DE3301323A1 - Fahrzeugrad mit integrierter bremstrommel - Google Patents

Fahrzeugrad mit integrierter bremstrommel

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DE3301323A1 DE19833301323 DE3301323A DE3301323A1 DE 3301323 A1 DE3301323 A1 DE 3301323A1 DE 19833301323 DE19833301323 DE 19833301323 DE 3301323 A DE3301323 A DE 3301323A DE 3301323 A1 DE3301323 A1 DE 3301323A1
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Description

MICHELIN & CIE (Corapagnie Generale des Etablissements MICHELIN)
63040 Clermont-Ferrand Cedex Frankreich
Fahrzeugrad mit integrierter Bremstrommel
Die Erfindung betrifft Räder für Fahrzeuge mit Luftreifen mit Zentralbefestigung und integrierter Bremstrommel einer Trommelbremse.
Räder für Fahrzeuge weisen im wesentlichen eine Radscheibe und eine Felge auf, die am Umfang der Radscheibe befestigt ist und zur Aufnahme eines Luftreifens dient. Die Radscheibe besitzt in der Nähe ihres Mittelpunkts eine Vorrichtung zur Befestigung an der Nabe des Fahrzeugs und zur Zentrierung darauf.
Trommelbremsen bestehen im wesentlichen aus einer zylindrischen Bremstrommel, die koaxial am Rad befestigt ist und sich mit ihm dreht, sowie einer über einem Bremszylinder betätigten, in Bezug auf das Fahrzeug festgelegten Hebelvorrichtung mit Bremsbelägen, die auf der Bremstrommel angreifen.
In der Praxis werden zwei Arten von Befestigungsvorrichtungen von Rädein an Naben angewandt. Die eine Vorrichtungsart weist mehrere Schrauben, oder Gewindebolzen mit Muttern auf, die auf einem Umfang verteilt angeordnet sind, wobei die Nabe eine senkrecht zur Drehachse des Rades liegende Planfläche (Befestigungsfläche) aufweist, an der
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der entsprechende, mit Löchern versehene Teil der Radscheibe zur Anlage kommt und festgeschraubt wird. Die andere Vorrichtungsart, die als Zentralbefestigung bezeichnet wird, weist eine einzige Schraube oder einen einzigen Gewindebolzen mit Mutter auf, die mit der Drehachse des Rads koaxial sind, wobei der Mittelteil der Radscheibe und die Nabe Elemente aufweisen, die das Rad zentrieren und zugleich die Kraftübertragung zwischen Rad und Nabe ermöglichen. In diesem Fall ist die Zentrierung ziemlich einfach zu realisieren. Im Gegensatz dazu war es bisher nicht möglich, bei dieser Befestigungsart einfache und entsprechend billige Zentralbefestigungen zu entwickeln, die eine ausreichende Übertragung der beim Bremsen und Fahren zu übertragenden Kräfte ermöglichen.
Die Erfindung beruht auf ausgedehnten experimentellen Untersuchungen an Scheibenrädern mit Zentralbefestigung und einer Trommelbremse.
Der Erfindung liegt entsprechend die Aufgabe zugrunde, ein Rad für Luftreifen mit integrierter Bremstrommel einer Trommelbremse und Zentralbefestigung anzugeben, das sowohl eine einfache Zentrierung und Befestigung erlaubt als auch eine optimale Kräfteübertragung zwischen Nabe und Radscheibe ermöglicht.
Die Aufgabe wird anspruchsgemäß gelöst.
Vorteilhafte Weiterbildungen sind Gegenstand der Unteransprüche.
Das Erfindungskonzept beruht wesentlich auf der besonderen Befestigung der Bremstrommel an der Radscheibe sowie der zugehörigen Vorrichtung zur Zentralbefestigung, die auf der Reibung zwischen Radscheibe und Nabe zur Kräfteübertragung zwischen ihnen beruht.
-G-
Wenn die Bremstrommel an der Radnabe befestigt ist, ist die Zentralbefestigung des Rads an der Nabe, dh der mittlere Teil des Rads und der entsprechende Teil der Nabe, kompliziert aufgebaut, um eine sichere Kräfteübertragung insbesondere beim Bremsen zu ermöglichen, und daher entsprechend teuer.
Die Erfindungskonzeption beruht zum einen wesentlich auf der Befestigung der Bremstrommel an der Radscheibe. Dies ermöglicht zum anderen die Ausführung einer Vorrichtung zur Zentral- · befestigung des Rads an der Nabe, bei der die Reibung der Radscheibe auf dem entsprechenden Teil der Nabe ausgenutzt wird. Die Kombination dieser Mittel im Rahmen des Erfindungskonzepts vermeidet die Kräfteübertragung beim Bremsen über die Zentralbefestigung. Die Übertragung der Bremskräfte vom Untergrund auf das Fahrzeug erfolgt so über den Luftreifen, die Felge, den Teil der Radscheibe zwischen Felge und Bremstrommel sowie die in Bezug auf das Fahrzeug festgelegten Bremsbacken, wodurch ein Kräftefluß über die Zentralbefestigung und die Nabe vermieden wird.
Aufgrund dieser erfindungsgemäßen Kombination ist die Zentralbefestigung nur durch die durch den Druck der Radscheibe auf die Nabe längs eines Bunds von relativ kleinem Durchmesser erhaltene Reibung gegen Verdrehen befestigt, was allgemein zur Übertragung der Antriebskräfte von der Nabe auf das Rad, dh dessen Radscheibe, ausreicht.
Die Erfindung betrifft dementsprechend ein Rad für Luftreifen mit integrierter Bremstrommel einer Trommelbremse, das im wesentlichen besteht aus
- einer Radscheibe mit einer Zentralbefestigung an der Nabe des Fahrzeugs, die sich radial in einem zur Fahrzeugaußenseite hin ausgebauchten Bereich fortsetzt,
- einer Felge, die an der Radscheibe befestigt ist und zur Aufnahme des Luftreifens dient,
wobei die Trommelbremse im wesentlichen besteht aus
- einer am Rad koaxial befestigten Bremstrommel und
- einer gegenüber der Radachse gegen Verdrehen festgelegten Hebelzange mit zwei Bremsbelägen, von denen der eine radial außerhalb und der andere radial innerhalb der Bremstrommel angreift;
das erfindungsgemäße Rad ist dadurch gekennzeichnet, daß
- die Bremstrommel an der Radscheibe längs einer Zone befestigt ist, die radial außerhalb des ausgebauchten Bereichs der Radscheibe liegt,
- die Zentralbefestigung als Teile der Radscheibe in Radialrichtung nach außen in der angegebenen Reihenfolge umfaßt:
- einen mit der Radachse koaxialen zylindrischen Abschnitt, der an einem entsprechenden Abschnitt der Nabe anliegt,
- eine erste, zur Fahrzeugaußenseite hin ausgebauchte Zone, auf deren Kamm die Mutter oder Schraube zur Zentralbefestigung der Radscheibe an der Nabe angreifen,
- eine zweite, zur Fahrzeuginnenseite hin ausgebauchte Zone, deren Kamm einen Anlagering bildet, der an dem entsprechenden Teil der Nabe anliegt.
Eine bevorzugte Weiterbildung der Erfindung, die zur Verhinderung von Deformationen der Bremstrommel dient, die jdie Bremswirkung beeinträchtigen und störende Schwingungen sowie lokale Abnutzungen der Bremstrommel hervorrufen können, ist dadurch gekennzeichnet, daß in dem Bereich der Radscheibe zwischen dem Bereich der Verbindung der
Bremstrommel mit der Radscheibe und dem Bereich der Befestigung der Felge an der Radscheibe eine weitere, vorzugsweise zur Fahrzeugaußenseite hin ausgebauchte Zone vorgesehen ist, deren axiale Ausdehnung, gemessen in Bezug auf die Länge der Befestigung der Bremstrommel an der Radscheibe, kleiner ist als die axiale Ausdehnung der zur Fahrzeugaußenseite hin ausgebauchten Zone, die, gemessen in Bezug auf den Kamm der zweiten ausgebauchten Zone der an der Nabe angreifenden Zentralbefestigung, radial innerhalb des Bereichs der Befestigung der Bremstrommel an der Radscheibe liegt.
Es ist bekannt, an der Radscheibe von Scheibenrädern zylindrische Hülsen anzubringen, beispielsweise mit Schweißraupen, die konzentrisch zur Befestigungszone der Radscheibe an der Nabe des Fahrzeugs sind. Diese Hülsen dienen zur Halterung dekorativer Elemente zur Abdeckung des Befestigungsbereichs der Radscheibe an der Nabe bzw zur Erhöhung der mangelnden Starrheit der Radscheibe gegenüber Kräften, die von der Nabe auf die Felge übertragen werden. Bei diesen bekannten Anwendungsfällen spielen die Deformationen der Hülsen im Betrieb kaum, eine Rolle. Im Gegensatz dazu dient die oben angegebene erfindungsgemäß bevorzugte Ausführungsform zu einer beträchtlichen Verringerung der Deformationen der Bremstrommel im Gefolge von Deformationen der Felge. Die vorgesehene ausgebauchte Zone, die nach der erläuterten bevorzugten Ausführungsform zwischen der Verbindungszone der Bremstrommel mit der Radscheibe und der Verbindung der Radscheibe mit der Felge vorgesehen ist, isoliert die Bremstrommel von Deformationen der Felge.
Die Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnung nähererläutert, in der ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Rads mit integrierter Bremstrommel schematisch im Radialschnitt dargestellt ist.
Aus der Zeichnung geht hervor, daß eine Radscheibe 1_, die aus Metall besteht, an einer ebenfalls aus Metall bestehenden Felge 4_ befestigt ist und eine auch aus Metall bestehende Bremstrommel 2! sowie eine Zentralbefestigung .30 zur Befestigung
-s-
der Radscheibe J1 an der Nabe 2 aufweist. Die übrigen Teile der Trommelbremse sind aus Gründen der Übersichtlichkeit nicht dargestellt.
Die Drehachse des Rades ist mit X-X1 bezeichnet. Radial außerhalb der Zentralbefestigung 30 der Radscheibe 1_ an der Nabe 3_ befindet sich ein zur Fahrzeugaußenseite hin ausgebauchter Bereich IJ1. Die zylindrische Bremstrommel 2^ ist an der Radscheibe 1_ befestigt. Die Befestigung 12 der Bremstrommel 2 an der Radscheibe i_ liegt radial außerhalb des oben genannten ausgebauchten Bereichs J1I.
Die Befestigung .12 der Bremstrommel 2_ an der Radscheibe 1_ ist erfindungsgemäß in einem planen Bereich _14 der Radscheibe J1 vorgesehen. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist der plane Bereich 14· in Bezug auf den Kamm 310 der zweiten ausgebauchten Zone 31_ der Zentralbefestigung 3_0 der Radscheibe J1 axial versetzt. Das Erfindungskonzept umfaßt jedoch auch den umgekehrten Fall einer axialen Versetzung des planen Bereichs }A_ zur Fahrzeugaußenseite hin.
Erfindungsgemäß weist die Zentralbefestigung der Radscheibe 1_ als Teile der Radscheibe in Radialrichtung nach außen in der angegebenen Reihenfolge folgende Elemente auf: Einen zylindrischen Abschnitt 34, eine erste, zur Fahrzeugaußenseite hin ausgebauchte Zone 35 und eine zweite, zur Fahrzeuginnenseite hin ausgebauchte Zone 3J1. Der innen zylindrische Absc'initt 34 ist koaxial zur Radachse X-X1, liegt an einem entsprechenden zylindrischen Abschnitt 341 der Nabe 3_ an und gewährleistet die Zentrierung des Rads auf der Nabe 3_· Auf dem Kamm 351 der ersten ausgebauchten Zone 35_ kommt die Tragfläche des Kopfs der Befestigungsschraube 5_ der Zentralbefestigung der Radscheibe J1 an der Nabe 3_ zur Anlage. Der Kamm 310 der zweiten ausgebauchten Zone 31 bildet die a vorzugsweise a —
Anlagefläche bzw einen/planen Anlagering, an dem die Radscheibe
-loan der entsprechenden Anlagefläche 32 der Nabe _3 anliegt. Der zylindrische Abschnitt 34 der Zentralbefestigung 3£ ist vorzugsweise mit einer Fläche 342 versehen, die axial innen liegt und zugleich gegenüber dem Kamm 310 der zweiten ausgebauchten Zone 3J1, dh der Anlagefläche 32_ der Nabe 3_> axial um den Abstand e axial nach außen zurückgesetzt ist, wobei sich die Anlagefläche ^2 bis zur Höhe des radial inneren zylindrischen Abschnitts 341 der Nabe fortsetzt.
Der Abstand e zwischen dem zylindrischen Abschnitt 34 und der Anlagefläche 32 erlaubt die Einstellung der Anzugskraft der Befestigungsschraube 5_ der Zentralbefestigung 30_, indem die Befestigungsschraube _5 angezogen wird, bis die am radial inneren Ende der Radscheibe befindliche Fläche 342 des zylindrischen Abschnitts 34 mit der Anlagefläche J52 in Kontakt kommt, was durch die axiale Steifigkeit der Zentralbefestigung ermöglicht wird.
Durch Verringerung des Pöstands e kann ferner dem Kamm 310 der zweiten ausgebauchten Zone 31_ der erforderliche Druck auf die Nabe _3_ verliehen werden, um eine zur Kraftübertragung von der Motorseite her auf das Rad erforderliche Reibung zu erzielen.
Aufgrund des Erfindungskonzepts kann der Radius r des Anlagerings, der durch den Kamm 310 der zweiten ausgebauchten Zone 31 der Zentralbefestigung _30. der Radscheibe I^ gebildet wird und an der Nabe 3_ anliegt, auf einen Wert verringert werden, der höchstens gleich 30 % des Radius r des Wulstsitzes des (nicht dargestellten) Luftreifens auf der Felge A_ ist, wobei der Radius r nach den gültigen Normen gemessen wird.
Erfindungsgemäß kann beispielsweise bei einem Fahrzeugrad mit Trommelbremse, das für Belastungen von mindestens 600 kg
vorgesehen ist, der Kamm 310 der zweiten ausgebauchten Zone 31_ der Zentralbefestigung 30 einen Radius r von mindestens 50 mm, bezogen auf die Radachse X-X', aufweisen, wobei der Krümmungsradius der zum Fahrzeug hin liegenden äußeren Krümmung der zweiten ausgebauchten Zone 3I1 höchstens gleich 8 mm ist. Die innere Fläche des zylindrischen Abschnitts 34, der am zylindrischen Abschnitt 341 der Nabe anliegt, liegt auf einem Radius r_, der mindestens gleich einem Viertel des Radius der
La»
Krümmung des Kamms 310 der zweiten ausgebauchten Zone 31_ ist , und beträgt im vorliegenden Beispiel 12,5 mm. Hinsichtlich des Abstands e zwischen dem zylindrischen Abschnitt 34 und der Nabe 3_ vor dem Anziehen der zentralen Befestigungsschraube 5_ ist es vorteilhaft, eine axiale Steifigkeit der Zentralbefestigung ~5Q_ vorzusehen, die im vorliegenden Beispiel höchstens gleich 108 N/m ist.
Gemäß der oben erläuterten bevorzugten Ausführungsform ist im Bereich J3 der Radscheibe 1_ zwischen der Befestigung J^ der Bremstrommel 2_ an der Radscheibe I1 und der Befestigung 140 der Felge k_ an der Radscheibe J1 eine weitere ausgebauchte Zone 131 vorgesehen. Die axiale Ausdehnung 132 dieser beim vorliegenden Beispiel nach außen ausgebauchten Zone 131, bezogen auf die Befestigung 12 der Bremstrommel 2_ an der Radscheibe J1, ist kleiner als die axiale Ausdehnung 111 des nach außen hin ausgebauchten Bereichs 11_, der radial innerhalb der Verbindung 12 der Bremstrommel 2_ mit der Radscheibe J1 liegt, gemessen in Bezug auf den Kamm 310 der Zentralbefestigung 30 der Radscheibe J1 an der Nabe 3_> die in Kontakt mit der Anlageflache 32 der Nabe 3_ steht.
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Claims (7)

  1. Ansprüche
    mit integrierter Bremstrommel einer Trommelbremse,
    das im wesentlichen besteht aus
    - einer Radscheibe (1) mit einer Zentralbefestigung (30) an der Nabe (3) des Fahrzeugs, die sich radial in einen zur Fahrzeugaußenseite hin ausgebauchten Bereich (11) fortsetzt,
    und
    - einer Felge (4), die an der Radscheibe (1) befestigt ist und zur Aufnahme des Luftreifens dient,
    wobei die Trommelbremse im wesentlichen besteht aus
    - einer am Rad koaxial befestigten Bremstrommel (2) und
    - einer gegenüber der Radachse (X-X') gegen Verdrehung festgelegten Hebelzange mit zwei Bremsbelägen, von denen der eine radial außerhalb und der andere radial innerhalb der Bremstrommel (2) angreift,
    dadurch gekennzeichnet, daß
    - die Bremstrommel (2) an der Radscheibe (1) längs eines Bereichs (14) befestigt ist, der radial außerhalb des ausgebauchten Bereichs (11) der Radscheibe (1) liegt,
    und
    - die Zentralbefestigung (30) als Teile der Radscheibe (1) in Radialrichtung nach außen in der angegebenen Reihenfolge umfaßt:
    558-cas 561-SF-Bk
    - einen mit der Radachse (X-X1) koaxialen zylindrischen Abschnitt (34), der auf einem entsprechenden Abschnitt (341) der Nabe (3) aufgesteckt ist,
    - eine erste, zur Fahrzeugaußenseite hin ausgebauchte Zone (35), auf deren Kamm (351) die Mutter oder Befestigungsschraube (5) zur Zentralbefestigung der Radscheibe (1) an der Nabe (3) angreifen,
    und
    - eine zweite, zur Fahrzeuginnenseite hin ausgebauchte Zone (31), deren Kamm (310) einen Anlagering bildet, der an dem entsprechenden Teil der Nabe (3) anliegt.
  2. 2. Rad nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Bereich (13) der Radscheibe. (1) zwischen dem Bereich der Befestigung (12) der Bremstrommel (2) an der Radscheibe (1) und dem Bereich der Befestigung (140) der Felge (4) an der Radscheibe (1) eine weitere ausgebauchte Zone (131) vorgesehen ist, deren axiale Ausdehnung (132), gemessen in Bezug auf die Lage der Befestigung (12), der Bremstrommel (2) an der Radscheibe (1), kleiner ist als die axiale Ausdehnung (111) der zur Fahrzeugaußenseite hin ausgebauchten Zone (11), die, gemessen in Bezug auf den Kamm (310) der zweiten ausgebauchten Zone (31) der an der Nabe (3) angreifenden Zentralbefestigung (30), radial innerhalb des Bereichs der Befestigung (12) der Bremstrommel (2) an der Radscheibe (1) liegt.
  3. 3. Rad nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Anlagering des Kamms (310) der zweiten ausgebauchten Zone (31) eine Planfläche aufweist.
  4. 4. Rad nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die weitere ausgebauchte Zone (131) zur Fahrzeugaußenseite hin ausgebaucht ist.
  5. 5. Rad nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß
    der radial innerhalb der Zentralbefestigung liegende zylindrische Abschnitt (34) eine axial innen liegende plane Endfläche (342) aufweist, die gegenüber dem Kamm (310) der zweiten ausgebauchten Zone (31) der Zentralbefestigung (30) vor dem Anziehen der Befestigungsschraube (5) oder der Mutter der Zentralbefestigung (30) axial zur Fahrzeugaußenseite hin versetzt ist.
  6. 6. Rad nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Radius r der Anlagefläche des Kamms (310) an der entsprechenden Anlagefläche der Nabe (3) höchstens gleich 30 % des Radius r des Wulstsitzes des Luftreifens auf der Felge (4) beträgt.
  7. 7. Rad nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die zylindrische Innenfläche (341) des zylindrischen Abschnitts (34) der Zentralbefestigung (30) der Radscheibe (1) einen Radius r auf-
    weist, der mindestens gleich 25 % des Radius r der Anlagefläche des Kamms (310) der zweiten ausgebauchten Zone (31) beträgt.
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