EP0879364A2 - Festsattelbremse mit zugehörigen bremsbelägen - Google Patents

Festsattelbremse mit zugehörigen bremsbelägen

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EP0879364A2
EP0879364A2 EP97905056A EP97905056A EP0879364A2 EP 0879364 A2 EP0879364 A2 EP 0879364A2 EP 97905056 A EP97905056 A EP 97905056A EP 97905056 A EP97905056 A EP 97905056A EP 0879364 A2 EP0879364 A2 EP 0879364A2
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
brake
housing
pad
lining
back plate
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP97905056A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Manfred Reuter
Hans-Dieter Leidecker
Rolf Weiler
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Continental Teves AG and Co OHG
Original Assignee
ITT Manufacturing Enterprises LLC
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Filing date
Publication date
Priority claimed from DE19607056A external-priority patent/DE19607056A1/de
Priority claimed from DE1996135838 external-priority patent/DE19635838A1/de
Application filed by ITT Manufacturing Enterprises LLC filed Critical ITT Manufacturing Enterprises LLC
Publication of EP0879364A2 publication Critical patent/EP0879364A2/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16DCOUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D55/00Brakes with substantially-radial braking surfaces pressed together in axial direction, e.g. disc brakes
    • F16D55/02Brakes with substantially-radial braking surfaces pressed together in axial direction, e.g. disc brakes with axially-movable discs or pads pressed against axially-located rotating members
    • F16D55/22Brakes with substantially-radial braking surfaces pressed together in axial direction, e.g. disc brakes with axially-movable discs or pads pressed against axially-located rotating members by clamping an axially-located rotating disc between movable braking members, e.g. movable brake discs or brake pads
    • F16D55/228Brakes with substantially-radial braking surfaces pressed together in axial direction, e.g. disc brakes with axially-movable discs or pads pressed against axially-located rotating members by clamping an axially-located rotating disc between movable braking members, e.g. movable brake discs or brake pads with a separate actuating member for each side
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16DCOUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D65/00Parts or details
    • F16D65/0006Noise or vibration control
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F16D65/02Braking members; Mounting thereof
    • F16D65/04Bands, shoes or pads; Pivots or supporting members therefor
    • F16D65/092Bands, shoes or pads; Pivots or supporting members therefor for axially-engaging brakes, e.g. disc brakes
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
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    • F16D55/00Brakes with substantially-radial braking surfaces pressed together in axial direction, e.g. disc brakes
    • F16D2055/0004Parts or details of disc brakes
    • F16D2055/0016Brake calipers
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16DCOUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D69/00Friction linings; Attachment thereof; Selection of coacting friction substances or surfaces
    • F16D69/04Attachment of linings
    • F16D2069/0425Attachment methods or devices
    • F16D2069/0441Mechanical interlocking, e.g. roughened lining carrier, mating profiles on friction material and lining carrier

Definitions

  • the invention relates to a brake caliper brake according to the preamble of claim 1 and associated brake pads.
  • a generic fixed caliper brake is disclosed in the published patent application DE 41 31 130 AI.
  • the two brake linings are arranged on both sides of the brake disc in a shaft inside the brake housing so that they can be removed radially and can be pressed against the brake disc by means of hydraulic actuating devices provided on both sides of the brake disc.
  • the brake pads are guided axially by a retaining pin and are tangential to the axially extending, protruding pad supports in the housing for the transmission of the peripheral forces during the braking process.
  • the disadvantage of such brakes lies in their considerable noise development during braking. This noise development can be attributed to the vibration excitation of the entire brake due to fluctuations in the frictional force between the brake lining and the brake disc.
  • EP 0 163 030 B1 also discloses brake linings which can be used, for example, in a generic fixed caliper brake and have through holes in the backing plate which are filled by the friction lining mass. These through holes, on the other hand, are used less for noise control and more for a shear-proof connection of the friction lining and back plate.
  • the object of the invention is to reduce the noise development in fixed caliper brakes by means of targeted measures on the brake housing and on the brake lining, which influence the vibration behavior of the entire brake without causing additional component expenditure or additional weight on the brake.
  • the invention consists in specifically reducing the material rigidity at suitable points on the brake housing and also on the brake pads in order to create subsystems damped on the brake, which create the overall vibration of the Reduce the fixed caliper brake and prevent noise.
  • One embodiment of the invention provides an axially extending pin as a lining support, which can swing both radially and tangentially.
  • the axially extending lining support has a radially extending groove on the side facing the hydraulic actuation device, which reduces the housing rigidity in the axial direction.
  • the rigidity of the brake pad backplate is also reduced on the brake pads by making through holes. These through holes are located in the vicinity or directly on the tangential face of the back plate and are either filled with friction lining or with another material with good damping properties. The remaining radial webs of the lining back plate together with the filled through holes form tangentially acting, damped vibration systems, which transmit the vibration excitation during braking only to the housing in a strongly damped manner.
  • plastic parts are preferably used as filling material for the through-holes, which in one variant are introduced directly into the associated through-holes on the tangential end face of the lining backing plate, precisely at the point that comes into contact with the housing-fixed lining support. This results in the greatest damping effects.
  • At least one vibration damper is provided on the brake housing, which is integrally connected to the brake housing.
  • This vibration damper is arranged such that it can vibrate in relation to the brake housing and can thus reduce the overall vibration of the fixed caliper brake.
  • the vibration damper is connected either via a web small cross-section directly when casting the brake housing or by massive casting with subsequent machining of the cast housing.
  • Fig. 1 is a view of a housing part
  • Fig. 2 is a partial view of the pad support of the
  • FIG. 3 is a partially sectioned plan view of a housing part of a fixed caliper brake
  • FIG. 4 is a partial view of a brake pad with an elongated through hole and a lateral opening of the through hole to the edge of the back plate
  • FIG. 5 is a partial view of a brake pad with a round through hole and a lateral opening of the through hole to the edge of the back plate
  • FIG. 6 is a partial view of a brake pad with a through hole directly on the tangential face of the pad back plate
  • Fig. 8 two views of a brake pad with two slot-like through holes, a round Through hole and a frame-shaped covering back plate,
  • Fig. 10 is a view from the outside of a brake housing part with integrated vibration absorbers.
  • FIG. 1 shows a brake housing part 1 of a two-part brake caliper.
  • a brake housing part 1 which is arranged on both sides of the brake disc, not shown, contains a hydraulic actuating device 2, which is able to press a brake pad, also not shown, onto the brake disc.
  • the brake pads are accommodated in a shaft 3 open radially outwards in the brake housing.
  • the linings are supported on axially extending, peg-shaped lining systems 4. These lining systems 4 are connected essentially only at the end 5 facing away from the brake disc in the radially open shaft 3 by casting on the brake housing. This means that they can vibrate both radially and tangentially.
  • the vibrations transmitted by the brake linings via the lining systems 4 to the brake housing 1 due to fluctuations in the frictional force during the braking intervention are reduced as a result of natural material damping of the vibrating lining systems 4.
  • the peg-shaped lining systems 4 thus represent independently vibrating subsystems that reduce the vibration of the entire fixed-caliper brake and thus prevent the generation of brake noises.
  • FIG. 2 shows a partial view of a lining system 4 of the brake housing part 1 from FIG. 1 from the viewing direction A. It illustrates the reduction in the material rigidity of the Pad system 4 compared to previous pad supports, which are connected to the brake housing almost over their entire length (dashed line in FIG. 2).
  • the lowering of the material rigidity on the lining system 4 allows it to perform independent vibrations as a subsystem of the fixed caliper brake, which vibrations are only transferred to the fixed caliper housing to a small extent and are additionally damped by the material damping properties of the material system 4.
  • Fig. 3 an embodiment of the fixed caliper brake with brake pad 6 is shown in a partially sectioned plan view.
  • the brake lining 6, which consists of the friction lining 7 and the backing plate 8, is supported on the lining system 4 which tangentially delimits the radially outward shaft 3.
  • a radially extending groove 9 is formed at the end 5 of the axially extending lining system 4, which faces the hydraulic actuating device 2.
  • This groove 9 is preferably formed directly when the housing 1 is cast, but can also be produced by a machining process.
  • the groove 9 causes a reduced rigidity of the brake housing and thus allows the lining system 4 to vibrate in the axial direction. Furthermore, the groove 9 weakens the transmission of the vibration excitation during the braking process from the brake pad 6 via the pad system 4 to the brake housing 1.
  • FIGS. 4 to 8 show examples of differently designed brake pads 6 for fixed-caliper brakes. 4 to 6, only half a brake pad 6 is shown, since the entire brake pad is mirror-symmetrical. All of the covering shapes shown have at least one through hole in their covering back plate 8 in the vicinity of the tangential end faces 11.
  • the through holes 10, 12 each have an opening 13 to the edge of the lining back plate and are filled with friction lining mass 7.
  • the radial extent of the through holes 10, 11 extends at least over the region of the tangentially projecting contact surfaces 14 of the lining back plate 8, via which the brake lining 6 is supported on the brake housing.
  • the through hole is designed as an elongated hole 10 extending radially over almost the entire length of the brake pad back plate with opening 13 to the radially inner back plate edge.
  • a thin web 15 remains at the tangential end of the lining back plate, which can oscillate in the tangential direction and acts like a spring element.
  • the friction lining mass 7 filling the elongated hole 10 acts in connection with the tangentially vibrating web 15 of the lining back plate 8 like a damping element and reduces the vibration which is excited by the brake intervention.
  • the brake pad 6 in Fig. 5 has in its back plate 8 a round through hole 12 at the level of the tangential contact surface 14 of the brake pad with opening 13 to the tangential edge of the back plate.
  • the web 15 and the lining mass 7 act as a filling of the through hole like a damped vibration system, which is supposed to consume part of the vibration energy in order to cause the entire brake caliper to vibrate less.
  • Fig. 6 shows a brake pad with through hole 16 directly on the tangential edge of the back plate.
  • the filling of the through hole 16, which consists of an inserted plastic part 17, directly forms the tangentially projecting contact surface 14 of the brake lining on the lining support fixed to the housing.
  • the plastic part 17, which is of course made of a different material with good Damping properties can exist, has primarily a damping function with respect to the vibration excitation during braking.
  • other filler materials that have good damping properties for example plastic, can be used in an analogous manner.
  • FIG. 7 shows two views of a brake lining which has rectangular through holes 18 filled with friction lining mass 7, which are surrounded by the backing plate 8 in the form of a closed frame.
  • the three radially extending webs 15 of the back plate are oscillatable as resilient elements in the tangential direction. Their vibration, which is caused by the brake intervention, is damped to a high degree by the filling 7 of the large through holes 18 and thus prevents the generation of braking noises.
  • FIG. 8 shows two views of a brake lining with three through holes 19, 20, all of which are filled with friction lining mass 7.
  • Two through holes are formed in the vicinity of the tangential end face 11 of the back plate as radial elongated holes 19, while the third through hole 20 has a round contour approximately in the middle of the back plate.
  • This version with three through holes 19, 20 increases the number of radially extending webs 15 of the back plate and thus also the number of tangentially resilient elements, which has a favorable effect on the damping vibration behavior of the brake pad.
  • the brake linings explained here are additionally equipped with a damping plate (not shown), for example made of sheet metal, on the back of the back plate.
  • a damping plate for example made of sheet metal
  • FIGS. 9 and 10 show brake housings 1 of fixed caliper brakes which have integrated vibration absorbers 21.
  • the vibration absorbers 21 are each integrally attached to the brake housing 1 via a connecting section 22 with a small material cross section.
  • the vibration absorbers 21 are capable of oscillating with respect to the brake housing 1.
  • the integrated vibration damper 21 not only affects the natural frequency of the entire fixed-caliper brake but also directly consumes a part of the vibration energy of the overall system by the vibration damper 21 which oscillates in braking operation. The vibration of the entire brake can thus be reduced and the generation of braking noises is avoided.
  • the direction of vibration 23 of the vibration absorber 21 can be selected more or less freely by the design of the connecting sections 22 and the location of the connection to the brake housing.
  • the vibration absorbers 21 are molded when casting the brake housing 1.
  • the configuration of the connecting section 22 as a thin web 24 is ideally provided directly during the casting and does not require any further processing step.
  • the vibration damper 21 can also be cast onto the brake housing 1 in a massive manner and only the connecting section 22 with a small cross section can be produced in a subsequent machining process.
  • a material is removed by making an incision 25 or a groove on the connecting section 22 between the vibration damper 22 and the brake housing 1, and the material stiffness of the connecting section 22 is thus decisively reduced.
  • An elastic connecting section 22 is created, which enables oscillation damper 21 to oscillate relative to the brake housing.
  • vibration absorbers are not limited to the type of fixed caliper brake listed here.
  • vibration damping e.g. brake holders, floating calipers, frame calipers, etc.

Landscapes

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Festsattelbremse, bei der zur Reduzierung von Bremsgeräuschen die Materialsteifigkeit an geeigneten Stellen des Bremsgehäuses (1) wie auch der Bremsbeläge (6) gesenkt wird, um gedämpft schwingfähige Teilsysteme an der Bremse zu schaffen. Diese Maßnahmen erfolgen weitestgehend gewichtsneutral und senken die Schwingungen der gesamten Bremse ab, was zu einer verminderten Entstehung von Bremsgeräuschen führt.

Description

Festsattelbremse mit zugehörigen Bremsbelägen
Die Erfindung betrifft eine Bremssattelbremse gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 sowie dazugehörige Bremsbeläge.
Eine gattungsgemäße Festsattelbremse wird in der Offenlegungsschrift DE 41 31 130 AI offenbart. Bei dieser Festsattelbremse sind die beiden Bremsbeläge zu beiden Seiten der Bremsscheibe in einem Schacht innerhalb des Bremsgehäuses radial entnehmbar angeordnet und mittels beidseitig der Bremsscheibe vorhandener hydraulischer Betätigungsvorrichtungen gegen die Bremsscheibe andrückbar. Die Bremsbeläge werden durch einen Haltestift axial geführt und liegen zur Übertragung der Umfangskräfte beim Bremsvorgang tangential an axial verlaufenden, vorstehenden Belagabstützungen im Gehäuse an. Der Nachteil derartiger Bremsen liegt in ihrer nicht unerheblichen Geräuschentwicklung während der Bremsung. Diese Geräuschentwicklung läßt sich auf die Schwingungsanregung der gesamten Bremse durch Reibkraftschwankungen zwischen Bremsbelag und Bremsscheibe zurückführen. Insbesondere die kompakte und starre Bauweise von Festsattelbremsen bewirkt eine gute Schwingungsübertragung und vermag der Geräuschentstehung nicht ausreichend entgegenzuwirken. Demzufolge sind in der Vergangenheit Maßnahmen zur Bekämpfung von Bremsgeräuschen unterschiedlichster Art unternommen worden. So werden beispielsweise häufig dämpfende Schichten oder Bleche auf der Rückseite der Bremsbeläge aufgebracht, was allerdings zusätzlichen Aufwand mit sich bringt.
In der EP 0 163 030 Bl sind ferner Bremsbeläge offenbart, die beispielsweise in einer gattungsgemäßen Festsattelbremse zum Einsatz kommen und über Durchgangslöcher in der Belagrückenplatte verfügen, die von der Reibbelagmasse ausgefüllt werden. Diese Durchgangslöcher dienen hingegen weniger der Geräuschbekämpfung sondern vielmehr einer abschersicheren Verbindung von Reibbelag und Rückenplatte.
Weiterhin sind aus den Schriften DE 37 36 126 C2 und DE 40 36 401 AI am Bremsgehäuse angebrachte Gegenschwingmassen bekannt, die das Schwingverhalten der Gesamtbremse beeinflussen und Geräuscheinwicklungen unterbinden sollen. Dafür wird jedoch eine erhöhte Gesamtmasse der Bremse in Kauf genommen.
Die Aufgabe der Erfindung besteht in einer Reduzierung der Geräuschentwicklung bei Festsattelbremsen durch gezielte Maßnahmen am Bremsgehäuse sowie am Bremsbelag, die das Schwingverhalten der gesamten Bremse beeinflussen ohne weiteren Bauteilaufwand oder zusätzliches Gewicht an der Bremse zu verursachen.
Die Lösung der Aufgabe ergibt sich aus den Merkmalen des Patentanspruchs 1. Im Prinzip besteht die Erfindung darin, an geeigneten Stellen des Bremsgehäuses bzw. auch an den Bremsbelägen die Materialsteifigkeit gezielt herabzusetzen, um an der Bremse gedämpft schwingfähige Teilsysteme zu schaffen, die die Gesamtschwingung der Festsattelbremse reduzieren und Geräuschentwicklung unterbinden.
Es erweist sich als besonders günstig, gemäß den Ansprüchen 2 und 3, die tangentiale Abstützung der Bremsbeläge im Bremsgehäuse schwingfähig zu gestalten, da diese unmittelbar von der Schwingungsanregung betroffen sind. Dabei sieht eine Ausführungsform der Erfindung einen sich axial erstreckenden Zapfen als Belagabstützung vor, der sowohl radial als auch tangential schwingen kann. In einer weiteren Ausführungsform der Festsattelbremse besitzt die axial verlaufende Belagabstützung an der der hydraulischen Betätigungsvorrichtung zugewandten Seite eine sich radial erstreckende Nut, die die Gehäusesteifigkeit in axialer Richtung reduziert.
Ergänzend zu den Maßnahmen am Bremsgehäuse wird auch an den Bremsbelägen die Steifigkeit in erster Linie der Belagrückenplatte durch Anbringen von Durchgangslöchern vermindert. Diese Durchgangslöcher befinden sich in der Nähe bzw. direkt an der tangentialen Stirnfläche der Rückenplatte und sind entweder mit Reibbelagmasse oder mit einem anderen Material mit guten Dämpfungseigenschaften ausgefüllt. Die verbleibenden radialen Stege der Belagrückenplatte bilden zusammen mit den ausgefüllten Durchgangslöchern tangential wirkende, gedämpfte Schwingungssysteme, die die Schwingungsanregung bei der Bremsung nur noch stark gedämpft auf das Gehäuse übertragen.
Als Füllmaterial für die Durchgangslöcher sind neben Reibbelagmasse vorzugsweise eingesetzte Kunststoffteile vorgesehen, die in einer Variante unmittelbar an der tangentialen Stirnfläche der Belagrückenplatte in die zugehörigen Durchgangslöcher eingebracht sind und zwar genau an der Stelle, die mit der gehäusefesten Belagabstützung in Anlage kommt. Dadurch ergeben sich die größten Dämpfungseffekte.
In einer Weiterbildung der Festsattelbremse ist am Bremsgehäuse zumindest ein Schwingungstilger vorgesehen, der einstückig mit dem Bremsgehäuse verbunden ist. Dieser Schwingungstilger ist gegenüber dem Bremsgehäuse schwingfähig angeordnet und vermag damit die Gesamtschwingung der Festsattelbremse zu reduzieren. Die Anbindung des Schwingungstilgers erfolgt dabei entweder über einen Steg mit geringem Querschnitt direkt beim Gießen des Bremsgehäuses oder durch massives Angießen mit anschließender spanender Nachbearbeitung des gegossenen Gehäuses.
Anhand der Zeichnung in 10 Figuren werden im folgenden Ausführungsbeispiele der Erfindung erläutert.
Es zeigen
Fig. 1 eine Ansicht eines Gehäuseteiles einer
Feststellbremse, Fig. 2 eine Teilansicht der Belagabstützung der
Festsattelbremse in Fig. 1 aus Richtung A,
Fig. 3 eine teilgeschnittene Draufsicht auf ein Gehäuseteil einer Festsattelbremse,
Fig. 4 eine Teilansicht eines Bremsbelages mit länglichem Durchgangsloch und seitlicher Öffnung des Durchgangsloches zum Rand der Rückenplatte,
Fig. 5 eine Teilansicht eines Bremsbelages mit rundem Durchgangsloch und seitlicher Öffnung des Durchgangsloches zum Rand der Rückenplatte,
Fig. 6 eine Teilansicht eines Bremsbelages mit Durchgangsloch unmittelbar an der tangentialen Stirnfläche der Belagrückenplatte,
Fig. 7 zwei Ansichten eines Bremsbelages mit rechteckförmigen Durchgangslöchern und rahmenförmiger Bremsbelagrückenplatte,
Fig. 8 zwei Ansichten eines Bremsbelages mit zwei langlochartigen Durchgangslöchern, einem runden Durchgangsloch und einer rahmenförmigen Belagrückenplatte,
Fig. 9 eine Ansicht von innen auf ein Bremsgehäuseteil mit integrierten Schwingungstilgern,
Fig. 10 eine Ansicht von außen auf ein Bremsgehäuseteil mit integrierten Schwingungstilgern.
In Fig. 1 wird ein Bremsgehäuseteil 1 eines zweiteilig ausgeführten Festbremssattels gezeigt. Ein solches Bremsgehäuseteil 1, das zu beiden Seiten der nicht gezeigten Bremsscheibe angeordnet ist, enthält eine hydraulische Betätigungsvorrichtung 2, die einen ebenfalls nicht gezeigten Bremsbelag an die Bremsscheibe anzudrücken vermag. Dabei sind die Bremsbeläge in einem radial nach außen offenen Schacht 3 im Bremsgehäuse untergebracht. Zur Aufnahme der Umfangskräfte während eines Bremsvorganges sind die Beläge an axial verlaufenden, zapfenförmigen Belaganlagen 4 abgestützt. Diese Belaganlagen 4 sind im wesentlichen nur an dem der Bremsscheibe abgewandten Ende 5 im radial offenen Schacht 3 durch Gießen an das Bremsgehäuse angebunden. Dadurch sind sie sowohl radial wie auch tangential schwingfähig. Die von den Bremsbelägen über die Belaganlagen 4 auf das Bremsgehäuse 1 übertragenen Schwingungen durch Reibkraftschwankungen während des Bremseneingriffs werden infolge natürlicher Materialdämpfung der schwingenden Belaganlagen 4 gemindert. Die zapfenförmigen Belaganlagen 4 stellen somit eigenständig schwingende Teilsysteme dar, die die Schwingung der gesamten Festsattelbremse reduzieren und damit die Entstehung von Bremsgeräuschen verhindern.
Fig. 2 zeigt eine Teilansicht einer Belaganlage 4 des Bremsgehäuseteils 1 aus Fig. 1 aus der Blickrichtung A. Sie verdeutlicht die Verringerung der Materialsteifigkeit der Belaganlage 4 gegenüber bisherigen Belagabstützungen, die nahezu über ihre gesamte Länge an das Bremsgehäuse angebunden sind (gestrichelte Linie in Fig. 2). Die Senkung der Materialsteifigkeit an der Belaganlage 4 läßt diese als Teilsystem der Festsattelbremse eigenständige Schwingungen ausführen, die nur in geringem Maße auf das Festsattelgehäuse übertragen werden und durch die Materialdämpfungseigenschaften der Materialanlage 4 zusätzlich gedämpft werden.
In Fig. 3 ist ein Ausführungsbeispiel der Festsattelbremse mit Bremsbelag 6 in teilgeschnittener Draufsicht dargestellt. Der Bremsbelag 6, der aus Reibbelag 7 und Belagrückenplatte 8 besteht, wird an der den radial nach außen offenen Schacht 3 tangential begrenzenden Belaganlage 4 abgestützt. An dem Ende 5 der axial verlaufenden Belaganlage 4, das der hydraulischen Betätigungsvorrichtung 2 zugewandt ist, ist eine sich radial erstreckende Nut 9 ausgebildet. Diese Nut 9 wird vorzugsweise direkt beim Gießen des Gehäuses 1 angeformt, läßt sich aber auch durch einen spanenden Bearbeitungsgang herstellen. Die Nut 9 bewirkt eine reduzierte Steifigkeit des Bremsgehäuses und läßt damit eine Schwingung der Belaganlage 4 in axialer Richtung zu. Weiterhin schwächt die Nut 9 die Übertragung der Schwingungsanregung beim Bremsvorgang vom Bremsbelag 6 über die Belaganlage 4 auf das Bremsgehäuse 1 ab.
Neben den Maßnahmen zur Bremsgeräuschbekämpfung am Sattel zeigen die Fig. 4 bis 8 Beispiele für unterschiedlich ausgeführte Bremsbeläge 6 für Festsattelbremsen. In den Fig. 4 bis 6 ist dabei jeweils nur ein halber Bremsbelag 6 dargestellt, da der gesamte Bremsbelag spiegelsymmetrisch ist. Alle dargestellten Belagformen besitzen in ihrer Belagrückenplatte 8 in der Nähe der tangentialen Stirnflächen 11 zumindest ein Durchgangsloch.
Im Falle der ersten beiden Ausführungsformen nach Fig. 4 und 5 besitzen die Durchgangslöcher 10,12 jeweils eine Öffnung 13 zum Rand der Belagrückenplatte und sind mit Reibbelagmasse 7 ausgefüllt. Die radiale Ausdehnung der Durchgangslöcher 10,11 erstreckt sich zumindest über den Bereich der tangential vorstehenden Anlageflächen 14 der Belagrückenplatte 8, über die sich der Bremsbelag 6 am Bremsgehäuse abstützt.
In Fig. 4 ist das Durchgangsloch als sich radial über fast die gesamte Länge der Bremsbelagrückenplatte erstreckendes Langloch 10 ausgebildet mit Öffnung 13 zum radial innenliegenden Rückenplattenrand. Dadurch verbleibt am tangentialen Ende der Belagrückenplatte ein dünner Steg 15, der in tangentialer Richtung schwingfähig ist und wie ein Federelement wirkt. Die das Langloch 10 ausfüllende Reibbelagmasse 7 wirkt im Zusammenhang mit den tangential schwingenden Steg 15 der Belagrückenplatte 8 wie ein Dämpfungselement und mindert die Schwingung, die durch den Bremseneingriff angeregt wird.
Der Bremsbelag 6 in Fig. 5 hat in seiner Rückenplatte 8 ein rundes Durchgangsloch 12 in Höhe der tangentialen Anlagefläche 14 des Bremsbelages mit Öffnung 13 zum tangentialen Rand der Rückenplatte. Auch hier wirken der Steg 15 und die Belagmasse 7 als Füllung des Durchgangsloches wie ein gedämpftes Schwingungssystem, das einen Teil der Schwingungsenergie verbrauchen soll, um den gesamten Bremssattel weniger stark in Schwingung zu versetzen.
Fig. 6 zeigt einen Bremsbelag mit Durchgangsloch 16 unmittelbar am tangentialen Rand der Rückenplatte. Dabei bildet die Füllung des Durchgangsloches 16, die aus einem eingesetzten Kunststoffteil 17 besteht, direkt die tangential vorstehende Anlagefläche 14 des Bremsbelages an der gehäusefesten Belagabstützung. Das Kunststoffteil 17, das selbstverständlich auch aus einem anderen Material mit guten Dämpfungseigenschaften bestehen kann, hat dabei bezüglich der Schwingungsanregung beim Bremsvorgang vor allem eine dämpfende Funktion. Bei den übrigen aufgeführten Ausführungsformen der Beläge mit Durchgangslöchern, die mit Belagmasse ausgefüllt sind, sind in analoger Weise auch andere Füllmaterialien anwendbar, die gute Dämpfungseigenschaften aufweisen, beispielsweise Kunststoff.
Fig. 7 zeigt zwei Ansichten eines Bremsbelages, der mit Reibbelagmasse 7 ausgefüllte, rechteckförmige Durchgangslöcher 18 aufweist, die von der Belagrückenplatte 8 in Form eines geschlossenen Rahmens umrandet werden. Die drei radial verlaufenden Stege 15 der Rückenplatte sind als federnde Elemente in tangentialer Richtung schwingfähig. Ihre Schwingung, die durch den Bremseneingriff verursacht wird, wird durch die Füllung 7 der großflächigen Durchgangslöcher 18 in hohem Maße gedämpft und verhindert damit die Entstehung von Bremsgeräuschen.
In Fig. 8 sind zwei Ansichten eines Bremsbelages mit drei Durchgangslöchern 19,20 dargestellt, die allesamt mit Reibbelagmasse 7 ausgefüllt sind. Zwei Durchgangslöcher sind in der Nähe der tangentialen Stirnfläche 11 der Rückenplatte als radiale verlaufende Langlöcher 19 ausgebildet, während das dritte Durchgangsloch 20 etwa in der Mitte der Rückenplatte eine runde Kontur aufweist. Diese Ausführung mit drei Durchgangslöchern 19,20 erhöht die Anzahl der radial verlaufenden Stege 15 der Rückenplatte und damit auch die Anzahl der tangential federnden Elemente, was sich günstig auf das dämpfende Schwingungsverhalten des Bremsbelages auswirkt.
In einer Weiterbildung der Erfindung sind die hier erläuterten Bremsbeläge auf der Rückseite der Rückenplatte noch zusätzlich mit einer nicht gezeigten Dämpfungsplatte, beispielsweise aus Blech, ausgestattet. Das hat den Vorteil, daß das Füllmaterial der Durchgangslöcher selbst bei Auflösungserscheinungen infolge hoher Belastung innerhalb der Durchgangslöcher verbleibt und weiterhin seine schwingungsdämpfende Funktion erfüllt.
Den Figuren 9 und 10 sind Bremsgehäuse 1 von Festsattelbremsen zu entnehmen, die über integrierte Schwingungstilger 21 verfügen. Die Schwingungstilger 21 sind jeweils über eine Verbindungsabschnitt 22 mit geringem Materialquerschnitt einstückig am Bremsgehäuse 1 befestigt. Infolge des geringen Materialquerschnittes des Verbindungsabschnittes 22 und der daraus resultierenden reduzierten Materialsteifigkeit eines jeden Verbindungsabschnittes 22 sind die Schwingungstilger 21 gegenüber dem Bremsgehäuse 1 schwingfähig. Im Gegensatz zu bekannten Bremsen mit starren Zusatzmassen wird in diesem Fall durch die integrierten Schwingungstilger 21 nicht allein die Eigenfrequenz der gesamten Festsattelbremse beeinflußt sondern zusätzlich noch direkt ein Teil Schwingungsenergie des Gesamtsystems durch die im Bremsbetrieb oszillierenden Schwingungstilger 21 verbraucht. Damit läßt sich die Schwingung der gesamten Bremse herabsetzen und die Enstehung von Bremsgeräuschen wird vermieden.
Im einzelnen ist die Schwingungsrichtung 23 der Schwingungstilger 21 durch die Gestaltung der Verbindungsabschnitte 22 und den Ort der Anbindung an das Bremsgehäuse mehr oder weniger frei wählbar. In der Praxis werden die Schwingungstilger 21 beim Gießen des Bremsgehäuses 1 angeformt. Dabei ist idealer Weise die Ausgestaltung des Verbindungsabschnittes 22 als dünnem Steg 24 direkt beim Guß vorgesehen und benötigt keinen weiteren Bearbeitungschritt. Wahlweise läßt sich jedoch der Schwingungstilger 21 auch massiv an das Bremsgehäuse 1 angießen und in einem darauffolgenden spanenden Bearbeitungsgang erst der Verbindungsabschnitt 22 mit geringem Querschnitt herstellen. Dazu erfolgt eine Materialabnahme indem am Verbindungsabschnitt 22 zwischen Schwingungstilger 22 und Bremsgehäuse 1 ein Einschnitt 25 oder eine Nut eingebracht wird und damit die Materialsteifigkeit des Verbindungsabschnittes 22 entscheidend gesenkt wird. Es entsteht ein elastischer Verbindungsabschnitt 22, der eine Oszillation des Schwingungstilgers 21 relativ zum Bremsgehäuse ermöglicht.
Die Anordnung der einzelnen Schwingungstilger 21 in den Figuren 9 und 10 im unteren Bereich des Bremsgehäuses 1 bzw. in der Nähe des radial offenen Schachtes 3 ist lediglich beispielhaft. Selbstverständlich lassen sich derartige intergrierte Schwingungstilger 21 auch anderswo am Bremsgehäuse 1 elastisch anbinden. Es werden dabei in erster Linie gezielt solche Stellen des Bremsgehäuses 1 gewählt, an denen die Schwingungsanregung oder aber die Schwingungsamplitude ohne Schwingungstilger besonders hoch liegt. An diesen Stellen läßt sich durch den Einsatz von integrierten Schwingungstilger die größte Reduktion der Schwingung der Gesamtbremse erzielen.
Natürlich ist die Anwendung derartiger Schwingungstilger nicht auf den hier aufgeführten Typ einer Festsattelbremse beschränkt. Es ergeben sich ohne Zweifel Anwendungsmöglichkeiten bei allen Bremsgehäusen oder Bremsenteilen, die durch Gußverfahren hergestellt sind und bei denen eine Schwingungstilgung erwünscht ist (z. B. Bremshalter, Schwimmsättel, Rahmensättel etc.).

Claims

Patentansprüche
1. Festsattelbremse mit einem eine Bremsscheibe übergreifenden Bremsgehäuse (1) und zwei in einem radial nach außen offenen Schacht (3) des Bremsgehäuses (1) angeordneten aus Reibbelag (7) und Belagrückenplatte (8) bestehenden Bremsbelägen (6), die jeweils mittels einer hydraulischen Betätigungsvorrichtung (2) direkt an die Bremsscheibe andrückbar sind, mit sich in axialer Richtung erstreckenden Vorsprüngen des Bremsgehäuses, die den Schacht (3) in Umfangsrichtung begrenzen und zur Belagabstützung in Umfangsrichtung dienen, dadurch gekennzeichnet, daß zur Reduzierung von Bremsgeräuschen am Bremsgehäuse (1) und/oder an den Bremsbelägen (6) die Materialsteifigkeit herabgesetzt wird, um an der Festsattelbremse gedämpft schwingende Teilsysteme zu bilden.
2. Festsattelbremse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Belagabstützung durch zwei sich in axialer Richtung erstreckende, zapfenförmige Belaganlagen (4) gebildet wird die im wesentlichen nur im Bereich der hydraulischen Betätigungsvorrichtung (2) an das Bremsgehäuse (1) angebunden sind, und in tangentialer sowie radialer Richtung schwingfähig sind.
3. Festsattelbremse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die sich axial erstreckenden Belaganlagen (4) zur Belagabstützung an der der hydraulischen Betätigungsvorrichtung (2) zugewandten Seite eine in radialer Richtung verlaufende Nut (9) besitzen.
4. Bremsbelag, insbesondere zum Einsatz in einer Festsattelbremse nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Rückenplatte in der Nähe ihrer tangentialen Stirnfläche zumindest ein Durchgangsloch (10,12,16,18,19,20) besitzt, daß mit einem Material mit guten Dämpfungseigenschaften ausgefüllt ist.
5. Bremsbelag nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Durchgangsloch (10,12,18,19,20) mit Reibbelagmasse (7) ausgefüllt ist.
6. Bremsbelag nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Durchgangsloch (16) mit einem Kunststoffmaterial (17) ausgefüllt ist.
7. Bremsbelag nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Durchgangsloch (10,12,16) eine Öffnung (13) zum seitlichen Rand der Belagrückenplatte (8) aufweist .
8. Bremsbelag nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnung (13) sich an der Stelle der tangentialen Stirnfläche (11) der Belagrückenplatte (8) befindet, die zur Anlage an die Belagabstützung im Bremsgehäuse (1) kommt.
9. Bremsbelag nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Durchgangslöcher auf beiden Seiten in der Nähe der tangentialen Stirnfläche (11) der Belagrückenplatte (8) als sich in radialer Richtung erstreckende Langlöcher (18,19) ausgebildet sind, die von der Belagrückenplatte in Form eines geschlossenen Rahmens umrandet werden.
10. Bremsbelag nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß ein drittes Durchgangsloch (20) auf der Höhe der Symmetrieebene der Belagrückenplatte (8) angeordnet ist.
11. Festsattelbremse nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß am Bremsgehäuse (1) zumindest ein einstückig mit herabgesetzter Materialsteifigkeit mit dem Bremsgehäuse (1) verbundener Schwingungstilger (21) angeordnet ist, der gegenüber dem Bremsgehäuse (1) schwingfähig ist.
12. Festsattelbremse nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Schwingungstilger (21) an das Bremsgehäuse (1) angegossen ist.
13. Festsattelbremse nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, daß am Verbindungsabschnitt (22) zwischen Bremsgehäuse( 1) und Schwingungstilger (21) der Materialquerschnitt reduziert ist.
14. Festattelbremse nach einem der Ansprüche 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Schwingungstilger (21) über einen Steg (24), der elastisch verformbar ist, an das Bremsgehäuse (1) angebunden ist.
15. Festsattelbremse nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß der reduzierte Materialquerschnitt zwischen Bremsgehäuse (1) und Schwingungstilger (21) durch einen spanenden Nachbearbeitungsschritt des Bremsgehäuses (1) erzielt wird.
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