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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Bremsscheiben-/Nabenverbindung, insbesondere für Nutzfahrzeuge gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
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Bei den gattungsgemäßen Bremsscheiben-/Nabenverbindungen erfolgt die Verbindung der Bremsscheibe mit der Nabe mittels zahnartiger, ineinander greifender Elemente an der Nabe und an der Bremsscheibe, die eine Übertragung des Bremsmoments von der Bremsscheibe bei einem Bremsvorgang auf die Nabe gewährleisten.
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Eine solche Bremsscheiben-/Nabenverbindung ist beispielsweise aus der
WO 2011/032968 A1 bekannt.
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Zur Reduzierung eines durch einen Bremsvorgang verursachten Wärmeeintrags von der Bremsscheibe in die Nabe werden hier Zwischenelemente eingesetzt, die in Zwischenräumen zwischen den als Stützelemente bezeichneten Zähnen der Bremsscheibe und den als Mitnehmer bezeichneten Zähnen der Nabe eingesetzt, die einen direkten Wärmeübertrag von der Bremsscheibe auf die Nabe verhindern.
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Um den Wärmeeintrag von der Bremsscheibe in die Nabe zu reduzieren, ist es aus der o.g. Schrift bekannt, aufeinander liegende Schenkel der Zwischenelemente nur teilflächig aneinander zu legen. Dazu ist einer der beiden Schenkel auf seiner Anlageseite als ebene Fläche ausgebildet, während der an dieser Fläche anliegende Schenkel mit Querstegen versehen ist, die auf der ebenen Fläche des anderen Schenkels aufliegen.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Bremsscheiben-/Nabenverbindung bereitzustellen, bei der die Wärmebelastung der Nabe weiter minimiert und eine Demontage der Zwischenelemente erleichtert wird.
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Diese Aufgabe wird durch eine Bremsscheiben-/Nabenverbindung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
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Bei der erfindungsgemäßen Bremsscheiben-/Nabenverbindung weist eine Nabe Mitnehmer an ihrer Umfangsfläche auf, die zwischen am inneren Umfang einer Bremsscheibe angeordnete Stützelemente zahnartig eingreifen.
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In zwischen den Mitnehmern und den Stützelementen vorgesehenen Zwischenräumen sind in Achsrichtung der Bremsscheibe Zwischenelemente eingefügt. Diese Zwischenelemente weisen wenigstens zwei aneinander liegende Schenkel auf, wobei an voneinander abgewandten Auflageflächen ein zugeordneter Mitnehmer bzw. ein zugeordnetes Stützelement anliegt.
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Wenigstens eine der voneinander abgewandten Auflageflächen der Schenkel ist dabei mit wenigstens einer Vertiefung versehen.
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Des Weiteren sind auf wenigstens einer der einander zugewandten Flächen der Schenkel Vorsprünge ausgebildet.
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Mit einer Bremsscheiben-/Nabenverbindung mit derart ausgebildeten Stützelementen ist eine nochmals verbesserte Wärmeisolierung zwischen der Nabe und der Bremsscheibe gewährleistet, bedingt durch thermisch dämpfenden Luftpolster, die durch die Vertiefungen der Schenkel der Zwischenelemente zusammen mit den Mitnehmern bzw. den Stützelementen ausgebildet sind. Auch die reduzierte Anlagefläche der Zwischenelemente mit den Mitnehmern und den Stützelementen trägt zur verbesserten Wärmeisolierung bei.
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Denkbar ist auch, die Vertiefungen mit einem hitzebeständigen, thermisch isolierenden Material zu versehen.
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Vorteilhafte Ausführungsvarianten der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
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Nach einer vorteilhaften Ausführungsvariante der Erfindung ist eine der voneinander abgewandten Auflageflächen der Schenkel glattflächig ausgebildet. Dadurch ist eine Anlagerung von Korrosionsprodukten erschwert, wodurch geringere bei einem Austausch der Bremsscheibe erforderliche Abzugskräfte erforderlich sind.
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Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsvariante der Erfindung sind auf beiden der einander zugewandten Flächen der Schenkel Vorsprünge ausgebildet, die in einer Funktionsstellung der Zwischenelemente aufeinander liegen.
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Dies ermöglicht einerseits eine hinreichend große Abstützfläche der aneinander liegenden Schenkel zur Übertragung des Bremsmoments und andererseits einer reduzierten Wärmeübertragung bedingt durch die reduzierte Kontaktfläche.
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Die Vorsprünge sind dabei bevorzugt als Stege, Zylinder- oder Polygonscheiben ausgebildet.
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Auch die wenigstens eine Vertiefung ist gemäß einer bevorzugten Ausführungsvariante der Erfindung als Rille oder als zylinderschnitt- oder polygonscheibenförmige Ausnehmung ausgebildet.
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Im Falle der als Rille ausgebildeten Vertiefung sind diese bevorzugt sich in Achsrichtung der Bremsscheibe erstreckend ausgebildet, was die Demontage im Servicefall vereinfacht.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsvariante der Erfindung sind die einander abgewandten Auflageflächen der Schenkel mit mehreren Vertiefungen unterschiedlichen Querschnitts versehen, was die Ausbildung einer Vielzahl von Ausnehmungen auf der zur Verfügung stehenden Auflagefläche der Schenkel bei gleichzeitig hinreichender Stützfläche ermöglicht.
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Eine einfach durchzuführende Bearbeitung der Zwischenelemente zur Erzeugung der Vorsprünge und Vertiefungen erfolgt gemäß einer bevorzugten Ausführungsvariante durch Stanzen der Vorsprünge und Vertiefungen in die Schenkel, wobei das durch Einbringen der Vertiefungen verdrängte Material der Schenkel als Vorsprünge aus den einander zugewandten Flächen der Schenkel vorsteht.
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Zur weiteren Reduzierung der Wärmeleitung zwischen der Bremsscheibe und der Nabe sind die Zwischenelemente bevorzugt aus einem Material mit geringer Wärmeleitfähigkeit gefertigt. Insbesondere ist eine Fertigung aus rostfreiem Stahl hinsichtlich einer reduzierten Wärmeleitfähigkeit und Korrosionsbeständigkeit vorteilhaft.
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Besonders bevorzugt beträgt die Fläche der Vertiefungen insgesamt 20 bis 60 Prozent der Gesamtüberdeckungsfläche der Schenkel, was einerseits eine hinreichende Kraftübertragung von den Stützelementen der Bremsscheibe auf die Mitnehmer der Nabe gewährleistet und andererseits eine reduzierte Wärmeleitung gewährleistet.
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Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der beiliegenden Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
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Es zeigen:
- 1 eine Ausführungsvariante einer Bremsscheiben-/Nabenverbindung mit Zwischenelementen in einer Explosionsansicht,
- 2 eine erste Ausführungsvariante eines Zwischenelements in einer perspektivischen Ansicht,
- 3 und 4 perspektivische Ansichten alternativer Ausführungsvarianten eines Zwischenelements,
- 5 eine weitere perspektivische Ansicht der Ausführungsvariante gemäß 4 mit glattflächiger Auflagefläche,
- 6 eine schematische Seitenansicht der Ausführungsvariante gemäß 4,
- 7a, b perspektivische Ansichten einer nochmals alternativen Ausführungsvariante eines Zwischenelements,
- 8 eine schematische Seitenansicht der Ausführungsvariante gemäß 7a, b zur Darstellung des Verhältnisses Metallblechdicke zu Gesamtdicke des Zwischenelements,
- 9 und 10 perspektivische Ansichten weiterer alternativer Ausführungsvarianten eines Zwischenelements.
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In der nachfolgenden Figurenbeschreibung beziehen sich Begriffe wie oben, unten, links, rechts, vorne, hinten usw. ausschließlich auf die in den jeweiligen Figuren gewählte beispielhafte Darstellung und Position der Bremsscheiben-/Nabenverbindung, Nabe, Bremsscheibe, Zwischenelemente, Schenkel, Vertiefung, des Vorsprungs und dergleichen. Diese Begriffe sind nicht einschränkend zu verstehen, d.h., durch verschiedene Arbeitsstellungen oder die spiegelsymmetrische Auslegung oder dergleichen können sich diese Bezüge ändern.
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In 1 ist eine Bremsscheiben-/Nabenverbindung in einer Explosionsdarstellung gezeigt, bei der eine ringförmige Bremsscheibe 1 mit einer Nabe 2 verbunden ist. Die Bremsscheibe 1 ist dabei auf die Nabe 2 aufgeschoben.
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Zur Drehmomentübertragung weist die Bremsscheibe 1 an ihrem Innenrand sich radial nach innen erstreckende Stützelemente 4 auf. Die Stützelemente 4 sind dabei in gleichen Abständen voneinander über den Innenumfang der Bremsscheibe 1 verteilt. Denkbar ist auch eine unregelmäßige Verteilung der Stützelemente 4.
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In entsprechender Weise weist die Nabe 2 an einem zylinderförmigen Halsstück radial nach außen vorstehende Mitnehmer 5 auf, die nach Aufschieben der Bremsscheibe 1 auf die Nabe 2 in Zwischenräumen zwischen den Stützelementen 4 der Bremsscheibe 1 aufgenommen sind, so dass die Mitnehmer 5 der Nabe 2 zahnartig mit den Stützelementen 4 der Bremsscheibe 1 ineinander greifen.
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Zwischen den Mitnehmern 5 und den Stützelementen 4 verbleiben dabei schmale Zwischenräume, in die bei der Montage der Bremsscheibe 1 auf die Nabe 2 Zwischenelemente 3 in Achsrichtung der Bremsscheibe 1 eingefügt werden.
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Beispielhafte Ausführungsvarianten dieser Zwischenelemente 3 sind in den 2 bis 10 dargestellt. Die Zwischenelemente 3 weisen dabei im Wesentlichen zwei aufeinander liegende Schenkel 6, 7 auf, die über ein Verbindungsstück 9 an einem in Längsrichtung der Zwischenelemente 3 betrachtet ersten Ende der Schenkel 6, 7 miteinander verbunden sind.
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Die Breite des Verbindungsstücks 9 beträgt bei den in den 2 bis 8 und 10 gezeigten Ausführungsvarianten weniger als die Hälfte der Breite der Schenkel 6, 7, wobei das Verbindungsstück bevorzugt mittig an jeweiligen Schmalseiten der Schenkel 6, 7 angeordnet ist. Dadurch wird eine weitere Reduzierung der Wärmeübertragung zwischen den Schenkeln 6, 7 erreicht.
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Denkbar ist auch, wie in 9 gezeigt, das Zwischenelement 3 derart aus einem Blechstreifen zu biegen, dass das Verbindungsstück 9 den Umbiegebereich zwischen den beiden Schenkeln 6, 7 bildet, mit den Schenkeln 6, 7 entsprechender Breite.
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An einem von diesem ersten Ende beabstandeten zweiten Ende sind bei den Ausführungsvarianten gemäß 2 und 3 jeweilige Abwinklungen 8 vorgesehen, die eine Abstützfläche für die Zwischenelemente 3 zur Abstützung an parallel zur Bremsfläche der Bremsscheibe 1 ausgerichteten Seitenflanken der Stützelemente 4 und Mitnehmer 5 aufliegen.
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Bei der in den 2 und 3 gezeigten Ausführungsvariante der Zwischenelemente 3 ist an jedem der Schenkel 6, 7 eine solche Abwinklung 8 vorgesehen, die sich etwa senkrecht zur Auflagefläche 15, 16 der Schenkel 6, 7 in die gleiche Richtung erstrecken. Die Abwinklung 8 des in den 2 und 3 unteren Schenkels 7 übergreift dabei die Auflagefläche 15 des oberen Schenkels 6.
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Denkbar ist auch, wie beispielhaft in den 9 und 10 dargestellt, nur einen der Schenkel 6, 7 mit einer solchen Abwinklung 8 zu versehen.
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Die in den 2 bis 10 gezeigten Zwischenelemente 3 sind bevorzugt einstückig aus einem Metallblech gefertigt, wobei die beiden Schenkel 6, 7 durch Umbiegen des Verbindungsstücks 9 aufeinander liegen, wobei die umgebogene Funktionsstellung der Schenkel 6, 7 bei den Ausführungsvarianten gemäß 2 und 3 durch die Abwinklung 8 des unteren Schenkels 7, der den oberen Schenkel 6 geringfügig übergreift, zusätzlich gesichert ist.
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Denkbar ist auch, die Zwischenelemente so zu formen, insbesondere zu falten, dass mehr als zwei Schenkel 6, 7 übereinander liegend angeordnet sind.
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Wie den 2 bis 10 des Weiteren zu entnehmen ist, ist wenigstens eine der einander abgewandten Auflageflächen 15, 16 der Schenkel 6, 7 mit wenigstens einer Vertiefung 10, 11 versehen. Dabei sind auf wenigstens einer der einander zugewandten Flächen 14, 17 der Schenkel 6, 7 Vorsprünge 12, 13 ausgebildet.
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5 zeigt dabei eine Rückansicht der in 4 dargestellten Ausführungsvariante, bei der eine der Auflageflächen 15, 16 der Schenkel 6, 7, hier die den Abwinklungen 8 abgewandte Auflagefläche 16 des Schenkels 7, glattflächig ausgebildet ist.
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Die Zwischenelemente 3 weisen bevorzugt mehrere Vertiefungen 10 auf. So weisen die in den 2 und 3 gezeigten Ausführungsbeispiele des Zwischenelementes 3 drei Vertiefungen 10 auf, die hier als Rille ausgebildet sind.
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Die als Rillen ausgebildeten Vertiefungen 10 erstrecken sich dabei in Längsrichtung der Schenkel 6, 7 über nahezu die gesamte Länge der Schenkel 6, 7.
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Die Vertiefungen 10 sind bevorzugt parallel zueinander ausgerichtet. Bei der Ausführungsvariante gemäß 3 erstreckt sich eine der Vertiefungen 10 bis in das die beiden Schenkel 6, 7 miteinander verbindende Verbindungsstück 9.
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Die Breite der Vertiefungen 10 ist hier so bemessen, dass diese etwa der Breite der verbleibenden Fläche der Auflagefläche 15, 16 entspricht, die an einem jeweiligen Mitnehmer 5 bzw. einem Stützelement 4 anliegt.
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Die Tiefe der Vertiefungen 10 liegt bevorzugt bei 10% bis 50% der Dicke der Schenkel 6, 7.
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Bei den in den 4, 9 und 10 gezeigten Ausführungsvarianten sind die Vertiefungen 11 als zylinderschnittförmige Ausnehmungen ausgebildet. Denkbar ist auch, die Vertiefungen 10, 11 mit anderen Geometrien, beispielsweise in Gestalt von polygonscheibenförmigen Ausnehmungen auszubilden.
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Die Auflagefläche 15 des oberen Schenkels 6 ist dabei geringfügig kleiner als die Auflagefläche 16 des unteren Schenkels 7.
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Die einander zugewandten Flächen 14, 17 der Schenkel 6, 7 sind bei den in den 2, 7a) und b) und 8 gezeigten Ausführungsvarianten des Zwischenelementes 3 mit stegförmigen Vorsprüngen 12 ausgebildet.
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Die stegförmigen Vorsprünge 12 sind hier an dem oberen Schenkel 6 angeformt, insbesondere eingestanzt, wie es in 8 gezeigt ist. Denkbar ist auch eine Anformung der Stege am unteren Schenkel 7 oder an beiden Schenkeln 6, 7.
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Zur Verstärkung des für die Wärmeisolierung hauptsächlich verantwortlichen Luftpostereffektes ist, wie in 8 gezeigt, die Dicke t des Metallbleches, aus dem die einzelnen Schenkel 6, 7 bestehen, kleiner als die Gesamtdicke d des Zwischenelements 3 im Bereich der aufeinander liegenden Schenkel 6, 7 im fertig gebogenen Zustand geteilt durch die Anzahl der aufeinander liegenden Schenkel, im in den 2 bis 10 gezeigten Ausführungsbeispielen demgemäß kleiner als die Hälfte der Gesamtdicke d.
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So sind bei der in den 7a) und b) gezeigten Ausführungsvariante beide Auflageflächen 15, 16 der Schenkel 6, 7 mit Vertiefungen 10, 18 ausgebildet.
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Die Vertiefungen 10 des in 7a) oberen Schenkels 6 sind sacklochartig ausgebildet, insbesondere eingedrückt oder -gestanzt, wobei das durch den Drück- oder Stanzvorgang verdrängte Material als Vorsprünge 12 aus der dem zweiten Schenkel 7 zugewandten Fläche vorsteht.
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Die Vertiefungen 18 des in 7a) unteren und in 7b) oberen Schenkels 7 sind als Fensteröffnungen ausgebildet, wobei die Vorsprünge 12 des oberen Schenkels 6 auf den zwischen den Fensteröffnungen vorhandenen Stegen aufliegen, wie es in 8 gezeigt ist.
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Bei der in den 4 bis 6 gezeigten Ausführungsvariante des Zwischenelementes 3 sind die Vorsprünge 13 als Zylinderscheiben ausgebildet. Denkbar ist auch hier eine Ausbildung der Vorsprünge 13 in anderen Geometrien, beispielsweise in Gestalt von Polygonscheiben.
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Denkbar ist auch, die einander abgewandten Auflageflächen 15, 16 der Schenkel 6, 7 mit mehreren Vertiefungen 11 unterschiedlichen Querschnitts zu versehen.
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Zumindest ein Teil der Vertiefungen ist bevorzugt durch Stanzen in die Schenkel 6, 7 eingebracht, wobei das durch Einbringen der Vertiefung verdrängte Material als Vorsprünge 12 aus den einander zugewandten Flächen 14, 17 der Schenkel 6, 7 vorsteht, wie in 6 gezeigt ist.
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Denkbar ist auch, die Vertiefungen 11, 12 mit einem hitzebeständigen, aber wärmeisolierenden Material auszukleiden oder auszufüllen, um die Kraftabtragung über die Zwischenelemente zu erhöhen.
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Die Zwischenelemente 3 bestehen bevorzugt aus einem Material mit geringer Leitfähigkeit wie insbesondere aus einem rostfreien Stahl.
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Die Fläche der Vertiefungen beträgt bevorzugt insgesamt 20 % bis 60 % der Gesamtüberdeckungsfläche der Schenkel 6, 7.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Bremsscheibe
- 2
- Nabe
- 3
- Zwischenelement
- 4
- Stützelement
- 5
- Mitnehmer
- 6
- Schenkel
- 7
- Schenkel
- 8
- Abwinkelung
- 9
- Verbindungsstück
- 10
- Vertiefung
- 11
- Vertiefung
- 12
- Vorsprung
- 13
- Vorsprung
- 14
- Fläche
- 15
- Auflagefläche
- 16
- Auflagefläche
- 17
- Fläche
- 18
- Vertiefung
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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