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Dokumentenidentifikation DE19652694C2 18.01.2001
Titel Anordnung einer Bremsscheibe an einer Radnabe
Anmelder BPW Bergische Achsen KG, 51674 Wiehl, DE
Erfinder Ebbinghaus, Wilfried, 51674 Wiehl, DE
Vertreter Stenger, Watzke & Ring Patentanwälte, 40547 Düsseldorf
DE-Anmeldedatum 18.12.1996
DE-Aktenzeichen 19652694
Offenlegungstag 25.06.1998
Veröffentlichungstag der Patenterteilung 18.01.2001
Veröffentlichungstag im Patentblatt 18.01.2001
IPC-Hauptklasse B60T 1/06

Beschreibung[de]

Die Erfindung betrifft die Anordnung einer einen Reibring aufweisenden Bremsscheibe an einer Radnabe, die drehbar auf einem Achsschenkel gelagert ist, wobei die Radnabe mit einem Radflansch zur lösbaren Befestigung eines Rades versehen ist und die Bremsscheibe unverdrehbar, aber lösbar über axial verlaufende Vorsprünge und/oder Vertiefungen formschlüssig mit der Radnabe verbunden ist.

Bekannt sind Anordnungen von Bremsscheiben auf Bremsscheibennaben, bei denen die Bremsscheibennabe in Richtung auf den Radflansch der Nabe verlängert und mit einem radial abstehenden Befestigungsflansch ausgebildet ist, über den die Bremsscheibe entweder mittels der Radbolzen oder mittels separater Befestigungsbolzen mit dem Radflansch der Radnabe lösbar verbunden wird. Für einen Wechsel der Bremsbeläge muß das Rad (oder bei Zwillingsbereifung die Räder) demontiert werden, um Zugang zu den Bremsbelägen zu erhalten. Bei einem Bremsscheibenwechsel sind außerdem die Radbolzen bzw. die Befestigungsbolzen zu entfernen, und der Bremssattel ist zumindest teilweise zu demontieren. Während die Radbolzen bzw. Befestigungsbolzen verhältnismäßig einfach zu entfernen sind, ergeben sich erhebliche Schwierigkeiten bei der anschließenden Wiedermontage, da für das Einpressen der entfernten Bolzen kaum Montageraum zur Verfügung steht. Die topfförmige Ausbildung der Bremsscheibennabe mit anschließendem Befestigungsflansch führt zu einer großen Materialansammlung auf der einen Seite der Bremsscheibe, die bei der Erwärmung der Bremsscheibe beim Bremsen eine einseitige thermische Verformung der Bremsscheibe zur Folge hat, die sich schirmartig darstellt.

Eine Anordnung einer Bremsscheibe an einer Radnabe der eingangs genannten Art ist aus der DE 36 05 806 A1 bekannt. Die Dimensionierung der Vorsprünge der Bremsscheibe, die in entsprechende Vertiefungen der Radnabe eingreifen, lassen die Eignung dieser bekannten Anordnung zum Einsatz in Personenkraftwagen erkennen, da die die Bremskraft übertragenden Flächen relativ klein sind. Die Bremsscheibe besteht zwei Segmenten, wobei Vorsprünge lediglich an dem einen Segment angegossen sind. Die Bremsscheibe hat somit keine Nabe. Auch die Radnabe ist nur mit einem sehr schmalen Befestigungsflansch für die Bremsscheibe ausgestattet. Aufgrund dieser Gestaltung ist die bekannte Anordnung zur Übertragung hoher Bremskräfte, wie sie bei Nutzfahrzeugen entstehen, nicht geeignet.

Auch bei der Anordnung nach DE 36 05 806 A1 muß für einen Wechsel der Bremsbeläge das Rad (oder im Falle einer Zwillingsbereifung die Räder) demontiert werden, um Zugang zu den Bremsbelägen zu erhalten. Bei einem Wechsel der Bremsscheibe sind außerdem die Radbolzen zu entfernen und der Bremssattel zumindest teilweise zu demontieren. Zwar lassen sich die Radbolzen verhältnismäßig einfach entfernen. Schwierigkeiten ergeben sich jedoch bei der anschließenden Wiedermontage, da für das Einpressen der entfernten Bolzen kaum Montageraum zur Verfügung steht.

Von Nachteil bei der Anordnung nach der DE 36 05 806 A1 ist ferner die ungleichmäßige Materialanhäufung und damit einhergehend eine einseitige thermische Belastung der Bremsscheibe.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Anordnung einer Bremsscheibe an einer Radnabe zu schaffen, die bei Vereinfachung des Wechsels der Bremsbeläge und auch der Bremsscheibe eine einseitige thermische Belastung der Bremsscheibe vermeidet.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird bei einer Anordnung der eingangs genannten Art vorgeschlagen, daß zur Verwendung an Nutzfahrzeugen die Bremsscheibe mit einer Bremsscheibennabe sowie einer sich in Richtung auf den Radflansch anschließenden axialen Verlängerung und die Radnabe mit einer sich an den Radnabenhals anschließenden axialen Verlängerung versehen und die Vorsprünge und/oder Vertiefungen zur formschlüssigen Verbindung von Bremsscheibe und Radnabe über die gesamte axiale Länge auch im Bereich der Verlängerungen ausgebildet sind.

Mit der erfindungsgemäßen Weiterbildung entfällt eine einseitige, in einem radial abstehenden Befestigungsflansch endende Verlängerung der Bremsscheibennabe, da diese unmittelbar über axial verlaufende Vorsprünge und/oder Vertiefungen mit einer axialen Verlängerung des Radnabenhalses formschlüssig verbunden wird. Hierdurch ergibt sich nicht nur eine einfachere und preiswerter herzustellende Bremsscheibenausführung, sondern auch der Wegfall einer einseitigen Materialanhäufung und damit einer einseitigen thermischen Belastung der Bremsscheibe. Weiterhin wird es möglich, nach einer Positionierung der Bremsscheibe die Radnabe zusammen mit dem Rad vom Achsschenkel abzuziehen, so daß anschließend die Bremsklötze problemlos gewechselt werden können. Sofern für die Lagerung der Radnabe auf dem Achsschenkel eine Konstruktion gewählt wird, die eine Demontage und Montage der Nabeneinheit mittels der Achsmutter gestattet, ergibt sich eine weitere erhebliche Vereinfachung für den Bremsklotzwechsel.

Gemäß einem weiteren Merkmal ist die Bremsscheibennabe auf der Verlängerung des Radnabenhalses in axialer Richtung durch einen Haltering festgelegt, der an der Stirnfläche des Radnabenhalses lösbar befestigt ist. Da die Übertragung des Bremsmomentes zwischen Bremsscheibe und Radnabe über die axial verlaufenden Vorsprünge und/oder Vertiefungen erfolgt, dient der Haltering ausschließlich der axialen Lagesicherung der Bremsscheibe an der Radnabe, so daß für die Befestigung des Halteringes an der Stirnfläche des Radnabenhalses wenige Schrauben genügen.

Um eine unerwünschte Erwärmung des Halteringes durch Einleitung von Wärme aus der Bremsscheibennabe zu verhindern, kann gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung die Anlagefläche des Halteringes an der Stirnfläche der Bremsscheibennabe auf einen schmalen Ring begrenzt sein. Da bis auf diesen schmalen Ring zwischen der Stirnfläche der Bremsscheibennabe und dem Flansch des Halteringes ein Luftspalt entsteht, reduziert sich die Einleitung von Wärme aus der Bremsscheibe in den Haltering auf ein vertretbares Maß.

Mit der Erfindung wird weiterhin vorgeschlagen, den Haltering zugleich als Polring für ein ABS-System auszubilden. Hierdurch entfällt ein bisher notwendiges zusätzliches Bauteil.

Mit der Erfindung wird schließlich vorgeschlagen, den Reibring der Bremsscheibe in an sich bekannter Weise mit einem zentralen Kühlkanal und mit in beiden Stirnflächen mündenden Kühllufteintrittsöffnungen zu versehen, um eine gute Kühlung des Reibringes zu erzielen.

Auf der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt, und zwar zeigt:

Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine drehbar auf einem Achsschenkel angeordnete Radnabe mit an der Radnabe befestigter Bremsscheibe,

Fig. 2 einen nur hälfig dargestellten Querschnitt durch die Bremsscheibe gemäß der Schnittlinie II-II in Fig. 1 und

Fig. 3 eine ebenfalls nur hälftig dargestellte rückwärtige Ansicht gemäß dem Pfeil III in Fig. 1.

Mit strichpunktierten Linien ist in Fig. 1 ein Achsschenkel 1 dargestellt, auf dem eine Radnabe 2 drehbar gelagert ist. Die Lagerung erfolgt mittels eines vorderen und eines hinteren Wälzlagers 3 bzw. 4, die beim Ausführungsbeispiel jeweils als Kegelrollenlager ausgeführt sind, wobei das hintere Wälzlager 4 größer ist als das vordere Wälzlager 3.

Bei der in Fig. 1 dargestellten Lagerung wird der innere Lagerring des hinteren Wälzlagers 4 durch einen Stoßring 5 auf dem Achsschenkel 1 positioniert. Dieser Stoßring 5 hat einen radial nach außen abstehenden Flansch, der bis nahe an die Bohrung der Radnabe 2 heranreicht. Hinter diesem Flansch des Stoßringes 5 ist in der Radnabe 2 ein Sprengring 6 angeordnet. Der Innenring des vorderen Wälzlagers 3 wird auf dem Achsschenkel 1 unter Zwischenfügen eines Anlaufringes 7 durch eine Achsmutter 8 festgelegt, die auf einen entsprechenden Gewindeabschnitt des Achsschenkels 1 aufgeschraubt wird und wiederum mit einem bis an die Bohrung der Radnabe 1 heranreichenden Flansch versehen ist. Vor diesem Flansch der Achsmutter 8 ist wiederum ein Sprengring 9 in der Radnabe 2 angeordnet. Zum Schutz der Lagerung ist auf das vordere Ende der Radnabe 2 eine Achskappe 10 aufgeschraubt.

Die Radnabe 2 ist mit einem radial abstehenden Radflansch 2a versehen, in dem Bohrungen 2b für auf der Zeichnung nicht dargestellte Radbolzen ausgebildet sind. Mittels dieser Radbolzen wird ein Rad an der Radnabe 2 befestigt.

Mit strichpunktierten Linien ist angedeutet, wie beim Stand der Technik durch die Radbolzen zugleich ein Befestigungsflansch F einer Bremsscheibe 11 befestigt wurde, die eine Bremsscheibennabe 11a und einen Reibring 11b umfaßt. Weiterhin sind mit strichpunktierten Linien ein Bremssattel 12 und zwei Bremsklötze 13 angedeutet. Zur besseren Kühlung ist der Reibring 11b der Bremsscheibe 11 mit einem zentralen Kühlkanal 11c und mit in beiden Stirnflächen mündenden Kühllufteintrittsöffnungen 11d versehen.

Im Gegensatz zum bekannten Stand der Technik wird die Bremsscheibennabe nicht mittels eines strichpunktiert eingezeichneten Befestigungsflansches F mit dem Radflansch 2a der Radnabe 2 drehfest verbunden, sondern durch axial verlaufende Vorsprünge und/oder Vertiefungen an der Innenfläche der Bremsscheibennabe 11a, die mit entsprechenden Vertiefungen und/oder Vorsprüngen einer axialen Verlängerung 2d des Radnabenhalses 2c zusammenwirken. Diese in der Art einer Keilwelle ausgebildeten Vorsprünge 11e und Vertiefungen 11f sind in Fig. 2 zu erkennen. Diese Darstellung zeigt weiterhin, daß die beiden ringförmigen Teile des Reibringes 11b innerhalb des zentralen Kühlkanals 11c durch radial verlaufende Rippen 11g miteinander verbunden sind.

Um die zur Übertragung des Bremsmomentes zwischen Bremsscheibe 11 und Radnabe 2 erforderlichen Flächen zur Verfügung zu stellen, ist beim dargestellten Ausführungsbeispiel die Bremsscheibennabe 11a in Richtung auf den Radflansch 2a der Radnabe 2 mit einer axialen Verlängerung 11h versehen. Hierdurch ergeben sich ausreichend große Flächen für die formschlüssige Verbindung zwischen Bremsscheibe 11 und Radnabe 2 in Umfangsrichtung. Die axiale Festlegung der Bremsscheibe 11 an der Radnabe 2 erfolgt mittels eines Halteringes 14, der beim Ausführungsbeispiel durch sechs Schrauben 15 an der Stirnfläche der axialen Verlängerung 2d der Radnabe 2 befestigt wird und mit einer schmalen ringförmigen Anlagefläche an der Stirnfläche der Bremsscheibennabe 11a anliegt. Bis auf diese schmale ringförmige Anlagefläche des Halteringes 14 an der Stirnfläche der Bremsscheibennabe 11a wird zwischen diesen beiden Teilen ein Luftspalt gebildet, so daß die Übertragung von Wärme von der Bremsscheibe 11 auf den Haltering 14 auf zulässige Werte beschränkt wird.

Um verschlissene Bremsklötze 13 zu entfernen und durch neue Bremsklötze 13 zu ersetzen, wird als erstes der Haltering 14 durch Herausdrehen der Schrauben 15 gelöst. Anschließend wird die Bremsscheibe 11 in ihrer Position auf geeignete Weise fixiert. Nunmehr wird nach Abschrauben der Achskappe 10 und Entsichern der Achsmutter 8 die Achsmutter 8 gedreht. Hierbei zieht die Achsmutter 8 über ihren am Sprengring 9 anliegenden Flansch die Radnabe 2 vom Achsschenkel 1 ab, wobei über den hinteren Sprengring 6 und den Stoßring 5 auch das hintere Wälzlager 4 mitgenommen wird. Da das am Radflansch 2a befestigte Rad beim Abziehen der Radnabe 2 vom Achsschenkel 1 an der Radnabe 2 verbleibt, liegt anschließend die Scheibenbremse zum Austausch der Bremsklötze 13 frei.

Nach dem Austausch der Bremsklötze 13 ist es lediglich erforderlich, beim Aufziehen der Radnabe 2, das wiederum mit Hilfe der Achsmutter 8 erfolgt, darauf zu achten, daß die Vorsprünge 11e und Vertiefungen 11f der Bremsscheibe 11 ordnungsgemäß in die entsprechenden Vertiefungen bzw. Vorsprünge der Verlängerung 2d des Radnabenhalses 2c der Radnabe 2 eingreifen. Sobald die Radnabe 2 ihre ordnungsgemäße Lage auf dem Achsschenkel 1 erreicht hat, wird die Achsmutter 8 gesichert, die Achskappe 10 aufgeschraubt, der Haltering 14 mit Hilfe der Schrauben 15 befestigt und die für den Bremsklotzwechsel erfolgte Festlegung der Bremsscheibe 11 aufgehoben.

Aus den voranstehenden Darlegungen geht hervor, daß sich das Auswechseln der Bremsklötze 13 erheblich erleichtert. Weiterhin ist zu erkennen, daß durch den Wegfall des strichpunktierten eingezeichneten Befestigungsflansches F eine einfacherere Konstruktion der Bremsscheibe 11 geschaffen wird, wobei gleichzeitig einseitige Materialanhäufungen vermieden werden, die zu einer einseitigen thermischen Belastung des Reibringes 11b der Bremsscheibe 11 führen. Bezugszeichenliste 1 Achsschenkel

2 Radnabe

2a Radflansch

2b Bohrung

2c Radnabenhals

2d Verlängerung

3 Wälzlager

4 Wälzlager

5 Stoßring

6 Sprengring

7 Anlaufring

8 Achsmutter

9 Sprengring

10 Achskappe

11 Bremsscheibe

11a Bremsscheibennabe

11b Reibring

11c Kühlkanal

11d Kühllufteintrittsöffnung

11e Vorsprung

11f Vertiefung

11g Rippe

11h Verlängerung

12 Bremssattel

13 Bremsklotz

14 Haltering

15 Schraube

F Befestigungsflansch


Anspruch[de]
  1. 1. Anordnung einer einen Reibring (11b) aufweisenden Bremsscheibe (11) an einer Radnabe (2), die drehbar auf einem Achsschenkel (1) gelagert ist, wobei die Radnabe (2) mit einem Radflansch (2a) zur lösbaren Befestigung eines Rades versehen ist und die Bremsscheibe (11) unverdrehbar, aber lösbar über axial verlaufende Vorsprünge (11e) und/oder Vertiefungen (11f) formschlüssig mit der Radnabe (2) verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß zur Verwendung an Nutzfahrzeugen die Bremsscheibe (11) mit einer Bremsscheibennabe (11a) sowie einer sich in Richtung auf den Radflansch (2a) anschließenden axialen Verlängerung (11h) und die Radnabe (2) mit einer sich an den Radnabenhals (2c) anschließenden axialen Verlängerung (2d) versehen und die Vorsprünge (11e) und/oder Vertiefungen (11f) zur formschlüssigen Verbindung von Bremsscheibe (11) und Radnabe (2) über die gesamte axiale Länge auch im Bereich der Verlängerungen (2d, 11h) ausgebildet sind.
  2. 2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Bremsscheibennabe (11a) auf der Verlängerung (2d) des Radnabenhalses (2c) in axialer Richtung durch einen Haltering (14) festgelegt ist, der an der Stirnfläche des Radnabenhalses (2c) lösbar befestigt ist.
  3. 3. Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Anlagefläche des Halteringes (14) an der Stirnfläche der Bremsscheibennabe (11a) auf einen schmalen Ring begrenzt ist.
  4. 4. Anordnung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Haltering (14) als Polring für ein ABS-System ausgebildet ist.
  5. 5. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Reibring (11b) der Bremsscheibe (11) in an sich bekannter Weise mit einem zentralen Kühlkanal (11c) und mit in beiden Stirnflächen mündenden Kühllufteintrittsöffnungen (11d) versehen ist.






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