DE102009006283B4

DE102009006283B4 - Bremssystem

Info

Publication number: DE102009006283B4
Application number: DE102009006283.1A
Authority: DE
Inventors: Dr. Vasel Thomas
Original assignee: ZF Active Safety GmbH
Current assignee: ZF Active Safety GmbH
Priority date: 2009-01-27
Filing date: 2009-01-27
Publication date: 2022-11-10
Anticipated expiration: 2029-01-28
Also published as: US20110290599A1; WO2010086083A1; DE102009006283A1

Abstract

Bremssystem (200) mit zumindest zwei Scheibenbremsen, wobei die zumindest zwei Scheibenbremsen auf unterschiedlichen Seiten von der Fahrzeuglängsachse angeordnet sind, wobei jede Scheibenbremse zumindest zwei Bremsbelaganordnungen (210) aufweist, wobei jede Bremsbelaganordnung (210) eine Belagträgerplatte (212) aufweist, an der ein Bremsbelag (214) angeordnet ist, wobei der Bremsbelag (214) an einer Reibfläche (216) zumindest zwei Konturkanten (218) aufweist, an denen der Bremsbelag (214) abgeschrägt ist, wobei die zumindest zwei Konturkanten (218) zueinander parallel und in einem vorbestimmten Winkel relativ zu einer radialen Mittelachse (M) des Bremsbelags (214) verlaufen, wobei die Scheibenbremse zumindest eine innere und eine äußere Bremsbelaganordnung (210) aufweist, die parallel zu einer um eine Drehachse drehbare Bremsscheibe angeordnet sind, wobei die Bremsbeläge (214) sich einander gegenüberliegend der Bremsscheibe zugewandt sind, wobei die beiden Konturkanten (218) der Abschrägungen (220, 222) der zumindest einen inneren und äußeren Bremsbelaganordnung (210) derart ausgebildet sind, dass die Konturkanten (218) der Abschrägungen (220, 222) der einander gegenüberliegenden Bremsbeläge (214) in einer entlang der Drehachse gerichteten Projektion betrachtet parallel zueinander verlaufen, wobei die bezüglich der Fahrzeuglängsachse (L) innenliegenden Bremsbelaganordnungen (210) der zumindest zwei Scheibenbremsen sowie die bezüglich der Fahrzeuglängsachse (L) außenliegenden Bremsbelaganordnungen (210) der zumindest zwei Scheibenbremsen jeweils identisch zueinander ausgebildet sind, wobei sich die einer bestimmten Bremsscheibe zugeordneten innenliegenden und außenliegenden Bremsbelaganordnungen (210) in der Orientierung ihrer Konturkanten (218) voneinander unterscheiden.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Bremssystem.
Bremsbelaganordnungen für Bremssysteme sind aus dem Stand der Technik bekannt und beispielsweise in der Patentschrift US 7 275 625 B2 offenbart. Dieses Dokument offenbart Bremsbelaganordnungen mit verschiedenartig ausgeführten Kanten, an denen der Bremsbelag abgeschrägt ist. Die Kanten gemäß diesem Dokument verlaufen entweder parallel oder schräg zu einer radialen Mittelachse der Bremsbelaganordnung und in Richtung der beiden Seitenkanten, d. h. die Reibfläche des Bremsbelags zwischen den Kanten wird zum radial oberen Ende der Bremsbelaganordnung hin aufgeweitet.
Auch die Patentschrift DE 29 19 537 C2 offenbart einen Bremsbelag für Scheibenbremsen, der an zwei Kanten abgeschrägt ist. Die Kanten verlaufen schräg zu einer radialen Mittelachse der Bremsbelaganordnung und in Richtung der beiden Seitenkanten des Bremsbelags.
In der europäische Patentschrift EP 0 524 178 B1 ist einen Bremsklotz mit einem Bremsbelag auf einer Rückenplatte gezeigt, der an zwei seitlichen Randzonen und an einer oberen in Umfangsrichtung verlaufenden Randzone abgeschrägt wurde. Die Abschrägungen in den seitlichen Randbereichen sind hyperbolisch geformt.
Die französische Offenlegungsschrift FR 2 312 690 A1 beschreibt eine Bremsbelaganordnung, bei der ein seitlicher Randbereich sowie der in Umfangsrichtung untere Bereich der Bremsbelaganordnung abgeschrägt sind.
Ferner offenbart die französische Offenlegungsschrift FR 2 482 687 A1 einen Bremsbelag auf einer Belagträgerplatte, der an seinem in Umfangsrichtung oberen Ende abgeschrägt ist.
JP 2002 - 235 783 A offenbart eine Bremsbelaganordnung, bei der der Bremsbelag Abschrägungen aufweist. Die Abschrägungen erstrecken sich ausgehend von Konturkanten. Die beiden Konturkanten verlaufen parallel zueinander und schräg. DE 603 04 622 T2 offenbart einen Bremsklotz mit einer Reibfläche. Schräge Flächen der Reibfläche sind mit parallelen Grenzlinien versehen.
JP H06-16 733 U offenbart Bremsbeläge mit abgeschrägten Flächen. Die abgeschrägten Flächen erstrecken sich ausgehend von parallelen Konturkanten mit einem sich unterscheidenden Neigungswinkel zur Reibfläche.
Die aus dem Stand der Technik bekannten Bremsbelaganordnungen zeigen verschiedenartig ausgebildete Konturkanten mit von diesen abfallenden Abschrägungen, durch die - wie allgemein bekannt ist - während einer Bremsung im in einer Scheibenbremse eingebauten Zustand das Geräuschverhalten verbessert werden kann. Jedoch kann es weiterhin zu schwingungsbedingten Geräuschemissionen - einem unerwünschten „Quietschen“ - während einer Bremsung kommen. Die Geräuschemissionen sind auf einen Resonanzeffekt zwischen der Bremsscheibe und den auf die Bremsscheibe einwirkenden Bremsbelägen zurückzuführen, der durch eine Kompatibilität des Bremsbelags mit den schwingungstechnischen Eigenschaften der Bremsscheibe während einer Bremsung entsteht. Durch diese Kompatibilität bilden die Bremsscheibe und die auf diese einwirkenden Bremsbeläge ein schwingungstechnisch aufeinander abgestimmtes System, das zu dem unerwünschten „Quietschen“ führen kann.
Zudem sind die aus dem Stand der Technik bekannten Belaganordnungen bzw. deren Abschrägungen relativ aufwendig herzustellen, da mehrere Arbeitsgänge bis zu ihrer Fertigstellung nötig sind.
Es ist somit Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein Bremssystem mit Scheibenbremsen bereitzustellen, die Bremsbelaganordnungen aufweisen, die unerwünschte Geräuschemissionen verhindern und dabei einfach und kostengünstig herstellbar sind.
Diese Aufgabe wird durch einem Bremssystem mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
Weitere Ausführungsformen ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Bremssystem für ein Kraftfahrzeug, das zumindest zwei Scheibenbremsen aufweist, die wiederum jeweils zwei Bremsbelaganordnungen aufweisen. Die Bremssysteme können durch die verwendeten Bremsbelaganordnungen auf verschiedene Fahrzeugtypen und deren unterschiedliche Eigenfrequenzen und andere Schwingungseigenschaften abgestimmt werden. Mit anderen Worten können die Bremsbelaganordnungen innerhalb eines Bremssystem auf verschiedene Arten ausgebildet bzw. angeordnet werden, um das Bremssystem auf einen Fahrzeugtyp abstimmen zu können.
Durch den zueinander parallelen Verlauf der Konturkanten, die wiederum zur radialen Mittelachse des Bremsbelags nicht parallel sondern in einem vorbestimmten Winkel schräg verlaufen, entstehen verschiedene akustische und fertigungstechnische Vorteile gegenüber den aus dem Stand der Technik bekannten Belaganordnungen. Da der Bremsbelag durch die parallelen, aber schräg zur radialen Mittelachse verlaufenden Konturkanten asymmetrisch ausgeführt ist, entspricht seine Schwingungsform während einer Bremsung nicht den Schwingungsformen der Bremsscheibe an, wodurch die Bremsbelaganordnungen und die Bremsscheibe kein schwingungstechnisch abgestimmtes System bilden. Als Ergebnis kann ein „Quietschen“ wirksam unterbunden werden.
Zudem ermöglichen die parallelen und in einem vorbestimmten Winkel schräg zur Mittelachse des Bremsbelags verlaufenden Konturkanten eine deutliche Vereinfachung der Fertigung einer solchen Bremsbelaganordnung, da diese in einem einzigen Arbeitsgang gefertigt werden kann. Der Bremsbelag wird in einer Fertigungsstraße in der gewünschten Schrägstellung zwischen zwei Fräsern hindurchgeführt, die die Abschrägungen in einem Arbeitsgang zueinander parallel in den Bremsbelag fräsen.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung liegt der vorbestimmte Winkel, in dem die parallelen Konturkanten zur Mittelachse des Bremsbelags verlaufen, in einem Bereich zwischen 0° und 90°, vorzugsweise in einem Bereich zwischen 5° und 25°. Dieser Winkel kann in Abhängigkeit des Fahrzeugtyps bzw. der Dimensionierung der Bremse unterschiedlich gewählt werden, da jeder Fahrzeugtyp und die zugeordneten unterschiedlich dimensionierten Bremsscheiben verschiedene Schwingungseigenschaften bzw. Eigenfrequenzen aufweisen. Die Bremsbelaganordnung kann mit dem Winkel zur radialen Mittelachse auf die jeweiligen Schwingungsformen der Bremsscheibe abgestimmt werden, um eine unerwünschte Geräuschentwicklung zu verhindern. Mit anderen Worten können die Bremsbelaganordnungen derart abgestimmt werden, dass zwischen der Bremsscheibe und den Bremsbelägen keine Kompatibilität der Eigenschwingformen auftritt.
Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung sieht vor, dass die zumindest zwei parallel verlaufenden Konturkanten asymmetrisch zur Mittelachse des Bremsbelags verlaufen. Mit anderen Worten bedeutet dies, dass die zumindest zwei Abschrägungen asymmetrisch bezüglich der Mittelachse des Bremsbelags angeordnet sind und ausgehend von den zumindest zwei Konturkanten schräg abfallen. Durch diese Asymmetrie wird eine schwingungstechnische Kompatibilität der Bremsscheibe mit den Bremsbelaganordnungen während einer Bremsung verhindert, wodurch eine unerwünschte Geräuschemission vermieden wird.
Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung weisen die Abschrägungen einen Neigungswinkel zur Reibfläche des Bremsbelags auf, der in einem Bereich zwischen 2 und 88 ° liegt. Um die Asymmetrie der Bremsbelaganordnung je nach Einsatzgebiet, d.h. Fahrzeugtyp und/oder Bremsentyp, variieren zu können, weisen erfindungsgemäß die von den zumindest zwei Konturkanten schräg abfallenden Abschrägungen verschiedene Neigungswinkel bezüglich der Reibfläche des Bremsbelags auf. So können die Abschrägungen beispielsweise auch in Abhängigkeit von der Seite ihrer Anordnung bezüglich einer Scheibenbremse unterschiedliche Neigungswinkel aufweisen.
Die Scheibenbremse des Bremssystems umfasst zumindest zwei der voranstehend beschriebenen Bremsbelaganordnungen, wobei die Scheibenbremse zumindest eine innere und eine äußere Bremsbelaganordnung aufweist, die parallel zu einer um eine Drehachse drehbare Bremsscheibe angeordnet sind, und die Bremsbeläge einander gegenüberliegend in Richtung der Bremsscheibe zugewandt sind.
Die beiden Konturkanten der Abschrägungen der zumindest einen inneren und äußeren Bremsbelaganordnung derart ausgebildet sein, dass die Konturkanten die Abschrägungen der einander gegenüberliegenden Bremsbeläge in einer entlang der Drehachse gerichteten Projektion betrachtet deckungsgleich sein.
Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass die bezüglich der Fahrzeuglängsachse innenliegenden Bremsbelaganordnungen der zumindest zwei Scheibenbremsen sowie die bezüglich der Fahrzeuglängsachse außenliegenden Bremsbelaganordnungen der zumindest zwei Scheibenbremsen jeweils identisch zueinander ausgebildet sind, wobei sich die einer bestimmten Bremsscheibe zugeordneten innenliegenden und außenliegenden Bremsbelaganordnungen in der Orientierung der Konturkanten voneinander unterscheiden.
Die Erfindung wird im Folgenden beispielhaft anhand der beiliegenden Figuren erläutert. Es stellen dar:

1 eine Vorderansicht einer Bremsbelaganordnung eines erfindungsgemäßen Bremssystems;
2 eine Seitenansicht der Bremsbelaganordnung; und
3 bis 6 eine Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Bremssystems.

1 zeigt eine Vorderansicht der Bremsbelaganordnung 10. Die Bremsbelaganordnung 10 weist eine Bremsbelagträgerplatte 12 auf, an der ein Bremsbelag 14 angeordnet ist. An einer zur bremswirksamen Wechselwirkung mit einer Bremsscheibe ausgebildeten Reibfläche 16 des Bremsbelags 14 sind zwei parallel verlaufende Konturkanten 18 vorgesehen, die in einem vorbestimmten Winkel α zu einer radialen Mittelachse M der Bremsbelaganordnung 10 verlaufen.
Wie man weiter aus 1 erkennt, verlaufen die beiden parallelen Konturkanten 18 asymmetrisch zur Mittelachse M der Bremsbelaganordnung 10. Der Winkel o, in dem die Konturkanten 18 relativ zur Mittelachse M verlaufen, liegt bevorzugt in einem Bereich 1° und 90 °, insbesondere zwischen 5° und 25°, im gezeigten Fall bei 20°. Durch den asymmetrischen Verlauf der Konturkanten 18 zur Mittelachse M fallen auch die Abschrägungen 20 und 22 asymmetrisch zur Mittelachse M in Richtung einer Umfangskante 24 des Bremsbelags 14 ab.
2 zeigt eine Seitenansicht der Bremsbelaganordnung 10. Aus 2 erkennt man deutlich, dass die Abschrägungen 20 und 22, die von den Konturkanten 18 abfallen, asymmetrisch zur Mittelachse M der Bremsbelaganordnung 10 verlaufen.
Durch die parallel, aber in einem vorbestimmten Winkel α zur Mittelachse M verlaufenden Konturkanten 18 entsteht eine Asymmetrie, die hinsichtlich der Geräuschentwicklung bzw. zur Vermeidung einer Geräuschemission vorteilhaft ist. Mit den asymmetrischen Konturkanten 18 und den von diesen Konturkanten 18 asymmetrisch abfallenden Abschrägungen 20 und 22 können die Bremsbelaganordnungen 10 in einem in eine Scheibenbremse eingebauten Zustand schwingungstechnisch zu der Bremsscheibe (hier nicht gezeigt) inkompatibel gemacht werden. Mit anderen Worten unterscheiden sich die Bremsbelaganordnungen während einer Bremsung in ihrer Schwingungsform, bei der sie mit der Bremsscheibe zusammenwirken, von der der Schwingungsform der Bremsscheibe, wodurch kein schwingungstechnisch abgestimmtes System entsteht und eine Geräuschemission - wie ein unerwünschtes „Quietschen“ - wirksam verhindert wird.
Aus den 1 und 2 wird zudem ersichtlich, dass die Bremsbelaganordnung 10 mit ihren Abschrägungen 20 und 22 einfach herzustellen ist. Die Bremsbelaganordnung 10 wird in einer dem Winkel α entsprechenden gewünschten Schrägstellung in einer Fertigungsstraße zwischen zwei Fräsen hindurchgeführt. Somit können die Abschrägungen 20, 22 der Bremsbelaganordnung 10 in einem einzigen Arbeitsschritt gefertigt werden.
Im Folgenden wird mit Bezug auf die 3 bis 6 eine Ausführungsform der Erfindung erläutert. Zur Vermeidung von Wiederholungen und zur Vereinfachung der Beschreibung werden für gleichwirkende oder gleichartige Komponenten dieselben Bezugszeichen verwendet, wie im ersten Ausführungsbeispiel, jedoch mit einer „2“ vorangestellt. Zur Beibehaltung der Übersichtlichkeit der Darstellung wird jeweils nur eine Figur vollständig mit Bezugszeichen versehen.
Die 3 bis 6 zeigen ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Bremssystems 200. Wie man aus den 3 bis 6 erkennt, sind nicht alle Bremsbelaganordnungen 210 identisch ausgebildet. Hier sind jeweils die inneren Bremsbelaganordnungen 210 gemäß den 3 und 4 sowie die äußeren Bremsbelaganordnungen 210 gemäß den 5 und 6 identisch zueinander ausgebildet. Zudem weisen die Konturkanten 218 der inneren und äußeren Bremsbelaganordnungen 210 bezüglich der Fahrzeuglängsachse L die gleich Orientierung auf. Betrachtet man die einzelnen Bremsbelaganordnungen 210 auf der linken und rechten Seite der Fahrzeuglängsachse L, so erkennt man, dass im Einbauzustand der Bremsbelaganordnungen 210 in einer entlang der Drehachse einer nicht gezeigten Bremsscheibe gerichteten Projektion die Konturkanten 218 der inneren und äußeren Bremsbelaganordnungen 210 im Wesentlichen parallel und gemäß diesem Ausführungsbeispiel deckungsgleich verlaufen. Durch die gleiche Orientierung der Konturkanten 218 der inneren Bremsbelaganordnungen 210 gemäß den 3 und 4 sowie der äußeren Bremsbelaganordnungen gemäß den 5 und 6 entsteht im eingebauten Zustand eine Asymmetrie in der Orientierung der Konturkanten 218 gemäß der Fahrzeuglängsachse L.

Claims

Bremssystem (200) mit zumindest zwei Scheibenbremsen, wobei die zumindest zwei Scheibenbremsen auf unterschiedlichen Seiten von der Fahrzeuglängsachse angeordnet sind, wobei jede Scheibenbremse zumindest zwei Bremsbelaganordnungen (210) aufweist, wobei jede Bremsbelaganordnung (210) eine Belagträgerplatte (212) aufweist, an der ein Bremsbelag (214) angeordnet ist, wobei der Bremsbelag (214) an einer Reibfläche (216) zumindest zwei Konturkanten (218) aufweist, an denen der Bremsbelag (214) abgeschrägt ist, wobei die zumindest zwei Konturkanten (218) zueinander parallel und in einem vorbestimmten Winkel relativ zu einer radialen Mittelachse (M) des Bremsbelags (214) verlaufen, wobei die Scheibenbremse zumindest eine innere und eine äußere Bremsbelaganordnung (210) aufweist, die parallel zu einer um eine Drehachse drehbare Bremsscheibe angeordnet sind, wobei die Bremsbeläge (214) sich einander gegenüberliegend der Bremsscheibe zugewandt sind, wobei die beiden Konturkanten (218) der Abschrägungen (220, 222) der zumindest einen inneren und äußeren Bremsbelaganordnung (210) derart ausgebildet sind, dass die Konturkanten (218) der Abschrägungen (220, 222) der einander gegenüberliegenden Bremsbeläge (214) in einer entlang der Drehachse gerichteten Projektion betrachtet parallel zueinander verlaufen, wobei die bezüglich der Fahrzeuglängsachse (L) innenliegenden Bremsbelaganordnungen (210) der zumindest zwei Scheibenbremsen sowie die bezüglich der Fahrzeuglängsachse (L) außenliegenden Bremsbelaganordnungen (210) der zumindest zwei Scheibenbremsen jeweils identisch zueinander ausgebildet sind, wobei sich die einer bestimmten Bremsscheibe zugeordneten innenliegenden und außenliegenden Bremsbelaganordnungen (210) in der Orientierung ihrer Konturkanten (218) voneinander unterscheiden.
Bremssystem (200) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der vorbestimmte Winkel der zwei Konturkanten (218) in einem Bereich zwischen 0° und 90°, vorzugsweise in einem Bereich zwischen 5° und 25°, liegt.
Bremssystem (200) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest zwei parallel verlaufenden Konturkanten (218) asymmetrisch zur Mittelachse (M) des Bremsbelags (214) verlaufen.
Bremssystem (200) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest zwei Abschrägungen (220, 222) des Bremsbelags (214) asymmetrisch bezüglich der Mittelachse (M) des Bremsbelags (214) von den zumindest zwei Konturkanten (218) ausgehend schräg abfallen.
Bremssystem (200) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass ein Neigungswinkel der Abschrägungen (220, 222) zur Reibfläche (216) des Bremsbelags (214) in einem Bereich zwischen 2° und 88° liegt.
Bremssystem (200) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die von den zumindest zwei Konturkanten (218) schräg abfallenden Abschrägungen (220, 222) verschiedene Neigungswinkel bezüglich der Reibfläche (216) des Bremsbelags (214) aufweisen.
Bremssystem (200) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Konturkanten (218) der Abschrägungen (220, 222) der zumindest einen inneren und äußeren Bremsbelaganordnung (210) derart ausgebildet sind, dass die Konturkanten (218) der Abschrägungen (220, 222) der einander gegenüberliegenden Bremsbeläge (214) in einer entlang der Drehachse gerichteten Projektion betrachtet deckungsgleich sind.