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Bremsscheibe, insbesondere für Schienenfahrzeuge Die Erfindung bezieht
sich auf eine Bremsscheibe, insbesondere für Schienenfahrzeuge, bestehend aus einem
fest auf der Achswelle des abzubremsenden Radsatzes angeordneten Tragkörper und
mit diesem mittels Schrauben verbundenen und mit ihrem Innenmantel auf konzentrischen
Zentrierflächen des Tragkörpers gelagerten, aus zwei je einseitig beaufschlagten
ungeteilten oder aus zwei in Achsebene geteilten, zweiseitig beaufschlagten Hälften
bestehenden Bremsscheibenringen.
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Bei bekannten Bremsscheiben mit ungeteilten Bremsscheibenringen sind
diese an ihren einander zugekehrten Stirnflächen mit Kühl- und Versteifungsrippen
versehen. Die Verbindung mit dem Tragkörper erfolgt im Bereich der auf der Achswelle
befestigten Nabe, um ein freies Ausdehnen der Bremsscheibenringe beim Bremsen zu
gewährleisten. Als Befestigungsmittel sind Paßbolzen oder Schrauben gegebenenfalls
mit Paßbüchsen vorgesehen, die sowohl die Bremsscheibenringe als auch den Tragkörper
durch-"etzen.
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Bei den anderen bekannten aus zwei in Achsebene geteilten, zweiseitig
beaufschlagten und untereinander verschraubten Hälften bestehenden Bremsscheiben
sind die beiden Bremsscheibenringe über die Kühl-und Versteifungsrippen miteinander
verbunden. Die Befestigung der Bremsscheibenringe am Tragkörper erfolgt durch im
Bereich des Innenmantels vorgesehene lind das gesamte Drehmoment übertragende Schrauben
sowie kurze Fortsätze, die ein axiales Verschieben der Bremsscheibenringe verhindern,
ohne eine radiale Ausdehnung zu behindern.
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Die Verbindung zwischen Tragkörper und Bremsscheibenringen erfolgt
bei allen diesen Bremsscheiben zwischen der Nabe und dem Innenmantel der Brems->cheibenringe
verhältnismäßig nahe der Längsachse der Achswelle. Dadurch treten an den Verbindungsstellen,
die zudem durch die für die Paßbolzen notwendigen Bohrungen geschwächt sind, erhebliche
Kräfte auf. Dies spielt bei Verwendung von vergütetem Stahlguß keine große Rolle.
Wenn aber für die Bremsscheibenringe Gußeisen verwendet werden soll, das für diesen
Zweck an sich sehr geeignet ist, so treten erhebliche Schwierigkeiten auf.
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Zum Umgehen dieser Schwierigkeiten sind zur Verbindung zwischen dem
Tragkörper und den in Achsrichtung geteilten, miteinander verbundenen Bremsscheibenringen
radial die Verbindungselemente der Bremsscheibenringe durchsetzende und in den Trag-Körper
eingeschraubte Dehnschrauben vorgesehen. Um ; die Schrauben von der Übertragung
des Drehmomentes zu entlasten, können zusätzlich zu den Schrauben koaxiale Paßbüchsen
vorgesehen werden. Bei Erwärmung der Bremsscheibenringe beim Bremsen ist zwar 2
eine Möglichkeit zur radialen Ausdehnung gegeben, diese verursacht jedoch sowohl
in den Schrauben wie auch in den Bremsscheibenteilen erhebliche Spannungen.
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Um diese zu vermeiden, ist bei bekannten Bremsscheiben die Befestigung
der ungeteilten Bremsscheibenringe im Bereich des Außenumfanges der Bremsscheibe
mittels Schrauben und Paßstücken in radialen Langlöchern des Tragkörpers vorgenommen
worden. Das bedingt indessen einen Tragkörper von der Größe der Brernsscheibe und
Ansätze an den Bremsscheibenringen, die ebenfalls durch die Schraubenlöcher geschwächt
sind. Zudem ist die Herstellung dieser Bremsscheiben wie auch die der Bremsscheiben
mit radialen Dehnschrauben und Paßbüchsen infolge der notwendigen genauen Arbeit
teuer und schwierig.
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Demgegenüber ist die Aufgabe der Erfindung darin zu sehen, eine einfach
und billig herzustellende Bremsscheibe der eingangs genannten Gattung zu schaffen,
bei der ohne weiteres Gußeisen-Bremsscheibenringe verwendet werden können.
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Zur Lösung dieser Aufgabe wird vorgeschlagen, daß der Tragkörper mindestens
zwei gleichmäßig am Umfang verteilte und radial gerichtete Arme mit gleichbleibendem
Querschnitt aufweist, die durch die beiden Bremsscheibenringe mit Hilfe entsprechender
Aussparungen auf ihrem ganzen oder nahezu ganzen Umfang satt sitzend umfaßt sind,
wobei mittels der Schrauben nur die Bremsscheibenringe bzw. Bremsscheibenringhälften
unmittelbar miteinander verbunden sind.
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Durch diese Maßnahmen wird insofern eine vorteilhafte Lösung erzielt,
als die Herstellung der aufeinanderliegenden Flächen des Tragstückes und der Bremsscheibenringe
bzw. Bremsscheibenringteile für jedes Teil jeweils in einer Aufspannung erfolgen
kann, so daß eine sehr genaue, rasche und damit auch billige
Fertigung
gewährleistet ist. Die Fortsätze des Tragstückes sowie die zugeordneten Aussparungen
der Bremsscheibenringe können zylindrisch oder prismatisch sein und ohne Schwierigkeiten
so groß gewählt werden, daß selbst bei großen Drehmomenten auch bei Bußeisernen
Bremsscheibenringen an den Überfra-. gungsstellen keine Überbeanspruchungen auftreten.
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Die Schraubverbindungen schwächen keine Übertragungsstelle. Sie dienen
lediglich zum unmittelbaren @"erbinden der Bremsscheibenringe bzw. der Teile der
Brenisscheibenringe.
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In der Zeichnung sind zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung schematisch
dargestellt. Es zeigt Abb.1 eine teilweise geschnittene Ansicht einer Bremsscheibe
(Linie 1-I in Abb.2), deren Bremsscheibenringe in einer Achsmittelebene geteilt
sind, Abb. 2 den Längsschnitt durch die Bremsscheibe nach Abb. 1 gemäß der Linie
11-II in Abb. 1, Abb. 3 ein'. Ansicht einer Bremsscheibe mit ungeteilten Bremsscheibenringen,
Abb.4 den Längsschnitt durch die Bremsscheibe nach Abb. 3 gemäß der Linie IV-IV
in Abb. 3, Abb.5 eine teilweise geschnittene Ansicht einer Bremsscheibe (Linie V-V
in Abb.6) finit einem Speichenradkörper als Tragkörper und Abb. 6 den Längsschnitt
durch die Bremsscheibe nach Abb. 5 gemäß der Linie VI-VI in Abb. 5.
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Die Bremsscheibe nach dem Ausführungsbeispiel gemäß Abb. 1 und 2 besteht
im wesentlichen aus einem auf der Achse 1 des abzubremsenden Radsatzes, z. B. durch
Aufpressen, festangebrachten Tragkörper 2 und zwei voneinander im Abstand mit diesem
verbun-(-enen Bremsscheibenringen 3 und 4, deren voneinander abgewandte Stirnflächen
als Bremsflächen 5 dienen und deren benachbarte Stirnflächen in bekannter Weise
finit radialen Kühl- und/oder Versteifungsrippen 6 versehen sind.
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Der Tragkörper 2 ist, um einen festen Sitz auf der Achse 1 zu gewährleisten,
aus Stahlguß oder als Schweißteil aus Stahlteilen hergestellt. Im Beispielsfalle
ist er ein Stahlgußkörper, bestehend aus einer auf der Achse 1 aufgepreßten Nabe
7 mit vier gleichmäßig über den Umfang verteilten, auf ihrem Außenmantel vorgesehenen
Ansätzen B. Die Ansätze 8 sind unter sich gleich ausgebildet und durch Rippen 9
gegenüber der -Nabe 7 sowie unter sich versteift. Jeder Ansatz 8 weist an seiner
freien Stirnfläche einen radialen Arm 10 mit gleichbleibendem Querschnitt, im Beispielsfalle
einem "zylindrischen, auf. Arm 10 und Ansatz 8 bilden vorteilhaft ein Teil, wobei
der Übergang zwischen beiden gut abgerundet ist. Die vier Arme 10 des Tragkörpers
2 sind gegeneinander um 90° versetzt und liegen in einer Ebene.
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Die beiden Bremsscheibenringe 3 und 4 sind aus Gußeisen mit perlitischem
Gefüge oder aus Sphäro-Bußeisen hergestellt. Beim Ausführungsbeispiel nach _@bl).
1 und ? sind die beiden Bremsscheibenringe 3 und 4 zusammen mit ihren Kühl- und
Versteifungsrippen 6 als ein Gußstück hergestellt, das in einer Längsmittelebene
x in zwei Bremsscheibenringteile 11 und 12 geteilt ist. Im Bereich jedes Armes 10
ist zwischen den beiden Bremsscheibenringen 3 und 4 eine Büchse 13 zur Aufnahme
des Armes 10 angegossen. Die Teilfuge in der Längsmittelebene x zwischen den beiden
Bremsscheibenringteilen 11 und 12 trennt dabei zwei gegenüberliegende Büchsen 13
derart, daß deren gemeinsame Längsachse in der Teilebene, d. h. in einer Längsmittelebene
x, der beiden Bremsscheibenringe 3 und 4 verläuft. Die Länge jeder Büchse 13 entspricht
etwa der Länge eines Armes 10 und erstreckt sich etwa über die halbe Breite der
Bremsscheibenringe 3 und 4, während der Außendurchmesser der Arme 10 und der Innendurchmesser
der Büchsen 13 etwa gleich dem lichten Abstand der beiden Bremsscheibenringe 3 und
4 ist. Die Arme 10 liegen dabei mit enger Passung in den Büchsen 13. Zum Verbinden
der beiden Bremsscheibenringteile 11 und 12 sind zwei zu sichernde Paßschraubeii
14 vorgesehen. Jeweils eine senkrecht zur Längsachse der Büchse 13 angeordnete Paßschraube
14 spannt dabei zwei radiale Verlängerungen 15 und 16 einer geschnittenen Büchse
13 zusammen. Um eine genaue Zentrierung zwischen Tragkörper 2 und Bremsscheibenringen
3 und 4 zu gewährleisten, sind zumindest die beiden ungeteilten Büchsen 13 etwas
über den Innenmantel der Bremsscheibenringe3 und 4 hinaus verlängert und liegen
nach Anziehen der beiden Paßschrauben 14 fest auf den beiden Stirnflächen der zugeordneten
Ansätze 8 auf. Die Auflageflächen 17 der beiden Ansätze 8 und der beiden zugeordneten
Büchen 13 sind im Beispielsfalle eben. Sie können jedoch, falls der Innenmantel
der beiden Bremsscheibenringe 3 und 4 selbst als Zentrierfläche dient, entsprechend
gewölbt sein. Eine Zentrierung an den beiden anderen Ansätzen 8, d. 1i. im Bereich
der geteilten Büchsen 13, ist nicht notwendig.
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Bei der Bremsscheibe gemäß dem Ausführungsbeispiel nach den Abb. 3
und 4 sind die beiden Bremsscheibenringe 3 und 4 in an sich bekannter Weise ungeteilt
und voneinander getrennt ausgeführt. Jeder Bremsscheibenring 3 und 4 ist an seiner
dem anderen Bremsscheibenring zugewandten Stirnfläche mit radialen Kühl- und Versteifungsrippen
6 versehen, die im Bereich des Außenmantels des Bremsscheibenringes 3 bzw. 4 gegebenenfalls
zur Aufnahme von PaVstiften Verdickungen 18 haben. Am Innenmantel jedes Bremsscheibenringes
3 und 4 sind gleichmäßig über den Umfang verteilt Augen 19 angebracht, deren Zahl
der Zahl der Ansätze 8 bzw. Arme 10 des Tragkörpers 2 entspricht. Die Augen 19 beider
Bremsscheibenringe 3 und 4 sind zur gemeinsamen Symmetrieebene ,y eingezogen, liegen
dort aufeinander und sind parallel zur Längsachse der Bremsscheibe durchbohrt, so
dal nach dem Zusammenschrauben mit zu sichernden Verbindungsschrauben 20 bzw. Paßschrauben
beide Bremsscheibenringe 3 und 4 fest miteinander verbunden sind.
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Der Tragkörper 2 kann analog dem Tragkörper 2 des Ausführungsbeispiels
nach Abb. 1 und 2 ausgebildet sein. Vorteilhaft ist es jedoch, das H-förmige Quersclinittsprofil
der Ansätze 8 um 90° zu drehen, so daß der Steg 21 des Ansatzes 8 in Längsrichtung
der Bremsscheibe verläuft. Jeder radiale Arm 10 ist als prismatischer Körper mit
vorzugsweise quadratischem Querschnitt ausgebildet und so angeordnet, daß zwei parallele
Längsflächen in Achsrichtung der Bremsscheibe und die beiden anderen in zwei zu
den Breinsscheibenringen 3 und 4 parallelen Ebenen liegen.
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Die Bremsscheibenringe 3 und 4 haben an ihren einander zugewandten
Stirnflächen und im Bereich der Arme 10 Verdickungen 22, die den Armen 10 entsprechende
radiale Ausnehmungen aufweisen.
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Zum Zentrieren der beiden Bremsscheibenringe 3 und 4 ist deren Innenmantel
im Bereich der Ansätze 8 etwas nach innen eingezogen und konzentrisch zur Längsachse
ausgedreht. In gleicher Weise sind die Flansche 22 bzw, die Auflageflächen 17 der
Ansätze 8 an ihren freien inneren Stirnflächen überdreht, so daß ein genauer Sitz
der Bremsscheibe wie auch eine freie Ausdehnungsmöglichkeit der beiden Bremsscheibenringe
3 und 4 beim Bremsen gewährleistet ist.
Es ist nun nicht notwendig,
für zwei Bremsscheibenringe 3 und 4 gemäß dem Ausführungsbeispiel nach Abb. 3 und
4 jeweils einen eigenen, für sich auf der Achse 1 befestigten Tragkörper 2 vorzusehen.
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Gemäß dem Ausführungsbeispiel nach Abb. 5 und 6 ist ein Speichenradkörper
24 eines Schienenfahrzeugrades gleichzeitig als Tragkörper für die beiden Bremsscheibenringe
3 und 4 ausgebildet. Dazu bilden mindestens zwei diametral gegenüberliegende Speichen
25 des Spechenradkörpers jeweils einen Ansatz 8 mit Arm 10. Im Beispielsfalle sind
von den acht Speichen des Speichenradkörpers 24 vier um 90° versetzte Speichen 25
in dieser Weise vorgesehen.
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Jede dieser Speichen 25 ist im Bereich der Nabe 7 als Ansatz 8 verdickt
und im Bereich bis zur Felge 26, d. h. zwischen den Bremsscheibenringen 3 und 4,
zylindrisch oder prismatisch als Arm 10 ausgeführt, der in den zugeordneten entsprechenden
Aussparungen der beiden Bremsscheibenringe 3 und 4 gelagert ist. Die Bremsscheibenringe
3 und 4 entsprechen im wesentlichen den Bremsscheibenringen 3 und 4 gemäß dem Ausführungsbeispiel
nach Abb.3 und 4, wobei jedoch im Bereich der dazwischenliegenden Radspeichen die
Kühl- und Versteifungsrippen 6 entfallen. Das gegenseitige Verschrauben der beiden
Brernsscheibenringe 3 und 4 erfolgt über an ihrem Innenmantel angebrachte Augen
19 zwischen den Speichen. Das Zentrieren der Bremsscheibenringe 3 und 4 erfolgt
durch die Ansätze 8 am Innenmantel der Bremsscheibenringe 3 und 4.