DE1725028C3 - Luftgekühlte Scheibenbremse - Google Patents
Luftgekühlte ScheibenbremseInfo
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- B61—RAILWAYS
- B61H—BRAKES OR OTHER RETARDING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR RAIL VEHICLES; ARRANGEMENT OR DISPOSITION THEREOF IN RAIL VEHICLES
- B61H5/00—Applications or arrangements of brakes with substantially radial braking surfaces pressed together in axial direction, e.g. disc brakes
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
- F16D55/00—Brakes with substantially-radial braking surfaces pressed together in axial direction, e.g. disc brakes
- F16D55/02—Brakes with substantially-radial braking surfaces pressed together in axial direction, e.g. disc brakes with axially-movable discs or pads pressed against axially-located rotating members
- F16D55/22—Brakes with substantially-radial braking surfaces pressed together in axial direction, e.g. disc brakes with axially-movable discs or pads pressed against axially-located rotating members by clamping an axially-located rotating disc between movable braking members, e.g. movable brake discs or brake pads
- F16D55/224—Brakes with substantially-radial braking surfaces pressed together in axial direction, e.g. disc brakes with axially-movable discs or pads pressed against axially-located rotating members by clamping an axially-located rotating disc between movable braking members, e.g. movable brake discs or brake pads with a common actuating member for the braking members
- F16D55/2245—Brakes with substantially-radial braking surfaces pressed together in axial direction, e.g. disc brakes with axially-movable discs or pads pressed against axially-located rotating members by clamping an axially-located rotating disc between movable braking members, e.g. movable brake discs or brake pads with a common actuating member for the braking members in which the common actuating member acts on two levers carrying the braking members, e.g. tong-type brakes
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- F16D65/78—Features relating to cooling
- F16D65/84—Features relating to cooling for disc brakes
- F16D65/847—Features relating to cooling for disc brakes with open cooling system, e.g. cooled by air
Description
Die Erfindung betrifft eine luftgekühlte Scheibenbremse
gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Bei bekannten luftgekühlten Scheibenbremsen der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 aufgeführten Gattung
(US-PS 2198 027) werden zur Kühlung der Bremsscheibe große Luftmengen umgewälzt, um die
thermische Belastung der Bremse in zulässigen Grenzen zu halten und um minimale Abkühlungszeiten auch bei
schnellen Bremsfolgen zu gewährleisten. Um bei hohen Reisegeschwindigkeiten den Luftwiderstand zu verringern,
ist für die zentralen Luftzuführungskanäle ein Verschluß vorgesehen, der beim Betätigen der Bremse
zwangsläufig geöffnet wird, so daß ein großer Mengenstrom an Kühlluft zur Bremsscheibe gelangen
kann. In der Bremsscheibe sind Lufteinlaßöffnungen vorgesehen, denen auf der Zuströmseite der Luft eine
mit öffnungen versehene Platte zugeordnet ist, die im Winkel so verstellbar ist, daß in der einen Stellung die
öffnungen in der Bremsscheibe verschlossen und in der
anderen Stellung mit den öffnungen in der Platte fluchten, so daß die Kühlluft zuströmen kann. Dieser
Verschluß rotiert zusammen mit der Bremsscheibe und wird beim Anlegen der Bremsen durch einen zusätzlichen
Bremsschuh gegenüber der Bremsscheibe verzögert, um so die erforderliche Verdrehung der Platte in
die Öffnungsstellung zu bewirken. Nach dem Bremsen hebt der Bremsschuh wieder ab, so daß sich die Platte
unter dem Einfluß von Rückstellfedern in die Schließlage bewegen kann.
Der Nachteil dieser bekannten Scheibenbremse besteht darin, daß sie zum Klemmen und zu erhöhtem
Verschleiß neigt, da beim Bremsen zusätzlich ein Reibschluß für die Betätigung der Verschlußeinrichtung
vorgesehen werden muß.
Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe besteht darin, die luftgekühlte Scheibenbremse gemäß
dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 so auszubilden,
s daß bei einfacher Montage ein hermetischer Abschluß des zentralen Ansaugraums, insbesondere gegenüber
einem Ansaugen von Schmutz und dergleichen durch die Achslager des Rades, verhindert wird.
to chen des Patentanspruchs 1 zusammengefaßt. Die
im Patentanspruch 1 beschriebenen luftgekühlten
hat den Vorteil, daß ein Verschmutzen der Achslager durch von der Kühlluft mitgeführte Teilchen wirksam
verhindert wird.
Anhand der Zeichnung wird die Erfindung beispielsweise näher erläutert Es zeigt
F i g. 1 eine Draufsicht auf eine Hälfte eines Drehgestells für einen Personen-Eisenbahnwagen;
F ä g. 2 eine fragmentarische Seitenansicht längs Linie
2-2der Fig. l;und
F i g. 3 ein fragmentarischer senkrechter Schnitt längs
F i g. 3 ein fragmentarischer senkrechter Schnitt längs
Das Drehgestell 10 hat ein Paar Seitenrahmen 11, von
denen nur einer in F i g. 1 veranschaulicht ist und die ihrerseits von einem Paar Rad-Achs-Einheiten 13
getragen werden. Jede dieser Einheiten umfaßt eine Achse 15 und ein Paar in seitlichem Abstand
voneinander angeordnete Räder 16.
Jedem Rad 16 der Achseinheit 13 ist eine ventilisierte Scheibenbremseneinheit 17 zugeordnet und letztere ist
fest an der Nabe des Rades 16 befestigt Am Seitenrahmen 11 des Drehgestells ist ein Ausleger 19
angebracht, der eine Bremszuammenbaueinheit 20
trägt Die Einheit 20 umfaßt Bremsbacken 21, 22, ein Paar Bremszangenhebel 23, 24 und einen Bremsbetätiger
25. Die Bremsbacken 21, 22 treten mit dem Scheibenzusammenbau 17 in Eingriff. Der Scheibenzusammenbau
umfaßt ein Paar ringförmige Scheiben, eine innere Scheibe 27 und eine äußere Scheibe 29, die im
Abstand voneinander durch eine Mehrzahl von sich zwischen ihnen erstreckenden Kühlflügeln 31 verbunden
sind. Die Flügel 31 sind flach und sind in Umfangsrichtung so im Abstand voneinander angeordnet,
daß sie eine Mehrzahl von Luftdurchlässen zwischen den Flügeln schaffen, durch die die Luft zum
Kühlen der Flügel und der Scheiben hindurchströmt Eine geflanschte Nabenplatte 33 ist an ihrem äußeren
Umfang mit der inneren Scheibe 27 verbunden und an ihrem inneren Umfang an der Nabe 35 des Rades 16
durch Bolzen 37 so befestigt, daß die Oberflächen der Scheiben 27,29 in sich rechtwinklig zur Drehachse der
Achse 15 erstreckenden Ebenen umlaufen. Die Nabenplatte verhindert, daß Luft von der Seite der Scheibe 27
eintritt und zwischen den Flügeln 31 und den Scheiben 27, 29 hindurchströmt Normalerweise ist die zur
Erzeugung eines Luftstromes durch die ventilierte Scheibeneinheit 17 erforderliche Energie bei niedrigen
Geschwindigkeiten verhältnismäßig unbedeutend, bei hohen Drehzahlen wird jedoch die für maximale
thermische Kapazität und minimale Abkühlgeschwindigkeiten bei den häufigsten Bremsanwendungskreis-
h5 laufen erforderliche Energie beachtlich.
Eine Luftströmungs-Steuereinrichtung 40 dient dazu, den zum Antrieb der ventilierten Scheibeneinheit 17
erforderlichen Energieaufwand, der bei verschiedenen
Geschwindigkeitsbereichen und Bremsanforderungen notwendig ist, zu beherrschen, Zu diesem Zweck sind
ein Paar Abschlußplatten 43, 45 konzentrisch zur äußeren ringförmigen Scheibe 29 vorgesehen. Platte 43
umfaßt eine Mehrzahl von im Umfangsrichtung im Abstand voneinander angeordnete Speichenlöcher 44,
und Platte 45 weist eine Mehrzahl von entsprechenden Löchern 46 auf. In einer Stellung der relativen Drehung
zwischen den Platten wird Luft daran gehindert, durch
die Löcher und durch die Bremsscheibeneinheit 17 zu strömen. Wenn die Platten jedoch relativ zueinander
verdreht werden, so können die Löcher 44 und 46 so ausgerichtet werden, daß sie der Luft gestatten, durch
sie hindurchzuströmen. Platte 45 steht in seitlichem Eingriff mit Platte 43 und ist ihr gegenüber verdrehbar
mittels einer geeigneten Zapfen- und Schlitzverbindung. Im vorliegenden Falle umfaßt Plane 45 in der Nähe
ihres Mittelpunktes eine Mehrzahl von in Umfangsrichtung im Abstand voneinander angeordneten gekrümmten
Schlitzen 41. Kopfbolzen 42 in gleicher Zahl erstrecken sich durch die Schlitze und werden in der
Plane 43 aufgenommen. Verschlußplatte 43 die auf der
Innenseite der Platte 45 angeordnet ist, umfißt eine
innere, mit ihrer Basis 49 an der Innenfläche der Platte 45 befestigte Lagerhülse 48 mit auswärts gerichteten
Flanschen 50 an ihrem inneren Ende. Lager 51 ermöglichen Drehung der äußeren Lagerhülse 53 relativ
zur inneren Lagerhülse 48. Die äußere Hülse weist einen nach außen gerichteten Flansch 54 auf, der an der Nabe
35 des Rades durch die schon erwähnten Bo'zen 37 befestigt ist Das äußere Ende der Hülse hat einen nach
innen gerichteten Flansch 55, der anschließend an die innere Fläche der inneren Verschlußplatte 43 endet.
Wie aus F i g. 2 ersichtlich, wird die innere Abschlußplatte
43 in stationärer oder nicht drehender Stellung in Bezug auf die Drehung des Rades 16, die Scheibeneinheit
17 und die äußere Abschlußplatte 45 gehalten. Drehung der Platte 43 wird verhindert durch eine
Schubstange 57, die an einem Ende mit einem an der Platte 43 angebrachten Schwenkbolzen befestigt ist.
Wie aus F i g. 2 ersichtlich, erstreckt sich der Schwenkbolzen durch eine öffnung 46 der Platte 45. Das andere
Ende der Stange 57 ist an einem zusätzlichen Ansatz 62 befestigt, der mit dem Bremszusammenbau 20 verbunden
ist Wenn die Verschlußplatten 43, 45 in luftblockierender Stellung zueinander stehen, so würde
die zur Rotation des Scheibenzusammenbaus 17 erforderliche Energie äquivalent seiner Masse als
einfaches Schwungrad sein. Dieser Zustand würde normalerweise während extrem hoher Geschwindigkeit
des Personen-Eisenbahnwagens oder der Maschine vorherrschen, um den Energieabfluß, der zur Rotation
der ventilierten Bremsscheibeneinheit notwendig ist, zu verringern.
Um Luft zum Innern der Bremsscheibeneinheit 17 zuzulassen, ist eine Betätigungsvorrichtung 59 vorgesehen,
um die äußere Abschlußplatte 45 relativ zur inneren Platte 43 mittels einer Schubstange 67 zu verdrehen.
Der Betätiger 59 umfaßt einen pneumatischen Zylinder 61, der mit einer Luftzuführung an einem Ende durch
Schlauch 63 versehen ist Zylinder 61 umfaßt ein zylindrisches Gehäuse 64 mit einem in ihm beweglichen
Kolben 65. Der Kolben ist mit einem Ende der Stoß- und Zugstange 67 verbunden. Das andere Ende der Stoß-
und Zugstange ist in geeigneter Weise nach innen versetzt und mit einem Ansatzzapfen 69 versehen,
welch letzterer an dem äußeren Umfangsteil der Platte 45 befestigt ist Bei Bremsbetätigung durch die den
Personenwagen bedienende Person werden die Bremsbacken 21, 22 in Reibungseingriff mit den Scheibenflächen
27, 29 der ventilierten Bremsscheibeneinheit 17 bewegt Gleichzeitig wird der Betätiger 59 aktiviert und
bewegt Kolben 65 und Stange 67 nach rechts. Diese
seine öffnungen 46 sich mit den ö^nungen 44 der
stationären Verschlußplatte 43 ausrichten und Kühlluft zur Bremseinheit zulassen.
die Dauer der Luftströmung durch die Scheibeneir.heit
17 während der Beschleunigung oder des Laufes nach Bremsanwendung für ein Anhalten oder eine Geschwindigkeitsverringerung.
Im vorliegenden Falle ist eine pneumatisch betätigte Ventileinrichtung 72 veranschaulicht
die in die Schlauchleitung 63 eingefrigt und an der Oberseite des schon erwähnten zusätzlichen, von dem
Ansatzzusammenbau 19 getragenen Ansatzes 62 befestigt ist Die Ventileinrichtung 72 bekannter Konstruktion
ermöglicht Zurückhaltung der drehbaren Platte in einer Offenstellung für eine vorbestimmte Zeitdauer.
Die Offenstellung der Platte 45 ist erforderlich, um Luftströmung durch die Platten 43,45 zu gestatten und
um dadurch der Scheibeneinheit 17 zu ermöglichen, die Hitze schnell abzuleiten, die während der Anwendung
der Bremsen erzeugt wurde. Die erwähnten Zeitverzögerungs-Lösungseinrichtungen
72 erzeugen somit eine;- maximalen Bremsanwendungskreislauf und verhindern
unerträgliches Anhäufen von Bremsscheibentemperaturen, wenn häufige Bremsanwendungen erfor-
■*5 derlichsind.
Die Einlaßöffnungen 46, 44 können in Größe und Gestalt in Abhängigkeit von dem Achsdurchmesser und
den zugehörigen Elementen verändert werden. Wenn somit mehr Einlaßfläche erforderlich ist, so können die
Platten 43, 45 konisch oder trommeiförmig gestaltet sein. Dies würde, im Vergleich mit den dargestellten
ebenen Platten 43, 45 eine größere Luftströmung ermöglichen.
Claims (3)
1. Luftgekühlte Scheibenbremse, insbesondere Personen-Eisenbahnwagen, mit einer radiale Luftkanäle
zwischen den Bremsflächen und einem zentralen Lufteinlaß aufweisenden Bremsscheibe und mit
einem im Lufteinlaß angeordneten, durch eine Betätigungsvorrichtung zu öffnenden und zu schließenden
Verschluß, dadurch gekennzeichnet, daß bei einer Anordnung mit feststehendem
Verschluß (43, 45) und um den Verschluß (43, 45) umlaufender Bremsscheibe (17) eine den radial
innerhalb der Bremsscheibe (17) liegenden Raum auf der dem Rad (16) zugewandten Seite abschließendem
Tragplatte (33) für die Bremsscheibe (17) vorgesehen ist, während der der vom Rad abgewandten Seite
des zentralen Innenraums der Bremsscheibe (17) zugeordnete Verschluß (43,45) an einem zentral zur
Bremsscheibe (17) angeordneten Zylinder (48) befestigt ist, der innerhalb einer radfesten Bremsscheibenhälse
(53) gelagert (51) ist.
2. Scheibenbremse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Bremsscheibenhülse (53)
und die Tragplatte (33) gemeinsam am Rad (16) befestigt (37) sind.
3. Scheibenbremse nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Zylinder (48) hohl
ist, auf der einen Stirnseite gegenüber der Achse (15) offen ist und auf der anderen Stirnseite einen Boden
(49) aufweist, an dem der Verschluß (44, 45) festgelegt ist
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