DE7603818U1 - Bremsscheibe mit verbesserter ventilationskuehlung - Google Patents

Description

Bremsscheibe?! mit verbesserter Ventilationskühlung

Die Erfindung betrifft eine Bremsscheibe mit verbesserter V entilationskühlung,bestehend aus einem Br,emsring,der im Innern durch Rippen gebildete radial verlaufende Kanäle aufweist,bei der die kühlende Luft von den Rippen gefördert am nabenseitigen Innenumfang des Bremsringes austritt.

Bs ist bekannt,dass beispielsweise Bremsscheiben für Schienenfahrzeuge eine selbstwirkende Ventilationskühlung besitzen, indem die von den Rippen mit den Rückseiten der Reibringe gebildeten Kanäle bei rotierende Bremsscheibe von Luft durchströmt werden.Dabei tritt die kühlende Luft am nabenseitigen Innenumfang zwischen den Reibringen ein,wird durch die Rippen gefördert und tritt am Aussenumfang der Reibringe aus der Bremsscheibe aus.Allgemein geht man auch heute noch davon aus,dass soviel luftfördernde radiale Rippen wie giesstechnisch möglich zur Kühlung notwendig sind.Gleichzeitig wird angenommen,dass die Rippen möglichst dünn auszuführen sind.

So konstruierte Bremsscheiben erreichen bei Umwandlung der kinetischen Energie in Wärme während des Bremsens eine bestimmte Temperatür,die von der Grosse der Bremsenergie abhängte

6-029441 Girokonto

Stadtspar

Postscheckkonto 2290 28 Frankfu-t am Main
ae_Bajleii-raaden Girokonto 100 027925 Stadt- und Kreissparkasse Darmstadt

kasse Badon-Badan Girokonto 100 027925

7SÖ3&18 1*06.76

Die Höhe der Bremsentemperatür beeinflusst jedoch wesentlich den Verschleiss von Reibbelag und Bremsscheibe^ s empfiehlt sich daher,die Temperatur der Beibpartner während der Bremsung niedrig zu halten,um diesen Verschleiss nicht allzu gross werden zu lassen„Hierzu sind Massnahmen erforderlich,die eine höhere Ventilationskühlung an den Bremsscheiben sicherstellen. Ausserdem werden in steigendem Masse höhere Wagengewichte, kleinere Räder und damit kleinere Bremsscheiben,grössere Fahrtgeschwindigkeiten und eine grössere Bremshäufigkeit vor. den Fahrzeugbetreibern gefordert.Durch Änderung dieser Parameter sin d Bremsen der bekannten Bauart vielfach nicht mehr in der Lage,den Forderungen ohne wesentliche Nachteile zu entsprechen.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde,die Nachteile der bekannten Bremsen zu vermeiden und durch eine konstruktive Neugestaltung des Belüftungsraumes eine wesentliche Steigerung der Br,emsleEtung zu erzielen.

Die Lösung der Aufgabe besteht darin,dass 4-16 Schaufelrippen _t deren Länge etwa gleich der Breite des Bremsringes ist,und jeweils zwischen zwei Schaufelrippen 2o-6 Wärmeflussrippen das Kanalsystem für die Ventilationskühlung im Innenraum der Bremsscheibe bilden,und die Wärmeflussrippen in dem der Nabe zugewandten Teil eine Ausnehmung zur Vergrösserung des Lufteintrittsquerschnittes besitzen,und der Lufteintrittsquerschnitt gegenüber dem Luftaustrittsquerschnitt sich mindestens wie o,5 zu 1 verhält.

Vorteilhafterweise liegen alle Wärmeflussrippen mit grosser Fussfläche auf der Rückseite der Reibscheiben auf und verjüng gen sich bis zur Mitte zwischen den Reibscheiben keilförmig.

Weiterhin ist es vorteilhaft,der Ausnehmung der Wärmeflussrippen eine sich trichterförmig radial nach aussen verengende Form zu geben,welche mindestens die Hälfte,jedoch nicht mehr als 3/4 der radialen Rippenlänge einnimmt.

Dtirch die Formgebung im Bereich der Bremscheibenkühlkanäle nach dieser Erfindung wird die Ventilationskühlung der Bremsschei-r ben wesentlich verbessert„Dadureh wird es möglich,die Betriebstemperatur der Bremsen so zu gestalten,dass trotz erhöhter Leistung noch mit organisch gebundenen Bremsbelägen einwandfrei sowie mit ausreichender Lebensdauer gebremst werden kann. Es hat sich als zweckmässig erwiesen,eine mittlere Bremsscheibentemperatur von 375 C nicht zu überschreiten,um unzulässig hohen Belagverschleiss zu vermeiden.

In den Zeichnungen ist beispielsweise eine Ausführungsform der Erfindung dargestellt,worin Figur 1 eine Ansicht von der Rückseite eines Bremsringes Figur 2 einen Schnitt nach der Linie II-II der Figur 1 und Figur 3 einen Schnitt nach der Linie II-III der Figur 1 zeigt.

Nach den Figuren ist die auf der nicht dargestellten Welle in üblicher Weise befestigte Nabe 11 mit vier Tragarmen 12 versehen,in deren achsparallel liegenden Klemmnuten die Führungsleisten 14 des Bremsringes 13 eingeklemmt sind.In an sich bekannter Weise ist der Bremsring 13 gegen achsparallele Verschiebung durch eine die Klemmnut etwa tangential überspannende Sicherungslasche 15 gesichert.Der Bremsring 13 besteht nach den Figuren 2 und 3 aus den Reibringen 13A und 13B,auf deren Aussenseite die Reibflächen 16 liegen und welche durch auf der Rückseite angeordnete Rippen 18 und 19 miteinander verbunden sind.

Nach Figur 1 sind zwei Arten von Rippen vorhanden,und zwar die Schaufelrippe 1 8,welche eine etwa der Breite des Hinges 13 entsprechende Länge besitzt,und Wärmeflussrippen 19,welche eine Ausnehmung 2o besitzen.An einer Bremsscheibe sind 8 Schaufelrippen 18 vorhanden,wobei vier der Rippen 18 über den inneren Umfang 21 des B_remsringes 13 hinaus als Führungsleiste 14 verlängert sind.Die Schaufelrippen 18 sind in regelmässigen Abständen über den Umfang der Bremsscheibe verteilt und zwischen zwei Schaufelrippen sind jeweils 8 Wärmeflussrippen

'ie·*···

111 k ft · * * I*'« · ·* ·

angeordnet,welche nach Figur 2 über etwa 3/4 ihrer Länge eine sich trichterförmig radial nach aussen verengende Ausnehmung 2o besitzen.Im Bereich der Ausnehmung 2o ist die Rippe 19 als freistehende Rippe 22 aus gebildeteren Länge der Länge der Rippen entspricht„Die unmittelbar neben den die Führungsleiste 14 tragenden Schaufelrippen 18 liegenden Wärmeflussrippen 23 sind wegen der Verbeiterung zur Führungsleiste 14 kürzer gehalten,weshalb bei dieser Rippe die Ausnehmung 24 nur etwa die Hälfte der Länge der Rippe 23 ausmacht.

Alle Rippen - Schaufelrippen 18 und Wärmeflussrippen 19 liegen Figur 3 mit einer grossen Fussfläche 25 auf der Rückseite 26 der Reibringe 13A und 13B auf und verjüngen sich bis zur Mitte 27 zwischen den beiden Reibringen 13A und 13B keilförmig,wobei das Verhältnis der Breite der Rippe an der Fussfläche 25 zur Breite an der Mitte 27 wie etwa 3:1 ist.

Ducch die Ausnehmung 2o und durch die Verteilung der Wärmeflussrippen 19 ist der Lufteintrittsquerschnitt im Verhältnis zum Luftaustrittsquerschnitt wie o,75:1 gestaltet,wobei zu bedenken ist,dass dieses günstige Verhältnis der beiden Querschnitte trotz einer Erhöhung der Anzahl der Führungsleisten 14 erzielt werden konnte.

Der Vorteil der neuen Gestaltung der Bremsscheibe soll anhand eines Beispiels demonstriert werden,wobei als Stand der Technik eine Bremsscheibe eingesetzt wurde,welche genau die gleiche Grosse,gleiche Dicke der Reibringe,gleicher Abstand der Bremsoberflächen (also gleiche Rippenbreite) wie die erfindungsgemässe Scheibe besitzt»aber der Lufteintrittsquerschnitt zum Lauftaustrittsquerschnitt sich wie o,43:1 verhält und die Rippen über ihre gesamte Breite gleich dick sind. Beim Dauerbremsversuch stellt man eine Dauerbremsleistung der neuen Scheibe bei einer Geschwindigkeit von loo km/h fest, welche um 9»5 % besser ist als bei der bekannten Bremsscheibe.

Bei Stoppbremsversuchen wurden mittlere Bremsscheibentemperaturen festgestellt,welche im Durchschnitt um 15-2o# miedriger

»It» · *

I f t a ! * ι'

• til·*»

) » ItI 1 ·

»11 It*

ti » ι > ι * * ·

waren als bei den bekannten Bremsscheiben.Dies führt zu einem wesentlich geringeren Verschleiss der organisch gebundenen Bremsbeläge,was ein erheblicher Vorteil ist.

Die insbesnondere beim Dauerbremsversuch festgestellte Stei-* gerung der Bremsleistung führt beispielsweise dazu,dass ein Fahrzeug eine vorgegebene Gefällstreclce im Dauerbetrieb schneller durchfahren kann oder bei einem Zugverband mit überwiegend klotzgebremsten Fahrzeugen die wenigen scheibengebremsten Fahrzeuge die dabei auftretenden zusätzlichen Beanspruchungen besser übernehmen können.

Selbstverständlich kann die neue Gestaltung auch auf Bremsscheiben übertragen werden,deren Bremsringe axial und/oder radial mehrteilig gestaltet sind.

WiO 311S ii06.76

Claims (5)

ψ H ·> «β ««Dt«« 1 itte « «<ι«ι «..ti im 1 Q 4<4V SCHUTZANSPRÜCHE

1.) Die Erfindung betrifft eine Bremsscheibe mit verbesserter Ventilationskühlung,bestehend aus einem Bremsring,der im Innern durch Kippen gebildete radial verlaufende Kanäle aufweist,bei der die kühlende Luft von den Rippen gefördert am nabenseitigen Innenumfang des Bremsringes in die Kanäle ein- und am Aussenumfang des Bremsringes austritt, dadurch gekennzeichnet,dass 4-16 Schaufelrippen (18),deren Länge etwa gleich der Breite der Bremsringe (13A,13B) ist, und jeweils zwischen zwei Schaufelrippen (18) 2o-6 Wärmeflussrippen (19) vorgesehen sind,welche in dem der Nabe zugewandten Teil eine Ausnehmung (2o) zur Vergrösserung des Lufteintrittsquerschnittes besitzen,und der Lufteintritts- gegenüber dem Luftaustrittsquerschnitt sich mindestens wie o,5 zu 1 verhält.

2.) Bremsscheibe nach Anspruch 1,

dadurch gekennzeichnet,dass alle Wärmeflussrippen (19) mit grosser Pussfläche (25) auf der Rückseite (26) der Beibringe (13A,13B) aufliegen und sich bis zur Mitte (27) zwischen den Reibringen keilförmig verjüngen.

3.) Bremsscheibe nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,dass die Ausnehmung (2o) an den Wärmeflussrippen (19) eine sich trichterförmig radial nach aussen verengende Form besitzt,welche mindestens die Hälfte,jedoch nicht mehr als 3/4 der radialen Rippenlänge einnimmt.

4.) Bremsscheibe nach einem der Ansprüche 1-3» dadurch gekennzeichnet,dass auch die Schaufelrippen (18) mit breiter Pussfläche (25) auf den Reibringen (13A,13B) aufliegen und sich zur Mitte (27) keilförmig verjüngen.

5.) Bremsscheibe nach einem der Ansprüche 1-4, dadurch gekennzeichnet,dass das Verhältnis der Breite des Rip-senfusses (25) zur Breite (27) der Rippen in der Mitte zwischen den Reibringen bei 4:1 bis 2:1 liegt.