DE2459859A1

DE2459859A1 - Bremsscheibe

Info

Publication number: DE2459859A1
Application number: DE19742459859
Authority: DE
Inventors: Hans Dipl Ing Gebhardt; Franz Prahl
Original assignee: KNORR BREMSE GmbH; Knorr Bremse AG
Current assignee: KNORR BREMSE GmbH; Knorr Bremse AG
Priority date: 1974-12-18
Filing date: 1974-12-18
Publication date: 1976-06-24
Also published as: FR2295303B1; FR2295303A1; GB1528987A; US4013146A

Description

München, 4.12.1974

-' 1222 -

KNOBR-BREMSE GMBH, 8000 München 40, Moosacher Straße

BBEMSSGHEIBE

Die Erfindung "bezieht sich auf eine für in beiden.Drehrichtungen betreibbare Scheibenbremse, insbesondere von Scheibenbremsen von Schienenfahrzeugen, mit einem von radialen, durch Ventilatorrippen begrenzten Kühlluftkanälen durchsetzten Eeibring,

Bekannte Bremsscheiben der eingangs genannten Art besitzen im Eeibring zwischen den beiden nach außen gerichteten Reibflächen vom Habeninneren zum Umfang hin verlaufende Kühlluftkanäle. Die Belüftung dieser zahlreichen Kanäle erfolgt durch einen bei Drehung der
Scheibe von innen nach außen entstehenden Luftstrom.

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Da die von der Bremsscheibe bei einer Bremsung zur Verzögerung der Fahrgeschwindigkeit eines Fahrzeuges aufnehmbare Bremsleistung, infolge der begrenzt zulässigen Erwärmung der Bremsscheibe, ein bestimmtes Maß nicht überschreiten darf, ist eine Erweiterung der Leistungsaufnahme, d.h. eine größere Bremssleistung u.a. von der Steigerung der Wärmeabfuhr an der Bremsscheibe abhängig. Sofern es also gelingt die Wärmeabfuhr zu verbessern,· können höhere BremsIeistungen, die bei Scheibenbremseinrichtungen in zunehmenden Maße durch Schieienfahrzeuge mit hohen Geschwxndxgkexten und zeitlich dicht aufeinanderfolgenden Bremsvorgängen auftreten, ohne Überschreitung zulässiger (Temperaturen von der Bremsscheibe aufgenommen werden.

J Die Aufgabe der Erfindung ist es bei Bremsscheiben der eingangs genannten Art eine Steigerung der Wärmeabfuhr zu erreichen, wobei die dazu angewandten konstruktiven Mittel, unter Ausnutzung der räumlichen Gegebenheiten, —verhältnismäßig billig und nur geringen Bauaufwand erfordernd-; möglichst ein Optimum an Erhöhung des bestehen-

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den Luftdurchsatzes bringen sollen.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß in der Weise gelöst, daß im radial nach innen an den Reibring anschließenden Raum ein Radialgebläserad mit radial, innerer, axialer Ansaugrichtung und radial nach außen in die Kühlluftkanäle gerichteter Abblasrichtung angeordnet ist, welches mit einer radial gerichteten Beaufschlagung versehen ist.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung gemäß dem Kennzeichen des Hauptanspruches können den Unter-

ansprüchen entnommen werden.

Einzelheiten der Erfindung werden in der folgenden Beschreibung mehrerer Ausführungsbeispiele und anhand der Zeichnung näher dargestellt. Es zeigen Fig. 1 eine Bremsscheibe nach der Erfindung, an ein Rad seitlich angesetzt, in Schnittdarstellung, ·

Fig. 2 eine Draufsicht auf einen Teil der Bremsscheibe nach Fig. 1,

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Fig. 3 einen Querschnitt durch den Teil der Bremsscheibe nach Fig. 2, entlang der Linien III-III,

Fig. 4· ein Ausführungsbeispiel mit schwenkbaren Schaufeln und

Fig. 5 ein weiteres Ausführungsbeispiel mit einer Haltung für schwenkbare Schaufeln.

Auf einer Welle 1 sitzt, wie Fig. 1 zeigt, eine Habe 2 eines nicht dargestellten Rades. An der Stirnseite 3 der Nabe ist ein Bremsscheibentragring 4 angebracht, der einen Reibring 5 mit mehreren Kühlluftkanälen 6 trägt. Der achsnahe Inhenraum des Bremsscheibentragringes 4· der vom Ende der Welle 1 freigelassen ist, waist einen nabeninneren offenen Raum 7 ^auf, in dessen Randbereich er-., findungsgemäß ein Radialgebläserad 8 versenkt ist.

Das Radialgebläserad 8 (Fig. 3)besitzt einen Tragring 9, der bei rein radial gerichtetem Schnitt eine Mantelfläche 10 mit einem konkav bogenförmigen Profil aufweist, welches einen auf der Ansaugseite 12 annähernd zur Drehachse 13 parallelen Abschnitt 14- und auf der der Ansaugseite abgelegenen Seite einen annähernd radial nach

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außen gerichteten Abschnitt 15 besitzt. Von dem einen in den anderen Abschnitt besteht ein fließender Übergang, der ein Aufkommen turbulenter Strömungen im Ansaugluft strom möglichst verhindern soll. Auf dem Tragring 9 sind mehrere Schaufeln 17 gleichmäßig verteilt angeordnet, z.B. mittels Schweißbefestigung. Während sich die-Schaufeln 17 auf der Ansaugseite 12 axial höchstens bis zu dem Fahrzeugrad abgewandten Reibfläche 19 ausdehnen, reichen die Schaufeln 17 auf ihrer Abblasseite 20 bis unmittelbar vor radial innengelegenen Einirömungsöffnungen 21 der Kühlluftkanäle 6. Die Schaufelbegrenzung nabenseitig ist durch bauliche und montagebedingte Verhältnisse gegeben. Zur Erzielung strömungsgünstiger Verhältnisse, ist die öffnung des vom Tragring 9 umschlossenen Raumes 22 von einer Kappe 23 überdeckt, wobei deren Außenfläche 25 in die Mantelfläche 10 des Tragringes 9 stufenlos übergeht.

Anstelle der wie soeben beschriebenen Ausführung des Radialgebläserades 8 als loses, <anbaubares Einzelteil, ist gemäß einem weiteren vorteilhaften Ausführungs-

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spiel der Erfindung, das nicht näher dargestellt ist, die Ausbildung der Schaufeln I7 und der profilierten Mantelfläche 10 unmittelbar an Teilen des Bremsscheibentragringes 4- oder an im inneren Bereich des Reibringes liegenden Teilen möglich.

Die Forderung die Bremsscheibe in beiden Drehrichtungen betreiben zu können, ohne daß drehrichtungsbedingte unterschiedliche Kühlluftströme entstehen, läßt es nicht zu, den Schaufeln 17 einen auf nur eine Drehrichtung bezogenen Anstellwinkel zu geben. Es ist aber ohne weiteres möglich, in Fortführung des vorliegenden erfinderischen Gedankens, den Schaufeln 17 beiderseits je eine, bezogen auf ihre achsparallele MitteK>ene 27 vollkommen symmetrisch verlaufende und einen Anstellwinkel aufweisende Oberfläche zu geben. Hierbei können beide Oberflächen der Schaufeln I7 bezogen auf ihre in axialer Richtung liegende Mittelebene 27 mit einer linear¹ oder nicht linear und bzw. oder mit einer radial von innen nach außen variabel gekrümmt verlaufenden Oberfläche 29 versehen werden. Die Oberflächen 29 beider Schaufelseiten bilden einen Winkel der zur Ansaugseite

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12 hin divergiert.

Abschließend sei noch ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung genannt durch das in relativ einfacher Weise den Schaufeln ein, jeweils entsprechend der herrschenden Drehrichtung zuordnungsbarer Anstellwinkel verliehen wird. Hierbei sind die Schaufeln mit ihrem inne_en liegenden Begrenzungsrand (Fig. 4-) auf der Mantelfläche 10 des Tragringes 9 nicht fest angebracht. Durch eine verhältnismäßig lose Halterung des Schaufelblattes 17 wird dabei erreicht, daß die Schaufel durch die anströmende Luft selbsttätig eine Stellung einnimmt, die einen Anstellwinkel aufweist, womit ein Einfluß auf die Ansaugluftmenge ausgeübt wird.

Die Halterung kann hierbei unterschiedlich ausgebildet sein. Eine Halterungsmöglichkeit besteht darin (ELg. 5)? jede Schaufel 1? um eine annähernd radial gerichtete Achse 36 kippbar zu halten, die jedoch von der Ansaugseite 12 weggerückt, mehr zum Schwerpunkt der Schaufelfläche 22 hin verlagert ist, wobei jedoch die Achse eine derartige Lage einnimmt, daß bei Anströmung der Schau-

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feiflächen 22 infolge Drehung der Bremsscheibe, ein den Anstellwinkel 33» J4- selbsttätig einstellendes Kippmoment verbleibt. Einrichtungen zur Begrenzung dieser Schwenkbewegung der Schaufeln auf wenige Grad Anstellwinkel können in beliebiger Weise durch Anschläge 38 vorgesehen werden.

Die Schaufel 17 kann auch, z.B. an ihrer axial gerichteten Begrenzung um eine radial verlaufende Achse 31 (Fig.4 schwenkbar angelenkt sein, wobei der auf nur wenige Grad beschränkte Anstellwinkel durch entsprechend angebrachte Anschläge 38 beiderseits der Schaufeln 17 auf der Mantelfläche 10 begrenzt wird.

Bei einer weiteren nicht dargestellten Ausbildung der Erfindung wird eine aktive Schwenk- oder Kippbewegung der Schaufeln, durch die Verwendung einer auf beide Drehrichtungen ansprechenden Schleppscheibe erreicht.

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Claims

PATENTANSPRÜCHE

M.^Bremsscheibe für in beide-JDrehrichtungen betreibbare Scheibenbremsen von Schienenfahrzeugen, mit einem von radialen, durch Ventilationsrippen begrenzten Kühlluftkanälen durchsetzten Reibring, dadurch gekennzeichnet, daß im radial nach innen an den Reibring anschließenden Raum ein Radialgebläserad mit radial innerer, axialer Ansaugrichtung und radial nach außen in die Kühlluftkanale gerichteter Abblasrichtung angeordnet ist, welches mit einer radial gerichteten Beschaufelung versehen ist.
2. Bremsscheibe nach Anspruch 1, wobei die in fliegender Anbauweise einseitig an die freie Habenseite eines Fahrzeugrades angesetzte Reibring einen radial inneren, einseitig offenen Raum besitzt, dadurch gekennzeichnet, daß das Radialgebläserad (8) im wesentlichen in Teilen dieses Raumes (7) versenkt untergebracht ist.
3. Bremsscheibe nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekenn-

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zeichnet, daß die Schaufeln (17) des Radialgebläserades (8) an ihrer radial inneren Begrenzung an der Mantelfläche (10) eines von Teilen des Reibringes (5) gehaltenen Tragringes (9) angebracht sind, daß die Schaufeln (1?) auf der Ansaugseite (12) sich axial höchstens bis zur dem Fahrzeugrad abgewandten Reibfläche (19) des Reibringes (5) und daß die Schaufel (17) auf ihrer Abblasseite (20) sich bis unmittelbar vor die radial innen gelegenen Einstromungsoffnungen (21) der Kühlluftkanäle (6) erstrecken.
4. Bremsscheibe nach Anspruch 1 bis 3» dadurch gekennzeichnet, daß die Mantelfläche (10) des Tragringes (9) bei radialem Schnitt ein konkav bogenförmiges Profil besitzt, welches sich durch, einen auf der Anöaugseite (12) annähernd zur Drehachse (13) parallelen Abschnitt (14), auf der der Ansaugseite abgelegenen Seite durch einen annähernd radial nach außen gerichteten Abschnitt (15)'» mit fließendem Übergang zwischen beiden Abschnitten (14, 15) auszeichnet.

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5. Brems Scheibe nach den Ansprüchen 2 "bis 4-, dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnung des vom Tragring umfassten Raumes durch eine kalottenförmige Kappe von außen überdeckt ist, deren Außenfläche in die Mantelfläche des Tragringes stufenlos übergeht.
6. Bremsscheibe nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaufeln (17) und. die Mantelfläche (10) unmittelbar am Reibring (5) oder an Teilen der Bremsscheibe ausgebildet sind.
7. Bremsscheibe nach den Ansprüchen 1· bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberflächen der Schaufeln (17) in bezug auf ihre- achsparallele Mitte3ä>ene (27) beiderseits profiliert sind.
8. Bremsscheibe nach Anspruch 7» dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Oberflächen (29) der Schaufeln (17) symmetrisch zur achsparallelen Mittelebene (27) unter einem spitzen Winkel in Richtung zur Ansaugseite (12) des Radialgebläserades (8) divergierend angeordnet sind.

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9. Bremsscheibe nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, .dadurch gekennzeichnet, daß die Schaufeln (17) mittels einer deren in bezug auf die Förderleistung optimale Dreheinstellung erlaubende Drehhalterung am Tragring (9) angelenkt sind.

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