DE10330635A1 - Bremsbelag für eine Scheibenbremse für ein Fahrzeug - Google Patents

Abstract

Bei einem Bremsbelag für eine Scheibenbremse mit einer Bremsscheibe für ein Fahrzeug, vorzugsweise ein Nutzfahrzeug, mit einer Belagträgerplatte (2) und einem darauf befestigten Reibbelag (3), ist die Belagträgerplatte (2) mit einer oder mehreren Sicken (6) und/oder Rippen versehen. Hierdurch kann bei Beibehaltung der notwendigen Biegesteifigkeit der Belagträgerplatte (2) die Dicke des Reibbelages (3) und dadurch sein Volumen erheblich vergrößert werden, so daß die Standzeit des Reibbelages (3) wesentlich verlängert wird.

Description

• Die vorliegende Erfindung betrifft einen Bremsbelag für eine Scheibenbremse mit einer Bremsscheibe für ein Fahrzeug gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
• Üblicherweise ist die Belagträgerplatte aus einem Blech hergestellt, auf das der Reibbelag aufgebracht ist, so daß der Bremsbelag als eine Einheit zum Einbau in die Bremsscheibe kommt.
• Dabei dient die Belagträgerplatte nicht nur dem Tragen des Reibbelages, sondern auch der Unterstützung, um beim Bremsen auftretende Reaktionskräfte aufzunehmen, sowie zur Druckverteilung in die Belagmasse.
• Dies erfordert eine bestimmte Steifigkeit der Belagträgerplatte, da es ansonsten durch Durchbiegung zu Beschädigungen des Reibbelages kommen kann.
• Diese Steifigkeit wird bislang durch eine entsprechende Dimensionierung, d. h. eine entsprechende Blechdicke erreicht, die jedoch einer Optimierung des Reibbelag-Volumens entgegensteht. Aufgrund der herrschenden Platzverhältnisse ist eine maximale Gesamtdicke des Bremsbelages einzuhalten, d. h., die Dicke des Reibbelages ist abhängig von der Dicke der Belagträgerplatte.
• Für eine Optimierung der Lebensdauer eines Bremsbelages wird allerdings gewünscht, den Reibbelag möglichst dick auszubilden, so daß die Austauschintervalle bezogen auf die Betriebszeiten verlängert werden können.
• Zwar ist schon versucht worden, den Bremsbelag dahingehend zu optimieren, und zwar dadurch, daß die Belagträgerplatte in ihrer Dicke reduziert wurde, jedoch konnte dabei die notwenige, alle Betriebsbelastungen aufnehmende Steifigkeit nicht erreicht werden. Eine dazu angebrachte Randabkantung führte zu keiner befriedigenden Versteifung der Belagträgerplatte, so daß keine ausreichende Knick- oder Biegefestigkeit gewährleistet ist.
• Weiter ist es bekannt, die Belagträgerplatte auf der dem Reibbelag zugewandten Seite mit Noppen zu versehen, um so eine bessere Anbindung des Reibbelages bzw. eine Erhöhung der Abscherfestigkeit zu erreichen. Diese Noppen sind jedoch nicht geeignet die Steifigkeit der Belagträgerplatte zu verbessern, da dadurch das für die Biegefestigkeit entscheidende Widerstandsmoment nicht in einem notwendigen Umfang erhöht wird.
• Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Bremsbelag der gattungsgemäßen Art so weiter zu entwickeln, daß seine Verwendungsfähigkeit, insbesondere hinsichtlich der Standzeit, verbessert wird.
• Diese Aufgabe wird durch einen Bremsbelag gelöst, der die Merkmale des Anspruchs 1 aufweist.
• Ein in diesem Sinne ausgebildeter Bremsbelag zeichnet sich vor allem dadurch aus, daß das Volumen des Reibbelages durch die nunmehr mögliche größere Dicke signifikant vergrößert werden kann, ohne einerseits die Gesamtdicke des Bremsbelages zu erhöhen und andererseits die notwendige Steifigkeit zu beeinträchtigen. Daneben besteht der Vorteil, dass die Bremsbelagträgerplatte leichter baut. Es kann aber auch die Belagdicke gleich bleiben und statt dessen die Geometrie der Belagträgerplatte geändert werden, wenn dies aus konstruktiven und wirtschaftlichen Gründen gewünscht ist.
• Durch den dickeren Reibbelag ergeben sich betriebswirtschaftliche Vorteile, da eine verlängerte Nutzung des Bremsbelages möglich ist und die Reparatur- bzw. In standsetzungskosten dadurch gesenkt werden. Bleibt die Dicke gleich, wird das Gewicht der Beglagträgerplatte und damit dass Gewicht der Belagträgerplatte gesenkt.
• Die Sicken oder Rippen, die erfindungsgemäß in der Belagträgerplatte vorgesehen sind, können in den definierten Belastungsbereichen, entsprechend den auftretenden Belastungen dimensioniert, frei wählbar eingebracht werden, so daß eine Optimierung hinsichtlich Belastungsfähigkeit und Wanddicke problemlos möglich ist.
• Das Einbringen der Sicken kann beispielsweise durch Umformen erfolgen, während Rippen durch aufgeschweißte Gurte herstellbar sind.
• Besonders bevorzugt sind die eine oder die mehreren Sicken und/oder Rippen zumindest oder ausschließlich in dem Bereich der Belagträgerplatte angeordnet, in welchem das eine oder mehrere Druckstücke oder eine Abstützfläche am Bremssattel auf die Belagträgerplatte im in die Bremse eingebauten Zustand einwirken, um besonders in diesem kritischen Bereich die Verformungsfestigkeit zur erhöhen und die Bruchgefahr zu senken.
• Dabei bietet es sich auch an, dass sich die eine oder mehreren Sicken und/oder Rippen über den Rand des Bereiches erstrecken, in welchem das eine oder mehrere Druckstücke oder eine Abstützfläche am Bremssattel auf die Belagträgerplatte im in die Bremse eingebauten Zustand einwirken.
• Prinzipiell können die Sicken oder Rippen auf beiden Grundflächen der Belagträgerplatte vorgesehen sein. Denkbar ist aber auch, sie lediglich auf einer Seite einzubringen, und zwar entweder zu der dem Reibbelag zugewandten oder der abgewandten Seite.
• In jedem Fall bieten die Sicken und/oder Rippen die Möglichkeit eines Formschlusses mit dem Reibbelag, aus dem heraus sich eine höhere Abschersicherheit des Reibbelages ergibt.
• Dabei sollte die Tiefe der Sicke, soweit sie in die dem Reibbelag abgewandte Rückseite eingebracht ist, bzw. die Höhe des sich aus der Sicke ergebenden ausgestülpten Vorsprungs auf der gegenüberliegenden Seite geringer sein als eine festgelegte minimale Dicke des Reibbelages, da ansonsten die Funktionsfähigkeit des Reibbelages nicht mehr in dem geforderten Maße gegeben wäre.
• Besonders wirkungsvoll ist eine winklige, vorzugsweise V-förmige Anordnung mehrerer Sicken zueinander erreicht werden, insbesondere in tangentialer Richtung. Überdies können die Rippen im Querschnitt in gewissem Umfang hinterschnitten ausgebildet sein, wodurch u.a. auch die axiale Sicherung des Reibbelages verbessert wird.
• Zur Stabilitätserhöhung der Belagträgerplatte trägt weiter eine sich aus der Kaltverformung beim Einbringen der Sicken durch Materialstauchung in den Randbereichen ergebende Kaltverfestigung bei, welche die Werkstoffeigenschaften hinsichtlich Zug- und Biegefestigkeit verbessert.
• Weitere vorteilhafte Ausbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.
• Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand der beigefügten Zeichnungen beschrieben. Es zeigen:
• 1 eine schematische Teildraufsicht auf einen montierten Bremsbelag,
• 2 einen Teil des Bremsbelages in einer perspektivischen Ansicht,
• 3 einen Teilausschnitt durch den Bremsbelag in einer geschnittenen Seitenansicht.
• In der 1 ist eine pneumatisch oder elektrisch betätigbare Scheibenbremse dargestellt, die eine innenbelüftete Bremsscheibe 5 aufweist, die von einem Bremssattel 4 umfaßt ist. Der Aufbau und die Funktion einer derartigen Scheibenbremse sind im übrigen bekannt, so daß sich eine detaillierte Beschreibung erübrigt. Rein beispielhaft sei insofern auf die WO 96/34216 A1 verwiesen.
• Beidseitig der Bremsscheibe 5 ist jeweils ein Bremsbelag 1 angeordnet, der eine Belagträgerplatte 2 sowie einen damit verbundenen Reibbelag 3 aufweist. Dieser ist im Funktionsfall, also bei einem Bremsvorgang, mittels einer nicht dargestellten Zuspanneinrichtung gegen die Bremsscheibe 5 pressbar.
• Dabei treten hinsichtlich der Belastung des Bremsbelages 1 erhebliche Biegekräfte auf, die im wesentlichen von der Belagträgerplatte 2 aufgenommen werden müssen, um eine Beschädigung des Reibbelages, insbesondere ein Durchbrechen zu verhindern.
• Wie die 2 als Einzelheit zeigt, weist die Belagträgerplatte 2 zur Aufnahme der auftretenden Biegekräfte bei gleichzeitiger Minimierung der Dicke der Belagträgerplatte 2 und dadurch möglicher Maximierung der Dicke des Reibbelages 3 auf ihrer einen Grundfläche etwa tangential – bezogen auf die Bremsscheibe 5 -verlaufende Vorsprünge 7 auf, die sich durch Einprägen von länglichen, rinnenförmigen Sicken 6 auf der gegenüber liegenden Grundfläche der Bremsscheibe 5 ergeben, wie es in der 3 dargestellt ist.
• Hierin ist auch zu erkennen, daß der jeweilige Vorsprung 7 in den Reibbelag 3 hineinragt, so daß sich ein Formschluß ergibt, durch den eine Sicherung gegen Abscheren des Reibbelages 3 von der Belagträgerplatte 2 verbessert wird.
• Neben dem gezeigten Beispiel, bei dem zur Versteifung der Belagträgerplatte 2 in diese Sicken 6 eingebracht sind, besteht auch die Möglichkeit des Auftrages von nicht dargestellten Rippen, die gegenüber der Grundfläche erhaben sind und durch die ebenfalls eine gezielte Verstärkung der Biegesteifigkeit der Belagträgerplatte 2 möglich ist. Solche Rippen können z.B. durch aufgeschweißte Gurte gebildet sein, deren äußere Form und Anordnung den Vorsprüngen 7 entsprechen kann.
• Die Anordnung der Sicken 6 bzw. der Rippen, die sowohl alternativ wie auch in Kombination vorgesehen sein können, ist frei wählbar und nur bestimmt durch die belastungsbedingten Anforderungen. Dazu zählt insbesondere, dass das oder die Druckstücke und insbesondere die Abstützfläche am Bremssattel, auf welcher die reaktionsseitigen Bremsbeläge am Bremssattel bei einer Konstruktion mit einseitiger Zuspanneinrichtung i.allg. anliegen, auf den Bremsbelag nicht über dessen ganze Fläche gleichmäßig Druck ausüben sondern nur jeweils auf die Fläche(n), welche den Flächen des/der Druckstückes) bzw. der Abstützfläche am Bremssattel entspricht, in welcher dieses) jeweils auf die Bremsbeläge einwirkt bzw. einwirken, also beispielsweise auf eine oder zwei kreisförmige Flächen.
• Diese Flächen und insbesondere die Randbereiche dieser Flächen sind besonders hohen Belastungen ausgesetzt, so dass es insbesondere von Vorteil ist, wenn die Sicken 6 bzw. Rippen derart ausgestaltet, insbesondere lang, und angeordnet sind, dass sie sich zumindest über den Bereich dieser Druckstücke und vorzugsweise sogar etwas darüber hinaus erstrecken (z.B. an jeder Seite einige mm, z.B. weniger als 10mm). Derart erhöhen sie im Bereich der Flächen des Bremsbelages, auf welche im Betrieb die Druckstücke einwirken, die Stabilität. Rein schematisch und nicht relations- und maßstabsgerecht ist dies anhand der gestrichelt angedeuteten Bremssattelabstützfläche 9 an der Belagträgerplatte angedeutet. Besonders auf der Reaktionsseite sind die Sicken daher von Vorteil. In ihrem Randbereich kann die Bremsbelagträgerplatte eine Stufung 8 aufweisen, welche u.U. konstruktiv notwendig ist, wenn die Dicke der Belagträgerplatte verringert wird.
• In jedem Fall kann durch die Erfindung die Dicke der Belagträgerplatte 2 gegenüber einer solchen nach dem Stand der Technik bei im wesentlichen im Bereich der Druckstücke gleichbleibender Verformungsfestigkeit reduziert werden.

1

Bremsbelag

2

Belagträgerplatte

3

Reibbelag

4

Bremssattel

5

Bremsscheibe

6

Sicke

7

Vorsprung

8

Stufung

9

Bremssattel-Abstützfläche

Claims (13)

1. Bremsbelag für eine Scheibenbremse mit einer Bremsscheibe (5) für ein Fahrzeug, vorzugsweise ein Nutzfahrzeug, mit einer Belagträgerplatte (2) und einem darauf befestigten Reibbelag (3), dadurch gekennzeichnet, daß die Belagträgerplatte (2) mit einer oder mehreren Sicken (6) und/oder Rippen versehen ist.
2. Bremsbelag nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Sicken (6) und/oder Rippen auf einer oder beiden Grundflächen der Belagträgerplatte (2) vorgesehen sind.
3. Bremsbelag nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sich durch die Bildung der Sicken (6) ergebende Vorsprünge (7) bzw. die Rippen im Reibbelag (3) eingelagert sind.
4. Bremsbelag nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Höhe der Vorsprünge (7) bzw. der Rippen kleiner ist als die minimal zulässige Dicke des Reibbelages (3).
5. Bremsbelag nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Sicken (6) und/oder die Rippen in den Bereichen der Belagträgerplatte (2) angeordnet sind, die bei Gebrauch einer erhöhten Biege- bzw. Knickbeanspruchung unterliegen.
6. Bremsbelag nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die eine oder die mehreren Sicken (6) und/oder Rippen zumindest oder ausschließlich in dem Bereich der Belagträgerplatte (2) angeordnet sind, in welchem das eine oder mehrere Druckstücke oder eine Abstützfläche am Bremssattel auf die Belagträgerplatte (2) im in die Bremse eingebauten Zustand einwirken.
7. Bremsbelag nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sich die eine oder mehreren Sicken (6) und/oder Rippen über den Rand des Bereiches erstrecken, in welchem das eine oder mehrere Druckstücke oder eine Abstützfläche am Bremssattel auf die Belagträgerplatte (2) im in die Bremse eingebauten Zustand einwirken.
8. Bremsbelag nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorsprünge (7) bzw. die Rippen auf der dem Reibbelag (3) zugewandten Seite winklig zueinander verlaufend, vorzugsweise V-förmig tangential ausgerichtet sind.
9. Bremsbelag nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Sicken (6) durch Umformen eingebracht sind.
10. Bremsbelag nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Rippen durch aufgeschweißte Gurte gebildet sind.
11. Bremsbelag nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Rippen und/oder die Sicken (6) eine längliche Form aufweisen.
12. Bremsbelag nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Randbereiche der Sicken (6) durch Materialstauchung kaltverformt sind.
13. Bremsbelag nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Bremsbelagträgerplatte (2) in ihrem Randbereich eine Stufung aufweist.