DE10215170A1

DE10215170A1 - Bremsbelag für eine Scheibenbremse und Reibelement

Info

Publication number: DE10215170A1
Application number: DE10215170A
Authority: DE
Inventors: Toni Schiffers
Original assignee: Becorit GmbH
Current assignee: Becorit GmbH
Priority date: 2002-03-21
Filing date: 2002-04-05
Publication date: 2003-10-09
Anticipated expiration: 2022-04-06
Also published as: DE10215170B4

Abstract

Es wird ein Bremsbelag für eine Scheibenbremse mit mehreren, einzelweise lösbaren Reibelementen vorgeschlagen. Ein einfacher, kostengünstiger und kompakter Aufbau wird dadurch ermöglicht, daß jedes Reibelement auf einer Flachseite vollflächig mit Reibmaterial und auf der anderen Flachseite mit mehreren voneinander beabstandeten, abragenden Eingriffselementen zur verdrehsicheren Befestigung an einer zugeordneten Trägerplatte versehen ist.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Bremsbelag gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie ein Reibelement für einen Bremsbelag.
Bei leistungsfähigen Scheibenbremsen ist es bekannt, anstelle eines großflächigen Reibelements mehrere kleinere Reibelemente vorzusehen.
Die DE 197 27 705 A 1 und EP 1 167 806 A2 offenbaren Bremsbeläge, bei denen jeweils mehrere Reibelemente unmittelbar auf einer gemeinsamen Trägerplatte befestigt, insbesondere aufgesintert sind. Versuche haben gezeigt, daß hier eine ungewollte ungleichmäßige Belastung bei Anlage der Reibelemente an einer zugeordneten Bremsscheibe auftreten kann.
Aus der DE 43 01 006 A1 ist ein Bremsbelag für Scheibenbremsen bekannt. Mehrere Reibelemente sind von einer gemeinsamen Trägerplatte gehalten, wobei die Reibelemente jeweils in Ausnehmungen der Trägerplatte eingesetzt und durch eine Elastomerfeder elastisch abgestützt sind. Hier ist es schwierig, eine gleichmäßige Belastung der Reibelemente und Flächenpressung auf der zugeordneten Bremsscheibe sicherzustellen.
Die DE 44 36 457 A1, die den Ausgangspunkt der vorliegenden Erfindung bildet, offenbart einen Bremsbelag für Teilbelag-Scheibenbremsen. Mehrere Reibelemente sind jeweils gelenkig an einer gemeinsamen Trägerplatte gelagert. Insbesondere sind die Reibelemente hierbei über eine Kugelkalotte und eine zugeordnete Kugelpfanne sowie eine zugeordnete federnd nachgebende Schraubverbindung an der Trägerplatte gelenkig gehalten. Fig. 4 zeigt in einer nur schematischen Ansicht den Kraftverlauf bzw. die Belastung eines Reibelements. Grundsätzlich ist jedoch keine das Reibmaterial vollflächig tragende Zwischenplatte vorgesehen.
Der vorgenannte Aufbau ist aufwendig. Weiterhin können sich die Reibelemente mit Ihrer polygonalen Außenkontur durch Verdrehen gegeneinander verklemmen.
Ein weiterer Nachteil des bekannten Aufbaus liegt darin, daß die kugelförmige Lagerung der Reibelemente und ihre federnd nachgebende Schraubverbindung eine beträchtliche Bauhöhe senkrecht zur Reibfläche erfordern.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Bremsbelag für eine Scheibenbremse und ein diesbezügliches Reibelement anzugeben, die einen einfachen, kostengünstigen und kompakten Aufbau einer leistungsfähigen Scheibenbremse, insbesondere wie bei Schienenfahrzeugen erforderlich, ermöglichen, wobei eine zumindest im wesentlichen gleichmäßige Beanspruchung der Reibelemente unterstützt wird.
Die obige Aufgabe wird durch einen Bremsbelag gemäß Anspruch 1 oder ein Reibelement gemäß Anspruch 14 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind Gegenstand der Unteransprüche.
Eine grundlegende Idee der vorliegenden Erfindung liegt darin, jedes Reibelement mit einer Zwischenplatte zu versehen, die einerseits das Reibmaterial des Reibelements trägt und andererseits über mindestens zwei Verbindungspunkte verdrehsicher an einer Trägerplatte lösbar anbringbar ist. Insbesondere weist die Zwischenplatte hier mindestens zwei, vorzugsweise bolzenförmige Eingriffselemente auf, die in entsprechende Ausnehmungen einer zugeordneten Trägerplatte vorragen bzw. eingreifen. Die Zwischenplatte liegt dabei zumindest im wesentlichen glattflächig auf der Trägerplatte.
Die vorschlagsgemäße Lösung führt zu einem sehr einfachen und dementsprechend preisgünstigen Aufbau, der eine ausreichende Beweglichkeit des einzelnen Reibelements und einen kompakten Aufbau einer leistungsfähigen Scheibenbremse ermöglicht.
Weitere Vorteile, Merkmale, Eigenschaften und Aspekte der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung einer bevorzugten Ausfürungsform anhand der Zeichnung. Es zeigt:
Fig. 1 eine schematische, teilweise Darstellung einer Scheibenbremse mit einem vorschlagsgemäßen Bremsbelag;
Fig. 2 einen Schnitt des Bremsbelags entlang Linie 11-11 gemäß Fig. 1;
Fig. 3 eine Trägerplatte des Bremsbelags mit zwei vorschlagsgemäßen Reibelementen; und
Fig. 4 einen Schnitt der Trägerplatte entlang Linie IV-IV gemäß Fig. 3.
Nachfolgend werden für gleiche oder ähnliche Teile dieselben Bezugszeichen verwendet, wobei entsprechende oder vergleichbare Vorteile erreicht werden, auch wenn eine wiederholte Beschreibung aus Vereinfachungsgründen weggelassen ist.
Fig. 1 zeigt in einer schematischen Darstellung einen vorschlagsgemäßen Bremsbelag 1 einer Scheibenbremse 2, insbesondere einer Teilbelag- Scheibenbremse. Der Bremsbelag 1 weist mindestens eine Trägerplatte 3 mit mehreren, hier zwei, einzelweise lösbaren Reibelementen 4 auf. Fig. 3 veranschaulicht eine Trägerplatte 3 mit zwei geordneten Reibelementen 4.
Die Schnittdarstellung gemäß Fig. 4 zeigt, daß jedes Reibelement 4 eine Zwischenplatte 5 aufweist, die das Reibmaterial 6 des Reibelements 4 trägt. Das Reibmaterial 6 ist hier unmittelbar und vollflächig mit der Zwischenplatte 5 verbunden, beispielsweise auf diese aufgesintert oder aufgeklebt. Vorzugsweise handelt es sich um einen Sinterbelag, also gesintertes Reibmaterial 6. Jedoch kann es sich auch um ein sonstiges geeignetes Reibmaterial 6, insbesondere organisches Reibmaterial 6 handeln.
Die Trägerplatte 3 und die Zwischenplatte 5 bestehen vorzugsweise aus Metall, vorzugsweise Stahl.
Wesentlich ist, daß die Reibelemente 4 jeweils einzelweise an ihrer zugeordneten Trägerplatte 3 lösbar befestigt sind. Hierauf wird nachfolgend unter Erläuterung des vorschlagsgemäßen Aufbaus eines einzelnen Reibelements 4 näher eingegangen.
Jedes Reibelement 4 ist über mindestens zwei voneinander beabstandete Eingriffselemente 7 verdrehsicher an der Trägerplatte 3 anbringbar. Beim Darstellungsbeispiel trägt die Zwischenplatte 5 zwei bolzenförmige Eingriffselemente 7, die auf der dem Reibmaterial 6 abgewandten Flachseite zur Trägerplatte 3 hin vorragen und in angepaßte Ausnehmungen 8, insbesondere Bohrungen, der Trägerplatte 3 eingreifen. Die Schnittansicht gem. Fig. 4 zeigt lediglich ein Eingriffselement 7. Das andere Eingriffselement 7 ist in diesem Schnitt nicht erkennbar.
Fig. 4 zeigt weiter ein Sicherungsmittel 9 zur Halterung bzw. Sicherung des Reibelements 4 bzw. dessen Zwischenplatte 5 an der Trägerplatte 3. Das Sicherungsmittel 9 kann bei geeigneter Ausbildung bedarfsweise durch ein Eingriffselement 7 und/oder weitere Teile gebildet sein. Beim Darstellungsbeispiel ist das Sicherungsmittel 9 getrennt von den Eingriffselementen 7 aufgebaut, worauf später noch näher eingegangen wird.
Beim Darstellungsbeispiel dienen die Eingriffselemente 7 lediglich einer Sicherung des Reibelements 4 gegen ein Verdrehen auf der Trägerplatte 3. Die Eingriffselemente 7 sichern die Zwischenplatte 5 hier also nicht gegen ein Abheben von der Trägerplatte 3.
Beispielsweise ist das Eingriffselement 7 bolzenförmig ausgebildet und lediglich kraftschlüssig an der Zwischenplatte 5 gehalten, wie in Fig. 4 angedeutet. Insbesondere ist das bolzenförmige Eingriffselement 7 in eine Bohrung 10 der Zwischenplatte 5 eingepreßt bzw. eingepaßt und dadurch gehalten.
Der aus der Zwischenplatte 5 vorragende bzw. von der Zwischenplatte 5 abragende Halteabschnitt 11 des Eingriffselements 7 ist in seinem Durchmesser reduziert und greift in die dazu korrespondierende, in der Trägerplatte 3 gebildete Bohrung bzw. Ausnehmung 8 ein. Durch den reduzierten Durchmesser des Halteabschnitts 11 ist der Durchmesser der Ausnehmung 8 hier derart verkleinert, daß das Eingriffselement 7 gegen ein Herausfallen - bei der Darstellung gemäß Fig. 4 nach unten - gesichert ist. Das beim Darstellungsbeispiel nur kraftschlüssig von der Zwischenplatte 5 gehaltene Eingriffselement 7 ist bei montiertem bzw. eingebautem Reibelement 4 also einerseits durch das Reibmaterial 6 und andererseits durch die benachbarte Trägerplatte 3 gegen ein Herausfallen gesichert.
Jedoch kann das Eingriffselement 7 bedarfsweise auch formschlüssig an der Zwischenplatte 5 festgelegt, insbesondere mit dieser fest verbunden werden.
Das Sicherungsmittel 9 weist hingegen ein Sicherungselement 13 auf, das vorzugsweise formschlüssig oder fest mit dem Reibelement 4, hier der Zwischenplatte 5 verbunden ist. Beim Darstellungsbeispiel weist das bolzenförmige Sicherungselement 13 einen Flansch 14 auf, der das Sicherungselement 13 gegen ein Herausfallen bzw. Herausziehen aus der Zwischenplatte 5 zur Trägerplatte 3 hin sichert. In die andere Richtung ist das Sicherungselement 13 durch die Überdeckung durch das Reibmaterial 6 gesichert.
Das Sicherungselement 13 durchgreift die zugeordnete, in der Trägerplatte 3 gebildete Bohrung bzw. Durchbrechung 15 und ist auf der dem Reibelement 4 abgewandten Flachseite der Trägerplatte 3 axial sicherbar. Hierzu weist das Sicherungselement 13 ein Eingriffsmittel 16, wie ein Gewinde, eine Ausnehmung oder - wie dargestellt - eine Umfangsnut auf, in das ein geeignetes Sicherungsteil 17, wie in Fig. 4 angedeutet, zur axialen Sicherung des Sicherungselements 13 an der Trägerplatte 3 eingreifen kann.
Alternativ kann die axiale Sicherung auch auf sonstige Weise, insbesondere ohne das Sicherungsteil 17, realisiert werden. Beispielsweise kann das Sicherungselement 13 bei entsprechender Anpassung/Ausbildung unmittelbar mit der Trägerplatte 3 verrasten.
Folglich dient das Sicherungsmittel 9 einer Sicherung des Reibelements 4 gegen ein Abheben von der Trägerplatte 3 bzw. ein Entfernen senkrecht zur Plattenebene 12 des Reibelements 4. Dies schließt jedoch nicht aus, daß das Sicherungsmittel 13 - insbesondere je nach Ausbildung bzw. federnder Nachgiebigkeit des Sicherungsteils 17 - das Reibelement 4 mit einem gewissen, vorzugsweise gewünschten Bewegungsspiel quer zur Plattenebene 12 bzw. Oberfläche der Trägerplatte 3 sichert bzw. hält.
Vorzugsweise sind das Reibelement 4 und die Trägerplatte 3 derart aneinander angepaßt, daß die Eingriffselemente 7 zumindest im wesentlichen ausschließlich auf Scherung und/oder das Sicherungsmittel 9 vorzugsweise zumindest im wesentlichen nur in axialer Richtung, insbesondere nur auf Zug, belastet werden bzw. wird. Beim Darstellungsbeispiel ist hierzu das Radialspiel zwischen den Halteabschnitten 11 der Eingriffselemente 7 und den zugeordneten Bohrungen 8 ausreichend klein gegenüber dem Radialspiel zwischen dem Sicherungselement 13 und der zugeordneten Durchbrechung 15 gewählt. Jedoch sind hier selbstverständlich auch andere konstruktive Lösungen möglich.
Der vorgenannte Aufbau erfordert wenig Teile bei geringer Bearbeitung, so daß eine kostengünstige Herstellung und Montage ermöglicht wird. Des weiteren kann der vorschlagsgemäße Aufbau sehr kompakt ausgeführt werden, insbesondere ist nur eine geringe Bauhöhe quer zur Plattenebene 12 bzw. zu einer von dem Reibelement 4 bzw. dessen Reibmaterial 6 gebildeten Reibfläche 18 erforderlich.
Ein weiterer Vorteil des vorschlagsgemäßen Aufbaus liegt darin, daß das Reibmaterial 6 bedarfsweise vollständig massiv, insbesondere die Reibfläche 18 durchbrechungsfrei ausgebildet werden kann. Dies ist einem kompakten Aufbau der Scheibenbremse 2 bei hoher Leistungsfähigkeit bzw. großem Bremsvermögen zuträglich.
Ein weiterer Vorteil der verhältnismäßig "losen" Anbringung bzw. Befestigung der Reibelemente 4 an der Trägerplatte 3 liegt darin, daß die Belastung des Reibmaterials 6 durch Eigenschwingungen bzw. Resonanzen des Systems bzw. der Scheibenbremse 2 aufgrund der geringeren Einkopplung bzw. möglichen Entkopplung minimiert werden können.
Ein weiterer Vorteil des vorschlagsgemäßen Aufbaus liegt darin, daß durch die voneinander unabhängig bewegbaren bzw. verkippbaren Zwischenplatten 5 die Beanspruchung einzelner Anschnitte des Reibmaterials 6 auf Biegung und/oder Zug minimiert oder sogar verhindert werden kann. Hierdurch ist eine Erhöhung der Standfestigkeit möglich.
Ergänzend wird darauf hingewiesen, daß die Trägerplatten 3 ihrerseits vorzugsweise verkippbar und/oder verschwenkbar gehalten sind. Beim Darstellungsbeispiel sind die Trägerplatten 3 paarweise von einem querträgerartig ausgebildeten Halter, wie einem Rückenblech 19, gehalten, insbesondere mit diesem axial nachgiebig verschraubt, wie in Fig. 1 und in der Schnittdarstellung gem. Fig. 2 angedeutet. Beispielsweise ist eine Verbindungsschraube 20 in einer Gewindehülse 21 widergelagert, die sich ihrerseits über einen radialen Flansch 22 und eine zugeordnete Tellerfeder 23 am anderen Teil, hier das Rückenblech 19, abstützt. Jedoch sind grundsätzlich auch andere geeignete Verbindungstechniken, beispielsweise Nietverbindungen, einsetzbar.
Alternativ oder zusätzlich zu der axial federnd nachgebenden Verbindung kann das Rückenblech 19 seinerseits auch elastisch federnd, insbesondere blattfederartig, oder verschwenkbar bzw. verkippbar ausgebildet bzw. gelagert oder gehalten sein.
Beim Anlegen des Bremsbelags 1 an eine Bremsscheibe 24 der Scheibenbremse 2, also beim Bremsen, ermöglicht der vorschlagsgemäße Aufbau, daß die Reibelemente 4 bzw. deren Reibmaterial 6 zumindest weitgehend gleichmäßig und mit jeweils über die Reibfläche 18 zumindest nur verhältnismäßig gering variierender Flächenpressung anliegen.
Ein weiterer Vorteil des vorschlagsgemäßen Aufbaus liegt darin, daß die vorzugsweise metallischen Zwischenplatten 5 aufgrund ihres insbesondere zumindest im wesentlichen glattflächigen und vollflächigen Aufliegens auf der Trägerplatte 3 eine bedarfsweise gute Wärmeübertragung zur Kühlung des Reibmaterials 6, falls erforderlich, ermöglichen.
Ein weiterer Vorteil liegt darin, daß die Reibelemente 4 einzeln bzw. generell ausgetauscht werden können, ohne daß ein Austausch der Trägerplatten 3 und/oder des Rückenblechs 19 erforderlich ist, so daß Kosten und Aufwand minimiert werden können.
Der vorschlagsgemäße Belag 1 bzw. das vorschlagsgemäße Reibelement 4 kann bedarfsweise auch für jede beliebige Art von Bremsen eingesetzt werden.

Claims

1. Bremsbelag (1) für eine Scheibenbremse (2), insbesondere für Schienenfahrzeuge, wobei der Bremsbelag (1) mindestens eine Trägerplatte (3) mit mehreren, einzelweise lösbaren Reibelementen (4) aufweist,
dadurch gekennzeichnet,
daß jedes Reibelement (4) eine Zwischenplatte (5) aufweist, die Reibmaterial (6) des Reibelements (4) trägt, und
daß die Zwischenplatte (5) auf der Trägerplatte (3) über mehrere voneinander beabstandete Eingriffselemente (7) verdrehsicher festgelegt ist.

2. Bremsbelag nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Trägerplatte (3) und/oder die Zwischenplatte (5) aus Metall, insbesondere Stahl, hergestellt ist bzw. sind.

3. Bremsbelag nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Zwischenplatte (5) eben ausgebildet ist und/oder vollflächig auf der Trägerplatte (3) aufliegt.

4. Bremsbelag nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Eingriffselemente (7) bolzenförmig ausgebildet sind und/oder daß die Eingriffselemente (7) an der Zwischenplatte (5) angebracht sind und in Ausnehmungen (8) der Trägerplatte (3) vorragen.

5. Bremsbelag nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Eingriffselemente (7) eine Bewegung der Zwischenplatte (5) senkrecht zur ihrer Plattenebene (12) relativ zur Trägerplatte (3) gestatten, insbesondere nicht begrenzen.

6. Bremsbelag nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß jedem Reibelement (4) mindestens ein Sicherungsmittel (9) zur lösbaren Halterung der Zwischenplatte (5), insbesondere mit Bewegungsspiel senkrecht zu ihrer Plattenebene (12), an der Trägerplatte (3) zugeordnet ist.

7. Bremsbelag nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Sicherungsmittel (9) ein vorzugsweise bolzenförmiges Sicherungselement (13) aufweist, das getrennt von den Eingriffselementen (7) angeordnet ist.

8. Bremsbelag nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Bremsbelag (1) derart ausgebildet ist, daß das Sicherungsmittel (9) zumindest im wesentlichen ausschließlich auf Zug belastet wird und die Eingriffselemente (7) zumindest im wesentlichen ausschließlich auf Scherung belastet werden.

9. Bremsbelag nach den Ansprüchen 4, 7 und 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Sicherungselement (13) fest an der Zwischenplatte (5) angebracht ist und in eine zugeordnete Bohrung (15) der Trägerplatte (3) mit einem Radialspiel eingreift, das größer als das Radialspiel der in die Ausnehmungen (8) vorragenden Eingriffselemente (7) ist.

10. Bremsbelag nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Sicherungsmittel (9) ein Eingriffselement (7) umfaßt.

11. Bremsbelag nach einem der Ansprüche 6 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Sicherungsmittel (9) die Zwischenplatte (5) federnd gegen die Trägerplatte (3) vorspannt und/oder axial gegen die Trägerplatte (3) sichert.

12. Bremsbelag nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Reibmaterial (6) vollflächig mit der Zwischenplatte (5) verbunden, insbesondere auf diese aufgesintert oder aufgeklebt ist, und/oder eine durchbrechungsfreie Reibfläche (18) bildet.

13. Bremsbelag nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Trägerplatte (3) verkippbar mit einem Rückenblech (19) verbunden und/oder axial nachgiebig verschraubt ist.

14. Reibelement (4) für einen Bremsbelag (1) einer Scheibenbremse (2), insbesondere für Schienenfahrzeuge, mit einer Zwischenplatte (5), die auf einer Flachseite vollflächig mit Reibmaterial (6) des Reibelements (4) und auf der anderen Flachseite mit mehreren voneinander beabstandeten, abragenden Eingriffselementen (7) zur Halterung des Reibelements (4) versehen ist.

15. Reibelement nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Zwischenplatte (5) aus Metall, insbesondere Stahl, besteht und/oder eben ist.

16. Reibelement nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Eingriffselemente (7) bolzenförmig ausgebildet sind.

17. Reibelement nach einem der Ansprüche 14 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß das Reibelement (4) ein Sicherungselement (13) aufweist, das bolzenartig von der Zwischenplatte (5) abragt und mit Haltemitteln, wie einem Gewinde, einem Absatz, einer Spreizung, einer Nut oder einer Ausnehmung, zur Sicherung des Reibelements (4) an einer zugeordneten Trägerplatte (3) versehen ist.

18. Reibelement nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß das Sicherungselement (13) formschlüssig, insbesondere durch einen Flansch (16) gegen ein Herausziehen an der Zwischenplatte (5) gesichert ist.

19. Reibelement nach einem der Ansprüche 14 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Eingriffselemente (7) vorzugsweise bolzenförmig ausgebildet sind und in entsprechende Bohrungen oder Ausnehmungen (10) der Zwischenplatte (5) eingepaßt sind.

20. Reibelement nach einem der Ansprüche 14 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß das Reibmaterial (6) vollflächig mit der Zwischenplatte (5) verbunden, insbesondere auf diese aufgesintert oder aufgeklebt ist, und/oder daß das Reibmaterial (6) massiv ausgebildet ist und eine durchbrechungsfreie Reibfläche (18) bildet.

21. Reibelement nach einem der Ansprüche 14 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß die Zwischenplatte (5) und das Reibmaterial (6) eine im wesentlichen dreieckige Flächenerstreckung aufweisen.

22. Reibelement nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß die Eingriffselemente (7) und ggf. ein zusätzliches Sicherungselement (13) in Eckbereichen der Zwischenplatte (5) angeordnet sind.