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Stand der Technik
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Die vorliegende Erfindung betrifft
eine Bremsbelaghalterung für
einen auf einer Rückenplatte
befestigten Bremsbelag, welcher zur Erzeugung von Bremskraft mit
einer Bremsscheibe in Kontakt bringbar ist.
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Die bekannten Bremsbelaghalterungen
für Scheibenbremsen
verwenden beschichtete Federn zwischen einer Rückenplatte, auf der der Bremsbelag
befestigt ist, und einem Halter der Bremsbelaghalterung. Diese beschichteten
Federn dienen einerseits zur Dämpfung
und andererseits auch zur Belagführung.
Im Servicebetrieb sind diese beschichteten Federn relativ umständlich,
da großes
Geschick erforderlich ist, um den Einbau auszuführen. Weiterhin ist die Gefahr
gegeben, dass die beschichteten Federn beim Einbau falsch montiert
werden. Darüberhinaus
sind die Belagverschiebekräfte
beim Lösevorgang
des Sattels im Neuzustand, bzw. bei einer sauberen Belagführung, zu
hoch, wodurch bei der Belagrückstellung
ein Scheibenschlag erzeugt werden kann. Dies führt zu einem erhöhten Belagverschleiß und zu
einer verstärkten
DTV-Erzeugung (Disc Thickness Variation), d.h. der Erzeugung unterschiedlicher
Dicken an der Bremsscheibe, was sich negativ auf die Bremswirkung
auswirkt. Da über
die Lebensdauer der Beläge
die Führung
immer stärker verschmutzt
wird, wird diese DTV-Erzeugung
noch verstärkt.
Weiterhin kann es durch die Verwendung der beschichteten Federn
zu ungewünschten
Stellungen der Beläge
in Bezug auf die Bremsscheibe kommen. Bezüglich der rotierenden Bremsscheibe weisen
die nicht rotierenden Bremsbeläge
eine Einlaufseite und eine Auslaufseite auf, wobei sich ein Punkt
auf der Bremsscheibe bei Drehung der Bremsscheibe von der Einlaufseite
zur Auflaufseite des Bremsbelags bewegt. Wenn nun der Bremsbelag z.B.
aufgrund der durch Verschmutzung veränderten Kräfte der Federn zur Bremsscheibe
eine Neigung derart aufweist, dass die Einlaufseite näher an der Bremsscheibe
angeordnet ist als die Auslaufseite, kommt es zu den ungewünschten
Schlägen
zwischen dem Belag und der Bremscheibe, was zur DTV-Erzeugung führt.
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Die erfindungsgemäße Bremsbelaghalterung mit
den Merkmalen des Anspruchs l weist demgegenüber den Vorteil auf, dass sie über die
Lebensdauer der Beläge
eine verbesserte Dämpfungswirkung
und gleichzeitig auch eine Geräuschminimierung
bereitstellen. Hierzu wird erfindungsgemäß anstelle der bekannten Federn
ein blockartiges Dämpfungselement
aus einem dämpfenden
Material verwendet. Das blockartige Dämpfungselement kann dabei Schwingungen
in dreidimensionaler Richtung dämpfen.
Im Unterschied zum Stand der Technik ist das Dämpfungselement fest am Bremsbelag
fixiert und gleitet als Paket im Bremsenhalter. Bisher gleitet ein
Belag in einer festen Feder, welche am Halter montiert ist. Da das
Dämpfungselement
als Block bzw. Klotz bereitgestellt wird, ergeben sich weiterhin keinerlei
Nachteile hinsichtlich einer Verschmutzung während des Betriebes der Bremse.
Darüber
hinaus kann durch die Verwendung der blockartigen Dämpfungselemente
eine einfachere Handhabung bei der Montage bzw. bei dem Wechsel
des Bremsbelages gegenüber
dem im Stand der Technik notwendigen, umständlichen Lösen der Federn erreicht werden. Darüber hinaus
ermöglichen
die erfindungsgemäßen Dämpfungselemente
eine definierte, dreidimensionale Positionierung des Bremsbelages
zur Bremsscheibe. Weiterhin sind, um eine Selbstreinigung der erfindungsgemäßen Bremsbelaghalterung
zu ermöglichen,
Führungselemente
zwischen dem Dämpfungselement
und dem Halter vorgesehen. Die Führungselemente
sind als balkenartige Elemente, insbesondere mit trapezförmigem Querschnitt,
ausgebildet. Die Kontaktflächen
zwischen den Führungselementen
und den Dämpfungselementen
bzw. dem Gehäuse
des Dämpfungselements
sind vorzugsweise gehärtet,
sodass nur eine geringe Verschiebekraft für eine Relativverschiebung
zwischen dem Halter und dem Dämpfungselement
notwendig ist. Auch können die
Kontaktflächen
teilweise geräumt
und falls notwendig partiell gehärtet
sein. Durch die Ausbildung der Führungselemente
als Balken, ergeben sich große
freie Räume
zwischen dem Dämpfungselement und
dem Halter, welche sich selbständig
während des
Betriebes reinigen können.
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Besonders bevorzugt ist das blockartige Dämpfungselement
als vulkanisiertes Gummielement oder als Kautschukelement oder als
integrales Sandwichbauteil ausgebildet. Ein integrales Sandwichbauteil
weist z.B. an seinen Außenseiten
Gummi- oder Kautschuklagen
auf und weist im Inneren Kohlefasern oder andere netzartige Materialien
auf. Auch kann das Sandwichbauteil ein Dämpfungsblech o.ä. umfassen.
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Um besonders gute und exakte reproduzierbare
Dämpfungswirkungen
zu erhalten, ist das blockartige Dämpfungselement vorzugsweise
in einem starren Gehäuse,
insbesondere in einem Edelstahlgehäuse, angeordnet.
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Um eine besonders einfache Montage
bzw. Demontage des erfindungsgemäßen Dämpfungselement
an einer Rückenplatte,
an der ein Bremsbelag befestigt ist, zu ermöglichen, weist das Dämpfungselement
vorzugsweise eine Aussparung auf in welche ein vorstehender Bereich
der Rückenplatte
einführbar
ist. Dabei ist eine einfache Möglichkeit,
bei der Montage Verwechslungen zu verhindern, dadurch gegeben, dass
die jeweiligen vorstehenden Bereiche an der Rückenplatte bzw. die jeweiligen
Aussparungen unterschiedlich ausgebildet sind.
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Um die Erzeugung stark unterschiedlicher Abnutzungsbereiche
am Bremsbelag bzw. das Auftreten von Scheibenschlag und DTV-Erzeugung
zu verhindern, ist vorzugsweise das Dämpfungselement an der Einlaufseite
der Belaghalterung zu dem Dämpfungselement
an der Auslaufseite unterschiedlich ausgebildet. Dadurch können auch
unterschiedliche Dämpfungswirkungen
an der Einlaufseite bzw. der Auslaufseite der Bremsbelaghalterung
auf einfache Weise realisiert werden. Durch die unterschiedliche
Ausgestaltung der Dämpfungselemente
an der Einlaufseite und der Auslaufseite kann somit die Stellung
des Bremsbelages zur Bremsscheibe definiert werden und somit eine
ungewünschte
DTV-Erzeugung verhindert
werden.
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Um insbesondere eine noch bessere
Geräuschminimierung
zu ermöglichen,
ist vorzugsweise ein Federelement zwischen dem Dämpfungselement und dem Halter
angeordnet. Besonders bevorzugt ist das Federelement dabei aus einem
Material des starren Gehäuses
des Dämpfungselements
gebildet. Dies kann beispielsweise durch teilweises Ausstanzen und
entsprechendes Umbiegen der ausgestanzten Bereiche ermöglicht werden.
Eine andere Möglichkeit
ist die Herstellung des Gehäuses
aus einem Kunststoff mit integrierten federnden Bereichen.
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Um eine Verschleißgrenze des Bremsbelages anzuzeigen,
umfasst die erfindungsgemäße Bremsbelaghalterung
vorzugsweise eine integrierte Verschleißanzeige. Besonders bevorzugt
wird diese Verschleißanzeige
durch das Gehäuse
des Dämpfungselements
bereitgestellt. Gemäß einer
anderen bevorzugten Ausgestaltung ist ein elektronischer Belagverschleißanzeiger
integriert.
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Nachfolgend wird ein bevorzugtes
Ausführungsbeispiel
der Erfindung anhand der Zeichnung näher beschrieben. In der Zeichnung
ist:
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1 eine
schematische, teilweise geschnittene Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Bremsbelaghalterung,
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2 eine
Schnittansicht entlang der Linie II-II von 1,
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3 eine
vergrößerte Schnittansicht
des einlaufseitigen Dämpfungselements,
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4 eine
Draufsicht des in 3 dargestellten
Dämpfungselements,
und
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5 eine
schematische Draufsicht einer Dämpfungsscheibe
mit zugehörigen
Bremsbelägen.
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Beschreibung
des Ausführungsbeispiels
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Nachfolgend wird unter Bezugnahme
auf die 1 bis 5 ein Ausführungsbeispiel
gemäß der vorliegenden
Erfindung beschrieben.
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1 zeigt
eine schematische, teilweise geschnittene Seitenansicht einer Bremsbelaghalterung 1 gemäß einem
Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung. Wie aus 1 ersichtlich
ist, ist ein auf einer Rückenplatte 2 befestigter
Bremsbelag 13 zwischen einem ersten Halter 12 und
einem zweiten Halter 12' angeordnet.
Der Pfeil D kennzeichnet die Drehrichtung der nicht dargestellten
Bremsscheibe. Somit ist der erste Halter 12 an der einlaufseitigen Seite
E des Bremsbelags 13 und der zweite Halter 12' an der auslaufseitigen
Seite A des Bremsbelags 13 angeordnet.
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Zwischen den Haltern 12, 12' und dem Bremsbelag 13 ist
jeweils ein Dämpfungselement 4 bzw. 4' angeordnet.
Genauer ist das erste Dämpfungselement 4 zwischen
dem ersten Halter 12 und der Rückenplatte 2 angeordnet.
Das erste Dämpfungselement 4 umfasst
ein in einem Edelstahlgehäuse 6 angeordnetes
blockartiges bzw. klotzartiges Gummielement 5. Im Gummielement 5 ist
eine Aussparung 9 ausgebildet, in welche im montierten
Zustand ein in entsprechender Weise ausgebildeter vorstehender Bereich 3 der
Rückenplatte 2 angeordnet ist.
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Das Dämpfungselement 4 ist
an seinem Gehäuse 6 über mehrere
balkenartige Führungen 10 und 11 gegenüber dem
Halter 12 abgestützt.
Wie aus 1 ersichtlich
ist, weisen die balkenartigen Führungen 10, 11 eine
im Schnitt trapezförmige
Form auf, wobei die größere Grundfläche des
Trapezes mit dem Halter 12 in Verbindung steht. Durch diese
Ausbildung der Führungen 10, 11 als
Balken, ergeben sich große
Zwischenräume,
sodass eine automatische Reinigung der Bereiche zwischen dem Halter 12 und
dem Dämpfungselement 4,
beispielsweise durch Fahrtwind, Spritzwasser usw., selbsttätig möglich ist.
Dabei bildet das Gehäuse 6 aus
Edelstahl die eigentliche Führungsfläche für den Bremsbelag
im Halter 12, 12'.
Die Verwendung der balkenartigen Führungsflächen stellt dabei sicher, dass
nur geringe Verstellkräfte
zur Verstellung des Bremsbelags 13 (in 1 in und aus Richtung der Bildebene)
notwendig sind.
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Wie weiterhin aus den 1 und 2 ersichtlich ist, sind zwischen dem
Dämpfungselement 4 und dem
Halter 12 zwei Federelemente 7 und 8 vorgesehen.
Diese Federelemente 7 und 8 stellen eine vorbestimmte
Andruckkraft des Dämpfungselements 4 auf
die Führungen 10, 11 bereit.
Wie aus den 3 und 4 ersichtlich ist, sind die
beiden Federelemente 7 und 8 dabei einstückig mit
dem Gehäuse 6 durch
teilweises Ausstanzen und entsprechendes Umbiegen der ausgestanzten
Bereiche gebildet. Dadurch können
die Federelemente 7 und 8 sehr kostengünstig bereitgestellt
werden und es ergeben sich große
Vorteile hinsichtlich der Handhabbarkeit während der Montage/Demontage
des Bremsbelags, da die Federelemente ein integraler Bestandteil
des Gehäuses 6 sind.
Wie insbesondere aus 3 ersichtlich
ist, sind dabei die äußeren Enden
der Federelemente 7 und 8 nach innen umgebogen,
um ein Verkanten an der oberen Gegenfläche des Halters 12 zu
verhindern. Es sind hierbei zwei Federelemente 7 und 8 vorgesehen,
um die federnden Wirkungen sicher in beide Bewegungsrichtungen, welche
durch den Pfeil B gekennzeichnet sind, bereitzustellen. Eine andere Möglichkeit
besteht darin, die Federelemente derart zu integrieren, dass sie
eine Form in Gestalt einer liegenden Acht bzw. Schleifenform aufweisen,
um horizontales Klacken der Beläge
auf Schlechtwegfahrt zu verhindern.
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Für
eine weiter verbesserte Dämpfung
ist zusätzlich
noch eine Dämpfungsfolie 14 zwischen
dem Gehäuse 6 und
der Rückenplatte 2,
genauer dem vorstehenden Bereich 3 der Rückenplatte 2,
angeordnet (vgl. 2 und 3).
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Wie in 2 gezeigt,
kann die zur Bremsscheibe 15 gerichtete Seite S des Gehäuses 6 als Verschleißanzeiger 16 verwendet
werden. D.h., wenn der Bremsbelag 13 soweit abgenutzt ist,
dass seine zur Bremsscheibe 15 gerichtete Fläche auf gleicher
Höhe mit
der Verschleißanzeige 16 ist,
ist eine Auswechselung des Bremsbelages notwendig. Eine andere Möglichkeit
der Integration einer Verschleißanzeige
ist dadurch gegeben, dass eine Lasche aus dem Gehäuse 6 in
Richtung der Bremsscheibe 15 als Verschleißanzeiger
herausgebogen wird. Ebenfalls ist es denkbar, dass ein elektrischer Verschleißanzeiger
in die erfindungsgemäße Bremsbelaghalterung 1 integriert
wird.
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Durch die Ausbildung des dämpfenden
Elements als Klotz bzw. blockartiges Gummielement 5, wird
somit eine Dämpfungswirkung
in dreidimensionaler Richtung erreicht. Die am Bremsbelag 13 erzeugten
Schwingungen werden dabei auf die Rückenplatte 2 übertragen
und dann im Dämpfungselement 4 mittels
des Gummielements 5 gedämpft.
Dadurch werden auch die im Stand der Technik auftretenden Klackergeräusche verhindert,
da die Schwingungen radial und tangential unmittelbar benachbart zum
Bremsbelag gedämpft
werden.
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Gleichzeitig stellt das Gummielement 5 auch die
erforderlichen Federwirkungen in alle Richtungen bereit.
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Wie aus 1 ersichtlich ist, sind das erste Dämpfungselement 4 und
das zweite Dämpfungselement 4' dahingehend
unterschiedlich aufgebaut, dass die Gummielemente 5, 5' eine unterschiedliche Dicke
in der Rotationsrichtung D der Bremsscheibe 15 aufweisen.
Dadurch werden zum einen Fehler bei der Montage bzw. Demontage des
Dämpfungselements 4 bzw. 4' vermieden und
andererseits wird durch die unterschiedliche Ausbildung der Dämpfungselemente 4, 4' eine Stellung
der beidseitig an der Bremsscheibe 15 angeordneten Bremsbeläge 13 vorbestimmt,
wie in 5 schematisch
gezeigt. Dabei ist die vorbestimmte Stützstellung der Bremsbeläge 13 zur
Bremsscheibe 15 derart, dass eine unterschiedliche Abnutzung
des Bremsbelags 13 bzw. ein Scheibenschlag verhindert werden
kann. Durch den unterschiedlichen Aufbau gewährleistet das Dämpfungselement 4' eine genau
definierte Belagabstützung.
Das Dämpfungselement 4 ist
insbesondere der Vibrationsdämpfer
und Dämpfer
für tangentiales
Reversierklacken der Beläge
bei Vorwärts-
bzw. Rückwärtsfahrt
(je nach Einbaulage des Bremssattels).
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Hierzu sind die Bremsbeläge 13 in
einem vorbestimmten kleinen Winkel α zur Bremsscheibe 15 angeordnet
und zwar derart, dass der Bremsbelag 13 an der Einlaufseite
E weiter von der Bremsscheibe 15 entfernt ist als an der
Auslaufseite A (vgl. 5). Somit
ergibt sich ein Keil zwischen der Bremsscheibe 15 und den
Bremsbelägen 13.
Dadurch wird bei Beginn der Bremsbetätigung, wenn die Bremsbeläge 13 in
Richtung der Bremsscheibe 15 bewegt werden, der Bremsbelag 13 zuerst
an der Auslaufseite A mit der Bremsscheibe 15 in Kontakt
gebracht. Die Einlaufseite E der Bremsbeläge 13 eilt somit nach
(Kolbenversatz im Sattel). Somit gleitet die Bremsscheibe 15 mit
ihrer Oberfläche
in die zusammenlaufenden Bremsbeläge 13 und der Verschleiß an der Bremsscheibenoberfläche ist
somit geringer. Weiter kann eine DTV-Erzeugung verhindert werden.
Es sei angemerkt, dass die Darstellung in 5 übertrieben gezeichnet
ist und sich in Realität
der Abstand bzw. die Schrägstellung
der Bremsbeläge 13 zur
Bremsscheibe 15 im μm-Bereich
befindet.
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Eine einfache Möglichkeit der Schrägstellung
der Bremsbeläge 13 bezüglich der
Bremsscheibe 15 ist dabei beispielsweise dadurch gegeben, dass
die Aussparungen 9 an der Einlaufseite E bzw. der Auslaufseite
A im montierten Zustand etwas versetzt zueinander angeordnet sind.
Dadurch kann auf einfache Weise die in 5 gezeigte Schrägstellung der Bremsbeläge 13 realisiert
werden. Als Maß für den Versatz
kann beispielsweise ein Unterschied zwischen 0,5 mm bis 0,7 mm,
ausgehend von der zur Bremsscheibe 15 gerichteten Wandseite
des Dämpfungselements 4, 4', gewählt werden.
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Wie aus 1 ersichtlich ist, sind die Gummielemente 5, 5' der Dämpfungselemente 4, 4' auch in Drehrichtung
D der Bremsscheibe 15 anders aufgebaut. Genauer, ist die
Dicke Y des Dämpfungselements 5 größer als
die Dicke X des Dämpfungselements 4 in
tangentialer Richtung zur Drehrichtung D. Dadurch weist das Gummielement 5' an der Auslaufseite
A eine verminderte Feder- und Dämpfungswirkung
auf. Dadurch kann die Funktion des auslaufseitigen Dämpfungselements 4' als Abstützlager bereitgestellt
werden. Das einlaufseitige Gummielement 4 kann dabei eine
Feder- und Dämpfungswirkung
sowohl bei Vorwärtsfahrt
als auch bei Rückwärtsfahrt
bereitstellen, sodass ungewünschte
Klackergeräusche
verhindert werden können.
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Somit können durch die erfindungsgemäße Bremsbelaghalterung 1 Schwingungen
in dreidimensionaler Richtung durch die blockartigen Gummielemente 5, 5' aufgenommen
und gedämpft
werden. Weiterhin stellen die blockartigen Gummielemente 5, 5' federnde Wirkungen
bereit, sodass die Bremsbeläge 13 automatisch
wieder in ihre Ausgangsposition zurückgestellt werden können. Das
um die Gummielemente 5, 5' vorgesehene Gehäuse 6, 6' stellt dabei eine
erhöhte
Stabilität
des Dämpfungselements 4, 4' bereit und
dient gleichzeitig als Führungsfläche für eine Bewegung
des Dämpfungselements 4, 4' bzw. der Bremsbeläge 13 in
Richtung der Bremsscheibe 15. Dabei stellt die erfindungsgemäße Bremsbelaghalterung 1 eine
selbstreinigende Wirkung bereit, sodass insbesondere der beim Bremsen
erzeugte Staub bzw. Schmutz nicht zu einer Beeinträchtigung der
Feder- und Dämpfungswirkung
des Dämpfungselements 4 führt. Das
Dämpfungselement 4, 4' ist dabei auf
den Führungen 10, 11 gegenüber dem
Halter 12, 12' bewegbar
gelagert.
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Es sei angemerkt, dass statt des
Gummielements 5 auch eine Sandwicheinlage aus mehreren unterschiedlichen
Materialien, wie z.B. Gummi, Kautschuk, Kohlefaser, Dämpfungsbleche
usw., verwendet werden kann.