BRAKE PAD ASSEMBLY

Abstract: 1. Brake pad assembly, especially for disk brakes, comprising - a piston-shaped brake pad (22) - a heat-insulating cover (30) resting against a peripheral surface of the brake pad (22) and separating the latter, in installed conditions, from a cylinder wall (20) of an actuating cylinder (18), - and an actuating piston (24) resting against the rear side of the brake bad (22), characterized in that the heat-insulating cover (30) sealingly surrounds also the actuating piston (24) at least at the peripheral surface thereof and connects said piston with the brake pad (22) to form a rigid unit.

Description: Bremsbelagbaugruppe Die Erfindung betrifft eine Bremsbelagbaugrppe, insbesondere für Scheibenbremsen, mit - einem kolbenartigen Bremsbelag, - einer wärmeisolierenden Umhüllung, die an einer Man telfläche des Bremsbelages anliegt und sie im Einbau zustand von einer Zylinderwand eines Betä-igungszylin- ders trennt, - und einem Betätigungskolben, der an der Rückseite des Bremsbelages anliegt. Bei Bremsbelagbaugruppen dieser Gattung ist nicht nur der Betätigungskolben, sondern auch der Bremsbelag an der Zylinderwand des zugehörigen Betätigungrnzylinders geführt; gesonderte Führungsflächen für den Bremsbelag sind somit nicht erforderlich. Bei zunehmendem Verschleiss des Bremsbelages wird der Betätigunskolben allmählich in den zuvor vom Bremsbelag eingenormenen Abschnitt des Betätigungszylinders vorgeschobEn und bleibt dabei ständig auf der gesamten Kolbenlänge an der Zylinderwand geführt. Dies ist ein wesentlicher vorteil gattungsgemässer Bremsbelagbaugruppen gegenüber anderen bekannten Anordnungen, bei denen ein Betätigur.gskolben auf einen ausschliesslich ausserhalb des zugehörigen Betätigungszylinders angeorcdneten Bremsbeslag einwirkt und bei zunehmendem Belagverschleiss teilweise aus dem Betätigungszylinder herausgeschoben wird, was voraussetzt, dass der Kolben so lang gestaltet ist, dass er auch bei vollständig verschlissenem Bremsbelag noch auf einer ausreichenden Länge an der Zylinderwand geführt ist. Bremsbe lagbaugruppen der beschriebenen Gattung ermöglichen wegen der geringen erforderlichen Baulänge des Kolbens eine raumsparende Gestaltung des Betätigungszylinders und somit auch der Bremse insgesamt. Die wärmeisolierende Umhüllung des Bremsbelages sorgt dafür, dass von der am Bremsbelag entstehenden Reibungswärme kein wesentlich grösserer Anteil auf den Betätigungszylinder und die Bremsflüssigkeit übertragen wird als dies bei Anordnung des Bremsbelages ausserhalb des Betätigungszylinders der Fall ist. Bei einer aus der US-PS 2 801 714 bekannten Bremsbelagbaugruppe der beschriebenen Gattung erstreckt sich die wärmeisoLierende Umhüllung über die Mantelfläche und die Rückseite des Bremsbelages. Der Betätigungskolben besteht aus einem Kunststoff, der demjenigen des Bremsbelages ähnlich ist und in einer vorzugsweise aus Aluminium gegossenen Schale geformt und erstarrt ist. In die Rückseite des Bremsbelages ist eine Pass feder aus Stahl eingebet-et, die mit Presssitz in eine entsprechende Nut an der V-#rderseite des Betätigungskolbens eingreift. Dadadurch -ird verhindert, dass der Bremsbelag sich gegen über dem Kolben dreht, und es wird auch dafür gesorgt, dass der bremsbelag beim Lösen der Bremse an Rückzugsbewegungen des Kolbens teilnimmt. Eine vollständig feste Verbindung zwischen Bremsbelag und Kolben lässt sich jedoch auf diese Weise nicht erzielen und kann bei der bekannten onstruktion auch nicht wünschenswert sein, da die Passfederverbindung imstande sein muss, Achsfluchtungsfehler zwischen dem Bremsbelag und dem Betätigungskolben auszugleichen. Der Bremsbelag dieser beskannten Bremsbelagbaugruppe darf nur teilweise abgenutzt werden, da eine unmittelbare Berührung der Pass feder mit der Bremsscheibe vermieden werden sollte. Ehe die Abnutzung des Bremsbelages soweit fortgeschritten ist, dass die Pass feder freigelegt wird, besteht jedoch schon die Gefahr, dass Teile des Bremsbelages ausbröckeln und sich zwischen dem Betätigungszylinder und der Bremsscheibe verklemmen. Die Pass feder wirkt ausserdem als Wärmebrücke und trägt vor allem bei weit fortgeschrittenem Belagverschleiss erheblich dazu bei, dass die Bremsflüssigkeit erhitzt wird, wobei bekanntermassen die Gefahr besteht, dass in älterer Bremsflüssigkeit enthaltenes Wasser verdampft und Blasen bildet, die zum Ausfall der Bremsanlage führen können. Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, eine Bremsbelagbaugruppe der eingangs beschriebenen Gattung derart weiterzubilden, dass der Bremsbelag bis zu seiner vollständigen Abnutzung sicher mit dem Betätigungskolben verbunden bleibt und ein ausreichender Schutz der Bremsflüssigkeit vor Uberhitzung auch bei vollständig abgenutztem Bremsbelag erhalten bleibt. Die Aufgabe ist erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass die wärmeisolierende Umhüllung auch den Betätigungskolben mindestens an dessen Mantelfläche dicht umschliesst und ihn mit dem Bremsbelag zu einer starren Einheit verbindet. Damit wird erreicht, dass der Bremsbelag auch in weitgehend abgenutztem Zustand noch fest mit dem Kolben verbunden bleibt und nicht dazu neigt, auszubröckeln. Eine Pass feder oder ein ähnliches, das nutzbare Volumen des Bremsbelages verminderndes Verbindungsmittel ist nicht erforderlich. Durch die wärmeisolierende Umhüllung des Kolbens bleibt eine ausreichende Wärmeisolierung gegen über dem Betätigungszylinder, und somit auch gegenüber der Bremsflüssigkeit, auch dann noch erhalten, wenn der Bremsbelag weitgehend abgenutzt ist. Etwaige Achsfluchtungsfehler zwischen dem Kolben und dem Bremsbeslag sind unschädlich, da sie von der gemeinsamen Umhüllung ausgeglichen werden. Wegen dieser Umhüllung können Bremsbelag und Kolben als solche mit geringer Genauigkeit hergestellt werden; für eine einwandfreie Führung im Betätigungszylinder genügt eine entsprechend genaue Herstellung oder Bearbeitung der wärmeisolierenden Umhüllung. Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist der Betätigungskolben ein starres becherförmiges Bauteil, das einen an die Rückseite des Bremsbelages angrenzenden und durch die wärmeisolierende Umhüllung abgedichteten Hohlraum umschliesst. Der Hohlraum verbessert die Wärmeisolierung zwischen dem Bremsbelag und der Rückseite des Kolbens. Sollte der Kolben oder dessen Umhüllung nicht vollständig gegen die Zylinderwand abdichten, so würde die Umhüllung dennoch verhindern, dass Bremsflüssigkeit in den Hohlraum des Kolbens gelangt. Es ist also praktisch ausgeschlossen, dass der Hohlraum sich mit Bremsflüssigkeit füllt und dadurch seine wärmeisolierende Wirkung verliert, und ebenso ist es ausgeschlossen, dass Bremsflüssigkeit in Poren des Bremsbelages eindringt und dessen Reibwert verschlechtert. Es ist ferner zweckmässig, wenn der Bremsbelag an seiner Rückseite einen Bund aufweist, mit dem er am Betätigungskolben zentriert ist. Die wärmeisolierende Umhüllung umschliesst den Betätigungskolben vorzugsweise derart, dass sie auch dessen Rückseite dicht abdeckt. Dadurch wird die Bremsflüssigkeit noch besser gegen Uberhitzung geschützt. Das Erfindungsmerkmal, dass die wärmeisolierende Umhüllung zusätzlich zu dem Bremsbelag auch den Betätigungskolben umschliesst, kann dadurch weitergebildet werden, dass diese Umhüllung an der Rückseite des Betätigungskolbens eine ringförmige, an der Zylinderwand anliegende Dichtlippe bildet. Wenn eine solche Dichtlippe vorhanden ist, kann im allgemeinen darauf verzichtet werden, in den Betätigungskolben eine Ringdichtung einzubetten, wie dies gemäss der US-PS 2 801 714 der Fall ist. Die wärmeisolierende Umhüllung kann ein vorgefertigtes, schlauch- oder becherförmiges Bauteil aus bei Erhitzung schrumpfendem Kunststoff sein, das auf den Bremsbelag und den Betätigungskolben aufgeschrumpft ist. Die Umhüllung kann aber auch durch Spritzgiessen oder auf andere Weise derart angebracht werden, dass sie den Bremsbelag mit dem Betätigungskolben dicht, vorzugsweise mit einer gewissen Umfangsspannung, umschliesst und dadurch beide zu einer starren Einheit verbindet. Die wärmeisolierende Umhüllung besteht vorzugsweise aus kohlefaserverstärktem Kunststoff, der eine hohe Zugfestigkeit, Wärmebeständigkeit und gute Gleiteigenschaften aufweist. Der Bremsbelag kann wegen der durch die Erfindung erzielten guten Wärmedämmung aus einem Werkstoff bestehen, der selbst ein schlechter Wärmeisolator ist, beispielsweise aus Sintermetall oder aus organischem Werkstoff mit erheblichem Metallanteil. Die erfindungsgemässe, den Bremsbeslag und den Betätigungskolben umschliessende Umhüllung wirkt auch schwingungsdämpfend, vor allem gegen über hochfrequenten Schwingungen. Deshalb können für den Bremsbelag auch solche Werkstoffe verwendet werden, die unter Umständen zur Erzeugung von Schwingungen neigen, beispielsweise keramische Werkstoffe. Auch Bremsbeläge aus Glas-, Kunststoff- oder Kohlefaserwerkstoffen lassen sich durch die erfindungsgemässe Umhüllung zuverlässig mit dem Betätigungskolben verbinden. Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden anhand einer schematischen Zeichnung mit weiteren Einzelheiten erläutert. Die Zeichnung zeigt in einem axialen Schnitt einen Schwimmsattel einer Scheibenbremse und einen Teil der zugehörigen Bremsscheibe. Der dargestellte Schwimmsattel 10 umgreift den äusseren Rand der Bremsscheibe 12 und weist auf deren vom zugehörigen Fahrzeug abgewandten Aussenseite einen gabelförmigen Schenkel 14 auf, der sich radial, in Richtung zur Achse der Bremsscheibe 12 erstreckt und an seiner Innenseite einen plattenförmigen Bremsbelag 16 von beispielsweise trapezförmigem Umriss trägt. An dem in bezug auf das Fahrzeug inneren Teil des Schwimmsattels 10 ist ein Betätigungszylinder 18 mit glatter Zylinderwand 20 ausgebildet. Der Betätigungszylinder 18 enthält in seinem der Bremsscheibe 12 zugewandten Bereich einen kolbenartigen Bremsbelag 22 und einen an dessen Rückseite angeordnete Betätigungskolben 24. Der Betätigungskolben 24 ist ein becherförmiges Tiefziehteil aus Stahl mit einem dem Bremsbelag 22 zugewandten Hohlraum 26. Der Bremsbelag 22 hat an seiner Rückseite einen Bund 28, der in den Hohlraum 26 eingreift und dadurch den Bremsbelag in bezug auf den Betätigungskolben zentriert, ohne den Hohlraum mehr als zu einem kleinen Teil auszufüllen. Bremsbelag 22 und Betätigungskolben 24 haben einen Aussendurchmesser, der merklich, beispielsweise um 2 mm, kleiner ist als der Innendurchmesser der Zylinderwand 20. Der dadurch gebildete Zwischenraum ist von einer Umhüllung 30 ausgefüllt, die den Bremsbelag 22 und den Betätigungskolben 24 an deren Mantelfläche dicht umschliesst und dadurch beide zu einer starren Einheit miteinander verbindet. Die Umhüllung 30 umschliesst den Betätigungskolben 24 auch an dessen Rückseite und bildet am Übergang zwischen der Mantelfläche und der Rückseite des Betätigungskolbens eine ringförmige Dichtlippe 32, die abdichtend an der Zylinderwand 20 anliegt und dadurch im hinteren, von der Bremsscheibe 12 abgewandten Endbereich des Betätigungszylinders 18 eine Zylinderkammer 34 begrenzt. In den vorderen Bereich der Zylinderwand 20 kann ein Schubring 36 eingebettet sein, der sich bei jeder Bremsbetätigung etwas verformt und nach der Bremsbetätigung dafür sorgt, dass Bremsbelag 22 und Betätigungskolben 24 um eine kleine Strecke von der Bremsscheibe 12 weg zurückgestellt werden. Insoweit ist der Schubring 36 von üblicher Konstruktion und Funktion; im Gegensatz zu üblichen Anordnungen, bei denen der Schubring unmittelbar am Betätigungskolben anliegt, umschliesst der Schubring 36 hier die Umhüllung 30 und übt auf diese bei jeder Bremsbetätigung eine Rückstellkraft aus. Die Umhüllung 30 haftet genügend fest am Bremsbelag 22 und am Betätigungskolben 24, um auf diese die Rückstellkraft des Schubrings 36 zu übertragen. Die Umhüllung 30 nutzt sich während der gesamten Nutzungsdauer des kolbenartigen Bremsbelages 22 in gleichem Mass ab wie dieser; der übrigbleibende Rest dieses Bremsbelages, so dünn er auch werden mag, bleibt an seiner Mantelfläche von der Umhüllung 30 fest umschlossen und dadurch starr mit dem Betätigungskolben 24 verbunden. Wenn der Bremsbelag 22 verschlissen ist, wird er zusammen mit dem Betätigungskolben 24 erneuert, wobei Gelegenheit besteht, die Zylinderwand 20 auf Verschleiss zu prüfen und wobei die Bremsflüssigkeit vorzugsweise nicht nur in der Zylinderkammer 34, sondern insgesamt ausgewechselt wird, da nach der normalen Lebensdauer des Bremsbelages 22 angenommen werden muss, dass der Wassergehalt der Bremsflüssigkeit die Grenze des ncch Zulässigen zumindest annähernd erreicht hat.

Claims: Patentansprüche: 1. Bremsbelagbaugruppe, insbesondere für Scheibenbremsen, mit - einem kolbenartigen Bremsbelag (22), - einer wärmeisolierenden Umhüllung (30), die an einer Mantelfläche des Bremsbelages (22) anliegt und sie im Einbauzustanc von einer Zylinderwand (20) eines Be tätigungszylindcs (18) trennt, - und einem BetätiWungskolben (24), der an der Rückseite des Brermsbelage; (22) anliegt, dadurch g e k e n n z e i c h n e t dass die wärmeisolisrende Umhüllung (30) auch den Betätigungskolben (24) mindestens an dessen Mantelfläche dicht umschliesst und ihn mit dem Bremsbelag (22) zu einer starren Einheit verbindet. 2. Bremsbelagbagruppe nach Anspruch 1, dadurch g e k e n n z e i c h n e t dass der Betätigungskolben (24) ein starres becherförmiges Bauteil ist, das einen an die Rückseite des Bremsbelages (22) angrenzenden und durch die wärmeisolierende Umhüllung (30) abgedichteten Hohlraum (26) umschliesst. 3. Bremsbelagbaugruppe nach Anspruch 2, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass der Bremsbelag (22) an seiner Rückseite einen Bund (28) aufweist, mit dem er am Betätigungskolben (24) zentriert ist. 4. Bremsbelagbaugruppe nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass die wärmeisolierende Umhüllung (30) auch die Rückseite des Betätigungskolbens (24) dicht abdeckt. 5. Bremsbelagbaugruppe nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch g e k e n n z e i c h n e t dass die wärmeisolierende Umhüllung (30) an der Rückseite des Betätigungskolbens (24) eine ringförmige, an der Zylinderwand (20) anliegende Dichtlippe (32) bildet. 6. Bremsbelagbaugruppe nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch g e k e n n z e i c h n e t dass die wärmeisolierende Umhüllung (30) ein vorgefertigtes, schlauch- oder becherförmiges Bauteil aus bei Erhitzung schrumpfendem Kunststoff ist, das auf den Bremsbelag (22) und den Betätigungskolben (24) aufgeschrumpft ist. 7. Bremsbelagbaugruppe nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch g e k e n n z e i c h n e t dass die wärmeisolierende Umhüllung (30) aus kohlefaserverstärktem Kunststoff besteht.

Inventors: HONICK, HANS H., Hönick, Hans H.
Applicants: LUCAS INDUSTRIES PUBLIC LIMITED COMPANY
Application year: 1983
Main classification: F16D65
IPC codes: F16D65, F16D55