DE29508322U1

DE29508322U1 - Bremsbelag für Scheibenbremsen für Schienenfahrzeuge

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Publication number: DE29508322U1
Application number: DE29508322U
Authority: DE
Original assignee: Jurid Werke GmbH; AlliedSignal Bremsbelag GmbH
Current assignee: Federal Mogul Bremsbelag GmbH
Priority date: 1995-05-19
Filing date: 1995-05-19
Publication date: 1995-08-10
Anticipated expiration: 2005-05-20

Description

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A 95194 III 5470 20.04.1995

Anmelder: AlliedSignal Bremsbelag GmbH D-21509 Glinde

Titel : Bremsbelag für Scheibenbremsen für Schienen fahrzeuge

Die Erfindung betrifft einen Bremsbelag für Scheibenbremsen für Schienenfahrzeuge aus einem auf einer Trägerplatte befestigten Block aus einem gepreßten Reibwerkstoff.

Bei derartigen Reibbelägen für Scheibenbremsen ist der Reibwerkstoffblock auf der Trägerplatte mittels mechanischer oder nichtmechanischer Mittel befestigt. Neben Klebeverbindungen sind auch Nietverbindungen bekannt. Das Verkleben des Reibmaterials mit dem Trägerblech erfordert bei der Bremsbelagherstellung durch die Wärmebehandlung des Klebemittels relativ lange Standzeiten, das zu einer geringen Fertigungszahl führt. Diese Standzeiten sind erforderlich, um eine gute Verklebung des Reibmaterials mit

Ü.S

dem Trägerblech zu erreichen. Werden die Standzeiten verkürzt, dann werden schlechte Haftverbindungen erhalten, da kein vollständiger Wärmedurchgang durch das Klebemittel erreicht wird. Hinzu kommt, daß bei der Verwendung von Klebemitteln das Trägerblech vorbehandelt sein muß. Entweder muß es eine polierte Haftungsfläche oder einen Rauhgrund aufweisen, auf die dann das Klebemittel aufgebracht wird. Hinzu kommt, daß nach einer längeren Betriebsdauer diese Reibbeläge gegen neue Reibbeläge ausgetauscht werden müssen. Da die Trägerplatten unbrauchbarer Reibbeläge noch Reste an angeklebtem Reibwerkstoff aufweisen, müssen diese Trägerplatten, um diese wiederverwenden zu können, unter Anwendung hoher Temperaturen von den Reibstoffresten befreit werden.

Auch das Vernieten von Reibwerkstoffblöcken auf der Trägerplatte ist insofern mit Nachteilen verbunden, als Reibwerkstoffblöcke mit einer großen Dicke verwendet werden müssen, um eine ausreichende Betriebsdauer derartiger Reibbeläge zu gewährleisten, denn ein Abrieb des Reibwerkstoffes beim Betrieb ist nur bis in den Bereich der Nietköpfe im Reibwerkstoffblock möglich, so daß ein hoher Entsorgungsaufwand von nicht benutzbaren Reibbelägen erforderlich ist, um die Trägerplatten von aufgenieteten Reibwerkstoffblöcken wiederverwenden zu können. Alle Aufbereitungsverfahren der Trägerplatten mit Reibmaterialresten sind für eine Wiederverwendbarkeit der Trägerplatten kostenintensiv und arbeitsaufwendig.

Die Erfindung löst daher die Aufgabe, einen Reibbelag der eingangs genannten Art zu schaffen, der trotz der Verwendung von Nietverbindungen zur Befestigung des Reibwerkstoffblockes auf der Trägerplatte eine Wiederverwend-

barkeit der Trägerplatte bei hoher wirtschaftlicher Nutzung des Reibmaterials ermöglicht.

Diese Aufgabe wird durch die im Anspruch 1 gekennzeichneten Merkmale gelöst.

Erfindungsgemäß wird die Nietverbindung zwischen dem Reibwerkstoffblock und der Trägerplatte über ein Zwischenblech oder eine Zwischenplatte erreicht. Zwischen dem Reibwerkstoffblock und der Trägerplatte ist dieses Zwischenblech als Nietboden angeordnet, das mittels Niete mit der Trägerplatte verbunden ist, wobei der Reibwerkstoffblock auf der der Trägerplatte abgewandten Wandfläche des Zwischenbleches mittels mechanischer oder nichtmechanischer Verbindungsmittel auf diesem befestigt ist.

Das Zwischenblech weist eine der Anzahl der Nietaufnahmedurchbohrungen in der Trägerplatte entsprechende Anzahl von Nietaufnahmedurchbohrungen auf, wobei die Nietaufnahmedurchbohrungen in dem Zwischenblech mit den Nietaufnahmedurchbohrungen in der Trägerplatte korrespondieren.

Bevorzugterweise kommt ein Zwischenblech mit einer Stärke bis maximal 4 mm und aus Federstahl zu Anwendung, wobei auch andere Materialien für die Herstellung des Zwischenbleches bzw. der Zwischenplatte eingesetzt werden können.

Besonders vorteilhaft ist die Ausgestaltung, nach der das Zwischenblech eine Anzahl von von den Längs- und den Querseitenkanten des Zwischenblechs ausgehende schlitzförmige Einschnitte bzw. Schlitze aufweist, die in den Flächenbereichen zwischen den Nietaufnahmedurchbrechungen des Zwischenblechs vorgesehen sind.

Das Zwischenblech selbst weist neben einer einteiligen Ausgestaltung auch eine Ausgestaltung auf, nach der das Zwischenblech mehrteilig ausgebildet ist. Nach einer ersten Ausfuhrungsform ist das Zwischenblech zweigeteilt ausgebildet und besteht aus zwei parallel zueinander verlaufenden Zwischenblechstreifen, wobei jeder Zwischenblechstreifen eine Reihe von Nietaufnahmedurchbrechungen aufweist. Die beiden Zwischenblechstreifen sind bogenförmig verlaufend ausgebildet, wobei die Zwischenblechstreifen einem Teilkreis entsprechen und unterschiedliche Kreisradien aufweisen.

Nach einer zweiten Ausführungsform besteht das Zwischenblech aus einer der Anzahl der Nietaufnahmedurchbrechungen entsprechenden Anzahl von einzelnen, in Abständen voneinander angeordneten und sich zur Fläche des Zwischenbleches ergänzenden Zwischenblechabschnitten, wobei jeder Zwischenblechabschnitt mindestens eine Nietaufnahmedurchbrechung aufweist.

Um die Haftung des Reibwerkstoffblockes auf dem Zwischenblech zu verbessern, ist dieses nach einer weiteren Ausführungsform der Erfindung auf seiner den Reibwerkstoffblock tragenden Seite mit einem aufgesinterten Halterungsbett aus einzelnen, mit dem Reibwerkstoffblock kraft- und formschlußbildenden Formkörpern mit Hinterschneidungen, Einziehungen od.dgl. versehen, wobei auf dem Halterungsbett der aufgepreßte Reibwerkstoff in Blockform unter Ausfüllung der Hinterschneidungen, Einziehungen od.dgl. der einzelnen Formkörper befestigt ist.

Eine Verbesserung des Korrosionsschutzes für das Zwischenblech wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß vor dem

Aufpressen des Reibmaterials auf das Zwischenblech auf dessen Rauhgrund ein galvanischer Metallüberzug aufgebracht wird, der aus Kupfer, Silber, Zinn, Kadmium, Zink, Chorm oder einem anderen geeigneten Material besteht, wobei auch ein Überzug aus einem hochtemperaturbeständigen Kunststoff, wie z.B. Trifluoräthylen, Polytetrafluoräthylen, Polysiloxane, Silkonkautschuk angebracht sein kann. Insbesondere das Zusammenwirken von Rauhgrund (Halterungsbett) und galvanischem Überzug führt dabei zu einem hohen Korrosionsschutz für das Zwischenblech, während der Rauhgrund die Haftung zwischen dem Reibmaterial und dem Zwischenblech bewirkt, da der galvanische Überzug dem Konturenverlauf des Rauhgrundes folgt.

Durch die Verwendung eines Zwischenbleches als Nietboden für die Befestigung des Reibmaterialblockes auf der Trägerplatte ist die Möglichkeit gegeben, die Trägerplatten von abgenutzten Reibbelägen wieder zu verwenden, ohne daß es hierzu kostspieliger und arbeitsaufwendiger Aufbereitungsarbeiten bedarf. Lediglich durch Entfernen der Niete wird das Zwischenblech von der Trägerplatte gelöst und der Entsorgung zugeführt. Die auf diese Weise von Reibwerkstoffresten und dem Zwischenblech befreite Trägerplatte kann einer erneuten Wiederverwendung zugeführt werden, d.h. auf diese Trägerplatte kann ein neues Zwischenblech aufgenietet werden, auf das dann der Reibwerkstoff block aufgepreßt und befestigt wird. Es besteht jedoch auch die Möglichkeit, nach Einbringen der Nieten in die Nietaufnahmedurchbrechungen in dem Zwischenblech die Nieten an diesen zu befestigen und hierauf dann den Reibwerkstoffblock auf das so vorbereitete Zwischenblech aufzubringen und auf diesem zu befestigen. Anschließend wird dann das mit dem Reibwerkstoffblock ver-

sehene Zwischenblech mit seinen aus der Zwischenblechfläche herausragenden Nieten auf die Trägerplatte so aufgesetzt, daß die Nieten in die Nietaufnahmedurchbrechungen in der Trägerplatte eingeführt und dann die Vernietung durchgeführt wird. Das Zwischenblech weist eine ganz geringe Stärke auf, da es lediglich Aufgabe des Zwischenbleches ist, als Nietboden für die Nieten zu wirken. Das Vernieten des Zwischenbleches mit der Trägerplatte erfolgt ohne Beschädigung des Reibwerkstoffblocks, auch wenn dieser bereits vorher auf dem Zwischenblech angebracht worden sein sollte.

Ein weiterer Vorteil besteht bei der Anwendung des erfindungsgemäß ausgebildeten Reibbelages darin, daß das gesamte Reibmaterial auf dem Zwischenblech für den Betrieb als Bremsfläche zur Verfügung steht. Ein Abrieb des Reibwerkstoffblockes kann bis auf das Zwischenblech erfolgen, wodurch sich gewisse Notlaufeigenschaften ergeben. Hinzu kommt, daß Zwischenbleche, bei denen der Reibwerkstoff völlig abgerieben ist, einer Metallentsorgung zugeführt werden können.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachstehend anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen

Fig. 1 in einer Ansicht von oben eine Trägerplatte mit auf dieser aufgebrachtem Reibwerkstoffblock,

Fig. 2 in einer Seitenansicht die Trägerplatte mit aufgebrachtem Zwischenblech und aufgebrachtem Reibwerkstoff block,

Fig. 3 einen senkrechten Längsschnitt durch einen Reibbelag aus einer Trägerplatte, einem Zwischenblech und einem Reibwerkstoffblock,

Fig. 4 einen Längsschnitt durch einen Reibbelag gemäß Fig.3, bei dem ein Zwischenblech mit einem aufgesinterten Halterungsbett verwendet wird,

Fig. 5 einen senkrechten Längsschnitt durch einen Reibbelag mit einer Darstellung der einzelnen, den Reibbelag bildenden Teile,

Fig. 6 in einer Ansicht von oben ein Zwischenblech mit von den Zwischenblechkanten ausgehenden schlitzförmigen Einziehungen,

Fig. 7 eine Vorderansicht des Zwischenblechs nach Fig.6,

Fig. 8 in einer Ansicht von oben ein aus zwei parallel zueinander verlaufenden Zwischenblechstreifen bestehendes Zwischenblech,

Fig. 9 und 9a in Ansichten von oben zwei Ausführungsformen von aus mehreren Zwxschenblechabschnitten bestehenden Zwischenblechen,

Fig. 10 in einer Ansicht von oben ein Zwischenblech mit darauf aufgebrachtem Halterungsbett,

Fig. 11 einen senkrechten Schnitt gemäß Linie XI-XI in Fig. 10,

Fig. 12 einen vergrößerten senkrechten Schnitt durch

ein Zwischenblech mit einem aufgebrachten Halterungsbett in Form von kugelförmigen Formkörpern,

Fig. 13 in einer Ansicht von oben ein Zwischenblech mit einer weiteren Ausführungsform des aufgebrachten Halterungsbettes ,

Fig. 14 einen senkrechten Schnitt gemäß Linie XIV-XIV in Fig.13,

Fig. 15 in einer Schnittdarstellung entsprechend Fig.14 eine weitere Ausführungsform des auf das Zwischenblech aufgebrachten Halterungsbettes und

Fig. 16 Detaildarstellungen verschiedener Ausführungsformen von auf das mit dem Halterungsbett versehene Zwischenblech aufgepreßten, das Halterungsbett bildenden Formelementen.

Bei dem in Fig.l und 2 dargestellten Ausführungsbeispiel eines Bremsbelages für Scheibenbremsen für Schienenfahrzeuge ist mit 10 eine in an sich bekannter Weise ausgebildete Trägerplatte bzw. Trägerblech aus metallischen oder anderen geeigneten Werkstoffen bezeichnet, auf dem ein Block 16 aus einer gepreßten Reibmaterialmischung angeordnet ist. Die Anordnung des Reibwerkstoffblockes 16 auf der Trägerplatte 17 erfolgt vermittels eines Zwischenbleches oder einer Zwischenplatte 100, welches über eine Nietverbindung mit der Trägerplatte 10 verbunden ist, Der Reibwerkstoffblock 16 ist mittels mechanischer oder nichtmechanischer Mittel auf dem Zwischenblech 100 befestigt; bevorzugterweise ist das Reibmaterial in Blockform auf das Zwischenblech 100 aufgepreßt.

Zwischen dem Reibwerkstoffblock 16 und der Trägerplatte 10 ist das Zwischenblech 100 als Nietboden angeordnet, das mittels Nieten mit der Trägerplatte 10 verbunden ist.

Zur Herstellung der Nietverbindungen weist das Zwischenblech 100 eine Anzahl von Nietaufnahmedurchbohrungen 105 auf, die mit einer entsprechenden Anzahl von Nietaufnahmedurchbohrungen 15 in der Trägerplatte 10 korrespondieren, wobei bevorzugterweise die Anordnung der Nietaufnahmedurchbohrungen 105 in dem Zwischenblech und der Nietaufnahmedurchbohrungen 15 in der Trägerplatte 10 reihenweise erfolgt (Fig.l). Der Reibwerkstoffblock 16 ist bei auf die Trägerplatte 10 aufgenietetem Zwischenblech 100 auf der der Trägerplatte 10 abgewandten Wandfläche 101 des Zwischenbleches 100 befestigt (Fig. 2).

Die Form und die Abmessungen des Zwischenbleches 100 entsprechen bevorzugterweise denen des Reibwerkstoffblockes 16.

Wie in Fig.l dargestellt, weisen der Reibwerkstoffblock 16 und das Zwischenblech 100 die Form eines Teilkreissegmentes mit parallel zueinander und bogenförmig verlaufenden Längsseitenkanten 16a,16b und 100a,100b auf,wobei die Querseitenkanten 16c,16d und 100c,lOOd radial verlaufend und bevorzugterweise in einem Winkel von 90° zueinander stehen.

Das Zwischenblech 100 weist zwei parallel zu seinen beiden Längsseitenkanten 100a,100b verlaufende Reihen R,Rl von Nietaufnahmedurchbohrungen 105 auf, wobei die Reihen R,Rl von Nietaufnahmedurchbohrungen 105 zu den Längsseitenkanten 100a,100b des Zwischenbleches 100 verlaufen.

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Eine gleiche reihenweise Anordnung der Nietaufnahmedurchbohrungen 15 weist die Trägerplatte 10 auf. Hier sind die Reihen der Nietaufnahmedurchbohrungen 15 mit R2,R3 bezeichnet, wobei auch hier die Anordnung der Nietaufnahmedurchbohrungen 15 in der Trägerplatte 10 derart vorgesehen ist, daß diese Nietaufnahmedurchbohrungen 15 im Zwischenblech 100 korrespondieren. Die Trägerplatte 10 weist entsprechend der Formgebung des Zwischenbleches 100 und dem Reibwerkstoffblock 16 eine entsprechende Formgebung auf, wobei zusätzliche Flächenabschnitte 10a, 10b an der Trägerplatte 10 vorgesehen sind, um Durchbohrungen 11 vorsehen zu können, die zur Aufnahme von Befestigungsmitteln dienen (Fig.l).

Das Zwischenblech 100 weist bevorzugterweise eine Stärke d bis maximal 4 mm auf und ist aus Federstahl oder einem anderen geeigneten Material gefertigt, wobei metallische und nichtmetallische Materialien eingesetzt werden können.

Der Bremsbelag nach Fig.l und 2 besteht somit aus der eigentlichen Trägerplatte 10, dem auf die Trägerplatte 10 aufgenieteten Zwischenblech 100 und dem auf das Zwischenblech 100 aufgepreßten Reibwerkstoffblock 16. Die hier zur Anwendung kommenden zwei Verbindungsarten sind in Fig.3 angedeutet, wobei die Aufpreßverbindung mit A und die Nietverbindung mit N bezeichnet sind (Fig.3).

Die Befestigung des Reibwerkstoffblockes 16 auf der Trägerplatte 10 vermittels des Zwischenbleches 100 kann nach einer ersten Ausführungsform in der Weise erfolgen, daß das Zwischenblech 100 als Nietboden mit den Nieten 110 versehen wird, woraufhin dann die Vernietung des

Zwischenbleches 100 auf der Trägerplatte erfolgt. Anschließend erfolgt dann das Aufpressen des Reibwerkstoffblockes 16 auf das auf die Trägerplatte 10 aufgenietete Zwischenblech 100 (Fig.5). Nach einer zweiten Ausführungsform wird das Zwischenblech 100 zur Vernietung auf der Trägerplatte 10 vorbereitet und mit den Nieten 110 versehen. Vor dem Vernieten des Zwischenbleches 100 mit der Trägerplatte 10 wird auf das Zwischenblech 100 der Reibwerkstoff block 16 aufgepreßt. Hieraufhin erfolgt dann das Vernieten des den Reibwerkstoffblock 16 tragenden Zwischenbleches 100 mit der Trägerplatte 10. Die Vernietung der Nieten 110 an dem Zwischenblech 100 erfolgt in der Weise, daß die Nietköpfe nicht aus der Fläche des Zwischenbleches 100 herausragen, auf der der Reibwerkstoff block 16 befestigt wird.

Bei dem in Fig. 6 gezeigten Ausführungsbeispiel weist das Zwischenblech 100 eine Anzahl von von den Längsund den Querseitenkanten 100a,100b,100c,lOOd ausgehende, schlitzförmige Einschnitte bzw. Schlitze 120 auf, die in den Flächenbereichen zwischen den Nietaufnahmedurchbohrungen 105 vorgesehen sind.

Neben einer einteiligen Ausgestaltung des Zwischenbleches 100 besteht auch die Möglichkeit, dieses Zwischenblech 100 mehrteilig auszubilden.

Nach Fig.8 ist das Zwischenblech 100 zweigeteilt ausgebildet und besteht aus zwei parallel zueinander verlaufenden Zwxschenblechstreifen 130,130', wobei jeder Zwischenblechstreifen 130,130' eine Reihe R,Rl von Nietaufnahmedurchbohrungen 105 aufweist. Die beiden Zwischenblechstreifen 130,130' sind bogenförmig verlaufend aus-

gebildet, wobei die Zwischenblechstreifen 130,130' einem Teilkreis entsprechend und unterschiedliche Kreisradien aufweisen. Der Abstand zwischen den beiden Zwischenblechstreifen 130,130' kann beliebig gewählt sein; bevorzugterweise wird jedoch ein geringer Abstand gewählt.

Bei der in Fig.9 gezeigten Ausführungsform eines mehrteilig ausgebildeten Zwischenbleches 100 besteht dieses aus einer der Anzahl der Nieteaufnahmedurchbohrungen 105 entsprechenden Anzahl von einzelnen, in Abständen voneinander angeordneten und sich zur Fläche des Zwischenbleches 100 ergänzenden Zwischenblechabschnitten 140, wobei jeder Zwischenblechabschnitt 140 mindestens eine Nietaufnahmedurchbohrung 105 aufweist. Die Zwischenblechabschnitte 140 weisen gleiche und/oder ungleiche Flächenformen auf. Dabei kann jeder Zwischenblechabschnitt 140 eine quadratische, rechteckigen Form, eine Kreisform oder eine andere geometrische Form aufweisen. Nach Fig. 9 besteht das Zwischenblech 100 aus vier Zwischenblechabschnitten 140', die in etwa parallel zueinander verlaufen. Jeder Zwischenblechabschnitt 140' weist z.B. zwei Nietaufnahmedurchbohrungen 105 auf.

Die mehrteilige Ausgestaltung des Zwischenbleches 100 gemäß Fig.6 bis 9 hat den Vorteil, daß die durch die Bimetallwirkung zwischen dem dünnen Zwischenblech 100 und dem Reibwerkstoffblock 16 entstehenden Verformungskräfte zerstört werden, so daß der Reibwerkstoffblock 16 keinen mechanischen Zugkräften unterliegt, so daß eine sichere Befestigung des Reibwerkstoffblockes 16 auf dem Zwischenblech 100 gewährleistet ist, ohne daß die Eigenschaften des Reibwerkstoffblockes 16 durch auftretende Spannungen beeinträchtigt werden.

Zur Erhöhung der Haftung des Reibwerkstoffblocks 16 auf dem Zwischenblech 100 weist letzteres auf der den Reibwerkstoffblock 16 tragenden Wandfläche 101 ein aufgesintertes Halterungsbett 12 aus einzelnen, mit dem Reibwerkstoffblock 16 kraft- und formschlußbildenden Formkörpern 13 mit Hinterschneidungen, Einziehungen od.dgl. 14 als Rauhgrund auf, wobei der Reibwerkstoff in Blockform unter Ausfüllung der Hinterschneidungen, Einziehungen od.dgl. 14 der einzelnen Formkörper 13 befestigt ist.

Gemäß Fig.10 und 13 weist das Zwischenblech 100 auf der den Reibwerkstoffblock 16 tragenden Wandfläche 101 ein Halterungsbett 12 als strukturell ausgebildete Oberfläche auf, die aus einer Grundschicht 12a von Formelementen 13 besteht, die aus einer Materialmischung aus einem höher schmelzenden Anteil und einem niedriger schmelzenden Anteil derart gemischt komprimiert und temperaturbehandelt ist, daß jedes einzelne Formelement 13 Hinterschneidungen, Einziehungen u.dgl. 14 aufweist.

Bei dem in Fig.12 gezeigten Ausführungsbeispiel besteht das Halterungsbett 12 aus auf das Zwischenblech 100 aufgesinterten, kugelförmigen Formkörpern 13', die im Befestigungsbereich Hinterschneidungen 14 bilden. Auf das Halterungsbett 12 ist ein galvanischer Überzug 50 aus Metall als Korrosionsschutz aufgebracht, der die einzelnen Formkörper 13' umgibt und der den von den Formkörpern 13' gebildeten Konturen angepaßt ist, wobei der Überzug 50 auch dem Verlauf der Hinterschneidungen, Einziehungen od.dgl. 14 folgt, so daß ein geschlossener, metallischer Überzug erhalten wird; dadurch wird ein guter Korrosionsschutz für das Zwischenblech 100 geschaffen. Der metalli-

sehe Überzug 50 kann aus Kupfer, Silber, Zinn, Kadmium, Zink oder einem anderen geeigneten Metall bestehen. Der weitere Vorteil, den der galvanische Metallüberzug erbringt, liegt in einer genauen Maßhaltigkeit in Bezug auf die Dicke des Überzuges. Diese Maßhaltigkeit ist weder bei Überzügen aus einem Lack, noch bei einer Pulverbeschichtung möglich. Hinzu kommt, daß der metallische Überzug in einer Gleichmäßigkeit auftragbar ist, die mit anderen Beschichtungsverfahren nicht erreichbar ist. Außerdem bleiben die Konturen des Halterungsbettes 12 voll erhalten, so daß trotz des metallischen Überzuges 50 zwischen dem aufgepreßten Reibwerkstoff und dem Rauhgrund ein hoher Kraft- und Formschluß besteht.

Neben einem Überzug 50 aus metallischen Werkstoffen kann auch als Überzug ein die gleichen Eigenschaften aufweisender Kunststoff verwendet werden. Ein derartiger Überzug ist in Fig.12 bei 50' angedeutet. Als Kunststoffe eignen sich insbesondere solche, die auch bei höheren Temperaturen beständig sind, so u.a. Silikonkautschuk, Trifluoräthylen, Polytetrafluoräthylen, Polysiloxane u.dgl..

Die Reibmaterialmischung wird unter Zuhilfenahme eines entsprechenden Formelementes auf das mit dem Halterungsbett 12 versehene Zwischenblech 100 derart aufgepreßt, daß während des Preßvorganges die Reibmaterialmischung in die Zwischenräume zwischen die einzelnen Formelemente 13 (deren bizarre Oberfläche im Detail C der Fig.16 angedeutet ist) und in diejenigen Räume einfließt, die von Hinterschneidungen, Einziehungen u.dgl. 14 gebildet sind. Auf diese Weise erfolgt vermittels der Formelemente 13 ein innige Verbindung zwischen dem sich verformenden

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Reibwerkstoffblock 16 und dem Halterungsbett 12, die sich ineinander verkrallen. Durch die Materialeigenschaften erfolgt jedoch auch eine derartige Verformung des Halterungsbettes 12 und von deren Grundschicht 12a so, daß der Reibwerkstoff die nicht vom Halterungsbett ausgefüllten Oberflächenteile der Reibmaterialaufnahmeflache 11a beaufschlagt, so daß eine vollflächige Ausfüllung der Reibmaterialaufnahmeflache lla erfolgt, so daß sich hier keine oder nur eine sehr geringe Anzahl von Freiflächen und Freiräumen ergibt, wodurch ein Eindringen von Feuchtigkeit und die damit verbundenen Korrosionsmöglichkeiten vermieden werden.

Eine weitere Ausfuhrungsform ist in den Fig. 13 und 14 dargestellt, bei der der Grundaufbau dem der Fig.10 und 11 entspricht, wobei auf der Grundschicht 12a Greifelemente 115 in Form zylindrischer oder kegelstumpfförmiger Säulen oder als Kegelstumpf ausgebildet sind, wie im Detail A gemäß Fig.16 angedeutet ist. Hierbei ergeben sich die Greifelemente 115 in einer Makrobetrachtung als Säulen, wobei die Greifelemente 15 in sich als bizarre Strukturen mit Hinterschneidungen, Einziehungen u.dgl. ausgebildet sind.

In Fig.15 ist eine weitere Ausführungsform dargestellt, bei der in Abweichung zu Fig.14 die Greifelemente 115 als Pyramiden mit einer dreieckigen, viereckigen oder mehreckigen Grundfläche ausgebildet sind. Um hier optimale Halterungs- und Verschleißeigenschaften zu erhalten, ist dabei vorgesehen, daß der Pyramidenwinkel o£ zwischen der Pyramidengrundfläche 115a und der Pyradmidenseite 115b etwa 60° beträgt, wie im Detail B in Fig.16 angedeutet ist.

Das Aufbringen des metallischen Überzuges kann auf galvanischem oder thermischem Wege oder durch Aufdampfen erfolgen. Es besteht auch die Möglichkeit, vor dem Aufrauhungsprozeß bzw. vor dem Aufbringen des Halterungsbettes das Zwischenblech mit einem metallischen Überzug, z.B. aus Kupfer, zu versehen. Aus dem metallischen Überzug wird dann der Rauhgrund herausgearbeitet.

Das Halterungsbett 12 auf dem Zwischenblech 100 besteht bevorzugterweise aus einem Materialgemisch aus einem Anteil (A) mit niedrigerem Schmelzpunkt und einem Anteil (B) mit höherem Schmelzpunkt.

Durch die Verwendung dieses Gemisches für die Ausbildung des Halterungsbettes 12 in Form einer Struktur aus kraft- und formschlußbildenden, aus dem Gemisch geformten Formelementen, die Hinterschneidungen, Einziehungen u.dgl. 14 aufweisen, ist es möglich, daß die Strukturoberfläche eine völlig bizarre und unregelmäßige Struktur aufweist, und zwar sowohl in der Makrostruktur als auch in der MikroStruktur bezüglich der einzelnen aufgesinterten Teilchen, so daß jeder einzelne aufgesinterte Formkörper gegenüber Kugeloberflächen eine größere Oberfläche aufweist, ohne jedoch selbst eine Kugelgestalt zu besitzen. Hierdurch wird eine sehr hohe mechanische Festigkeit und eine hohe Temperaturbeständigkeit erreicht, was zu einer hohen Haftfähigkeit und Haftungssicherheit des Reibmaterialblocks 16 an dem Zwischenblech 100 führt, so daß dieses eine sehr geringe Dicke aufweisen kann.

Gemäß vorteilhafter Ausführungen ist vorgesehen, daß der niedrig schmelzende Anteil (A) ein niedrig schmelzendes Metall, wie Zinn, Weich- oder Schneilot od.dgl.

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und eine niedrig schmelzende Legierung, wie Bronze, Messing od.dgl. ist, und daß der höher schmelzende Anteil (B) aus Eisen, Sand, Keramikpulver od.dgl. besteht, wobei der Schmelzpunkt des höher schmelzenden Anteils (B) unter dem Schmelzpunkt des Zwischenbleches 100 liegen sollte. Das Zwischenblech 100 besteht dabei aus Stahl, V2A-Stahl, Keramik, Aluminium oder anderen geeigneten Werkstoffen. Während der Anteil (A) niedrigschmelzend ist, müssen die Schmelzpunkte von Anteil (B) und auch vom Material des Zwischenbleches 100 hoch sein; sie können unterschiedlich oder auch gleich sein.

Trotz des galvanischen Metallüberzuges auf dem Zwischenblech 100 ist ein direkter Kraft- und Wärmeübergang von dem Reibwerkstoffblock 16 auf das aufgesinterte Materialbett und damit auf das Zwischenblech 100 möglich. Eine zusätzliche Verbindungsschicht entfällt. Insbesondere durch die Verwendung von Bronze wird zusätzlich eine Unterrostung und Anrostung vermieden, so daß die Dauerhaltbarkeit vergrößert und die Korrosionsanfälligkeit auch unter extremen Umweltbedingungen verringert wird.

Hinzu kommt, daß ein solcher Bremsbelag durch die Verwendung des Kombinationswerkstoffes optimale Notlaufeigenschaften im Bereich des aufgesinterten Halterungsbettes aufweist. Durch die bizarre Oberflächenstruktur im Bremsschexbenberührungsbereich ist immer ein Mischmaterial aus Reibwerkstoffmaterial und aufgesintertem Material mit der Bremsscheibe in Berührung, so daß noch eine Bremsung mit dem Rest Reibstoffmaterialanteil durchgeführt werden kann. Gleichzeitig ist ein Bremsscheibenschutz gegeben, da durch den verwendeten Kombinationswerkstoff eine Zerstörung der Bremsscheibe ver-

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mieden werden kann. Es ist daher durch diese Struktur eine hohe Haftung und Reibung bis zum Schluß gegeben, so daß Notlaufeigenschaften gegeben sind. Ein Abscheren des Restbelages ist durch die gegebene Verzahnung zwischen der bizarren Struktur der Strukturoberfläche mit dem Reibwerkstoffblock 16 nicht möglich, wobei noch zusätzlich die Sicherheit dadurch erhöht ist, daß eine Unterrostung sicher verhinderbar ist.

Weiterhin hat es sich gezeigt, daß die verwendete Strukturoberfläche noch zusätzlich den Vorteil hat, daß sich zwischen dem Reibwerkstoffblock 16 und dem aufgesinterten Halterungsbett bei weitgehender Ausfüllung der Hinterschneidungen und Einziehungen durch den Reibwerkstoff kleine Lufteinschlüsse ergeben, die den Materialien die Möglichkeit geben, sich in die sich so ergebenden Kavernen hinein auszudehnen, so daß auftretende Wärmespannungen verringert werden, soweit das Zwischenblech 100 nicht mehrteilig ausgebildet ist. Bei der mehrteiligen Ausgestaltung des Zwischenbleches 100 ist der Reibwerkstoffblock 16 einteilig ausgebildet und weist Flächenabmessungen auf, die derjenigen Fläche entsprechen, die von den Zwischenblechstreifen 130,13O⁷ oder den Zwischenblechabschnitten 140 erhalten werden.

Gemäß einer bevorzugten Ausfuhrungsform ist vergesehen, daß der niedrig schmelzende Anteil (A) aus etwa 30% Bronze und der höher schmelzende Anteil (B) aus etwa 70% Fe-Pulver besteht, wobei die verwendete Bronze einen Anteil von 10% Zinn aufweisen sollte. Bei Verwendung eines derartigen Gemisches ergibt sich hinsichtlich aller gewünschten Eigenschaften, wie Verschleißfestigkeit, Geräuschdämpfung und Korrosionsschutz ein optimales Ergebnis.

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Nach einer weiteren erfindungsgemäßen Ausgestaltung des Bremsbelages ist der Reibwerkstoffblock 16 unter Ausschluß des Zwischenbleches 100 direkt auf der Trägerplatte 10 mittels einer mechanischen oder nichtmechanischen Verbindung befestigt. Bei dieser Ausgestaltung ist der Reibwerkstoffblock 16 bevorzugterweise mit mindestens einer quer zur Längsrichtung des Reibwerkstoffblockes 16 verlaufenden rillen- bzw. nutenförmigen Ausnehmung versehen, die bei dem in Fig.l gezeigten Ausführungsbeispiel mittig im Reibwerkstoffblock 16 angeordnet ist. Darüber hinaus besteht auch die Möglichkeit, mehrere, in etwa radial verlaufende rillen- bzw. nutenförmige Vertiefungen 90 in der äußeren Wandfläche des Reibwerkstoff blockes 16 auszubilden. Vermittels dieser rillen- bzw. nutenförmigen Vertiefungen 90 werden im Reibwerkstoff block 16 auftretende Spannungen ausgeglichen und kompensiert, wobei diese rillen- bzw. nutenförmigen Vertiefungen 90 auch in Längsrichtung des Reibwerkstoffblockes 16 verlaufen können.

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Claims

Schutzansprüche:

1. Bremsbelag für Scheibenbremse für Schienenfahrzeuge aus einem auf einer Trägerplatte (10) befestigten Block (16) aus einem gepreßten Reibwerkstoff, dadurch gekennzeichnet,

daß zwischen dem Reibwerkstoffblock (16) und der Trägerplatte (10) ein Zwischenblech (100) oder eine Zwischenplatte als Nietboden angeordnet ist, das mittels Nieten (105) mit der Trägerplatte (10) verbunden ist, wobei der Reibwerkstoffblock (16) auf der der Trägerplatte (10) abgewandten Wandfläche (101) des Zwischenbleches (100) mittels mechanischer oder nichtmechanischer Verbindungsmittel auf diesem befestigt ist.

2. Bremsbelag nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,

daß das Zwischenblech (100) eine der Anzahl der Nietaufnahmedurchbohrungen (15) in der Trägerplatte (10) entsprechende Anzahl von Nietaufnahmedurchbohrungen (105) aufweist, wobei die Nietaufnahmedurchbohrungen (105) in dem Zwischenblech (100) mit den Nietaufnahmedurchbohrungen (15) in der Trägerplatte (10) korrespondieren.

3. Bremsbelag nach einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet,

daß die Form und die Abmessungen des Zwischenbleches (100) denen des Reibwerkstoffblockes (16) entsprechen.

4. Bremsbelag nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet,

daß der Reibwerkstoffblock (16) und das Zwischen-

blech (100) die Form eines Teilkreissegmentes mit parallel zueinander und bogenförmig verlaufenden Längsseitenkanten (16a,26b;100a,100b) aufweisen, wobei die Querseitenkanten (16c,16d;100c,lOOd) radial verlaufend und bevorzugterweise in einem Winkel von 90° zueinander stehen.

5. Bremsbelag nach Anspruch 4,
dadurch gekennzeichnet,

daß das Zwischenblech (100) zwei parallel zu den beiden Längsseitenkanten (100a,100b) des Zwischenbleches (100) verlaufende Reihen (R,Rl) von Nietaufnahmedurchbohrungen (105) aufweist, wobei die Reihen (R, Rl) von Nietaufnahmedurchbohrungen (105) zu den Längsseitenkanten (100a,100b) des Zwischenbleches (100) verlaufen.

6. Bremsbelag nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet,

daß das Zwischenblech (100) eine Stärke bis maximal 4 mm aufweist.

7. Bremsbelag nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet,

daß das Zwischenblech (100) aus Federstahl oder einem anderen geeigneten metallischen oder nichtmetallischen Mater ia1 besteht.

8. Bremsbelag nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet,

daß das Zwischenblech (100) eine Anzahl von von den Längs- und den Querseitenkanten (1003,10Ob₇IOOc₇IOOd) des Zwischenbleches (100) ausgehende schlitzförmige Einschnitte bzw. Schlitze (120) aufweist, die in den Flächenbereichen zwischen den Nietaufnahmedurchboh-

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rungen (105) des Zwischenbleches (100) vorgesehen sind.

9. Bremsbelag nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekenn &zgr; e ichnet,

daß Zwischenblech (100) zweigeteilt ausgebildet ist und aus zwei parallel zueinander verlaufenden Zwischenblechstreifen (13 0,130'') besteht, wobei jeder Zwischenblechstreifen (130;130') eine Reihe (R,Rl) von Nietaufnahmedurchbohrungen (105) aufweist.

10. Bremsbelag nach Anspruch 9,
dadurch gekennzeichnet,

daß die beiden Zwischenblechstreifen (130,130') bogenförmig verlaufend ausgebildet sind, wobei die Zwischenblechstreifen (13 0,130') einem Teilkreis entsprechen und unterschiedliche Kreisradien aufweisen.

11. Bremsbelag nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekenn &zgr; e ichnet,

daß das zwischenblech (100) aus einer der Anzahl der Nietaufnahmedurchbohrungen (105) entsprechenden Anzahl von einzelnen, in Abständen voneinander angeordneten und sich zur Fläche des Zwischenbleches (100) ergänzenden Zwischenblechabschnitten (140) besteht, wobei jeder Zwischenblechabschnitt (140) mindestens eine Nietaufnahmedurchbohrung (105) aufweist.

12. Bremsbelag nach Anspruch 11,
dadurch gekennzeichnet,

daß die Zwischenblechabschnitte (140) gleiche und/oder

ungleiche Flächenformen aufweisen.

13. Bremsbelag nach Anspruch 12,
dadurch gekennzeichnet,

daß jeder Zwischenblechabschnitt (140) eine quadratische, rechteckige Form, eine Kreisform oder eine andere geometrische Form aufweist.

14. Bremsbelag nach einem der Ansprüche 9 und 11, dadurch gekennzeichnet,

daß die Zwischenblechstreifen (130,130') und die Zwischenblechabschnxtte (140) aus einem metallischen oder nichtmetallischen Material, bevorzugterweise Federstahl bestehen und eine Stärke bis maximal 4 mm aufweisen.

15. Bremsbelag nach einem der Ansprüche 9 und 11, dadurch gekennzeichnet,

daß bei mehrteiliger Ausgestaltung des Zwischenbleches (100) der Reibwerkstoffblock (16) einstückig ausgebildet und eine Befestigungsfläche aufweist, die derjenigen Fläche entspricht, zu der sich die Zwischenblechstreifen (130,13O⁷) und die Zwischenblechabschnxtte (140) ergänzen.

16. Bremsbelag nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet,

daß das Zwischenblech (100) auf der den Reibwerkstoff block (16) tragenden Wandfläche (101) ein aufgesintertes Halterungsbett (12) aus einzelnen, mit dem Reibwerkstoffblock (16) kraft- und formschlußbildenden Formkörpern (13) mit Hinterschneidungen, Einziehungen od.dgl. (14) als Rauhgrund aufweist,

wobei der Reibwerkstoff in Blockform unter Ausfüllung der Hinterschneidungen, Einziehungen od.dgl. (14) der einzelnen Formkörper (13) befestigt ist.

17. Bremsbelag nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet,

daß zwischen dem Reibwerkstoffblock (16) und dem Halterungsbett (12) des Zwischenbleches (100) auf dem Halterungsbett (12) ein metallischer, galvanischer, dem Konturenverlauf des Rauhgrundes des Halterungsbettes (12) folgender Überzug (50) als Korrosionsschutz für das Zwischenblech (100) aufgebracht ist, wobei der metallische überzug (50) aus Kupfer, Silber, Zinn, Kadmium, Zink, Chrom oder einem anderen geeigneten Werkstoff besteht.

18. Bremsbelag nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet,

daß zwischen dem Reibwerkstoffblock (16) und dem auf das Zwischenblech (100) aufgesinterten Halterungsbett (12) auf diesem ein nichtmetallischer, dem Konturenverlauf des Rauhgrundes des Halterungsbettes (12) folgender Überzug (50), z.B. aus einem hochtemperaturbeständigen Kunststoff, als Korrosionsschutz für das Zwischenblech (100) aufgebracht ist.

19. Bremsbelag nach einem der Ansprüche 16 bis 18, dadurch gekennzeichnet,

daß das Halterungsbett (12) aus einem Materialgemisch aus einem Anteil (A) mit niedrigem Schmelzpunkt und einem Anteil (B) aus einem höheren Schmelzpunkt besteht.

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20. Bremsbelag nach Anspruch 19, dadurch gekennz eichnet,

daß der niedrig schmelzende Anteil (A) ein niedrig schmelzendes Metall, wie Zinn od.dgl. oder eine niedrig schmelzende Legierung, wie Bronze, Messing od.dgl., ist.

21. Bremsbelag nach einem der Ansprüche 19 und 20, dadurch gekennzeichnet,

daß der höher schmelzende Anteil (B) aus Sand, Keramikpulver od.dgl. besteht.

22. Bremsbelag nach einem der Ansprüche 19 bis 21, dadurch gekennzeichnet,

daß der Schmelzpunkt des höher schmelzenden Anteils (B) unter dem Schmelzpunkt des Zwischenbleches (100) liegt.

23. Bremsbelag nach einem der Ansprüche 19 bis 22, dadurch gekennzeichnet,

daß der niedrig schmelzende Anteil (A) aus etwa 3 0% Bronze und der höher schmelzende Anteil (B) aus etwa 70% Fe-Pulver besteht.

24. Bremsbelag nach Anspruch 23,
dadurch gekennzeichnet,

daß die verwendete Bronze einen Anteil von 10% Zinn aufweist.

25. Bremsbelag nach einem der Ansprüche 1 bis 24, dadurch gekennzeichnet,

daß der Reibwerkstoffblock (16) unter Ausschluß des Zwischenbleches (100) direkt auf der Träger-

platte (10) mittels einer mechanischen oder nichtmechanischen Verbindung befestigt ist.

26. Bremsbelag nach einem der Ansprüche 1 bis 25,
dadurch gekennzeichnet,

daß der Reibwerkstoffblock (16) mindestens eine
quer zur Reibwerkstoffblocklängsrichtung und/oder parallel zu dieser verlaufende rillen- bzw. nutenförmige Veriefung (90) aufweist.