DE3119913A1

DE3119913A1 - Bremsscheibe fuer scheibenbremseinrichtungen von schienenfahrzeugen

Info

Publication number: DE3119913A1
Application number: DE19813119913
Authority: DE
Inventors: Hans Dipl.-Ing. 8046 Garching Gebhardt; Xaver Dipl.-Ing. Dr. 8045 Ismaning Wirth
Original assignee: Knorr Bremse AG
Current assignee: Knorr Bremse AG
Priority date: 1981-05-19
Filing date: 1981-05-19
Publication date: 1982-12-09

Description

Bremsscheibe für Scheibenbremseinrichtungen von Schienenfahrzeugen

Die Erfindung betrifft eine Bremsscheibe für Scheibenbremseinrichtungen nach dem Gattungsbegriff des Patentanspruches 1.

Nach einem älteren Vorschlag sind bei Bremsscheiben für Wellen- oder Radbremseinrichtungen Reibringkonstruktionen vorgesehen^ bei welchen der Reibring einen nach innen gerichteten Flanschring mit beidseits ausgebildeten Ringflächen trägt; die Ringflachen sind parallel zueinander und geneigt zur Reibringradialebene kegelmantelartig ausgebildet, derart, daß der Flanschring in einen Ringspalt zwischen einer komplementär geneigten, an einer Nabe ausgebildeten Ringfläche und einer Spannfläche eines Halte- oder Spannringes eingreift. Derartige Bremsscheiben sind als sogenannte kegelzentrierte Bremsscheiben anzusehen. Die Nabe dieser Bremsscheiben ist auf die Welle der Scheibenbremseinrichtung aufschrumpfbar. Infolge des Eingriffs des Flanschringes in den komplementär ausgebildeten Ringspalt zwischen Spannring und Nabe ist es nicht möglich, einen einteiligen Reibring in beiden Richtungen zu demontieren^ d.h. von der tragenden Nabe abzuziehen. Dieser Problematik kommt besondere Bedeutung zu, wenn auf einer Welle der Scheibenbremseinrichtung mehrere Reibscheiben angebracht sind und wenn beispielsweise einer der Reibringe ausgetauscht werden soll.

Darüber hinaus ist der Wellendurchmesser begrenzt durch die zum Aufschrumpfen benötigte Nabenwandstärke, was hinsichtlich geeigneter Dimensionierung gleichzeitig problematisch und nachteilig sein kann.

Davon ausgehend besteht die Aufgabe der Erfindung darin, eine Bremsscheibe der in Rede stehenden Art so auszubilden, daß der Reibring der Scheibenbremseinrichtung ohne weiteres demontierbar ist und insbesondere in beiden Richtungen von der Welle, d.h. demnach auch über an den Enden der Welle befindliche Flanschteile etc. abgezogen werden kann. Auch soll es die Anordnung ermöglichen, die Gestaltung des Wellendurchmessers als auch der Wandstärke bei Verwendung von Hohlwellen variabel zu handhaben.

Zur Lösur.g dieser Aufgabe dienen die Merkmale nach dem Kennzeicl·nungsteil des Patentanspruches 1.

Die Bremsscheibenkonstruktion erlaubt es in vorteilhafter Weise, den Reibring in Axialrichtung vom Sitz des mit der Welle einstegig verbundenen Bunds abzuziehen, da sowohl der Spannring als auch der Nabenring von der Bremsscheibe lösbar sind; der Spannring läßt sich in üblicher Weise nach dem Lösen der Schraubenverbindungen axial gerichtet abziehen, da sein Innendurchmesser im wesentlichen dem Innendurchmesser des kegelmantelartigen Flanschringes des Reibringes entspricht, während sich der Nabenring infolge seiner Segmentierung einzeln, d.h.

abschnittsweise lösen läßt, nachdem der Reibring bei abgenommenem Spannring etwas axial gerichtet versetzt wurde. Insbesondere ist es ermöglicht, den Nabenring abzunehmen, obwohl er einen für den axialen Formschluß erforderlichen, radial nach innen gerichteten Ansatz trägt, der im Mo'itagezustand in eine am Bund der Welle um-

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«, laufende Nut eingreift. Trots des mehrteiligen Aufbaues des Nabenringes ist bei Verwendung von mehreren Scheibenfedern am Umfang sichergestellt, daß in Umfangsrichtung ein ausreichender Formschluß zwischen d^.r Welle, dem Reibring und dem Nabenring besteht.

Der Aufbau der Bremsscheibe eignet sich bevorzugt für Wellen mit Doppelbremsscheiben bzw. mehreren Reibringen, bei welchen es erforderlich sein kann, einen Austausch aller oder einzelner Reibringe vorzunehmen. Bei Verwendung des geteilten Nabenringes ist es möglich, den Reibring bzw. die Reibringe in beiden Axialrichtungen der Welle von dieser abzuziehen, wobei sich der Reibring auch über gegebenenfalls am Wellenende befindliche Flanschverbindungen oder Wellenteile abziehen läßt. Da die Welle keine an ihr aufzuschrumpfende Nabe trägt, sondern nur einen Bund mit vorzugsweise zylindrischem Sitz, entfällt das Problem ausreichender Wellendimensionierung, welches bisher beim Aufschrumpfen von Nabenkörpern bestand. Mit an-

„„ deren Worten, der WEllendurchmesser der Bremsscheibe ist bei Verwendung eines mehrteiligen Nabenringes nicht mehr durch die bisher zum Aufschrumpfen benötigte Nabenwandstärke begrenzt, was es ermöglicht, Wellen mit erhöhter Festigkeit für mehrfache Bremsscheibenanordnungen vor-

„j- zusehen.

Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen sind in weiteren Patentansprüchen aufgeführt.

OQ Die Erfindung ist nachfolgend anhand eires Auführungsbeispieles unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung erläutert.

Figur 1 ist eine Darstellung einer Schnitthälfte der Bremsscheibe nach der Erfindung; und

Figur 2 gibt in perspektivischer Explosivdarstellung

den Spannring, den Reibring und den Nabenring der Bremsscheibe in ihrer Relativlage zueinander wieder. _ 4 -

In Fig. 1 der Zeichnung ist in Schnittansicht ein Teil einer Welle 1 dargestellt, welche als Hohlwelle ausgebildet sein kann und gemäß der Erfindung einen umlaufenden Bund 3 mit einem zylindrischen Sitz 5 aufweist. Der Bund 3 mit seinem Sitz 5 wirkt als Tragkörper für den Reibring 7 der Bremsscheibe, welcher einen radial innen liegenden, als Mitnehmersteg ausgebildeten Flanschring 9 besitzt. Der Flanschring 9 ist vorzugsweise beidseitig von geneigt zur Reibringradialebene 11 liegenden Ringflächen 13 und 15 begrenzt, wobei an der einen dieser im wesentlichen kegelmantelartigen Ringflächen ein Spannring 17 anliegt, derart, daß eine komplementär verlaufend ausgebildete Spannfläche 19 des Spannringes 17 gegenüber der Ringfläche 13 zu wirken vermag (Fig. 2).

An der bezüglich der Ringfläche entgegengesetzten Ringfläche 15 des Flanschringes 9 liegt eine im wesentlichen komplementär ausgebildete Spannfläche 21 eines Nabenringes 23 an. Der Nabenring 23 greift mit einem umlaufenden, radial innen liegenden Bund 25 in eine umlaufende Nut 27 der Welle 1 ein, wie Fig. 1 veranschaulicht. Der Nabenring 23 ist geteilt, wobei er im dargestellten Ausführungsbespiel aus drei Segmenten bzw. Abschnitten besteht. Jeder Abschnitt besitzt mehrere axial verlaufende Bohrungen 29 zur Aufnahme von Schraubbolzen 31 o-dgl. Befestigungsmitteln, welche im Montagezustand die Bohrungen 29 der einzeLnen Abschnitte des Nabenringes 23, örtlich zugeordnete Ausnehmungen 33 im Flanschring 9 des Reibringes 7 und entsprechende Bohrungen 35 im Spannring 17 durchsetzen, wobei den Schraubbolzen jeweils eine Mutter 37 zugeordnet ist. Es können auch andere Befestigungsmittel hierbei vorgesehen sein; so ist es auch möqlich, daß der Schraubbolzen in Bohrungen mit Innengewinde eingreift, die sich Im Spannring 17 befinden.

ι Die einzelnen Abschnitte des Nabenrincjes 23 sind fernerhin an ihrer dem Reibring zugeordneten St ite jeweils mit einer Ausfräsung 39 versehen, welcher eine entsprechende, axial gerichtet sich erstreckende Federnut im Bund 3 der Welle 1 und je eine Nut 41 des Flanschringes 9 entspricht. Im dargestellten Ausführungsbeispiel sind demnach jeweils drei Ausfräsungen 39 des Nabenringes 23, drei Nuten 41 am Flanschring 9 und drei entsprechende Federnuten (nicht dargestellt) im Bund 3 der Welle 1 vorgesehen. In die Federnuten des Bunds 3, in die Ausfräsungen 39 des Nabenringes 23 und in die Nuten 41 des Reibringes greifen Scheibenfedern 43 ein; auf diese Weise verbindet jede dieser Sehe Lbenfedern 43 formschlüss i.g gleichzeitig die Welle 1, den Nabenring 23 und den Reioring 7. Anstelle der in Fig. 1 nur schematisch angedeuteten Scheibenfedern können auch andere, an sich bekannte Keils oder dergleichen benutzt werden, um die formschlüssige Verbindung herbeizuführen. Die Nabenringsegmente, der Reibring und der Spannring sind axial durch die Schraubbolzen 31 verspannt; ein besonderer Vorteil der Segmentierung des Nabenringes besteht darin, daß sich die Scheibenfedern jeweils gleichzeitig, d.h. vereinfacht in die vorgesehenen Nuten bzw. Ausfräsungen fügen lassen. Durch die Schraubenvorspannkraft und die Aufteilung des Nabenringes in mehrere

2^ Abschnitte entsteht zwischen dem Nabenrincr und der Welle bzw. dem zylindrischen Sitz derselben eine Pressung und somit ein Reibschluß. Dieser Reibschluß d; ent zum Übertragen des Bremsmomentes und zur Übertragiing von dynamischen Massenkräften zwischen Welle und Reibscheibe in axialer Richtung, Die vorgenannte "Nutx-erzahnung" zwischen dem Bund 25 und der Nut 27 dient zur formschlüssigen axialen Fixierung des Nabenringes 23 gegenüber der Welle 1 und zum Übertragen der vom Reibschluß nicht mehr aufzunehmenden dynamischen Massenkräften in axialer

Richtung. Die Zentrierung des Reibringes erfolgt durch den

Nabenkegel und durch die als Dreibein wirkenden drei Scheibenfedern, welche gleichzeitig in die entsprechenden Nuten des Reibringes eingreifen.

Der Nabenring läßt sich nach Lösen seiner Schraubverbindungen und nach axialem Verschieben des Reibringes radial , d.h. sögmentartig, ohne Hilfswerkzeuge demontieren. Dadurch ist es möglich, beliebig viele kegelzentrierte Bremsscheiben der beschriebenen Art auf

IQ eine Weil·? zu setzten, wodurch das axial Abschieben der Reibringe nach beiden Seiten und über die Enden der Wellen hinaus ermöglicht wird. Dabei können Wellen bzw. Flansche am Ende von Hohlwellen Durchmesser von der Größe des Reibringkegeldurchmessers aufweisen. Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß sämtliche dem Verschleiß unterworfenen Bauteile, d.h. der Reibring, der Spannring und der Nabenring, problemlos ausgetauscht werden können. Dennoch besitzt die Verbindung beschriebener Art alle Vorteile von kegelzentrierten Wellenbrernsscheiben, welche eine sogenannte Monoblocknabe aufweisen.

Die infolge der Verwendung des geteilten Nabenringes bestehende Möglichkeit, den Reibring beidseitig, also beliebig von der Welle abzuziehen, besteht natürlich ungeachtet der jeweiligen Reibringkonstruktion; so ist die erfindungsgemäße Anordnung auch bei Reibringkonstruktionen gegeben, bei welchen sich der Flanschring nicht von einer ReibringhäLfte (wie im dargestellten Ausführungsbeispiel), sondern von beiden Reibringhälften erstreckt. Auch ist es möglich, die erfindungsgemäße Anordnung bei einem geteilten Reibring vorzusehen, also bei Reibringkonstruktionen,, welche jeweils aus zwei durch Schrauben miteinander verbindbaren Halften bestehen. Die Erfindung ist auch η cht auf eine symmetrische Aufteilung des Naben-

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ringes beschränkt, d.h. der Nabenring ki.nn bei Bedarf Segmente von unterschiedlichem Bogenumf; ng aufweisen. Bei all derartigen Konstruktionen ist sichergestellt, daß der Nabenring von der Welle lösbar ist und dadurch der Reibring in beliebiger Richtung abgezogen werden kann.

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Leerseite

311S913

Knorr-Bremse GmbH Moosacher Str. München München, li.O5.1981 TPl-hn/£e - 1659 -

Bezugszeichenliste

1 Welle

3 Bund

5 Sitz

7 Reibring

9 Flanschring

11 Reibringradialebene

13 Ringfläche

15 Ringfläche

17 Spannring

19 Spannfläche

21 Spannfläche

23 Nabenring

25 Bund

27 Nut

29 Bohrung

31 Schraubbolzen

3 3 Ausnehmung

35 Bohrung

37 Mutter

39 Ausfräsur.'i

41 Nut

43 Scheibenf »der

Claims

Knorr-Bremse GmbH München, 13.05.1981

Moosacher Str. 80 TPl-hn/fe

8000 München 40 - 1659 -

Patentanspruch«

TO I Iy Bremsscheibe für Scheibenbremseinrichtungen von Schienenfahrzeugen _t mit einem Reibring, an welchem ein radial innen liegender, als Mitnehmersteg wirkender Flanschring ausgebildet ist„ und mit einem Spannring, welcher an einer Seite des Planschringes anliegend diesen . mit Hilfe von Spannelementen gegenüber der Welle der Bremsscheibe verspastmt^ dadurch gekennzeichnet, daß die Welle (1) einen radial auskragenden Bund (3) mit einem vorzugsweise zylindrischen Sitz (5) aufweist, welcher durch den Flanschring (9) des Reibringes (7) umgeben ist, und daß an der anderen Seite des Flanschringes ein aus mehreren Abschnitten gebildeter Nabenring (23) anliegt, welcher in seiner Baulage axial gegenüber der Welle (1) gesichert und durch die den Flanschring axial durchsetzenden Spannelementen gegenüber dem Flanschring und der Welle verspannbar ist.
2. Bremsscheibe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Flanschring (9) von geneigt zur Reibringradialebene (11) liegenden, kegelmantelartigen und parallel

zueinander verlaufenden Ringflächen (13, 1.5) . begrenzt ist, daß die radial nach innen gekehrte Begren::ungsf lache des Flanschringes (9) den vorzugsweise zylindrischen Bund (3) umgreift^ und daß an den beiden Ringflächen (13, 15) der Spannring (17) und der Nabenring (-23) mit

komplementär verlaufenden Spannflächen (!'■), 21) anliegen.

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3. Bremsscheibe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Nabenring (23) in mehrere Abschnitte von gleichem Bogenumfang aufgeteilt ist, und daß sich Schraubbolzen (31) unter gleichem Winkelabstand axial durch die Abschnitte des Nabenringes, durch Ausnehmungen (33) im Flanschring (9) und durch Bohrungen des Spannringes (17) erstrecken, so daß der Spannring, der Reibring und der Nabenring durch auf die Schraubbolzen aufgesetzte Muttern (37) verspannbar sind. 10
4. Bremsscheibe nach einem der vorangehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine vom Sitz (5) radial nach innen sich erstreckende Nut (27), in welche zur axialen Sicherung des Nabenringes bzw. .der Nabenringabschnitte je ein an diesen ausgebildeter Bund (25) eingreift.
5. Bremsscheibe nach einem der vorangehenden Ansprüche_/ dadurch gekennzeichnet, daß die Welle (11),der Reibring (7) und der Nabenring (23) durch Scheibenfedern formschlüssig gegeneinander gesichert sind.
6. Bremsscheibe nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß jeder der Nabenringabschnitte eine zur Aufnahme einer Scheibenfeder dienende Ausfräsung (39) aufweist, und daß im Bund (3) der Welle und am Reibring (7) entsprechende Nuten zur Aufnahme der Scheibenffedern ausgebildet sind.