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Technischer Bereich
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Die Erfindung betrifft eine Scheibe für eine Scheibenbremse, die im Besonderen, aber nicht ausschließlich bei Schwerfahrzeugen angewendet werden kann. Schwerfahrzeuge, die mit der erfindungsgemäßen Scheibe für eine Scheibenbremse ausgestattet werden können, sind beispielsweise Lastwagen, Sattelschlepper, Anhänger und Sattelanhänger.
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Stand der Technik
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Die Scheiben, die eine Scheibenbremsanlage eines Landfahrzeugs ausstatten, müssen im Allgemeinen an der Nabe des Rades des Fahrzeugs auf reversible Art befestigt werden, um den Austausch der Scheibe zu ermöglichen, wenn sie abgenutzt ist. Die Befestigung der Scheibe an der Nabe muss daher auf der einen Seite eine hohe Stabilität während des Bremsvorgangs gewährleisten und auf der anderen Seite leicht zu lösen sein, wenn die Scheibe ausgetauscht werden muss. In der Vergangenheit wurden viele Lösungen für das Problem vorgestellt, wie die Scheibe für eine Scheibenbremse an der Nabe des Rades eines Fahrzeugs befestigt werden soll. Im Allgemeinen sehen die bekannten Lösungen die Verwendung von Schraubenbolzen vor, die in Gewindelöcher geschraubt sind, die in der Nabe vorgesehen sind, oder von Schraubenmuttern, die an Stiftschrauben geschraubt sind, die sich von der Nabe des Fahrzeugs erstrecken.
GB752101 (A) beschreibt ein erstes Beispiel solcher bekannter Lösungen. Die Scheiben für eine Scheibenbremse bekannter Art umfassen außerdem manchmal eine mittige Glocke, die mit Löchern zur Befestigung der Scheibe an der Nabe des Rades des Fahrzeugs ausgestattet ist. Die Glocke ist manchmal für den Durchgang eines Teils der Nabe mittig durchbohrt. Die Glocke kann außerdem in das Material der Scheibe integriert oder getrennt ausgeführt sein. Ein Beispiel einer bekannten Scheibe der oben erwähnten Art ist in
US6035978 (A) beschrieben. Weitere bekannte Lösungen sehen die Verwendung von getrennten Befestigungselementen vor, beispielsweise in Form von Rahmen, die mit Löchern ausgestattet sind, die mit der Scheibe zusammenarbeiten. Auf dem Sektor der Schwerfahrzeuge sind auch Scheiben für Scheibenbremsen verbreitet, die mit Eingriffmitteln ausgestattet sind, die mit entsprechenden auf der Nabe vorgesehenen Eingriffmitteln zusammenarbeiten, um die Drehung der Scheibe im Hinblick auf die Nabe zu verhindern. Die Eingriffmittel bestehen beispielsweise aus radialen Zähnen, die in entsprechenden radialen Sitzen untergebracht sind, die in der Nabe vorgesehen sind, oder umgekehrt. Ein Beispiel der Anordnung der oben genannten Art ist in
DE10358088 (A1) beschrieben.
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Die bekannten Lösungen sind jedoch alle komplex in der Ausführung und daher kostspielig. Die bekannten Lösungen haben außerdem ein beträchtliches Gewicht, das sich negativ auf die nicht aufgehängten Massen des Fahrzeugs auswirkt. Ein erstes Ziel der Erfindung besteht darin, eine Lösung des Problems vorzusehen, wie eine Scheibe für eine Scheibenbremse an einer Radnabe eines Fahrzeugs auf einfache und zuverlässige Weise zu befestigen ist, wobei nach Möglichkeit eine wirtschaftliche Ersparnis bei den Fertigungszeiten und bei der Menge des für die Realisierung der Scheibe notwendigen Materials erhalten wird.
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Ein weiteres Ziel der Erfindung besteht darin, eine Scheibe für eine Scheibenbremse vorzusehen, die so leicht und von einfacher Ausführung ist, wie sie industriell erzeugt werden kann.
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Nicht zuletzt besteht ein weiteres Ziel der Erfindung darin, eine Scheibe der oben erwähnten Art vorzusehen, die bei Schwerfahrzeugen auch mit einer Masse über 20 t Anwendung finden kann.
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Dieses und weitere Ziele der Erfindung werden mit der Scheibe für Scheibenbremsen erzielt, wie sie in den angeschlossenen Ansprüchen beansprucht wird.
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Beschreibung der Erfindung
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Die erfindungsgemäße Scheibe für eine Scheibenbremse umfasst einen Körper mit einer Form, die im Wesentlichen jene eines kreisrunden Kranzes ist. Der Körper der Scheibe entwickelt sich um eine Symmetrieachse, die im Wesentlichen der Drehachse der Nabe des Fahrzeugs entspricht, wenn die Scheibe auf der Nabe angebracht ist. Im Körper der Scheibe sind zwei entgegengesetzte Bänder definiert, von denen mindestens eines ein Bremsband ist. Das Bremsband kann mit einem Bremsbelag eines Bremssattels zusammenarbeiten, der im Allgemeinen beidseitig auf dem Bremsband angeordnet ist. Der Körper der Scheibe umfasst außerdem eine mittige Öffnung zur Verbindung der Scheibe mit der Nabe des Fahrzeugs. Wenn die Scheibe auf der Nabe angebracht ist, befindet sich daher ein Teil der Nabe in die Öffnung der Scheibe eingefügt. Die wechselseitige Drehung zwischen Nabe und Scheibe wird dank Eingriffmitteln verhindert, die verschiedener Art sein können. Die Eingriffmittel umfassen vorzugsweise einen gezackten oder gewellten Rand, in dem entsprechende Zähne oder Spitzen abwechselnd mit Biegungen definiert sind. Die Zähne oder Spitzen erstrecken sich radial in die Öffnung der Scheibe und arbeiten mit ebenso vielen Sitzen zusammen, die auf dem Teil der Nabe vorgesehen sind, der in die Öffnung der Scheibe eingefügt werden soll. Erfindungsgemäß ist eines der Bänder des Scheibenkörpers mit einem Befestigungsring versehen. Der Befestigungsring erstreckt sich radial im Inneren der Öffnung zur Symmetrieachse. Außerdem erstreckt sich der Ring auch axial auf beiden Seiten im Hinblick auf die Ebene, die durch die Außenfläche des entsprechenden Bandes definiert wird, das mit dem Ring versehen ist. Gemäß einem besonderen Aspekt der Erfindung ist der Befestigungsring durchgehend und aus demselben Material wie der Scheibenkörper gefertigt. Geeignete Materialien für die Fertigung des Scheibenkörpers sind zum Beispiel Gusseisen, Stahl, Aluminiumlegierungen oder Legierungen anderer Metalle. Der Scheibenkörper wird vorzugsweise durch Gießen des Metalls in eine dazu vorgesehene Form gefertigt. Bei einer ersten Ausführungsform der Erfindung ist der Ring in den Scheibenkörper integriert. In diesem Fall kann der Ring beispielsweise gleich beim Gießvorgang des Scheibenkörpers gefertigt werden, wodurch es zu beträchtlichen Einsparungen im Hinblick auf Zeit, Materialien und Energieverbrauch kommt. Bei einer zweiten Ausführungsform ist der Ring vom Scheibenkörper getrennt. In diesem zweiten Fall kann der Ring gleich beim Gießvorgang des Scheibenkörpers oder in einem getrennten Vorgang gefertigt werden. In Übereinstimmung mit dieser zweiten Ausführungsform umfasst das mit einem Ring ausgestattete Band einen umlaufenden Anschlagsitz für den getrennten Ring, der die Öffnung umgibt.
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Der aus demselben Material wie der Scheibenkörper erzeugte Ring ist steif und ermöglicht vorteilhafterweise, eine sichere und stabile Befestigung der Scheibe auf der Nabe zu erhalten. Außerdem erstreckt sich der Befestigungsring radial im Inneren der Öffnung und bewirkt so eine Anschlagfläche für den Teil der Nabe, der in die Öffnung eingefügt ist. Die Anschlagfläche arbeitet mit den Schraubenbolzen oder Schraubenmuttern zur Befestigung der Scheibe an der Nabe zusammen und macht es überflüssig, weitere Sperrelemente vorzusehen, um die Scheibe fest an der Nabe zu sichern.
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Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung erstreckt sich der Befestigungsring axial von der Ebene des entsprechenden Bandes in einer Länge von mindestens 20% der Dicke des Scheibenkörpers gemessen im Bereich der entgegengesetzten Bänder und von nicht mehr als 30% der Dicke. Weiter bevorzugt entspricht die axiale Ausdehnung des Ringes ungefähr 22% der Dicke.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung durchqueren die Löcher für die Schrauben vorteilhafterweise den Befestigungsring und weisen einen zylindrischen Teil an beiden Enden auf. Zwischen den zylindrischen Teilen ist außerdem ein ausladender Zwischenteil vorgesehen, der den Kopf des Schraubenbolzens oder die Schraubenmutter zur Befestigung der Scheibe an der Nabe aufnehmen kann.
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Zwischen den entgegengesetzten Bändern ist außerdem vorzugsweise eine umlaufende Kammer definiert, die sich von der Umfangslinie der Scheibe radial zur Symmetrieachse erstreckt. Die Kammer erstreckt sich teilweise von der Umfangslinie der Scheibe radial zur Symmetrieachse, sodass sie einen strukturellen umlaufenden Rand bildet, der die Öffnung umgibt und von dem sich die entgegengesetzten Bänder erstrecken.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind die im Ring vorgesehenen Löcher zur Befestigung der Scheibe an der Nabe vorteilhafterweise mit den Symmetrieachsen entlang dem Radius angeordnet, der die Symmetrieachse der Scheibe in mit dem Zentrum einer entsprechenden Biegung im gezackten oder gewellten Rand der mittigen Öffnung der Scheibe verbindet. Auf diese Weise ist es möglich, die Symmetrieachse des Loches in einer eher äußeren radialen Position anzuordnen und einen größeren Hebelarm als in der Symmetriemitte der Scheibe und folglich eine stabilere Befestigung der Scheibe an der Nabe zu erreichen.
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Zusammenfassende Beschreibung der Figuren
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Einige bevorzugte Ausführungsformen werden als Beispiel und nicht beschränkend unter Bezugnahme auf die beiliegenden Figuren dargestellt, wobei:
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1 eine Draufsicht der Scheibe für eine Scheibenbremse in einer ersten Ausführungsform der Erfindung ist;
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2 eine Ansicht im Querschnitt entlang der Linie II-II von 1 ist;
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3 eine vergrößerte Ansicht eines Details von 1 ist;
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4 eine Querschnittsansicht äquivalent zu 2 einer Scheibe für eine Scheibenbremse in einer zweiten Ausführungsform der Erfindung ist;
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5 eine Draufsicht des Ringes von 4 ist;
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6 ein Querschnitt entlang der Linie VI-VI von 5 ist;
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7 eine vergrößerte Ansicht eines Details von 6 ist;
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8 eine vergrößerte Ansicht ist.
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Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform
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Gleiche Teile oder funktionell gleichwertige Teile sind in den angeschlossenen Figuren mit denselben Referenznummern angegeben.
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Unter Bezugnahme auf 1 und 2 umfasst die Scheibe 11 einen Körper 13 mit einer Form, die im Wesentlichen einem kreisrunden Kranz entspricht. Der Körper 13 entwickelt sich um eine Symmetrieachse X-X, die der Drehachse der Nabe des Fahrzeugs entspricht, wenn die Scheibe 11 auf der Nabe eines Rades eines Fahrzeugs angebracht ist. Im Körper 13 sind zwei entgegengesetzte Bänder 13a, 13b definiert. Mindestens eines der entgegengesetzten Bänder ist ein Bremsband, das heißt, dass es mit einem Bremsbelag eines Bremssattels zusammenarbeiten kann, der im Allgemeinen beidseitig zum Bremsband angeordnet ist. Der Körper 13 umfasst außerdem eine mittige Öffnung 15 zur Verbindung der Scheibe 11 mit der Nabe des Fahrzeugs.
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Zwischen den entgegengesetzten Bändern 13a, 13b ist vorzugsweise eine umlaufende Kammer 17 definiert, die sich von der Umfangslinie der Scheibe 11 radial zur Symmetrieachse X-X erstreckt. Die umlaufenden Kammer 17 hat die Funktion, die Masse des Körpers 13 leichter zu machen und gleichzeitig die Luftzirkulation zwischen den beiden Bändern 13a, 13b zu ermöglichen. Die Kammer 17 erstreckt sich nur teilweise zur Symmetrieachse X-X und definiert daher einen strukturellen umlaufenden Rand 19, der die Öffnung 15 umgibt. Die entgegengesetzten Bänder 13a, 13b erstrecken sich ab dem Rand 19 und definieren insgesamt im Körper 13 einen im Wesentlichen U-förmigen Querschnitt. Zwischen den Bändern 13a, 13b sind in der Kammer 17 Segmente 21 aus unterschiedlich geformtem Material vorgesehen, die die Funktion haben, die Struktur des Körpers 13 zu versteifen.
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Erfindungsgemäß ist eines der Bänder 13a, 13b, im dargestellten Beispiel das Band 13a, mit einem Befestigungsring 23 ausgestattet. Der Ring 23 erstreckt sich radial in das Innere der Öffnung 15 zur Symmetrieachse X-X. Der Ring 23 erstreckt sich durchgehend rundum. Außerdem erstreckt sich der Ring 23 axial auf beiden Seiten im Hinblick auf die Ebene, die von der Außenfläche 25 des entsprechenden Bandes 13a definiert wird, das mit dem Ring 23 ausgestattet ist. Erfindungsgemäß ist der Ring 23 aus demselben Material wie der Körper der Scheibe 11 gefertigt und definiert einen entsprechenden Befestigungsteil der Scheibe 11 an der Nabe. Der Ring 23 definiert außerdem eine Anschlagebene 27 für die Nabe. Die Fläche 27 ist zwischen der Ebene, die von der Außenfläche 25 des Bandes 13a definiert wird, und der Ebene, die von der Außenfläche 29 des Bandes 13b definiert wird, umfasst. Die Anschlagebene 27 ist außerdem parallel zu den Flächen 25, 29. Gemäß dieser Anordnung ist die Anschlagfläche 27 im Inneren des Körpers 13 in der Nähe des Bandes 13a untergebracht, das mit dem Befestigungsring 23 ausgestattet ist. Dank dieser Anordnung ist es vorteilhafterweise möglich, die Masse der Scheibe 11 komplett mit Ring 23 einzuschränken, wobei aber dennoch eine hohe Steifigkeit und Widerstandsfähigkeit des Ganzen beibehalten werden.
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Bei der dargestellten Ausführungsform ist der Ring 23 in den Körper 13 der Scheibe 11 integriert, das heißt, er ist in einem Stück mit dem Körper 13 gefertigt. Der Körper 13 und der Ring 23 können beispielsweise durch Gießen von geschmolzenem Material in eine eigens dazu vorgesehene Form gefertigt werden. Der Ring 23 ist außerdem mit Löchern 31 zum Durchgang der Gewindeschäfte von Schraubenbolzen oder Stiftschrauben zur Befestigung der Scheibe 11 an der Nabe ausgestattet. Die Löcher 31 definieren Sitze 33, um zumindest teilweise die Köpfe der Schraubenbolzen oder die Schraubenmuttern aufzunehmen, die in die Stiftschrauben greifen. Die Löcher 31 und der entsprechende Sitz 33 werden nachfolgend genauer unter Bezugnahme auf die zweite Ausführungsform der Erfindung beschrieben.
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Unter Bezugnahme auch auf 3 umfasst die Öffnung 15 einen Querschnitt, der einen gewellten Umfang hat, der von Spitzen 35 definiert wird, die sich radial zur Symmetrieachse X-X erstrecken, abwechselnd mit Biegungen 37. Erfindungsgemäß stimmt der Krümmungsradius der Spitzen 35 im Wesentlichen mit jenem der Biegungen 37 überein. Der Krümmungsradius ist außerdem für alle Spitzen 35 und Biegungen 37 entlang dem Umfang gleich.
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Unter Bezugnahme auf 4 bis 6 ist eine zweite Ausführungsform der Erfindung dargestellt, bei der der Befestigungsring 23' vom Körper 13 der Scheibe 11 getrennt ist. Bei dieser Ausführungsform kann mindestens eines der Bänder 13a, 13b der Scheibe 11 den Ring 23' aufnehmen. Zu diesem Zweck umfasst das Band einen umlaufenden Anschlagsitz 39 für den Ring 23', der die Öffnung 15 umgibt. Entsprechend dazu umfasst der Ring 23' einen abgeflachten umlaufenden Rand 43, der in den Sitz 39 greift und mit diesem für die Zentrierung des Ringes 23' im Hinblick auf den Körper 13 der Scheibe 11 zusammenarbeitet. Erfindungsgemäß kann der Sitz 39 vorteilhafterweise auf beiden Bändern 13a, 13b der Scheibe 11 vorgesehen sein, sodass die Anbringung der Scheibe 11 ohne Unterschied bei dem einen oder anderen Band 13a, 13b möglich ist, das zur Außenseite des Fahrzeugs gewandt ist.
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Unter Bezugnahme auf 7 wird nun das Loch 31 genauer beschrieben, das einen Sitz 33 bilden kann, in dem der Kopf der Schraubenbolzen oder die Schraubenmutter zur Befestigung der Scheibe 11 an der Nabe untergebracht ist. Erfindungsgemäß umfassen die Löcher 31 einen zylindrischen Teil 31a, 31b an beiden Enden und einen Zwischenteil 31c, der nach außen ausladend ist, in dem der Sitz 33 definiert ist. Diese Anordnung ist von Vorteil, um eine optimale Befestigung zu erzielen und die Gefahren von Beschädigungen am Material des Ringes zu verringern, wenn die Scheibe an der Nabe befestigt ist und die Schraubenbolzen oder Schraubenmuttern mit Kraft angezogen sind.
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Unter Bezugnahme auf 8 sind gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung die Löcher 31 mit den jeweiligen Symmetrieachsen entlang dem Radius ”R” angeordnet, der die Symmetrieachse X-X der Scheibe 11 mit dem Zentrum ”C” einer Biegung 37 zwischen zwei Spitzen 35 verbindet. Der ausladende Zwischenteil 31c der Öffnungen 31 erstreckt sich außerdem radial in die Biegungen 37 der Scheibe 11. Genauer gesagt ist der maximale Radius der Ausladung ”r1” gemessen von der Symmetrieachse der Löcher 31 größer als die Distanz ”d” zwischen der Symmetrieachse der Löcher 31 und der Spitze der Spitzen 35. Dank dieser Anordnung ist es vorteilhafterweise möglich, die Löcher 31 radial zur Umfangslinie der Scheibe 11 anzubringen, wodurch der Hebelarm erhöht wird, der sich im Hinblick auf die Symmetrieachse X-X der Scheibe und entsprechend der Rotationsachse der Nabe des Rades des Fahrzeugs bildet, wenn die Scheibe auf der Nabe angebracht ist. Dank dieser Anordnung wird eine sichere und zuverlässige Befestigung der Scheibe 11 an der Nabe erhalten. Bei der dargestellten Ausführungsform ist der minimale Radius der Ausladung ”r2”, der dem Radius des zylindrischen Teils 31b entspricht, der zur Anschlagebene 27 gewandt ist, kleiner als die Distanz ”d”. Bei anderen Ausführungsformen ist es jedoch möglich, die Symmetrieachse der Löcher 31 anzuordnen, sodass ”r2” > ”d” erhalten wird.
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Die Scheibe für Scheibenbremsen gemäß den beschriebenen Ausführungsformen kann zahlreiche Varianten und Modifikationen haben, die unter dasselbe erfinderische Prinzip fallen.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- GB 752101 A [0002]
- US 6035978 A [0002]
- DE 10358088 A1 [0002]
