DE19853828A1 - Scheibenbremsbelag für Schienen- oder Nutzfahrzeuge - Google Patents
Scheibenbremsbelag für Schienen- oder NutzfahrzeugeInfo
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Abstract
Auf der Ankerplatte (2) eines Scheibenbremsbelages (1) für Schienen- oder Nutzfahrzeuge sind mehrere längliche Reibkörper (31...37) mit jeweils mehreren Nieten (4) befestigt. Das Umfangsprofil jedes Reibkörpers ist stadionförmig ausgebildet, d. h. die beiden halbkreisförmigen Enden sind jeweils durch parallele Seiten verbunden. Die Befestigungsnieten (4) sind in Richtung der größten Längenausdehnung (L1...L7) des zugehörigen Reibkörpers mit gegenseitigem Abstand angeordnet. Alle Richtungen der größten Längenausdehnung sind unter einem spitzen Winkel alpha zur Einlaufrichtung (E) angeordnet. Die Anstellwinkel (alpha) sind für verschiedene Reibkörper der Reibkörperanordnung unterschiedlich, jedoch jeweils nicht größer als 45 DEG .
Description
Die Erfindung betrifft einen Scheibenbremsbelag für
Schienen- oder Nutzfahrzeuge, mit einer Ankerplatte und meh
reren auf der Ankerplatte befestigten Reibkörpern.
Scheibenbremsen sind hochbelastete Teile an Fahrzeugen.
Sie müssen z. T. erhebliche Massen verzögern und innerhalb
kürzester Zeit bis zum Stillstand bringen. Schienen- und
Nutzfahrzeuge bedingen auf Grund ihres hohen Gewichts sehr
hohe Bremsmomente, die von den Bremsbelägen übertragen wer
den müssen.
Für einen effektiven Bremsvorgang ist eine gute Übertra
gung der Bremskraft vom Scheibenbremsbelag auf die Brems
scheibe erforderlich. Es hat sich gezeigt, daß großflächige
Reibkörper besonders große Bremsmomente auf die Bremsscheibe
übertragen können. Bei Nässe besteht jedoch die Gefahr, daß
derartige Reibkörper nicht mehr die gleiche Bremswirkung
entfalten können wie bei Trockenheit. Man spricht auch von
"Naßfading".
Bessere Naßlaufeigenschaften erhält man bei Unterteilung
der Bremsbeläge in mehrere kleinere Reibkörper. Es sind zy
linderförmige Reibkörper bekannt, die auf der Ankerplatte
aufgeschweißt oder aufgenietet sind. Die Reibkörper dieser
bekannten Reibkörperanordnungen sind nur punktförmig, bei
spielsweise mittels eines zentralen Niets mit der Anker
platte verbunden. Aufgrund der hohen Bremsmomente und Hebel
kräfte können sich derartige punktförmige Verbindungen im
Betrieb lösen. Dies hat eine Verringerung der verfügbaren
Bremsleistung und u. U. eine Zerstörung der gesamten Schei
benbremse zur Folge. Die besseren Naßlaufeigenschaften be
kannter mehrgliedriger Bremsbeläge gingen daher zu Lasten
der Standfestigkeit dieser Beläge.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen witter
ungsunabhängig wirksamen Bremsbelag zur Verfügung zu stel
len, der wirtschaftlich herstellbar ist und eine gute Stand
festigkeit hat.
Eine erste Lösung dieser Aufgabe besteht erfindungsgemäß
darin, daß jeder Reibkörper ein längliches Umfangsprofil hat
und über mindestens zwei Nieten mit der Ankerplatte verbun
den ist und daß die Richtung der größten Längenausdehnung
jedes Reibkörpers unter einem spitzen Winkel α zur Einlauf
richtung angeordnet ist, wobei 0 < α ≦ 45°.
Eine zweite Lösung der genannten Aufgabe ist erfindungs
gemäß dadurch gekennzeichnet, daß jeder Reibkörper ein poly
gonales Umfangsprofil mit abgerundeten Ecken hat und über
mindestens zwei Nieten mit der Ankerplatte verbunden ist.
Die Erfindung vereint mehrere Vorteile. Ein wesentlicher
Vorteil der Erfindung besteht darin, daß die Naßlaufeigen
schaften sogar gegenüber herkömmlichen Scheibenbremsen mit
mehrgliedrigen Bremsbelägen verbessert werden.
Für die Standfestigkeit wirkt sich auch die Befestigung
jedes Reibkörpers mit mindestens zwei Nieten vorteilhaft
aus. Selbst wenn sich ein Niet im Betrieb löst, so wird der
Reibkörper von dem zweiten ggf. dritten Niet gehalten und
somit die Gefahr einer Beschädigung der Scheibenbremse we
sentlich verringert.
Die längliche Form (erste Lösung) bzw. die polygonale
Form (zweite Lösung) der Reibfläche jedes Reibkörpers begün
stigt einen gleichmäßigen Abrieb.
Auch die wirtschaftlichen Vorteile sind beträchtlich.
Bei gleicher Bremsfläche im Vergleich zu einem Bremsbelag
mit Zylinderreibkörpern können weniger Reibkörper auf der
Ankerplatte befestigt werden. Mit der Verringerung der An
zahl der Reibkörper sinkt der Herstellungsaufwand. Dies er
möglicht eine kostengünstigere Fertigung.
Bei der ersten Lösung ist es besonders vorteilhaft,
wenn gemäß einer Weiterbildung der Erfindung jeder Reibkör
per mit drei in dessen Längsrichtung angeordneten Nieten auf
der Ankerplatte befestigt ist.
Eine bevorzugte Ausführungsform der zweiten Lösung ist
dadurch gekennzeichnet, daß jeder Reibkörper ein Umfangspro
fil in Form eines gleichseitigen Dreiecks hat und über drei
mit gleichem gegenseitigen Abstand angeordnete Nieten mit
der Ankerplatte verbunden sind. Die im wesentlichen dreiec
kige Umfangsprofil- und Grundrißform jedes Reibkörpers er
möglicht eine relativ dichte und gleichmäßige Anordnung und
Verschachtelung der Reibkörper auf der Ankerplatte. Die
Zwickelräume zwischen benachbarten Reibkörpern können rela
tiv klein gemacht werden, so daß die einer Ankerplatte zuge
ordnete Reibfläche einerseits aufgelöst und andererseits re
lativ großflächig wirksam ist und eine entsprechend hohe
Bremswirkung entfaltet.
Weitere vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind
in den Unteransprüchen gekennzeichnet.
Im folgenden wird die Erfindung anhand von in der Zeich
nung dargestellten Ausführungsbeispielen erläutert. In der
Zeichnung zeigen:
Fig. 1 eine Draufsicht auf ein erstes Ausführungsbei
spiel eines erfindungsgemäßen Scheibenbremsbela
ges;
Fig. 2 eine erste Seitenansicht;
Fig. 3 eine zweite Seitenansicht;
Fig. 4 eine Ansicht von unten auf das erste Ausführungs
beispiel;
Fig. 5 eine schematische Draufsicht auf ein zweites Aus
führungsbeispiel des erfindungsgemäßen Scheiben
bremsbelags;
Fig. 6 eine Schnittansicht entsprechend der Schnittlinie
VI-VI in Fig. 5.
Der Scheibenbremsbelag 1 weist bei dem in den Fig. 1-
4 dargestellten Ausführungsbeispiel eine Ankerplatte 2 und
eine koplanare Anordnung von sieben Reibkörpern 3 auf, die
jeweils mit drei Nieten 4 an der Ankerplatte 2 befestigt
sind. Bei dem beschriebenen Ausführungsbeispiel besteht je
der Reibkörper 3 aus einem Topf mit einem stadionförmigen,
langgestreckten Umfangsprofil. In den Topf ist ein geeigne
tes Reibmaterial eingepreßt. Das Reibmaterial ist in der
Zeichnung fortgelassen, um die Sicht auf die die Reibkörper
an der Ankerplatte fixierenden Nieten 4 freizulegen.
Auf der der Reibbelagsseite abgewandten Rückseite der
Ankerplatte 2 ist ein Schwalbenschwanz 6 befestigt, mit des
sen Hilfe der Bremsbelag 1 an einem in der Zeichnung nicht
dargestellten Bremsbackenhalter festgelegt wird.
In Fig. 1 sind die Richtungen der größten Längenausdeh
nung L1. . .L7 der insgesamt sieben Reibkörper 31. . .37 unter
einem spitzen Winkel zu einer strichpunktierten Einlaufrich
tung E angeordnet. Der Anstellwinkel α des Reibkörpers 31
ist in Fig. 1 veranschaulicht. Die langgestreckten und sta
dionförmigen Reibkörper 3 haben teilweise unterschiedliche
Anstellwinkel zur Einlaufrichtung E. Die Anstellwinkel der
Reibkörper 31 und 32 sind etwa gleich. Der Anstellwinkel des
Reibkörpers 33 ist spitzer, und noch spitzer ist der An
stellwinkel des Reibkörpers 34. Die Anstellwinkel der Reib
körper 35, 36 und 37 sind ebenfalls spitz, liegen aber in
einem anderen Quadranten, d. h. die Richtungen L5. . .L7 der
größten Längenausdehnungen der Reibkörper 35-37 sind unter
einem spitzen Winkel zur anderen Seite der Einlaufrichtung E
hin geneigt. In jedem Fall sind die Winkel α kleiner als
oder allenfalls gleich 45°. Aufgrund dieser Schrägstellung
der einzelnen Reibkörper 3 zur Einlaufrichtung E ergeben
sich relativ gleichmäßige Bremsverteilungen und Abnutzungen
der koplanaren Bremsflächen und damit ausgezeichnete Brems
wirkungen. Die Naßlaufeigenschaften sind im Vergleich zu
herkömmlichen mehrgliedrigen Bremsbelaganordnungen deutlich
verbessert. Die Anzahl der Reibkörper ist für mehrgliedrige
Bremsbeläge gering, so daß auch die Herstellung und Befesti
gung der Reibkörper 31 bis 37 kostengünstig sind.
-Jeder einzelne Bremskörper ist über drei Niete 4 mit der
Ankerplatte 2 verbunden. Alle drei Niete 4 sind auf der
Achse der jeweils größten Längenausdehnung des Reibkörpers 3
angeordnet. Dadurch erhält der Reibkörper einen zuverlässi
gen und gleichmäßigen Halt auf der Ankerplatte 2, und die
Gefahr des Lösens und Abscherens einer Nietverbindung oder
gar aller Nietverbindungen eines Reibkörpers ist minimiert.
Anstelle der stadionförmigen Gestaltung des Umfangspro
fils kann ein anderes längliches Profil der Reibkörper ver
wendet werden. Möglich sind ovale, prismenartige oder auch
eckige Profile. Die stadionförmige Gestaltung des Umfangs
profils gewährleistet aber eine einfache Herstellung und
vorzügliche Naßlaufeigenschaften. Eine andere günstige Um
fangsprofilform wäre ein Parallelogramm mit nicht-rechtwink
ligen Ecken. Bei dem beschriebenen Ausführungsbeispiel ist
das Verhältnis Länge : Breite der Reibkörper etwa 2 : 1; je
nach Einsatzfall können andere Querschnittsverhältnisse, z. B.
zwischen 1,2 : 1 und 2,2 : 1 und mehr zweckmäßig sein.
In den Fig. 5 und 6 ist ein anderes Ausführungsbei
spiel eines Scheibenbremsbelags 11 gezeigt. Der Scheiben
bremsbelag 11 weist eine Ankerplatte 12 ähnlicher Ausbildung
wie diejenige gemäß dem zuvorbeschriebenen Ausführungsbei
spiel und eine koplanare Anordnung von fünf Reibkörpern 13
auf, die jeweils mit drei Nieten 14 an der Ankerplatte 12
befestigt sind. Jeder Reibkörper hat eine polygonales, ins
besondere dreieckiges Umfangsprofil mit abgerundeten Ecken.
Alle drei Seiten haben gleiche Längen und sind nach Art ei
nes gleichseitigen Dreiecks jeweils unter 60°-Winkeln zuein
ander angeordnet. Die dreieckigen Reibkörper 13 sind, wie
Fig. 5 zeigt, in engen Abständen zueinander derart angeord
net, daß die Zwickelräume relativ klein gehalten werden.
Dies hat die Folge, daß die wirksamen Bremsflächen trotz der
Vereinzelung der Reibkörper einen großen Prozentsatz der
Fläche der Ankerplatte 12 einnehmen. Die in Fig. 5 darge
stellte Anordnung der Reibkörper 13 mit dreieckigem Umfangs
profil hat ähnlich gute Naßlaufeigenschaften wie die Anord
nung der Reibkörper 3 gemäß erstem Ausführungsbeispiel und
eine ebenso hohe Standfestigkeit, da auch hier jeder Reib
körper mit drei Nieten 14 an der Ankerplatte 12 befestigt
ist.
Wie Fig. 6 zeigt, hat jeder Reibkörper 13 eine Grund
platte 15, auf der das Reibmaterial 16 befestigt ist. Die
Reibmaterialschicht 16 ist in Ausrichtung mit den Nieten 14
mit Bohrungen 17 versehen, um die Nieten 14 mit geeigneten
Nietwerkzeugen anbringen zu können. Die Reibmaterialschicht
16 kann aber auch in einem mit der Basisplatte 15 einteili
gen Topf angeordnet sein, dessen Umfangsform der dargestell
ten Profilform des Reibkörpers 13 entspricht.
Anstelle eines gleichseitigen Dreiecks können auch an
dere polygonale Umfangsprofile vorgesehen sein, einschließ
liche dreieckiger Umfangsprofile mit unterschiedlich langen
Seitenflächen. Die Zahl und Gestaltung der Seiten kann der
Form der Trägerplatte angepaßt werden. Sie sollten jedoch
aus wirtschaftlichen Gründen so gewählt werden, daß alle
Reibkörper übereinstimmende Umfangsprofile haben und daher
eine einfache und großtechnische Herstellung möglich ist.
Im Rahmen des Erfindungsgedankens sind zahlreiche Ab
wandlungen von dem in der Zeichnung dargestellten Ausfüh
rungsbeispiel möglich. Die Anzahl und genaue Umfangsform und
Ausbildung der Reibkörper kann den jeweiligen Einsatzfällen
und den anderen Randparametern angepaßt werden. Jeder Reib
körper kann auch auf einer Bodenplatte aufgebaut sein, die
selbst wieder an der Ankerplatte durch geeignete Mittel be
festigt ist. Ebenfalls möglich ist die Anbringung eines ein
stückigen Reibkörpers direkt auf oder an der Ankerplatte 2.
Auch die Art der Befestigung des Reibkörpers selbst an der
Ankerplatte ist nicht auf die dargestellte Nietanordnung be
schränkt; andere formschlüssige Verbindungen sind möglich, so
beispielsweise das Einpressen einer mit dem Reibkörper ver
bundenen Trägermasse in passende Ankerplattenöffnungen. Der
zeit bildet die Nietanordnung aber die einfachste Befesti
gungsart, die auch eine günstige Montage und Herstellung ga
rantiert.
Claims (8)
1. Scheibenbremsbelag für Schienen- oder Nutzfahrzeuge,
mit einer Ankerplatte (2) und mehreren auf der Ankerplatte
befestigten Reibkörpern (3, 31. . .37)
dadurch gekennzeichnet,
daß jeder Reibkörper ein längliches Umfangsprofil hat und über mindestens zwei Nieten (4) mit der Ankerplatte (2) verbunden ist und
daß die Richtung (L1. . .L7) der größten Längenausdehnung jedes Reibkörpers unter einem spitzen Winkel α zur Einlauf richtung (E) angeordnet ist, wobei 0 < α ≦ 45°.
daß jeder Reibkörper ein längliches Umfangsprofil hat und über mindestens zwei Nieten (4) mit der Ankerplatte (2) verbunden ist und
daß die Richtung (L1. . .L7) der größten Längenausdehnung jedes Reibkörpers unter einem spitzen Winkel α zur Einlauf richtung (E) angeordnet ist, wobei 0 < α ≦ 45°.
2. Scheibenbremsbelag nach Anspruch 1, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Umfangsprofile der Reibköper
(3) stadionförmig mit zwei parallelen Seitenwänden und abge
rundeten Endwänden ausgebildet sind.
3. Scheibenbremsbelag nach Anspruch 1, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Reibkörper (5) ein ovales Umfangsprofil
haben.
4. Scheibenbremsbelag nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet, daß jeder Reibkörper (31. . .37) mit
drei in dessen Längsrichtung L1. . ..L7) angeordneten Nieten
(4) auf der Ankerplatte (2) befestigt ist.
5. Scheibenbremsbelag nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet, daß die Richtungen (L1. . .L7) der
größten Längenausdehnungen der Reibkörper zumindest
(31. . .37) teilweise in unterschiedlichen spitzen Winkeln
und/oder nach unterschiedlichen Seiten zur Einlaufrichtung
(E) angestellt sind.
6. Scheibenbremsbelag nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis des größten zum
kleinsten Reibkörperdurchmesser im Bereich von 1,2-2,2
liegt.
7. Scheibenbremsbelag für Schienen- und/oder Nutzfahr
zeuge, mit einer Ankerplatte (12) und mehreren auf der An
kerplatte befestigten Reibkörpern (13),
dadurch gekennzeichnet,
daß jeder Reibkörper ein polygonales Umfangsprofil mit
abgerundeten Ecken hat und über mindestens zwei Nieten (14)
mit der Ankerplatte (12) verbunden ist.
8. Scheibenbremsbelag nach Anspruch 7, dadurch gekenn
zeichnet, daß jeder Reibkörper (13) ein Umfangsprofil in
Form eines gleichseitigen Dreiecks hat und über drei mit
gleichem gegenseitigen Abstand angeordnete Nieten (14) mit
der Ankerplatte (2) verbunden ist.
Priority Applications (10)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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ES99938337T ES2187177T3 (es) | 1998-07-25 | 1999-07-26 | Forro de freno de disco para vehiculos ferroviarios o industriales. |
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