DE3446058A1

DE3446058A1 - Belueftete bremsscheibe mit veraenderlicher kuehlung

Info

Publication number: DE3446058A1
Application number: DE19843446058
Authority: DE
Inventors: Manfred 5630 Remscheid Gronemann
Original assignee: Bergische Stahl Industrie
Current assignee: Bergische Stahl Industrie
Priority date: 1984-12-18
Filing date: 1984-12-18
Publication date: 1986-06-26

Description

— 2 — Patentanwalt H L Jung, Augusta-Allse 10, 6380 Bad Hombur

■" E-196S/8/f Jg/w-d--

11f-. 12.19P4

3A4605

Belüftete Bremsscheibe mit veränderlicher Kühlung

Die vorliegende Erfindung betrifft eine belüftete Bremsschei insbesondere für Schienenfahrzeuge, bei der auf der Rückseit des Bremsrings radiale Kühlluftkanäle vorhanden-sind und ge- ~--- - gebenenfalls zwei Bremsringe miteinander eine geteilte oder teilte Bremsscheibe bilden, wobei der Kühlluftstrom in den K luftkanälen etwa radial gefördert wird.

Insbesondere bei den grossen Bremsscheiben der Schienenfahrzmuss die Antriebsleistung für die Eigenbelüftung auch über d: Zeit aufrecht erhalten werden, wo die Belüftung eigentlich n: mehr gebraucht wird, weil die Bremsscheibe soweit abgekühlt : •dass eine weitere Bremsung ohne Belagschäden'möglich ist.
Bedenkt man, dass die Ventilationsleistung eines IC-Reisezugwagens mit 8 Bremsscheiben bei 2oo km/h et v/a bei 12,8 kW und 250 km/h sogar schon bei 25,6 kV/ liegt und festgestellt wurde dass die Bremsscheiben nach einer Stop-Bremsung und anschliej sender Beschleunigung auf 2^o km/h v/ieder soweit abgekühlt si dass ohne Gefahr für die Bremsbeläge eine v/eitere Bremsung

_et ' möglich ist, so lassen sich leicht die unnütz installierten
Energiekosten abschätzen.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die ur nütze Ventilatorleistung einer Bremsscheibe auf ein Minimum ζ beschränken, sodass weniger Energie verbraucht wird.

Die Lösung der Aufgabe besteht darin, dass der Ein- bzw. Ausl querschnitt für die Kühlluft in Abhängigkeit von der Temperat der die Kühlluftkanäle durchströmenden Kühlluft verändert wir wobei unterhalb einer Grenztemperatur der Ein- bzw. Auslassqu schnitt vollständig geschlossen ist.

Vorteilhaft sind im nabennahen Einlassquerschnitt für die Küh luft Blechringe angeordnet, die von in"den Kühlluftkanälen
liegenden an sich bekannten Steuermit.teln, wie Bimetallstreif Flüssigkeitsweggeber, etc., bewegt werden und den Einlassquer· schnitt mehr oder weniger öffnen bzw. schliessen.

3 Pattntanwai; M. L. Jung, Augusla-ΑΙΙββ 10, 6380 Bad Homburg

B-1968/84 Jg/w-d *

^H·¹²·¹⁹⁸⁴ 3U6058 ν

Zweckmässig sind mehrere achsparallel sich verbiegende Bimetallstreifen einerseits am Äussenumfang eines Bremsrings befestigt, z.B. angeschraubt, und andererseits mit einem ringförmigen Blech in Grosse des Einlassquerschnitts vor oder hinter demselben verbunden, wobei das Blech achsparallel bewegt wird.

Der Vorteil der Erfindung liegt auf der Hand. Es wird eine erhebliche Energiemenge eingespart, ohne dass die Wirksamkeit der, Bremsen beeinträchtigt wird.

In den Zeichnungen sind beispielsweise Ausführungsformen der Erfindung dargestellt und zwar zeigt a-

Figur 1 einen Schnitt durch eine Bremsscheibe nach der

Erfindung,
Figur 2 ein Bremsring der Bremsscheibe nach Fig.1 nach

Erwärmung beim 3remsen,
Figur 3 eine teilweise geschnittene Seitenansicht einer

Bremsscheibe,
Figur 4 der gleiche Ausschnitt wie Fig.3 bei erwärmter

Bremsscheibe, y_v

Figur 5 einen Schnitt nach der Linie II-II der Fig.3· _H

Nach den Figuren 1 und 2 besteht die Bremsscheibe 11 aus der Nabe 12 und den damit verbundenen Bremsringen 13 und 14, welche ihrerseits durch mehrere radiale Rippen 15 miteinander verbunden sind. Zwischen je zwei benachbarten Rippen 15 sind Kühlluftkanäle gebildet, durch die die vom Einlassquerschnitt 16 kommende Kühlluft zum Auslassquerschnitt 1? fliesst. In mehreren, mindestens drei Kühlluftkanälen sind um den Umfang der Bremsscheibe 11 verteilt radial liegende Bimetallstreifen 18 so angeordnet, dass sie sich bei Erwärmung parallel zur Drehachse 19 der Bremsscheibe 11 verbiegen. Die Bimetallstreifen 18 sind einerseits mit Schrauben-2o am Äussenumfang 21 der Bremsringe 13,14 befestigt. Andererseits sind die Bimetallstreifen 18 mit einem vor dem Einlassquerschnitt 16 liegenden Blechring 22 verbunden. Der Blechring 22 ist so gross gewählt, dass er den Einlassquerschnitt 16 vollständig verschliessen kann, v/obei gegebenenfalls noch eine Dichtleiste 23 an der Nabe 12 angeordnet ist.

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— Zj. — Pate.i:anwaH ! i. L. Jung. Augusla-ΑΙΙββ 10. 6350 Bad Hombu

B- Ί 968/84 Jg/w-d"

ρ_ΘΓ Bimetallstreifen 18 ist so ausgebildet, dass er bei Erwi sich in Richtung auf den Bremsring 13»14 zu verbiegt, an den befestigt ist, so wie dies in Figur 2 dargestellt ist. Durcl· diese Verbiegung des Bimetallstreifens 18 wird der bei nicht erwärmter Kühlluft den Einlassquerschnitt 16 verschliessende Blechring 22 vom Einlassquerschnitt 16 abgehoben und gibt de Weg für die Kühlluft durch den Bremsring frei, sodass dieser gekühlt wird. Nach einiger Zeit wird die Kühlluft wieder kai und mit zunehmender Abkühlung nähert sich der Blechring 22 immer mehr dem Einlassquerschnitt 16, bis dieser wieder voll ständig verschlossen ist. Die Grenztemperatur, bei der der E lassquerschnitt v/ieder vollständig geschlossen ist, kann mit •dem Bimetallstreifen eingestellt werden.

Man kann den Blechring 22 und den Bimetallstreifen 18 auch s anordnen, dass der Einlassquerschnitt 16 durch einen sich in das Innere der Bremsscheibe 11 bewegenden Blechring geöffnet wird. Auch können die Bimetallstreifen 18 über Kreuz angeord: . sein und so weiter.

In den Figuren 3 bis 5₅ in denen gleiche Bezugszeichen wie i) den Figuren 1 und 2 gleiche Teile bezeichnen, sind im Einlasi schnitt 2Zf zwei Blechringe 25 und 26 angeordnet, welche beide Lochungen 27 mit'gleicher Teilung besitzen. Dabei ist der Riι 25 fest mit der Bremsscheibe im Einlassquerschnitt 2Zf verbunc wohingegen der oder die Ringe 26 am Ring 25 anliegen, aber si konzentrisch um die Wellenachse I9 der Bremsscheibe 11 verdre können. Die beiden Ringe 26 einer Bremsscheibe 11 sind mit ei Steg 28 miteinander verbunden. Ein sich senkrecht zur Achse 1 verbiegender Bimetallstreifen 29 ist einerseits mit Schrauben am Aussenumfang 3I eines oder beider Bremsringe 13>14 befesti und umgreift den Steg 28 gabelförmig auf der anderen Seite.¹

In kaltem Zustand der Bremsscheibe 11 befindet sich der Bimet streifen 29 in dem in Figur 3 dargestellten Zusatnd, wobei di Öffnungen 27 im festen Ring 25 durch den Ring 26 verschlossen sind. Erv/ärmt sich nun die Bremsscheibe 11 infolge Bremsung,

^ --■' — 5 —P'tfen'anwrti H I. Jung. Augusla-ΑΙΙθβ 10. 6380 Bad Homburg

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X 14.12.1984 3A46058 ,

so macht der gabelförmige Teil -des Bimetallstreifens 29 im Höchstfall den Weg 3? wodurch der lose Blechring 26 soweit konzentrisch verdreht wird, dass -wie in Fig.5dargestellt- die Öffnungen 27 beider Blechringe 25 und 26 deckungsgleich sind, wodurch für die Kühlluft der Zugang zum Inneren der Bremsscheibe 11 freigegeben ist und vom Einlassquerschnitt 24 in den Kühlluftkanälen zwischen den Rippen zum Auslassquerschnitt 17 fliessen kann. Dabei wird die Bremsscheibe 11 gekühlt. Wird bei kälterer Bremsscheibe 11 die Luft in den Kühlluftkanälen wieder kälter, so geht der Bimetallstreifen 29 allmählich wieder in die in Figur 3 dargestellte Ausgangslage, wodurch der lose Blechring soweit verdreht wird, dass sich die Öffnungen 27 beider Ringe nicht mehr decken, wodurch der Kühlluftstrom gedrosselt und schliesslich unterhalb einer vorher einstellbaren Grenztemperatur ganz abgestellt wird. Es fliesst keine Luft mehr durch die Bremsscheibe 11, wodurch Energie gespart wird.

Selbstverständlich können die Bimetallstreifen auch anders angeordnet werden, wobei es jedoch wesentlich ist, dass sie einerseits im Kühlluftstrom liegen und andererseits eine möglichst grosse Länge haben, um einen grossen Weg für die den Einlassquerschnitt für die Kühlluft verschliessenden Elemente, die nicht notwendigerweise ganze Blechringe sein müssen, zu erhalten. Anstelle der Blechringe können auch Ringe aus einem hitzebeständigen Kunststoff verwendet werden.

Es ist auch denkbar, den Auslassquerschnitt für die Kühlluft in Abhängigkeit von der Temperatur der Bremsscheibe zu verändern oder auch beide Querschnitte gleichzeitig.

Anstelle der Bimetallstreifen können auch andere an sich bekannte Weggeber verwendet werden, wie z.B. die für Thermostatventile bei FKW verwendeten Weggeber, welche auf dem Prinzip grosser Volumausdehnung z.B. von Wachs bei Änderung des Aggegratzustandes basieren.

Claims

Anspruch

1.) Belüftete Bremsscheibe, insbesondere für Schienenfahrzeuge, bei der auf der Rückseite des Bremsrings radiale Kühlluftkanäle vorhanden sind und gegebenenfalls zwei Breasringe miteinander * eine geteilte oder ungeteilte Bremsscheibe bilden,-wobei der Kühlluftstrom in den Kühlluftkanälen etwa radial gefördert wird, dadurch gekennzeichnet, dass der Ein- bzw. Auslassquerschnitt (16,24,17) für die Kühlluft in Abhängigkeit von der Temperatur der die Kühlluftkanäle durchströmenden Kühlluft verändert wird, wobei unterhalb einer Grenztemperatur der Ein- bz?/. Auslassquerschnitt (16,24,17) vollständig geschlossen ist.

2.) Belüftete Bremsscheibe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass im nabennahen Einlassquerschnitt (16,24) für die Kühlluft Blechringe (22,26) angeordnet sind, die von in den Kühlluftkanälen liegenden Steuermitteln, wie Bimetallstreifen (18,29), Flüssigkeitsweggeber,- etc. bewegt werden und den Einlassquerschnitt (16,24) mehr oder weniger öffnen bzw. schliessen»

3.) Belüftete Bremsscheibe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere achsparallel sich verbiegende Bimetallstreifen (18) einerseits am Aussenumfang (21) eines Bremsrings (13,14) befestigt, z.B. angeschraubt sind, und andererseits mit einem ringförmigen Blech'"(22) in Grosse des Einlassquerschnitts (17) vor oder hinter demselben verbunden sind, wobei das Blech (22) achparallel bewegt wird.

4.) Belüftete Bremsscheibe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass im Einlassquerschnitt (24) zwei mit Öffnungen (27) gleicher Teilung versehene Ringe (23 und 26) aufeinanderliegend angeordnet sind, von denen einer (23) im Einlassquerschnitt (24) fest und der andere (26) verdrehbar und mit Steuermitteln (29) verbunden am festen Ring (23) anliegt.

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