DE102007004012A1

DE102007004012A1 - Bremsbelaghalterung und Bremsbelag für eine Scheibenbremse

Info

Publication number: DE102007004012A1
Application number: DE200710004012
Authority: DE
Inventors: Borislav Salapic; Thomas Lehner
Original assignee: Knorr Bremse Systeme fuer Nutzfahrzeuge GmbH; Knorr Bremse Systeme fuer Schienenfahrzeuge GmbH
Current assignee: Knorr Bremse Systeme fuer Nutzfahrzeuge GmbH; Knorr Bremse Systeme fuer Schienenfahrzeuge GmbH
Priority date: 2007-01-26
Filing date: 2007-01-26
Publication date: 2008-07-31
Also published as: WO2008090131A1

Abstract

Eine Bremsbelaghalterung für eine Scheibenbremse, insbesondere für Nutzfahrzeuge, wobei beidseitig einer Bremsscheibe zugeordnete Bremsbeläge (2) federbelastet jeweils in einem Belagschacht eines ortsfesten Bremsträgers gelagert sind, die jeweils eine bogenförmig ausgebildete Belaghaltefeder (6) aufweisen, die verliergesichert und radial auslenkbar an einer einen Reibbelag (4) tragenden Belagträgerplatte (5) eines Bremsbelages (2) gehalten sind und die radial von der Achse der Bremsscheibe weg gegen einen in einem Bremssattel (1) gehaltenen Belaghaltebügel (3) drückt, ist so ausgeführt, dass die Belaghaltefeder (6) aus einem Draht geformt ist.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Bremsbelaghalterung sowie einen Bremsbelag für eine Scheibenbremse gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Eine gattungsgemäße Bremsbelaghalterung ist aus der DE 40 20 287 A1 bekannt. Die dort gezeigte und beschriebene Konstruktion hat sich in der Praxis durchaus bewährt. Dabei ist die Bremsbelaghalterung so ausgebildet, dass die als Blattfeder ausgebildete Bremsbelagfeder an seitlichen Ausnehmungen an auskragenden Haltelaschen am Bremsbelagträger befestigt sind, durch den die Belaghaltefeder in radialer Richtung gehalten wird und zwar so, dass ein selbsttätiges Lösen in entspannter oder teilentspannter Lage ausgeschlossen ist.
Da zur Festlegung der Belaghaltefeder lediglich zwei Anbindungsstellen vorgesehen sind, die abständig zueinander angeordnet sind, wird die Belaghaltefeder auch als Griff benutzt und dabei mittig gefasst, so dass die Belaghaltefeder im Sinne eines zweiseitig eingespannten Trägers fungiert, mit der Neigung, ihn entsprechend stark durchzubiegen.
Unter Umständen kann sich durch diese Verformung die Federcharakteristik der Belaghaltefeder verändern, was sich nachteilig in der Funktion auswirken kann.
Während des Betriebs treten beim Bremsvorgang an den Bremsbelägen große Wärmemengen auf, die von dem Bremsbelagmaterial und auch der Belaghaltefeder verkraftet werden müssen. Geometriebedingt nimmt dabei die als Blattfeder ausgebildete Belaghaltefeder sehr viel Wärme auf. Auch die Reibung bei der Sattelverschiebung ist bei einer solchen Blattfeder aufgrund der großen Berührungsfläche mit dem darüber liegenden Belaghaltebügel sehr groß.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Bremsbelaghalterung und einen Bremsbelag der gattungsgemäßen Art zu entwickeln, der die oben genannten Nachteile beseitigt und kostengünstig herzustellen ist.
Diese Aufgabe wird durch eine Bremsbelaghalterung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und einen Bremsbelag mit den Merkmalen des Anspruchs 21 gelöst.
Die Belaghaltefeder in Form eines Federdrahtes ist einfach zu fertigen und benötigt im Vergleich zu einer Blattfeder auch weniger Platz und Material, was sich in einem reduzierten Kostenaufwand bei der Herstellung des Bremsbelags niederschlägt. Berücksichtigt man die großen Stückzahlen, in denen solche Bremsbeläge hergestellt werden, ist der Einfluss des Kostenfaktors sehr bedeutend und eine Reduzierung desselben äußerst vorteilhaft.
Durch die Erfindung wird außerdem erreicht, dass die Gefahr von Federbrüchen der Belaghaltefeder aufgrund der höheren Dauerfestigkeit der robusteren Form eines Drahtes erheblich reduziert ist.
Bedingt durch ihre Geometrie reduziert sich des Weiteren bei einer solchen Feder auch die Temperaturaufnahme während eines Bremsvorgangs, was zu längeren Standzeiten der Belaghaltefeder fuhrt.
Auch die progressive Federkennlinie einer solchen Feder mit fest eingespannten Enden ist für den Einsatz in einer Umgebung mit unterschiedlich stark abzufedernden Krafteinwirkungen äußerst vorteilhaft, da dadurch Ermüdungserscheinungen des Federmaterials durch allzu große Verformungen vermieden und Belageingrabungen verringert werden.
Als weiteren Vorteil ist zu nennen, dass sich die Sattelverschiebekraft verringert, da eine Drahtfeder im Vergleich zu einer Blattfeder geometriebedingt einer deutlich geringeren Reibung mit einem auf die Drahtfeder drückenden Haltebügel ausgesetzt ist.
Nach einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung sind die Enden der Belaghaltefeder auf Bolzen an der Belagträgerplatte stabil gehaltert. Solche Bolzen sind entweder im Guss der Belagträgerplatte integrierbar oder bestehen aus Einzelteilen. Sie lassen sich ebenfalls sehr einfach und kostengünstig herstellen und bieten der Belaghaltefeder einen äußerst kippsicheren Halt gegen seitliche Verkippungen während der Federbelastung. Außerdem kann aufgrund sehr geringer Toleranzen bei Bohrungen eine größere Präzision durch genaueres Auslegen der Feder erzielt werden.
Zusätzlich ist die Belaghaltefeder an ihren Enden um die Bolzen in Richtung der Drahtachse gewunden. Dadurch wird die Krafteinwirkung der Belaghaltefeder auf den Bremsbelag näher an den Bremsbelagschwerpunkt gerückt, wodurch eine etwaige Kippneigung der Belaghaltefeder weiter reduziert wird.
Nach einer weiteren besonders vorteilhaften Ausgestaltung ist die Drahtfeder teilweise gewellt ausgebildet. Dieser gewellte Bereich dient im wesentlichen als Toleranzausgleich in Federlängsrichtung, beispielsweise infolge einer Längenausdehnung aufgrund von Temperaturdifferenzen. Auch einer Stauchung infolge einer Überdehnung der Feder wird so entschärft.
Weitere vorteilhafte Ausbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.
Ein Ausführungsbeispiel wird nachfolgend anhand der beigefügten Zeichnungen beschrieben. Es zeigen:
1 eine prinzipielle Anordnung einer Scheibenbremse und deren Belaghaltesystem mit erfindungsgemäßen Bremsbelägen versehene Scheibenbremse in einer perspektivischen Ansicht,
2a eine Vorderansicht des Bremsbelages,
2b eine Vorderansicht eines Details von 2a,
3a eine geschnittene Seitenansicht des Bremsbelages,
3b eine geschnittene Seitenansicht eines Details von 3a,
4a eine Rückansicht des Bremsbelages,
4b eine Rückansicht eines Details von 4a,
5 eine perspektivische Ansicht des Bremsbelages,
5b eine perspektivische Ansicht des Details von 5a.
Die prinzipielle Anordnung einer Scheibenbremse und deren Belaghaltesystem ist in der 1 erkennbar. Die Scheibenbremse weist einen Bremssattel 1 auf, der eine Bremsscheibe (nicht gezeigt) umfasst, an die beidseitig Bremsbeläge 2 anpressbar sind, wobei einer der Bremsbeläge oder auch beide mittels einer nicht dargestellten Zuspanneinrichtung im Funktionsfall gegen die Bremsscheibe gedrückt wird bzw. werden. Die Bremsbeläge 2 sind in an dem Bremsträger vorgesehenen Belagschächten vorzugsweise zu beiden Seiten der Bremsscheibe eingesetzt und bestehen aus einem Reibbelag 4 sowie einer Belagträgerplatte 5. Zur radialen Sicherung der Bremsbeläge 2 ist ein Belaghaltebügel 3 quer über den beiden Bremsbelägen 2 befestigt, an dem sich als Drahtfedern ausgebildete Belaghaltefedern 6 der Bremsbeläge 2 abstützen.
In den 2a bis 5b ist ein Bremsbelag 2 mit einer als bogenförmige Drahtfeder ausgebildeten Belaghaltefeder 6 dargestellt. Wie in 2a und 5a zu sehen ist, ist die Belaghaltefeder 6 oberhalb und entlang der zur Belagschachtöffnung gerichteten Stirnlängsseite der Belagträgerplatte 5 angeordnet. Dabei erstreckt sich die Belaghaltefeder 6 zentriert etwa über die halbe Belagträgerplatte. In der Mitte der Stirnlängsseite der Belagträgerplatte 5 weist die Belagträgerplatte einen Federwegbegrenzer 10 auf, der als Anschlag für die Belaghaltefeder 6 dient. Der Querschnitt des für die Drahtfeder verwendeten Drahtes ist vorzugsweise rund, wie in 3 gezeigt, kann aber auch rechteckig, vieleckig, halbrund oder elliptisch ausgebildet sein. Der Durchmesser des Drahtes beträgt bevorzugt etwa 3 ± 1 Millimeter.
In einer besonderen Ausführungsform ist ein Teil der Belaghaltefeder wellenförmig ausgebildet, wobei die Wellen der Belaghaltefeder 6 in der Ebene der Stirnlängsseite der Belagträgerplatte 5 und quer zur Drahtachsenrichtung mit einer maximalen Auslenkung von etwa 45 Grad ausgebildet sind.
Die Belaghaltefeder 6 ist verliergesichert und radial auslenkbar an einer den Reibbelag 4 tragenden Belagträgerplatte 5 eines Bremsbelages 2 formschlüssig befestigt. Wie in 5a besonders gut zu sehen ist, sind die Enden der Belaghaltefeder 6 an Bolzen 8 gehaltert, welche aus Ausstülpungen 11 an der zur Belagschachtöffnung gerichteten Stirnlängsseite der Belagträgerplatte 5 zum Reibungsbelag hin hervorstehen. Die Bolzen 8 sowie die Ausstülpungen 11, aus denen sie hervorstehen, sind vorzugsweise in den Guss der Belagträgerplatte 5 integriert, können aber auch aus Einzelteilen bestehen, die an der Belagträgerplatte 5 fest angebracht sind. Die 4a und 4b zeigen eine solche Ausstülpung an der Belagträgerplatte in einer kegelförmigen Ausführung, die in den Guss der Belagträgerplatte 5 integriert ist. Die Bolzen 8 sind in einer besonders vorteilhaften Ausführungsform an ihrer der Reibfläche 4 des Bremsbelags 2 zugewandten Stirnseite verstemmt. Unterhalb der Bolzen 8 sind konkave Aussparungen in der Belagträgerplatte 5 vorgesehen.
Die Belaghaltefeder 6 ist an ihren Enden um den jeweiligen Bolzen herum gewunden, wobei die Windungsachse quer zur Drahtfederachse verläuft. Wie in 5b zu sehen ist, beschreibt die Windung 9 wenigstens einen vollständigen Kreis von 360°, insbesondere einen Winkel von ca. 450 Grad. Durch den durch diese Windung 9 entstehenden Drahtversatz wird die Kippneigung des Drahts in Richtung der Bremsscheibenachse reduziert.
Wie in 5b besonders deutlich zu sehen ist, beginnt die Windung 9 der Belaghaltefeder 6, von der Mitte der Belaghaltefeder 6 nach außen betrachtet, am freien Ende jeweils mit einer Biegung nach unten zur Stirnlängsseite der Belagträgerplatte 5 hin hinein in die konkave Aussparungen 7, so dass die Windung der Form der Aussparung 7 folgt Dadurch ergibt sich eine insgesamt kompaktere Bauweise.
In einer besonderen Ausführungsform ist der Draht 6 an seinem freien Ende mit der Belagträgerplatte 5 kraft- oder stoffschlüssig gehaltert, bevorzugt durch Kleben, Löten oder Schweißen, um eine weitere Federwirkung zu erzielen.
Die Länge der Aussparungen 7 entlang der Stirnlängsseite der Belagträgerplatte 5 ist etwas größer als der Durchmesser der Drahtfederwindung. Durch diese Anbringungsart der Belaghaltefeder 6 auf den Bremsbelag 2 sind weitere Arretiervorrichtungen für die Belaghaltefeder 6 an anderen Positionen der Stirnseite des Bremsbelags 2 wie Ösen, Klammern oder Klemmen nicht mehr notwendig, so dass die Herstellung des Bremsbelags 2 dadurch vereinfacht wird.

1: Bremssattel
2: Bremsbelag
3: Belaghaltebügel
4: Reibbelag
5: Belagträgerplatte
6: Belaghaltefeder
7: Aussparung
8: Bolzen
9: Windung
10: Federwegbegrenzer
11: Ausstülpung

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

- DE 4020287 A1 [0002]

Claims

Bremsbelaghalterung für eine Scheibenbremse, insbesondere für Nutzfahrzeuge, wobei beidseitig einer Bremsscheibe zugeordnete Bremsbeläge (2) federbelastet jeweils in einem Belagschacht eines ortsfesten Bremsträgers oder Bremssattels (1) gelagert sind, die jeweils eine Belaghaltefeder (6) aufweisen, die verliergesichert und radial auslenkbar an einer einen Reibbelag (4) tragenden Belagträgerplatte (5) eines Bremsbelages (2) gehalten sind und die radial von der Achse der Bremsscheibe weg gegen einen in einem Bremssattel (1) gehaltenen Belaghaltebügel (3) drückt, dadurch gekennzeichnet, dass die Belaghaltefeder (6) aus einem Draht geformt ist.
Bremsbelaghalterung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Belaghaltefeder (6) bogenförmig ausgebildet ist.
Bremsbelaghalterung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Belaghaltefeder (6) an ihren Enden in Drahtachsenrichtung eine Windung (9) aufweist.
Bremsbelaghalterung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Belaghaltefeder (6) mindestens teilweise wellenförmig quer zur Drahtachsenrichtung und parallel zur Oberfläche der zur Belagschachtöffnung gerichteten Stirnlängsseite der Belagträgerplatte (5) gebogen ist.
Bremsbelaghalterung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die maximale Auslenkung der wellenförmigen Biegungen der Belaghaltefeder (6) aus einer Geraden zwischen den Befestigungspunkten der Belaghaltefeder (6) etwa 45 Grad beträgt.
Bremsbelaghalterung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Drahtdurchmesser der Belaghaltefeder (6) etwa 3 ± 1 mm beträgt.
Bremsbelaghalterung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Belaghaltefeder (6) an der zur Belagschachtöffnung gerichteten Stirnlängsseite der Belagträgerplatte (5) formschlüssig gehaltert ist.
Bremsbelaghalterung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Halterung der Belaghaltefeder (6) aus einem Bolzen (8) besteht, der von einer Ausstülpung (11) an der zur Belagschachtöffnung gerichteten Stirnlängsseite der Belagträgerplatte (5) in Richtung des Reibbelages absteht.
Bremsbelaghalterung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Bolzen (8) und die Ausstülpung (11) im Guss der Belagträgerplatte (5) integriert ist.
Bremsbelaghalterung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Bolzen (8) und die Ausstülpung (11) als Einzelteile ausgeführt sind, die fest mit der Belagträgerplatte (5) verbunden sind.
Bremsbelaghalterung nach den Ansprüchen 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Bolzen (8) an seiner der Reibfläche (4) zugewandten Stirnseite verstemmt ist.
Bremsbelaghalterung nach den Ansprüchen 8 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass an der Stelle des Bolzens (8) in der zur Belagschachtöffnung gerichteten Stirnlängsseite der Belagträgerplatte (5) eine Aussparung (7) in der Belagträgerplatte (5) vorgesehen ist.
Bremsbelaghalterung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Aussparung (7) von konkaver Gestalt ist.
Bremsbelaghalterung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Draht (6) an seinem freien Ende mit der Belagträgerplatte (5) fest verbunden ist.
Bremsbelaghalterung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Windung (9) am Ende der Belaghaltefeder (6) der Form der Aussparung (7) folgt.
Bremsbelaghalterung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Draht (6) einen rechteckigen Querschnitt aufweist.
Bremsbelaghalterung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Draht (6) einen mehreckigen Querschnitt aufweist.
Bremsbelaghalterung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Draht (6) einen runden Querschnitt aufweist.
Bremsbelaghalterung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Draht (6) einen halbrunden Querschnitt aufweist.
Bremsbelaghalterung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Draht (6) einen elliptischen Querschnitt aufweist.
Bremsbelag für eine Scheibenbremse, insbesondere für Nutzfahrzeuge, die aufweist: eine Belagträgerplatte (5), einen Reibbelag (4) und eine Belaghaltefeder (6), die verliergesichert und radial auslenkbar an der Belagträgerplatte (5) des Bremsbelages (2) gehalten ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Belaghaltefeder (6) aus einem Draht geformt ist.
Bremsbelag nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, dass die Belaghaltefeder (6) bogenförmig ausgebildet ist.
Bremsbelag nach Anspruch 21 oder 22, dadurch gekennzeichnet, dass die Belaghaltefeder (6) an ihren Enden in Drahtachsenrichtung gewunden ist.
Bremsbelag nach einem der Ansprüche 21 bis 23, dadurch gekennzeichnet, dass die Belaghaltefeder (6) mindestens teilweise wellenförmig quer zur Drahtachsenrichtung und parallel zur Oberfläche der zur Belagschachtöffnung gerichteten Stirnlängsseite der Belagträgerplatte (5) gebogen ist.
Bremsbelag nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, dass die maximale Auslenkung der wellenförmigen Biegungen der Belaghaltefeder aus einer Geraden zwischen den Befestigungspunkten der Belaghaltefeder etwa 45 Grad beträgt.
Bremsbelag nach einem der Ansprüche 21 bis 25, dadurch gekennzeichnet, dass der Drahtdurchmesser der Belaghaltefeder (6) etwa 3 ± 1 mm beträgt.
Bremsbelag nach einem der Ansprüche 21 bis 26, dadurch gekennzeichnet, dass die Belaghaltefeder (6) an der zur Belagschachtöffnung gerichteten Stirnlängsseite der Belagträgerplatte (5) formschlüssig gehaltert ist.
Bremsbelag nach Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, dass die Halterung der Belaghaltefeder (6) aus einem Bolzen (8) besteht, der von einer Ausstülpung (11) an der zur Belagschachtöffnung gerichteten Stirnlängsseite der Belagträgerplatte (5) in Richtung des Reibbelages absteht.
Bremsbelag nach Anspruch 28, dadurch gekennzeichnet, dass der Bolzen (8) und die Ausstülpung (11) im Guss der Belagträgerplatte (5) integriert ist.
Bremsbelag nach Anspruch 28, dadurch gekennzeichnet, dass der Bolzen (8) und die Ausstülpung (11) als Einzelteile ausgeführt sind, die fest mit der Belagträgerplatte (5) verbunden sind.
Bremsbelag nach den Ansprüchen 27 bis 30, dadurch gekennzeichnet, dass der Bolzen (8) an seiner der Reibfläche (4) zugewandten Stirnseite verstemmt ist.
Bremsbelag nach den Ansprüchen 28 bis 31, dadurch gekennzeichnet, dass an der Stelle des Bolzens (8) in der zur Belagschachtöffnung gerichteten Stirnlängsseite der Belagträgerplatte (5) eine Aussparung (7) in der Belagträgerplatte (5) vorgesehen ist.
Bremsbelag nach Anspruch 32, dadurch gekennzeichnet, dass die Aussparung (7) von konkaver Gestalt ist.
Bremsbelag nach einem der Ansprüche 21 bis 33, dadurch gekennzeichnet, dass der Draht (6) an seinem freien Ende mit der Belagträgerplatte (5) fest verbunden ist.
Bremsbelag nach einem der Ansprüche 21 bis 34, dadurch gekennzeichnet, dass die Windung (9) am Ende der Belaghaltefeder (6) der Form der Aussparung (7) folgt.
Bremsbelag nach einem der Ansprüche 21 bis 35, dadurch gekennzeichnet, dass der Draht (6) einen rechteckigen Querschnitt aufweist.
Bremsbelag nach einem der Ansprüche 21 bis 36, dadurch gekennzeichnet, dass der Draht (6) einen mehreckigen Querschnitt aufweist.
Bremsbelag nach einem der Ansprüche 21 bis 37, dadurch gekennzeichnet, dass der Draht (6) einen runden Querschnitt aufweist.
Bremsbelag nach einem der Ansprüche 21 bis 38, dadurch gekennzeichnet, dass der Draht (6) einen halbrunden Querschnitt aufweist.
Bremsbelag nach einem der Ansprüche 21 bis 39, dadurch gekennzeichnet, dass der Draht (6) einen elliptischen Querschnitt aufweist.