Geräuschdämpfer für Scheiben- oder TrommelbremseMuffler for disc or drum brakes
Die Erfindung geht aus von einer Scheiben- oder Trommel¬ bremse und bezieht sich auf das Problem, von der Bremse ausgehende Geräusche, insbesondere das Quietschen zu unter¬ drücken.The invention is based on a disc or drum brake and relates to the problem of suppressing noise emanating from the brake, in particular squeaking.
Es gilt als erwiesen, daß Bremsgeräusche von Schwingungen des Bremsgehäuses, der Bremsbacken oder der Bremsscheibe bzw. Bremstrommel herrühren, die aufgrund periodischer Reibkraftschwankungen zwischen Bremsbacken und Bremsscheibe bzw. Bremstrommel angeregt werden.It is proven that braking noises result from vibrations of the brake housing, the brake shoes or the brake disk or brake drum, which are excited due to periodic fluctuations in the frictional force between the brake shoes and brake disk or brake drum.
Besonders das Bremsenquietsehen wird als unangenehm empfunden. Deshalb sind zahlreiche Haßnahmen vorgeschlagen und zum Teil praktisch umgesetzt worden, die störende Ge¬ räusche der Bremse verhindern sollen, indem entweder schwingende Bremsenteile bedämpft oder ihre Eigenfrequenzen so verstimmt werden, daß sie in im unhörbaren Bereich lie¬ gen oder nicht mehr angeregt werden.Brake squeaking is particularly uncomfortable. For this reason, numerous measures have been proposed and some have been put into practice which are intended to prevent disturbing noise from the brake, either by damping oscillating brake parts or by detuning their natural frequencies so that they lie in the inaudible range or are no longer excited.
Beispielsweise ist bekannt, die Schwingungen der Brems¬ klötze bei Scheibenbremsen zu dämpfen, indem zwischen Bremskolben und Belaghalteplatte einer Bremsbacke ein rei¬ bendes Einsatzteil vorgesehen ist (DE-GM 87 17 512) oder daß auf der dem Bremskolben zugewandten Seite der Belag¬ halteplatte eine viskoelastische Dämmplatte (DE-OS 23 05 701), eine Polymerschicht (DE-OS 28 11 848) oder ein Dämpfungsblech verwendet wird.For example, it is known to dampen the vibrations of the brake pads in disc brakes by providing a rubbing insert between the brake piston and the pad holding plate of a brake shoe (DE-GM 87 17 512) or that on the side of the pad holding plate facing the brake piston viscoelastic insulation board (DE-OS 23 05 701), a polymer layer (DE-OS 28 11 848) or a damping plate is used.
Bis heute ist aber das Problem der Bremsgeräusche noch nicht zufriedenstellend gelöst. Bekannte Maßnahmen verhin¬ dern das Quietschen nur zeitweise oder nur bei einer be¬ stimmten Bauart der Bremse. Da keine systematische Lösungs-
methode bekannt ist, werden erfolgreiche Maßnahmen vor allem durch Probieren gefunden und bleiben meist auf den Einzelfall beschränkt.To date, however, the problem of braking noise has not yet been satisfactorily resolved. Known measures prevent squeaking only temporarily or only with a certain type of brake. Since no systematic solution method is known, successful measures are found primarily through trial and error and are usually limited to the individual case.
Ziel der Erfindung ist es daher, das Problem der Unter¬ drückung von Bremsgeräuschen etwas systematischer anzugehen und eine allgemeine verwendbare, wirksame und zuverlässi¬ gere Lösung zu finden.The aim of the invention is therefore to tackle the problem of suppressing braking noises somewhat more systematically and to find a generally usable, effective and reliable solution.
Ausgangspunkt der Lösung ist die Beobachtung, daß an be¬ stimmten Stellen der Bremse, vor allem an der Bremsscheibe oder Bremstrommel besonders große Schwingungsamplituden (Schwingungsbäuche) auftreten, die laute Bremsgeräusehe verursachen und folglich hier am wirkungsvollsten bekämpft werden können.The starting point of the solution is the observation that particularly large oscillation amplitudes (antinodes) occur at certain points on the brake, especially on the brake disc or brake drum, which cause loud braking noises and can therefore be combated most effectively here.
Die Aufgabe wird durch die sich aus dem kennzeichnenden Teil des Hauptanspruchs oder einem der nebengeordneten Ansprüche 9 und 10 ergebende Merkmalskombination gelöst.The object is achieved by the combination of features resulting from the characterizing part of the main claim or from one of the subordinate claims 9 and 10.
Die Geräuschdämpfung erfolgt an der ständig mit der Bremse in Kontakt stehenden Reibfläche des Geräuschdämpfers, indem Schwingungsenergie in Reibungswärme übergeht.The noise damping takes place on the friction surface of the noise damper, which is constantly in contact with the brake, in that vibration energy is converted into frictional heat.
Vorteilhaft ist die Vielseitigkeit der Erfindung, die nicht auf einem bestimmten Bremsentyp beschränkt ist, sondern so¬ wohl bei Scheiben- als auch bei Trommelbremsen verschie¬ denster Bauarten angewendet werden kann. Sie zeichnet sich gegenüber bekannten Vorrichtungen durch die Konsequenz aus, Schwingungen auch an rotierenden Teilen der Bremse zu be-
dämpfen, wo sie bevorzugt auftreten. Wenn es die Umstände erfordern, können mehrere Geräuschdämpfer eingesetzt wer¬ den.An advantage is the versatility of the invention, which is not limited to a particular type of brake, but can be used both in disc and drum brakes of various types. Compared to known devices, it is characterized by the consequence of also applying vibrations to rotating parts of the brake. dampen where they occur preferentially. If the circumstances so require, several silencers can be used.
In einer bevorzugten Ausführungsform gemäß Anspruch 2 ist der Geräuschdämpfer justierbar. So kann seine Reibfläche auf eine Stelle maximaler Schwingungsamplitude gesetzt und seine Wirksamkeit individuell optimiert werden. Sollten sich im Laufe der Zeit die Eigenschaften der Bremse verän¬ dern, kann der Vorgang wiederholt werden.In a preferred embodiment according to claim 2, the noise damper is adjustable. In this way, its friction surface can be set to a point of maximum vibration amplitude and its effectiveness can be individually optimized. If the properties of the brake change over time, the process can be repeated.
Nach Anspruch 3 läßt sich vorteilhaft ausnutzen, daß große Bereiche der Bremsscheibe oder Bremstrommel gut zugänglich sind. Die zu bedämpfende Stelle kann nach Zweckmäßigkeit relativ frei ausgewählt werden, ohne daß sich der Geräusch¬ dämpfer und andere Bremsenteile gegenseitig stören. So wird seine Wirksamkeit weiter gesteigert und bleibt zuverlässi¬ ger erhalten, was gerade in hartnäckigen Fällen von Brem¬ senquietschen wichtig ist.According to claim 3 can be advantageously used that large areas of the brake disc or brake drum are easily accessible. The point to be damped can be selected relatively freely according to practicality, without the noise damper and other brake parts interfering with one another. In this way, its effectiveness is further increased and remains more reliably maintained, which is particularly important in stubborn cases of brake squeal.
Es ist zweckmäßig, wenn der Geräuschdämpfer gemäß Anspruch 4 ein federndes Element aufweist, das die Kraft zum Andruck seiner Reibfläche an die Bremse erzeugt.It is expedient if the noise damper according to claim 4 has a resilient element which generates the force for pressing its friction surface against the brake.
Wenn nach Anspruch 5 die Andruckkraft einstellbar ist, er¬ öffnen sich weitere Möglichkeiten, die Dämpfung zu einem beliebigen Zeitpunkt individuell zu optimieren.If, according to claim 5, the pressing force is adjustable, further possibilities open up for individually optimizing the damping at any time.
Wenn es die Umstände erfordern, daß die Reibfläche mit großer Kraft angedrückt werden soll, ohne die Reibkraft un-
zulässig zu erhöhen, ist die Ausgestaltungsform nach An¬ spruch 6 vorteilhaft, bei der die Reibfläche aus Metall be steht.If the circumstances require that the friction surface should be pressed on with great force, without the friction force and permissible increase, the embodiment according to claim 6, in which the friction surface is made of metal, is advantageous.
Soll aber die Andruckkraft klein oder die Reibkraft groß sein, so ist eine Ausgestaltung nach Anspruch 7 günstiger, bei der die Reibfläche einen Reibbelag aufweist.However, if the pressure force is to be small or the friction force is large, an embodiment according to claim 7 is more favorable in which the friction surface has a friction lining.
Die Erfindung läßt sich weiter verbessern, wenn der Ge¬ räuschdämpfer nach Anspruch 8 an einem Fahrzeugteil veran¬ kert ist, auf das im wesentlichen keine Schwingungen der Bremse übertragen werden, die die Wirksamkeit der Dämpfung beeinträchtigen könnten.The invention can be further improved if the noise damper according to claim 8 is anchored to a vehicle part to which essentially no vibrations of the brake are transmitted which could impair the effectiveness of the damping.
Außer auf rotierende läßt sich der Geräuschdämpfer aber auch auf ortsfeste Bremsenteile, die zum Schwingen neigen, vorteilhaft anwenden, beispielsweise nach Anspruch 9 auf den Bremssattel einer Scheibenbremse.In addition to rotating, the noise damper can also be advantageously used on stationary brake parts that tend to vibrate, for example according to claim 9 on the brake caliper of a disc brake.
Wenn der zur Befestigung des Geräuschdämpfers außerhalb de Bremse nötige Aufwand vermieden werden soll, empfiehlt sic eine Ausgestaltungsform gemäß Anspruch 10. Der Geräuschdämpfer wird hier direkt an der Bremse befestigt, so daß die geräuschgedämpfte Bremse als vormontierte Einheit am Fahrzeug eingebaut werden kann. Eine Zusatzmass liegt federnd am Bremsengehäuse an und ermöglicht aufgrund ihrer Trägheit eine reibende Relativbewegung zwischen der Anlagefläche des Geräuschdämpfers und dem Bremsengehäuse.If the effort required to attach the muffler outside the brake is to be avoided, sic recommends an embodiment according to claim 10. The muffler is attached directly to the brake here, so that the muffled brake can be installed as a pre-assembled unit on the vehicle. An additional dimension rests resiliently on the brake housing and, due to its inertia, enables a rubbing relative movement between the contact surface of the silencer and the brake housing.
In einer bevorzugten Ausgestaltungsform der Erfindung nach
Anspruch 11 ist der Geräuschdämpfer an einem Führungsbolzen einer Schwimmsattel-Teilbelagscheibenbremse befestigt. Diese Befestigung erfordert lediglich einen modifizierten Führungsbolzen, während die Bremsengehäuse einer laufenden Serie ansonsten unverändert übernommen werden können. Dadurch werden Werkzeugkosten eingespart. Außerdem ist ein Nachrüsten herkömmlicher Bremsen mit dem erfindungsgemäßen Geräuschdämpfer möglich. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungsmerkmale werden in den Unteransprüchen 12 und 13 offenbart.In a preferred embodiment of the invention according to Claim 11, the silencer is attached to a guide pin of a floating caliper partial brake disc brake. This attachment only requires a modified guide pin, while the brake housing of a current series can otherwise be taken over unchanged. This saves tool costs. It is also possible to retrofit conventional brakes with the noise damper according to the invention. Further advantageous design features are disclosed in subclaims 12 and 13.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeichnungen näher erläutert.Exemplary embodiments of the invention are explained in more detail below with reference to the drawings.
Es zeigenShow it
Fig. 1 die Seitenansicht einer schematisch dargestellten Scheibenbremse mit Geräuschdämpfern,1 is a side view of a schematically shown disc brake with silencers,
Fig. 2 einen Schnitt durch eine schematisch dargestellte Trommelbremse mit Geräuschdämpfern,2 shows a section through a schematically illustrated drum brake with noise dampers,
Fig. 3 eine teilweise geschnittene Seitenansicht einer Schwimmsattel-Teilbelagscheibenbremse mit einem erfindungsgemäßen Geräuschdämpfer in einer weiteren Ausführungsform.Fig. 3 is a partially sectioned side view of a floating caliper brake pad with a noise damper according to the invention in a further embodiment.
Das erste Beispiel bezieht sich auf eine Scheibenbremse, deren wesentliche Bestandteile, nämlich Bremsscheibe 1, Bremsbacken 2,3 und Bremssattel 4 in Fig. 1 schematisch
dargestellt sind.The first example relates to a disc brake, the essential components, namely brake disc 1, brake shoes 2, 3 and brake caliper 4 in FIG. 1 schematically are shown.
Um die Einsatzmöglichkeiten für Geräuschdämpfer 5,6,7 zu veranschaulichen, sind drei verschiedene Reibstellen vorge¬ sehen, die gut zugänglich sind.In order to illustrate the possible uses for silencers 5, 6, 7, three different friction points are provided which are easily accessible.
Die Geräuschdämpfer 5 und 6 bestehen aus Reibbelag 8, Blattfeder 9 und Verankerung 10, durch die sie mit der Rad¬ aufhängung des Fahrzeugs verbunden sind.The silencers 5 and 6 consist of friction lining 8, leaf spring 9 and anchoring 10, by means of which they are connected to the wheel suspension of the vehicle.
Der Reibbelag 8 ist jeweils so positioniert, daß er gegen eine Stelle der Bremsscheibe 1 drückt, die zu großen Schwingungsamplituden neigt und diese unterdrückt. Dabei eignet sich Geräuschdämpfer 5 aufgrund seiner Position be¬ sonders gut zur Dämpfung axialer, Geräuschdämpfer 6 zur Dämpfung radialer oder tangentialer Schwingungen der Brems- scheibe 1.The friction lining 8 is positioned so that it presses against a point on the brake disc 1 that tends to large vibration amplitudes and suppresses them. Due to its position, noise damper 5 is particularly well suited for damping axial, noise damper 6 for damping radial or tangential vibrations of brake disc 1.
Bei Geräuschdämpfer 7 besteht die Reibfläche 11 aus Stahl und wird einfach durch das freie Ende der Blattfeder 12 ge¬ bildet. Seiner Verankerung 13 ist ebenfalls mit der Radauf¬ hängung verbunden. Die Reibfläche 11 drückt auf eine Stelle des Bremssatteis, an der große Schwingungsamplituden auf¬ treten, die so gedämpft werden.In the case of noise damper 7, the friction surface 11 is made of steel and is simply formed by the free end of the leaf spring 12. Its anchor 13 is also connected to the wheel suspension. The friction surface 11 presses on a point of the brake caliper at which large vibration amplitudes occur, which are damped in this way.
Im zweiten Beispiel wird die Anwendung der Erfindung auf eine Trommelbremse erläutert, deren Trommel 14 und Brems¬ backen 15.16 in Fig. 2 im Schnitt angedeutet sind. Der Auf¬ bau der Geräuschdämpfer 17, 18,19 wurde bereits im ersten Beispiel beschrieben.
Die Geräuschdämpfer 17,18,19 werden auch hier an drei gut zugänglichen Reibstellen eingesetzt, die zu großen Schwin¬ gungsamplituden neigen. Die Befestigung erfolgt am Brems¬ träger der Trommelbremse.In the second example, the application of the invention to a drum brake is explained, the drum 14 and brake shoes 15.16 of which are indicated in section in FIG. 2. The construction of the silencers 17, 18, 19 was already described in the first example. The noise dampers 17, 18, 19 are also used here at three easily accessible friction points, which tend to large vibration amplitudes. It is attached to the brake carrier of the drum brake.
Bei dem in Fig. 3 dargestellten Ausführungsbeispiel weist eine Teilbelagscheibenbremse einen Schwimmsattel 101 mit einem Bremskolben 102 und zwei Bremsbacken 103,104 auf, die zum Andruck an eine Bremsscheibe 105 bestimmt sind. Der Schwimmsattel 101 ist mittels zweier Bolzenführungen an einem Bremsträger 106 verschiebbar geführt. Eine der beiden Bolzenführungen ist in der Zeichnung erkennbar. In einer Gewindebohrung 107 des Bremsträgers 106 ist ein Gewinde 108 eines Führungsbolzens 109 eingeschraubt, auf dem ein mit dem Schwimmsattel 101 verbundenes Bushingauge 110 gleitet, das mit einem Bushing 111 aus elastischem Material versehen ist.In the exemplary embodiment shown in FIG. 3, a partial lining disk brake has a floating caliper 101 with a brake piston 102 and two brake shoes 103, 104, which are intended to be pressed against a brake disk 105. The floating caliper 101 is slidably guided on a brake carrier 106 by means of two bolt guides. One of the two bolt guides can be seen in the drawing. A thread 108 of a guide bolt 109 is screwed into a threaded bore 107 of the brake carrier 106, on which a bushing eye 110 connected to the floating caliper 101, which is provided with a bushing 111 made of elastic material, slides.
Der Führungsbolzen 109 ist an seinem dem Bremsträger 106 abgewandten Endabschnitt mit einer umlaufenden Ringnut 112 versehen, in der das eine Ende 117 einer zu einem Geräuschdämpfer 114 gehörenden Drahtfeder 113 festgeklemmt ist. Zum Geräuschdämpfer 114 gehört weiterhin eine Zusatzmasse 115 mit einem zylindrischen Grundkörper, der auf seiner einen Axialseite in einen Kegel 119 übergeht und auf seiner anderen Axialseite einen zylindrischen Vorsprung 116 aufweist, um den das andere Ende 118 der Drehtfeder 113 geschlungen ist. Der Führungsbolzen 109 weist in seinem Endabschnitt eine axiale Öffnung 120 mit sechseckigem
Querschnitt auf, die ursprünglich zur Aufnahme eines Schraubenschlüssels bestimmt ist. Die Zusatzmasse 115 wird nun mittels der Feder 113 axial gegen das Ende des Führungsbolzens 109 gedrückt, so daß sich die Spitze des Kegels 119 in die Öffnung 120 hinein erstreckt und der Kegelmantel am äußeren Rand der Öffnung 120 anliegt. Diese einfache Befestigung erlaubt einerseits Relativbewegungen zwischen Bremse und Zusatzmasse 115 und verhindert andererseits das Herausfallen der Zusatzmasse 115.
The guide pin 109 is provided on its end section facing away from the brake carrier 106 with a circumferential annular groove 112, in which the one end 117 of a wire spring 113 belonging to a noise damper 114 is clamped. The silencer 114 also includes an additional mass 115 with a cylindrical base body which merges into a cone 119 on one axial side and has a cylindrical projection 116 on its other axial side, around which the other end 118 of the torsion spring 113 is wound. The guide pin 109 has an axial opening 120 with hexagonal in its end portion Cross-section that was originally intended to hold a wrench. The additional mass 115 is now pressed axially against the end of the guide bolt 109 by means of the spring 113, so that the tip of the cone 119 extends into the opening 120 and the cone jacket lies against the outer edge of the opening 120. This simple fastening allows, on the one hand, relative movements between the brake and additional mass 115 and, on the other hand, prevents the additional mass 115 from falling out.