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Die
vorliegende Erfindung betrifft einen Bremsbelag gemäß dem Oberbegriff
des Anspruchs 1 sowie ein Reibelement für einen Bremsbelag.
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Bei
leistungsfähigen
Scheibenbremsen ist es bekannt, anstelle eines großflächigen Reibelements mehrere
kleinere Reibelemente vorzusehen.
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Die
DE 197 27 705 C1 ,
EP 1 167 806 A2 ,
EP 0 619 439 B1 und
EP 0 106 782 B1 offenbaren Bremsbeläge, bei
denen jeweils mehrere Reibelemente unmittelbar auf einer gemeinsamen
Trägerplatte
befestigt, insbesondere aufgesintert sind. Versuche haben gezeigt,
daß hier
eine ungewollte ungleichmäßige Belastung
bei Anlage der Reibelemente an einer zugeordneten Bremsscheibe auftreten kann.
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Aus
der
DE 43 01 006 A1 ist
ein Bremsbelag für
Scheibenbremsen bekannt. Mehrere Reibelemente sind von einer gemeinsamen
Trägerplatte
gehalten, wobei die Reibelemente jeweils in Ausnehmungen der Trägerplatte
eingesetzt und durch eine Elastomerfeder elastisch abgestützt sind.
Hier ist es schwierig, eine gleichmäßige Belastung der Reibelemente
und Flächenpressung
auf der zugeordneten Bremsscheibe sicherzustellen.
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Die
DE 44 36 457 A1 ,
die den Ausgangspunkt der vorliegenden Erfindung bildet, offenbart
einen Bremsbelag für
Teilbelag-Scheibenbremsen. Mehrere Reibelemente sind jeweils gelenkig
an einer gemeinsamen Trägerplatte
gelagert. Insbesondere sind die Reibelemente hierbei über eine
Kugelkalotte und eine zugeordnete Kugelpfanne sowie eine zugeordnete
federnd nachgebende Schraubverbindung an der Trägerplatte gelenkig gehalten.
4 zeigt in einer nur schematischen
Ansicht den Kraftverlauf bzw. die Belastung eines Reibelements.
Grundsätzlich
ist jedoch keine das Reibmaterial vollflächig tragende Zwischenplatte
vorgesehen.
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Der
vorgenannte Aufbau ist aufwendig. Weiterhin können sich die Reibelemente
mit Ihrer polygonalen Außenkontur
durch Verdrehen gegeneinander verklemmen.
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Ein
weiterer Nachteil des bekannten Aufbaus liegt darin, daß die kugelförmige Lagerung
der Reibelemente und ihre federnd nachgebende Schraubverbindung
eine beträchtliche
Bauhöhe
senkrecht zur Reibfläche
erfordern.
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Der
vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Bremsbelag
für eine
Scheibenbremse und ein diesbezügliches
Reibelement anzugeben, die einen einfachen, kostengünstigen
und kompakten Aufbau einer leistungsfähigen Scheibenbremse, insbesondere
wie bei Schienenfahrzeugen erforderlich, ermöglichen, wobei eine zumindest
im wesentlichen gleichmäßige Beanspruchung
der Reibelemente unterstützt
wird.
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Die
obige Aufgabe wird durch einen Bremsbelag gemäß Anspruch 1 oder ein Reibelement
gemäß Anspruch
14 gelöst.
Vorteilhafte Weiterbildungen sind Gegenstand der Unteransprüche.
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Eine
grundlegende Idee der vorliegenden Erfindung liegt darin, jedes
Reibelement mit einer Zwischenplatte zu versehen, die einerseits
das Reibmaterial des Reibelements trägt und andererseits über mindestens
zwei Verbindungspunkte verdrehsicher an einer Trägerplatte lösbar anbringbar ist. Insbesondere
weist die Zwischenplatte hier mindestens zwei, vorzugsweise bolzenförmige Eingriffselemente
auf, die in entsprechende Ausnehmungen einer zugeordneten Trägerplatte
vorragen bzw. eingreifen. Die Zwischenplatte liegt dabei zumindest
im wesentlichen glattflächig
auf der Trägerplatte.
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Die
vorschlagsgemäße Lösung führt zu einem
sehr einfachen und dementsprechend preisgünstigen Aufbau, der eine ausreichende
Beweglichkeit des einzelnen Reibelements und einen kompakten Aufbau
einer leistungsfähigen
Scheibenbremse ermöglicht.
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Weitere
Vorteile, Merkmale, Eigenschaften und Aspekte der vorliegenden Erfindung
ergeben sich aus der folgenden Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform
anhand der Zeichnung. Es zeigt:
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1 eine schematische, teilweise
Darstellung einer Scheibenbremse mit einem vorschlagsgemäßen Bremsbelag;
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2 einen Schnitt des Bremsbelags
entlang Linie II-II gemäß 1;
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3 eine Trägerplatte
des Bremsbelags mit zwei vorschlagsgemäßen Reibelementen; und
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4 einen Schnitt der Trägerplatte
entlang Linie IV-IV gemäß 3.
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Nachfolgend
werden für
gleiche oder ähnliche
Teile dieselben Bezugszeichen verwendet, wobei entsprechende oder
vergleichbare Vorteile erreicht werden, auch wenn eine wiederholte
Beschreibung aus Vereinfachungsgründen weggelassen ist.
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1 zeigt in einer schematischen
Darstellung einen vorschlagsgemäßen Bremsbelag 1 einer Scheibenbremse 2,
insbesondere einer Teilbelag-Scheibenbremse.
Der Bremsbelag 1 weist mindestens eine Trägerplatte 3 mit
mehreren, hier zwei, einzelweise lösbaren Reibelementen 4 auf. 3 veranschaulicht eine Trägerplatte 3 mit
zwei geordneten Reibelementen 4.
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Die
Schnittdarstellung gemäß 4 zeigt, daß jedes
Reibelement 4 eine Zwischenplatte 5 aufweist,
die das Reibmaterial 6 des Reibelements 4 trägt. Das
Reibmaterial 6 ist hier unmittelbar und vollflächig mit
der Zwischenplatte 5 verbunden, beispielsweise auf diese
aufgesintert oder aufgeklebt. Vorzugsweise handelt es sich um einen
Sinterbelag, also gesintertes Reibmaterial 6. Jedoch kann
es sich auch um ein sonstiges geeignetes Reibmaterial 6, insbesondere
organisches Reibmaterial 6 handeln.
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Die
Trägerplatte 3 und
die Zwischenplatte 5 bestehen vorzugsweise aus Metal, vorzugsweise Stahl.
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Wesentlich
ist, daß die
Reibelemente 4 jeweils einzelweise an ihrer zugeordneten
Trägerplatte 3 lösbar befestigt
sind. Hierauf wird nachfolgend unter Erläuterung des vorschlagsgemäßen Aufbaus
eines einzelnen Reibelements 4 näher eingegangen.
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Jedes
Reibelement 4 ist über
mindestens zwei voneinander beabstandete Eingriffselemente 7 verdrehsicher
an der Trägerplatte 3 anbringbar.
Beim Dar stellungsbeispiel trägt
die Zwischenplatte 5 zwei bolzenförmige Eingriffselemente 7,
die auf der dem Reibmaterial 6 abgewandten Flachseite zur
Trägerplatte 3 hin
vorragen und in angepaßte
Ausnehmungen 8, insbesondere Bohrungen, der Trägerplatte 3 eingreifen.
Die Schnittansicht gem. 4 zeigt
lediglich ein Eingriffselement 7. Das andere Eingriffselement 7 ist
in diesem Schnitt nicht erkennbar.
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4 zeigt weiter ein Sicherungsmittel 9 zur Halterung
bzw. Sicherung des Reibelements 4 bzw. dessen Zwischenplatte 5 an
der Trägerplatte 3.
Das Sicherungsmittel 9 kann bei geeigneter Ausbildung bedarfsweise
durch ein Eingriffselement 7 und/oder weitere Teile gebildet
sein. Beim Darstellungsbeispiel ist das Sicherungsmittel 9 getrennt
von den Eingriffselementen 7 aufgebaut, worauf später noch
näher eingegangen
wird.
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Beim
Darstellungsbeispiel dienen die Eingriffselemente 7 lediglich
einer Sicherung des Reibelements 4 gegen ein Verdrehen
auf der Trägerplatte 3.
Die Eingriffselemente 7 sichern die Zwischenplatte 5 hier
also nicht gegen ein Abheben von der Trägerplatte 3.
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Beispielsweise
ist das Eingriffselement 7 bolzenförmig ausgebildet und lediglich
kraftschlüssig
an der Zwischenplatte 5 gehalten, wie in 4 angedeutet. Insbesondere ist das bolzenförmige Eingriffselement 7 in
eine Bohrung 10 der Zwischenplatte 5 eingepreßt bzw.
eingepaßt
und dadurch gehalten.
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Der
aus der Zwischenplatte 5 vorragende bzw. von der Zwischenplatte 5 abragende
Halteabschnitt 11 des Eingriffselements 7 ist
in seinem Durchmesser reduziert und greift in die dazu korrespondierende,
in der Trägerplatte 3 gebildete
Bohrung bzw. Ausnehmung 8 ein. Durch den reduzierten Durchmesser
des Halteabschnitts 11 ist der Durchmesser der Ausnehmung 8 hier
derart verkleinert, daß das
Eingriffselement 7 gegen ein Herausfallen – bei der
Darstellung gemäß 4 nach unten – gesichert
ist. Das beim Darstellungsbeispiel nur kraftschlüssig von der Zwischenplatte 5 gehaltene
Eingriffselement 7 ist bei montiertem bzw. eingebautem Reibelement 4 also
einerseits durch das Reibmaterial 6 und andererseits durch
die benachbarte Trägerplatte 3 gegen
ein Herausfallen gesichert.
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Jedoch
kann das Eingriffselement 7 bedarfsweise auch formschlüssig an
der Zwischenplatte 5 festgelegt, insbesondere mit dieser
fest verbunden werden.
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Das
Sicherungsmittel 9 weist hingegen ein Sicherungselement 13 auf,
das vorzugsweise formschlüssig
oder fest mit dem Reibelement 4, hier der Zwischenplatte 5 verbunden
ist. Beim Darstellungsbeispiel weist das bolzenförmige Sicherungselement 13 einen
Flansch 14 auf, der das Sicherungselement 13 gegen
ein Herausfallen bzw. Herausziehen aus der Zwischenplatte 5 zur
Trägerplatte 3 hin
sichert. In die andere Richtung ist das Sicherungselement 13 durch
die Überdeckung
durch das Reibmaterial 6 gesichert.
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Das
Sicherungselement 13 durchgreift die zugeordnete, in der
Trägerplatte 3 gebildete
Bohrung bzw. Durchbrechung 15 und ist auf der dem Reibelement 4 abgewandten
Flachseite der Trägerplatte 3 axial
sicherbar. Hierzu weist das Sicherungselement 13 ein Eingriffsmittel 16,
wie ein Gewinde, eine Ausnehmung oder – wie dargestellt – eine Umfangsnut auf,
in das ein geeignetes Sicherungsteil 17, wie in 4 angedeutet, zur axialen
Sicherung des Sicherungselements 13 an der Trägerplatte 3 eingreifen kann.
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Alternativ
kann die axiale Sicherung auch auf sonstige Weise, insbesondere
ohne das Sicherungsteil 17, realisiert werden. Beispielsweise
kann das Sicherungselement 13 bei entsprechender Anpassung/Ausbildung
unmittelbar mit der Trägerplatte 3 verrasten.
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Folglich
dient das Sicherungsmittel 9 einer Sicherung des Reibelements 4 gegen
ein Abheben von der Trägerplatte 3 bzw.
ein Entfernen senkrecht zur Plattenebene 12 des Reibelements 4.
Dies schließt
jedoch nicht aus, daß das
Sicherungsmittel 13 – insbesondere
je nach Ausbildung bzw. federnder Nachgiebigkeit des Sicherungsteils 17 – das Reibelement 4 mit
einem gewissen, vorzugsweise gewünschten
Bewegungsspiel quer zur Plattenebene 12 bzw. Oberfläche der
Trägerplatte 3 sichert
bzw. hält.
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Vorzugsweise
sind das Reibelement 4 und die Trägerplatte 3 derart
aneinander angepaßt,
daß die
Eingriffselemente 7 zumindest im wesentlichen ausschließlich auf
Scherung und/oder das Sicherungsmittel 9 vorzugsweise zumindest
im wesentlichen nur in axialer Richtung, insbesondere nur auf Zug, belastet
werden bzw. wird. Beim Darstellungsbeispiel ist hierzu das Radialspiel
zwischen den Halteabschnitten 11 der Eingriffselemente 7 und
den zugeordneten Bohrungen 8 ausreichend klein gegenüber dem
Radialspiel zwischen dem Sicherungselement 13 und der zugeordneten
Durchbrechung 15 gewählt.
Jedoch sind hier selbstverständlich
auch andere konstruktive Lösungen
möglich.
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Der
vorgenannte Aufbau erfordert wenig Teile bei geringer Bearbeitung,
so daß eine
kostengünstige
Herstellung und Montage ermöglicht
wird. Des weiteren kann der vorschlagsgemäße Aufbau sehr kompakt ausgeführt werden,
insbesondere ist nur eine geringe Bauhöhe quer zur Plattenebene 12 bzw. zu
einer von dem Reibelement 4 bzw. dessen Reibmaterial 6 gebildeten
Reibfläche 18 erforderlich.
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Ein
weiterer Vorteil des vorschlagsgemäßen Aufbaus liegt darin, daß das Reibmaterial 6 bedarfsweise
vollständig
massiv, insbesondere die Reibfläche 18 durchbrechungsfrei
ausgebildet werden kann. Dies ist einem kompakten Aufbau der Scheibenbremse 2 bei
hoher Leistungsfähigkeit
bzw. großem Bremsvermögen zuträglich.
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Ein
weiterer Vorteil der verhältnismäßig "losen" Anbringung bzw.
Befestigung der Reibelemente 4 an der Trägerplatte 3 liegt
darin, daß die
Belastung des Reibmaterials 6 durch Eigenschwingungen bzw. Resonanzen
des Systems bzw. der Scheibenbremse 2 aufgrund der geringeren
Einkopplung bzw. möglichen
Entkopplung minimiert werden können.
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Ein
weiterer Vorteil des vorschlagsgemäßen Aufbaus liegt darin, daß durch
die voneinander unabhängig
bewegbaren bzw. verkippbaren Zwischenplatten 5 die Beanspruchung
einzelner Anschnitte des Reibmaterials 6 auf Biegung und/oder
Zug minimiert oder sogar verhindert werden kann. Hierdurch ist eine
Erhöhung
der Standfestigkeit möglich.
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Ergänzend wird
darauf hingewiesen, daß die Trägerplatten 3 ihrerseits
vorzugsweise verkippbar und/oder verschwenkbar gehalten sind. Beim
Darstellungsbeispiel sind die Trägerplatten 3 paarweise von
einem querträgerartig
ausgebildeten Halter, wie einem Rückenblech 19, gehalten,
insbesondere mit diesem axial nachgiebig verschraubt, wie in 1 und in der Schnittdarstellung
gem. 2 angedeutet. Beispielsweise
ist eine Verbindungsschraube 20 in einer Gewindehülse 21 widergelagert
die sich ihrerseits über
einen radialen Flansch 22 und eine zugeordnete Tellerfeder 23 am
anderen Teil, hier das Rückenblech 19,
abstützt.
Jedoch sind grundsätzlich auch
andere geeignete Verbindungstechniken, beispielsweise Nietverbindungen,
einsetzbar.
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Alternativ
oder zusätzlich
zu der axial federnd nachgebenden Verbindung kann das Rückenblech 19 seinerseits
auch elastisch federnd, insbesondere blattfederartig, oder verschwenkbar
bzw. verkippbar ausgebildet bzw. gelagert oder gehalten sein.
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Beim
Anlegen des Bremsbelags 1 an eine Bremsscheibe 24 der
Scheibenbremse 2, also beim Bremsen, ermöglicht der
vorschlagsgemäße Aufbau, daß die Reibelemente 4 bzw.
deren Reibmaterial 6 zumindest weitgehend gleichmäßig und
mit jeweils über
die Reibfläche 18 zumindest
nur verhältnismäßig gering
variierender Flächenpressung
anliegen.
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Ein
weiterer Vorteil des vorschlagsgemäßen Aufbaus liegt darin, daß die vorzugsweise
metallischen Zwischenplatten 5 aufgrund ihres insbesondere
zumindest im wesentlichen glattflächigen und vollflächigen Aufliegens
auf der Trägerplatte 3 eine
bedarfsweise gute Wärmeübertragung
zur Kühlung
des Reibmaterials 6, falls erforderlich, ermöglichen.
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Ein
weiterer Vorteil liegt darin, daß die Reibelemente 4 einzeln
bzw. generell ausgetauscht werden können, ohne daß ein Austausch
der Trägerplatten 3 und/oder
des Rückenblechs 19 erforderlich
ist, so daß Kosten
und Aufwand minimiert werden können.
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Der
vorschlagsgemäße Belag 1 bzw.
das vorschlagsgemäße Reibelement 4 kann
bedarfsweise auch für
jede beliebige Art von Bremsen eingesetzt werden.