DE2404671A1

DE2404671A1 - Bremsbelag und belagtraeger fuer scheibenbremsen

Info

Publication number: DE2404671A1
Application number: DE19742404671
Authority: DE
Inventors: Henryk Hurczyn
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1974-01-08
Filing date: 1974-01-31
Publication date: 1975-07-17
Also published as: IT1027249B; NL7400219A; JPS5097776A; FR2257045A1

Description

Andrejewski, Honke & Gesthuysen Patentanwälte

Diplom-Physiker

Dr. Walter Andrejewski

Diplom-Ingenieur

Dr.-lng. Manfred Honke

Diplom-Ingenieur Anwaltsakte: 4?> 223/Fm-th _Hans Dieter Gesthuysen

4300 Essen, den Theaterplatz 3

Patent- und

Gebrauchsmusterhilfsanmeldung
Henryk Hurczyn
Saxen Weimarlaan 12A
Amsterdam, Holland

Bremsbelag und Belagträger für Scheibenbremsen.

Die Erfindung betrifft einen Bremsbelag und Belagträger für Scheibenbremsen, die in ihrer Gesamtheit als Bremsklotz für Scheibenbremsen bezreichnet werden, wobei der Belagträger Anordnungen zu seiner Befestigung im Bremssattel der Bremsscheibe aufweist.

Die in modernen Kraftfahrzeugen vielfach übliche Scheibenbremse besteht aus einer auf der Radnabe starr befestigten Bremsscheibe und einem an den feststehenden Teilen der Achse starr befestigten

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Bremssattel, der über die Außenkante der Bremsscheibe hinweggreift Lind zwei Bremsklötze trägt, die beiderseits an der Bremsscheibe angreifen. Diese im Bremssattel beiderseits der Bremsscheibe eingesetzten Bremsklötze können sich rechtwinklig zur Ebene der Bremsscheibe etwas hin und her bewegen, zu welchem Zweck zwei Bremskolben vorgesehen sind, während eine Bewegung der Bremsklötze in irgendeiner anderen Richtung durch den Bremssattel verhindert wird. Die Bremsbeläge der beiden Bremsklötze weisen zur Bremsscheibe hin, jedoch liegen in unbelastetem Zustande ihre Innenflächen in geringem Abstande von der Bremsscheibe. Beim Bremsen werden die Bremskolben hydraulisch über den durch das Bremspedal bedienenden Hauptzylinder und die mit diesem verbundenen Radbremszylinder in Richtung auf die Bremsscheibe verschoben, sodaß die in den Außenenden des Bremssattels angeordneten Bremsklötze gegen die Bremsscheibe gepreßt werden. Da hierbei sehr starke Schubkräfte auf den Bremsbelag einwirken, muß dieser auf seinem Belagträger einwandfrei verankert sein, zu welchem Zweck im allgemeinen öffnungen im Belagträger vorgesehen sind, in welche an der Außenseite der Bremsbeläge ausgebildete Vorsprünge eingreifen. Außerdem wird der Bremsbelag auf den Belagträger aufgeleimt. Zur Verbesserung der Klebverbindung wird hierbei der Belagträger im Bereich der Auflagefläche des Bremsbelages mechanisch oder chemisch aufgerauht.

Die Bremsbeläge wirken auf die Bremsscheibe im Bereich eines Kreisringes, dessen Breite durch den Abstand der Innenkante von der Außenkante des Bremsbelages, von der Radnabe aus

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gesehen, bestimmt wird. In der Praxis beträgt die radiale Abmessung des Bremsbelages, d.h. also der Abstand zwischen dem größten und dem kleinsten Radius des zur Bremswirkung herangezogenen Kreisringes der Bremsscheibe, J5O-45J& des kleinsten Radius.

Da die Umfangsgeschwindigkeit eines Teiles der Bremsscheibe vom Abstand dieses Teiles von der Bremsscheibenmitte abhängt und mit wachsendem Abstand zunimmt, ist die Wärmeentwicklung " beim Bremsen im Bremsbelag nicht überall gleich, sondern in dem Bereich am größten, der von der Bremsscheibenmitte am weitesten entfernt liegt. Ih diesem Bereich ist auch der Verschleiß des Bremsbelages am größten. Da das Belagmaterial von Natur aus ein schlechter Wärmeleiter ist, verursacht die stärkere Wärmeentwicklung an dieser Außenkante des Bremsbelages eine höhere Temperatur. Während beispielsweise die Temperatur des·Bremsbelages an der Innenkante 150 C beträgt, kann diese Temperatur an der Außenkante ohne weiteres bis auf 350 C ansteigen. Infolge dieser stark erhöhten Temperatur wird naturgemäß der Verschleiß des Bremsbelages an seiner Außenkante bezw. im der Außenkante zunächstliegenden .Bereich noch begünstigt. Infolgedessen beträgt die tatsächlich wirksame Bremsfläche des Bremsbelages bei dem heute in der Praxis normalerweise verwendeten Belagmaterial höchstens etwa 6o# der theoretischen Fläche eines Bremsbelages. Man hat bereits versucht, diese Nachteile dadurch zu beseitigen, daß man die Zusammensetzung des Belagmaterials veränderte, beispielsweise indem man dem Belagmaterial Nichteisenmetallkörnchen zusetzte, um die Wärmeleitfähigkeit des Reibmaterials zu verbessern.

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Außerdem versuchte man durch bessere Kühlung der Bremsscheibe mittels Lamellenkonstruktionen und Ausbildung von Luftkanälen oder Luftrillen diese Nachteile zu überwinden. Versuche wurden auch unternommen, diesen Nachteilen dadurch zu begegnen, daß ein Bremsbelag aus verschiedenartigem Bremsmaterial hergestellt wurde. Die Absicht war hierbei, die Verschleißunterschiede zwischen der Innen- und Außenkante durch Erhöhung der Verschleißfestigkeit an der Außenkante des Bremsbelages auszugleichen.

Der tatsächliche Nutzen dieser Maßnahmen hat sich jedoch als sehr gering erwiesen.

Die Erfindung hat sich daher die Aufgabe gestellt, einen Bremsbelag und einen Belagträger für Scheibenbremsen der eingangs genannten Art in der Weise auszubilden, daß die vorgenannten Nachteile tatsächlich wirkungsvoll behoben werden. Die Erfindung geht dabei von dem Gedanken aus, daß die Wirkung einer Scheibenbremse wesentlich verbessert werden kann, wenn nicht die gesamte Oberfläche des Bremsbelages ausgenutzt wird, sondern in eine Anzahl von Ringsegmenten unterteilt wird, welche voneinander durch Anordnungen getrennt werden, durch welche eine einwandfreie Wärmeableitung aus dem Bremsbelag erzielbar ist.

Gekennzeichnet ist ein erfindungg^mäßer Bremsklotz der eingangs genannten Art im wesentlichen dadurch, daß im Bremsbelag zumindest eine ungefähr in Umfangsrichtung der Bremsscheibe verlaufende, die Bremswärme abführende Anordnung zwischen seiner von der Radnabe aus gesehen Innen- und Außenkante

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vorgesehen ist. Diese die Bremswärme abführende Anordnung kann aus wenigstens einer den ungehinderten Luftzutritt ermöglichenden Rille im Bremsbelag bestehen oder es kann auch wenigstens eine aus wärmeleitendem Material, beispielsweise aus Nichteisenmetall, bestehende Zwischenwand vorgesehen werden. Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel besteht die Zwischenwand bezw. bestehen die Zwischenwände aus dem gleichen Material wie der Belagträger.

Ein erfindungsgemäßer Belagträger für einen Bremsklotz der letztgenannten Ausbildung ist insbesondere dadurch gekennzeichnet, daß er an seiner den Bremsbelag aufnehmenden Seite wenigstens eine im Bereich der Auflagefläche des Bremsbelages ungefähr in Umfangsrichtung der Vremsscheibe verlaufende, in das Belagmaterial hineinragende Zwischenwand aufweist. Vorzugsweise sind allerdings mehrere derartige Zwischenwände am Belagträger ausgebildet.

Aus dieser erfindungsgemäßen Ausbildung eines Bremsbelages und Belagträgers für Scheibenbremsen ergeben sich nachstehende Vorteile:

1. Es läßt sich eine bessere Bremswirkung erzielen, da die Bremswärme durch die einzelnen voneinander unabhängigen Ringsegmente des Belagmaterials besser abgeführt werden kann, wobei die stärkere Wärmeentwicklung nahe der Außenkante eines Bremsbelages dadurch Berücksichtigung finden kann, daß die Ring- ' segmente nach außen hin allmählich schmäler werden;

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2. Infolge der besseren Wärmeableitung steigt die Temperatur nicht mehr so hoch, sodaß der Reibungskoeffizient einen konstanteren Wert behält;

3. Infolge der besseren thermischen Betriebsbedingungen der Bremsen tritt die als "Fading" bekannte Erscheinung wesentlich weniger auf. Selbst ein längerer Gebrauch der Bremse, beispielsweise bei Bergabfahrten, vermag die Betriebssicherheit der Bremsen nicht mehr zu beeinträchtigen;

4. Das vielfach auftretende Quietschen oder "Grillen" der Bremsen wird sehr gemildert oder sogar völlig behoben, da die ungleichmäßige Abnutzung des Bremsbelages infolge der unterschiedlichen Umfangsgeschwindigkeit in seinen verschiedenen Bereichen und damit ein eventuelles Kippen und Klappern der Bremsbeläge durch die erfindungsgemäße Ausbildung verringert, wenn nicht sogar ausgeschaltet wird;

5. Infolge der Ausbildung einer oder mehrerer einen Luftzutritt ermöglichender Rillen im Bremsbelag kann außer der besseren Wärmeableitung aber auch eine bessere Selbstreinigung durch leichte Ableitung von zwischen den Belägen und Scheiben eingedrungenen Fremdkörpern oder Regenwasser erreicht werden.

Der erfindungsgemäße Belagträger mit mehreren an seiner Innenseite angeformten Zwischenwänden eignet sich vor allem für den Aufbau von Bremsklötzen, bei denen der Bremsbelag aus unterschiedlichem Material zusammengesetzt ist. Bei Bremsbelägen, welche bisher nach diesen Vorstellungen hergestellt werden,

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gehen jedoch die aus unterschiedlichem Material bestehenden Bereiche eines Bremsbelages ineinander über, .sodaß die erzielte "Wirkung nicht allzu groß ist.. Dadurch, daß der erfindungsgemäße Belagträger jedoch rechtwinklig sich von seiner Aufnahmeseite für den Bremsbelag erhebende Zwischenwände aufweist, wird ein Ineinanderfließen des unterschiedlichen Belagmaterials verhindert, sodaß eine einwandfreie Trennung der unterschiedlichen Materialbereiche erzielt wird und infolgedessen zwangsläufig auch eine bessere Wirkung dieser Maßnahmen.

Ein weiterer wesentlicher Vorteil des erfindungsgemäßen Belagträgers mit rechtwinklig abstehenden Zwischenwänden ergibt sich daraus, daß das Belagmaterial derart fest auf dem Belagträger verankert werden kann, vor allem wenn die Zwischenwände an einigen Stellen durchbrochen sind, daß das Auftragen einer Leimschicht auf den Belagträger überflüssig wird. Daraus ergibt sich zwangsläufig eine ansehnliche Ersparnis bei den Herstellungskosten, da alle mit der Verleimung zusammenhängenden Arbeitsgänge entfallen können.

Eine genauere Erläuterung der Erfindung ergibt sich aus der nachfolgenden Beschreibung einiger Ausführungsbeispiele anhand der beiliegenden Zeichnung; es zeigen:

Figur 1 eine Draufsicht auf einen erfindungsgemaßen Bremsklotz als Schnitt durch Fig.2 längs der Linie I-Ij

Figur 2 einen Schnitt durch Fig.l längs der Ebene II-IIj und

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Figur 5 einen Schnitt durch eine abgewandelte Ausführung des erfindungsgemäßen Bremsklotzes, d.h. insbesondere des Belagträgers, in der in Pig.2 dargestellten Ansicht, wobei allerdings der eine Belagträger ohne Bremsbelag dargestellt ist.

Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Figur 1 und 2 ist der Belagträger 1 in der bisher allgemein üblichen Weise ausgebildet und besitzt fünf über die Auflagefläche für den Bremsbelag verteilte Verankerungsöffnungen 2 für das Belagmaterial 3, welche gestrichelt in der Figur dargestellt sind. Der Belagträger weist außerdem die Halteösen 4 auf, welche zu seiner Befestigung im Bremssattel dienen.

Der Bremsbelag J5 weist in seiner der Bremsscheibe zugekehrten Fläche etwa in Umlaufrichtung der Bremsscheibe verlaufende Schlitze oder Rillen 5 auf, wobei zu beachten ist, daß diese Rillen nicht genau dem Kreisumfang der Bremsscheibe folgen, da sonst sich sehr schnell Riefen in der Bremsscheibe bilden würden. Ein Blick auf den strichpunktiert in Figur 1 angedeuteten Umfang der Bremsscheibe 6 zeigt diesen unterschiedlichen Verlauf der Rillen 5 gegenüber den entsprechenden Kreislinien auf der Bremsscheibe sehr deutlich.

Figur 2 zeigt die beiden beiderseits der Bremsscheibe 6 angeordneten Bremsklötze, wobei letztere im Schnitt dargestellt sind, sodaß die Verankerung der Bremsbeläge J in den Verankerungsöffnungen 2 deutlich sichtbar wird. Deutlich sichtbar sind auch hier die erfindungsgemäß im Belag J5 ausgebildeten Rillen

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Die linke Seite der Figur j5 zeigt deutlich die Konstruktion eines erfindungsgemäßen Belagträgers mit vier sich im Auflagebereich des Bremsbelages 3 rechtwinklig erhebenden bogenförmigen Zwischenwänden 7· Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel besitzen diese Zwischenwände 7 jeweils eine- ■Verankerungsöffnung 8, wobei allerdings mehrere derartiger Verankerungs öffnungen in den Zwischenwänden 7 ausgebildet werden können, um eine noch bessere Verankerung des Belagmaterials in diesen Zwischenwänden zu erreichen. Außerdem können naturgemäß auch. wie bei der Ausbildung nach Figur 1 und 2 Verankerungsöffnungen 2 im Belagträger ausgebildet werden, in welche das Belagmaterial mit entsprechenden Vorsprüngen eingreift. Der erfindungsgemäße Belagträger, wie er in Figur 3 dargestellt ist, bietet daher derart viele Möglichkeiten zur Verankerung des Belagmaterials, daß hierbei eine besondere Verleimung des Belagmaterials mit dem Belagträger üverflussig wird. Daraus ergibt sich, wie bereits eingangs erwähnt wurde, eine wesentliche Kostensenkung beim Herstellungsverfahren von Bremsklötzen für Scheibenbremsen gegenüber den bisher üblichen Ausbildungen derartiger Bremsklötze.

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Claims

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Patentansprüche

l.\ Bremsklotz für Seheibenbremsen, bestehend aus Bremsbelag —J

und Belagträger mit Anordnungen zu seiner Befestigung im Bremssattel der Bremsscheibe, dadurch gekennzeichnet, daß im Bremsbelag (j5) zumindest eine ungefähr in Umfangsrichtung der Bremsscheibe (6) verlaufende, die Bremswärme abführende Anordnung (5 bezw. Y, 8) zwischen seiner von der Radnabe aus gesehen Innen- und Außenkante vorgesehen ist.
2. Bremsklotz nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß

im Bremsbelag (J>) wenigstens eine den ungehinderten Luftzutritt ermöglichende Rille (5) ausgebildet ist.
3. Bremsklotz nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eine aus wärmeleitendem Material bestehende Zwischenwand (7) vorgesehen ist.
4. Bremsklotz nach Anspruch J>, dadurch gekennzeichnet, daß die Zwischenwand bezw. die Zwischenwände (5) aus Nichteisenmetall besteht bezw. bestehen.
5. Bremsklotz nach Anspruch J oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Zwischenwand bezw. die Zwischenwände (5) aus dem gleichen Material besteht bezw. bestehen wie der Belagträger.

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β. Belagträger für einen Bremsklotz gemäß Anspruch 5* dadurch gekennzeichnet, daß er an seiner den Bremsbelag (3) aufnehmenden Seite wenigstens eine im Bereich der Auflagefläche des Bremsbelages ungefähr in Umfangsrichtung der Bremsscheibe (6) verlaufende, in das B_elagmaterial hineinragende Zwischenwand (7) aufweist.

Patentanwalt.

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