DE4127113A1

DE4127113A1 - Bremsbacke fuer eine teilbelagscheibenbremse

Info

Publication number: DE4127113A1
Application number: DE4127113A
Authority: DE
Inventors: Josef Loeffler; Hilmar Teitge; Klaus Pointner
Original assignee: Alfred Teves GmbH
Current assignee: ITT Automotive Europe GmbH
Priority date: 1991-08-16
Filing date: 1991-08-16
Publication date: 1993-02-18

Description

Die Erfindung betrifft eine Bremsbacke für eine Teilbelag scheibenbremse bestehend aus einem plattenförmigen Träger zur verschiebbaren Lagerung und Abstützung der Bremsbacke an einer Bremsbackenführung und einem mit dem Träger fest verbundenen, aus einem Sinterwerkstoff hergestellten Reib belag.

Eine Bremsbacke der genannten Art ist aus der DE-OS 38 33 552 bekannt. Bei der bekannten Bremsbacke wird der Träger durch eine Rückenplatte gebildet, die aus einem Stahlblech ausgeschnitten ist und in der Regel Löcher oder Vorsprünge zur besseren Verankerung des Reibbelags aufweist. Der Reib belag ist durch Formschluß und adhäsive Verbindungsmittel mit der Rückenplatte verbunden, wobei das Reibmaterial bei der Ausformung des Reibbelags in einer Preßform auf die in die Preßform eingelegte Rückenplatte aufgepreßt wird. Anschließend erfordert der auf diese Weise hergestellte Verbundkörper aus Stahlrückenplatte und Reibbelag eine Nachbearbeitung durch Schleifen.

Im Bestreben, die thermischen Eigenschaften derartiger Bremsbacken zu verbessern, ist es weiterhin aus der DE-OS 18 04 115 bekannt, die Rückenplatte aus einem vergleichs weise dünnen Blech herzustellen, welches eine Wellenprofi lierung aufweist. Hierdurch wird der Wärmeübergang zwischen der Rückenplatte und dem Bremskolben stark verringert, da die Rückenplatte wegen ihrer Profilierung den Bremskolben nur linienförmig berührt und eine wärmeabführende Luftzir kulation möglich macht.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Herstellung einer Bremsbacke der eingangs genannten Art zu verbilligen und ihre Eigenschaften hinsichtlich der bestehenden Anfor derungen zu verbessern.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Träger aus einem Sinterwerkstoff hergestellt ist und daß der Reibbelag durch Sintern mit dem Träger verbunden ist.

Die erfindungsgemäße Ausgestaltung der Bremsbacke ermög licht eine deutliche Reduzierung der Herstellkosten, da der Aufwand zur Herstellung des Trägers in einem Stanzwerkzeug entfällt und die Arbeitsschritte sowie eine adhäsive Zwi schenschicht zwischen Träger und Reibbelag zur Verbindung der beiden Komponenten nicht mehr benötigt werden. Statt dessen lassen sich Träger und Reibbelag in einem einheitli chen Verfahren herstellen und miteinander verbinden. Der aus einem Sinterwerkstoff bestehende Träger hat gegenüber einer Stahlrückenplatte weiterhin den Vorteil einer gerin geren Wärmeleitfähigkeit und ermöglicht dadurch eine Redu zierung der Bremsflüssigkeitstemperatur. Weiterhin zeichnet sich die erfindungsgemäße Bremsbacke durch eine bessere Geräuschdämpfung aus und vermeidet dadurch in erhöhtem Maße die Entstehung von Quietschgeräuschen. Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Bremsbacke besteht in der Möglichkeit der freien Gestaltung der Trägerdicke im Bereich der Abstützflächen und an Stellen erhöhter Beanspruchung, ohne daß hierzu eine Erhöhung der Trägerdicke im Bereich des Bremskolbens und damit eine Vergrößerung der axialen Bau länge des Bremssattels erforderlich ist. Schließlich wird bei der erfindungsgemäßen Bremsbacke eine besonders innige Verbindung zwischen dem Träger und dem Reibbelag erreicht und dadurch die Sicherheit gegen ein Ablösen des Reibbelags vom Träger zusätzlich erhöht. Weiterhin läßt sich der Trä ger bei der erfindungsgemäßen Bremsbacke sehr maßhaltig und mit guter Oberflächengüte herstellen, so daß Nachbearbei tungsschritte entfallen können.

Erfindungsgemäß kann der Träger aus dem gleichen Reibwerk stoff hergestellt sein wie der Reibbelag. Dies kommt vor allem für metallische Reibwerkstoffe in Betracht. Der Trä ger kann jedoch ebenso aus einem von dem Reibwerkstoff des Reibbelags abweichenden Trägerwerkstoff bestehen. Dies wird in der Regel dann zweckmäßig sein, wenn der Reibwerkstoff Kunststoffe als Binder enthält und seine Druckfestigkeit nicht ausreicht, um der hohen Flächenpressung zwischen Bremskolben und Bremsträger stand zu halten. Als Träger werkstoff kommen entweder Sintermetall oder Mischungen aus Sintermetall und Kunststoff entsprechend hoher Festigkeit in Betracht.

Der Träger kann bei der erfindungsgemäßen Bremsbacke in vielfältiger Weise ausgestaltet sein. So kann beispiels weise vorgesehen sein, daß ein die seitlichen Führungsflä chen bildender Bereich des Trägers durch eine Materialan häufung auf der dem Reibbelag abgekehrten Seite verstärkt ist. Weiterhin kann der Träger in an sich bekannter Weise Öffnungen für das Hindurchstecken von Stiften oder Zapfen der Bremsbackenführung oder für das Befestigen von Vorrich tungen zur Verschleißanzeige haben. Die dem Bremskolben zugekehrte Seite des Trägers kann mit Kühlnuten versehen sein und im Bereich der Andruckfläche des Bremskolbens kann an dem Träger eine Vertiefung zur Aufnahme einer Geräusch dämpfungsscheibe vorgesehen sein. Alle diese Ausgestaltun gen des Trägers lassen sich mit dem Sinterwerkzeug erzeugen und erfordern dementsprechend keinen zusätzlichen Arbeits gang.

Nach einem weiteren Vorschlag der Erfindung kann vorgesehen sein, daß die an Führungsflächen angrenzenden Kanten des Trägers abgerundet sind, um das Gleitverhalten im Bremsträ ger oder Bremssattel zu verbessern. Weiterhin können stu fenförmige Übergänge zwischen dem Reibbelag und dem Träger mit Rundungen versehen sein. Auf diese Weise wird die Kerb wirkung an derartigen Übergängen reduziert.

Ein einfaches und besonders kostengünstiges Verfahren zur Herstellung der erfindungsgemäßen Bremsbacke kann nach einem weiteren Vorschlag der Erfindung darin bestehen, daß der Träger zusammen mit dem Reibbelag in einem gemeinsamen Sinterwerkzeug ausgeformt wird. Vorzugsweise weist das erfindungsgemäße Herstellungsverfahren folgende Verfahrens schritte auf:

a) Einfüllen des Rohmaterials für den Träger in das Sinterwerkzeug.
b) Gleichmäßiges verteilen des Rohmaterials durch Vi brieren.
c) Einfüllen der Rohmaterialmischung für den Reib belag.
d) Fressen des in das Sinterwerkzeug eingefüllten Rohmaterials.
e) Härten des durch Fressen geformten Körpers durch Erhitzen.
f) Entgasen des gesinterten Körpers.

Nach dem beschriebenen Verfahren lassen sich die erfin dungsgemäßen Bremsbacken auf die zur Herstellung von Reib belägen erprobte Weise außerordentlich kostengünstig her stellen. Die Werkstoffe von Träger und Reibbelag werden gemeinsam verdichtet und gesintert, wobei sich in der Berührungszone die Partikel der beiden Werkstoffe ineinan der verhaken und dadurch eine sehr scherstabile Verbindung zwischen Träger und Reibbelag erzeugen.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im Folgenden näher beschrieben. Es zeigen

Fig. 1 eine Vorderansicht und

Fig. 2 eine Draufsicht einer erfindungsgemäßen Brems backe für eine Faustsattel-Teilbelagscheiben bremse,

Fig. 3 eine Vorderansicht und

Fig. 4 eine Draufsicht einer weiteren Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Bremsbacke für eine Faustsattel-Teilbelagscheibenbremse,

Fig. 5 eine Vorderansicht und

Fig. 6 eine Draufsicht einer erfindungsgemäßen Brems backe für eine Festsattel-Teilbelagscheibenbremse und

Fig. 7 eine Draufsicht einer weiteren Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Bremsbacke für eine Fest sattel-Teilbelagscheibenbremse und eines mit der Bremsbacke zusammenwirkenden Bremskolbens.

Die in den Fig. 1 und 2 dargestellte Bremsbacke 1 besteht aus einem Träger 2 und einem Reibbelag 3. Der mitt lere Bereich des Trägers 2 und der Reibbelag 3 haben im wesentlichen die Form eines Kreisringsektors. An seinen in Umfangsrichtung liegenden Enden weist der Träger 2 hammer kopfförmige Führungselemente 4 auf, die mit mehreren Füh rungs- und Abstützflächen 5 versehen sind, mit denen jede Bremsbacke 1 am Bremsträger bzw. Faustsattel anliegt. Wie aus Fig. 2 zu ersehen, hat der mittlere Bereich des Trä gers 2 die Form einer dünnen Platte, wohingegen die an sei nen beiden Enden ausgebildeten Führungselemente 4 durch Vorsprünge auf der dem Reibbelag 3 abgekehrten Seite des Trägers 2 erheblich verstärkt sind. Durch diese verstärkte Ausbildung wird die Festigkeit und Formsteifigkeit der Füh rungselemente 4 erhöht und die Eingriffslänge der Führungs flächen erheblich vergrößert. Die bauliche Gestaltung des Bremsträgers und des Bremssattels kann hierdurch verein facht werden.

Der Träger 2 und der Reibbelag 3 sind aus in körniger und pulverförmiger Form vorliegenden Materialmischungen im Sin terverfahren hergestellt. Für den Träger wird Sintermetall mit einem Zusatz von Kunststoffen verwendet, wobei das Sin termetall in erster Linie für die notwendige Festigkeit sorgt, während der Zusatz an Kunststoffen neben einem Bei trag zur Festigkeit vor allem die Wärmedämmung erhöht. Durch Abstimmung der Zusammensetzung des Trägermaterials kann weiterhin eine Verbesserung der Geräuschdämpfung bewirkt werden. Für den Reibbelag werden Materialmischungen verwendet, die Kevlar-Fasern, Binder, Füller und Metalle enthalten.

Da der Träger 2 und der Reibbelag 3 gemeinsam in einem Sin terwerkzeug durch Pressen und anschließendes Härten ausge formt werden, ergibt sich im Bereich ihrer Verbindungszone 6 durch Ineinanderdringen der einzelnen Materialpartikel eine ausgezeichnete Haftung, so daß besondere Zwischen schichten aus haftungsvermittelnden oder klebenden Materia lien nicht benötigt werden und die Sicherheit gegen ein Abscheren des Reibbelags 3 vom Träger 2 außerordentlich hoch ist.

Bei dem in den Fig. 3 und 4 gezeigten Ausführungsbei spiel einer ebenfalls für eine Faustsattel-Teilbelagschei benbremse vorgesehen Bremsbacke 7 ist zur Vereinfachung der Herstellung der Träger 8 vollständig, d. h. auch im Bereich seiner Führungselemente 9 mit dem Material des Reibbelags 10 bedeckt. Dies hat den Vorteil, daß das Sinterwerkzeug einfacher ausgeführt werden kann, da eine Abstufung im Bereich der Führungselemente 9 entfällt.

Für eine Festsattel-Teilbelagscheibenbremse ist die in den Fig. 5, 6 dargestellte Bremsbacke 11 vorgesehen. Bei der Bremsbacke 11 haben der Träger 12 und der Reibbelag 13 eine im wesentlichen rechteckige Form, wobei der Reibbelag 13 in seinem radial äußeren Rand 14 und seinem radial inneren Rand 15 durch dem jeweiligen Radius der Bremsscheibe ange paßte, zylindrische Flächenabschnitte begrenzt ist. Der Träger 12 ragt über den Rand 14 hinaus und ist mit Bohrun gen 16 für die Lagerung der Bremsbacke auf Stiften des Festsattels und mit einer Aussparung 17 für die Befestigung eines Belagverschleißwarnkontakts versehen. Auch die Brems backe 11 ist im Sinterverfahren hergestellt, wobei auch die Bohrungen 16 und die Ausparung 17 durch eine entsprechende Gestaltung des Sinterwerkzeugs gebildet wurden.

Fig. 7 zeigt eine Bremsbacke 18 für eine Festsattel-Teil belagscheibenbremse, bei der jedoch im Unterschied zu den vorherigen Ausführungsbeispielen der Reibbelag 19 und der Träger 20 aus dem gleichen, vorwiegend aus metallischen Ausgangsstoffen bestehenden Metallic-Reibmaterial herge stellt sind. Da dieses Reibmaterial eine höhere Wärmeleit fähigkeit hat ist die dem Bremskolben 21 zugekehrte Fläche des Trägers 20 mit Kühlnuten 22 versehen. Hierdurch wird die Berührungsfläche zwischen dem Bremskolben 21 und der Bremsbacke 18 und damit auch der Wärmeübergang an dieser Stelle reduziert und zusätzlich die Kühlwirkung verbessert. Aufgrund der hohen Festigkeit des Metallic-Reibwerkstoffs wird die Festigkeit der Bremsbacke 18 durch die Ausbildung der Kühlnuten 22 nicht beeinträchtigt. Die Kühlnuten 22 können, wie dargestellt, eine rechteckige oder eine andere geeignete, z. B. dreieckige oder abgerundete Querschnitts form haben. Die Seitenflächen 23 des Reibbelags 19 sind gegenüber dem Träger 20 zurückgesetzt, so daß die Abstüt zung der Bremsbacke 18 im Festsattel ausschließlich über die durch den Träger 20 gebildeten Führungsflächen 24 erfolgt. Die Kanten an den Rändern der Führungsflächen 24 sind gerundet, um das Gleitverhalten der Bremsbacke in der Führung des Festsattels zu verbessern.

Die Erfindung ist keineswegs auf die beschriebenen Ausfüh rungsformen von Bremsbacken beschränkt, sondern eignet gleichermaßen zur Herstellung anderer Ausgestaltungen von Bremsbacken, wie sie für Scheibenbremsen von Kraftfahrzeu gen bekannt sind. Neben der Verringerung der Herstellkosten und der Verbesserung der Betriebseigenschaften haben Brems backen nach der Erfindung den Vorteil, daß das nach dem Verschleiß des Reibbelags zurückbleibende Restmaterial bei der Herstellung neuer Bremsbacken wiederverwendet werden kann.

Bezugszeichenliste:

1 Bremsbacke
2 Träger
3 Reibbelag
4 Führungselement
5 Führungs- und Abstützfläche
6 Verbindungszone
7 Bremsbacke
8 Träger
9 Führungselement
10 Reibbelag
11 Bremsbacke
12 Träger
13 Reibbelag
14 radial äußerer Rand
15 radial innerer Rand
16 Bohrung
17 Aussparung
18 Bremsbacke
19 Reibbelag
20 Träger
21 Bremskolben
22 Kühlnut
23 Seitenfläche
24 Führungsfläche

Claims

1. Bremsbacke für eine Teilbelagscheibenbremse bestehend aus einem plattenförmigen Träger zur verschiebbaren Lagerung und Abstützung der Bremsbacke an einer Brems backenführung und einem mit dem Träger fest verbun denen, aus einem Sinterwerkstoff hergestellten Reibbe lag, dadurch gekennzeichnet, daß der Träger (2, 8, 12, 20) aus einem Sinterwerkstoff hergestellt ist und daß der Reibbelag (3, 10, 13, 19) durch Sintern mit dem Träger verbunden ist.

2. Bremsbacke nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Träger (20) und der Reibbelag (19) aus dem gleichen Reibwerkstoff hergestellt sind.

3. Bremsbacke nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Träger (2, 8, 12) aus einem von dem Reibwerkstoff des Reibbelags (3, 10. 13) abweichenden Trägerwerkstoff besteht.

4. Bremsbacke nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Trägerwerkstoff aus einer Mischung aus Sintermetall und Kunststoff besteht.

5. Bremsbacke nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein die seitlichen Füh rungsflächen (5) bildender Bereich (4, 9) des Trägers (2, 8) durch eine Materialanhäufung auf der dem Reibbe lag (3, 10) abgekehrten Seite verstärkt ist.

6. Bremsbacke nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Träger (12) Öffnungen (16, 17) für das Hindurchstecken von Stiften und Zapfen der Bremsbackenführung oder für das Befestigen von Vor richtungen zur Verschleißanzeige hat.

7. Bremsbacke nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die dem Bremskolben (21) zugekehrte Seite des Trägers (20) mit Kühlnuten verse hen ist.

8. Bremsbacke nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich der Andruckflä che des Bremskolbens an dem Träger eine Vertiefung zur Aufnahme einer Geräuschdämpfungsscheibe vorgesehen ist.

9. Bremsbacke nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die an Führungsflächen (24) angrenzenden Kanten des Trägers (20) abgerundet sind.

10. Bremsbacke nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß stufenförmige Übergänge zwischen dem Reibbelag (19) und dem Träger (20) mit Rundungen versehen sind.

11. Verfahren zur Herstellung einer Bremsbacke nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Träger mit dem Reibbelag in einem gemeinsamen Sinterwerkzeug ausgeformt wird.

12. Verfahren zur Herstellung einer Bremsbacke nach einem der vorhergehenden Ansprüche gekennzeichnet durch fol gende Verfahrensschritte:

a) Einfüllen des Rohmaterials für den Träger in das Sinterwerkzeug.
b) Gleichmäßiges Verteilen des Rohmaterials durch Vibrieren.
c) Einfüllen der Rohmaterialmischung für den Reib belag.
d) Pressen des in das Sinterwerkzeug eingefüllten Rohmaterials.
e) Härten des durch Pressen geformten Körpers durch Erhitzen.
f) Entgasen des gesinterten Körpers.