DE2920716A1

DE2920716A1 - BRAKE DISC WITH DIVIDED FRICTION RING

Info

Publication number: DE2920716A1
Application number: DE19792920716
Authority: DE
Inventors: Peter Dipl Ing Dr Berndt; Hans Dipl Ing Gebhardt; Kaspar Dipl Ing Gehr; Eckart Dipl Ing Dr Saumweber
Original assignee: Knorr Bremse GmbH
Current assignee: Knorr Bremse GmbH
Priority date: 1979-05-22
Filing date: 1979-05-22
Publication date: 1980-11-27
Also published as: FR2457414A1; GB2049847A

Description

Bremsscheibe mit geteiltem ReibringBrake disc with split friction ring

Die Erfindung betrifft eine Bremsscheibe mit geteiltem Reibring, insbesondere für Schienenfahrzeuge.The invention relates to a brake disc with a split friction ring, in particular for rail vehicles.

Bekannt sind Bremsscheiben mit geteiltem Reibring, insbesondere geteilte "Wellenbremsscheiben, welche in zumindest zwei Reibringhälften unterteilt sind. Die Reibringe sind so ausgeführt, daß die beiden Reibringhälften über Pass- oder Dehnschrauben an Flanschflächen zusammengespannt sind. Bei Wellenbrems scheiben besteht der Reibring im allgemeinen aus einem Spezial-Grauguß und die ihn tragende Nabe aus Stahlguß. Die Verbindung der Nabe und des Reibringes kann durch Schwerspannhülsen gebildet sein.Brake disks with a split friction ring are known, in particular split "shaft brake discs, which are in at least two friction ring halves are divided. The friction rings are designed in such a way that the two friction ring halves are attached to flange surfaces via fitting or expansion bolts are clamped together. In shaft brake disks, the friction ring generally consists of a special gray cast iron and the Cast steel hub supporting it. The connection of the hub and the friction ring can be formed by heavy-duty clamping sleeves.

Bei während des Bremsvorganges auftretenden hohen Temperaturbelastungen kann es zu plastischen Deformationen in den Reibringhälften kommen, da die Reibringhälften durch die Pass- oder Dehnschrauben an einer Dehnung in Umfangsrichtung gehindert werden. Die auftretenden Spannungen sind über den Radius des Reibrings veränderlich, was auf einen nicht konstanten Anpressdruck der auf die Bremsscheibe einwirkenden Bremsbacken, auf unterschiedliche Wärmekapazitäten pro Reibringhälfte etc. zurückzuführen ist. In den in Anlage befindlichen und verspannten Flanschen der beiden Reibringhälften entlang ihrer Teilungsfugen treten aus den vor-In the event of high temperature loads occurring during the braking process plastic deformations can occur in the friction ring halves, as the friction ring halves are affected by the fit or expansion screws are prevented from stretching in the circumferential direction. The stresses that occur are variable over the radius of the friction ring, which means that the contact pressure of the on the brake disc acting brake shoes, on different heat capacities per friction ring half etc. is due. In the braced flanges of the two friction ring halves that are in contact along their dividing joints, the front

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genannten Gründen extrem hohe Spannungen auf, die zum Reißen der Flansche führen können.causes extremely high stresses, which can lead to the flanges tearing.

Davon ausgehend besteht die Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, eine Bremsscheibe, insbesondere eine Wellenbremsscheibe mit geteiltem Reibring, so auszubilden, daß im Bereich der Verbindungsflansche der beiden Reibringhälften keine durch hoheOn this basis, the object of the present invention is to provide a brake disc, in particular a shaft brake disc with a split friction ring, to be designed in such a way that none of the two halves of the friction ring are exposed to high

η Temperaturbelastung ausgelöste und Rißbildungen hervorrufende Spannungen auftreten können.η Thermal stress triggered and crack formation Tensions can occur.

Die Lösung dieser Aufgabe besteht aus den Merkmalen des Patentanspruches 1.The solution to this problem consists of the features of the patent claim 1.

Durch die Ausbildung eines Spaltes im Bereich der Teilungsfugen wird sichergestellt, daß im Umfangsrichtung verlaufende und in Radialrichtung ungleichförmige Dehnungen an den Reibringhälften möglich sind, ohne daß diese Dehnungen Spannungen und Rißbildungen im Bereich der Verbindungsflansche der Reibringhälften hervorrufen. Die Spalten können als Radial- oder als Axial-Spalt vorgesehen sein, d.h. sie erstrecken sich entweder bevorzugt in Ra-The formation of a gap in the area of the dividing joints ensures that running in the circumferential direction and in Radial direction non-uniform expansions on the friction ring halves are possible without these expansions stresses and cracking in the area of the connecting flanges of the friction ring halves. The gaps can be provided as a radial or as an axial gap, i.e. they either extend preferably in Ra-

nc dialrichtung an der Außenseite im Bereich der Teilungsfugen oder/ und sie erstrecken sich in Axialrichtung am Innen- oder Außen-Umfang der Verbindungsflansche. nc dial direction on the outside in the area of the dividing joints and / or they extend in the axial direction on the inner or outer circumference of the connecting flanges.

Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen bestehen aus denAdvantageous refinements and developments consist of the

Merkmalen der weiteren Patentansprüche.Features of the further claims.

Die Spalten, welche durch Fräsen an dem Verbindungsflansch der Reibringhälften oder durch das Einlegen der Distanz- oder Zwischenscheibe oder durch beide derartige Maßnahmen gewonnen wer-The gaps created by milling on the connecting flange of the friction ring halves or by inserting the spacer or intermediate washer or can be obtained by both such measures

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den können, stellen sicher, daß insbesondere Wellenbrems scheiben hohen Temperaturbelastungen ausgesetzt werden können, d.h. derartige Brems scheiben eignen sich für Hochgeschwindigkeits-Betrieb von Schienenfahrzeugen als auch für starken Dauereinsatz. Es ist dennoch nicht erforderlich, eine über das übliche Maß hinausgehende Dimensionierung der Maße der beiden Reibringhälften, •insbesondere im Bereich der Verbindungsflansche, vorzunehmen. ,« Es ist auch von besonderem Vorteil, daß derartige Bremsscheiben in geringerem Maße als herkömmliche Bremsscheiben-Konstruktionen ungleichförmige und durch plastische Verformungen hervorgerufene Deformationen zeigen, d.h. die Lebenserwartung derartiger Brems scheiben kann gegenüber herkömmlichen Konstruktionen als verbessert bezeichnet werden.can ensure that shaft brake discs in particular can be exposed to high temperature loads, i. e. Such brake discs are suitable for high-speed operation of rail vehicles as well as for heavy continuous use. However, it is not necessary to go beyond the usual level Dimensioning of the dimensions of the two friction ring halves, • in particular in the area of the connecting flanges. “It is also of particular advantage that such brake disks to a lesser extent than conventional brake disc designs show non-uniform deformations caused by plastic deformations, i.e. the life expectancy of such deformations Brake discs can be described as improved compared to conventional designs.

Die Erfindung ist nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung erläutert.The invention is explained below on the basis of exemplary embodiments with reference to the accompanying drawing.

Fig. 1 ist eine schematische Ansicht einer geteilten Wellen bremsscheibe ohne Darstellung der sie mit der Achse verbindenden Nabe;Fig. 1 is a schematic view of a split shaft brake disc without showing the hub connecting it to the axle;

Fig. 2 ist eine schematische Draufsicht von Linie II - II unter Darstellung einer Rißbildung an den Verbindungsflanschen einer herkömmlichen Wellenbrems scheibe;Fig. 2 is a schematic plan view from line II-II showing cracking of the connecting flanges a conventional shaft brake disc;

Fig. 3 ist eine der Fig. 2 entsprechende schematische Ansicht unter Darstellung von an den Teilungsfugen verlaufenden Spalten;FIG. 3 is a schematic view corresponding to FIG. 2, showing those running along the dividing joints Columns;

Fig. 4 ist eine der Fig. 1 entsprechende schematische Sei-FIG. 4 is a schematic page corresponding to FIG.

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/6./ 6.

tenansicht einer erfindungs gemäßen Wellenbrems scheibe unter Darstellung von jeweils zwei unter Abstand in Radialrichtung an den Teilungsfugen vorgesehenen Spalten; 5 tenansicht of a shaft brake disc according to the invention, showing two columns provided at a distance in the radial direction at the dividing joints; 5

Fig. 5 ist eine Draufsicht auf einen Verbindungsflansch einer der Reibringhälften unter Darstellung "der die Schraube aufnehmenden Bohrung und der diese Bohrung IQ umgebenden Anlagefläche;Fig. 5 is a plan view of a connecting flange one of the friction ring halves showing "the hole receiving the screw and this hole IQ surrounding contact surface;

Fig. 6 ist eine Schnittansicht von VI- VI in Fig. 5.FIG. 6 is a sectional view from VI-VI in FIG. 5.

Die in Fig. 1 dargestellte geteilte Wellenbrems scheibe einer an-The illustrated in Fig. 1 split shaft brake disc of another

sich bekannten Konstruktion besteht aus zwei Reibringhälften 1 und 3, welche entlang der beiden Teilungsfugen 5 und 7 bei Verwendung von Pass- oder Dehnschrauben 9 zusammengespannt sind. Die Reibringhälften liegen normalerweise flächeneben aneinander an, wobei es bei hohen Temperaturbelastungen zu plastischen Deformationen in den beiden Reibringhälften kommen kann, da diese bei flächiger Anlage durch die Dehnschrauben 9 an der Dehnung in Umfangsrichtung gehindert sind. In den durch die Dehnschraubenknown construction consists of two friction ring halves 1 and 3, which are clamped together along the two dividing joints 5 and 7 when fitting screws or expansion screws 9 are used. The friction ring halves normally lie flat against one another, with plastic deformations occurring under high temperature loads can occur in the two friction ring halves, since this is caused by the expansion screws 9 in the case of a flat contact with the expansion are hindered in the circumferential direction. In the through the expansion screws

„_ durchsetzten Flanschen treten extrem hohe Spannungen auf, so daß eine schematische, anhand der Fig. 2 veranschaulichte Rißbildung auftreten kann.“_ Interspersed flanges occur extremely high stresses, so that a schematic crack formation illustrated with reference to FIG can occur.

Zur Vermeidung einer derartigen Rißbildung sind gemäß der Er-To avoid such crack formation, according to the

findung radiale Spalten 11 und 13 vorgesehen. Diese erstrecken sich entweder durchgehend entlang der Flanschkanten an den beiden Seiten der Wellenbrems scheibe oder besitzen z. B. die aus Fig. 4 ersichtliche Anordnung, derart, daß der Spalt nicht durchgehend ausgeführt ist und somit ein Flächenbereich unmittelbarerFinding radial columns 11 and 13 are provided. These either extend continuously along the flange edges on the two Pages of the shaft brake disc or have z. B. the arrangement shown in Fig. 4, such that the gap is not continuous is executed and thus a surface area more directly

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Berührung an den Flanschen der beiden Reibringhälften verbleibt. Die Spalten 11 bzw. 13 sind hinsichtlich ihrer axialen Erstreckung und ihrer Weite so bemessen, daß die Reibringhälften im Bereich der Teilungsfugen in Umfangsrichtung Dehnungsbewegungen ausführen können, ohne daß sich die Flanschseitenkanten berühren und dadurch eine unerwünschte plastische Deformation hervorgerufen wird.Contact remains on the flanges of the two friction ring halves. The gaps 11 and 13 are dimensioned in terms of their axial extent and their width so that the friction ring halves in the area of the dividing joints can perform expansion movements in the circumferential direction without touching the flange side edges and thereby an undesirable plastic deformation is caused.

Anstelle der im Bereich der Teilungsfugen verlaufenden Spalten, welche die Berührungsfläche zwischen den beiden Verbindungsflanschen der Reibringhälften reduzieren, können auch Distanzelemente zwischen den beiden einander zugewandten Flanschhälften der Reibringhälften verwendet werden. So kann man zwischen die beiden Reibringhälften eine aus Stahlblech oder dergleichen bestehende Distanzscheibe einbringen, welche vorzugsweise von der Dehnschraube 9 durchsetzt ist und den Abstand zwischen den Reibringhälften genau begrenzt. Der Bereich der Berührung zwischen den Reibringhälften ist dabei auf die flächige Anlage der Distanzscheibe begrenzt.Instead of the gaps running in the area of the partition joints, which is the contact surface between the two connecting flanges reduce the friction ring halves, spacer elements between the two mutually facing flange halves of the Friction ring halves are used. So you can between the two friction ring halves made of sheet steel or the like Insert spacer, which is preferably penetrated by the expansion screw 9 and the distance between the friction ring halves exactly limited. The area of contact between the friction ring halves is on the flat contact of the spacer limited.

n/- In Fig. 5 ist schematisch in Draufsicht eine Anordnung dargestellt, bei welcher ein Distanzelement 15 zumindest an einer der einander zugewandten Flanschflächen der beiden Reibringhälften angegossen ist, derart, daß sich die beiden Reibringhälften nur auf der Fläche des Distanzelements 15 berühren und außerhalb dieses Di- n / - In Fig. 5, an arrangement is shown schematically in plan view in which a spacer element 15 is cast on at least one of the mutually facing flange surfaces of the two friction ring halves, such that the two friction ring halves touch only on the surface of the spacer element 15 and outside this di-

stanzelements ein Spalt vor bestimmter Weite zwischen den beiden Reibringhälften besteht. Bei dieser Anordnung ist also sowohl in radialer Erstreckung als auch in axialer Erstreckung ein gewisses Spiel zwischen den einander zugewandten Flanschf lachen der Reibringhälften vorgesehen. Das Distanzelement 15 kann auch dadurchpunching a gap in front of a certain width between the two Friction ring halves consists. With this arrangement there is a certain amount both in the radial extension and in the axial extension Play between the facing flange faces of the friction ring halves intended. The spacer element 15 can also thereby

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gebildet sein, daß der außerhalb des Distanzelements bestehende Bereich durch mechanische Bearbeitung abgenommen wird. Die Erfindung ist auch nicht auf die dargestellte flächenebene Verbindung bzw. Berührung zwischen den beiden Reibringhälften "der geteilten Wellscheibe beschränkt, d.h. die Reibringhälften können auch einander entlang gebogener Flächen an den beiden Flanschen die. Reibringhälften berühren, wobei unterschiedliche Krümmungs-IQ radien Spalten unterschiedlicher Weiten bilden.be formed that the existing outside of the spacer area is removed by machining. the The invention is also not related to the illustrated planar connection or contact between the two friction ring halves "of the split Corrugated washer limited, i.e. the friction ring halves can also be aligned along curved surfaces on the two flanges the. Touch the friction ring halves, with different curvature IQ Radii form gaps of different widths.

Die die Verbindung der Reibringhälften beinhaltende Erfindung ist nicht auf Wellenbrems scheiben beschränkt, wenngleich hierbei die besten Ergebnisse erzielt werden, insbesondere bei hohen Ge-The invention involving the connection of the friction ring halves is not limited to shaft brake discs, although the best results are achieved here, especially at high speeds

schwindigkeiten; derartige Reibringe zweiteiliger oder mehrteiliger Konstruktion können auch an sogenannten Radbrems scheiben verwendet werden.speeds; such two-part or multi-part friction rings Construction can also be used on so-called wheel brake discs.

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Claims

KNORR-BREMSE GMBH Munich, April 30, 1979

Moosacher Strasse 80 TPl-ho / h

8000 Munich 4O "1573 -

Claims

© Brake disc with split friction ring, especially for rail vehicles, characterized in that axial and / or radial gaps (11, 13...) Are provided along the dividing joints of the two friction ring halves (1,3) of the friction ring.
15th

2. Brake disc according to claim 1, characterized in that the gaps are spaced apart in the radial direction of the two Partition joints are provided running.

3. Brake disc according to claim 1, characterized in that

the columns are provided continuously in the axial and radial direction along the dividing joints of the two friction ring halves.

4. Brake disc according to one of the preceding claims, characterized in that the gaps by milling at least one of the connecting flanges are formed.

5. Brake disc according to one of the preceding claims, characterized in that the gaps by a between the 'connecting flanges the friction ring halves inserted, preferably penetrated by the expansion screw of the brake disc spacer element are formed.

-Z--Z-

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6. Brake disc according to one of the preceding claims, characterized in that the gaps are formed along dividing joints which run in an arcuate manner in the radial direction. 5

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