DE29823371U1 - Two-piece brake disc - Google Patents
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Knorr-BremseKnorr brake
Systeme für Nutzfahrzeuge GmbHSystems for Commercial Vehicles GmbH
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MünchenMunich
München,Munich,
03. Februar 199903 February 1999
2365 GM E/MSP Sp/du2365 GM E/MSP Sp/du
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- siehe z.B. die DE 34 41 304 - zweistückig ausgeführt. Die einteiligen Konstruktionen eignen sich aufgrund 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 Scheibenkonstruktion, die auch den hohen, bei Bremsungen schwerer Nutzfahrzeuge auftretenden, Belastungen sicher gewachsen ist. Aufgrund der geringeren Neigung zur Rißbildung wird dabei in neuerer Zeit die zweiteilige Variante favorisiert: erste Versuche zur Adaptierung der aus der DE 34 41 304 bekannten Technik (mit dem Problem schlechter Belüftung und Kühlung) auf den Nutzfahrzeugbereich sind z.B. aus der W093/14947 bekannt. Die dort gezeigte Scheibe ist allerdings fertigungstechnisch nur mit verhältnismäßig hohem Kostenaufwand realisierbar.According to the current state of the art, disc brakes for motor vehicles are either made in one piece - i.e. the disc and hub are made from one cast - or - see e.g. DE 34 41 304 - in two pieces. The one-piece designs are primarily suitable for lighter motor vehicles due to problems with expansion and cracking as a result of the strong heating of the discs during braking. However, since in recent years there has been an increasing trend towards the use of disc brakes in heavy commercial vehicles, there is a need for a disc design that can safely withstand the high loads that occur when braking heavy commercial vehicles. Due to the lower tendency to cracking, the two-piece variant has recently been favored: the first attempts to adapt the technology known from DE 34 41 304 (with the problem of poor ventilation and cooling) to the commercial vehicle sector are known from e.g. W093/14947. However, the pane shown there can only be manufactured at relatively 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 Ausführung nicht mehr Bauraum beanspruchen als die entsprechende einstückige Variante. EineIn addition to the high requirements for crack resistance, disc/hub connections for commercial vehicles have to make do with the limited installation space available, i.e., ideally, a two-part design should not require more installation space than the corresponding one-piece variant.
derartige Lösung zeigt die gattungsgemäße DE PS 195 44 5*59*CI. Die*fn dieser Schrift gezeigte zweiteilige Bremsscheibe weist eine Naben-ZScheibenverbindung 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, wünschenswert ist jedoch eine weitere konstruktive Vereinfachung zur Senkung ihrer Herstellkosten. Dabei soll auch die Montierbarkeit weiter verbessert werden.Such a solution is shown in the generic DE PS 195 44 5*59*CI. The two-part brake disc shown in this document has a hub-Z-disc connection, which ensures a secure power transmission between the hub and the disc and is easy to install even in confined installation spaces. Although this disc has proven itself, further structural simplification is desirable in order to reduce its manufacturing costs. The ease of installation should also be further improved.
Die Erfindung erreicht dieses Ziel durch den Gegenstand des Anspruches 1. Die Erfindung schafft eine zweiteilige Bremsscheibe, insbesondere für Nutzfahrzeug-Scheibenbremsen, mit einer Scheiben-/Nabenverbindung zur Verbindung einer Bremsscheibe mit einer Nabe, wobei die Bremsscheibe im inneren Umfangsbereich Abstützelemente aufweist, die Nabe am äußeren Umfangsbereich mit Nocken versehen ist, radial zwischen der Nabe und der Bremsscheibe in Umfangsrichtung verteilt angeordnete, U-förmig ausgebildete Zwischenelemente vorgesehen sind, die Zwischenelemente einen Grundabschnitt und zwei Längsabschnitte aufweisen, und die ,Zwischenelemente derart von einer Seite der Bremsscheibe her axial über die Nocken oder Abstützelemente gesetzt sind gesetzt sind, daß die Längsabschnitte in sich zwischen Nocken und Abstützelemente in Umfangsrichtung erstreckende Zwischenräume zur Übertragung des Bremsmomentes von der Bremsscheibe auf die Nabe ragen. Dabei ist wenigstens ein Sicherungselement vorgesehen, welches die offene Seite der U-förmigen Zwischenelemente an der der Grundseite gegenüberliegenden Seite der Bremsscheibe verschließt, wobei das Sicherungselement im Zusammenspiel mit den Zwischenelementen die Nocken und die Abstützelemente auf einfache Weise axial fixiert.The invention achieves this goal through the subject matter of claim 1. The invention provides a two-part brake disc, in particular for commercial vehicle disc brakes, with a disc/hub connection for connecting a brake disc to a hub, the brake disc having support elements in the inner circumferential area, the hub being provided with cams on the outer circumferential area, U-shaped intermediate elements arranged radially between the hub and the brake disc distributed in the circumferential direction, the intermediate elements having a base section and two longitudinal sections, and the intermediate elements being placed axially over the cams or support elements from one side of the brake disc in such a way that the longitudinal sections protrude into spaces extending in the circumferential direction between the cams and support elements for transmitting the braking torque from the brake disc to the hub. At least one securing element is provided which closes the open side of the U-shaped intermediate elements on the side of the brake disc opposite the base side, whereby the securing element in interaction with the intermediate elements axially fixes the cams and the support elements in a simple manner.
Die erfindungsgemäße Ausgestaltung der zweigeteilten Bremsscheibe zeichnet sich durch sehr kostengünstige Herstellung - insbesondere auch der preiswerten Zwischenelemente - aus und ist besonders leicht montierbar, wobei auf Bolzen als Sicherungselement sogar verzichtet werden kann. Es ist lediglich notwendig, die Scheibe auf die Nabe zu setzen, dann von einer der Seiten der Bremsscheibe die Zwischenelemente einzuschieben und schließlich an der gegenüberliegenden Seite der Bremsscheibe die Zwischenelemente bzw. deren offene Seiten zu verschliessen.The design of the two-part brake disc according to the invention is characterized by very cost-effective production - especially the inexpensive intermediate elements - and is particularly easy to assemble, whereby bolts as a securing element can even be dispensed with. It is only necessary to place the disc on the hub, then insert the intermediate elements from one of the sides of the brake disc and finally close the intermediate elements or their open sides on the opposite side of the brake disc.
Die Längsabschnitte der Zwischenelemente weisen dabei b"e*vo*r¥ugt e?ne derartige Länge auf, daß ihr Endbereich an der gegenüberliegenden Seite der Bremsscheibe über die Nocken hinaus ragt.The longitudinal sections of the intermediate elements preferably have such a length that their end region on the opposite side of the brake disc protrudes beyond the cams.
Nach einer besonders bevorzugten Variante der Erfindung wird das Sicherungselement als Sprengring ausgelegt. Dabei weisen 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 bilden. Der Sprengring sichert auf einer Seite der Bremsscheibe sowohl die Abstützelemente als auch die Zwischelemente gegen axiale Verschiebung.According to a particularly preferred variant of the invention, the securing element is designed as a snap ring. The side sections of the intermediate elements expediently have grooves in their end area that protrudes beyond the cams, which together form an annular groove. To close the intermediate elements, it is therefore only necessary to form the snap ring in the annular groove. The snap ring secures both the support elements and the intermediate elements on one side of the brake disc against axial displacement.
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 Verzicht auf eine Bolzenverschraubung stellt somit gegenüber dem Stand der Technik einen wesentlichen Vorteil dar, obwohl sich auch die Scheibe nach dem Stand der Technik an sich bewährt hat.The snap ring also offers the advantage of being easy to remove, even after the brake disc has been in use on the road for years. Bolts often have the problem of being difficult to remove due to rust formation. The lack of bolt screwing is therefore a significant advantage over the state of the art, even though the disc itself has also proven itself to be state of the art.
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 ensure axial securing, extending the base of the intermediate elements laterally beyond the side sections and radially securing the support elements 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 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 sicher verhindert wird.The intermediate elements are preferably made of steel. Solid or high-strength materials with low thermal conductivity, e.g. ceramics, are also conceivable. It is also possible to manufacture the hub and disk from different materials; for example, the hub can be designed as a low-cost deep-drawn part. Materials with a predetermined flowability have also proven to be useful, which is selected in such a way that, on the one hand, the cams can be evenly supported by the support elements and, on the other hand, the strength is so high that breakage during operation is reliably prevented.
Eine weitere besonders bevorzugte Ausführungsform der Erfindung zeichnet sich dadurch aus, daß die Bremsscheibe als (radial oder ähnlich) geteilte ScheibeAnother particularly preferred embodiment of the invention is characterized in that the brake disc is designed as a (radially or similarly) divided disc
ausgeführt ist. Durch die zweiteilige Ausführung der Bremsscheibe ka'nVggf. auf *die" zeitaufwendige 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 Kostenaufwand beim Bremsscheibenwechsel.The two-part design of the brake disc means that the time-consuming dismantling of the axle when changing the disc can be dispensed with. The inventive design of the intermediate elements also means that the brake calliper does not have to be dismantled. These measures, when combined, drastically reduce the time and cost involved in changing the brake disc.
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 Bremsscheibe, bei entsprechender Lage der Zwischenelemente, als Zugang für das Sicherungselement gewählt werden.Depending on accessibility, the intermediate elements are mounted from one or the other side of the brake disc, with the locking element then being fixed to the open side of the intermediate elements. This means that any side of the brake disc can be selected as access for the locking element, provided the intermediate elements are positioned accordingly.
Weitere vorteilhafte Varianten der Erfindung sind den übrigen Unteransprüchen zu
entnehmen.
15Further advantageous variants of the invention can be found in the remaining subclaims.
15
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;Fig. 1 is a perspective view of the elements of a two-part brake disc;
Fig. 2 eine vergrößerte Darstellung der Zwischenelemente aus Fig. 1, undFig. 2 is an enlarged view of the intermediate elements from 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 Scheiben-/Nabenverbindung 1 zur Verbindung der zwei Teile 2a, 2b einer gebrochenen, innenbelüfteten Bremsscheibe 2 mit einer Nabe 3. Die dargestellte Bremsscheibe 2 ist beispielsweise für pneumatisch betätigte Nutzfahrzeugscheibenbremsen geeignet.First, the embodiment from Fig. 1 will be described. Fig. 1 shows a disc/hub connection 1 for connecting the two parts 2a, 2b of a broken, internally ventilated brake disc 2 to a hub 3. The brake disc 2 shown is suitable, for example, for pneumatically operated 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 und 4 - an die Reibflächen 5, 6 im inneren Umfangsbereich jeweils nachThe brake disc 2 or its disc rings or parts 2a, 2b have two friction surfaces 5, 6 connected to one another via webs 4, whereby - see Fig. 1 and 4 - the friction surfaces 5, 6 in the inner circumferential area are each
innen hin nockenartige Abstützelemente 7 angeformt sind.'ß'olzen B dienen'dazu* die beiden Bremsscheibenteile 2a, 2b miteinander zu verschrauben.cam-like support elements 7 are formed on the inside. Bolts B serve to screw the two brake disc parts 2a, 2b together.
Die Scheibennabe 3 (hierein 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 jeweils 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 with cams 8 on one of its ends on the outer circumference, each of which protrudes radially outwards; the cams 8 engage between the support elements 7 when the disc is assembled. To axially secure the brake disc 2 on the hub 3, intermediate elements 9 are provided, which have a base section 9a and two longitudinal sections 9b, 9c perpendicular to the base side and thus form a "U".
Die Zwischelemente 9 sind so ausgelegt, daß sie klammerartig von einer Seite der Bremsscheibe 2 her axial über die Nocken 3 führbar sind (Richtung P). Dabei weisen die Längsabschnitte 9b, 9c der Zwischenelemente 9 eine derartige Länge auf, daß ihr mit Nuten 10 versehener Endbereich an der gegenüberliegenden Seite der Bremsscheibe 2 seitlich über die Nocken 3 hinausragt. Als Sicherungselement ist ein Sprengring 11 vorgesehen, der die offene Seite der U-förmigen Zwischenelemente 9 an der gegenüberliegenden Seite der Bremsscheibe 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 Verschiebesicherung der Scheibe 2 auf der Nabe 3 auf einer der Seiten der Scheibe 2 gewährleistet. Auf der anderen Seite 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 Grundseitedicke verstärkt sein und eine größere Dicke D aufweisen als die übrige Grundseite 9a. Die Zwischenelemente 9 übernehmen dienen sowohl zur Axialsicherung als auch zur Übertragung des Bremsmomentes.The intermediate elements 9 are designed in such a way that they can be guided axially over the cams 3 from one side of the brake disk 2 (direction P) in a clamp-like manner. The longitudinal sections 9b, 9c of the intermediate elements 9 are of such a length that their end area, which is provided with grooves 10, protrudes laterally over the cams 3 on the opposite side of the brake disk 2. A snap ring 11 is provided as a securing element, which closes the open side of the U-shaped intermediate elements 9 on the opposite side of the brake disk 2. To do this, it is only necessary to insert the snap ring 11 into the grooves 10 that complement the ring groove, so that the snap ring ensures that the disk 2 is secured against axial displacement on the hub 3 on one of the sides of the disk 2. On the other side, this task is taken over by lateral projections 9a' and 9a", which laterally extend the base side 9a of the intermediate elements beyond the side sections 9b, 9c and, when inserted, fix the support elements 7 radially. According to Fig. 2, these projections can be reinforced compared to the rest of the base side thickness and have a greater thickness D than the rest of the base side 9a. The intermediate elements 9 serve both for axial securing and for transmitting the braking torque.
Bei einer gebrochenen Ausführung der Bremsscheibe nach Art der Fig. 1 und 3 ist zu beachten, 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 vorgesehenIn the case of a broken brake disc as shown in Fig. 1 and 3, it should be noted that dismantling the disc rings or the brake disc 2a, 2b is only possible if appropriately dimensioned gaps are provided for the intermediate elements between the cams 8 and the support elements 7.
sind, da sonst ein radiales Abziehen der 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 Scheibenringe 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.are, since otherwise radial removal of the disc rings 2a, 2b is not possible due to the toothed seat between the cams 8 and the support elements 7. This means that after removal of the intermediate elements 9, the space between the cams 8 and the support elements 7 (see Fig. 3) must be dimensioned in such a way that radial removal of the disc rings 2a, 2b is possible at all. Preferably, the width of the longitudinal sections 9b, 9c is selected 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 11 der Längsabschnitte 9b, 9c eingreift und dabei von der Innenwandung der Bremsscheibe 2 zusätzlich gesichert wird.Finally, in Fig. 3 it can be seen particularly clearly that the snap ring 11 engages in the grooves 11 of the longitudinal sections 9b, 9c and is additionally secured by the inner wall of the brake disc 2.
2020
Claims (13)
20predetermined flowability, which is selected in such a way that, on the one hand, a uniform support of the cams relative to the support elements is possible and, on the other hand, the strength is so high that breakage during operation is prevented.
20
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Legal Events
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|---|---|---|---|
| R207 | Utility model specification |
Effective date: 19990722 |
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| R150 | Utility model maintained after payment of first maintenance fee after three years |
Effective date: 20010702 |
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| R151 | Utility model maintained after payment of second maintenance fee after six years |
Effective date: 20040426 |
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| R152 | Utility model maintained after payment of third maintenance fee after eight years |
Effective date: 20060224 |
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| R071 | Expiry of right |