DE2314135C3 - Reibelement für eine Fahrzeug-Scheibenbremse - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Reibelement für eine Fahrzeug-Scheibenbremse, das an eine relativ zu ihm drehbare Bremsscheibe anlegbar ist und einen Reibwerkstoff aufweist, dessen Reibungskoeffizient mit der Bremsscheibe sich ändert, während das Reibelement sich abschabt bzw. durch Abrieb einebnet, wobei das Reibelement eine erste Reibfläche hat die mit der Bremsscheibe zusammenwirkt und sich abnutzt, ehe ein Eingriff mit der gesamten Reibfläche des Reibelements hergestellt wird, und die nur einen Teil der gesamten Reibfläche einnimmt.

Es ist bekannt, daß der Reibungskoeffizient vieler Reibstoffe im Verhältnis zur Bremsfläche des zweiten Bremsgliedes sich ändert, nachdem diese Reibstoffe einem oder mehreren Bremsvorgängen ausgesetzt worden sind, und ebenso bekannt ist es, daß deshalb die Reibelemente »abgeschabt«, d. h. durch Abrieb eingeebnet werden müssen, ehe der Kunde das Fahrzeug benutzt. Ein solches ordnungsgemäßes »Abschaben« ist aber nicht immer möglich, besonders nicht bei anderen als Straßenfahrzeugen, die dem Kunden normalerweise hintransportiert werden.

Es ist ein Reibelement der eingangs beschriebenen Art bekannt, dessen erste Reibfläche durch eine Beschichtung mit einer Polierpaste (DT-OS 16 25 793) oder einem Lacküberzug (DT-Gbm 67 51 076) gebildet ist, wobei diese Beschichtung /ur Reinigung der Bremsscheibe bei Inbetriebnahme der Bremse dienen soll. Die teilweise Beschichtung stellt hierbei lediglich eine zufällige Maßnahme bzw. eine Sparmaßnahme dar.

Ferner ist bei einer Trommelbremse bekannt, den Reibbelag der Bremsbacken in axialer Richtung, d. h. quer zur Umfangs- oder Längserstreckung des Bremsbackens konkav zu gestalten (FR-PS 10 61420). Aufgrund der mit zunehmender Bremskraft anwachsenden Verformung soll hierdurch bei starkem Bremsen eine größere Fläche an die umlaufende Fläche der Trommel angelegt und somit die Bremswirkung erhöht werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Reibelement der beschriebenen Art zu schaffen, das ein Abschaben bzw. Einebnen vor der Übergabe des Fahrzeuges an den Kunden überflüssig macht und von vornherein die auch im späteren Betrieb erzielbare Bremswirkung mindestens angenähert ermöglicht.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist gemäß der Erfindung vorgesehen, daß die erste Reibfläche einen wirksamen Radius hat, der größer als der wirksame Radius der gesamten Reibfläche ist, wenn sich der Reibungskoeffizient beim Abschaben erhöht, jedoch kleiner, wenn der Reibungskoeffizient beim Abschaben absinkt.

Mit dem Reibelement nach der Erfindung läßt sich bei erster Inbetriebnahme die nominelle Bremswirkung erzielen, und diese nominelle Bremswirkung läßt sich während der gesamten Betriebsdauer des Reibelementes aufrechterhalten.

Zweckmäßige weitere Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.

Die Erfindung wird nachfolgend mit vorteilhaften Einzelheiten anhand schematischer Zeichnungen mehrerer Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 einen Schnitt durch eine Mehrfachscheibenbremse,

Fig. 2 eine Stirnansicht einer der gemäß Fig. 1

jenutzten Bremsscheiben,

F i g. 3 ein vergrößerter Teilschnitt durch die in F i g. 2 gezeigte Bremsscheibe,

F i g. 4 bis 8 Schnitte durch verschiedene Reibelemente für die Bremsscheiben der in Fig.) gezeigte Scheibenbremse,

Fig.9 eine perspektivische Ansicht eines weiteren Reibelements.

Bei der in F i g. 1 gezeigten Mehrfachscheibenbremse sind zwei zusammenwirkende Druckplatten 1, 2 zwischen zwei drehbaren Bremsscheiben 3, 4 innerhalb eines ortsfesten, zylindrischen Gehäuses 5 angeordnet. Die Bremsscheiben, die an jeder Oberfläche Reibelemente 6 tragen, sind mittels Stiften 7 auf einer hier nicht gezeigten drehbaren Welle angebracht. Wenn die Druckplatten auseinander gedrückt werden, treten sie mit den Bremsscheiben in Eingriff, die durch Reibungseingriff zwischen den Druckplatten und bearbeiteten Oberflächen der Stirnwand 8 des Gehäuses so .vie einem entsprechenden hier nicht gezeigten, am offenen Ende des Gehäuses befestigten Deckel erfaßt werden, wobei die Stirnwand und der Deckel die zweiten Bremsglieder bilden.

Eine Betätigungseinrichtung für die Bremse weist Mittel für eine Winkelbewegung der Druckplatten in entgegengesetzten Richtungen sowie beispielsweise in im Winkelabstand voneinander liegenden axialen Nuten 11 angeordnete Kugeln 9 auf, die in entsprechend geneigten Rampen 10 in den benachbarten Oberflächen der Druckplatten arbeiten und die Druckplatten axial bewegen.

Der mittlere Bereich jeder Bremsscheibe 4 ist an jeder Seite von einer ringförmigen Platte 12 versteift, die an den Seiten der Bremsscheibe befestigt ist. Die Reibelemente 6 sind ringförmig und radial nach außen im Abstand von den Versteifungsplatten angeordnet und Ein den Bremsscheiben durch versetzte Nieten 13 in angesenkten Löchern 14 befestigt. Das Reibelement ist mit verhältnismäßig tiefen, im Winkelabstand voneinander liegenden radialen Nuten 15 für Kühlzwecke ausgebildet, die außerdem die Reibfläche des Reibelements in eine Reihe von Segmenten unterteilen.

Jedes Reibelement hat eine ringförmige erste Reibfläche 16 an seinem äußeren Umfang, eine radial weiter innen liegende, ringförmige zweite Reibfläche 17 sowie eine am weitesten innen liegende dritte Reibfläche 18. Im Schnitt ist das Reibelement abgestuft, wie F i g. 3 zeigt, wobei die Bereiche des Elementes, die die drei Reibflächen bilden, eine abnehmende axiale Dicke haben. Die Stufe 19 zwischen der ersten und zweiten Reibfläche beträgt beispielsweise 0,13 mm (0,005 Zoll), während die Stufe 20 zwischen der zweiten und dritten Reibfläche beispielsweise 1,3 mm (0,05 Zoll) hat.

Beim ersten Anziehen der Bremse tritt nur die erste Bremsfläche mit den Druckplatten und dem Gehäuse in Eingriff, wobei das Bremsdrehmoment auf einem wirksamen Radius zur Wirkung gelangt, der wesentlich größer ist als der wirksame Radius des Reibelements als ganzem. Die ersten Reibflächen schaben sich verhältnismäßig schnell ab, bzw. ebnen sich durch Abrieb rasch ein, und der volle Reibungskoeffizient zwischen diesen Reibflächen und den ortsfesten Bremsflächen steht zur Verfugung, wenn sich diese ersten Reibflächen bis zum Niveau der zweiten Reibflächen abgenutzt haben und während sich die zweiten Reibflächen abschaben. In ähnlicher Weise wirkt das Bremsdrehmoment nach dem bzw. Einebnen der zweiten Reibflächen durch Abrieb auf einem verkleinerten wirksamen Radius, bis sich die zweiten Reibflächen bis auf die Höhe der dritten Reibflächen abgenutzt haben, woraufhin ein Eingriff mit den gesamten Reibflächen der Reibelemente eintritt.

Bei dem in Fig.4 gezeigten abgewandelten Ausführungsbeispiel des Reibelements ist die zweite Reibfläche 17 von vier konzentrischen Bereichen 21 gebildet, die im Schnitt dreieckig sind und deren Spitzen auf einer Höhe mit der ersten Reibfläche 16 liegen. Diese Spitzen treten mit dem ortsfesten Bremsglied in Eingriff, wenn ein Eingriff mit der ersten Reibfläche erfolgt, aber ihre Wirkung ist vernachlässigbar klein, bis die erste Reibfläche abgeschliffen ist. Die Spitzen können auch gegenüber der ersten Reibfläche um ein geringes Ausmaß, beispielsweise 0,13 mm (0,005 Zoll) axial versetzt sein. In beiden Fällen nimmt der wirksame Flächenbereich der zweiten Reibfläche progressiv von im wesentlichen Null bis zu einem Maximalwert zu, wenn die dritte Reibfläche beginnt, durch Abrieb eingeebnet zu werden bzw. sich abzuschaben.

Es kann eine beliebige Anzahl von Bereichen 21 vorgesehen sein, und die erste Reibfläche 16 selbst kanu aus mehreren konzentrischen Bündern bestehen. Außerdem können die Bereiche 21 auch spiralförmig ausgebildet sein, statt als getrennte konzentrische Gebilde vorgesehen zu sein.

Die zweite und dritte Reibfläche kann durch Oberflächenbearbeitung nach der ursprünglichen Gcstaltgebung des Reibelements gebildet sein; aber sie könnte auch während der Formgebung des Reibelements hergestellt sein.

Fig. 5 zeigt ein Reibelement 6 mit kontinuierlich abnehmender axialer Dicke von der ersten Reibfläche

16 an seinem äußeren Umfang zum inneren Umfang hin. Bei dieser Gestaltung des Reibelements nimmt der wirksame Radius des Reibelements allmählich in dem Maß ab, in dem die abgeschabte Reibfläche zunimmt. In Fig. 6 ist die radiale Abmessung der ersten Reibfläche auf etwa ein Vierteil der radialen Breite des Reibelements erhöht. In F i g. 7 ist die erste Reibfläche um ein geringes Ausmaß gegenüber dem Außenumfang des Reibelemenis verdickt, während in F i g. 8 das Reibelement wie in F i g. 3 abgestuft ist, aber so daß sich nur eine erste Reibfläche 16 und eine zweite Reibfläche

17 ergibt, wobei die radiale Breite der ersten Reibfläche im wesentlichen der Hälfte der radialen Breite des Reibelements entspricht.

Fig.9 zeigt ein Reibelement 6, welches statt in radialer Richtung in Winkelrichtung abgestuft ist, wobei die erste Reibfläche 16 über die radiale Breite des Reibelements reicht. In diesem Fall sind die erste Reibfläche und die zweite Reibfläche 17 in Form entgegengesetzt gerichteter Keile ausgebildet, so dal! der Bereich der ersten Reibfläche in radialer Richtung zur Achse des Reibelemenu hin abnimmt, wodurch dei wirksame Radius größer ist als der wirksame Radius de: Reibelements als ganzem.

Bei anderen, hier nicht gezeigten Ausführungsbeispie lev. der Bremselemcnte kann die erste Reibfläch¹ mehrere konzentrische Ringflächen aufweisen, die übe die radiale Breite des Reibelemcnts reichen, wobei de Abstand und die Flächenbereiche der Oberfläche s angeordnet sind, daß der wirksame Radius de gesamten ersten Reibfläche größer ist als der wirksam Radius des gesamten Reibelemcnts. Die Reibfläche d( Reibelements kann auch ballig gestaltet sein, wobei d erste Reibfläche an der balligen Stelle und auf einei

größeren wirksamen Radius liegt als der wirksame Radius des ganzen Reibelements. In ähnlicher Weise brauchen auch die ersten Reibflächen, wie sie in F i g. 9 gezeigt sind, nicht keilförmig zu sein, sondern es ist jede beliebige Gestalt möglich, die radial außerhalb des wirksamen Radius des Reibelements einen größeren Flächenbereich hat als der Flächenbereich radial innerhalb dieses wirksamen Radius.

Die obige Beschreibung ist auf Ausführungsformen begrenzt, bei denen der wirksame Radius der ersten Reibfläche größer ist als der wirksame Rad-.us des ganzen Rcibelements, da bei den meisten Reibstoffen der Reibungskoeffizient beim Abschaben zunimmt. Jedoch können gewisse Werkstoffe sich auch entgegengesetzt verhalten, und für diese wären die hier beschriebenen Ausführungsformen dann in entgegengesetztem Sinn angeordnet, d. h. daß der wirksame Radius der ersten Reibfläche kleiner ist als der wirksame Radius des Reibelements als ganzem.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims (10)

Patentansprüche:

1. Reibelement für eine Fahrzeug-Scheibenbremse, das an eine relativ zu ihm drehbare Bremsscheibe aniegbar ist und einen Reibwerkstoff aufweist, dessen Reibungskoeffizient mit der Bremsscheibe sich ändert, während das Reibelement sich abschabt bzw. durch Anrieb einebnet, wobei das Reibelement eine erste Reibfläche hat, die mit der Bremsscheibe zusammenwirkt und sich abnutzt, ehe ein Eingriff mit der gesamten Reibfläche des Reibelements hergestellt wird, und die nur einen Teil der gesamten Reibfläche einnimmt, dadurch gekenn zeichnet, daß die erste Reibfläche (16) einen wirksamen Radius hat, der größer als der wirksame Radius der gesamten Reibfläche ist, wenn sich der Reibungskoeffizient beim Abschaben erhöht, jedoch kleiner, wenn der Reibungskoeffizient beim Abschaben absinkt.

2. Reibelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der wirksame Radius, der Bereich und die axiale Dicke des die erste Reibfläche (16) bildenden Bereichs des Reibelements (6) so gewählt und angeordnet sind, daß bei einer gegebenen Reaktion beim Anziehen der Bremse gewährleistet ist, daß das beim Abschaben entwickelte Bremsdrehmoment im wesentlichen dem Drehmoment entspricht, welches nach dem Abschaben der gesamten Reibfläche auftritt.

3. Reibelement nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Reibelement (6) eine zweite Reibfläche (17) hat, die sich nicht wesentlich abnutzt, während die erste Reibfläche (16) abgerieben wird, und die selbst abgerieben wird, ehe ein Eingriff mit der ganzen Reibfläche des Reibelements erfolgt.

4. Reibelement nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der die erste Reibfläche (16) bildende Bereich des Reibelements (6) eine im wesentlichen gleichbleibende axiale Dicke hat.

5. Reibelement nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Reibelement (6) radial abgestuft ist (F ig. 3).

6. Reibelement nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Reibelement (6) im Winkel abgestuft ist, wobei ein größerer Flächenbereich der ersten Reibfläche (16) gegenüber dem wirksamen Radius der gesamten Reibfläche des Reibelements radial versetzt ist (F ig. 9).

7. Reibelement nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der die erste Reibfläche (16) bildende Bereich des Reibelements (6) eine unterschiedliche Dicke hat, so daß der Flächenbereich der ersten Fläche beim Abschaben zunimmt.

8. Reibelement nach einem der Ansprüche 3 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der die zweite Reibfläche (17) bildende Bereich des Reibelements (6) eine im wesentlichen gleichbleibende axiale Dicke hat.

9. Reibelement nach einem der Ansprüche 3 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der die zweite Reibfläche (17) bildende Bereich des Reibelements (6) eine unterschiedliche Dicke hat, so daß der Flächenbereich der zweiten Reibfläche beim Abschaben zunimmt.

10. Reibelement nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Reibfläche

(16) durch Oberflächenbearbeitung der Reibfläche des Elements (6) hergestellt ist.