DE10043528B4

DE10043528B4 - Scheibenbremsbelag

Info

Publication number: DE10043528B4
Application number: DE10043528A
Authority: DE
Inventors: Richard Bugaj; Sergio Russo
Original assignee: RUETGERS RAIL GmbH
Current assignee: Cofren SRL
Priority date: 2000-09-05
Filing date: 2000-09-05
Publication date: 2005-03-31
Anticipated expiration: 2020-09-06
Also published as: DE10043528A1

Abstract

Scheibenbremsbelag an Schienen- oder Nutzfahrzeugen mit einer Trägerplatte (1) und mehreren auf der Trägerplatte befestigten Reibkörpern (2), wobei die Reibkörper jeweils, über wenigstens zwei Nieten (4) mit der Trägerplatte (1) starr verbunden sind,
dadurch gekennzeichnet,
daß zwischen der Trägerplatte (1) und einer Bodenfläche (9; 9') jedes Reibkörpers (2) wenigstens ein Distanzstück (3) angeordnet ist, das den Reibkörper (2) in vorgegebenem Abstand von der Trägerplatte (1) hält und ein gegenüber der Bodenfläche des Reibkörpers derart verkleinertes Querschnittsprofil aufweist, daß zwischen Trägerplatte (1) und Reibkörper-Bodenfläche (9; 9') Luftkanäle (6) zur Kühlung des Reibkörpers (2) ausgebildet sind; und
daß jeder Niet eine im Distanzstück (3) ausgebildete Durchgangsöffnung (13) durchgreift.

Description

Die Erfindung betrifft einen Scheibenbremsbelag an Schienen- oder Nutzfahrzeugen nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Scheibenbremsen sind hochbelastete Teile an Fahrzeugen. Sie müssen z.T. erhebliche Massen verzögern und innerhalb kürzester Zeit bis zum Stillstand bringen. Schienen- und Nutzfahrzeuge bedingen auf Grund ihres hohen Gewichts sehr hohe Bremsmomente, die von den Bremsbelägen übertragen werden müssen.
Für einen effektiven Bremsvorgang ist eine gute Übertragung der Bremskraft vom Scheibenbremsbelag auf die Bremsscheibe erforderlich. Es hat sich gezeigt, daß großflächige Reibkörper besonders große Bremsmomente auf die Bremsscheibe übertragen können. Bei Nässe besteht jedoch die Gefahr, daß derartige Reibkörper nicht mehr die gleiche Bremswirkung entfalten können wie bei Trockenheit. Man spricht auch von "Naßfading".

Bessere Naßlaufeigenschaften erhält man bei Unterteilung der Bremsbeläge in mehrere kleinere Reibkörper ( DE 19727705 C1 ). Aus der DE 19853828 A1 ist ein Scheibenbremsbelag der eingangs genannten Art bekannt, bei dem durch starke Unterteilung der Bremsbeläge und besondere Ausbildung und Anordnung der Reibkörper auf der Trägerplatte ausgezeichnete Naßlaufeigenschaften bei sehr guter Standfestigkeit der Bremsbeläge erreicht werden. Diese Vorteile werden dadurch erreicht, daß selbst stark gegliederte und kleine Einzelreibkörper über mindestens zwei Nieten mit der Ankerplatte direkt verbunden sind.

Die ausgeprägte Gliederung und Vereinzelung der Reibkörper führt nach diesem Stand der Technik bereits zu ausgezeichneten Naßlaufeigenschaften und guter Kühlung.

Aus der US 3,503,475 ist eine Scheibenbremsanordnung bekannt, die durch hydraulische Bremsflüssigkeit betätigt wird. Um die hydraulische Bremsflüssigkeit vor einem unerwünschten Wärmeübergang von der Belagträgerplatte zu schützen, ist zwischen einer Basisplatte und der Belagträgerplatte eine isolierende Schichtenfolge, bestehend aus zwei thermisch reflektierenden Schichten und Abstandshaltern vorgesehen, zwischen denen ein der Wärmeabfuhr dienender Luftspalt gebildet ist. Entsprechende Maßnahmen zur Temperaturisolation von hydraulischer Bremsflüssigkeit gibt es bei einem Scheibenbremsbelag der gattungsgemäßen Art nicht.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Kühlung des Scheibenbremsbelags bei hervorragenden Naßlaufeigenschaften noch weiter zu verbessern.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch einen Scheibenbremsbelag mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.

Die zwischen Reibkörper-Bodenfläche und Trägerplatte entstehenden Luftkanäle sorgen für eine zusätzliche Unterströmung der Reibkörperbodenflächen. Das Strömungsmittel (Luft und/oder Wasser) kann nicht nur Kanäle zwischen den vereinzelten Reibkörpern, sondern auch unterhalb der Reibkörper gebildete zusätzliche Kanäle durchströmen. Alle Reibkörper werden daher zusätzlich über ihre Bodenflächen gekühlt. Die Standfestigkeit des Scheibenbremsbelags wird dabei in der Regel nicht beeinträchtigt, da die Distanzstücke den aufliegenden Bodenflächen der Reibkörper zuverlässigen und ausreichenden direkten Halt auf der Trägerplatte bieten. Durch mehrere Nietverbindungen zwischen jedem einzelnen Reibkörper und der Trägerplatte ergibt sich eine hohe Stabilität und starre Verbindung. Die Erfindung vereinigt daher die Vorteile günstiger Betriebsbedingungen, d.h. vorzügliche Naßlaufeigenschaften und bester Kühlung, mit einfachen Befestigungsmöglichkeiten zwischen den Reibkörpern und der Trägerplatte.

Eine besonders gute Stabilität und Standfestigkeit ergibt sich in Weiterbildung der Erfindung dadurch, daß jedes Distanzstück in wenigstens einer Vertiefung der Trägerplatte und/oder der Bodenfläche versenkt angeordnet ist. Jedes Distanzstück ist mit einer als Bohrung oder Radialschlitz ausgebildeten Durchgangsöffnung versehen, die von einem einen Reibkörper mit der Trägerplatte verbindenden Niet durchgegriffen wird.

Weitere vorteilhafte Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Im folgenden wird die Erfindung anhand von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen erläutert. In der Zeichnung zeigen:
1 eine Draufsicht auf ein Ausführungsbeispiel eines Scheibenbremsbelags mit vorzüglichen Naßlaufeigenschaften, bekannt aus der DE 198 53 828 A1 und weitergebildet durch die vorliegende Erfindung;
2 einen vergrößerten Teilschnitt entlang Schnittlinie A-A in 1 bei einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung;
3 eine 2 entsprechende Schnittansicht auf ein zweites Ausführungsbeispiel der Erfindung.
Der in 1 in Draufsicht dargestellte Scheibenbremsbelag weist eine Ankerplatte 1 und eine koplanare Anordnung von fünf Reibkörpern 2 auf, die jeweils mit drei Nieten 4 an der Ankerplatte 1 befestigt sind. Jeder Reibkörper hat bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ein poligonales, nämlich dreieckiges Umfangsprofil mit abgerundeten Ecken. Alle drei Seiten haben gleiche Längen und sind nach Art eines gleichseitigen Dreiecks jeweils unter 60°-Winkeln zueinander angeordnet. Die Reibkörper 2 sind in relativ engen Abständen voneinander angeordnet, wobei einerseits seitliche Durchtrittskanäle zum Durchtritt von Kühlluft und Wasser gebildet sind, andererseits aber die wirksamen Bremsflächen trotz der Vereinzelung der Reibkörper einen großen Prozentsatz der Fläche der Ankerplatte 1 einnehmen. Die dargestellte Anordnung der Reibkörper 2 auf der Ankerplatte hat vorzügliche Naßlaufeigenschaft durch ausreichende seitliche Kanäle und eine hohe Standfestigkeit, da jeder Reibkörper mit drei Nieten 4. auf der Trägerplatte 1 direkt befestigt ist.
Wie die Schnittansicht gemäß 2 zeigt, ist die Kühlung der Bremskörper 2 durch umströmende Luft und/oder ein anderes Srtömungsmittel dadurch wesentlich verstärkt, daß die einzelnen Reibkörper 2 nicht nur von der Seite, sondern auch an ihrer Unterseite mit Srtömungsmittel gekühlt sind. Zu diesem Zweck sind zwischen Oberseite der Trägerplatte 1 und einer Bodenfläche 9 jedes Reibkörpers 2 Distanzstücke 3 eingebaut, deren Querschnitte deutlich kleiner sind als die benachbarte Bodenfläche 9 jedes Bremskörpers 2. Es entstehen zusätzliche Unterströmkanäle 6, die für eine wesentlich bessere Kühlwirkung der die Reibkörper 2 umströmenden Luft sorgen.
Die Distanzstücke 3 haben jeweils eine Durchgangsöffnung 13, die von dem Schaft des Niets 4 durchgriffen wird. Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß 2 hat jeder Reibkörper 2 eine Bodenplatte 20, auf der das Reibmaterial 21 befestigt ist. Die Reibmaterialschicht 21 ist in Ausrichtung mit den Nieten 4 mit Bohrungen 22 versehen, um die Nieten 4 in den Reibkörpern 2 unter Verwendung geeigneter Nietwerkzeuge anbringen zu können. Die Reibmaterialschicht 21 kann aber auch in einem mit der Bodenplatte 20 einteiligen Topf angeordnet sein, dessen Umfangsform der dargestellten Profilform des Reibkörpers 2 entsprechen kann.
In der Bodenfläche 9 sind etwa zylindrische Ausnehmungen 19 ausgebildet, in die die Distanzstücke 3 passend einfassen können. Auf ihrer anderen Stirnseite sind die Distanzstücke 3 der ebenen Oberfläche der im wesentlichen starren Trägerplatte 1 aufgesetzt. Der untere Nietkopf ist in einer topfförmigen Vertiefung 11 der Trägerplatte 1 versenkt angeordnet. Entsprechende Vertiefungen 23 sind in der Bodenplatte 20 jedes Reibkörpers 2 angeordnet.
Das Ausführungsbeispiel gemäß 3 unterscheidet sich von demjenigen gemäß 2 dadurch, daß die Distanzstücke 3 einzig über die sie durchgreifenden Schäfte der Nieten 4 zentriert und gehalten sind. Sie sind also einerseits an der ebenen Bodenfläche 9' jedes Reibkörpers 2 und andererseits an der ebenfalls ebenen Oberfläche 18 der Trägerplatte abgestützt und zwischen diesen beiden Flächen eingespannt. Die Bodenwand 20' ist leicht napfförmig ausgebildet und hat einen aufgestellten Umfangsring 24, der dem aufgesetzten Reibmaterial 21 seitlichen Halt gibt.
Im Rahmen des Erfindungsgedanken sind zahlreiche Abwandlungen möglich. So kann die Anzahl, Anordnung und Gestaltung der Reibkörper variiert werden. Jedes Distanzstück 3 kann mehreren Nieten 4 zugeordnet werden, wobei der gesamte Querschitt des Distanzstücks deutlich kleiner sein muß als die benachbarte Bodenfläche 9 bzw. 9' jedes Reibkörpers. In dem zuletzt genannten Fall bleiben in den 2 und 3 die seitlichen Luftkanäle 6, während auf den mittleren Luftkanal verzichtet wird. Auch kann die Umfangsfläche der Distanzstücke derart variiert werden, daß die Luftkanäle 6 nach Richtung und Größe bestimmte erwünschte Strömungseffekte ergeben. Schließlich ist es auch möglich, die Distanzstücke 3 bereits bei der Herstellung der Reibkörper oder der Trägerplatte der entsprechenden Seite anzuformen, um die Montage zu vereinfachen.

Claims

Scheibenbremsbelag an Schienen- oder Nutzfahrzeugen mit einer Trägerplatte (1) und mehreren auf der Trägerplatte befestigten Reibkörpern (2), wobei die Reibkörper jeweils, über wenigstens zwei Nieten (4) mit der Trägerplatte (1) starr verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Trägerplatte (1) und einer Bodenfläche (9; 9') jedes Reibkörpers (2) wenigstens ein Distanzstück (3) angeordnet ist, das den Reibkörper (2) in vorgegebenem Abstand von der Trägerplatte (1) hält und ein gegenüber der Bodenfläche des Reibkörpers derart verkleinertes Querschnittsprofil aufweist, daß zwischen Trägerplatte (1) und Reibkörper-Bodenfläche (9; 9') Luftkanäle (6) zur Kühlung des Reibkörpers (2) ausgebildet sind; und daß jeder Niet eine im Distanzstück (3) ausgebildete Durchgangsöffnung (13) durchgreift.
Scheibenbremsbelag nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Distanzstück (3) in wenigstens einer Vertiefung (19) der Trägerplatte (1) und/oder der Bodenfläche (9) versenkt angeordnet ist.
Scheibenbremsbelag nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Durchgangsöffnung (13) im Distanzstück (3) als Bohrung ausgebildet ist, deren Öffnungsquerschnitt dem Querschnitt des Schafts des zugehörigen Niets (4) angepaßt ist.
Scheibenbremsbelag nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Durchgangsöffnung (13) im Distanzstück (3) als Radialschlitz ausgebildet ist.
Scheibenbremsbelag nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Reibkörper (2) eine die Bodenfläche (9) bildende Bodenplatte (20) aufweist, an der das Reibmaterial (21) des Reibkörpers befestigt ist, und daß das Reibmaterial mit Bohrungen (22) zum Anbringen der Niete mit geeigneten Nietwerkzeugen versehen ist.
Scheibenbremsbelag nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß auf der dem Distanzstück (3) abgewandten Seite der Trägerplatte (1) Ausnehmungen (11) ausgebildet sind, deren Tiefe so bemessen ist, daß jeder trägerplattenseitige Nietkopf in der Ausnehmung Aufnahme findet.
Scheibenbremsbelag nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Reibkörper (2) ein Umfangsprofil in Form eines gleichseitigen Dreiecks hat und über drei mit gleichem gegenseitigen Abstand angeordnete Nieten (4) mit der Ankerplatte (1) verbunden sind, und daß jedem Niet ein Distanzstück (3) zugeordnet ist, wobei die Umfangsflächen der Distanzstücke in gegenseitigem Abstand angeordnet sind, so daß zwischen den Distanzstücken Luftkanäle (6) zur Kühlung der Reibkörper (2) gebildet sind.