DE602005001819T2

DE602005001819T2 - Reibungselement für eine Scheibenbremse, an das Reibungselement anbringbares Druckelement, und Scheibenbremse mit einem solchen Reibungselement

Info

Publication number: DE602005001819T2
Application number: DE602005001819T
Authority: DE
Inventors: Jean-Pierre Boisseau
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2004-08-09
Filing date: 2005-07-14
Publication date: 2008-04-17
Anticipated expiration: 2025-07-15
Also published as: EP1626193B1; FR2874069A1; ATE368809T1; DE602005001819D1; EP1626193A1; ES2290829T3

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Reiborgan für eine Scheibenbremse, Andrückmittel, die mit dem Reiborgan zusammenwirken können, und eine mit einem derartigen Reiborgan ausgestattete Scheibenbremse.
Das Bremssystem eines Fahrzeugs weist im Allgemeinen ein Bremspedal 102 (1) auf, auf das der Fahrer 100 des Fahrzeugs drückt, um dieses zu bremsen.
Die Druckkraft auf das Pedal wird zu einem Servomotor 104 geleitet, der diese Kraft verstärkt und eine verstärkte Kraft zu einer Bremsflüssigkeit 106 leitet, die sich in seinem Kreislauf 108 befindet.
Diese Bremsflüssigkeit 106, die inkompressibel ist, überträgt die verstärkte Kraft zu einem Bremssystem 110, z.B. zu einem Scheibenbremssystem. In diesem Fall reiben Reiborgane 112 und 116 an einer mit dem zu bremsenden Rad (nicht gezeigt) fest verbundenen Scheibe 114 und klemmen diese ein.
Eine Reibkraft bremst somit die Scheibe 114, die zwischen den Reiborganen 112 und 116 geklemmt ist, und das zugeordnete Rad.
Genauer gesagt, weist eine Scheibenbremse 200 (2a und 2b) Reiborgane 202 und 204, wie etwa Bremsklötze, und eine mit einem zu bremsenden Rad (nicht gezeigt) fest verbundene Scheibe 206 auf, wobei diese Bremsklötze 202 und 204 dazu vorgesehen sind, an die Flächen der Scheibe 206 in Anlage zu gelangen, um einer Bewegung dieser Scheibe entgegenzuwirken und somit das mit der Scheibe fest verbundene Rad zu bremsen, wie zuvor bezüglich 1 beschrieben wurde.
Um das Andrücken der Bremsklötze 202 und 204 gegen die Scheibe 206 durchzuführen, werden Andrückmittel 208, die z.B. einen Kolben 210 aufweisen, verwendet, die entlang einer Achse 218 in einer zylindrischen Aufnahme 216 eines Bremssattels 212 gleiten. Diese Andrückmittel 208 verlagern sich unter der Wirkung des Drucks einer Bremsflüssigkeit 214, die sich in einem Bremsflüssigkeitskreislauf 220 befindet.
Da der Bremsklotz 204 an den Mitteln 208 anliegt, gelangen der Bremsklotz 204, dann der Bremsklotz 202, aufgrund der Verlagerung der Mittel 208 zur Scheibe 206 hin mit dieser Scheibe 206 in Kontakt, um die gewünschte Bremsung durchzuführen, wie in 2b dargestellt.
Der Kontakt zwischen dem Bremsklotz 204 und der Scheibe 206 führt zu Vibrationen, die hörbar sein können, insbesondere wenn der Anpressdruck des Bremsklotzes 204 gegen die Scheibe 206 nicht sehr stark ist (z.B. in der Größenordnung von 5 bis 15 Bar). Dieses Geräusch kann für den Fahrer, für die Fahrzeuginsassen und für Personen, die sich während der Bremsung in der Nähe des Fahrzeugs befinden, sehr störend und unangenehm sein. Es ist somit wichtig, dieses Geräusch zu verringern, indem so nah wie möglich an dessen Ursache eingewirkt wird.
3 ist ein schematischer, axialer Schnitt eines Gleitbereichs eines Kolbens 308 entsprechend der Aufnahme 216, in welcher der Kolben 210 gleitet (2a und 2b).
Bei dieser 3 ist insbesondere eine bekannte Kopplung zwischen dem Kolben 308 und dem Reiborgan 301 dargestellt, wobei letzteres ein Reibmaterial, das Belag 302 genannt wird, und einen Halter 304 aufweist, an dem der Belag 302 beispielsweise durch Klebung gehalten ist.
Das Dokument GB 2 143 916 beschreibt eine Scheibenbremse mit einem Bremssattel, der bezüglich der Scheibe geneigte Bereiche aufweist, wobei die Bereiche dazu geeignet sind, auf die Halterungen der Bremsbelagträger zu drücken.
Es ist ferner bekannt, ein Schalldämpfungselement 306 im Reiborgan 301, insbesondere zwischen dem Halter 304 und dem Kolben 308 anzuordnen, wobei dieses Schalldämpfungselement 306 im Allgemeinen durch eine Reihe von Metall- und Kautschuklagen mit Sandwichstruktur gebildet ist.
Um die Verschiebungen zwischen dem Kolben 308 und dem Reiborgan 301 zu begrenzen, ist auch bekannt, dieses Reiborgan 301 mit einem haftenden Körper 310 zu versehen, der zwischen dem Kolben 308 und dem Schalldämpfungselement 306 angeordnet ist.
Dieser haftende Körper 310 dämpft somit die Vibrationen, die durch geringfügige seitliche Verschiebungen zwischen dem Kolben 308 und dem Reiborgan 301 hervorgerufen werden, wobei diese Vibrationen ein Hochfrequenzgeräusch erzeugen.
Die vorliegende Erfindung beruht auf der Feststellung, dass die Verwendung eines haftenden Körpers 310 zur Begrenzung der Verschiebungen zwischen dem Kolben 308 und dem Reiborgan 301 nicht zufriedenstellend ist, da sie zu zusätzlichen Kosten bei der Herstellung der Scheibenbremsvorrichtung führt.
Die Erfindung beruht auch auf der Feststellung, dass der haftenden Körper 310 es einem Hersteller nicht ermöglicht, die Tangentialkraft zwischen dem Schalldämpfungselement 306 und dem Kolben 308 so einzustellen, dass diese Tangentialkraft den Vibrationen angepasst ist, die für das Fahrzeug, für welches das Bremssystem bestimmt ist, charakteristisch sind.
Das Ziel der vorliegenden Erfindung besteht darin, mindestens einen der oben beschriebenen Nachteile zu beseitigen. Sie betrifft ein Reiborgan für eine Fahrzeugscheibenbremse mit den technischen Merkmalen des Anspruchs 1.
Aufgrund eines derartigen Reiborgans ist es möglich, die Verringerung der Geräusche anzupassen, indem die Tangentialkraft zwischen dem Kolben 308 und dem Reiborgan 301 in Abhängigkeit von den Vibrationen, die für jedes mit einer Scheibenbremse ausgestatte Fahrzeug charakteristisch sind, auf einen zur Dämpfung dieser Vibrationen geeigneten Wert eingestellt wird.
Ein erfindungsgemäßes Reiborgan erfordert außerdem ein Schalldämpfungselement, dessen Fläche kleiner und dessen Kosten somit geringer sind als bei einem System aus dem Stand der Technik, da ein Teil der Schalldämpfung aufgrund der Struktur des Bremssystems erfolgt.
Schließlich ist zwischen dem Kolben und dem Reiborgan kein Haftmittel erforderlich, was zu einer großen Kostenverringerung führt.
Bei einer Ausführungsform weist das Reiborgan eine Vertiefung auf.
Gemäß einer Ausführungsform bildet die Winkeländerung an der Oberfläche des Reiborgans einen Stützkegel für die Andrückmittel.
Bei einer Ausführungsform ist der Stützkegel zumindest teilweise mit dem Belag ausgebildet.
Die Erfindung betrifft auch Andrückmittel, die dazu geeignet sind, mit einem Reiborgan zusammenzuwirken, das dem freien Ende der Andrückmittel zugeordnet ist.
Gemäß dieser Erfindung besitzen die Andrückmittel die zu dem Reiborgan komplementäre Form, um an die Fläche des Reiborgans angepasst zu sein, die den Andrückmitteln gemäß einer der vorhergehenden Ausführungsformen gegenüber liegen soll.
Bei einer Ausführungsform weisen die Andrückmittel einen Kolben auf.
Die Erfindung betrifft schließlich auch eine Scheibenbremse, die mit einem Reiborgan versehen ist, das einen Belag aufweist, der mit einem Kolben zusammenwirken soll, der diesen Belag so verlagert, dass er mit der Scheibe in Kontakt gelangt.
Gemäß der vorliegenden Erfindung entspricht das Reiborgan einer der vorhergehenden Ausführungsformen des Reiborgans.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich in der Beschreibung einer Ausführungsform der Erfindung, die nachfolgend beispielhaft und keineswegs einschränkend anhand der beigefügten Figuren angegeben ist. Darin zeigen:
1, die bereits beschrieben wurde, ein Funktionsschema einer bekannten Bremsvorrichtung,
2a und 2b, die bereits beschrieben wurden, Funktionsschemata einer Scheibenbremse in der Ruhestellung bzw. während einer Bremsung,
3, die bereits beschrieben wurde, einen axialen Schnitt einer bekannten Ausführungsform der Verbindung zwischen einem Reiborgan und einem Kolben,
4a und 4b zwei Schemata eines axialen Schnitts, die eine erste Ausführungsform der Verbindung eines Reiborgans und der Kolben gemäß der Erfindung darstellen, und
5 ein Schema eines axialen Schnitts einer Ausführungsform, die nicht zur Erfindung gehört, ohne Schalldämpfungselemente.
Eine erste Ausführungsform der Erfindung ist nachfolgend anhand von 4a beschrieben, die einen axialen Schnitt des Scheibenbremssystems darstellt, das folgendes aufweist:

– ein Reiborgan 401, wobei dieses Organ 401 insbesondere mit einem Reibbelag 402 und einem Halter 404 versehen ist,
– Andrückmittel 408, wie etwa einen Kolben, und
– die zylindrische Aufnahme 400, in der das Reiborgan 401 und die Andrückmittel 408 gleiten.

Erfindungsgemäß weisen der Belag 402 und der Halter 404 eine Fläche mit einer Winkeländerung α auf, so dass die Wirkung zwischen dem Belag 402 und dem Kolben 408 eine zur Verlagerungsachse 410 des Kolbens senkrechte Komponente und eine zu dieser Achse 410 parallele Komponente umfasst.
Bei dieser Ausführungsform bildet diese Winkeländerung einen Stützkegel mit einem Rand mit kreisförmiger Symmetrie, an dem ein ringförmiges Schalldämpfungselement 406 angeordnet ist.
Die Andrückkraft 412F setzt sich somit aus einer normalen Kraft 414 Fn und einer tangentialen Kraft 416 Ft zusammen, die von der Winkeländerung α abhängig sind.
Durch die Überprüfung des Werts von α ist es somit möglich, den optimalen Wert der tangentialen Kraft zu bestimmen, um die seitlichen Vibrationen des Reiborgans 401 bezüglich des Kolbens 408 und folglich die von dem Bremssystem verursachten Geräusche einzuschränken.
Die vorliegende Erfindung umfasst zahlreiche Varianten, wie die in 4b dargestellte Variante, bei der die Winkeländerung α des Halters 404 derart ist, dass sie im Reiborgan 401 eine Vertiefung definiert, während bei der in 4a dargestellten Ausführungsform eine Vertiefung im Kolben 408 erzeugt wird.
Mit anderen Worten kann die Winkeländerung α der Oberfläche des Reiborgans gegenüber dem Kolben konvex oder konkav sein.
Auf die gleiche Weise kann diese Winkeländerung durchbrochen sein oder nicht.
Somit ist bei einer Ausführung, die nicht zur Erfindung gehört und in 5 schematisch dargestellt ist, der in einem Halter 504 ausgebildete Vorsprung durchbrochen, und der in Betracht gezogene Belag 502 besitzt die Form, die erforderlich ist, um mit den Andrückmitteln 506, z.B. einem Kolben, in Kontakt zu gelangen.
Somit sind die Andrückmittel 506 direkt an das Reiborgan 501 (das insbesondere den Belag 502 und den Halter 504 umfasst) gekoppelt, ohne dabei ein schalldämpfendes Zwischenelement zu erfordern, was insbesondere die Herstellungskosten und die Komplexität der hergestellten Vorrichtung reduziert.

Claims

Reiborgan (401, 501) für eine Fahrzeugscheibenbremse, wobei dieses Reiborgan einen Belag (402, 502) aufweist, der mit Andrückmitteln (408, 506) zusammenwirken soll, welche diesen Belag so verlagern, dass er mit einer Scheibe in Kontakt gelangt, die einem zu bremsenden Fahrzeugrad zugeordnet ist, wobei das Reiborgan (401, 501) mit einer Fläche versehen ist, die den Andrückmitteln (408, 506) gegenüberliegen soll und eine Winkeländerung α, die ungleich null ist, aufweist, so dass die Wirkung (412) der Andrückmittel (408, 506) auf das Reiborgan (401, 501) eine bezüglich der Verlagerungsachse (410) der Andrückmittel (408, 506) parallele Komponente (414) und senkrechte Komponente (416) umfasst, wobei die Andrückmittel auf das Reiborgan (401, 501) einwirken sollen, welches einen Vorsprung an seiner Oberfläche aufweist, die den Andrückmitteln (408, 506) gegenüberliegen soll, wobei die Winkeländerung α in dem Intervall von [0, 45] Grad liegt und das Reiborgan (401, 501) ein zwischen dem Reiborgan (401) und den Andrückmitteln (408) angeordnetes Schalldämpfungselement (406) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass das Schalldämpfungselement (406) eine Ringform beispielsweise mit einem rechteckigen Querschnitt besitzt, die an die Winkeländerung der Oberfläche des Reiborgans (401) angepasst ist.
Reiborgan (401) nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, das es eine Vertiefung aufweist.
Reiborgan (401, 501) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Winkeländerung an der Oberfläche des Reiborgans einen Stützkegel für die Andrückmittel (408, 506) bildet.
Reiborgan (501) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Stützkegel zumindest teilweise mit dem Belag (502) ausgebildet ist.
Andrückmittel (408, 506), die mit einem Reiborgan (401,501) nach einem der vorhergehenden Ansprüche zusammenwirken können, wobei das Reiborgan (401, 501) dem freien Ende der Andrückmittel (408, 506) zugeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Andrückmittel (408, 506) die zu dem Reiborgan (401, 501) komplementäre Form besitzen, um an die Oberfläche dieses Reiborgans (401, 501) angepasst zu sein, die den Andrückmitteln (408, 506) gegenüber liegen soll.
Andrückmittel (408, 506) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass sie einen Kolben aufweisen.
Scheibenbremse, die mit einem Reiborgan (401, 501) versehen ist, das einen Belag (402, 502) aufweist, der mit einem Kolben (408, 506) zusammenwirken soll, der diesen Belag so verlagert, dass er mit der Scheibe in Kontakt gelangt, dadurch gekennzeichnet, dass das Reiborgan (401, 501) einem der Ansprüche 1 bis 5 entspricht.