EP1723346A1 - Bremsbelagpaar für eine scheibenbremse - Google Patents

Bremsbelagpaar für eine scheibenbremse

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EP1723346A1
EP1723346A1 EP05731908A EP05731908A EP1723346A1 EP 1723346 A1 EP1723346 A1 EP 1723346A1 EP 05731908 A EP05731908 A EP 05731908A EP 05731908 A EP05731908 A EP 05731908A EP 1723346 A1 EP1723346 A1 EP 1723346A1
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EP
European Patent Office
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brake
pair
lining
brake pads
carrier plate
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EP05731908A
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English (en)
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Inventor
Markus Gruber
Dietmar Knoop
Thomas Lipp
Wlodzimierz Macke
Josef Schropp
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Knorr Bremse Systeme fuer Nutzfahrzeuge GmbH
Knorr Bremse Systeme fuer Schienenfahrzeuge GmbH
Original Assignee
Knorr Bremse Systeme fuer Nutzfahrzeuge GmbH
Knorr Bremse Systeme fuer Schienenfahrzeuge GmbH
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Publication date
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    • F16D65/04—Bands, shoes or pads; Pivots or supporting members therefor
    • F16D65/092—Bands, shoes or pads; Pivots or supporting members therefor for axially-engaging brakes, e.g. disc brakes
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
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    • F16D69/04—Attachment of linings
    • F16D69/0408—Attachment of linings specially adapted for plane linings
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F16D2069/0425—Attachment methods or devices
    • F16D2069/0483—Lining or lining carrier material shaped in situ

Definitions

  • the present invention relates to a pair of brake pads for a disc brake according to the preamble of claim 1.
  • a brake designed as a sliding caliper disc brake is known, which can be installed in a vehicle, in particular a commercial vehicle.
  • this disc brake also comprises two brake linings which form a pair of brake linings and which can be pressed against the friction surfaces of a brake disc during braking.
  • the brake disc is encompassed by a displaceably mounted brake caliper, on one side of which a clamping device, preferably operated by compressed air, is arranged, with which the brake lining on the brake side is pressed against the brake disc. Due to the reaction forces that occur when the brake lining is applied to the brake disk, the brake caliper moves in the opposite direction while simultaneously carrying and engaging the brake lining on the brake disk.
  • Each of the two brake linings consists of a lining carrier plate and an associated friction lining, which, in the use position, abuts the associated friction surface of the brake disk.
  • the thickness In order to absorb the considerable loads occurring in the operating position, in particular bending loads, the thickness must be dimensioned accordingly of the base plates required. This applies equally to the design of the lining carrier plate with regard to shear stresses occurring in the connection area between the respective friction lining and the associated lining carrier plate, the connection of which is subject to very high requirements, which also result from thermal loads such as are caused by the resulting frictional heat during braking.
  • the previously used two brake pads of a pair of brake pads are dimensioned and configured without taking these load differences into account.
  • a thickness of 21 mm remains for the friction pad, of which only 19 mm can be used as a wear thickness, since the remaining thickness of 2 mm forms a safety thickness, so to speak. when they reach the brake pad is replaced.
  • the dimensions mentioned refer, for example, to the brake lining on the application side, where the reaction-side brake lining can be oversized due to a changed load application.
  • the pad carrier plate then made of sheet metal in the area of the outer circumference with an at least partially circumferential into which the friction lining To provide the opposite direction cranked edge for reinforcement, through which a certain bending stiffness is achieved, but is not sufficient due to the lack of correspondence in the surface of the lining carrier plate, so that this construction does not meet the requirements to a sufficient extent.
  • the present invention is therefore based on the object of further developing a pair of brake pads so that it is optimized for the respective purpose and location.
  • the two brake pads of the pair of brake pads can now be optimized both with regard to their load capacity and with regard to their service life.
  • the pad carrier plate of the respective brake pad is configured in a way that is precisely adapted to the existing spatial and load conditions.
  • the wear volume of the friction lining can be chosen larger without exceeding the total thickness of the brake lining.
  • reinforcement ribs can be provided on the respective lining carrier plate, which ribs can be placed where the installation space permits this.
  • depressions and / or elevations and holes in or on the lining carrier plate which are preferably provided with undercuts and which correspond to the friction lining in a form-fitting manner, thereby providing sufficient shear strength and sufficient strength in other load directions.
  • the lining carrier plates can be formed as sheet metal parts. However, they are preferably produced as a cast part, which gives rise to the possibility of flexible shaping, by means of which the stiffening ribs and form-fitting parts mentioned can be produced in particular.
  • the elevations, depressions or holes which are shaped in accordance with the requirements, can be arranged in such a way that there is no reduction in the bending stiffness associated therewith.
  • the invention of a load-dependent design of the lining carrier plates offers considerable freedom.
  • the invention also provides a disc brake with a pair of brake pads according to the invention.
  • Figure 1 a disc brake according to the invention in a schematic plan view
  • Figures 2 and 3 the two pad carrier plates of the pair of brake pads each in a rear view
  • FIG. 4 shows a front view of the lining carrier plate according to FIG. 2
  • FIG. 5 shows a cross section through a partial section of the lining carrier plate according to FIG. 3
  • FIG. 6 a cross section through a partial section of the lining carrier plate according to FIG. 2
  • FIG. 1 shows a sliding calliper disc brake, preferably operated by compressed air, which is attached to a commercial vehicle, not shown, by means of a brake carrier 2.
  • the sliding caliper disc brake has a sliding caliper 1, which comprises a brake disc 3, which is fastened to an axle, not shown, of the commercial vehicle.
  • the brake caliper 1 is arranged on the brake carrier 2, with respect to the brake disc 3, so as to be axially displaceable.
  • a brake pad 5, 6 is provided on both sides of the brake disk 3, which together form a pair of brake pads 4 and of which the right, application side, can be pressed against the brake disk 3 by means of an application device 11 via pressure pieces 10 during a braking operation.
  • the application-side brake pad 6 is placed in an installation space 12 of the brake caliper 1, like the reaction-side brake pad 5 in a space 13, which differ in shape and dimensions due to the installed components.
  • the application-side 9 and the reaction-side 7 lining carrier plates have different configurations and dimensions adapted to the loads that occur and the installation spaces 12, 13 of the brake caliper 1. This can be seen particularly clearly in FIGS. 2 to 6.
  • holes 16 are arranged distributed over the entire surface, which, as can be seen in the cross-sectional illustration in FIG. 6, open into recesses 15 on their side facing the friction lining 8, also recognizable in FIG. 4, and widen conically in the opposite direction. The so between the
  • Recesses 15 formed material webs act in the sense of reinforcing ribs, through which the respective covering support plate 7, 9 can be reduced in its overall thickness.
  • the covering support plate 7 of FIG. 3 can also be seen, the outer edge region of which is partly thicker, as a result of which a reinforcing edge 14 is formed.
  • This has an advantageous effect on a surface pressure arising during braking, which results from the support that occurs. Since there is a greater coverage area for this support by the reinforcing edge 14, the minimum permissible pane thickness can also be optimized.
  • the conical widening of the holes 16 can be seen as an undercut, for example. However, it is also conceivable to introduce undercuts in a different shape, so that the material of the friction lining 8 is embedded in a form-fitting manner.
  • the total thickness of the covering support plate according to the prior art is, for example, 9 mm.
  • the new covering support panels can be reduced to an installation-relevant thickness of 7 mm with the same load-bearing capacity if the ribs are arranged and dimensioned accordingly. This results in an increase in the thickness of the friction lining 8 by 2 mm and a corresponding increase in the service life of the brake linings as a whole.

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Abstract

Ein Bremsbelagpaar (4) für eine Scheibenbremse mit einem Bremssattel (1), insbesondere Schiebesattel-Scheibenbremse, bestehend aus einem mit einer Zuspannvorrichtung (11) in Wirkverbindung stehenden zuspannseitigen Bremsbelag (6) und einem reaktionsseitigen Bremsbelag (5), die jeweils eine Belagträgerplatte (9, 7) und einen darauf befestigten Reibbelag (8) aufweisen, die in Bremsstellung reibend an einer Bremsscheibe (3) anliegen, ist so ausgebildet, dass die zuspannseitige (9) und die reaktionsseitig (7) Belagträgerplatte entsprechend den jeweils auftretenden Belastungen und den Bauräumen (12, 13) des Bremssattels (1) angepasste unterschiedliche Konfigurationen und Dimensionierungen aufweisen.

Description

Bremsbelagpaar für eine Scheibenbremse
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Bremsbelagpaar für eine Scheibenbremse gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Beispielsweise aus der DE 42 30 005 AI ist eine als Schiebesattel-Scheibenbremse ausgebildete Bremse bekannt, die in ein Fahrzeug, insbesondere ein Nutzfahrzeug einbaubar ist.
Diese Scheibenbremse umfasst neben einer Bremsscheibe auch zwei ein Bremsbelagpaar bildende Bremsbeläge, die bei einer Bremsung gegen die Reibflächen einer Bremsscheibe pressbar sind.
Dabei wird die Bremsscheibe von einem verschiebbar gelagerten Bremssattel umfasst, an dessen einer Seite eine Zuspannvorrichtung, vorzugsweise druckluftbetätigt, angeordnet ist, mit der der zuspannseitige Bremsbelag gegen die Bremsscheibe gedrückt wird. Aufgrund der auftretenden Reaktionskräfte beim Anlegen des zuspannseitigen Bremsbelages an die Bremsscheibe verschiebt sich der Bremssattel in Gegenrichtung unter gleichzeitiger Mitnahme und Anlage des reaktionsseitigen Bremsbelages an die Bremsscheibe.
Jeder der beiden Bremsbeläge besteht aus einer Belagträgerplatte und einem damit verbundenen Reibbelag, der in Gebrauchsstellung reibend an der zugeordneten Reibfläche der Bremsscheibe anliegt.
Um die in Betriebsstellung auftretenden, erheblichen Belastungen, insbesondere Biegebelastungen, aufzunehmen, ist eine entsprechende Dimensionierung der Dicke der Belagträgerplatten erforderlich. Dies betrifft gleichermaßen die Ausgestaltung der Belagträgerplatte hinsichtlich auftretender Scherbeanspruchungen im Verbindungsbereich zwischen dem jeweiligen Reibbelag und der zugeordneten Belagträgerplatte, an deren Verbindung sehr hohe Anforderungen gestellt werden, die sich außerdem aus Wärmebelastungen ergeben, wie sie bei einer Bremsung durch die entstehende Reibwärme gegeben sind.
Die bislang eingesetzten beiden Bremsbeläge eines Bremsbelagpaares sind ohne Berücksichtigung dieser Belastungsunterschiede dimensioniert und konfiguriert.
Da sowohl die Belastungen der Bremsbeläge wie auch die Gegebenheiten der Bauräume zuspann- und reaktionsseitig unterschiedlich sind, stellen die bekannten Bremsbelagpaare lediglich einen Kompromiss dar, hinsichtlich ihrer Dimensionierung und Konfiguration. Das heißt, der Reibbelag, der in seiner Dicke abhängig ist von der insoweit vorgegebenen Gesamtdicke des Bremsbelages einerseits und von der belastungsabhängigen Dicke der Belagträgerplatte, kann nicht in jedem Fall optimal ausgelegt werden.
Bei einer vorgegebenen Bremsbelagdicke von beispielsweise 30 mm und einer durch die Belastungsaufhahme notwendigen Dicke der Belagträgerplatte von 9 mm verbleibt für den Reibbelag eine Dicke von 21 mm, wovon lediglich 19 mm als Verschleißdicke nutzbar sind, da die Restdicke von 2 mm sozusagen eine Sicherheitsdicke bildet, bei deren Erreichen der Bremsbelag ausgetauscht wird. Die genannten Maße beziehen sich beispielhaft auf den zuspannseitigen Bremsbelag, wohin gegen der reaktionsseitige Bremsbelag aufgrund einer veränderten Lasteinleitung überdimensioniert sein kann.
Um die Verschleißdicke bei Beibehaltung der Gesamtdicke zu vergrößern und somit die Standzeit des Bremsbelages mit den sich daraus ergebenden Kostenvorteilen zu erhöhen, ist es bekannt, die dann aus Blech hergestellte Belagträgerplatte im Bereich des Außenumfangs mit einem zumindest teilweise umlaufenden, in die dem Reibbelag abgewandte Richtung gekröpften Rand zur Verstärkung zu versehen, durch den zwar eine gewisse Biegesteifigkeit erreicht wird, die jedoch aufgrund der fehlenden Entsprechung in der Fläche der Belagträgerplatte nicht ausreichend ist, so dass diese Konstruktion den gestellten Anforderungen nicht im ausreichenden Umfang genügt.
Die beidseitige Verwendung der Belagträgerplatte, deren Konfiguration und Dimensionierung den jeweiligen Belastungen und bauräumlichen Gegebenheiten genügen muss, stellt somit sozusagen einen Kompromiss dar, der einer optimierten Gestaltung entgegensteht.
Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Bremsbelagpaar so weiter zu entwickeln, dass es für den jeweiligen Einsatzzweck und -ort optimiert ist.
Diese Aufgabe wird durch ein Bremsbelagpaar gelöst, das die Merkmale des Anspruchs 1 aufweist.
Durch diese konstruktive Ausgestaltung können nun die beiden Bremsbeläge des Bremsbelagpaares jeweils sowohl hinsichtlich ihrer Belastungsfähigkeit als auch hinsichtlich ihrer Standzeit optimiert werden.
Unabhängig von den Gegebenheiten des jeweils anderen Bauraumes und den Beanspruchungen, die auf den anderen Bremsbelag einwirken, erfolgt eine Konfiguration der Belagträgerplatte des jeweiligen Bremsbelages, die genau den vorhanden räumlichen und belastungsmäßigen Gegebenheiten angepasst ist.
Dies hat unter anderem zur Folge, dass das Verschleißvolumen des Reibbelages, vor allem seine Dicke größer gewählt werden kann, ohne die Gesamtdicke des Bremsbelages zu überschreiten. So können an der jeweiligen Belagträgerplatte beispielsweise Verstärkungsrippen vorgesehen sein, die dort platzierbar sind, wo dies der Bauraum problemlos zulässt.
Auch sind Vertiefungen und/oder Erhebungen sowie Löcher in bzw. an der Belagträgerplatte vorsehbar, die vorzugsweise mit Hinterschneidungen versehen sind und die mit dem Reibbelag formschlüssig korrespondieren, wobei dadurch eine ausreichende Abscherfestigkeit sowie eine ausreichende Festigkeit auch in andere Belastungsrichtungen gegeben ist.
Die Belagträgerplatten können als Blechformteile ausgebildet sein. Vorzugsweise werden sie jedoch als Gussteil hergestellt, wodurch sich die Möglichkeit einer flexiblen Formgebung ergibt, durch die insbesondere die genannten Versteifungsrippen und Formschlussteile herstellbar sind.
Die Anordnung der Erhebungen, Vertiefungen oder Löcher, die in ihrer Ausformung den Anforderungen entsprechend gestaltet sind, kann so erfolgen, dass keine Reduzierung der Biegesteifigkeit damit verbunden ist. Insofern bietet die Erfindung einer belastungsabhängigen Gestaltung der Belagträgerplatten einen erheblichen Freiraum.
Weitere vorteilhafte Ausbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.
Die Erfindung schafft auch eine Scheibenbremse mit einem erfindungsgemäßen Bremsbelagpaar.
Ausfuhrungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand der beigefügten Zeichnungen beschrieben. Es zeigen:
Figur 1 : eine erfindungsgemäße Scheibenbremse in einer schematischen Draufsicht
Figuren 2 und 3: die beiden Belagträgerplatten des Bremsbelagpaares jeweils in einer rückwärtigen Ansicht
Figur 4: eine Vorderansicht der Belagträgerplatte nach Figur 2
Figur 5: einen Querschnitt durch einen Teilausschnitt der Belagträgerplatte nach Figur 3
Figur 6: einen Querschnitt durch einen Teilausschnitt der Belagträgerplatte nach Figur 2
In der Figur 1 ist eine vorzugsweise druckluftbetätigte Schiebesattel-Scheibenbremse dargestellt, die mittels eines Bremsträgers 2 an einem nicht dargestellten Nutzfahrzeug befestigt ist.
Die Schiebesattel-Scheibenbremse weist einen Schiebesattel 1 auf, der eine Bremsscheibe 3 umfasst, die an einer nicht dargestellten Achse des Nutzfahrzeuges befestigt ist. Der Bremssattel 1 ist an dem Bremsträger 2, bezogen auf die Bremsscheibe 3, axial verschiebbar angeordnet.
Beidseitig der Bremsscheibe 3 ist jeweils ein Bremsbelag 5, 6 vorgesehen, die gemeinsam ein Bremsbelagpaar 4 bilden und von denen der rechte, zuspannseitige, mittels einer Zuspanneinrichtung 11 über Druckstücke 10 bei einem Bremsvorgang gegen die Bremsscheibe 3 pressbar ist. Dabei ist der zuspannseitige Bremsbelag 6 in einem Bauraum 12 des Bremssattels 1 platziert, wie der reaktionsseitige Bremsbelag 5 in einem Bauraum 13, die sich aufgrund der installierten Bauteile in ihrer Form und ihren Abmaßen unterscheiden.
Unterschiede bestehen auch hinsichtlich der Belastung der jeweiligen Bremsbeläge 5, 6, von denen jeder aus einer Belagträgeφlatte 7, 9 und einem Bremsbelag 8 besteht.
Erfindungsgemäß weisen die zuspannseitige 9 und die reaktionsseitige 7 Belagträgeφlatte entsprechend den jeweils auftretenden Belastungen und den Bauräumen 12, 13 des Bremssattels 1 angepasste unterschiedliche Konfigurationen und Dimensionierungen auf. Dies ist besonders deutlich in den Figuren 2 bis 6 erkennbar.
Dabei zeigt die Figur 2 die Rückseite der zuspannseitigen Belagträgeφlatte 9, also die dem Reibbelag 8 abgewandte Seite, in der Aussparungen 17 vorgesehen sind, zur Aufnahme der Druckstücke 10.
Weiter sind über die gesamte Fläche verteilt Löcher 16 angeordnet, die, wie die Querschnittsdarstellung in der Figur 6 erkennen lässt, auf ihrer dem Reibbelag 8 zugewandten Seite in Vertiefungen 15 münden, auch erkennbar in der Figur 4, und sich in entgegengesetzte Richtung konisch erweitern. Die so zwischen den
Vertiefungen 15 gebildeten Materialstege wirken im Sinne von Verstärkungsrippen, durch die die jeweilige Belagträgeφlatte 7, 9 in ihrer Gesamtdicke reduziert sein kann.
In diesem Sinne ist auch die Belagträgeφlatte 7 der Figur 3 zu sehen, deren Außenrandbereich teilweise dicker gehalten ist, wodurch ein Verstärkungsrand 14 gebildet ist. Dieser wirkt sich vorteilhaft auf eine bei einer Bremsung entstehende Flächenpressung aus, die sich durch die auftretende Abstützung ergibt. Da für diese Abstützung durch den Verstärkungsrand 14 ein größerer Überdeckungsbereich gegeben ist, kann die minimal zulässige Scheibendicke ebenfalls optimiert werden. Die konusförmige Aufweitung der Löcher 16 ist beispielhaft als Hinterschneidung anzusehen. Denkbar ist aber auch, Hinterschneidungen in anderer Form einzubringen, so dass das einliegende Material des Reibbelages 8 formschlüssig eingebettet ist.
Wie bereits in der Beschreibungseinleitung geschildert, beträgt die Gesamtdicke der Belagträgeφlatte entsprechend dem Stand der Technik beispielsweise 9 mm. Dem gegenüber können die neuen Belagträgeφlatten bei entsprechender Anordnung und Dimensionierung der Verrippung auf eine einbaurelevante Dicke von 7 mm reduziert werden, bei gleicher Belastungsfahigkeit. Hierdurch ergibt sich eine Zunahme der Dicke des Reibbelages 8 um 2 mm und eine demgemäße Erhöhung der Standzeit der Bremsbeläge insgesamt.
Bezugszeichenliste
Bremssattel
Bremsträger
Bremsscheibe
Bremsbelagpaar
Bremsbelag
Bremsbelag
Belagträgeφlatte
Reibbelag
Belagträgeφlatte
Druckstück
Zuspanneinrichtung
Bauraum
Bauraum
Verstärkungsrand
Vertiefung
Loch
Aussparung

Claims

Ansprüche
1. Bremsbelagpaar (4) für eine Scheibenbremse mit einem Bremssattel (1), insbesondere Schiebesattel- Scheibenbremse, bestehend aus einem mit einer Zuspannvorrichtung (1 1) in Wirkverbindung stehenden zuspannseitigen Bremsbelag (6) und einem reaktionsseitigen Bremsbelag (5), die jeweils eine Belagträgeφlatte (9, 7) und einen darauf befestigten Reibbelag (8) aufweisen, die in Bremsstellung reibend an einer Bremsscheibe (3) anliegen, dadurch gekennzeichnet, dass die zuspannseitige (9) und die reaktionsseitige (7) Belagträgeφlatte entsprechend den jeweils auftretenden Belastungen, insbesondere Biegebelastungen, und den Bauräumen (12, 13) eines Bremssattels (1) angepasste unterschiedliche Konfigurationen und Dimensionierungen aufweisen.
2. Bremsbelagpaar nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass jede Belagträgeφlatte (7, 9) mit Verstärkungsrippen versehen ist.
3. Bremsbelagpaar nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass jede Belagträgeφlatte (7, 9) Vertiefungen (15) und/oder Löcher (16) aufweist.
4. Bremsbelagpaar nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Vertiefungen (15) und oder Löcher (16) mit Hinterschneidungen versehen sind.
5. Bremsbelagpaar nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Löcher (16) in die dem Reibbelag (8) abgewandte Richtung konisch sich erweiternd ausgebildet sind.
6. Bremsbelagpaar nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Löcher (16) in die Vertiefungen (15) münden.
7. Bremsbelagpaar nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die reaktionsseitige Belagträgeφlatte (7) mit einem teilweise umlaufenden Verstärkungsrand (14) versehen ist.
8. Bremsbelagpaar nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Vertiefungen (15) auf der dem Reibbelag (8) zugewandten Seite der Belagträgeφlatte (7, 9) vorgesehen sind.
9. Bremsbelagpaar nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Belagträgeφlatten (7, 9) als Gussteile ausgebildet sind.
10. Bremsbelagpaar nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Belagträgeφlatten (7, 9) als Blechformteile ausgebildet sind.
11. Scheibenbremse, gekennzeichnet durch ein Bremsbelagpaar (4) nach einem der vorhergehenden Ansprüche.
EP05731908A 2004-03-03 2005-03-02 Bremsbelagpaar für eine scheibenbremse Ceased EP1723346A1 (de)

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