DE2312577C3

DE2312577C3 - Bremsscheibenanordnung an einem Schienenfahrzeugrad

Info

Publication number: DE2312577C3
Application number: DE19732312577
Authority: DE
Inventors: Rolf 4501 Belm Rittinghaus
Original assignee: Kloeckner Werke AG
Current assignee: Kloeckner Werke AG
Priority date: 1973-03-14
Filing date: 1973-03-14
Publication date: 1975-08-28
Also published as: DE2312577B2; DE2312577A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Bremsscheibenanordnung an einem Schienenfahrzeugrad, in der zumindest an einer Radseite eine radial geteäte Bremsscheibe angeordnet ist wobei die miteinander verbundenen Bremsscheibensegmente an ihrem äußeren Umfang innerhalb des vom Radreifen umgrenzten zylindrischen 5 oder kegelstumpfförmigen Innenraumes mit dem Rad durch Formschluß verbunden sind.

Eine derartige Bremsscheibenanordnung ist aus der DT-AS 1151 830 bekannt wobei die Bremsscheibe mittels die Radscheibe durchsetzender Schrauben lösbar ίο mit dieser verbunden sind. Die Übertragung des Bremsmomentes erfolgt im Bereich der Kreisringflächen am Bremsscheibenumfang durch Anpressung am Radreifen. Eine derartige Drehmomentübertragung ist insofern nachteilig, als ein sicherer Formschluß auf Grund der Ringflächenausbildung nicht immer gewährleistet werden kann.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Bremsscheibenanordnung der eingangs genannten Art zu schaifen, bei der das Bremsmoment von der Bremsscheibe auf das Rad ohne zusätzliche Befestigungselemente sicher so übertragen wird, daß keine Schwächungen innerhalb des Rades auftreten.

Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß dadurch gelöst worden, daß der vom Radreifen umgrenzte Innenraum Aussparungen mit gegenüber dessen Achse nach außen versetzter Krümmungsachse aufweist

Die vorgesehenen Aussparungen weisen eine mondsichelförmige Form auf. wodurch die beiden Bremsscheibensegmente, die wie an sich bekannt eine kreisförmige Außenkontur haben können, nach zwei Seiten in Richtung dieser Aussparungen exzentrisch nach außen geschoben werden können. Hierdurch wird ein Formschluß zwischen dem Radkranz oder Radreifen und den Bremsscheibensegmenten bewirkt durch den das Bremsmoment sicher übertragen wird, ohne daß eine Schwächung des Rades erfolgt Die Befestigung der Bremsscheibensegmente kann daher beträchtlich schwächer ausgeführt werden und beispielsweise durch einen Spannring erfolgen.

Es wird bevorzugt wenn der Radius der Aussparung dem Radius des Innenraums entspricht. Die Krümmungsachsen der Aussparungen können insbesondere in bezug auf die Achse des Innenraums einander gegenüberliegend angeordnet sein.

Die Abstände zwischen der Krümmungsachse der Ausspaningen und der Achse des zugehörigen Innenraumes sind vorzugsweise jeweils einander gleich und betragen insbesondere etwa 3 bis 6 mm. Die Größe von 3 mm wird deshalb nicht wesentlich unterschritten werden, um eine genügend ausreichende Exzenterwirkung für den Bremsvorgang aufzubringen. Die obere Grenze wird nicht wesentlich über β mm liegen, um eine möglichst große Bremsfläche beizubehalten und den Spalt zwischen den Bremsscheibensegmenten nicht zu groß werden zu lassen.

Die radiale Wärmedehnung im Bereich der Bremsring-Trennfugen kann dadurch ermöglicht werden, daß der Radius der Aussparungen etwas größer als der Radius der Außenflächen der Bremsscheibensegmente ist.

Die Bremsscheibensegmente werden insbesondere durch Verbindungselemente zwischen den Bremsscheibensegmenten in an sich bekannten schwalbenschwanzförmigen Nuten sowie durch einen Spannring gehalten. Der Spannring kann durch Spannschrauben mit den Bremsscheibensegmenten verbunden werden, wobei der Sitz zwischen den Segmenten und dem Spannring konisch ausgebildet ist, um eine zusätzliche Befestigung zu erhalten. Auch hier verjüngt sich der

Konus in axialer Richtung des Rades je nach Ausführung, nach außen bzw. nach innen.

Weitere Ausgestaltungen können den Unteransprüchen entnommen werden.

Ein wesentlicher Vorteil der Anordnung liegt in der Herstellung des Innenraumes und dessen Aussparungen in einem Fertigungsvorgang auf einer Maschine, wobei es lediglich erforderlich ist, am eingespannten Rad die erforderliche Exzentrizität einzustellen. Ferner ergibt sich weiterhin eine erhebliche Erleichterung bei der Montage bzw. Demontage, beispielsweise bei Reparaturen. Außerdem fallen die üblichen sehr aufwendigen Wärmedehnungselemente weg.

Die Erfindung ist an Hand in der Zeichnung dargestellter Ausführungsbeispiele näher erläutert Es zeigt

F i g. 1 die obere Hälfte einer Bremsscheibenanordnung in Vorderansicht,

Fig.2 einen Schnitt durch die Anordnung nach Fig. I.

F i g. 3 einen Schnitt durch ein Verbindungselement zweier Bremsscheibensegmente,

F i g. 4 die obere Hälfte einer weiteren Ausführungsform in Vorderansicht,

F i g. 5 einen Schnitt durch das Scheibenrad nach F i g. 4 und

F i g. 6 einen Schnitt durch ein bereiftes Rad mit Bremsscheiben nach F i g. 2.

Die linke Hälfte der in F i g. 1 dargestellten Bremsscheibe 2 eines Scheibenrades 1 ist eine belüftete Ausführung, während die rechte Hälfte der Bremsscheibe 3 in nicht belüfteter Ausführung dargestellt ist. Der Formschluß zwischen Bremsscheibe 2 bzw. 3 und Scheibenrad 1 wird dadurch hergestellt, daß der vom Radreifen umgrenzte Innenraum 4 in einer Radialebene zu beiden Seiten mondsichelförmige Aussparungen 5 mit gegenüber dessen Achse nach außen versetzter Krümmungsachse aufweist. Die beiden geteilten Radbremsscheiben 2 und 3 können dadurch nach beiden Seiten in Richtung der Aussparungen S exzentrisch nach außen verschoben werden, so daß sich ihr Mittelpunkt ebenfalls von dem konzentrischen Mittelpunkt 6 auf Punkt 7 verschiebt. Die innere Spannfläche 8 der beiden geteilten Bremsscheibenhälften 2 und 3 wird in einer Vorrichtung, die die vorbeschriebene Verschiebung der Bremsscheiben berücksichtigt, konzentrisch zum Mittelpunkt 6 gedreht. Durch diese Bearbeitungsweise können bei der Montage die geteilten Bremsscheiben 2 und 3 wie vorbeschrieben auseinandergeschoben werden und in ihrer inneren Spannfläche 8 mit Hilfe eines Spannringes 9 sowie den Befestigungsschrauben 10 verspannt werden. Die innere Spannfläche 8 der Bremsscheibe und die äußere Spannfläche 11 des Spannringes 9 sind konisch ausgeführt, so daß durch Aufbringen eines bestimmten Anzugsmomentes an den Schrauben 10 ein Verspannen der geteilten Bremsscheiben 2 und 3 ermöglicht wird. Die beiden Bremsscheibenhälften 2 und 3 können sich infolge der Wärmedehnung im Bereich ihrer Trennfugen 12 tangential frei ausdehnen. Die radiale Ausdehnung der Bremsscheiben 2 und 3 im Bereich der Trennfugen 12 wird dadurch ermöglicht, daß die Aussparungen 5 mit einem etwas größeren Radius als der Radius der Außenflächen der geteilten Bremsscheiben 2 und 3 ausgeführt ist. Dadurch ergibt sich im Bereich der Trennfuge 12 im kalten Zustand ein Spalt 13, der sich im warmen Zustand schließt. In der Ebene, die um 90° zu den Trennfugen 12 der Bremsscheiben 2 und 3 versetzt ist, wird die hier wesentlich geringere Wärmedehnung der Bremsscheiben 2 und 3 durch elastische Verformung des Spannringes 9 aufgenommen.

Bei geteilter Bremsscheibe 3 wird die an den Scheiben angreifende Bremskraft über eine ringförmig ausgebildete Fläche 14 am Scheibenradsteg 15 direkt abgestützt Die geteilte Bremsscheibe 2 ist aus gewichts- und wärmetechnischen Gründen mit Kühlrippen 16 versehen. Die Rippen 16 sind an der dem Scheibenrad zugewandten Seite mit Verstärkungen 17 versehen, die — wie bei der geteilten Bremsscheibe 3 — die an der Scheibe angreifende Bremskraft am Steg 15 des Scheibenrades 1 abstützen. Im oberen Bereich der geteilten Bremsscheibe 2 befinden sich Lüftungskanäle 18 von einem ringfömig ausgebildeten Teil 19 umschlossen. Die Aussparungen 5 im Scheibenrad 1 verlaufen — wie in F i g. 2 ersichtlich — nach außen hin konisch abfallend. In Verbindung mit der ebenfalls konisch gedrehten Außenfläche 20 der Bremsscheiben 2 und 3 ergibt sich eine einfache formschlüssige Axialsicherung.

Im Bereich der Trennfugen 12 ist in den Stirnflächen 22 ein Verbindungselement 21 zweier Bremsscheiben-Segmente angeordnet (Fig. 3). An den Trennfugen 12 der Bremsscheiben 2 und 3 sind beispielsweise schwalbenschwanzförmige Nuten 23 eingefräst, die Federn 24 des Verbindungselementes 21 den Halt geben. Das Verbindungselement 21 ist ebenfalls mit einer nutförmigen Aussparung 25 versehen, wodurch die Teile 26 des Verbindungselementes 21 gegeneinander federn, so daß sie sich an den Stirnflächen 22 unter Vorspannung abstützen. Im oberen Bereich des Verbindungselementes 21 entsteht zwischen diesem und den Stirnflächen 22 der Bremsscheiben 2 und 3 im kalten Zustand ein Spalt 27, der sich unter Wärmeeinwirkung infolge der Wärmedehnung der Bremsscheiben 2 und 3 schließt. Diese Form des Verbindungselementes 21 hat den Vorteil, den Bremsbackenverschleiß erheblich zu reduzieren.

Der Grundaufbau der in F i g. 4 dargestellten Bremsscheiben ist der gleiche wie derjenigen der in F i g. 1 dargestellten Scheiben. Diese Ausführungsform ist für Scheibenräder mit sehr kleinen Meßkreisdurchmessern und demzufolge auch sehr kleinen Einbauräumen für die Bremsscheiben gedacht. Aus diesem Grunde zeigt F i g. 4 in Abänderung zu F i g. 1 einen Spannring 9, der bereits beschriebenen Wirkungsweise, der jedoch hier zwischen Scheibenradsteg 15 und Bremsscheiben 2 und 3, und zwar in Bremsringmitte, angeordnet ist. Die Verlegung des Spannringes 9 zur Bremsringmitte erfordert Bohrungen 28 und Senkungen 29 tür die Befestigungsschrauben 10, wodurch die Bremsflächen 30 der Radbremsscheiben 2 und 3 zusätzlich zu den Trennfugen 12 unterbrochen sind.

Zur Demontage der Bremsscheiben sind Freiräume 31 und 32 erforderlich (F i g. 5). Bei dieser Ausführungsform wird die ringförmig ausgebildete Fläche 14 (F i g. 2), die sich am Scheibenradsteg 15 abstützt, durch zwei ringförmige Flächen 33 und 34, die den Spannring umgreifen, ersetzt. In gleicher Weise werden die Verstärkungen 35 und 36 aufgeteilt, damit sie den Spannring 9 umgreifen können.

Das in F i g. 6 dargestellte Scheibenrad 1 ist nicht in Monoblockform ausgeführt, sondern weist Radreifen 37 und Radscheibe 38 auf. Das Konstruktionsprinzip der Ausführungen nach den F i g. 1 und 2 bzw. 4 und 5 ist beibehalten worden. Lediglich die Formschlußelemente 5, 19 und 20 befinden sich hier im Felgeninnenteil 39 der Radscheibe 38.

Hierzu 6 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Bremsscheibenanordnung an einem Schienenfahrzeugrad, in der zumindest an einer Radseite eine radial geteilte Bremsscheibe angeordnet ist wobei die miteinander verbundenen Bremsscheibensegmente an ihrem äußeren Umfang innerhalb des vom Radreifen umgrenzten zylindrischen oder kegelstumpfförmigen Innenraurnes mit dem Rad durch Formschluß verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, daß der vom Radreifen umgrenzte Innenraum (4) Aussparungen (5) mit gegenüber dessen Achse nach außen versetzter Krümmuiigsachse aufweist

2. Bremsscheibenanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet daß der Radius der Aussparung (5) dem Radius des Innenraumes (4) entspricht

3. Bremsscheibenanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet daß die Bremsscheibensegmente (2 und 3) wie an sich bekannt eine kreisförmige Außenkontur haben.

4. Bremsscheibenanordnung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet daß die Krümmungsachsen der Aussparungen (5) in bezug auf die Achse des innenraumes einander gegenüberliegend angeordnet sind.

5. Bremsscheibenanordnung nach Anspruch ·*, dadurch gekennzeichnet daß die Abstände zwischen der Krümmungsachse der Aussparungen (5) und der Achse des zugehörigen Innenraumes (4) jeweils einander gleich sind.

6. Bremsscheibenanordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet daß der Abstand zwischen der Krümmungsachse der Aussparungen (5) und der Achse des Innenraumes (4) etwa 3 bis 6 mm beträgt

7. Bremsschr'benanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet daß der Radius der Aussparungen (5) am Innenraum (4) etwas größer ist als der Radius der Außenflächen (20) der Bremsscheibensegmente (2 und 3).

8. Bremsscheibenanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet daß die Verbindungselemente (21) zwischen den Bremsscheibensegmenten (2 und 3) in an sich bekannten schwalbenschwanzförmigen Nuten (23) sowie durch einen Spannring (9) gehalten werden.

9. Bremsscheibenanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet daß die Aussparung (5) im Felgeninnenteil (39) eines Scheibenradkörpers (38) angeordnet sind.

10. Bremsscheibenanordnung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet daß der Spannring (9) mit I)₁K -nflächen (II) versehen und durch Spannschrauben (10) mit den Bremsscheibensegmenten (2 und 3) verbunden ist

U. Bremsscheibenanordnung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Sitz zwischen den Bremsscheibensegmenten (2 und 3) und dem Spannring (9) konisch ausgebildet ist.

12. Bremsscheibenanordnung nach Anspruch II, dadurch gekennzeichnet, daß sich der Konus in axialer Richtung des Rades zur Radflanke hin verjüngt