WO2000014422A1

WO2000014422A1 - Elastischer bremsenkörper

Info

Publication number: WO2000014422A1
Application number: PCT/EP1999/006261
Authority: WO
Inventors: Xaver Wirth
Original assignee: Knorr-Bremse Systeme für Schienenfahrzeuge GmbH
Priority date: 1998-09-03
Filing date: 1999-08-26
Publication date: 2000-03-16
Also published as: CZ303286B6; AU5741299A; JP4567193B2; DE59906199D1; US6494301B1; CZ2001776A3; EP1108153B1; EP1108153A1; DE19840065A1; JP2002524699A

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Bremsenkörper, insbesondere Bremsklotz oder Scheibenbremsbelag, umfassend einen Tragkörper (7) mit Ausnehmungen (11, 44, 62, 102) und in den Ausnehmungen (11, 44, 62, 102) angeordnete Reibwerkstoffelemente (9, 27, 50, 68, 104). Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß die Reibwerkstoffelemente (9, 27, 50, 68, 104) in Richtung längs der Ausnehmungen (11, 44, 62, 102) beweglich gelagert sind, wobei die Lagerung elastisch oder wippend in Richtung der Ausnehmungen (11, 44, 62, 102) ausgeführt ist und die Reibwerkstoffelemente (9, 27, 50, 68, 104) zusammen mit dem Tragkörper (7) eine Reibfläche (1) ausbilden.

Description

Elastischer Bremsenkorper

Die Erfindung betrifft einen Bremsenkorper insbesondere einen Bremsklotz oder Scheibenbremsbelag, umfassend einen Tragkorper mit Ausnehmungen sowie in den Ausnehmungen angeordneten Reibwerkstoffelementen gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1

Insbesondere bei Schienenfahrzeugen gibt es zwei große Klassen von Reibungs- bremsen Zum einen sind dies die sogenannten Klotzbremsen zum anderen die

Scheibenbremsen

Die Klotzbremse ist eine kostengünstig aufgebaute Reibungsbremse für Schienenfahrzeuge, da bei einer derartigen Bremseinrichtung nur eine Zuspannvor- nchtung notwendig ist, mit deren Hilfe ein Bremsklotz auf die Laufflache des

Schienenrades gepreßt wird Bezüglich der Ausbildung von Klotzbremsen wird auf "Bremsen für Schienenfahrzeuge, Handbuch - Bremstechnische Begriffe und Werte Knorr-Bremse AG München 1990" S 22 - 23 sowie S 41 verwiesen

Nachteilig an der Klotzbremse gemäß dem Stand der Technik sind inbesondere die hohe Beanspruchung der Radlaufflache die die Radlebensdauer verkürzt sowie Aufrauhungen derselben und Riffelbildung Insbesondere letztgenannte Effekte fuhren zu einem hohen Laufgerausch beim Abrollvorgang des Rades Diese Nachteile der Klotzbremse haben die Entwicklung und den Einsatz der Scheiben- bremse in modernen Reisezugwagen begünstigt

Bei einer Scheibenbremse sind Bremsscheiben beiderseits des Radkorpers angebracht Die Bremsbelage wirken auf die Bremsscheibe Aufgrund der Reibungskraft wird das zugehörige Rad abgebremst Betreffend der Ausbildung von Scheibenbremsen gemäß dem Stand der Technik wird auf "Bremsen für Schienenfahrzeuge, Handbuch - Bremstechnische Begriffe und Werte Knorr-Bremse AG München" S 50 verwiesen

Bremsklotze mit Ausnehmungen sind aus einer Vielzahl von Veröffentlichungen bekanntgeworden So zeigt die DE-C-277902 einen Bremsklotz mit Ausnehmungen, in die ein Filzmateπal eingebracht ist Das Filzmatenal ragt über dem Trag- korper hinaus so daß mit dem Tragkorper keine gemeinsame Reibflache ausgebildet wird

Der aus der DE-U-29500977 bekannte Bremsklotz umfaßt Bohrungen, die Stopfen aus Reibmateπal aufnehmen diese sind jedoch nur mit einer Schraube am Tragerkorper befestigt Eine elastische oder wippende Lagerung der einzelnen Reibwerkstoffblocke ist aus der DE-U-29500977 nicht bekanntgeworden

Die aus der DE-A-4301006 DE-A-4436457 und DE-U-9307017 bekannten Bremsbelage umfassen elastisch oder wippend gelagerte Reibwerkstoffblocke, allerdings sind diese direkt am Tragerkorper angeordnet und bilden insbesondere mit dem Tragerkorper keine zusammenhangende Reibwerkstofflache aus

Sowohl bei Klotzbremsen als auch bei Scheibenbremsen besteht ein generelles Problem in der Kontaktpressung zwischen Bremsenkorper d h Bremsklotz und Rad bzw Bremsbelag und Bremsscheibe

Aufgrund von Warmebedingungen des Bremsenkorpers bzw Rades oder der

Scheibe sowie des Verscnleißes derselben egt der tatsächliche Bremswert oben genannter Reibungsbremsen stets wesentlich niedriger als der gemäß den Materialkonstanten theoretisch Mögliche

Bei Klotzbremsen kommt noch hinzu daß die Radlaufflache aus lauftechnischen

Gründen eine nicht abwickelbare Flache ausbildet Der Bremsklotz liegt daher oftmals auf der Radlauflache nur punktuell auf bzw bildet einen iinienformigen Kontakt Die Klotzbremse wird aufgrund dieses Kontaktes stark überbeansprucht

Ein weiteres Problem der zuvor beschriebenen Bremssysteme ist das Tragbild, das beispielsweise aufgrund von Wärmedehnungen und Achsverschiebungen nur unzureichend ist Generell gilt daß das Tragbild umso schlechter ist, je harter das Material ist Das schlechte Tragbild fuhrt zur Riffelbildung oder zu Ausbrockelungen in den Radlaufflachen und infolgedessen zu einer hohen Gerauschentwicklung beim Bremsen

Aufgabe der Erfindung ist es somit einen Bremskorper insbesondere für Klotzbremsen oder Scheibenbremsen zu schaffen mit dem die hier zuvor genannten Nachteile überwunden werden können

Erfindungsgemaß wird dies dadurch erreicht daß die Reibwerkstoffelemente in

Längsrichtung der Ausnehmungen beweglich gelagert sind wobei die Lagerung elastisch oder wippend ausgestaltet ist und die Reibwerkstoffblocke mit dem Tragkorper eine Reibfläche ausbilden

Durch die bewegliche Ausgestaltung der Reibwerkstoffelemente wird die Flachenpressung des erfinαungsgemaßen Bremsenkorpers entscheidend verDessert

Ein weiterer Vorteil des Bremsklotzes gemäß Anspruch 1 ist dann zu sehen, daß bei ungleichmäßiger Abnutzung des Radreifens oder bei Achsverschiebung sich die einzelnen Reibwerkstoffblocke in Richtung der Ausnehmungen verschieben können und sich so der Laufflache des Rades anpassen Die elastische oder wippende Aufhangung gewährleistet trotz dieser Verschiebung eine im wesentlichen stets gleiche Flachenpressung Insbesondere wird die stets gleiche Flachenpressung unabhängig von der Achslage bzw Abnutzung sichergestellt In unterschiedlichen Ausgestaltungen der Erfindung sind die Ausnehmungen mit den Reibwerkstoffeiementen entweder in Reihe oder versetzt zueinander angeordnet

Besonders bevorzugt ist eine Ausgestaltung der Erfindung bei der die Reibflache der Reibwerkstoffelemente an der gesamten Reibfläche des Bremsenkorpers einen Anteil von mindestens 30 % vorzugsweise 50 bis 80 % aufweist

Die elastische Lagerung der Reibwerkstoffelemente mit Hilfe von elastisch defor- mierbaren Korpern beispielsweise Federelementen bietet eine Reihe weiterer

Vorteile bei unterschiedlichen Bremsvorgangen wie nachfolgend beschrieben

Liegt eine konstante Bremsung mit hoher Zuspannkraft vor so federn die ela- stisch gelagerten Reibwerkstoffelemente nach hinreichend langer Bremszeit so weit ein bis die Summe der elastischen Kräfte in etwa der Zuspannkraft des Bremsklotzes bzw des Bremsbelags entspricht

Nach Auftreten einer Tragbildanderung, z B durch axiales Verschieben des Ra- des oder durch eine thermische Ausbeulung erfolgt ein Einfedern oder Ausfedern der elastisch gelagerten Reibwerkstoffelemente entsprechend ihrer Federkenn- nie, wahrend jede Radbeule den Tragkorper starker verschleißt als das benachbarte Reibwerkstoffelement Das zwischen zwei Ausbeulungen liegende Tal auf der Radflache entlastet den Kontaktbereich des Tragkorpers wahrend die Reib- werkstoffelemente federbelastet ausfahren und eine gewisse Reib- energiezufuhrung somit auch im Talbereich sicherstellen Auf diese Art und Weise wird der Entstehung von sogenannten Hot-Spots bei Klotzbremsen aber auch bei Scheibenbremsen begegnet

Bei konstanten Bremsungen mit niedriger Flachenpressung stellt sich nach Losen der Bremse ein Zustand des Bremsenkorpers ein bei dem die Reibwerkstoffele- mente gegenüber den Tragkorpem vorstehen da sich die elastischen Elemente, beispielsweise Federelemente entspannen

Wird ausgehend von diesem Zustand leicht gebremst so werden die Reibwerk- Stoffelemente nur gering in die Ausnehmung gedruckt und bleiben gegenüber der

Reibfläche des Tragkorpers hervorstehend Erst langes oder häufiges Bremsen mit geringer Anpreßkraft fuhrt dazu, daß sich die Reibwerkstoffelemente abschleifen und flachenbundig mit dem Tragkorper eine Reibfläche ausbilden

Bei kurzzeitigen Bremsungen sind zwei Alternativen denkbar

Bei der ersten Alternative stehen zu Beginn der Bremsung die Reibwerkstoffelemente hervor Auch für diesen Fall entsteht eine relativ gleichmäßige Flachenpressung und damit ein gleichmäßiger Energieeintrag auf das Rad bzw die Bremsscheibe, die durch die elastisch eingebetteten Reibwerkstoffelemente bestimmt wird

Alternativ hierzu können vor Beginn der Bremsung die Flache des Tragkorpers und der Reibwerkstoffelemente nahezu bundig abschließen In einem solchen Fall wirkt der Tragkorper wie ein weicher Bremsbelag der sich durch seine Elastizität an die Radtopographie anpaßt Ebenso verhalten sich die elastisch in den Ausnehmungen angeordneten Reibwerkstoffelemente

Als elastische Elemente gelangen Federelemente zum Einsatz Besonders aus- gestaltete Federelemente sind Tellerfedern Spiralfedern Gummiringe oder

Gummiplattchen

Alternativ zu der Lagerung mittels elastischer Elemente können dieselben Effekte erzielt werden wenn die bewegliche Lagerung der Reibwerkstoffblocke Wippele- mente umfaßt, die eine Bewegung der Reibwerkstoffelemente in Richtung der

Langsachse der Ausnehmung aufgrund von Kippbewegungen des Wippelementes ermöglichen In einer weitergebildeten Ausfuhrungsform können mehrere Wippelemente übereinander angeordnet sein die untereinander ankoppeln und so ein übergeordnetes Wippelement ausbilden

Um die Reibung zwischen den einzelnen Reibwerkstoffelementen und den Auf- nahmeoffnungen im Tragkorper zu vermindern ist mit Vorteil vorgesehen, daß zwischen der Innenwand der Aufnahmeoffnung und den Reibwerkstoffelementen Mittel zur Reibungsverminderung vorgesehen sind Insbesondere eignen sich hierfür in die Ausnehmung eingelassene Hülsen aus Blech

Die zuvor beschriebene ideale Anpassung des erfindungsgemaßen Bremsenkorpers an die Radlaufflache bzw die Bremsscheibe wird dann erzielt, wenn der Tragkorper aus einem weicheren und verschleißfreudigerem Material als die ein- zelnen Reibwerkstoffelemente besteht

Die Reibwerkstoffelemente hingegen werden bevorzugt aus einem temperaturbeständigen verschleißfesten Material ausgebildet um hohe Bremsleistungen erzielen zu können Inbesondere sei hier auf die Verwendung von quarz- gebundenen Hochtemperaturreibwerkstoffen bzw Sinterwerkstoffen verwiesen, die aus Metallfeinstpulver das beispielsweise Eisen Kupfer und Buntmetalle umfaßt hergestellt werden

In einer ersten Weiterbildung der Erfindung sind die in einer Ausnehmung befindli- chen Reibwerkstoffelemente zu einem einzelnen Reibwerkstoffblock zusammengefaßt der insbesondere eine kreiszylindrische Form aufweisen kann In diesem Zusammenhang sind Reibwerkstoffblocke mit beispielsweise neun in einer Matrix angeordneten Einzelelementen verwendbar die untereinander beispielsweise mit Klebstoff oder auf andere Art und Weise verbunden sein können

Das zylinderformige Reibwerkstoffelement kann bevorzugt in einer als kreisförmigen Bohrung ausgebildeten Aufnahme im Tragkorper aufgenommen werden Neben einer kreiszylindrischen Form der Reibwerkstoffelemente bzw der Ausnehmungen sind auch andere Formen beispielsweise mit n-eckigem oder elhp- senformigem Querschnitt der einzelnen Reibwerkstoffelemente verwendbar

Bei großer ausgedehnten Reibwerkstoffelementen bzw Reibwerkstoffblocken ist als elastische Schicht mit Vorteil anstelle einzelner Federelemente eine Matte, beispielsweise aus einem kautschukelastischen Material vorgesehen

In einer ersten Verwendung ist der erfindungsgemaße Bremsenkorper als Bremsklotz in herkömmlichen Klotzbremseinheiten vorgesehen Für eine derartige Anwendung ist es von Vorteil wenn die Anbindung des erfindungsgemaßen Bremsenkorpers an den Bremsklotzschuh bzw die Betatigungseinπchtung auf herkömmliche Art und Weise nach UIC-Norm erfolgt

Alternativ zur Verwendung des erfindungsgemaßen Bremsenkorpers in einer Klotzbremseinheit ist die Verwendung in einer Scheibenbremse möglich Auch hier werden ähnlich gute Ergebnisse wie beim Einsatz in Klotzbremsen erzielt Insbesondere wird auch bei der Verwendung von harten verschleißfesten Werk- Stoffen ein gutes Tragbild in den verschiedensten Betriebssituationen erzielt, insbesondere deswegen weil sich die Belagflache an die unebene Reibfläche der Bremsscheibe anpaßt, so daß das Entstehen von Hot-Spots verhindert wird Außerdem wird eine hohe Geräuschdämpfung aufgrund der elastischen Lagerung erreicht

Die Erfindung soll nunmehr anhand der Figuren beispielhaft beschrieben werden

Es zeigen

Fig 1A eine Draufsicht auf die Reibfläche eines als Bremsklotz ausgebildeten erfindungsgemaßen Bremsenkorpers, Fig 1 B einen Schnitt entlang der Linie A-A des in Fig 1A dargestellten Bremsklotzes,

Fig 1 C eine detaillierte Darstellung der in Fig 1 B dargestellten Aus- nehmung mit dann befindlichem Reibwerkstoffelement;

Fig. 2A einen erfindungsgemaßen an einer ebenen Radlauffläche anliegenden Bremsenkorper

Fig. 2B einen erfindungsgemaßen an einer ebenen Radlauffläche anliegenden Bremsenkorper,

Fig 3A eine zweiteilige Ausfuhrungsform eines erfindungsgemaßen

Bremsklotzes in Draufsicht,

Fig 3B einen Schnitt entlang der Linie A-A des in Fig 3A dargestellten Bremsklotzes,

Fig 4A eine Draufsicht auf einen erfindungsgemaßen Bremsklotz mit elliptischen Ausnehmungen

Fig 4B eine Draufsicht auf einen erfindungsgemaßen Bremsklotz mit sechseckiger Ausnehmung,

Fig 5A eine perspektivische Ansicht eines erfindungsgemaßen Bremsenkorpers mit zu Reibwerkstoffblocken zusammengefaßten Reibwerkstoffelementen

Fig 5B einen Schnitt durch den Bremsenkorper gemäß Fig. 5A;

Fig 5C eine detailliertere Darstellung eines alternativen Bremsenkorpers mit einem Reibwerkstoffblock Fig 5D eine alternative Ausfuhrungsform eines Bremsenkorpers gemäß Fig 5A

Fig 5E eine weitere Ausfuhrungsform eines erfindungsgemaßen

Bremsenkorpers gemäß Fig 5A

Fig 6A eine Draufsicht auf einen erfindungsgemaßen Bremsenkorper mit Wippelementen zur Bewegung der Reibwerkstoffelemente in Richtung der Langsachse der Ausnehmungen,

Fig 6B eine Seitenansicht der Ausfuhrungsform gemäß Fig 6A im

Schnitt,

Fig 6C einen Bremsklotz mit einem Bremsenkorper gemäß der Ausfuhrung nach Fig 6A in perspektivischer Ansicht,

Fig 7A eine Draufsicht auf einen Bremsenkorper zur Verwendung in

Scheibenbremsen, und

Fig 7B einen Schnitt durch den in Fig 7A dargestellten Bremsenkorper

Fig 1A zeigt in einer Draufsicht die gesamte Reibfläche 1 des erfindungs- gemäßen Bremsenkorpers 3 Die gesamte Reibfläche 1 setzt sich aus der Reibfläche 5 des Tragkorpers 7 sowie den Reibwerkstoffelementen 9 zusammen, die in Ausnehmungen 1 1 des Tragkorpers 7 vorzugsweise elastisch gelagert sind Die Ausnehmungen 1 1 im Tragkorper 7 weisen in der dargestellten Ausfuhrungsform einen kreisförmigen Querschnitt auf Vorzugsweise handelt es sich hierbei um in den Tragkorper eingelassene Blindbohrungen bzw Sackbohrungen Die Reibflache der Reibwerkstoffelemente an der gesamten Reibfläche 1 des erfindungsgemaßen Bremsenkorpers 3 betragt mindestens 30 % vorzugsweise zwischen 50 und 80 %. In der in Fig. 1A dargestellten Ausfuhrungsform sind die Ausnehmungen 1 1 für die Reibwerkstoffelemente 9 versetzt angeordnet. Alternativ können die Ausnehmungen in Reihe angeordnet werden (nicht dargestellt). Ein besonders gutes Tragbild des erfindungsgemäßen Bremsenkorpers 3 wird dann erzielt, wenn der Tragkörper 7 aus einem weicheren Material besteht als die Reibwerkstoffelemente 9.

In Fig. 1 B ist ein Schnitt entlang der Linie A-A des erfindungsgemäßen Bremsenkörpers 3 gemäß Fig. 1A dargestellt. In dem Tragkorper 7 sind die Ausnehmun- gen 1 1 vorgesehen, die vorliegend als zylindrische Sackbohrungen senkrecht zur gesamten Reibfläche 1 des Bremsenkorpers 3 ausgebildet sind. In den Ausnehmungen 1 1 befindet sich erfindungsgemäß jeweils ein Reibwerkstoffelement 9, das ebenfalls eine zylindrische Form aufweist. Vorzugsweise bestehen die erfindungsgemäßen Reibwerkstoffelemente 9 aus einem harten, verschleißfesten Reibmateπal, beispielsweise einem Sintermatenal. Auf dem Grund einer jeden

Ausnehmung 1 1 des Tragkorpers 7 ist ein elastisches Element 13 angeordnet, durch welches ein Befestigungsmittel 15 hindurchgreift. Das Befestigungsmittel 15 ist wiederum mit dem zylinderförmigen Reibwerkstoffelement 9 verbunden, wodurch dessen Unverlierbarkeit gewährleistet wird. Der Tragkorper 7 hat im wesent- liehen die Form eines konventionellen Bremsklotzes, wie beispielsweise in

"Bremsen für Schienenfahrzeuge, Handbuch - Bremstechnische Begriffe und Werte, Knorr-Bremse AG München" offenbart Am Tragkorper 7 selbst ist eine Befestigungsvorrichtung 17 zur Halterung in einem Bremsklotzschuh (nicht dargestellt) gemäß UIC-Norm vorgesehen. Alternativ hierzu kann eine Anbindungsvor- πchtung 19 an herkömmliche Betätigungsvorrichtungen von Klotzbremseinheiten

(nicht dargestellt) gemäß UlC-Standard vorgesehen sein

In Fig. 1 C ist eine als Sackbohrung ausgebildete Ausnehmung 1 1 im Tragkörper 7 detaillierter dargestellt Das zylinderformige Reibwerkstoffelement 9 wird bei- spielsweise durch das als Schraube ausgebildete Befestigungsmittel 15 gehalten, wobei der Schraubenkopf in einer in dem Tragkorper 7 vorgesehenen Vertiefung 21 versenkt ist. Als elastisches Element 13 ist in der in Fig 1 C dargestellten Aus- gestaltung eine Tellerfeder 23 vorgesehen Alternativ oder kumulativ hierzu konnte eine Spiralfeder, ein Gummiring oder ein Gummiplattchen Verwendung finden Für eine Verminderung der Reibung des teleskopformig verschiebbaren Reibwerkstoffelementes 9 sorgt eine Hülse 26 zwischen Reibwerkstoffelement 9 und der Wand der Ausnehmung 1 1 Die Hülse 26 kann aus Blech hergestellt sein

Aus den Fig 2A und 2B wird die Funktionsweise der Erfindung offensichtlich In Fig 2A ist beispielhaft für die erfindungsgemaße Vorrichtung eine konstante Bremsung mit hoher Zuspannkraft dargestellt

Für den in Fig 2A und 2B dargestellten erfindungsgemaßen Bremsenkorper 3 werden für gleiche Bauteile dieselben Bezugsziffern wie in Fig 1A bis 1 C verwandt Der Bremsenkorper 3 umfaßt einen Tragkoroer 7 sowie in den Ausnehmungen 1 1 mittels Federn 25 elastisch gelagerte Reibwerkstoffelemente 27 Da der Tragkorper 7 aus einem weicheren Material als die Reibwerkstoffelemente 27 gefertigt ist, verschleißt dieser schneller als die Reibwerkstoffelemente 27 Die

Reibwerkstoffelemente 27 federn dann soweit ein bis die Summe der von den Reibwerkstoffelementen 27 aufgenommenen Kräfte F von der Laufflache 33 des

Rades 29 her in etwa der Zuspannkraft F_κ des als Bremsklotz ausgestalteten

Bremsenkorpers 3 entspricht

Nach Auftreten einer Tragbildanderung, wie in Fig 2B dargestellt beispielsweise aufgrund von thermisch hervorgerufenen Beulen 31 in der Laufflache 33 des Rades 29 erfolgt ein Ein- oder Ausfedern der Reibwerkstoffelemente 27 entsprechend der Kennlinie der Feder 25 wahrend jede Radbeule 31 den Tragkorper 7 starker verschleißt als das benachbarte zylinderformige Reibwerkstoffelement 27

In den Fig 3A und 3B ist eine zweiteilige Ausfuhrungsform des erfindungsgemaßen Bremsenkorpers 3 dargestellt Die zweiteilige Ausfuhrungsform umfaßt zwei Abschnitte 30 32 die durch einen Trennbereich 34 voneinander abgetrennt sind Im Abschnitt 30 sind die Ausnehmungen 1 1 versetzt zueinander angeordnet wahrend die Ausnehmungen 1 1 im Abschnitt 32 in Reihe angeordnet sind In den Fig 4A und 4B sind weitere Ausgestaltungen von Ausnehmungen 1 1 mit anderen als zylinderformigen Querschnitten dargestellt In Fig 4A weisen die Ausnehmungen elliptischen Querschnitt in Fig 4B einen n-eckigen vorliegend sechseckigen Querschnitt auf

Wahrend in den Ausfuhrungsformen der Fig 1 bis 4 jedes Reibwerkstoffelement 9, 27 einen einzelnen Reibwerkstoffblock ausbildet sind in den Fig 5A bis 5E Ausfuhrungsformen der Erfindung dargestellt bei denen eine Vielzahl von Reib- werkstoffelementen zu Reibwerkstoffblocken 40 1 40 2 40 3 zusammengefaßt sind

Fig 5A ist eine perspektivische Darstellung einer derartigen Ausfuhrungsform In den Tragerkorper 7 sind Reibwerkstoffblocke 40 1 40 2 40 3 eingelassen, die jeder für sich eine Vielzahl von einzelnen Reibwerkstoffelementen umfaßt

In Fig 5B ist ein Schnitt durch die Ausfuhrung gemäß Fig 5A dargestellt Die einzelnen zu einem Reibwerkstoffblock 40 1 , 40 2 und 40 3 verbundenen Reibwerkstoffelemente sind je einzeln elastisch in den Ausnehmungen 44 für den Reib- werkstoffblock angeordnet Die elastische Lagerung jedes Reibwerkstoffblocks

40 1 40 2 40 3 erfolgt duch elastische Elemente 42 1 42 2 42 3 42 4, die hier nur schematisch angedeutet sind

Anstelle einzelner elastischer Elemente 42 1 42 2 42 3 42 4 kann, wie in Fig 5C dargestellt eine durchgehende elastische Gummimatte 46 in der Aussparung 44 vorgesehen sein Um den Reibwert zu vermindern können die einzelnen Reibwerkstoffelemente mit Hülsen 48 als Ummantelung versehen werden In Fig 5D ist eine alternative Ausfuhrungsform eines Bremsenkorpers 3 gemäß den Fig 5A bis 5C dargestellt Dieser zeichnet sich dadurch aus daß zur Erhöhung der Flexi- bilitat des Tragkorpers 7 zwischen den Ausnehmungen 44 für die einzelnen Reibwerkstoffblocke 40 1 40 2 40 3 Schlitze 49 vorgesehen sind Die elastische Aufhangung der einzelnen Reibwerkstoffblocke 40 1 40 2 40 3 geschieht mit Hilfe von Gummimatten 46 Wie aus Fig 5C und Fig 5D ersichtlich ist können die Reibwerkstoffelemente 9 27 50 und/oder Reibwerkstoffblocke 40 1 40 2, 40 3 auf der der Lauflache 33 eines Rades 29 zugewandten Seite bundig mit dem Tragkorper abschließen oder über diesen hinausragen

Die Gummimatten 46 können wie in Fig 5E dargestellt mit Ausnehmungen 62 versehen sein Zur Reibwertminderung können zwischen den einzelnen Reibwerkstoffelementen 50 eines Reibwerkstoffblockes 40 1 40 2, 40 3 Blechtrager 52 vorgesehen sein

Neben der zuvor dargestellten Möglichkeit einer elastischen Aufhangung der Reibwerkstoffelemente 9 27 50 und/oder Reibwerkstoffblocke 40 1 40 2, 40 3 mittels Federelementen, ist in einer abgewandelten Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, eine Beweglichkeit in Richtung der Langsachse 60 der einzelnen Ausnehmungen 62 mit Hilfe eines sogenannten Wippelementes 64 zu ermöglichen Das Wippelement 64 ist in vorliegender Ausfuhrungsform als Dreibeinwippe ausgebildet Wiederum drei der Wippelemente 64 können von einem übergeordneten Wippelement 66 umfaßt werden Die Wippelemente 64 66 ermöglichen durch Verkippen eine Bewegung in Richtung der Langsachse 60 und damit eine analoge Bewegung zu der der elastisch aufgehängten einzelnen Reibwerkstoffelemente 68

In den einzelnen Ausnehmungen 62 sind die Reibwerkstoffelemente 68 beispielsweise durch nicht dargestellte Vorsprunge gegen Herausfallen gesichert

Fig 6B ist eine Schnittansicht der Ausfuhrungsform gemäß Fig 6A, und Fig 6C eine perspektivische Ansicht derselben Insgesamt umfaßt der Bremsklotz gemäß Fig 6C zwei übergeordnete Dreibeinwippen 66 denen wiederum drei Dreibeinwippen 64 mit je drei Reibwerkstoffelementen 68 zugeordnet sind Der Be- reich jeder übergeordneten Dreibeinwippe 66 wird durch einen Schlitz 70 vom anderen Bereich getrennt Die Verteilung der einzelnen Zuspannkrafte F«, F^', F«" ist in der Fig 6B und Fig 6C angedeutet In Fig 7A und 7B ist eine Ausfuhrungsform des ertinαungsgemaßen Bremsenkorpers 3 als Scheibenbelag 90 dargestellt Der Scheibenbelag 90 umfaßt einen Tragkorper 100, der vorzugsweise Scheibenform aufweist mit darin eingelasse- nen Ausnehmungen 102 Wie in Fig 7B im Schnitt dargestellt sind in den einzelnen Ausnehmungen 102 Reibwerkstoffelemente 104 vorgesehen Zur Reibungsminderung ist zwischen einem Reibwerkstoffelement 104 und einer als Bohrung ausgeführten Ausnehmung 102 beispielsweise eine Hülse 106 aus Blech vorgesehen Zylindrische Reibwerkstoffelemente 104 werden durch Plattchen 108, mit denen sie fest verbunden sind, am Herausfallen aus den Ausnehmungen 102 gehindert Als elastische Federelemente 1 10 finden wiederum Gummielemente Verwendung Der Tragerkorper 100 ist vorliegend als Tragerplatte ausgebildet, die eine Schwalbenschwanzfuhrung 1 12 zur leichten Befestigung und Tauschbarkeit am Bremsentrager (nicht dargestellt) umfaßt Die Ausnehmungen 102 sind in der dargestellten Ausfuhrungsform als zylindrische Aussenkungen in dem plattenfor- migen Tragkorper 100 ausgestaltet Der Anteil der zylindrischen Reibwerkstoffelemente 102 liegt in vorliegendem Ausfuhrungsbeispiel bei mindestens 50% der gesamten Reibfläche des Bremsbelages Die Hülse 106 zur Reibwertverminderung weist vorliegend eine Wandstarke von weniger als 1 mm auf In geschlitzter Ausfuhrung der Hülse 106 lassen sich Toleranzen einfach einhalten Eine unter

Vorspannung montierte Hülse 106 ermöglicht eine einfache Montage des Bremsenkorpers 3 Neben einer Verminderung der Reibung zwischen zylindrischem Reibwerkstoffkorper 104 und Tragkorper 100 dienen die Hülsen 106 auch noch der Wasserabweisung bei nassebeaufschlagten Bremsscheiben

Mit dem erfindungsgemaßen Bremsenkorper wird somit erstmals ein Bremsklotz bzw ein Scheibenbremsbelag angegeben der sich durch ein hervorragendes Tragbild auszeichnet da sich die Belagflache an die unebene Reibfläche von Bremsscheibe bzw Radumlauf anpaßt Des weiteren sind die vorgestellten Bremsscheiben bzw Bremsklotze aufgrund der elastischen Lagerung und Reibung der Reibwerkstoffelemente gerauschdampfend Die erfindungsgemaße Ausfuhrungsform eines Bremsenkorpers ermöglicht des weiteren die Verwendung harter verschleißfester Reibwerkstoffe bei gutem Tragbild Gegenüber freistehend gefederten Bremsenkorpern hat die erfindungsgemaße Ausgestaltung den Vorteil daß sich die in den Tragkorper eingelassenen Reibwerkstoffelemente an den Ausnehmungen abstutzen Dadurch werden Biegedeformationen infolge tangentialer Reibkrafte vemindert Außerdem erfolgt der Verschleiß fahrtrichtungsunabhangig eben Als weiterer Vorteil der erfindungsgemaßen Bremsenkorper ist zu nennen daß Hot-Spots und Riffelbildung vermieden werden

Daruberhinaus ist der erfindungsgemaße Bremsklotz kostengünstig in der Herstellung So kann der Tragkorper gepreßt werden und die Reibwerkstoffelemente sind insbesondere wenn es sich um kreiszylindπscne Elemente handelt, aus gepreßten Stangen herstellbar

Die konventioneile Anbindung der erfindungsgemaßen Bremsbelage beispielsweise mit Schwalbenschwanzfuhrungen ermöglicht eine leichte Tauschbarkeit mit bislang eingesetzten UIC-Bauteilen

Bezugszeichenliste

1 Reibfläche gesamt 46 Gummimatte

3 Bremsenkorper 48 Bleche

5 Reibfläche Tragkorper 49 Schlitze

7 Tragkorper 50 Reibwerkstoffelemente

9 Reibwerkstoffelemente 52 Blechtrager

1 1 Ausnehmungen 60 Langsachse

13 elastisches Element 62 Ausnehmung

15^' Befestigungsmittel 64 Wippelement

17 Befestigungsvorrichtung 66 übergeordnetes Wippeiement

19 Anbindungsvorπchtung 68 Reibwerkstoffelement

21 Vertiefung 70 Schlitz

23 Tellerfeder 90 Scheibenbelag

25 Federn 100 Tragkorper

26 Hülse 102 Ausnehmungen

27 Reibwerkstoffelemente 104 Reibwerkstoffelement

29 Rad 106 Hülse

30 erster Abschnitt 108 Plattchen

31 Beulen 1 10 Federelement

32 zweiter Abschnitt 1 12 Schwalbenscnwanzfuhrung

33. Laufflache F Zuspannkraft

34 Trennbereich F ' Zuspannkraft

40.1 Reibwerkstoffblock FK" Zuspannkraft

40.2 Reibwerkstoffblock F_Z von Reibwerkstoffelementen

40.3 Reibwerkstoffblock aufgenommene Kräfte

42.1 elastisches Element

42.2 elastisches Element

42.3 elastisches Element

42.4 elastisches Element

44 Ausnehmungen

Claims

Patentansprüche1 Bremsenkorper, insbesondere Bremsklotz oder Scheibenbremsbelag, umfassend 1 1 einen Tragkorper (7) mit Ausnehmungen (1 1 44, 62, 102),

1.2 in den Ausnehmungen angeordnete Reibwerkstoffelemente (9, 27, 50, 68 104) dadurch gekennzeichnet, daß

1.3 die Reibwerkstoffelemente (9, 27, 50, 68, 104) in Richtung längs der Aus- nehmungen (1 1 , 44, 62, 102) beweglich gelagert sind, wobei die Lagerung elastisch oder wippend in Richtung der Ausnehmungen ausgeführt ist und

1 4 die Reibwerkstoffblocke zusammen mit dem Tragkorper (7) eine Reibfläche

(1 ) ausbilden.

2 Bremsenkorper gemäß Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß die Ausnehmungen mit den Reibwerkstoffelementen (9, 27, 50, 68, 104) in Reihe angeordnet sind

3 Bremsenkörper gemäß Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß die Ausnehmungen mit den Reιbwerκstoffelementen (9, 27, 50, 68, 104) versetzt angeordnet sind.

4 Bremsenkorper gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekenn- zeichnet, daß der Anteil der Reibfläche der Reibwerkstoffelemente (9, 27, 50, 68, 104) an der gesamten Reibfläche (1 ) des Bremsenkorpers mindestens 30 %, vorzugsweise 50 bis 80 % betragt.

5 Bremsenkorper gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4 dadurch gekennzeichnet, daß die elastische Lagerung der Reibwerkstoffelemente (9 27 50, 68 104) elastische Elemente (13) umfaßt

Bremsenkorper gemäß Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die elastischen Elemente (13) Federelemente (25) umfassen

Bremsenkorper gemäß Anspruch 6 dadurch gekennzeichnet, daß die Federelemente (25) Tellerfedern, Spiralfedern, Gummiringe oder Gum- miplattchen sind

Bremsenkorper gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet daß die wippend ausgeführte Lagerung der Reibwerkstoffelemente (9, 27, 50, 68, 104) Wippelemente (64) umfaßt, die eine Bewegung der Reibwerkstof- felemente (9, 27, 50, 68, 104) in Richtung der Ausnehmungslangsachse aufgrund von Kippbewegungen des Wippelementes (64) ermöglicht

Bremsenkorper gemäß Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Wippelemente (64) übereinander angeordnet sind wobei die übereinander angeordneten Wippelemente (64) aneinander ankoppeln und ein übergeordnetes Wippelement ausbilden

Bremsenkorper gemäß einem der Ansprüche 1 bis 9 dadurch gekennzeichnet, daß in den Ausnehmungen (1 1 , 44, 102) zwischen Aufnahmewand und Reibwerkstoffelementen (9 27 50 68 104) Mittel zur Reibungsverminderung vorgesehen sind

Bremsenkorper gemäß Anspruch 10 dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zur Reibungsverminderung Hülsen (26 28 106) sind Bremsenkorper gemäß einem der Ansprüche l bis 1 1 dadurch gekennzeichnet daß der Tragkorper (100) aus weicherem und verschleißfreudigerem Material als die Reibwerkstoffelemente (9 27 50 68 104) besteht

Bremsenkorper gemäß einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Reibwerkstoffelemente (9, 27, 50, 68 104) aus einem harten, verschleißfesten Reibwerkstoff mit hohem E-Modul bestehen

Bremsenkorper gemäß einem der Ansprüche 1 bis 13 dadurch gekennzeichnet daß der Reibwerkstoff ein Sinterwerkstoff ist

Bremsenkorper gemäß einem der Ansprüche 1 bis 14 dadurch gekennzeichnet, daß die in einer Ausnehmung (1 1 , 44, 102) befindlichen Reibwerkstoffelemente (9, 27, 50, 68, 104) zu einem Reibwerkstoffblock (40 1 40 2 , 40 3) zusammengefaßt sind

Bremsenkorper gemäß einem der Ansprüche 1 bis 15 dadurch gekennzeichnet daß die einzelnen Reibwerkstoffelemente (9 27 50 68 104) eine kreiszylindπ- sche Form aufweisen

Bremsenkorper gemäß einem der Ansprüche 1 bis 15 dadurch gekennzeichnet, daß die einzelnen Reibwerkstoffelemente (9 27 50 68 104) eine von der kreiszylindrischen Form abweichende Form vorzugsweise eine polygone oder elliptische Form aufweisen Bremsenkorper gemäß einem der Ansprüche 5 bis 17 dadurch gekennzeichnet, daß zur beweglichen Lagerung flachig ausgedehnte elastische Matten (46) als elastische Elemente (13) ausgeführt sind