DE19807184C1

DE19807184C1 - Zweiteilige Bremsscheibe

Info

Publication number: DE19807184C1
Application number: DE1998107184
Authority: DE
Inventors: Viktor Kuehne; Hans Baumgartner; Dieter Bieker; Wolfgang Pahle
Original assignee: Knorr Bremse Systeme fuer Nutzfahrzeuge GmbH; Knorr Bremse Systeme fuer Schienenfahrzeuge GmbH
Current assignee: Knorr Bremse Systeme fuer Nutzfahrzeuge GmbH; Knorr Bremse Systeme fuer Schienenfahrzeuge GmbH
Priority date: 1998-02-20
Filing date: 1998-02-20
Publication date: 2000-04-20
Anticipated expiration: 2018-02-21

Abstract

Eine zweiteilige Bremsscheibe, insbesondere für Nutzfahrzeug-Scheibenbremsen, mit einer Scheiben-/Nabenverbindung (1) zur Verbindung einer Bremsscheibe (2) mit einer Nabe (3), wobei die Bremsscheibe (2) im inneren Umfangsbereich Abstützelemente (7) aufweist, die Nabe (3) am äußeren Umfangsbereich mit Nocken (8) versehen ist, und Zwischenelemente (9) zur axialen Sicherung der Bremsscheibe (2) auf der Nabe (8) vorgesehen sind, zeichnet sich dadurch aus, daß die Längsabschnitte (9b, 9c) der Zwischenelemente (9) eine derartige Länge aufweisen, daß ihr Endbereich an der gegenüberliegenden Seite der Bremsscheibe (2) über die Nocken (8) hinaus ragt, und daß wenigstens ein Sicherungselement (11) vorgesehen ist, welches die offene Seite der U-förmigen Zwischenelemente (9) an der der Grundseite (9a) gegenüberliegenden Seite der Bremsscheibe (2) verschließt.

Description

Die Erfindung betrifft eine zweiteilige Bremsscheibe, insbesondere für Nutzfahrzeug- Scheibenbremsen, nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Scheibenbremsen für Kraftfahrzeuge werden nach dem Stand der Technik entweder einstückig - d. h. Scheibe und Nabe bestehen aus einem Guß - oder zweistückig ausgeführt. Die einteiligen Konstruktionen eigenen sich auf grund von Dehnungs- und Rißproblemen infolge der starken Erhitzung der Scheiben während des Bremsens in erster Linie für leichtere Kraftfahrzeuge. Da es in den letzten Jahren aber einen immer stärkeren Trend zum Einsatz von Scheibenbremsen auch bei schweren Nutzfahrzeugen gibt, ergibt sich der Bedarf nach einer Scheibenkonstrukti on, die auch den hohen, bei Bremsungen schwerer Nutzfahrzeuge auftretenden Bela stungen sicher gewachsen ist. Aufgrund der geringeren Neigung zur Rißbildung wird dabei in neuerer Zeit die zweiteilige Variante favorisiert.

Im Nutzfahrzeugbereich sind diese Scheiben allerdings fertigungstechnisch nur mit verhält nismäßig hohem Kostenaufwand realisierbar.

Neben den hohen Anforderungen an die Rißstabilität ergibt sich bei Scheiben-/Naben verbindungen für Nutzfahrzeuge die Notwendigkeit, mit dem knappen zur Verfügung stehenden Bauraum auszukommen, d. h., im Idealfall sollte eine zweiteilige Ausfüh rung nicht mehr Bauraum beanspruchen als die entsprechende einstückige Variante. Eine derartige Lösung zeigt die DE 195 44 559 C1. Die in dieser Schrift gezeigte zweiteilige Bremsscheibe weist eine Naben-/Scheibenverbindung auf, die eine sichere Kraftübertragung zwischen Nabe und Scheibe gewährleistet und auch bei beengtem Einbauraum gut montierbar ist. Diese Scheibe hat sich zwar an sich bewährt, wün schenswert ist jedoch eine weitere konstruktive Vereinfachung zur Senkung ihrer Her stellkosten. Dabei soll auch die Montierbarkeit weiter verbessert werden.

In der DE 197 26 674 A1 wird vorgeschlagen, bei einer zweigeteilten Bremsscheibe mit Hilfe von Verbindungselementen eine lösbare, spielfreie Befestigung des Reibrin ges am Bremsscheibentopf vorzunehmen. Halteteile und Reibring sind dabei über eine Verzahnung mit zahnförmigen Vorsprüngen am inneren Umfang des Reibringes bzw. am radial äußeren Umfang des Bremsscheibentopfes miteinander verbunden. Dabei verbleiben zwischen dem Zahn am Halteteil und der zugehörigen Ausnehmung am Reibring keilförmige Spalte bestehen, in die jeweils ein Abschnitt der Verbindungs elemente als Zwischenelement eingreift, um das Bremsmoment sicher zu übertragen. Das Zwischenelement wird in dieser Schrift beispielsweise als U-förmiges Drahtele ment ausgebildet, welches mit seinen axial verlaufenden Schenkeln die Bremsscheibe durchgreift, wobei der Basisabschnitt des U parallel zur Bremsscheibe ausgerichtet ist. Die freien Drahtfederenden, die sich auf die dem Basisabschnitt gegenüberliegenden Seite der Bremsscheibe erstrecken, sind abgewinkelt und befestigen dadurch das U- förmige Drahtelement verliersicher am Halteteil.

Die Erfindung zielt gegenüber der nächstkommenden DE 197 26 674 A1 darauf ab, die Scheiben-Naben-Verbindung der gattungsgemäßen Bremsscheibe derart weiterzuent wickeln, daß eine einfache und sichere axiale Verriegelung der Scheiben-Naben- Verbindung gewährleistet wird.

Die Erfindung erreicht dieses Ziel durch den Gegenstand des Anspruches 1.

Die erfindungsgemäße Bremsscheibe zeichnet sich durch sehr kostengünstige Her stellung - insbesondere auch der preiswerten Zwischenelemente - aus und ist beson ders leicht montierbar, wobei auf Bolzen als Sicherungselement sogar verzichtet wer den kann. Es ist lediglich notwendig, die Scheibe auf die Nabe zu setzen, dann von einer der Seiten der Bremsscheibe die Zwischenelemente einzuschieben und schließ lich an der gegenüberliegenden Seite der Bremsscheibe die Zwischenelemente bzw. deren offene Seiten zu verschließen.

Nach der Erfindung wird das Sicherungselement als Sprengring ausgelegt. Dabei wei sen die Seitenabschnitte der Zwischenelemente zweckmäßig in ihrem über die Nocken hinaus ragenden Endbereich Nuten auf, welche in ihrem Zusammenspiel eine Ringnut bilden. Zum Verschließen der Zwischenelemente ist es somit lediglich notwendig, den Sprengring in die Ringnut zu bringen. Der Sprengring sichert auf einer Seite der Brems scheibe sowohl die Abstützelemente als auch die Zwischenelemente gegen axiale Ver schiebung.

Der Sprengring bietet ferner den Vorteil einer leichten Demontierbarkeit auch nach u. U. jahrelangem Einsatz der Bremsscheibe im Straßenverkehr. Bei Bolzen taucht hier oftmals das Problem der schweren Lösbarkeit infolge von Rostbildung auf. Der Ver zicht auf eine Bolzenverschraubung stellt somit gegenüber dem Stand der Technik ei nen wesentlichen Vorteil dar, obwohl sich auch die Scheibe nach dem Stand der Tech nik an sich bewährt hat.

Die Längsabschnitte der Zwischenelemente weisen dabei bevorzugt eine derartige Länge auf, daß ihr Endbereich an der gegenüberliegenden Seite der Bremsscheibe über die Nocken hinausragt.

Zur axialen Sicherung dienen neben dem Sprengring seitliche Vorsprünge, welche die Grundseite der Zwischenelemente über die Seitenabschnitte hinaus jeweils seitlich verlängern und im eingesetzten Zustand die Abstützelemente radial festlegen.

Zweckmäßig bestehen die Zwischenelemente aus Stahl. Denkbar sind auch feste oder hochfeste Materialien mit geringer Wärmeleitfähigkeit, z. B. Keramiken. Es ist ferner möglich, Nabe und Scheibe aus verschiedenen Materialien zu fertigen; z. B. kann die Nabe als kostengünstiges Tiefziehteil ausgeführt sein. Bewährt haben sich ferner Werkstoffe mit einer vorgegebenen Fließfähigkeit, die derartig gewählt ist, daß einer seits ein gleichmäßiges Tragen der Nocken gegenüber den Abstützelementen möglich ist und daß andererseits die Festigkeit so hoch ist, daß ein Brechen im Betrieb sicher verhindert wird.

Eine weitere besonders bevorzugte Ausführungsform der Erfindung zeichnet sich da durch aus, daß die Bremsscheibe als (radial oder ähnlich) geteilte Scheibe ausgeführt ist. Durch die zweiteilige Ausführung der Bremsscheibe kann ggf. auf die zeitaufwen dige Demontage der Achse beim Scheibenwechsel verzichtet werden. Die erfinderische Ausgestaltung der Zwischenelemente ermöglicht darüberhinaus den Verzicht auf die Bremssatteldemontage. Diese Maßnahmen minimieren in ihrem Zusammenspiel drastisch den Zeit- und Kostenauf wand beim Bremsscheibenwechsel.

Je nach Zugänglichkeit erfolgt die Montage der Zwischenelemente von der einen oder der anderen Seite der Bremsscheibe, wobei dann an der offenen Seite der Zwischenelemente eine Fixierung durch das Sicherungselement erfolgt. Somit kann jede Seite der Brems scheibe, bei entsprechender Lage der Zwischenelemente, als Zugang für das Sicherungsele ment gewählt werden.

Weitere vorteilhafte Varianten der Erfindung sind den übrigen Unteransprüchen zu entneh men.

Nachfolgend wird die Erfindung unter Bezug auf die Zeichnung näher beschrieben. Es zeigt:

Fig. 1 eine perspektivische Darstellung der Elemente einer zweiteiligen Bremsscheibe;

Fig. 2 eins vergrößerte Darstellung der Zwischenelemente aus Fig. 1, und

Fig. 3 eine perspektivische Darstellung einer zusammengesetzten Bremsscheibe.

Zunächst sei das Ausführungsbeispiel aus Fig. 1 beschrieben. Fig. 1 zeigt eine Schei ben-/Nabenverbindung 1 zur Verbindung der zwei Teile 2a, 2b einer gebrochenen, innenbe lüfteten Bremsscheibe 2 mit einer Nabe 3. Die dargestellte Bremsscheibe 2 ist beispiels weise für pneumatisch betätigte Nutzfahrzeugscheibenbremsen geeignet.

Die Bremsscheibe 2 bzw. deren Scheibenringe bzw. -teile 2a, 2b weist bzw. weisen jeweils zwei über Stege 4 miteinander verbundene Reibflächen 5, 6 auf, wobei - siehe hierzu Fig. 1 - an die Reibflächen 5, 6 im inneren Umfangsbereich jeweils nach innen hin nocken artige Abstützelemente 7 angeformt sind. Bolzen B dienen dazu, die beiden Bremsscheiben teile 2a, 2b miteinander zu verschrauben.

Die Scheibennabe 3 (hier ein zylindrischer, rohrartiger Abschnitt, auf dessen eines Ende die Scheibe 2 aufgesetzt wird und dessen anderes Ende auf die eigentliche Radnabe schraubbar ist) ist an einem ihrer Enden am äußeren Umfang mit Nocken 8 versehen, die jeweils radial nach außen vorragen; die Nocken 8 greifen im zusammengebauten Zustand der Scheibe je weils zwischen die Abstützelemente 7. Zur axialen Sicherung der Bremsscheibe 2 auf der Nabe 3 sind Zwischenelemente 9 vorgesehen, welche einen Grundabschnitt 9a und zwei zur Grundseite senkrechte Längsabschnitte 9b, 9c aufweisen und derart ein "U" ausbilden.

Die Zwischelemente 9 sind so ausgelegt, daß sie klammerartig von einer Seite der Brems scheibe 2 her axial über die Nocken 3 führbar sind (Richtung P). Dabei weisen die Längsab schnitte 9b, 9c der Zwischenelemente 9 eine derartige Länge auf, daß ihr mit Nuten 10 ver sehener Endbereich an der gegenüberliegenden Seite der Bremsscheibe 2 seitlich über die Nocken 3 hinausragt. Als Sicherungselement ist ein Sprengring 11 vorgesehen, der die of fene Seite der U-förmigen Zwischenelemente 9 an der gegenüberliegenden Seite der Brems scheibe 2 verschließt. Dazu ist es lediglich notwendig, den Sprengring 11 in die sich zur Ringnut ergänzenden Nuten 10 einzulegen, so daß der Sprengring die axiale Verschiebe sicherung der Scheibe 2 auf der Nabe 3 auf einer der Seiten der Scheibe 2 gewährleistet. Auf der anderen Sehe übernehmen diese Aufgabe seitliche Vorsprünge 9a' und 9a", welche die Grundseite 9a der Zwischenelemente über die Seitenabschnitte 9b, 9c hinaus jeweils seitlich verlängern und im eingesetzten Zustand die Abstützelemente 7 radial festlegen. Nach Fig. 2 können diese Vorsprünge gegenüber der übrigen Grundseitendicke verstärkt sein und eine größere Dicke D aufweisen als die übrige Grundseite 9a. Die Zwischenelemente 9 dienen sowohl zur Axialsicherung als auch zur Übertragung des Bremsmomentes.

Bei einer gebrochenen Ausführung der Bremsscheibe nach Art der Fig. 1 und 3 ist zu beach ten, daß eine Demontage der Scheibenringe bzw. der Bremsscheibe 2a, 2b nur möglich ist, wenn jeweils entsprechend dimensionierte Zwischenräume für die Zwischenelemente zwischen den Nocken 8 und den Abstützelementen 7 vorgesehen sind, da sonst ein radiales Abziehender Scheibenringe 2a, 2b aufgrund des verzahnten Sitzes zwischen den Nocken 8 und den Abstützelementen 7 nicht möglich ist. Das heißt, daß nach dem Abziehen der Zwischenelemente 9 der Zwischenraum zwischen den Nocken 8 und den Abstützelementen 7 (siehe Fig. 3) jeweils so dimensioniert sein muß, daß ein radiales Abziehen der Scheiben ringe 2a, 2b überhaupt möglich ist. Vorzugsweise wird die Breite der Längsabschnitte 9b, 9c dabei kleiner gewählt als die Breite der Nocken 8 und/oder der Abstützelemente 7.

In Fig. 3 ist schließlich besonders gut zu erkennen, daß der Sprengring 11 in die Nuten 10 der Längsabschnitte 9b, 9c eingreift und dabei von der Innenwandung der Bremsscheibe 2 zusätzlich gesichert wird.

Claims

1. Zweiteilige Bremsscheibe, insbesondere für Nutzfahrzeug-Scheibenbremsen, mit einer Scheiben-/Nabenverbindung (1) zur Verbindung einer Bremsscheibe (2) mit einer Nabe (3), wobei

a) die Bremsscheibe (2) im inneren Umfangsbereich Abstützelemente (7) aufweist,
b) die Nabe (3) am äußeren Umfangsbereich mit Nocken (8) versehen ist,
c) die Bremsscheibe (2) durch einen Sprengring (11) gesichert wird,
d) radial zwischen der Nabe (3) und der Bremsscheibe (2) in Umfangsrich tung verteilt angeordnete, U-förmig ausgebildete Zwischenelemente (9) vorgesehen sind,
e) die Zwischenelemente (9) einen Grundabschnitt (9a) und zwei Längsab schnitte (9b, 9c) aufweisen,
f) die Zwischenelemente (9) derart von einer Seite der Bremsscheibe (2) her axial über die Nocken (3) oder Abstützelemente (7) gesetzt sind, daß die Längsabschnitte (9b, 9c) in sich zwischen Nocken (3) und Abstütze lemente (7) in Umfangsrichtung erstreckende Zwischenräume ragen und eine Übertragung des Bremsmomentes von der Bremsscheibe (2) auf die Nabe (3) gewährleisten, und
g) wenigstens ein Sicherungselement (11) vorgesehen ist, welches die offe ne Seite der U-förmigen Zwischenelemente (9) an der der Grundseite (9a) gegenüberliegenden Seite der Bremsscheibe (2) verschließt, wobei das Sicherungselement (11) im Zusammenspiel mit den Zwischenele menten (9) die Nocken (8) und die Abstützelemente (7) axial fixiert,

dadurch gekennzeichnet, daß

a) die Längsabschnitte (9b, 9c) der Zwischenelemente in ihrer über die Nocken (8) hinaus ragenden Endbereich Nuten (10) aufweisen, welche in ihrem Zusammenspiel eine Ringnut bilden, in welche der Sprengring (11) einlegbar ist.

2. Zweiteilige Bremsscheibe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Längsabschnitte (9b, 9c) der Zwischenelemente (9) eine derartige Länge auf weisen, daß ihr Endbereich an der gegenüberliegenden Seite der Bremsscheibe (2) über die Nocken (8) hinaus ragt.

3. Zweiteilige Bremsscheibe nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß an die Grundseite (9a) der Zwischenelemente (9) jeweils seitliche Vorsprünge (9a', 9a") angeformt sind, welche die Grundseite (9a) der Zwischenelemente (9) über die Seitenabschnitt (9b, 9c) hinaus jeweils seitlich verlängern und im eingesetzten Zustand die Abstützelemente (7) radial sichern.

4. Zweiteilige Bremsscheibe nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Zwischenelemente (9) aus einem Werkstoff mit einer vorgegebenen Fließfähigkeit bestehen, die derart gewählt ist, daß einerseits ein gleichmäßiges Tragen der Nocken gegenüber den Abstützelementen möglich ist und daß andererseits die Festigkeit so hoch ist, daß ein Brechen im Betrieb ver hindert wird.

5. Zweiteilige Bremsscheibe nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Zwischenelemente (9) aus Stahl oder Keramik beste hen.

6. Zweiteilige Bremsscheibe nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Nabe (3) und die Scheibe (2) aus verschiedenen Mate rialien bestehen.

7. Zweiteilige Bremsscheibe nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Bremsscheibe (2) als geteilte Scheibe ausgeführt ist.

8. Zweiteilige Bremsscheibe nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Bremsscheibe (2) als gebrochene Scheibe ausgeführt ist.

9. Zweiteilige Bremsscheibe nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Nabe (3) als Tiefziehteil ausgeführt ist.

10. Zweiteilige Bremsscheibe nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Breite der Längsabschnitte (9b, 9c) kleiner ist als die Breite der Nocken (8) und/oder der Abstützelemente (7).

11. Zweiteilige Bremsscheibe nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Zwischenräume derart dimensioniert sind, daß unter Berücksichtigung der Ausdehnung der Abstützelemente (7) und der Nocken (8) in Umfangsrichtung und in radialer Richtung ein radiales Abziehen der geteilten Bremsscheibe nach dem Abziehen der Zwischenelemente (9) durchführbar ist.