DE29913689U1 - Reibblock für eine Scheibenbremse, insbesondere Scheibenbremse für Schienenfahrzeuge - Google Patents

Description

Bezeichung: Reibbblock für eine Scheibenbremse, insbesondere Scheibenbremse für Schienenfahrzeuge

Beschreibung
5

Scheibenbremsen an Fahrzeugen, auch an modernen Schienenfahrzeugen, weisen im Grundprinzip immer einen in der Regel feststehenden, mit Reibmaterial versehenen Bremskörper auf, dem eine rotierende Bremsscheibe als Gegenreibfläche zugeordnet ist, wobei der Bremsvorgang durch Aufbringen einer Anpreßkraft auf den Bremskörper bewirkt werden kann, die den Bremskörper gegen die Gegenreibfläche drückt.

Bei nahezu allen Bauformen derartiger Bremsen ist als Bremskörper ein mit der Betätigungseinrichtung verbundener Reibbelagträger vorgesehen, der auf seiner der Gegenreibfläche zugekehrten Seite ein auf den jeweiligen Anwendungsfall abgestimmtes Reibmaterial aufweist. Als Reibmaterialien kommen hierbei sogenannte organisch gebundene Reibmaterialien in Betracht, d. h. Reibmaterialien, bei denen in einer Kunststoffmatrix die unterschiedlichsten Zuschlagstoffe in Form von Reibstützern, Gleitstützern etc. eingebunden sind. Diese organisch gebundenen Reibmaterialien haben sich grundsätzlich bewährt, weisen jedoch bei sehr hohen Beanspruchungen, d. h.

bei Einsatzfällen, in denen eine große Bewequngsenergie in möglichst kurzer Zeit abgebremst werden muß, einen hohen Verschleiß auf, so daß die Bremskörper, oder auch nur die Reibbeläge, wenn diese auswechselbar gestaltet sind, ausgewechselt werden müssen. Bei Schienenfahrzeugen darf der gebremste 0 Radsatz nicht blockieren. Außerdem sind lange Standzeiten sowohl für die Bremskörper als auch für die ebenfalls dem Verschleiß ausgesetzten Bremsscheiben wünschenswert. Des weiteren weisen kunstharzgebundene Reibmaterialien die Eigenschaft auf, daß sich ihr Reibwert mit zunehmender Temperatur während des Bremsvorganges vermindert, was eine entsprechend längere Bremszeit und damit eine Verlängerung des Bremsweges zur Folge hat.

In EP-A-O 612 930 ist ein Reibblock für eine Scheibenbremse aus kohlefaserverstärktem Kohlenstoff, CFC genannt, beschrieben. Die Besonderheit dieses vorbekannten CFC-Reibmaterials besteht darin, daß in dem aus kohlefaserverstärktem Kohlenstoff bestehenden Grundmaterial des Reibwerkstoffs feinkörniger Koks in einer in etwa gleichmäßigen Verteilung eingebunden ist, wobei je nach Einsatzfall die verstärkenden Kohlefasern nur eine kurze Faserlänge aufweisen. Dieser Reibwerkstoff weist einen verbesserten Kaltreibwert gegenüber herkömmlichen CFC-Reibwerkstoffen auf, bei sonst gleichen Eigenschaften hinsichtlich der mechanischen Festigkeit und der Temperaturbeständigkeit.

Die vorstehend beschriebenen organisch gebundenen Reibbelagmaterialien werden in Formen gepreßt und sind, da auch das Ausgangsmaterial preisgünstig ist, kostengünstig herzustellen. Wie vorstehend beschrieben, unterliegen sie jedoch einem starken Verschleiß bei hohen Beanspruchungen, der insbesonde-0 re auf die begrenzte Temperaturfestigkeit zurückzuführen ist, so daß Reibblöcke aus organisch gebundenen Materialien entsprechend häufig ausgewechselt werden müssen. Demgegenüber weisen CFC-Reibmaterialien, insbesondere das aus EP-A-O 612 930 bekannte Reibmaterial, ein gutes Reibverhalten auf, ist jedoch aufgrund des aufwendigeren Herstellungs- und Formgebungsverfahren verhältnismäßig teuer.

Aus DE-296 15 723 ist ferner ein Bremskörper für eine Scheibenbremse bekannt, bei der auf einem Reibbelagträger je nach Einsatzfall zwei oder drei Reibkörper angeordnet sind, die jeweils aus Reibmaterialien mit unterschiedlicher Reibcharakteristik bestehen, wobei wenigstens einer der Reibkörper aus einem organisch gebundenen, insbesondere kunstharzgebundenen Reibmaterial besteht, während der andere Reibkörper aus einem CFC-Reibwerkstoff besteht.

Es ist nun grundsätzlich möglich, am Bremskörper das kunstharzgebundene Reibmaterial vollständig durch CFC-Reibmaterial zu ersetzen. Hierdurch werden entsprechend verbesserte Bremsleistungen und auch höhere Standzeiten erreicht. Die Kosten für einen Vollbelag aus CFC-Reibmaterial sind jedoch beträchtlich. Daher wurde gem. DE 296 15 723 zur Verbesserung der Bremsleistung und zur Erhöhung der Standzeit vorgeschlagen, den Belagträger des Bremskörpers einlaufseitig mit einem Reibkörper aus CFC-Reibmaterial und die übrigen Bereichen des Belagträgers mit einem Reibkörper aus einem kunstharzgebundenen Reibmaterial zu bestücken. Überraschend konnte festgestellt werden, daß bei einem derart ausgebildeten Bremskörper sich auch die Standzeit, d. h. der Verschleiß des aus einem kunstharzgebundenen Reibmaterial hergestellten Reibkörpers wesentlich erhöht und die Reibleistung eines derartigen Bremskörpers im Vergleich zu einem Bremskörper, der nur mit kunstharzgebundenem Reibmaterial bestückt war, ebenfalls verbessert war. Die Verbesserung der Standzeit und der Reibleistung ist nach den bisherigen Feststellungen darauf zurückzu-0 führen, daß der am einlaufseitigen Reibkörper anfallende Abrieb des CFC-Reibmaterials auf die Reibfläche der nachfolgenden Reibkörper aus kunstharzgebundenem Material während des Bremsvorganges "aufgetragen" wird und hierdurch die mechanischen und thermischen Eigenschaften dieses Materials verbessert. Diese Verbesserungen konnten insbesondere festgestellt werden, wenn das als Reibmaterial verwendete CFC-Reibmaterial auf der Basis kurzer Fasern in üblicher Weise aufgebaut war, wobei jedoch bei der Herstellung des CFC-Reibmaterials feinteiliger Koks zugegeben ist.

Es hat sich jedoch herausgestellt, daß diese Bauform, wie sie in DE-2 96 15 723 beschrieben ist, zwar für Klotzbremsen, insbesondere für Maschinenbremsen sehr leistungsfähig ist. Der Einsatz dieser Bauform für Scheibenbremsen an Schienenfahrzeugen ist jedoch aufgrund der besonderen thermischen Verhältnisse bei Scheibenbremsen insbesondere im Hinblick auf Standzeit und Verschleiß nicht effektiv genug.

Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, einen leistungsfähigen Bremskörper zu schaffen, der eine gute Bremsleistung und eine hohe Standzeit aufweist und darüber hinaus kostengünstig herzustellen ist.
5

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung gelöst durch einen Bremskörper für eine Scheibenbremse mit einer Trägerplatte aus Metall, auf der ein Grundkörper aus einem organischgebundenen Reibmaterial angeordnet ist, der auf seiner der Gegenreibfläche der Bremsscheibe zugekehrten Reibfläche wenigstens eine Ausnehmung aufweist, in die ein Reibstück aus CFC-Reibmaterial eingesetzt ist, dessen Reibfläche niveaugleich zur angrenzenden Reibfläche des Grundkörpers ausgerichtet ist, und wobei der Boden der Ausnehmung im Grundkörper durch das organischgebundene Reibmaterial gebildet wird. Durch diese Maßnahme wird die unterschiedliche Temperaturdehnung von CFC-Reibmaterial einerseits und kunstharzgebundenem Reibmaterial andererseits ausgeglichen, da aufgrund der Temperatureinflüsse während des Bremsvorganges das sich geringer 0 ausdehnende CFC-Reibmaterial durch die bei Erwärmung starke Wärmedehnung des sich unter dem Reibstück aus CFC-Reibmaterial befindlichen Anteils an organischem Reibmaterial kompensiert wird. Damit unterliegen beide Materialien praktisch dem gleichen Verschleiß, wobei der eingangs beschriebe-5 ne Effekt des Auftragens von CFC-Reibmaterial auf die Reibfläche des organischgebundenen Reibmaterials erhalten bleibt.

Weitere Merkmale und Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Ansprüchen und der nachfolgenden Beschreibung zu entneh-0 men.

Die Erfindung wird anhand schematischer Zeichnungen eines Ausführungsbeispiels eines Bremskörpers für eine Scheibenbremse an einem Schienenfahrzeug näher erläutert. Es zeigen: 35

Fig. 1 eine Aufsicht auf die Reibfläche eines aus

zwei Teilbelägen gebildeten Reibblocks,

Fig. 2 einen Schnitt gem. der Linie II-II in

Fig. 1,
5

Fig. 3 einen Schnitt gem. der Linie III-III in

Fig. 1.

Der in Fig. 1 dargestellte Bremskörper für eine Scheibenbremse an einem Schienenfahrzeug besteht aus zwei spiegelbildlich zueinander angeordneten Reibblöcken 1.1 und 1.2, die in bekannter Weise von einem Bremsschuh 2 aus Metall auswechselbar gehalten sind. Dies ist in der Schnittdarstellung gem. Fig. 2 ersichtlich. Der Bremsschuh 2 weist eine Haltenut 3 mit schwalbenschwanzförmigem Querschnitt auf, in die die beiden Reibblöcke 1.1 und 1.2 in Längsrichtung eingeschoben sind. Durch entsprechende Sperrmittel sind die beiden Reibblöcke 1.1 und 1.2 auf dem Bremsschuh 2 fixiert.

0 Die Reibblöcke 1.1 und 1.2 bestehen im wesentlichen aus einer Trägerplatte 4, beispielsweise aus Aluminium, die einen entsprechenden schwalbenschwanzförmigen Ansatz 5 aufweist, über den die Trägerplatte von der Nut 3 formschlüssig gehalten wird.

Die Trägerplatte 4 weist auf ihrer dem Ansatz 5 abgekehrten Fläche eine dünne Beschichtung 6 aus einem schlecht wärmeleitenden Material auf, beispielsweise eine durch Flammspritzen oder dergl. aufgetragenes Keramikmaterial. 30

Auf die Beschicht 6 ist dann ein die ganze Fläche überdeckendes organischgebundenes, beispielsweise kunstharzgebundenes Reibmaterial aufgepreßt, das einen Grundkörper 7 bildet.

Der Grundkörper 7 ist, wie die Aufsicht gem. Fig. 1 erkennen läßt, im Bereich der Teilungsfuge 8 zwischen den beiden Reibblöcken 1.1 und 1.2 mit einer Ausnehmung 9 versehen, in die

ein Reibstück 10 aus einem CFC-Reibmaterial eingesetzt ist. Das Reibstück 10 ist mit seiner der angedeuteten Gegenreibfläche 17 zugekehrten Reibfläche 16 niveaugleich zur Reibfläche 16 des Grundkörpers 1.
5

Bei dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel ist ferner jeweils an den beiden freien Enden, die je nach Drehrichtung der Bremsscheibe einen Einlauf- bzw. Auslaufbereich bilden, ebenfalls eine entsprechende Ausnehmung 9.1 angeordnet, in die ebenfalls ein Reibstück 10.1 aus CFC-Reibmaterial eingesetzt ist.

Die Ausnehmung 9 ist hierbei so ausgeführt, daß der Boden noch durch organisches Reibmaterial gebildet wird, d. h. also sich über die gesamte Fläche unter dem eingesetzten Reibstück 10 aus CFC-Reibmaterial organisches Material mit entsprechender Materialstärke befindet. Die Tiefe der Ausnehmung 9 ist hierbei so gewählt, daß sie etwas größer ist als die durch die Betriebsvorschriften vorgeschriebene Restdicke des Reib-0 belages.

Zur Aufnahme der beim Reibvorgang auftretenden, in der Ebene der Trägerplatte 4 wirkenden Scherkräfte sind in den einander zugekehrten Flächen der Ausnehmung 9 im organischen Belag und des Reibstücks 10 jeweils einander zugeordnete Vertiefungen 12.1 und 12.2 vorgesehen, in die eine, die einander berührenden Flächen übergreifende Scherstütze 13 eingesetzt ist. Die Scherstütze 13 wird beispielsweise durch einen zylindrischen Körper aus Aluminium gebildet, der aus einem gegenüber dem 0 Material der Gegenreibfläche 17 "weicheren" Metall, beispielsweise Aluminium oder Kupfer besteht. Dadurch ist sichergestellt, daß auch bei einer Abnutzung des Reibmaterials über das vorgegebene Maß hinaus eine Beührung mit der Scherstütze 13 die Gegenreibfläche 17 nicht beschädigt. In Fig. 5 sind für den Reibblock 11 die Reibstücke 10 und 10.1 in einem Teilhorizontalschnitt dargestellt.

Im randseitigen Berührungsbereich zwischen Grundkörper 7 und Reibstück 10 ist, wie in Fig. 1 in der Aufsicht und in Fig. im Schnitt dargestellt, eine beide Teile übergreifende Sackloch 14 angeordnet, in das als Befestigungsmittel 15 ein Spreizkörper eingepreßt ist, der beispielweise aus Kupfer besteht, damit bei starker Abnutzung die Gegenreibfläche nicht beschädigt wird. Der Spreizkörper fixiert das Reibstück 10 in der Ausnehmung 9 gegen ein Herausfallen.

Claims (6)

1. Bremskörper für eine Scheibenbremse mit einer Trägerplatte (4) aus Metall, auf der ein Grundkörper (7) aus einem organisch gebundenen Reibmaterial angeordnet ist, der auf seiner der Gegenreibfläche der Bremsscheibe zugekehrten Reibfläche (16) wenigstens eine Ausnehmung (9, 9.1) aufweist, in die ein Reibstück (10, 10.1) aus CFC-Reibmaterial eingesetzt ist, dessen Reibfläche (17) niveaugleich zur angrenzenden Reibfläche (16) des Grundkörpers (7) ausgerichtet ist, wobei der Boden (11) der Ausnehmung (9) im Grundkörper (7) durch das organische Reibmaterial gebildet wird.

2. Bremskörper nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils im Boden (11) der Ausnehmung (9) im organischen Reibmaterial und in der zugekehrten Fläche des Reibstücks (10) jeweils eine zugeordnete Vertiefung (12.1, 12.2) zur Aufnahme einer Scherstütze (13) vorgesehen ist.

3. Bremskörper nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Vertiefungen (12.1, 1.2) durch zylindrische Sacklöcher gebildet werden und die Scherstütze (13) durch einen Zylinderkörper gebildet wird.

4. Bremskörper nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Scherstütze aus Metall besteht.

5. Bremskörper nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß Befestigungsmittel (15) zur Festlegung des Reibstücks (10) am Grundkörper (7) und/oder der Trägerplatte (4) vorgesehen sind.

6. Bremskörper nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß im randseitigen Berührungsbereich zwischen Grundkörper (7) und Reibstück (10) eine beide Teile übergreifende Sackloch (14) angeordnet ist, in die als Befestigungsmittel (15) ein Spreizkörper eingepreßt ist.