DE1164761B

DE1164761B - Ein- oder zweiteilige, doppelwandige Bremsscheibe fuer Scheibenbremsen, insbesonderefuer Schienenfahrzeuge

Info

Publication number: DE1164761B
Application number: DEB63120A
Authority: DE
Inventors: Fritz Kloetzner; Alfred Otto
Original assignee: Bergische Stahl Industrie
Current assignee: Bergische Stahl Industrie
Priority date: 1961-07-03
Filing date: 1961-07-03
Publication date: 1964-03-05

Description

Ein- oder zweiteilige, doppelwandige Bremsscheibe für Scheibenbremsen, insbesondere für Schienenfahrzeuge Die Erfindung bezieht sich auf eine ein- oder zweiteilige, doppelwandige Bremsscheibe für Scheibenbremsen, insbesondere für Schienenfahrzeuge, mit radialem, an der Nabe axial und am Scheibenrand radial nach außen offenen, durch die beiden Wandungen verbindende Rippen gebildeten Kühlluftkanälen.
Derartige Bremsscheiben mit einer auf der Achswelle sitzenden Nabe, die mit einem Bremsring unter Benutzung von radialen oder axialen Schraubenverbinduttgen mit Spannhülsen oder Paßbüchsen verbunden sind, sind bekannt. Ferner sind derartige geteilte und mittels Schrauben zusammengehaltene Bremsscheiben bekannt, bei denen das Bremsmoment durch die an der Nabe fest angeordneten Tragarme von rundem oder prismatischem Querschnitt auf die Nabe übertragen wird.
Bei der Bauart dieser Bremsscheiben treten zwischen der Nabe und dem Bremsring unterschiedliche Temperaturen auf, da nur der beiderseitig beaufschlagte Bremsring die beim Bremsen entstehende Wärme aufzunehmen hat. Durch diese unterschiedlichen Temperaturen treten innerhalb der beiden Teile unterschiedliche Materialausdehnungen auf, welche erhebliche unkontrollierbare Spannungen innerhalb der Scheibe erzeugen.
Durch die an der Nabe fest angeordneten Tragarme von rundem oder prismatischem Querschnitt entsteht der Nachteil, daß nur in der Achsebene geteilte oder einteilige senkrecht zur Achsebene geteilte Bremsringe angeordnet werden können. Ferner ist die Bearbeitung der Nabe wie der Bremsringe umständlich und teuer.
Zweck der Erfindung ist die Behebung der geschilderten Nachteile und die Schaffung einer Bremsscheibe, bei der die Nabe und der Bremsring bei einfacher kostensparender Bearbeitung schraubenlos miteinander verbunden sind. Eine solche Bremsscheibe hat darüber hinaus den Vorteil, daß die Bremsringe in ungeteilter wie in geteilter Form ausgebildet werden können. Die letztere Ausführungsart hat sich in der Praxis als zweckmäßig erwiesen. Das Abpressen der Räder eines Radsatzes ist nicht mehr notwendig, wenn der abgenutzte einteilige Bremsring der Erstausrüstung durch einen geteilten Bremsring ausgetauscht werden kann. Der auszutauschende Bremsring wird hierbei durch Schneidbrenner über der Achse durchgetrennt. Darüber hinaus ist bei Verwendung hohler Verbindungselemente die Möglichkeit gegeben, durch dieselben einen Kühlluftstrom zu leiten.
Die Aufgabe der Erfindung wird dadurch gelöst, daß die Bremsscheibe mit der Nabe durch in koaxialen Bohrungen der Bremsscheibe und der Nabe mit Klemmsitz angeordneten Paßbüchsen, Schraubenfedern mit rechteckigem Drahtquerschnitt oder Spannhülsen verbunden ist. Die durch die Reibungswärme auftretende .Ausdehnung des Bremsrings kann ungehindert erfolgen. Durch die genannten Paßelemente, die in den koaxialen Bohrungen der Nabe und des Bremsrings eingepreßt sind, wird nicht nur das Bremsmoment übertragen, sondern ist auch der Bremsring gegen Seitenverschiebung gesichert.
Zweckmäßigerweise verlaufen die Bohrungen in der Nabe und der Bremsscheibe in radialer Richtung. Vorteilhaft werden am Grund der in den Naben angeordneten Bohrungen axiale Lufteintrittsöffnungen vorgesehen, so daß durch die an sich hohlen Verbindungselemente ein Luftstrom fließen kann, wodurch eine gute Kühlung auch in diesem Bremsscheibenbereich erreicht wird. Gleichzeitig ist der Bremsring durch einfach auf der Drehbank zu bearbeitende Sitze auf der Nabe zentriert.
Somit ist für die Bremsmomentübertragungselemente sowie für die Zentrierung eine einfache lehrenmäßig durchzuführende billige Bearbeitungsmöglichkeit geschaffen, die auch den Austausch zuläßt.
In den Zeichnungen sind verschiedene Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt, und zwar zeigt F i g. 1 die Ansicht einer Bremsscheibe mit ungeteiltem Bremsscheibenring, F i g. 2 einen Schnitt nach der Linie II-II in Fig.l, F i g. 3 die Ansicht einer Bremsscheibe mit axial geteiltem Bremsscheibenring, F i g. 4 einen Schnitt nach der Linie IV-IV in F i g. 3 mit Ansicht auf die Teilfuge, F i g. 5 eine weitere Ausführungsart der Bremsscheibe, F i g. 6 einen Schnitt nach der Linie VI-VI in F i g. 5 mit Ansicht auf die Teilfuge.
Die Bremsscheibe nach den F i g. 1 und 2 zeigt eine einteilige, aus Stahl gefertigte Nabe 12, die mit der Achse 11 des abzubremsenden Fahrzeugs verdrehungsfest verbunden ist. Die Nabe 12 weist mindestens zwei, vorzugsweise vier Nocken 13 mit zylindrischen Paßbohrungen 14 auf. Der ungeteilte Bremsring 15, der aus Stahlguß oder perlitischem Grauguß oder Sphäroguß gefertigt sein kann, ist ebenfalls mit der gleichen Anzahl zylindrischer Paßbohrungen 14, die mit denen in der Nabe fluchten und gleichen Durchmesser haben, versehen. Durch die im Bremsring 15 vorgesehenen Aussparungen 16 werden die Verbindungselemente, Paßbüchsen 17 oder Paßfedern, vorzugsweise auf Paßmaß außen geschliffene, rechteckigen Drahtquerschnitt aufweisende Schraubenfedern 18, in die Paßbohrungen 14 des Bremsrings 15 und der Nabe 12 mit einem entsprechenden Paßsitz eingepreßt. Diese Verbindungselemente übertragen einerseits das Bremsmoment von den Bremsringen auf die Nabe und sichern gleichzeitig den Bremsring 15 gegen axiale Verschiebung. Große öffnungen 19 zwischen Nabe und Bremsring ermöglichen einen Luftdurchsatz, wodurch die durch zahlreiche Rippen 20 vergrößerte rückwärtige Oberfläche des Bremsrings 15 eine wirksame Kühlung erfährt. Darüber hinaus sind am Grund der in der Nabe 12 angeordneten Paßbohrungen 14 einseitig oder beidseitig Lufteinströmöffnungen 21 vorgesehen, durch die ebenfalls Luft strömen kann und somit auch den Raum des Bremsrings innerhalb der Aussparungen 16 kühlt. Durch einfache und genau auszuführende Dreharbeit ist der Bremsring 15 mit der Nabe 12 auf den Flächen 22 zentriert. Durch die beschriebene Ausführung ist eine hemmungs- und spannungsfreie Ausdehnung des Bremsrings 15 gewährleistet. Die Bremsscheibe nach den F i g. 3 und 4 entspricht im Aufbau der Scheibe nach F i g. 1 und 2. Im Gegensatz hierzu ist jedoch der Bremsring in axialer Richtung durch die Teilfuge 35 in zwei Hälften 33 und 34 geteilt, wobei die Teilfuge in der Mitte zwischen zwei benachbarten Verbindungselementen 17, 18 liegt. Diese Stellung hat den Vorteil, daß die Elemente 17 und 18 bereits ein Auseinanderklaffen der Bremsringhälften 33 und 34 verhindern. Die Bremsringhälften 33 und 34 sind in der Teilfuge durch Spannelemente 37, die unter einem Winkel gegen die Teilfuge 35 geneigt sind, miteinander verbunden. Durch diese Maßnahmen sind die Bremsringhälften mittels schraubenloser Verbindung sicher zusammengehalten und können hemmungs- und spannungsfrei der Wärmeausdehnung folgen.
Die Bremsscheibe nach den F i g. 5 und 6 zeigt eine einteilige, aus Stahl gefertigte Nabe 51, die mit der Achse 11 des abzubremsenden Fahrzeugs verdrehungsfest verbunden ist. Die Nabe 51 trägt mindestens zwei gegenüberliegende prismatische Nocken 52, welche mit Paßsitz in entsprechende Nuten eingreifen, die in den hierfür am Bremsring 53 angegossenen Speichen 54 eingearbeitet sind und das im Bremsring 53 auftretende Bremsmoment auf die Nabe 51 übertragen. Mit den Spannhülsen 55, welche in genau fluchtenden Paßbohrungen des Bremsrings 53 und der Nabe 51 eingepreßt sind, ist der Bremsring 53 gegen axiale Verschiebung gesichert. Lufteinströmöffnungen 56 bewirken eine gute Durchlüftung des Bremsrings 53 mit den Rippen 59. Durch einfache und genau auszuführende Dreharbeit ist der Bremsring 53 auf der Nabe 51 auf den Flächen 57 zentriert.
Eine spannungs- und hemmungsfreie Ausdehnung des Bremsrings ist auch bei dieser Bremsscheibe gewährleistet. Da die prismatischen Nocken 52, die das im Bremsring 53 auftretende Bremsmoment auf die Nabe 51 übertragen, in Nabennähe liegen, ist die vom Bremsring 53 übergeleitete Temperatur nur gering. Infolgedessen ist hier eine Wärmeausdehnung und ein damit verbundener sich lockernder Paßsitz zwischen den prismatischen Nocken 52 und der entsprechenden Aussparung in den Speichen 54 nicht möglich. Auch bei dieser Anordnung der Bremsscheibe ist ein schraubenloser Zusammenhalt der Nabe 51 mit dem Bremsring 53 geschaffen. Am Grund der Paßbohrungen für die Spannhülsen 55 sind Lufteinströmöffnungen 58 angeordnet, wodurch eine noch bessere Kühlung gewährleistet ist.
Die Bremsringe der Scheibe nach F i g. 5 und 6 können einteilig wie die Ringe nach F i g. 1 ausgebildet sein. Dann fallen die Teile 60 und 61 der F i g. 5 fort. Bei zweiteiliger Ausführung der Bremsringe mit der in axialer Ebene liegenden Teilfuge 60 müssen noch besondere Verbindungselemente 61, wie z. B. Spannbüchsen, zum Zusammenhalt der beiden Bremsringhälften vorgesehen werden, wobei jeweils beidseitig der Achse 11 in der Teilfuge 60 ein oder mehrere Spannbüchsen 61 anzuordnen sind. Auch hierbei stehen die Längsachsen der Spannbüchsen 61 unter einem Winkel zur Teilfuge 60. Die Teilfuge 60 ist dabei in die Mitte zwischen zwei benachbarten Spannhülsen 55 zu legen.
Für die Merkmale der Ansprüche 4 und 5 wird nur im Zusammenhang mit dem Anspruch 1 Schutz begehrt.

Claims

Patentansprüche: 1. Ein- oder zweiteilige, doppelwandige Bremsscheibe für Scheibenbremsen, insbesondere für Schienenfahrzeuge, mit radialen, an der Nabe axial und am Scheibenrad radial nach außen offenen, durch die beiden Wandungen verbindende Rippen gebildeten Kühlluftkanälen, d adurch gekennzeichnet, daß die Bremsscheibe (15; 33, 34; 53) mit der Nabe (12, 13; 51, 52) durch in koaxialen Bohrungen (14) der Bremsscheibe und der Nabe mit Klemmsitz angeordneten Paßbüchsen (17), Schraubenfedern (18) mit rechteckigem Drahtquerschnitt oder Spannhülsen (55) verbunden ist. z. Bremsscheibe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Bohrungen (14) in der Nabe und in der Bremsscheibe radial verlaufen. 3. Bremsscheibe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß am Grund der in den Naben (12, 13; 51, 52) angeordneten Bohrungen (14) axiale Lufteintrittsöffnungen (21, 58) vorgesehen sind. 4. Bremsscheibe nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Bremsscheibe (15; 33, 34; 53) auf einer Drehfläche (22, 57) zentriert ist. 5. Zweiteilige Bremsscheibe nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Teilfuge (35, 60) in der Mitte zwischen zwei benachbarten Verbindungselementen (17, 18, 55) liegt. 6. Bremsscheibe nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Bremsscheibenhälften in der Teilfuge (35, 60) durch Spannhülsen (37, 61), deren Achse zur Teilfuge unter einem Winkel steht, miteinander verbunden sind. 7. Bremsscheibe nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Bohrungen für die Verbindungselemente (17, 18, 55) in Nocken (52) der Nabe (51) angeordnet sind, die ihrerseits in entsprechende Aussparungen der Bremsscheibe greifen. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 846 042; deutsche Auslegeschrift Nr. 1103 375; französische Patentschrift Nr. 1187 846.