DE19746572A1

DE19746572A1 - Federelement für schwingungsbeanspruchte Bauteile

Info

Publication number: DE19746572A1
Application number: DE1997146572
Authority: DE
Inventors: Winfried Gerhardt; Manfred Reuter
Original assignee: ITT Manufacturing Enterprises LLC
Current assignee: Continental Teves AG and Co OHG
Priority date: 1997-10-22
Filing date: 1997-10-22
Publication date: 1999-04-29

Description

Die Erfindung betrifft ein Federelement aus Metall zur Be aufschlagung eines metallischen Bauteiles mit einer Zug- oder Druckkraft, wobei das Bauteil relativ zu einer Lagerba sis beweglich angeordnet und im Betrieb einer Schwingungs beanspruchung unterworfen ist.

Beispiele für derartige Federelemente sind die Halte- und Rückstellfedern in den Teilen der Bremsanlage, die in den Rädern von Kraftfahrzeugen angeordnet sind und die daher zur sogenannten ungefederten Masse des Kraftfahrzeugs gehören. Sie werden beim Betrieb eines Kraftfahrzeugs durch das Ab rollen der Räder auf einem mehr oder weniger unebenen Unter grund zu Schwingungen in einem sehr weiten Frequenzbereich angeregt, wobei die übliche Gummibereifung zwar bereits ei nen Teil der Schwingungen unterdrückt, die genannten Teile der Bremsanlage aber immer noch einer wesentlich höheren Schwingungsbeanspruchung unterworfen sind, als fest mit der gefederten Karosserie verbundene Teile.

Eine andere Gruppe von Bauteilen, die einer hohen, weitge hend ungedämpften Schwingungsbeanspruchung unterworfen sind, umfaßt diejenigen, die direkt mit dem Antriebsmotor verbun den sind, der seinerseits über schwingungsdämpfende Bauteile mit der Karosserie verbunden ist.

In allen Fällen muß die Schwingungsbeanspruchung nicht nur bei der vorgegebenen Lebensdauer der Bauteile berücksichtigt werden, es muß unter Komfort-Gesichtspunkten auch dafür ge sorgt werden, daß aus der Schwingungsbeanspruchung keine unangenehmen Geräusche entstehen, die die Aufmerksamkeit des Fahrzeugbetreibers einschränken und zu gesundheitlichen Be einträchtigungen führen können.

Man hat daher schon auf vielfältige Weise versucht, die Ge räuschentwicklung federnd gelagerter Bauteile zu unterdrüc ken oder zumindest zu dämpfen, wobei die Federelemente selbst oft besondere Schwierigkeiten bereiten, weil hierfür nur bestimmte Materialien in Betracht kommen. In der DE 196 02 037 A1 ist beispielsweise vorgeschlagen worden, daß die Belagträgerplatte einer Schwimmsattelbremse an ihren radia len Kontaktstellen zu dem Bremsträger oder zu dem Bremsge häuse mit einer geräuschdämpfenden radialen Auflage aus ei nem geeigneten Material versehen ist. Eine derartige Schicht wird rückseitig auf die Belagträgerplatte aufgeklebt und randseitig abgewinkelt, damit sich geräuschdämpfendes Mate rial bis in die Bereiche erstreckt, in denen die Belagträ gerplatte an ihren Schmalseiten andere Bauteile kontaktiert. Als geräuschdämpfendes Material wird in der DE 196 06 736 A1 eine Mangan-Kupfer-Legierung vorgeschlagen, die noch Alumi nium sowie Eisen oder Nickel enthalten kann.

Es hat sich jedoch herausgestellt, daß die Schicht aus ge räuschdämpfendem Material nicht beliebig abgewinkelt werden kann und daß insbesondere im abgewinkelten Bereich keine sichere Klebeverbindung zur Belagträgerplatte hergestellt werden kann, weil sich das Material elastisch rückstellt und demnach am Rand der Belagträgerplatte nicht anliegt. Es wird im dynamischen Betrieb rasch zerstört bzw. abgetragen, so daß die angestrebte Geräuschdämpfung an der Kontaktstelle nur kurzfristig hält. Danach bewirkt die Schwingungsbean spruchung, daß infolge der direkten metallischen Kontakte unliebsame Geräusche entstehen können.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei Federelementen der eingangs genannten Art dafür zu sorgen, daß eine wirk same und dauerhafte Geräuschdämpfung erreicht werden kann, ohne daß nennenswerte und teure Konstruktionsänderungen er forderlich werden.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Federelement zumindest im Bereich der Kontaktstellen mit dem Bauteil und der Lagerbasis mit einer geräuschdämpfenden Be schichtung versehen ist. Analog dazu ist es selbstverständ lich auch denkbar das entsprechende Bauteil bzw. die Lager basis zumindest an den Kontaktstellen zum Federelement mit einer geräuschdämpfenden Beschichtung auszustatten. Beson ders vorteilhaft und herstellungstechnisch günstig ist es, wenn die gesamte Oberfläche des Federelements mit einer ge räuschdämpfenden Beschichtung versehen ist, denn dann können auch bei konstruktiv nicht vorgesehenen Berührungsstellen mit den ungebenden Bauteilen keine Geräusche entstehen. Durch die teilweise oder vollständige Oberflächenbeschich tung des Federelements wird ein unmittelbarer metallischer Kontakt zu den anderen beteiligten Bauteilen verhindert und eine daraus anfallende mögliche Geräuschentwicklung unter drückt.

Vorteilhafte Ausgestaltungen des Erfindungsgedankens sind in den Unteransprüchen 3 bis 11 beschrieben. Eine bevorzugte Anwendung findet der Erfindungsgedanke gemäß Unteranspruch 10 bei einer Niederhaltefeder für die Belagträgerplatte ei ner Scheibenbremse, wie sie beispielsweise aus der DE 196 00 605 A1 bekannt geworden ist.

Weitere Einzelheiten werden anhand des in den Fig. 1 bis 3 dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine Niederhaltefeder für die Belagträgerplatten einer Scheibenbremse mit den zugehörigen Aufla geflächen in der Draufsicht,

Fig. 2 eine Niederhaltefeder gemäß Fig. 1 im Schnitt und

Fig. 3 einen Ausschnitt aus Fig. 2 in vergrößerter Dar stellung.

Die in Fig. 1 dargestellte Niederhaltefeder 1 ist im we sentlich T-förmig ausgebildet mit einem Mittelsteg 2 und zwei davon etwa rechtwinklig abstehenden Armen 3, 4 sowie einem verjüngten Teil 7 in Verlängerung des Mittelsteges 2. Die Belagträgerplatten 5 der Scheibenbremse sind mit Brems belägen 6 versehen und erstrecken sich neben einem Gehäuse bauteil 8 und unterhalb eines Haltestiftes 9.

Aus Fig. 2 ist ersichtlich, wie die Niederhaltefeder 1 im Querschnitt geformt ist. Sie umgreift den Haltestift 9 von der Unterseite her etwa halbkreisförmig und erstreckt sich im Anschluß an zwei entgegengesetzt zur Lagerstelle gebogene Abschnitte über im wesentlichen geradlinig ausgebildete Ab schnitte bis zu den Kontaktstellen im Gehäusebauteil 8, bzw. auf der Schmalseite der Belagträgerplatten 5. Die Niederhal tefeder 1 ist im Bereich der Kontaktstellen nach oben ge rundet ausgebildet, weil anderenfalls das harte Federmateri al die Auflageflächen in den beteiligten Bauteilen zerstören würde. Die Niederhaltefeder 1 ist selbstverständlich so ge formt, daß sie sich mit der erforderlichen Kraft auf dem Gehäusebauteil 8 auf den Belagträgerplatten 5 und am Halte stift 9 abstützt. Erfindungsgemäß ist die Niederhaltefeder 1 sowohl auf der Oberseite wie auf der Unterseite mit einer geräuschdämmenden Beschichtung 10 versehen, wie aus Fig. 3 hervorgeht, in der ein Ausschnitt des Mittelsteges 2 im Schnitt vergrößert dargestellt ist. Durch die geräuschdäm mende Beschichtung 10 ist an allen Kontaktstellen zwischen dem Federelement 1 und den beteiligten Bauteilen 5, 8, 9 dafür gesorgt, daß keine metallischen Berührungen mit einer daraus möglichen Geräuschentwicklung stattfinden können. Wegen der Zwischenschaltung des geräuschdämmenden Materials spricht man auch von einer schwingungstechnischen Entkopp lung der metallischen Bauteile, mittels derer jegliche Ge räuschentwicklung wirksam unterdrückt werden kann.

Der allgemeine erfinderische Grundgedanke ist nicht auf die in den Figuren gezeigte Ausführungsform beschränkt. Die ge räuschdämpfende Beschichtung insbesondere von Federelementen läßt sich grundsätzlich bei allen schwingungstechnisch pro blematischen Bauteilen anwenden. Als besonders vorteilhafte Ausführungsvarianten des Erfindungsgedankens sind die Anwen dungen in der Bremsentechnik zu nennen. Hierbei umfaßt der Erfindungsgedanke bevorzugt zunächst alle Federarten bei Kraftfahrzeugbremsen und zwar insbesondere solche Federn, die zur Verspannung von Bremsbelägen bzw. sonstigen Bremsen bauteilen dienen (z. B. Belag-Niederhaltefedern, Spreizfe dern, Belaghaltefedern, Gehäusehaltefedern etc.). Die ge räuschdämpfende Beschichtung solcher Federtypen hat einen erheblichen Einfluß auf die Reduzierung der Entstehung von unerwünschten Bremsgeräuschen.

Speziell bei der Anwendung des Erfindungsgedankens im Falle von Kraftfahrzeugbremsen, kann es weiterhin vorteilhaft sein, die an das jeweilige Federelement angrenzenden Bautei le 5, 8, 9 (z. B. Belaghaltestift) zumindest an ihren Kon taktstellen zum Federelement mit einer geeigneten Dämpfungs beschichtung zu versehen und das eigentliche Federelement in seinem Ausgangszustand zu belassen.

Claims

1. Federelement aus Metall zur Beaufschlagung eines metal lischen Bauteils mit einer Zug- oder Druckkraft, wobei das Bauteil relativ zu einer Lagerbasis beweglich an geordnet und im Betrieb einer Schwingungsbeanspruchung unterworfen ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Feder element (1) zumindest im Bereich der Kontaktstellen mit dem Bauteil (5, 8, 9) und der Lagerbasis mit einer ge rauschdämmenden Beschichtung (10) versehen ist.

2. Federelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß seine gesamte Oberfläche mit einer geräuschdämmen den Beschichtung (10) versehen ist.

3. Federelement nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn zeichnet, daß die Beschichtung (10) geräuschdämmend und reibungsarm ist.

4. Federelement nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Beschichtung (10) aus einer geeigneten Gummimischung besteht.

5. Federelement nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Beschichtung (10) aus einem geeigneten Kunststoff besteht.

6. Federelement nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß es als Schraubenzugfeder mit Monta geösen ausgebildet ist.

7. Federelement nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß es als Schraubendruckfeder mit An drückflächen ausgebildet ist.

8. Federelement nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß es als Federteller ausgebildet ist.

9. Federelement nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß es als Blattfederteil (1) ausge bildet ist.

10. Federelement nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Federelement (1) als Bestand teil einer Kraftfahrzeugbremse zugehörige Bauteile (5, 8, 9) der Kraftfahrzeugbremse gegeneinander verspannt.

11. Federelement nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß es als T-förmige Niederhaltefeder (1) für die Be lagträgerplatten (5) einer Scheibenbremse ausgebildet ist und drei endseitig angeordnete Auflageflächen sowie eine im Mittelsteg (2) ausgeformte, im Querschnitt etwa halbkreisförmige Lagerfläche aufweist.