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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Wellenbremsscheibe, insbesondere für ein Schienenfahrzeug, an einer Nabe gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
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Eine solche Anordnung ist beispielsweise aus der
DE 38 14 614 A1 oder der
DE 10 2008 033 742 A1 bekannt. Dabei ist ein Reibring der Wellenbremsscheibe über Anschlussflansche, die am Innenumfang des Reibrings angeordnet sind und sich radial nach innen zur Nabe hin erstrecken, durch eine Schraubverbindung mit der Nabe verbunden.
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Ein an einer Seite der Wellenbremsscheibe im Bereich der Anschlussflansche angelegter Spannring dient dabei der Abstützung der Schrauben, um bei Lageveränderung der miteinander verbundenen Teile eine Biegebeanspruchung der Schrauben zu verhindern.
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Bei der
DE 38 14 614 A1 wird über spezielle Sicherungselemente, die in den Reibring eingreifen und in der Nabe gehalten sind, eine Verdrehsicherung erreicht. Die Sicherungselemente dienen gleichzeitig der Übertragung eines an der Bremsscheibe angreifenden Bremsmomentes bei einem Bremsvorgang auf die Nabe.
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Der die Schrauben abstützende Spannring hingegen dient nicht zur Übertragung von Bremsmomenten, da die Schrauben mit einem gewissen Spiel sowohl durch den Spannring wie auch durch die Anschlussflansche geführt sind.
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Allerdings ist bei einer wärmebedingten Ausdehnung des Reibrings der Wellenbremsscheibe keine ausreichende Zentrierung der Wellenbremsscheibe durch den Spannring gewährleistet. Dadurch kann sich eine Biegebeanspruchung der Schrauben ergeben.
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Bei der
DE 10 2008 033 742 A1 greifen der Spannring selbst und die Nabe ineinander, was zu einer zuverlässigen Zentrierung des Spannrings auch bei wärmebedingter radialer Ausdehnung des Reibrings führt.
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Allerdings erhöhen sowohl die Vorsehung einer formschlüssigen Verbindung zwischen dem Spannring und der Nabe als auch die Verspannung mithilfe zusätzlicher Gleitelemente, wie sie in der
DE 38 14 614 A1 offenbart sind, zu einer Erhöhung der Komplexität dieser Baugruppe aus Wellenbremsscheibe und Nabe. Insbesondere sind die Anforderungen an die Zentriergenauigkeit bei der Herstellung der Wellenbremsscheibe und der Nabe sehr hoch.
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Bei der aus der
DE 198 59 616 A1 bekannten Anordnung greifen radial nach außen vorstehenden Vorsprüngen der Nabe zur Drehsicherung der Wellenbremsscheibe in entsprechende Ausnehmungen am Innenrand der Wellenbremsscheibe ein. Zur axialen Sicherung der Wellenbremsscheibe an der Nabe sind die Vorsprünge auf einer Stirnseite über einen Flansch miteinander verbunden, während auf der gegenüberliegenden Stirnseite ein hier als Sicherungsring bezeichnete Spannring zwischen Schraubenköpfen von in die Vorsprünge eingeschraubte Befestigungsschrauben und den Stirnseiten Vorsprüngen der Nabe verspannt ist.
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Aus der
DE 20 2011 052 267 U1 ist eine weitere Anordnung einer Wellenbremsscheibe an einer Nabe bekannt, bei der in gleicher Weise zur Drehsicherung radial nach außen vorstehende Vorsprünge der Nabe in entsprechende Ausnehmungen am Innenrand der hier aus zwei durch Stützbolzen miteinander verbundene Reibringe bestehenden Wellenbremsscheibe eingreifen. Ein Teil der radial aus der Nabe vorstehenden Vorsprünge ist in axialer Richtung zu einer Seite hin geschlossen, wobei diese Seite eine axiale Bohrung aufweist, durch die eine Schraube führbar ist, die durch einen Spannring, eine Bohrung in einem Vorsprung des einen Reibrings, der in diese Tasche eintaucht und die geschlossene Seite des Vorsprungs der Nabe geführt ist. In einer alternativen Variante sind zur axialen Sicherung zwei Befestigungsringe vorgesehen, die mit axialen Vorsprüngen mit sich axial erstreckenden Löchern versehen sind, durch die Schrauben geführt werden, um die Befestigungsringe miteinander zu verschrauben.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Anordnung einer Wellenbremsscheibe an einer Nabe so weiterzuentwickeln, dass bei hoher Funktionssicherheit eine kostengünstigere Herstellung sowie eine kosten- und funktionsoptimierte Zentrierung der Wellenbremsscheibe auf der Nabe ermöglicht wird.
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Diese Aufgabe wird durch eine Anordnung einer Wellenbremsscheibe an einer Nabe mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
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Bei der erfindungsgemäßen Anordnung der Wellenbremsscheibe, insbesondere eines Schienenfahrzeugs, an einer Nabe, bei der die Wellenbremsscheibe einen Reibring mit an einem Innenumfang angeordneten Anschlussflanschen aufweist und der Reibring mittels Schrauben an der Nabe befestigt ist, die durch einen an den Anschlussflanschen anliegenden Spannring geführt sind, der in Widerlage für die Schrauben bildet, greifen die Anschlussflansche und die Nabe formschlüssig ineinander. Aus einem Außenumfang der Nabe steht ein Steg vor, an dem die Anschlussflansche im montierten Zustand des Reibrings anschlagen. Zur Bremsmomentübertragung ist die Nabe auf ihrer dem Anschlussflanschen zugewandten Seite mit als Klauen ausgebildeten Vorsprüngen versehen, die zwischen jeweilige Anschlussflansche eingreifen. Zur axialen Befestigung des Reibrings an der Nabe ist jeweils eine Schraube durch den Steg, den Spannring und die Anschlussflansche eingedreht. Dabei sind nur zwischen jeweiligen dritten und vierten der Anschlussflansche Klauen der Nabe vorgesehen.
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Eine solche verdrehsichere Verbindung der Nabe mit den Anschlussflanschen ermöglicht eine zuverlässige Bremsmomentübertragung zwischen der Nabe und der Wellenbremsscheibe. Der Spannring selbst dient dabei lediglich als Widerlage für die Schrauben.
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Vorteilhafte Ausführungsvarianten der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
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Nach einer bevorzugten Ausführungsvariante sind die Klauen klotzartig ausgebildet und erstrecken sich parallel zu einer Zentralachse x, sprich der Drehachse der Nabe und der Wellenbremsscheibe, was bei einer in der Regel als Gussteil ausgebildeten Nabe kostengünstig anformbar ist.
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Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsvariante der Erfindung sind die Vorsprünge der Naben im gleichen Winkelabstand zueinander angeordnet.
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Eine vorzugsweise einteilige Ausbildung der Nabe mit den Vorsprüngen, bei denen die Vorsprünge an der Nabe angeformt sind zeichnet sich durch ihre einfache Herstellbarkeit aus.
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Denkbar ist aber auch, gemäß einer alternativen Ausführungsvariante, die Vorsprünge als separate Teile fest mit der Nabe zu verbinden.
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Die Anordnung der Vorsprünge im gleichen Winkelabstand ermöglicht eine gleichmäßige Bremsmomentübertragung von der Wellenbremsscheibe auf die Nabe.
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Vorzugsweise sind zumindest drei Vorsprünge an der Nabe vorgesehen.
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Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der beigefügten Zeichnungen näher beschrieben. Es zeigen:
- 1 eine Draufsicht von vome auf eine Ausführungsvariante einer erfindungsgemäßen Anordnung einer Wellenbremsscheibe an einer Nabe,
- 2 eine Schnittansicht durch die in 1 gezeigte Anordnung entlang der Linie II-II in 1,
- 3 eine Schnittansicht durch die in 1 gezeigte Anordnung entlang der Linie III-III in 1 und
- 4 eine weitere Schnittansicht der Anordnung aus 1 entlang einer Linie IV-IV in 1.
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In der nachfolgenden Figurenbeschreibung beziehen sich Begriffe wie oben, unten, links, rechts, vorne, hinten usw. ausschließlich auf die in den jeweiligen Figuren gewählte beispielhafte Darstellung und Position der Wellenbremsscheibe, der Nabe, der Schrauben, der Anschlussflansche, der Reibringe, der Vorsprünge und dergleichen. Diese Begriffe sind nicht einschränkend zu verstehen, das heißt, durch verschiedene Arbeitsstellungen oder die spiegelsymmetrische Auslegung oder dergleichen können sich diese Bezüge ändern.
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In 1 ist mit dem Bezugszeichen 1 insgesamt eine Wellenbremsscheibe bezeichnet. Die Wellenbremsscheibe 1 ist an einer Nabe 2 eines Fahrzeugs, insbesondere eines Schienenfahrzeugs angeordnet.
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Wie in 1 und 2 gezeigt ist, weist die Wellenbremsscheibe neben zwei Reibringen 7, die durch Querstreben 11 miteinander verbunden sind, an ihrem Innenumfang angeordnete Anschlussflansche 3 auf.
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Die Nabe 2 weist in der in 2 gezeigten Ausführungsvariante einen aus dem Außenumfang der Nabe 2 vorstehenden Steg 10 auf.
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Die Wellenbremsscheibe wird bei der Montage auf die Nabe 2 aufgeschoben, bis die Anschlussflansche 3 an diesem Steg der Nabe 2 anschlagen.
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Durch den Steg 10 und die Anschlussflansche 3 ist, wie in 2 gut zu erkennen ist, jeweils eine Schraube 5 eingedreht.
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Auf der dem Steg 10 der Nabe 2 abgewandten Seite der Anschlussflansche 3 ist ein Spannring 4 aufgesetzt, der ebenfalls mit einer Durchgangsborhung zur Aufnahme der Schrauben 5 versehen ist.
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Die Schraube 5 ist dabei mit einem Schraubenkopf an dem Steg 10 der Nabe 2 formschlüssig festgelegt. Auf das dem Schraubenkopf abgewandte Ende der Schraube 5 ist eine Schraubenmutter 9 aufgeschraubt, so dass durch die Schraube 5 die Nabe 2 mit den Anschlussflanschen 3 und dem Spannring 4 aneinander fixiert sind.
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Der Spannring 4 bildet dabei ein Widerlager für die Schrauben 5, um den Reibring 7 über die Anschlussflansche 3 gegen die Nabe 2 zu pressen.
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Die Anschlussflansche 3 sind dabei nicht als durchgehender Ring ausgebildet, sondern erstrecken sich radial vom Innenumfang des Reibrings 7 in Richtung der Zentralachse x, sprich der Drehachse der Nabe 2, bevorzugt in gleichen Winkelabständen voneinander beabstandet fingerartig nach innen.
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Zur Bremsmomentübertragung sind, wie in den 1 und 3 gut zu erkennen ist, von einem Außenumfang der Nabe 2 radial nach außen sich erstreckende Vorsprünge angeordnet.
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Diese Vorsprünge sind besonders bevorzugt als Klauen 6 ausgebildet, die zwischen jeweilige Anschlussflansche 3 eingreifen, so dass die Anschlussflansche 3 und die Nabe 2 formschlüssig ineinander greifen.
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Um die bei einem Bremsvorgang von der Wellenbremsscheibe in die Nabe 2 einzuleitenden Kräfte möglichst gleichmäßig zu verteilen, sind wenigstens drei solcher Vorsprünge an der Nabe 2 vorgesehen.
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Die hier als Klauen 6 ausgebildeten Vorsprünge sind dabei bevorzugt klotzartig ausgebildet und erstrecken sich parallel zur Zentralachse x auf dem der Umfangsfläche der Nabe 2.
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Wie in 4 zu erkennen ist, sind in der hier gezeigten Ausführungsvariante nicht zwischen jedem der Anschlussflansche 3 solche insbesondere als Klauen 6 ausgebildeten Vorsprünge der Nabe 2 vorgesehen, sondern, wie in 1 dargestellt, beispielsweise zwischen jeweiligen dritten und vierten Anschlussflanschen 3.
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Wie des Weiteren in 1 zu erkennen ist, sind die hier als Klauen 6 ausgebildeten Vorsprünge der Nabe 2 bevorzugt im gleichen Winkelabstand, in der in 1 gezeigten Ausführungsvariante in einem Winkelabstand von 90° zueinander angeordnet. Denkbar sind aber auch andere Winkelabstände der Vorsprünge der Nabe 2 zueinander.
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Zur einfachen Herstellbarkeit sind die als Klauen 6 ausgebildeten Vorsprünge bevorzugt an der Nabe 2 angeformt, wie in 3 gezeigt ist.
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Wesentlich ist, dass der Formschluss zwischen den Anschlussflanschen 3 des Reibrings 7 und der Nabe 2, insbesondere den Vorsprüngen der Nabe 2 gebildet ist.
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Denkbar ist es auch, die Vorsprünge als separate Teile fest mit der Nabe 2 zu verbinden, beispielsweise durch eine stoffflüssige Verbindung oder ebenfalls über eine Schraubverbindung.
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Wie in den 3 und 4 gezeigt, erstrecken sich die Vorsprünge bevorzugt radial zur Zentralachse x vom Außenumfang der Nabe 2 weg in Richtung des Reibrings 7 sowie axial parallel zur Zentralachse x von dem Steg 10 der Nabe 2.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Wellenbremsscheibe
- 2
- Nabe
- 3
- Anschlussflansch
- 4
- Spannring
- 5
- Schraube
- 6
- Klauen
- 7
- Reibring
- 9
- Schraubenmutter
- 10
- Steg
- 11
- Querstreben
- x
- Zentralachse
