DE2821800A1

DE2821800A1 - Bremsscheibe fuer scheibenbremsen von schienenfahrzeugen

Info

Publication number: DE2821800A1
Application number: DE19782821800
Authority: DE
Inventors: Mathias Schoerwerth
Original assignee: KNORR BREMSE GmbH; Knorr Bremse AG
Current assignee: KNORR BREMSE GmbH; Knorr Bremse AG
Priority date: 1978-05-19
Filing date: 1978-05-19
Publication date: 1979-11-22

Description

Bremsscheibe für Scheibenbremsen
von Schienenfahrzeugen Die Erfindung bezieht sich auf eine Bremsscheibe für Scheibenbremsen von Schienenfahrzeugenentsprechendder im Oberbegriff des Anspruches 1 angegebenen Gattung.
Bei einer Bremsscheibe der eingangs genannten Art (DE-PS 1 086 093) sind zur Übertragung der am Bremsscheibenring auftretenden Bremsmomente auf den Tragkörper (Nabe) in radiale, beiden Teilen gemeinsame Bohrungen zur Aufnahme der radialen Schrauben an sich bekannte Spannhülsen mit zueinander eingreifenden Verzahnungen ausgebildeten Längsschlitzen eingesetzt.
Bei dieser bekannten Befestigungsart des Bremsscheibenringes auf der Narbe, welche in zahlreichen bekannten Ausführungsbeispielen ihre vielseitige Variation erfuEs, wird annähernd die eine Längshälfte der Spannhülse von Teilen des Tragkörpers umschlossen, während die andere hälfte in dem Bremsscheibenring zuordnungsbaren Teilen liegt.
Es ist zwar auf diese zeine eine den thermischen Spannungen zwischen Tragkörper und Bremsscheibenring geringsten Widerstand bietende Befestigungsart gefunden worden, jedoch traten beim Einsatz dieser Bremsscheibe in Hochgeschwindigkeitsfahrzeugen bzw. bei schlechten Gleis-und Schienenoberbauverhältnissen zu Zerstörungen führende Belastungen an den Verbindungsstellen auf.
So traten einerseits durch Scherkräfte, die in der Trennebene zwischen dem Tragkörper und dem Reibscheibenring an der Aufnahmebohrung für die Spannhülse herrschen, radial gerichtete Brüche an den Spannhülsen auf. Andererseits, sofern die Spannhülsen den auf sie einwirkenden Kräften widerstanden,bewirkten die an der Spannhülse herrschenden Kippkräfte, welche durch die Trennfuge zwischen Tragkörper und Reibscheibenring hervorgerufen werden, ein Ausschlagen der die Spannhülsen aufnehmenden Bohrungen.
Es ist des weiteren bekannt, die als Befestigungsmittel dienenden Spannhülsen nicht radial,sondern axial anzuordnen (DE-OS 1 605 219 und DE-AS 1 680 836).
Auch bei dieser bekannten Befestigungsart unterliegen die Spannhülsen Scherkräften, und zwar aufgrund der getroffenen Lösung einer Halterung von zwei Bremsflächenringen beidseits eines Tragkörpers (Vollspeickenrad) in zwei voneinander getrennt liegenden, radial ausgerichteten Ebenen.
Im Gegensatz zur radialen Anordnung der Spannhülsen äußert sich die durch thermische annungen hervogerufene Belastung axial angeordneter Upanahülsen in in radialer Richtung derselben auftretenden Spannlrräften. Bei einer allseitig radialen Ausdehnung des geschlossenen Bremsflächenringes ist es nicht zu verhindern, daß durch die von diesen Ringen erfolgte Mitnahme der Enden der Spannhülse, deren nittlerer Teil unter Zusammendrücken der Hülse einseitig von den geringerer radial gerichteter Wärmeausaehnung unterliegenden Tragkörper (Vollspeichenrad) abhebt.
Es ist daher die Aufgabe der Erfindung, eine Bremsscheibe für Scheibenbremsen der eingangs genannten Gattung zu schaffen, deren Befestigungsweise den unvermeidlich auftretenden thermischen Spannungen zwischen Tragkörper und Reibscheibenring und innerhalb dieser genannten Teile standhält, deren Befestigungsmittel unkomplizierte, ohne großen Aufwand zu erstellende Teile sind und deren Erstellung, Montage und Wartung insgesamt mit herkömmlichen Mittel und ohne hohen Arbeitsaufwand möglich ist.
Erfindungsgenäß wird die Lösung dieser Aufgabe entsprechend den im Kennzeichen des Anspruches 1 aufgeführten Merkmalen gesehen.
Weitere vorteilhafte Ausbildungen sind aus den Unteransprüchen ersichtlich.
Die Erfindung wird nachstehend an einem in der Zeichnun dargestellten Ausführungsbeispiel im folgenden näher erläutern.
Es zeigt Fig. 1 einen auf einem Tragkörper sitzenden Reibscheibenring im Axialschnitt, Fig. 2 eine axiale Draufsicht auf einen Querschnitt längs der Linie II-II in Fig. 1, Fig. 3 eine axiale Draufsicht auf einen Querschnitt entlang der Linie III-III in Fig. 17 Fig. 4 einen Schnitt längs der Mittelebene des Reibscheibenringes und eine Seitenansicht des den Reibscheibenring tragenden Tragkörpers, Fig. 5 und Fig. 6 ein erstes Ausführungsbeispiel von Sicherungsmitteln' Fig. 7 und Fig. 8 ein zweites Ausführungsbeispiel von Sicherungsmitteln, Fig. 9 ein wesentliches, erfindunSsgemäßes Einzelteil, Fig. 10,10a ein drittes Ausführungsbeispiel eines Sicherungsmittels, Fig. 11,12 eine weitere Ausführungsform der Sicherung 1 und Fig. 13 bis 15 ein zweites und drittes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Bremsscheibe.
Wie in Fig. 1 und 4 dargestellt, sitzt auf einem Tragkörper (tTabe) 1 ein Reibscheibenring 3 mit einzelnen Mitnehmerabschnitten 5 auf. Auch an zylindrischen Umfang des Tragkörpers 1 sind im wesentlichen radial ausgerichtete Mit ne^merabschnitte 7 ausgebildet.
Wie aus der Querschnittdarstellung in Fig. 3 ersichtlich, sind nahe den Eintrittsöffnungen zu den KUl-ilkanälen die beiden Bremsflächen des Reibscheibenringes 3 durch eine Brücke 9 miteinander verbunden. Dic Brücke 9 enthält eine radial ausgerichtete Durchgangsbohrung 1-.
Aus Fig. 2 ist ersichtlich, daß an den Mitnehmerabschnitten 5 bzw. 7 je eine jeweils zur Hittelebene der Bremsscheibe hin ausgerichtete, zylindrische, radial verlaufende Halbschale 13 bzw. 15 ausgebildet ist. Die Halbschalen15 und 15 dienen zur Aufnahme einer Buchse 17, wobei die Buchse 17 auf ihrer ganzen Länge von den Halb schalen 13 bzw. 15 umgriffen wird.
Die Mitnehmerabschnitte 5 bzw. 7, die Halb schalen 13 bzw. 15 und die Buchse 17 sind gleichmäßig verteilt mehrfach auf dem Umfang des Tragkörpers 1 und den an diesem anliegenden Teilen des Reibscheibenringes 3 angeordnet.
Beidseits jeder derart verteilt angeordneten Buchse 17 werden die Nitnehmerabschnitte 5 bzw. 7 in axial angveordneten und jeweils zueinander fluchtenden Durchgangsbohrungen 19 von Verbindungselementen 21 mit Spiel durchgriffen.
In zusammengebauten Zustand des Reibscheibenringes 3 mit dem Tragkörper 1 verbleibt zwischen den die Buchse 17 umgreifenden Halbschalen 13 bzw. 15 ein geringer Spalt, vorzugsweise welcher radial in9annähernd in der Mittelebene der Bremsscheibe verläuft.
Die Durchgangsbohrung 11 in der Brücke 9 besitzt annähernd den gleichen Durchmesser, wie ihn zwei zusammengebaute Halbschalen 13, 15 aufweisen, und dient der Zugänglichkeit von Bohr- und Reibwerkzeugen wahrend der Herstellung und der Endmontage der Bremsscheibe.
Um die eingebaute Buchse 17 vor allem gegen in radialer Richtung wirkende im Betrieb auftretende Stoßbelastungen gegen eine Veränderung ihrer Einbaulage zu sichern, sind durch verschiedene Ausfahrungsbeispiele gekennzeichnete Sicherungen vorgesehen.
Bei einem ersten Ausführungsbeispiel dieser Sicherung, wie in Fig. 5 und 6 dargestellt ist, werden sämtliche eingebauten Buchsen 17 durch einen den Tragkörper vollständig umlaufenden und sich auf der radial nach außen gekehrten Stirnfläche der Buchsen abstützenden Federring 23 in ihrer Einbaulage gehalten. Der Federring 23 ist in einer in die nach innen gekehrte Umfangsfläche der Brücken 9 eingearbeiteten Rille 25 eingesetzt und gelangt beim Zusammenbau des Bremsscheibenringes 3 mit dem Tragkörper 1 über die Stirnseite der zwischen den beiden 15 Halbschalen 13 bzw. /eingesetzten Buchse 17.
Fig. 7 und 8 zeigen ein zweites Ausführungsbeispiel der Sicherung der Buchse 17, wobei das Sicherungsteil aus einem flachen Ring 27 besteht, dessen Aussendurchmesser den der Buchse 17 um einen geringen Betrag unterschreitet.
Am Innendurchmesser des Ringes 27 ist ein Bund 29 ausgebildet, dessen Außendurchmesser in den Innendurchmesser der Buchse 17 einpreßbar ist. Fast eine ganze Hälfte des Ringes 27 ist zu einem rechteckigen Lappen 31 geformt.
Hit der Längsseite 33 dieses Lappens 31 liegt das auf die Buchse 17 montierte Sicherungsteil in einer vollkommen umlaufenden im wesentlichen in die nach innen gekehrten Flächen der Brückenabschnitte 9 des Reibscheibenringes 3 ausgebildeten Nut 35.
Vor dem Zusammenbau zwischen Tragkörper 1 und Bremsscheibenring 3 wird die zwischen den Halbschalen 13 bzw.
17, 15 zu liegen kommende Buchse/mit dem Sicherungsteil 27 armiert.
In Fig. 10 und Fig. 10a ist ein drittes Ausführungsbeispiel der SicherunOsmittel dargestellt. Hierbei besteht der Sicherungsteil aus einem schmalen, flachen Ringteil 37, an dessen einem Umfangshalbbogen ein rechtec)-iger Lappen 39 ausgebildet ist. tlit dem Innendurchmesser des Ringteiles 37 wird ein auf den.Inr.enbereich der Stirnfläche 41 der Buchse 17 ausgebildeter Bund 43 (Fig. 9) wie aus Fig. 1 ersichtlich umgriffen.
Der längere zeitenabschnitt des rechteckigen Lappens 39 verläuft im eingebauten Zustand parallel zur Nittelebene und ist ähnlich dem zweiten Ausführungsbeispiel, wiein Fig. 7 dargestellt, durch eine umlaufende Nut 35 nach radialaußen abgestützt.
Zwecks Anpassung des Lappens 39 an die umlaufende Nut 35 ist wie aus Fig. 10 ersichtlich, der Lappen mit einer der Bogenform der Nut 35 angepaßten Wölbung versehen.
Eine weitere Möglickeit der Sicherung der Buchse 17 zeigen die Fig. 11 und 12. Wie aus Fig. 11 ersichtlich, trägt die Buchse 17 am Übergang ihrer Mantelfläche zur Stirnfläche eine gebrochene Kante 45. Von dem die Buchse umgebenden zur zylindrischen Halbschale 15 gehörenden und in gleicher Höhe mit der Stirnfläche der Buchse abschließenden Material ist an mehreren Stellen 47 durch Verstemmen mit einem besonderen Werkzeug Material zum Übergreifen der gebrochenen Kante 45 gebracht worden.
Treten bei äer derart erfindungsgemäß ausgebildeten Bremsscheibe am ReibscheibenrinO 3 thernischbedingte, radial nach außen gerichtete Ausdehnungen auf, so stellt die Anordnung der Buchse 17 diesen geringen Verschiebebewegungen keinen Widerstand entgegen, da die zylindrische Halbschale 13 auf der glatten zylindrischen Fläche der Buchse 17 ungehindert un das erforderliche Maß nach radialaußen gleiten kann.
Die Übertragung des Bremsmomentes der Reibscheibe 3 auf den Tragkörper 1 ist ohne Auftreten einer Drehbewegung zwischen beiden Teilen vollauf gewährleistet, da die Dimensionierung der Buchse 17 und das Umfassen derselben durch die beiden zylindrischen Halbschalen 13 bzw. 15 in ihrer ganzen Länge eine hochbeanspruchbare Ausbildung darstellt.
Die den Hitnehmerabschnitt 13 und Mitnehmerabschnitt 15 durchgreifenden Befestigungsmittel 21 (z.B. Durchgangsschrauben) können wegen ihrer Anordnung seitlich der Buchsen 17, d.h. diese nicht durchgreifend, keine Schwächung derselben nervorrufen.
Es ist jedoch möglich, insbesondere bei Bremsscheiben mit großem Durchmesser und langen Buchsen diese ohne eine unerwünschte 3eeinktächtigung deren Festigkeit unmittelbar von einer Befestigungsschraube durchgreifen zu lassen CFig. 13). Hierbei ist es vorteilhaft, der aus stahl gefertigten Buchse und der Halbschale 15 des mitnehmers 7 des ebenfalls aus Stahl gefertigten Tragkörpers 1 hinsichtlich deren Durcwlmesser eine derartige Toleranz zu geben, daß die Verbindung der Auflageflächen der beiden genannten eile einem Preßsitz entspricht, hingegen die Verbindung zwischen der Buchse und der Halbschale 13 des Mitnehmerabschnittes 5 des aus Grauguß bestehenden Reibscheibenringes 3 Toleranzen aufweist, die mehr einem Gleitsitz entsprechen.
Die in Fig. 13 gezeigte Ausbildung trägt damit zu einer Verlagerung einer etwaigen Verschleißbeanspruchung auf die Halbschalen 13 des Reibscheibenringes 3 bei, d.h., daß durch diese Maßnahme stets mit Aufwand verbundene Austauscharbeiten von den Tragkörpern (Nabe) vorwiegend auf die günstiger montierbaren Reibscheibenringe verlagert werden.
In Fig. 14 ist eine Ausführungsform von Halbschalen 13' und 15' dargestellt, deren zwischen diesen verbliebener geringer Spalt annähernd unter etwa 45° zur Mittelebene der Bremsscheibe liegt. Im Gegensatz zur Ausführungsform des ersten Ausführungsbeispieles, mit Halbschalen mit; annähernd zur Scheibenmittelebene parallelem Verlauf des Spaltes, bei welchem je nach Dreichtung der Bremsscheibe jeweils nur lrnapp ein Drittel einer Halbschalenflache von der das Drehmoment übertragenden Blächenpressung beans-Drucilt wird, verteilt sich diese Flächenpressung beim zweiten Ausführungsbeispiel auf einen größeren Bereich der Kontaktfläche an der einen oder anderen Halbschale bzw. Buchsenseite, was zur Verminderung der Abnutzung beider cile beiträgt.

Claims

Patentansprüche 1. Bremssoneibe für Scheibenbremsen von Schienenfahrzeugen mit auf einer Fahrzeugachse (Welle) mittels eines Tragkörpers (Nabe) angeordnetem, von Bremsbacken umgriffenen Reibscheibenring, wobei zur I)rehnomentübertragung zwischen Reibscheibenring und Tragkörper in Umfangrichtung gleichmäßig verteilt wenigstens drei radiale, zylindrische Körper vorgesehen sind, deren Außenumfang jeweils von entsprechend ausgebildeten, dem Reibscheibenring bzw. dem Tragkörper zuordnungsbaren Teilen umgriffen und die von entsprechend ausgebildeten Sicherung steilen in ihrer Einbaulage gehalten werden, durchgekennzeichnet, daß jener zylindrische Körper in seiner ganzen Länge und zum einen etwa über etwa die Hälftedes Umfangs seiner Mantelfläche von im etwa Reibscheibenring (3) und zum anderen überfFen restlichen Umfang der Mantelfläche von im Tragkörper (1) ausgebildeten zylindrische Halbschalen (13, 15) aufweisenden Mitnehmerabschnitten (5, 7) umgriffen ist, daß zwischen den beiden zylindrischen Halbschalen (13, 15) der Mitnehnerabschnitte (5 und 7) ein, bezogen auf die Reibscheibe (3) radial verlaufender, geringer Spalt besteht, und daß die beiden zylindrischen Halb schalen gegeneinander unter dem axial gerichteten Verschraubungsiruck von jeweils an Teilen des Reibscheibenringes (3) bzw. des Tragkörpers (1) angreifenden Befestigungsmitteln (21) stehen.
2. Bremsscheibe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Befestigungsmittel (21) als achsparallel zur Bremsscheibe angeordnete, Teile des Reibscheibenringes (3) und des Tragkörpers (1) durchgreifende Dehnschrauben ausgebildet sind.
3. Bremsscheibe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der zylindrische Körper (17) schlitzlos, gegebenenfalls als ungeschlitzte Spannhülse (Buchse 17) ausgebildet ist.
4. Bremsscheibe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Sicherungsteile von radialaußen liegenden Stellen des zylindrischen Körpers (Buchse 17) getragen werden und nach radialaußen wirksam sind.
5. Bremsscheibe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine der Halb schalen (13) im Mitnehmerabschnitt (5) des Bremsscheibenringes (3) und die andere Halbschale (15) im Mitnehmerabschnitt (7) des Tragkörpers (1) ausgebildet ist.
6. Bremsscheibe nach Ansruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der annähernd radial verlaufende Spalt zwischen den Stirnflächen der sich gegenüberstehenden Wandungen der beiden Halbschalen (13, 15)- im wesentlichen in der Mittelebene der Bremsscheibe verläuft.
7. Bremsscheibe nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Sicherungsteil ein sämtliche Buchsen (17) an ihrer radial nach außen gerichteten Stirnfläche übergreifender, in eine in den Buchsen (17) gegenüberliegenden Flächen ausgearbeitete und den Tragkörper (1) vollständig ungreifende Nut (25) eingelassener Federring (23) ist.
8. Bremsscheibe nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das oicherungsteil aus einem flachen Ringteil (27) besteht, an dessen mittlerem Abschnitt ein in die Bohrung der Buchse (17) einressbarer Bund (29) ausgebildet ist und an dessen einem, nach außen gerichteten Umfangshalbbogen ein rechtechiber Lappen (31) ausgebildet ist, dessen längerer Seitenabschnitt (33) in radialer Richtung an einer in diesem ugekehrt en Teilen des Reibscheibenringes (3) und/oder des Tragkörpers (1) ausgebildeten Nut (35) abstützbar ist.
9. Bremsscheibe nach Anspruch4, dadurch gekennzeichnet, daß das icherunosteil aus einem Ringteil (37) besteht, dessen Innendurchmesser einen auf dem inneren Abschnitt der radial nach außen gekehrten Stirnfläche der Buchse (17) ausgebildeten Bund (43) fest umgreift, und daß der an den einen Umfangshalbbogendes Ringteiles ausgebildete, rechteckige Lappen (39) mit seinem längeren Seitenabschnitt an einer in diesem zuzekehrten Teilen des Reibscheibenringes (3) und einer drücke (9) ausgebildeten, umlaufenden Nut (35) nach radialaußen abgestützt ist.
10. Bremsscheibe nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Nut (35) zwischen einem äußeren Nantelflächenabschnitt des Tragkörpers (1) und einem diesen mit Abstand gegenüberstehenden, inneren Mantelflächenabschnitt des Reibscheibenringes(3) ausgebildet ist.
11. Bremsscheibe nach den Ansprüchen 7 und 8, dadurch gekennzeichnet, daß der den zylindrischen Halb schalen (13) zugekehrte Außendurchmesser der aus Ringteilen (27 bzw. 37) bestehenden Sicherungsteile kleiner ist als der Außendurchmesser der Buchse (17).
12. Bremsscheibe nach den Ansprüchen 7, 8 und 9, dadurch gekennzeichnet daß die Sicherungsteile ausschließlich durch Teile des Reibscheibenringes (1, 9) nach radialaußen abstützbar sind.
13. Bremsscheibe nach Anspruch 5, gekennzeichnet durch einen annähernd 450 zur Hittelebene liegenden Spalt zwischen beiden Halbschalen (13;15).