CH369669A - Einrichtung zur Befestigung eines Bremsringes an seinem rotierenden Träger - Google Patents

Description

  Einrichtung zur Befestigung eines Bremsringes an seinem rotierenden Träger    Vorliegende Erfindung betrifft eine, Einrichtung  zur Befestigung eines Bremsringes an seinem rotie  renden Träger, beispielsweise an Rädern, Naben und  dergleichen.  



  Die Bremstrommeln werden heute durchwegs mit  relativ hohen Flanschen versehen und mit Hilfe eines  Kranzes von Schrauben am mitnehmenden, rotieren  den Träger festgeschraubt. Bei Scheibenrädern kann  dieser Flansch eine beträchtliche radiale Höhe be  sitzen, um an einem Flansch mit relativ geringem  Durchmesser festgeschraubt zu werden.  



  Durch die hohen Geschwindigkeiten und die  grossen Bremsverzögerungen, wie sie im heutigen  Verkehr üblich sind, werden in der Bremsfläche  kurzfristig enorme Wärmemengen und hob-- Tempe  raturspitzen bis in die Nähe der Glühtemperatur er  zeugt. Die Ableitung dieser Wärmemengen erfolgt  relativ so langsam, dass grosse Temperaturunter  schiede zwischen der eigentlichen Bremsfläche und  den darunter liegenden, tieferen Schichten der Brems  trommel entstehen. Ganz besonders wirkt sich das  aus im Temperaturunterschied zwischen dem     Brems-          trommelring    und dem Flansch.

   Dies hat zur Folge,  dass der Ring sich durch die Wärme ausdehnt, wäh  rend der relativ kalte Flansch diese Ausdehnung  nicht mitmacht, wodurch vor allem in der     über-          gangszone    zwischen Flansch und Ring starke Wär  mespannungen entstehen. Es ist bekannt, dass viele  Bremstrommeln aus Gusseisen genau im     übergang     zwischen Flansch und Ring abreissen.  



  Dieser Nachteil wird dadurch noch verstärkt,  dass zumeist an dieser Stelle aus konstruktiven Grün  den eine Kerbe besteht oder bei schlechten Konstruk  tionen sogar eine     Einschnürung    des     Werkstoff-Quer-          schnittes    vorhanden ist, wodurch die Ableitung der  Wärme noch künstlich gehemmt wird.    Zweck der vorliegenden Erfindung ist, diese  Nachteile zu beheben.  



  Erfindungsgemäss ist der Bremsring mit Hilfe  einer     Keil-Nuten-Verbindung    mit wenigstens annä  hernd radialen Flanken am Träger in Umfangsrich  tung gesichert und radial zentriert.  



  Das gesamte Bremsmoment soll von dieser Ver  bindung aufgenommen werden, so dass dann die  Schrauben nur noch behelfsmässige Funktion haben,  um den Bremsring in der axialen Lage zu fixieren.  Sie können deshalb sehr schwach dimensioniert sein.  Die Schrauben sollen     mit    grossem Spiel in der  Schraubenbohrung gelagert sein, damit sie die Wär  meausdehnung des Ringes auf keinen Fall behindern  können.     Vorteilhafterweise    sollen dieselben mit  einem     Drehmomentenschlüssel    angezogen werden  oder beim Anziehen durch einen Anschlag daran ge  hindert werden, dass der Ring so stark angezogen  wird, dass durch starke Reibung eine Behinderung  der Expansion eintreten kann.  



  Die Nuten besitzen vorteilhaft Flanken, welche  parallel zu ihrer radial gerichteten Mittellinie ver  laufen. Bei enger Teilung können auch rein radial  gegen das Achszentrum verlaufende Flanken ange  wendet sein, weil das     Passsungsspiel    bei schlanken  Kegeln ein Verkeilen verhütet. Aus     fabrikatorischen     Gründen sind jedoch parallele     Nutenflanken    vorzu  ziehen.  



  Eine Wärmeausdehnung des Ringes soll sich bei  Vorhandensein von mindestens drei gleichmässig auf  dem Umfang verteilten Nuten so     auswirken,dass    sich  der Ring genau zentrisch ausweitet und     keineWärme-          spannungen    entstehen. Vorzugsweise dürfte eine     600-          oder        900-Teilung    verwendet werden, allenfalls mit  mehreren parallelen Nuten und Keilen.      Auf der Zeichnung sind verschiedene Ausfüh  rungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes darge  stellt.  



       Fig.   <B>1</B> zeigt einen Querschnitt durch ein Spei  chenrad mit einer     Bremsring-Befestigungseinrichtung.          Fig.    2 zeigt einen Ausschnitt aus einer radialen  Aufsicht des Speichenrades, von der Schnittlinie<B>11</B>  bis<B>11</B> in     Fig.   <B>1</B> aus betrachtet.  



       Fig.   <B>3</B> zeigt einen     Teil-Querschnitt    eines Spei  chenrades mit einer     Breinsring-Befestigungseinrich-          tung,    wobei der Bremsring eine geringe Wandstärke  und einen niedrigen Flansch aufweist.  



       Fig.    4 zeigt einen Ausschnitt aus einer radialen  Aufsicht des Speichenrades nach     Fig.   <B>3.</B>  



       Fig.   <B>5</B> zeigt einen Querschnitt durch eine weitere  Ausführungsart der Einrichtung.  



       Fig.   <B>6</B> zeigt den zu     Fig.   <B>5</B> gehörenden Ausschnitt  der radialen Aufsicht, von der Schnittlinie<B>111-111</B> in       Fig.   <B>5</B> aus betrachtet.  



       Fig.   <B>7</B> zeigt einen Querschnitt nach der Linie 14  in     Fig.   <B>8</B> durch eine weitere Ausführungsform der  Einrichtung an einem     verrippten    Scheibenrad.  



       Fig.   <B>8</B> zeigt einen Teil des Rades nach     Fig.   <B>7</B> in  einem Aufriss.  



       Fig.   <B>9</B> zeigt eine weitere Ausführungsart der Ein  richtung im Querschnitt nach der Linie     IV-IV    in       Fig.        10.     



       Fig.   <B>10</B> zeigt den zur Ausführung nach     Fig.   <B>9</B>  gehörenden Aufriss.  



       Gemäss        Fig.   <B>1</B> und 2 ist der mit Kühlrippen 2  versehene, als Zylinder ausgebildete Bremsring<B>1</B> an  seinem vorderen Ende<B>3</B> mit vorzugsweise vier oder  sechs über den Umfang verteilten Nuten 4     (Fig.    2)  ausgerüstet. Die Speichenköpfe<B>5</B>     (Fig.    2) des Spei  chenrades<B>6</B> sind an ihrer Rückwand<B>7</B> mit Augen<B>8</B>  versehen. In diesen Augen<B>8</B> sind den Nuten 4 ent  sprechende Keile<B>9</B> mit radialen, vorzugsweise pa  rallelen Flanken<B>10</B> und 20, mit geringem Spiel von       ca.        Vio    mm eingearbeitet. Selbstverständlich können  auch mehrere parallele Nuten vorgesehen sein.

   Die  Mittelachse dieser Nuten soll jedoch vorzugsweise  auf das Achszentrum ausgerichtet sein, damit die  Auswechselbarkeit jederzeit gewährleistet ist. Rein  radiale     Nutenflanken,    welche     kegelfönnig    verlaufen,  sind ebenfalls möglich, falls das Flankenspiel gross  genug gewählt wird. Damit keine Behinderung der  Expansion des Bremsringes<B>1</B> eintreten kann, müs  sen die Bohrungen<B>11</B> für die Schrauben 12 mit  grossem Spiel angelegt sein. Zwecks eindeutiger Be  grenzung der Reibung zwischen Bremsring<B>1</B> und  Rad<B>6</B> ist an der Schraube 12 ein Absatz<B>13</B> vor  gesehen, so dass dieselbe am Bremsring ansteht und  entsprechend den Längentoleranzen zwischen Schrau  benschaft 14 und Bohrung<B>11</B> verspannt wird     bzw.     Spiel erhält.

   In den meisten Fällen genügt es, die       Vorspannung    der Schrauben und damit die Reibung  zwischen Bremsring<B>1</B> und Rad<B>6</B>     bzw.        Mitnehmer     mit Hilfe eines     Drehmomentenschlüssels    oder einer  federnden     Unterlagscheibe    zu begrenzen.    Der Bremsring<B>1</B> kann aus verschiedenen Mate  rialien einheitlich hergestellt sein. Er kann ferner     ein-          oder    mehrschichtig ausgebildet sein.

   In diesem Falle  muss die eigentliche Bremsfläche aus einem Mate  rial mit guten     Versohleisseigenschaften,    beispiels  weise Gusseisen, bestehen, während der äussere  Mantel aus einem Material von gutem     Wärmeleit-          wert    und hoher spezifischer Wärme, beispielsweise  Aluminium, bestehen kann.  



  Solche glatte Bremsringe<B>1</B> ohne Flansch können  sehr leicht und in hervorragender Qualität im     Schleu-          derguss-Verfahren    hergestellt werden. Dank der ein  fachen Form ist es ferner möglich, in einer einheitli  chen, relativ langen Kokille mehrere, verschieden  lange Ringe gleichzeitig zu schleudern, und     an-          schliessend    auf die gewünschte Länge abzustechen.  



       Fig.   <B>3</B> und 4 zeigen die Einrichtung zur Befesti  gung einer dünnwandigen Bremstrommel<B>31</B> mit  einem niedrigen Flansch<B>33</B> durch     Keil-Nuten-Ver-          bindung.    Bei dieser Ausführung sind die<B>3</B> Nuten 34  in en Radkörper eingearbeitet, während die<B>3</B>  Keile<B>39</B> über den Flansch<B>33</B> der Bremstrommel  vorstehen.  



  Die     Fig.   <B>5</B> und<B>6</B> zeigen eine Einrichtung zur Be  festigung des Bremsringes<B>51</B> mit Hilfe eines nie  drigen Flansches     bzw.    Randes<B>53.</B> Am Rad<B>56</B> kön  nen entweder Klemmplatten 54 oder ein umlaufen  der Klemmring mittels Schrauben<B>55</B> zur axialen  Fixierung des Bremsringes<B>51</B> befestigt sein. Diese  Klemmplatten 54 und Schrauben<B>55</B> können sehr  klein dimensioniert sein.  



  Die Stärke der Verspannung und des Reib  schlusses zwischen Ring<B>51</B> und Rad<B>56</B> kann sehr  einfach durch die Toleranzen der Höhe<B>57</B> von  Flanschen<B>53</B> und Klemmplatte 54 einreguliert  werden.  



       Fig.   <B>7</B> und<B>8</B> zeigen eine Festigungseinrichtung  an einem     verrippten    Scheibenrad<B>76.</B> Die radialen  Rippen<B>79</B> sind an ihrem äusseren Ende     mit    einem  bearbeiteten Keil<B>78</B> versehen, welche Keile in ent  sprechende Nuten 74 des Bremsringes<B>71</B> eingreifen.  Für die Schraubenbohrungen<B>81</B> können bis zum  Bremsring<B>71</B> vorstehende Augen<B>77</B> vorgesehen sein.  Noch besser ist die<B> </B> fliegende<B> </B> Anordnung der  Schrauben zwischen Bremsring<B>71</B> und Scheibenrad  <B>76,</B> das heisst eine Ausführung ohne die Augen<B>77.</B>  



  Eine Ausführung, welche stärker von den bis  herigen Ausführungen abweicht, jedoch ebenfalls  eine     Keil-Nuten-Verbindung    anwendet, zeigen die       Fig.   <B>9</B> und<B>10.</B> Der mit axialen Rippen<B>92</B> versehene  Bremsring<B>91</B> besitzt einen niedrigen Flansch<B>93.</B>  Dieser ist mit einer koaxialen, zylindrischen Bohrung  <B>95</B> auf ein     verripptes    Scheibenrad<B>96</B> aufgesetzt.  Beide Teile besitzen radial zentrierte Nuten 94 und  <B>97,</B> in welche seitlich satt passende     Einlegkeile   <B>99</B>  eingepasst sind. Diese Keile<B>99</B> übertragen das ganze  Bremsdrehmoment.

   Sie übernehmen aber auch die  Zentrierung des Bremsringes<B>91</B> auf dem     verrippten     Scheibenrad<B>96</B> bei einer Wärmeausdehnung des  Ringes<B>91.</B> Je zwei im rechten Winkel zueinander      stehende Keile ergeben eine     zwangläufige    Zentrie  rung auf die Radachse. Zur axialen Führung des  Ringes<B>91</B> auf Seitenschlag, gegenüber dem Schei  benrad<B>96</B> sind beispielsweise die Keile<B>99</B> mit einer  Bohrung<B>101</B> und mit Schrauben 102 und     Unter-          legscheiben   <B>103</B> und 104 versehen. Diese richten  die axialen Anschlagflächen<B>105, 106</B> des Ringes<B>91</B>  gegen die Flächen<B>107, 108</B> des Scheibenrades<B>96</B>  aus.

   Die axiale Ausrichtung auf Seitenschlag kann  jedoch auch durch Schrauben, welche vom Keil un  abhängig sind, erfolgen.  



  Die beschriebenen Einrichtungen haben den  Vorteil, dass die Wärmespannungen und die Bruch  gefahr in den Bremstrommeln ganz wesentlich ver  ringert werden. Dadurch können auch die Bremslei  stungen und Bremstemperaturen noch gesteigert wer  den. Der Konstrukteur ist in der Auswahl der Ma  terialien und der     Herstellverfahren    für Bremstrom  meln weniger stark eingeengt.

Claims (1)

1. <B>PATENTANSPRUCH</B> Einrichtung zur Befestigung eines Bremsringes an seinem rotierenden Träger, dadurch gekennzeich net, dass der Bremsring mit Hilfe einer Keil-Nuten- Verbindung mit wenigstens annähernd radialen Flanken am Träger in Umfangsrichtung gesichert und radial zentriert ist. UNTERANSPRUCHE <B>1.</B> Einrichtung nach Patentanspruch, an Hohl- speichenrädern, dadurch gekenn-zeichnet, dass die hintere Rückwand der Hohlspeiche mit einem Auge versehen ist, welches Elemente der Keil-Nuten-Ver- bindung trägt. 2.

   Einrichtung nach Patentanspruch an Rädern mit radialen Rippen, dadurch gekennzeichnet, dass die radialen Rippen als Verbindungskeile verwendet sind, welche in Nuten des Bremsringes eingreifen. <B>3.</B> Einrichtung nach Patentanspruch, dadurch ge kennzeichnet, dass die Keile und Nuten alle radial gegen die Achse ausgerichtet sind. 4. Einrichtung nach Patentanspruch, dadurch ge kennzeichnet, dass jeweils die Symmetrieachse einer Keil-Nuten-Gruppe radial gegen die Achse gerich tet ist, während die einzelnen Nutenflanken parallel zu sich selbst und zur Symmetrieachse verlaufen.

   <B>5.</B> Einrichtung nach Patentanspruch, dadurch ge kennzeichnet, dass im Bremsring und im rotierenden Träger radial zentrierte, achsparallele Nuten einge fräst sind, in welche Mitnehmer-Keile eingelegt sind.