DE3309009A1

DE3309009A1 - Brake lining for drum brakes, in particular for vehicle drum brakes

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Publication number: DE3309009A1
Application number: DE19833309009
Authority: DE
Inventors: Tibor Dipl.-Ing. Gergely; Egon Dipl.-Ing. Dr. Jánosdeak; János Dipl.-Ing. Budapest Szabo
Original assignee: AUTOIPARI KUTATO FEJLESZTOE; Autoipari Kutato es Fejleszto Vallalat
Current assignee: AUTOIPARI KUTATO FEJLESZTOE; Autoipari Kutato es Fejleszto Vallalat
Priority date: 1983-03-14
Filing date: 1983-03-14
Publication date: 1984-09-27
Also published as: DE3309009C2

Abstract

Brake lining for drum brakes, in particular vehicle drum brakes, which has a friction face which adapts to the rotating surface of the brake drum and, on the opposite side, a supporting surface for attachment to the brake anchor plate and embedded in the friction brake lining material of which are a reinforcing filler comprising oriented fibres and/or reinforcing elements of rod-like configuration. To reduce brake squeal and prolong their life, the reinforcing fibres and/or rod elements enclose an acute angle of between 20 and 70 DEG with the normal of the friction surface along at least 60% of their length in the vertical projection onto the plane perpendicular to the axis of rotation of the friction surface of the brake lining.

Description

Bremsbelag für Trommelbremsen, insbesondere Brake linings for drum brakes, in particular

für Trommelbremsen von Fahrzeugen Gegenstand der Erfindung ist ein Bremsbelag für Trommelbremsen, insbesondere für die Trommelbremsen von Fahrzeugen, der aufgrund seines inneren Strukturaufbaues infolge seiner günstigen Wärmeleiteigenschaften eine längere Lebensdauer aufweist, kein Kreischen der Bremsen bzw. keine Bremsgeräusche verursacht. for drum brakes of vehicles The invention is a Brake lining for drum brakes, especially for the drum brakes of vehicles, due to its internal structure due to its favorable thermal conductivity properties has a longer service life, no screeching brakes or no braking noises caused.

Die Gesichtspunkte des Umweltschutzes bedingen bei den Fahrzeugen eine Verminderung der Bremsgeräusche, insbesondere die Beseitigung des Kreischens der Bremsen. Gleichzeitig verursacht die unzureichende Lebensdauer der Bremsbeläge Probleme, da eine der Hauptsorgen insbesondere des Betriebs von schweren Kraftfahrzeugen darin besteht, daß im Vergleich zu den übrigen Bauelementen die Bremsbeläge eine mehrfach kürzere Lebensdauer aufweisen, schnell verschleißen und ihr Ersatz kostenaufwendig ist. Durch ihre ungünstigen Wärmeleiteigenschaften beeinflussen die Bremsbeläge auch die Betriebsverhältnisse der an sie angeschlossenen Konstruktionselemente, in erster Linie der Bremstrommeln, und führen zu rasch erforderlich werdenden Reparaturen bzw. einem rasch erforderlich werdenden Ersatz der betreffenden Bauteile.The aspects of environmental protection require vehicles a reduction in braking noise, in particular the elimination of screeching the brakes. At the same time it causes the inadequate service life of the brake pads Problems as one of the major concerns in the operation of heavy vehicles in particular is that in comparison to the other components, the brake pads a have several times shorter service life, wear out quickly and are expensive to replace is. The brake pads have an impact on them due to their unfavorable thermal conductivity properties also the operating conditions of the construction elements connected to them, primarily the brake drums, and lead to repairs that become necessary quickly or a replacement of the relevant components that becomes necessary quickly.

Die bisher bekannten Lösungen waren bislang entweder wenig wirksam oder bedingten Konstruktionsänderungen, die nur durch neue Konstruktionslösungen verwirklicht werden können.The solutions known up to now have either been ineffective so far or conditional design changes that only result from new design solutions can be realized.

Das Kreischen der Bremsen versuchten die bekannten Vorschläge bzw. Konstruktionslösungen in zwei Richtungen zu vermindern. Bei der einen Lösungsrichtung wird die Bremstrommel so ausgeführt, daß sie keine Neigung zu Schwingungen aufweist. Die Schwingungsneigung wird durch auf die Außenfläche der Bremstrommel aufgespannte, eine hohe innere Dämpfung aufweisende Ringe bzw. Wicklungen oder durch in einem im Bremstrommelflansch vorgesehenen Kanal angeordnete Einsätze vermindert, die eine dämpfende Wirkung ausüben. Bei der anderen Lösungseinrichtung strebte man das Kreischen der Bremsen durch zweckdienliche Aus-gestaltung der Bremsbacke und des Bremsbelages zu vermindern.The screeching of the brakes tried the well-known suggestions or To diminish construction solutions in two directions. In one direction of solution the brake drum is designed so that it has no tendency to vibrate. The tendency to vibrate is due to the Outer surface of the brake drum spanned, high internal damping having rings or windings or through Reduced inserts arranged in a channel provided in the brake drum flange, which have a dampening effect. The other solution facility was aimed at the screeching of the brakes through appropriate design of the brake shoe and to reduce the brake lining.

Eine bekannte Lösung ist die Verwendung von Bremsbelägen unterschiedlicher Härte bzw. aus unterschiedlichen Materialien auf der gleichen Bremsbacke bzw. auf den einzelnen Bremsbacken innerhalb der gleichen Bremsvorrichtung. Bekannt ist weiterhin ein Bremsbelag, der entlang der Erzeugenden der Reibfläche unterschiedliche Elastizitätskoeffizienten aufweist bzw. unter Einwirkung der Druckkraft in unterschiedlichem Maße deformiert wird, da sich die Stärke des Bremsbelages entlang der Erzeugenden ändert bzw. bei konstanter Stärke im Belagsmaterial Einsätze mit vom Elastizitätsmodul des Belages abweichenden Elastizitätskoeffizienten eingebettet sind. Diese letztgenannten Ausführungsformen stellen jedoch eine von der derzeitigen Fertigungstechnologie der Bremsbeläge abweichende kostenaufwendigere technologische Lösung dar und deshalb ist ihre Anwendung bei Kraftfahrzeugen unwirtschaftlich.A known solution is the use of different brake pads Hardness or from different materials on the same brake shoe or on the individual brake shoes within the same braking device. Is still known a brake lining that has different coefficients of elasticity along the generatrix of the friction surface has or deformed to different degrees under the action of the compressive force because the thickness of the brake lining changes along the generatrix or at constant thickness in the covering material inserts with the modulus of elasticity of the covering different coefficients of elasticity are embedded. These latter embodiments however, represent a technology that differs from the current production technology for brake linings is a more expensive technological solution and therefore its application is at Motor vehicles uneconomical.

Durch die Erfindung wird die Aufgabe gelöst, das bei Trommelbremsen schwerer Kraftfahrzeuge auftretende Kreischen der Bremsen ohne Änderung der Form und der Abmessung der Bremsbeläge zu beseitigen und die sehr kurze Lebensdauer der derzeit hergestellten Bremsbeläge nach Möglichkeit zu erhöhen.The invention solves the problem with drum brakes Heavy motor vehicles screeching brakes without changing shape and the size of the brake pads and eliminate the very short life of the to increase currently manufactured brake pads whenever possible.

Dieser Zielsetzung folgend ist durch die Erfindung ein Bremsbelag für Trommelbremsen geschaffen, bei welchem durch Ausgestaltung der inneren Struktur des Bremsbelags eine Ausführungsform erreicht ist, die mit den zur Zeit angewandten technologischen Verfahren oder dazu ähnlichen Verfahren mit nur geringem Aufwand gefertigt werden kann.Following this objective, the invention provides a brake pad created for drum brakes, in which by design of the internal structure of the brake pad an embodiment is achieved that with the currently applied technological processes or processes similar to them with little effort can be manufactured.

Der technologische Aufwand der Fertigung von Bremsbelägen wird grundlegend durch die Methode der Anordnung der zur Verstärkung dienenden Einlagefasern bzw. Einlagestoffe bebeeinflußt, Im allgemeinen wird in unregelmäßiger Anordnung ein Einlagestoff verhältnismäßig kurzer Faserlängen in die Masse gemischt, aus der die bogenförmigen fertigen Bremsbeläge einzeln oder am Band durch Verpressen bzw. Fertigwalzen hergestellt werden. Die unregelmäßige Faseranordnung ist nicht die günstigste, technologisch jedoch die einfachste Lösung. Bekannt sind auch Vorschläge für Bremsbeläge mit regelmäßiger Faseranordnung.The technological effort involved in manufacturing brake pads will fundamentally through the method of arranging the reinforcement fibers or interlinings influenced, In general, in an irregular arrangement an interlining of relatively short fiber lengths mixed into the mass from which the curved finished brake pads individually or on the band by pressing or Finishing rolls are produced. The irregular fiber arrangement is not that cheapest, but technologically the simplest solution. Suggestions are also known for brake pads with regular fiber arrangement.

Vor Jahrzehnten wurde bereits erkannt, daß die im Verlaufe der Abnutzung des Bremsbelages auf der Reibfläche in ihrer ganzen Länge freigelegten Fasern kurzfristig aus dem Belag gerissen werden und ihre verstärkende und wärmeleitende Rolle nicht mehr erfüllen.Decades ago it was recognized that in the course of wear and tear of the brake lining on the friction surface exposed fibers in their entire length for a short time are torn from the surface and their reinforcing and heat-conducting role is not more fulfilling.

Um dieser Erscheinung vorzubeugen, werden nach einem Vorschlag die Verstärkungsfasern vorher so geordnet und zusammengefaßt, daß nach Ausfüllen der zwischen ihnen befindlichen Räume durch die Belagsmasse die Fasern oder deren Großteil in senkrechter Anordnung zur Reibfläche des fertiggestellten Bremsbelag liegen. Eine derartige Faseranordnung kann auch im Falle einer Gewebeeinlage erreicht werden, wenn die zur Reibfläche senkrecht angeordneten Fasern stärker und dicker als die diese zu einem Gewebe zusammenhaltenden Querfasern gemacht werden. Bekannt ist auch die zur Reibfläche im wesentlichen parallele Anordnung des Geflechts mit einer sich gegenseitig in einem spitzen Winkel kreuzenden Faseranordnung, bei der die Fasern bei ihrem Austreten auf die Reibfläche nicht in größeren Längen aus dem Material gerissen werden. Die aus unterschiedlichem Material bestehenden miteinander vermengten bzw. miteinander ein Geflecht bildenden Fasern erfüllen im Material der Bremsbeläge unterschiedliche Aufgaben. Die Asbestfasern mindern den Rückgang der mechanischen Festigkeit in Abhängigkeit von der Temperatur. Die zugemengten Metallfasern erhöhen ebenfalls die mechanische Festigkeit und versehen auch Wärmeleitungsfunktionen innerhalb des Bremsbelages. Die mechanische Festigkeit wurde früher auch durch verschiedene Einlagebleche z. B. durch perforierte Bleche erhöht, die parallel zur Reibfläche im Belagsmaterial angeordnet wurden.In order to prevent this phenomenon, the Reinforcing fibers previously arranged and summarized so that after filling out the spaces between them through the covering mass the fibers or most of them lie in a perpendicular arrangement to the friction surface of the finished brake lining. Such a fiber arrangement can also be achieved in the case of a fabric insert, if the fibers arranged perpendicular to the friction surface are stronger and thicker than the these are made into a fabric holding together transverse fibers. Is also known the arrangement of the mesh with one another, which is essentially parallel to the friction surface fiber arrangement crossing each other at an acute angle, in which the fibers when they emerge on the friction surface, not in greater lengths from the material be torn. Those made of different materials mixed together or with each other a braid forming fibers meet in the material of the brake linings different tasks. The asbestos fibers mitigate the mechanical decline Strength as a function of temperature. the admixed metal fibers also increase the mechanical strength and also provide heat conduction functions inside the brake pad. The mechanical strength was also earlier due to different Insert plates z. B. increased by perforated sheets that are parallel to the friction surface were arranged in the covering material.

Trotz all dieser auf die Verminderung des Kreischens der Bremsen abzielenden oder bestimmte Einlagen- bzw. Faseranordnungen enthaltenden Ausführungsformen blieb jedoch das Kreischen der Bremsen bei schweren Kraftfahrzeugen unabwendbar.Despite all of this aimed at reducing the screeching of the brakes or embodiments containing certain layers or fiber arrangements remained however, the screeching of the brakes is inevitable on heavy vehicles.

Eine Verminderung bzw. Beseitigung des Kreischens der Bremsen wird jedoch mit dem erfindungsgemäßen Bremsbelag erreicht, dessen Entwicklung auf der Erkenntnis beruht, daß die Steifigkeit des Bremsbelages gegen die auf die Reibfläche (Bremsfläche) wirkende Druckkraft und die Steifigkeit des Bremsbelages gegen die Reibungsscherkräfte bei Erhöhung der letzteren steifigkeit voneinander unabhängig gemacht und ihre Temperaturabhängigkeit beeinflußt werden kann, was durch die Verwendung und spezielle Anordnung von Verstärkungselementen im Belagsmaterial erreicht wird. Die Verstärkungselemente erhöhen, soweit sie gute Wärmeleiter sind, auch die Wärmeleitung in der zur Reibfläche des Bremsbelages senkrechten Richtung.A reduction or elimination of the screeching of the brakes is but achieved with the brake pad according to the invention, the development of which on the Knowledge is based on the fact that the stiffness of the brake lining against that on the friction surface (Braking surface) acting pressure force and the stiffness of the brake lining against the Frictional shear forces are independent of one another when the latter is increased in stiffness made and their temperature dependence can be influenced, which is through the use and special arrangement of reinforcement elements in the covering material is achieved. The reinforcement elements, if they are good heat conductors, also increase the heat conduction in the direction perpendicular to the friction surface of the brake lining.

Bei dem erfindungsgemäßen Bremsbelag für Trommelbremsen, insbesondere Trommelbremsen von Fahrzeugen, der eine sich an die Drehfläche der Bremstrommel anpassende Reibfläche und an der dieser gegenüberliegenden Seite eine zur Befestigung an dem Bremsträger dienende Stützfläche aufweist und in dessen Reibbremsbelagsmaterial ein aus orientiert angeordneten Fasern bestehender verstärkender Füllstoff und/oder Verstärkungselemente in faser- oder stabartiger Ausbildung eingebettet sind, schließen der Länge nach mindestens 60 % der Fasern und/oder Verstärkungsele- mente in ihrer senkrechten Projektion auf die zur Drehachse der Reibfläche senkrechte Ebene mit der Normalen zur Reibfläche einen spitzen Winkel zwischen 20 und 70° ein.In the brake lining according to the invention for drum brakes, in particular Drum brakes of vehicles, the one attached to the rotating surface of the brake drum matching friction surface and on the side opposite this one for fastening has on the brake carrier serving support surface and in its friction brake lining material a reinforcing filler consisting of oriented fibers and / or Reinforcing elements are embedded in fiber-like or rod-like training, close at least 60% of the length of the fibers and / or reinforcement elements ments in its perpendicular projection onto that perpendicular to the axis of rotation of the friction surface The plane forms an acute angle between 20 and 70 ° with the normal to the friction surface.

Bei einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung sind die verstärkenden Füllstoff-Fasern und/oder verstärkenden Elemente innerhalb des Bremsbelages aus mehreren unterschiedlichen Materialien, aus kontinuierlichen oder diskontinuierlichen Fasern ausgebildet, die vorzugsweise zu einem gewobenen oder geklebten Geflecht vereinigt sind und die in mehreren zur Achse der Reibfläche senkrechten Schichten im Bremsbelag angeordnet sind oder eine aus mehreren Geflechten unterschiedlichen Materials wellenlinienförmig bzw. sägezahnartig gefaltete Einlage bilden und in einer oder in mehreren Schichten übereinander im Bremsbelag angeordnet sind, wobei die Anordnungsrichtung der gefalteten Abschnitte der im Anspruch 1 angegebenen Bedingung entspricht.In an advantageous embodiment of the invention, the reinforcing Filler fibers and / or reinforcing elements within the brake lining several different materials, from continuous or discontinuous Fibers formed, which are preferably into a woven or glued braid are united and in several layers perpendicular to the axis of the friction surface are arranged in the brake lining or one of several braids different Materials to form a wavy or sawtooth-like folded insert and in one or more layers are arranged one above the other in the brake lining, wherein the arrangement direction of the folded portions of the condition specified in claim 1 is equivalent to.

Durch die erfindungsgemäße Orientierung der verstärkenden Füllstoffasern und/oder verstärkenden Elemente können die Steifigkeit des Bremsbelages gegen die auf die Reibfläche wirkende Druckkraft und die Steifigkeit des Bremsbelages gegen die Reibungsscherkraft voneinander unabhängig gemacht werden, wobei letztere Steifigkeit im Vergleich zur Steifigkeit des Bremsbelagsmaterials in wesentlichem Maße erhöht werden kann, und da der Elastizitätsbeiwert der Verstärkungselemente um mindestens eine Größenordnung größer, ihre Temperaturabhängigkeit hingegen kleiner als die des Bremsbelagsmaterials ist, kann auch die Temperaturabhängigkeit des ganzen Bremsbelages beeinflußt werden.Due to the inventive orientation of the reinforcing filler fibers and / or reinforcing elements can reduce the stiffness of the brake lining against the Pressure force acting on the friction surface and the stiffness of the brake lining against the frictional shear force can be made independent, the latter being stiffness increased significantly compared to the stiffness of the brake lining material can be, and since the coefficient of elasticity of the reinforcement elements by at least an order of magnitude larger, but its temperature dependence smaller than that of the brake lining material, the temperature dependence of the entire brake lining can also be to be influenced.

Wenn die Steifigkeit gegen die auf die Reibfläche des Bremsbelages wirkenden Druckkräfte und die Steifigkeit gegen die Reibungsscherkräfte in gewissen Grenzen voneinander unabhängig sind, kann ein derartiger erfindungsgemäßer Bremsbelag hergestellt werden, der sich unter Einwirkung der Druckkräfte derart deformiert, daß der Bremsbelag mit seiner ganzen Reibfläche an der Innenfläche der sich unter Belastung deformierenden Bremstrommel anliegt, und der gleichzeitig jedoch gegen die auftretenden Scherkräfte eine hohe Steifigkeit mit einer kleinstmöglichen elastischen Deformation aufweist, da der Bremsbelag wegen der unter Einwirkung der sich ändernden Deformation zustandekommenden, ebenfalls veränderlichen Scherspannungen das Bremskreischen verursachende longitudinale und gekoppelte Biegeschwingungen in der Bremstrommel erregt. Diese Schwingungen verursachen eine bedeutende Luftschallstrahlung, was durch das Kreischen der Bremsen in Erscheinung tritt. Die zuvor erwähnten Bremsbelagschwingungen verursachen Schwankungen der relativen Gleitgeschwindigkeit (#) zwischen dem Bremsbelag und der Bremstrommel und dadurch auch der Scherspannung (#), demzufolge auf der Bremstrommel in dem Falle besonders große longitudinale Schwingungen erregt werden, wenn die Bremsbelagsfrequenzen fs mit den Eigenfrequenzen der Bremstrommel fd zusammenfallen.When the stiffness against that on the friction surface of the brake lining acting compressive forces and the rigidity against the frictional shear forces in certain Limits are independent of one another, such a brake lining according to the invention be made, which is located under Action of the pressure forces like this deformed that the brake lining with its entire friction surface on the inner surface of the Deforming brake drum under load is applied, and at the same time, however against the occurring shear forces a high rigidity with the lowest possible having elastic deformation, as the brake lining because of the action of the changing deformation occurring, also changeable shear stresses the longitudinal and coupled flexural vibrations causing the screeching of the brakes excited in the brake drum. These vibrations cause significant airborne sound radiation, what appears through the screeching of the brakes. The aforementioned brake pad vibrations cause fluctuations in the relative sliding speed (#) between the brake pads and the brake drum and thereby also the shear stress (#), consequently on the Brake drum in the case particularly large longitudinal vibrations are excited, when the brake lining frequencies fs coincide with the natural frequencies of the brake drum fd.

Meit einer starken Erhöhung des Wertes des Schubelastizitätsmoduls G des Bremsbelagmaterials und einer wesentlichen Verminderung seiner Temperaturabhängigkeit kann eine wirksame Minderung oder vollständige Beseitigung des Kreischens der Bremsen erreicht werden. In diesem Falle verschieben sich nämlich die Eigenfrequenzen des Bremsbelages im gesamten Betriebstemperaturbereich in den Bereich des Ultraschalls. Die erwähnte günstige Wirkung der Erhöhung des G-Wertes konnte bisher in der Praxis nur bis zu einer gewissen Grenze zur Geltung kommen, da die geometrischen Ungenauigkeiten der Bremsvorrichtung umso größere örtliche Schwankungen des Auflagedruckwertes (p) und gleichzeitig des Bremsmomentes bewirken, je größer der Elastizitätsmodul E des Bremsbelages ist, der sich bekanntlich proportional zu G verändert. Derartige örtliche Druckschwankungen sind zugleich auch mit der ungleichmäßigen Temperaturverteilung und der Verminderung der Lebensdauer des Bremsbelags verbunden.With a strong increase in the value of the modulus of elasticity G of the brake lining material and a significant reduction in its temperature dependence can effectively reduce or eliminate the screeching of the brakes can be achieved. In this case, the natural frequencies of the shift Brake lining in the entire operating temperature range in the range of ultrasound. The aforementioned beneficial effect of increasing the G value has so far been possible in practice only come into play up to a certain limit, because the geometric inaccuracies of the braking device, the greater the local fluctuations in the contact pressure value (p) and at the same time the braking torque, the greater the modulus of elasticity E des Brake lining is known to change proportionally to G. Such local Pressure fluctuations are at the same time also with the uneven temperature distribution and the diminution linked to the service life of the brake lining.

Die Verbesserung der mit dem Kreischen der Bremsen und mit der Lebensdauer des Bremsbelags in Beziehung stehenden Eigenschaften begründet demgemäß den Einsatz von nichtisotropen Werkstoffen, bei denen der für homogene und isotrope Werkstoffe charakteristische enge Zusammenhang der Werte G und E nicht zur Geltung kommt.Improving with the screeching of the brakes and with the life of the brake lining related properties justifies the use of non-isotropic materials, where the one for homogeneous and isotropic materials The characteristic close relationship between the values G and E does not apply.

Die Erfindung wird im einzelnen anhand mehrerer Ausführungsbeispiele mit Hilfe der Zeichnung erläutert. In der Zeichnung zeigt: Fig. 1 schematisch die sich an die Bremstrommel anschmiegende, mit dem Bremsbelag versehene Bremsbacke, Fig. 2 die Anordnung der Verstärkungselemente in dem erfindungsgemäßen Bremsbelag mit geometrischen Bezeichnungen, und Fig. 3-7 die einzelnen Ausführungsbeispiele mit unterschiedlich ausgebildeten, orientierten Elementen.The invention will be explained in detail on the basis of several exemplary embodiments explained with the help of the drawing. In the drawing: Fig. 1 shows schematically the brake shoe fitted with the brake lining and clinging to the brake drum, 2 shows the arrangement of the reinforcing elements in the brake lining according to the invention with geometric designations, and FIGS. 3-7 the individual exemplary embodiments with differently trained, oriented elements.

Fig. 1 zeigt die Bremsbacke 1 der Trommelbremse mit dem Bremsbelag 2 in der Bremstrommel 3. An die innere Zylinderfläche 7 der den Radius R aufweisenden Bremstrommel 3 schmiegt sich der Bremsbelag 2 mit seiner äußeren zylindrischen Reibfläche 8 an. Der Bremsbelag 2 ist an seiner zu seiner Reibfläche 8 abstandsgleich verlaufenden inneren zylindrischen Auflagefläche 6 durch eine Klebeverbindung an der den Bremsträger bildenden Backe 1 befestigt.Fig. 1 shows the brake shoe 1 of the drum brake with the brake lining 2 in the brake drum 3. To the inner cylinder surface 7 of the radius R having Brake drum 3, the brake lining 2 hugs with its outer cylindrical friction surface 8 at. The brake lining 2 is equidistant from its friction surface 8 inner cylindrical bearing surface 6 by an adhesive connection to the brake carrier forming jaw 1 attached.

Fig. 2 zeigt das erste Ausführungsbeispiel des Bremsbelags 2. Der linke Teil der Fig. 2 zeigt die Anordnung der Vielzahl der Verstärkungselemente in der senkrechten Projektion auf die zur Drehachse der Bremstrommel senkrechte Ebene und der rechte Teil der Fig. zeigt in der gleichen Projektion je ein Verstärkungselement mit den zugehörigen Bezeichnungen. Die faser- oder fadenförmigen Verstärkungselemente sind von aus einer Kupferlegierung hergestellten Verstärkungsfasern 4 und 5 gebildet. Die Verstärkungsfasern 5 positiver Steigung schließen in ihrer senkrechten Projektion auf die zur Achse der Reib fläche 8 senkrechte Ebene mit der Normalen n zu der Reibfläche 8 des Bremsbelages 2 einen Winkel von α= 60° ein.Fig. 2 shows the first embodiment of the brake pad 2. The left part of Fig. 2 shows the arrangement of the plurality of reinforcing elements in the vertical projection onto that perpendicular to the axis of rotation of the brake drum Plane and the right part of the figure shows in the same projection one reinforcement element each with the associated designation. The fibrous or filamentary Reinforcing elements are made of reinforcing fibers made of a copper alloy 4 and 5 formed. The reinforcing fibers 5 positive slope close in their perpendicular projection onto the plane perpendicular to the axis of the friction surface 8 with the normal n to the friction surface 8 of the brake lining 2 has an angle of α = 60 ° a.

Die Verstärkungsfasern 4 negativer Steigung schließen in ihrer senkrechten Projektion auf die zur Achse der Reibfläche 8 senkrechte Ebene mit der Normalen n der Reibfläche 8 des Bremsbelages 2 einen Winkel von ß = 600 ein, so daß der von den Verstärkerfasern 4 und 5 eingeschlossene Winkel α + ß =1200beträgt. Etwa die Hälfte sämtlicher in dem die Verstärkungsfasern 4 und 5 enthaltenden Bremsbelagsmaterial 9 befindlichen Verstärkungsfasern bilden die Verstärkungsfasern 4, die mit der Normalen n den Winkel ß einschließen, die andere Hälfte bilden die Verstärkungsfasern 5, die mit der Normalen n den Winkel α einschließen. Der Großteil der Verstärkungsfasern 4 und 5 sind in zur Achse der Reibfläche 8 senkrechten Ebenen angeordnet. Die Fasern zeigen eine annähernd logarithmische Spiralform, sodaß sie tatsächlich den Winkel α bzw. ß mit der Normalen n nicht ausschließlich in der auf die Ebene fallenden Projektion einschließen. Das Material des Bremsbelages 9 ist auf Kunststoffbasis mit Füllstoffen gemischt hergestellt. Sein Elastizitätsmodul ist geringer als der Elastizitätsmodul der Verstärkungsfasern 4 und 5, die zum Teil als -Elementarfasern, zum Teil als aus mehreren Elementarfasern bestehenden Litzen vorliegen.The reinforcing fibers 4 of negative pitch close in their perpendicular Projection onto the plane perpendicular to the axis of the friction surface 8 with the normal n the friction surface 8 of the brake lining 2 an angle of ß = 600, so that of the included angles α + β = 1200 by the amplifier fibers 4 and 5. Approximately half of all in the brake lining material containing the reinforcing fibers 4 and 5 9 located reinforcing fibers form the reinforcing fibers 4, which with the normal n enclose the angle ß, the other half form the reinforcing fibers 5, which enclose the angle α with the normal n. Most of the reinforcing fibers 4 and 5 are arranged in planes perpendicular to the axis of the friction surface 8. The fibers show an approximately logarithmic spiral shape, so they actually represent the angle α or ß with the normal n not exclusively in the one falling on the plane Include projection. The material of the brake lining 9 is based on plastic made mixed with fillers. Its modulus of elasticity is lower than that Modulus of elasticity of the reinforcing fibers 4 and 5, some of which are used as elementary fibers, in some cases as strands consisting of several elementary fibers.

Der Bremsbelag 2 weist entgegen der in Richtung der Normalen n wirkenden Kompressionskraft eine Steifigkeit auf, die zu der der bekannten Bremsbeläge annähernd ähnlich ist. Entgegen der in Richtung der Tangente an die Reibfläche 8 wirkenden Reibkraft zeigt er jedoch im Vergleich zu den bekannten Bremsbelägen eine größere Steifigkeit, da die Verschiebung der äquidistanten Schichten des Bremsbelages 2 unter Einwirkung der Scherspannungen um mehrere Größenordnungen verringert ist. Infolge der Verwendung von einen hohen und von der Temperatur wenig abhängigen Elastizitätsmodul aufweisenden Verstärkungsfasern 4 und 5 vermindert sich die Änderung der Steifigkeit des sich erwärmenden Bremsbelages 2 gegen die Reibungskräfte in Abhängigkeit von der Temperatur kaum, da der die Verstärkungselemente 4 und 5 ein starkes Gerüst in dem unter Einwirkung der ansteigenden Temperatur sich erweichenden Werkstoff des Bremsbelags bilden.The brake lining 2 points opposite to that acting in the direction of the normal n Compression force has a stiffness that approximates that of the known brake linings is similar. Opposite to that acting on the friction surface 8 in the direction of the tangent However, it shows a greater frictional force compared to the known brake linings Stiffness, since the shift of the equidistant layers of the Brake lining 2 reduced by several orders of magnitude under the action of the shear stresses is. As a result of the use of a high and little dependent on the temperature Reinforcing fibers 4 and 5 having elastic modulus, the change is reduced the rigidity of the heating brake lining 2 against the frictional forces in There is hardly any dependence on the temperature, since the reinforcement elements 4 and 5 are one strong framework in which softening under the influence of the rising temperature Form the material of the brake lining.

Das zweite Ausführungsbeispiel des Bremsbelags 2 in dem zur Achse der Reibfläche 8 senkrechten Schnitt, d.h. im Querschnitt, zeigt die Fig. 3. Die im Bremsbelagsmaterial 9 Geflechtplatten 10 bildenden Fasern bilden die Verstärkungselemente. Die Geflechtplatten 10 sind in zur Achse der Reibfläche 8 senkrechten parallelen Ebenen angeordnet. Der Aufbau der Geflechtplatten 10 ist zu dem der in Fig. 2 dargestellten Ausführungsform identisch, d.h. die Verstärkungsfasern 5 schließen in ihrer senkrechten Projektion auf die zur Achse der Reibfläche 8 senkrechte Ebene mit der Normalen n zur Reibfläche 8 des Bremsbelages 2 einen Winkel von α # 60° ein. Die Verstärkungsfasern 4 schließen in ihrer senkrechten Projektion auf die zur Achse der Reibfläche 8 senkrechte Ebene mit der Normalen n der Reibfläche 8 des Bremsbelages 2 einen Winkel von ß - 600 ein, sodaß der von den Verstärkungsfasern 4 und 5 gemeinsam eingeschlossene Winkel α +ß # 120° beträgt.The second embodiment of the brake pad 2 in that to the axis The vertical section of the friction surface 8, i.e. in cross section, is shown in FIG in the brake lining material 9 braided plates 10 forming fibers form the reinforcing elements. The braided plates 10 are parallel to the axis of the friction surface 8 perpendicular Arranged levels. The structure of the braided plates 10 is the same as that shown in FIG Embodiment identical, i.e. the reinforcing fibers 5 close in their perpendicular Projection onto the plane perpendicular to the axis of the friction surface 8 with the normal n to the friction surface 8 of the brake lining 2 an angle of α # 60 °. The reinforcing fibers 4 close in their perpendicular projection to that perpendicular to the axis of the friction surface 8 Plane with the normal n of the friction surface 8 of the brake lining 2 forms an angle of β - 600, so that that of the reinforcing fibers 4 and 5 enclosed together Angle α + ß # 120 °.

Etwa die Hälfte sämtlicher in dem die Verstärkungsfasern 4 und 5 enthaltenden Bremsbelagsmaterial 9 befindlichen Verstärkungsfasern bilden die Verstärkungsfasern 4, die mit der Normalen n den Winkel ß einschließen, die andere Hälfte bilden die Verstärkungsfasern 5, die mit der Normalen n den Winkel α einschließen.About half of all in the one containing the reinforcing fibers 4 and 5 Brake lining material 9 located reinforcing fibers form the reinforcing fibers 4, which enclose the angle ß with the normal n, the other half form the Reinforcing fibers 5, which enclose the angle α with the normal n.

Die Fig. 4 zeigt den dem dritten Ausführungsbeispiel entsprechenden Bremsbelag 2 in der senkrechten Projektion auf die zur Drehachse der Reibfläche 8 senkrechte Ebene. In dem Belagsmaterial 9 ist der kontinuierliche (durchgehende) Faden 11 in der zur genannten Drehachse senkrechten Ebene zickzackförmig gefaltet angeordnet. Der Verstärkungsfaserabschnitt 12 schließt mit der Normalen n der Reibfläche 8 einen Winkel von α # 50°ein, der Verstärkerfaserabschnitt 13 hingegen mit der Normalen n einen Winkel von 100. Sämtliche kontinuierlichen (durchgehenden) Fasern 11 sind derart gefaltet und angeordnet in dem Belagsmaterial 9 eingebettet, daß der Verstärkungsfaserabschnitt 12 länger als der Verstärkungsrfaserabschnitt 13 ist, sodaß die Faseranordnung die erfindungsgemäß festgelegte Bedingung erfüllt, wonach in der zur Drehachse senkrechten Projektion der Länge nach gesehen mehr als 60 % der Verstärkungsfasern mit der Normalen n einen Winkel zwischen 20 und 70° einschließt, da die längeren Verstärkungsabschnitte eine Winkellage von α = 50°haben.4 shows that corresponding to the third exemplary embodiment Brake lining 2 in the vertical projection onto the axis of rotation of the friction surface 8 vertical plane. In the covering material 9 is the continuous (continuous) Thread 11 folded in a zigzag shape in the plane perpendicular to said axis of rotation arranged. The reinforcing fiber section 12 closes with the normal n of the friction surface 8 an angle of α # 50 °, the amplifier fiber section 13, however, with of the normal n an angle of 100. All continuous (uninterrupted) Fibers 11 are folded and arranged in such a way that they are embedded in the covering material 9, that the reinforcing fiber section 12 is longer than the reinforcing fiber section 13 so that the fiber arrangement fulfills the condition defined according to the invention, according to which in the projection perpendicular to the axis of rotation, viewed lengthwise, more than 60% of the reinforcement fibers form an angle between 20 and 70 ° with the normal n includes, since the longer reinforcement sections have an angular position of α = 50 °.

Das vierte Ausführungsbeispiel des Bremsbelags 2 zeigt die Fig. 5 in einer zur Achse der Reibfläche 8 senkrechten Projektion. Die im Bremsbelagsmaterial 9 zickzackförmig gefaltete Geflechtplatten 14 bildenden Fasern bilden die Verstärkungselemente. Die Kettfäden und die Schußfäden der Geflechtplatten 14 liegen senkrecht zueinander und das Quadratmaschennetz ist entlang der Quadratdiagonalen gefaltet im Bremsbelagsmaterial 9 angeordnet. Sowohl der Faltungsabschnitt 15 als auch der Faltungsabschnitt 16 schließt mit der Normalen n zu der Reibfläche 8 einen annähernd 45° betragenden Winkel α bzw.The fourth exemplary embodiment of the brake lining 2 is shown in FIG. 5 in a projection perpendicular to the axis of the friction surface 8. The ones in the brake lining material 9 fibers forming zigzag folded braid plates 14 form the reinforcing elements. The warp threads and the weft threads of the braided plates 14 are perpendicular to one another and the square mesh is folded in the brake lining material along the square diagonal 9 arranged. Both the folding section 15 and the folding section 16 closes with the normal n to the friction surface 8 an approximately 45 ° Angle α or

ß ein, so daß die Faltungsabschnitte 15 und 16 miteinander einen Winkel von 900 einschließen. Im Bremsbelagsmaterial sind drei Geflechtplatten 14 übereinander angeordnet, wobei jede zweite Faltungskante der einzelnen Plattenschichten einander zugewendet, und die da- zwischenliegenden Faltungskanten einander abgewendet sind. In dem zur Drehachse der Reibfläche 8 senkrechten Schnitt schließen die Fäden der Geflechtplatten 14, das heißt sämtliche Verstärkungsfasern, mit der Normalen n annähernd einen Winkel von α # ß #45° ein. ß a, so that the folding portions 15 and 16 one with each other Include angles of 900. There are three braided plates 14 in the brake lining material arranged one above the other, with every second folding edge of the individual plate layers facing each other, and the intermediate folding edges are turned away from each other. In the section perpendicular to the axis of rotation of the friction surface 8 close the threads of the braided plates 14, i.e. all reinforcing fibers, with the normal n approximately an angle of α # ß # 45 °.

Anstelle der Geflechtplatten 14 können auch ähnliche Durchbrüche aufweisende perforierte Bleche verwendet werden. Das fünfte Ausführungsbeispiel des Bremsbelags 2 zeigt die Fig. 6 in der zur Achse der Reibfläche 8 parallelen Projektion. Die im Bremsbelagsmaterial 9 eingebetteten, aus ungeordneten Elementarfasern aufgebauten Matten 17 bilden die Verstärkungselemente. Die Matten 17 sind im Bremsbelagsmaterial 9 gefaltet angeordnet.Instead of the braided plates 14, similar openings can also be used perforated sheets are used. The fifth embodiment of the brake pad 2 shows FIG. 6 in the projection parallel to the axis of the friction surface 8. the embedded in the brake lining material 9, composed of disordered elementary fibers Mats 17 form the reinforcement elements. The mats 17 are in the brake lining material 9 arranged folded.

Sowohl der Faltungsabschnitt 18 als auch der Faltungsabschnitt 19 schließt mit der Normalen n der Reibfläche 8 einen Winkel von annähernd 60° ein und die Faltungsabschnitte 18 und 19 schließen miteinander einen Winkel von 120° ein. Im Bremsbelagsmaterial 9 sind mehrere Matten abstandsgleich übereinander angeordnet, die einzelnen Matten 17 sind ineinander gelegt und ihre Faltungskanten aneinander angepaßt angeordnet, wobei die Faltungskanten zur Erzeugenden der Reibfläche 8 im wesentlichen parallel verlaufen. In der senkrechten Projektion auf die zur Achse der Reibfläche 8 senkrechte Ebene sind die Elementarfasern in den Matten 17 ungeordnet, jedoch im allgemeinen in ihrer Längsausdehnung zur Ebene der Mattenschicht parallel, sodaß ihre Lage statistisch identisch mit der Lage der Faltungsabschnitte 18 bzw. 19 ist, d.h. daß die Verstärkungselemente mit der Normalen n einen Winkel von α # ß # 60° einschließen.Both the folding section 18 and the folding section 19 forms an angle of approximately 60 ° with the normal n of the friction surface 8 and the folding portions 18 and 19 form an angle of 120 ° with one another a. In the brake lining material 9, several mats are arranged one above the other at the same distance, the individual mats 17 are placed one inside the other and their folding edges against each other arranged adapted, the folding edges for generating the friction surface 8 in the run essentially parallel. In the perpendicular projection onto the axis the plane perpendicular to the friction surface 8, the elementary fibers in the mats 17 are disordered, but generally parallel in their length to the plane of the mat layer, so that their position is statistically identical to the position of the folding sections 18 or 19, i.e. that the reinforcing elements make an angle of α with the normal n Include # ß # 60 °.

Fig. 7 zeigt das sechste Ausführungsbeispiel des Bremsbelags 2 in einer zur Achse der Reibfläche 8 senkrechten Projektion. Im Bremsbelagsmaterial 9 sind kurze Elementarfasern 20 aus natürlichem Material ungeordnet eingebettet. Mit der Gesamtlänge dieser eine gleiche Ge- samtlänge aufweisenden, aus einem einen größeren Elastizitätsmodul aufweisenden Material als das der vorgenannten hergestellten geraden Verstärkungsfasern 21 sind in einer Lage eingebettet, daß sie mit der Normalen n der Reibfläche 8 annähernd einen Winkel von α = 45° einschließen, annähernd parallel zueinander und senkrecht zur Erzeugenden der zylindrischen Reibfläche 8 liegen. Daraus ergibt sich, daß mehr als 60 % der Verstärkungselemente bzw. Fasern mit der Normalen n in der zur Drehachse der Reibfläche 8 senkrechten Ebene einen Winkel von 45° einschließen.Fig. 7 shows the sixth embodiment of the brake pad 2 in a projection perpendicular to the axis of the friction surface 8. In the brake pad material 9 short elementary fibers 20 made of natural material are embedded in a random manner. With the total length of this one equal overall length, made of a material having a greater modulus of elasticity than that of the aforementioned produced straight reinforcing fibers 21 are embedded in a layer that it with the normal n of the friction surface 8 approximately an angle of α = 45 ° include, approximately parallel to each other and perpendicular to the generatrix of the cylindrical Friction surface 8 lie. It follows that more than 60% of the reinforcement elements or fibers with the normal n in the direction perpendicular to the axis of rotation of the friction surface 8 Include the plane at an angle of 45 °.

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Claims

Brake lining for drum brakes, in particular for drum brakes from Vehicles claims 1. Brake lining for drum brakes, in particular for drum brakes of vehicles, the friction surface adapted to the rotating surface of the brake drum and on the side opposite this one for attachment to the brake carrier Has serving support surface and oriented in the brake lining material from arranged fibers of existing reinforcing filler and / or reinforcing elements rod-like embodiment are embedded, characterized in that the reinforcing fibers and / or bar elements to at least 60% of the sum of their lengths in the vertical Projection onto the plane perpendicular to the axis of rotation of the friction surface of the brake lining with the normal to the friction surface an acute angle between 20 ° and 70 ° (a and / or ß) include.

2. Brake lining according to claim 1, characterized in that the reinforcing elements consist of several different materials within the same brake lining.

3. Brake pad according to claim 1 or 2, characterized in that the reinforcing fibers are combined into a braid.

4. Brake pad according to claim 1, characterized in that the reinforcing fibers and / or bar elements formed by a perforated sheet metal or pressed mesh are.

5. Brake pad according to one of claims 1 to 4, characterized in that that the modulus of elasticity of the material of the reinforcing fibers and / or rod elements is at least one order of magnitude larger than that of the brake lining material.

6. Brake lining according to claim 1, characterized in that the reinforcing fibers are folded and the individual folding sections in the vertical projection on the plane perpendicular to the axis of the friction surface with the normal to the friction surface Include an acute angle between 20 ° and 70 ° (α and / or ß).

7. Brake pad according to claim 6, characterized in that the folded Threads in the brake lining material in several layers one above the other and / or next to one another are arranged.

8. Brake pad according to claim 1, characterized in that the elementary Reinforcing fibers are combined to form a mat which is folded several times, wherein the individual folding sections in the vertical Projection on the plane perpendicular to the axis of the friction surface with the normal to the friction surface Include acute angles between 20 ° and 70 ° (& and / or ß).

9. Brake pad according to claim 1, characterized in that the elementary Reinforcement elements as independent straight pieces of fiber in the brake lining material are arranged.