DE102007001211A1

DE102007001211A1 - Bremsscheiben-/Nabenverbindung

Info

Publication number: DE102007001211A1
Application number: DE102007001211A
Authority: DE
Inventors: Josef Schropp; Mario Springer
Original assignee: Knorr Bremse Systeme fuer Nutzfahrzeuge GmbH; Knorr Bremse Systeme fuer Schienenfahrzeuge GmbH
Current assignee: Knorr Bremse Systeme fuer Nutzfahrzeuge GmbH; Knorr Bremse Systeme fuer Schienenfahrzeuge GmbH
Priority date: 2007-01-05
Filing date: 2007-01-05
Publication date: 2008-07-10
Anticipated expiration: 2027-01-06
Also published as: DE102007001211B4

Abstract

Eine Bremsscheiben-/Nabenverbindung zur Verbindung einer Bremsscheibe (1) mit einer Bremsscheibennabe (2), wobei die Bremsscheibe (1) mittels umfänglich verteilten, mit der Bremsscheibe (1) und der Bremsscheibennabe (2) korrespondierenden Formschlussmitteln an der Bremsscheibennabe (2) verdrehgesichert gehalten ist, ist so ausgebildet, dass jedes Formschlussmittel aus einem sich radial erstreckenden, einerseits in der Bremsscheibe (1) und andererseits in der Bremsscheibennabe (2) einliegenden Bolzen (6) besteht.

Description

Die Erfindung betrifft eine Bremsscheiben-/Nabenverbindung entsprechend dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Zur Anbindung einer Bremsscheibe an einer Bremsscheibennabe sowie zur Übertragung eines beim Bremsen entstehenden Bremsmomentes auf die Bremsscheibennabe und damit auf ein angeschlossenes Fahrzeugrad, sind ineinander greifende zahnförmige Formschlussmittel bekannt, von denen ein Teil am Innenumfang der Bremsscheibe und ein damit korrespondierender anderer Teil am zugeordneten Außenumfang der Bremsscheibennabe angeordnet ist.
Um eine Demontage der Bremsscheibe beispielsweise zum Bremsscheibenwechsel zu erreichen, sind axial zwischen die einzelnen, miteinander korrespondierenden Zähne eingeschobene Zwischenstücke bekannt, die zur Demontage ausgetrieben werden, so dass die Bremsscheibe leicht abnehmbar ist. Durch diese stoffliche Trennung der Bremsscheibe von der Bremsscheibennabe werden Rissbildungen in der Bremsscheibe weitgehend verhindert, die ansonsten durch die beim Bremsen sich entwickelnde Reibungswärme entstehen können. Die insoweit als separates Bauteil vorliegende Bremsscheibe hat somit die Möglichkeit, sich unter Wärmeeinfluss radial auszudehnen.
Zur Begünstigung dieser Möglichkeit der Bremsscheibe sich radial auszudehnen trägt bei, dass die Bremsscheibe lediglich in geringem Umfang radial an der Bremsscheibennabe fixiert wird.
Eine gattungsgemäße Bremsscheiben-/Nabenverbindung ist aus der EP 1 384 009 B1 bekannt. Allerdings sind die Zwischenelemente gegenüber der Umgebung, d. h. insbesondere in axialer Richtung gesehen, offen, so dass es im Fahrbetrieb sowohl zu Verschmutzungen wie auch zu Korrosionen der Formschlussverbindungen kommt, die eine Demontage der Bremsscheibe, d. h., ein Lösen insbesondere der Zwischenstücke erschweren.
Aufgrund des geringen Bauraumes zwischen der Bremsscheibe und der Bremsscheibennabe müssen, um die Übertragung des anstehenden Bremsmomentes sicher zu ermöglichen, eine Vielzahl von Formschlussteilen, insbesondere der genannten Zwischenstücke zum Einsatz kommen. Da diese Zwischenstücke praktisch einzeln eingesetzt werden, ist der Montage- bzw. Demontageaufwand entsprechend hoch und steht einer Kostenoptimierung entgegen.
Daneben ist die Bearbeitung der Bremsscheibe bzw. der Bremsscheibennabe im Verbindungsbereich relativ aufwendig, da die Aufnahmen für die Zwischenelemente einer gewissen Herstellungsgenauigkeit bedürfen.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Bremsscheiben-/Nabenverbindung der gattungsgemäßen Art so weiterzuentwickeln, dass sie konstruktiv einfachst aufgebaut ist und ihre Herstellung kostengünstiger ist und dass die Montage und Demontage der Bremsscheibe vereinfacht wird.
Diese Aufgabe wird durch eine Bremsscheiben-/Nabenverbindung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
Durch diese konstruktive Ausbildung erfolgt die Bremsmomentenübertragung von der Bremsscheibe auf die Bremsscheibennabe ausschließlich über die sich radial erstreckenden Bolzen, die einerseits in der Bremsscheibennabe und andererseits in der Bremsscheibe derart eingebettet sind, dass sie praktisch gegenüber der äußeren Umgebung gekapselt sind.
Dadurch wird die Gefahr einer Verschmutzung und/oder Korrosion zumindest weitgehend ausgeschlossen, so dass sich eine Demontage der Bremsscheibe, zu der ein Lösen der Bolzen gehört, problemlos und mit geringem Arbeits- und Zeitaufwand bewerkstelligen lässt.
Da sich die Bolzen in radialer Richtung erstrecken und insoweit der Platzbedarf in Umfangsrichtung der Bremsscheibe bzw. der Bremsscheibennabe ohne wesentlichen Belang ist, kann die Dimensionierung der einzelnen Bolzen so ausgelegt werden, dass die Anzahl der durch die Bolzen gebildeten Formschlussmittel gegenüber denen nach dem Stand der Technik reduziert werden kann. Naturgemäß führt dies ebenfalls zu einer Kostenreduzierung sowohl bei der Herstellung wie auch bei der Montage bzw. Demontage.
Nach einer vorteilhaften Ausbildung der Erfindung ist vorgesehen, die Aufnahme für den jeweiligen Bolzen in der Bremsscheibe als Stufenbohrung auszubilden, in der der Bolzen geführt ist. Eine Arretierung des Bolzens kann nach einem Gedanken der Erfindung durch einen Sicherungsstift erfolgen, der den Bolzen in der Bremsscheibe oder der Bremsscheibennabe hält, während er in dem jeweils anderen Bauteil (Bremsscheibennabe oder Bremsscheibe) axial gesichert einliegt.
Alternativ kann in der Stufenbohrung ein Keilsystem mit dem Bolzen korrespondieren, durch das die Bremsscheibe gegenüber der Bremsscheibennabe arretiert ist, wobei dann der Bolzen in ein radial sich erstreckendes Innengewinde der Bremsscheibennabe eingedreht ist.
Das Keilsystem kann ergänzt werden durch eine Dichtung, durch die der Bolzen gegenüber dem Außenbereich geschützt ist.
Die Befestigung des Bolzens erfolgt mittels eines entsprechenden Werkzeuges, durch das der Bolzen in ein Innengewinde der Bremsscheibe bzw. das Innengewinde der Bremsscheibennabe eindrehbar ist.
Zum Lösen der Verbindung, d. h. zum Heraustreiben des Bolzens, können Montageschlitze an der Bremsscheibennabe vorgesehen sein, die jeweils im Überdeckungsbereich mit dem Bolzen vorgesehen sind und durch die ein vorzugsweise keilförmiges Werkzeug führbar ist, mit dem der Bolzen in axialer Richtung nach außen bewegbar ist.
Im übrigen erfolgt der Einsatz der Bolzen vorzugsweise bei sogenannten innen belüfteten Bremsscheiben, die zwei parallel und abständig zueinander angeordnete Reibringe aufweisen, die durch Abstandshalter miteinander verbunden sind. Die abständige Anordnung der Reibringe in einem Teilbereich, insbesondere in dem dem Außenumfang zugewandten Teilbereich, erlaubt einen freien Zugang von der äußeren Umfangsseite der Bremsscheibe hin zu den Bolzen, so dass dadurch beispielsweise die Bolzen problemlos axial bewegt werden können.
Weitere vorteilhafte Ausbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand der beigefügten Zeichnungen beschrieben.
Es zeigen:
1 eine Bremsscheiben-/Nabenverbindung in einer teilweise geschnittenen Seitenansicht
2 die Bremsscheiben-/Nabenverbindung in einer geschnittenen Seitenansicht gemäß der Linie II-II in 1
3 ein weiteres Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Bremsscheiben-/Nabenverbindung in einer geschnittenen Vorderansicht.
In den Figuren sind jeweils eine Bremsscheiben-/Nabenverbindung zur Verbindung einer Bremsscheibe 1 mit einer Bremsscheibennabe 2 dargestellt, wobei die Bremsscheibe 1 mittels Formschlussmitteln an der Bremsscheibennabe 2 verdrehgesichert gehalten ist.
Die umfänglich und vorzugsweise in gleichem Winkelabstand zueinander angeordneten Formschlussmittel bestehen erfindungsgemäß jeweils aus einem sich radial erstreckenden, einerseits in der Bremsscheibe 1 und andererseits in der Bremsscheibennabe 2 einliegenden Bolzen 6.
Bei dem in den 1 und 2 gezeigten Ausführungsbeispiel besteht der Bolzen 6 aus einem in einer Stufenbohrung 7 der Bremsscheibe 1 einliegenden Schaft 8, an den sich in axialer Verlängerung ein Zapfen 8' anschließt, der endseitig ein Außengewinde aufweist, dessen Nenndurchmesser größer ist als der Außendurchmesser des Zapfens 8' im übrigen.
Die Stufenbohrung 7, in der der Schaft 8 positioniert ist, geht auf der der Bremsscheibennabe 2 abgewandten Seite über in ein Innengewinde 9, dessen Nenndurchmesser dem des Außengewindes des Zapfens 8' entspricht.
Zur Montage des Bolzens 6 wird dieser zunächst vom Innenumfang der Bremsscheibe 1 her in die Stufenbohrung 7 eingeschoben und mit dem gewindeseitigen Ende des Zapfens 8' in das Innengewinde 9 eingedreht bis das gewindeseitige Ende des Zapfens 8' aus dem Innengewinde 9 in Richtung des Außenumfangs der Bremsscheibe 1 austritt. In diesem Fall ist der Bolzen 6 radial frei bewegbar, soweit dies die Tiefe der Stufenbohrung 7 zulässt.
Im weiteren Montageverlauf wird die mit dem Bolzen 6 bestückte Bremsscheibe 1 auf die Bremsscheibennabe 2 aufgesetzt, bis die Bolzen 6 mit radial sich erstreckenden Aufnahmen 12 der Bremsscheibennabe 2 in Deckung sind und in die Aufnahmen 12 eingesteckt werden können.
Im Überdeckungsbereich mit der Aufnahme 12 weist jeder Bolzen 14 eine umlaufende Nut 14 auf, in die ein Sicherungsstift 11 eingefügt wird, der eine entsprechende, sich in Achsrichtung der Bremsscheibennabe 2 erstreckende Bohrung durchtritt, die im Wandungsbereich der Aufnahme 12 offen ist, so dass der Sicherungsstift 11 hier in die Nut 14 eingefügt ist. Damit ist eine radiale Sicherung des Bolzens 6 erreicht.
Im übrigen dient der Gewindeansatz des Zapfens 8 der Sicherung des Bolzens 6 bei einem Bruch der Bremsscheibe 1, so dass in diesem Fall sich lösende Bruchteile der Bremsscheibe 1 weitgehend gehalten werden.
Das gegenüberliegende, in die Aufnahme 12 eingefügte Ende des Bolzens 6 ist ebenso wie die Aufnahme 12 konisch ausgebildet, wobei die Aufnahme 12 zum Außenumfang der Bremsscheibennabe 2 hin trichterförmig gestaltet ist. Durch den Konus 10 in Verbindung mit der Koniszität der Aufnahme 12 ist eine leichte Demontage des Bolzens 6 möglich, bei der zunächst der Sicherungsstift 11 entfernt wird und anschließend mittels eines geeigneten Werkzeuges, vorzugsweise eines keilförmigen Werkzeuges, der Bolzen 6 radial nach außen gedrückt wird. Für einen problemlosen Eingriff des Werkzeuges sind in der Bremsscheibennabe 1 Schlitze 13 vorgesehen, von denen jeweils einer einer Aufnahme 12 zugeordnet ist und durch die das genannte Werkzeug einführbar ist.
Die Bremsscheibe 1 weist als sogenannte innen belüftete Bremsscheibe zwei abständig zueinander angeordnete, durch Abstandsbolzen 4 miteinander verbundene Reibringe 3 auf. Die Stufenbohrung 7 ist in einer zwischen den Reibringen 3, vergleichbar den Abstandsbolzen 4 vorgesehenen Rippe 5 angeordnet und kann ebenso wie die zugeordnete Aufnahme 12 beim Gießen der Bremsscheibe 1 bzw. der Bremsscheibennabe 2 mit eingebracht werden.
In diesem Sinne ist auch das Ausführungsbeispiel nach der 3 ausgebildet. Hierbei ist der Bolzen 6 mit einem Gewindezapfen 21 in eine Gewindebohrung 22 der Bremsscheibennabe 2 eingeschraubt, die sich an die Aufnahme 12 der Bremsscheibennabe 2 anschließt.
Das gegenüberliegende Ende des Bolzens 6, das den Schaft 8 bildet, wird in der Bremsscheibe 1 bzw. in der zugeordneten Stufenbohrung 7 durch ein Keilsystem 15 gehalten, das aus einem Führungsring 16, der den Schaft 8 umschließt, und einem Ringkeil 17 besteht, der außenseitig an einer Wandung der Stufenbohrung 7 anliegt. Die einander zugewandten Berührungsflächen des Führungsringes 16 und des Ringkeiles 17 sind als Schrägen ausgebildet, zwischen denen eine Dichtung 18, vorzugsweise aus einer Metallmembran bzw. -folie, eingeklemmt ist.
Zur einfachen Drehung des Bolzens 6 zum Verspannen und Lösen ist ein Drehring 19 auf dem Bolzen 6 gehalten, der mit Abflachungen 20 des Bolzens verdrehsicher korrespondiert. Dieser Drehring 19 ist außenseitig vorzugsweise als Mehrkant ausgebildet zur Aufnahme eines geeigneten Werkzeuges, beispielsweise eines Maulschlüssels. Durch die Dichtung 18 in Verbindung mit dem Drehring 19 wird die Stufenbohrung 7 abgedichtet und damit verhindert, dass der Bolzen 6 korrodiert.
Im übrigen ist durch die radiale Anordnung der Bolzen 6 eine Wämeausdehnung der Bremsscheibe 1 möglich, ohne dass Verspannungen in den Bauteilen entstehen. Daneben wird durch die mögliche großzügige Dimensionierung des Bolzens 6 eine Bremsmomentübertragung erreicht, die die Anzahl der Führungsbolzen, gegenüber den Formschlussmitteln nach dem Stand der Technik reduziert ermöglicht.

1: Bremsscheibe
2: Bremsscheibennabe
3: Reibring
4: Abstandbolzen
5: Rippe
6: Bolzen
7: Stufenbohrung
8: Schaft
8': Zapfen
9: Innengewinde
10: Konus
11: Sicherungsstift
12: Aufnahme
13: Schlitz
14: Nut
15: Keilsystem
16: Führungsring
17: Ringkeil
18: Dichtung
19: Drehring
20: Aufladung
21: Gewindezapfen
22: Gewindebohrung

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

- EP 1384009 B1 [0005]

Claims

Bremsscheiben-/Nabenverbindung zur Verbindung einer Bremsscheibe (1) mit einer Bremsscheibennabe (2), wobei die Bremsscheibe (1) mittels umfänglich verteilten, mit der Bremsscheibe (1) und der Bremsscheibennabe (2) korrespondierenden Formschlussmitteln an der Bremsscheibennabe (2) verdrehgesichert gehalten ist, dadurch gekennzeichnet, dass jedes Formschlussmittel aus einem sich radial erstreckenden, einerseits in der Bremsscheibe (1) und andererseits in der Bremsscheibennabe (2) einliegenden Bolzen (6) besteht.
Bremsscheiben-/Nabenverbindung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Bolzen (6) in einer Aufnahme der Bremsscheibe (1) und einer Aufnahme (12) der Bremsscheibennabe (2) einliegt.
Bremsscheiben-/Nabenverbindung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufnahme in der Bremsscheibe (1) als Stufenbohrung (7) ausgebildet ist.
Bremsscheiben-/Nabenverbindung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Stufenbohrung (7) in einer Rippe (5) zwischen zwei Reibringen (3) der als innen belüftete Bremsscheibe ausgebildeten Bremsscheibe (1) vorgesehen ist.
Bremsscheiben-/Nabenverbindung nach einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass die Stufenbohrung (7) auf ihrer dem Außenumfang der Bremsscheibe (1) zugewandten Seite mit einem Innengewinde (9) versehen ist, dessen Innendurchmesser kleiner ist als die Stufenbohrung (7) im übrigen.
Bremsscheiben-/Nabenverbindung nach einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass der Bolzen (6) einen Schaft (8) und einen sich daran anschließenden Zapfen (8') aufweist, dessen Durchmesser kleiner ist als der Durchmesser des Schaftes (8) und an dessen dem Schaft (8) abgewandten Ende ein Gewindestück angeformt ist, dessen Nenndurchmesser dem Nenndurchmesser des Innengewindes (9) der Stufenbohrung (7) entspricht.
Bremsscheiben-/Nabenverbindung nach einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass der Gewindeabschnitt des Zapfens (8') in Funktionsstellung des Bolzens (6) außerhalb des Innengewindes (9) liegt.
Bremsscheiben-/Nabenverbindung nach einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass der Schaft (8) im Überdeckungsbereich der Aufnahme (12) der Bremsscheibennabe (2) mit einer umlaufenden Nut (14) versehen ist, in der ein in die Bremsscheibennabe (2) eingefügter Sicherungsstift (11) eingreift.
Bremsscheiben-/Nabenverbindung nach einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass der Schaft (8) und die Aufnahme (12) in ihrem gemeinsamen Überdeckungsbereich konisch ausgebildet sind.
Bremsscheiben-/Nabenverbindung nach einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass jeder Aufnahme (12) ein Schlitz (13) zugeordnet ist, durch die ein Werkzeug zum axialen Austreiben des Bolzens (8) aus der Aufnahme (12) einsteckbar ist.
Bremsscheiben-/Nabenverbindung nach einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass der Bolzen (6) einen Gewindezapfen (21) aufweist, mit dem der Bolzen (6) in eine Gewindebohrung (22) der Bremsscheibennabe (2) eingedreht ist.
Bremsscheiben-/Nabenverbindung nach einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass der Bolzen (6) ein Keilsystems (15) aufweist, zur Halterung einer Dichtung (18).
Bremsscheiben-/Nabenverbindung nach einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass das Keilsystem (15) aus einem an dem Schaft (8) des Bolzens (6) anliegenden Führungsring (16) und einem an der Wandung der Stufenbohrung (7) anliegenden Ringkeil (17) besteht, wobei die aneinander liegenden Flächen des Führungsringes (16) und des Ringkeiles (17) in axialer Richtung schräg verlaufen.
Bremsscheiben-/Nabenverbindung nach einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den aneinander liegenden Keilflächen des Führungsringes (16) und des Ringkeiles (17) die Dichtung (18) eingeklemmt ist.
Bremsscheiben-/Nabenverbindung nach einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtung (18) aus einer Metallmembran oder -folie besteht.
Bremsscheiben-/Nabenverbindung nach einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass auf dem Schaft (8) des Bolzens (6) verdrehsicher ein Drehring (19) gehalten ist, mit dem der Bolzen (6) in die Gewindebohrung (22) eindrehbar ist.
Bremsscheiben-/Nabenverbindung nach einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass der Drehring (19) außenseitig eine Werkzeugaufnahme, vorzugsweise in Form eines Mehrkantes aufweist.