DE60104451T2

DE60104451T2 - Scheibe aus verbundwerkstoff für eine scheibenbremse mit geteiltem bremsflächenring

Info

Publication number: DE60104451T2
Application number: DE60104451T
Authority: DE
Inventors: Giovanni Gotti; Mario Giovanni TIRONI
Original assignee: Freni Brembo SpA
Current assignee: Brembo SpA
Priority date: 2001-06-28
Filing date: 2001-06-28
Publication date: 2005-08-04
Anticipated expiration: 2021-06-29
Also published as: EP1384009A1; WO2003002885A1; US20040149525A1; ATE271665T1; US7017718B2; EP1384009B1; ES2223889T3; DE60104451D1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine zusammengesetzte Scheibe für eine Scheibenbremse mit einem Bremsband, das in wenigstens zwei Abschnitte geteilt sein kann, wie im Oberbegriff von Anspruch 1 definiert.
Zusammengesetzte Scheibenbremsen des oben angegebenen Typs sind bekannt und insbesondere zum Gebrauch für schwere Fahrzeuge sowohl für Straßentransport (Lastwagen, gewerbliche Fahrzeuge) als auch für Schienentransport geeignet; bei diesen Scheibenbremsen umfasst das Bremsband zwei Abschnitte, die so lösbar miteinander verbunden sind, dass sie ausgetauscht werden können, wenn ihre Bremsflächen vollständig abgenutzt sind, ohne die Lagereinheit vom Achsschenkel des Rads abnehmen zu müssen. Die Notwendigkeit, Bremsscheiben mit leicht ersetzbaren Bremsbändern zu benutzen, ist von der Tatsache diktiert, dass Lagerhersteller heute eine Lebensdauer garantieren, die viel länger als die von Scheibenbremsen ist, jedoch unter der Bedingung, dass die Lager nach dem ursprünglichen Zusammenbau niemals ausgebaut werden. Es wurde daher der Gebrauch von Bremsscheiben mit Bremsbändern, die in wenigstens zwei Abschnitte geteilt sein können, zu diesem Zweck vorgeschlagen.
Für ein besseres Verständnis des Stands der Technik zu dem betreffenden Thema und dessen innewohnenden Problemen werden zunächst zwei bekannte Lösungen für die Erzeugung einer zusammengesetzten Scheibenbremsenscheibe, die mit einem Bremsband versehen ist, das in zwei Teile geteilt sein kann, beschrieben.
In der Beschreibung und in den beiliegenden Ansprüchen beziehen sich Begriffe wie "axial", "radial" und "tangential" auf einen Anbringungszustand an einem Fahrzeug oder vorzugsweise auf die Symmetrie- und/oder Rotationsachse der Scheibe.
Eine erste Ausführungsform einer Scheibenbremse des oben bezeichneten Typs ist in der Deutschen Patentschrift DE 2 301 246 beschrieben, aus der 4 der beiliegenden Zeichnungen entnommen ist. Unter Bezugnahme auf diese Zeichnung umfasst ein Bremsband 3 einer zusammengesetzten, belüfteten Scheibe 1 für eine Scheibenbremse, die insbesondere im Schienentransport nutzbar ist, einen ersten Abschnitt 3a und einen zweiten Abschnitt 3b, die voneinander getrennt sind. Diese Abschnitte, die Kupplungsflächen aufweisen, welche in einer axialen Trennebene π liegen, sind nebeneinander auf der Höhe jeweiliger flacher Kupplungsflächen 4a und 4b, die durch diese Ebene definiert sind, angeordnet und dann durch tangential ausgerichtete, mit Gewinde versehenen Verbindungselementen 8 miteinander verbunden. Um die Ausrichtung zwischen den beiden Abschnitten 3a, 3b des Bremsbands 3 zu gewährleisten, sind zwei Fixierbolzen 6, die ebenfalls tangential ausgerichtet sind, in jeweilige zylindrische Aufnahmen eingefügt, die in den flachen Kupplungsflächen 4a, 4b ausgebildet sind.
Der hauptsächliche Nachteil dieser Lösung ist, dass es unmöglich ist, die genaue Ausrichtung zwischen den zwei Abschnitten des Bremsbands präzise zu gewährleisten, insbesondere axial, da die Aufgabe des Gewährleistens der Ausrichtung einem Paar tangentialer Bolzen überlassen ist. Der Gebrauch tangentialer Fixierbolzen erfordert tatsächlich, dass ihre Aufnahmen in den flachen Verbindungsflächen 4a, 4b unabhängig voneinander hervorgebracht sind. Infolge der Arbeitstoleranzen, die mit dem Bohren dieser Aufnahmen verbunden sind, sind sie zwangsläufig nicht im selben Abstand (axial) von den axial gegenüberliegenden Flächen der jeweiligen Abschnitte 3a, 3b angeordnet. Wenn die zwei Abschnitte des Bands unter Verwendung eines Paars Bolzen, die in den oben genannten tangentialen Aufnahmen als Bezug für ihre Ausrichtung aneinander eingefügt sind, zusammengesetzt sind, sind die jeweiligen Bremsflächen somit nicht vollkommen aneinander ausgerichtet, insbesondere axial. D.h., diese Flächen definieren keine einzige Bremsebene, sondern es entsteht eine stufenartige Diskontinuität zwischen einer Fläche und der anderen entlang der Verbindungslinie zwischen den zwei Abschnitten des Bands, die beim Bremsen als Werkzeug wirkt und Material von den Bremsflächen von Belägen entfernt, die in Sätteln aufgenommen sind, wodurch bewirkt ist, dass sich die Beläge rasch abnutzen.
Ein zweites Verfahren zum Erzeugen einer zusammengesetzten Scheibe, die mit einem Bremsband versehen ist, das in zwei Abschnitte geteilt sein kann, ist aus der Internationalen Patentschrift WO 93/21453 bekannt; 5 der beiliegenden Zeichnungen, in der Teile und Elemente, die mit denen von 4 identisch sind oder ihnen entsprechen, mit denselben Bezugszeichen bezeichnet sind, ist dieser Schrift entnommen. In diesem Fall sind die zwei Abschnitte 3a, 3b des Bremsbands 3 durch Aufspalten entlang einer im Wesentlichen diametralen Bruchlinie P eines Bands ausgebildet, das vorher durch Gießen einstückig erzeugt wurde. Das Band 3 ist durch Zusammenpassen der zusammenpassenden spröden Bruchflächen 4a, 4b der zwei Abschnitte und Befestigen derselben mithilfe von tangential ausgerichteten Verbindungselementen 8 zusammengesetzt.
Dieser Lösung unterliegt jedoch das Problem, dass es schwierig ist, Formfehler (hauptsächlich die axiale Abweichung der Bremsflächen) zu regeln, die zwangsläufig infolge der Verformungen auftreten, die beim Teilen des Bands verursacht sind und die zu einer erheblichen Anzahl von Ausschussteilen beim Herstellungsvorgang führen können.
Die vorliegende Erfindung schlägt die Bereitstellung einer zusammengesetzten Bremsscheibe vor, die mit einem Bremsband versehen ist, das in wenigstens zwei Abschnitte geteilt sein kann, und die die oben genannten Probleme lösen kann und insbesondere die präzise Ausrichtung zwischen den Bremsflächen nach dem Zusammensetzen der Abschnitte gewährleisten kann.
Dieses Ziel wird gemäß der Erfindung aufgrund der Tatsache erreicht, dass radiale Hohlräume im Bereich der Kupplungsflächen zwischen den Abschnitten, die das Bremsband bilden, ausgebildet sind und radiale, zylindrische Aufnahmen definieren können, in denen jeweilige Fixierbolzen aufnehmbar sind, wie im unabhängigen Anspruch 1 definiert.
Unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen wird unten eine bevorzugte, jedoch nicht einschränkende Ausführungsform der Erfindung beschrieben.
Es zeigen:
1a eine auseinander gezogene Perspektivansicht einer zusammengesetzten Scheibenbremsenscheibe mit einem Bremsband, das ausgebaut werden kann, gemäß der Erfindung;
1b eine Vorderansicht einer zusammengesetzten Scheibenbremsenscheibe, die in der quer verlaufenden Mittelebene der Scheibe unterteilt ist;
2 eine Vorderansicht der zusammengesetzten Scheibe von 1;
3 eine Ansicht der Scheibe von 1, die in der axialen Ebene π unterteilt ist und die zwei Abschnitte der Scheibe trennt;
4 eine Vorderansicht eines ersten Beispiels einer zusammengesetzten Scheibenbremsenscheibe mit einem Bremsband, das ausgebaut werden kann, gemäß dem Stand der Technik; und
5 eine Vorderansicht eines zweiten Beispiels einer zusammengesetzten Scheibenbremsenscheibe mit einem Bremsband, das ausgebaut werden kann, gemäß dem Stand der Technik.
Wie aus 1a bis 3 ersichtlich, in denen Teile und Elemente, die mit denen von 4 und 5 (Stand der Technik) identisch sind oder ihnen entsprechen, mit denselben Bezugszeichen bezeichnet wurden, umfasst eine zusammengesetzte Scheibe 1 gemäß der vorliegenden Erfindung eine Nabe oder Muffe 2 und ein eigenbelüftetes Bremsband 3 mit zwei im Wesentlichen ringförmigen, parallelen Platten oder Elementen 7, die durch Verbindungselemente oder Vorsprünge verschiedener radialer Ausmaße (an sich bekannt) miteinander verbunden sind.
Das Bremsband 3 ist durch eine axiale Teilungsebene π in einen ersten Abschnitt 3a und einen zweiten Abschnitt 3b geteilt, die im Wesentlichen spiegelsymmetrisch sind und durch Anordnen von jeweiligen Paaren von zusammenpassenden, flachen Flächen 4a, 4b einander gegenüber in diametral entgegengesetzten Paaren zusammengesetzt sind.
Zum Gewährleisten der axialen Ausrichtung zwischen den zwei Abschnitten 3a, 3b des Bremsbands 3 sind halbzylindrische Hohlräume 5 in beiden der flachen Kupplungsflächen 4a, 4b ausgebildet und definieren im zusammengesetzten Zustand abgeglichene zylindrische Aufnahmen zum Aufnehmen jeweiliger abgeglichener Fixierbolzen 6. Abschließend sind die zwei Abschnitte des Bands 3 durch mit Gewinde versehene Verbindungselemente 8 befestigt, die ein Paar Schrauben umfassen, welche in den radialen Verbindungselementen der Platten 7 ausgebildet sind und sich durch die radialen Hohlräume 5 in Nachbarschaft des Außendurchmessers des Bands erstrecken. Diese Schrauben, die in radial äußeren Positionen bezüglich der Fixierbolzen 6 angeordnet sind (3), sind in die tangentialen Löcher gepasst, um darin nach dem Einfügen der Bolzen 6 in ihre radialen, zylindrischen Aufnahmen 5 durch Muttern gesperrt zu werden.
Die zusammengesetzte Einheit erscheint wie in 2 und 3 gezeigt.
Das Verfahren zur Herstellung des Bremsbands einer zusammengesetzten Scheibe gemäß der Erfindung sieht im Grunde die folgenden Schritte vor:

– Erzeugen eines ganzen Bremsbands 3, vollkommen maschinell bearbeitet gemäß einem normalen Verarbeitungskreislauf,
– radiales Blindbohren des Bands 3, beginnend von zwei diametral entgegengesetzten Punkten an seiner Außenfläche, und Abgleichen der zwei auf diese Weise hergestellten Löcher 5,
– Ausbilden von zwei tangentialen Löchern, die perfekt an der Mittelebene des Bremsbands 3 ausgerichtet und in diametral entgegengesetzten Positionen in Nachbarschaft des Außendurchmessers des Bremsbands angeordnet sind, und durch die sich die Schäfte der Schrauben 8 erstrecken können,
– Ausbalancieren des Bremsbands 3 auf bekannte Weise und schließlich
– Schneiden des Bremsbands 3 in einer Ebene π, die senkrecht zur Mittelebene des Bands steht und sich durch die Achsen der radialen Löcher 5 erstreckt, beispielsweise durch ein Laser- oder Wasserschneideverfahren, um zwei Abschnitte 3a und 3b zu erzeugen, die zusammengepasst werden können.

Der Austausch eines Bremsbands 3 gemäß der Erfindung umfasst folgende Schritte:

– Entfernen des abgenutzten Bremsbands 3 im Wesentlichen durch folgende Schritte:
– Entfernen der Befestigungselemente 8,
– Herausnehmen der abgeglichenen Bolzen 6 aus den radialen, zylindrischen Aufnahmen 5,
– Entfernen und Trennen des ersten Abschnitts 3a des Bremsbands 3 von der Muffe 2,
– Drehen der Fahrzeugradnabe um etwa eine halbe Drehung, bis der zweite Abschnitt 3b des Bremsbands 3 gelöst werden kann, und
– Entfernen des zweiten Abschnitts des Bremsbands 3 auf dieselbe Weise wie den ersten und
– Anpassen eines neuen Bremsbands 3, im Wesentlichen mittels der folgenden Schritte:
– Anpassen des ersten Abschnitts 3a des Bremsbands 3 auf der Muffe 2,
– Drehen der Fahrzeugradnabe um etwa eine halbe Drehung, bis der erste Abschnitt des Bremsbands 3 in den Bereich des Bremssattels gebracht ist,
– Anpassen des zweiten Abschnitts 3b des Bremsbands 3 auf dieselbe Weise wie den ersten,
– Einfügen von abgeglichenen Bolzen 6 in die radialen, zylindrischen Aufnahmen 5 und
– Anpassen und Anziehen von mit Gewinde versehenen Verbindungselementen 8.

Es ist aus der vorangehenden Beschreibung eindeutig, dass es gemäß der Erfindung möglich ist, ein abgenutztes Bremsband in einem schweren Fahrzeug auszutauschen, ohne die jeweilige Lagereinheit ausbauen zu müssen.
Selbstverständlich können unter Beibehaltung des Prinzips der Erfindung die Ausführungsformen und baulichen Einzelheiten bezüglich jenen, die lediglich als nicht einschränkendes Beispiel beschrieben und dargestellt sind, weitgehend variiert werden, ohne dadurch vom Schutzumfang der Erfindung wie in den beiliegenden Ansprüchen definiert abzuweichen.

Claims

Zusammengesetzte Scheibenbremsenscheibe, insbesondere für schwere Fahrzeuge sowohl für Straßen- als auch Schienentransport des Typs, der eine Nabe bzw. Muffe (2) und ein ringförmiges Bremsband (3) umfasst, wobei das Band wenigstens einen ersten Abschnitt und einen zweiten Abschnitt (3a, 3b) umfasst, die an wenigstens einer axialen Trennebene (π) geteilt sind, die an diesen Abschnitten jeweils Paare planer Flächen (4a, 4b) definiert, die paarweise einander gegenüber angeordnet werden können, um das Band (3) zusammenzusetzen, wobei die Paare planer Flächen (4a, 4b) jeweils Hohlräume (5) aufweisen, die nach dem Zusammensetzen der Abschnitte (3a, 3b) des Bandes (3) zylindrische Aufnahmen bilden können, die zum Aufnehmen entsprechender Fixierbolzen (6) vorhanden sind, und die Abschnitte (3a, 3b) des Bands mittels tangential ausgerichteter, mit Gewinde versehener Verbindungselemente (8) aneinander befestigt werden können, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Hohlräume (5) im Wesentlichen radial erstrecken.
Scheibe nach Anspruch 1, wobei die radialen zylindrischen Aufnahmen (5) und die entsprechenden Fixierbolzen (6) auf den gleichen Durchmesser abgeglichen sind, um zu gewährleisten, dass die Bremsflächen der Abschnitte (3a, 3b) des Bandes (3) koplanar sind.
Scheibe nach Anspruch 2, wobei die Fixierbolzen (6) so abgeglichen sind, dass sie in dem zusammengesetzten Zustand ohne Spiel in den entsprechenden radialen zylindrischen Aufnahmen (5) aufgenommen sind.
Scheibe nach Anspruch 1, wobei die radialen Hohlräume (5), die in den planen Kupplungsflächen (4a, 4b) der Abschnitte (3a, 3b) des Bremsbandes (3) ausgebildet sind, halbzylindrisch geformt und in Bezug auf die axiale Trennebene (π) paarweise symmetrisch sind.
Ringförmiges Bremsband (3) für eine zusammengesetzte Scheibenbremsenscheibe (1), insbesondere für schwere Fahrzeuge sowohl für Straßen- als auch für Schienentransport, wobei das Band (3) wenigstens einen ersten Abschnitt und einen zweiten Abschnitt (3a, 3b) umfasst, die an wenigstens einer axialen Trennebene (π) geteilt sind, die an diesen Abschnitten jeweils Paare planer Flächen (4a, 4b) definiert, die paarweise einander gegenüber angeordnet werden können, um das Band (3) zusammenzusetzen, wobei die Paare planer Flächen (4a, 4b) entsprechende Hohlräume (5) aufweisen, die nach dem Zusammensetzen der Abschnitte (3a, 3b) des Bandes (3) zylindrische Aufnahmen bilden können, die zum Aufnehmen entsprechender Fixierbolzen (6) vorhanden sind, und die Abschnitte (3a, 3b) des Bandes (3) mittels tangential ausgerichteter, mit Gewinde versehener Verbindungselemente (8) aneinander befestigt werden können, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Hohlräume (5) im Wesentlichen radial erstrecken.
Band nach Anspruch 5, wobei die radialen zylindrischen Aufnahmen (5) und die entsprechenden Fixierbolzen (6) auf den gleichen Durchmesser abgeglichen sind, um zu gewährleisten, dass die Bremsflächen seiner Abschnitte (3a, 3b) koplanar sind.
Band nach Anspruch 6, wobei die Fixierbolzen (6) so abgeglichen sind, dass sie in dem zusammengesetzten Zustand ohne Spiel in den entsprechenden radialen zylindrischen Aufnahmen (5) aufgenommen sind.
Band nach Anspruch 7, wobei die radialen Hohlräume (5), die in den planen Kupplungsflächen (4a, 4b) seiner zwei Abschnitte (3a, 3b) ausgebildet sind, halbzylindrisch geformt und in Bezug auf die axiale Trennebene (π) paarweise symmetrisch sind.