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Die Erfindung bezieht sich auf eine Bremsbelagrückenplatte für einen Bremsbelag einer Fahrzeug-Scheibenbremse nach dem Oberbegriff von Patentanspruch 1. Weiterhin bezieht sich die Erfindung auf einen Bremsklotz mit einer solchen Bremsbelagrückenplatte.
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Bei Scheibenbremsen können während eines Bremsvorgangs die Bremsbeläge zu Schwingungen angeregt werden, welche sich z. B. als Bremsenquietschen akustisch unangenehm bemerkbar machen. Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, derartige Störgeräusche zu eliminieren.
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Aus dem Stand der Technik sind im Kontext dieser Problemstellung bereits vielfältige Lösungsansätze bekannt. In den meisten Fällen wird eine Geräuschminderung durch eine Verstimmung des Gesamtsystems über eine Zusatzmasse angestrebt. Üblich ist beispielsweise die Befestigung von zusätzlichen Dämpfungsblechen oder Tilgermassen an der Rückseite der Bremsbelagrückenplatte.
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Entsprechende Konstruktionen sind beispielsweise aus
DE 196 03 869 A1 ,
WO 92/13 210 A1 und
WO 97/26 463 A2 bekannt. Im erstgenannten Fall wird das Dämpfungsblech auf die Rückseite der Bremsbelagrückenplatte aufgeklebt. Zusätzliche Laschen, die in Richtung des Bremsbelages umgebogen sind, wirken lediglich als akustische Verschleißanzeige, wenn der Bremsbelag eine bestimmte Minimaldicke unterschreitet. Eine schwingungsdämpfende Funktion weisen diese zusätzliche Laschen jedoch nicht auf.
WO 92/13 210 A1 und
WO 97/26 463 A2 offenbaren weitere Befestigungsmöglichkeiten für ein zusätzliches Dämpfungsblech, wobei jeweils eine Nietverbindung vorgesehen ist. Dabei können die Niete integral mit der Bremsbelagrückenplatte ausgebildet sein. Weiterhin werden in
WO 97/26 463 A2 an dem Dämpfungsblech schwingungsdämpfende Bügel offenbart, welche die Bremsbelagrückenplatte untergreifen.
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Die Verwendung eines zusätzlichen Dämpfungsblechs ist folglich mit einem erheblichen Befestigungs- und Abstimmungsaufwand in bezug auf die Bremsbelagrückenplatte verbunden.
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Eine Möglichkeit, ein zusätzliches Dämpfungsblech zu vermeiden, wird in
DE 86 17 801 U1 offenbart. Dort stehen die Befestigungsniete für den Bremsbelag an der Bremsbelagrückenplatte über die Rückseite hinaus, so daß der Kolben einer Bremse im Betätigungsfall lediglich gegen die vorspringenden Niete, jedoch nicht gegen die Bremsbelagrückenplatte drückt. Dadurch soll eine Verminderung störender Geräuschemissionen beim Bremsen erzielt werden.
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In
DE 86 17 801 U1 werden weitere Dämpfungsmaßnahmen beschrieben, die dort bereits als Stand der Technik gekennzeichnet sind. So wird unter anderem das Einfügen einer Dämpfungsschicht aus einer mit einem wärmebeständigen, plastischen oder elastischen Polymer beschichteten Metallplatte zwischen der Bremsbelagrückenplatte und dem Bremskolben oder zwischen der Bremsbelagrückenplatte und dem Bremsbelag genannt. Nachteilig ist hierbei jedoch die erhebliche thermische Beanspruchung, welche die Auswahl an geeigneten Polymeren stark einschränkt. Zudem wird die Möglichkeit des Einbringens von Federn und metallischen Blechpaketen erläutert. In einem weiteren Ansatz wird die Möglichkeit diskutiert, unmittelbar auf die Bremsbelagrückenplatte einen Überzug aus einer Polymerzusammensetzung aufzubringen, die hochmolekulare Acrylpolymere enthält. Dies wird jedoch als nachteilig angesehen, weil der lackartige Belag bei mechanischen Stoßbelastungen und Temperaturwechselbeanspruchungen dazu neige, von der Bremsbelagrückenplatte abzuplatzen oder abgetragen zu werden.
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Schließlich ist als weitere Möglichkeit zur Schwingungsdämpfung neben zusätzlichen Dämpfungsblechen und Dämpfungsschichten weiterhin bekannt, die Bremsbelagrückenplatte an ihrer Rückseite zu verrippen. In
WO 00/45 063 A1 wird in diesem Zusammenhang vorgeschlagen, aus dem Material der Rückenplatte zwei diagonal gegeneinander versetzte Resonatoren herauszuarbeiten. Deren Erregungsfrequenz ist dabei auf die reibungsinduzierte Anregungsfrequenz der Bremsbelagrückenplatte abgestimmt, wobei die Flächen der Resonatoren so dimensioniert sind, daß die erzeugten Schallwellen außerhalb des menschlichen Hörbereichs liegen. Dieser Lösung liegt die Konzeption zugrunde, die in die Bremsbelagrückenplatte eingetragene Schwingungsenergie in einem für das menschliche Ohr nicht mehr wahrnehmbaren Bereich zu dissipieren.
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DE 102 18 907 A1 und
DE 103 05 308 A1 offenbaren Tilgermassen in Form eines mit einem energieabsorbierenden Material gefüllten separaten Behälters, der an der Bremsbelagrückenplatte befestigt ist.
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Weiterhin sind aus
WO 02/12747 A1 angeschraubte Tilgermassen bekannt, die außerhalb der Haupterstreckungsebene der Bremsbelagrückenplatte liegen. Ferner schlägt
WO 02/12747 A1 als Alternative angeformte Tilgermassen vor, die durch Einrollen von zunächst radial abstehenden und an die Bremsbelagrückenplatte angeformten Armen erhalten werden. Im Einbauzustand liegen diese neben der Haupterstreckungsebene und bilden würfelförmige Päckchen.
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Schließlich offenbart
WO 97/31195 A2 eine Bremsbelagrückenplatte nach dem Oberbegriff von Patentanspruch 1 mit einen Steg, der durch ein Langloch in der Bremsbelagrückenplatte gebildet wird. Das Langloch ist mit dem Material des Reibbelags gefüllt, der Schwingungen des Stegs dämpfen soll.
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Die vielfältigen Lösungskonzepte veranschaulichen das Problem einer überzeugenden Lösungsfindung für beim Bremsen auftretende, schwingungsinduzierte Geräuschemissionen an den Bremsklötzen.
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Vor diesem Hintergrund liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine möglichst einfache, gleichwohl wirksame Unterdrückung von schwingungsinduzierten Geräuschen zu erzielen.
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Diese Aufgabe wird durch eine Bremsbelagrückenplatte gemäß Patentanspruch 1 gelöst.
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Die erfindungsgemäße Lösung führt das Prinzip einer Tilgermasse in konstruktiv vorteilhafter Ausgestaltung fort. Zusätzliche Dämpferbleche werden hierbei nicht benötigt. Zudem bleibt die Bauweise aufgrund der Anordnung der Tilgermasse in der Haupterstreckungsebene der Bremsbelagrückenplatte flach und kompakt. Die Tilgermasse läßt sich im Verbund mit dem Tragabschnitt einfach herstellen. Über die Abmessungen, insbesondere die Länge des Arms ist die Frequenzabstimmung problemlos mit hoher Genauigkeit möglich.
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Der bzw. die Arme lassen sich seitlich neben dem Tragabschnitt für den Bremsbelag anordnen. Dadurch wird eine einfache Anpassung an die jeweilige Bremse erzielt. Die erfindungsgemäße Bremsbelagrückenplatte ist sowohl bei Schwimmsattelbremsen als auch bei Faustsattelbremsen einsetzbar. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind gegenstand weitere Patentansprüche.
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Eine räumlich kompakte Ausgestaltung ergibt sich insbesondere dann, wenn in weiter, vorteilhafter Ausgestaltung der Arm bzw. die Arme parallel zu einer Außenkante des Tragabschnitts angeordnet sind.
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Dabei können der Arm bzw. die Arme im wesentlichen quer zur Radialrichtung der Bremsbelagrückenplatte verlaufen.
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Gemäß einer weiteren, vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung kann der Tragabschnitt radial abstehende Ohren aufweisen. Dabei kann aus einem oder auch aus beiden Ohren jeweils ein Arm herauswachsen. Über mehrere Arme lassen sich unterschiedliche Frequenzpeaks besser dämpfen.
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Vorzugsweise ist jedoch genau ein Arm vorgesehen, der sich im wesentlichen über die gesamte Länge des Tragabschnitts erstreckt. Dieser wird dann auf das Frequenzmaximum abgestimmt, nämlich beispielsweise auf eine für das Quietschen typische hohe Frequenz. Jedoch kann der Tilger auch für andere Frequenzen wirksam abgestimmt werden.
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Neben der Länge des Arms spielen auch dessen weitere Abmessungen für das Tilgungsverhalten eine Rolle. Bevorzugt beträgt die Dicke des Arms etwa die Hälfte des Abstands zur Außenkante des Tragabschnitts.
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Für ein freies Schwingen des bzw. der Arme ist es im Hinblick auf die Tilgungswirkung weiterhin vorteilhaft, wenn der Arm bzw. die Arme außerhalb des Anlagebereichs für den Bremsbelag liegt bzw. liegen.
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Die obengenannte Aufgabe wird weiterhin durch einen Bremsklotz für eine Fahrzeug-Scheibenbremse gelöst, der ohne ein zusätzliches Dämpfungsblech auskommt. Der erfindungsgemäße Bremsklotz besteht aus einer Bremsbelagrückenplatte der vorstehend erläuterten Art sowie aus einem Bremsbelag, der unmittelbar an der Bremsbelagrückenplatte befestigt ist. Dabei sind die Tilgermasse bzw. Tilgermassen für die Schwingungsdämpfung integral mit der Bremsbelagrückenplatte ausgebildet. Sie liegen in der Haupterstreckungsebene der Bremsbelagrückenplatte neben deren Tragabschnitt für den Bremsbelag. Für einen solchen Bremsklotz ergeben sich die oben bereits erläuterten Vorteile.
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Nachfolgend wird die Erfindung anhand von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Die Zeichnung zeigt in:
- 1 eine Seitenansicht auf einen Bremsklotz mit einem Bremsbelag und einer Bremsbelagrückenplatte nach einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung,
- 2 eine Ansicht auf die Schmalseite des Bremsklotzes aus 1 in Richtung eines Tilgerarms desselben,
- 3 eine Seitenansicht auf einen Bremsklotz mit einem Bremsbelag und einer Bremsbelagrückenplatte nach einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung, und in
- 4 eine Ansicht auf die Schmalseite des Bremsklotzes aus 3 in Richtung der Tilgerarme.
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Das erste Ausführungsbeispiel in den 1 und 2 zeigt einen Bremsklotz 1 für eine Fahrzeug-Scheibenbremse. Der Bremsklotz 1 besteht aus einer Bremsbelagrückenplatte 2 und einem Bremsbelag 3, der unmittelbar an der Bremsbelagrückenplatte 2 befestigt ist. Ein zusätzliches Dämpferblech ist dabei nicht vorhanden.
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Die Bremsbelagrückenplatte 2, die im Einbauzustand an ihrer Rückseite, d. h. an der dem Bremsbelag 3 abgewandten Seite durch einen Kolben einer Fahrzeugbremse belastet wird, umfaßt einen Tragabschnitt 4 für den Bremsbelag 3 sowie weiterhin eine Tilgermasse 5.
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Erfindungsgemäß ist die Tilgermasse 5 integral mit dem Tragabschnitt 4 ausgebildet. Dabei sitzt die Tilgermasse 5 seitlich neben dem Tragabschnitt 4 in der Haupterstreckungsebene der Bremsbelagrückenplatte 2.
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Wie insbesondere 1 zeigt, ist die integrale Tilgermasse 5 als länglicher Arm 6 ausgebildet, der mit einem Ende 7 an den Tragabschnitt 4 anschließt. Der längliche Arm 6 weist weiterhin ein freies Ende 8 auf und verläuft berührungsfrei neben dem Tragabschnitt 4 in der Haupterstreckungsebene. Dies gewährleistet bei einer Schwingungsanregung ein freies Schwingen des Arms 6, wodurch dieser als Tilger wirksam wird.
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Bei dem hier dargestellten, ersten Ausführungsbeispiel weist die Bremsbelagrückenplatte 2 genau einen Arm 6 als Tilger auf. Prinzipiell kann ein solcher Arm 6 je nach Einbausituation an nahezu jeder beliebigen Stelle seitlich neben dem Tragabschnitt 4 angeordnet werden, wobei zwischen dem Arm 6 und dem Tragabschnitt 4 ein Schlitz 9 ausreichender Breite vorgesehen wird, um eine optimale Abstimmung auf die anregten Schwingungen zu erzielen. Hier ist der Arm 6 jedoch radial außenseitig des Tragabschnitts 4 angeordnet und verläuft parallel zu einer Außenkante 10 desselben.
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Zur Gewährleistung eines ausreichenden Abstands von der Außenkante 10 sind an dem Tragabschnitt radial abstehende Ohren 11 und 12 vorgesehen. Wie 1 zeigt, wächst der Arm 6 unmittelbar aus dem linken Ohr 11 heraus und erstreckt sich im wesentlichen über die gesamte Länge des Tragabschnitts 4 bis kurz vor das gegenüberliegende Ohr 12, ohne jedoch mit letzterem verbunden zu sein.
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Über die Dimensionierung der Abmessungen des Arms 6 läßt sich problemlos eine Abstimmung auf die zu tilgende Frequenz vornehmen. Vorzugsweise erfolgt dies über eine Längenanpassung des Arms 6. So ist es beispielsweise denkbar, das freie Ende 8 desselben entsprechend zu bearbeiten. Jedoch können auch andere Abmessungen des Arms 6 zur Frequenzabstimmung herangezogen werden. Vorteilhaft ist in diesem Zusammenhang, wenn die Dicke des Arms in etwa der Hälfte des Abstands zur Außenkante 10 des Tragabschnitts 4 entspricht.
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Seitliche Nasen 13 und 14 an der Bremsbelagrückenplatte 2, welche den Bremsbelag 3 umgreifen, ermöglichen ein akustisches Signal, wenn der Bremsbelag 3 auf eine minimal ausreichende Dicke heruntergefahren ist.
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An dem in den 1 und 2 dargestellten ersten Ausführungsbeispiel sind vielfältige Abwandlungen möglich. Wesentlich ist hierbei jedoch stets, daß die Tilgermasse bzw. Tilgermassen für die Schwingungsdämpfung integral mit der Bremsbelagrückenplatte 2 ausgebildet sind und in der Haupterstreckungsebene der Bremsbelagrückenplatte 2 neben deren Tragabschnitt 4 für den Bremsbelag 3 liegt bzw. liegen.
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Anhand der 3 und 4 sei beispielhaft eine Abwandlung anhand eines zweiten Ausführungsbeispiels erläutert. Dieses entspricht in bezug auf den Bremsbelag und den Tragabschnitt der Bremsbelagrückenplatte dem ersten Ausführungsbeispiel, so daß nachfolgend lediglich die Unterschiede zu diesem näher erläutert werden. Einander entsprechende Komponenten sind dabei mit denselben Bezugszeichen versehen, die bei dem zweiten Ausführungsbeispiel um ein Hochkomma ergänzt sind.
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Bei der Bremsbelagrückenplatte 2' nach dem zweiten Ausführungsbeispiel wird die Tilgermasse 5' durch zwei länglichen Arme 6a' und 6b' gebildet. Wie 3 zeigt, weist auch hier die Bremsbelagrückenplatte 2' zwei radial abstehende Ohren 11' und 12' auf. An jedes dieser Ohren 11' und 12' ist nun jedoch jeweils ein Arm 6a' bzw. 6b' mit einem festen Ende 7a' bzw. 7b' angeformt. Die Arme 6a' bzw. 6b' verlaufen jeweils berührungsfrei neben dem Tragabschnitt 4' in der Haupterstreckungsebene der Bremsbelagrückenplatte 2' bis zu einem freien Ende 8a' bzw. 8b'. Auch die Arme 6a' bzw. 6b' berühren dabei einander nicht. Vielmehr wird zwischen diesen und dem Tragabschnitt 4 jeweils ein Schlitz 9a' bzw. 9b' gebildet.
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In Blickrichtung auf die radial außenseitige Kante des Bremsklotzes 1' überlappen die beiden Arme 6a' bzw. 6b' einander. Es ist jedoch möglich, die beiden Arme 6a' bzw. 6b' kürzer auszubilden, so daß deren freie Enden 8a' und 8b' unmittelbar einander gegenüberliegen. Beide Arme 6a' bzw. 6b' können prinzipiell auf die gleiche Frequenz abgestimmt werden. Es ist jedoch auch möglich, mit den beiden Armen 6a' bzw. 6b' jeweils unterschiedliche Frequenzen zu tilgen.
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Die dargestellten Ausführungsbeispiele nutzen zur Verminderung bzw. Ausschaltung störender Geräuschemissionen vom Bremsklotz her das Prinzip einer Tilgermasse. Zusätzliche Dämpferbleche werden hierbei prinzipiell nicht benötigt.
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Dies schließt jedoch nicht aus, die erfindungsgemäßen Tilgermassen auch an Bremsbelagrückenplatten oder Bremsklötzen herkömmlicher Bauart mit Dämpfungsblechen und dergleichen vorzusehen, um bei bestimmten Frequenzen das Auftreten von Schwingungen zu mindern.
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Zudem ergibt sich aufgrund der Anordnung der Tilgermasse in der Haupterstreckungsebene der Bremsbelagrückenplatte eine kompakte Bauweise. Die Tilgermasse läßt sich im Verbund mit dem Tragabschnitt außerdem einfach herstellen. Über deren Abmessungen, insbesondere die Länge des Arms ist die Frequenzabstimmung problemlos mit hoher Genauigkeit möglich.
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Jedoch ist die Erfindung nicht allein auf die dargestellten Ausführungsbeispiele beschränkt. Vielmehr umfaßt diese alle in den Patentansprüchen angegebenen Ausgestaltungen.
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Bezugszeichenliste
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- 1, 1'
- Bremsklotz
- 2, 2'
- Bremsbelagrückenplatte
- 3, 3'
- Bremsbelag
- 4, 4'
- Tragabschnitt
- 5, 5'
- Tilgermasse
- 6
- Arm
- 6a'
- Arm
- 6b'
- Arm
- 7
- verbundenes Ende
- 7a'
- verbundenes Ende
- 7b'
- verbundenes Ende
- 8
- freies Ende
- 8a'
- freies Ende
- 8b'
- freies Ende
- 9
- Schlitz
- 9a'
- Schlitz
- 9b'
- Schlitz
- 10, 10'
- Außenkante
- 11, 11'
- Ohr
- 12, 12'
- Ohr
- 13, 13'
- Nase
- 14, 14'
- Nase
