DE2362834A1

DE2362834A1 - Schienenfahrzeugrad mit bremsscheiben

Info

Publication number: DE2362834A1
Application number: DE19732362834
Authority: DE
Inventors: Hermann-Josef Feldhoff; Willi Klein; Alfred Otto; Henning Dipl Ing Rocholl
Original assignee: Bergische Stahl Industrie
Current assignee: Bergische Stahl Industrie
Priority date: 1973-12-18
Filing date: 1973-12-18
Publication date: 1975-06-26
Also published as: GB1495518A; DE2362834B2; CA1032093A; IT1026039B; FR2254461A1; DE2362834C3; FR2254461B1; BE823443A

Description

fZLJUNG 757 baden-ba»en

' '< TaM₉R(on»)!al»

Jg/Pe B-1 T if3/73 τ* 1.5.12.1973

Schienenfahrzeugrad mit Bremsscheiben

Die Erfindung betrifft ein Schienenfahrzeugrad mit Bremsscheiben, bei dem die Bremsscheiben, welche gegebenenfalls geteilt sind, ein- oder beidseitig; am Rad angeordnet sind, wobei die Bremsscheibe*} auf der der Radscheibe zugeordneten Seite mit radial verlaufenden Kühlrippen versehen sind und sich über Nocken «.n der Radscheibe abstützen.

Es sind Räder mit Bremsscheiben bekannt geworden, bei denen die Bremsscheiben mit angegossenen Speichen versehen sind, welche derart tangential verlaufen, daß sie die infolge der Erwärmung beim Bremsen entstehende Durchmesservergrößerung elastisch aufnehmen und kompensieren kennen. Der Nachteil besteht darin, daß derartige Ererr.sscheiben relativ schwierig und umständlich herzustellen sind und auch ihre. Anbringung nicht problemlos ist. Es wurde daher weiter vorgeschlagen, die Bremsscheiben mit ihrem äusseren Umfang unter Verwendung eines zusätzlichen Einwaisringes άλ Radreifen zu verankern oder am Radreifen einzupressen. Beide Konstruktionen haben aber den Nachteil, daß die Bre-:nsscheiben am Radreifen angreifen, was insbesondere bei aufgeschrumpften-Radreifen nicht tragbar ist, weil die Pressung der Bremsscheibe mit der Er-? wärmung des Radreifens beim Bremsen im gleichen Sinne, näinlich zu einer -Lösung des Schrumpfsitzes des. Radreifens zusammen- * wirkt.

509826/04A4 "_₂ _

Man-ead*n Girokonto WiOSTOi ««*- Md KitiMpartat*· D*rm*«X

BAD ORIGINAL

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Befestigung der Breinsscheiben am Rad zu finden, welche einerseits einfach zu montieren und gegebenenfalls auch ohne Demontage des ßades zu lösen ist und welche andererseits sicher die Bewegungen und Veränderungen bei der Erwärmung beim Bremsen auffangen kann. Dazu gehört auch eine Zentrierung der Bremsscheiben.

Die Lösung dieser Aufgabe besteht darin, daß am äusseren und/oder inneren Umfang der Bremsscheiben ein elastisch verformbares Ralteelement unter Vorspannung angreift, welches seinerseits am Rad mit Formsehluss, Reibschluss etc. befestigt ist.

Vorteilhaft können hierzu Halteelemente in Form von Klammern verwendet werden, welche entweder die Bremsscheiben von hinten umfassen oder zwischen einem Umfang und der gegenüberliegenden Fläche' am Rad eingesetzt sind.

Der Vorteil der erfindungsgemäßen Befestigung der Bremsschieben am Rad besteht vor alle;/; darin, daß sich die Bremsscheiben ungehindert ausdehnen und wieder zusammen-r ziehen können, wenn dies infolge der Erwärmung beim Bremsen und anschließender Abkühlung notwendig sein sollte. Dabei bleibt aber die Scheibe immer zentrisch, so daß keine Unwucht entstehen kann, welche insbesondere bei hohen Fahrgeschwindigkeiten zu unzulässigen Schwingungen führen würde. Außerdem können die Bremsscheiben montiert und demontiert werden, ohne daß das Rad demontiert v/erden muß, wenn die Scheiben geteilt sind. Prinzipiell brauchen dabei keine zusätzlichen Schrauben etc. zum Verbinden der beiden Bremsscheibenhälften vorhanden zu sein, weil die Halteelemente so an den Bremsscheiben angreifen, daß auch geteilte Scheiben sicher gehalten und zentriert und auch zusammengehalten werden.

SAD ORIGINAL

609826/0444

Darüberhinaus können die Klammern so ausgeführt werden, daß der Reibungsschluß zwischen Klammer und Bremsscheibe völlig ausreichend zur übertragung der Bremskräfte ist. Andererseite ist es aber auch ohne weiteres möglich, zusätzliche Mittel für die Übertragung der Bremskräfte vom Rad auf die Bremsscheibe vorzusehen. Trotz dieser Möglichkeiten wird aber der Schrumpfsitz eines aufgepressten Radreifens durch die Befestigung der Bremsscheiben nicht belastet, auch dann nicht, wenn sich die Bremsscheibe· infolge der Bremswärme ausdehnt.

Bei besonders beanspruchten Rädern kann die erfindungsgemäße Befestigung der Bremsscheiben so ausgebildet werden, daß die Radscheibe keine Durchbohrungen oder sonstige Durchbrliche aufweist, so daß die Radscheibe in keiner Weise geschwächt ist.

Hinzu kommt, daß die Fertigung sowohl der Bremsscheibe als auch des Rades keine zusätzlichen Schwierigkeiten mit sich bringt wie dies a.B. bei. der Fertigung von mondsichelförmigen Felgenkranzbohrungen der Fall ist. Es brauchen auch keine besonderen Probleme der Teilung gelöst zu werden, wie dies bei anderen Befestigungsarten der Fall ist.

In den Zeichnungen sind beispielsweise Ausfuhrungsformen der Erfindung dargestellt und zwar zeigt Fig. 1 eine Befestigung rait an der Radscheibe befestigter Klammer

Fig. 2 eine andere Art der Befestigung Fig. 3 einen Schnitt nach der· Linie III-III der Fig. 2

Nach Figur 1 besitzt die Radscheibe 11 eines an sich bekannten Schienenfahrzeugrades 12 eine Bohrung I3. Die eine Bremsscheibe 1 if wird von mindestens drei Klammern 15 gehalten, welche mit ihren verdickten Enden 16 in einer entsprechenden Nut im Außenumfang und Innenumfang der Bremsscheibe Yk liegen, Dabei stehen die Enden 16 der Klammer 15 unter einer Vorspannung, so daß die Bremsscheibe nur unter Aufbietung einer

509826/0444

gewissen Kraft aus der Klammer 15 herausgerissen werden kann. Die drei Klammern 13 bilden mit einem Ring 18 eine Einheit. Dieser Klammerring besitzt Bohrungen 19, welche mit den Bohrungen 13 in der Radscheibe 11 korrespondieren. Ein durch beide Bohrungen 13 und 19 hindurchgesteckter Befestigungsbolzen 20 kann mit einer Mutter oder einem Splint gehalten werden. Der Kopf 21 des Bolzens 20 besitzt nach Figur la radiale Flächen 22, mit welchen er sich gegen entsprechende Flächen einer von zwei benachbart ten Rippen 23 gebildeten radialen Nut legt. Die Rippen 23 können dabei an den die Flächen 22 tragenden Teilen verdickt oder verstärkt sein. Durch diese Nut wird die Bremskraft vom'Rad auf die Bremsscheibe übertragen, ohne daß die Klammerverbindung beansprucht wird. Die Klammer kann also relativ leicht gehalten werden. Der linke Teil der Figur 1 z,eigt, daß die Bremsscheibe Zk mit einer Klammer 25 gehalten wird, welche nur an dem Außenumfang 26 unter Vorspannung anliegt. Auch hier ist das Ende der Klammer Z^ verdickt und dieses Ende liegt in einer umlaufenden Nut. Hierbei werden zweckmäßig vier Klammern Z3 verwendet, welche zusammen r:;it einem Ring 27 eine mit Bolzen 20 am Rad anbringbare Einheit bildet. Dabei muß der Bolzen beim Anziehen der Mutter die Vorspannung der Klammer 25 aufbringen. Da naturgemäß diese Vorspannung nicht allzu groß sein kann, wird die Bremskraft über eine radiale Nut auf dem Rücken der Bremsscheibe auf den entsprechend restalteten Kopf des Bolzens 20 übertragen.

Bei beiden Ausbildungen nach Figur 1 kann sich die Bremsscheibe I4, Zl+ bei der Erwärmung beim Bremsen ohne weiteres in radialer Richtung ausdehnen, wodurch nur der Pressitz der Klammern besser wird. Die Klammern sind dabei zweckmäßig aus einem relativ elastischen Werkstoff, insbesondere Stahl, hergestellt, so daß die auftretenden elastischen Verformungen nicht die

509826/0444 ^SAD ^OmmAL

■ ■ - 5 - .

Elastizitätsgrenze überschreiten und eine bleibende Verformung der Klammern eintritt. Die Erwärmungsverformung der Bremsscheiben wird noch dadurch verringert, daß die auf dem Rücken der Bremsscheiben angebrachten Kühlrippen 23 und der in Umfangsrichtung zwischen den Klammern verbleibende offene Raum eine gute Luftzirkulation und damit eine gute Kühlung der Scheibe ergeben. Vorteilhaft kann im Bereich des Ringes 18, 27 an jeder Kühlrippe 23 eine Auflagefläche angeordnet sein, so daß die Bremsscheibe über den gesamten Umfang gleichmäßige Abstützung an der Radscheibe findet.

In den Figuren 2 und 3 ist eine andere bevorzugte Ausführungsform der Erfindung dargestellt, wobei das Rad mit dem äußeren 311 3$ bzw. dem inneren 32 Umfang der Bremsscheiben 33» 3k entsprechenden Flächen 35» 36, 37 versehen ist. Dabei ist der Umfang 33 von den über den Umfang der Scheibe 3k vorstehenden Enden 39 der Kühlrippen ZfO gebildet. Zwischen den Flächen 31 und 35 sowie 32 und 36 sowie 37 und 38 ist nun jeweils eine Klammer 1+1, if2 und if3 in Form eines Ringes mit dem Querschnitt eines liegenden U unter Vorspannung eingesetzt, wobei die verdickten Enden der Klammern in entsprechenden umlaufenden Nuten in den Flächen 3I, 32 und 38 liegen. Die Bremsscheiben 33, 3k stützen sich über an den Rippen ifO, kk oder separat angeordneten Nocken k5 an einer an der Radscheibe vorgesehenen Auflagefläche 46 ab.

Die übertragung der Bremskräfte erfolgt.bei der Ausführung mit zwei Klammern /f1 und Af2 durch Reibungsschluss zwischen den Flächen 35 und Klammer sowie Fläche 3Ϊ und Klammer sowie Fläche 32 und Klammer und Fläche 36 und Klammer. Hierbei brauchen also keine besonderen Elemente zur übertragung der Bremskräfte vorgesehen zu werden.

- 6 503825/0444

Bei der Ausführung mit nur einer Klammer l& wird aus Sicherheitsgründen ein Formechluss zwischen Klammer l\b und Bremsscheibe 3^ geschaffen, welcher darin besteht, daß nach Figur 3 der innere Schenkel der U-förmigen Klammer i\J> zwei Schlitze V7 besitzt. Das zwischen den Schlitzen 1+7 stehenbleibende Stück i|8 hat dann eine solche Breite, daß das Stück /+£ genau zwischen zwei benachbarte Rippen if9 paßt. Es sind noch zusätzliche Schlitze 50 am inneren Schenkel 51 vorgesehen, wodurch eine bessere Federung dieses Schenkels erreicht wird. Dies ist wesentlich, wenn extrem hohe Temperaturen durch sehr häufiges Bremsen erwartet werden müssen. Dann wird sich nämlich die Bremsscheibe wesentlich mehr vergrößern, so daß bei ungenügender Federung die Grenze der Elastizität erreicht werden könnte. Um dies sicher zu verhindern, sind die Schlitze 50 vorgesehen.

Vorteilhaft bilden die Klammern einen Sing, wodurch insbesondere an den Flächen 35» 36 und 37 der Anpressdruck 'auf die notwendige Höhe gebracht werden kann. Aber es ist auch ohne weiteres möglich, drei oder mehr einzelne Klammern einzusetzen, wobei dann einzelne Klammern rr.it einem Stück if8 versehen werden, wohingegen andere Klammern kein derartiges Stück besitzen. Dieses Stück z$ kann selbstverständlich auch an den Klammern ^-1 oder kZ vorgesehen werden, wenn diese Klammern nur am Umfang 31 oder 32 der eigentlichen Bremsscheibe angreifen.

Allen Ausführungen der vorliegenden Erfindung gemeinsam ist die Möglichkeit, nicht nur ungeteilte Brensscheiben zu verwenden, sondern auch geteilte Scheiben. In diesem Fall wird es zwar zweckmässig seiny die Klammern als umlaufende Ringe auszubilden, aber in jedem Falle werden durch die Klammern nicht nur die 3remsscheiben am Rad gehalten, sondern die Klammern halten auch die beiden

BAD ORIGINAL 509826/0444 - 7 -

236283A

Hälften der Scheiben zusammen, ohne daß besondere zusatzliche Verbindungsmittel für die beiden Scheibenhälften notwendig sind. Dies konnte bisher nicht in dieser Einfachheit erreicht werden. Damit lassen sich al30 die Bremsscheiben beiderseits eines Schienenrades abziehen, ohne daß das meist aufgepresste Rad von der Achse abgezogen werden muss. Genau so einfach sind die neuen Bremsecheiben dann wieder anzubringen. Bei richtiger Wahl der Klammern kann die erfindungsgemäße Befestigung auch bei solchen Rädern verwendet werden, bei denen der Radreifen auf die Radscheibe aufgepresst ist. Der Formschluss zwischen Klammern und Rad oder Klammern und Bremsscheibe kann besonders vorteilhaft durch Kleben erfolgen. Zur Hemmung der Wärmeübertragung kann auch zwischen der Klammer und der Bremsscheibe eine isolierende Zwischenschicht angeordnet werd§n. Anstelle der verdickten Enden 16 können die Enden" der Klammern auch zu einer Rundung gebogen oder verdoppelt werden oder das Ende der Klammer kann die Bremsscheibe ganz oder teilweise ha-kenfb'rmig umfassen.

Bei den Klammern 15 bzw. 25-können auch zur Bremsscheibe gerichtete Ausklinkungen vorgesehen werden, welche sich bis zwischen die Kühlrippen 23 odor auch zwischen entsprechend angeordnete Ausnehmungen bzw. Nocken erstrecken, wobei dann über diese Elemente die übertragung der Bremskraft erfolgt, so daß die in Figur 1a dargestelltan Mitnehmer entfallen können.

- 8 -50-9826/0444

Claims

Patentansprüche

Schienenfahrzeugrad mit Bremsscheiben, insbesondere für Scheibenbremsen, bei dem die Bremsscheiben, welche gegebenenfalls geteilt sind, ein- oder beidseitig am Rad angeordnet eind, wobei die Bremsscheiben auf der der Ead3cheibe zugewandten Seite mit radial verlaufenden Kühlrippen versehen sind und sich über Nocken an der Radscheibe abstützen,

dadurch gekennzeichnet, daß am äußeren und/oder inneren Umfang der Bremsscheiben (Ii+, 2k» 33» 3kl ein elastisch verformbares Ealteelement (15» 25, M, k2, /+3) unter Vorspannung angreift, welches seinerseits am Pad mit Formschluss, Reibungsschluss etc. befestigt ist.

2.) Schienenfahrzeugrad nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Kalteelement eine die Bremsscheibe von hinten umgreifende am äußeren und/oder inneren Umfang (17, 26) an der Scheibe angelegte Klammer (15» 2.3) vorgesehen ist, welche" formschlüssig mit Schrauben, Bolzen (20) etc. an der Radscheibe (IT) befestigt ist.

3·) Schienenfahrzeugrad nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß für jede Scheibe (1if, Zk) mindestens drei Klammern (I5, 2^>) vorgesehen sind, welche mit einem zwischen Brems- und Radscheibe liegenden Ring (18, 27) zu einer Einheit zusammengefasst sind.

k») Schienenfahrzeugrad nach Anspruch 2 und 3» dadurch gekennzeichnet, daß der Kopf (2.1) der Befestigungsbolzen (20) für die Klammern radiale Flächen

509826/0444

-Q-

(20) besitzt, welche eich gegen entsprechende radiale und achsparallele Flächen einer am kucken der Scheibe 2If) angeordneten radialen Nut anlegen.

5«) Schienenfahrzeugrad nach Anspruch 2 bis if, dadurch gekennzeichnet, daß die Nut von zwei benachbarten Kühlrippen (23) bzw. daran angebrachten Verstärkungen gebildet ist.

6.) Schienenfahrzeugrad nach Anspruch 1,.

dadurch gekennzeichnet, daß als Halteelement eine Klammer (IfI, J*2, i£>) in Form eines Ringes mit dem Querschnitt eines liegenden U elastisch verformbar zwischen dem äußeren (31» 3δ) und/oder dem inneren (32) Umfang der Bremsscheibe(33» 3^f) und entsprechenden den Umfangsflächen gegenüberliegenden etwa konzentrisch verlaufenden Flächen (35» 36, 37) am Rad unter Vorspannung angeordnet sind.

7.1 Schienenfahrzeugrad nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Klammern (^3) an den Endflächen (39) oder gegebenenfalls über den Umfang der Bremsscheibe (3^) hinaus verlängerten Kühlrippen angreifen*

8V) Schienenfahrzeugrad nach Anspruch 6 bis 7» dadurch gekennzeichnet, daß die Klammern (ZfI, i+2, als Ring alt einem U-Profil ausgebildet sind, wobei der eine Schenkel des U-Profils am Rad und der andere Schenkel an der Bremsscheibe anliegt.

9.) Schienenfahrzeugrad nach Anspruch β und· 8, dadurch gekennzeichnet, daß der an der Bremsscheibe anliegende Schenkel des U-Profils mehrere radial liegende Schlitze (itf, 50) trägt. .

509826/0444

- ίο -

10.) Sehienenfahrzeugrad nach Anspruch 6 b"is 9_f dadurch gekennzeichnet, daß durch zwei benachbarte Schlitze (V7) ein Abschnitt (^8) gebildet wird, welcher Bich zwischen die Enden (39) zweier benachbarter Rippen (k9) der Bremsscheibe erstreckt.

11.) Schienenfahrzeugrad nach Anspruch 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß das an der Bremsscheibe anliegende Ende (16, 39) der Klammer verdickt bzw. abgerundet ist und in einer umlaufenden Ausnehmung liegt.

509826/0444

• 41 ·

Leerseite