten Bereichs 521 der Reibbelagfläche des Reibbelags 52 des ersten bzw. zuspannseitigen Bremsbelags 5 und/oder des zweiten Bereichs 622 der Reibbelagfläche des Reibbelags 62 des zweiten bzw. reaktionsseitigen Bremsbelags 6 größer ist als die durchschnittliche Breite des zweiten Bereichs 522 der Reibbelagfläche des Reibbelags 52 des ersten bzw. zuspannseitigen Bremsbelags 5 und/oder des ersten Bereichs 621 der Reibbelagfläche des Reibbelags 62 des zweiten bzw. reaktionsseitigen Bremsbelags 6.
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Wie in den 2 und 3 des Weiteren gezeigt, erstreckt sich der erste Bereich 521 der Reibbelagfläche des Reibbelages 52 des ersten Bremsbelags 5 und/oder der zweite Bereich 622 der Reibbelagfläche des Reibbelags 62 des zweiten Bremsbelags 6 bis zu einem unteren Rand 511, 611 der jeweiligen Belagträgerplatte 51, 61. Die jeweils anderen Bereiche der Reibbeläge 52, 62, sprich der auslaufseitige Bereich 522 des Reibbelags 52 des zuspannseitigen Bremsbelags 5 und der einlaufseitige Bereich 621 des Reibbelags 62 des reaktionsseitigen Bremsbelags 6 sind, in y-Richtung bzw. radial zur Drehachse der Bremsscheibe 4 betrachtet, deutlich schmaler geformt.
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Besonders bevorzugt beträgt die Größe FS des zweiten Bereichs 522 der Reibbelagfläche des Reibbelages 52 des ersten Bremsbelags 5 und/oder des ersten Bereichs 621 der Reibbelagfläche des Reibbelags 62 des zweiten Bremsbelags 6 weniger als 90% der Größe FL des ersten Bereichs 521 der Reibbelagfläche des Reibbelages 52 des ersten Bremsbelags 5 und/oder des zweiten Bereichs 622 der Reibbelagfläche des Reibbelags 62 des zweiten Bremsbelags 6.
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In einem weiteren nicht gezeigten Ausführungsbeispiel beträgt die Größe FS des zweiten Bereichs 522 der Reibbelagfläche des Reibbelages 52 des ersten Bremsbelags 5 und/oder des ersten Bereichs 621 der Reibbelagfläche des Reibbelags 62 des zweiten Bremsbelags 6 weniger als 80% der Größe FL des ersten Bereichs 521 der Reibbelagfläche des Reibbelages 52 des ersten Bremsbelags 5 und/oder des zweiten Bereichs 622 der Reibbelagfläche des Reibbelags 62 des zweiten Bremsbelags 6.
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Wichtig ist die Größe der Belagfläche auf den jeweiligen einlaufseitigen bzw. auslaufseitigen Bereichen der Bremsbeläge so zu bemessen, dass sich ein Ausgleich der Flächenpressung ergibt.
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Die Formgestalt der Reibbelagflächen kann dabei in bestimmten Grenzen variiert werden, sofern es die Abstütz- und/oder Steifigkeitsverhältnisse der Schwimmsattel-Scheibenbremse erfordern. Wichtig dabei ist, dass keine Schwingungen innerhalb der Scheibenbremse bzw. der bei einem Bremsvorgang aneinander liegenden Reibpartner aufgrund von Reibwertschwankungen zwischen dem zuspannseitigen und dem reaktionsseitigen Bremsbelag 5, 6 kommt.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Schwimmsattel-Scheibenbremse
- 2
- Bremssattel
- 21
- Bremssattelrücken
- 3
- Bremsträger
- 31
- einlaufseitiges Trägerhorn
- 32
- auslaufseitiges Trägerhorn
- 33
- einlaufseitiges Trägerhorn
- 34
- auslaufseitiges Trägerhorn
- 4
- Bremsscheibe
- 5
- Bremsbelag
- 51
- Belagträgerplatte
- 511
- unterer Rand
- 52
- Reibbelag
- 521
- erster Bereich
- 522
- zweiter Bereich
- 53
- Belaghaltefeder
- 6
- Bremsbelag
- 61
- Belagträgerplatte
- 611
- unterer Rand
- 62
- Reibbelag
- 621
- erster Bereich
- 622
- zweiter Bereich
- 7
- Haltebügel
- HDR
- Hauptdrehrichtung der Bremsscheibe
- D
- Drehachse der Bremsscheibe
- M
- Hochmoment
- BA
- durchschnittliche Breite
- BB
- durchschnittliche Breite
- FS
- Fläche
- FL
- Fläche
- x, y, z
- Koordinaten
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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