DE102014113058A1

DE102014113058A1 - Verbindung eines Reibbelages auf einer Trägerplatte eines Bremsbelages

Info

Publication number: DE102014113058A1
Application number: DE102014113058.8A
Authority: DE
Inventors: Matthias Niessner; Maik Schlauss; Gerrit Oswald; Werner Möhring
Original assignee: Federal Mogul Bremsbelag GmbH
Current assignee: Knorr Bremse Systeme fuer Schienenfahrzeuge GmbH
Priority date: 2014-09-10
Filing date: 2014-09-10
Publication date: 2016-03-10
Also published as: EP3191730A1; WO2016038135A1

Abstract

Um einen Bremsbelag für eine Scheibenbremse eines Fahrzeuges mit einer Trägerplatte und einem auf der Trägerplatte beweglich zur Trägerplatte angeordnetem Reibbelagelement derart weiter zu verbessern, dass durch die bei Bremsbetätigung auftretenden Querkräfte eine möglichst geringe Belastung auf die Trägerplatte übertragen wird, wird vorgeschlagen, das Reibbelagelement mittels eines in einer Bohrung durch die Trägerplatte angeordneten Befestigungsmittels mit der Trägerplatte zu befestigen und das Befestigungsmittel mit einer Buchse zu verbinden oder mittels eines elastischen Verschlussmittels zur axialen Lagesicherung des Befestigungsmittels innerhalb der Bohrung zu befestigen.

Description

Technisches Gebiet
Die Erfindung betrifft einen Bremsbelag, insbesondere für eine Scheibenbremse eines Fahrzeuges, mit einer Trägerplatte und mindestens einem auf der Trägerplatte beweglich angeordnetem Reibbelagelement. Das Reibbelagelement ist dabei derart auf der Trägerplatte angeordnet, dass bei Bremsbetätigung das Reibbelagelement mit einer ersten Seitenfläche an eine Bremsscheibe anpressbar ist beziehungsweise an die Bremsscheibe angepresst wird.
Bremsbeläge für Scheibenbremsen von Fahrzeugen weisen üblicherweise eine Trägerplatte, beispielsweise aus Stahl, sowie einen auf der Trägerplatte angeordneten Reibbelag auf. Der Reibbelag kann dabei aufgeklebt oder aufgepresst sowie anderweitig mit der Trägerplatte verbunden sein. Dabei muss die Verbindung zwischen der Trägerplatte und dem Reibbelag den bei Bremsbetätigung auftretenden Kräften, insbesondere den Querkräften sowie den infolge von Schwingungsbeanspruchungen auftretenden Kräften, standhalten.
Stand der Technik
Aus dem Stand der Technik ist bekannt, den Reibbelag beweglich an der Trägerplatte anzuordnen. Die bei Bremsbetätigung auftretenden Querkräfte werden über den Reibbelag auf die Trägerplatte übertragen, sodass die Verbindungselemente zur Verbindung des Reibbelags mit der Trägerplatte stark beansprucht werden.
Bei hochbelasteten Bremsen, beispielsweise für Hochgeschwindigkeitszüge, werden Temperaturen im Bereich der Reibpaarung zwischen Bremsbelag und Bremsscheibe von häufig mehr als 600°C erreicht. Um eine gleichmäßigere Temperaturverteilung auf der Bremsscheibe zu erreichen, werden mehrere, einzeln oder in Gruppen flexibel gelagerte, Reibbelagelemente auf der Trägerplatte angeordnet,
Darstellung der Erfindung: Aufgabe, Lösung, Vorteile
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen Bremsbelag für eine Scheibenbremse eines Fahrzeuges mit einer Trägerplatte und einem auf der Trägerplatte beweglich angeordnetem Reibbelagelement derart weiter zu verbessern, dass die Belastung durch die bei Bremsbetätigung auftretenden Querkräfte auf die Trägerplatte sowie die Verbindung zwischen Trägerplatte und Reibbelagelement reduziert wird und somit der Bremsbelag eine hohe Lebensdauer auch bei stoßartigen Belastungen aufweist.
Erfindungsgemäß wird hierfür ein Bremsbelag, insbesondere für eine Scheibenbremse eines Fahrzeuges, vorgeschlagen, wobei der Bremsbelag eine Trägerplatte und mindestens ein auf der Trägerplatte beweglich angeordnetes Reibbelagelement aufweist. Das Reibbelagelement ist dabei derart auf der Trägerplatte angeordnet, dass bei Bremsbetätigung das Reibbelagelement an eine Bremsscheibe anpressbar ist. Dabei wird das Reibbelagelement mit einer ersten Seitenfläche des Reibbelagelementes an eine Bremsscheibe angepresst.
Zur Befestigung des Reibbelagelementes mit der Trägerplatte weist die Trägerplatte eine durchgehende Bohrung auf. In der Bohrung ist ein Befestigungsmittel zur Verbindung des Reibbelagelements mit der Trägerplatte angeordnet. Das Befestigungsmittel kann mit einer in der Bohrung angeordneten Buchse verbunden sein. Alternativerweise oder zusätzlich kann das Befestigungsmittel mittels eines elastischen Verschlussmittels zur axialen Lagesicherung des Befestigungsmittels innerhalb der Bohrung befestigt sein.
Das Reibbelagelement kann unterschiedliche Formen beziehungsweise Geometrien aufweisen. Eine erste Seitenfläche des Reibbelagelementes ist zur Bremsscheibe einer Bremse hin gerichtet, beziehungsweise ist die der Bremsscheibe zugewandte Seite. Die zweite Seitenfläche des Reibbelagelementes ist der Trägerplatte zugewandt. Das Reibbelagelement weist bevorzugterweise ebenfalls eine Bohrung auf. Dabei dient die Bohrung durch das Reibbelagelement der Aufnahme des Befestigungsmittels, beispielsweise einer Schraube oder eines Bolzens, zur Verbindung des Reibbelagelementes mit der Trägerplatte. Somit ist bevorzugterweise das Reibbelagelement derart auf der Trägerplatte angeordnet, dass die Bohrung durch die Trägerplatte und die Bohrung durch das Reibbelagelement korrespondierend zueinander angeordnet sind. Die beiden Bohrungen können dabei unterschiedliche Durchmesser aufweisen. Das Befestigungsmittel wird durch die Bohrung im Reibbelagelement durchgeführt und in die Bohrung oder die in der Bohrung angeordnete Buchse hineingeführt und befestigt.
Unter einer beweglichen Anordnung des Reibbelagelementes auf der Trägerplatte ist zu verstehen, dass das Reibbelagelement beweglich zur Trägerplatte, beziehungsweise relativ beweglich zur Trägerplatte, angeordnet ist. Dabei ist das Reibbelagelement senkrecht, beziehungsweise in axialer Richtung, zur Trägerplatte hin beweglich angeordnet. Ferner kann das Reibbelagelement derart auf der Trägerplatte angeordnet sein, dass das Reibbelagelement um eine im Wesentlichen parallel zur Trägerplatte angeordnete Achse schwenkbar ist. Bevorzugterweise weist diese Achse einen Schnittpunkt mit einer senkrecht zur Trägerplatte gerichteten Mittelachse durch die Bohrung in der Trägerplatte auf.
Dadurch, dass in der Bohrung durch die Trägerplatte eine Buchse zur Aufnahme des Befestigungsmittels, beispielsweise der Schraube oder des Bolzens, vorgesehen ist und beispielsweise nicht etwa eine Schraube direkt ohne Buchse in die Bohrung durch die Trägerplatte hineingeschraubt wird, wird bei Betätigung der Bremse die Querkraft über das Reibbelagelement zur Buchse abgeführt. Somit wird die Belastung auf die Trägerplatte in diesem Bereich reduziert. Dies wird ebenso auch erreicht, wenn das Befestigungsmittel mittels eines elastischen Verschlussmittels zur axialen Lagesicherung des Befestigungsmittels innerhalb der Bohrung befestigt ist. In beiden Fällen kann die Qualität und Lebensdauer des Bremsbelages erhöht werden. Des Weiteren wird durch eine derartige Befestigung das Reibbelagelement in senkrechter Richtung, beziehungsweise in Axialrichtung, geführt. Ferner Erlauben diese Befestigungen ein einfaches Montieren.
Das Befestigungsmittel kann bevorzugterweise als Schraube ausgebildet sein. Das Reibbelagelement ist dann mittels einer Schraubverbindung mit der in der Bohrung durch die Trägerplatte angeordneten Buchse verbunden. Hierfür weist die Schraube ein Außengewinde und die Buchse zumindest bereichsweise ein Innengewinde auf. Bevorzugterweise ist somit vorgesehen, dass nicht die Bohrung durch die Trägerplatte ein Gewinde zur Aufnahme einer Schraube aufweist, sondern in die Bohrung eine Buchse mit Innengewinde eingesetzt, beispielsweise eingepresst ist. Dabei kann das Innengewinde über die gesamte Länge der Buchse sowie auch nur bereichsweise vorgesehen sein.
Bevorzugterweise ist das Befestigungsmittel als Bolzen oder bolzenförmig ausgebildet, wobei das Befestigungsmittel ein Kopfteil und einen daran anschließenden Zapfen aufweist. Das Kopfteil kann rund oder eckig, beispielsweise sechseckig, sein. Der Zapfen hat bevorzugterweise einen runden Querschnitt, wobei der Durchmesser des Zapfens an jeder Stelle kleiner als der Durchmesser oder die maximale Breite des Kopfteils ist. Der Zapfen kann einen im Wesentlichen konstanten Durchmesser aufweisen oder konisch ausgebildet sein. Unter einem im Wesentlichen konstanten Durchmesser ist zu verstehen, dass der Durchmesser über mindestens drei Viertel der Länge des Zapfens konstant ist.
Des Weiteren ist bevorzugt, dass das elastische Verschlussmittel integraler Bestandteil des Befestigungsmittels ist oder als separates Bauteil ausgebildet ist. Beispielsweise kann der Bolzen, insbesondere der Zapfen des Bolzens, bereichsweise als elastisches Verschlussteil ausgebildet sein und somit das elastische Verschlussmittel integraler Bestandteil des Befestigungsmittels sein. Des Weiteren könnte das elastische Verschlussmittel ringförmig ausgebildet sein und umfänglich um den Zapfen herum angeordnet sein. Das ringförmig ausgebildete elastische Verschlussmittel kann dabei als offener oder flexibler geschlossener Ring ausgebildet sein.
Der Zapfen des bolzenförmigen Befestigungsmittels ist bevorzugterweise hülsenförmig und zumindest bereichsweise hohl ausgebildet. Des Weiteren ist ein stirnseitiges Ende des Zapfens bevorzugterweise offen ausgebildet.
Auch ist bevorzugterweise vorgesehen, dass das elastische Verschlussteil ein Federmittel, insbesondere eine Biegefeder aufweist, welches durch im Wesentlichen längs gerichtete Schlitze in einer Wand des Zapfens ausgebildet ist. Der längs gerichtete Schlitz ist dabei bevorzugterweise vom offenen stirnseitigen Ende des Bolzens bzw. des Zapfens in Richtung zum Kopfteil über eine Länge von mindestens der Hälfte der Länge des Zapfens in der Wand des Zapfens angeordnet. Bevorzugterweise ist das Federmittel laschenförmig ausgebildet, wobei die Lasche nur an einem Ende mit der Wand des Zapfens verbunden bzw. einstückig mit dieser Wand des Zapfens ausgebildet ist. Dadurch weist das bevorzugte Federmittel drei freistehende bzw. nicht mit der Wand des Zapfens verbundene Kanten auf. Bei einer derartigen Ausgestaltung des Federmittels wirkt das Federmittel als Schnappverschluss nach Einpressen des Bolzens in die Bohrung oder die in der Bohrung angeordnete Buchse.
Vorzugsweise weist das elastische Verschlussmittel mehrere in der Wand des Zapfens ausgebildete Federmittel, insbesondere mehrere Biegefedern, auf, welche umfänglich verteilt angeordnet und durch mindestens drei längs gerichtete Schlitze voneinander getrennt sind.
Die in der Wand des Zapfens angeordneten Schlitze sind insbesondere in dem Bereich angeordnet, in dem der Zapfen im Inneren hohl ausgebildet ist. Die Schlitze sind in diesem Bereich als vollständige Durchbrechungen durch die Wand des Zapfens ausgebildet.
Bevorzugterweise sind mindestens vier Federmittel, welche durch vier längs gerichtete Schlitze voneinander getrennt sind, vorgesehen. Ferner ist bevorzugterweise vorgesehen, dass die mehreren Federmittel des elastischen Verschlussmittels umfänglich gleichmäßig verteilt angeordnet sind und im Wesentlichen gleiche Breiten aufweisen. Dadurch kann eine umfänglich gleichmäßig verteilte Schnappwirkung beim Einpressen des Befestigungsmittels in die Bohrung oder die in der Bohrung angeordneten Buchse erreicht werden.
Außerdem ist bevorzugt, dass auf einer Wand des Zapfens eine nach außen abstehende Erhebung angeordnet ist oder eine Wand des Zapfens bereichsweise eine Verdickung aufweist. Die Erhebung oder die Verdickung greift dabei in eine Ausnehmung in einer Innenwand der Bohrung oder in einer Ausnehmung einer in der Bohrung angeordneten Buchse ein. Die Erhebung oder die Verdickung ist bevorzugterweise am stirnseitigen Ende des Zapfens angeordnet. Ferner ist bevorzugterweise die Erhebung oder Verdickung als umlaufende Wulst, Kante oder als umlaufender Ring ausgebildet, wobei die Erhebung oder der verdickte Bereich teilweise durch die in der Wand des Zapfens angeordneten Schlitze unterbrochen sein kann. Die Ausnehmung in der Innenwand der Bohrung oder der Innenwand der Buchse kann als Nut oder als Aussparung ausgebildet sein.
Der Bolzen ist bevorzugterweise mittels eines Sicherungsmittels, insbesondere einer Sicherungshülse, innerhalb der Bohrung oder innerhalb der Buchse gesichert. Bei begrenztem zur Verfügung stehendem Bauraum ist es teilweise nicht möglich, eine zumindest bereichsweise oder teilweise plastische Verformung des Schnappverschlusses zu vermeiden. Dem kann durch ein Sicherungsmittel entgegengewirkt werden, wobei das Sicherungsmittel, beispielsweise die Sicherungshülse, durch die stirnseitige Öffnung in das Innere des Befestigungsmittels eingesetzt und das Befestigungsmittel hierdurch verschlossen wird. Zur Sicherung des Sicherungsmittels gegen ein Herauswandern aus dem Befestigungsmittel ist eine Übergangs- oder Presspassung bevorzugterweise vorgesehen. Ferner ist im eingebauten Zustand bevorzugterweise der Bremsbelag vollflächig anliegend an einem Belaghalter, wodurch eine Verschiebung des Sicherungsmittels verhindert wird. Das Sicherungsmittel, beispielsweise die Sicherungshülse weist besonders bevorzugterweise ein Innengebinde als Demontagehilfe auf.
Das elastische Verschlussmittel kann bevorzugterweise ringförmig, insbesondere als Sicherungsring, ausgebildet sein und in einer Wand des Zapfens angeordneten Nut um den Zapfen herum angeordnet sein. Unter einem Sicherungsring ist beispielsweise ein Nutenring oder Seegerring zu verstehen. Somit handelt es sich bei einem Sicherungsring gemäß der vorliegenden Erfindung um ein Maschinenelement zur axialen Lagesicherung von dem Befestigungsmittel, beispielsweise dem Bolzen, in der Bohrung oder der in der Bohrung angeordneten Buchse. Der Sicherungsring kann auch als Lamellenring ausgebildet sein. Der Sicherungsring wirkt als Federring, welcher in radialer Richtung nachgiebig ist. Der Sicherungsring wird vor der Montage des Befestigungsmittels, beispielsweise des Bolzens, vorzugsweise radial oder auch axial auf den Bolzen, bzw. den Zapfen des Bolzens, geschoben und in die umfänglich außen in der Wand des Zapfens angeordnete Nut eingesetzt. Die Drahtenden der ringförmigen Öffnung des Sicherungsrings sind bevorzugterweise in radialer Richtung von der Ringmitte aus nach außen verlaufend angeordnet. Zur Montage des Reibbelagelements wird der mit dem Sicherungsring bestückte Bolzen in die mit einer Nut oder einem Absatz versehene Bohrung oder in der Bohrung angeordneten Buchse eingepresst. Nach dem vollständigen Einpressen des Bolzens springt der Sicherungsring in die Nut oder den Absatz der Bohrung oder der Buchse. Durch eine ausreichende Führungslänge und eine enge Passung von Bolzen und Bohrung oder von Bolzen und Buchse kann sichergestellt werden, dass es nicht zu hohen Biegebeanspruchungen im Bereich der Nut oder des Absatzes kommt.
Bevorzugterweise ist die Länge der in der Bohrung durch die Trägerplatte angeordneten Buchse größer als die Tiefe der Bohrung. Somit ist bevorzugterweise auch vorgesehen, dass die Buchse eine größere Länge aufweist, verglichen mit der Dicke der Trägerplatte in diesem Bereich.
Dabei ragt die Buchse bevorzugterweise derart aus der Bohrung durch die Trägerplatte heraus, dass die Buchse mit dem aus der Bohrung herausragenden Ende zumindest teilweise in die Bohrung durch das Reibbelagelement hineinragt. Somit ist die Buchse bevorzugterweise zumindest bereichsweise, das heißt, zumindest mit einem Ende, innerhalb der Bohrung durch das Reibbelagelement angeordnet. Ferner ist bevorzugterweise vorgesehen, dass die Buchse über eine vorbestimmte Länge aus der Bohrung durch die Trägerplatte herausragt. Vorzugsweise ist die Länge der Buchse um mindestens 20%, besonders bevorzugterweise um mindestens 30%, sowie ganz besonders bevorzugterweise um mindestens 40%, größer als die Tiefe der Bohrung durch die Trägerplatte.
An einem ersten Ende der Buchse ist bevorzugterweise ein nach außen ragender Flansch angeformt. Dabei ist der nach außen ragende Flansch derart ausgebildet, dass hierdurch ein Anschlag relativ zur Trägerplatte gebildet wird. Der Flansch ist bevorzugterweise vollumfänglich um die Buchse herum am ersten Ende der Buchse angeordnet. Dadurch, dass der Flansch nach außen ragend angeformt ist, steht der Flansch von der Außenwand der Buchse, bevorzugterweise in radialer Richtung, ab. Besonders bevorzugterweise ist vorgesehen, dass der Flansch im Wesentlichen senkrecht zur Außenwand der Buchse angeordnet ist. Der Flansch weist eine Anlagefläche auf, welche zur Anlage mit der Trägerplatte kommt um den Anschlag relativ zur Trägerplatte zu bilden. Diese Anlagefläche ist bevorzugterweise im Wesentlichen parallel zu einer dem Reibbelagelement zugewandten Seitenfläche der Trägerplatte angeordnet. Somit ist bevorzugterweise vorgesehen, dass die Buchse beziehungsweise der an einem ersten Ende der Buchse nach außen ragende Flansch einen Anschlag relativ zur Trägerplatte bildet. Das zweite Ende, nämlich das in die Bohrung durch das Reibbelagelement hineinragende Ende, der Buchse ist derart ausgebildet, dass die Buchse in diesem Bereich einen Anschlag relativ zum Befestigungsmittel, beispielsweise der Schraube, bildet.
Die vom Reibbelagelement abgewandte Seitenfläche der Trägerplatte wird im Vorliegenden als erste Seitenfläche der Trägerplatte bezeichnet. Die dem Reibbelag zugewandte Seitenfläche der Trägerplatte wird als zweite Seitenfläche der Trägerplatte bezeichnet. Bevorzugterweise weist die Trägerplatte im Bereich der Bohrung durch die Trägerplatte auf der ersten Seitenfläche der Trägerplatte eine Vertiefung auf. Die Vertiefung ist dabei bevorzugterweise im Wesentlichen um die Bohrung herum, sowie ganz bevorzugterweise umfänglich betrachtet vollständig um die Bohrung herum, angeordnet. Dabei kann die Vertiefung eine runde, ovale oder eckige Form aufweisen. Bevorzugterweise weist die Vertiefung eine runde Form und somit einen Durchmesser auf.
Die maximale Breite der Vertiefung ist bevorzugterweise größer als der Durchmesser der Bohrung durch die Trägerplatte. Dabei ist bevorzugterweise vorgesehen, dass die maximale Breite um mindestens 10%, besonders bevorzugterweise um mindestens 15%, sowie ganz besonders bevorzugterweise um mindestens 20% größer ist als der Durchmesser der Bohrung durch die Trägerplatte ist. Bei einer rund ausgebildeten Vertiefung entspricht der Durchmesser dieser Vertiefung der maximalen Breite der Vertiefung.
Ferner ist bevorzugterweise vorgesehen, dass die Buchse derart in der Bohrung durch die Trägerplatte angeordnet ist, dass der Flansch zumindest bereichsweise innerhalb der Vertiefung angeordnet ist. Besonders bevorzugterweise ist der Flansch vollständig in der Vertiefung angeordnet. Somit ist bevorzugterweise vorgesehen, dass der Flansch beziehungsweise die Buchse nicht über die erste Seitenfläche der Trägerplatte aus der Bohrung durch die Trägerplatte herausragt.
Gegenüber der Vertiefung ist in der Trägerplatte vorzugsweise eine Erhebung auf der zweiten Seitenfläche der Trägerplatte angeordnet. Bevorzugterweise ist die Erhebung einstückig mit der Trägerplatte ausgebildet. Die Erhebung kann beispielsweise als ein mit der Trägerplatte verbundenes Element, beispielsweise als aufgeschweißter Ring, ausgebildet sein. Ferner kann die Trägerplatte mit Erhebung und Vertiefung als Gussteil ausgebildet sein. Besonders bevorzugterweise ist vorgesehen, dass die Vertiefung und die Erhebung durch Umformung der Trägerplatte ausgebildet sind. Durch Umformung, insbesondere Eindrücken, der Trägerplatte auf der ersten Seitenfläche entsteht eine Vertiefung, wobei hierdurch auf der zweiten Seitenfläche im Wesentlichen gegenüber der Vertiefung eine korrespondierende Erhebung ausgebildet wird.
Zwischen der Trägerplatte und dem Reibbelagelement ist bevorzugterweise ein Federelement angeordnet. Das Federelement dient der beweglichen Anordnung des Reibbelagelementes auf der Trägerplatte. Bevorzugterweise ist das Federelement umfänglich betrachtet um die Bohrung durch die Trägerplatte auf der zweiten Seitenfläche der Trägerplatte angeordnet.
Dadurch, dass die Buchse bevorzugterweise mit einem Ende in die Bohrung durch das Reibbelagelement hineinragt, kann beim Einschrauben des Befestigungsmittels, beispielsweise der Schraube, eine definierte Vorspannung der beweglichen Verbindung zwischen Trägerplatte und dem Reibbelagelement hergestellt werden. Die Schraube wird hierfür soweit in die Buchse hineingeschraubt, bis der Schraubenkopf einen Anschlag relativ zu einem Ende der Buchse bildet. Somit kann mittels der Länge der Buchse beziehungsweise der Länge des aus der Bohrung durch die Trägerplatte herausragenden Endes der Buchse, eine gewünschte Vorspannung eingestellt oder vorgegeben werden.
Ferner ist bevorzugterweise vorgesehen, dass das Federelement angespannt beziehungsweise vorgespannt zwischen Reibbelagelement und Trägerplatte angeordnet ist. Das Federelement weist bevorzugterweise eine Durchbrechung zur Durchführung des Befestigungsmittels, beispielsweise der Schraube auf. Mittels der Schraubverbindung wird das Reibbelagelement an das Federelement gedrückt. Mit der anderen Seite wird das Federelement an die Trägerplatte gedrückt.
Das Federelement ist dabei bevorzugterweise um die Erhebung herum angeordnet. Somit kann die Erhebung zur Führung beziehungsweise Fixierung des Federelementes dienen. Zur Führung beziehungsweise Fixierung des Federelementes ist somit kein zusätzlicher Aufsatz, beispielsweise aufgeschweißte Scheibe, notwendig.
Auch ist bevorzugterweise vorgesehen, dass das Federelement als Tellerfeder ausgebildet ist. Ganz besonders bevorzugterweise ist die Tellerfeder dabei derart angeordnet, dass der Bodenbereich an der zweiten Seitenfläche der Trägerplatte anliegt und eine Durchbrechung beziehungsweise Durchbohrung zur Durchführung des Befestigungsmittels, beispielsweise der Schraube, aufweist. Der federnde Rand der Tellerfeder wird dabei an die zweite Seitenfläche des Reibbelagelementes gedrückt.
Prinzipiell kann das Reibbelagelement jede geeignete Form beziehungsweise Geometrie aufweisen. Bevorzugterweise weist die Grundform des Reibbelagelementes eine im Wesentlichen runde, ovale, dreieckförmige, quadratische, rechteckförmige oder trapezförmige Form auf. Hierunter ist zu verstehen, dass lediglich die Grundform derartig ausgebildet ist. Beispielsweise können die Ecken abgerundet sein, wodurch aber die Grundform nicht geändert wird. Somit ist beispielsweise vorgesehen, dass das Reibbelagelement eine im Wesentlichen dreieckförmige oder trapezförmige Grundform mit abgerundeten Ecken aufweist.
Auf der zweiten Seitenfläche der Trägerplatte können mehrere Reibbelagelemente angeordnet sein. Dabei ist besonders bevorzugterweise vorgesehen, dass mehr als drei, ganz besonders bevorzugterweise mehr als vier, Reibbelagelemente auf der zweiten Seitenfläche der Trägerplatte angeordnet sind. Bei Anordnung von mehreren Reibbelagelementen auf der zweiten Seitenfläche der Trägerplatte werden die Reibbelagelemente auch als Reibbelagsegmente bezeichnet. Somit weist der Bremsbelag bevorzugterweise einen segmentierten Reibbelag auf, wobei die einzelnen Segmente durch die Reibbelagelemente gebildet werden. Bei Vorsehen mehrerer Reibbelagelemente sind vorzugsweise sämtliche Merkmale bezüglich des mindestens einen Reibbelagelements beziehungsweise dessen Anordnung und Verbindung auf der Trägerplatte auch für die weiteren Reibbelagelemente vorgesehen.
Erfindungsgemäß ist ferner eine Scheibenbremse für ein Fahrzeug, insbesondere ein Schienenfahrzeug, vorgesehen, wobei die Scheibenbremse einen Bremsbelag gemäß den Ansprüchen 1 bis 24 aufweist.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Es zeigen schematisch:
1 eine perspektivische Ansicht eines Bremsbelages,
2 eine Schnittdarstellung durch einen Bremsbelag,
3 eine Schnittdarstellung durch einen Bereich eines Bremsbelags,
4 Eine Schnittdarstellung durch einen Bereich eines Bremsbelags,
5a eine perspektivische Ansicht eines Befestigungsmittels,
5b bis 5d Schnittdarstellungen eines Befestigungsmittels, einer Buchse und eines Sicherungsmittels,
6 eine Schnittdarstellung durch einen Bereich eines Reibbelags, und
7a bis 7c Schnittdarstellungen eines Befestigungselements, eines elastischen Verschlussmittels und einer Buchse.
Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung
1 zeigt eine perspektivische Ansicht eines Bremsbelages 100. Die Trägerplatte 10 des Bremsbelages 100 weist auf der ersten Seitenfläche 28 ein Führungsblech 33 zur Befestigung beziehungsweise Anbringung des Bremsbelages 100 in einer Scheibenbremse 200 auf. Die Scheibenbremse 200 ist in 1 nicht gezeigt. Auf der zweiten Seitenfläche 29 der Trägerplatte 10 sind fünf Reibbelagelemente 11 angeordnet. Die Reibbelagelemente 11 weisen eine im Wesentlichen dreieckförmige Grundform mit abgerundeten Ecken auf.
Die auf der zweiten Seitenfläche 29 der Trägerplatte 10 angeordneten Reibbelagelemente 11 sind beweglich zur Trägerplatte 10 angeordnet. Bei Bremsbetätigung werden die Reibbelagelemente 11 mit einer ersten Seitenfläche 12 an eine Bremsscheibe (in 1 nicht gezeigt) einer Bremse angepresst.
Die Reibbelagelemente 11 sind mittels eines Befestigungsmittels mit der Trägerplatte 10 verbunden. Hierfür weist die Trägerplatte 10 jeweils eine Bohrung 14 für jedes Reibbelagelement 11 auf. In jeder Bohrung 14 ist eine Buchse 15 mit Innengewinde 18 eingepresst. Jedes Reibbelagelement 11 weist eine Bohrung 16 auf, durch welche das Befestigungsmittel hindurchgeführt wird, um das Reibbelagelement 11 mit der Buchse 15 zu verbinden.
2 zeigt einen Querschnitt durch einen Bremsbelag 100. Die Trägerplatte 10 weist auf der ersten Seitenfläche 28 um die Bohrung 14 herum eine Vertiefung 24 auf. Die Vertiefung 24 wurde durch einen Umformprozess beziehungsweise durch Eindrücken der Trägerplatte 10 hergestellt. Somit weist die Trägerplatte 10 auf der zweiten Seitenfläche 29 eine der Vertiefung 24 gegenüberliegende Erhebung 25 auf. Alternativerweise kann die Trägerplatte 10 mit Vertiefung 24 und Erhebung 25 als Gussteil ausgebildet sein.
Um die Erhebung 25 umfänglich herum ist ein Federelement 32 in Form einer Tellerfeder angeordnet. Die Erhebung 25 dient somit der Führung beziehungsweise Fixierung des Federelementes 32. Durch das Vorsehen eines Federelementes 32 zwischen der Trägerplatte 10 und dem Reibbelagelement 11 wird eine bewegliche Anordnung des Reibbelagelementes 11 zur Trägerplatte 10 ermöglicht. In der Bohrung 14 durch die Trägerplatte 10 ist eine Buchse 15 angeordnet. Die Buchse 15 weist ein Innengewinde 18 zur Aufnahme einer Schraube 17 auf. Mittels der Schraube 17 wird das Reibbelagelement 11 mit der Buchse 15 verschraubt.
Die Buchse 15 weist an einem ersten Ende 20 einen nach außen ragenden Flansch 22 auf. Dabei ist die Buchse 15 derart in der Bohrung 14 durch die Trägerplatte 10 angeordnet, dass der Flansch 22 vollständig in der Vertiefung 24 angeordnet ist. Somit steht die Buchse 15 nicht über die erste Seitenfläche 28 der Trägerplatte 10 hinaus. Die Buchse 15 steht dagegen mit deren zweiten Ende 21 aus der Bohrung 14 durch die Trägerplatte 10 hervor und ragt zumindest bereichsweise in die Bohrung 16 durch das Reibbelagelement 11 hinein.
3 zeigt einen Ausschnitt des Bremsbelages 100 in Querschnittsdarstellung. In 3 ist insbesondere der Bereich der Bohrung 14 durch die Trägerplatte 10 und die Bohrung 16 durch das Reibbelagelement 11 sowie die in die Bohrung 14 durch die Trägerplatte 10 angeordnete Buchse 15 gezeigt.
Die Bohrung 14 durch die Trägerplatte 10 weist einen Durchmesser 26 auf. Der Durchmesser 26 entspricht im Wesentlichen dem Außendurchmesser der Buchse 15. Die Buchse 15 ist in die Bohrung 14 durch die Trägerplatte 10 hineingepresst. Der nach außen ragende Flansch 22 der Buchse 15 ist vollständig in der Vertiefung 24 der Trägerplatte 10 auf der ersten Seitenfläche 28 angeordnet. Die gegenüber der Vertiefung 24 angeordnete Erhebung 25 der Trägerplatte 10 dient als Fixierung und Führung für das Federelement 32. Das Federelement 32 ist in Form einer Tellerfeder um diese Erhebung 25 auf der zweiten Seitenfläche 29 der Trägerplatte 10 angeordnet. Der federnde Rand dieser Tellerfeder wird an die zweite Seitenfläche 29 des Reibbelagelementes 11 gepresst beziehungsweise gedrückt.
Mittels einer Schraube 17 ist das Reibbelagelement 11 mit der Trägerplatte 10 verbunden. Hierfür ist die Schraube 17 in die Buchse 15 hineingeschraubt. Durch die vordefinierte Länge 19 der Buchse 15 kann eine gewünschte Vorspannung des Federelementes 32 vorgegeben werden. Die Schraube 17 wird soweit in die Buchse 15 geschraubt, bis die Schraube 17 mit ihrem Kopf eine Anlage relativ zum zweiten Ende 21 der Buchse bildet. Um eine hohe Vorspannung des Federelementes 32 zu erreichen, wird die Länge 19 der Buchse 15 möglichst kurz gewählt. Bei einer größeren Länge 19 der Buchse 15 wird die Vorspannung des Federelementes 32 verringert.
Die maximale Breite 27 der Vertiefung 24 ist größer als der Durchmesser 26 der Bohrung 14 durch die Trägerplatte 10. Des Weiteren ist die maximale Breite 27 der Vertiefung 24 größer als der Außendurchmesser der Buchse 15 im Bereich des nach außen ragenden Flansches 22.
4 zeigt eine weitere Schnittdarstellung durch einen Bereich eines Bremsbelags 100. Dabei ist derselbe Bereich des Bremsbelags 100 gezeigt wie auch bereits in 3. Im Unterschied zu 3 ist das Befestigungsmittel 40 nicht als Schraube sondern als Bolzen 42 ausgebildet. Der Bolzen 42 weist ein Kopfteil 43 und einen daran anschließenden im Wesentlichen zylinderförmigen Zapfen 44 auf. Am stirnseitigen Ende 45 des Bolzens 42 bzw. des Zapfens 44 ist die Wand 47 des Zapfens 44 verdickt ausgebildet bzw. weist auf der Außenfläche eine Erhebung 49 oder Verdickung 50 auf.
Der Bolzen 42 ist im Bereich des Zapfens 44 hohl ausgebildet und weist längs gerichtete in der Wand 47 des Zapfens 44 angeordnete Schlitze 46 auf. Durch diese Schlitze 46 werden Federmittel 48 in Form von Biegefedern bzw. Federlaschen ausgebildet. Der Bolzen 42 wird durch die Bohrung 16 durch das Reibbelagelement 11 in die in der Bohrung 14 durch die Trägerplatte 10 angeordnete Buchse 15 hineingepresst, wobei er nach Hineinpressen mit den verdickten Abschnitten am stirnseitigen Ende 45 des Zapfens 44 in einer ringförmig angeordneten Ausnehmung 51 an der Innenwand 53 der Buchse 15 einrastet.
5a zeigt eine perspektivische Ansicht eines Bolzens 42 mit Kopfteil 43 und davon abstehenden bzw. daran angrenzenden Zapfen 44. Die Wand 47 des Zapfens 44 weist längs gerichtete Schlitze 46 auf, wodurch umfänglich verteilt Federmittel 48 in Form von Biegefedern bzw. Federlaschen ausgebildet werden.
5c zeigt eine Schnittdarstellung einer Buchse 15 wie sie in die Bohrung 14 durch die Trägerplatte 10 gemäß 4 eingesetzt ist.
5d zeigt eine Schnittdarstellung durch ein Sicherungsmittel 54, welches zur Sicherung des in die Buchse 15 eingesetzten Bolzens 42 dient. Das Sicherungsmittel 54 kann nach Einsetzen des Bolzens 42 von unten in die Öffnung des Bolzens 42 hineingepresst werden. Zur Sicherung des Sicherungsmittels 54 gegen Herauswandern aus der Öffnung ist eine Übergangs- oder leichte Presspassung ausreichend. Als Demontagehilfe ist das Sicherungsmittel 54 mit einem Innengewinde ausgebildet.
6 zeigt eine weitere Schnittdarstellung durch einen Bereich eines Bremsbelags wie 3 und 4. Im Gegensatz zu den in 3 und 4 gezeigten Ausführungsformen ist das Befestigungsmittel 40 als Bolzen 42 ausgebildet, wobei das elastische Verschlussmittel 41 nicht integraler Bestandteil des Bolzens 42 ist. Das elastische Verschlussmittel ist als Sicherungsring ausgebildet und in eine Nut 55 auf der Außenfläche des Bolzens 42 eingesetzt. Der Sicherungsring wirkt als Federring und ist in radialer Richtung nachgiebig. Nach Einpressen des Bolzens 42 in die Buchse 15 rastet der Sicherungsring in eine in der Innenwand 53 der Buchse 15 angeordnete Ausnehmung 51 ein. Die Ausnehmung 51 in der Innenwand 53 der Buchse 15 ist als umfängliche Nut 55 ausgebildet.
In 7b ist eine Schnittdarstellung eines Sicherungsrings als elastisches Verschlussmittel 51 gezeigt. Damit der Sicherungsring vor der Montage des Bolzens 42 radial auf den Bolzen 42 geschoben werden kann, ist der Sicherungsring derart ausgebildet, dass die Drahtenden in der Ringöffnung in nahezu radialer Richtung von der Ringmitte aus nach außen verlaufen.
7a und 7c zeigen Schnittdarstellungen eines Bolzens 42 und einer Buchse 15 wie sie in der in 6 gezeigten Ausgestaltung in die Bohrung 14 durch die Trägerplatte 10 eingesetzt sind.
Bezugszeichenliste

100: Bemsbelag
200: Scheibenbremse
10: Trägerplatte
11: Reibbelagelement
12: erste Seitenfläche des Reibbelagelements
13: zweite Seitenfläche des Reibbelagelements
14: Bohrung durch die Trägerplatte
15: Buchse
16: Bohrung durch das Reibbelagelement
17: Schraube
18: Innengewinde der Buchse
19: Länge der Buchse
20: erstes Ende der Buchse
21: zweites Ende der Buchse
22: Flansch
23: Anlagefläche des Flansches
24: Vertiefung in der Trägerplatte
25: Erhebung der Trägerplatte
26: Durchmesser der Bohrung
27: maximale Breite der Vertiefung
28: erste Seitenfläche der Trägerplatte
29: zweite Seitenfläche der Trägerplatte
32: Federelement
33: Führungsblech
40: Befestigungsmittel
41: elastisches Verschlussmittel
42: Bolzen
43: Kopfteil
44: Zapfen
45: stirnseitiges Ende
46: Schlitz
47: Wand des Zapfens
48: Federmittel
49: Erhebung
50: Verdickung
51: Ausnehmung
52: Innenwand der Bohrung
53: Innenwand der Buchse
54: Sicherungsmittel
55: Nut

Claims

Bremsbelag (100), insbesondere für eine Scheibenbremse (200) eines Fahrzeuges, aufweisend eine Trägerplatte (10) und mindestens ein Reibbelagelement (11), wobei das Reibbelagelement (11) derart auf der Trägerplatte (10) angeordnet ist, dass bei Bremsbetätigung das Reibbelagelement (11) mit einer ersten Seitenfläche (12) an eine Bremsscheibe anpressbar ist, wobei das Reibbelagelement (11) beweglich zur Trägerplatte (10) angeordnet ist, wobei das Reibbelagelement (11) mittels eines in einer Bohrung (14) durch die Trägerplatte (10) angeordneten Befestigungsmittels (40) mit der Trägerplatte (10) verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Befestigungsmittel (40) mit einer in der Bohrung (14) durch die Trägerplatte (10) angeordneten Buchse (15) verbunden ist, und/oder dass das Befestigungsmittel (40) mittels eines elastischen Verschlussmittels (41) zur axialen Lagesicherung des Befestigungsmittels (40) innerhalb der Bohrung (14) befestigt ist.
Bremsbelag (100) gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Befestigungsmittel (40) als Schraube (17) mit Außengewinde ausgebildet ist und die Buchse (15) zumindest bereichsweise ein Innengewinde aufweist, wobei das Befestigungsmittel (40) mittels einer Schraubverbindung mit der Buchse (15) verbunden ist.
Bremsbelag (100) gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Befestigungsmittel (40) als Bolzen (42) oder bolzenförmig ausgebildet ist, wobei das Befestigungsmittel (40) einen Kopfteil (43) und einen daran anschließenden Zapfen (44) aufweist.
Bremsbelag (100) gemäß Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das elastische Verschlussmittel (41) integraler Bestandteil des Befestigungsmittels (40) ist oder als separates Bauteil ausgebildet ist.
Bremsbelag (100) gemäß Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Zapfen (44) hülsenförmig und zumindest bereichsweise hohl ausgebildet ist, wobei ein stirnseitiges Ende (45) des Zapfens (44) offen ausgebildet ist.
Bremsbelag (100) gemäß einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das elastische Verschlussmittel (41) ein Federmittel (48), insbesondere eine Biegefeder aufweist, welches durch im Wesentlichen längs gerichtete Schlitze (46) in einer Wand (47) des Zapfens (44) ausgebildet ist.
Bremsbelag (100) gemäß Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das elastische Verschlussmittel (41) mehrere in der Wand (47) des Zapfens (44) ausgebildete Federmittel (48), insbesondere Biegefedern, aufweist, welche umfänglich verteilt angeordnet und durch mindestens drei längs gerichtete Schlitze (46) voneinander getrennt sind.
Bremsbelag (100) gemäß einem der Ansprüche 3 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass auf einer Wand (47) des Zapfens (44) eine nach außen abstehende Erhebung (49) angeordnet ist oder eine Wand (47) des Zapfens (44) bereichsweise eine Verdickung (50) aufweist, wobei die Erhebung (49) oder Verdickung (50) in eine Ausnehmung (51) einer Innenwand (52) der Bohrung (16) oder in eine Ausnehmung (51) einer Innenwand (53) der Buchse (15) eingreift.
Bremsbelag (100) gemäß einem der Ansprüche 3 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Bolzen (42) mittels eines Sicherungsmittels (54), insbesondere einer Sicherungshülse, innerhalb der Bohrung (16) oder innerhalb der Buchse (15) gesichert ist.
Bremsbelag (100) gemäß einem der Ansprüche 3 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das elastische Verschlussmittel (41) ringförmig, insbesondere als Sicherungsring, ausgebildet ist und in einer in einer Wand (47) des Zapfens (44) angeordneten Nut (55) um den Zapfen (44) herum angeordnet ist.
Bremsbelag (100) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Buchse (15) eine Länge (19) aufweist, wobei die Länge (19) größer als eine Tiefe der Bohrung (14) durch die Trägerplatte (10) ist.
Bremsbelag (100) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Buchse (15) aus der Bohrung (14) durch die Trägerplatte (10) herausragt und zumindest teilweise in eine Bohrung (16) durch das Reibbelagelement (11) hineinragt.
Bremsbelag (100) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Buchse (15) an einem ersten Ende (20) einen nach außen ragenden Flansch (22) aufweist, welcher derart ausgebildet ist, einen Anschlag relativ zur Trägerplatte (10) zu bilden.
Bremsbelag (100) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Trägerplatte (10) im Bereich der Bohrung (14) durch die Trägerplatte (10) auf einer ersten Seitenfläche (28) der Trägerplatte (10) eine Vertiefung (24) aufweist, wobei die erste Seitenfläche (28) der Trägerplatte die vom Reibbelagelement (11) abgewandte Seitenfläche ist.
Bremsbelag (100) gemäß Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Vertiefung (24) eine maximale Breite (27) aufweist, wobei die maximale Breite (27) der Vertiefung größer als ein Durchmesser (26) der Bohrung (14) durch die Trägerplatte (10) ist.
Bremsbelag (100) gemäß Anspruch 13 und 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Buchse (15) derart in der Bohrung (14) durch die Trägerplatte (10) angeordnet ist, dass der Flansch (22) zumindest bereichsweise in der Vertiefung (24) angeordnet ist.
Bremsbelag (100) gemäß einem der Ansprüche 14 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Trägerplatte (10) eine im Wesentlichen gegenüber der Vertiefung (24) angeordnete Erhebung (25) auf einer zweiten Seitenfläche (29) der Trägerplatte (10) aufweist, wobei die zweite Seitenfläche (29) der Trägerplatte (10) die dem Reibbelagelement (11) zugewandte Seitenfläche ist.
Bremsbelag (100) gemäß Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Erhebung (31) einstückig mit der Trägerplatte (10) ausgebildet ist.
Bremsbelag (100) gemäß einem der Ansprüche 17 oder 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Vertiefung (30) und die Erhebung (31) durch Umformung der Trägerplatte (10) ausgebildet sind.
Bremsbelag (100) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Trägerplatte (10) und dem Reibbelagelement (11) ein Federelement (32) angeordnet ist.
Bremsbelag (100) gemäß Anspruch 17 und 20, dadurch gekennzeichnet, dass das Federelement (32) um die Erhebung (25) herum angeordnet ist.
Bremsbelag (100) gemäß einem der Ansprüche 20 oder 21, dadurch gekennzeichnet, dass das Federelement (32) als Tellerfeder ausgebildet ist.
Bremsbelag (100) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Reibbelagelement (11) eine im Wesentlichen runde, ovale, dreieckförmige, quadratische, rechteckförmige oder trapezförmige Grundform aufweist.
Bremsbelag (100) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere, bevorzugterweise mehr als drei, Reibbelagelemente (11) auf der zweiten Seitenfläche (29) der Trägerplatte (10) angeordnet sind.
Scheibenbremse (200) für ein Fahrzeug, insbesondere ein Schienenfahrzeug, dadurch gekennzeichnet, dass die Scheibenbremse (200) einen Bremsbelag (100) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche aufweist.