DE4401846A1

DE4401846A1 - Bremsbelag für Scheibenbremse

Info

Publication number: DE4401846A1
Application number: DE19944401846
Authority: DE
Inventors: Juergen Dipl Ing Bauer
Original assignee: ITT Automotive Europe GmbH; Alfred Teves GmbH
Current assignee: Continental Teves AG and Co OHG
Priority date: 1994-01-22
Filing date: 1994-01-22
Publication date: 1995-07-27

Description

Die Erfindung betrifft einen Bremsbelag für eine Scheiben bremse gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Ein gattungsgemäßer Bremsbelag ist beispielsweise aus der DE 39 10 969 A1 bekannt. Ein derartiger Bremsbelag kann un ter extremen Betriebszuständen bei Bergabfahrten oder Not bremsungen sehr heiß werden. Dies hat unter anderem den Nachteil, daß die Bremswirkung nachläßt oder die Bremse so gar total ausfallen kann, wenn sich in der Bremsflüssigkeit einer hydraulischen Scheibenbremse Dampfblasen bilden.

Aus der DE-OS 25 40 907 ist eine Scheibenbremse mit gekühl ten Bremsbacken bekannt. Die Bremsbacken bestehen aus einem Metallblock, der die Wärme gut leitet. Der Metallblock wird mittels eines Bremssattels gegen eine rotierende Brems scheibe gedrückt. Reibbeläge sind jedoch bei der bekannten Anordnung nicht an den Bremsbacken sondern an der Brems scheibe ausgebildet, damit die beim Bremsen entstehende Wärme vom Metallblock der Bremsbacke besser aufgenommen und weitergeleitet werden kann. Zur Abführung der Wärme sind die Bremsbacken mit Kühlrippen oder mit Kühlkanälen verse hen. Diese Maßnahmen zur Kühlung der Bremsbacken sind nicht ohne weiteres auf herkömmliche Bremsbacken, die aus einer Rückenplatte und einem Reibbelag bestehen, übertragbar, weil eben der Reibbelag die entstehende Wärme schlecht ab leitet. Außerdem nutzt sich der Reibbelag bei herkömmlichen Bremsbacken bzw. Bremsbelägen im Laufe der Zeit ab. Für Bremsbacken mit Kühlkanälen gemäß der DE-OS 25 40 907 würde dies jedoch bedeuten, daß die Bremsbacken zusammen mit den Kühlkanälen beim Abrieb zerstört und die Kühlung wirkungs los würde.

Aufgabe der Erfindung ist es, einen gattungsgemäßen Brems belag zu verbessern, so daß die beim Bremsen auftretende Wärme über die gesamte Lebensdauer des Reibbelags zuverläs sig abführbar ist.

Die Lösung der Aufgabe ergibt sich aus dem kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1. Im Prinzip besteht die Erfin dung darin, im Reibbelag einen Luftkanal vorzusehen, der an eine Druckluftquelle anschließbar ist. Der Luftkanal des Reibbelags wird zumindest beim Bremsen von Druckluft durch strömt, die die erzeugte Wärme abführt.

Der Luftkanal kann zwar im Prinzip durch ein in die Masse des Reibbelags eingelegtes Teil, beispielsweise einen Luft schlauch gebildet werden, der zusammen mit dem Reibbelag während des Bremsens abgerieben wird. In einer bevorzugten Ausführungsform wird der Luftkanal jedoch gemäß Anspruch 2 in sehr einfacher Weise durch einen Hohlraum im Reibbelag gebildet, der sich gemäß Anspruch 3 vorzugsweise über die gesamte Dicke des Reibbelags von der Rückenplatte bis zur Reibfläche erstreckt. Die Druckluft aus der Druckluftquelle wird über eine Druckluftleitung zugeführt, die vorzugsweise gemäß Anspruch 4 an einer durch die Rückenplatte durchge hende und in den Luftkanal mündende Bohrung angeschlossen ist. Bei dieser Anordnung kann also die Luft von hinten durch die Rückenplatte hindurch in den Luftkanal einströmen und an der von der Bremsscheibe überdeckten offenen Seite des Luftkanals wieder ausströmen. Diese Luftführung bleibt über die gesamte Lebensdauer des Reibbelags erhalten.

In einer ersten bevorzugten Ausführungsform der Erfindung gemäß Anspruch 5 ist der Luftkanal ringförmig ausgestaltet, wobei die offene Seite des Luftkanals beim Bremsen durch Andruck des Bremsbelags an die Bremsscheibe vollständig ge schlossen wird. Dies hat zwar den Nachteil, daß im Moment des Bremsvorgangs der Luftstrom und damit die Kühlung un terbrochen ist. Der Vorteil dieser Anordnung besteht jedoch darin, daß sich in dem ringförmig geschlossenen Luftkanal bei Betätigung der Bremse ein Druck aufbaut, der nach dem Ende des Bremsvorgangs den Bremsbelag von der Bremsscheibe wegdrückt. Auf diese Weise wird der Bremsbelag von der Bremsscheibe abgehoben und ein Lüftspiel eingestellt, das ein Schleifen des Bremsbelags an der Bremsscheibe bei nichtbetätigter Bremse verhindert. Die Größe des Lüftspiels stellt sich unabhängig vom Verschleißzustand des Reibbelags immer auf dasselbe Maß ein, da die durch den Druck im Luft kanal erzeugte rücktreibende Kraft mit zunehmendem Abstand der Reibfläche des Reibbelags zur Bremsscheibe kleiner wird. Nach dem Einstellen des Lüftspiels strömt die Luft durch den entstehenden Spalt zwischen Reibbelag und Brems scheibe, wobei sowohl der Reibbelag als auch die Brems scheibe gekühlt werden. Mit Vorteil erfolgt die Kühlung ge nau an der Stelle, an der beim Bremsen auch die Wärme er zeugt wird. Die Wärmeleitfähigkeit des Reibbelags oder der Bremsscheibe spielen also hier eine untergeordnete Rolle.

Wenn die Luftkühlung auch direkt bei Betätigung der Bremse erwünscht ist, empfiehlt sich die zweite Ausführungsform der Erfindung gemäß Anspruch 6, bei der der Luftkanal neben einem ringförmigen Abschnitt noch strahlenförmig angeordne te Abschnitte aufweist, die von dem ringförmigen Abschnitt ausgehen und bis zu den äußeren Schmalseiten des Reibbelags reichen. Die in den ringförmigen Abschnitt eingeblasene Luft kann auch dann durch die äußeren Abschnitte des Luft kanals nach außen entweichen und Wärme abführen, wenn der Reibbelag beim Bremsen fest gegen die Bremsscheibe gedrückt wird.

Mit den Ansprüchen 7 bis 10 wird auch für eine Bremsvor richtung für Kraftfahrzeuge um Schutz ersucht, bei der eine Scheibenbremse mit den erfindungsgemäßen Bremsbelägen aus gerüstet ist. Mit Vorteil sind an der Scheibenbremse an sich nach dem Austausch herkömmlicher gegen erfindungsge mäße Bremsbeläge keine weiteren Maßnahmen zur Realisierung der Erfindung erforderlich. Es können sogar ältere Bremsan lagen einfach durch Austausch der Bremsbeläge umgerüstet werden. Im einfachsten Fall benötigt die erfindungsgemäße Bremsvorrichtung gemäß Anspruch 7 darüberhinaus nur noch Druckluftleitungen, durch die die Bremsbeläge mit einer Druckluftquelle verbunden sind. Vorzugsweise wird gemäß An spruch 8 ohne besonderen Aufwand eine beispielsweise für die automatische Fahrwerksregelung oder für eine druckluft betätigte Bremse ohnehin vorhandene Druckluftquelle auch für die Versorgung der Bremsbeläge verwendet. Wenn die Küh lung nur bei Bedarf betätigt werden soll, beispielsweise um die Druckluftquelle zu schonen, empfiehlt sich eine Ausfüh rungsform gemäß Anspruch 9 mit einem steuerbaren Ventil. Vorzugsweise wird die Steuerung des Ventils gemäß Anspruch 10 durch ein vom Bremslichtschalter abgeleitetes Signal er folgen.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend an hand der Zeichnungen näher erläutert.

Es zeigen:

Fig. 1 eine teilweise geschnittene Ansicht einer Schwimm sattel-Scheibenbremse mit erfindungsgemäß aus ge stalteten Bremsbelägen in einer ersten Ausfüh rungsform;

Fig. 2 eine Draufsicht auf einen Bremsbelag in einer er sten Ausführungsform;

Fig. 3 eine Draufsicht auf einen Bremsbelag in einer zweiten Ausführungsform.

Ein erfindungsgemäßer Bremsbelag 1, 2, 3 besteht aus einer Rückenplatte 4, 5, auf der ein Reibbelag 6 befestigt ist.

Erfindungsgemäß ist der Reibbelag 6 mit einem Luftkanal 7, 8 versehen, der an eine Druckluftquelle 9 anschließbar ist. Der Luftkanal 7, 8 wird durch einen Hohlraum im Reibbelag 6 gebildet und erstreckt sich über die gesamte Dicke des Reibbelags 6 von der Rückenplatte 4, 5 bis zur Reibfläche 10. Weiterhin ist die Rückenplatte 4, 5 mit einer durchge henden Bohrung 11 versehen, an der eine Druckluftleitung 12, 13 angeschlossen ist.

Die erfindungsgemäßen Bremsbeläge 1, 2, 3 sind in eine her kömmliche Schwimmsattel-Scheibenbremse einbaubar. Ein Schwimmsattel 14 umgreift den äußeren Rand einer Brems scheibe 15 und die beiden Bremsbeläge 1, 2, die zu beiden Axialseiten der Bremsscheibe 15 angeordnet sind. Auf der inneren Axialseite besitzt der Schwimmsattel 14 einen Bremszylinder 16 mit einem darin gleitend angeordneten Bremskolben 17. Bei einer hydraulischen Betätigung der Scheibenbremse wird der innere Bremsbelag 2 direkt vom Bremskolben 17 gegen die Bremsscheibe 15 gedrückt. Durch die dabei entstehende Reaktionskraft verschiebt sich der gesamte Schwimmsattel 14 axial in seinen Bolzenführungen 18, wobei der äußere Bremsbelag 1 von einem äußeren Gehäu seschenkel 19 an die andere Axialseite der Bremsscheibe 15 angedrückt wird. Der innere Bremsbelag 2 unterscheidet sich vom äußeren Bremsbelag 1 im wesentlichen durch einen Vor sprung 20 seiner Rückenplatte 4, an der eine Haltefeder 21 zur Befestigung des inneren Bremsbelags 2 im hohlen Brems kolben 17 angenietet ist. Bezüglich der erfindungsgemäßen Ausgestaltung der Reibbeläge 6 unterscheiden sich die Bremsbeläge 1, 2 jedoch nicht. Die über die Druckluftlei tungen 12, 13 mit den Bremsbelägen 1, 2, 3 verbundene Druckluftquelle 9 ist für eine automatische Fahrwerksrege lung im Fahrzeug ohnehin vorgesehen. Um den Luftvorrat bzw. die Pumpe der Druckluftquelle 9 nicht ständig zu bean spruchen, ist zwischen der Druckluftquelle 9 und den Brems belägen 1, 2, 3 ein Ventil vorgesehen, das bei Betätigung des Bremslichtschalters des Fahrzeugs öffnet und vorzugs weise nach der Bremsung noch eine Weile geöffnet bleibt, bis es durch ein zeitabhängiges oder temperaturabhängiges Signal geschlossen wird.

Bei dem in den Fig. 1 und 2 gezeigten Ausführungsbei spiel der Erfindung wird der Luftkanal 7 auf seiner in der Reibflächenebene liegenden Seite durch Anpressen an die Bremsscheibe 15 vollständig geschlossen, so daß sich bei der hydraulischen Betätigung der Scheibenbremse im Luftka nal 7 ein erhöhter Luftdruck aufbaut. Bei Beendigung der hydraulischen Bremsbetätigung werden die Bremsbeläge 1, 2 jeweils durch die von dem genannten Druck bewirkte Kraft F in entgegengesetzte Richtungen axial von der Bremsscheibe 15 wegbewegt, bis die zwischen den Reibbelägen 6 und der Bremsscheibe 15 entstehenden Spalte wegen der aus strömenden Druckluft zu einer Verringerung des Luftdrucks im Luftkanal 7 führen und die Kraft F verschwindet oder so klein wird, daß die Bremsbeläge 1, 2 nicht mehr verschoben werden kön nen. Dabei stellt sich das sogenannten Lüftspiel zwischen den Reibflächen 10 der Reibbeläge 6 und der Bremsscheibe 15 ein, das ein Schleifen der Bremsbeläge 1, 2 an der Brems scheibe 15 ohne hydraulische Betätigung der Scheibenbremse verhindert.

Die von der Druckluftquelle 9 durch die Druckluftleitungen 12, 13 und die Bohrungen 11 der Rückenplatten 4, 5 in den Luftkanal 7 einströmende Druckluft kann nach der Bremsung durch den zwischen den Reibbelägen 6 und der Bremsscheibe 15 entstehenden Spalt ausströmen, wobei die Reibflächen 10 der Reibbeläge 6 und die Reibfläche der Bremsscheibe 15 di rekt gekühlt werden, ohne daß die Wärme beispielsweise ins Innere der Bremsscheibe 15 weitergeleitet wird. Es ist bei dieser Scheibenbremse nicht nötig, eine hohle Bremsscheibe mit Kühlkanälen vorzusehen. Eine einfach und billig herzu stellende dünne massive Bremsscheibe 15 genügt.

In Fig. 3 ist eine zweite Ausführungsform eines erfin dungsgemäßen Bremsbelags 3 dargestellt. Hier wird der Luft kanal 8 von einem ringförmigen Abschnitt 22 gebildet, der in sechs strahlenförmig angeordnete äußere Abschnitte 23 übergeht, die bis zu den Schmalseiten des Reibbelags 6 nach außen verlaufen. Durch die äußeren Abschnitte 23 kann auch während der hydraulischen Betätigung der Scheibenbremse Druckluft nach außen strömen, wobei die Bremsscheibe 15 und die Reibbeläge 6 bereits während der Bremsbetätigung ge kühlt werden.

Claims

1. Bremsbelag für Scheibenbremse, mit einer Rückenplatte (4, 5), auf der ein Reibbelag (6) befestigt ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Reibbelag (6) mit zumindest einem Luftkanal (7, 8) versehen ist, der an ei ne Druckluftquelle (9) anschließbar ist.

2. Bremsbelag nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß der Luftkanal (7, 8) durch einen Hohlraum im Reibbelag (6) gebildet ist.

3. Bremsbelag nach Anspruch 2, dadurch gekenn zeichnet, daß sich der Luftkanal (7, 8) über die gesamte Dicke des Reibbelags (6) von der Rückenplatte (4, 5) bis zur Reibfläche (10) erstreckt.

4. Bremsbelag nach Anspruch 3, dadurch gekenn zeichnet, daß die Rückenplatte (4, 5) eine in den Luftkanal (7, 8) mündende durchgehende Bohrung (11) für den Anschluß einer Druckluftleitung (12, 13) aufweist.

5. Bremsbelag nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekenn zeichnet, daß der Luftkanal (7) ringförmig ausge staltet ist.

6. Bremsbelag nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekenn zeichnet, daß der Luftkanal (8) einen ringförmi gen Abschnitt (22) aufweist, der in strahlenförmig ange ordnete, bis zu den Schmalseiten des Reibbelags (6) ver laufende äußere Abschnitte (23) übergeht.

7. Bremsvorrichtung für Kraftfahrzeuge mit zumindest einer Scheibenbremse mit Bremsbelägen (1, 2, 3) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn zeichnet, daß die Bremsbeläge (1, 2, 3) über Druckluftleitungen (12, 13) mit einer Druckluftquelle (9) verbunden sind.

8. Bremsvorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekenn zeichnet, daß die für eine automatische Fahr werksregelung oder für eine druckluftbetätigte Bremse vorgesehene Druckluftquelle (9) auch für die Versorgung der Bremsbeläge (1, 2, 3) verwendet wird.

9. Bremsvorrichtung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch ge kennzeichnet, daß zwischen der Druckluftquel le (9) und den Bremsbelägen (1, 2, 3) zumindest ein steuerbares Ventil vorgesehen ist.

10. Bremsvorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekenn zeichnet, daß das Öffnen des Ventils durch ein vom Bremslichtschalter abgeleitetes Signal erfolgt.