DE10349304A1

DE10349304A1 - Bremsbelag für eine Scheibenbremse eines Fahrzeuges

Info

Publication number: DE10349304A1
Application number: DE2003149304
Authority: DE
Inventors: Franz Gasslbauer
Original assignee: Knorr Bremse Systeme fuer Nutzfahrzeuge GmbH; Knorr Bremse Systeme fuer Schienenfahrzeuge GmbH
Current assignee: Knorr Bremse Systeme fuer Nutzfahrzeuge GmbH; Knorr Bremse Systeme fuer Schienenfahrzeuge GmbH
Priority date: 2003-10-23
Filing date: 2003-10-23
Publication date: 2005-05-25

Abstract

Ein Bremsbelag für eine Scheibenbremse eines Fahrzeuges, mit einer Belagträgerplatte (2) und einem darauf befestigten Reibbelag (3), ist so ausgebildet, daß die Belagträgerplatte zumindest teilweise auf ihrer dem Reibbelag (3) zugewandten Seite mit einer durch thermisches Spritzen aufgebrachten metallischen Beschichtung versehen ist, die eine rauhe, mit Vertiefungen (7) im Sinne von Lunkern oder Poren versehene Oberfläche bildet, auf die der Reibbelag (3) unter formschlüssigem Eingriff in die Vertiefungen (7) aufgebracht ist.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Bremsbelag für eine Scheibenbremse eines Fahrzeuges entsprechend dem Oberbegriff des Anspruchs 1, sowie ein Verfahren zur Herstellung eines Bremsbelages.

In der DE 42 30 005 A1 ist eine druckluftbetätigbare Scheibenbremse gezeigt und beschrieben, die in ein Fahrzeug, insbesondere ein Nutzfahrzeug, einsetzbar ist.

Diese Scheibenbremse umfaßt neben einer Bremsscheibe auch zwei Bremsbeläge, die bei einer Bremsung gegen die Reibflächen einer Scheibenbremse preßbar sind.

Jeder Bremsbelag besteht aus einer Belagträgerplatte und einem darauf befestigten Reibbelag, der in Gebrauchsstellung reibend an der zugeordneten Reibfläche der Bremsscheibe anliegt.

Neben einer Wärmebelastung tritt dabei auch eine hohe mechanische Belastung des Bremsbelages auf, zum einen als Biegebeanspruchung und zum anderen als Scherbeanspruchung, die hohe Anforderungen an die Verbindung zwischen dem Reibbelag und der Belagträgerplatte stellt.

Zur Verbindung des Reibbelages an der Belagträgerplatte sind bislang verschiedene Möglichkeiten bekannt, die jedoch allesamt wenig befriedigende Lösungen für eine optimale Anbindung darstellen.

So wird beispielsweise eine Verbindung dadurch erreicht, daß an der Belagträgerplatte pilzförmige Verbindungszapfen vorgesehen sind, die in den Reibbelag ragen und dort einen Formschluß herstellen, durch den eine axiale Sicherung des Reibbelages wie auch eine Sicherung gegen Abscheren hergestellt wird. Nachteilig hierbei ist neben der aufwendigen Herstellung, insbesondere beim Einbringen der Verbindungszapfen, eine Verringerung des nutzbaren Reibvolumens des Reibbelages, da die von der Höhe der Verbindungszapfen bestimmte Restdicke praktisch für den Bremszweck nicht zur Verfügung steht. Die Standzeit eines solchen Bremsbelages ist daher relativ gering, mit den sich daraus ergebenden hohen Betriebskosten.

Weitere mechanische Befestigungsmöglichkeiten des Reibbelages an der Belagträgerplatte sind durch das Aufnieten von Halteblechen bekannt oder mittels Durchbrechungen der Belagträgerplatte, insbesondere durch Bohren hergestellte, in die dann das in diesem Bereich zapfenartig ausgebildete Material des Reibbelages formschlüssig eingreift.

Hierbei wird jedoch die Belagträgerplatte hinsichtlich ihrer mechanischen Belastbarkeit geschwächt, so daß die Belagträgerplatte zum einen in ihrer Dicke entsprechend dimensioniert sein muß und zum anderen die Anzahl der Durchbrechungen nicht beliebig wählbar ist.

Während die Dickenauslegung der Belagträgerplatte nur auf Kosten des Reibvolumens des Reibbelages möglich ist, wird durch die nur eingeschränkte Anzahl von Durchbrechungen und damit von Einbettungsmöglichkeiten des Reibbelagmaterials eine optimale Verbindung verhindert.

Die genannten mechanischen Verbindungen können durch Aufkleben oder Aufsintern ergänzt werden.

In der Praxis kann es bei den bekannten Bremsbelägen zu einem Abfallen des Reibbelages von der Belagträgerplatte durch zu geringe Anbindung kommen. Dies führt zu einem Verlust der Bremsleistung bzw. einem Funktionsausfall des Bremsbelages insgesamt.

Auch besteht die Gefahr einer Zerstörung der Bremsscheibe und des Bremssattels, da dieser bei einem Abfall des Reibbelages die Belagträgerplatte gegen die Bremsscheibe drücken kann.

Alles in allem stellen die bekannten Bremsbeläge hinsichtlich der Betriebssicherheit und der Betriebskosten eher unbefriedigende Lösungen dar.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Bremsbelag der gattungsgemäßen Art so weiter zu entwickeln, daß seine Herstellungskosten bei gleichzeitiger Erhöhung der Betriebssicherheit und Standzeit gesenkt werden.

Diese Aufgabe wird durch einen Bremsbelag gelöst, der die Merkmale des Anspruchs 1 aufweist.

Prinzipiell ist der Auftrag einer Beschichtung auf Bremsscheiben durch thermisches Metallspritzen z. B. aus der WO 02/38979 A1 bekannt. Allerdings dient die darin beschriebene Beschichtung der Erhöhung der Verschleißfestigkeit der Reibflächen der Bremsscheibe, wodurch besondere Anforderungen an die Verschleißeigenschaften des aufgespritzten Metalls gestellt werden.

Die Erfindung hingegen macht sich die beim thermischen Metallspritzen entstehende rauhe, mit Vertiefungen im Sinne von Poren und Hinterschneidungen ausgebildete Oberfläche der Beschichtung zunutze, um auf günstige Weise eine teil- oder vollflächige Haftung und engmaschige Anbindung des Reibbelages an der Belagträgerplatte zu erreichen.

Durch den hergestellten Formschluß, bei dem die Reibbelagmasse in die Vertiefungen eingreift und gleichzeitig eine homogene Verbindung zum Nutzvolumen des Reibbelages bildet, verkrallt sich quasi der Reibbelag an sehr vielen, über die gesamte Fläche verteilten Stellen in der Belagträgerplatte.

Hierdurch wird nicht nur eine axiale Sicherung des Reibbelages an der Belagträgerplatte erreicht, sondern auch eine Abtragung von Scherkräften, wie sie bei der Übertragung von Bremsmomenten bei einer Bremsung auftreten. Ein Lösen des Reibbelages von der Belagträgerplatte ist praktisch ausgeschlossen.

Neben diesen funktionalen Vorteilen ergeben sich durch die Erfindung auch Vorteile hinsichtlich der Fertigung wie auch der Standzeit des Bremsbelages.

So läßt sich ein solcher Bremsbelag relativ einfach herstellen, ohne daß es einer besonderen mechanischen Bearbeitung der Bremsträgerplatte bedarf. Insbesondere unter dem Gesichtspunkt, daß solche Belagträgerplatten in großen Stückzahlen Verwendung finden, kommt der kostengünstigen Fertigung naturgemäß eine besondere Bedeutung zu.

Kostenvorteile ergeben sich gleichermaßen aus einer nunmehr höheren Standzeit, die sowohl aus der verbesserten, d. h. dauerhaften Anbindung des Reibbelages an der Belagträgerplatte resultiert, wie auch aus dem hinsichtlich seiner Dicke optimal dimensionierbaren Reibbelag. Dies vor allem deshalb, weil die Belagträgerplatte u. U. sogar ohne die Biegefestigkeit herabsetzende Durchbrechungen ausgelegt werden kann, wodurch eine geringere Dicke möglich ist, oder ohne die bereits erwähnten Verbindungszapfen, die in den Reibbelag hineinragen und dessen nutzbare Dicke begrenzen.

Nach einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, daß die durch thermisches Metallspritzen aufgebrachte Beschichtung als Flamm-, Lichtbogen- oder Plasmaspritzgußbeschichtung ausgebildet ist.

Die Herstellung eines Bremsbelages gemäß Anspruch 1 wird durch ein Verfahren ermöglicht, bei dem die Belagträgerplatte auf einer Grundfläche zunächst durch thermisches Metallspritzen beschichtet und anschließend auf diese Beschichtung der Reibbelag unter formschlüssigem Eingriff in gebildete Vertiefungen der Beschichtung aufgebracht wird.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.

Ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Bremsbelages sowie das Verfahren zu dessen Herstellung werden nachfolgend anhand der beigefügten Zeichnungen beschrieben.
Es zeigen:
1 eine schematische Teildraufsicht auf einen montierten Bremsbelag,
2 den Bremsbelag in einer teilweise gebrochenen perspektivischen Ansicht,
3 einen vergrößerten Teilausschnitt durch den Bremsbelag in einer geschnittenen Seitenansicht.
In der 1 ist eine pneumatisch oder elektrisch betätigbare Scheibenbremse dargestellt, die eine innenbelüftete Bremsscheibe 5 aufweist, die von einem Bremssattel 4 umfaßt ist. Der Aufbau und die Funktion einer derartigen Scheibenbremse sind beispielsweise aus der WO 96/34216 A1 bekannt, so daß sich eine detaillierte Beschreibung erübrigt.
Beidseitig der Bremsscheibe 5 ist jeweils ein Bremsbelag 1 angeordnet, der eine Belagträgerplatte 2 sowie einen damit verbundenen Reibbelag 3 aufweist. Diese sind im Funktionsfall, also bei einem Bremsvorgang, gegen die Bremsscheibe 5 preßbar, wobei die Reibbeläge 3 reibend an der Bremsscheibe anliegt.
Bedingt durch das auftretende Bremsmoment werden erhebliche Scherkräfte im Verbindungsbereich zwischen dem Reibbelag und der Belagträgerplatte wirksam, die in geeigneter Weise aufgenommen werden müssen.
Hierzu ist erfindungsgemäß die Belagträgerplatte 2 auf ihrer dem Reibbelag 3 zugewandten Seite zumindest teilweise mit einer durch thermisches Spritzen aufgebrachten Beschichtung 6 aus Metall versehen, die auf ihrer zunächst freien, der Belagträgerplatte 2 abgewandten Seite eine Vielzahl von Vertiefungen 7 im Sinne von Lunkern oder Poren aufweist. Dabei nimmt die Dicke der Beschichtung 6 – vorzugsweise 0,6 bis 0,7 mm – zum Rand der Belagträgerplatte 2 hin ab.
Nach dem Aufspritzen der metallischen Beschichtung 6, und nach deren Auskühlung wird auf die Beschichtung 6 der Reibbelag 3 aufgebracht, wobei dessen Konsistenz dazu führt, daß sich Materialteile in die Vertiefungen 7 einlagern und die dort vorhandenen Hinterschneidungen hintergreifen, so daß sich ein formschlüssiger Eingriff ergibt, durch den der Reibbelag 3, nach einer Verfestigung, nahezu vollflächig an der Belagträgerplatte 2 anhaftet. Dabei ist zumindest ein Teil der Vertiefungen 7 vollständig mit dem Material des Reibbelages 3 ausgefüllt.
Durch die Vielzahl der formschlüssigen Eingriffe ist eine engmaschige Verbindung hergestellt, die eine auch bei höchster Beanspruchung dauerhafte Verbindung zwischen dem Reibbelag 3 und der Belagträgerplatte 2 bewirkt.

1: Bremsbelag
2: Belagträgerplatte
3: Reibbelag
4: Bremssattel
5: Bremsscheibe
6: Beschichtung
7: Vertiefung

Claims

Bremsbelag für eine Scheibenbremse eines Fahrzeuges, mit einer Belagträgerplatte (2) und einem darauf befestigten Reibbelag (3), dadurch gekennzeichnet, daß die Belagträgerplatte (2) auf ihrer dem Reibbelag (3) zugewandten Seite zumindest teilweise mit einer durch thermisches Spritzen aufgebrachten metallischen Beschichtung versehen ist, die eine rauhe, mit Vertiefungen (7) im Sinne von Lunkern oder Poren versehene Oberfläche bildet, auf die der Reibbelag (3) unter formschlüssigem Eingriff in die Vertiefungen (7) aufgebracht ist.
Bremsbelag nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Beschichtung (6) als Flamm-, Lichtbogen- oder Plasmaspritzgußbeschichtung ausgebildet ist.
Bremsbelag nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest ein Teil der Vertiefungen (7) Hinterschneidungen aufweisen, die vom Material des Reibbelages (3) hintergriffen sind.
Bremsbelag nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest ein Teil der Vertiefungen (7) vollständig vom Material des Reibbelages (3) ausgefüllt ist.
Verfahren zur Herstellung eines Bremsbelages nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zunächst die Belagträgerplatte (2) auf einer Grundfläche durch thermisches Metallspritzen beschichtet und anschließend auf diese Beschichtung (6) der Reibbelag (3) unter formschlüssigem Eingriff in gebildete Vertiefungen (7) der Beschichtung (6) aufgebracht wird.
Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Reibbelag nach einer Verfestigung der Beschichtung (6) aufgebracht wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Dicke der Beschichtung (6) zum Rand der Belagträgerplatte (2) hin abnimmt.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Dicke der Beschichtung (6) 0,6 mm bis 0,7 mm beträgt.