DE10257353A1

DE10257353A1 - Scheibenbremse mit Belagträger

Info

Publication number: DE10257353A1
Application number: DE10257353A
Authority: DE
Inventors: Dieter Goldbach
Original assignee: Goldbach Automobile Consulting GmbH
Current assignee: Goldbach Automobile Consulting GmbH
Priority date: 2002-12-05
Filing date: 2002-12-06
Publication date: 2004-06-17
Also published as: CN1714248A; CN100383426C; PT1567783E

Abstract

Bei einer Scheibenbremse, insbesondere Bremsklotz mit einem Belagträger (1) und einem Reibbelag (3), wobei dem Belagträger (1) zum Einbinden des Reibbelages (3) zumindest ein Bolzen aufsitzt, soll der Bolzen (4) den Reibbelag (3) von etwa der Mitte bis etwa zur Belagsoberfläche durchgreifen.

Description

Die Erfindung betrifft eine Scheibenbremse, insbesondere Bremsklotz mit einem Belagträger und einem Reibbelag, wobei dem Belagträger zum Einbinden des Reibbelags zumindest ein Bolzen aufsitzt, sowie ein Verfahren zu dessen Herstellung.
Derartige Scheibenbremsen mit Bremsklötzen sind in vielfältiger Form uns Ausführung bekannt. Verwiesen wird beispielsweise auf die EP-A 0 373 333 oder die DE 41 04 812 A1 . Bei derartigen Scheibenbremsen besteht der Belagträger aus Stahl. Für den Reibbelag gibt es eine Vielzahl von Rezepturen, die vor allem den Bremsverschleiss minimieren und die Bremswirkung verbessern sollen.
Aus der US 5,255,762 ist ferner eine Bremsbacke bekannt, bei der im Reibbelag eine Mutter sitzt. Zur Verringerung des Reibbelages mit dem Belagträger wird in die Mutter ein Schraubenbolzen eingeschraubt, welcher eine entsprechende Öffnung in dem Belagträger durchsetzt. Eine Nietverbindung zwischen Reibbelag und Belagträger durch Nieten wird beispielsweise in der US 5,558,186 und der US 3,767,018 aufgezeigt.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Scheibenbremse mit Bremsklötzen sowie ein Verfahren zur Herstellung eines Bremsklotzes zu entwickeln, deren Herstellung vereinfacht und die Qualität wesentlich verbessert. Zudem soll die Reibbelagskompressibilität verbessert werden und eine Belagoberflächenspannung beeinflussbar sein. Zudem sollen die Fertigungskosten durch ein optimiertes Herstellungsverfahren bei höherer Festigkeit zwischen Bolzen und Belagträger auch bei hohen Temperaturen und unterschiedlichen Schwingungen des Reibbelages erheblich verbessert werden.
Zur Lösung dieser Aufgabe führen die Merkmale der Patentansprüche 1 und 12.
Bei der vorliegenden Erfindung hat sich als besonders vorteilhaft erwiesen, eine Bolzenlänge zu wählen, die den vollständigen Reibbelag durchgreift, wobei der Bolzen vorzugsweise bis zur Belagsoberfläche oder bis zu einer Hälfte der Dicke des Reibbelages in diesen eingreift. Es sollen jedoch auch alle Möglichkeiten von Bolzenlängen mit umfasst sein, die im Bereich zwischen der Mitte des Reibbelages bis zur Belagoberfläche liegen.
Da der Bolzen aus einem weichen Nichteisenmetall, vorzugsweise aus einem weichen Messing, insbesondere MS 60 gebildet ist, lässt sich dieser Bolzen mit der Bremsscheibe mit dem Reibbelag abschleifen, ohne dass das Bremsverhalten hierdurch beeinträchtigt wird.
Die Ausbildung einer Bolzenlänge zwischen Hälfte der Dicke des Reibbelages bis zur vollständigen Dicke des Reibbelages, schafft insbesondere eine wesentlich höhere und optimierte Reibbelagskompressibilität, wobei auch Einfluss auf die Belagoberflächenspannung hierdurch genommen werden soll. Diese langen Bolzen verhindern unerwünschte Geräuschentwicklungen beim Bremsen mittels des Bremsklotzes gegenüber der Bremsscheibe.
Dabei ist insbesondere wichtig, dass der Bolzen, der einer hohen Temperatur ausgesetzt ist, eine hochfeste Verbindung zum Belagträger eingeht. Es hat sich bei der vorliegenden Erfindung als besonders vorteilhaft erwiesen, um eine hohe temperatur- und schwingungsunempfindliche Festigkeit bzw. Verbindung zwischen Bolzen und Belagträger zu schaffen, den Bolzen als Spitzenzünder oder Hubzünder auszubilden und mittels Spitzenschweissverfahren oder Hubzündschweissverfahren den Bolzen, automatisiert mit dem Belagträger fest zu verschweissen bzw. zu verbinden. Das Spitzenschweissverfahren oder Hubzündschweissverfahren kann mit oder ohne Schutzgas erfolgen und gewährleistet auch bei hohen Einsatztemperaturen des Bremsklotzes eine feste Verbindung des aus Messing oder nicht Eisenmetall gebildeten Bolzens mit dem vorzugsweise aus Stahl gebildeten Belagträger, auch bei hohen Eigenschwingungen des Reibbelages beim Bremsvorgang. Zudem lässt sich hierdurch der Fertigungsprozess vereinfachen und die Fertigungskosten reduzieren.
Es soll auch im Rahmen der vorliegenden Erfindung liegen, die Bolzen mittels Laserschweissverfahren automatisiert auf den Belagträger aufzuschweissen. Hier wird der weiche Bolzen aus Messing mit dem Belagträger aus Stahl oder auch Titan fest verbunden und gewährleistet eine hochfeste, temperaturbeständige und schwingungsunempfindliche Verbindung. Mittels dem Laserschweissverfahren automatisiert, können auch Fertigungszeiten erheblich reduziert werden. Dies soll ebenfalls im Rahmen der vorliegenden Erfindung liegen.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele sowie anhand der Zeichnung; diese zeigt in
1 einen Querschnitt durch einen Bremsklotz für eine Scheibenbremse;
2 einen schematisch dargestellten Querschnitt durch ein weiteres Ausführungsbeispiel eines weiteren Bremsklotzes für eine Scheibenbremse.
Gemäss 1 wird eine hier nicht näher dargestellte Scheibenbremse mittels eines Bremsklotzes R₁, der mittels hier nicht dargestellten Bremszangen und Bremskolben radial gegen die Scheibenbremse gepresst wird querschnittlich dargestellt. Der Bremsklotz R₁ besteht im wesentlichen aus einem Belagträger 1, auf welchem ein sogenannter Underlayer 2 aufgeklebt ist. Auf den Underlayer 2 ist der eigentliche Reibbelag 3 aufgeklebt bzw. fest mit dem Underlayer 2 verbunden.
Auf den Underlayer 2 kann ggf. verzichtet werden, dann ist der Reibbelag 3 direkt auf den Belagträger 1 aufgeklebt.
Bei der vorliegenden Erfindung ist von besonderer Bedeutung, dass zumindest ein Bolzen 4.1 bis 4.4 fest mit dem Belagträger 1 verbunden, insbesondere fest mit diesem verschweisst ist. Dabei ist der Bolzen 4.1 bis 4.4, wie es auch in 2 dargestellt ist, aus einem weichen Material, insbesondere aus einem weichen Messing, vorzugsweise MS 60 hergestellt und fest mit dem vorzugsweise aus Stahl hergestellten Belagträger 1 verschweisst.
Besteht der Bremsklotz R₁ oder R₂, wie er in 2 dargestellt ist, aus dem Belagträger 1, Underlayer 2 und daran anschliessenden Reibbelag 3, so durchgreift der Bolzen 4.1 bis 4.4 den Unterlayer 2 vollständig.
Als besonders vorteilhaft hat sich bei der vorliegenden Erfindung erwiesen, eine Bolzenlänge L₁, siehe 1 und 2 auszubilden, die zumindest einhalb der Dicke D_R des Reibbelages 3 zzgl. ggf. der Dicke D_U des Underlayers 2 entspricht. Die Mindestbolzenlänge L₁ entspricht einhalb der Dicke D_R des Reibbelages 3 zzgl. der Dicke D_U der Dicke des Underlayers 2. Die Bolzenlänge L₂ des Bolzens 4.2 entspricht der vollständigen Dicke D_R des Reibbelages 3 zzgl. ggf. der Dicke des Underlayers D_U.
Der Bolzen 4.2 durchgreift den Belagträger 1 vollständig bis zur Belagoberfläche 5. Da der Bolzen 4.2, sowie auch 4.4, siehe 2, der nicht zylindrisch sondern konisch erweitert ausgebildet ist, aus einem weicheren Material als der Reibbelag 3 selbst bzw. die Bremsscheibe ausgebildet ist, schleift dieser mit dem Reibbelag 3 ab.
Es soll jedoch auch im Rahmen der vorliegenden Erfindung liegen, wie es aus 2 hervorgeht, eine Bolzenlänge L₃ zu bilden, die in den Bereichen zwischen einer halben Dicke D_R des Reibbelages 3 und der vollständigen Dicke D_R des Reibbelages 3 liegt, wie es im Bolzen 4.3 aufgezeigt bzw. angedeutet ist. Wird daher eine Bolzenlänge L₁ bis L₄ gewählt, die in diesen Bereichen liegt, so ergeben sich mehrere Vorteile und Möglichkeiten, den Bremsklotz R₁, R₂ vorteilhaft zu beeinflussen. Insbesondere lässt sich über die Wahl des Durchmessers M des Bolzens 4.1 bis 4.4, die Form des Bolzens 4.1 bis 4.4 und insbesondere über die Bolzenlänge L₁ bis L₄ Einfluss nehmen auf die Belagoberflächenspannung des Bremsklotzes R₁, R₂. Zudem lässt sich hierdurch die Reibbelagskompressibilität durch die Wahl der Bolzenlänge zwischen L₁ bis L₉ optimieren bzw. beeinflussen.
Dies verbessert insbesondere die Haltbarkeit sowie auch die Temperaturbeständigkeit des Bremsklotzes R₁, R₂ erheblich.
Es hat sich ferner als vorteilhaft erwiesen, den Bolzen 4.1 bis 4.2 als Spitzenzünder oder Hubzünder auszubilden, um diesen in einen Fertigungsprozess einzubinden und mittels Spitzenschweissverfahren oder Hubzündschweissverfahren mit dem Belagträger 1 fest zu verschweissen. Hierdurch lässt sich der Fertigungsprozess erheblich optimieren, wobei auch die Haltbarkeit des gleichen aus Messing gebildeten Bolzens 4.1 bis 4.2 mit dem Belagträger 1 wesentlich bei Reduktion der Fertigungskosten verbessert werden kann.
Daher hat es sich als besonders vorteilhaft erwiesen, im Spitzenschweissverfahren oder Hubzündschweissverfahren den aus Messing oder einer derartigen Legierung aus weichem Nichteisenmetall hergestellten Bolzen 4.1 bis 4.2 fest mit dem Belagträger 1 zu verschweissen.
Diese Schweissverbindung zwischen dem Bolzen 4.1 bis 4.4 und dem Belagträger 1 ist deshalb wichtig, da der Reibbelag 3 nicht nur hohen Temperaturen sondern auch hohen Schwingungen ausgesetzt ist. Daher wird erfindungsgemäss durch das Spitzenschweissverfahren oder Hubzündschweissverfahren mit oder ohne Schutzgas eine optimierte Schweissverbindung zwischen dem Bolzen 4.1 bis 4.4 und dem Belagträger 1 erzeugt.
Positionszahlenliste

Claims

Scheibenbremse, insbesondere Bremsklotz mit einem Belagträger (1) und einem Reibbelag (3), wobei dem Belagträger (1) zum Einbinden des Reibbelages (3) zumindest ein Bolzen aufsitzt, dadurch gekennzeichnet, dass der Bolzen (4) den Reibbelag (3) von etwa der Mitte bis etwa zur Belagoberfläche (5) durchgreift.
Scheibenbremse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Bolzen (4) den Reibbelag (3) vollständig durchgreift.
Scheibenbremse nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Bolzen (4) auf den Belagträger (1) aufgeschweisst ist.
Scheibenbremse nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Bolzen (4) aus weichem Messing hergestellt ist.
Scheibenbremse nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Bolzen (4) aus Messing, MS 60 hergestellt ist.
Scheibenbremse nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der aus weichem Messing gebildete Bolzen (4) mit dem Belagträger (1) fest verschweisst, insbesondere laserverschweisst ist.
Scheibenbremse nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der aus Messing hergestellte Bolzen (4) mittels Laserschweissverfahren, Spitzenzündschweissverfahren oder Hubzündschweissverfahren auf den Belagträger (1) aufschweissbar ist.
Scheibenbremse nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Bolzen (4) automatisiert mittels Laserschweissverfahren, Spitzenschweissverfahren oder Hubzündschweissverfahren auf den Belagträger (1) aufgeschweisst, und der Bolzen (4) als Spitzenzünder oder Hubzünder ausgebildet ist.
Scheibenbremse nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen Belagträger (1) und Reibbelag (3) ein Underlayer (2) vorgesehen ist.
Scheibenbremse nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass zur Beeinflussung der Belagoberflächenspannung und/oder der Reibbelagkompressibilität des Reibbelages (3) der Bolzen (4) von einer Bolzenlänge (L₁ bis L₄) ausgebildet ist, die im Bereich von 1/2 Dicke D_R des Reibbelages 3 bis zur vollständigen Dicke D_R des Reibbelages liegt.
Scheibenbremse nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Belagträger (1) aus einer Metallplatte gebildet ist.
Verfahren zum Aufbringen von Bolzen (4) auf Belagträger (1) für Scheibenbremsen, insbesondere Bremsklötze wobei der Bolzen (4) aus einem weichen Messingmaterial und der Belagträger (1) aus einem härteren Material gebildet ist und der Bolzen (4) mit dem Belagträger (1) verbunden wird, dadurch gekennzeichnet, dass der Bolzen (4) auf den Belagträger (1) über Laserschweissverfarhen, Spitzenschweissverfahren oder Hubzündschweissverfahren mit dem Belagträger (1) verschweisst wird.
Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Bolzen (4) automatisiert auf den Belagträger (1) aufgeschweisst wird.
Verfahren nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Bolzen (4) als Spitzenzünder oder Hubzünder zum Aufschweissen auf den Belagträger (1) ausgebildet ist.
Verfahren nach wenigstens einem der Ansprüche 12 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Bolzen (4) ein Spitzenschweissverfahren oder im Hubzündschweissverfahren, mit oder ohne Schutzgas mit dem Belagträger (1) fest verschweisst wird.
Verfahren nach wenigstens einem der Ansprüche 12 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass eine Länge (L₁) des Bolzens (4) gewählt wird, die zumindest eine Hälfte der Dicke (D_R) des Reibbelages (3) bis hin zur vollständigen Dicke (D_R) des Reibbelages (3) entspricht.
Verfahren nach wenigstens einem der Ansprüche 12 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass als Bolzen (4) weiches Messing, insbesondere MS 60 verwendet wird, welches weicher ist als die Materialien des Reibbelages (1) und/oder einer Bremsscheibe.
Verfahren nach wenigstens einem der Ansprüche 12 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass durch die Wahl der Länge und/oder des Durchmessers (M) des Bolzens (4) Einfluss auf die Belagoberflächenspannung und/oder auf die Reibbelagkompressibilität genommen wird.
Verfahren nach wenigstens einem der Ansprüche 12 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass der Bolzen (4) auf den Belagträger (1) aufgeschweisst wird und den Underlayer (2) vollständig durchgreift und mindestens von einer Bremslänge (L₁ bis L₂) ist, die im Bereich der Hälfte der Dicke (D_R) bis zur vollständigen Dicke (D_R) des Reibbelages (3) liegt.