Bezeichnung : Bremsklotz für eine Scheibenbremse mit unterschiedlichen Reibmaterialien Beschreibung Aus DE-U-296 15 723.6 ist ein Bremskörper bzw. Bremsklotz für eine Scheibenbremse bekannt, der einen Reibbelagträger auf- weist, auf dem wenigstens zwei Reibkörper angeordnet sind, die aus Reibmaterialien mit unterschiedlicher Reibcharakteri- stik bestehen, und zwar zum einen aus einem organisch-bzw. kunststoffgebundenen Reibmaterial ersten Reibkörper und einem aus Kohlefaserverbundwerkstoff bestehenden zweiten Reibkör- per. Die praktische Erprobung hat gezeigt, daß durch die kom- binierte Anordnung eines kunststoffgebundenen Reibmaterials mit einem Kohlefaserverbund-Reibmaterial infolge der unter- schiedlichen Reibcharakteristiken, des unterschiedlichen Ver- schleißverhaltens und insbesondere des unterschiedlichen Tem- peraturverhalten die Leistungsfähigkeit und die Standzeit ei- ner Bremse wesentlich verbessert werden kann.

Es hat sich nun herausgestellt, daß die Befestigung eines Reibkörpers aus Kohlefaserverbundmaterial, auch CFC-Material genannt, auf dem Reibbelagträger erhebliche Probleme berei- tet, da, anders als organisch gebundenes Reibmaterial, ein CFC-Material mit den üblicherweise aus Metall, insbesondere Stahl, bestehenden plattenförmigen Reibbelagträgern nicht haltbar verklebt werden kann.

Da für den Einsatz an Kraftfahrzeugscheibenbremsen eine Mas- senproduktion mit niedrigen Herstellungskosten gefordert ist, sind alle Verfahren, die eine mechanische Anbindung des Reib- körpers aus CFC-Material an den Reibbelagträger vorsehen und einen zusätzlichen Arbeitsgang erfordern, aus Kostengründen nicht vertretbar.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Bremsklotz der eingangs bezeichneten Art zu schaffen, der kostengünstig

herzustellen ist und darüber hinaus auch in der Anwendung Vorteile gegenüber dem bekannten Bremskörper aufweist.

Die Aufgabe wird gemäß der Erfindung gelöst mit einem Brems- klotz für eine Scheibenbremse, der eine an wenigstens einem Druckkolben einer Bremszange anlegbare Trägerplatte aus einem Metallwerkstoff aufweist, auf dem ein Reibbelag aus einem or- ganisch gebundenen Reibmaterial mit einer der Bremsscheibe zugeordneten Reibfläche befestigt ist und der in seiner Reib- fläche wenigstens eine Ausnehmung aufweist, in die ein Klotz aus einem CFC-Reibmaterial eingesetzt ist, dessen Reibfläche niveaugleich mit der Reibfläche des organisch gebundenen Reibmaterials ausgebildet ist, wobei die Ausnehmung randsei- tig zumindest teilweise umlaufend vom organisch gebundenen Reibmaterial begrenzt ist und wobei ferner der Klotz aus dem CFC-Reibmaterial formschlüssig in der Ausnehmung gehalten ist. Der Vorteil dieser Ausgestaltung besteht darin, daß eine unmittelbare feste Verbindung zwischen der Trägerplatte und dem Klotz aus CFC-Reibmaterial nicht mehr erforderlich ist, da dieser über den Formschluß des ihn randseitig umfassenden organischen Reibmaterials gehalten wird.

Bei der Herstellung kann der Klotz aus CFC-Reibmaterial bei- spielsweise in die Ausnehmung im zuvor auf die Trägerplatte aufgepreßten organisch gebundenen Reibmaterial eingesetzte werden. Da das üblicherweise für derartige Bremsen eingesetz- te organisch gebundene Reibmaterial gegenüber dem CFC-Reib- material einen deutlich höheren Wärmeausdehnungskoeffizienten aufweist, kann es für die Herstellung auch zweckmäßig sein, die zunächst mit dem organisch gebundenen Reibmaterial be- preßte und mit der Ausnehmung versehene Trägerplatte zu er- wärmen, so daß bei entsprechender Vorgabe der Außenabmessung des Klotzes aus CFC-Reibmaterial einerseits (Übermaß) und der Ausnehmung im organisch gebundenen Reibmaterial andererseits (Untermaß), der Klotz aus CFC-Reibmaterial lose und ohne Kraftaufwand in die Ausnehmung im erwärmten organisch gebun- denen Reibmaterial eingefügt werden kann. Nach dem Erkalten

ist der Klotz aus CFC-Reibmaterial fest in der Ausnehmung durch das andere Reibmaterial fixiert, so daß für Verpackung, Handhabung und Montage der Klotz aus CFC-Reibmaterial nicht herausfallen kann. Da im Betrieb der Bremsklotz mit seiner Trägerplatte eine erhebliche Erwärmung erfährt, löst sich im Betrieb der randseitige Reibschluß für den Klotz aus CFC- Reibmaterial ohne den Formschluß zu lösen. Damit kann der Klotz aus CFC-Material sich frei an der Bremsscheibe anlegen.

Ein sogenannter Hohlschliff der Bremsscheibe sowie ein soge- nannter Schrägverschleiß des Bremsklotzes wird zuverlässig vermieden.

Da der Verschleiß des CFC-Reibmaterials deutlich geringer ist als der Verschleiß des organisch gebundenen Reibmaterials, ist auf der anderen Seite zuverlässig sichergestellt, daß der Bremsklotz mit der Reibfläche beider Reibmaterialien an der Bremsscheibe anliegt. Damit ist auch gewährleistet, daß der anfallende Abrieb des CFC-Reibmaterials auf die Reibfläche des organisch gebundenen Reibmaterials während des Bremsvor- ganges"aufgetragen"wird und hierdurch die mechanischen und thermischen Eigenschaften des organisch gebundenen Reibmate- rials verbessert werden.

In besonders vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß im Bereich der Ausnehmung zwischen der Trä- gerplatte und dem Klotz aus CFC-Reibmaterial eine Zwischen- schicht aus einem Material mit geringerer Wärmeleitfähigkeit als Metall angeordnet ist. Hierbei ist es besonders zweckmä- ßig, wenn die Zwischenschicht aus dem organisch gebundenen Reibmaterial besteht. Dies hat den Vorteil, daß für die wär- meisolierende Zwischenschicht nicht ein weiteres Material eingesetzt werden muß. Ferner besteht der Vorteil darin, daß beim Aufpressen des organisch gebundenen Reibmaterials die Ausnehmung bereits eingeformt werden kann, so daß der Brems- klotz praktisch in zwei bzw. drei Arbeitsgängen herstellbar ist, nämlich Aufpressen des organisch gebundenen Reibmateri- als, ggf. unter gleichzeitiger Einformung der Ausnehmung und

Einfügen des Klotzes aus CFC-Reibmaterial. Dies kann ggf. nach Erwärmung der so mit Reibmaterial bepreßten Trägerplatte erfolgen Die Dicke der Zwischenschicht entspricht maximal der Dicke der Trägerplatte.

Weitere Ausgestaltungen der Erfindung und Vorteile sind den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung und Zeich- nung eines Ausführungsbeispiels zu entnehmen. Es zeigen : Fig. 1 eine Aufsicht auf die Reibfläche eines Bremsklotzes, Fig. 2 einen Schnitt gem. Der Linie II-II in Fig. 1.

Wie aus der Aufsicht gem. Fig. 1 und dem Schnitt gem. Fig. 2 ersichtlich, besteht der Bremsklotz im wesentlichen aus einer Trägerplatte 1 aus einem Metall, beispielsweise Stahl. Auf die Trägerplatte 1 ist ein erster Reibbelag 2 aus einem orga- nisch gebundenen, d. h. kunststoffgebundenen Reibmaterial be- festigt, beispielsweise durch Aufpressen unter Verklebung dieses Reibmaterials mit der Oberfläche der Trägerplatte 1.

Bei diesem ersten Reibbelag sind in einer Kunststoffmatrix die üblichen Zuschlagsstoffe in Form von Reibstützern, Gleit- stützern etc. eingebunden.

Das organisch gebundene Reibmaterial 2 ist mit wenigstens ei- ner, hier drei Ausnehmungen 3 versehen, in die jeweils ein Klotz 4.1, 4.2 und 4.3 aus einem CFC-Reibmaterial eingesetzt ist. Die Ausnehmung ist im wesentlichen so geformt, daß sie randseitig umlaufend von dem organisch gebundenen Reibmateri- al begrenzt ist.

Wie der Schnitt gem. Fig. 2 zeigt, ist die Ausnehmung 3 nicht bis auf die Trägerplatte 1 geführt sondern beim Einformen der Ausnehmung 3 in das organisch gebundene Reibmaterial ist eine Zwischenschicht 5 aus dem organisch gebundenen Reibmaterial als Boden 6 vorgesehen, auf dem der Klotz 4 aufliegt.

Der jeweils umlaufende Rand 7 einer Ausnehmung 3 sowie der jeweils umlaufende Rand 8 eines Klotzes 4 weisen hierbei je- weils die gleiche Randkontur auf. Die Querabmessungen des Klotzes 4 sind hierbei in bezug auf die Ausnehmung 3 so be- messen, daß in kaltem Zustand des organisch gebundenen Reib- materials oder ggf. nach Erwärmen der mit dem organisch ge- bundenen Reibmaterial 2 bepreßten Trägerplatte bei der Monta- ge der Klotz 4 in die Ausnehmung 3 praktisch lose eingefügt werden kann. Nach der Montage ist der Klotz 4 durch das Reib- material 2 in der Ausnehmung 3 fixiert, so daß die Träger- platte für Verpackung, Transport und Montage zuverlässig ge- gen ein Herausfallen gesichert ist. Bei vorherigem Erwärmen ist der Klotz 4 für Transport und Montage nach Art einer Schrumpfverbindung gegen Herausfallen gesichert. Bei der Er- wärmung im Betrieb"löst"sich die Schrumpfverbindung, so daß der Klotz 4 formschlüssig gehalten wird.

Die Reibfläche 9 des Reibmaterials 2 sowie die Reibfläche 10 des Klotzes 4 sind niveaugleich und liegen an der Gegenfläche 11.1 einer Bremsschreibe 12 an. Entsprechend liegt ein zwei- ter Bremsklotz der vorstehend beschriebenen Art, hier strich- punktiert angedeutet, an der Gegenfläche 11.2 der Bremsschei- be an, so daß durch senkrecht auf die Trägerplatte einwirken- de gegeneinander gerichtete Anpreßkräfte P, beispielsweise in Form von einem oder mehreren Hydraulikkolben 13, die Reib- kraft zwischen den Bremsklötzen und der Bremsscheibe aufge- bracht werden. Je nach Konstruktion der Scheibenbremse als Festsattelbremse oder als Schwimmsattelbremse wirken hydrau- lische Kolben jeweils auf beide an der Bremsscheibe einander gegenüberliegenden Bremsklötze oder nur auf einen Bremsklotz, wobei über den Schwimmsattel der andere Bremsklotz auf der anderen Seite der Bremsscheibe angedrückt wird.

Bei Kraftfahrzeugen mit einer Hauptdrehrichtung der Brems- scheibe 12 in einer Richtung können die Klötze 4 so geformt sein, daß die radiale Breite der Klötze aus CFC-Reibmaterial,

bezogen auf die Drehrichtung der Bremsscheibe 12, an der Ein- laufseite größer ist als an seiner Auslaßseite.

Bei der Anordnung von wenigstens zwei Klötzen 4 aus CFC- Reibmaterial im organisch gebundenen Reibmaterial, kann die Reibfläche des einlaufseitigen CFC-Klotzes größer sein als die Reibfläche des auslaufseitigen CFC-Klotzes.

In bezug auf die Gesamtreibfläche des Bremsklotzes beträgt die Reibfläche des CFC-Reibmaterials zweckmäßigerweise zwi- schen 40% und 85% der Gesamtreibfläche. Wie aus der Aufsicht gem. Fig. 1 ersichtlich, überdecken die in den Ausnehmungen 3 gehaltenen Klötze 4.1, 4.2 und 4.3 aus CFC-Reibmaterial im wesentlichen den Bereich der Reibfläche, der dem Bereich der Anlage der Druckkolben 13 an der Rückseite der Trägerplatte 1 entspricht.

Bei der Anordnung von zwei oder mehr Ausnehmungen 3 zur Auf- nahme von Klötzen 4 aus CFC-Reibmaterial ist es zweckmäßig, wenn zwischen benachbarten Ausnehmungen 3 ein Zwischensteg 14 aus dem organisch gebundenen Reibmaterial 2 vorhanden ist.

Die Reibleistung derartiger Bremsklötze an einer Scheiben- bremse wird auch durch die beim Bremsvorgang wechselnden Tem- peraturverteilungen am und im Bremsklotz beeinflußt. Eine be- sonders günstige Temperaturverteilung und damit eine gleich- bleibende Reibleistung auch bei einem längeren Bremsvorgang (Talfahrt) ergibt sich dann, wenn die Trägerplatte 1 auf ih- rer Rückenfläche bis über den umlaufenden Rand an den kunst- stoffgebundenen Reibbelag 2 heranreichend mit einer dünnen Beschichtung 15 aus einem schlecht wärmeleitenden Material, beispielsweise einem keramischen Material und darüber einer dünnen Beschichtung 16 aus einem gut wärmeleitenden Material, beispielsweise Aluminium versehen ist. Beide Beschichtungen können im sogenannten Plasma-Spritzverfahren aufgebracht wer- den.