DE19807184C1 - Brake disk for commercial vehicle - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft eine zweiteilige Bremsscheibe, insbesondere für Nutzfahrzeug- Scheibenbremsen, nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.The invention relates to a two-part brake disc, in particular for commercial vehicle Disc brakes, according to the preamble of claim 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.Disc brakes for motor vehicles are either state of the art one-piece - d. H. Disc and hub consist of one cast - or executed in two pieces. The one-piece constructions are suitable due to stretching and cracking problems due to the strong heating of the panes during braking primarily for lighter vehicles. Since it was in the last Years, but also an increasingly strong trend towards the use of disc brakes heavy commercial vehicles, there is a need for a window construction on, which also the high Bela occurring when braking heavy commercial vehicles has grown safely. Due to the lower tendency to cracking favored the two-part variant in more recent times.
Im Nutzfahrzeugbereich sind diese Scheiben allerdings fertigungstechnisch nur mit verhält nismäßig hohem Kostenaufwand realisierbar.These are in the commercial vehicle sector In terms of production technology, however, discs only behave reasonably high cost.
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 addition to the high demands placed on crack resistance, there are also disc / hubs Connections for commercial vehicles the need with the scarce available standing space, d. that is, ideally, a two-part design not take up more space than the corresponding one-piece version. Such a solution is shown in DE 195 44 559 C1. The one shown in this document two-piece brake disc has a hub / disc connection that ensures a safe Power transmission between the hub and the disc is guaranteed, even when space is tight Installation space is easy to assemble. This disc has proven itself in itself, wün However, it is worthwhile to further simplify the design in order to lower its manufacture placement costs. The assemblability should also be further improved.
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.DE 197 26 674 A1 proposes a two-part brake disc with the help of connecting elements, a detachable, play-free attachment of the friction ring on the brake disc chamber. Holding parts and friction ring are one Toothing with tooth-shaped projections on the inner circumference of the friction ring or connected to each other on the radially outer periphery of the brake disc pot. Here remain between the tooth on the holding part and the associated recess on Friction ring wedge-shaped gaps exist, each in a section of the connection intervenes as an intermediate element to safely transmit the braking torque. The intermediate element is used in this document, for example, as a U-shaped wire ment formed, which with its axially extending legs the brake disc reaches through, the base portion of the U being aligned parallel to the brake disc. The free wire spring ends that face the base section Extend side of the brake disc, are angled and thereby fix the U- shaped wire element captive on the holding part.
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.Compared to the closest DE 197 26 674 A1, the invention aims to: Disc-hub connection of the generic brake disc in this way that a simple and secure axial locking of the disc-hub Connection is guaranteed.
Die Erfindung erreicht dieses Ziel durch den Gegenstand des Anspruches 1.The invention achieves this aim by the subject matter of claim 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.The brake disc according to the invention is characterized by very economical Her position - especially the inexpensive intermediate elements - and is special easy to assemble, even without bolts as a securing element that can. It is only necessary to put the disc on the hub, then from insert and close one of the sides of the brake disc Lich on the opposite side of the brake disc, the intermediate elements or to close their open sides.
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.According to the invention, the securing element is designed as a snap ring. Here knows sen the side sections of the intermediate elements expediently in their over the cams protruding end area grooves, which in their interaction an annular groove form. It is therefore only necessary to close the intermediate elements Bring the snap ring into the ring groove. The snap ring secures the brake on one side disc both the support elements and the intermediate elements against axial Ver shift.
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.The snap ring also offers the advantage of being easy to dismantle u. U. years of use of the brake disc in road traffic. Bolzen dives here often the problem of difficult solvability due to rust formation. The Ver doing without a bolt connection is therefore a step ahead of the prior art NEN significant advantage, although the disc according to the state of the art nik has proven itself.
Die Längsabschnitte der Zwischenelemente weisen dabei bevorzugt eine derartige Länge auf, daß ihr Endbereich an der gegenüberliegenden Seite der Bremsscheibe über die Nocken hinausragt.The longitudinal sections of the intermediate elements preferably have one Length on that its end area on the opposite side of the brake disc over protrudes the cams.
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.In addition to the snap ring, lateral projections serve to axially secure the Base side of the intermediate elements laterally beyond the side sections extend and fix the support elements radially when inserted.
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.The intermediate elements are expediently made of steel. Fixed or are also conceivable high-strength materials with low thermal conductivity, e.g. B. ceramics. It is further possible to manufacture hub and disc from different materials; e.g. B. can Hub be designed as an inexpensive deep-drawn part. Have also proven themselves Materials with a given fluidity, which is chosen such that one on the one hand, the cams can be carried evenly with respect to the support elements and that, on the other hand, the strength is so high that breakage in operation is safe is prevented.
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.Another particularly preferred embodiment of the invention is characterized by from that the brake disc is designed as a (radial or similar) split disc is. Due to the two-part design of the brake disc, time can be wasted disassembly of the Axis when disc changing. The inventive design of the Intermediate elements also make it possible to do without brake caliper disassembly. In their interaction, these measures drastically minimize the time and costs involved wall when changing brake discs.
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.Depending on the accessibility, the assembly of the intermediate elements is carried out by one or the other other side of the brake disc, then on the open side of the intermediate elements fixing by the securing element. So either side of the brake washer, with appropriate position of the intermediate elements, as access for the safety element ment can be chosen.
Weitere vorteilhafte Varianten der Erfindung sind den übrigen Unteransprüchen zu entneh men.Further advantageous variants of the invention can be found in the remaining subclaims men.
Nachfolgend wird die Erfindung unter Bezug auf die Zeichnung näher beschrieben. Es zeigt:The invention is described in more detail below with reference to the drawing. It shows:
Fig. 1 eine perspektivische Darstellung der Elemente einer zweiteiligen Bremsscheibe; Figure 1 is a perspective view of the elements of a two-part brake disc.
Fig. 2 eins vergrößerte Darstellung der Zwischenelemente aus Fig. 1, und Fig. 2 is an enlarged view of the intermediate elements of Fig. 1, and
Fig. 3 eine perspektivische Darstellung einer zusammengesetzten Bremsscheibe. Fig. 3 is a perspective view of an assembled brake disc.
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.The exemplary embodiment from FIG. 1 will first be described. Fig. 1 shows a disc ben- / hub connection 1 for connecting the two parts 2 a, 2 b of a broken, internally ventilated brake disc 2 with a hub 3rd The brake disc 2 shown is, for example, suitable for pneumatically actuated commercial vehicle disc brakes.
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. The brake disk 2 and the disk rings or parts 2 a, 2 b has or have in each case two webs 4 interconnected friction surfaces 5, 6, wherein - see Fig. 1 - at the friction surfaces 5, 6 in the inner peripheral portion cam-like support elements 7 are formed on the inside. Bolts B are used to screw the two brake disc parts 2 a, 2 b together.
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.The disc hub 3 (here a cylindrical, tubular section, on one end of which the disc 2 is placed and the other end of which can be screwed onto the actual wheel hub) is provided on one of its ends on the outer circumference with cams 8 which each project radially outwards ; the cams 8 each engage in the assembled state of the disk between the support elements 7 . To axially secure the brake disc 2 on the hub 3 , intermediate elements 9 are provided which have a base section 9 a and two longitudinal sections 9 b, 9 c perpendicular to the base side and thus form a “U”.
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.The intermediate elements 9 are designed so that they can be guided in a clamp-like manner from one side of the brake disc 2 axially over the cams 3 (direction P). In this case have the Längsab sections 9 b, 9 c of the intermediate elements 9, such a length that their ver with grooves 10 overlooked end portion on the opposite side of the brake disc 2 projects laterally beyond the cams. 3 As a securing element, a snap ring 11 is provided, which closes the open side of the U-shaped intermediate elements 9 on the opposite side of the brake disc 2 . To do this, it is only necessary to insert the snap ring 11 into the grooves 10 which complement the annular groove, so that the snap ring ensures the axial displacement of the disk 2 on the hub 3 on one of the sides of the disk 2 . On the other hand, this task is performed by lateral projections 9 a 'and 9 a ", which extend the base 9 a of the intermediate elements laterally beyond the side sections 9 b, 9 c and, in the inserted state, fix the support elements 7 radially. According to FIG. 2 these projections may be reinforced compared to the rest of the base side thickness and a greater thickness D than the rest have base side 9 a. the intermediate elements 9 serve both for axial and for the transmission of the braking torque.
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 a broken version of the brake disc of the type shown in FIGS. 1 and 3, it should be noted that disassembly of the disc rings or the brake disc 2 a, 2 b is only possible if correspondingly dimensioned gaps for the intermediate elements between the cams 8 and the support elements 7 are provided, since otherwise a radial pulling of the disc rings 2 a, 2 b is not possible due to the toothed seat between the cams 8 and the support elements 7 . This means that after removing the intermediate elements 9, the space between the cams 8 and the supporting elements 7 (see FIG. 3) must each be dimensioned such that a radial removal of the washers rings 2 a, 2 b is possible at all. The width of the longitudinal sections 9 b, 9 c is preferably chosen to be smaller than the width of the cams 8 and / or the support elements 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.In Fig. 3 it can finally be seen particularly well that the snap ring 11 engages in the grooves 10 of the longitudinal sections 9 b, 9 c and is additionally secured by the inner wall of the brake disc 2 .
Claims (11)
- 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,
- 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.
- a) the brake disc ( 2 ) has support elements ( 7 ) in the inner peripheral region,
- b) the hub ( 3 ) is provided with cams ( 8 ) on the outer peripheral region,
- c) the brake disc ( 2 ) is secured by a snap ring ( 11 ),
- d) radially between the hub ( 3 ) and the brake disc ( 2 ) in the circumferential direction, arranged U-shaped intermediate elements ( 9 ) are provided,
- e) the intermediate elements ( 9 ) have a base section ( 9 a) and two longitudinal sections ( 9 b, 9 c),
- f) the intermediate elements ( 9 ) in such a way from one side of the brake disc ( 2 ) axially over the cams ( 3 ) or support elements ( 7 ) that the longitudinal sections ( 9 b, 9 c) in between cams ( 3 ) and Support elements ( 7 ) extend in the circumferential direction and ensure transmission of the braking torque from the brake disc ( 2 ) to the hub ( 3 ), and
- g) at least one securing element ( 11 ) is provided which closes the open side of the U-shaped intermediate elements ( 9 ) on the side of the brake disc ( 2 ) opposite the base side ( 9 a), the securing element ( 11 ) in interaction with the intermediate elements ( 9 ), the cams ( 8 ) and the support elements ( 7 ) axially fixed,
- a) the longitudinal sections ( 9 b, 9 c) of the intermediate elements in their end region projecting beyond the cams ( 8 ) have grooves ( 10 ) which, in their interaction, form an annular groove into which the snap ring ( 11 ) can be inserted.
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