DE1725029B2 - Luftgekuehlte scheibenbremse - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Scheibenbremse gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs.

Bei bekannten luftgekühlten Scheibenbremsen der im Oberbegriff des Patentanspruchs aufgeführten Gattung (US-PS 2198027) werden zur Kühlung große Luftmengen umgewälzt, um eine maximale thermische Dauerkapazität und eine minimale Abkühlzeit für die schnellsten Betätigungsfolgen beim Bremsen zu erreichen. Um bei hoher Geschwindigkeit die durch die Kühlluftstromerzeugung verbrauchte Leistung zu verringern, sind die zentralen Luftansaugöffnungen durch einen Verschluß abschließbar. Bei jeder Betätigung der Bremse wird der Verschluß geöffnet. Bei der bekannten Ausführung besteht der Verschluß aus einer mit Öffnungen versehenen Platte, die konzentrisch die mit zentralen Lufteinlaßöffnungen versehene Bremsscheibe abdeckend relativ zur Bremsscheibe um einen bestimmten Winkel drehbar angeordnet ist. Diese Verschlußplatte rotiert zusammen mit der Bremsscheibe und wird beim Anliegen der Bremse durch einen zusätzlichen Bremsschuh gegenüber der Bremsscheibe verzögert, wobei sie um den vorgegebenen Winkel verdreht wird und den Lufteinlaß öffnet. Nach Beendigung des Bremsvorganges hebt der Bremsschuh für die Verschlußeinrichtung wieder ab, und die Verschlußplatte bewegt sich unter dem Einfluß von Rückführfedern in ihre sperrende Ausgangslagc. Da beim Bremsen zusätzlich ein Reibschluß für die Betätigung der Verschlußeinrichtung vorgesehen werden muß, neigt die Vorrichtung zum Klemmen und zu erhöhtem Verschleiß.

Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe besteht darin, die luftgekühlte Scheibenbremse gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs derart auszubilden, daß eine Verbesserung der Kühlwirkung trotz eines leicht anbringbaren und einfach zu betätigenden Verschlusses erreicht wird.

Diese Aufgabe wird bei der Scheibenbremse der im Oberbegriff des Patentanspruchs genannten Gattung durch die im Kennzeichen genannten Merk

male a und b gelöst.

Diis Merkmal b ist bei flüssigkeitsgekühlten Reibungsbremsen bereits bekannt (DT-AS 1 225 000). In dem Kühlkreislauf für die Bremse ist bei der bekannten Anordnung ein Ventil vorgesehen, das beim Bremsen eine Kurzschlußleitung schließt und somit den Kühlkreislauf über eine Leitung und die Bremse öffnet. Die Betätigungsvorrichtung für dieses Ventil hat einen druckmittelbeaufschlagten Zylinder mit einem darin verschiebbaren Kolben und einer daran befestigten Schubstange. In der Zuführungsleitung für das Druckmittel zum Zylinder ist ein das Abschließen des Druckmittels verzögerndes und somit den Kühlbetrieb verlängerndes Ventil eingesetzt.

Weiterhin sind solche Verzögerungseinrichtungen bei Ventilen in Druckmittelleitungen allgemein bekannt (DT-PS 597363).

Die erfindungsgemäße Scheibenbremse hat den Vorteil, daß neben einer komplizierten Konstruktion eines einfach zu betätigenden Verschlusses eine ausgezeichnete Kühlwirkung erreicht wird.

An Hand der Zeichnung wird die Erfindung beispielsweise näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 eine Draufsicht auf eine Hälfte eines Drehgestells für einen Personen-Eisenbahnwagen,

Fig. 2 eine fragmentarische Seitenansicht längs Linie 2-2 der Fig. 1, und

Fig. 3 eir; fragmentarischer senkrechter Schnitt längs Linie 3-3 der Fig. 2.

Das Drehgestell 10 hat ein Paar Seitenrahmen U, von denen nur einer in Fig. 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 i6 der Achseinheit 13 ist eine ventilierte 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 Bremszusammenbaueinheit

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 Bremsen-

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Wendungskreisläufen erforderliche Energie beachtlich.

Eine Luftströmungs-Steuereinrichtung 40 dient dazu, den zum Antrieb der ventilierten Scheibeneinheit 17 erforderlichen Energieaufwand, tier bei verschiedenen Geschwindigkeitsbereichcii und Bremsanforderungen notwendig ist, zu beherrschen. Zu diesem Zweck sind ein Paar Abschlußplattcn 43, 45 konzentrisch zur äußeren ringförmigen Sciieibe 29 vorgesehen. Platte 43 umfaßt eine Mehrzahl von in 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 Platte 45 in der Nähe ihres Mittelpunktes eine Mehrzahl von in Umfangsrichtung im Abstand voneinander angeordneten gekrümmten Schlitzen 41. Kopfbolzen 42 in gleicher Zahl erstrekken sich durch die Schlitze und werden in der Platte 43 aufgenommen. Verschlußplatte 43, die auf der Innenseite der Platte 45 angeordnet ist, umfaßt 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 Bolzen 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 Fig. 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 Fig. 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 Energicahfluß, 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 zui 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 Bewegung verursacht Drehung der Platte 45, so daß seine Öffnungen 46 sich mit den Öffnungen 44 der stationären Verschlußplatte 43 ausrichten und Kühlluft zur Bremseinheit zulassen.

Eine verzögernde Lösungsvorrichtung 71 verlängert die Dauer der Luftströmung durch die Scheibeneinheit 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 eingefügt 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 einen maximalen Bremsanwendungskreislauf und verhindern unerträgliches Anhäufen von Bremsscheibentemperaturen, wenn häufige Bremsanwendungen erforderlich sind.

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.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Luftgekühlte Scheibenbremse, insbesondere tür Personen-Eisenbahnwagen, mit einer radiale Luftkanäle zwischen den Bremsflächen und einen zentralen Lufteinlaß aufweisenden Bremsscheibe und mit einem im Lufteinlaß angeordneten, durch eine Betätigungsvorrichtung zu öffnenden und schließbaren Verschluß, dadurch gekennzeichnet, daß

   a) der Verschluß (43, 45) feststehend und die Bremsscheibe (17) um den Verschluß (43, 45) umlaufend angeordnet sind, und

   b) die Betätigungsvorrichtung einen druckmittelbeaufschlagten Zylinder (61) mit einem darin verschiebbaren Kolben (65) mit «iner darin befestigten Schubstange (67) aufweist, und in der Zuführungsleitung (63) für das Druckmitte! zum Zylinder (61) ein das Abfließen des Druckmittels verzögerndes, den Kühlbetrieb verlängerndes Ventil (72) eingesetzt ist.