DE3314312A1

DE3314312A1 - Brake shoe

Info

Publication number: DE3314312A1
Application number: DE19833314312
Authority: DE
Inventors: Bernd Dr. 8014 Neubiberg Breuckmann; Hans 8066 Unterbachern Marcher; Franz 8000 München Michel; Manfred Dipl.-Ing. 8044 Unterschleißheim Schiller
Original assignee: MAN Maschinenfabrik Augsburg Nuernberg AG
Current assignee: MAN Truck and Bus SE
Priority date: 1983-04-20
Filing date: 1983-04-20
Publication date: 1984-10-25

Abstract

For damping braking noises in the case of brake shoes (10), it is proposed for the brake shoe to be provided over the entire face (F) with a high, largely uniform structural damping in the audible frequency range. This can be achieved either by corresponding rigidity of the carrier plate (11) of the brake shoe (10) or by attaching vibration dampers (11''') or by a combination thereof. <IMAGE>

Description

Bremsbacke Brake shoe

Die Erfindung bezieht sich auf eine Bremsbacke mit einer zur Halterung eines Reibbelages, zur Führung und Abstützung dienenden Tragerplatte.The invention relates to a brake shoe with a holder a friction lining, supporting plate serving for guidance and support.

Bremsbacken gibt es in vielseitigen Ausführungen, wie z.B. die bei den Fahrzeugen üblichen Trommelbremsen mit gewölbter Bremsfla.che, die Scheibenbremsen mit ebener Bremsfläche. Auch die Druckübertragungseinrichtungen für die Bremsbacken werden auf vielfältiger Art und Weise ausgestaltet. Es hat sich jedoch im Gebrauch der Bremsen und weitgehend unabhängig von deren Ausgestaltung gezeigt, daß oft und aus unerklärlichen Gründen der Bremsvorgang mit störenden Bremsgeräuschen begleitet wird.Brake shoes are available in a wide variety of designs, such as those at The drum brakes with a curved brake surface that are common in vehicles, the disc brakes with a flat braking surface. Also the pressure transmission devices for the brake shoes are designed in a variety of ways. However, it has been in use the brakes and largely independent of their design shown that often and for inexplicable reasons, the braking process is accompanied by annoying brake noises will.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, durch entsprechende Ausgestaltung der Bremsbacke in dieser Hinsicht eine Abhilfe zu schaffen.The invention is based on the object through appropriate design the brake shoe to provide a remedy in this regard.

Die Aufgabe wird erfindungsgemaß dadurch gelöst, daß die Bremsbacke über die gesamte Fläche eine hohe, gleichmäßige Strukturdämpfung im hörbaren Frequenzbereich hat.The object is achieved according to the invention in that the brake shoe A high, even structural attenuation in the audible frequency range over the entire surface Has.

Diese Lösung beruht auf die Erkenntnis, daß bei lokal begrenzter Kraftübertragung im Bremsvorgang durch die Reibung zwischen dem beweglichen Teil und dem Reibbelag eine Schwingungsbewegung in der Trägerplatte angeregt wird, die in den Randbereichen der Trägerplatte Schallwellen im hörbaren Frequenzbereich erzeugt. Ausreichend für die Entstehung von Geräuschen sind lokal begrenzte Schwingungszentren mit verringerter Strukturdämpfung auch bei einzelnen Frequenzen, auch wenn die Dämpfung für das Gesamtsystem hoch ist.This solution is based on the knowledge that with locally limited power transmission during the braking process due to the friction between the moving part and the friction lining an oscillatory movement is excited in the carrier plate in the edge areas the carrier plate generates sound waves in the audible frequency range. Enough for the emergence of noises are locally limited centers of vibration with reduced Structural damping even at individual frequencies, even if the damping is for the entire system is high.

Mit der erfindungsgemäßen Lösung wird die Bremsbacke nicht nur in der gesamten Struktur, sondern auch lokal gedämpft, so daß nahezu keine Schwingungszentren zumin des in höheren Frequenzbereichen angeregt werden.With the solution according to the invention, the brake shoe is not only in the entire structure, but also locally damped, so that almost no centers of vibration at least be excited in higher frequency ranges.

Die Trägerplatte ist so ausgebildet, daß die Bremskraft mit einer über die gesamte Fläche hinweg annähernd homogenen Flächenpressung auf den Reibbelag übertragbar ist.The carrier plate is designed so that the braking force with a Almost homogeneous surface pressure on the friction lining over the entire surface is transferable.

Hiermit kommt aufgrund der weitgehend gleichmaßigen Verteilung der Bremskraftübertragung der Bremsbelag und die Trägerplatte überall zur Anlage, womit schwingungsfähige Bereiche unterdrückt werden und eine gezielte Schwingungsdämpfung über die gesamte Trägerplatte erreicht wird.This is due to the largely even distribution of the Brake force transmission of the brake lining and the carrier plate everywhere to the system, with what areas that can vibrate are suppressed and targeted vibration damping is achieved over the entire carrier plate.

Ein weiterer Beitrag zur Schwingungsdämpfung kann dadurch erreicht werden, daß der Reibbelag die gesamte Fläche der Trägerplatte ausfüllt.A further contribution to vibration damping can thereby be achieved be that the friction lining fills the entire surface of the carrier plate.

Gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung ist die Tragerplatte mit einer weitgehend homogenen Steifigkeit ausgelegt. Diese Ausgestaltung eignet sich insbesondere für kleinere Bremsbackendimensionen.According to one embodiment of the invention, the support plate is with a largely homogeneous rigidity. This configuration is particularly suitable for smaller brake shoe dimensions.

In einer einfachen Ausgestaltung der Erfindung kann die gewünschte Steifigkeit durch auf die Fläche der Trägerplatte verteilte Versteifungsrippen erreicht werden, wodurch ein Kompromiß zwischen Anhebung der Steifigkeit und Reduzierung der Masse der Trägerplatte geschlossen wird. Die Versteifungsrippen gehen vorzugsweise in die Zustellelemente ein, so daß die Bremskrafteinleitung über die Rippen in weiten Bereichen der Trägerplatte erfolgt.In a simple embodiment of the invention, the desired Rigidity achieved by stiffening ribs distributed over the surface of the carrier plate thereby creating a compromise between increasing the stiffness and reducing it the mass of the carrier plate is closed. The stiffening ribs preferably go into the infeed elements, so that the introduction of braking force across the ribs is wide Areas of the carrier plate takes place.

Der Vorteil dieser Ausführungen liegt ferner darin, daß sie direkt als Gußeisenkonstruktion ohne weitere zusätzliche Maßnahmen und mit wenig Zusatzgewicht hergestellt werden können.The advantage of these designs is also that they are direct as a cast iron construction without further additional measures and with little additional weight can be produced.

Bei den herkömmlichen Bremsbacken erfolgt die Bremskraftübertragung über Versteifungen im Mittelbereich der Trägerplatte. In diesen Fällen kann eine weitgehende Reduzierung des Bremsquietscheffektes erreicht werden, wenn die Seitenbereiche der Trägerplatten zusätzliche Versteifungen erhalten.With conventional brake shoes, the braking force is transmitted Via stiffeners in the middle area of the carrier plate. In these cases a extensive reduction of the brake squeal effect can be achieved if the side areas the carrier plates receive additional stiffeners.

Es ist ferner auch möglich, die gewünschte Steifigkeit durch faserverstärkte Werkstoffe zu erreichen, wobei durch Orientierung und Auslegung der Fasern die Steifigkeit gezielt zur Erlangung einer hohen und gleichmaßigen Strukturdarnpfung ausgelegt werden kann.It is also possible to achieve the desired rigidity through fiber-reinforced To achieve materials, the stiffness through the orientation and design of the fibers specifically designed to achieve a high and even structure attenuation can be.

Eine gleichmaßige Strukturdampfung kann gemaß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung und dadurch erreicht werden, daß die Bremsbacke mit Schwingungsdämpfern ausgerüstet ist, die die Schwingungsenergie auch von lokal begrenzten Schwingungszentren aufnehmen.Uniform structural damping can be achieved according to a further embodiment of the invention and can be achieved in that the brake shoe with vibration dampers is equipped that the vibration energy from locally limited vibration centers take up.

Durch Herstellung der Trägerplatte in Mehrschichtbauweise mit Schichten aus Materialien unterschiedlichem elastischen Verhalten oder unterschiedlichen Eigenschwingungen bildet die Trägerplatte selber gleichzeitig den Schwingungsdämpfer.By producing the carrier plate in a multi-layer construction with layers made of materials with different elastic behavior or different natural vibrations the carrier plate itself forms the vibration damper at the same time.

Als Schwingungsdämpfer lassen sich auch Beschichtungen verwenden, die geeignet sind, die Strukturdämpfung auch lokal ausreichend zu erhöhen.Coatings can also be used as vibration dampers, which are suitable for increasing the structural damping sufficiently locally, too.

Die Dämpfung läßt sich ferner auch durch Anbringung von Schwingungsabsorbern erreichen, die entweder breitbandig arbeitend alleine oder in Kombination mit Versteifungsmaßnahmen die erforderliche Strukturdämpfung über die gesamte Bremsbackenfl äche hervorrufen.The damping can also be achieved by attaching vibration absorbers that either work broadly on their own or in combination with stiffening measures create the required structural damping over the entire brake shoe surface.

In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele gemäß der Erfindung schematisch dargestellt.Exemplary embodiments according to the invention are shown schematically in the drawing shown.

In Fig. 1 ist eine ebene Bremsbacke 10 dargestellt, die aus einer Tragerplatte 11 und einem daran befestigten Reibbelag 12 besteht. Die mit gleichmaßiger Dicke 13 ausgebildete und aus Metall oder Faserverbundwerkstoff bestehende Trägerplatte 11 i-st so steif ausgelegt, daß sie die Bremskraft 14 in eine auf den Reibbelag 11 wirkende, auf die gesamte Flache homogen verteilte Fläche pressung 15 übertragt. Durch die gezielte Steifigkeit wird über die gesamte Flache F eine hohe Strukturdämpfung erreicht.In Fig. 1, a flat brake shoe 10 is shown, which consists of a Support plate 11 and a friction lining 12 attached thereto. The one with more uniform Thickness 13 formed and made of metal or fiber composite material carrier plate 11 is so stiff designed that it applies the braking force 14 to the friction lining 11 acting, on the entire surface homogeneously distributed surface pressure 15 is transmitted. The targeted rigidity results in high structural damping over the entire surface F. achieved.

Die Dämpfung läßt sich aber auch mit Schwingungsdämpfern erreichen, indem beispielsweise die Trägerplatte 11 direkt, wie gestrichelt in Fig. 1 gezeigt, als solche ausgebildet wird, namlich durch den Aufbau mit mehreren Schichten 11', 11", 11111 aus Materialien unterschiedlicher Elastizitat, die geeignet sind, gegenseitig Schwingungsenergie zu absorbieren. Eine andere mögliche Lösung ist eine entsprechend steife Trägerplatte 11', 11" mit einer schwingungsabsorbierenden Schicht 11"'.The damping can also be achieved with vibration dampers, by, for example, the carrier plate 11 directly, as shown in dashed lines in Fig. 1, is formed as such, namely through the structure with several layers 11 ', 11 ", 11111 made of materials of different elasticity that are suitable for each other To absorb vibrational energy. Another possible solution is a corresponding one rigid support plate 11 ', 11 "with a vibration-absorbing layer 11"'.

Ein zweites Ausführungsbeispiel ist in den Figuren 2-4 in Rückansicht, im Längsschnitt bzw. im Querschnitt gezeigt. Die halbzylinderförmige Bremsbacke 20, wie sie beispielsweise bei Trommelbremsen für Kraftfahrzeugräder Verwendung findet, besteht aus einer Trägerplatte 21, aus einem Material mit hoher Eigendämpfung, auf deren einen Seite ein Reibbelag 22 befestigt ist und deren Rückseite Verstärkungsrippen 23 bis 25 aufweist.A second embodiment is shown in Figures 2-4 in a rear view, shown in longitudinal section and in cross section. The semi-cylindrical brake shoe 20, as used, for example, in drum brakes for motor vehicle wheels finds, consists of a carrier plate 21, made of a material with high internal damping, on one side of which a friction lining 22 is attached and the rear side has reinforcing ribs 23 to 25.

Herkömmliche Bremsbacken dieser Art enthalten vornehmlich die mittlere Längsrippe 23 und gegebenenfalls Querrippen 24. Bei derartigen Bremsen konnte festgestellt werden, daß die in die mittlere Verstarkung 23 eingeleitete Bremskraft 26 mit entsprechend unregelmäßiger Verteilung 27 - mit Maximum im Bereich des Mittelsteges 23 - auf den Reibbelag 22 übertragen wird. Dieses hat zur Folge, daß der Reibbelag 22 vorwiegend im Bereich der rnaximalen Fl ächenpressung an der Trommelwandung 28 zum Anliegen kommt. Messungen haben ergeben, daß dabei die beiderseitigen Randbereiche 29 der Trägerplatte 21 im Bremsvorgang schwingen.Conventional brake shoes of this type mainly contain the middle one Longitudinal rib 23 and possibly transverse ribs 24. Such brakes could be determined that the introduced into the middle gain 23 braking force 26 with accordingly irregular distribution 27 - with a maximum in the area of the central web 23 - on the friction lining 22 is transmitted. This has the consequence that the friction lining 22 predominantly in the area of the maximum surface pressure on the drum wall 28 for contact comes. Measurements have shown that the edge areas 29 on both sides of the Swing carrier plate 21 during braking.

Diesem Effekt wird mit einer Erhöhung der Strukturdämpfung über die gesamte Fläche in den hörbaren Frequenzbereichen durch Homogenisierung der Steifigkeit der Trägerplatte 21 entgegengewirkt.This effect is achieved with an increase in the structural damping over the entire area in the audible frequency ranges by homogenizing the stiffness the carrier plate 21 counteracted.

Dieses geschieht gemäß den Fig. 2 - 4 durch zwei zusätzliche Randrippen 25, die in Verbindung mit der zylinderartigen Krümmung für die Versteifung der Randzonen 29 sorgen. Damit sind die Randbereiche 29 nunmehr auch im Stande, die im Mittelbereich auferlegte Bremskraft 26 entsprechend weiterzuleiten, so daß sich eine annähernd homogene Flächenpressung 30 ergibt.This is done according to FIGS. 2-4 by means of two additional edge ribs 25, which in connection with the cylinder-like curvature for the stiffening of the edge zones 29 worries. The edge areas 29 are thus now also capable of those in the central area Imposed braking force 26 to pass on accordingly, so that an approximately homogeneous surface pressure 30 results.

Es sind auch andere Formen zur Ausgestaltung der Trägerplatte denkbar, wie die Herstellung einer massiven, ausreichend steifen Trägerplatte, in deren Rückseite zur Verminderung der Masse nicht durchgehende Löcher eingebracht werden. Auch können Versteifungen verschiedenartige Muster verwendet werden. Für derartige Ausführungen sind Gußeisenkonstruktionen gut geeignet.Other forms of designing the carrier plate are also conceivable, like the production of a massive, sufficiently rigid carrier plate in the back to reduce the mass, non-through holes are made. Also can Stiffeners of various types are used. For such designs cast iron constructions are well suited.

Die erwünschte Strukturdämpfung läßt sich auch durch Kombination von Steifigkeitsmaßnahmen, wie z.B. Versteifungsrippen 23 - 25 und Schwingungsdämpfern 32 herkömmlicher Art erreichen. Die Anbringung von Schwingungsdämpfern 32 auf herkömmliche Bremsbacken kann auch zur Herabsetzung der Bremsgeräusche dieser Bremsbacken dienen, indem die Bereiche geringer Steifigkeit mit Dampfern versehen werden.The desired structural damping can also be achieved by a combination of Rigidity measures, such as stiffening ribs 23 - 25 and vibration dampers 32 conventional way. The attachment of vibration dampers 32 on conventional Brake shoes can also be used to reduce the braking noise of these brake shoes, by providing the areas of low stiffness with dampers.

Claims

Patent claims brake shoe with one for holding a friction lining, for guiding and support serving carrier plate, characterized in that the Brake shoe (10) over the entire surface (F) has a high, largely equal dimension Has structural attenuation in the audible frequency range.

2. Brake shoe according to claim 1, characterized in that the carrier plate (11, 21) of the brake shoe (20) is designed such that it covers the entire surface to transmit an approximately homogeneous surface pressure (15, 30) to the friction lining (12, 22) able.

3. Brake shoe according to claim 1 or 2, characterized in that the carrier plate (11) and the friction lining (12) are of the same area.

4. Brake shoe according to one of the preceding claims, characterized in that that the carrier plate (11, 21) has a largely homogeneous rigidity.

5. Brake shoe according to one of the preceding claims, characterized in that that the support plate (21) stiffening ribs (23 to 25) distributed over the surface having.

6. Brake shoe according to claim 5, characterized in that the carrier plate (21) has at least one middle (23) and edge reinforcement (25).

7. Brake shoe according to one of the preceding claims, characterized in that that the carrier plate (21) consists of fiber-reinforced plastic.

8. Brake shoe according to claim 1, characterized in that the brake shoe (21, 22; 11, 12) is equipped with vibration dampers (32; 33 - 35) that the Can absorb vibration energy from locally limited centers of vibration.

9. Brake shoe according to claim 8, characterized in that the carrier plate (11) designed as a vibration damper in multi-layer construction (11 ', 1111, 11 "') is.

10. Brake shoe according to claim 8, characterized in that the carrier plate (11) has vibration-absorbing coverings.

11. Brake shoe according to claim 8, characterized in that the support plate (21) is equipped with vibration dampers (32).