DE10296458T5

DE10296458T5 - Kompakte Scheibenhalterung

Info

Publication number: DE10296458T5
Application number: DE10296458T
Authority: DE
Inventors: Stefan Sandberg; Joakim Gripemark
Original assignee: Haldex Brake Products AB
Current assignee: Haldex Brake Products AB
Priority date: 2001-03-13
Filing date: 2002-03-13
Publication date: 2004-04-22
Also published as: US7051844B2; US20040124048A1; SE0100841D0; WO2002073061A1

Abstract

Verbindung zwischen zumindest einer Bremsscheibe (1) und einer Nabe (2) oder dergleichen einer Scheibenbremse, wobei die Bremsscheibe (1) gleitend und drehfest auf der Nabe (2) aufgenommen ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Bremsscheibe(n) (1) auf einer inneren Peripherie mit Platten (3) ausgestattet ist (sind), wobei die Platten (3) in der Axialrichtung der Nabe (2) eine Länge aufweisen, welche die Dicke der Bremsscheibe(n) (1) überschreitet.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Mittel zum Verbinden von einer oder mehreren Bremsscheiben gegenüber einer Nabe oder dergleichen in einer drehfesten, jedoch gleitfähigen Art und Weise.
Stand der Technik
Es ist bereits bekannt, Keilwellennuten zu verwenden, um beispielsweise eine oder mehrere Bremsscheiben gleitfähig, jedoch drehfest auf einer Nabe anzuordnen. Auf Grund des oftmals begrenzten, zur Verfügung stehenden Raumes müssen die Scheiben relativ dünn hergestellt werden. Die dünnen Scheiben sind anfällig für ein Verkeilen, da sie schräg laufen, d.h. die Scheiben werden geneigt.
Zusammenfassung der Erfindung
Das Problem mit dem Verkeilen auf Grund von geneigten Scheiben kann dadurch gelöst werden, dass die Scheiben relativ dick ausgestaltet werden. Jedoch, wenn der zur Verfügung stehende Raum begrenzt ist, kann es möglich sein, Scheiben zu haben, welche nicht ausreichend dick sind. Demzufolge ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, Raum und Gewicht einzusparen und dennoch die vorhergehenden Probleme zu vermeiden.
Die obige Aufgabe wird erreicht durch eine Verbindung zwischen zumindest einer Bremsscheibe und einer Nabe oder dergleichen, wobei die Bremsscheibe gleitend und drehfest auf der Nabe oder dergleichen aufgenommen ist. Jede Bremsscheibe ist mit Platten auf der inneren Peripherie ausgestattet. Die Länge der Platten in der Axialrichtung der Nabe oder dergleichen überschreitet die Dicke der Bremsscheibe.
Wenn die dünnen Scheiben sich neigen, sperren sie, wenn die Reibung gegenüber den umgebenden Teilen zu groß ist. Dies kann als selbsthemmender Effekt bezeichnet werden. Dieser selbsthemmende Effekt ist vergleichbar mit einer Schublade, welche sich zu Beginn einer Bewegung nach sperrt. Wenn die Schublade über einen bestimmten Punkt hinaus eingefügt wurde, besteht kein Risiko eines Hemmens. Folglich sollte die Länge der Platten der Bremsscheibe lang genug sein, um das Risiko des Selbsthemmens, wie oben beschrieben, zu vermeiden.
Eine zweite Aufgabe der vorliegenden Erfindung liegt darin, die thermische Spannung, das Risiko von Rissen und den Verschleiß der Scheiben zu verringern und dadurch die Häufigkeit von deren Austausch zu reduzieren.
Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung liegt darin, die Lärmerzeugung und den Verschleiß der Verbindung zwischen der Nabe und jeder Scheibe zu eliminieren oder zumindest zu verringern.
Weitere Aufgaben und Vorteile der Erfindung werden für einen Fachmann beim Lesen der detaillierten folgenden Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung deutlich werden.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1 ist eine Explosionsdarstellung einer Scheibenbremse gemäß der Erfindung;
2 ist eine perspektivische Ansicht einer Nabe und zweier Bremsscheiben gemäß der Erfindung in einer ersten Position;
3 ist eine perspektivische Ansicht der Nabe und der Bremsscheiben aus 2 in einer zweiten Position;
4 zeigt ein Beispiel der Form der Zahnspalten auf den Bremsscheiben.
Detaillierte Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen
Die vorliegende Erfindung wird in Verbindung mit einer Bremsscheibe beschrieben werden. Obwohl die Scheibenbremse für Schwerlastfahrzeuge entwickelt wurde, kann sie für jedes Fahrzeug verwendet werden.
Die Scheiben 1 und die Nabe 2 der Scheibenbremse in 1 sind miteinander mittels einer Art von Keilnutverbindung verbunden. Die Nabe 2 weist eine Anzahl von Zahnspalten 4 und Zähnen 5 auf der äußeren Peripherie auf. Die Scheiben 1 weisen eine Anzahl von Platten 3 auf ihrer inneren Peripherie auf. Die Platten 3 auf den Scheiben 1 werden in den Zahnspalten 4 der Nabe 2 aufgenommen.
Die Platten 3 der Scheiben 1 sind normalerweise ein integrierter Bestandteil der Scheiben 1 und mit den Scheiben 1 zusammen ausgebildet. In anderen Ausführungsformen (nicht gezeigt) sind die Platten an den Scheiben 1 mittels Schweißen, Löten, Kleben oder dergleichen angebracht.
Die Platten 3 der Scheiben 1 weisen eine Länge in der Axialrichtung der Nabe 2 auf, wobei die Länge die Dicke der Scheiben 1 überschreitet. Hierdurch besitzen die Scheiben 1 eine verbesserte Halterung, welche vergleichbar ist damit, wenn die Scheiben 1 die gleiche Dicke wie die Länge der Platten 3 aufweisen. Normalerweise ist die Länge der Platten 3 zumindest 50 % und vorzugsweise zumindest 100 % größer als die Dicke jeder Bremsscheibe 1.
Die Länge sollte vorzugsweise lang genug sein, um einen selbsthemmenden Effekt, wie oben erwähnt, zu vermeiden. Die exakte, zu überschreitende Länge hängt hauptsächlich von der Reibung der Platten und dem umgebenden Material, dem Spiel zwischen den Platten und dem umgebenden Material ab.
In dieser Beschreibung sind die Ausdrücke "axial" und "radial" und ähnliche Ausdrücke bezüglich der Achse der Nabe zu sehen.
Jede Platte 3 ist normalerweise asymmetrisch auf der Scheibe 1 angeordnet, d.h. die Platte 3 erstreckt sich in unterschiedlichen Längen auf den gegenüberliegenden Seiten der Scheibe 1. Dies wird gemacht, um den begrenzten, zur Verfügung stehenden Raum auszunutzen. In anderen Ausführungsformen (nicht gezeigt) werden sich die Platten 3 nur von einer Seite der Scheibe 1 erstrecken. Des Weiteren kann die Länge der Platte 3 auf derselben Seite der Scheibe 1 variieren. Folglich ist es möglich, lange und kurze Platten 3 auf beiden Seiten der gleichen Bremsscheibe 1 untereinander abzuwechseln.
In 2 sind die Scheiben 1a, b vor einer Montage auf einer Nabe schematisch und in 3 die Scheiben 1a, b nach einer Montage gezeigt. In der gezeigten Ausführungsform sind die Platten 3 einer ersten Scheibe 1a in jedem zweiten Zahnspalt 4 der Nabe 2 aufgenommen. Die Platten 3 einer zweiten Scheibe 1b sind in jedem zweiten Zahnspalt 4 der Nabe 2 aufgenommen, jedoch nicht in denselben Spalten 4 wie die Platten 3 der ersten Scheibe 1a. Auf diese Art und Weise sind die Platten 3 von benachbarten Scheiben 1a, b in der Axialrichtung der Nabe 2 überlappend angeordnet. Wenn drei Scheiben 1 vorliegen, können die Platten 3 in jedem dritten Zahnspalt 4 angeordnet werden usw. Mit anderen Worten, die Platten 3 werden in jedem n-ten Zahnspalt 4 angeordnet, wobei n die Anzahl der Scheiben 1 der Scheibenbremse ist. Es ist ebenso möglich, die Platten 3 noch in jedem zweiten Zahnspalt 4 anzuordnen, wenn die Länge der Platten 3 derart ist, dass es keine Beeinträchtigung gibt, d.h. die Platten 3 sollten nicht riskieren, zu kollidieren, wenn die Bremsbeläge verschlissen sind.
Ein Fachmann realisiert, dass die Platten 3 in irgendeinem geeigneten Muster angeordnet werden können. Es ist möglich, dass eine erste Scheibe 1 zwei oder mehrere Platten 3 in angrenzenden Zahnspalten 4 besitzt, gefolgt bei zwei oder mehreren Platten von einer anderen Scheibe 1 in den nächsten angrenzenden Zahnspalten 4 usw. Demzufolge ist es möglich, längere und kürzere Platten 3 in irgendeiner Reihenfolge zwischen den unterschiedlichen Scheiben 1 zu mischen, solange dies nicht die axiale Bewegung der Scheiben 1 beeinträchtigt.
Wenn die Bremse drei Bremsscheiben 1 aufweist, werden die Platten 3 der Scheibe 1, welche in der Mitte angeordnet ist, normalerweise symmetrisch platziert, d.h. die Platten 3 erstrecken sich mit der gleichen Länge zu beiden Seiten der Scheibe 1.
Die Umfangslänge der Platten 3 der Bremsscheibe 1 überschreitet die Umfangslänge der Zähne 5 der Nabe 2.
Die Geometrie der Scheiben 1 an der inneren Peripherie ist angepasst, um eine mögliche thermische Spannungsbildung zu reduzieren. Ebenso ist die Geometrie der Zähne 5 der Nabe 2 angepasst, um eine mögliche thermische Spannungsbildung zu reduzieren. Thermische Spannungsbildung kann in Bremsscheiben auftreten, die während des Bremsens heiß werden.
Eine weitere Konsequenz der Konstruktion mit relativ dünnen Scheiben 1 liegt darin, dass das Gewicht herabgesetzt ist.
In der Ausführungsform von 1 sind zwei Bremsscheiben 1 auf einer drehenden Nabe 2 aufgenommen. Die Bremsscheiben 1 sind gegenüber der Nabe 2 axial beweglich, jedoch drehfest getragen. Die Bremsscheiben 1 und Bremsklötze 8 werden auf der Nabe 2 mittels einer oder mehreren Druckplatten 6 axial bewegt.
Die Bremsklötze 8, die zwischen den Bremsscheiben 1 angeordnet sind, sind in einer Ausführungsform mit einer einzigen Halterung 9 ausgebildet, wobei Bremsbeläge zu beiden Seiten der Halterung 9 vorgesehen sind.
In dem oberen Teil eines Bremssattels 10 für die Scheibenbremse ist eine Öffnung 18 vorgesehen. Die Bremsklötze 8 werden über die Öffnung 18 des Bremssattels 10 eingefügt und entfernt. In dem Bremssattel 10 sind in Längsnuten 19 im Wesentlichen senkrecht zu der (den) Scheibe(n) 1 zwei Führungsstifte 7 angeordnet. Die Führungsstifte 7 sind lösbar an dem Bremssattel 10 mittels Sperrstiften 20 oder irgendeinem anderen geeigneten Befestigungsmittel angebracht.
Wenn die Bremsklötze 8 ersetzt werden müssen, werden die Sperrstifte 20, welche die Führungsstifte 7 an dem Bremssattel 10 fixieren, gelöst. Dann werden die Führungsstifte 7 aus den Nuten 19 herausgezogen, wodurch die Bremsklötze 8 aus dem Bremssattel 10 herausgehoben werden können. Die neuen Bremsklötze 8 werden durch die Öffnung 18 des Bremssattels 10 eingefügt. Die Führungsstifte 7 werden dann wieder in die Nuten 19 eingefügt, wodurch die Ausnehmungen 12 der Bremsklötze 8 positioniert werden, um die Führungsstifte 7 aufzunehmen. Schließlich werden die Führungsstifte 7 an dem Bremssattel 10 mittels der Sperrstifte 20 oder dergleichen fixiert.
Folglich sind Bremsklötze 8 auf den Führungsstiften 7 in einer Axialrichtung beweglich angeordnet.
Wie vorhergehend erwähnt, sind die Bremsscheiben 1 auf der Nabe 2 aufgenommen. Während einer Bewegung des Fahrzeugs, rotiert die Nabe 2. Die Verbindung zwischen der Nabe 2 und der Bremsscheibe 1 weist die Form einer Keilnutverbindung auf. Die Keilnutverbindung gestattet eine axiale Bewegung für die Bremsscheibe 1, jedoch überträgt sie die Rotationsbewegung der Nabe 2 auf die Bremsscheibe 1.
Um den Wärmeübertrag zu verringern, kann die innere Peripherie der Bremsscheibe 1 eine Kurvengestalt, wie in 4 gezeigt, aufweisen. Die Form der inneren Peripherie in 4 ist lediglich als ein Beispiel angegeben und ein Fachmann realisiert, dass diese viele verschiedene Formen aufweisen kann. Durch die Kurvengestalt ist der physikalische Kontakt zwischen der Bremsscheibe 1 und der Nabe 2 reduziert und folglich wird der Wärmeübertrag verringert.
Im Betrieb wird die Scheibenbremse auf normale Weise mittels eines Bremsmechanismus 11, welcher durch einen Aktuator (nicht gezeigt), vorzugsweise einem pneumatischen Aktuator, betätigt wird, angesteuert. In anderen Ausführungsformen kann ein hydraulischer oder elektrischer Aktuator verwendet werden. Da der Betätigungsmechanismus keinen Bestandteil der vorliegenden Erfindung bildet, wird er hier nicht weiter beschrieben werden. Ein Beispiel für einen Betätigungsmechanismus 11 ist in 1 angegeben.
Wenn die Bremse aktiviert wird, bewegt der Bremsmechanismus 11 die Druckplatte 6 oder Druckplatten in der Richtung zu den Bremsscheiben 1. Während dieser Bewegung bringen die Druckplatte 6 oder Platten die Bremsklötze 8 in Kontakt mit den Bremsscheiben 1. Jeder Bremsklotz 8 und jede Bremsscheibe 1 wird durch die Druckplatte 6 oder Platten bewegt werden mit Ausnahme möglicherweise des letzten Bremsklotzes 8, d.h. des Bremsklotzes 8, welcher von der Druckplatte 6 oder den Platten am weitesten entfernt ist. Wenn die Bremsklötze 8 und die Bremsscheiben 1 miteinander in Kontakt kommen, wird die Drehung der Nabe 2 auf normale Art und Weise abgebremst oder gestoppt. Dies wiederum wird die Geschwindigkeit des Fahrzeugs reduzieren oder dieses abbremsen. Die Tangentialbelastung auf den Bremsklötzen 8 wird durch die Führungsstifte 2, welche in dem Bremssattel 10 aufgenommen sind, aufgenommen.
Ein Fachmann erkennt, dass die Anzahl der Bremsscheiben 1 variiert werden kann, ohne von dem Umfang der vorliegenden Erfindung, wie in den beiliegenden Ansprüchen definiert, Abstand zu nehmen.
Zusammenfassung
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Verbindung zwischen zumindest einer Bremsscheibe (1) und einer Nabe (2) oder dergleichen einer Scheibenbremse. Die Bremsscheibe(n) (1) ist (sind) auf der Nabe (2) gleitend und drehfest aufgenommen. Jede Bremsscheibe (1) ist auf einer inneren Peripherie mit Platten (3) ausgestattet, welche eine Länge in der Axialrichtung der Nabe (2) aufweisen, die die Dicke der Bremsscheibe (1) überschreitet.
Hierzu 1

Claims

Verbindung zwischen zumindest einer Bremsscheibe (1) und einer Nabe (2) oder dergleichen einer Scheibenbremse, wobei die Bremsscheibe (1) gleitend und drehfest auf der Nabe (2) aufgenommen ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Bremsscheibe(n) (1) auf einer inneren Peripherie mit Platten (3) ausgestattet ist (sind), wobei die Platten (3) in der Axialrichtung der Nabe (2) eine Länge aufweisen, welche die Dicke der Bremsscheibe(n) (1) überschreitet.
Verbindung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Länge der Platten (3) lang genug ist, um das Risiko eines Selbsthemmens zu vermeiden.
Verbindung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Länge der Platten (3) zumindest um 50 % und vorzugsweise zumindest um 100 % größer ist als die Dicke jeder Scheibe (1).
Verbindung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Platten (3) in Zahnspalten (4) auf der Nabe (2) aufgenommen sind, welche eine beliebige Verteilung aufweisen.
Verbindung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Platten (3) einer Bremsscheibe (1) in jedem n-ten Zahnspalt (4) auf der Nabe (2) aufgenommen sind, wobei n die Anzahl der Bremsscheiben (1) der Scheibenbremse ist.
Verbindung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Platten (3) einer Bremsscheibe (1) in jedem zweiten Zahnspalt (4) der Nabe (2) aufgenommen sind.
Verbindung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Platten (3) einer Bremsscheibe (1) in jedem Zahnspalt (4) der Nabe (2) aufgenommen sind.
Verbindung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Umfangslänge der Platten (3) der Bremsscheiben (1) die Umfangslänge der Zähne (5) der Nabe (2) überschreitet.
Verbindung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Platten (3) von benachbarten Scheiben (1) nicht in denselben Zahnspalten (4) angeordnet sind und dass diese in der Axialrichtung überlappen.
Verbindung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Scheibe (1) mit der Nabe (2) verbunden ist.
Verbindung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwei oder mehrere Scheiben (1) mit der Nabe (2) verbunden sind.
Verbindung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die innere Peripherie jeder Bremsscheibe (1) mit einer Gestalt versehen ist, um den Effekt der thermischen Spannung zu verringern.
Verbindung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Platten (3) auf den Scheiben (1) asymmetrisch angeordnet sind, d.h., dass die Platten (3) sich auf den Seiten der Scheibe (1) mit unterschiedlichen Längen erstrecken und/oder dass die Platten (3) unterschiedliche Längen auf der gleichen Seite der Scheibe (1) aufweisen.
Verbindung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Platten (3) sich nur von einer Seite der Bremsscheibe (1) erstrecken.
Verbindung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Platten (3) integrierte Bestandteile jeder Scheibe (1), mit der Scheibe (1) zusammen ausgebildet, sind.
Verbindung nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Platten (3) mittels Schweißen, Löten, Kleben oder dergleichen an jeder Scheibe (1) angebracht sind.