EP1297268A1

EP1297268A1 - Belag, insbesondere reibbelag für scheibenbremsen

Info

Publication number: EP1297268A1
Application number: EP01960461A
Authority: EP
Inventors: Rainer Himmelsbach; Hansjörg Grimme
Original assignee: Honeywell Bremsbelag GmbH
Current assignee: Federal Mogul Bremsbelag GmbH
Priority date: 2000-07-05
Filing date: 2001-07-04
Publication date: 2003-04-02
Also published as: ES2373060T3; EP1867889A1; MXPA02012926A; CN1280553C; DE20011435U1; CN1440495A; WO2002002963A1; CA2412921A1; EP1867889B1; AU2001281952A1; KR20030022157A; US20080156601A1; US20040099493A1; WO2002002963A8; JP2004522118A; BR0112363A

Abstract

Der Belag oder Funktionskörper (10) besteht aus einem Träger (11) in Form einer Grundplatte, z.B. Trägerplatte oder eines Trägerbleches, einem auf dem Träger (11; 11') angeordneten, dünnwandigen Rauhgrundträger (15; 15') aus einem Metallblech oder einem anderen geeigneten Material, einem Rauhgrund (20') aus einem auf der dem Belagträger (11; 11') abgekehrten Oberfläche (15a; 15'a) des Rauhgrundträgers (15; 15') aufgesinterten Halterungsbett (20; 20'; 21) aus einzelnen, mit dem Rauhgrundträger (15; 15') kraft- und formschlussbildenden Formkörpern (22') mit Hinterschneidungen, Einziehungen o. dgl. (23; 23') und aus einem auf dem Rauhgrundträger (15; 15') mit dem Rauhgrund (20') befestigten Funktionsblock (25; 25') aus Reibmaterial, Kunststoff, insbesondere solchem Kunststoff, der nicht geeignet ist, sich verkleben zu lassen oder sich anderweitig aufbringen lässt, beispielsweise aus einem Polymer oder Teflon, wobei der Rauhgrundträger (15; 15') auf dem Belagträger (11; 11') vermittels einer Schweiss-, Niet- oder Klebeverbindun g (30; 30') oder anderweitigen Verbindungsverfahrens, wie Einprägeverfahren, befestift ist.

Description

BELAG, INBESONDERE REIBBELAG FÜR SCHEIBENBREMS_EN

Anwendungsgebiet

Die Erfindung betrifft einen Belag oder Funktionskörper oder Reibbelag für Scheibenbremsen, insbesondere für Hochleistungsbremsen für Straßen- und Schienenfahrzeuge, gemäß dem Oberbegriff der Ansprüche 1 und 2.

Stand der Technik

Reibbeläge für Scheibenbremsen gemäß dem Oberbegriff der Ansprüche 1 und 2 sind bekannt.

Aufgabe. Lösung. Vorteil

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Belag oder Funktionskörper oder Reibbelag für Scheibenbremsen der eingangs genannten Art zu schaffen, mit dem wirtschaftlich die Festigkeitseigenschaften von Trägerplatten z. B. für Bremsbeläge verbessert werden und Trägerplatten erhalten werden, deren mechanisch/dynamische Eigenschaften auch nach der Rauhgrund-Behandlung erhalten bleiben. Außerdem soll der Rauhgrund auch bei empfindlichen Trägerblechen eingesetzt werden, ohne dass sich dabei die Festigkeitseigenschaften des aus Stahl bestehenden Reibbelagträgers nach der Rauhgrund-Behandlung sich verändert.

Diese Aufgabe wird durch die in den Patentansprüchen 1 und 2 gekennzeichneten Merkmale gelöst.

Nach Anspruch 1 besteht der erfindungsgemäße Belag oder Funktionskörper aus einem Träger in Form einer Grundplatte, z. B. Trägerplatte oder eines Trägerbleches, einem auf dem Träger angeordneten dünnwandigen Rauhgrundtrager aus einem Metallblech oder einem anderen geeigneten Material, einem Rauhgrund aus einem auf der dem Belagträger abgekehrten Oberfläche des Rauhgrundtragers aufgesinterten Halterungsbett aus einzelnen, mit dem Rauhgrundtrager kraft- und formschlussbildenden Formkörpern mit Hinterschneidungen, Einziehungen o. dgl. und einem auf dem Rauhgrundtrager mit dem Rauhgrund befestigten Funktionsblock aus Reibmaterial, Kunststoff, insbesondere solchem Kunststoff, der nicht geeignet ist, sich verkleben zu lassen oder sich anderweitig aufbringen lässt, beispielsweise aus einem Polymer oder einem Polytetrafluoräthylen, wobei der Rauhgrundtrager auf dem Belagträger vermittels einer Schweiß-, Niet- oder Klebverbindung oder anderweitigen Verbindungsverfahren, wie Einprägeverfahren, befestigt ist.

Ein erfindungsgemäßer Reibbelag nach Anspruch 2 besteht aus einem Reibbelagträger, einem auf dem Reibbelagträger angeordneten dünnwandigen Rauhgrundtrager, einem Rauhgrund aus einem auf der dem Reibbelagträger abgekehrten Oberfläche aufgesinterten Halterungsbett aus einzelnen, mit dem Rauhgrundtrager kraft- und formschlussbildenden Formkörpern mit Hinterschneidungen, Einziehungen o. dgl. und einem auf dem Rauhgrundtrager mit dem Rauhgrund befestigten Reibbelagblock, wobei der Rauhgrundtrager auf dem Reibbelagträger vermittels Schweiß-, Niet- oder Klebverbindungen oder anderweitigen Verbindungsverfahren, wie Einprägeverfahren, befestigt ist.

Bei diesem Reibbelag wird der Rauhgrund nicht auf den eigentlichen Reibbelagträger wie bei den bekannten Reibbelägen aufgebracht, sondern auf einem gesonderten Rauhgrundtrager, der wiederum mit dem Reibbelagträger, d. h. der Trägerplatte bzw. dem Trägerblech, befestigt wird. Bevorzugterweise ist der Rauhgrundtrager auf dem Reibbelagträger vermittels einer rundum verlaufenden Randverschweißung befestigt, so dass einerseits eine feste Verbindung zwischen dem Rauhgrundtrager und dem Reibbelagträger erreicht wird und zum anderen das Eindringen von Feuchtigkeit zwischen dem Rauhgrundtrager und dem Reibbelagträger verhindert wird.

Dabei wird so vorgegangen, dass ein Blech als Rauhgrundtrager entsprechend der Reibbelagkontur gestanzt wird. Dieses Blech als Rauhgrundtrager wird dann mit dem Rauhgrund versehen und der beschichtete Rauhgrundtrager wird dann anschließend auf den eigentlichen Reibbelagträger geschweißt, genietet oder geklebt oder vermittels anderer geeigneter Verbindungsverfahren befestigt. Für das Aufschweißen bietet sich das Laserstrahlschweißen an, da mit diesem Verfahren die Kontur rundherum dicht verschweißt werden kann und auch beliebig viele Schweißpunkte auf der Fläche verteilt angeordnet werden können. Dabei kann der Rauhgrundtrager bei dem Stanzvorgang gesickt oder geformt werden, wodurch eine höhere Festigkeit erhalten wird. Eventuell ausgebildete Hohlräume können vor dem Verschweißen mit einem Dämpfungsmaterial gefüllt werden.

Neben einer Rundumverschweißung für die Befestigung des Rauhgrundtragers mit dem Reibbelagträger kann die Befestigung auch vermittels Punktschweißung erfolgen, wobei die Punktverschweißung bevorzugterweise an rauhgrundfreien Flächen vorgenommen wird.

Zur Gewichtseinsparung ist nach einem weiteren Merkmal der Erfindung der Reibbelagträger mindestens mit einer fensterartigen Durchbrechung versehen, wobei in diesem Zusammenhang auch die Möglichkeit besteht, den Rauhgrundtrager mit dem Reibbelagträger im Randbereich der fensterartigen Durchbrechung zu verschweißen.

In der fensterartigen Durchbrechung des Reibbelagträgers kann ein Fülloder Dämmmaterial, z. B. aus einem Kunststoff oder Keramik zum Däm- men von vorzugsweise Temperaturen oder Schall, angeordnet sein. Zur Erhöhung bzw. Verbesserung des Wärmeflusses kann ein metallisches Füll- bzw. Dämmmaterial eingesetzt werden, z. B. Kupfer, Knetlegierungen aus Leichtmetall. Auch besteht die Möglichkeit, in der fensterartigen Durchbrechung des Reibbelagträgers eine Füllung aus Keramik anzuordnen, um trotz geringem Gewichtes eine hohe Festigkeit des Reibbelagträgers zu erhalten.

Darüber kann der Rauhgrundtrager auch aus einem dünnen Blech aus einem Verbundmaterial aus Kupfer, verkupfertem Stahlblech und Aluminiumbeschlägen, wobei die beiden Komponenten des Verbundmaterials vermittels Ultraschall oder Laser miteinander verschweißt sind, bestehen. Auf die oberste Komponente des Verbundmaterials ist dann der Rauhgrund aufgebracht.

Um eine ausreichende Haftung zwischen dem Reibbelagblock und dem Rauhgrundtrager bei gleichzeitiger Verbesserung des Korrosionsschutzes sowohl für den Rauhgrundtrager als auch für den Reibbelagträger zu erreichen, wird vor dem Aufpressen des Reibmaterials auf den Rauhgrundtrager ein galvanischer Metallüberzug aufgebracht, der aus Kupfer, Silber, Zinn, Cadmium, Zink, Chrom oder einem anderen geeigneten Material besteht, wobei auch ein Überzug aus einem hochtemperaturbeständigen Kunststoff, wie z. B. Trifluoräthylen, Polytetrafluoräthylen, Polysilox- ane, Silikonkautschuk, angebracht sein kann. Das Zusammenwirken von Rauhgrund, d. h. Halterungsbett und galvanischem Überzug, führt zu einem hohen Korrosionsschutz für den Rauhgrundtrager, während der Rauhgrund die Haftung zwischen dem Reibbelagblock und dem Rauhgrundtrager bewirkt, da der galvanische Überzug dem Konturenverlauf des Rauhgrundes folgt. Auf diese Weise ist ein umweltfreundliches Verfahren zur Herstellung Reibbelägen geschaffen. Desweiteren wird vorgeschlagen, bei einem Reibbelag der eingangs genannten Art vorzusehen, dass das den Rauhgrund bildende Halterungsbett aus einem Materialgemisch aus einem Anteil (A) mit niedrigerem Schmelzpunkt und einem Anteil (B) mit einem höheren Schmelzpunkt besteht.

Durch die Verwendung dieses Gemisches für die Ausbildung des Halterungsbettes in Form einer Struktur - aus kraft- und formschlussbildenden aus dem Gemisch geformten Formelementen, die Hinterschneidungen, Einziehungen u. dgl. aufweisen, ist es möglich, dass die Strukturoberfläche eine völlig bizarre und unregelmäßige Struktur aufweist, und zwar sowohl in der Makro-struktur als auch in der MikroStruktur bezüglich der einzelnen aufgesinterten Teilchen, so dass jeder einzelne aufgesinterte Formkörper gegenüber einer Kugeloberfläche eine größere Oberfläche aufweist, ohne jedoch eine Kugelgestalt zu besitzen. Hierdurch wird eine sehr hohe mechanische Festigkeit und eine hohe Temperaturbeständigkeit erreicht, was zu einer hohen Haftfähigkeit und Halterungssicherheit des Reibbelagblockes auf dem Rauhgrundtrager führt. Ein weiterer Vorteil ergibt sich dadurch, dass Rauhgrundtrager aus einem sehr dünnen Stahl eingesetzt werden können, ohne dass die Haftung zwischen Reibbelagblock und dem Rauhgrund des Rauhgrundtragers bzw. dem Rauhgrundtrager beeinträchtigt wird.

Gemäß vorteilhafter Ausführung ist dabei vorgesehen, dass der niedrig schmelzende Anteil (A) ein niedrig schmelzendes Metall wie Zinn, Weichoder Schnell-Iot o. dgl. oder eine niedrig schmelzende Legierung wie Bronze, Messing o. dgl. ist und dass der höher schmelzende Anteil (B) aus Eisen, Sand, Keramikpulver o. dgl. besteht, wobei der Schmelzpunkt des höher schmelzenden Anteils (B) unter dem Schmelzpunkt des Rauhgrundtragers liegen sollte. Der Rauhgrundtrager besteht aus Stahl, V2A- Stahl, Keramik, Aluminium oder anderen geeigneten Werkstoffen, wobei auch der eigentliche Reibbelagträger in gleicher Weise ausgebildet sein kann. Während der Anteil (A) niedrig schmelzend ist, müssen die Schmelzpunkte von Anteil (B) und auch vom Material des Rauhgrundtragers hoch sein; sie können unterschiedlich oder auch gleich sein.

Trotz des galvanischen Metallüberzuges ist ein direkter Kraft- und Wärmeübergang von dem Reibbelagblock auf das aufgesinterte Materialbett und damit auf den Rauhgrundtrager möglich. Eine zusätzliche Verbindungsschicht kann vorzugsweise entfallen. Insbesondere durch die Verwendung von Bronze wird zusätzlich eine Unterrostung und Anrostung vermieden, so dass die Dauerhaltbarkeit vergrößert und die Korrosionsanfälligkeit auch unter extremen Umweltbedingungen verringert wird.

Hinzukommt, dass ein solcher Reibbelag durch die Verwendung des Kombinationswerkstoffes und insbesondere durch den verwendeten Rauhgrundtrager optimale Notlaufeigenschaften im Bereich des aufgesinterten Halterungsbettes aufweist. Durch die bizarre Oberflächenstruktur im Bremsscheibenberühungsbereich ist immer ein Mischmaterial aus Reibwerkstoffmaterial und aufgesintertem Material mit der Bremsscheibe in Berührung, so dass noch eine Bremsung mit dem Rest Reib- werkstoffmaterialanteil durchgeführt werden kann. Gleichzeitig ist ein Bremsscheibenschutz gegeben, da durch den verwendeten Kombinationswerkstoff eine Zerstörung der Bremsscheibe vermieden werden kann. Es ist daher durch diese Struktur eine hohe Haftung und Reibung bis zum Schluss gegeben, so dass Notlaufeigenschaften gegeben sind. Ein Abscheren des Restbelages ist durch die gegebene Verzahnung zwischen der bizarren Struktur der Strukturoberfläche mit dem Reibbelagblock nicht möglich, wobei noch zusätzlich die Sicherheit dadurch erhöht ist, dass eine Unterrostung sicher verhinderbar ist. Weiterhin hat es sich gezeigt, dass die verwendete Strukturoberfläche für den Rauhgrund noch zusätzlich den Vorteil hat, dass sich zwischen dem Reibbelagblock und dem aufgesinterten Halterungsblech bei weitgehender Ausfüllung der Hinterschneidungen und Einziehungen durch den Reib- werkstoff kleine Lufteinschlüsse ergeben, die den Materialien die Möglichkeit geben, sich in die sich so ergebenden Kavernen hinein auszudehnen, so dass auftretende Wärmespannungen verringert werden. Hierdurch ergibt sich eine zusätzliche Schonung des Reibbelages und eine Verbesserung der Dauerhaltbarkeit.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass der niedrig schmelzende Anteil (A) aus etwa 30 % Bronze und der höher schmelzende Anteil (B) aus einem 70 % Fe-Pulver besteht, wobei die verwendete Bronze einen Anteil von 10 % Zinn aufweisen sollte. Bei Verwendung eines derartigen Gemisches ergibt sich hinsichtlich aller gewünschten Eigenschaften wie Verschleißfestigkeit, Geräuschdämpfung und Korrosionsschutz ein optimales Ergebnis.

Bevorzugterweise ist vorgesehen, dass das aufgesinterte Halterungsbett aus einer auf den Rauhgrundtrager im Bereich der Reibmaterialaufnah- mefläche vollflächig oder teilflächig überdeckenden Grundschicht aus einzelnen, kraft- und formschlussbildenden Formelementen, die Hinterschneidungen, Einziehungen o. dgl. aufweisen, besteht. Dabei können die Greifelemente als zylindrische Säulen, kegelstumpfförmige Säulen, als echter Kegelstumpf oder auch in Form einer Pyramide in einer dreieckigen, viereckigen oder mehreckigen Grundfläche ausgebildet sein, wobei die einzelnen Greifelemente jeweils in einem Abstand zueinander angeordnet sind. Die Auswahl der Art der verwendeten Greifelemente hängt von den gewünschten Eigenschaften des Reibbelages ab. Während eine säulenartige Ausbildung der Greifelemente dazu führt, dass der Anteil zwischen Halterungsbettmaterial und Reibwerkstoffmaterial in der Beruh- rungsfläche auch bei zunehmendem Verschleiß relativ konstant bleibt, steigt bei der Verwendung anderer Greifelementformen der Anteil des Halterungsmaterials, so dass hier ein abnehmender Verschleiß erzielt werden kann, so dass auch bei einer starken Belastung des Reibbelages zwischen zwei Überprüfungen die Bremseigenschaften erhalten bleiben.

Besonders vorteilhaft ist bei dieser Ausführungsform die bizarre Struktur der aufgesinterten Teilchen für die Herstellung des Rauhgrundes, wobei jeder Sinterkörper gegenüber einer Kugelfläche eine größere Oberfläche aufweist, ohne jedoch Kugelgestalt zu besitzen. Dadurch wird eine hohe mechanische Festigkeit und Temperaturbeständigkeit und eine hohe Haftfähigkeit erhalten.

Insbesondere durch die Verwendung eines mit einem Rauhgrund versehenen Rauhgrundtragers für die Aufnahme des Reibbelagblockes wird erreicht, dass bei der Rauhgrundherstellung entsprechend der bisher bekannten Verfahren der eigentliche Reibbelagträger in seinen mechanischen und chemischen Eigenschaften in keiner Weise beeinträchtigt wird. Hinzukommt, dass Rauhgrundtrager aus einem sehr dünnen Material verwendet werden können, und dass auch der eigentliche Reibbelagträger ebenfalls geringere Stärken aufweisen kann, da die Gesamtfestigkeit durch den Verbund des Rauhgrundtragers mit dem Reibbelagträger erhalten wird.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.

Anstelle des vorangehend beschriebenen Reibbelages kann der erfindungsgemäße Belag oder Funktionskörper überall dort eingesetzt werden, wo auf einen Träger eine Beschichtung aufzubringen ist, wobei der Funk- tionsblock jedwede Ausgestaltung und Materialzusammensetzung haben kann.

Kurzbeschreibung der Zeichnung

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachstehend anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen

Fig. 1 einen Reibbelagträger mit hammerkopfartig ausgebildeten Endbereichen in einer Ansicht auf die den Reibbelagblock tragende Trägerseite,

Fig. 2 den Reibbelagträger ohne Reibbelagblock jedoch mit angeschweißtem einen Rauhgrund tragenden Rauhgrundtrager in einer Ansicht auf den den Rauhgrundtrager tragenden Reibbelagträger,

Fig. 3 einen Reibbelagträger mit einem einen Rauhgrund tragenden Rauhgrundtrager, der mit dem Reibbelagträger punktverschweißt ist in einer Ansicht, auf dem den Rauhgrundtrager tragenden Reibbelagträger,

Fig. 4 einen vergrößerten senkrechten Schnitt durch einen Reibbelagträger mit auf diesem einen Rauhgrund tragenden Rauhgrundtrager und einem darauf befestigtem Reibbelagblock, Fig. 5A, 5B, 5C und 5D Ansichten von oben auf Reibbelagträger mit verschiedenartig ausgebildeten fensterartigen Durchbrechungen,

Fig. 6 einen vergrößerten senkrechten Schnitt durch einen mit einer fensterartigen Durchbrechung versehenen Reibbelagträger und mit an dem Reibbelagträger angeschweißten Rauhgrundtrager,

Fig. 7 einen vergrößerten senkrechten Schnitt durch einen Reibbelagträger mit mehreren fensterartigen Durchbrechungen und mit einem im Bereich der fensterartigen Durchbrechungen an dem Reibbelagträger angeschweißten Rauhgrundtrager,

Fig. 8 einen vergrößerten senkrechten Schnitt durch einen Reibbelagträger mit einer fensterartigen Durchbrechung, die mit einem Dämmstoff ausgefüllt ist,

Fig. 9 einen vergrößerten senkrechten Schnitt durch einen Reibbelagträger mit einer fensterartigen Durchbrechung mit einer Keramikfüllung,

Fig. 10 einen vergrößerten senkrechten Schnitt durch einen Rauhgrundtrager aus einem Verbundmaterial, Fig. 11 einen vergrößerten senkrechten Schnitt durch einen Reibbelagträger mit zwischen dem Rauhgrundtrager und dem Reibbelagträger angeordneten Dämpfungsplatte,

Fig. 12 einen vergrößerten senkrechten Schnitt durch einen Rauhgrundtrager mit einem aufgebrachten Halterungsbett in Form von Hinterschneidungen oder Einziehungen aufweisenden Formkörpern,

Fig. 13 in einer Ansicht von oben einen Reibbelagträger mit aufgebrachten Rauhgrundtrager mit einer weiteren Ausführungsform des aufgebrachten Halterungsbettes als Rauhgrund,

Fig. 14 einen senkrechten Schnitt gemäß Linie XIV-XIV in Figur 13 und

Fig. 15 in einer Schnittdarstellung eine weitere Ausführungsform des Halterungsbettes als Rauhgrund auf dem Rauhgrundtrager.

Detaillierte Beschreibung der Erfindung und bester Weg zur Ausführung der Erfindung

Bei dem in Fig. 4 gezeigten Ausführungsbeispiel ist ein Belag oder Funktionskörper 10' dargestellt, der aus einem Träger 11' in Form einer Grundplatte, z. B. einer Trägerplatte oder eines Trägerbleches, einem aus dem Träger 11' angeordneten dünnwandigen Rauhgrundtrager 15' aus einem Metallblech oder einem anderen geeigneten Material, einem Rauhgrund 20' aus einem auf der dem Belagträger 11' abgekehrten Oberfläche 15'a des Rauhgrundtragers 15' aufgesinterten Halterungsbett 21' aus einzelnen, mit dem Rauhgrundtrager 15' kraft- und formschlussbildenden Formkörpern 22' mit Hinterschneidungen, Einziehungen o. dgl. 23' und einem auf dem Rauhgrundtrager 15' mit dem Rauhgrund 20' befestigten Funktionsblock 25' beispielsweise aus einem Reibmaterial, einem Kunststoff, insbesondere solchem Kunststoff, einem Metallpulver-Kunststoffgemisch oder aus einem Hart- oder Weichmetall, die nicht geeignet sind, sich verkleben zu lassen oder sich anderweitig aufbringen lassen, beispielsweise aus einem Polymer oder einem unter dem Handelsnamen „TEFLON" bekannten Polytetrafluoräthylen, besteht, wobei der Rauhgrundtrager 15' auf dem Belagträger 11' vermittels einer Schweiß-, Niet- oder Klebverbindung 30' oder anderweitigen Verbindungsverfahren, wie Einprägeverfahren, befestigt ist. Bei dem Belag oder Funktionskörper handelt es sich beispielsweise um einen Reibbelag 10 wie dieser nachstehend beschrieben ist.

In den Fig. 1 bis 4 ist ein Reibbelag 10 dargestellt, der aus einem Reibbelagträger 11 aus Stahl oder anderen geeigneten Werkstoffen besteht. Der Belag- oder Reibbelagträger 11', 11 besteht aus einem flachen oder zwei- oder dreidimensionalen oder einteiligen oder mehrteiligen Trägerblech. Auf dem Reibbelagträger 11 ist ein dünnwandiger Rauhgrundtrager 15 angeordnet, der ebenfalls aus einem dünnen metallischen Material besteht. Dieser Rauhgrundtrager 15 trägt auf seiner dem Reibbelagträger 11 abgekehrten Oberfläche 15a ein aufgesintertes Halterungsbett 21 aus einzelnen mit dem Rauhgrundtrager 15 kraft- und formschlussbildenden Formkörpern 22 mit Hinterschneidungen, Einziehungen o. dgl. 23. Auf dem Rauhgrundtrager 15 mit seinem Rauhgrund 20 ist ein Reibbelagblock 25 angeordnet, der aus einer gepressten Reibmaterialmischung besteht. Dieser Reibbelagblock 25 ist auf den Rauhgrund 20 aufgepresst und kraft- und formschlüssig mit dem Rauhgrundtrager 15 verbunden. Der Rauhgrundtrager 15 ist auf dem Reibbelagträger 11 vermittels Schweiß-, Niet- oder Klebverbindungen 30 befestigt, wobei auch anderweitige Verbindungsmittel und Verbindungsverfahren eingesetzt werden können.

Die Randverschweißung 30a stellt bei Fig. 2 eine Konturenverschweißung dar, wobei die Schweißnaht z. B. mit Versatz nach innen, ausgehend vom äußeren Rand, mit bis 5 mm gesetzt werden kann, was bei 30'a angedeutet ist. Die Schweißnaht kann auch nach außen auf die Außenkante gesetzt werden (Fig. 2).

Bevorzugterweise ist der Rauhgrundtrager 15 mit seinem Rauhgrund 20 und seinem Reibbelagblock 25 auf dem Reibbelagträger 11 vermittels einer rundum verlaufenden Randverschweißung 30a befestigt (Fig. 2). Durch diese rundumverlaufende Randverschweißung 30a ist der Rauhgrundtrager 15 feuchtigskeitsdicht mit dem Reibbelagträger 11 verbunden. Der Reibbelagblock 25 ist hiernach nicht direkt auf dem Reibbelagträger 11 angeordnet, sondern auf dem zwischen dem Reibbelagblock und dem Reibbelagträger angeordneten Rauhgrundtrager 15.

Die Randverschweißung 30a zur Befestigung des Rauhgrundtragers 15 auf dem Reibbelagträger 11 erfolgt mittels Laserstrahlschweißen. Auch besteht die Möglichkeit, den Rauhgrundtrager 15 auf dem Reibbelagträger 11 vermittels Punktverschweißung 31 zu befestigen, wobei die Punktver- schweißung 31 an rauhgrundfreien Flächen 20a vorgenommen wird (Fig. 3).

Bei den Ausführungsformen gemäß Fig. 5A, 5B, 5C und 5D ist der Reibbelagträger 11 mit mindestens einer fensterartigen Durchbrechung 40 versehen. Diese fensterartige Durchbrechung 40 kann gemäß Fig. 5A und 5B unterschiedliche Formgebungen aufweisen. Fig. 5C zeigt einen Reibbelagträger 11 mit zwei Durchbrechungen 40, 40' und Fig. 5D einen Reibbelagträger 11 mit vier fensterartigen Durchbrechungen 40, 40', 40", 40'".

Wie Fig. 6 zeigt, besteht neben der rundum verlaufenden Randverschweißung 30a zum Befestigen des Rauhgrundtragers 15 auf dem Reibbelagträger 11 bei der Verwendung von Reibbelagträgern mit fensterartigen Durchbrechungen 40 die Möglichkeit, den Rauhgrundtrager 15 noch zusätzlich im Randbereich 41 der Durchbrechung 40 noch zusätzlich vermittels Schweißverbindung 30b zu verschweißen. Dabei besteht die Möglichkeit, bei der Verwendung eines sehr dünnen Rauhgrundtragers 15 diesen beim Aufbringen auf den Reibbelagträger 11 derart zu verformen, dass Abschnitte 15a des Rauhgrundtragers 15 in die fensterartigen Durchbrechungen 40 eingedrückt werden, wie dies in Fig. 7 dargestellt ist. Im Bereich der inneren Wandflächen dieser fensterartigen Durchbrechungen kann dann ein zusätzliches Verschweißen des Rauhgrundtragers 15 mit dem Reibbelagträger 11 erfolgen. Der Rauhgrundtrager 15 kann auf dem Reibbelagträger 11 vermittels V-Naht-Schweißung, durch Verschweißen an der Außenkante oder von unten befestigt werden.

Zur Geräuchsdämpfung kann bei dem Reibbelag 10 auch ein Reibbelagträger 11 mit einer fensterartigen Durchbrechung 40 eingesetzt werden, wobei die Durchbrechung 40 mit einem Füll- oder Dämmmaterial 45 ausgefüllt ist (Fig. 8). Dieses Dämmmaterial 45 besteht bevorzugterweise aus einem Kunststoff wie z. B. einem Schaumkunststoff.

Die fensterartige Durchbrechung 40 in dem Reibbelagträger 11 kann auch mit einer Füllung 46 aus Keramik verschlossen sein. Diese Ausgestaltung hat den Vorteil, dass trotz eines leichten Gewichtes des Reibbelagträgers 11 dieser eine hohe Festigkeit und Eigensteifigkeit aufweist. Bei dem in Fig. 10 dargestellten Ausführungsbeispiel besteht der Rauhgrundtrager 15 aus einem dünnen Blech aus einem Verbundmaterial 50 aus Kupfer, verkupfertem Stahlblech einerseits und Aluminium andererseits, wobei die beiden Komponenten 51 und 52 des Verbundmaterials 50 vermittels Ultraschall oder Laser miteinander verschweißt sind. Bei diesem Verbundmaterial 50 besteht die obere Komponente 51 aus Kupfer oder verkupfertem Stahlblech und die untere Komponente 52 aus Aluminium. Auf die oberste Komponente 51 des Verbundmaterials 50 ist dann der Rauhgrund 20 aufgebracht. Mit dieser Ausgestaltung des Rauhgrundtragers 15 in Form eines Verbundmaterials 50 wird ein Rauhgrundtrager 15 durch die Verwendung von Aluminium mit äußerst geringem Gewicht eingesetzt.

Zwischen dem Rauhgrundtrager 15 mit dem Rauhgrund 20 und dem Reibbelagträger 11 kann gemäß Fig. 11 eine Dämpfungsplatte oder -folie 60 aus Gummi, einem gummiartigen Kunststoff oder einem federndelastischen Kunststoff angeordnet sein, wodurch eine Schwingungs- und Geräuschdämpfung eintritt.

Bei dem in Fig. 12 gezeigten Ausführungsbeispiel besteht das Halterungsbett 21 als Rauhgrund 20 auf dem Rauhgrundtrager 15 aus auf den Rauhgrundtrager 15 aufgesinterten, kugelförmigen Formkörpern 22, die im Befestigungsbereich Hinterschneidungen 23 bilden. Auf das Halterungsbett 21 ist bevorzugterweise ein galvanischer Überzug 150 aus Metall aufgebracht, der die einzelnen Formkörper umgibt und der den von den Formkörpern gebildeten Kulturen angepasst ist, wobei der Überzug 150 auch dem Verlauf der Hinterschneidungen, Einziehungen o. dgl. 23 folgt, so dass ein geschlossener metallischer Überzug erhalten wird; dadurch wird ein guter Korrosionsschutz für den Rauhgrundtrager 15 und somit auch für den Reibbelagträger 11 geschaffen. Der metallische Überzug 150 kann aus Kupfer, Silber, Zinn, Cadmium, Zink, Nickel oder einem anderen geeigneten Material bestehen. Der Vorteil, den der galvanische Teilüberzug erbringt, liegt in einer genauen Maßhaltigkeit in Bezug auf die Dicke des Überzuges. Außerdem bleiben die Konturen des Halterungsbettes 21 voll erhalten, so dass trotz des metallischen Überzuges 150 zwischen dem aufgepressten Reibbelagblock 25 und dem Rauhgrund 20 auf dem Rauhgrundtrager 15 ein hoher Kraft- und Formschluss besteht.

Neben einem Überzug 150 aus metallischen Werkstoffen kann auch als Überzug ein die gleichen Eigenschaften aufweisender Kunststoff verwendet werden. Ein derartiger Überzug ist in Fig. 12 bei 150' angedeutet. Als Kunststoffe eignen sich insbesondere solche, die auch bei höheren Temperaturen beständig sind, so unter anderem Silikonkautschuk, Trifluo- räthylen, Polytetrafluoräthylen, Polysiloxane u. dgl..

Die Reibmaterialmischung wird unter Zuhilfenahme eines entsprechenden Formelementes auf den mit dem Halterungsbett 21 versehenen Rauhgrundtrager 15 derart aufgepresst, dass während des Pressvorganges die Reibmaterialmischung in die Zwischenräume zwischen die einzelnen Formkörper und in diejenigen Räume einfließt, die von Hinterschneidungen, Einziehungen u. dgl. 23 gebildet sind. Auf diese Weise erfolgt vermittels der Formkörper eine innige Verbindung zwischen dem sich verformenden Reibbelagblock 25 und dem Halterungsbett 21, die sich ineinander Verkrallen und Verzahnen. Es erfolgt somit eine vollflächige Ausfüllung der Reibmatenalaufnahmefläche auf dem Rauhgrund 20, so dass sich hier keine oder nur eine sehr geringe Anzahl von Freiflächen oder Freiräumen ergibt.

Nach einer weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsform kann der Rauhgrund 20 auf dem Rauhgrundtrager 15 von einem Drahtgitter gebildet werden, welches mittels einer Schweiß-, Löt- oder andersartigen Verbindung auf dem Rauhgrundtrager 15 angeordnet ist. Auch mit dieser Ausgestaltung wird eine kraft- und formschlüssige Verbindung mit dem Reibbelagblock 25 erreicht. Dieses Drahtgitter besteht aus Stäben mit einem kreisförmigen, elliptischen, dreieckförmigen Querschnitt oder einer anderen geometrischen Querschnittsform unter Ausbildung von Hinterschneidungen, Einziehungen o. dgl..

Fig. 13 zeigt einen Reibbelagträger 11 mit darauf angeordnetem Rauhgrundtrager 15 mit auf diesem ausgebildeten Rauhgrund 20. Der bei dieser Ausführungsform gemäß Fig. 13 auf den Rauhgrundtrager 15 aufgebrachte Rauhgrund 20 besteht aus einer Anzahl von Greifelementen 115 in Form von zylindrischer oder kegelstumpfförmiger Säulen oder als Kegelstumpf, wie im Detail A angedeutet ist. Hierbei ergeben sich die Greifelemente 115 in einer Makrobetrachtung als Säulen, während sich bei einer anhand der nachfolgenden Figuren noch näher dargestellte Vergrößerung zeigt, dass die Greifelemente 115 in sich als bizarre Strukturen mit Hinterschneidungen, Einziehungen u. dgl. 114 ausgebildet sind.

In Fig. 15 ist eine weitere Ausführungsform dargestellt, bei der in Abweichung zu Fig. 14 die Greifelemente 115' als Pyramiden mit einer dreieckigen, viereckigen oder mehreckigen Grundfläche ausgebildet sind. Um hier optimale Halterungs- und Verschleißeigenschaften zu erhalten, ist dabei vorgesehen, dass der Pyramidenwinkel Alpha zwischen der Pyramidengrundfläche 115a und der Pyramidenseite 115b etwa 60° beträgt, wie im Detail B angedeutet ist.

Der erfindungsgemäße Reibbelag 10 hat den Vorteil, dass trotz Temperaturbehandlung keine Materialerweichung oder irgendein Festigkeitsverlust im Bezug auf den Reibbelagträger 11 erfolgt. Mit „ Reibbelagträger" 11 ist das Trägerblech bzw. die Trägerplatte bezeichnet, die den Rauhgrundtrager 15 mit dem Rauhgrund 20 und dem darauf angeordneten Reibbelagblock 25 trägt. Die Erfindung ist nicht beschränkt ausschließlich auf Reibbeläge, wie voranstehend beschrieben und in den Zeichnungen dargestellt. Unter Belag oder Funktionskörper fallen alle möglichen Verbundkörper mit den verschiedensten Materialien.

Claims

A n s p r ü c h e

1. Belag oder Funktionskörper, dadurch gekennzeichnet, dass der Belag (10) aus

a.) einem Träger (11') in Form einer Grundplatte, z. B. Trägerplatte oder eines Trägerbleches,

b.) einem auf dem Träger (11') angeordneten, dünnwandigen Rauhgrundtrager (15') aus einem Metallblech oder einem anderen geeigneten Material,

c.) einem Rauhgrund (20') aus einem auf der dem Belagträger (11') abgekehrten Oberfläche (15'a) des Rauhgrundtragers (15') aufgesinterten Halterungsbett (21') aus einzelnen, mit dem Rauhgrundtrager (15') kraft- und formschlussbildenden Formkörpern (22') mit Hinterschneidungen, Einziehungen o. dgl. (23') und

d.) einem auf dem Rauhgrundtrager (15') mit dem Rauhgrund (20') befestigten Funktionsblock (25') aus Reibmaterial, Kunststoff, insbesondere solchem Kunststoff, der nicht geeignet ist, sich verkleben zu lassen oder sich anderweitig aufbringen lässt, beispielsweise aus einem Polymer oder Teflon,

besteht, wobei der Rauhgrundtrager (15') auf dem Belagträger (11') vermittels einer Schweiß-, Niet- oder Klebeverbindung (30') oder anderweitigen Verbindungsverfahrens, wie Einprägeverfahren, befestigt ist.

2. Reibbelag für Scheibenbremsen, insbesondere für Hochleistungsbremsen, für Straßen- und Schienenfahrzeuge, aus einem auf einem Reibbelagträger befestigten Reibbelag aus einem Block aus einem ge- pressten Reibwerkstoff, dadurch gekennzeichnet, dass der Reibbelag (10) aus

a.) einem Reibbelagträger (11) in Form einer Trägerplatte oder eines Trägerbleches,

b.) einem auf dem Reibbelagträger (11) angeordneten dünnwandigen Rauhgrundtrager (15) aus einem Metallblech,

c.) einem Rauhgrund (20) aus einem auf der dem Reibbelagträger (15) abgekehrten Oberfläche (15a) aufgesinterten Halterungsbett (21) aus einzelnen, mit dem Rauhgrundtrager (15) kraft- und formschlussbildenden Formkörpern (22) mit Hinterschneidungen, Einziehungen o. dgl. (23) und

d.) einem auf dem Rauhgrundtrager (15) mit dem Rauhgrund (20) befestigten Reibbelagblock (25)

besteht, wobei der Rauhgrundtrager (15) auf dem Reibbelagträger (11) vermittels einer Schweiß-, Niet- oder Klebverbindung (30) befestigt ist.

3. Belag oder Funktionskörper oder Reibbelag nach einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Rauhgrundtrager (15) auf dem Belagträger (11) vermittels einer rundum verlaufenden Randverschweißung (30a) befestigt ist.

4. Belag oder Funktionskörper oder Reibbelag nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Randverschweißung (30a) zur Befestigung des Rauhgrundtragers (15) auf bzw. an dem Belagträger (11) vermittels Laserstrahlschweißen erfolgt.

5. Belag oder Funktionskörper oder Reibbelag nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Rauhgrundtrager (15) auf dem Belagträger (11) vermittels Punktverschweißung (31) befestigt ist, wobei die Punktverschweißung (30a) bevorzugterweise an rauhgrundfreien Flächen (20a) des Rauhgrundes (20) vorgenommen wird.

6. Belag oder Funktionskörper oder Reibbelag nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Belagträger (11) mindestens eine fensterartige Durchbrechung (40) aufweist.

7. Belag oder Funktionskörper oder Reibbelag nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Rauhgrundtrager (15) mit dem Reibbelagträger (11) im Randbereich (41) der fensterartigen Durchbrechung (40) in dem Reibbelagträger (11) verschweißt ist.

8. Belag oder Funktionskörper oder Reibbelag nach einem der Ansprüche 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass in der fensterartigen Durchbrechung (40) des Belagträgers (11) ein Dämmmaterial (45), z. B. aus einem Kunststoff angeordnet ist.

9. Belag oder Funktionskörper oder Reibbelag nach einem der Ansprüche 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass in der fensterartigen Durchbrechung (40) des Belagträgers (11) eine Füllung (46) aus Keramik angeordnet ist.

10. Belag oder Funktionskörper oder Reibbelag nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Rauhgrundtrager (15) aus einem dünnen Blech, z. B. aus

Stahl besteht.

11. Belag oder Funktionskörper oder Reibbelag nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Rauhgrundtrager (15) aus einem dünnen Blech aus einem Verbundmaterial (50) aus Kupfer oder verkupfertem Stahlblech und Aluminium besteht, wobei die beiden Komponente (51 , 52) des Verbundmaterials (50) vermittels Ultraschall oder Laser miteinander verschweißt sind, und dass auf die oberste Komponente (51) aus Kupfer oder verkupfertem Stahlblech des Verbundmaterials (50) der Rauhgrund (20) aufgebracht bzw. aufgesintert ist.

12. Belag oder Funktionskörper oder Reibbelag nach einem der Ansprüche 1 bis 11 , dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Rauhgrundtrager (15) und dem Belagträger (11) eine Dämpfungsplatte oder -folie (60) aus Gummi, einem gummiartigen Kunststoff oder einem federndelastischen Kunststoff angeordnet ist.

13. Belag oder Funktionskörper oder Reibbelag nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die einzelnen Formkörper (22) des auf den Rauhgrundtrager (15) aufgesinterten Rauhgrund (20) aus einzelnen, einlagig nebeneinander aufgereihten Kügelchen oder anderen geometrischen Körpern aus Bronze, Messing, Metallpulvergranulaten oder anderen geeigneten Werkstoffen bestehen.

14. Belag oder Funktionskörper oder Reibbelag nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass auf dem Rauhgrundtrager (15) ein mit dem Funktionskörper oder

Reibbelagblock (25) kraft- und formschlüssig verbundenes Drahtgitter mittels einer Schweiß-, Löt- oder andersartigen Verbindung angeordnet ist.

15. Belag oder Funktionskörper oder Reibbelag nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass das Drahtgitter aus Stäben mit einem kreisförmigen, elliptischen dreieckförmigen Querschnitt oder einer anderen geometrischen Querschnittsform unter Ausbildung von Hinterschneidungen, Einziehungen o. dgl. besteht.

16. Belag oder Funktionskörper oder Reibbelag nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Funktionskörper oder Reibbelagblock (25) und dem Rauhgrund (20) des Rauhgrundtragers (15) auf dem Rauhgrund (20) ein metallischer, galvanischer dem Konturenverlauf des Rauhgrundes des Halterungsbettes (21) folgender Überzug (150) als Korrosionsschutz für den Rauhgrundtrager (15) aufgebracht ist, wobei der metallische Überzug (150) aus Kupfer, Silber, Zinn, Cadmium, Zink, Chrom oder einem anderen geeigneten Material besteht.

17. Belag oder Funktionskörper oder Reibbelag nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Funktionskörper oder Reibbelagblock (25) und dem auf den Rauhgrundtrager (15) aufgesinterten Halterungsbett (21) auf diesem ein nichtmetallischer, dem Konturenverlauf des Rauhgrundes (20) des Halterungsbettes (21) folgender Überzug (150'), z. B. aus einem hochtemperaturbeständigen Kunststoff als Korrosionsschutz für den Rauhgrundtrager (15) aufgebracht ist.

18. Belag oder Funktionskörper oder Reibbelag nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass das Halterungsbett (21) aus einem Materialgemisch aus einem Anteil (A) mit niedrigem Schmelzpunkt und einem Anteil (B) aus einem höheren Schmelzpunkt besteht.

19. Belag oder Funktionskörper oder Reibbelag nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass der niedrig schmelzende Anteil (A) ein niedrig schmelzendes Metall, wie Zinn o. dgl. oder eine niedrig schmelzende Legierung, wie Bronze, Messing o. dgl., ist.

20. Belag oder Funktionskörper oder Reibbelag nach einem der Ansprüche 18 oder 19, dadurch gekennzeichnet, dass der höher schmelzende Anteil (B) aus Sand, Keramikpulver o. dgl. besteht.

21. Belag oder Funktionskörper oder Reibbelag nach einem der Ansprüche 18 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass der Schmelzpunkt des höher schmelzenden Anteils (B) unter dem

Schmelzpunkt des Rauhgrundtragers (15) liegt.

22. Belag oder Funktionskörper oder Reibbelag nach einem der Ansprüche 18 bis 21, dadurch gekennzeichnet, dass der niedrig schmelzende Anteil (A) aus etwa 30 % Bronze und der höher schmelzende Anteil (B) aus etwa 70 % Fe-Pulver besteht.

23. Belag oder Funktionskörper oder Reibbelag nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, dass die verwendete Bronze einen Anteil von 10 % Zinn aufweist.

24. Belag oder Funktionskörper oder Reibbelag nach einem der Ansprüche 1 bis 23, dadurch gekennzeichnet, dass der Rauhgrund (20) aus jeweils einem Abstand zueinander aufweisenden Greifelementen (115) besteht.

25. Belag oder Funktionskörper oder Reibbelag nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, dass jedes Greifelement (115) in Form einer zylindrischen Säule, ke- gelstumpfförmigen Säule oder als Kegelstumpf ausgebildet ist.

26. Belag oder Funktionskörper oder Reibbelag nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, dass jedes Greifelement (115') in Form einer Pyramide oder einer dreieckigen, viereckigen oder mehreckigen Grundfläche ausgebildet ist.

27. Belag oder Funktionskörper oder Reibbelag nach einem der Ansprüche 25 oder 26, dadurch gekennzeichnet, dass der Kegel oder Pyramidenwinkel (Alpha) zwischen der Grundfläche und einer Seite etwa 60° beträgt.

28. Belag oder Funktionskörper oder Reibbelag nach einem der Ansprüche 1 bis 27, dadurch gekennzeichnet, dass das Halterungsbett (21) neben dem Anteil (A) und dem Anteil (B) einen Anteil (C) aus Kohlenstoff aufweist.

29. Belag oder Funktionskörper oder Reibbelag nach einem der Ansprüche 1 bis 28, dadurch gekennzeichnet, dass der Belagträger (11') bzw. der Reibbelagträger (11) aus einem flachen oder zwei- oder dreidimensionalen oder einteiligen oder mehrteiligen Trägerblech besteht.