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Die Erfindung betrifft eine Scheibenbremse, insbesondere für einen Kraftwagen, nach dem Oberbegriff von Patentanspruch 1 sowie nach dem Oberbegriff von Patentanspruch 10.
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Die
DE 10 2006 043 945 A1 offenbart eine belüftete Bremsscheibe für eine Scheibenbremse, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, mit einem Reibring und einem Bremsscheibentopf, welche mittels mehrerer um den Umfang desselben angeordneter, in radialer Richtung verlaufender Verbindungselemente mit dem Reibring verbunden ist. Dabei ist vorgesehen, dass die Mittelachsen der Verbindungselemente gegenüber der Mitte des Reibrings in Axialrichtung desselben versetzt sind.
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Der
WO 2009/015786 A1 ist eine Scheibenbremse, insbesondere für einen Kraftwagen, als bekannt zu entnehmen, mit einer Bremsscheibe und mit einer Radnabe und einem Reibring, welche in Umfangsrichtung durch eine Formschlussverbindung in Form einer Verzahnung und axial durch wenigstens ein Sicherungselement fest miteinander verbunden sind. Dabei ist vorgesehen, dass das wenigstens eine axiale Sicherungselement in einer radial innerhalb des Reibrings verlaufenden Aufnahmeöffnung angeordnet ist, wobei der Reibring im Bereich der Aufnahmeöffnung relativ zu dem Sicherungselement radial bewegbar ist.
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Die bekannten Scheibenbremsen weisen hohe Kosten auf.
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Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Scheibenbremse, insbesondere für einen Kraftwagen, bereitzustellen, welche besonders geringe Kosten aufweist.
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Diese Aufgabe wird durch eine Scheibenbremse, insbesondere für einen Kraftwagen, mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 sowie durch eine Scheibenbremse, insbesondere für einen Kraftwagen, mit den Merkmalen des Patentanspruchs 10 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen und nicht-trivialen Weiterbildungen der Erfindung sind in den übrigen Ansprüchen angegeben.
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Der erste Aspekt der Erfindung betrifft eine Scheibenbremse, insbesondere für einen Kraftwagen, mit einer Radnabe, an welcher ein Rad des Kraftwagens zu befestigen ist, und mit einem Reibring, welcher bezogen auf den Reibring in wenigstens einer Richtung mittels zumindest eines in einer ersten Aufnahmeöffnung des Reibrings und in einer zweiten Aufnahmeöffnung der Radnabe aufgenommenen Sicherungselements mit der Radnabe verbunden ist.
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Erfindungsgemäß sind der Reibring und die Radnabe in Umfangsrichtung mittels des zumindest einen Sicherungselements, über welches Drehmomente zwischen dem Reibring und der Radnabe übertragbar sind, miteinander verbunden. Mit anderen Worten dient, insbesondere ausschließlich, das wenigstens eine Sicherungselement dazu, in Umfangsrichtung des Reibrings und der Radnabe verlaufende Drehmomente zwischen ihnen zu übertragen, so dass beispielsweise der Kraftwagen abgebremst werden kann. Eine Verzahnung und/oder anderweitige Formschlusselemente sowie anderweitige Kraftübertragungselemente zur Übertragung von Drehmomenten in Umfangsrichtung sind bei der erfindungsgemäßen Scheibenbremse nicht vorgesehen. Dies hält die Kosten der erfindungsgemäßen Scheibenbremse insbesondere für deren Herstellung besonders gering.
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Ferner weist die erfindungsgemäße Scheibenbremse ein nur sehr geringes Gewicht auf, da kein Bremsscheibentopf oder dergleichen Vermittlungselement, unter dessen Vermittlung der Reibring an der Radnabe befestigt ist, vorgesehen ist. Vielmehr ist der Reibring lediglich über das wenigstens eine Sicherungselement mit der Radnabe verbunden.
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Vorteilhafterweise sind der Reibring und die Radnabe auch in axialer Richtung des Reibrings mittels des wenigstens einen Sicherungselements miteinander verbunden. Dies bedeutet, dass der Reibring und die Radnabe nicht nur in Umfangsrichtung sondern auch in axialer Richtung mittels des wenigstens einen Sicherungselements gegenseitig fixiert sind. Dies kommt ebenso dem besonders geringen Gewicht sowie den geringen Kosten der erfindungsgemäßen Scheibenbremse zugute, da sie eine nur geringe Teileanzahl aufweist.
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Bevorzugt ist eine Mehrzahl von sich zumindest im Wesentlichen in radialer Richtung erstreckenden Sicherungselementen vorgesehen, welche einerseits in jeweiligen ersten Aufnahmeöffnungen der Radnabe und andererseits in jeweiligen zweiten Aufnahmeöffnungen des Reibrings aufgenommen sind. Dabei sind der Reibring und die Radnabe insbesondere ausschließlich über die Sicherungselemente in Umfangsrichtung und gegebenenfalls in axialer Richtung miteinander verbunden, so dass insbesondere ausschließlich über die Sicherungselemente Drehmomente in Umfangsrichtung des Reibrings zwischen diesem und der Radnabe übertragen werden können. Bevorzugt ist dabei vorgesehen, dass die Sicherungselemente in Umfangsrichtung des Reibrings gleichmäßig verteilt angeordnet sind, so dass eine gleichmäßige Belastung der Sicherungselemente sowie des Reibrings und der Radnabe gegeben ist. Daraus resultiert eine besonders feste, belastbare Verbindung zwischen dem Reibring und dem Radflansch und das auch über eine sehr hohe Lebensdauer hinweg.
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Bei einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist das wenigstens eine Sicherungselement auf Seiten des Reibrings in radialer Richtung des Reibrings relativ zum Reibring bewegbar. Mit anderen Worten ist das wenigstens eine Sicherungselement in der ersten, korrespondierenden Aufnahmeöffnung des Reibrings relativ zum Reibring bewegbar aufgenommen. So kann sich der Reibring insbesondere bei Temperaturbeaufschlagung dieses, wie es beispielsweise beim Abbremsen des Kraftwagens vorkommt, relativ zum Sicherungselement bewegen und insbesondere in radialer Richtung ausdehnen, ohne dass es zu einer unerwünschten Verspannung zwischen dem Reibring und dem Sicherungselement kommt.
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Zu dieser insbesondere temperaturbedingten Relativbewegung insbesondere in radialer Richtung zwischen dem Reibring und dem Sicherungselement kann es beispielsweise aufgrund von unterschiedlichen Wärmeausdehnungskoeffizienten des Reibrings und des Sicherungselements kommen, was beispielsweise durch unterschiedliche Werkstoffe des Reibrings und des Sicherungselements hervorgerufen ist. Dabei ist der Reibring beispielsweise als Gussbauteil, insbesondere aus Gusseisen und insbesondere aus Grauguss, gebildet, während das Sicherungselement, welches beispielsweise als Stift oder dergleichen Stabelement ausgebildet ist, aus Edelstahl gebildet ist. Dadurch können auch besonders hohe Drehmomente zwischen dem Reibring und der Radnabe übertragen werden, so dass sehr hohe Bremsleistungen von der Scheibenbremse bereitgestellt werden können.
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In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung ist das Sicherungselement auf Seiten der Radnabe in axialer Richtung relativ zur Radnabe, insbesondere nach innen hin, unbewegbar fixiert. Mit anderen Worten ist das Sicherungselement in der zweiten Aufnahmeöffnung der Radnabe gegen eine Relativbewegung zur Radnabe in radialer Richtung insbesondere nach innen hin gesichert, so dass sich das Sicherungselement in radialer Richtung relativ zur Radnabe insbesondere nach innen hin nicht bewegen kann. Dabei kann vorgesehen sein, dass das Sicherungselement an der Radnabe festgelegt ist.
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Dazu weist das Sicherungselement bei einer Ausführungsform ein Außengewinde auf, über welches das Sicherungselement in ein korrespondierendes Innengewinde der Radnabe eingeschraubt ist. Zusätzlich oder alternativ kann eine Presspassung oder dergleichen Passung zwischen dem Sicherungselement und der Radnabe vorgesehen sein, so dass das Sicherungselement gegen eine Relativbewegung zur Radnabe in radialer Richtung insbesondere nach innen hin gesichert ist.
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Bei einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist zum Fixieren des Sicherungselements relativ zur Radnabe in radialer Richtung insbesondere nach innen hin eine zumindest bereichsweise in der Radnabe aufgenommene Hülse vorgesehen, an deren außenumfangsseitiger Mantelfläche das Sicherungselement über die als Durchgangsöffnung ausgebildete zweite Aufnahmeöffnung abgestützt ist. Durch die Hülse können somit radiale Versätze des Sicherungselements insbesondere nach innen hin vermieden werden, was zu einer festen Verbindung des Reibrings mit der Radnabe über eine hohe Lebensdauer hinweg führt.
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Die Ausgestaltung des Sicherungselements, insbesondere beispielsweise eines Schafts des Sicherungselements, insbesondere in der Radnabe sowie insbesondere bezüglich der radialen Erstreckung des Sicherungselements, d. h. dessen Länge, erfolgt lastgerecht und ist an auftretende Belastungen, d. h. insbesondere an auftretende und zwischen dem Reibring und dem Radflansch zu übertragende Drehmomente angepasst, woraus eine hohe Lebensdauer der Scheibenbremse resultiert.
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Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Scheibenbremse ist, dass sie im Vergleich zu Scheibenbremsen mit Bremsscheibentöpfen aus Aluminium mit einem nur geringen Energie- und Rohstoffaufwand hergestellt werden kann. Auch dies trägt zu den geringen Kosten der erfindungsgemäßen Scheibenbremse bei.
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Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist das Sicherungselement auf Seiten der Radnabe in radialer Richtung des Reibrings sowie der Radnabe relativ zur Radnabe nach außen hin unbewegbar fixiert. Mit anderen Worten ist eine Relativbewegung des Sicherungselements in radialer Richtung nach außen hin zur Radnabe vermieden, indem das Sicherungselement gegen eine solche radiale Bewegung nach außen hin gesichert ist. Dazu kann beispielsweise ein Anschlag oder dergleichen Formschlusselement vorgesehen sein, über welchen das Sicherungselement an der Radnabe in radialer Richtung insbesondere nach außen hin abgestützt bzw. abstützbar ist.
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Alternativ oder zusätzlich kann vorgesehen sein, dass das Sicherungselement zum Fixieren dieses relativ zur Radnabe in radialer Richtung nach außen hin zumindest bereichsweise schräg, insbesondere konusförmig, ausgebildet ist. Durch diese Fixierung in radialer Richtung des Sicherungselements relativ zur Radnabe nach außen hin ist eine unerwünschte Relativbewegung des Sicherungselements relativ zur Radnabe vermieden, was zu einer festen und dauerhaften Verbindung der Radnabe und des Reibrings führt.
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Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Scheibenbremse ist, dass ein kaltes Fügen des Reibrings mit der Radnabe (bzw. umgekehrt) möglich ist. Dies bedeutet, dass weder der Reibring noch die Radnabe zum Fügen, d. h. Verbinden, dieser erwärmt werden müssen, so dass sich beispielsweise der Reibring ausdehnt, um die Radnabe wenigstens bereichsweise in dem Reibring anzuordnen und infolge eines anschließenden Schrumpfens des Reibrings mit der Radnabe zu fügen. Vielmehr können der Reibring und die Radnabe bei Raumtemperatur miteinander über das wenigstens eine Sicherungselement verbunden werden. Dies hält den Energieaufwand und damit die Kosten zum Verbinden des Reibrings mit der Radnabe gering.
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Der zweite Aspekt der Erfindung betrifft eine Scheibenbremse, insbesondere für einen Kraftwagen, mit einem Reibring und mit einem dazu korrespondierenden Wellenteil, welches bezogen auf den Reibring in wenigstens einer Richtung mittels zumindest eines in einer ersten Aufnahmeöffnung des Reibrings und in einer zweiten Aufnahmeöffnung des Wellenteils aufgenommenen Sicherungselements mit dem Reibring verbunden ist.
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Bei dem Wellenteil handelt es sich beispielsweise um einen Bremsscheibentopf oder um eine Radnabe, an welcher ein Rad des Kraftwagens zu befestigen ist. Beim zweiten Aspekt der Erfindung ist somit eine Welle-Nabe-Verbindung dargestellt, wobei der Reibring als Nabenteil mit dem Wellenteil (Bremsscheibentopf oder Radnabe) mittels des wenigstens einen Sicherungselements verbunden ist.
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Erfindungsgemäß ist zum Fixieren des Sicherungselements in radialer Richtung relativ zu dem Wellenteil nach innen hin eine zumindest bereichsweise in dem Wellenteil aufgenommene Hülse vorgesehen, an deren außenumfangsseitiger Mantelfläche das Sicherungselement über die als Durchgangsöffnung ausgebildete zweite Aufnahmeöffnung des Wellenteils abgestützt ist. Vorteilhafte Ausgestaltungen des ersten Aspekts der Erfindung sind als vorteilhafte Ausgestaltungen des zweiten Aspekts der Erfindung anzusehen und umgekehrt.
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Bei der Scheibenbremse des zweiten Aspekts der Erfindung ist das Sicherungselement gegen eine Relativbewegung zum Wellenteil in radialer Richtung nach innen hin auf einfache und kostengünstige Weise realisiert, da das Sicherungselement auf einfache Weise an der Hülse in radialer Richtung abgestützt ist und nicht etwa gegebenenfalls kostenaufwändige Fixierungselemente am Wellenteil oder am Sicherungselement vorgesehen sind.
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Beim zweiten Aspekt der Erfindung kann vorgesehen sein, dass der Reibring und das Wellenteil insbesondere ausschließlich mittels des wenigstens einen Sicherungselements in axialer Richtung des Reibrings und/oder in Umfangsrichtung miteinander verbunden sind, so dass insbesondere ausschließlich mittels des wenigstens einen Sicherungselements Drehmomente zwischen dem Reibring und dem Wellenteil übertragen werden können.
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Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels sowie anhand der Zeichnung. Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in der Figur alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.
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Die Zeichnung zeigt in der Figur eine schematische Längsschnittansicht einer Scheibenbremse mit einem Radflansch und einem Reibring, welche in radialer Richtung und in axialer Richtung des Reibrings und damit des Radflansches mittels Stiften miteinander verbunden sind, so dass in Umfangsrichtung des Reibrings und damit des Radflansches verlaufende Drehmomente zwischen dem Reibring und dem Radflansch insbesondere ausschließlich über die Stifte übertragbar sind.
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Die Figur zeigt eine Scheibenbremse 10, insbesondere für einen Kraftwagen. Die Scheibenbremse 10 umfasst einen Radflansch 12, an dem ein Rad des Kraftwagens mittels Radmuttern zu befestigen ist. Die Scheibenbremse 10 umfasst ferner einen Reibring 14, welcher auch als Bremsring bezeichnet wird und welcher beispielsweise aus Grauguss gebildet ist.
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Der Reibring 14 kann zum Abbremsen des sich bewegenden Kraftwagens mit Bremsbelägen zusammen wirken, welche an einem Bremssattel relativ zu dem Bremssattel bewegbar gelagert sind und welche zum Abbremsen des Kraftwagens an eine erste Stirnseite 16 sowie an eine zweite, der ersten Stirnseite 16 abgewandte, Stirnseite 18 des Reibrings 14 angelegt werden.
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Daraus resultiert eine Bremskraft, welche ein Bremsmoment bewirkt, das in Umfangsrichtung des Reibrings 14 um eine Drehachse 20 verläuft, um welche sich der Reibring 14 und der Radflansch 12 bei sich bewegendem Kraftwagen drehen. Zum Übertragen des Bremsmoments vom Reibring 14 auf den Radflansch 12, um so schließlich den Radflansch 12 und das mit diesem verbundene Rad und so den Kraftwagen abzubremsen, sind Stifte 22 vorgesehen, wobei in der Figur lediglich einer der Stifte 22 zu erkennen ist.
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Die Stifte 22 erstrecken sich in radialer Richtung des Reibrings 14 und damit des Radflansches 12 und sind jeweils in einer ersten Aufnahmeöffnung 24 des Reibrings 14 teilweise aufgenommen sowie in einer zweiten Aufnahmeöffnung 26 des Radflansches 12 teilweise aufgenommen.
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Dadurch sind der Reibring 14 und der Radflansch 12 in Umfangsrichtung ausschließlich mittels der Stifte 22 miteinander verbunden, so dass die Übertragung von Drehmomenten zwischen dem Reibring 14 und dem Radflansch 12 ausschließlich über die Stifte 22 erfolgt. Die Stifte 22 dienen auch zur axialen Verbindung des Reibrings 14 mit dem Radflansch 12, so dass der Reibring 14 und der Radflansch 12 sowohl in Umfangsrichtung als auch in axialer Richtung ausschließlich mittels der Stifte 22 verbunden und so gegenseitig fixiert sind.
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Zur Darstellung einer besonders festen Verbindung zwischen dem Reibring 14 und dem Radflansch 12, so dass auch sehr hohe Drehmomente übertragen werden können, sind die Stifte 22 beispielsweise aus Edelstahl gebildet. Dies führt aufgrund der unterschiedlichen Werkstoffe des Reibrings 14 und der Stifte 22 zu unterschiedlichen Wärmeausdehnungskoeffizienten, woraus unterschiedliche Wärmedehnungsverhalten bei Temperaturbeaufschlagung des Reibrings 14 und der Stifte 22 resultieren. Zu solchen Temperaturbeaufschlagungen kommt es beispielsweise bei dem Abbremsen des Kraftwagens.
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Um nun unerwünschte Verspannungen zwischen dem Reibring 14 und den Stiften 22 zu vermeiden, sind die Stifte 22 auf Seiten des Reibrings 14 relativ zu dem Reibring 14 bewegbar in den jeweiligen ersten Aufnahmeöffnungen 24 aufgenommen. Mit anderen Worten können sich die Stifte 22 in den jeweiligen ersten Aufnahmeöffnungen 24 relativ zu den Aufnahmeöffnungen 24 bzw. zu dem Reibring 14 bewegen, so dass sich der Reibring 14 bei Temperaturbeaufschlagung verspannungsfrei in radialer Richtung ausdehnen und zusammenziehen und somit relativ zu den Stiften 22 bewegen kann.
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Auf Seiten des Radflansches 12 ist eine unerwünschte Bewegung der Stifte 22 relativ zum Radflansch 12 in radialer Richtung nach innen hin, d. h. in Richtung der Drehachse 20, durch eine Hülse 28 vermieden. Die Hülse 28 ist dabei in einer korrespondierenden Aufnahme 30 des Radflansches 12 aufgenommen. Zum Fixieren, d. h. Sichern, der Stifte 22 gegen eine Bewegung in radialer Richtung relativ zum Radflansch 12 nach innen hin stützen sich die Stifte 22 an einer außenumfangsseitigen Mantelfläche 32 der Hülse 28 über die jeweiligen, als Durchgangsöffnungen ausgebildeten, zweiten Aufnahmeöffnungen 26 des Radflansches 12 ab. Mit anderen Worten durchdringen die Stifte 22 die jeweiligen, als Durchgangsöffnungen ausgebildeten zweiten Aufnahmeöffnungen 26 und sind in Stützanlage mit der außenumfangsseitigen Mantelfläche 32 der Hülse 28 angeordnet. Dadurch können sich die Stifte 22 nicht unerwünschterweise in radialer Richtung relativ zum Radflansch 12 nach innen hin bewegen, so dass radiale Versätze der Stifte 22 in radialer Richtung nach innen hin vermieden sind.
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Die Montage der Stifte 22 kann beispielsweise derart erfolgen, dass die Stifte 22 in radialer Richtung über Belüftungsöffnungen 34 in einer außenumfangsseitigen Mantelfläche 36 des Reibrings 14 von außen in Richtung der Drehachse 20 in die jeweiligen Aufnahmeöffnungen 24, 26 eingeführt werden.
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Alternativ kann vorgesehen sein, dass die Stifte 22 über einen Hohlquerschnitt 38 des Radflansches 12 in radialer Richtung von innen her, d. h. ausgehend von der Drehachse 20, in die jeweiligen Aufnahmeöffnungen 24, 26 eingeführt werden, wonach die Anordnung der Hülse 28 in dem Radflansch 12 erfolgt.
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Um eine Relativbewegung der Stifte 22 in radialer Richtung nach außen hin zum Radflansch 12 zu vermeiden, können die Stifte 22 zumindest bereichsweise konisch ausgeformt sein. Alternativ oder zusätzlich ist ein Anschlag oder dergleichen Formschlusselement vorgesehen, mittels welchem die Stifte 22 gegen eine Relativbewegung zum Radflansch 12 in axialer Richtung nach außen hin gesichert sind.
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Um radiale Relativbewegungen der Stifte 22 zum Radflansch 12 sowohl nach außen als auch nach innen hin zu vermeiden, kann insbesondere alternativ zur Hülse 28 auch vorgesehen sein, dass die Stifte 22 mit einem jeweiligen Außengewinde versehen sind, über welches die Stifte 22 in ein jeweiliges, korrespondierendes Innengewinde der jeweiligen zweiten Aufnahmeöffnungen 26 des Radflansches 12 eingeschraubt sind.
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Alternativ oder zusätzlich ist es auch möglich, eine Presspassung oder dergleichen Passung zwischen den Stiften 22 und dem Radflansch 12 vorzusehen, um radiale Relativbewegungen der Stifte 22 zum Radflansch 12 nach außen sowie nach innen hin zu vermeiden.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102006043945 A1 [0002]
- WO 2009/015786 A1 [0003]
