DE10346030A1 - Scheibenbremsklotz - Google Patents

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DE10346030A1
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friction element
friction
gap
brake pad
disc
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DE10346030A
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Hiroyuki Kariya Fujikawa
Yoshihide Kariya Yamada
Yukio Kariya Shimokawa
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Abstract

Ein Scheibenbremsklotz D1 zum Steuern einer Drehung einer Drehscheibe, indem sie gegen die Scheibe gedrückt wird, ist versehen mit einem ersten Reibelement 10, das an einem Führungsseitenabschnitt angeordnet ist, d. h. einer drehungszugewandten Seite der Scheibe; einem zweiten Reibelement 20, welches einen Reibungskoeffizienten und ein Elastizitätsmodul hat, die größer sind, verglichen mit denen des ersten Reibelementes 10 und das leicht abgenutzt wird und das an dem nachlaufseitenabschnitt angeordnet ist, d. h. einer drehungsabgewandten Seite der Scheibe. Des Weiteren steht das erste Reibelement 10 auf einer Fläche, die in Kontakt mit der Scheibe kommt, weiter hervor als das zweite Reibelement 20. Zusätzlich ist ein Spalt 40 zwischen dem ersten Reibelement 10 und dem zweiten Reibelement 20 vorgesehen. Dabei werden beide Reibelemente 10 und 20 durch den Spalt geteilt, sodass sie voneinander beabstandet sind.

Description

  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Scheibenbremsklotz, der die Drehung einer Drehscheibe steuert, indem er gegen die Scheibe gedrückt wird.
  • Im Allgemeinen wird der Scheibenbremsklotz dieses Typs ausgebildet durch Mischung eines Fasermaterials, wie z.B. organischer Faser oder nicht-organischer Faser, eines Pulvermaterials sowie z.B. eines Reibungsreguliermittels oder eines Füllstoffs und eines Bindeharzes, wie z.B. Phenolharz; und durch anschließendes Warmformen der Mischung.
  • Mit dem Scheibenbremsklotz dieses Typs verbessert sich die Bremswirksamkeit, da der Reibungskoeffizient des Klotzes größer wird. Jedoch wird andererseits eher ein Bremsgeräusch erzeugt. Im Gegensatz dazu wird, während der Reibungskoeffizient kleiner wird, ein Bremsgeräusch verhindert, aber die Bremswirksamkeit verschlechtert sich.
  • Um dies anzugehen wurde herkömmlicherweise eine Technik offenbart, die versucht, gleichzeitig eine gewünschte Bremsgeräuschscharakteristik und eine gewünschte Bremswirksamkeitscharakteristik durch Bereitstellen einer Vielzahl von einzelnen Reibelementen, die verschiedene Reibungseigenschaften haben, zu erreichen (für ein Beispiel wird auf die japanische Patentveröffentlichung Nr. 09-112606 (Seite 4, 1 und 2) verwiesen). Jedoch hat diese Technik den Nachteil, dass es Grenzen gibt, wie die Vielzahl der einzelnen Reibelemente angeordnet werden können, um die erwünschten Charakteristika zu erreichen.
  • Als Antwort darauf wurde die weitere einschlägige Technik (für ein Beispiel wird auf die japanische Patentveröffentlichung Nr. 2000-120738 (Seite 3, 1) verwiesen) vorgeschlagen, in der eine Vielzahl von einzelnen Reibelementen optimal auf einem einzelnen Scheibenbremsklotz angeordnet sind. Bei diesem Stand der Technik sind Reibelemente, die verschiedenen Härtegrade haben, an einem Führungsseitenabschnitt, d.h. einer scheibendrehungszugewandten Seite und einem Nachlaufseitenabschnitt, d.h. einer scheibendrehungsabgewandten Seite.
  • Dementsprechend ist die Härte des Vorlauf- bzw. Führungsseitenreibelements klein und die Härte des Nachlaufseitenreibelements hoch. Folglich ist es möglich einen Kontaktdruck des Nachlaufseitenreibelements größer zu machen als einen Kontaktdruck des Nachlaufseitenreibelements. Deshalb werden Schwingungen des Scheibenbremsklotzes auf der Nachlaufseite verhindert und es ist möglich, die Erzeugung von Bremsgeräuschen zu verhindern.
  • Jedoch bietet diese Konfiguration, in der Bremselemente mit verschiedenen Härtegraden auf der Führungs- und Nachlaufseite eines einzigen Scheibenbremsklotzes angeordnet werden nicht die ausreichenden Vorteile bezüglich der Bremswirksamkeit. Des Weiteren werden abgeriebene Teilchen von dem Führungsseitenreibelement mit niedriger Härte in einer Scheibendrehrichtung zu der Nachlaufseite übertragen. Dementsprechend entsteht das Problem, dass die Oberflächenreibcharakteristika der Nachlaufseite im Wesentlichen die gleichen sind, wie jene der Führungsseite.
  • Des Weiteren wurde herkömmlicherweise eine Technik vorgeschlagen, bei der es einen Spalt zwischen einem Führungsseitenreibelement und einem Nachlaufseitenreibelement gibt (für ein Beispiel wird verwiesen auf das Japan Institute of Invention and Innovation, Journal of Technical Disclosure Nr. 2001-5790). Dementsprechend werden abgeriebene Teilchen von dem Führungsseitenreibelement über den Spalt entfernt und es ist möglich, die Übertragung der abgeriebenen Teilchen von dem Führungsseitenreibelement zu der Nachlaufseite zu verhindern.
  • Jedoch wurden aus den Ergebnissen der Untersuchungen, welche durch die Erfinder durchgeführt wurden, ersichtlich, dass mit einem Aufbau, bei dem einfach ein Spalt zwischen den zwei Reibelementen auf beiden Seiten bereitgestellt wird, für den Fall, dass die Breite des Spaltes schmal ist, abgeriebene Teilchen den Spalt verstopfen. Infolgedessen wird das Abführen verhindert.
  • In Anbetracht der vorausgegangenen Situation ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Scheibenbremsklotz bereitzustellen, der gleichzeitig eine gewünschte Bremsgeräuschscharakteristik und eine gewünschte Bremswirksamkeitscharakteristik in einer geeigneten Weise erreicht.
  • Um die obige Aufgabe zu realisieren, hat in der Erfindung, wie gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung beschrieben, ein Scheibenbremsklotz zum Steuern der Drehung einer Drehscheibe indem er gegen die Scheibe gedrückt wird: Ein erstes Reibelement 10, das an einem Führungsseitenabschnitt angeordnet ist, d.h. einer drehungszugewandten Seite der Scheibe; und ein zweites Reibelement 20, das einen Reibungskoeffizienten und ein Elastizitätsmodul hat, verglichen mit denen des ersten Reibelements, groß sind und das einfach abgetragen wird, wobei es an einem Nachlaufseitenabschnitt angeordnet ist, d.h. einer drehungsabgewandten Seite der Scheibe.
  • Im Allgemeinen werden mit Scheibenbremsklötzen Bremsgeräusche leichter erzeugt, wenn der Druck (Klotzandrückkraft), mit dem der Klotz gegen die Scheibe gedrückt wird, klein ist. Angesichts dieses Punktes wird in dem ersten Aspekt der Erfindung, da das erste Reibelement von der Fläche, die in Kontakt mit der Scheibe kommt, weiter hervorsteht, als das zweite Reibelement, zu Zeitpunkten, wenn die Klotzandrückkraft niedrig ist und Bremsgeräusch leicht erzeugt wird, die Erzeugung von Bremsgeräusch durch das erste Reibelement verhindert, das den vergleichsweise niedrigen Reibungskoeffizienten hat und das mit der Scheibe so in Kontakt kommt, dass Abnutzung auftritt.
  • Andererseits, wenn Bremswirksamkeit zu einem Zeitpunkt hoher Klotzandrückkraft erfordert ist, wird, da das Elastizitätsmodul des ersten Reibelements kleiner als das Elastizitätsmodul des zweiten Reibelements ist, das erste Reibelement durch die hohe Klotzandrückkraft zusammengedrückt und Abnutzung tritt in einem Zustand auf, bei dem das zweite Reibelement, welches einen vergleichsweise großen Reibungskoeffizienten hat, in Kontakt mit der Scheibe ist. Somit kann eine ausreichende Bremswirksamkeit erreicht werden.
  • Um eine Vermeidung von Bremsgeräuschen und eine ausreichende Bremswirksamkeit durch den Unterschied der Reibungskoeffizienten des ersten Reibelementes und des zweiten Reibelementes auf diese Art und Weise zu realisieren, wurde herausgefunden, dass es ausreicht, dass der Unterschied der Reibungskoeffizienten des ersten und zweiten Reibelementes 0,05 oder größer ist.
  • Da des Weiteren das erste Reibelement der Führungsseite weniger leicht abgetragen wird als das zweite Reibelement der Nachlaufseite, ist es möglich, selbst wenn die insgesamte Abnutzung des Scheibenbremsklotzes voranschreitet, die Struktur aufrechtzuerhalten, in der das erste Reibelement weiter hervorsteht als das zweite Reibelement.
  • Gemäß einem zweiten Aspekt der Erfindung ist ein Spalt 40 zwischen dem ersten Reibelement und dem zweiten Reibelement vorgesehen, so dass beide der Reibelemente durch den Spalt geteilt werden, so dass sie voneinander beabstandet werden.
  • Somit werden abgetragene Teilchen von dem ersten Reibelement der Führungsseite von dem Spalt abgeführt und die Übertragung zum zweiten Reibelement der Nachlaufseite wird verhindert.
  • Um die Wirkungen des Spaltes angemessen zu realisieren, wurde zusätzlich herausgefunden, dass es ausreicht, dass die Breite des Spaltes 1 mm oder größer ist.
  • Auf diese Art und Weise wird die Beibehaltung des hervorstehenden Aufbaus des ersten Reibelements und das Verhindern der Übertragung der abgeriebenen Teilchen des ersten Reibelement realisiert. Dementsprechend ist es möglich, über einen langen Zeitraum, die Umsetzung der vorstehend beschriebenen Bremsgeräuschvermeidung und eine ausreichende Bremswirksamkeit zu realisieren.
  • Wie vorstehend beschrieben, ist es erfindungsgemäß möglich, gleichzeitig die gewünschte Bremsgeräuschscharakteristik und die gewünschte Bremswirksamkeitscharakteristik in einer angemessenen Art und Weise zu erreichen.
  • Andere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden vollständiger aus der folgenden detaillierten Beschreibung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen verstanden. In den Zeichnungen ist folgendes dargestellt ist:
  • 1 zeigt einen Aufbau eines Scheibenbremsklotzes gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung; 1A ist eine Draufsicht und 1B ist eine Querschnittsdarstellung, entlang einer Linie A-A aus 1A;
  • 2 ist eine räumliche Darstellung, die einen Aufbau einer Form darstellt, welche in einem Herstellverfahren des Scheibenbremsklotzes gemäß dem obigen Ausführungsbeispiel verwendet wird;
  • 3 ist eine Tabelle, die verschiedene Beispiele von Scheibenbremsklötzen darstellt, bei denen Reibungskoeffizienten und Elastizitätsmodule eines ersten Reibelementes und eines zweiten Reibelementes und eine Breite eines Spaltes verändert wurden; und
  • 4 ist eine Tabelle, die Untersuchungsergebnisse für Bremsgeräuschscharakteristika und Bremswirksamkeitscharakteristika für die Beispiele, die in 3 veranschaulicht sind, darstellt.
  • Die vorliegende Erfindung wird weiter unter Bezugnahme auf die verschiedenen Ausführungsbeispiele aus den Zeichnungen beschrieben. 1A und 1B stellen einen Aufbau eines Scheibenbremsklotzes gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung dar; 1A ist eine schematische Draufsicht und 1B ist eine schematische Querschnittsdarstellung entlang einer Linie A-A aus 1A.
  • In 1A wird eine Fläche, die hin zu einer Scheibe (Scheibenrotor, nicht dargestellt) eines Scheibenbremsklotzes D1 gedrückt wird, von Vorne dargestellt. Zusätzlich wird der Scheibenbremsklotz D1 einem Druck (nachfolgend wird hierauf mit "Klotzandrückkraft" Bezug genommen) von einem Kolben oder dergleichen, nicht dargestellt, auf eine Weise unterworfen, welche durch den weißen Pfeil Y1 in 1B dargestellt ist, so dass er gegen die Scheibe gedrückt wird.
  • Des Weiteren wird in 1 eine Drehrichtung der Scheibe durch den Pfeil Y2 dargestellt. Die Drehung der Scheibe wird durch Andrücken des Scheibenbremsklotzes D1 gegen die Drehscheibe auf diese Weise gesteuert.
  • Der Scheibenbremsklotz D1 ist so aufgebaut, dass ein erstes Reibelement 10 an einem Führungsseitenabschnitt angeordnet ist, d.h. einer drehungszugewandten Seite der Scheibe; und ein zweites Reibelement 20 an einer Nachlaufseite angeordnet ist, d.h. einer drehungsabgewandten Seite der Scheibe. Auf diese Art und Weise ist das erste Reibelement 10 und das zweite Reibelement 20 entlang einer Gleitrichtung in dieser Reihenfolge angeordnet.
  • Zu beachten ist, dass das erste Reibelement 10 und das zweite Reibelement 20 bezüglich der Reibungskoeffizienten, dem Elastizitätsmodul und der Abnutzbarkeit, die folgenden Unterschiede haben. Bezüglich ihrer Reibungskoeffizienten und Elastizitätsmodule ist das erste Reibelement 10 kleiner (niedrigere) und das zweite Reibelement 20 größer (höhere). In diesem Fall ist ein Unterschied der Reibungskoeffizienten des ersten Reibelementes 10 und des zweigen Reibelementes 20 0,05 oder größer.
  • Hinsichtlich der Abnutzbarkeit, gilt des Weiteren: Während das erste Reibelement 10 sich weniger leicht abnutzt, nutzt sich das zweite Reibelement 20 leichter ab. Mit anderen Worten, das erste Reibelement 10 auf der Führungsseite ist verglichen mit dem zweiten Reibelement 20 auf der Nachlaufseite eher dazu in der Lage, bezüglich der Scheibe zu gleiten und weniger leicht abgetragen zu werden. Des Weiteren ist es leichter einer Verzerrungsverformung zu unterwerfen, wenn es gegen die Scheibe gedrückt wird.
  • Die ersten und zweiten Reibelemente 10 und 20 werden ausgebildet durch die Mischung eines Fasermaterials, wie z.B. organischen Fasern, nicht organischen Faser oder Metallfasern; ein Pulvermaterial, sowie z.B. einem Reibungsreguliermittel oder einem Füllstoff; und einem Bindeharz, wie z.B. einem Phenolharz, welches in einem normalen Bremsklotz verwendet wird; und dann wird die Mischung warmgeformt.
  • Zum Beispiel kann als Fasermaterial Aramidfaser, Kupferfaser, Stahlfaser oder dergleichen vorgeschlagen werden; als Reibungsreguliermittel oder Füllstoff kann Graphit, Cashewpulver, Aluminium, Calziumhydroxid, Glimmer, Barium, Sulfat usw. vorgeschlagen werden.
  • Wenn die Reibelemente unter Verwendung dieser Materialtypen warmgeformt werden, ist eine Steuerung der Reibungskoeffizienten möglich, indem z.B. der Anteil an vergleichsweise harten Materialien so wie z.B. Stahlfaser und Aluminium und dergleichen angepasst wird. Des Weiteren ist die Steuerung der Elastizitätsmodule durch Anpassen der Anteile von vergleichsweise weichen Materialien, wie z.B. Aramidfaser und dergleichen möglich.
  • Des Weiteren ist es hinsichtlich der Abnutzbarkeit möglich, dass die Abnutzung so festgelegt wird, dass sie weniger tendenziell auftritt, indem z.B. der Anteil von faserartigen Rohmaterialien erhöht wird, wodurch die Haftfestigkeit innerhalb der Reibelemente erhöht wird. Durch Verwendung eines solchen Verfahrens, ist es möglich, die Reibungskoeffizienten, die Elastizitätsmodule und die Abnutzung zu steuern. Des Weiteren, wie in 1B dargestellt, steht das erste Reibelement 10 von der Fläche, die in Kontakt mit der Scheibe kommt, weiter hervor als das zweite Reibelement 20. Ein Stufenhöhe der beiden Reibelemente 10 und 20 an dem Vorsprung kann spezifisch auf ungefähr ein paar Zehntel μm (z.B. ungefähr 30 μm) eingestellt werden. Zusätzlich werden beide dieser Reibelemente 10 und 20 an einer gegenüberliegenden Seite zu einer Fläche, die in Kontakt mit der Scheibe kommt, an ein Grundmetall 30 geklebt und werden starr durch dieses Grundmetall 30 gehalten.
  • Darüber hinaus ist ein Spalt 40 in dem Scheibenbremsklotz D1 des Ausführungsbeispieles als ein Raum zwischen dem ersten Reibelement 10 und dem zweiten Reibelement 20 vorgesehen; die Reibelemente 10 und 20 sind durch den Spalt 40 voneinander beabstandet. Zu beachten ist, dass die Breite des Spaltes 40 1 mm oder größer ist.
  • Des Weiteren ist es ausreichend, dass der Spalt 40 so ausgebildet ist, dass er hin zur Fläche offen ist, die in Kontakt mit der Scheibe ist. Ein Bodenabschnitt des Spaltes 40, nämlich ein Abschnitt in der Umgebung des Grundmetalls 30 kann so ausgebildet werden, dass das erste Reibelement 10 und das zweite Reibelement 20 verbunden sind.
  • Als nächstes wird ein Herstellungsverfahren für den vorstehend beschriebenen Scheibenbremsklotz D1 erklärt. 2 ist eine räumliche Darstellung, die einen Aufbau einer Form 100 darstellt, welche in diesem Herstellungsverfahren verwendet wird.
  • Ein Hohlraum 110, der die Außenform des ersten und zweiten Reibelementes 10 und 20 bestimmt, ist in dieser Form 100 ausgebildet. Innerhalb dieses Hohlraumes 110 ist eine Trennwand 120 zum Ausbilden des Spaltes 40 vorgesehen. Der Hohlraum 110 wird in einen Hohlraum 111 zum Ausbilden des ersten Reibelementes und einen Hohlraum 112 zu Ausbilden des zweiten Reibelementes durch diese Trennwand 120 geteilt.
  • Als erstes werden jeweils Mischungen für das erste Reibelement 10 und das zweite Reibelement 20 vorbereitet, welche ausgebildet werden durch die Mischung des Fasermaterials, welches organisch, nicht organisch, metallisch oder dergleichen ist; dem Pulvermaterial wie z.B. dem Reibungsreguliermittel oder dem Füllstoff; und dem Bindeharz, wie z.B. dem Phenolharz. Zusätzlich wird die Mischung für das erste Reibelement 10 in den Hohlraum 111 zum Ausbilden des ersten Reibelements gegossen und die Mischung für das zweite Reibelement 20 wird in den Hohlraum 112 zum Ausbilden des zweiten Reibelementes gegossen.
  • Anschließend wird das Grundmetall 30 an die Form angebracht, so dass es den Hohlraum 110 bedeckt. Zu diesem Zeitpunkt ist Klebstoff zum Ankleben von jedem der Reibelemente 10 und 20 auf das Grundmetall 30 aufgebracht. Das Grundmetall 30 und der Klebstoff wird in diesem Zustand von der gegenüberliegenden Seite des Grundmetalls 30 angedrückt und anschließend wird zum Aushärten Erhitzung durchgeführt und somit wird das Formobjekt ausgebildet.
  • Das Formobjekt, das auf diese Art und Weise ausgebildet wird, wird von der Form 100 entfernt; als nächstes wird ein Polierprozess ausgeführt, bei diesem Polieren wird die Oberfläche des Giesobjekts, die in Kontakt mit der Scheibe kommt, poliert, um die Ebenheit so zu verbessern, dass es in der Lage ist, als Bremsklotz zu fungieren.
  • Da das zweite Reibelement 20 eine größere Abnutzempfindlichkeitseigenschaft aufweist, als das erste Reibelement 10, ist während dieses Polierens ein Abnutzbetrag des zweiten Reibelementes 20, der durch das Polieren verursacht wird, größer. Dementsprechend, wie in der vorstehend beschriebenen 1B dargestellt ist, tritt die Formbildung derart auf, dass das erste Reibelement 10 auf der Fläche, die in Kontakt mit der Scheibe kommt, weiter hervorsteht als das zweite Reibelement 20. Wenn dieses Polieren fertig gestellt ist, ist der beschriebene Scheibenbremsklotz D1 ausgebildet.
  • Als nächstes wird eine Erklärung der Betriebswirkung des beschriebenen Scheibenbremsklotzes D1 gegeben. Allgemein gesprochen wird mit den Scheibenbremsklötzen Bremsgeräusch leichter erzeugt, wenn der Druck (Klotzandrückkraft), mit dem der Klotz gegen die Scheibe gedrückt wird, klein ist.
  • Jedoch wird in diesem Ausführungsbeispiel, da das erste Reibelement 10 auf der Fläche, die in Kontakt mit der Scheibe kommt, weiter hervorsteht als das zweite Reibelement 20, zu den Zeitpunkten, wenn die Klotzandrückkraft niedrig ist und das Bremsgeräusch leicht erzeugt wird, Entstehung von Bremsgeräuschen verhindert, indem das erste Reibelement 10, welches den vergleichsweise niedrigeren Reibungskoeffizienten hat, in Kontakt mit der Scheibe kommt, sodass Abnutzung auftritt.
  • Wenn andererseits hohe Klotzandrückkraft angelegt wird, wenn Bremswirksamkeit erforderlich ist, wird, da das Elastizitätsmodul des ersten Reibelementes 20 kleiner als das Elastizitätsmodul des zweiten Reibelementes 20 ist, das erste Reibelement 10 durch eine hohe Klotzandrückkraft 20 zusammengedrückt und Abnutzung tritt in einem Zustand auf, bei dem das zweite Reibelement 20, das einen vergleichsweise großen Reibungskoeffizienten hat, in Kontakt mit der Scheibe ist. Somit kann eine ausreichende Bremswirksamkeit erreicht werden. Diese Realisierung der Bremsgeräuschvermeidung und ausreichender Bremswirksamkeit wird, durch Einstellen der Unterschiede der Reibungskoeffizienten von beiden Reibelementen 10 und 20, auf 0,05 oder größer, ermöglicht.
  • Da des Weiteren das erste Reibelement 10 der Führungsseite weniger leicht abgetragen wird, als das zweite Reibelement 20 der Nachlaufseite ist es möglich, den Aufbau beizubehalten, bei dem das erste Reibelement 20 weiter hervorsteht als das zweite Reibelement 20, selbst wenn die Abnutzung des gesamten Scheibenbremsklotzes D1 fortschreitet.
  • Des Weiteren ist in diesem Ausführungsbeispiel der Spalt 40 zwischen dem ersten Reibelement 10 und dem zweiten Reibelement 20 vorgesehen; die Reibelemente 10 und 20 sind so geteilt, dass sie voneinander durch den Spalt 40 beabstandet sind. Somit werden abgeriebene Teilchen von dem ersten Reibelement 10 der Führungsseite von dem Spalt 40 abgeführt.
  • Dementsprechend wird die Übertragung der abgeriebenen Teilchen von dem ersten Reibelement 10 zum zweiten Reibelement 20 der Nachlaufseite verhindert (die abgeriebenen Teilchen werden nämlich zur Fläche des zweiten Reibelementes 20 übertragen und haften dort an, folglich verursachen sie, dass die Reibungscharakteristik des zweiten Reibelementes 20 aus einem externen Blickpunkt die gleiche wird, wie die des ersten Reibelementes 10). Zusätzlich wird das Verhindern dieser Übertragung infolgedessen, dass die Breite des Spaltes 40 auf 1 mm oder größer eingestellt wird, realisiert.
  • Wie vorstehend beschrieben, wird die Realisierung erreicht durch: Anbringen beider Reibelemente 10 und 20, die verschiedene Charakteristika haben, in optimalen Positionen zum Realisieren der gewünschten Bremsgeräuschscharakteristik und der gewünschten Bremswirksamkeitscharakteristik; Beibehalten der vorstehenden Struktur des ersten Reibelementes; und Verhindern der Übertragung von abgeriebenen Teilchen des ersten Reibelementes. Dementsprechend ist es möglich, über einen langen Zeitraum die Realisierung der vorstehend beschriebenen Bremsgeräuschvermeidung und der ausreichenden Bremswirksamkeit zu erreichen.
  • Dementsprechend ist es mit dem Scheibenbremsklotz D1 des Ausführungsbeispieles möglich, gleichzeitig die Bremsgeräuschscharakteristik und die Bremswirksamkeitscharakteristik in einer zufriedenstellenden Art und Weise zu realisieren.
  • Des Weiteren wird, wie vorstehend beschrieben, der Unterschied in den Reibungskoeffizienten des ersten Reibelementes 10 und des zweiten Reibelement 20 auf 0,05 oder größer eingestellt und die Breite des Spaltes 40 wird auf 1 mm oder größer eingestellt. Diese Einstellungen wurden basierend auf den Untersuchungsergebnissen, wie nachfolgend beschrieben, gemacht.
  • 3 ist eine Tabelle, die verschiedene Beispiele des Scheibenbremsklotzes darstellt, in denen die Reibungskoeffizienten und die Elastizitätsmodule von beiden Reibelementen 10 und 20 und die Breite des Spaltes 40 verändert wurden. Zu beachten ist, dass in 3 die Beispiele 1 und 2, welche Beispiele gemäß dem Ausführungsbeispiel sind und Vergleichsbeispiele 1 bis 3 dargestellt sind. Das erste Reibelement 10 mit vergleichsweise niedrigem Reibungskoeffizient wird als "Niedrig-μ-Material" dargestellt und das zweite Reibelement 20 mit vergleichsweise hohem Reibungskoeffizienten wird als "Hoch-μ-Material" dargestellt.
  • Hinsichtlich des Rohmaterials jedes Beispiels werden des Weiteren Aramidfasern, Kupferfasern und Stahlfasern als Komponenten des Fasergrundmaterials verwendet; Graphit, Cashewpulver, Kalziumhydroxid, Aluminium, Glimmer und Bariumsulfat werden als Komponenten für das Reibungsreguliermittel und das Füllstoff verwendet; und Phenolharz wird als Komponente für den Binder verwendet. In 3 wird die Menge jedes Bestandteils des Niedrig-μ-Materials und des Hoch-μ-Materials in Einheiten von Gew-% dargestellt.
  • Hinsichtlich jedes Beispiels, wird der Bremsklotz auf die folgende Art und Weise hergestellt. Eine Rohmaterialmischung (Mischung) erhält man durch gleichmäßige Mischung des Rohmaterials während einer 5-minütigen Trocknung unter Verwendung eines Einrich-Mischers. Warmformen wird durchgeführt durch Plazieren jeder Rohmaterialmischung für 10 Minuten in der Form 100, die auf 160°C erhitzt ist und dann mit 200 kg/cm2 druckbeaufschlagt wird. Anschließend wird das Formobjekt bei 230°C für 3 Stunden ausgehärtet und anschließend wird die Herstellung unter Verwendung des Polierprozesses fertiggestellt.
  • Des Weiteren wurden die Reibungskoeffizienten, die in 3 dargestellt sind, durch Messungen erhalten, indem ein Dynamometer gemäß JASO C406 verwendet wird. Bei jedem Beispiel, das in 3 dargestellt ist, wird die Einstellung der Reibungskoeffizienten ausgeführt, indem die Zusammensetzung der Stahlfaser und Aluminium angepasst wird; und die Einstellung der Elastizitätsmodule wird ausgeführt, indem die Zusammensetzung von Aramidfaser angepasst wird; dementsprechend ist z.B. der Reibungskoeffizient und das Elastizitätsmodul für das Niedrig-μ-Material kleiner als das für das Hoch-μ-Material.
  • Hinsichtlich der Abnutzbarkeit wird zusätzlich der Anteil des Fasermaterials in dem Niedrig-μ-Material so erhöht, dass er höher ist, als der des Hoch-μ-Materials, dadurch wird das Niedrig-μ-Material so hergestellt, dass es weniger leicht abnutzbar ist, als das Hoch-μ-Material. In Gegebenheit jedes Beispiels wurde eine Untersuchung des Abnutzbetrags nach Wiederholung von 1000 Bremsungen bei einer Testtemperatur von 100°C unter Verwendung eines Dynamometers durchgeführt; für alle Beispiele war der Abnutzbetrag des Niedrig-μ-Materials niedriger als der des Hoch-μ-Materials.
  • Des Weiteren zeigt 4 Untersuchungsergebnisse für jedes Beispiel, das in 3 dargestellt ist, als Bremsgeräuschscharakteristik für "Bremsgeräuscherzeugungsrate" (%), und "Bremswirksamkeit", "Bremsgeräusch nach Bremstest" und "Bremswirksamkeit nach Bremstest".
  • Die Bremsgeräuscherzeugungsrate ist ein Prozentwert, der durch Teilung einer Bremsgeräuschfrequenz durch eine Gesamtbremsanzahl, in einem Test unter Verwendung eines Dynamometers, erreicht wird. Darüber hinaus wurde die Bremswirksamkeit unter Verwendung in einem tatsächlichen Fahrzeugtest bestätigt. Des Weiteren wurde für das Bremsgeräusch und die Bremswirksamkeit nach dem Bremstest die Bremsung 500 Mal bei einer Temperatur von 250°C, unter Verwendung eines Dynamometers, wiederholt und danach wurde die Bremsgeräuscherzeugungsrate hergeleitet und die Bremswirksamkeit wurde gemessen.
  • Aus 3 und 4 ist als erstes ersichtlich, dass falls die Breite des Spaltes 40 schmal ist und z.B. 0,5 mm beträgt (unter Bezugnahme auf das Vergleichsbeispiel 1), abgeriebene Teilchen des Niedrig-μ-Materials (des ersten Reibelementes) zu dem Hoch-μ-Material (des zweiten Reibelementes) übertragen werden und es ist ersichtlich, dass die Bremswirksamkeit nach dem Bremstest verringert wird.
  • Wenn des Weiteren der Unterschied der Reibungskoeffizienten des Niedrig-μ-Materials und des Hoch-μ-Materials klein ist und z.B. 0,02 oder 0,03 beträgt, tritt eine Verschlechterung der Bremsgeräusche und eine Verringerung der Bremswirksamkeit auf (unter Bezugnahme auf die Vergleichsbeispiele 1 und 2). Dies ist darin begründet, dass der Unterschied der Reibungskoeffizienten zwischen dem Niedrig-μ-Material und dem Hoch-μ-Material nicht groß genug ist, um die gewünschte Charakteristik klar zu zeigen.
  • Im Gegensatz dazu, ist in den Beispielen 1 und 2 der Unterschied der Reibungskoeffizienten des Niedrig-μ-Materials und des Hoch-μ-Materials 0,05 oder größer und die Breite des Spaltes 40 ist 1 mm oder größer; dementsprechend werden Bremsgeräusche und Bremswirksamkeit am Anfang und nach dem Bremstest insgesamt verbessert. Des Weiteren wird in der Form des Beispiels 2 der obige Unterschied der Reibungskoeffizienten 0,06 oder größer; jedoch wurde bestätigt, dass wenn der Unterschied der Reibungskoeffizienten 0,05 oder größer ist, es möglich ist, ähnliche verbesserte Ergebnisse zu erhalten. Der Vergleich und die Analyse der Ergebnisse für jedes Beispiel, das in den 3 und 4 dargestellt ist, zeigen, dass es erforderlich ist, dass der Unterschied der Reibungskoeffizienten des ersten Reibelementes 10 und des zweiten Reibelementes 20 0,05 oder größer ist und dass es erforderlich ist, dass die Breite des Spaltes 40 1 mm oder größer ist.
  • Darüber hinaus bezüglich des Formungsverfahrens des Spaltes 40 ist die Erfindung nicht auf das vorstehend beschriebene Verfahren begrenzt, das eine Form mit einer Trennwand verwendet. Es ist möglich, das Formobjekt mit einem ersten und zweiten Reibelement 10 und 20 auszubilden, die aneinander kleben. Danach wird ein Zwischenabschnitt des ersten und zweiten Reibelementes 10 und 20 ausgeschnitten und entfernt. Die Fuge, die durch Entfernung dieses Abschnitts entsteht, bildet den Spalt 40.
  • Bei der vorstehenden Beschreibung der bevorzugten Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung sollte beachtet werden, dass die Erfindung, modifiziert, verändert oder variiert werden kann, ohne vom Rahmen und der Bedeutung der folgenden Ansprüche abzuweichen.
  • Ein Scheibenbremsklotz D1 zum Steuern einer Drehung einer Drehscheibe, indem sie gegen die Scheibe gedrückt wird, ist versehen mit einem ersten Reibelement 10, das an einem Führungsseitenabschnitt angeordnet ist, d.h. einer drehungszugewandten Seite der Scheibe; einem zweiten Reibelement 20, welches einen Reibungskoeffizienten und ein Elastizitätsmodul hat, die größer sind, verglichen mit denen des ersten Reibelementes 10 und das leicht abgenutzt wird und das an dem Nachlaufseitenabschnitt angeordnet ist, d.h. einer drehungsabgewandten Seite der Scheibe. Des Weiteren steht das erste Reibelement 10 auf einer Fläche, die in Kontakt mit der Scheibe kommt weiter hervor, als das zweite Reibelement 20. Zusätzlich ist ein Spalt 40 zwischen dem ersten Reibelement 10 und dem zweiten Reibelement 20 vorgesehen; Dabei werden beide Reibelemente 10 und 20 durch den Spalt geteilt, sodass sie voneinander beabstandet sind.

Claims (6)

  1. Scheibenbremsklotz zum Steuern bzw. Regulieren einer Drehung einer Drehscheibe, indem er gegen die Scheibe gedrückt wird, mit: einem ersten Reibelement (10), das an einem Führungsseitenabschnitt angeordnet ist, d.h. einer drehungszugewandten Seite der Scheibe; einem zweiten Reibelement (20), das einen Reibungskoeffizienten und ein Elastizitätsmodul hat, die größer sind verglichen mit denen des ersten Reibelementes und das leicht abgenutzt wird, wobei es an dem Nachlaufseitenabschnitt angeordnet ist, d.h. einer drehungsabgewandten Seite der Scheibe.
  2. Scheibenbremsklotz gemäß Anspruch 1, wobei das erste Reibelement so angeordnet ist, dass es weiter von einer Fläche, die in Kontakt mit der Scheibe kommt, hervorsteht als das zweite Reibelement.
  3. Scheibenbremsklotz gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei ein Unterschied der Reibungskoeffizienten des ersten Reibelementes und des zweiten Reibelementes 0,05 oder größer ist.
  4. Scheibenbremsklotz gemäß irgendeinem der Ansprüche 1 bis 3, das des Weiteren einen Spalt (40) aufweist, der zwischen dem ersten Reibelement und dem zweiten Reibelement vorgesehen ist, wobei beide der Reibelemente durch den Spalt so geteilt werden, dass sie voneinander beabstandet sind.
  5. Scheibenbremsklotz gemäß Anspruch 4, wobei eine Breite des Spaltes 1 mm oder größer ist.
  6. Scheibenbremsklotz zum Steuern bzw. Regulieren einer Drehung einer Drehscheibe, indem er gegen die Scheibe gedrückt wird, mit: einem ersten Reibelement (10), das an einem Führungsseitenabschnitt angeordnet ist, d.h. einer drehungszugewandten Seite der Scheibe; einem zweiten Reibelement (20), das einen Reibungskoeffizienten und ein Elastizitätsmodul hat, die größer sind verglichen mit denen des ersten Reibelementes und die leicht abgenutzt werden, wobei es an einem Nachlaufseitenabschnitt angeordnet ist, d.h. einer drehungsabgewandten Seite der Scheibe, wobei das erste Reibelement ist so angeordnet, das es von einer Fläche, die in Kontakt mit der Scheibe ist, weiter hervorsteht, als das zweite Reibelement; ein Spalt (40) der zwischen dem ersten Reibelement und dem zweiten Reibelement vorgesehen ist, wobei beide Reibelemente durch den Spalt geteilt werden, so dass sie voneinander beabstandet sind; wobei ein Unterschied der Reibungskoeffizienten des ersten Reibelementes und des zweiten Reibelementes 0,05 oder größer ist und eine Breite des Spaltes 1 mm oder größer ist.
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