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Bremstrommel für Speichenräder von schweren Kraftfahrzeugen und Anhängern
Die Erfindung betrifft eine Bremstrommel für Speichenräder von schweren Kraftfahrzeugen
und Anhängern.
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Bei den handelsüblichen Bremstrommeln mit angegossenem Flansch entstehen
infolge des Temperaturunterschiedes sehr große Wärmespannungen in der übergangszone
zwischen Flansch und zylindrischen Bremsring. Diese Wärmespannungen haben schon
in vielen Fällen zu Rissen in dieser Partie geführt, wobei sich ein Riß sehr oft
auf den ganzen Umfang ausdehnt und im schlimmsten Fall das ganze Bremssystem außer
Funktion gesetzt wird. Diese Wärmespannungen und die dadurch bedingte Neigung zur
Rißbildung werden noch dadurch unterstützt, daß in der übergangspartie zwischen
Flansch und Ring sich Gußfehler, wie z. B. Lunker, einnisten.
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Um diese Wärmespannungen zu vermindern, sind schon Bremstrommeln vorgeschlagen
worden, deren Flansch elastische Zwischenglieder in Form von Z-förmig gekrümmten
Speichen aufweist. Andere Ausführungen besitzen Flansche mit dünnwandigen Expansionswülsten.
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Die große, plötzliche thermische Belastung auf der eigentlichen Bremsoberfläche
hat in dieser Wärmedruckspannungen zur Folge, welche die zulässige Festigkeit und
Dehnung dieser Schicht überschreiten, besonders dann, wenn die Temperaturen über
den Umwandlungspunkt der a-y-Transformation hinausgehen, was bei den heutigen Belastungen
der Bremsfläche möglich ist. Dies führt zu örtlichen Mikrorissen, welche sich bei
weiterer Belastung der Bremstrommel durch die ganze Wand hindurch ausbreiten können,
was bei sprödem Material wie Gußeisen zum Zerplatzen der Bremstrommel führen kann.
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Aufgabe der Erfindung ist die Reduktion der Wärmespannungen zwischen
Bremsring und Befestigungsmittel.
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Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist die Erhöhung der Festigkeit
und Bruchsicherheit der Bremstrommel selbst.
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Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist, die Demontage der Bremstrommel
nach der Radaußenseite zu ermöglichen.
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Durch die starke Beanspruchung der Bremsen an modernen Fahrzeugen
ist es nötig geworden, von Zeit zu Zeit die Beläge sowie die Reibfläche der Trommel
auf ihren Zustand hin zu kontrollieren. Diese Kontrolle kann durch sogenannte Schaulöcher
erfolgen. Besser ist eine Kontrolle durch Abnahme der Bremstrommel. Das Abnehmen
einer Bremstrommel mit Flansch bedingt beim Speichenrad Abnahme des Radkörpers und
bei der Montage wiederum das Neueinstellen des Lagerspieles. Durch die Erfindung
ist es möglich, die Bremstrommel über die Speichenköpfe hinweg nach der Radaußenseite
hin abzuziehen, was die Kontrolle der Beläge und der Trommel vereinfacht.
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Gegenstand der Erfindung ist eine radial innerhalb der Felge eingebaute
Bremstrommel für Speichenräder von schweren Kraftfahrzeugen und Anhängern, die dadurch
gekennzeichnet ist, daß der Bremsflächendurchmesser der über einen Bund der felgenseitigen
Speichenenden hinweg nach der Radaußenseite greifenden Bremstrommel größer ist als
der Durchmesser dieses Bundes und zugleich der Außendurchmesser der Bremstrommel
kleiner ist als der Innendurchmesser des Felgenbodens, wobei die Bremstrommel mit
Befestigungsmitteln versehen ist, welche eine nach der Radinnenseite gerichtete
Anschlagfläche aufweisen, die von der Radaußenseite her an dem Bund zum Anschlag
gebracht wird.
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Vorzugsweise besteht die Bremstrommel in an sich bekannter Weise aus
einem im Schleuder-Verbundguß-Verfahren hergestellten Ring mit einer äußeren
zähen
Schicht, beispielsweise aus Stahlguß; und einer inneren Reibschicht, die beispielsweise
aus Gußeisen bestehen kann.
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. Die Zeichnungen erläutern die'verschiedenen Ausführungs- und Befestigungsarten
der Bremstrommel gemäß der Erfindung, und es zeigt Fig. 1 eine Ausführung der Erfindung
mit einem am Bremsring angeschweißten Spannring im Schnitt, Fig. 2 eine Variante-
der Bremstrommelbefestigung im Schnitt, Fig.3 eine Bremstrommelbefestigung mit Keilsicherung
im Schnitt, Fig. 4 bis 6 Schnitte durch weitere Ausführungsbeispiele der Erfindung.
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Fig. 7 einen Teilschnitt durch ein Fahrzeugrad mit einer Verspannung
der Bremstrommel und der Felgen. Fig. 1 zeigt eine Ausführungsart der Erfindung
mit einem am Bremsring 1, 2 angeschweißten Spannring 3. Der Bremsring ist in bekannter
Weise aus zwei im Schleuder-VerbundgußVedahren hergestellten Schichten zusammengesetzt.
Der äußere Mantel 1 besteht aus einem zähen und schweißbaren Material, beispielsweise
Stahlblech, Stahlguß oder Leichtmetall, und nimmt die Kräfte, welche auf die Bremstrommel
wirken ähnlich einer Bandage auf. Die innere Reibschicht 2 besteht aus einem verschleißfesten
Material, welches die Wärme gut ableitet, beispielsweise Gußeisen. Der Spannring
3 soll möglichst elastisch gestaltet werden, damit die Wärmeausdehnung des Bremsringes
nicht behindert wird. Er wird vorzugsweise an seinem freien Ende aufgeschlitzt,
um zusammen mit dem Felgenfuß 4 eine Verspannung der Bremstrommel auf dem Bund 11
des Radsternes 10, analog wie bei einem Spannfutter, zu bewirken. Das Profil des
Felgenfußes 4 der als Beispiel gezeichneten, geteilten Steilschulterfelge 5 kann
auch andere Formen besitzen. So kann z. B. der Anschlag 6 weggelassen werden. An
Stelle einer seitlich geteilten Felge kann z. B. auch eine ungeteilte Tiefbettfelge
gemäß punktierter Linie 14 mit einem entsprechenden Stützring und Felgenfuß eingebaut
werden. Für die Zentrierung dienen der Anschlag 7 am Bund 11 und der entsprechende
Anschlag 8 an der Bremstrommel. Der Innendurchmesser 9 der Bremstrommel muß größer
sein als der Außendurchmesser 12 des Radsternes 10. Dies erlaubt die Demontage
der zusammengesetzten Bremstrommel 1, 2, 3 über den Radstern hinweg nach
der Radaußenseite 13. Die Verspannung der Felgen sowie der Bremstrommel erfolgt
durch die kegelförmigen Sitzflächen 15 am Felgenfuß 4 sowie am Spannring 3 durch
eine Reihenspannung mittels Schraube 16 durch den Klemmschuh bzw. Klemmplatte 17,
. Felgenfuß 4; Zwischenring 18. Eine mindestens teilweise geschlitzte Ausführung
des Spannringes 3 erleichtert die Montage. Empfehlenswert ist auch eine leicht kegelförmige
Ausbildung der Sitzfläche 19 des Spannringes bzw. des Bundes 11 in dieser Partie.
Die üblichen Bremsdrehmomente können von dieser Verspannung übertragen werden. Zur
Sicherung sind aber trotzdem noch Anschläge in Umfangsrichtung gegen Verdrehen anzubringen.
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Fig. 2 zeigt in einem Ausschnitt die entsprechenden Befestigungsteile,
einer weiteren Ausführungsart. Der Bremsring 21, 22 ist auf seiner inneren Seite
zentriert und außen am Spannring 23 angeschweißt. Die zusammengesetzte Bremstrommel
21, 22, 23 wird mit ihrem Anschlag 28 am Anschlag 27 des Bundes 26 zentriert. Der
Felgenfuß 24 hat in der gezeichneten Ausführung keinen Anschlag zur Zentrierung
und kann beliebig weit kegelig verspannt werden.
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Bei- schlauchlosen Reifen kann für das Reifenventil eine Gewindebohrung
29 unterhalb des Seitenringes 30 vorgesehen werden. Der Spannring 23 muß dann an
der Stelle, wo das Ventil zu liegen kommt, eine Aussparung aufweisen.
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Fig. 3 zeigt eine analoge Befestigungsart der Bremstrommel derart,
daß sie auch bei abgenommener Felge nach der Radaußenseite durch einen unterbrochenen,
in Umfangsrichtung verlaufenden Keil 34 gesichert ist. Eine teilweise unterbrochene
Nockenform des inneren Profils am Spannring 33, z. B. nach der strichpunktierten
Linie 35, und des Keiles ermöglicht einen bajonettartigen Verschluß der Bremstrommel
auf dem Radstern und einen festen Einbau des Keiles 34.
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Der Bremsring 41, 42 in der Fig. 4 wird mit Hilfe von radialen Stiften
(z. B. Schwerspannstiften) 44 mit den Speichenköpfen 45 des Radsternes 46 sowie
mit dem Spannring.43 verbunden. Der letztere hat die Aufgabe, für eine axiale Zentrierung
des Bremsringes 41, 42 zu sorgen sowie den größeren Anteil des Bremsdrehmomentes
von der Felge auf den Bremsring zu übertragen. Er muß in der als Beispiel gezeichneten
Ausführung im Umfang mindestens an einer Stelle aufgeschlitzt werden, um die Montage
zu ermöglichen.
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Fig. 5 zeigt eine andere Ausführung mit kurzen Stiften 54, welche
den Bremsring 51, 52 definitiv mit dem Spannring 53 verbinden. Bei dieser Ausführung
läßt sich die Bremstrommel 51, 52, 53 als Ganzes über die Speichenköpfe 55
nach der Radaußenseite 13 abziehen. Vorteilhafterweise wird man die Stifte 54 durch
eine Kerbe 56 bzw. einen Schweißpunkt sichern. Einlegkeile 57 sollen die Bremstrommel
gegen Verdrehen sichern und könnten in dieser Form auch bei anderen Bauformen des
Spannringes verwendet werden.
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Ausführungsarten mit Stiften ermöglichen eine Anwendung des Erfindungsgedankens
auch für Bremstrommeln, welche ganz aus Gußeisen hergestellt sind.
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Fig.6 zeigt eine weitere Ausführungsart von Bremstrommeln gemäß der
Erfindung. Der Bremsring 101, 102 überkragt den ganzen Speichenkopf 104 und
wird mittels Laschen bzw. Flansch 103 auf der Stirnseite des Speichenkopfes befestigt.
Die Felgen 105 werden in einer Reihenspannung auf dem äußeren Ring 101 der Bremstrommel
verspannt. Die hintere Felge wird durch diese Verspannung auf einem kegehgen Stützring
106 verspannt. Gemäß Fig. 6 wird dieser Ring im Umfang geschlitzt ausgeführt und
ähnlich wie ein Sprengring in einer Nut gesichert. Bei einseitig angedrehtem radialem
Anschlag 107 könnte der Stützring 106 auch geschlossen sein, was jedoch wegen der
Durchführung des Reifenventils weniger zu empfehlen ist. Vorteilhafterweise wird
der Stützring 106 aus einem wärmeisolierenden Material hergestellt, beispielsweise
aus einer Asbest-Kunstharz-Masse oder aus einer Glasseide-Kunstharz-Masse. Bei einer
Ausführung aus Metall sind sowohl aus Gründen der Elastizität wie auch der Wärmeleitung
auf der Rückseite des Stützringes 106 Aussparungen 108 gemäß der punktierten Linie
anzubringen. Bei sämtlichen Bauarten ist eine axiale Verriegelung mit Hilfe eines
Bajonettverschlusses in Nuten des Speichenkopfes möglich.
Fig. 7
zeigt eine Anordnung mit besonders breiter Bremsfläche 110. Der Bremsring 111, 112
reicht über die Speichenköpfe 113 des Radsternes bis nach vorn und wird mit sogenannten
Ringfeder-Spannelementen auf den Speichenköpfen verspannt. Dieselben bestehen aus
kegelförmigen Ringen 114 aus elastischem Material und einem Distanzring 115. Durch
axiales Verspannen mittels eines Flansches 116 und Schrauben 117 werden die Ringfedern
114 radial aufgeweitet, was einen sehr kräftigen Reibschluß zwischen Speichenkopf
113 und Bremsring 111, 112 gewährleistet. Eine zusätzliche Sicherung des Bremsringes
in Umfangsrichtung ist zu empfehlen. Die Felgen 121 können beispielsweise gemäß
Fig. 7 auf Stützringen 118 und 119 mit Schrauben 120 auf dem Bremsring
111, 112 verspannt werden. Der hintere Stützring119 kann z. B. wie ein Sprengring
in Nuten des Bremsringes gesichert werden, allenfalls mit einem getrennten Sicherungsring.
Gemäß Fig.7 ist derselbe auf dem Bremsring 111, 112 aufgeschraubt. Das Gewinde überni,nmt
zugleich die Aufgabe einer Vergrößerung der Kühlfläche.
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Bremstrommeln und deren Montageanordnung gemäß Fig. 6 und 7 erlauben
den Einbau von sehr breiten Bremsen bzw. Bremsbacken.
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Die Vorteile der Erfindung sind: 1. Demontage der Bremstrommel nach
der Radaußenseite. Bessere und einfachere Bremsenkontrolle.
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2. Elastische Verspannung der Bremstrommel auf dem Radstern, d. h.
kleinere Wärmespannungen. 3. Größere Sicherheit durch elastischen Außenmantel an
der Bremstrommel.
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4. Gute Belüftung der Bremstrommel, auch von der Innenseite her.
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5. Rationelle Fertigung von Bremstrommeln bei gleichzeitig größerer
Freizügigkeit in der Gestaltung der Bremstrommel dank der Zusammensetzung aus zwei
Teilen.
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6. Größere Freizügigkeit bei der Montage der Felgen. Beim Prinzip
der Federsicherungsrmge (Nuten im Bremsring) sowie beim Gewinde auf dem Bremsring
sind bei demselben Rad mehrere Montagestellungen möglich.
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7. Die Bauform und das Herstellverfahren des Radsternes werden einfacher.
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B. Größere Bremsfläche.
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Bei dieser Anordnung ist es möglich, die Bremstrommeln nach dem Baukastensystem
aus Bremsring und Spannring herzustellen. Ein und derselbe Bremsring kann mit verschiedenen
Befestigungsmitteln verwendet werden. Ein und dasselbe Befestigungsmittel kann mit
verschieden breiten Bremsringen verwendet werden. Die Vereinfachung der Herstellung
und Lagerhaltung kann noch weiter ausgebaut werden, indem anstatt eines einzelnen
Bremsringes ein längeres Rohr im Schleuder-Verbundguß-Verfahren hergestellt wird,
welches nachher je nach Bedarf in verschieden breite Ringe zerschnitten wird.