DE2734585C3

DE2734585C3 - Reibblock für eine Scheibenbremse

Info

Publication number: DE2734585C3
Application number: DE2734585A
Authority: DE
Inventors: Kurt 5000 Koeln Stahl
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1977-08-01
Filing date: 1977-08-01
Publication date: 1980-05-14
Also published as: DE2734585A1; ATA557378A; JPS5440972A; IT7850539A0; NL182338C; FR2399577B1; GB2001719A; GB2001719B; CH633356A5; NL182338B; SE437070B; CA1084429A; US4230207A; JPS6319737B2; SE7808223L; IT1109423B; BE869432A; NL7808058A; AT375742B; ES472260A1

Description

Beschreibung

Die Erfindung betrifft einen Reibblock für eine Scheibenbremse entsprechend dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Bei Fahrzeugbremsen, insbesondere Kraftfahrzeugbremsen, tritt bei langanhaltendem oder häufigem Bremsen in einem kurzen Zeitraum ein sog. Bremsschwund auf. Durch die Erhitzung der Bremsen verändern sich vorübergehend die Reibeigenschaften des Bremsbelages, so daß die Bremswirkung erheblich vermindert wird. Diese Verminderung kann auch durch erhöhten Pedaldruck praktisch nicht mehr ausgeglichen werden. Versucht man nun, durch eine entsprechende Zusammensetzung des Reibbelages auch für hohe Temperaturen ausreichende Reibeigenschaften zu erzielen, was mit sog. »harten« Reibbelägen erreicht wird, so nimmt man damit in Kauf, daß in kaltem Zustand wegen der Harte des Reibbelages die Bremsscheiben einem erheblichen Verschleiß unterliegen, der sich erst mit zunehmender Erwärmung im Betrieb vermindert. Daher werden derartige Bremsbeläge bevorzugt bei Hochleistungsbremsen, beispielsweise bei Bremsen für Renn- und Sportwagen eingesetzt. Verwendet man dagegen sog. »weiche« Bremsbeläge, so ist im Normalbetrieb das Verschleißverhalten in Bezug auf die Bremsscheiben günstiger. Dem steht jedoch eine verminderte Standzeit der Reibbeläge gegenüber, so daß derartige Reibblöcke häufiger gewechselt werden müssen.

Aus der GB-PS 12 32 539 ist es bekannt, den Reibbelag mit einem metallischen Trägerkörper zu verbinden, dessen Werkstoff Zusätze auf Keramikbasis enthält, um so die Wärmeleitfähigkeit des Trägerkör-

IQ pers zu verringern. Gleichwohl weist jedoch dieser bekannte, metallische Trägerkörper hinsichtlich Verformungen unter Temperatureinfluß Nachteile auf, was zu einem ungünstigen Verschleiß der Bremsfläche des Reibmaterials führt.

In der US-PS 35 52 526 ist ein Reibbiock für Scheibenbremsen beschrieben, bei dem aufgetretene Schwierigkeiten bei der Verbindung eines herkömmlichen Reibmaterials mit einem Trägerkörper dadurch behoben werden sollen, daß der Reibblnck als homogener Klot2 aus dem zu verwendenden Reibmaterial hergestellt werden soll, also auf den Trägerkörper vollständig verzichtet wird. Lediglich durch eine rahmenförmige Metallmontierung werden die Halteorgane zur Festlegung am Bremssattel geschaffen. Als Reibmaterial werden Sintermetall. Keramik oder keramik-ähnliehe Materialien vorgeschlagen. Wählt man als Reibmaterial ein Keramikmaterial aus, so hat dies zwar die erforderliche Festigkeit, um als »selbsttragender« Körper die beim Bremsvorgang auftretenden Kräfte zu übertragen, erfüllt jedoch andererseits nicht die in Bezug auf die Reibeigenschaft zu stellenden Anforderungen. Hierzu gehört insbesondere, daß das Reibmaterial einen hohen Reibwert aufweist, andererseits jedoch gegenüber dem Material der Bremsscheibe

J5 selbst nicht als Schleifkörper wirkt, d.h. nicht einen vorzeitigen Verschleiß der Bremsscheiben durch Abschleifen hervorruft. Da außerdem durch den Bremsvorgang die an der Bremsscheibe anliegende Fläche des Reibblocks angegriffen wird und sich durch die Verschleißeinflüsse die Oberflächenstruktur verändert, besteht darüber hinaus die Gefahr, daß bei der Verwendung von keramischem Material schon bei geringem Verschleiß der Reibblock unter dem Einfluß der zu übertragenden Kräfte bricht. Dieser bekannte Reibblock ist daher nicht geeignet, die an eine Scheibenbremse, insbesondere an eine Fahrzeug-Scheibenbremse, gestellten Anforderungen hinsichtlich der erzielbaren Bremsleitung und der Betriebssicherheit zu erfüllen.

M Aus der GBPS M 85 176 ist es bekannt, bei einem Reibblock für eine Scheibenbremse das als Block geformte Reibmaterial in ein aus Blech hergestelltes, kastenförmiges Trägerteil einzusetzen. Durch dieses Trägerteil werden lediglich die beim Bremsvorgang

κ auftretenden Scherkräfte aufgenommen, während alle Druck- und Biegebeanspruchungen ausschließlich durch den Reibblock selbst aufgenommen werden müssen, so daß auch hierfür ein Material ausgewählt werden muß, das nicht nur die erforderlichen Reibwerte besitzt.

sondern darüber hinaus auch solche Festigkeitseigenschaften aufweist, daß es »selbsttragend« ist.

Aus der DE-AS 12 63 526 ist es bekannt, einen Reibblock mit Löchern zu Versehen, die ausgehend von der Bremsfläche durch das Reibmaterial und den Trägerkörper hindurchgehen und zur Rückseite des Reibblockes hin offen sind. Aus der gleichen Druckschrift ist es ebenso bekannt, das Reibmaterial mit Schlitzen zu versehen; die zu den Seitenkanten des

Reibblockes hin offen sind, so daß durch die Löcher bzw. Schlitze ein etwa auf der Bremsscheibe haftender Flüssigkeitsfilm abgeschoben und durch die Löcher bzw. Schlitze austreten kann.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen ■> Reibblock der eingangs bezeichneten Art durch die Wahl des Materials für den Trägerkörper einerseits hinsichtlich seiner Eigenschaften unter Betriebstemperaturen zu verbessern und zum anderen durch eine Gestaltung der Reibfläche den Wirkungsgrad der in betreffenden Scneibenbremsen zu erhöhen.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.

Ein Trägerkörper aus Hartporzellan hat den Vorteil, daß zum einen die Wärmeleitfähigkeit geringer ist als η Stahl, so daß bereits kurz nach Einleitung des Bremsvorganges auch schon bei geringerer Bremskraft eine entsprechende Erwärmung des Reibbelages erzielt wird, so daß die hinsichtlich der Abnutzung günstigeren »harten« Reibbeläge verwendet werden können, da diese schon nach kurzer Zeit die erforderliche Betriebstemperatur erreichen. Gleichzeitig schützt die geringe Wärmeleitfähigkeit des Hartporzelhns dsn Bremszylinder gegen Aufheizung, so daß das gefürchtete »fading« durch Dampfbildung im Bereich des j> Bremszylinders vermieden wird. Der über einen Trägerkörper aus Hartporzellan auch bei starker Erhitzung, beispielsweise bei Dauerbremsung, erzielbare Wärmeabfluß reicht aus, so daß bei der Verwendung von »harten« Bremsbelägen kein Bremsschwund so feststellbar ist, da die günstigen Bremsschwundeigenschaften eines »harten« Bremsbelages voll ausgenutzt werden können. Unter Hartporzellan im Sinne der Erfindung ist ein keramischer Werkstoff entsprechend DIN 40 685 oder DIN 40 685 221 zu verstehen, im r> letzteren Fall also eine überwiegend Magnesium-Silikat enthaltende, dichte Hankeramik. Neben den besonderen technischen Vorteilen ergeben sich auch wirtschaftliche Vorteile, da sich Träge^rkörper aus Hartkeramik preisgünstig und in großen Mengen herstellen lassen. -in

Da aus herstellungstechnischen Gründen ein Trägerkörper aus Hartkeramik entsprechend dick ausgebildet ist, genügt es, wenn die erfindungsgemäße vorgesehene Schutzabdeckung für die Rückseite des Trägerkörpers aus Metallblech, vorzugsweise aus Stahlblech, herge- r. stellt ist, an der die entsprechenden Bohrungen, Laschen usw. zur Aufnahme der Befestigungsmittel angeordnet sind. Die Schutzabdeckung hat hierbei den Vorteil, daß die Einleitung von Druckspitzen in den keramischen Trägerkörper sowohl im Bereich der Anlage der ίο Bremszylinder als auch im Kantenbereich an den Anlagepunkten der Reibbacke am Sattel der Scheibenbremse vermieden werden.

Die Anordnung der erfindungsgemäßen Ausnehmungen hat überraschend gezeigt, daß die Leistungsfähig- « keit einer Scheibenbremse, die mit den erfindungsgemäßen Reibblöcken ausgerüstet war, erheblich verbessert werden konnte, da im Vergleich zu einer Bremse mit den bisher üblichen Reibblöcken die gleiche Bremskraft mit sehr viel geringerem Pedaldruck erzielt werden t>o konnte.

Eine Ausgestaltung der Erfindung ist durch die Merkmale des Unteranspruchs 2 gekennzeichnet. Bei einer derartigen Ausbildung der rückseitigen Schutzabdeckung für den Trägerkörper wird ein zu starker Wärmeabfluß über die aus Metallblech bestehende Schutzabdeckung verhindert.

Eine besonders vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ist durch die Merkmale des Unteranspruchs 5 gekennzeichnet. Untersuchungen der Temperatureinflüsse auf die Bremswirkung ließen erkennen, daß die Leistungsfähigkeit einer Scheibenbremse auch in erheblichem Maße von der zwangsläufig unterschiedlichen Temperaturverteilung auf der Bremsscheibe und dem zugehörigen Reibblock in radialer Richtung beeinflußt wird. Überraschend hat sich nun gezeigt, daß bei einer Anordnung der Ausnehmungen im Reibbelag gemäß dem Anspruch 5 die Bremsleistung wesentlich verbessert wurde, was u. a. auch auf die gleichmäßigere Temperaturverteilung zurückzuführen ist, die durch die angegebene asymmetrische Anordnung der Ausnehmungen im Reibbelag bewirkt wird.

Die Erfindung wird anhand einer schematischen Zeichnung für ein Ausführungsbeispiel näher erläutert. In der Zeichnung sind die Einzelteile eines Reibblockes in einer sogenannten Sprengdarstellung gezeichnet. Der dargestellte Reibblock ist folgendermaßen aufgebaut:

Auf einen Trägerkörper 1 aus einem Material mit geringerer Wärmeleitfähigkeit als Stahl, beispielsweise aus Hartporzellan, ist auf dereinen Sc .'.'ein Reibbelag 2 üblicher Zusammensetzung aufgeklebt. Ä· : der anderen Seite ist der Trägerkörper 1 mit einer Schutzabdeckung 3, beispielsweise aus Stahlblech versehen, die ebenfalls durch Klebung mit dem Trägerkörper 1 verbunden ist.

Der T'ägerkörper 1 weist Ausnehmungen 4 in Form von durchgehenden Bohrungen auf, in die Vorsprünge 5 der Schutzabdeckung 3 hineinragen.

Die Schutzabdeckung 3 weist Abkantungen 6 auf, die einen Teil der in Umfangsrichtung de. Bremsscheibe weisenden Schmalseiten 7 umfassen. Zweckmäßigerweise sind an den Anlagestellen der Abkantungen 6 an den Stirnseiten 7 entsprechende Absätze 8 angeordnet, deren Tiefe geringer als die Dicke der Abkantungen 6 ist. Die Schutzabdeckung 3 besteht bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel aus Stahlblech mit einer Stärke von etwa 0,5 bis 1 mm. Die Schutzabdeckung 3 sowie deren Abkantungen 6 ergeben einen Schutz des vorzugsweise aus Hartporzellan gefertigte!· Trägerkörpers gegen punktförmige Belastungen durch die Bremszylinder bzw. durch die Anlageflächen am BrtiTissattel. auf denen sich der Trägerkörper 1 über die Abkantungen 6 abstützt. Die Schutzabdeckung 3 kann hierbei, wie im Beispiel dargestellt, aus fertigungstechnischen Gründen zweiteilig oder aber auch aus einem Stück hergestellt sein. Wenn die Schutzabdeckung aus einem Material hergestellt ist, das ebenfalls eine geringere Leitfähigkeit als Stahl aufweist, dann kann die Schutzabdeckung auch die ga 'ze Rückseite des Trägerkörpers 1 überdecken.

An einer Seite der Schutzabdeckung ist diese mit einer Lasche 9 versehen, die den Trägerkörper 1 seitlich überragt. An dieser La^cche sind Sicherungsmittel 10 befe?'ig:, durch die der Reibblock an den Sicherungsbolzen 11 des Bremssattels festgelegt werden kann. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel bes'ehen die Sicherungsmittel aus Klemmlaschen, die an der Lasche 9 schwenkbar befestigt sind und die jeweils mit einer Raste 12 versehen sind, die in eine Ausnehmung 12' in der Lasche in gescnlossenem Zustand einrasten. Hierbei umgreift die am Ende der Lasche 10 angeoidpete Klemmspange 13 den jeweiligen Sicherungsbolzen 11.

Bei einer angenommenen Hauptdrehrichtung der zugehörigen Bremsscheibe (nicht dargestellt) in Richtung des F'feiles 14 sind auf der Reibfläche des Bremsbelages 2 Ausnehmungen 15 angeordnet, die beispielsweise als zylindrische Bohrungen ausgebildet

sind. Diese Ausnehmungen 15 sind lediglich auf der der Bremsscheibe zugekehrten Seite offen. Die Bohrungen erstrecken sich nur über einen Bereich der Reibfläche, und zwar so, daß ein Teil der Bohrungen im Bereich der Auflaufseite 16 und der andere Teil im Bereich der Ablaufseite 17 des Reibkörpers angeordnet sind. Bei einem Reibblock mit einer Reibbelagdicke von etwa 9 bis 13 mm, einer Breite von 50 mm und einer Länge von 90 mm beträgt der Durchmesser der Ausnehmungen 15 beispielsweise etwa 8 miTU Die Dicke des Trägerkörpers kann je nach Typ 4,5 bis 6 mm betragen, während die Dicke der Schutzabdeckung 0,5 bis 1 mm beträgt. Die vorgeschlagene Anordnung der Ausnehmungen 15 hat bei Versuchen eine nahezu gleichmäßige Temperaturverteilung in radialer Richtung auf der Bremsscheibe und dementsprechend auch auf der Reibfläche des Reibblocks ergeben. Darüber hinaus ließen sich auch mit einem sog. »harten^ Reibbelag bereits in kaltem Zustand hervorragende Bremsleistungen erzielen, ohne

ϊ daß nach langer Bremszeit ein mit herkömmlichen Reibblöcken vergleichbarer Bremsschwund auftrat. Dies dürfte neben der besonders günstigen Wärmeverteilung durch die vorgeschlagenen Bohrungen auch daran liegen, daß in sehr viel geringerem Maße als

κι bisher aufgrund der schlechten Wärmeleitfähigkeit des Trägerkörpers Wärme auf den Bremszylinder und damit auf die Bremsflüssigkeit übertragen wird. Selbst bei stärker Erhitzung könnte ein Bremsschwund infolge von Dampfblasenbildung im Bremszylinder nicht

festgestellt werden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Reibbiock für eine Scheibenbremse, dessen Bremsbelag, insbesondere ein harter Reibbelag für hohe Betriebstemperaturen, auf einem blockförmigen Trägerkörper befestigt ist, der unter Verwendung von keramischem Material eine wesentlich geringere Leitfähigkeit als Stahl aufweist und der mit wenigstens einer seitlichen Lasche zur Führung des Reibblockes am Bremssattel versehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Trägerkörper (1) aus Hartporzellan besteht und auf seiner dem Reibbelag (2) abgekehrten Seite mit einer Schutzabdeckung (3) aus Metall verbunden ist, die die in Umfangsrichtung der Bremsscheibe weisenden Schmalseiten (7) des Trägerkörpers (1) wenigstens teilweise abdeckt und an der die seitliche Lasche angeordnet ist, und daß die an der Bremsscheibe zur Anlage kommende Fläche des Reibbelages (2) mit Ausnehmungen (15) versehen ist, die nur zur P'-emsscheibe hin offen sind.

2. Reibbiock nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet, daß die Schutzabdeckung (3) die Rückseite des Trägerkörpers (1) nur teilweise abdeckt.

3. Reibblock nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Trägerkörper (1) wenigstens eine Halteausnehmung (4) aufweist, in der ein Vorsprung (5) der Schutzabdeckung (3) gehalten ist.

4. Reibblock nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausnehmungen (15) im Reibbelag jeweils nur im Bereich der Auflaufseite Π6) und der Ablaufseite (17) angeordnet sind.

5. Reibblock nach Ansprut .4, dadurch gekennzeichnet, daß im Finbauz jsrand und bezogen auf die Hauptdrehrichtung (14) der Bremsscheibe die auflaufseitigen Ausnehmungen (15) im Reibbelag in einem größeren Abstand zur Drehachse angeordnet sind als die ablaufseitigen Ausnehmungen (15).