DE10044875A1 - Bremseinheit umfassend eine Bremsscheibe und einen Bremsbelag - Google Patents

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Bremseinheit einer Teilbelagscheibenbremse, umfassend eine Bremsscheibe (1) und zumindest einen Bremsbelag (2), wobei bei Bremseneingriff zwischen einer Bremsscheibenreibfläche (3) und einer Bremsbelagreibfläche (4) eine gemeinsame Reibkontaktfläche (5) ausgebildet wird. Zur Reduzierung von unerwünschten Auswirkungen des Scheibenschlages, wie z. B. Bremsen-Rubbeln, weist die Reibkontaktfläche (5) im radial mittleren Bereich (8) gegenüber den radial innen- und außenliegenden Randbereichen (9) eine größere Ausdehnung in Umfangsrichtung (10) der Bremsscheibe (1) auf. Dadurch kann sich der Scheibenschlag nur noch auf einen begrenzten Bereich der Reibkontaktfläche (5) auswirken. Nachteilige Dickenschwankungen der Bremsscheibe (1) auf einer großen Fläche können somit unterbunden werden.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Bremseinheit einer Teilbelagscheibenbremse umfassend eine Bremsscheibe und zu­ mindest einen Bremsbelag gemäß den Merkmalen des Patentan­ spruches 1.

Eine derartige Bremseinheit mit Bremsscheibe und Bremsbelag ist beispielsweise aus der EP 0 169 998 A2 bekannt. Die dort beschriebene Einheit aus Bremsscheibe und Bremsbelag ist Be­ standteil einer Reibungsbremse und wirkt bei einer Bremsbetä­ tigung in bekannter Art und Weise tribologisch zusammen. Die Bremsscheibe einer solchen in der Praxis weitverbreiteten Teilbelagscheibenbremsen neigt aufgrund fertigungsbedingter Toleranzschwankungen zum Bremsscheibenschlag. Der Bremsschei­ benschlag stellt eine Inhomogenität in der Rotation der Bremsscheibe dar und führt bei ungebremstem Betrieb zu einem lokal ungleichmäßigen Verschleiß insbesondere an einer Seite der Bremsscheibe. Die daraus resultierenden Schwankungen in der Bremsscheibendicke äußern sich ab einem bestimmten Ausmaß bei einer Bremsenbetätigung in einem unerwünschten Bremsen- Rubbeln sowie einem Pulsieren des Bremspedals. In der genann­ ten EP 0 169 998 A2 ist vorgesehen, die Empfindlichkeit der Bremseinheit zur Ausbildung von unerwünschten Bremsgeräuschen durch Gestaltung der Reibfläche des Bremsbelages zu beein­ flussen. Die in diesem Zusammenhang vorgeschlagenen Maßnahmen haben jedoch keine Auswirkungen auf die aus dem Scheiben­ schlag resultierenden Probleme. Es kann nach wie vor ein großflächiger Verschleiß an der Bremsscheibe infolge des Scheibenschlages eintreten.

Darüber hinaus wird in der DE 40 06 369 A1 ein Bremsklotz mit abgeschrägten Randbereichen des Reibbelages vorgeschlagen, um das Einlaufverhalten eines derartigen Bremsklotzes zu verbes­ sern.

Die DE 39 17 782 A1 offenbart schließlich einen Bremsbelag für eine Scheibenbremse, dessen Reibbelag in Umfangsrichtung mehrere Bereiche unterschiedlicher Werkstoffzusammensetzung und -eigenschaften aufweist. Dabei sind die Endbereiche des Reibbelages in Umfangsrichtung gegenüber dem zentralen Hauptabschnitt des Reibbelages aus einem Reibmaterial gerin­ gerer Werkstoffhärte ausgebildet. Damit soll eine ungleichmä­ ßiger Abrieb an der Bremsscheibe verhindert werden. Aller­ dings wird auch in den beiden letztgenannten Dokumenten kein Hinweis auf eine erfolgreiche Vermeidung der aus dem ferti­ gungsbedingten Scheibenschlag resultierenden Nachteile gege­ ben.

Angesichts dessen besteht die Aufgabe der Erfindung darin, eine Bremseinheit einer Teilbelagscheibenbremse mit einer Bremsscheibe und einem Bremsbelag anzugeben, die Ausbildung eines ungleichmäßigen Verschleißes der Bremsscheibe unterbin­ det.

Gelöst wird die Aufgabe durch die Merkmalskombination des Pa­ tentanspruches 1. Danach umfaßt die Bremseinheit einer Teil­ belagscheibenbremse eine Bremsscheibe und zumindest einen mit der Bremsscheibe tribologisch zusammenwirkenden Bremsbelag, wobei bei Bremseneingriff zwischen einer Reibfläche der Bremsscheibe und einer Reibfläche des Bremsbelages eine Reib­ kontaktfläche ausgebildet wird. Die wirksame Reibkontaktflä­ che besitzt im radial mittleren Bereich verglichen mit den radial innen- und außenliegenden Randbereichen eine größere Ausdehnung in Umfangsrichtung der Bremsscheibe. Damit wird der Reibkontakt zwischen Bremsbelag und Bremsscheibe bei nicht-betätigter Bremse auf einen schmalen Ringbereich redu­ ziert. Da dieser Ringbereich klein gegenüber der gesamten Reibfläche der Bremsscheibe ist, führt ein Verschleiß der Bremsscheibe in diesem Bereich nicht zum Bremsen-Rubbeln.

Eine besonders vorteilhafte Ausführung der Bremseinheit läßt sich dadurch erreichen, daß der Bremsbelag einen Reibbelag umfaßt, der im radial mittleren Bereich gegenüber den radial innen- und außenliegenden Randbereichen eine größere Ausdeh­ nung in Umfangsrichtung und an zumindest einem Ende in Um­ fangsrichtung einen abgeschrägten Abschnitt aufweist. Die Reibkontaktfläche zwischen Bremsscheibe und Bremsbelag läßt sich auf diesem Wege leicht durch die Gestaltung der Reibflä­ che des Reibbelages beeinflussen. Dabei erweist es sich als günstig, den abgeschrägten Abschnitt im radial mittleren Be­ reich des Reibbelages gegenüber den radial innen- und außen­ liegenden Randbereichen axial vorstehend auszubilden. Dadurch wird selbst bei ungünstiger Einbaulage der Teilbelagscheiben­ bremse gewährleistet, daß sich bei nicht-betätigter Bremse stets nur eine sehr kleine Reibkontaktfläche ausbildet. Groß­ flächige Auswaschungen an der Bremsscheibe bzw. daraus resul­ tierendes Bremsen-Rubbeln können sicher vermieden werden.

Eine weitere Ausführung der Bremseinheit nach ergibt sich da­ durch, daß die Reibfläche des Bremsbelages zumindest im radi­ al mittleren Bereich sowie im Endbereich in Umfangsrichtung ein Reibbelagmaterial mit gegenüber der sonstigen Reibfläche höherer Verschleißfestigkeit aufweist. Hierbei wird der Teil der Reibfläche des Bremsbelages, der infolge Scheibenschlag auch bei nicht-betätigter Bremse in Reibkontakt mit der Scheibe geraten kann, von einem verschleißfesten Reibbelagma­ terial ausgebildet. Dadurch bleibt die im radial mittleren Bereich der Bremsbelagreibfläche verbreiterte Reibzone auch bei fortschreitendem Reibbelagverschleiß erhalten.

Gemäß einer alternativen Ausführungsform der Bremseinheit weist die Reibfläche der Bremsscheibe zumindest eine in ra­ dialer Richtung schmale Ringzone auf, die bezogen auf die sonstige Reibfläche axial vorsteht. Dabei bietet es sich an, die Ringzone im radial mittleren Bereich der Reibkontaktflä­ che anzuordnen. Eine Begrenzung des Reibkontaktes bei nicht­ betätigter Bremse auf eine kleine Zone läßt sich dabei durch einfache Maßnahmen an der Bremsscheibe umsetzen.

Eine besonders vorteilhafte Ausführung einer erfindungsgemä­ ßen Bremsanlage wird anhand der einzigen Figur in einer Prin­ zipdarstellung gezeigt und im folgenden näher erläutert.

Fig. 1 zeigt in zwei Ansichten einer Bremseinheit für eine Teilbelagscheibenbremse, insbesondere für Kraftfahrzeuge. Die Bremseinheit umfaßt eine gestrichelt angedeutete Bremsscheibe 1 und zumindest einen tribologisch mit der Bremsscheibe 1 zu­ sammenwirkenden Bremsbelag 2. Dabei wird bei Bremsbetätigung zwischen einer Reibfläche 3 der Bremsscheibe 1 und einer zu­ geordneten Reibfläche 4 des Bremsbelages 2 eine gemeinsame Reibkontaktfläche 5 ausgebildet, an der die Bremsleistung tribologisch umgesetzt wird. Der Bremsbelag umfaßt insbeson­ dere einen Belagträger 6 mit einem darauf aufgebrachten Reib­ belag 7. Für die Umsetzung der Erfindung ist es jedoch genau­ so möglich den Bremsbelag 2 vollständig als Reibbelag 7 zu gestalten. Der Reibbelag 7 ist so gestaltet, daß sich im ra­ dial mittleren Bereich 8 des Reibbelages gegenüber den radial innen- bzw. außenliegenden Randbereichen 9 eine größere Aus­ dehnung der Reibkontaktfläche 5 bzw. Bremsbelagreibfläche 4 in Umfangsrichtung 10 ergibt.

Im Gegensatz zu bekannten Bremseinheiten kann der fertigungs­ bedingte Scheibenschlag für die gezeigten Anordnung nicht zur Ausbildung eines großflächigen, insbesondere einseitigen Scheibenverschleißes führen. Ein solcher am Umfang der Brems­ scheibe 1 stellenweise auftretender Verschleiß führt zu uner­ wünschten Dickenschwankungen der Bremsscheibe, die wiederum für das Bremsen-Rubbeln sowie Pedalpulsieren verantwortlich sind.

Üblicherweise ist der Bremsbelag 1 aufgrund einer ungünstigen Einbaulage der zugehörigen Teilbelagscheibenbremse bzw. son­ stiger Toleranzschwankungen bei nicht-betätigter Bremse nicht in seiner idealen Lage, d. h. mit seiner Reibfläche 4 senk­ recht zur Bremsscheibenreibfläche 3. Vielmehr ist die Brems­ belagreibfläche 4 geneigt zur Bremsscheibenreibfläche 3 ange­ ordnet. Infolge des Scheibenschlages kommen dadurch nur die Endabschnitte des Reibbelages 7 in Umfangsrichtung 10 in Reibkontakt mit der Bremsscheibe 1. Durch die spezielle Ge­ staltung der Bremsbelagreibfläche 4 mit größerer Ausdehnung im radialen Mittelbereich 8 wird die Auswirkung des Scheiben­ schlages nur auf eine kleine Ringzone im radial mittleren Be­ reich der Bremsscheibenreibfläche 3 beschränkt.

Zur Verstärkung diese Effektes weist der Reibbelag 7 an sei­ nen Enden 11 in Umfangsrichtung 10 abgeschrägte Abschnitte 12, 12' auf. Solche abgeschrägten Abschnitte 12, 12' dienen der Erzielung eines gleichmäßigen Verschleißbildes an Brems­ belag und Bremsscheibe sowie der Verbesserung des Einlaufver­ haltens neuer Bremsbeläge 2 bzw. -scheiben 1. Dabei steht der abgeschrägte Abschnitt 12 im radial mittleren Bereich 8 ge­ genüber den abgeschrägten Abschnitten 12' in den radialen Randbereichen 9 axial vor. Durch den Scheibenschlag gerät so­ mit bei nicht-betätigter Bremse lediglich der abgeschrägte Abschnitt 12 oder sogar nur die Kante 13 zwischen Schräge und Reibfläche 4 im radial mittleren Reibbelagbereich 8 in Reib­ kontakt mit der Bremsscheibe 1. Die Ausbildung einer großen Kontaktfläche bei nicht-betätigter Bremse wird somit vermie­ den. Insofern kann Bremsen-Rubbeln nicht auftreten.

Das gleiche Resultat, nämlich die stellenweise Vergrößerung der Bremsbelagreibfläche 4 in Umfangsrichtung 10, läßt sich alternativ dadurch erreichen, daß die Bremsbelagreibfläche 4 im radial mittleren Bereich sowie im Endbereich in Umfangs­ richtung 14 ein Reibbelagmaterial mit höherer Verschleißfe­ stigkeit gegenüber der sonstigen Reibfläche 4 aufweist. Selbst bei fortschreitendem Reibbelagverschleiß wird somit eine im radial mittleren Bereich 8 größere Ausdehnung der Reibkontaktfläche 5 in Umfangsrichtung 10 erreicht.

Eine weitere Ausführung einer Bremseinheit zur Vermeidung von Dickenschwankungen der Bremsscheibe bzw. Bremsen-Rubbeln be­ trifft auch die Reibfläche 3 der Bremsscheibe. Danach weist die Bremsscheibenreibfläche 3 zumindest eine in radialer Richtung schmale Ringzone 15 auf, die bezogen auf die sonsti­ ge Bremsscheibenreibfläche 3 axial vorsteht. Vorteilhafter­ weise ist diese Ringzone 15 im radial mittleren Bereich der Reibkontaktfläche 5 angeordnet. Dadurch ergibt sich der be­ reits beschriebene Effekt; der Scheibenschlag kann sich nur auf einen sehr geringen Bereich der Bremsscheibenreibfläche 3 auswirken. Nachteilige Folgen wie großflächige Auswaschungen der Bremsscheibenreibfläche 3 oder etwa Bremsen-Rubbeln tre­ ten nicht auf.

Claims (6)

1. Bremseinheit einer Teilbelagscheibenbremse umfassend eine Bremsscheibe (1) und zumindest einen mit der Bremsscheibe (1) tribologisch zusammenwirkenden Bremsbelag (2), wobei bei Bremseneingriff zwischen einer Reibfläche (3) der Bremsscheibe (1) und einer Reibfläche (4) des Bremsbela­ ges (2) eine Reibkontaktfläche (5) ausgebildet ist, da­ durch gekennzeichnet, daß die Reibkontaktfläche (5) im radial mittleren Bereich (8) gegenüber den radial innen- und außenliegenden Randbereichen (9) eine größere Ausdeh­ nung in Umfangsrichtung (10) der Bremsscheibe (1) auf­ weist.

2. Bremseinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Bremsbelag (2) einen Reibbelag (7) umfaßt, der im ra­ dial mittleren Bereich (8) gegenüber den radial innen- und außenliegenden Randbereichen (9) eine größere Ausdeh­ nung in Umfangsrichtung (10) und an zumindest einem Ende in Umfangsrichtung wenigstens einen abgeschrägten Ab­ schnitt (12, 12') aufweist.

3. Bremseinheit nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der abgeschrägte Abschnitt (12) im radial mittleren Be­ reich (8) des Reibbelages (7) gegenüber abgeschrägten Ab­ schnitten (12') in den radial innen- und außenliegenden Randbereichen (9) axial vorsteht.

4. Bremseinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, daß die Reibfläche (4) des Bremsbe­ lages (2) zumindest im radial mittleren Bereich sowie im Endbereich in Umfangsrichtung eine Zone (14) mit einem Reibbelagmaterial mit gegenüber der sonstigen Reibfläche (4) höherer Verschleißfestigkeit aufweist.

5. Bremseinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Reibfläche (3) der Bremsscheibe (1) zumindest eine in radialer Richtung schmale Ringzone (15) aufweist, die be­ zogen auf die sonstige Reibfläche (3) axial vorsteht.

6. Bremseinheit nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß. die Ringzone (15) im radial mittleren Bereich der Reib­ kontaktfläche (5) angeordnet ist.