DE3314312A1

DE3314312A1 - Bremsbacke

Info

Publication number: DE3314312A1
Application number: DE19833314312
Authority: DE
Inventors: Bernd Dr. 8014 Neubiberg Breuckmann; Hans 8066 Unterbachern Marcher; Franz 8000 München Michel; Manfred Dipl.-Ing. 8044 Unterschleißheim Schiller
Original assignee: MAN Maschinenfabrik Augsburg Nuernberg AG
Current assignee: MAN Truck and Bus SE
Priority date: 1983-04-20
Filing date: 1983-04-20
Publication date: 1984-10-25

Description

Bremsbacke
Die Erfindung bezieht sich auf eine Bremsbacke mit einer zur Halterung eines Reibbelages, zur Führung und Abstützung dienenden Tragerplatte.
Bremsbacken gibt es in vielseitigen Ausführungen, wie z.B. die bei den Fahrzeugen üblichen Trommelbremsen mit gewölbter Bremsfla.che, die Scheibenbremsen mit ebener Bremsfläche. Auch die Druckübertragungseinrichtungen für die Bremsbacken werden auf vielfältiger Art und Weise ausgestaltet. Es hat sich jedoch im Gebrauch der Bremsen und weitgehend unabhängig von deren Ausgestaltung gezeigt, daß oft und aus unerklärlichen Gründen der Bremsvorgang mit störenden Bremsgeräuschen begleitet wird.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, durch entsprechende Ausgestaltung der Bremsbacke in dieser Hinsicht eine Abhilfe zu schaffen.
Die Aufgabe wird erfindungsgemaß dadurch gelöst, daß die Bremsbacke über die gesamte Fläche eine hohe, gleichmäßige Strukturdämpfung im hörbaren Frequenzbereich hat.
Diese Lösung beruht auf die Erkenntnis, daß bei lokal begrenzter Kraftübertragung im Bremsvorgang durch die Reibung zwischen dem beweglichen Teil und dem Reibbelag eine Schwingungsbewegung in der Trägerplatte angeregt wird, die in den Randbereichen der Trägerplatte Schallwellen im hörbaren Frequenzbereich erzeugt. Ausreichend für die Entstehung von Geräuschen sind lokal begrenzte Schwingungszentren mit verringerter Strukturdämpfung auch bei einzelnen Frequenzen, auch wenn die Dämpfung für das Gesamtsystem hoch ist.
Mit der erfindungsgemäßen Lösung wird die Bremsbacke nicht nur in der gesamten Struktur, sondern auch lokal gedämpft, so daß nahezu keine Schwingungszentren zumin des in höheren Frequenzbereichen angeregt werden.
Die Trägerplatte ist so ausgebildet, daß die Bremskraft mit einer über die gesamte Fläche hinweg annähernd homogenen Flächenpressung auf den Reibbelag übertragbar ist.
Hiermit kommt aufgrund der weitgehend gleichmaßigen Verteilung der Bremskraftübertragung der Bremsbelag und die Trägerplatte überall zur Anlage, womit schwingungsfähige Bereiche unterdrückt werden und eine gezielte Schwingungsdämpfung über die gesamte Trägerplatte erreicht wird.
Ein weiterer Beitrag zur Schwingungsdämpfung kann dadurch erreicht werden, daß der Reibbelag die gesamte Fläche der Trägerplatte ausfüllt.
Gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung ist die Tragerplatte mit einer weitgehend homogenen Steifigkeit ausgelegt. Diese Ausgestaltung eignet sich insbesondere für kleinere Bremsbackendimensionen.
In einer einfachen Ausgestaltung der Erfindung kann die gewünschte Steifigkeit durch auf die Fläche der Trägerplatte verteilte Versteifungsrippen erreicht werden, wodurch ein Kompromiß zwischen Anhebung der Steifigkeit und Reduzierung der Masse der Trägerplatte geschlossen wird. Die Versteifungsrippen gehen vorzugsweise in die Zustellelemente ein, so daß die Bremskrafteinleitung über die Rippen in weiten Bereichen der Trägerplatte erfolgt.
Der Vorteil dieser Ausführungen liegt ferner darin, daß sie direkt als Gußeisenkonstruktion ohne weitere zusätzliche Maßnahmen und mit wenig Zusatzgewicht hergestellt werden können.
Bei den herkömmlichen Bremsbacken erfolgt die Bremskraftübertragung über Versteifungen im Mittelbereich der Trägerplatte. In diesen Fällen kann eine weitgehende Reduzierung des Bremsquietscheffektes erreicht werden, wenn die Seitenbereiche der Trägerplatten zusätzliche Versteifungen erhalten.
Es ist ferner auch möglich, die gewünschte Steifigkeit durch faserverstärkte Werkstoffe zu erreichen, wobei durch Orientierung und Auslegung der Fasern die Steifigkeit gezielt zur Erlangung einer hohen und gleichmaßigen Strukturdarnpfung ausgelegt werden kann.
Eine gleichmaßige Strukturdampfung kann gemaß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung und dadurch erreicht werden, daß die Bremsbacke mit Schwingungsdämpfern ausgerüstet ist, die die Schwingungsenergie auch von lokal begrenzten Schwingungszentren aufnehmen.
Durch Herstellung der Trägerplatte in Mehrschichtbauweise mit Schichten aus Materialien unterschiedlichem elastischen Verhalten oder unterschiedlichen Eigenschwingungen bildet die Trägerplatte selber gleichzeitig den Schwingungsdämpfer.
Als Schwingungsdämpfer lassen sich auch Beschichtungen verwenden, die geeignet sind, die Strukturdämpfung auch lokal ausreichend zu erhöhen.
Die Dämpfung läßt sich ferner auch durch Anbringung von Schwingungsabsorbern erreichen, die entweder breitbandig arbeitend alleine oder in Kombination mit Versteifungsmaßnahmen die erforderliche Strukturdämpfung über die gesamte Bremsbackenfl äche hervorrufen.
In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele gemäß der Erfindung schematisch dargestellt.
In Fig. 1 ist eine ebene Bremsbacke 10 dargestellt, die aus einer Tragerplatte 11 und einem daran befestigten Reibbelag 12 besteht. Die mit gleichmaßiger Dicke 13 ausgebildete und aus Metall oder Faserverbundwerkstoff bestehende Trägerplatte 11 i-st so steif ausgelegt, daß sie die Bremskraft 14 in eine auf den Reibbelag 11 wirkende, auf die gesamte Flache homogen verteilte Fläche pressung 15 übertragt. Durch die gezielte Steifigkeit wird über die gesamte Flache F eine hohe Strukturdämpfung erreicht.
Die Dämpfung läßt sich aber auch mit Schwingungsdämpfern erreichen, indem beispielsweise die Trägerplatte 11 direkt, wie gestrichelt in Fig. 1 gezeigt, als solche ausgebildet wird, namlich durch den Aufbau mit mehreren Schichten 11', 11", 11111 aus Materialien unterschiedlicher Elastizitat, die geeignet sind, gegenseitig Schwingungsenergie zu absorbieren. Eine andere mögliche Lösung ist eine entsprechend steife Trägerplatte 11', 11" mit einer schwingungsabsorbierenden Schicht 11"'.
Ein zweites Ausführungsbeispiel ist in den Figuren 2-4 in Rückansicht, im Längsschnitt bzw. im Querschnitt gezeigt. Die halbzylinderförmige Bremsbacke 20, wie sie beispielsweise bei Trommelbremsen für Kraftfahrzeugräder Verwendung findet, besteht aus einer Trägerplatte 21, aus einem Material mit hoher Eigendämpfung, auf deren einen Seite ein Reibbelag 22 befestigt ist und deren Rückseite Verstärkungsrippen 23 bis 25 aufweist.
Herkömmliche Bremsbacken dieser Art enthalten vornehmlich die mittlere Längsrippe 23 und gegebenenfalls Querrippen 24. Bei derartigen Bremsen konnte festgestellt werden, daß die in die mittlere Verstarkung 23 eingeleitete Bremskraft 26 mit entsprechend unregelmäßiger Verteilung 27 - mit Maximum im Bereich des Mittelsteges 23 - auf den Reibbelag 22 übertragen wird. Dieses hat zur Folge, daß der Reibbelag 22 vorwiegend im Bereich der rnaximalen Fl ächenpressung an der Trommelwandung 28 zum Anliegen kommt. Messungen haben ergeben, daß dabei die beiderseitigen Randbereiche 29 der Trägerplatte 21 im Bremsvorgang schwingen.
Diesem Effekt wird mit einer Erhöhung der Strukturdämpfung über die gesamte Fläche in den hörbaren Frequenzbereichen durch Homogenisierung der Steifigkeit der Trägerplatte 21 entgegengewirkt.
Dieses geschieht gemäß den Fig. 2 - 4 durch zwei zusätzliche Randrippen 25, die in Verbindung mit der zylinderartigen Krümmung für die Versteifung der Randzonen 29 sorgen. Damit sind die Randbereiche 29 nunmehr auch im Stande, die im Mittelbereich auferlegte Bremskraft 26 entsprechend weiterzuleiten, so daß sich eine annähernd homogene Flächenpressung 30 ergibt.
Es sind auch andere Formen zur Ausgestaltung der Trägerplatte denkbar, wie die Herstellung einer massiven, ausreichend steifen Trägerplatte, in deren Rückseite zur Verminderung der Masse nicht durchgehende Löcher eingebracht werden. Auch können Versteifungen verschiedenartige Muster verwendet werden. Für derartige Ausführungen sind Gußeisenkonstruktionen gut geeignet.
Die erwünschte Strukturdämpfung läßt sich auch durch Kombination von Steifigkeitsmaßnahmen, wie z.B. Versteifungsrippen 23 - 25 und Schwingungsdämpfern 32 herkömmlicher Art erreichen. Die Anbringung von Schwingungsdämpfern 32 auf herkömmliche Bremsbacken kann auch zur Herabsetzung der Bremsgeräusche dieser Bremsbacken dienen, indem die Bereiche geringer Steifigkeit mit Dampfern versehen werden.

Claims

Patentanspriiche Bremsbacke mit einer zur Halterung eines Reibbelages, zur Führung und Abstützung dienenden Trägerplatte, dadurch gekennzeichnet, daß die Bremsbacke (10) über die gesamte Fläche (F) eine hohe, weitgehend gl ei chmaßi ge Strukturdämpfung im hörbaren Frequenzbereich hat.
2. Bremsbacke nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Trägerplatte (11, 21) der Bremsbacke (20) derart ausgebildet ist, daß sie über die gesamte Fläche eine annähernd homogene Flächenpressung (15, 30) auf den Reibbelag (12, 22) zu übertragen vermag.
3. Bremsbacke nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Trägerplatte (11) und der Reibbelag (12) flächengleich sind.
4. Bremsbacke nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Trägerplatte (11, 21) eine weitgehend homogene Steifigkeit hat.
5. Bremsbacke nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Trägerplatte (21) auf die Fläche verteilte Versteifungsrippen (23 bis 25) aufweist.
6. Bremsbacke nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Trägerplatte (21) mindestens eine mittlere (23) und Randversteifungen (25) hat.
7. Bremsbacke nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Trägerplatte (21) aus faserverstärktem Kunststoff besteht.
8. Bremsbacke nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Bremsbacke (21, 22; 11, 12) mit Schwingungsdämpfern (32; 33 - 35) ausgerüstet ist, die die Schwingungsenergie auch von lokal begrenzten Schwingungszentren aufzunehmen vermag.
9. Bremsbacke nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Trägerplatte (11) als Schwingungsdämpfer in Mehrschichtbauweise (11', 1111, 11"') ausgebildet ist.
10. Bremsbacke nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Trägerplatte (11) schwingungsabsorbierende Beläge aufweist.
11. Bremsbacke nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Tragerplatte (21) mit Schwingungsdämpfern (32) ausgerüstet ist.