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Die vorliegende Erfindung betrifft einen Bremsbelag für eine Scheibenbremse eines Fahrzeugs gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie eine Scheibenbremse für ein Schienenfahrzeug.
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Derartige Bremsbeläge weisen üblicherweise eine Belagträgerplatte auf, an welcher Reibelemente so befestigt sind, dass sie eine gewisse Beweglichkeit aufweisen, um einen gleichmäßigen Kontakt zu einer Bremsscheibe einer zugeordneten Scheibenbremse zu gewährleisten. Die dazu erforderlichen Befestigungen müssen die bei Bremsbetätigung auftretenden Querkräfte über geeignete Verbindungselemente zuverlässig übertragen.
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DE 102 58 750 B4 beschreibt einen Bremsbelag für eine Scheibenbremse eines Fahrzeugs, insbesondere eines Schienenfahrzeugs, und gibt eine Fixierung von Reibelementen an einer Trägerplatte über Sicherungsfedern an. Eine solche Sicherungsfeder ist nicht geeignet, eine höhere Vorspannkraft eines zwischen Trägerplatte und Reibelement angeordneten Federelementes zu übertragen.
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DE 10 2015 109 034 A1 betrifft eine flexible Lagerung von Reibbelagelementen in Bremsbelägen und beschreibt Sprengringe als Verbindungselemente.
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DE 10 2014 113 058 A1 gibt eine Verbindung eines Reibbelags auf einer Trägerplatte eines Bremsbelages mit Verschweißung an.
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Die Lösungen nach den beiden letztgenannten Dokumenten sind zum einen wegen ihrer eher filigranen Bauweise als nicht besonders robust, zum anderen wegen der aufwendigen Montage mit Klebung oder Schweißung eher als kostenaufwändig einzustufen.
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Es besteht ein ständiger Bedarf für Bauteile mit verringerten Kosten und besonders robuster Bauweise in dem besonders rauen Umfeld eines Bremsbelages für Schienenfahrzeuge.
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Aufgabe der Erfindung ist es einen verbesserten Bremsbelag sowie eine verbesserte Scheibenbremse zu schaffen, bei der die Stückzahl an Einzelteilen verringert ist und die eingesetzten Bauteile besser geschützt sind und der Raumbedarf reduziert ist.
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Die Aufgabe wird durch einen Bremsbelag mit den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie durch eine Scheibenbremse mit den Merkmalen des Anspruchs 12 gelöst.
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Der erfindungsgemäße Bremsbelag für eine Scheibenbremse eines Fahrzeugs, insbesondere eines Schienenfahrzeugs, weist eine Belagträgerplatte auf sowie mindestens ein Reibelement mit einer an die Reibfläche einer Bremsscheibe der Scheibenbremse anpressbaren Reibfläche sowie ein Halteelement mittels dem das Reibelement an der Belagträgerplatte mit Spiel gehalten ist, und ein Federelement.
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Das Federelement ist zwischen dem Reibelement und der Belagträgerplatte unter Ausübung einer Druckkraft vorgespannt eingesetzt. d An der Belagträgerplatte und/oder dem Reibelement ist wenigstens ein einen Hub des Reibelements relativ zur Belagträgerplatte begrenzender Vorsprung angeformt, wobei ein maximaler Federweg des Federelement größer ist als der maximale Hub des Reibelements relativ zur Belagträgerplatte.
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Mit einem derart ausgebildeten Bremsbelag wird durch den an der Belagträgerplatte und/oder dem Reibelement angeformten Vorsprung zuverlässig ein Plandrücken des Federelements beim Zuspannen der Bremse wirksam verhindert.
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Vorteilhafte Ausführungsvarianten der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
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Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsvariante der Erfindung ist das Federelement als Teller- oder Schraubenfeder ausgebildet.
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Insbesondere die Ausführungsvariante als Tellerfeder ermöglicht einen äußerst geringen Raumbedarf für die Federung.
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Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsvariante ist der Vorsprung als kreisringförmige Erhebung einer dem Reibelement zugewandten Fläche der Belagträgerplatte und/oder einer der Belagträgerplatte zugewandten Fläche des Reibelements ausgebildet.
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Dadurch ist eine einfache Lagerung des Federelements einerseits und eine Begrenzung des Hubes andererseits ermöglicht.
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In einer bevorzugten Weiterbildung umschließt das Federelement den Vorsprung radial.
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In einer alternativen Ausführungsvariante umschließt der Vorsprung das Federelement radial.
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In einer nochmals weiteren Ausführungsvariante ist das Federelement in einer durch Vorsprünge begrenzten ringförmigen Nut aufgenommen.
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In all diesen Varianten ist ein zuverlässiger Schutz des Federelements vor Plandrücken sichergestellt und eine äußerst einfache Montage des Federelements ermöglicht.
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Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsvariante ist das Halteelement mit der Belagträgerplatte fest verbunden und mit dem Reibelement mit Spiel in axialer und radialer Richtung beweglich verbunden.
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Dadurch ist die erforderliche Beweglichkeit der Reibelemente gesichert, um einen gleichmäßigen Kontakt zu einer Bremsscheibe zu gewährleisten.
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In einer dazu alternativen Ausführungsvariante ist das Halteelement mit dem Reibelement fest verbunden und mit der Belagträgerplatte mit Spiel in axialer und radialer Richtung beweglich verbunden.
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Auch diese Variante ermöglicht die Beweglichkeit des Reibelements bzw. der Reibelemente relativ zur Belagträgerplatte.
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Das Halteelement ist bevorzugt als Niet, insbesondere als Hohlniet oder Vollniet ausgebildet, wodurch eine raumsparende Verbindung zwischen dem Reibelement und der Belagträgerplatte sichergestellt ist, mit der sowohl die beim Bremsen entstehende Reibkraft als auch aus Vibrationen resultierende Beschleunigungskräfte vom Reibelement auf die Trägerplatte übertragbar sind.
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Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung ist ein Schließkopf des Halteelements mittels eines Radial-/bzw. Taumelnietverfahrens geformt.
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In einer alternativen Ausführungsvariante ist ein Schließkopf des Halteelements als in eine Gewindebohrung eines Schaftes des Halteelements einschraubbar ausgebildet.
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Die erfindungsgemäße Scheibenbremse für ein Schienenfahrzeug weist eine Bremsscheibe, einen Belaghalter und einen an dem Belaghalter gehaltenen Bremsbelag auf, der sich durch den oben beschriebenen Aufbau auszeichnet.
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Nachfolgend werden bevorzugte Ausführungsbeispiele anhand der beiliegenden Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen
- 1 eine schematische Schnittdarstellung einer ersten Ausführungsvariante eines erfindungsgemäßen Bremsbelags,
- 2 eine Ausschnittvergrößerung der Schnittansicht gemäß 1 zur näheren Darstellung der Lagerung des Federelements,
- 3 und 4 den 1 und 2 entsprechende Darstellungen einer alternativen Ausführungsvariante eines erfindungsgemäßen Bremsbelags,
- 5 und 6 den 1 und 2 entsprechende Darstellungen einer weiteren Ausführungsvariante eines erfindungsgemäßen Bremsbelags mit Vorsprüngen beidseits des Federelements,
- 7 und 8 den 1 und 2 entsprechende Darstellungen einer nochmals weiteren Ausführungsvariante eines Bremsbelags mit Vorsprüngen sowohl an der Belagträgerplatte als auch am Reibelement,
- 9 und 10 den 1 und 2 entsprechende Darstellungen einer nochmals weiteren Ausführungsvariante eines erfindungsgemäßen Bremsbelags mit alternativer Positionierung des Federelements und
- 11 eine der 1 entsprechende Schnittansicht einer weiteren Ausführungsvariante eines erfindungsgemäßen Bremsbelags mit alternativ ausgebildetem Befestigungselement.
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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 Reibelements, Federelement, Halteelement 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 1 ist mit dem Bezugszeichen 1 insgesamt eine Ausführungsvariante eines erfindungsgemäßen Bremsbelags für eine Scheibenbremse eines Fahrzeugs, insbesondere für ein Schienenfahrzeug, bezeichnet.
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Der Bremsbelag 1 weist eine Belagträgerplatte 2 auf sowie mindestens ein Reibelement 3 mit einer an die Reibfläche einer (nicht dargestellten) Bremsscheibe der Scheibenbremse anpressbaren Reibfläche 37.
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Wenngleich hier nur ein Reibelement 3 dargestellt ist, kann der Bremsbelag 1 auch mehrere solcher Reibelemente 3 aufweisen.
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Der Bremsbelag 1 weist des Weiteren ein Halteelement 5 auf, mittels dem das Reibelement 3 an der Belagträgerplatte 2 mit Spiel gehalten ist.
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Des Weiteren weist der Bremsbelag 1 ein Federelement 4 auf, das zwischen dem Reibelement 3 und der Belagträgerplatte 2 unter Ausübung einer Druckkraft vorgespannt eingesetzt ist.
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Das Reibelement 3 weist einen Reibbelag 31 und einen plattenförmigen Reibbelagträger 32 auf, auf dem der Reibbelag 31 auf einer der Belagträgerplatte 2 abgewandten Seite aufgebracht ist.
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Im zusammengebauten Zustand, wie er in 1 beispielhaft gezeigt ist, ist das Reibelement 3 so angeordnet, dass die dem Reibbelag 31 abgewandte Seite des Reibbelagträgers 32 in Nichtbremszustand der Scheibenbremse in einem Abstand A in Richtung einer Längsachse 5a des Halteelements 5 gegenüberliegt.
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Dieser Abstand A betrifft dabei einen Bereich eines Vorsprungs 22 der Belagträgerplatte 2, der einer Reibbelagseite 33 des Reibbelagträgers 32 näher ist als ein übriger Bereich der Belagseite 21 der Belagträgerplatte 2, in dem auch das Federelement 4 angeordnet ist.
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Das Federelement 4 ist in den in den 1 bis 11 gezeigten Ausführungsvarianten stets als Tellerfeder ausgebildet.
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Denkbar wären auch andere Arten von Druckfedern, wie beispielsweise Schraubenfedern oder dergleichen.
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Der durch den Abstand zwischen dem Vorsprung 22 der Belagträgerplatte 2 und der Reibbelagseite 33 des Reibbelagträgers 32 den maximalen Hub A definierende Abstand ist dabei so ausgebildet, dass ein maximaler Federweg L des Federelements 4 größer ist als der maximale Hub A des Reibelements 3 relativ zur Belagträgerplatte 2.
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Dadurch wird durch diesen Vorsprung 22 sichergestellt, dass beim Zuspannen der Bremse, bei der durch Andrücken des Reibelements 3 an die Bremsscheibe der Scheibenbremse, bei der das Reibelement 3 gegen die Kraft des Federelements 4 gegen die Belagträgerplatte 2 gedrückt wird, ein Plandrücken des Federelements 4 wirksam verhindert wird, da der Spalt zwischen dem nicht durch den Vorsprung 22 erhöhten Bereich der Belagseite 21 der Belagträgerplatte 2 und der Reibbelagseite des Reibbelagträgers 32 größer ist als die in Achsrichtung der Längsachse 5a des Halteelements 5 betrachtete Dicke des Federelements 4.
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Bei der in den 1 und 2 gezeigten Ausführungsvariante des Bremsbelags 1 ist das hier in Form einer Tellerfeder ausgestaltete Federelement 4 so angeordnet, dass es den Vorsprung der Belagträgerplatte 2 radial umschließt.
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Weiter ist eine Kante eines Innenrandes 41 des als Tellerfeder ausgestalteten Federelements 4 so angeordnet, dass diese auf der Belagseite 21 der Belagträgerplatte 2 aufliegt, während eine Kante eines Außenrandes 42 des Federelements 4 an der Reibbelagseite 33 des Reibbelagträgers 32 des Reibelements 3 anliegt.
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Das Federelement 4 ist vorgespannt zwischen dem Reibelement 3 und der Belagträgerplatte 2 eingesetzt und übt eine Axialkraft in Richtung der Längsachse 5A des Halteelements 5 auf das Reibelement 3 aus, wodurch dieses von der Belagträgerplatte 2 weggedrückt wird.
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Das Halteelement 5 ist bei der in den 1 und 2 gezeigten Ausführungsvariante als Vollniet ausgebildet und erstreckt sich durch ein Durchgangsloch 25 in der Belagträgerplatte 2 weiter durch ein Durchgangsloch 36 des Reibbelags 3, hier des Reibbelagträgers 32.
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Ein Kopf 53 des Halteelements 5, der sich von einem durch die Durchgangslöcher 36, 25 erstreckenden Schaft 52 des Halteelements erstreckt, ist flanschförmig ausgebildet und liegt mit einer Kopfauflage auf der das Durchgangsloch 36 umgebenden Ringfläche der dem Reibbelag 31 zugewandten Seite des Reibbelagträgers 32 auf und steht in ein Durchgangsloch 35 im Reibbelag 31 vor, das sich axial zur Längsachse 5a des Halteelements 5 erstreckt.
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Während zwischen dem Innenrand des Durchgangslochs 36 des Reibbelagträgers 32 und dem diesem gegenüberliegenden Teil des Schaftes 52 des Halteelements 5 ein Spalt 6 verbleibt, liegt eine Außenfläche des Teils des Schaftes 52, der durch die Durchgangsöffnung 25 der Belagträgerplatte 2 geführt ist, am Innenrand dieser Durchgangsöffnung 25 an.
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Weiter liegt der Teil des Schaftes 52, der durch den Reibbelagträger 32 reicht, auch auf der Belagseite 21 der Belagträgerplatte 2 auf, was durch eine stufige Ausbildung des Schaftes 52 ermöglicht ist, wobei der den Reibbelagträger 32 durchtretende Teil des Schaftes 52 in seinem Durchmesser größer bemessen ist als der die Durchgangsöffnung 25 der Belagträgerplatte 2 durchtretende Teil des Schaftes 52.
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Der Schließkopf 51 wird bevorzugt in einem Herstellvorgang der Nietverbindung von Belagträgerplatte 2 und Reibelement 3 durch ein passendes Nietwerkzeug zu dem in 1 gezeigten Schließkopf 51 verformt.
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Dabei wird ein umlaufender, umgebördelter Kragen geformt, welcher mit einer umlaufenden Auflagefläche auf einer Belaghalterseite 24 der n Durchgangsöffnung 25 der Belagträgerplatte 2 aufliegt.
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Während bei der in den 1 und 2 gezeigten Ausführungsvariante der Vorsprung 22 in einem Bereich der Belagträgerplatte 2 ausgebildet ist, die nahe der Durchgangsöffnung 25 ist, ist bei der in den 3 und 4 gezeigten alternativen Ausführungsvariante der Vorsprung 22 radial außerhalb des Federelements 4 ausgebildet.
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Das Federelement 4 ist bei dieser Ausführungsvariante in einer Nut 23 aufgenommen, die radial außen durch den Vorsprung 22 und radial innen durch eine Stufe 28 begrenzt ist, wobei die Höhe der Stufe 28 in Richtung der Längsachse 5a des Halteelements 5 so bemessen ist, dass die an diese Stufe 28 sich anschließende Belagseite 21 der Belagträgerplatte 2 einen größeren Abstand zur Reibbelagseite 33 des Reibbelagträgers 32 aufweist als der Abstand zwischen dem Vorsprung 22 und der Reibbelagseite 33 des Reibbelagträgers 32, welcher den maximalen Hub A definiert.
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Im Übrigen entspricht der Aufbau dieser in den 3 und 4 gezeigten Ausführungsvariante dem der in den 1 und 2 gezeigten.
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Eine nochmals weitere Ausführungsvariante ist in den 5 und 6 dargestellt. Hier ist das Federelement 4 in einer durch Vorsprünge 22 begrenzten ringförmigen Nut 23 aufgenommen, so dass die Nut 23 durch Stufen gleicher Höhe nach radial innen und radial außen begrenzt sind.
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Bei der in den 7 und 8 gezeigten Ausführungsvariante entspricht der Aufbau der Belagträgerplatte 2 dem der in den 1 und 2 gezeigten Ausführungsvariante mit axial etwas geringerer Höhe des Vorsprungs 22, der dadurch ausgeglichen wird, dass an der Reibbelagseite 33 des Reibbelagträgers 32 ein Vorsprung 34 angeformt ist, so dass der maximale Hub A durch die einander gegenüberliegenden Flächen der Vorsprünge 32, 34 begrenzt ist, wie es in 8 gezeigt ist.
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Bei der in den 9 und 10 gezeigten weiteren Ausführungsvariante entspricht der Aufbau prinzipiell dem der in den 7 und 8 gezeigten Ausführungsvarianten, wobei hier das als Tellerfeder ausgebildete Federelement so geformt ist, dass eine Kante des Innenrandes 41 des Federelements an der Reibbelagseite 33 des Reibbelagträgers 32 radial außerhalb des Vorsprungs 34 anliegt, während eine Kante des Außenrandes 42 des Federelements 4 auf einem Boden der Nut 23 der Belagträgerplatte 2 aufliegt.
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Schließlich ist bei der in 11 gezeigten weiteren Ausführungsvariante, die im Wesentlichen der in den 1 und 2 gezeigten Ausführungsvariante entspricht, eine alternative Ausführungsvariante des Halteelements 5' dargestellt.
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Das Halteelement 5' ist hier als Hohlniet ausgebildet mit einem entsprechend des Halteelements 5 ausgebildeten Kopf 53'.
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Der Schaft 52' ist hier als Hohlschaft ausgebildet, mit einer Gewindebohrung 54', in die ein als Schraube ausgebildeter Schließkopf 51' einschraubbar ist, dessen Schraubenkopf an der Belaghalterseite 24 der Belagträgerplatte 2 in einer dazu vorgesehenen Ausnehmung 26 der Belagträgerplatte 2 aufliegt.
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Die Erfindung ist durch die oben angegebenen Ausführungsbeispiele nicht eingeschränkt, sondern im Rahmen der Ansprüche modifizierbar.
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Denkbar ist beispielsweise auch das Halteelement 5' bei den in den 1 bis 10 gezeigten Ausführungsvarianten einzusetzen oder das in den 9 und 10 dargestellte Federelement 4 in den anderen Varianten einzusetzen.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Bremsbelag
- 2
- Belagträgerplatte
- 21
- Belagseite
- 22
- Vorsprung
- 23
- Nut
- 24
- Belaghalterseite
- 25
- Durchgangsöffnung
- 26
- Ausnehmung
- 27
- Bodenfläche
- 28
- Stufe
- 3
- Reibelement
- 31
- Reibbelag
- 32
- Reibbelagträger
- 33
- Reibbelagseite
- 34
- Vorsprung
- 35
- Durchgangsbohrung
- 36
- Durchgangsloch
- 37
- Reibfläche
- 4
- Federelement
- 41
- Innenrand
- 42
- Außenrand
- 5, 5'
- Halteelement
- 5a
- Längsachse
- 51, 51'
- Schließkopf
- 52, 52'
- Schaft
- 53, 53'
- Kopf
- 54'
- Gewindebohrung
- 6
- Spalt
- A
- maximaler Hub
- L
- maximaler Federweg
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 10258750 B4 [0003]
- DE 102015109034 A1 [0004]
- DE 102014113058 A1 [0005]
