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Die Erfindung betrifft eine zylindrische Hülse aus nicht korrosivem Werkstoff für eine Bremse mit einem nach radial innen gerichteten Flansch zur Positionierung und drehfesten Befestigung der Hülse an einer Achsbefestigung der Bremse sowie eine Bremse mit einer Achsbefestigung und einer derartigen, die Achsbefestigung umgebenden und drehfest mit der Achsbefestigung verbundenen Hülse. Insbesondere betrifft die Erfindung auch eine Bremsscheibe für eine Scheibenbremse eines Kraftfahrzeugs mit einer Bremsflächen aufweisenden Scheibe und einer zylindrischen, von der Scheibe abgesetzten Achsbefestigung sowie mit einer derartigen, die Achsbefestigung umgebenden und drehfest mit der Achsbefestigung verbundenen Hülse.
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Eine Scheibenbremse für ein Kraftfahrzeug besteht aus einer mit einer Radnabe einer Felge eines Rades verbundenen Bremsscheibe und einem Bremsträger, an dem ein Bremssattel befestigt ist. Die Bremsscheibe besteht aus einer kreisrunden, die Bremsflächen aufweisenden Scheibe und einer abgesetzten, zylindrischen Achsbefestigung. Die mit der Bremsscheibe verbindbare Felge weist einen Lochkranz auf, der mit regelmäßig angeordneten Löchern versehen ist, die die Radnabe umgeben. Der Lochkranz dient zur Verschraubung der Felge an der abgesetzten Achsbefestigung. Die Zahl der Löcher, mit denen die Felge an der Achsbefestigung festgeschraubt wird, ist mindestens drei, üblicherweise jedoch vier oder fünf. Der Bremssattel, auch als Bremszange bezeichnet, umgreift die Bremsscheibe und enthält die Bremsbeläge und die Bremskolben, welche die Bremsbeläge axial gegen die Bremsflächen der Scheibe drücken. Bremsscheiben werden vorrangig als Grauguss hergestellt oder aus Stahl-Legierungen gegossen und durch Drehen spannend bearbeitet.
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Problematisch ist die Rostbildung an den Bremsscheiben. Selbst bei Neuwagen zeigt sich nach längeren Standzeiten vielfach bereits Flugrostbildung. Durch Betätigen der Scheibenbremse wird der Flugrost lediglich im Bereich der Bremsflächen auf der Scheibe entfernt, nicht jedoch der Flugrost auf der abgesetzten Achsbefestigung, der bei modernen Leichtmetallfelgen mit viel Einblick auf die Bremsscheibe besonders störend wirkt.
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Selbiges gilt bei Trommelbremsen, bei welchen zwar die belasteten Teile der Bremse innerhalb der Trommel angeordnet sind, die jedoch ebenfalls eine Achsbefestigung aufweisen, die dementsprechend von außen sichtbar und gegen Flugrost anfällig ist.
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Um die Flugrostbildung zu mindern, wird die Achsbefestigung üblicherweise mit einbrennfester Zinkfarbe oder anderen Lackierungen beschichtet. Diese Beschichtungen sind jedoch nicht dauerhaft, weil sie den Temperaturschwankungen, die beim Bremsen durch die Reibung der Bremsbacken an der Scheibe entstehen, auf Dauer nicht standhalten können.
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Darüber hinaus sind aus dem Stand der Technik Abdeckungen bekannt, die dementsprechend für ein ansprechbares Äußeres sorgen sollen. So offenbaren die
CA 2,025,902 A1 , die
CA 2,055,230 A1 , die
DE 28 21 646 A1 , die
DE 20 2006 016 330 U1 , die
EP 0 204 433 B1 , die
US 5,772,286 , die
US 6,047,796 , die
US 6,089,671 , die
US 6,318,809 , die
US 6371,569 und die
WO 2004/018226 A2 scheibenförmige Blenden aus Kunststoffen oder Metall, die zwischen dem Rad und der Achsbefestigung angeordnet werden können, um das äußere Erscheinungsbild entsprechend positiv zu beeinflussen. Hülsen, die über die Achsbefestigung gestülpt werden können, sind beispielsweise aus der
DE 28 06 014 A1 , der
DE 10 2005 035 815 A1 , der
EP 1 249 630 A2 , der
NL 81 00 214 , der
GB 386,580 , der
GB 2 408 029 A , der
US 6,155,650 und der
US 6,796,406 bekannt, wobei letztere fünf Druckschriften Hülsen mit radial nach innen gerichteten Befestigungsflanschen offenbaren, die ein einfaches und betriebssicheres Befestigen zwischen einer Achsbefestigung und einen Rad bzw. einer Felge ermöglichen.
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Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine optische Beeinträchtigung durch Flugrostbildung an der Achsbefestigung einer Bremse bzw. Bremsscheibe dauerhaft zu vermeiden, wobei etwaige Fahrtgeräusche hierdurch nicht bzw. nur unwesentlich ansteigen sollen.
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Als Lösung dieser Aufgabe werden gattungsgemäße Hülsen und Bremsen bzw. Bremsscheiben mit den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche vorgeschlagen. Weitere, ggf. auch unabhängig hiervon, vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen und der vorliegenden Beschreibung aufgeführt. Hierbei versteht es sich, dass die Merkmale der nebengeordneten Ansprüche aber auch die übrigen hier aufgeführten Merkmale auch kombiniert werden können, um die entsprechenden Vorteile kumulieren zu können.
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Durch eine zylindrische Hülse aus nicht korrosivem Werkstoff für eine Bremse mit einem nach radial innen gerichteten Flansch zur Positionierung und drehfesten Befestigung der Hülse an einer Achsbefestigung der Bremse, welche sich dadurch auszeichnet, dass an dem von dem Flansch wegweisenden Ende der Hülse eine Dichtung vorgesehen ist, können insbesondere in Abweichung zu der
GB 386,580 und zu der
GB 2 408 029 A erhöhte Fahrtgeräusche erfolgreich vermieden werden, da sich in der Hülse keine Luftströme mehr verfangen können. Selbiges gilt insbesondere gegenüber den scheibenförmigen Blenden aus dem Stand der Technik. Darüber hinaus gewährleistet die Dichtung, dass möglichst wenig Schmutz, insbesondere auch Abrieb von der Bremse, zwischen Hülse und Achsbefestigung eindringen kann, so dass die Hülse ggf. auch leichter wieder von der Achsbefestigung getrennt werden kann, was beispielsweise bei Wartungsarbeiten an der Bremse notwendig werden kann.
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Hierbei versteht es sich, dass zusätzlich zu der Dichtung ggf. auch geeignete Belüftungsschlitze oder Löcher vorgesehen sein können, um unter der Hülse nicht zu hohe Temperaturen anstauen zu lassen, solange diese dementsprechend geeignet abgedichtet sind, was beispielsweise durch ein Labyrinthdichtung bzw. ähnliche strömungstechnische Maßnahmen oder durch Dichtungsklappen oder ähnliches gewährleistet werden kann, solange hierdurch die Fahrgeräusche nicht oder nicht wesentlich erhöht werden.
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Durch eine zylindrische Hülse aus nicht korrosivem Werkstoff für eine Bremse mit einem nach radial innen gerichteten Flansch zur Positionierung und drehfesten Befestigung der Hülse an einer Achsbefestigung der Bremse, welche sich dadurch auszeichnet, dass an dem von dem Flansch wegweisenden Ende der Hülse ein Abstandhalter vorgesehen ist, können insbesondere in Abweichung zu der
GB 386,580 und zu der
GB 2 408 029 A erhöhte Fahrtgeräusche erfolgreich vermieden werden, da durch den Abstandhalter Schwingungen der Hülse erfolgreich minimiert werden können, was insbesondere dann von Vorteil ist, wenn die Hülse nicht ganz passgenau auf der Achsbefestigung sitzt. Letzteres kann insbesondere dann auftreten, wenn eine Hülse für verschiedene Fahrzeugtypen zur Anwendung kommt, da dort die Achsbefestigungen regelmäßig entsprechend verschieden dimensioniert sind. Darüber hinaus kann, je nach konkreter Umsetzung vorliegender Erfindung durch den Abstandhalter eine zu großer thermische Belastung der Hülse vermieden werden, so dass insbesondere thermisch bedingte Verfärbungen aber auch ein Festsetzen von Schmutz minimiert werden können.
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Sowohl die Dichtung als auch der Abstandhalter, die ggf. auch durch identische Baugruppen umgesetzt werden können, können axial bzw. radial nach innen ausgerichtet sein. Bei einer axialen Ausrichtung kann insbesondere gewährleistet werden, dass die gesamte Achsbefestigung umschlossen wird, so dass etwaige Strömungsgeräusche auf ein Minimum reduziert werden können, insbesondere auch wenn die Hülse bei verschiedenen Fahrzeugtypen mit entsprechend verschiedenen Durchmessern der Achsbefestigung zur Anwendung kommt. Durch eine radiale Ausrichtung kann die Hülse über verschieden lange, also sich in axialer Richtung unterschiedlich lang erstreckender Achsbefestigungen gestülpt werden und dennoch immer dichtend bzw. abstandhaltend an der Achsbefestigung anliegen. Ein radial nach innen wirkender Abstandhalter kann darüber hinaus ggf. auch Zentrierhilfe dienen und somit die Gefahr von Unwuchten reduzieren.
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Ggf. können die Dichtung oder der Abstandhalter auch entsprechend axial bzw. radial verlagerbar an der Hülse angeordnet sein, so dass auch hierdurch eine Anpassung an verschiedene Fahrzeugtypen bzw. verschiedene Achsbefestigungen erfolgen kann. Dieses kann beispielsweise dadurch umgesetzt werden, dass der Abstandhalter bzw. die Dichtung als separate Baugruppe an der Hülse angesetzt sind, wobei die Ansatztiefe dementsprechend variierbar ist.
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Vorzugsweise umgibt die Achsbefestigung eine derartige Hülse aus nicht korrosivem Werkstoff und die Hülse ist drehfest mit der Achsbefestigung verbunden ist, wodurch besonders einfach eine entsprechende Abdeckung insbesondere gegen Flugrost und sein unschönes Erscheinungsbild gewährleistet ist.
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Indem die Hülse über die Achsbefestigung, bei einer Scheibenbremse auch als Scheibenbremskranz bezeichnet, gestülpt und dort drehfest befestigt wird, ist etwaiger sich an der Oberfläche der Achsbefestigung bildender Flugrost dem Blick durch die Felgen hindurch entzogen. Bei der Hülse handelt es sich um ein von der Bremsscheibe verschiedenes Bauteil, das aus einem anderen, nicht korrosivem Werkstoff hergestellt ist, so dass die optische Beeinträchtigung durch Flugrost dauerhaft unterbunden ist. Um Relativbewegungen zwischen Hülse und Achsbefestigung zu vermeiden, weist die Hülse Mittel auf, um sie drehefest an der Achsbefestigung festzulegen.
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Um Umwuchten des an der Bremsscheibe montierten Rades zu vermeiden, ist eine passgenaue und gleichmäßige Ausfertigung der Hülse vorteilhaft, insbesondere sollte der Werkstoff der Hülse in Bezug zu deren Längsachse gleichmäßig über deren Umfang verteilt sein. besonders vorzugsweise ist die Hülse bis auf die Befestigung an der Achsbefestigung rotationssymmetrisch ausgebildet.
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Vorzugsweise ist die äußere Oberfläche der Hülse in Rotationsrichtung glatt, so dass störende Windgeräusche durch etwaige rotierende Vorsprünge oder Öffnungen vermieden werden können.
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Um einen Verzug der Hülse aufgrund der Wärmeentwicklung beim Bremsen zu vermeiden, ist der Werkstoff der Hülse vorzugsweise zumindest im Bereich der üblichen Betriebstemperatur der Scheibenbremse temperaturbeständig ausgebildet. Im Interesse einer einwandfreien Abgabe der Wärme von der Bremsscheibe an die Umgebungsluft, weist der Werkstoff der Hülse eine Wärmeleitfähigkeit auf, die zumindest der Wärmeleitfähigkeit des Werkstoffs der Achsbefestigung entspricht. Sofern die Hülse mit ihrer Innenfläche an der Achsbefestigung anliegt, wird ein Wärmestau zwischen der Innenfläche der Hülse und der Achsbefestigung vermieden und die Wärmeabgabe durch die Hülse nicht beeinträchtigt. Die Anbringung der Hülse an der Achsbefestigung führt daher nicht zu einer höheren Betriebstemperatur der Bremsscheibe. In Folge dessen wird die Bremswirkung einer Scheibenbremse durch die Hülse nicht ungünstig beeinflusst. Durch geeignete Materialwahl, beispielsweise bei einer besonders guten Wärmeleitung und bei einer wärmeschluckenden Oberflächenbehandlung oder -wahl der Innenseite der Hülse kann auch in dem Falle, in welchem ein Zwischenraum zwischen Hülse und Achsbefestigung verbleibt, für eine gute Wärmeabfuhr gesorgt werden.
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Ein weiterer Vorteil der Hülse besteht darin, dass sie bei einem Wechsel der Bremsscheiben wieder verwendbar bleibt. Die Hülse ist daher nicht nur wirtschaftlich, sondern auch umweltfreundlich.
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Eine vorteilhafte Möglichkeit zur drehfesten Befestigung der Hülse an der Achsbefestigung besteht darin, dass die Hülse stirnseitig einen nach radial innen, in Richtung der Längsachse der Hülse gerichteten Flansch zur Positionierung und Befestigung der Hülse an der Achsbefestigung der Bremsscheibe aufweist. Der Flansch ist dann vorzugsweise mit einem Lochkreis mit regelmäßig angeordneten Löchern versehen, die mit den Löchern in einem Lochkranz einer an der Achsbefestigung der Bremsscheibe anschraubbaren Felge in Überdeckung zu bringen sind. Die Lochkreise und die Anordnung der Löcher auf den Lochkreisen von Felge und Hülse werden dann so gewählt, dass diese übereinstimmen. Diese Art der bevorzugten Befestigung der Hülse verdeutlicht, dass für jede Bremsscheibe mit zugehöriger Felge eine speziell angepasste Hülse zum Einsatz gelangt. Vorzugsweise entspricht der Innendurchmesser der hohlzylindrischen Hülse dem Außendurchmesser der zylindrischen Achsbefestigung.
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Die Stärke des Flansches wird vorzugsweise so gering dimensioniert, dass keine eintragungspflichtige Spurverbreiterung durch den zwischen Achsbefestigung und Lochkranz der Felge einbringbaren Flansch bei dem Kraftfahrzeug hervorgerufen wird. Insbesondere sollte die Stärke 4 mm vorzugsweise 3, 5 mm, nicht übersteigen.
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Um eine Flattern oder sonstige, Geräusche verursachende Schwingungen zu vermeiden, ist es desweiteren von Vorteil, wenn die die Stärke der Hülse über 0,15 mm, vorzugsweise über 0,2 mm, liegt.
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Dementsprechend wird unabhängig von den übrigen Merkmalen vorliegender Erfindung eine zylindrische Hülse aus nicht korrosivem Werkstoff für eine Bremse mit einem nach radial innen gerichteten Flansch zur Positionierung und drehfesten Befestigung der Hülse an einer Achsbefestigung der Bremse als Lösung der eingangsgenannten Aufgabe vorgeschlagen, welche sich dadurch auszeichnet, dass die Stärke der Hülse zwischen 0,15 mm und 4,00 mm, vorzugsweise zwischen 0,20 mm und 3,50 mm, liegt.
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Als besonders geeigneter Werkstoff zur Ausführung der Hülse hat sich Nirosta® 4301 – Kurzname: X 5 CrNi 18-10 (Werkstoff – Nr. 1.4301 nach EN 10 088-2), Nirosta® 4512 – Kurzname: X 2 CrTi 12 (Werkstoff – Nr. 1.4512 nach EN 10 088-2) oder Nirosta® 4462 – Kurzname: X 2 CrNiMoN 22-5-3 (Werkstoff – Nr. 1.44462 nach EN 10 088-2) herausgestellt. Dieser nicht korrosive Werkstoff weist die für den Betrieb der Hülse erforderlichen Eigenschaften auf. Ebenso kann für die Hülse ggf. ein geeigneter Kunststoff zur Anwendung kommen.
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Als Dichtung bzw. Abstandhalter kann beispielsweise ein U-förmiger Profilring als Silikon mit einer geraden Blecheinlage genutzt werden, welcher die notwendige Eigenstabilität und Hitzebeständigkeit aufbringt.
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Weitere Vorteile, Ziele und Eigenschaften vorliegender Erfindung werden anhand nachfolgender Beschreibung von Ausführungsbeispielen erläutert, die insbesondere auch in anliegender Zeichnung dargestellt sind. In der Zeichnung zeigen:
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1 eine Explosionsdarstellung einer Bremsscheibe, einer Hülse sowie eines an der Bremsscheibe zu befestigenden Rades eines Kraftfahrzeuges;
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2 eine Explosionsdarstellung Bremsscheibe und Hülse der Anordnung nach 1;
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3 eine Detailansicht einer Dichtung bzw. eines Abstandhalters in unmontiertem und in montiertem Zustand;
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4 ein Detailschnitt durch die Hülse mit aufgesetzter Dichtung bzw. aufgesetztem Abstandhalter;
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5 eine perspektivische Darstellung der Hülse mit aufgesetzter Dichtung bzw. aufgesetztem Abstandhalter.
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Eine links in 1 dargestellte Bremsscheibe 1 für ein Kraftfahrzeug besteht aus einer kreisrunden Scheibe 2 und einer abgesetzten, hohlzylindrischen Achsbefestigung 3. Auf beiden Seiten der Bremsscheibe 1 befinden sich die kreisringförmigen Bremsflächen 4, gegen die die nicht dargestellten Bremsbeläge mit Hilfe ebenfalls nicht dargestellter Bremskolben einer an sich bekannten Bremse 14 gedrückt werden. An der Stirnseite der hohlzylindrischen Achsbefestigung 3 befindet sich ein Lochkreis, auf dem in gleichmäßigem Abstand fünf Gewindebohrungen 5 eingebracht sind.
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Auf die Achsbefestigung 3 ist in Richtung der in 1 erkennbaren Pfeile eine hohlzylindrische Hülse 6 aufschiebbar. Der Innendurchmesser der Hülse 6 entspricht in etwa dem Außendurchmesser der Achsbefestigung 3. An einer Stirnseite weist die Hülse (6) einen nach radial innen gerichteten Flansch 7 zur Positionierung und Befestigung der Hülse 6 an der Achsbefestigung 3 der Bremsscheibe 1 auf. Der Flansch 7 ist mit einem Lochkreis mit fünf Löchern 8 versehen, die mit den Gewindebohrungen 5 sowie mit in 1 nicht erkennbaren Löchern in einem Lochkranz einer an der Achsbefestigung 3 der Bremsscheibe 1 anschraubbaren Felge 9 eines Rades 15 mit einem Reifen 16 in Überdeckdung zu bringen sind.
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Die Stärke 10 des Flansches 7 wird so bestimmt, dass keine nennenswerte Spurverbreiterung durch den zwischen Achsbefestigung 3 und Lochkranz der Felge 9 einbringbaren Flansch 7 bei dem Kraftfahrzeug vorliegt und beträgt bei diesem Ausführungsbeispiel ca. 1 mm. Auf diese Weise ist auch sichergestellt, dass die Hülse nicht flattert oder sonstwie zu leicht in Bewegung gerät.
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Durch die deckungsgleiche Anordnung der Löcher 8 in der Hülse sowie dem Spurkranz der Felge 9 wird die Hülse 6 mit dem Anschrauben der Felge 9 mit Hilfe der zugehörigen Radmuttern fest mit der Bremsscheibe 1 verbunden. Ein unbeabsichtigtes Lösen der erfindungsgemäßen Hülse 6 ist somit ausgeschlossen. Bei einem etwaigen verschleißbedingten Wechsel der Bremsscheibe 1 kann die Hülse 6 beim Ausbau des Rades ohne zusätzlichen Arbeitsaufwand gelöst und nach dem Wechsel der Bremsscheibe 1 wieder verwendet werden.
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Wie insbesondere in den 2 bis 5 ersichtlich ist an einem von dem Flansch 7 wegweisenden Ende 11 der Hülse 6 eine Dichtung 12 bzw. ein Abstandhalter 13 angeordnet, die bei diesem Ausführungsbeispiel durch eine einzige Baugruppe aus einem Silikon mit einer stabilisierenden Blecheinlage realisiert sind. Hierbei versteht es sich, dass bei anderen Ausführungsformen entsprechende Dichtungen und Abstandhalter auch einzeln bzw. mittels getrennter Baugruppen realisiert werden können.
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Die dichtende und den Abstand haltende Baugruppe kommt bei diesem Ausführungsbeispiel, wie in 3 angedeutet, auf der Scheibe 2 zur Anlage und sichert hiermit die Hülse 6 vor zu starker thermischer Belastung und vor einem Eindringen von Schmutz. Hierbei kann einerseits durch eine Kompression in axiale Richtung 17 und oder durch ein Verschieben der dichtenden und den Abstand haltenden Baugruppe in ihrem Schlitz 18 an dem Ende 11 kann eine Anpassung in axiale Richtung 17 erfolgen.
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Je nach konkreter Anordnung kann auch die radiale Innenseite 19 der dichtenden und den Abstand haltenden Baugruppe an der Achsbefestigung 3 zur Anlage kommen, so dass auf diese Weise auch in radialer Richtung 20 eine zentrierende Wirkung aber auch die dichtende und die Abstand haltende Wirkung zur Geltung kommt.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Bremsscheibe
- 2
- Scheibe
- 3
- Achsbefestigung
- 4
- Bremsfläche
- 5
- Gewindebohrung (exemplarisch beziffert)
- 6
- Hülse
- 7
- Flansch
- 8
- Loch
- 9
- Felge
- 10
- Stärke des Flanschs
- 11
- Ende der Hülse
- 12
- Dichtung
- 13
- Abstandhalter
- 14
- Bremse
- 15
- Rad
- 16
- Reifen
- 17
- axiale Richtung
- 18
- Schlitz
- 19
- radiale Innenseite
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- CA 2025902 A1 [0006]
- CA 2055230 A1 [0006]
- DE 2821646 A1 [0006]
- DE 202006016330 U1 [0006]
- EP 0204433 B1 [0006]
- US 5772286 [0006]
- US 6047796 [0006]
- US 6089671 [0006]
- US 6318809 [0006]
- US 6371569 [0006]
- WO 2004/018226 A2 [0006]
- DE 2806014 A1 [0006]
- DE 102005035815 A1 [0006]
- EP 1249630 A2 [0006]
- NL 8100214 [0006]
- GB 386580 [0006, 0009, 0011]
- GB 2408029 A [0006, 0009, 0011]
- US 6155650 [0006]
- US 6796406 [0006]
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Zitierte Nicht-Patentliteratur
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- EN 10 088-2 [0024]
- EN 10 088-2 [0024]
- EN 10 088-2 [0024]
