DE202015004956U1

DE202015004956U1 - Bremsscheibenadapter

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Publication number: DE202015004956U1
Application number: DE202015004956.7U
Authority: DE
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Current assignee: Individual
Priority date: 2015-01-07
Filing date: 2015-07-15
Publication date: 2015-08-20
Anticipated expiration: 2025-07-16

Abstract

Zusammenbau einer Bremsscheibe (1) mit einem Bremsscheibenadapter (2), der zur Verschraubung der Bremsscheibe an einem Radflansch mittels durch bremsscheibenadapterseitige Löcher (5) durchgeführte Schrauben dient, mittels ineinanderkämmender Formschlusselemente auf Bremsscheibe (3) und Bremsscheibenadapter (4) und dazwischengesteckter Federelementen (22), die axial mittels Federelementen (20) und Schrauben (21) verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Öffnungen (5) für die nabenseitige Verschraubung des Bremsscheibenadapters (2) im Inneren des Bremsscheibenadapters (2) angeordnet ist.

Description

Beschrieben wird die vorteilhafte Gestaltung eines Adapters zur Befestigung einer Bremsscheibe in materialeinsatzsparender und fertigungsoptimierter Bauweise, die einen optimierten Herstellprozess als Umform- bzw. Gussteil ermöglicht, für eine gebaute Bremsscheibe mit Innenbelüftung und freier Belüftung der Kühlkanäle.
Bremsscheiben werden üblicherweise einteilig aus einem Graugussmaterial gegossen, da dieses Material eine hohe Wärmeleitfähigkeit zur Ableitung der Bremsenergie aufweist. Die Bremsscheibe besteht aus zwei Bereichen, der eigentlichen Bremsscheibe bzw. dem Kontaktbereich mit dem Reibpartner und dem Bremsscheibenhals oder Bremsscheibentopf, der die Scheibe mit der Radnabe bzw. mit einer Radlagereinheit und einem Radflansch. verbindet. Verzichtet man auf den Bremsscheibentopf, kann die Befestigung der Scheibe direkt mit einer Schraubverbindung mit eingeklemmten Federspannelementen wie aus der Montageanleitung der Firma KNORR-BREMSE Doc. No. 2071831 (Rev. 000) bekannt, an der Radnabe erfolgen. Das Bremsmoment wird durch einen Formschluß, der ähnlich einer Verzahnung aus einer Hinterschneidung zwischen einem Formelement auf der Bremsscheibe und einem Formelement auf der Radnabe gebildet wird, übertragen.
Aus der Literatur sind sog. SD-Scheiben Patentschrift DE 10 2005 023 380 B3 bekannt, bei denen die die Scheibenverzahnung aufnehmende Gegenverzahnung fester Bestandteil der Radnabe bzw. des Radflansches sind. Die Veröffentlichung http://www.knorr-bremse.de/de/commercialvehicles/products_1/discbrakes/discbrakes.jsp zeigt eine Radnabe für die Frontachse eines schweren Nutzfahrzeugmotorwagens bei der der Bremsscheibenadapter integraler Bestandteil der Radnabe ist.
Nachteilig an dieser Gestaltung ist der gusstechnische Aufwand durch die Notwendigkeit zumindest einen außenliegenden Kern einzusetzen. Ferner ist die mechanische Bearbeitung durch die schlechte Zugänglichkeit der zu bearbeitenden Flächen aufwändig und kostenintensiv. Die Qualität verschlechtert sich durch gröbere Toleranzen der mechanischen Bearbeitung, da nicht in einer Aufspannung bearbeitet werden kann.
Weitere günstigere Ausführungsformen zeigen einen mehrteiligen Aufbau bestehend aus einem Bremsscheibenadapter oder -zwischenstück und der Bremsscheibe. Der Bremsscheibenadapter verbindet die Bremsscheibe mit dem Radlager bzw. dem Radflansch.
Die Patentschriften DE 10 2012 007 472 B4 und DE 10 2010 026 070 B4 beschreiben eine Gestaltung bei der der Bremsscheibenadapter nicht integraler Bestandteil der Radnabe ist, sondern über einen Schraubflansch an der Radnabe befestigt wird. Auch bei den genannten Lösungen ist für die Darstellung des nabenseitigen Verzahnungselementes im Gussmodell ein sogenannter Kern notwendig, da ein Hinterschnitt ziwschen dem Anschlussflansch an die Radnabe und der bremsscheibenseitigen Verzahnung entsteht.
Nachteilig an der Verwendung von Kernen ist, dass diese Kerne in einem getrennten Herstellprozess aufwändig gefertigt werden und danach im Gussmodell fixiert werden müssen. Aufgrund der notwendigen Fixierung ist die Toleranz der gegossenen Bauteile größer als bei entsprechenden einteiligen Modellen und es treten Formgrate an den Kontaktflächen zwischen Modell und Kern auf, die dann funktionsbedingt aufwändig entfernt werden müssen.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand von neun ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen jeweils schematisch:
1 Zusammenbau Bremsscheibe (1) mit Formschlusselementen (3) mit Bremsscheibenadapter (2)
2 Zusammenbau Bremsscheibe (1) mit Bremsscheibenadapter (2). Bremsscheibe (1) weist Formschlusselemente (3) auf, die mit Formschlusselementen (4) des Bremsscheibenadapters (2) kämmen. Bremsscheibe (1) und Bremsscheibenadapter (2) werden mit Klemmelementen (20) und Schraube (21) axial fixiert. Bremsscheibe (1) weist nach innen die Öffnung von Innenbelüftungen (10) auf. Bremsscheibenadapter (2) weist Löcher (5) zur Verschraubung mit einer Radnabe auf.
3 Bremsscheibe (1) mit Formschlusselementen (3), die bearbeitete Kontaktflächen (6) zur radialen Fixierung und (7) und (8) zur tangentialen Fixierung der Bremsscheibe aufweisen. Bremsscheibe (1) weist nach innen die Öffnung von Innenbelüftungen (9) und (10) auf.
4 Fertigteil Bremsscheibenadapter (2) mit Formschlusselementen (4), die bearbeitete Kontaktflächen (45) zur radialen Fixierung und (40) und (41) zur tangentialen Fixierung und (46) zur axialen Fixierung der Bremsscheibe aufweisen. Formschlusselemente (4) bestehen aus zwei radial parallel um einen Hohlraum (44) beabstandet angeordneten Stegen (42) (43).
5 Rohteil Bremsscheibenadapter (2) mit Formschlusselementen (4), die aus den Stegen (42), (43) und der Flanschfläche (50) ein U-förmiges Profil (50) bilden, das den Hohlraum (44) umschließt.
6 Klemmelement (20) mit Befestigungsschraube (21)
7 Zusammenbau der Klemmelemente (20) zur axialen Fixierung und (23) zur tangentialen und radialen Fixierung der Bremsscheibe mit Befestigungsschraube (21). Klemmelement (22) weist tangentiale Kontaktflächen (23), (24) und eine die Nachgiebigkeit in tangentialer Richtung erhöhende Umbiegung (25) auf.
8 Klemmelement (22) weist tangentiale Kontaktflächen (24), (23) und eine Öffnung (28) zwischen den Schenkeln (26), (27) auf, die mit einer Umbiegung (25) einen U-förmigen tangential nachgiebigen Verbund bilden.
9 Klemmelement (20) mit Öffnung (29) zur -Durchführung einer Schraube
Gelöst wird die erfindungsgemäße Aufgabe durch Einsatz eines Bremsscheibenadapters (2), an dem die Bremsscheibe (1) mittels bremsscheibenseitigen (3) und bremsadapterseitigen (4) kämmenden Formschlusselementen und eingesteckten – Federelementen (20), (22) verschraubt wird.
Das bremsscheibenadapterseitige Formelement (4) besteht erfindungsgemäß aus zwei Stegen (42), (43), die einen Hohlraum (44) umschließen, der nach drei Seiten: in radialer Richtung aussen und innen und in axialer Richtung offen ist und somit die freie Zirkulation der Kühlluft durch die bremsscheibenseitige Öffnung (9) ermöglicht
Das bremsscheibenseitige Formelement (4) ist im Rohzustand erfindungsgemäß vorzugsweise von einer U-förmigen Gestalt (50), wobei das U in axialer Richtung nur an einer Seite geöffnet ist. Die freistehenden Stege (42), (43) und die tangentiale Kontaktflächen (40), (41) und die axiale Kontaktfläche (46) entstehen vorzugsweise während einer mechanischen Bearbeitung der U-förmigen Rohkontur (50).
Das Rohteil des Bremsscheibenadapters (2) wird vorzugsweise durch ein Warmurformverfahren wie Gießen oder Schmieden hergestellt.
Die erfindungsgemäße Formgebung ohne Hinterschnitte ermöglicht den Einsatz von Umformverfahren wir Warm- und Kaltumformen. Ein umformtechnisch hergestellter Bremsscheibenadapter (2) ist auch als sogenanntes Netshapeteil denkbar, das heißt es werden keine spanenden Prozesse zur Herstellung des Fertigteils eingesetzt.
Als Werkstoffe für den Bremsscheibenadapter werden erfindungsgemäß Sphäroguss-, Grauguss-, Stahlgusswerkstoffe bzw. Umformstähle und Baustähle eingesetzt. Denkbar sind auch Aluminiumwerkstoffe.
Vorteil der erfindungsgemäßen Gestaltung des Bremsscheibenadapters (2) ist, dass der Bremsscheibenadapter mit unterschiedlichen Fertigungsverfahren hergestellt werden kann, die keinen bzw. sehr geringen mechanischen Bearbeitungsaufwand aufweisen.

Durch eine erfindungsgemäß beanspruchte Gestaltung der bremsadapterseitigen Klemmelemente (4) als im Rohzustand nur einseitig axial geöffnete U-förmige Kontur (50) wird eine Beschädigung der ansonsten freistehenden Stege (42), (43) in der Verputzerei als Gusstück beim Entfernen von Angüssen und Anhaftungen bzw. beim Transport zur mechanischen Bearbeitung ausgeschlossen. Bezugszeichenliste

Bezugszeichen	Bauteil
1	Bremsscheibe
2	Bremsscheibenadapter
3	Bremsscheibenseitiges Formschlusselement
4	Bremsscheibenadapterseitiges Formschlusselement
5	Loch für Verschraubung an Radnabe
6	Bearbeitete radiale Kontaktfläche
7	Linke bearbeitete tangentiale Kontaktfläche
8	rechte bearbeitete tangentiale Kontaktfläche
9	Innenbelüftungsöffnung in der Aussparung zwischen den Formschlusselementen (3)
10	Innenbelüftungsöffnung in der Mitte des Formschlusselementes (3)
11
12
13
20	Klemmelement
21	Schraube zur Fixierung Klemmelement
22	L-förmiges Klemmelement
23	Linke Kontaktfläche des L-förmiges Klemmelement (22)
24	rechte Kontaktfläche des L-förmiges Klemmelement (22)
25	180° Umbiegung des L-förmiges Klemmelementes (22)
26	Linker Schenkel des L-förmiges Klemmelementes (22)
27	rechte Schenkel des L-förmiges Klemmelementes (22)
28	Öffnung zwischen Linkem Schenkel (26) des L-förmiges Klemmelementes (22) und rechtem Schenkel (27) des L-förmiges Klemmelementes (22)
29	Schraubloch des Klemmelementes (20)
40	Linke bearbeitete tangentiale Kontaktfläche bremsscheibenadapterseitiges Formschlusselement (4)
41	rechte bearbeitete tangentiale Kontaktfläche bremsscheibenadapterseitiges Formschlusselement (4)
42	Linker Steg des bremsscheibenadapterseitiges Formschlusselement (4)
43	Rechter Steg des bremsscheibenadapterseitigen Formschlusselementes (4)
44	Hohlraum des bremsscheibenadapterseitiges Formschlusselement (4)
45	Bearbeitete radiale Kontaktfläche bremsscheibenadapterseitiges Formschlusselement (4)
46	Bearbeitete Fläche des bremsscheibenadapterseitiges Formschlusselementes (4) als axialer Anschlag
47	Axiale Verschlusswand des bremsscheibenadapterseitiges Formschlusselementes (4)
50	Flanschfläche der U-förmigen Kontur des unbearbeiteten bremsscheibenadapterseitigen Formschlusselementes (4)

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

DE 102005023380 B3 [0003]
DE 102012007472 B4 [0006]
DE 102010026070 B4 [0006]

Zitierte Nicht-Patentliteratur

http://www.knorr-bremse.de/de/commercialvehicles/products_1/discbrakes/discbrakes.jsp [0003]

Claims

Zusammenbau einer Bremsscheibe (1) mit einem Bremsscheibenadapter (2), der zur Verschraubung der Bremsscheibe an einem Radflansch mittels durch bremsscheibenadapterseitige Löcher (5) durchgeführte Schrauben dient, mittels ineinanderkämmender Formschlusselemente auf Bremsscheibe (3) und Bremsscheibenadapter (4) und dazwischengesteckter Federelementen (22), die axial mittels Federelementen (20) und Schrauben (21) verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Öffnungen (5) für die nabenseitige Verschraubung des Bremsscheibenadapters (2) im Inneren des Bremsscheibenadapters (2) angeordnet ist.
Bremsscheibenadapter (2) mit Formschlusselement (4) nach einem der vorgezeichneten Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass das bremsscheibenadapterseitige Formelement (4) aus zwei beabstandeten radial ausgerichteten Stegen (42), (43) besteht, die einen Hohlraum (44) begrenzen, der nach drei Seiten: in radialer Richtung aussen und innen und in axialer Richtung offen ist und somit die freie Zirkulation der Kühlluft durch die bremsscheibenseitige Öffnung (9) mit der Umgebungsluft ermöglicht
Bremsscheibenadapter (2) mit Formschlusselement (4) nach einem der vorgezeichneten Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass der Bremsscheibenadapter vorzugsweise durch ein Urformverfahren wie Gießen hergestellt wird.
Bremsscheibenadapter (2) mit Formschlusselement (4) nach einem der vorgezeichneten Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass der Bremsscheibenadapter vorzugsweise durch ein Warmumformverfahren wie Schmieden hergestellt wird
Bremsscheibenadapter (2) mit Formschlusselement (4) nach einem der vorgezeichneten Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass der Bremsscheibenadapter vorzugsweise durch ein Kaltumformverfahren wie Tiefziehen oder Drücken hergestellt wird.
Bremsscheibenadapter (2) mit Formschlusselement (4) nach einem der vorgezeichneten Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass der Bremsscheibenadapter vorzugsweise durch einen Gussprozess ohne in die Gussform zusätzlich eingelegte Kerne hergestellt wird.
Bremsscheibenadapter (2) mit Formschlusselement (4) nach einem der vorgezeichneten Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass das Formschlusselement nach dem vorzugsweise Urformprozess oder Umformprozess im unbearbeiteten Zustand eine U-förmige Gestalt aufweist, die durch die Stege (42) und (43) und die Flanschfläche (50) gebildet wird.
Bremsscheibenadapter (2) mit Formschlusselement (4) nach einem der vorgezeichneten Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass der Bremsscheibenadapter (2) nach dem vorzugsweise Umformprozess keine weitere mechanische Bearbeitung erfährt.
Bremsscheibenadapter (2) mit Formschlusselement (4) nach einem der vorgezeichneten Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass das durch die Stege (42) und (43) und die Flanschfläche (50) gebildete U-förmige Profil in axialer Richtung einseitig durch eine Wand (47) geschlossen ist.
Bremsscheibenadapter (2) mit Formschlusselement (4) nach einem der vorgezeichneten Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass als Werkstoff vorzugsweise ein GJS 350 Werkstoff, ein GJS 400 Werkstoff, ein GJS 450 Werkstoff, ein GJS 500 Werkstoff, ein GJS 600, ein Werkstoff GJS 700 Werkstoff oder ein GJS 800 Werkstoff eingesetzt wird.
Bremsscheibenadapter (2) mit Formschlusselement (4) nach einem der vorgezeichneten Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass die Flanschfläche (50) des U-förmigen Profils durch eine Bearbeitung entfernt wird und sich zwei radial erstreckte Stege (42), (43) ausbilden, die einen nach drei Seiten offenen Hohlraum (44) begrenzen.