DE102018216346A1

DE102018216346A1 - Bremsklotz für eine Fahrzeugbremse und Bremssystem

Info

Publication number: DE102018216346A1
Application number: DE102018216346.4A
Authority: DE
Inventors: Hatem Shahin
Original assignee: Mando Corp
Current assignee: HL Mando Corp
Priority date: 2018-09-25
Filing date: 2018-09-25
Publication date: 2020-03-26

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf einen Bremsklotz (7) für eine Fahrzeugbremse, wobei der Bremsklotz (7) einen Reibbelag (3), der eine führende Kante (3.1) und eine rückwärtige Kante (3.2) an zwei entgegengesetzten Enden aufweist, eine Rückplatte (1), die den Reibbelag (3) hält, und eine Unterlagenschicht (2), die zwischen der Rückplatte (1) und dem Reibbelag (3) angeordnet ist, aufweist, wobei die Unterlagenschicht (2) den Reibbelag (3) mit der Rückplatte (1) verbindet. Ein vorderer Abschnitt (2.1) der Unterlagenschicht (2), der sich von einer vorderen Seite der Unterlagenschicht (2), die unterhalb der führenden Kante (3.1) des Reibbelags (3) liegt, ausgehend erstreckt und/oder ein hinterer Abschnitt (2.1) der Unterlagenschicht (2), der sich von einer hinteren Seite der Unterlagenschicht (2), die unterhalb der rückwärtigen Kante (2.2) der Reibbelag (3) liegt, ausgehend erstreckt, ist aus einem anderen Material gefertigt als ein verbleibender Teil (2.3) der Unterlagenschicht. Die Erfindung bezieht sich auch auf ein Bremssystem, welches den Bremsklotz (7) enthält.

Description

die Anmeldung bezieht sich auf einen Bremsklotz für eine Fahrzeugbremse und ein entsprechendes Bremssystem.
In einem Bremssystem, wie etwa einem Scheibenbremssystem, werden Bremsklötze bereitgestellt und dafür eingerichtet, gegen ein rotierendes Element, wie zum Beispiel eine Bremsscheibe, gepresst zu werden. Wenn die Bremsklötze gegen das rotierende Element gepresst werden, wird Reibung erzeugt, die wiederum zu einer Verlangsamung der rotierenden Bewegung führt. Ebenso werden Hitze, Vibration und Lärm erzeugt. Die Reibung ist dabei die Quelle von Lärm oder Quietschen, da das rotierende Element und/oder die Bremsklötze möglicherweise hörbare hochfrequente Oszillationen ausführen können. Die Relativbewegung zwischen Bremsscheibe und Bremsklotz kann zu nichtlinearem Reibungsverhalten und Selbstanregung führen. Außerdem unterliegen die Oszillationen der unterschiedlichen Teile der Bremse, insbesondere der Kontaktpaare, wie zum Beispiel der Bremsscheibe und der Bremsklötze, resonantem Verhalten und/oder Modenkopplung, was zu gesteigertem Lärm und zusätzlichen Quietschmoden führen kann.
Aus dem Dokument US 2017/0152904 A1 sind Bremsklötze bekannt, die eine Rückplattenschicht umfassen, eine Unterlagenschicht, die auf eine vordere Oberfläche der Rückplattenschicht geklebt ist und die Hitze und Vibrationen, die während des Bremsens generiert werden, übertragen, eine Klebeschicht, die zwischen der Rückplattenschicht und der Unterlagenschicht vermittelt, und eine Reibmaterialschicht, die auf einer vorderen Oberfläche der Unterlagenschicht bereitgestellt ist, und die Reibung erzeugt, wenn sie gegen eine Scheibe einer Bremse gepresst wird.
Um Lärm während des Bremsens zu reduzieren, schlägt Dokument US 5535859 A ein Reibelement für einen Bremsklotz einer Scheibenbremse vor, welches durch Doppelfasen an einer führenden Kante und einer rückwärtigen Kante, die sich von einer Kontaktfläche des Reibelements aus erstrecken, gekennzeichnet ist. Jede der besagten Doppelfasen hat eine erste Fläche und eine zweite Fläche, die sich schneiden und einen Punkt definieren, der einen Anfangskontakt mit einer Bremsscheibe bildet und hörbare Geräusche, die während einer Anwendung der Bremse generiert werden, dämpft.
Fasen haben den Nachteil, dass sie die effektive Reibfläche, die dafür eingerichtet ist, mit der Bremsscheibe während der Bremsanwendung in Kontakt gebracht zu werden, reduzieren und dadurch das Bremsvermögen und die Lebensdauer reduzieren. Umgekehrt muss der Bremsklotz größer sein, um eine bestimmte effektive Reibfläche zu erhalten, und ist dadurch schwerer.
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die Probleme von Lärm, Vibration und Härte in einem Bremssystem zu lösen oder zu reduzieren, wobei jegliches zusätzliche Gewicht des Bremssystems vermieden werden soll.
Das wird durch einen Bremsklotz gemäß unabhängigem Anspruch 1 erreicht. Vorteilhafte Ausführungen sind in den abhängigen Ansprüchen sowie der Beschreibung und den Figuren beschrieben.
Der Bremsklotz umfasst einen Reibbelag mit einer führenden Kante und einer rückwärtigen Kante, wobei die führende und die rückwärtige Kante an zwei entgegengesetzten Enden des Reibbelags angeordnet sind. Der Reibbelag wird von einer Rückplatte gehalten. Eine Unterlagenschicht ist zwischen der Rückplatte und dem Reibbelag angeordnet und verbindet den Reibbelag mit der Rückplatte.
Bei dem hier vorgestellten Bremsklotz ist ein vorderer Abschnitt der Unterlagenschicht, welcher sich von einer vorderen Seite der Unterlagenschicht aus erstreckt, die unterhalb der führenden Kante des Reibbelags liegt, aus einem anderen Material gefertigt als ein verbleibender Teil der Unterlagenschicht. Zusätzlich oder alternativ ist ein hinterer Abschnitt der Unterlagenschicht, welcher sich von einer hinteren Seite der Unterlagenschicht aus erstreckt, die unterhalb der rückwärtigen Kante des Reibbelags liegt, aus einem anderen Material gefertigt als ein verbleibender Teil der Unterlagenschicht.
Das bedeutet, dass zumindest einer von vorderem Abschnitt und hinterem Abschnitt aus einem anderen Material gefertigt ist als der verbleibende Teil. Wenn sowohl der vordere Abschnitt als auch der hintere Abschnitt aus einem anderen Material als der verbleibende Teil gefertigt sind, kann ein Material des vorderen Abschnitts das gleiche sein wie ein Material des hinteren Abschnitts, oder das Material des vorderen Abschnitts kann sich von dem Material des hinteren Abschnitts unterscheiden.
Mit Hilfe eines Bremsklotzes mit den oben definierten Eigenschaften können Bremslärm, Vibration und Härte effektiv reduziert werden.
Wie angedeutet, steigt der Druck während des Bremsprozesses typischerweise schlagartig an, wenn der Bremsklotz erstmals mit der Bremsscheibe in Eingriff kommt, was zu hörbaren Vibrationen in einem Frequenzbereich zwischen 1 kHz und 16 kHz führt. Es hat sich herausgestellt, dass ein großer Beitrag zu diesen Vibrationsmoden out-of-plane-Moden der Scheibe, kombiniert mit Biegemoden der Klötze, sind. Eine Unterlagenschicht des hier diskutierten Typs kann zu einer Modenentkopplung insbesondere der genannten Moden und damit zu weniger Quietschmoden führen. Außerdem kann resonantes Verhalten generell vermieden werden. Insbesondere unterdrückt eine Unterlagenschicht des hier beschriebenen Typs eine Anregung der entsprechenden Oszillationen, indem das andere Material an der vorderen Kante und/oder der hinteren Kante bereitgestellt wird, also in Bereichen, die besonders anfällig für Vibrationsanregung sind. Es wurde festgestellt, dass die Unterdrückung der Vibrationen über einen großen Frequenzbereich effektiv ist, was einen Unterschied zu Fasen darstellt, für die sich herausgestellt hat, dass sie nur in einem engen Frequenzbereich effizient sind.
Verglichen mit Fasen ist eine Unterlagenschicht, wie sie hier beschrieben wird, einfacher herzustellen und bedarf keiner zusätzlichen Schritte. Zusätzlich - im Gegensatz zu Ausführungen, bei denen Fasen vorgesehen sind - führt eine Modifikation der Materialeigenschaften in dem vorderen Abschnitt und/oder dem hinteren Abschnitt der Unterlagenschicht weder zu einer reduzierten effektiven Reibfläche, noch ändert sich der Flächeninhalt der Reibfläche mit der Zeit, wenn sich die Bremse abnutzt. Verglichen mit Bremsklötzen gemäß dem Stand der Technik stellen die hier vorgestellten Bremsklötze eine effektivere und robustere Lösung zur Reduktion von Bremslärm dar. Es ist ebenfalls zu erwähnen, dass sowohl die Bremswirkung als auch das Vibrationsverhalten weniger einer Änderung über die Lebensdauer des Bremsklotzes unterliegen als im Falle von Bremsklötzen gemäß dem genannten Stand der Technik. Die effektive Reibfläche, die dafür eingerichtet ist, mit der Bremsscheibe in Kontakt zu treten, kann über die Lebensdauer des Bremsklotzes konstant bleiben, sogar wenn sich der Bremsklotz abnutzt. Weiterhin kann ein Flächeninhalt der effektiven Reibfläche die gleiche Größe haben wie ein Flächeninhalt der Rückplatte (und demzufolge in typischen Konfigurationen die gleiche Größe wie ein Flächeninhalt der Unterlagenschicht). Demzufolge kann mit dem hier vorgestellten Bremsklotz ein ideales Verhältnis zwischen Flächeninhalt der Reibfläche und Gesamtgröße und Gewicht des Bremsklotzes erreicht werden. Insbesondere ist ein solcher Bremsklotz leichter als ein Bremsklotz mit Fasen mit dem gleichen (anfänglichen) Flächeninhalt der effektiven Reibfläche.
In einer Ausführung des hier vorgeschlagenen Bremsklotzes kann sich das Material des vorderen Abschnitts und/oder das Material des hinteren Abschnitts darin von dem Material des verbleibenden Teils unterscheiden, dass es eine stärkere Dämpfung und/oder einen anderen Elastizitätsmodul aufweist.
In Ausführungen, in denen sich der Elastizitätsmodul unterscheidet, hat das Material des vorderen Abschnitts und/oder des hinteren Abschnitts typischerweise einen geringeren Elastizitätsmodul als das Material des verbleibenden Teils.
Diese spezielle Art der Materialmodifikation ist sehr effizient in der Reduzierung von Bremslärm, da Vibrationen im vorderen Abschnitt und/oder im hinteren Abschnitt gedämpft werden.
In einer möglichen Ausführung ist in dem vorderen Abschnitt und/oder in dem hinteren Abschnitt sowohl die Dämpfung höher als in dem verbleibenden Teil als auch der Elastizitätsmodul geringer als in dem verbleibenden Teil.
Bei dem Elastizitätsmodul, der in den Abschnitten der Unterlagenschicht wie oben beschrieben verändert ist, kann es sich um einen oder mehrere von Youngschem Modul (E-Modul), Schubmodul (G-Modul), Kompressionsmodul (K-Modul) und Poissonzahl handeln.
Nach möglichen Ausführungsformen des hier vorgestellten Bremsklotzes ist zumindest das Material des vorderen Abschnitts und/oder das Material des hinteren Abschnitts weicher als der Reibbelag. In typischen Ausführungen dieser Art ist das Material des verbleibenden Teils ebenfalls weicher als der Reibbelag.
In dem hier beschriebenen Bremsklotz kann sich zumindest eines von Material des vorderen Abschnitts und Material des hinteren Abschnitts in seiner Dichte von dem Material des verbleibenden Teils unterscheiden. Typischerweise hat das Material des vorderen Abschnitts und/oder des hinteren Abschnitts in diesen Fällen eine geringere Dichte als das Material des verbleibenden Teils.
Es ist möglich, dass das Material des vorderen Abschnitts und das Material des hinteren Abschnitts sich in Dämpfung und/oder Elastizitätsmodul und/oder Dichte voneinander unterscheiden.
Beispielsweise kann der Reibbelag eine Dicke von mindestens 8 mm und/oder höchstens 15 mm haben.
Die Rückplatte des Bremsklotzes kann zum Beispiel aus Metall gefertigt sein, um eine gute Unterstützung für den Reibbelag zu bieten.
Eine Dicke der Unterlagenschicht kann beispielsweise mindestens 1 mm und/oder höchstens 5 mm betragen, insbesondere zwischen 2 mm und 3 mm. Auf diese Weise können die gewünschten physikalischen Effekte erreicht werden, ohne zu viel zusätzliches Material zu dem Bremsklotz hinzuzufügen.
Der vordere Abschnitt der Unterlagenschicht kann beispielsweise eine Länge von mindestens 8 mm und/oder höchstens 15 mm aufweisen, gemessen zwischen dem verbleibenden Teil der Unterlagenschicht und der vorderen Seite der Unterlagenschicht. Alternativ oder zusätzlich kann der hintere Abschnitt der Unterlagenschicht eine Länge von mindestens 8 mm und/oder höchstens 15 mm haben, gemessen zwischen dem verbleibenden Teil der Unterlagenschicht und der hinteren Seite der Unterlagenschicht.
Relativ ausgedrückt, kann die Länge des vorderen Abschnitts und/oder die Länge des hinteren Abschnitts zum Beispiel jeweils zwischen 5 % und 25 % einer Gesamtlänge der Unterlägenschicht-gemessen in dieselbe Richtungbetragen.
Der vordere Abschnitt, der verbleibende Teil und der hintere Abschnitt können jeweils eine identische Breite aufweisen, wobei die Breite in einer Richtung orthogonal zu der oben diskutierten Länge gemessen wird, und orthogonal zur Dicke der Unterlagenschicht.
Für die oben beschriebenen physikalischen Abmessungen wurde eine besonders effiziente Unterdrückung von Bremslärm festgestellt.
Das Material des Reibbelags kann zum Beispiel zumindest eines aus Kupfer, Eisensulfid, Graphit, Zinkpulver, Basalt, Kalziumkarbonat, Zinnsulfid, Zinkaluminium, Phenolharz, Gummistaub und Mineralfaser enthalten. Diese Materialien zeigen gute Bremswirkung und Wärmeübertragung, wenn sie in die Bremsscheibe eingreifen.
Die Unterlagenschicht kann beispielsweise Gummistaub und/oder Klebstoff und/oder Gummikugeln enthalten. Das bedeutet typischerweise, dass jedes der Materialien des vorderen Abschnitts, des hinteren Abschnitts und des verbleibenden Teils der Unterlagenschicht Gummistaub und/oder Klebstoff und/oder Metall aufweist. Der hier verwendete Klebstoff kann beispielsweise ein Harz sein.
Die oben genannten Materialien für die Unterlagenschicht zeigen gutes Dämpfungsverhalten und einen Elastizitätsmodul, der für die Funktionalität des hier vorgestellten Bremsklotzes vorteilhaft sein kann.
Die Materialien des vorderen Abschnitts und/oder des hinteren Abschnitts der Unterlagenschicht können, zusätzlich oder alternativ zu dem, was oben erwähnt wurde, jeweils Gummikugeln aufweisen. In dem verbleibenden Teil können Gummikugeln vorgesehen sein, typischerweise zusätzlich dazu, dass in dem vorderen Abschnitt und/oder dem hinteren Abschnitt Gummikugeln vorhanden sind. In Ausführungen der letztgenannten Art ist es möglich, dass das Material des vorderen Abschnitts und/oder das Material des hinteren Abschnitts eine größere Volumendichte an Gummikugeln aufweist als das Material des verbleibenden Teils.
Alternativ oder zusätzlich kann in Ausführungen mit Gummikugeln eine Anzahl Gummikugeln pro Volumen in dem Material des vorderen Abschnitts und/oder in dem Material des hinteren Abschnitts höher sein als in dem Material des verbleibenden Teils. Es kann in Ausführungen des vorgeschlagenen Bremsklotzes auch gegeben sein, dass die Gummikugeln, die im Material des vorderen Abschnitts und/oder im Material des hinteren Abschnitts enthalten sind, größer sind als diejenigen, die in dem Material des verbleibenden Teils vorgesehen sind.
Die Gummikugeln des vorderen Abschnitts und/oder des hinteren Abschnitts können beispielsweise einen Durchmesser von mindestens 0,5 mm und/oder höchstens 1 mm haben. Wenn Gummikugeln auch im Material des verbleibenden Teils enthalten sind, können die dort enthaltenen Gummikugeln beispielsweise einen Durchmesser von mindestens 0,2 mm und/oder höchstens 0,4 mm haben.
Gummikugeln, die auf irgendeine der oben beschriebenen Weisen bereitgestellt sind, stellen eine Möglichkeit dar, die Dämpfung und/oder den Elastizitätsmodul und/oder die Dichte der jeweiligen Abschnitte der Unterlagenschicht, in denen sie bereitgestellt werden, einzustellen. Insbesondere kann ein bestimmtes angestrebtes Verhältnis von Elastizitätsmodul und/oder Dämpfung für gute Lärmreduktion beispielsweise vorteilhaft mit irgendeiner der oben beschriebenen Konfigurationen von Gummikugeln erhalten werden. Es soll jedoch auch darauf hingewiesen werden, dass die genannten angestrebten Verhältnisse in anderen Ausführungen auch mit anderen Mitteln erhalten werden können, die zusätzlich oder alternativ zu Gummikugeln bereitgestellt werden.
Zum Beispiel kann es vorgesehen sein, dass ein Harz, welches im Material des vorderen Abschnitts und/oder im Material des hinteren Abschnitts enthalten ist, weicher ist als ein Harz, das im Material des verbleibenden Teils enthalten ist.
Es ist nicht ausgeschlossen, dass ein Bremsklotz mit den oben beschriebenen Eigenschaften zusätzlich Fasen aufweist und/oder mit zusätzlichen Unterlegscheiben verwendet wird.
Die Erfindung bezieht sich auch auf ein Bremssystem, enthaltend eine Bremsscheibe, mindestens einen Bremszylinder, mindestens einen Kolben und mindestens einen Bremsklotz des oben beschriebenen Typs. Das Bremssystem ist dafür eingerichtet, den Bremsklotz durch Aktivierung des Kolbens gegen eine Oberfläche der Bremsscheibe zu pressen. Typischerweise umfasst das Bremssystem einen ersten Bremsklotz und einen zweiten Bremsklotz, von denen zumindest einer als ein Bremsklotz gemäß irgendeiner der hier beschriebenen Ausführungen ausgestaltet ist. In möglichen Ausführungen des Bremssystems sind sowohl der erste als auch der zweite Bremsklotz Bremsklötze des hier beschriebenen Typs. Erste und zweite Bremsklötze werden während des Bremsens typischerweise gegen entgegengesetzte Oberflächen der Bremsscheibe gepresst, wenn der Kolben aktiviert wird. Wenn zwei Bremsklötze mit den oben beschriebenen Eigenschaften vorgesehen sind, können beide die gleichen Eigenschaften aufweisen und beispielsweise in bezüglich der Bremsscheibe gespiegelter Weise angeordnet sein. Es ist jedoch auch möglich, dass sich die Eigenschaften der beiden Bremsklötze voneinander unterscheiden.
Die Erfindung wird nun in beispielhafter Weise anhand von Figuren erläutert.
Darin zeigt

1 eine horizontale Schnittansicht eines Bremssystems mit einem Bremsklotz gemäß der Erfindung und
2 eine vertikale Schnittansicht des in 1 gezeigten Bremssystems.

In 1 ist eine schematische Darstellung von Komponenten eines Bremssystems mit zwei Bremsklötzen 7 gezeigt, wobei beide Bremsklötze 7 einer möglichen vom vorliegenden Schutzrecht angedachten Ausführung entsprechen. Die Figur zeigt dabei eine horizontale Schnittansicht der genannten Komponenten des Bremssystems, d. h. einen Blick von oben, der eine Schichtstruktur der Bremsklötze 7 offenbart. Es sei angemerkt, dass die Figur zur besseren Übersichtlichkeit nicht maßstabsgetreu ist. Es sollte ebenfalls angemerkt werden, dass gleichwohl dies als eine „horizontale“ Schnittansicht bezeichnet wird, die Bremsklötze auch mit einer anderen Ausrichtung angeordnet werden können.
Die zwei Bremsklötze 7 sind auf entgegengesetzten Seiten einer Bremsscheibe 6 angeordnet und werden von einem Bremssattel 5 gehalten.
Jeder der zwei Bremsklötze 7 umfasst eine Rückplatte 1, eine Unterlagenschicht 2 und einen Reibbelag 3.
Die Rückplatte 1 ist aus Metall gefertigt. Auf der Rückplatte angeordnet ist die Unterlagenschicht mit einer Dicke von zwischen 2 mm und 3 mm. Es folgt der Reibbelag, der zwischen 8 mm und 15 mm dick ist.
Das Material des Reibbelags enthält Kupfer, Eisensulfid, Graphit, Zinkpulver, Basalt, Kalziumkarbonat, Zinnsulfid, Zinkaluminium, Phenolharz, Gummistaub und Mineralfaser. Die Unterlagenschicht enthält Gummistaub, ein Harz, welches als Klebstoff wirkt, und Metall. Auf diese Weise können die Rückplatte 1, die Unterlagenschicht 2 und der Reibbelag 3 durch Pressen zusammengefügt werden.
Weiterhin wird ein Kolben 4 für jeden der Bremsklötze 7 bereitgestellt, durch welche jeder der Bremsklötze 7 beweglich auf dem Bremssattel 5 montiert ist, so dass er gegen eine Oberfläche der Bremsscheibe 6 gedrückt werden kann. Zu diesem Zweck ist jeder der Kolben 4 beweglich in einem von zwei Radbremszylindern angeordnet, die durch den Bremssattel 5 ausgebildet sind und einen Teil von ihm darstellen.
Ein Aufbau der beiden Bremsklötze 7 ist identisch. Jedoch sind sie in der Ausführung, die in der Figur gezeigt ist, spiegelverkehrt bezüglich der Bremsscheibe 6, um die gleiche Funktionalität für beide Bremsklötze 7 zu erreichen, da diese auf entgegengesetzten Seiten der Bremsscheibe 6 angeordnet sind. In anderen Ausführungen ist es jedoch auch möglich, dass die beiden Bremsklötze 7 unterschiedliche Aufbauten haben und/oder, dass sie nicht spiegelverkehrt sind. Es ist sogar auch möglich, dass nur einer der beiden Bremsklötze ein Bremsklotz gemäß diesem Schutzrecht ist.
In dem gezeigten Bremssystem werden die Bremsklötze 7 von einem Bremssattel 5 gehalten und dafür eingerichtet, in eine Richtung zur Bremsscheibe 6 hin bewegt zu werden. Der Reibbelag 3 kann dadurch zum Bremsen gegen die Bremsscheibe 6 gedrückt werden. Typischerweise wird um den Kolben 4 herum eine elastische Dichtung (nicht gezeigt) bereitgestellt, so dass hydraulischer Druck auf den Kolben 4 ausgeübt werden kann, wobei die Dichtung eine Bewegung des Kolbens 4 und des Bremsklotzes 7 hin zur Bremsscheibe 6 erlaubt. Aufgrund ihrer elastischen Eigenschaften kann die Dichtung eine zurückziehende Bewegung des Kolben 4 und des Bremsklotz 7 bewirken, sobald der Druck nicht mehr anliegt.
Die Bremsscheibe 6 kann in eine bevorzugte Drehrichtung rotieren, die beispielsweise einer Vorwärtsbewegung des Fahrzeugs entspricht. Die bevorzugte Drehrichtung, dargestellt durch einen Pfeil in der 1, erlaubt eine Definition einer führenden Kante 3.1 und einer rückwärtigen Kante 3.2 des Reibbelags 3, wobei ein Oberflächenbereich der Bremsscheibe 6, der mit dem Reibbelag 3 in Wechselwirkung tritt, sich in bezüglich des Bremsklotzes 7 von der führenden Kante 3.1 hin zur rückwärtigen Kante 3.2 bewegt. Eine Länge des Reibbelags - und somit im vorliegenden Beispiel eine Länge des Bremsklotzes - ist durch den Abstand zwischen der führenden Kante 3.1 und der rückwärtigen Kante 3.2 gegeben.
Die Unterlagenschicht 2 umfasst jeweils einen vorderen Abschnitt 2.1, einen hinteren Abschnitt 2.2 und einen verbleibenden Teil 2.3, wobei sich der vordere Abschnitt 2.1 zwischen dem verbleibenden Teil 2.3 der Unterlagenschicht 2 und einer vorderen Seite der Unterlagenschicht 2, die unterhalb der führenden Kante 3.1 des Reibbelags 3 liegt, erstreckt, und der hintere Abschnitt 2.2 sich zwischen dem verbleibenden Teil 2.3 der Unterlagenschicht 2.3 und einer hinteren Seite der Unterlagenschicht 2, die unterhalb der rückwärtigen Kante 3.2 des Reibbelags 3 liegt, erstreckt. Der verbleibende Teil 2.3 bildet somit einen zentralen Abschnitt der Unterlagenschicht 2.
Ein Material des vorderen Abschnitts 2.1 und ein Material des hinteren Abschnitts 2.2 unterscheiden sich jeweils darin von einem Material des verbleibenden Teils 2.3, dass sie stärkere Dämpfung und/oder einen geringeren Elastizitätsmodul aufweisen.
Der Bremsklotz 7 mit den in der Figur gezeigten Eigenschaften bewirkt, dass Quietschmoden, die während des Bremsens aufgrund von Vibrationen auftreten können, die dann erzeugt werden, wenn die Bremsscheibe 6 mit dem Reibbelag in Wechselwirkung treten, effizient unterdrückt werden. Resonanzen und Modenkopplung können über einen großen Bereich von insbesondere hörbaren Frequenzen vermieden werden. Der Bremsklotz 7 führt deswegen zu reduziertem Bremslärm, reduzierten Vibrationen und reduzierter Härte, und bietet so einem Insassen eines Fahrzeugs, in dem das Bremssystem bereitgestellt wird, Komfort. Die Vibrationen werden effizient ausgelöscht, indem unterschiedliche Materialeigenschaften in dem vorderen Abschnitt 2.1 und in dem hinteren Abschnitt 2.1 der Unterlagenschicht bereitgestellt werden, wobei die besondere Anfälligkeit dieser Bereiche berücksichtigt wird, da diese unterhalb der führenden Kante 3.1 bzw. der rückwärtigen Kante 3.2 liegen, wo Vibrationen typischerweise ihren Ursprung haben.
Das Material des vorderen Abschnitts 2.1 und das Material des hinteren Abschnitts sind in der Ausführung, die in 1 gezeigt ist, gleich. Sie unterscheiden sich jedoch voneinander in anderen möglichen Ausführungen gemäß diesem Schutzrecht.
Die Materialien des vorderen Abschnitts 2.1 und des hinteren Abschnitts 2.2 haben auch eine geringere Dichte als das Material des verbleibenden Teils 2.3.
Die Unterlagenschicht, der Reibbelag und die Rückplatte können in Ebenen parallel. zu einer Oberfläche des Reibbelags, die dafür eingerichtet ist, mit der Bremsscheibe in Wechselwirkung zu treten, einen Flächeninhalt identischer Größe aufweisen, d. h. sie können alle die gleiche Breite und Länge haben.
Der vordere Abschnitt und der hintere Abschnitt können jeweils eine Länge von zwischen 8 mm und 15 mm haben; insbesondere sind sie jeweils 12 mm lang, wobei die Länge in der in der Figur horizontalen Richtung von der jeweiligen Kante des Bremsklotzes bis zum verbleibenden Teil 2.3 gemessen wird.
Der Gummistaub, das Harz und das Metall, die in der Unterlagenschicht 2 enthalten sind, sind jeweils in den Materialien aller drei Abschnitte der Unterlagenschicht 2 enthalten. Weiterhin werden Gummikugeln in jedem der Bereiche der Unterlagenschicht bereitgestellt. Die Gummikugeln werden derart bereitgestellt, dass das Material des vorderen Abschnitts 2.1 und das Material des hinteren Abschnitts 2.2 jeweils eine größere Volumendichte und Zahldichte an Gummikugeln aufweisen als das Material des verbleibenden Teils 2.3. Weiterhin haben Gummikugeln, die im Material des verbleibenden Teils 2.3 enthalten sind, einen Durchmesser von mindestens 0,2 mm und/oder höchstens 0,4 mm, wogegen Gummikugeln, die im Material des vorderen Abschnitts 2.1 und im hinteren Abschnitt 2.2 enthalten sind, einen Durchmesser von mindestens 0,5 mm und/oder höchstens 1 mm haben.
Das Harz, das in dem Material des vorderen Abschnitts 2.1 und in dem Material des hinteren Abschnitts 2.2 enthalten ist, ist jeweils weicher als das Harz, das in dem Material des verbleibenden Teils 2.3 enthalten ist.
In 2 ist eine Schnittansicht dargestellt, die bezüglich der Ansicht, die in 1 gezeigt ist, um 90° gedreht ist, d. h. es ist eine Ansicht von vorne gezeigt. Die zwei Bremsklötze 7 sind so angeordnet, dass sie in einem oberen Bereich der Bremsscheibe 6 gegen die Bremsscheibe 6 gedrückt werden können, und es ist zu sehen, dass der Bremssattel 5 beide Kolben 4 hält. Es ist auch zu sehen, dass die Rückplatte 1, die Unterlagenschicht 2 und der Reibbelag 3 alle die gleiche Breite haben.
Bezugszeichenliste

1: Rückplatte
2: Unterlagenschicht
2.1: Vorderer Abschnitt
2.2: Hinterer Abschnitt
2.3: Verbleibender Teil
3: Reibbelag
4: Kolben
5: Bremssattel
6: Bremsscheibe
7: Bremsklotz
7.1: Führende Seite
7.2: Rückwärtige Seite

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

US 2017/0152904 A1 [0003]
US 5535859 A [0004]

Claims

Bremsklotz (7) für eine Fahrzeugbremse, wobei der Bremsklotz (7) einen Reibbelag (3), der eine führende Kante (3.1) und eine rückwärtige Kante (3.2) an zwei entgegengesetzten Enden aufweist, eine Rückplatte (1), die den Reibbelag (3) hält, und eine Unterlagenschicht (2), die zwischen der Rückplatte (1) und dem Reibbelag (3) angeordnet ist, aufweist, wobei die Unterlagenschicht (2) den Reibbelag (3) mit der Rückplatte (1) verbindet, dadurch gekennzeichnet, dass (a) ein vorderer Abschnitt (2.1) der Unterlagenschicht (2), der sich von einer vorderen Seite der Unterlagenschicht (2), die unterhalb der führenden Kante (3.1) der Reibbelag (3) liegt, ausgehend erstreckt, und/oder (b) ein hinterer Abschnitt (2.1) der Unterlagenschicht (2), der sich von einer hinteren Seite der Unterlagenschicht (2), die unterhalb der rückwärtigen Kante (3.2) des Reibbelags (3) liegt, ausgehend erstreckt, aus einem anderen Material gefertigt ist als ein verbleibender Teil (2.3) der Unterlagenschicht.
Bremsklotz (7) gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das andere Material des vorderen Abschnitts (2.1) und/oder des hinteren Abschnitts (2.2) eine stärkere Dämpfung und/oder einen anderen Elastizitätsmodul aufweist als ein Material, aus dem der verbleibende Teil (2.3) gefertigt ist.
Bremsklotz (7) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das andere Material des vorderen Abschnitts (2.1) und/oder des hinteren Abschnitts (2.2) eine andere Dichte aufweist als das Material des verbleibenden Teils (2.3).
Bremsklotz (7) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der vordere Abschnitt (2.1) sich zwischen der vorderen Seite (2.1) der Unterlagenschicht (2) und dem verbleibenden Teil (2.3) der Unterlagenschicht (2) über eine Länge von mindestens 8 mm und/oder höchstens 15 mm erstreckt, und/oder dadurch, dass der hintere Abschnitt (2.2) sich zwischen der hinteren Seite der Unterlagenschicht (2) und dem verbleibenden Teil (2.3) der Unterlagenschicht (2) über eine Länge von mindestens 8 mm und/oder höchstens 15 mm erstreckt.
Bremsklotz (7) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Unterlagenschicht (2) eine Dicke von mindestens 1 mm und/oder höchstens 5 mm hat.
Bremsklotz (7) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Reibbelag (3) aus einem Material gefertigt ist, welches zumindest eines von Kupfer, Eisensulfid, Graphit, Zinkpulver, Basalt, Kalziumkarbonat, Zinnsulfid, Zinkaluminium, Phenolharz, Gummistaub und Mineralfaser enthält.
Bremsklotz (7) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Materialien des vorderen Abschnitts (2.1) und des hinteren Abschnitts (2.2) und des verbleibenden Teils (2.3) der Unterlagenschicht (2) jeweils Gummistaub und/oder Klebstoff und/oder Metall beinhalten.
Bremsklotz (7) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Materialien des vorderen Abschnitts (2.1) und des hinteren Abschnitts (2.2) und des zentralen Abschnitts (2.3) der Unterlagenschicht (2) jeweils Gummikugeln beinhalten.
Bremsklotz (7) gemäß Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Material des vorderen Abschnitts (2.1) und/oder das Material des hinteren Abschnitts (2.2) eine größere Volumendichte von Gummikugeln aufweist als das Material des verbleibenden Teils (2.3) und/oder dadurch, dass eine Anzahl von Gummikugeln pro Volumen in dem Material des vorderen Abschnitts (2.1) und/oder in dem Material des hinteren Abschnitts (2.2) höher ist als in dem Material des verbleibenden Teils (2.3).
Bremsklotz (7) gemäß Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Gummikugeln, die in dem Material des verbleibenden Teils (2.3) enthalten sind, einen Durchmesser von mindestens 0,2 mm und/oder höchstens 0,4 mm haben, sowie dadurch, dass die Gummikugeln, die in dem Material des vorderen Abschnitts (2.1) und/oder dem Material des hinteren Abschnitts (2.2) enthalten sind, einen Durchmesser von mindestens 0,5 mm und/oder höchstens 1 mm haben.
Bremsklotz (7) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Harz, welches in dem Material des vorderen Abschnitts (2.1) und/oder in dem Material des hinteren Abschnitts (2.2) enthalten ist, weicher ist als ein Harz, das in dem Material des verbleibenden Teils (2.3) enthalten ist.
Bremsklotz (7) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Reibbelag (3) eine Dicke von mindestens 8 mm und/oder höchstens 15 mm hat.
Bremsklotz (7) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Rückplatte (1) aus Metall gefertigt ist.
Bremssystem, enthaltend eine Bremsscheibe (6), mindestens einen Bremszylinder, mindestens einen Kolben (4) und mindestens einen Bremsklotz (7) gemäß irgendeinem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Bremssystem eingerichtet ist, den Bremsklotz (7) durch Aktivierung des Kolbens (4) gegen eine Oberfläche der Bremsscheibe (6) zu pressen.