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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Radnabe zum Tragen einer Bremsscheibe für ein Kraftfahrzeug. Ferner betrifft die vorliegende Erfindung eine mit einer derartigen Radnabe ausgestattete Radaufhängung für ein Rad eines Fahrzeugs.
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Aus der
EP 0 987 462 B1 ist eine Bremsscheibe bekannt, die einen innen belüfteten Reibring und einen Topf zur Befestigung der Bremsscheibe an einer Radnabe aufweist. Der Reibring dient zur Einleitung von Bremskräften, was in der Regel mit Hilfe einer Sattelbremse erfolgt. Bei der bekannten Bremsscheibe ist der Reibring lösbar am Topf befestigt, was mit Hilfe von mehreren Schraubverbindungen realisiert wird. Die Befestigung der Bremsscheibe bzw. des Topfs an der Radnabe erfolgt bspw. dadurch, dass die Bremsscheibe mit ihrem Topf koaxial an einer ringförmigen axialen Anlagefläche der Radnabe zur Anlage kommt und dort mit der Radnabe verschraubt wird. Damit die Bremsscheibe im Betrieb plan läuft, muss die Bremsscheibe an der plan gearbeiteten Anlagefläche plan zur Anlage kommen. Um beim Montieren und Demontieren der Bremsscheibe die Gefahr eines Schmutzeintrags in die Kontaktzone zwischen Radnabe und Bremsscheibe zu reduzieren, sind vergleichsweise aufwändige Maßnahmen erforderlich. Bspw. kann zusätzlich zur Verschraubung zwischen Bremsscheibe und Radnabe eine zusätzliche Sicherungsschraube vorgesehen werden, um die Bremsscheibe beim Anbringen bzw. beim Entfernen der zur Befestigung vorgesehenen Verschraubung an der Radnabe zu positionieren bzw. zu sichern.
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Die vorliegende Erfindung beschäftigt sich mit dem Problem, für eine Radnabe bzw. für eine damit ausgestattete Radaufhängung eine verbesserte Ausführungsform anzugeben, die sich insbesondere durch einen reduzierten Montageaufwand für die Bremsscheibe auszeichnet.
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Dieses Problem wird erfindungsgemäß durch die Gegenstände der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
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Die Erfindung beruht auf dem allgemeinen Gedanken, die Radnabe so auszugestalten, dass die Bremsscheibe damit verrastbar ist. Für die Montage kann somit die Bremsscheibe an der Radnabe angesetzt und damit verrastet werden, sodass die Bremsscheibe zumindest kraftschlüssig an der Radnabe gehalten bzw. positioniert ist, und zwar unabhängig von einer Befestigungsverschraubung zwischen Bremsscheibe und Radnabe. Auf diese Weise kann die Bremsscheibe einfach an der Radnabe positioniert werden, was die Gefahr eines Schmutzeintrags in die Kontaktzone zwischen Bremsscheibe und Radnabe reduziert. Insbesondere ist es beim Montieren und beim Demontieren der Bremsscheibe möglich, beim Entfernen der letzten Befestigungsschraube bzw. vor dem Anbringen der ersten Befestigungsschraube, die Bremsscheibe loszulassen, da sie über die Verrastung hinreichend an der Radnabe gehalten ist.
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Zur Realisierung dieser Verrastung ist an der Radnabe eine geeignete Rasteinrichtung ausgebildet. Insbesondere kann eine derartige Rasteinrichtung an einem Hülsenabschnitt der Radnabe vorgesehen sein, der sich koaxial zur Rotationsachse der Radnabe erstreckt und der von einer ringförmigen axialen Anlagefläche der Radnabe koaxial eingefasst ist. Beim Montieren der Bremsscheibe wird diese koaxial zum Hülsenabschnitt auf die Radnabe aufgesteckt bis sie axial an der Anlagefläche zur Anlage kommt. Dabei kommt die am Hülsenabschnitt vorgesehene Rasteinrichtung zum Einsatz, um die Bremsscheibe an der Radnabe zu halten. Dies kann – je nach Ausführungsform der Rasteinrichtung – beim axialen Aufstecken der Bremsscheibe automatisch erfolgen oder nach dem Aufstecken der Bremsscheibe durch Aktivieren der Rasteinrichtung.
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Die Rasteinrichtung kann zumindest eine Rastnase aufweisen, die axial beabstandet zur Anlagefläche radial vom Hülsenabschnitt absteht. Diese Rastnase ist dabei so dimensioniert, dass sie eine an der Anlagefläche axial anliegende Bremsscheibe an einer von der Anlagefläche abgewandten Seite radial übergreift. Hierdurch kann ein Formschluss realisiert werden, um die Bremsscheibe an der Radnabe zu fixieren.
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Entsprechend einer vorteilhaften Ausführungsform kann die jeweilige Rastnase einen radial innen liegenden Rand einer axial an der Anlagefläche anliegenden Bremsscheibe radial übergreifen. Besagter innen liegender Rand kann bspw. an einem Topf der Bremsscheibe ausgebildet sein, der zur Befestigung der Bremsscheibe an der Radnabe dient. Insoweit eignet sich die hier vorgestellte Radnabe in besonderer Weise zur Anbringung einer einen Reibring und einen Topf aufweisenden Bremsscheibe.
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Gemäß einer anderen vorteilhaften Ausführungsform kann die jeweilige Rastnase mit einer der Anlagefläche zugewandten Kontaktseite an der an der Anlagefläche axial anliegenden Bremsscheibe axial anliegen. Mit anderen Worten, der Axialabstand zwischen Rastnase und Anlagefläche ist gezielt so groß gewählt wie eine axiale Dicke der Bremsscheibe an einem radial innen liegenden Rand. Insbesondere stimmt besagter Axialabstand mit einer axialen Wandstärke des Topfs der Bremsscheibe überein. Es ist klar, dass hier übliche Maßtoleranzen berücksichtigt werden können.
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Entsprechend einer besonders vorteilhaften Ausführungsform kann die jeweilige Rastnase integral am Hülsenabschnitt ausgeformt sein. Da die Radnabe zumindest im Bereich der Anlagefläche ohnehin spanabhebend bearbeitet werden muss, lässt sich die jeweilige Rastnase besonders einfach integral an der Radnabe realisieren.
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Besonders einfach ist auch eine Ausführungsform realisierbar, bei der nur eine einzige Rastnase in Form eines in Umfangsrichtung umlaufenden Wulstes vorgesehen ist. Alternativ ist jedoch auch eine Ausführungsform denkbar, bei der mehrere Rastnasen in Umfangsrichtung verteilt am Hülsenabschnitt vorgesehen sind.
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Bei einer anderen Ausführungsform kann vorgesehen sein, dass die jeweilige Rastnase an einem Rastelement ausgebildet ist, das an den Hülsenabschnitt, insbesondere lösbar, angebaut ist. Mit anderen Worten, das die wenigstens eine Rastnase aufweisende Rastelement bildet bzgl. des Hülsenabschnitts ein separat hergestelltes Bauteil, das nachträglich am Hülsenabschnitt angebracht wird. Je nach Formgebung und Funktionalität der jeweiligen Rastnase kann sich durch die Verwendung eines derartigen separaten Rastelementes eine vereinfachte Realisierbarkeit der Verrastung ergeben. Insbesondere kann die Lösbarkeit der Verrastung erheblich vereinfacht werden, wenn das Rastelement lösbar am Hülsenabschnitt angebracht ist. Auch ist mit Hilfe des separaten Rastelements eine Ausführungsform besonders einfach realisierbar, bei welcher die Verrastung bei angebrachter Bremsscheibe, z. B. durch Anbringen bzw. Entfernen des Rastelements aktiviert bzw. deaktiviert werden kann, wodurch der Formschluss zwischen Bremsscheibe und Radnabe verbessert und die Haltewirkung entsprechen verstärkt werden kann.
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Das Rastelement kann bspw. als Federklammer ausgestaltet sein, die selbsthaltend am Hülsenabschnitt lösbar angebracht ist. Zum Aktivieren der Verrastung kann die Federklammer angebracht werden. Zum Deaktivieren der Verrastung lässt sich die Federklammer wieder einfach entfernen.
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Am jeweiligen Rastelement können zumindest zwei Rastnasen ausgebildet sein, die in der Umfangsrichtung voneinander beabstandet sind. Insbesondere kann das Rastelement besonders einfach so realisiert werden, dass genau zwei Rastnasen daran ausgeformt sind, die bzgl. der Umfangsrichtung der Radnabe um etwa 180° voneinander beabstandet sind.
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Besonders zweckmäßig ist eine Ausführungsform, bei welcher das Rastelement radial innerhalb des Hülsenabschnitts angeordnet ist und sich mit der jeweiligen Rastnase radial durch eine Rastöffnung hindurch erstreckt, die den Hülsenabschnitt radial durchdringt. Somit wird das Rastelement bzgl. der Radnabe von innen montiert bzw. demontiert, wobei die jeweilige Rastnase von innen durch den Hülsenabschnitt hindurch mit der Bremsscheibe in Eingriff kommt.
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Alternativ ist auch eine Ausführungsform möglich, bei welcher das Rastelement radial außen am Hülsenabschnitt angebracht ist und daran formschlüssig axial abgestützt ist. Bei dieser Ausführungsform sind keine Rastöffnungen erforderlich, welche den Hülsenabschnitt radial durchdringen. Vielmehr ist eine axiale Abstützung für das Rastelement außen am Hülsenabschnitt erforderlich, die radial jedoch so dimensioniert sein kann, dass sie für die Montage der Bremsscheibe ohne weiteres vom innen liegenden Rand der Bremsscheibe axial überfahrbar ist, um die Bremsscheibe mit der Anlagefläche zu kontaktieren. Das Rastelement kann bei dieser Ausführungsform entweder mehrere in Umfangsrichtung beabstandete Rastnasen oder einen sich in der Umfangsrichtung erstreckenden Wulst als einzige Rastnase aufweisen.
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Von besonderem Interesse ist dabei eine Ausführungsform, bei welcher am Hülsenabschnitt mehrere in Umfangsrichtung voneinander beabstandete Rastnasen vorgesehen sind, wobei gleichzeitig an der Bremsscheibe an ihrem radial innen liegenden Rand eine entsprechende Anzahl, entsprechend in Umfangsrichtung verteilt angeordneter radialer Ausnehmungen ausgeformt ist, derart, dass es nur bei axial fluchtender Ausrichtung der Ausnehmungen einerseits und der Rastnasen andererseits möglich ist, die Bremsscheibe bis zu ihrer Kontaktierung mit der Anlagefläche axial auf den Hülsenabschnitt aufzustecken. Dabei werden die Rastnasen axial durch die Ausnehmungen hindurchgeführt. Sobald die Bremsscheibe dann an der Anlagefläche axial anliegt, kann sie relativ zur Radnabe verdreht werden, wodurch dann die Rastnasen aus der axialen Flucht zu den Ausnehmungen herausgedreht werden, sodass sie anschließend den innen liegenden Rand der Bremsscheibe radial übergreifen und dadurch die gewünschte Axialsicherung der Bremsscheibe an der Radnabe realisieren. Insoweit bilden die Rastnasen mit den Ausnehmungen eine Art Bajonettverschluss. Besonders zweckmäßig ist es dabei, eine erste Drehlage zwischen Bremsscheibe und Radnabe, in welcher die Ausnehmungen mit den Rastnasen axial fluchten, gegenüber einer zweiten Drehlage zwischen Bremsscheibe und Radnabe, in welcher Durchgangsöffnungen der Bremsscheibe mit Schrauböffnungen der Radnabe axial fluchten, nicht deckungsgleich zu wählen, sondern in der Umfangsrichtung zueinander verdreht zu wählen. Dies hat zur Folge, dass der zuvor genannte Bajonettverschluss aktiviert werden muss, um ausgehend von der ersten Drehlage, die das Anbringen der Bremsscheibe an der Radnabe ermöglicht, die zweite Drehlage einzustellen, die eine Verschraubung der Bremsscheibe mit der Radnabe ermöglicht.
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Eine Radaufhängung gemäß der vorliegenden Erfindung umfasst eine Radnabe mit Rasteinrichtung sowie eine daran angebrachte Bremsscheibe.
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Weitere wichtige Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, aus den Zeichnungen und aus der zugehörigen Figurenbeschreibung anhand der Zeichnungen.
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Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
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Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert, wobei sich gleiche Bezugszeichen auf gleiche oder ähnliche oder funktional gleiche Bauteile beziehen.
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Es zeigen, jeweils schematisch,
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1 und 2 jeweils einen Längsschnitt durch eine Radnabe mit Bremsscheibe, bei verschiedenen Ausführungsformen,
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3a, b jeweils eine axiale Ansicht auf einen Zentralbereich der Radnabe mit Bremsscheibe bei verschiedenen Relativlagen.
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Entsprechend den 1 und 2 umfasst eine nur teilweise dargestellte Radaufhängung 1, mit deren Hilfe ein nicht gezeigtes Fahrzeugrad an einem ebenfalls nicht gezeigten Fahrzeug montiert werden kann, eine Radnabe 2, die eine Rotationsachse 3 aufweist, und eine Bremsscheibe 4, die an der Radnabe 2 befestigt werden kann. Somit dient die Radnabe 2 zum Tragen der Bremsscheibe 4.
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Die Radnabe 2 weist einen Hülsenabschnitt 5 auf. Der Hülsenabschnitt 5 erstreckt sich koaxial zur Rotationsachse 3 und kann insbesondere kreiszylindrisch geformt sein. Ferner weist die Radnabe 2 eine bzgl. der Rotationsachse 3 ringförmige, axiale Anlagefläche 6 auf, die den Hülsenabschnitt 5 koaxial einfasst. Die axiale Anlagefläche 6 erstreckt sich in einer Ebene, die senkrecht zur Rotationsachse 3 verläuft.
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Wie gezeigt, kann die Bremsscheibe 4 zur Montage an der Radnabe 2 koaxial zum Hülsenabschnitt 5 axial an der Anlagefläche 6 zur Anlage gebracht werden. Im Beispiel besitzt die Bremsscheibe 4 einen Reibring 7 und einen Topf 8. Der Reibring 7 wirkt mit anderen, hier nicht gezeigten, Komponenten einer Bremsanlage des Fahrzeugs zusammen, bspw. mit einem Bremssattel. Der Topf 8 ist, insbesondere lösbar, am Reibring 7 befestigt und dient zur Befestigung der Bremsscheibe 4 an der Radnabe 2. Er überträgt die Drehmomente zwischen Reibring 7 und Radnabe 2. Somit liegt die Bremsscheibe 4 im Bereich des Topfs 8 an der Anlagefläche 6 an.
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Die Radnabe 2 ist an ihrem Hülsenabschnitt 5 mit einer Rasteinrichtung 9 ausgestattet. Diese Rasteinrichtung 9 weist zumindest eine Rastnase 10 auf, die axial zur Anlagefläche 6 beabstandet radial vom Hülsenabschnitt 5 absteht. Ferner ist die jeweilige Rastnase 10 so bemessen, dass sie die an der Anlagefläche 6 axial anliegende Bremsscheibe 4 an einer von der Anlagefläche 6 abgewandten Seite 11 radial übergreift.
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Die Begriffe „axial” und „radial” beziehen sich dabei auf die Längsrichtung der Rotationsachse 3, wobei die Axialrichtung parallel zur Rotationsachse 3 verläuft, während die Radialrichtung senkrecht auf der Rotationsachse 3 steht.
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Die Bremsscheibe 4 bzw. deren Topf 8 weist einen radial innen liegenden Rand 12 auf. Die Rastnase 10 übergreift diesen Rand 12 radial, wenn die Bremsscheibe 4 bzw. ihr Topf 8 axial an der Anlagefläche 6 zur Anlage kommt. Insbesondere kann vorgesehen sein, dass die jeweilige Rastnase 10 mit einer der Anlagefläche 6 zugewandten Kontaktseite 13 axial an der Bremsscheibe 4 anliegt. In diesem Fall ist der axiale Abstand zwischen Anlagefläche 6 und Kontaktseite 13 etwa gleich groß wie eine axiale Dicke der Bremsscheibe 4 im Bereich des Innenrands 12 bzw. im Bereich des Topfs 8.
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Bei der in 1 gezeigten Ausführungsform ist die jeweilige Rastnase 10 integral am Hülsenabschnitt 5 ausgeformt. Insbesondere kann bei dieser Ausführungsform vorgesehen sein, dass die Rasteinrichtung 9 nur eine einzige Rastnase 10 aufweist, welche die Form eines in Umfangsrichtung umlaufenden Wulstes besitzt. Alternativ ist es wie in den 3a und 3b angedeutet ebenso möglich, dass mehrere Rastnasen 10 vorgesehen sind, die in der Umfangsrichtung verteilt am Hülsenabschnitt 5 vorgesehen sind.
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Bei der in 2 gezeigten Ausführungsform ist die jeweilige Rastnase 10 nicht unmittelbar am Hülsenkörper 5, sondern an einem Rastelement 14 ausgeformt, das bzgl. des Hülsenabschnitts 5 ein separates Bauteil repräsentiert und an den Hülsenabschnitt 5 angebaut ist. Dabei kann das Rastelement 14 insbesondere lösbar am Hülsenabschnitt 5 angebracht sein. Im gezeigten Beispiel sind am Rastelement 14 genau zwei Rastnasen 10 ausgebildet, die in der Umfangsrichtung voneinander beabstandet positioniert sind. Im Beispiel sind die beiden Rastnasen 10 bzgl. der Rotationsachse 3 zueinander diametral gegenüberliegend angeordnet, sodass sie in der Umfangsrichtung um 180° voneinander beabstandet sind. Bei einer anderen Ausführungsform können am Rastelement 14 auch mehr als zwei Rastnasen 10 ausgebildet sein.
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Bevorzugt handelt es sich beim Rastelement 14 um eine Federklammer, die selbsthaltend am Hülsenabschnitt 5 lösbar angebracht werden kann.
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Bei der in 2 gezeigten bevorzugten Ausführungsform ist das Rastelement 14 radial innerhalb des Hülsenabschnitts 5 angeordnet. Der Hülsenabschnitt 5 enthält für die jeweilige Rastnase 10 eine Rastöffnung 15, die den Hülsenabschnitt 5 radial durchdringt. Die jeweilige Rastnase 10 kann sich nun beim montierten Rastelement 14 radial durch die jeweilige Rastöffnung 15 hindurch erstrecken, und zwar soweit, bis sie an der radial außen liegenden Seite des Hülsenabschnitts 5 vom Hülsenabschnitt 5 radial absteht und so die Bremsscheibe 4 radial übergreifen kann. Das Rastelement 14 lässt sich besonders einfach montieren und demontieren, um auf diese Weise die Verrastung zwischen Bremsscheibe 4 und Radnabe 2 zu aktivieren bzw. zu deaktivieren.
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Bei einer nicht gezeigten alternativen Ausführungsform kann das Rastelement 14 auch radial außen am Hülsenabschnitt 15 angebracht sein und am Hülsenabschnitt 5 formschlüssig axial abgestützt sein.
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Die Befestigung der Bremsscheibe 4 an der Radnabe 2 erfolgt zweckmäßig über Verschraubungen 16. Hierzu weist die Radnabe 4 in der Anlagefläche 6 mehrere Schrauböffnungen 17 auf. Passend dazu weist die Bremsscheibe 4, insbesondere an ihrem Topf 8, entsprechende Durchgangsöffnungen 18 auf, die mit den Schrauböffnungen 17 axial fluchten, um die jeweilige Verschraubung 16 zu realisieren.
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Die 3a und 3b zeigen nun eine besondere Ausführungsform, bei der rein exemplarisch vier Schrauböffnungen 17 in der Anlagefläche 6 bzw. an der Radnabe 2 ausgebildet sind, wobei die Bremsscheibe 4 dazu passend vier Durchgangsöffnungen 18 aufweist. Ferner umfasst die Rasteinrichtung 9 bei dieser Ausführungsform mehrere, z. B. vier, Rastnasen 10, die in der Umfangsrichtung verteilt vom Hülsenabschnitt 5 radial nach außen abstehen. Bei dieser speziellen Ausführungsform ist die Bremsscheibe 4 an ihrem innen liegenden Rand 12 mit mehreren Ausnehmungen 19 versehen, die vom Rand 12 radial nach innen ausgespart sind. Für jede Rastnase 10 ist dabei zumindest eine solche Ausnehmung 19 vorgesehen. Die Verteilung der Ausnehmungen 19 in Umfangsrichtung erfolgt dabei komplementär zur Anordnung der Rastnasen 10, sodass eine in 3a gezeigte erste relative Drehlage zwischen Bremsscheibe 4 und Radnabe 2 einstellbar ist, in welcher die Ausnehmungen 19 axial zu den Rastnasen 10 fluchten. In dieser ersten Relativlage ist die Bremsscheibe 4 axial auf die Radnabe 2 aufsteckbar, bis sie die Anlagefläche 6 axial kontaktiert. Erkennbar sind in dieser ersten Relativlage gemäß 3a die Durchgangsöffnungen 18 relativ zu den Schrauböffnungen 17 verdreht, sodass eine Verschraubung nicht möglich ist.
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Beim Montieren der Bremsscheibe 4 können in dieser ersten Drehlage die Rastnasen 10 die Ausnehmungen 19 axial durchqueren. Sobald die Bremsscheibe 4 an der Anlagefläche 6 plan anliegt, kann die Bremsscheibe 4 relativ zur Radnabe 2 verdreht werden. Dabei werden die Ausnehmungen 19 relativ zu den Rastnasen 10 verdreht. Insbesondere kann dadurch die in 3b gezeigte zweite Relativlage eingestellt werden, bei der nun die Schrauböffnungen 17 axial mit den Durchgangsöffnungen 18 fluchten. In dieser zweiten Relativlage sichern die Rastnasen 10 die Bremsscheibe 4 axial an der Radnabe 2. In dieser zweiten Relativlage lassen sich außerdem die Verschraubungen 16 realisieren.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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