DE2404671A1 - BRAKE PADS AND PAD CARRIERS FOR DISC BRAKES - Google Patents
BRAKE PADS AND PAD CARRIERS FOR DISC BRAKESInfo
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Description
Diplom-PhysikerPhysicist
Dr. Walter Andrejewski Dr. Walter Andrejewski
Diplom-IngenieurGraduate engineer
Diplom-Ingenieur Anwaltsakte: 4?> 223/Fm-th Hans Dieter Gesthuysen Graduate engineer Lawyer file: 4?> 223 / Fm-th H to Dieter Gesthuysen
4300 Essen, den Theaterplatz 3 4300 Essen, Theaterplatz 3
Patent- undPatent and
Gebrauchsmusterhilfsanmeldung
Henryk Hurczyn
Saxen Weimarlaan 12A
Amsterdam, Holland Utility model registration
Henryk Hurczyn
Saxen Weimarlaan 12A
Amsterdam, Holland
Bremsbelag und Belagträger für Scheibenbremsen.Brake pad and pad carrier for disc brakes.
Die Erfindung betrifft einen Bremsbelag und Belagträger für Scheibenbremsen, die in ihrer Gesamtheit als Bremsklotz für Scheibenbremsen bezreichnet werden, wobei der Belagträger Anordnungen zu seiner Befestigung im Bremssattel der Bremsscheibe aufweist.The invention relates to a brake lining and lining carrier for disc brakes , which are referred to in their entirety as brake pads for disc brakes, the lining carrier having arrangements for fastening it in the brake caliper of the brake disc.
Die in modernen Kraftfahrzeugen vielfach übliche Scheibenbremse besteht aus einer auf der Radnabe starr befestigten Bremsscheibe und einem an den feststehenden Teilen der Achse starr befestigtenThe disc brake, which is widely used in modern motor vehicles, consists of a brake disc rigidly attached to the wheel hub and one rigidly attached to the fixed parts of the axle
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Andrejewski, Honke & Gesthuysen, Patentanwälte, 4300 Essen 1, TheaterplatzAndrejewski, Honke & Gesthuysen, patent attorneys, 4300 Essen 1, Theaterplatz
Bremssattel, der über die Außenkante der Bremsscheibe hinweggreift Lind zwei Bremsklötze trägt, die beiderseits an der Bremsscheibe angreifen. Diese im Bremssattel beiderseits der Bremsscheibe eingesetzten Bremsklötze können sich rechtwinklig zur Ebene der Bremsscheibe etwas hin und her bewegen, zu welchem Zweck zwei Bremskolben vorgesehen sind, während eine Bewegung der Bremsklötze in irgendeiner anderen Richtung durch den Bremssattel verhindert wird. Die Bremsbeläge der beiden Bremsklötze weisen zur Bremsscheibe hin, jedoch liegen in unbelastetem Zustande ihre Innenflächen in geringem Abstande von der Bremsscheibe. Beim Bremsen werden die Bremskolben hydraulisch über den durch das Bremspedal bedienenden Hauptzylinder und die mit diesem verbundenen Radbremszylinder in Richtung auf die Bremsscheibe verschoben, sodaß die in den Außenenden des Bremssattels angeordneten Bremsklötze gegen die Bremsscheibe gepreßt werden. Da hierbei sehr starke Schubkräfte auf den Bremsbelag einwirken, muß dieser auf seinem Belagträger einwandfrei verankert sein, zu welchem Zweck im allgemeinen öffnungen im Belagträger vorgesehen sind, in welche an der Außenseite der Bremsbeläge ausgebildete Vorsprünge eingreifen. Außerdem wird der Bremsbelag auf den Belagträger aufgeleimt. Zur Verbesserung der Klebverbindung wird hierbei der Belagträger im Bereich der Auflagefläche des Bremsbelages mechanisch oder chemisch aufgerauht.Brake caliper that reaches over the outer edge of the brake disc Lind wears two brake pads that attack the brake disc on both sides. These in the brake caliper on both sides of the Brake pads used in the brake disc can move back and forth at right angles to the plane of the brake disc for which purpose two brake pistons are provided while the brake pads are moving in any other direction the caliper is prevented. The brake pads of the two brake pads point towards the brake disc, but are in unloaded their inner surfaces at a short distance from the brake disc. When braking, the brake pistons are hydraulically via the master cylinder operated by the brake pedal and the wheel brake cylinder connected to it in Moved towards the brake disc so that the brake pads arranged in the outer ends of the brake caliper against the Brake disc are pressed. Since very strong thrust forces act on the brake lining, it must be on its lining carrier be properly anchored, for which purpose openings are generally provided in the lining carrier, in which on the Engage projections formed on the outside of the brake pads. In addition, the brake lining is glued to the lining carrier. In order to improve the adhesive connection, the lining carrier is mechanically applied in the area of the contact surface of the brake lining or chemically roughened.
Die Bremsbeläge wirken auf die Bremsscheibe im Bereich eines Kreisringes, dessen Breite durch den Abstand der Innenkante von der Außenkante des Bremsbelages, von der Radnabe ausThe brake pads act on the brake disc in the area of a circular ring, the width of which is determined by the distance between the inner edge from the outer edge of the brake lining, from the wheel hub
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gesehen, bestimmt wird. In der Praxis beträgt die radiale Abmessung des Bremsbelages, d.h. also der Abstand zwischen dem größten und dem kleinsten Radius des zur Bremswirkung herangezogenen Kreisringes der Bremsscheibe, J5O-45J& des kleinsten Radius.seen, is determined. In practice the radial Dimension of the brake lining, i.e. the distance between the largest and the smallest radius of the braking effect used circular ring of the brake disc, J5O-45J & des smallest radius.
Da die Umfangsgeschwindigkeit eines Teiles der Bremsscheibe vom Abstand dieses Teiles von der Bremsscheibenmitte abhängt und mit wachsendem Abstand zunimmt, ist die Wärmeentwicklung " beim Bremsen im Bremsbelag nicht überall gleich, sondern in dem Bereich am größten, der von der Bremsscheibenmitte am weitesten entfernt liegt. Ih diesem Bereich ist auch der Verschleiß des Bremsbelages am größten. Da das Belagmaterial von Natur aus ein schlechter Wärmeleiter ist, verursacht die stärkere Wärmeentwicklung an dieser Außenkante des Bremsbelages eine höhere Temperatur. Während beispielsweise die Temperatur des·Bremsbelages an der Innenkante 150 C beträgt, kann diese Temperatur an der Außenkante ohne weiteres bis auf 350 C ansteigen. Infolge dieser stark erhöhten Temperatur wird naturgemäß der Verschleiß des Bremsbelages an seiner Außenkante bezw. im der Außenkante zunächstliegenden .Bereich noch begünstigt. Infolgedessen beträgt die tatsächlich wirksame Bremsfläche des Bremsbelages bei dem heute in der Praxis normalerweise verwendeten Belagmaterial höchstens etwa 6o# der theoretischen Fläche eines Bremsbelages. Man hat bereits versucht, diese Nachteile dadurch zu beseitigen, daß man die Zusammensetzung des Belagmaterials veränderte, beispielsweise indem man dem Belagmaterial Nichteisenmetallkörnchen zusetzte, um die Wärmeleitfähigkeit des Reibmaterials zu verbessern.Since the peripheral speed of a part of the brake disc depends on the distance between this part and the center of the brake disc and increases with increasing distance, the heat development "during braking in the brake lining is not the same everywhere, but in largest in the area that is furthest away from the center of the brake disc. Ih this area is also the one Brake pad wear is greatest. Since the covering material is inherently a poor conductor of heat, the stronger heat development on this outer edge of the brake pad a higher temperature. For example, while the The temperature of the brake lining on the inner edge is 150 C, this temperature at the outer edge can easily rise up to 350 ° C. As a result of this greatly increased temperature is of course the wear of the brake lining BEZW on its outer edge. in the area closest to the outer edge still favored. As a result, the actually effective braking surface of the brake lining is in practice today normally used covering material at most about 6o # the theoretical area of a brake lining. Attempts have already been made to eliminate these disadvantages by using the Changed the composition of the covering material, for example by adding non-ferrous metal grains to the covering material, to improve the thermal conductivity of the friction material.
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Außerdem versuchte man durch bessere Kühlung der Bremsscheibe mittels Lamellenkonstruktionen und Ausbildung von Luftkanälen oder Luftrillen diese Nachteile zu überwinden. Versuche wurden auch unternommen, diesen Nachteilen dadurch zu begegnen, daß ein Bremsbelag aus verschiedenartigem Bremsmaterial hergestellt wurde. Die Absicht war hierbei, die Verschleißunterschiede zwischen der Innen- und Außenkante durch Erhöhung der Verschleißfestigkeit an der Außenkante des Bremsbelages auszugleichen. In addition, attempts were made to improve the cooling of the brake disc by means of lamellar structures and the formation of air ducts or air grooves to overcome these disadvantages. Attempts have also been made to address these disadvantages in that a brake pad was made from different types of brake material. The intention here was to reduce the wear differences to compensate between the inner and outer edge by increasing the wear resistance on the outer edge of the brake lining.
Der tatsächliche Nutzen dieser Maßnahmen hat sich jedoch als sehr gering erwiesen.However, the actual benefits of these measures have proven to be very limited.
Die Erfindung hat sich daher die Aufgabe gestellt, einen Bremsbelag und einen Belagträger für Scheibenbremsen der eingangs genannten Art in der Weise auszubilden, daß die vorgenannten Nachteile tatsächlich wirkungsvoll behoben werden. Die Erfindung geht dabei von dem Gedanken aus, daß die Wirkung einer Scheibenbremse wesentlich verbessert werden kann, wenn nicht die gesamte Oberfläche des Bremsbelages ausgenutzt wird, sondern in eine Anzahl von Ringsegmenten unterteilt wird, welche voneinander durch Anordnungen getrennt werden, durch welche eine einwandfreie Wärmeableitung aus dem Bremsbelag erzielbar ist.The invention has therefore set itself the task of providing a brake lining and to form a lining carrier for disc brakes of the aforementioned type in such a way that the aforementioned Disadvantages can actually be effectively remedied. The invention is based on the idea that the effect of a disc brake can be significantly improved if not the entire surface of the brake lining is used, but is divided into a number of ring segments which are separated from one another by arrangements by which a perfect heat dissipation from the brake lining can be achieved.
Gekennzeichnet ist ein erfindungg^mäßer Bremsklotz der eingangs genannten Art im wesentlichen dadurch, daß im Bremsbelag zumindest eine ungefähr in Umfangsrichtung der Bremsscheibe verlaufende, die Bremswärme abführende Anordnung zwischen seiner von der Radnabe aus gesehen Innen- und AußenkanteCharacterized is a brake block according to the invention mentioned type essentially in that in the brake lining at least one approximately in the circumferential direction of the brake disc running, the braking heat dissipating arrangement between its inner and outer edge as seen from the wheel hub
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vorgesehen ist. Diese die Bremswärme abführende Anordnung kann aus wenigstens einer den ungehinderten Luftzutritt ermöglichenden Rille im Bremsbelag bestehen oder es kann auch wenigstens eine aus wärmeleitendem Material, beispielsweise aus Nichteisenmetall, bestehende Zwischenwand vorgesehen werden. Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel besteht die Zwischenwand bezw. bestehen die Zwischenwände aus dem gleichen Material wie der Belagträger.is provided. This arrangement dissipating the braking heat can consist of at least one arrangement which enables unimpeded air admission There may be a groove in the brake lining or at least one made of heat-conducting material, for example non-ferrous metal, existing partition wall can be provided. In a preferred embodiment, there is the partition respectively the partition walls are made of the same material as the lining carrier.
Ein erfindungsgemäßer Belagträger für einen Bremsklotz der letztgenannten Ausbildung ist insbesondere dadurch gekennzeichnet, daß er an seiner den Bremsbelag aufnehmenden Seite wenigstens eine im Bereich der Auflagefläche des Bremsbelages ungefähr in Umfangsrichtung der Vremsscheibe verlaufende, in das Belagmaterial hineinragende Zwischenwand aufweist. Vorzugsweise sind allerdings mehrere derartige Zwischenwände am Belagträger ausgebildet.A lining carrier according to the invention for a brake pad of the last-mentioned design is characterized in particular by that on its side receiving the brake lining it has at least one in the area of the contact surface of the brake lining running approximately in the circumferential direction of the brake disc, in the covering material has protruding partition wall. However, there are preferably several such partition walls on Lining carrier formed.
Aus dieser erfindungsgemäßen Ausbildung eines Bremsbelages und Belagträgers für Scheibenbremsen ergeben sich nachstehende Vorteile:The following result from this embodiment of a brake lining and lining carrier for disc brakes according to the invention Advantages:
1. Es läßt sich eine bessere Bremswirkung erzielen, da die Bremswärme durch die einzelnen voneinander unabhängigen Ringsegmente des Belagmaterials besser abgeführt werden kann, wobei die stärkere Wärmeentwicklung nahe der Außenkante eines Bremsbelages dadurch Berücksichtigung finden kann, daß die Ring- ' segmente nach außen hin allmählich schmäler werden;1. A better braking effect can be achieved because the braking heat is generated by the individual ring segments that are independent of one another of the lining material can be better dissipated, with the stronger heat development near the outer edge of a brake lining can thereby be taken into account that the ring 'segments are gradually narrowing towards the outside;
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2. Infolge der besseren Wärmeableitung steigt die Temperatur nicht mehr so hoch, sodaß der Reibungskoeffizient einen konstanteren Wert behält;2. As a result of the better heat dissipation, the temperature no longer rises so high, so that the coefficient of friction is more constant Retains value;
3. Infolge der besseren thermischen Betriebsbedingungen der Bremsen tritt die als "Fading" bekannte Erscheinung wesentlich weniger auf. Selbst ein längerer Gebrauch der Bremse, beispielsweise bei Bergabfahrten, vermag die Betriebssicherheit der Bremsen nicht mehr zu beeinträchtigen;3. As a result of the better thermal operating conditions of the brakes, the phenomenon known as "fading" occurs significantly less on. Even prolonged use of the brake, for example when driving downhill, can no longer impair the operational safety of the brakes;
4. Das vielfach auftretende Quietschen oder "Grillen" der Bremsen wird sehr gemildert oder sogar völlig behoben, da die ungleichmäßige Abnutzung des Bremsbelages infolge der unterschiedlichen Umfangsgeschwindigkeit in seinen verschiedenen Bereichen und damit ein eventuelles Kippen und Klappern der Bremsbeläge durch die erfindungsgemäße Ausbildung verringert, wenn nicht sogar ausgeschaltet wird;4. The frequently occurring squeaking or "grilling" of the brakes is very much reduced or even completely eliminated, since the uneven wear of the brake pad as a result of the different Circumferential speed in its various areas and thus a possible tilting and rattling of the Brake pads reduced by the inventive design, if not even turned off;
5. Infolge der Ausbildung einer oder mehrerer einen Luftzutritt ermöglichender Rillen im Bremsbelag kann außer der besseren Wärmeableitung aber auch eine bessere Selbstreinigung durch leichte Ableitung von zwischen den Belägen und Scheiben eingedrungenen Fremdkörpern oder Regenwasser erreicht werden.5. As a result of the formation of one or more air admission grooves in the brake lining can also better heat dissipation but also better self-cleaning due to easy dissipation of between the pads and discs penetrated foreign bodies or rainwater can be reached.
Der erfindungsgemäße Belagträger mit mehreren an seiner Innenseite angeformten Zwischenwänden eignet sich vor allem für den Aufbau von Bremsklötzen, bei denen der Bremsbelag aus unterschiedlichem Material zusammengesetzt ist. Bei Bremsbelägen, welche bisher nach diesen Vorstellungen hergestellt werden,The lining carrier according to the invention with several on its inside Molded partitions are particularly suitable for the construction of brake pads, where the brake lining is made of different Material is composed. In the case of brake linings that have previously been manufactured according to these ideas,
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gehen jedoch die aus unterschiedlichem Material bestehenden Bereiche eines Bremsbelages ineinander über, .sodaß die erzielte "Wirkung nicht allzu groß ist.. Dadurch, daß der erfindungsgemäße Belagträger jedoch rechtwinklig sich von seiner Aufnahmeseite für den Bremsbelag erhebende Zwischenwände aufweist, wird ein Ineinanderfließen des unterschiedlichen Belagmaterials verhindert, sodaß eine einwandfreie Trennung der unterschiedlichen Materialbereiche erzielt wird und infolgedessen zwangsläufig auch eine bessere Wirkung dieser Maßnahmen.however, those made of different materials go Areas of a brake pad into one another, .sod that the achieved "Effect is not too great .. Because the lining carrier according to the invention, however, extends at right angles from its receiving side has for the brake lining uplifting partition walls, is a Prevents the different covering materials from flowing into one another, so that a perfect separation of the different material areas is achieved and consequently inevitable also a better effect of these measures.
Ein weiterer wesentlicher Vorteil des erfindungsgemäßen Belagträgers mit rechtwinklig abstehenden Zwischenwänden ergibt sich daraus, daß das Belagmaterial derart fest auf dem Belagträger verankert werden kann, vor allem wenn die Zwischenwände an einigen Stellen durchbrochen sind, daß das Auftragen einer Leimschicht auf den Belagträger überflüssig wird. Daraus ergibt sich zwangsläufig eine ansehnliche Ersparnis bei den Herstellungskosten, da alle mit der Verleimung zusammenhängenden Arbeitsgänge entfallen können.Another major advantage of the lining carrier according to the invention with at right angles protruding partition walls results from the fact that the facing material is so firmly on the facing carrier can be anchored, especially if the partitions are perforated in some places that the application of a Glue layer on the lining carrier becomes superfluous. This inevitably results in considerable savings in manufacturing costs, since all operations associated with gluing can be omitted.
Eine genauere Erläuterung der Erfindung ergibt sich aus der nachfolgenden Beschreibung einiger Ausführungsbeispiele anhand der beiliegenden Zeichnung; es zeigen:A more detailed explanation of the invention emerges from the following description of some exemplary embodiments the enclosed drawing; show it:
Figur 1 eine Draufsicht auf einen erfindungsgemaßen Bremsklotz als Schnitt durch Fig.2 längs der Linie I-IjFigure 1 is a plan view of a brake pad according to the invention as a section through Figure 2 along the line I-Ij
Figur 2 einen Schnitt durch Fig.l längs der Ebene II-IIj undFigure 2 shows a section through Fig.l along the plane II-IIj and
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Figur 5 einen Schnitt durch eine abgewandelte Ausführung des erfindungsgemäßen Bremsklotzes, d.h. insbesondere des Belagträgers, in der in Pig.2 dargestellten Ansicht, wobei allerdings der eine Belagträger ohne Bremsbelag dargestellt ist.Figure 5 is a section through a modified embodiment of the Brake pad according to the invention, i.e. in particular the lining carrier, in the view shown in Pig. 2, however, the one pad carrier is shown without a brake pad.
Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Figur 1 und 2 ist der Belagträger 1 in der bisher allgemein üblichen Weise ausgebildet und besitzt fünf über die Auflagefläche für den Bremsbelag verteilte Verankerungsöffnungen 2 für das Belagmaterial 3, welche gestrichelt in der Figur dargestellt sind. Der Belagträger weist außerdem die Halteösen 4 auf, welche zu seiner Befestigung im Bremssattel dienen.In the exemplary embodiment according to FIGS. 1 and 2, the lining carrier 1 is designed in the manner generally customary up to now and has five anchoring openings 2 for the lining material 3 distributed over the contact surface for the brake lining, which are shown in dashed lines in the figure. The lining carrier also has the retaining eyelets 4, which to his Serve fastening in the brake caliper.
Der Bremsbelag J5 weist in seiner der Bremsscheibe zugekehrten Fläche etwa in Umlaufrichtung der Bremsscheibe verlaufende Schlitze oder Rillen 5 auf, wobei zu beachten ist, daß diese Rillen nicht genau dem Kreisumfang der Bremsscheibe folgen, da sonst sich sehr schnell Riefen in der Bremsscheibe bilden würden. Ein Blick auf den strichpunktiert in Figur 1 angedeuteten Umfang der Bremsscheibe 6 zeigt diesen unterschiedlichen Verlauf der Rillen 5 gegenüber den entsprechenden Kreislinien auf der Bremsscheibe sehr deutlich.The brake lining J5 faces the brake disc Area running approximately in the direction of rotation of the brake disc Slots or grooves 5, it should be noted that these grooves do not exactly follow the circumference of the brake disc, there otherwise scoring would form in the brake disc very quickly. A look at the one indicated by dash-dotted lines in FIG The circumference of the brake disc 6 shows this different course of the grooves 5 with respect to the corresponding circular lines very clearly on the brake disc.
Figur 2 zeigt die beiden beiderseits der Bremsscheibe 6 angeordneten Bremsklötze, wobei letztere im Schnitt dargestellt sind, sodaß die Verankerung der Bremsbeläge J in den Verankerungsöffnungen 2 deutlich sichtbar wird. Deutlich sichtbar sind auch hier die erfindungsgemäß im Belag J5 ausgebildeten RillenFIG. 2 shows the two arranged on both sides of the brake disk 6 Brake pads, the latter being shown in section, so that the anchoring of the brake linings J in the anchoring openings 2 becomes clearly visible. The grooves formed according to the invention in the covering J5 are also clearly visible here
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Die linke Seite der Figur j5 zeigt deutlich die Konstruktion eines erfindungsgemäßen Belagträgers mit vier sich im Auflagebereich des Bremsbelages 3 rechtwinklig erhebenden bogenförmigen Zwischenwänden 7· Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel besitzen diese Zwischenwände 7 jeweils eine- ■Verankerungsöffnung 8, wobei allerdings mehrere derartiger Verankerungs öffnungen in den Zwischenwänden 7 ausgebildet werden können, um eine noch bessere Verankerung des Belagmaterials in diesen Zwischenwänden zu erreichen. Außerdem können naturgemäß auch. wie bei der Ausbildung nach Figur 1 und 2 Verankerungsöffnungen 2 im Belagträger ausgebildet werden, in welche das Belagmaterial mit entsprechenden Vorsprüngen eingreift. Der erfindungsgemäße Belagträger, wie er in Figur 3 dargestellt ist, bietet daher derart viele Möglichkeiten zur Verankerung des Belagmaterials, daß hierbei eine besondere Verleimung des Belagmaterials mit dem Belagträger üverflussig wird. Daraus ergibt sich, wie bereits eingangs erwähnt wurde, eine wesentliche Kostensenkung beim Herstellungsverfahren von Bremsklötzen für Scheibenbremsen gegenüber den bisher üblichen Ausbildungen derartiger Bremsklötze. The left side of Figure j5 clearly shows the construction of a lining carrier according to the invention with four arcuate ones rising at right angles in the support area of the brake lining 3 Partition walls 7 In the illustrated embodiment, these partition walls 7 each have an anchoring opening 8, although several such anchoring openings can be formed in the intermediate walls 7 in order to to achieve an even better anchoring of the covering material in these partition walls. In addition, of course, can also. as in the embodiment according to FIGS. 1 and 2, anchoring openings 2 are formed in the lining carrier, in which the lining material engages with corresponding projections. The lining carrier according to the invention, as shown in Figure 3, therefore offers so many possibilities for anchoring the covering material that this requires a special gluing of the covering material with the brake disk becomes superfluous. As already mentioned at the beginning, this results in a significant cost reduction in the manufacturing process of brake pads for disc brakes compared to the conventional designs of such brake pads.
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