-
Die
Erfindung betrifft einen Bremsbelag für Scheibenbremsen aus Rückenplatte
(1) und Belagsmasse (2) mit integriertem Belagsverschleißindikator (3),
gemäß dem Oberbegriff
des Anspruchs 1, sowie diesen enthaltende Scheibenbremsen.
-
Aus
der
DE 31 30 237 C1 und
der
DE 32 37 274 C1 ist
jeweils eine Bremsbelag-Verschleißanzeigevorrichtung (Belagsverschleißindikator)
für eine Scheibenbremse
bekannt, die im Wesentlichen aus einem in einer Hülse geführten, mit
Markierungen versehenen Messstift besteht, der nach Art einer Tiefenlehre
durch eine Bohrung im Bremssattel bei an diesem anliegender Hülse an eine
Bremsbelagträgerplatte
ansetzbar ist. Die jeweilige Messstellung ist mittels Markierungen
an dem Messstift und an der Hülse
angezeigbar.
-
Aus
der
DE 33 05 386 C1 ist
ein weiterer Belagsverschleißindikator
mit dem Messprinzip der Tiefenlehre für eine Scheibenbremse, insbesondere
einer Faustsattelbremse, mit einem hydraulischen Bremszylinder bekannt.
Der Belagsverschleißindikator
besteht aus einem an die Scheibenbremse bzw. an den Radträger ansetzbaren
Halter mit je einem Messstift für
je einen Bremsbelag. Der Halter und die Messstifte sind derart ausgebildet,
dass die Vorrichtung sowohl an einer Scheibenbremse an der einen Fahrzeugseite
als auch an einer solchen an der anderen Fahrzeugseite benutzbar
ist.
-
Aus
der
EP 0693 635 A1 ist
ein weiterer optischer Verschleißindikator eines Bremsbelages
bekannt. Dabei ist an der Belagsrückenplatte eine in den Belag
hineinragende Büchse
aus farbigem Material angeordnet. Beim Abtragen des Belags über die Verschleißgrenze
hinaus wird das farbige Material freigesetzt und führt zur
Signalwirkung.
-
Die
aufgeführten
Belagsverschleißindikatoren
haben den Nachteil, dass sie zum Teil komplizierte Konstruktionen
darstellen. Insbesondere die beweglichen Messstifte sind der Witterung
und damit der Korrosion ausgesetzt, so dass sie im Dauerbetrieb
störanfällig sind;
sie sind daher nicht wartungsfrei. Zum Teil ist händischer
Eingriff zum Ablesen des aktuellen Verschleißwertes erforderlich. Hierdurch lässt sich
zwar im Prinzip jederzeit die absolute Belagsdicke ermitteln. Diese
permanente Kontrollmöglichkeit
der absoluten Belagsdicke ist jedoch in der Regel nicht erforderlich.
Vielmehr reicht es häufig aus,
wenn der Belagsverschleißindikator
erst bei Erreichen der vorgegebenen Belagsdicke bzw. der Verschleißgrenze
ein Signal abgibt. Die Verschleißgrenze ist in der Regel so
bemessen, dass nach Erreichen der Verschleißgrenze eine Belagsreserve
zurückbleibt,
die einen sicheren Betrieb bis zum Austauschen des Belags ohne weiteres
ermöglicht.
-
Aus
der
DE 28 54 357 A1 ist
eine Verschleißanzeigevorrichtung
für Scheibenbremsen
bekannt, bei der ein elastisch gelagerter Bolzen als Indikator wirkt.
Es ist ein wegabhängig
eine Warneinrichtung auslösender
Bolzen vorgesehen, der mittels einer elastischen Dämpfungseinrichtung
an der Bremsbacke gehaltert ist.
-
Ein
weiteres Messprinzip offenbart die
DE 101 23 004 C1 . Der Bremsbelag weist eine
Trägerplatte,
auf, die mit einem Reibbelag verbunden ist. Die Trägerplatte
besteht aus duroplastischem Kunststoff. In die Trägerplatte
ist ein Einlegeteil eingebettet und zwar derart, dass es mit seinen
Vorsprüngen
in das Material des Reibbelags hineinragt. Das Einlegeteil wirkt
als Verstärkung
und arbeitet gleichzeitig als Verschleißanzeige, indem es bei Erreichen
der Verschleißgrenze
frei gelegt wird. Treten die Vorsprünge mit der rotierenden Bremsscheibe
in Berührung,
erzeugen sie laute Geräusche,
die dem Fahrer den Verschleiß des
Bremsbelags signalisieren.
-
Das
aufgezeigte Messprinzip hat den Nachteil, dass sich beim Freisetzen
der Vorsprünge
das Bremsverhalten deutlich ändern
kann, insbesondere die Bremswirkung verschlechtert wird. Je wirksamer die
Geräuschentwicklung
als akustische Indikation ist, umso störender wird sie allerdings
durch den Betreiber des Kraftfahrzeugs empfunden.
-
Es
ist daher Aufgabe der Erfindung, einen Belagsverschleißindikator
für Bremsbeläge für Scheibenbremsen
bereit zu stellen, der kostengünstig
herstellbar sowie zuverlässig
und wartungsfrei betreibbar ist und in einfacher Weise das Erreichen, bzw. Überschreiten
der Verschleißgrenze
jedes einzelnen Belags ermöglicht.
-
Die
Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch
einen Bremsbelag für
Scheibenbremsen aus Rückenplatte
(1) und Belagsmasse (2) mit integriertem Belagsverschleißindikator
(3), wobei der Belagsverschleißindikator (3) stift-
oder bolzenartig ausgebildet und in Rückenplatte (1) und
Belagsmasse (2) in der Weise eingebettet ist, dass er sich
von der Verschleißgrenze
(5) bis zu einem Durchlass (6) der Rückenplatte
(1), in diese hinein oder durch diese hindurch erstreckt,
und dass er durch die Druckkraft der Bremsscheibe in Richtung auf
die Rückenplatte
verchiebber ist mit den Merkmalen des Anspruchs 1.
-
Eine
weitere Lösung
ergibt sich aus einer Scheibenbremse mit einem erfindungsgemäßen Bremsbelag,
bei dem der Belagsverschleißindikator (3)
so angeordnet ist, dass er rückenplattenseitig nicht
durch den Bremssattel verdeckt ist, oder der Bremssattel eine Sichtöffnung aufweist,
mit den Merkmalen des Anspruchs 7.
-
Die
erfindungsgemäße Lösung beruht
darauf, dass ein stift- oder
bolzenartiger Belagsverschleißindikator
beim Erreichen bzw. Überschreiten der
Verschleißgrenze
an der Rückenplatte
hervortritt bzw. erst sichtbar oder erkennbar wird. Während der Belagsverschleißindikator
zunächst
vor dem Erreichen der Verschleißgrenze
im Belagsmaterial beziehungsweise der Rückenplatte oder auch dem Bremssattel
verborgen liegt, tritt dieser nach dem Erreichen der Verschleißgrenze
sichtbar hervor. Sobald das Belagsmaterial bis auf die Höhe des Belagsverschleißindikators
abgetragen wurde, wird dieser durch die Druckkraft der Bremsscheibe
nach hinten gedrückt.
-
Im
Gegensatz zum Belagsmaterial ist der Belagsverschleißindikator
im Bezug auf das umgebende Belagsmaterial nicht unverrückbar fest
gelagert, sondern kann stattdessen nach hinten, beziehungsweise
in Richtung auf die Belagsrückenplatte gedrückt werden.
-
Der
Belagsverschleißindikator
kann dabei auf Seiten der Rückenplatte
verschieden weit reichen, solange nur das Hervortreten des Belagsverschleißindikators
deutlich von dem Zustand vor Erreichen der Verschleißgrenze
deutlich erkennbar oder sichtbar ist. Auf Seiten der Rückenplatte
kann dies bis zu einem Durchlass in der Rückenplatte sein oder verschieden
weit in die Rückenplatte
hinein oder auch durch diese hindurch. Der Belagsverschleißindikator
ist dabei nur so fest in Belagsmasse oder Rückenplatte eingebettet, dass
ein versehentliches Verrutschen unterbleibt, die Druckkraft der
Bremsscheibe aber ohne weiteres ein Verschieben des Indikators ermöglicht.
-
Neben
der rein optischen Anzeige, lässt
sich das Hervortreten des Belagsverschleißindikators je nach Ausführungsform
auch erfühlen,
was insbesondere für
den fahrzeuginnenseitig angebrachten Indikator von Bedeutung ist.
-
Für den erfindungsgemäßen Belagsverschleißindikator
ist es wesentlich, dass er, sobald er im direkten Kontakt mit der
Bremsscheibe steht, durch den Bremsdruck verschoben werden kann.
Um die Kräfte
zum Verschieben gering zu halten und nur eine geringe Veränderung
der Bremsbelagseigenschaften hervorzurufen, ist Indikator stift-
oder bolzenartig ausgebildet.
-
Bevorzugt
ist der Belagsverschleißindikator durch
Press- oder Passsitz in der Belagsmasse eingebettet. Der Sitz in
der Rückenplatte
kann dann entsprechend locker erfolgen.
-
In
einer weiteren Variante ist der Belagsverschleißindikator in der Belagsmasse
leichtbeweglich und in der Rückenplatte
durch Press- oder Passsitz schwerer beweglich eingebettet. Diese
Vorgehensweise hat den Vorteil, dass bei Herstellung und Betrieb
nur geringe Kräfte
vom Indikator auf die Belagsmasse einwirken. Die mechanische Schwächung der Belagsmasse
wird dadurch auf ein Minimum reduziert.
-
Alternativ
oder ergänzend
zum Pass- oder Presssitz kann eine Verklebung erfolgen. Diese findet
bevorzugt außerhalb
des Bremsbelagsmaterials statt.
-
Bevorzugt
ist der Belagsverschleißindikator nicht
aus einem Bremsbelagsmaterial, sondern aus einem abriebfesteren
Material, so dass er durch die Bremsung kaum verschlissen wird.
Nach dem Erreichen der Verschleißgrenze wird der Indikator
nach hinten gedrückt,
während
sich die umgebende Belagsmasse weiter abträgt.
-
Bevorzugt
weist der Belagsverschleißindikator
eine höhere
Verschleißfestigkeit
auf als die Belagsmasse. Des Weiteren ist bevorzugt, dass der Belagsverschleißindikator
eine geringere Verschleißfestigkeit
aufweist als die korrespondierende Bremsscheibe. Hierdurch wird
erreicht, dass der Belagsverschleißindikator keine Riefen auf
der Reibfläche
der Bremsscheibe gräbt.
Ebenso wird ein störendes Quietschen, das
durch einen festen Reibkontakt zwischen Indikator und Bremsscheibe
entstehen könnte, vermieden.
-
Der
Belagsverschleißindikator
besteht bevorzugt aus einer Cu-Legierung,
insbesondere Messing oder Bronze. Dieses Material weist sowohl hinsichtlich
des Verschleißverhaltens
als auch hinsichtlich des Korrosionsverhaltens geeignete Eigenschaften
auf. Weitere geeignete Metalle sind Zink- oder Al-Legierungen. Auch
Kohlenstoff, bzw. Graphit- oder Kohlestäbe sind geeignet, wenn deren
Einbettung vergleichsweise locker erfolgt.
-
Metallische
Belagsverschleißindikatoren
korrespondieren gut zu metallischen Bremsscheiben, beispielsweise
aus Grauguss oder Stahl.
-
Für Bremsscheiben
auf Keramikbasis, beispielsweise CMC (CeramicMatrixComposite) oder MMC
(MetalMatrixComposite), beispielsweise aus C/SiC, eignen sich aufgrund
der hohen Temperaturanforderungen eher keramische Belagsverschleißindikatoren.
Beispielsweise können
diese aus SiC, Zirkonoxid, oder Aluminiumoxid gebildet sein.
-
Die
Erfindung wird anhand von schematischen Zeichnungen, die zusammenfassend
bevorzugte Ausführungsformen
wiedergeben, weiter erläutert.
-
Dabei
zeigen:
-
1 einen
Bremsbelag in der Draufsicht von vorne mit Rückenplatte (1), Belagsmasse
(2) und Belagsverschleißindikator (3),
-
2 einen
Bremsbelag im Querschnitt von der Seite mit Rückenplatte (1), Belagsmasse
(2), mehreren Belagsverschleißindikatoren (3),
mit Rückenwand
(4) der Rückenplatte,
der Verschleißgrenze
(5), Durchlass (6) der Rückenplatte und hinterem Abschluss
des Bremssattels (7) sowie
-
3 einen
Bremsbelag im Querschnitt von der Seite nach Überschreiten der Verschleißgrenze mit
Rückenplatte
(1), Belagsmasse (2), mehreren Belagsverschleißindikatoren
(3) und hinterem Abschluss des Bremssattels (7).
-
1 zeigt
die mögliche
Anordnung eines Belagsverschleißindikators
(3) in der Draufsicht auf die Reibfläche eines Bremsbelags im Zustand
nach Erreichen der Verschleißgrenze,
also mit frei liegendem Belagsverschleißindikator. Der Belagsverschleißindikator
ist als runder Stift ausgebildet und im unteren, d. h. radnabennahen
Bereich des Bremsbelags angeordnet. In der Regel ist ein Indikator
pro Bremsbelag ausreichend, es können
aber auch mehrere sein.
-
Die
Dicke (Durchmesser) des Belagsverschleißindikators ist im Wesentlichen
abhängig
von seiner mechanischen Stabilität
und der Stärke
der gewünschten
optischen Wirkung. Der Durchmesser liegt typischerweise im Bereich
von 2 bis 15 mm. Die äußere Form
des Stifts kann unterschiedlich sein, wobei eine runde oder quadratische
Form am zweckmäßigsten
ist.
-
2 zeigt
drei unterschiedliche mögliche Anordnungen
des Belagsverschleißindikators
(3) relativ zur Rückenplatte
(1). In der obersten dargestellten Ausführung schließt der Belagsverschleißindikator
(3) bündig
mit der Rückenwand
(4) der Rückenplatte
ab. In dieser Variante lässt
sich der Belagsverschleißindikator
vor dem Überschreiten
der Verschleißgrenze
(5) nicht ertasten. In der Aufsicht kann der Belagsverschleißindikator,
insbesondere wenn er sich farblich von der Rückenplatte unterscheidet, optisch
erkannt werden. 3 zeigt diesen Belagsverschleißindikator
im Zustand nach Überschreiten
der Verschleißgrenze,
wo er deutlich über
die Rückenplatte
hinaus ragt.
-
Die
Verschleißgrenze
(5) ist derjenige Abstand der Bremsbelags-Reibfläche zur
Belagsrückenplatte
(1), bei welcher ein weiterer Betrieb des Bremsbelags eingestellt
werden sollte, beziehungsweise der Bremsbelag ausgetauscht werden
soll. Die Verschleißgrenze
liegt, abhängig
vom Belagmaterial, typischerweise bei 5 bis 20% der Dicke der unbenutzten
Belagsmasse.
-
In
der mittleren Darstellung (2) reicht
der Belagsverschleißindikator
(3) nur bis zur Hälfte
in die Rückenplatte
(1) hinein. Die Rückenplatte
weist einen Durchlass (6) auf, durch welchen der Belagsverschleißindikator
(3) hindurchschiebbar ist. Der Belagsverschleißindikator
endet auf Belagsmassen-Seite nicht auf der gleichen Ebene, wie dies
für die
anderen beiden abgebildeten Varianten der Fall ist, sondern ragt
weiter in die Belagsmasse hinein. 3 zeigt
die geometrischen Verhältnisse
nach Überschreiten
der Verschleißgrenze.
In diesem Fall ist der Belagsverschleißindikator so ausgelegt, dass er
mit Erreichen der Verschleißgrenze
gerade bündig mit
der Rückenplatte
abschließt.
-
In
der unteren Darstellung der 2 ragt der Belagsverschleißindikator
bereits beim unbenutzten Bremsbelag über die Rückenplatte (1) hinaus.
Da die absolute Verschiebung des Indikators beim Überschreiten
der Verschleißgrenze
nur schwer erkennbar ist, wird die Anfangsstellung zweckmäßigerweise an
einem klaren Bezugspunkt ausgerichtet. In einer bevorzugten Ausgestaltung
schließt
der Indikator hierzu am hinteren Abschluss des (nicht dargestellten)
Bremssattels (7) bündig
ab. Nach Überschreiten der
Verschleißgrenze
(3) wird der Indikator über die Rückseite des Bremssattels hinaus
geschoben.
-
Soweit
die Konstruktion des Bremssattels den Belagsverschleißindikator überdeckt,
ist es zweckmäßig, dass
dieser eine Sichtöffnung
für den Belagsverschleißindikator
aufweist. Andernfalls ist der Belagsverschleißindikator schwieriger nur
durch seitlichen Blick erkennbar.
-
Je
nach Zweckmäßigkeit
können
auch Zwischenpositionen der drei dargestellten Lagen für den Belagsverschleißindikator
gewählt
werden.
-
Die
Anbringung des Belagsverschleißindikators
kann bei der Belagsmaterialherstellung, bei der Belagsherstellung
oder auch erst später
erfolgen. Beispielsweise kann der Belag in Rückenplatte und Belagsmaterial
zunächst
nur eine Bohrung, bzw. Durchlass (6) aufweisen, in welche
dann der Belagsverschleißindikator
eingepasst wird. Es ist auch möglich,
den Belag ohne Indikator zunächst
in die Scheibenbremse zu montieren und erst danach den Belagsverschleißindikator
durch einen geeigneten Durchlass im Sattel in die Bohrungen einzuführen (vergl. 2,
unterste Variante), beispielsweise in der Form eines dünnen Messingstabes.
Erforderlichenfalls ist zur Befestigung eine Verklebung vorzunehmen.