DE10125208B4 - Schwenklager einer Lager- und Bremseinheit für ein Fahrzeugrad - Google Patents
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Abstract
Schwenklager
(46) einer Lager- und Bremseneinheit für ein Fahrzeugrad, das Schwenklager (46)
hat a) mindestens eine Halterung für die Befestigung des Schwenklagers
(46), b) einen integrierten Zylinder (52) einer Zylinder/Kolbeneinheit,
der eine Zylinderachse (54) aufweist, c) einen Radträger (48),
der zentrisch zu einer Rotationsachse (28) ist und für die Aufnahme
eines Radlagers (38) ausgebildet ist, und d) einen Führungsarm
(58) mit Führungsbahnen
(60), die der Aufnahme von Bremsklötzen (64) dienen, dadurch gekennzeichnet,
dass der Führungsarm
(58) einstückig
mit dem restlichen Schwenklager (46) verbunden ist und im Wesentlichen
parallel zur Rotationsachse (28) und zur Zylinderachse (54) verläuft.
Description
- Die Erfindung bezieht sich auf ein Schwenklager einer Lager- und Bremseinheit für ein Fahrzeugrad sowie auf eine Lager- und Bremseneinheit mit einem derartigen Schwenklager. Sie betrifft ein Schwenklager einer Lager- und Bremseneinheit für ein Fahrzeugrad, das Schwenklager hat a) mindestens eine Halterung für die Befestigung des Schwenklagers, b) einen integrierten Zylinder einer Zylinder/Kolbeneinheit, der eine Zylinderachse aufweist und c) einen Radträger, der zentrisch zu einer Rotationsachse ist und für die Aufnahme eines Radlagers ausgebildet ist.
- Aus der WO 98 / 25804 A1 ist eine Lager- und Scheibenbremseneinheit dieser Art bekannt. Sie hat in unmittelbarer Nähe des Zylinders eine Anlagefläche für einen separaten Führungsarm. Der Führungsarm wiederum hat ein freies Ende, an das ein Abschlussteil angesetzt werden kann. Der Führungsarm bildet Führungsbahnen für Bremsklötze aus. Die Bremsklötze haben den Führungsbahnen angepasste Führungsmittel. Dadurch lassen sich die Bremsklötze parallel zur Zylinderachse des Zylinders entlang der Führungsbahnen verschieben. Die Bremsklötze werden in den Führungsbahnen gehalten. Die Führungsbahnen nehmen auch die Reaktionskräfte beim Bremsen auf.
- Die Verbindung des Schwenklagers mit dem Führungsarm und dem Abschlussteil wird durch zwei Schraubbolzen bewirkt. Diese sind von der Seite, die vom Abschlussteil abgewandt ist, in Bohrungen gesteckt, die parallel zur Zylinderachse einerseits durch das Schwenklager und andererseits durch den Führungsarm verlaufen. Die Köpfe dieser Schraubbolzen sind relativ schwer zugängig, sie befinden sich auf der vom Rad abgewandten Seite der Lager- und Bremseinheit nach der genannten WO-Schrift.
- Weiterhin wird aufgrund der Schraubverbindung nicht immer eine präzise Positionierung des Führungsarmes relativ zum Schwenklager erreicht. Insbesondere bei Wartungsarbeiten kann nicht sichergestellt werden, dass die kontaktierenden Flächen von Schwenklager und Führungsarm genau positioniert sind, völlig schmutzfrei sind und so verbunden werden, dass die Führungsbahnen des Führungsarmes exakt parallel zur Zylinderachse und damit zur Rotationsachse verlaufen. Hinzu kommt die Fertigungsungenauigkeit, die grundsätzlich zu berücksichtigen ist.
- Schliesslich werden über die relativ langen Schraubbolzen grosse Kräfte übertragen. Bei den thermischen Belastungen, die die gesamte Einheit bei Bremsvorgängen ausgesetzt ist, kommt es zu unterschiedlichen thermischen Ausdehnungen und hohen Belastungen. Dies führt zu Problemen.
- Hier setzt nun die Erfindung ein. Sie hat es sich zur Aufgabe gemacht, die Verbindung von Führungsarm und Schwenklager zu verbessern, sodass die Parallelität der Führungsbahnen mit der Zylinderachse stets gesichert ist, eine hohe Festigkeit erreicht wird und Montage und Wartung erleichtert werden.
- Ausgehend von dem Schwenklager der eingangs genannten Art für eine Lager- und Bremseneinheit wird diese Aufgabe dadurch gelöst, dass das Schwenklager weiterhin einen Führungsarm aufweist, der einstückig mit dem restlichen Schwenklager verbunden ist, der im wesentlichen parallel zur Rotationsachse und zur Zylinderachse verläuft und Führungsbahnen aufweist, die der Aufnahme von Bremsklötzen dienen.
- Erfindungsgemäss ist nun der Schwenkarm ein einstückiges Teil des Schwenklagers. Dadurch ist die Ausrichtung der Führungsbahnen in Bezug auf die Zylinderachse einmal vorgegeben und kann auch bei Montage und Wartung nicht mehr verändert werden. Die am Führungsarm angreifenden Kräfte beim Bremsvorgang werden unmittelbar in die restlichen Teile des Schwenklagers eingeleitet. Die Montage der Bremsklötze wird dadurch vereinfacht, dass nun nur noch das Abschlussteil abgeschraubt werden muss, das mit relativ kurzen Schrauben am Führungsarm des Schwenklagers verankert wird. Hierzu hat der Führungsarm Gewindebohrungen, vorzugsweise Gewindesackbohrungen. Die Köpfe der Befestigungsschrauben sind nun von der Radseite zugängig.
- Insgesamt wird die Anzahl der Teile reduziert, es werden bessere Verhältnisse für die Übertragung der Kräfte erreicht, Montage und Wartung werden deutlich vereinfacht. Die Bremsklötze sind nun präzise zu den Bremsscheiben positioniert. Die Rotationsachse verläuft parallel zu den Führungsbahnen.
- Das Schwenklager nach der Erfindung lässt sich vorzugsweise so fertigen, dass in einer Aufspannung sowohl die Führungsbahnen als auch der Zylinder der Zylinder/Kolbeneinheit und vorzugsweise auch der Radträger bearbeitet werden. Dadurch sind die Führungsbahnen, die Zylinderachse und die Rotationsachse parallel zueinander. Diese Parallelität kann bei der Montage und späteren Wartung nicht mehr verändert werden, da sie durch das Schwenklager selbst vorgegeben ist.
- Weitere Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den übrigen Ansprüchen sowie der nun folgenden Beschreibung von zwei nicht einschränkend zu verstehenden Ausführungsbeispielen der Erfindung, das unter Bezugnahme auf die Zeichnung im folgenden näher erläutert wird. In dieser Zeichnung zeigen:
-
1 : Eine perspektivische Darstellung in Form eines Montagebildes einer Lager- und Scheibenbremseneinheit, -
2 : eine perspektivische Darstellung in anderer Blickrichtung, aber wiederum in Form eines Montagebildes der Einheit gemäss1 , -
3 : ein perspektivisches Schnittbild mit einer Schnittebene, die bestimmt ist durch die Rotationsachse der Nabe und die Zylinderachse der Zylinder/Kolbeneinheit, -
4 : ein perspektivisches Montagebild in Form eines Ausschnittes aus der kompletten Einheit, gezeigt sind zwei Bremsscheiben, eine Nabe, ein Radlager und ein Aussengelenk, wiederum in Form eines Montagebildes, -
5 : ein perspektivisch dargestellter Schnitt durch ein Schwenklager, die Schnittebene ist wiederum durch die Rotationsachse und die Zylinderachse der Zylinder/Kolbeneinheit bestimmt, und -
6 : einen Schnitt in einer Radialebene eines zweiten Ausführungsbeispiels der Bremsscheibe mit Nabe. - Die in den
1 bis5 gezeigte Lager- und Scheibenbremseneinheit hat zwei Bremsscheiben20 ,21 , die baugleich sind. Die bestehen jeweils aus einem Aussenring22 und einem Innenring24 . Der Aussenring22 ist im we sentlichen als Reibring ausgeführt, in der konkreten Ausführung ist er aus Metall gefertigt. Ein anderes Material ist möglich. Er hat an seiner Innenfläche Taschen26 , die nach innen hin offen sind und sich in radialer Richtung erstrecken. Die radiale Richtung ist bezogen auf eine Rotationsachse28 , die in den Figuren strichpunktiert eingezeichnet ist. Sie ist die Rotationsachse eines hier nicht dargestellten Rades, das an einer Nabe30 befestigt werden kann, die hierzu Aufnahmebohrungen für Radbolzen hat. Auf diese Rotationsachse28 sind die Begriffe axial, radial bzw. in Umfangsrichtung bezogen. - Vom Innenring
24 stehen Finger32 radial nach aussen weg. Diese Finger32 sind so dimensioniert, dass sie in die Taschen26 eingreifen. Sie füllen diese im Querschnitt aus. Dadurch sind Innenring24 und Aussenring22 sowohl in Umfangsrichtung als auch in axialer Richtung fest miteinander verbunden. In radialer Richtung kann sich der Aussenring22 vom Innenring24 wegbewegen. Dies geschieht, wenn der Aussenring22 bei einem Bremsvorgang erhitzt wird und sich nach aussen ausdehnt. Zur Offenbarung wird auch auf dieEP 1 225 356 A1 verwiesen und bezug genommen. - Der Innenring
24 bildet einen Innenmantel aus, der unrund ist. In der konkreten Ausführung wird er im wesentlichen durch einen Zylinder begrenzt, der zusätzlich halbkreisförmige Ausnehmungen hat, von denen acht Stück vorgesehen sind. Diese Ausnehmungen bilden innere Mitnehmer. - Die Nabe
30 hat einen Aussenmantel36 mit in Axialrichtung gesehen gleicher Form wie der Innenmantel34 , sie hat äussere Mitnehmer. Dadurch passt der Innenring24 genau auf die Nabe30 . Der Innenring24 kann in Axialrichtung gegenüber der Nabe30 verschoben werden, eine Bewegung in Umfangsrichtung oder in Radialrichtung ist aber nicht möglich. Gleichachsig zur Nabe30 und in ihrer unmittelbaren Nähe befindet sich ein Radlager38 . Im zusammengebauten Zustand der Einheit sitzt es auf einer Lagerfläche40 eines Aussengelenks42 . Dieses hat axial versetzt zur Lagerfläche40 einen unrunden Bereich44 , der einen trochidoalen Querschnitt hat. Einen entsprechenden Querschnitt hat eine Innenausnehmung der Nabe30 . Auf diese Weise ist die Nabe drehfest mit dem Aussengelenk42 verbunden. Zur Offenbarung wird auf dieEP 1 225 356 A1 verwiesen und bezug genommen. - Ein Schwenklager
46 bildet einen Radträger48 aus, hier ist das Radlager38 im zusammengebauten Zustand eingesetzt, wie3 zeigt. Das Schwenklager hat mehrere Halterungen50 für seine Befestigung. Das Schwenklager46 hat weiterhin einen einstückig mit ihm zusammenhängenden Bereich, in dem ein Zylinder52 einer Zylinderkolbeneinheit angeordnet ist. Seine Zylinderachse54 ist parallel zur Rotationsachse28 . In diesem Zylinder52 ist ein Kolben56 verschiebbar geführt. - In unmittelbarer Nähe des Kolbens und auf seiner von der Rotationsachse
28 abgewandten Seite springt einstückig am Schwenklager56 ein Führungsarm58 vor. Er übergreift im zusammengebauten Zustand die Bremsscheiben20 ,21 , siehe3 . Er bildet zwei gegenüberliegende, innenliegende Führungsbahnen60 aus, die nahezu Kreisquerschnitt haben, aber eben zueinander gewandt geöffnet sind. - Der Führungsarm
58 hat ein freies Ende. Im zusammengebauten Zustand ist auf dieses freie Ende ein Abschlussteil62 aufgesetzt. Es wird über zwei seitliche Schraubbolzen, die in (nicht dargestellte) Gewindesackbohrungen des Führungsarms58 eingreifen, mit diesem verbunden. Die Gewindesackbohrungen verlaufen parallel zur Rotationsachse28 . - Es sind insgesamt drei Bremsklötze
64 vorgesehen, die zwischen sich die Aussenringe22 der Bremsscheiben20 und21 aufnehmen. Die Bremsklötze66 haben jeweils zwei in Gegenrichtung zueinanderweisende Führungsmittel66 , die als Nasen ausgebildet sind. Sie greifen in die Führungsbahnen60 . Durch die Führungsmittel66 werden die Bremsklötze64 gehalten, sie kön nen parallel zur Rotationsachse28 in den Führungsbahnen60 verschoben werden. -
6 zeigt schematisch einen Innenring24 , der aus Keramik gefertigt ist. Er hat Taschen26 , die sich vom Aussenbereich des Innenrings24 radial nach innen erstrecken. Der Aussenring22 ist aus Metall gefertigt, er ist im Verbundguss hergestellt. Dadurch füllen seine Finger32 die Taschen26 aus. Der Innenring hat eine Ausnehmung, dadurch ist die Kontaktfläche mit der Nabe30 verringert.
Claims (10)
- Schwenklager (
46 ) einer Lager- und Bremseneinheit für ein Fahrzeugrad, das Schwenklager (46 ) hat a) mindestens eine Halterung für die Befestigung des Schwenklagers (46 ), b) einen integrierten Zylinder (52 ) einer Zylinder/Kolbeneinheit, der eine Zylinderachse (54 ) aufweist, c) einen Radträger (48 ), der zentrisch zu einer Rotationsachse (28 ) ist und für die Aufnahme eines Radlagers (38 ) ausgebildet ist, und d) einen Führungsarm (58 ) mit Führungsbahnen (60 ), die der Aufnahme von Bremsklötzen (64 ) dienen, dadurch gekennzeichnet, dass der Führungsarm (58 ) einstückig mit dem restlichen Schwenklager (46 ) verbunden ist und im Wesentlichen parallel zur Rotationsachse (28 ) und zur Zylinderachse (54 ) verläuft. - Schwenklager (
46 ) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Führungsarm (58 ) ein freies Ende hat, dass ein Abschlussteil (62 ) vorge sehen ist, das auf das freie Ende aufsetzbar ist und mittels Montageschrauben am Führungsarm (58 ) lösbar befestigt ist. - Schwenklager (
46 ) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Führungsbahn (60 ) en und der Zylinder (52 ) der Zylinder/Kolbeneinheit in ein- und derselben Einspannung des Schwenklagers (46 ) gefertigt sind, sodass sie eine möglichst grosse Parallelität aufweisen. - Schwenklager (
46 ) einer Lager- und Bremseneinheit nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass auch der Radträger (48 ) in derselben Aufspannung des Schwenklagers (46 ) bearbeitet ist. - Lager- und Scheibenbremseneinheit mit einem Schwenklager (
46 ) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass im Radlager (38 ) ein Aussengelenk (42 ) angeordnet ist, dass das Aussengelenk (42 ) eine Aufnahmefläche für das Radlager (38 ) und axial versetzt hierzu einen unrunden Bereich mit trochidoaler Querschnittsform aufweist, in dem das Aussengelenk (42 ) mit einer Nabe (30 ) verbunden ist, die an ihrer Innenausnehmung entsprechend geformt ist. - Lager- und Scheibenbremseneinheit mit einem Schwenklager (
46 ) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Nabe (30 ) vorgesehen ist, die um die Rotationsachse (28 ) rotiert, dass die Nabe (30 ) an ihrem Aussenmantel (36 ) äussere Mitnehmer aufweist, dass mindestens eine Bremsscheibe (20 ) vorgesehen ist, die einen Innenmantel (34 ) aufweist, der in Kontakt mit dem Aussenmantel (36 ) ist und der innere Mitnehmer aufweist, sodass die Bremsscheibe (20 ) relativ zur Nabe (30 ) in Richtung der Rotationsachse (28 ) verschiebbar, aber sowohl in Umfangsrichtung als auch in radialer Richtung fest mit der Nabe (30 ) verbunden ist. - Lager- und Scheibenbremseneinheit mit einem Schwenklager (
46 ) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Bremsscheibe (20 ) eine Aussenring (22 ) und einen Innenring (24 ) aufweist, dass nur der Innenring (24 ) den Innenmantel (34 ) mit den inneren Mitnehmern ausbildet, dass Innenring (24 ) und Aussenring (22 ) drehstarr miteinander verbunden sind, dass nur der Aussenring (22 ) einen Reibring aufweist und dass Mittel vorgesehen sind, die eine Übertragung von Wärme vom Reibring zum Innenmantel (34 ) behindern und die zwischen Reibring und Innenmantel (34 ) angeordnet sind. - Lager- und Scheibenbremseneinheit mit einem Schwenklager (
46 ) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel einerseits Finger (32 ), die sich von einem Ring (Aussenring (22 ) oder Innenring (24 )) in radialer Richtung erstrecken, und andererseits Taschen (26 ) aufweisen, die am anderen Ring angeordnet sind, die radial zugängig sind und in die die Finger (32 ) so eingreifen, dass eine radiale Bewegung zwischen Fingern (32 ) und Taschen (26 ) möglich ist, eine Bewegung in Umfangsrichtung und in Axialrichtung aber nicht. - Lager- und Scheibenbremseneinheit mit einem Schwenklager (
46 ) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel darin bestehen, dass der Innenring (24 ) aus einem Material mit sehr geringer thermischer Leitfähigkeit, insbesondere Keramik, gefertigt ist. - Lager- und Scheibenbremseneinheit mit einem Schwenklager (
46 ) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens zwei Bremsscheiben (20 ,21 ) vorgesehen sind, dass eine Nabe (30 ) vorgesehen ist, die aus mindestens zwei Teilnaben gebildet ist, von denen jede Teilnabe jeweils nur einer Bremsscheibe (20 ) zugeordnet ist, und dass die Teilnaben fest zu einer gesamten Nabe (30 ) verbunden sind.
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