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Patent Searching and Data


Title:
DISK BRAKE, IN PARTICULAR FOR A UTILITY VEHICLE, AND BRAKE LINING FOR A DISK BRAKE
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2013/045556
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a disk brake, in particular for a utility vehicle, comprising a brake caliper (1), which reaches over a brake disk (3) and in which brake linings (4, 5) are positioned that can be pressed against the brake disk (3) on both sides by means of at least one brake application device and that each have a lining carrier plate (6) and a friction lining (7) fastened thereto, wherein the brake application device has at least one brake piston (8) that acts on the lining carrier plate (6) at the end face of the brake piston. Said disk brake is designed in such a way that at least one of the brake linings (4, 5) is supported in an articulated, preferably tiltable manner in the radial direction of the brake disk (3).

Inventors:
PAHLE WOLFGANG (DE)
Application Number:
PCT/EP2012/069094
Publication Date:
April 04, 2013
Filing Date:
September 27, 2012
Export Citation:
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Assignee:
KNORR BREMSE SYSTEME (DE)
PAHLE WOLFGANG (DE)
International Classes:
F16D65/092; F16D55/226
Foreign References:
JPS55132423A1980-10-15
JPH01266328A1989-10-24
USRE24870E1960-09-20
DE4418702A11995-11-30
EP0856680A11998-08-05
JPH07305734A1995-11-21
Other References:
None
Attorney, Agent or Firm:
MATTUSCH, Gundula (DE)
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Claims:
Ansprüche

1 . Scheibenbremse, insbesondere für ein Nutzfahrzeug, mit einem eine

Bremsscheibe (3) übergreifenden Bremssattel (1 ), in dem beidseitig mittels wenigstens einer Zuspanneinrichtung gegen die Bremsscheibe (3) pressbare, jeweils eine Belagträgerplatte (6) und einen darauf befestigten Reibbelag (7) aufweisende Bremsbeläge (4, 5) positioniert sind, wobei die Zuspanneinrichtung mindestens einen, stirnseitig an der Belagträgerplatte (6) angreifenden Bremsstempel (8) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest einer der Bremsbeläge (4, 5) in radialer Richtung der Bremsscheibe (3) gelenkig, vorzugsweise kippbar gelagert ist.

2. Scheibenbremse nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die

Belagträgerplatte (6) und ein Druckstück (10) des Bremsstempels (8) oder eine rückseitige Wand (2) des Bremssattels (1 ) miteinander korrespondierende Kippelemente aufweisen.

3. Scheibenbremse nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Kippelemente aus einer Erhebung (1 1 ) und einer daran ange- passten Ausnehmung (12) bestehen.

4. Scheibenbremse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Erhebung (1 1 ) im Querschnitt konvex ausgebildet ist.

5. Scheibenbremse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Erhebung (1 1 ) in Form einer Leiste in der Belagträgerplatte (6) oder einer anliegenden Druckplatte, dem Druckstück (10) oder der Wand (2) angeordnet ist.

6. Scheibenbremse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Erhebung (1 1 ) als Einsatz in der Wand (2) oder dem Druckstück (10) gehalten ist.

7. Scheibenbremse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Erhebung (1 1 ) an das Druckstück (10) angeformt ist.

8. Scheibenbremse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Ausnehmung (12) über die gesamte Länge oder einen Teilbereich der Belagträgerplatte (6) oder der Druckplatte erstreckt.

9. Scheibenbremse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Druckstück (10) kippbar an einer Stellspindel (9) des Bremsstempels (8) befestigt ist.

10. Bremsbelag für eine Scheibenbremse, mit einer Belagträgerplatte (6) und einem darauf befestigten Reibbelag (7), dadurch gekennzeichnet, dass die Belagträgerplatte (6) mindestens eine Ausnehmung (12) mit einer gewölbten Grundfläche aufweist.

1 1 . Bremsbelag nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausnehmung (12) als sich über die Länge der Belagträgerplatte (6) erstreckende Kehle ausgebildet ist.

12. Bremsbelag nach Anspruch 10 oder 1 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Belagträgerplatte (6) mindestens eine kalottenförmige Ausnehmung (12) aufweist.

Description:
Scheibenbremse, insbesondere für ein Nutzfahrzeug, sowie Bremsbelag für eine Scheibenbremse

Die Erfindung betrifft eine Scheibenbremse, insbesondere für ein Nutzfahrzeug, nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie einen Bremsbelag für eine Scheibenbremse.

Zur Abbremsung eines Fahrzeuges werden Bremsbeläge mittels einer pneumatisch oder elektromotorisch angetriebenen Zuspanneinrichtung mit ihren Reibbelägen beidseitig gegen eine Bremsscheibe gepresst, wobei durch Umwandlung der kinetischen Energie Reibungswärme entsteht, die in erheblichem Maße zu ei- ner Erwärmung der Bremsscheibe führt.

Durch diesen Wärmeeintrag erfolgt eine radiale Ausdehnung der Bremsscheibe, die üblicherweise ringförmig ausgebildet ist. Bei konventionellen Bremsscheiben mit einem rohr- oder konusförmigen Halsabschnitt wird diese Ausdehnung jedoch behindert, wodurch sich die Bremsscheibe in einer auch unter dem Begriff "Schirmen" bekannten Art und Weise reversibel verformt.. Eine hohe thermische Belastung in Verbindung mit einer unterdrückten radialen Ausdehnung der Bremsscheibe kann zu hohen mechanischen Druckspannungen mit Überschreiten der Materialfließgrenze führen. Beim Abkühlen und beim Abbau der Spannungen kann es dann zur Überschreitung der Zugfestigkeit des Materials kommen, wodurch Oberflächenrisse entstehen, die sich immer weiter ausbreiten.

Andererseits führt das Schirmen zu einem ungleichmäßigen Tragbild der Bremsbeläge mit einer Konzentration der Wärmeeinbringung und lokaler Überhitzung der Bremsscheibe. Um dies zu verhindern, sind bereits Lösungen vorgeschlagen worden, bei denen durch konstruktive Trennung des Reibrings der Bremsscheibe vom Bremsscheibenhals eine gleichmäßige Ausdehnung ermöglicht wird, durch die nicht so hohe Spannungen im Material entstehen und die Bremsscheibe plan bleibt. Jedoch sind diese Lösungen nur mit einem erheblichen Fertigungsaufwand zu realisieren.

Eine Optimierung des Wärmeeintrags, insbesondere um eine lokale Überhitzung der Bremsscheibe zu verhindern, wird durch einen elastischen, sogenannten Isobar-Bremsbelag erreicht, der allerdings ein sehr aufwändiges, platzraubendes Belagkonzept erfordert und der überdies auch nur für geringe Zuspannkräfte, wie sie bei Eisenbahnbremsen wirksam sind, geeignet ist. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Scheibenbremse sowie einen Bremsbelag der gattungsgemäßen Art so weiterzuentwickeln, dass die Funktionssicherheit der Scheibenbremse verbessert und die Standzeit sowohl der Bremsscheibe wie auch der Bremsbeläge verlängert wird. Diese Aufgabe wird durch eine Scheibenbremse mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und durch einen Bremsbelag mit den Merkmalen des Anspruchs 10 gelöst.

Durch die Erfindung wird eine thermisch bedingte radiale Ausdehnung der

Bremsscheibe ermöglicht, so dass die zuvor beschriebenen Effekte bei der Behinderung dieser Ausdehnung nicht eintreten können. In der Wirkung entspricht die Lagerung der Bremsbeläge nun den erwähnten Teilbelagbremsscheiben, jedoch, im Gegensatz zu diesen, in ihrer Belastbarkeit, d.h. in der Fähigkeit Zu- spannkraft zu übertragen, unverändert gegenüber den bei Nutzfahrzeugen übli- cherweise eingesetzten Bremsbelägen.

Neben einer gleichmäßigeren Wärme- und Druckverteilung beim Schirmen der Bremsscheibe, kann sich bei optimaler Auslegung auch ein Radialschrägverschleiß der Bremsscheibe und der Bremsbeläge reduzieren, wie er bislang eintritt.

Besonders hervorzuheben ist, dass die Erfindung mit geringem konstruktiven und fertigungstechnischen Aufwand zu verwirklichen ist, also im Grunde kostenneutral. Demgegenüber steht die wesentlich höhere Standzeit der Bremsscheibe sowie ein Zugewinn an Funktionssicherheit. Diese resultiert vor allem daraus, dass eine Rissbildung der Bremsscheibe bzw. des Bremsscheibenrings vermieden wird und ein vorzeitiger Austausch der Bremsscheibe nicht erforderlich ist. In diesem Zusammenhang sei auch die erhöhte Betriebssicherheit der Scheibenbremse insgesamt erwähnt, die sich insbesondere daraus ergibt, dass die bislang bestehende Gefahr einer während des Betriebs der Scheibenbremse durch die Rissbildung eintretende Zerstörung der Bremsscheibe, unter Umständen sogar der gesamten Scheibenbremse, verhindert wird.

Während bei einer Festsattel-Scheibenbremse beide Bremsbeläge durch zwei jeweils mit mindestens einem Bremsstempel ausgestattete Zuspanneinrichtungen an die Bremsscheibe angepresst werden, funktioniert eine Schiebesattel- Scheibenbremse nach dem Reaktionsprinzip. Hierbei wird zunächst ein zuspann- seitiger Bremsbelag mittels der Zuspanneinrichtung an die Bremsscheibe ge- presst, die dann ein Widerlager für den Schiebesattel bildet, der unter Mitnahme des gegenüberliegenden, reaktionsseitigen Bremsbelages entgegen der ersten Zuspannrichtung geschoben wird, bis der reaktionsseitige Bremsbelag reibend an der Bremsscheibe zur Anlage kommt.

In diesem Fall ist die reaktionsseitige Belagträgerplatte nach der Erfindung gelenkig, vorzugsweise kippbar an der rückseitigen Wandung des Bremssattels gelagert, wozu die Wand des Bremssattels und die dieser zugewandte Belagträger- platte entsprechend konfiguriert sind.

Nach einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist hierzu eine im Querschnitt konvex gewölbte Erhebung an die Belagträgerplatte oder die Wand des Bremssattels angeformt, die in Korrespondenz mit einer der Kontur des Vor- sprungs angepassten Ausnehmung des gegenüberliegenden, sich daran abstützenden Teiles steht. Dabei erstreckt sich die Erhebung quasi in Form einer Leiste in Längsrichtung des Bremsbelages, quer zur Achse der Bremsscheibe.

Anstelle einer Leiste kann die Belagträgerplatte oder die Wand des Bremssattels mit mehreren balligen Ausformungen versehen sein, die in daran angepasste, ka- lottenförmige Ausnehmungen der Gegenseite eingreifen.

Eine solche Ausbildung bietet sich im Andruckbereich des Bremsstempels an der zuspannseitigen Belagträgerplatte an, wobei der Bremsstempel aus einer verdrehbar in einer Brücke gehaltenen Stellspindel und einem verdrehfest an der Belagträgerplatte gehaltenen, drehbar mit der Stellspindel verbundenen Druckstück besteht, dessen freie, an der Belagträgerplatte anliegende Stirnseite entweder ballig ausgeformt ist oder die kalottenförmige Aufnahme aufweist. Denkbar ist jedoch auch, das Druckstück derart gelenkig an der Stellspindel anzubinden, dass eine Kippbewegung in radialer Richtung der Bremsscheibe möglich ist. In diesem Fall können die Kontaktflächen des Druckstücks und der Belagträgerplatte eben sein oder eine andere Kontur aufweisen.

Die Erhebung oder die Ausnehmung können statt unmittelbar an bzw. in der Belagträgerplatte auch in einer daran anliegenden separaten Druckplatte vorgesehen sein. Weitere vorteilhafte Ausbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand der beigefügten Zeichnungen beschrieben.

Es zeigen:

Figuren 1 -3 verschiedene Ausführungsbeispiele einer erfindungsgemäßen Scheibenbremse, jeweils in einer geschnittenen Teilan- sieht

Figuren 4 und 5 Ausführungsbeispiele eines Bremsbelages gemäß der Erfindung Figur 6 eine Einzelheit der Scheibenbremse in einer Seitenansicht.

In den Figuren 1 -3 ist jeweils ein Teilausschnitt einer Scheibenbremse, insbesondere für ein Nutzfahrzeug, dargestellt, mit einem eine Bremsscheibe 3 übergreifenden als Schiebesattel ausgebildeten Bremssattel 1 mit zwei, beidseitig gegen die Bremsscheibe 3 pressbaren Bremsbelägen 4, 5, die jeweils eine Belagträgerplatte 6 und einen darauf befestigten Reibbelag 7 aufweisen.

Im Bremsbelag 4, der zuspannseitig angeordnet ist, greift ein Bremsstempel 8 an, der eine Stellspindel 9 sowie ein daran drehbar gehaltenes Druckstück 10 auf- weist, das an der Belagträgerplatte 6 des Bremsbelages 4 anliegt, wobei der Bremsstempel 8 Bestandteil einer Zuspanneinrichtung ist, mit der der Bremsstempel 8 gegen den Bremsbelag 4 und damit gegen die Bremsscheibe 3 im Falle einer Bremsung pressbar ist. Bei dem in der Figur 1 gezeigten Ausführungsbeispiel ist der reaktionsseitige Bremsbelag 5 in radialer Richtung der Bremsscheibe 3 kippbar gelagert.

Dazu weist die Belagträgerplatte 6 kalottenformige Ausnehmungen 12 auf, wie sie in der Figur 5 als ein Ausführungsbeispiel des Bremsbelages 5 erkennbar ist, wobei hier zwei abständig zueinander angeordnete Ausnehmungen 12 vorgesehen sind, in die ballig ausgeformte Erhebungen 1 1 einer rückseitigen Wandung des Bremssattels 1 einhegen. Dabei sind die Erhebungen 1 1 durch in die Wand 2 eingebrachte Einsätze gebildet, die damit form-, reib- oder stoffschlüssig verbunden sind.

Bei der in der Figur 2 gezeigten Variante, die als Bremsbelag ihre Entsprechung in der Figur 4 findet, ist die Erhebung 1 1 als eine im Querschnitt konvex geformte Leiste ausgebildet, die in eine daran angepasste, sich über die gesamte Länge der Belagträgerplatte 6 erstreckende, als Kehle ausgebildete Ausnehmung 12 eingreift.

Während die Erhebung 1 1 in den aus Gusseisen bestehenden Bremssattel 1 beim Gießen angeformt sein kann, kann die Ausnehmung 12 bei dem Bremsbelag gemäß den Figuren 4 und 5 spanend oder durch Prägen eingebracht sein, wenn die Belagträgerplatte 6 aus Blech besteht. Bei einer Ausbildung als Gussteil sind die Ausnehmungen 12 ebenfalls während des Gießens einzubringen. In der Figur 3 ist erkennbar, dass die Belagträgerplatte 6 des zuspannseitigen Bremsbe- lags 4 mit kalottenförmigen Ausnehmungen 12, entsprechend der Figur 5, versehen ist, in denen die ballig geformten Stirnseiten der Druckstücke 10 einhegen, so dass auch hier der Bremsbelag 4 schiebbar gelagert ist.

Eine Stellspindel 8 mit dem balligen Druckstück 10 ist als Einzelheit in der Figur 6 dargestellt.