BESCHREIBUNG:

Die Erfindung betrifft eine Bremsbelaganordnung für eine Fahrzeugscheiben bremse gemäß der im Oberbegriff des Patentanspruches 1 angegebenen Art sowie eine Scheibenbremse für ein Fahrzeug gemäß Patentanspruch 10. Eine Scheibenbremse für ein Fahrzeug umfasst üblicherweise ein Gehäuse mit einem Bremssattel sowie eine in dem Gehäuse aufgenommene Brems belaganordnung, die an einer Bremsscheibe angeordnet ist. Die Bremsbe laganordnung umfasst wenigstens einen Bremsbelag, der eine Belagträger platte mit einem Reibbelag aufweist. Die Bremsbeläge können mittels einer Zuspanneinrichtung in Richtung Bremsscheibe bewegt werden, um eine

Bremswirkung in einer Eingriffsposition zu erzielen, bei der der Reibbelag mit der rotierenden Bremsscheibe in Wechselwirkung gebracht ist. Für das opti male Funktionieren der Bremsen ist es unerlässlich, dass die Bremsbeläge in Position gehalten werden, beispielsweise mittels Belagniederhaltefedern, Rastklammern oder dergleichen.

Es ist bekannt, dass sich der Bremsbelag nach einem Bremsvorgang nicht kontrolliert in eine Ausgangsposition zurücksetzt, in welcher der Reibbelag gegenüber der Bremsscheibe durch ein sogenanntes Lüftspiel beabstandet ist. So liegt der Bremsbelag nach einem Bremsvorgang zwar drucklos, je doch schleifend an der Bremsscheibe an und es entsteht eine Restreibung in der Bremse, die einen erhöhten und/oder ungleichmäßigen Verschleiß der Bremsbeläge, ungleichmäßige Schwingungsanregungen und/oder einen er höhten Fahrwiderstand und somit einen erhöhten Kraftstoffverbrauch zur Folge hat. Um den Reibbelag nach einer Auslenkung in die Ausgangsposi tion zurückzubewegen, kann eine Rückstellvorrichtung eine Rückstellkraft auf den Bremsbelag ausüben, um ihn aktiv von der Bremsscheibe wegzuzie hen. Dadurch sind mögliche noch vorhandene Kontakte bzw. Restreibwerte zwischen Bremsbelag und Bremsscheibe verhindert oder zumindest erheb lich reduziert.

In der DE 10 2013 016 779 A1 ist eine Scheibenbremse beschrieben, die ei nen Bremsträger, eine Bremsbelaganordnung, die einen in dem Bremsträger geführten Reibbelag mit einer Belagträgerplatte sowie einer Rückstellvorrich tung umfasst. Der Reibbelag ist mit einer Bremsscheibe in Wechselwirkung bringbar, um eine Bremswirkung zu erzielen. Die Rückstellvorrichtung um fasst zumindest eine Rückstellfeder, die von dem Bremsträger gestützt ist und dazu eingerichtet ist, eine Rückstellkraft auf die Belagträgerplatte auszu üben, um den Reibbelag nach einer Auslenkung in eine Ausgangsposition zurückzubewegen.

Die DE 102016211 147 A1 beschreibt eine Scheibenbremse für ein Fahr zeug, die einen Bremsträger umfasst in dem ein Bremsbelag reversibel von einer Ausgangsposition in eine Eingriffsposition, bei der der Bremsbelag in Eingriff mit einer Bremsscheibe steht, verschiebbar ist. Die Scheibenbremse weist eine verschleißkompensierende Rückstellvorrichtung auf, die eine Rückstellkraft auf den Bremsbelag ausübt, um den Bremsbelag nach einer Bremsung in die Ausgangsposition zurück zu bewegen. Die Rückstellvorrich tung weist eine mit dem Bremsbelag verbundene Rückstellfeder auf, die den Bremsbelag im unbetätigten Zustand in der Ausgangsposition gegenüber dem Bremsträger hält.

In der FR 3 030 664 A1 ist eine Scheibenbremse für ein Fahrzeug beschrie ben, die wenigstens einen Bremsbelag sowie einen Kolben aufweist, der bei einem Bremsvorgang den Bremsbelag gegen die Bremsscheibe presst. Die Scheibenbremse weist mindestens ein Element auf, das in der Lage ist, in ei ner Eingriffsposition den Bremsbelag und den Kolben relativ zueinander zu beaufschlagen. Das Element weist eine Abmessung entlang einer Richtung parallel zu einer Längsachse des Kolbens auf, die abnimmt, wenn eine Tem peratur des Elements zunimmt. Auf diese Weise kompensiert das Element die thermische Kontraktion oder Ausdehnung des Bremssystems, um sicher zustellen, dass ein Bremsdruck insbesondere der Feststellbremse über Zeit erhalten bleibt.

Die FR 3030859 A1 beschreibt eine Scheibenbremse für ein Fahrzeug, die gattungsgemäße Merkmale aufweist. Die Scheibenbremse umfasst eine Bremsbelaganordnungmit wenigstens einem Bremsbelag, eine Brems scheibe sowie einen Kolben, der bei einem Bremsvorgang in der Lage ist den Bremsbelag gegen die Bremsscheibe zu pressen. Der Bremsbelag ist unter Zwischenlage eines thermischen Aktors mit dem Kolben und/oder ei nem Bremssattel verbunden. Der thermische Aktor weist einen Bimetallstrei fen auf, dessen Metallbänder an ihren jeweiligen Enden miteinander verbun den und mittig durch eine Aussparung getrennt sind, wobei die Metallbänder insbesondere unterschiedliche Wärmeausdehnungskoeffizienten aufweisen. Am Ende eines Bremsvorgangs und/oder in regelmäßigen Intervallen wird der Bimetallstreifen mittels einer Steuereinrichtung kurz erwärmt, um die Aussparung einseitig auszudehnen. Beim Abkühlen zieht sie sich wieder zu rück, wodurch der Bremsbelag durch den Bimetallstreifen in eine Ausgangs position gezogen wird bzw. sich von der Bremsscheibe löst, um ein Rest bremsmoment bzw. Restreibwerte zu verhindern.

Insbesondere bei Elektro- und/oder Hybridfahrzeugen kann die beim Brem sen entstandene kinetische Energie durch Rekuperation zurückgewonnen und in den Akku gespeist werden. Aufgrund der abgeführten Wärme kann bei kalten Witterungsbedingungen auf den kalten Bremsscheiben Wasser vereisen, wodurch nahezu kein Reibwert zwischen der Bremsscheibe und dem Reibbelag vorhanden ist und ein Bremsweg sicherheitskritisch verlän gert ist.

Es gibt Ansätze anhand von Temperatursensorinformationen die Temperatur an den Radbremsen abzuschätzen und bei entsprechenden Witterungsver hältnissen die Bremsscheiben durch Druckaufbau in der Bremse proaktiv aufzuwärmen. Die Sicherheits- und Verfügbarkeitsanforderungen an eine solche Funktion sowie die Sensorik sind jedoch sehr hoch und aufwändig.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Bremsbelaganordnung für eine Fahrzeugscheibenbremse vorzuschlagen, die bei niedrigen Temperatu ren eine hohe Bremssicherheit aufweist. Eine weitere Aufgabe ist es, eine Scheibenbremse für ein Fahrzeug vorzuschlagen.

Diese Aufgaben werden durch die kennzeichnenden Merkmale des Pa tentanspruches 1 in Verbindung mit seinen Oberbegriffsmerkmalen sowie dem Patentanspruch 10 gelöst.

In bekannter Art und Weise umfasst eine Bremsbelaganordnung für eine Fahrzeugscheibenbremse wenigstens einen Bremsbelag, der mit einer Be lagträgerplatte ausgebildet ist, an der ein Reibbelag angebracht ist. Im einge bauten Zustand der Bremsbelaganordung ist der Bremsbelag in einer Aus gangsposition axial beabstandet zu einer Bremsscheibe angeordnet. Um eine Bremswirkung zu erzielen, ist der Bremsbelag ausgehend von der Aus gangsposition in Richtung Bremsscheibe bewegbar, um den Reibbelag in ei ner Eingriffsposition mit der rotierenden Bremsscheibe in Wechselwirkung zu bringen. Der Bremsbelag ist in der Ausgangsposition gegenüber der Brems scheibe durch ein sogenanntes Lüftspiel beabstandet, welches dazu dient, die Bremsscheibe durch Luftzirkulation zu kühlen und einen unnötigen Ver schleiß des Reibbelags zu verhindern.

Erfindungsgemäß ist an wenigstens einem Bremsbelag ein den Bremsbelag positionierendes Federelement angeordnet, das zumindest teilweise aus ei nem Bimetall-Element ausgebildet ist und den axialen Abstand des Brems belags relativ zur Bremsscheibe in der Ausgangsposition in Abhängigkeit ei ner Temperatur verändert.

Das Federelement kann beispielsweise eine Belagniederhaltefeder, eine Rastklammer oder dergleichen umfassen, die der Führung des Bremsbelags dient bzw. über die der Bremsbelag im eingebauten Zustand der Bremsbe laganordnung in einer Fahrzeugscheibenbremse in Position gehalten wird und gegen Umfangskräfte abgestützt ist.

Es ist auch möglich, dass das Federelement eine Rückstellfeder umfasst, die dazu dient, den Bremsbelag nach einer Auslenkung in Richtung einer Brems scheibe in eine Ausgangsposition zurückzubewegen.

Das den Bremsbelag positionierende Federelement steht in Eingriff mit dem Bremsbelag. Das Federelement und der Bremsbelag können beispielsweise miteinander vernietet sein, oder über ineinandergreifende Elemente mitei nander verbunden sein. Über das Federelement ist die Ausgangsposition des Bremsbelags in Abhängigkeit einer Temperatur variierbar. Mit anderen Worten ist eine Größenordnung des Lüftspiels, über welches der Bremsbelag axial beabstandet zur Bremsscheibe angeordnet ist, in Abhängigkeit insbe sondere einer Temperatur der Scheibenbremse veränderbar.

Dazu weist das Federelement ein Bimetall-Element auf. Das Bimetall-Ele ment besteht aus zwei Werkstoffen bzw. Metallen und/oder Legierungen, die fest miteinander verbunden sind und sich bei gleichen Temperaturänderun gen, d.h. Temperaturanstieg oder -abfall, aufgrund jeweils unterschiedlicher Ausdehnungskoeffizienten unterschiedlich stark ausdehnen oder zusammen ziehen. Insbesondere kann das Bimetall-Element als ein Bimetall-Streifen ausgebildet sein, der zwei Schichten mit Werkstoffen umfasst, die unter schiedliche Ausdehnungskoeffizienten aufweisen. Im Vergleich zu einem Werkstoff mit einem niedrigeren Ausdehnungskoeffizienten, der auch als passive Komponente bezeichnet wird, zieht sich ein Werkstoff mit einem hö heren Ausdehnungskoeffizienten, auch aktive Komponente genannt, beim Abkühlen mehr zusammen und verursacht eine Krümmung des Bimetall-Ele ments zumWerkstoff mit dem höheren Ausdehnungskoeffizienten. Bei einem Temperaturanstieg dehnt sich der Werkstoff mit dem höheren Ausdehnungs koeffizienten mehr aus und verursacht eine Krümmung des Bimetall-Ele ments hin zum Werkstoff mit dem niedrigeren Ausdehnungskoeffizienten. Das Federelement nutzt die Fähigkeit des Verbiegens oder Verformens des Bimetall-Elements, um in Abhängigkeit einer Temperatur den Bremsbelag in der Ausgangsposition relativ zur Bremsscheibe axial zu positionieren bzw. das Lüftspiel einzustellen. So kann das Bimetall-Element des Federelements sich beispielsweise bei einer höheren Temperatur derart verformen oder bie gen, dass das Federelement den axialen Abstand zur Bremsscheibe bzw. das Lüftspiel vergrößert, um einen Kontakt zwischen dem Reibbelag und der Bremsscheibe zu verhindern oder größtenteils zu reduzieren.

Bei einer niedrigen Temperatur hingegen verformt sich das Bimetall-Element derart, dass das Lüftspiel verkleinert ist und sich ein Restbremsmoment zwi schen dem Bremsbelag und der Bremsscheibe einstellt. Das verhindert in vorteilhafter Weise, dass insbesondere bei Elektro- und/oder Hybridfahrzeu gen, deren Bremsen durch Rekuperation eine niedrige Temperatur aufwei sen, bei kalten Witterungsbedingungen Wasser auf den kalten Bremsschei ben vereist, wodurch ein Bremsweg sicherheitsgefährdend verlängert ist.

Das erfindungsgemäße Federelement ermöglicht, dass bei niedrigen Tempe raturen ein Reibbeiwert zwischen der Bremsscheibe und dem Reibbelag vor handen ist, wodurch kurze Bremswege sichergestellt sind. In vorteilhafter Weise ist das Federelement robust und einfach herzustellen, und beruht auf einer mechanischen Bewegung, die weder eine Stromquelle noch Sensoren benötigt. Ein weiterer Vorteil liegt in der Nachrüstbarkeit des Federelements in schon vorhandene Scheibenbremsen ohne diese zu verändern oder zu bearbeiten.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform verringert das Federelement im eingebauten Zustand der Bremsbelaganordnung in einer Scheibenbremse durch das Bimetall-Element den axialen Abstand bei einer vorgegebenen Temperatur und/oder bei Unterschreiten der vorgegebenen Temperatur, um einen Reibbeiwert zwischen dem Bremsbelag und der Bremsscheibe zu er zeugen. Die vorgegebene Temperatur kann beispielsweise als der Gefrier punkt von Wasser festgelegt sein, oder als eine Temperatur zwischen 2°C bis 5°C, insbesondere 3°C. Die Abmessungen des Bimetall-Elements und die Werkstoffkombinationen sind nach Präzisierung der spezifischen thermischen Krümmung des Fe derelements und der Anwendungstemperatur angepasst. So ist das Bimetall- Element des Federelement derart gewählt, dass sich das Federelement bei und/oder unter der vorgegebenen Temperatur derart in eine Richtung ver biegt oder verkrümmt, dass der Bremsbelag in Richtung Bremsscheibe verla gert ist und den axialen Abstand zur Bremsscheibe bzw. das Lüftspiel verrin gert. Das Verringern des Lüftspiels ist derart gestaltet, dass sich ein Rest bremsmoment einstellt, d.h. Restreibwerte zwischen dem Bremsbelag und der Bremsscheibe sind bewirkt. Bei Temperaturen über dem vorgegebenen Wert verbiegt sich das Federelement aufgrund der Verkrümmung des Bime tall-Elements in die entgegengesetzte Richtung, um den axialen Abstand des Bremsbelags relativ zur Bremsscheibe zur Vermeidung von Restreibwerten zu erhöhen.

In vorteilhafter Weise sind in Abhängigkeit der Temperatur des Federele ments im eingebauten Zustand der Bremsbelaganordnung in einer Fahr zeugscheibenbremse mögliche noch vorhandene Kontakte bzw. Restreib werte zwischen Bremsbelägen und Bremsscheibe aufgrund der Abmessun gen des Lüftspiels entweder vorhanden, um die Bremsscheibe bei geringen Temperaturen zu wärmen, oder verhindert bzw. stark reduziert, um bei höhe ren Temperaturen einen unnötigen Verschleiß des Reibbelags zu verhindern.

Vorzugsweise weist das Federelement wenigstens einen Federarm auf, der an einer vom Reibbelag abgewandten Rückseite der Belagträgerplatte an greift, wobei der Federarm mit einer angewinkelt zum Federarm sowie zur Belagträgerplatte angeordneten Federbrücke verbunden ist. Der Reibbelag ist an einer Vorderseite der Belagträgerplatte angebracht, wohingegen das Federelement über den Federarm gegenüber dem Reibbelag auf einer Rück seite der Belagträgerplatte angreift. Dabei ist das den Reibbelag angreifende Federelement mit einer Federbrücke verbunden, die insbesondere annä hernd orthogonal sowohl zur Belagträgerplatte als auch zum Federelement verläuft. Die Federbrücke kann eine Umfangsfläche der Belagträgerplatte überspannen. Das Federelement kann beispielsweise über eine auf die Be lagträgerplatte wirkende Rückstellkraft die Bremsbeläge nach einer Auslen kung bei einem Bremsvorgang aktiv von der Bremsscheibe wegziehen. Das Bimetall-Element ist derart am Federelement angeordnet, dass es bei einer vorgegebenen geringen Temperatur eine geringere Rückstellung des Brems belags erzielt als bei einer höheren Temperatur.

Gemäß einer Ausführungsform verbindet die Federbrücke den Federarm mit einer Rastklammer, die eine seitliche Umfangsfläche wenigstens einer Be lagträgerplatte zumindest teilweise in Umfangsrichtung umgreift. Die Rast klammer kann sich entlang der seitlichen Umfangsfläche der Belagträger platte erstrecken und die Belagträgerplatte in Umfangsrichtung umgreifen.

Die Rastklammer kann beispielsweise mit Schenkeln ausgebildet sein, die an einer Aussparung der seitlichen Umfangsfläche der Belagträgerplatte anlie- gen. Die Rastklammer stützt den Bremsbelag im eingebauten Zustand der Bremsbelaganordnung in einer Scheibenbremse gegen Umfangskräfte ab und hält ihn in Bezug auf die Bremsscheibe durch Vorspannung in radialer Richtung in Position. Die Rastklammer kann im eingebauten Zustand der Bremsbelaganordnung in einer Scheibenbremse insbesondere zwischen ei nem Bremsträger einer Sattelbremse und der seitlichen Umfangsfläche der Belagträgerplatte angeordnet sein. Die Rastklammer kann beispielsweise mit dem Bremsträger verbunden oder an ihn angeformt sein.

Das Federelement ist über den Federarm mit der Belagträgerplatte verbun den insbesondere vernietet, wobei der Federarm über die Federbrücke mit der Rastklammer verbunden ist. Die Federbrücke kann über ein Verbin dungselement mit der Rastklammer verbunden sein. Das Federelement kann beispielsweise als eine Blattfeder ausgebildet sein und sich ausgehend von der Rückseite der Belagträgerplatte in Richtung Rastklammer erstrecken. Dabei ist die Federbrücke angewinkelt, insbesondere annähernd orthogonal, zum Federarm sowie zur Belagträgerplatte angeordnet, so dass das Fe derelement beispielsweise die seitliche Umfangsfläche der Belagträgerplatte axial überspannt, insbesondere in axialer Richtung beabstandet umgreift o- der umklammert. In vorteilhafter Weise ist das Federelement derart am Bremsbelag angeordnet, dass es mit einer Rückstellkraft auf den Bremsbe lag einwirken kann, um ihn nach einer Auslenkung in die Ausgangsposition zu bewegen.

Vorzugsweise ist das Federelement einteilig mit der Rastklammer ausgebil det. Das reduziert die Teilevielfalt und trägt zur einfachen Herstellung und Montage bei.

Gemäß einer alternativen Ausführungsform überspannt die Federbrücke die an der Bremsscheibe sich gegenüberliegend angeordneten Bremsbeläge axial, wobei die Federbrücke die an den jeweiligen Belagträgerplatte angrei fenden Federarme miteinander verbindet. Das Federelement kann beispiels weise als eine Blattfeder ausgebildet sein, deren Federbrücke sich annä hernd orthogonal zu den Bremsbelägen erstreckt. Dabei verlaufen die jeweili gen Federarme abgewinkelt, insbesondere annähernd senkrecht, zur Feder brücke. Die Federarme sind jeweils mit einer Belagträgerplatte bzw. deren Rückseite verbunden, beispielsweise vernietet oder verrastet.

Im eingebauten Zustand der Bremsbelaganordnung in der Fahrzeugschei benbremse überspannt das Federelement die Bremsbeläge sowie die dazwi schen angeordnete Bremsscheibe. Das Federelement kann als eine Belag- niederhaltefeder ausgebildet sein, die im eingebauten Zustand der Bremsbe laganordnung z.B. über Halteelemente in einem Schacht oder einer Ausneh mung eines Gehäuses eines Festsattels gehalten ist. Auf diese Weise kann die Belagniederhaltefeder eine Spannkraft, insbesondere eine Niederhalte- kraft, auf den Bremsbelag ausüben, um ihn nach unten zu spannen und ihn radial in Bezug auf die Bremsscheibe zu positionieren.

Bevorzugt weist der Federarm das Bimetall-Element auf. An den jeweiligen Federarmen insbesondere der Belagniederhaltefeder ist das Bimetall-Ele ment derart angeordnet, dass die aktive Komponente mit dem hohen Aus dehnungskoeffizienten in Richtung Bremsbelag angeordnet ist und die pas sive Komponente mit dem niedrigen Ausdehnungskoeffizienten in die entge gengesetzte Richtung angeordnet ist, d.h. sich vom Bremsbelag abwendet. Bei der vorgegebenen niedrigen Temperatur oder einer geringeren Tempera tur zieht sich die aktive Komponente mehr zusammen als die passive Kom ponente. Dadurch biegen sich die Federarme konvex in Bezug auf die Rück seite der Belagträgerplatte, d.h. sie biegen sich hin zur aktiven Komponente mit dem höheren Ausdehnungskoeffizienten. Diese Verkrümmung verursacht eine Verschiebung die Federarme in Richtung Bremsscheibe, was eine Ver lagerung der jeweiligen Bremsbeläge in Richtung Bremsscheibe in der Aus gangsposition bewirkt. So ist der axiale Abstand bzw. das Lüftspiel in der Ausgangsposition des Bremsbelags verringert und eine Rückstellung des Bremsbelags in die Ausgangsposition ist geringer, wodurch ein Restbrems moment sichergestellt ist.

Bei hoher Temperatur biegen sich die Federarme konkav relativ zum Brems belag, da sich die aktive Komponente mehr ausdehnt als die passive Kompo nente. So verkrümmt sich das Bimetall-Element zur passiven Komponente hin. Durch die Verkrümmung ziehen die Federarme die jeweiligen Bremsbe läge mit sich weg von der Bremsscheibe. Dadurch vergrößert sich der axiale Abstand bzw. das Lüftspiel, die Rückstellung des Bremsbelags nach einer Auslenkung ist größer, wodurch das Restbremsmoment verhindert oder stark reduziert ist.

Gemäß einer Ausführungsform weist die Federbrücke das Bimetall-Element auf. Dabei kann das Federelement beispielsweise entweder als eine mit der Rastklammer verbundene Rückstellfeder oder als eine Belagniederhaltefeder ausgebildet sein. Bei dieser Ausführungsform weist die aktive Komponente des Bimetall-Elements, d.h. die Schicht mit dem höheren Ausdehnungskoef fizienten, in Richtung Bremsbelag und die passive Komponente mit dem niedrigeren Ausdehnungskoeffizienten weist in die entgegengesetzte Rich tung weg vom Bremsbelag. Bei der vorgegebenen niedrigen Temperatur zieht sich die aktive Komponente mehr zusammen als die passive Kompo nente. Dadurch biegt sich die Federbrücke hin zur aktiven Komponente, wodurch die Federarme zusammen mit den Bremsbelägen in Richtung Bremsscheibe verlagert sind. Dadurch ist der axiale Abstand bzw. das Lüft- spiel verringert und eine Rückstellung des Bremsbelags in die Ausgangspo sition ist geringer. Die Ausgangsposition des Bremsbelags ist axial derart verschoben, dass sich ein Restbremsmoment zwischen dem Bremsbelag und der Bremsscheibe einstellt. In vorteilhafter Weise stellt das Federele ment im eingebauten Zustand der Bremsbelaganordnung sicher, dass die Bremsscheibe sich aufheizt. Die das Bimetall-Element aufweisende Feder brücke ist also derart ausgebildet, dass bei der vorgegebenen niedrigen Temperatur und/oder in einem Temperaturbereich darunter, bei dem z.B. die Gefahr besteht, dass Wasser an der Bremsscheibe vereist, sich derart krümmt, dass der axiale Abstand zwischen Bremsscheibe und Bremsbelag verringert ist.

Bei höheren Temperaturen, bei der Wasser an der Bremsscheibe nicht ver eist, biegt sich die Federbrücke in die entgegengesetzte Richtung d.h. hin zur passiven Komponente weg vom Bremsbelag, wodurch die Federarme auseinandergezogen sind. Dadurch vergrößert sich in der Ausgangsposition des Bremsbelags der axiale Abstand zur Bremsscheibe bzw. das Lüftspiel, und die durch das Federelement bewirkte Rückstellung des Bremsbelags nach einer Auslenkung ist größer, wodurch das Restbremsmoment verhin dert oder stark reduziert ist.

Bevorzugt weist die Federbrücke einen Verbindungsabschnitt aufweist, über den wenigstens zwei sich in Längsrichtung des Bremsbelags erstreckende Längsschenkel verbunden sind. Die Längsschenkel sind über den Verbin dungsabschnitt mit der Federbrücke verbunden, beispielsweise vernietet, verklebt oder dergleichen. Alternativ ist es möglich, dass die Längsschenkel einteilig mit dem Federelement ausgebildet sind, wobei das Federelement eine einteilige Kreuzfeder ausbildet.

Der Verbindungsabschnitt kann beispielsweise in einem zentralen Bereich der Federbrücke ausgebildet sein. Die Längsschenkel können eine längliche Form aufweisen. Sie können beispielsweise aus einem Streifen Federblech hergestellt sein, der geknickt oder gekrümmt ist. An ihren jeweiligen vom Verbindungsabschnitt abweisenden Enden können sie einen Anlagebereich aufweisen, der im eingebauten Zustand der Bremsbelaganordnung in einer Scheibenbremse am Gehäuse, insbesondere an Querträgern einer eines Festsattels angreift. Die Längsschenkel dienen dazu, die Bremsbeläge im eingebauten Zustand der Bremsbelaganordnung in radialer Richtung der Bremsscheibe insbesondere mit einer tangential wirkenden Spannkraft vor zuspannen.

Die Erfindung betrifft ferner eine Scheibenbremse für ein Fahrzeug, die ein rahmenartiges Gehäuse umfasst, das eine an einer Bremsscheibe angeord nete Bremsbelaganordnung überspannt. Die Bremsbelaganordnung weist wenigstens einen Bremsbelag auf, der in einem Bremsabstützkörper spielbe haftet geführt bzw. gelagert ist. Der Bremsabstützkörper ist bei einer schwim menden Sattelbremse als Bremsträger ausgebildet und bei einer Festsattel bremse ist der Bremsabstützkörper als Festsattel ausgeführt, der einteilig als Monoblock oder mehrteilig ausgeführt sein, beispielsweise durch zwei Fest sattelhälften.

Die zwischen den Bremsbelägen angeordnete Bremsscheibe ist um eine Achse drehbar an einer Radnabe angeordnet. Zum Erzielen einer Bremswir kung sind die jeweiligen Bremsbeläge mittels einer Zuspannvorrichtung ge gensinnig bewegbar, um sie mit der Bremsscheibe in Wechselwirkung zu bringen.

Erfindungsgemäß weist die Bremsbelaganordnung ein den Bremsbelag posi tionierendes Federelement auf, das zumindest teilweise aus einem Bimetall- Element ausgebildet ist und ausgehend von einer Ausgangsposition des Bremsbelags einen axialen Abstand des Bremsbelags relativ zur Brems scheibe in Abhängigkeit einer Temperatur verändert.

Weitere Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung in Verbindung mit dem in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiel.

In der Zeichnung bedeutet: Fig. 1 ein Federelement einer erfindungsgemäßen Bremsbelaganordnung bei einer vorgegebenen niedrigen Temperatur;

Fig. 2 ein Federelement einer erfindungsgemäßen Bremsbelaganordnung bei einer höheren Temperatur;

Fig. 3 ein Federelement einer erfindungsgemäßen Bremsbelaganordnung bei einer vorgegebenen niedrigen Temperatur;

Fig. 4 ein Federelement einer erfindungsgemäßen Bremsbelaganordnung bei einer höheren Temperatur;

Fig. 5 eine Festsattelbremse, die eine erfindungsgemäße Bremsbelaganord nung aufweist;

Fig. 6 ein Federelement einer erfindungsgemäßen Bremsbelaganordnung; und

Fig. 7 eine Schwimmsattelbremse, die eine erfindungsgemäße Bremsbe laganordnung aufweist.

In Fig. 1 bis Fig. 4 ist eine insgesamt mit der Bezugsziffer 10 bezeichnete Bremsbelaganordnung dargestellt.

Fig. 1 stellt eine Bremsbelaganordnung 10 dar, die vorliegend zwei axial zu einander beabstandete Bremsbeläge 12 umfasst, die jeweils eine Bremsbe lagträgerplatte 14 und einen daran befestigten Reibbelag 16 aufweisen. Zwi schen den einander zugewandten Reibbelägen 16 ist im eingebauten Zu stand der Bremsbelaganordnung 10 eine vorliegend nicht dargestellte Bremsscheibe angeordnet, mit der die Reibbeläge 16 bei einem Bremsvor gang mittels einer vorliegend ebenfalls nicht dargestellten Zuspanneinrich tung von einer Ausgangsposition in eine Eingriffsposition, bei der sie in Wechselwirkung mit der Bremsscheibe stehen, gebracht werden. An den Bremsbelägen 12 ist ein Federelement 18 angeordnet, welches vor liegend beide Bremsbeläge 12 überspannt. Das Federelement 18 ist als eine Blattfeder ausgebildet und weist eine Federbrücke 20 auf, die zwei Feder arme 22 miteinander verbindet. Die Federarme 22 erstrecken sich jeweils ab gewinkelt zur Federbrücke 20. Vorliegend verlaufen sie annähernd senkrecht zur Federbrücke 20.

An seinen jeweiligen Enden greift das Federelement 18 an einer vom Reib belag 16 abgewandten Rückseite der Belagträgerplatte 14 an. Das Federele ment 18 ist mit der Belagträgerplatte 14 beispielsweise vernietet oder es kann z.B. über eine Rastnase mit einem Rastvorsprung der Belagträgerplatte 14 in Eingriff stehen.

Im eingebauten Zustand der Bremsbelaganordnung 10 in eine Fahrzeug scheibenbremse 100 sind die Bremsbeläge 12 durch das vorliegende Fe derelement 18 axial sowie radial vorgespannt. Das Federelement 18 übt über die Federarme 22 eine Rückstellkraft auf die Bremsbeläge 12 aus, um sie nach einer Auslenkung in Richtung Bremsscheibe zurück in die Ausgangspo sition zu bringen, bei der die Bremsbeläge 12 über ein Lüftspiel zur Brems scheibe beabstandet sind.

Erfindungsgemäß ist das Federelement 18 zumindest teilweise aus einem Bimetall-Element 24 ausgebildet. In Fig. 1 und Fig. 2 sind jeweils eine Aus führungsform des Federelements 18 dargestellt, bei der das Bimetall-Ele ment 24 an der Federbrücke 20 angeordnet ist. Die Federbrücke 20 weist vorliegend einen Bimetallstreifen 24 auf, der aus zwei fest miteinander ver bunden Schichten 26, 28 unterschiedlicher Metalle oder Legierungen ausge bildet ist. Die Schichten 26, 28 können zum Beispiel durch Nieten, Schwei ßen, Kleben oder Walzen miteinander verbunden sein. Sie weisen unter schiedliche Ausdehnungskoeffizienten auf. Die einen niedrigen Ausdeh nungskoeffizienten aufweisende erste Schicht 26 ist vorliegend vom Brems belag 12 abgewandt angeordnet. Die jeweils andere zweite Schicht 28 weist einen höheren Ausdehnungskoeffizienten auf und ist gegenüberliegend der ersten Schicht 26 in Richtung zum Bremsbelag 12 angeordnet. Die jeweili gen Schichten 26, 28 verändern sich bei gleicher Temperaturänderung um unterschiedliche Strecken. Das äußert was sich als Verbiegung des Bime tallstreifens 24 und folglich verformt sich das Federelement 18 entsprechend.

In Fig. 1 ist das Federelement 18 bei einer vorgegebenen niedrigen Tempe ratur T dargestellt. Bei niedriger Temperatur T zieht sich die zweite Schicht 28 mit dem höheren Ausdehnungskoeffizienten mehr zusammen als die erste Schicht 26. Dadurch verkrümmt sich die Federbrücke 20 hin zur zwei ten Schicht 28, die auch als aktive Komponente bezeichnet ist. Diese Verfor mung verursacht eine Verringerung eines Axialabstandes zwischen den Fe derarmen 22, die wiederum den jeweiligen Bremsbelag 12 in Richtung einer vorliegend nicht dargestellten Bremsscheibe verlagern. Dadurch ist das Lüft spiel, d.h. der axiale Abstand zwischen dem Bremsbelag 12 und der Brems scheibe in der Ausgangposition des Bremsbelags 12 derart verringert, dass sich ein Restbremsmoment zwischen dem Bremsbelag 12 und der Brems scheibe einstellt. Bei einem Bremsvorgang wird der Bremsbelag 12 in Rich tung Bremsscheibe ausgelenkt und das Federelement 18 dient nach der Auslenkung zur Rückstellung des Bremsbelags 12, um das Lüftspiel wieder herzustellen. Durch die Verkrümmung des Bimetall-Elements 24 bei der vor gegebenen niedrigen Temperatur T kann das Federelement 18 lediglich eine geringe Rückstellung des Bremsbelags 12 bewirken. Dadurch bleibt ein Restreibwert zwischen dem Bremsbelag 12 und der Bremsscheibe bestehen und die Bremsscheibe ist insbesondere trotz Rekuperation leicht erhitzt.

In Fig. 2 ist eine Darstellung des Federelements 18 nach Fig. 1 bei einer hö heren Temperatur T. Wie vorliegend dargestellt ist, verbiegt sich das Bime tall-Element 24 bzw. die Federbrücke 20 in die entgegengesetzte Richtung bei Temperaturen T über dem vorgegebenen Wert. Bei Erwärmung dehnt sich die zweite Schicht 28 mehr aus als die erste Schicht 26. Dadurch erfolgt eine charakteristisch konkave Verbiegung des Bimetallstreifens 24. Das hat zur Folge, dass die jeweiligen Federarme 22 des Federelements 18 sich in entgegensetzte Richtungen voneinander weg bewegen, wodurch ein Axial- abstand zwischen den Federarmen 22 erhöht ist. Da die jeweiligen Bremsbe läge 12 von den Federarmen 22 mitgezogen werden, erhöht sich der axiale Abstand des Bremsbelags 12 zur Bremsscheibe in der Ausgangsposition des Bremsbelags 12. Das hat ein größeres Lüftspiel zur Folge, welches bei höhe ren Temperaturen T ausreichend groß ist, dass Restreibwerte zwischen dem Bremsbelag 12 und der Bremsscheibe vermieden bzw. stark reduziert sind. Nach einer Auslenkung des Bremsbelags 12 in Richtung Bremsscheibe bei einem Bremsvorgang bewirkt das Federelement 18 eine größere Rückstel lung des Bremsbelags 12 als bei geringen Temperaturen T.

In Fig. 3 und Fig. 4 sind eine alternative Ausführungsform des Federele ments 18 dargestellt, bei der die jeweiligen Federarme 22 ein Bimetall-Ele ment 24 aufweisen. Das Bimetall-Element 24 ist vorliegend als ein Bime tallstreifen ausgebildet. Die erste Schicht 26 mit dem niedrigen Ausdeh nungskoeffizienten ist auf einer Außenseite des Federarms 22 vom Brems belag 12 abwendet angeordnet und die zweite Schicht 28 mit dem höheren Ausdehnungskoeffizienten ist gegenüber der ersten Schicht 26 auf einer In nenseite des Federarms 22 in Richtung Brembelag 12 angeordnet.

Wie in Fig. 3 dargestellt ist, zieht sich die zweite Schicht 28 bei der vorgege benen niedrigen Temperatur T mehr zusammen als die erste Schicht 26. Das Bimetall-Element 24 biegt sich hin zur zweiten Schicht 28. Dadurch verkrüm men sich die Federarme 22 konvex bezüglich des Bremsbelags 12 und ein Abstand zwischen den beiden Federarmen 22 ist verringert, wobei die jewei ligen Federarme 22 die Bremsbeläge 12 mit sich in Richtung Bremsscheibe ziehen, wodurch das Lüftspiel verringert ist. Das Federelement 18 übt eine Rückstellkraft auf die Bremsbeläge 12 aus, um sie nach einer Auslenkung in die Ausgangposition zu bringen. Die Rückstellung der Bremsbeläge 12 ist bei niedriger Temperatur T gering, wodurch ein Restbremsmoment zwischen Bremsbelag 12 und Bremsscheibe eingestellt ist und die Bremsscheibe sich aufheizt. In Fig. 4 ist ein Federelement 18 gemäß Fig. 3 bei einer erhöhten Tempera tur T dargestellt. Das Bimetall-Element 24 verbiegt sich vorliegend in die ent gegengesetzte Richtung, denn die zweite Schicht 28 dehnt sich mehr aus als die erste Schicht 26. Das Bimetall-Element 24 biegt sich in Richtung erste Schicht 26 bzw. biegen sich die Federarme 22 konkav in Bezug auf den Bremsbelag 12, wodurch die Federarme 22 sich in entgegengesetzte Rich tungen voneinander weg verlagern und sich ein Abstand zwischen ihnen ver größert. Die Federarme 22 ziehen die Bremsbeläge 12 mit sich und das Lüft spiel vergrößert sich. Auf diese Weise ist die Rückstellung der Bremsbeläge 12 durch das Federelement 18 bei erhöhter Temperatur T stärker, wodurch ein Restbremsmoment zwischen Bremsbelag 12 und Bremsscheibe verhin dert oder reduziert ist.

In Fig. 5 ist eine insgesamt mit der Bezugsziffer 100 bezeichnete Ansicht ei ner Scheibenbremse für ein Fahrzeug dargestellt. Die Scheibenbremse 100 weist ein rahmenartiges Gehäuse 102 mit einem Bremssattel 104 auf, der vorliegend als ein Festsattel ausgebildet ist. Das Gehäuse 102 dient als Ab stützkörper für eine vorliegend nicht dargestellte Bremsbelaganordnung 10, die in einem Schacht 106 oder einer Ausnehmung des Gehäuses 102 ange ordnet ist. Die Bremsbelaganordnung 10 weist zwei zueinander beabstan- dete Bremsbeläge 12 auf. Die bei einem Bremsvorgang erzeugten Reakti onskräfte werden über die üblicherweise aus Metall bestehenden Belagträ gerplatten 14 der jeweiligen Bremsbeläge 12 auf das Gehäuse 102 übertra gen.

Im Schacht 106 des Gehäuses 102 sind vorliegend zwei erfindungsgemäße Federelemente 18 an den Bremsbelägen 12 angeordnet. Die Federelemente 18 sind vorliegend jeweils als eine kreuzförmige Bremsbelagniederhaltefeder ausgebildet, die beispielsweise mittels hier nicht dargestellten Halteelemen ten, wie einem Haltestift oder Haltebügel, einem gebogenen Draht oder ei nem Klemmelement im Schacht 106 an dem Gehäuse 102 gehalten wird, um einen sicheren Sitz zu ermöglichen. Über die Bremsbelagniederhaltefeder 18 sind die Bremsbeläge 12 in radialer Richtung der vorliegend nicht gezeigten Bremsscheibe einwärts vorgespannt. Das Federelement 18 weist zwei parallel zur vorliegend nicht dargestellten Bremsscheibe verlaufende Federschenkel 30 auf, die an ihren jeweiligen En den mit Anlagevorsprüngen 32 ausgebildet sind, die sich an Gehäusequer trägern 108 des Bremssattels 104 abstützen. Die Federschenkel 30 sind mit einem Verbindungsabschnitt 34 einer Federbrücke 20 des Federelements 18 verbunden, insbesondere vernietet. Die Federbrücke 20 überspannt die Bremsbeläge 12 sowie die Bremsscheibe axial und verbindet zwei Feder arme 22 miteinander. Die Federarme 22 erstrecken sich nahezu orthogonal abgewinkelt zur Federbrücke 20 in den Schacht 106 hinein und greifen je weils an einer Rückseite einer Belagträgerplatte 14 des Bremsbelags 12 an.

An der Federbrücke 20 und/oder den Federarmen 22 ist das Bimetall-Ele ment 24 ausgebildet. Wie in den Figuren 1 bis 4 oben beschrieben ist, verän dert sich die Form des Bimetall-Elements 24 und somit die Form des Fe derelements 18 in Abhängigkeit einer Temperatur T, wobei über die Form veränderung des Federelements 18 der axiale Abstand in der Ausgangsposi tion bzw. das Lüftspiel zwischen dem Bremsbelag 12 und der Bremsscheibe variierbar ist. Mit anderen Worten ist die Ausgangsposition des Bremsbelags 12 in Abhängigkeit der Temperatur des Federelements 18 beeinflusst. Das Federelement 18 dient dazu bei kalten Temperaturen T eine geringes Lüft spiel mit einem einhergehenden Restbremsmoment zur Erwärmung der Bremsscheibe zu gewährleisten. Bei warmen Temperaturen T vergrößert das Federelement 18 das Lüftspiel, um ein Restbremsmoment zu reduzieren o- der gänzlich zu vermeiden.

In Fig. 6 ist eine alternative Ausführungsform eines Federelements 18 darge stellt. Vorliegend ist das Federelement 18 einteilig mit einer Rastklammer 36 ausgebildet, über die das Federelement 18 an einem Bremsbelag 12 anordenbar ist, um mit einer Rückstellkraft auf den Bremsbelag 12 einzuwir ken. Alternativ können die Rastklammer 36 und das Federelement 18 zwei teilig ausgebildet sein und über ein Verbindungselement miteinander verbun den sein. Die Rastklammer 36 ist vorliegend mit zwei Schenkeln 38 ausgebildet, die über einen zentralen Abschnitt 40, der eine vorliegend nicht dargestellte Bremsscheibe überspannt, miteinander verbunden sind. Die Schenkel 38 lie gen jeweils an einer seitlichen Umfangsfläche 42 einer vorliegend nicht dar gestellten Belagträgerplatte 14 an und erstrecken sich entlang der seitlichen Umfangsfläche 42. Vorliegend weisen die Schenkel 38 jeweils eine Kontur auf, die z.B. in Aussparungen der Umfangsfläche 42 der Belagträgerplatte 14 eingreifen. Die Rastklammer 36 umgreift die Belagträgerplatte 14 in Um fangsrichtung zumindest teilweise. Die Rastklammer 36 stützt den Bremsbe lag 12 im eingebauten Zustand der Bremsbelaganordnung 10 in einer Schei benbremse 100 gegen Umfangskräfte ab und hält ihn in Bezug auf die Bremsscheibe durch Vorspannung in radialer Richtung in Position.

Das Federelement 18 weist einen Federarm 22 auf, der an der Belagträger platte 14 angreift. Der Federarm 22 kann beispielsweise mit der Belagträger platte 14 vernietet sein. Der die Belagträgerplatte 14 angreifende Federarm 22 ist über eine Federbrücke 20 mit der Rastklammer 36 verbunden. Das Fe derelement 18 überspannt und umklammert vorliegend die seitliche Um fangsfläche 42 der Belagträgerplatte 14 axial und der Federarm 22 erstreckt sich in Richtung Rastklammer 36.

Vorliegend weist die Federbrücke 20 das Bimetall-Element 24 auf. Der Werk stoff mit dem höheren Ausdehnungskoeffizienten bzw. die zweite Schicht 28 ist in Richtung Bremsbelag 28 angeordnet und der Werkstoff mit dem niedri geren Ausdehnungskoeffizienten bzw. die erste Schicht 26 ist von dem Bremsbelag 12 abgewandt angeordnet. Bei einer hohen Temperatur T, wie in der rechten Darstellung der Fig.6 gezeigt ist, dehnt sich die zweite Schicht 28 im Gegensatz zu der ersten Schicht 26 stärker aus. Dadurch verbiegt sich die Federbrücke 20 in Richtung erster Schicht 26 bzw. weg von der Rück seite der Belagträgerplatte 14. Dadurch erhöht sich der axiale Abstand zwi schen dem Bremsbelag 12 und der Bremsscheibe, d.h. die Ausgangposition des Bremsbelags 12 verlagert sich weg von der Bremsscheibe. Folglich er höht sich das Lüftspiel, wodurch Restreibwerte zwischen dem Bremsbelag 12 und der Bremsscheibe entfallen oder größtenteils vermieden sind. Bei einer niedrigen Temperatur T, wie in der linken Darstellung der Fig. 6 ge zeigt ist, zieht sich die zweite Schicht 28 mehr zusammen als die erste Schicht 26. Dadurch krümmt sich das Federelement 18 in eine Richtung hin zur zweiten Schicht 28 und verschiebt den Bremsbelag 12 in Richtung Bremsscheibe. Das hat zur Folge, dass der axiale Abstand des Bremsbelags 12 zur Bremsscheibe in der Ausgangsposition des Bremsbelags 12 verrin gert ist. Dadurch ist eine mögliche Rückstellung des Bremsbelags 12 in Axi alrichtung nach einer Auslenkung des Bremsbelags 12 verringert, und das Lüftspiel ist derart verringert, dass sich ein Restbremsmoment zwischen dem Bremsbelag 12 und der Bremsscheibe einstellt, wodurch sich die Brems scheibe leicht aufheizt.

In Fig. 7 ist eine Scheibenbremse 100 dargestellt, umfassend ein rahmenarti ges Gehäuse 102, dessen Grundkörper vorliegend als ein Schwimmsattel o- der Faustsattel ausgebildet ist, sowie einen Bremsabstützkörper bzw. einen Bremsträger 110, der die Bremsbeläge 12 eine Bremsbelaganordnung 10 spielbehaftet führt oder lagert. Die Bremsbelaganordnung 10 weist vorlie gend zwei Bremsbeläge 12 auf, die in ihrer Ausgangsposition jeweils über ei nen axialen Abstand an einer vorliegend nicht dargestellten Bremsscheibe angeordnet sind. Im Gehäuse 102 ist eine Zuspanneinrichtung aufgenom men, über die die Bremsbeläge 12 bei einem Bremsvorgang gegen die Bremsscheibe beweglich sind.

An den Bremsbelägen 12 ist ein erfindungsgemäßes Federelement 18 ange ordnet, wie es oben in Fig. 6 beschrieben ist. Das Federelement 18 ist über eine Rastklammer 36 am Bremsbelag 12 angeordnet. Die Rastklammer 36 ist zumindest teilweise zwischen dem Bremsträger 110 und den Bremsbelä gen 12, insbesondere einer seitlichen Umfangsfläche 42 der Belagträger platte 14 des Bremsbelags 12, angeordnet. Die Rastklammer 36 ist an einem Querelement 112 des Bremsträgers 110 angeordnet und weist Schenkel 38 auf, die beispielsweise am Querelement 112 ausgebildete Vorsprünge um greifen können. Die Rastklammer 36 kann an den Bremsträger 110 ange formt sein oder fest mit ihm verbunden sein. Die Rastklammer 36 umgreift die seitliche Umfangsfläche 42 einer Belagträ gerplatte 14 eines Bremsbelags 12 in Umfangsrichtung. Dabei erstrecken sich die Schenkel 38 der Rastklammer 36 jeweils entlang der seitlichen Um fangsfläche 42 der Belagträgerplatte 14. Die Rastklammer 36 stützt den Bremsbelag 12 im eingebauten Zustand der Bremsbelaganordnung 10 in der Scheibenbremse 100 gegen Umfangskräfte ab und hält ihn in Bezug auf die Bremsscheibe durch Vorspannung in radialer Richtung in Position.

Das erfindungsgemäße Federelement 18 übt nach einer Auslenkung des Bremsbelags 12 eine Rückstellkraft auf den Bremsbelag 12 aus. Das Fe derelement 18 ist über einen Federarm 22 mit einer Rückseite der Belagträ gerplatte 14 verbunden, wobei der Federarm 22 über eine hier nicht darge stellte Federbrücke 20, die zumindest teilweise mit einem Bimetall-Element 24 ausgebildet ist, an der Rastklammer 36 angeordnet ist. Das Federelement 18 krümmt sich bei niedriger Temperatur T in Richtung Belagträgerplatte 14, wodurch die Ausgangsposition des Bremsbelags 12 sich in Richtung Brems scheibe verlagert und das Lüftspiel derart gering ist, dass ein Restreibwert zwischen den Bremsbelägen 12 und der Bremsscheibe vorhanden ist. Bei höheren Temperaturen T biegt sich das Bimetall-Element 24 des Federele ments 18 in die entgegengesetzte Richtung. Dadurch zieht das Federele ment 18 die Bremsbeläge 12 in einer Ausgangsposition weiter auseinander und es entsteht ein Lüftspiel ohne Restreibwerte.