DE69719327T2

DE69719327T2 - Radnabe und bremsscheibenvorrichtung für ein fahrzeugrad und feststellring

Info

Publication number: DE69719327T2
Application number: DE69719327T
Authority: DE
Inventors: Ingemar Dagh; Mats Fagergren
Original assignee: Volvo Lastvagnar AB
Current assignee: Volvo Truck Corp
Priority date: 1996-06-17
Filing date: 1997-06-16
Publication date: 2003-12-11
Anticipated expiration: 2017-06-17
Also published as: WO1997048919A1; DE69719327D1; SE9602385D0; US5988613A; JP2000514530A; AU3201697A; EP0906522A1; BR9709796A; SE508173C2; EP0906522B1; SE9602385L

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Radnabe und eine Bremsscheibenanordnung für ein Fahrzeugrad, mit einer über eine Lagereinrichtung an einem Achsschenkel montierten Nabe, einer nicht drehbar an einem Tragabschnitt der Nabe montierten Bremsscheibe, und einem Feststellring, der axial an einem Ende des Tragabschnitts befestigt ist, wobei der Feststellring eine erste Seitenfläche besitzt, die in Kontakt mit einer Seitenfläche an der Bremsscheibe liegt, und eine zweite Seitenfläche besitzt, die radial innerhalb der ersten Seitenfläche liegt, wobei die zweite Seitenfläche in Kontakt mit einer Fläche der Nabe liegt, wobei die Seitenfläche an der Nabe parallel zu der Seitenfläche an der Bremsscheibe ist, und der Feststellring erlaubt während elastischer Bewegung bei axialer Belastung der Bremsscheibe eine begrenzte axiale Verschiebung der Bremsscheibe in Bezug auf den Tragabschnitt.
Die Erfindung bezieht sich ebenso auf einen elastischen Feststellring, der insbesondere, jedoch nicht ausschließlich, für eine Radnabe und für eine Bremsscheibenanordnung für ein Fahrzeugrad vorgesehen ist.
Beispielsweise SE-A-501 006 offenbart als vorbekannt eine Radnabe und eine Bremsscheibenanordnung, in der der Tragabschnitt der Nabe mit äußeren Zähnen ausgestattet ist, die in innere Zähne in einer zentralen Öffnung in der Bremsscheibe eingreifen. Die Bremsscheibe ist axial mittels äußerer und innerer Feststellringe befestigt, die in Nuten in dem Tragabschnitt der Nabe gehalten sind, von denen der innere Feststellring einen elastischen Ring axial befestigt, der ebene, parallele, gegenüberliegende Seitenflächen besitzt, von denen eine einen radial äußeren Abschnitt in Kontakt mit einer Fläche an der Bremsscheibe und einen radial inneren Abschnitt in Kontakt mit einer Fläche der Nabe besitzt. Der elastische Ring ermöglicht eine begrenzte axiale Bewegung zwischen der Scheibe und der Nabe, um Toleranzen und Verformung auszugleichen, die in den beim Bremsen beteiligten Bauteilen auftreten. Allerdings ermöglicht diese Anordnung nicht ein axiales Vorspannen der Scheibe, und das Ergebnis ist, dass unter ungünstigen Umständen Vibrationen während des Bremsens auftreten können.
Es ist ebenso bekannt, einen elastischen Feststellring sicher auf die Radnabe zu schrauben, so dass ein Abschnitt der Seite des Rings, der der Nabe und der Bremsscheibe zugewandt ist, in Kontakt ist mit der Nabe und der Rest gegen die Scheibe. Der Federabstand des Feststellrings, d. h. die radiale Erstreckung des Bereichs zwischen dem Rand des Oberflächenabschnitts, der an der Nabe befestigt ist, und dem äußeren Rand des Rings, wird in diesem Fall relativ kurz sein, in einem bekannten Beispiel etwa 3-5 mm. Der kurze Federabstand erlaubt nur eine kurze axiale Federbewegung, was wiederum die Gefahr der Rissbildung im Vergleich zu dem Fall, in welchem es einen langen Federabstand gibt, erhöht. Infolge der Tatsache, dass der Federabstand kurz ist, ist der zulässige Grad der Vorspannung ebenso vergleichsweise gering.
Es ist der Zweck der vorliegenden Erfindung, eine Radnabe und eine Scheibenbremsanordnung des eingangs beschriebenen Typs bereitzustellen, die Vibrationen dämpfen und die Gefahr von Rissbildung auf wirksamere Weise als zuvor vermindern.
Dies wird gemäß der Erfindung mittels der Tatsache erzielt, dass der Feststellring in den. Bereichen zwischen der ersten und der zweiten Seitenfläche Flächen besitzt, denen es an Kontakt sowohl mit der Fläche an der Bremsscheibe als auch der Fläche an der Nabe mangelt.
Das Design gemäß der Erfindung vermindert die radiale Erstreckung der Kontaktflächen des Rings an der Scheibe und der Nabe, während gleichzeitig der radiale Abstand zwischen den Flächen ansteigt. Die Zwischenfläche, der es an Kontakt mit der Scheibe und der Nabe mangelt, bildet eine Fläche an einer elastischen "Brücke" zwischen den Kontaktflächen. Auf diese Weise kann der Federabstand um näherungsweise das vierfache des Federabstandes des oben beschriebenen, bekannten Designs erhöht werden. Dies wiederum vermindert das Risiko von Rissbildung, und der Feststellring kann erheblich mehr vorgespannt werden als dies vorher möglich war, was die Vibrationen vermindert.
Eine bevorzugte Ausführungsform eines elastischen Feststellrings mit gegenüberliegenden, zumindest im wesentlichen ebenen, radialen Seitenflächen, der besonders zur Verwendung in der Radnabe und der Bremsscheibenanordnung gemäß der Erfindung geeignet ist, der jedoch ebenso in anderem Zusammenhang verwendet werden kann, in welchem man von den oben genannten Eigenschaften Gebrauch machen kann, ist dadurch gekennzeichnet, dass eine Seitenfläche des Rings an seinem radial inneren Abschnitt eine ringförmige Rippe und an seinem radial äußeren Abschnitt in Umfangsrichtung beabstandete Buckel besitzt, und dass sich Löcher zum Montieren von Schrauben durch die Rippe in Bereichen ohne gegenüberliegende Buckel erstrecken.
Die Erfindung wird unten ausführlicher unter Bezugnahme auf in den begleitenden Zeichnungen gezeigte Beispiele beschrieben, wobei
Fig. 1 zeigt einen Längsschnitt durch eine Ausführungsform einer Radnabe und einer Bremsanordnung gemäß der Erfindung,
Fig. 2 zeigt eine Draufsicht eines elastischen Feststellrings, und
Fig. 3 zeigt einen Schnitt durch den Ring in Fig. 2 entlang der Linie II-III in einem vergrößerten Maßstab, wobei benachbarte Abschnitte der Bremsscheibe und der Nabe gezeigt sind.
In Fig. 1 bezeichnet Bezugszeichen 1 allgemein eine Radnabe eines Schwerlastkraftwagens. Die Nabe 1 ist rotierbar auf einem Achsschenkel 2 über zwei Kegelrollenlager 3, 4 montiert und ist einstückig mit einem scheibenförmigen Tragelement 5, einer sogenannten Radscheibe, hergestellt, an welchem zwei Radfelgen 6, 7 sicher mittels einer Anzahl gleichmäßig beabstandeter Schrauben 8 mit Muttern 9 angeschraubt sind. Innerhalb der Radscheibe 5 besitzt die Nabe 1 einen Nackenabschnitt 10, dessen äußere Seitenfläche mit V-förmigen Zähnen 11, 12 ausgestattet ist. Eine Bremsscheibe 13 besitzt eine zentrale Öffnung, wobei entsprechende Zähne in die Zähnen in dem Nackenabschnitt 10 eingreifen, um die Bremsscheibe 13 in Drehrichtung zu fixieren. Die Scheibe 13 ist axial durch einen distalen, Nut montierten Feststellring 15 mit einem kreisförmigen Querschnitt und einen proximalen Feststellring 16, der elastisch ist und bevorzugt aus Bohrstahl hergestellt ist, befestigt. Der Feststellring 16 ist sicher an einer radialen Wandfläche 17 der Nabe 1 mittels in Umfangsrichtung gleichmäßig beabstandeter Schrauben 18 angeschraubt, die sich durch Löcher 19 (Fig. 3) in dem Ring 16 und in Gewindebohrungen 20 in der Nabe 1 erstrecken.
Der Feststellring 16 besitzt ein rechteckiges Basisprofil mit wechselnden Erhebungen und Vertiefungen auf seinen gegenüberliegenden Seitenflächen 21 und 22. An seiner der Wandfläche 17 der Nabe 1 zugewandten Seite 21 ist der Feststellring 16 mit einer Rippe 23 ausgestattet, die sich von dem inneren Umfangsrand 24 des Rings und radial nach außen zu einem wellenförmigen äußeren Rand 25 erstreckt. Auf diese Weise ist eine Rippe 23 mit abwechselnd schmalen und breiten Abschnitten gebildet, wobei die Löcher 19 zum Montieren der Schrauben 18 sich durch die breiteren Abschnitte erstrecken. Gleichmäßig zwischen den breiten Abschnitten der Rippe 23 beabstandet gibt es Buckel oder erhobene Abschnitte 26, die sich von den distalen Rand 27 des Rings 16 und radial nach innen etwas hinter den breitesten Abschnitt der Rippe erstrecken.
Der Ring 16 ist durch Stanzen und Pressen hergestellt, und die durch die Rippe 23 und die Buckel 26 auf der Seite 21 des rings, die der Nabe 21 zugewandt ist, gebildeten erhobenen Abschnitte entsprechen somit den Vertiefungen 28 und 29 auf der Rückseite 22.
Fig. 3 zeigt in einem vergrößerten Maßstab den Ring 16 und die benachbarten Abschnitte der Nabe 1 und der Bremsscheibe 13, wenn der Ring sicher an die Nabe angeschraubt ist. Wie in Fig. 3 zu sehen ist, ist die Bremsscheibe 13 in dem den Zähnen 11, 12 nahesten Bereich mit Stufen 30 und 31 ausgeführt, wobei die Fläche 26a der Buckel in Kontakt mit der Fläche 31a der Stufe 31 liegt, während die Fläche 23a der Rippe 23 in Kontakt ist mit der Wandfläche 17 der Nabe 1. Wie in der oberen Hälfte von Fig. 3 zu sehen ist, wird ein Zwischenflächenabschnitt 21a beabstandet sowohl von der Bremsscheibe 13 als auch der Nabe 1 liegen, was bedeutet, dass ein Federabstand entsprechend dem Abstand "S" erzielt werden kann, wenn die Scheibe 13 nach rechts belastet wird. Es ist aus der unteren Hälfte von Fig. 3 ersichtlich, dass die Höhen der Rippe 23 und der Stufen 30 und 31 aufeinander derart abgestimmt sind, dass in dem axial unbelasteten Zustand der Scheibe 13 es einen Spalt 33 zwischen der Fläche 21 des Feststellrings und der Bremsscheibe 13 geben wird. Die Höhe der Buckel 26 ist derart auf die Stufe 31 abgestimmt, dass der Feststellring 16 vorgespannt ist, wenn er sicher an die Nabenfläche 17 angeschraubt ist.
Zusätzlich zu dem Vorteil verbesserter Vibrationsdämpfung durch Ermöglichen hoher Vorspannung vermindert die beschriebene Anordnung die Gefahr von Rissbildung mittels des relativ langen Federabstands "S". Darüber hinaus wird die Wärmeübertragung von der Bremsscheibe 13 zu der Nabe 1 über den Feststellring 16 ebenso mittels der Tatsache vermindert, dass nur ein kleiner Abschnitt der Gesamtfläche des Rings eine Kontaktfläche zu der Bremsscheibe und der Nabe ist.
Die Radnabe und die Bremsscheibenanordnung gemäß der Erfindung wurden oben unter Bezugnahme auf eine Nabe mit Doppelfelgen und einer Zahnverbindung zwischen der Bremsscheibe und der Nabe beschrieben. Die Erfindung, wie sie durch die Patentansprüche definiert ist, umfasst selbstverständlich ebenso andere Verbindungseinrichtungen zwischen der Bremsscheibe und der Nabe, die eine bestimmte axiale Relativbewegung zwischen der Scheibe und der Nabe ermöglichen, sowie Naben mit einzelnen Felgen. Der beschriebene Feststellring kann ebenso in anderen ähnlichen Aufbauten verwendet werden, um die Probleme mit Vibration und Rissbildung zu lösen, die andernfalls entstehen könnten, wenn ein vollständig ebener elastischer Feststellring verwendet wird. Der Ring kann aus mehreren Teilen bestehen, beispielsweise zwei Ringhälften, die einen festen Ring bilden, wenn sie sicher an die Nabe angeschraubt sind. Um die Gefahr zu beseitigen, dass die falsche Seite der Scheibe und der Nabe zugewandt montiert wird, kann die Seite, welche von der Nabe und der Scheibe abgewandt sein soll, mit einem Buckel ausgestattet sein, der derart angeordnet ist, dass er nicht eben angelegt werden kann, falls der Ring falsch mit dieser Seite der Nabe und der Scheibe zugewandt montiert ist.

Claims

1. Radnabe und Bremsscheibenanordnung für ein Fahrzeugrad, umfassend eine Nabe (1), die über eine Lagereinrichtung (3, 4) auf einem Achsschenkel (2) montiert ist, eine Bremsscheibe (13), die nicht-rotierbar auf einem Tragabschnitt (10) der Nabe montiert ist, und einen Feststellring (16), der axial an einem Ende des Tragabschnitts befestigt ist, wobei der Feststellring eine erste Seitenfläche (26a), die in Kontakt mit einer Seitenfläche (31a) an der Bremsscheibe liegt, und eine zweite Seitenfläche (23a), die radial innerhalb von und auf derselben Seite wie die erste Seitenfläche gelegen ist, besitzt, wobei die zweite Seitenfläche in Kontakt ist mit einer Seitenfläche(17) an der Nabe, die Seitenfläche (17) an der Nabe parallel ist zu der Seitenfläche (31a) an der Bremsscheibe, und der Feststellring (16) während elastischer Bewegung bei einer axialen Belastung der Bremsscheibe eine begrenzte axiale Verschiebung der Bremsscheibe in Bezug auf den Tragabschnitt ermöglicht, dadurch gekennzeichnet, dass der Feststellring (16) in den Bereichen zwischen der ersten und der zweiten Seitenfläche (26a, 23a) Flächen (21a) besitzt, die sowohl von den Flächen (31a) an der Bremsscheibe als auch von der Fläche (17) an der Nabe beabstandet sind.

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Feststellring (16) in Umfangsrichtung beabstandete Axiallöcher (19) besitzt, und dass die Fläche (17) an der Nabe entsprechende Bohrungen (20) besitzt, und dass der Feststellring sicher mittels Schrauben (18), die in den Löchern und Bohrungen aufgenommen sind, an der Nabe angeschraubt ist, und dass die Seitenfläche des Feststellrings von der Bremsscheibe in Bereichen (32) radial außerhalb der Schrauben beabstandet ist.

3. Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Feststellring (16) gegen die Bremsscheibe und die Nabe vorgespannt ist.

4. Anordnung nach einem der Ansprüche 1-3, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Fläche (23a) des Feststellrings (17) eine Fläche auf einer ringförmigen Rippe (23) ist, dass die erste Fläche (26a) des Feststellrings aus Flächen auf in Umfangsrichtung beabstandeten Buckeln (26) ist, und dass die Fläche (21a) zwischen der Rippe und den Buckeln von der Bremsscheibe (13) und der Nabe (1) beabstandet ist.

5. Anordnung nach einem der Ansprüche 2-4, dadurch gekennzeichnet, dass die radial äußere Begrenzungslinie (25) der Rippe (23) wellenförmig ist, so dass eine Rippe mit veränderlicher Breite gebildet ist, und dass die Löcher (19) für die Montierschrauben sich durch die breiteren Abschnitte der Rippe erstrecken.

6. Anordnung Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Rippe (23) und die Buckel (26) auf einer Seite (21) des Feststellrings (16) durch Pressen hergestellt sind und Vertiefungen (29, 28) auf der Rückseite (22) des Feststellrings entsprechen.

7. Elastischer Feststellring mit gegenüberliegenden, zumindest im wesentlichen ebenen, radialen Seitenflächen, dadurch gekennzeichnet, dass eine Seitenfläche (21) des Rings (16) an ihrem radial innenliegenden Abschnitt eine ringförmige Rippe (23) und an ihrem radial außenliegenden Abschnitt in Umfangsrichtung beabstandete Buckel (26) besitzt, und dass Löcher (19) zum Montieren von Schrauben sich durch die Rippe erstrecken.

8. Feststellring nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die radial äußere Begrenzungslinie (25) der Rippe (23) wellenförmig ist, so dass eine Rippe mit veränderlicher Breite gebildet ist, und dass die Löcher (19) sich durch die breiteren Abschnitte der Rippe in Bereichen erstrecken, die zwischen zwei aufeinander folgenden Buckeln (26) gelegen sind.