DE1725029C3 - Luftgekühlte Scheibenbremse - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft jine Scheibenbremse gemäß dem Oberbegriff des Patentanspiuchs.

Bei bekannten luftgekühlten Scheibenbremsen der im Oberbegriff des Patentanspruchs aufgeführten Gattung (US-PS 2I9KU27) wi/den /ur Kühlung große Luftmengen tiingewjl/t, um eine maximale thermische Dauerkapazität und e';ie minimale Ahkühlzcit für die schnellsten Betätigungsfolgen heim Bremsen zu erreichen. Um bei hoher Geschwindigkeit die durch die Kühlluftslromer/eugung 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 Offnungen 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 zusatzlichen Bremsschuh gegenüber der Bremsscheibe verzögert, wobei sie um den vorgegebenen Winkel verdreht wird und ilen Lufteinlaß öffnet. Nach Beendigung des Brcmsvorgiinges 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 Vcrschlußeinrichtung vorgesehen werden muH, neigt die Vorrichtung zum Klemmen und zu erhöhtem Verschleiß.

Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe besieht diiriiii die luftgekühlte Scheibenbremse gemäß, dem Oberbegriff des Patentanspruchs derart auszubilden, daß eine Verbesserung der Kuhlwirkung 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.

Das Merkmal b ist bei flüssigkeitsgekühlten Reibungsbremsen bereits bekannt (DE-AS 1255 000). In dem Kühlkreislauf für die Bremse ist bei der bekann icn Anordnung ein Ventil vorgesehen, das beim Bremsen eine Kurzschluüleitung schließt und somit den Kühlkreislauf über eine Leitung und die Bremse öffnet. Die Betätigungsvorrichtung für dieses Ventil hat einen druckmitielbeaufschlagten 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 Druclunittelleitungen allgemein bekannt (DE-PS 597 363).

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 Irfiiidung 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 ein fragmentarischer senkrechter Schnitt längs Linie 3-3 der Fig. 2.

Das Drehgestell 10 hat ein Paar Seitenrahmen 11. von denen nur einer in Fig. I veranschaulicht ist und die ihrerseits von einem Paar Rad-Achs-Einheiten 13 gelragen weiden. Jede dieser Einheiten umfaßt eine Achse 15 und ein Paar in seitlichem Abstand vonein ander angeordnete Räder 16.

Jedem Rad 16 tier Aehscinheit 13 ist eine ventilierte Scheibenbremseneinheit 17 zugeordnet, und letztere ist fest an der Nahe des Rades 16 befestigt. Am Seitenrahmen 11 des Drehgestells ist ein Ausleger 19 angebracht, der eine Bremszusainmenhaueinheit 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 Schcihcnzusammcnhaii 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 Kühlflügcln 31 verbunden sind. Dio 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 Kiihlen der Flüge! 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 ilen Flügeln 31 und ilen Scheiben 27. 29 hir.durchströmt. 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 fiir maximale thermische Kapazität und minimale Abkühlgeschwindigkeiten bei den häufigsten Bremsan-

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wcndiingskreislüufen erforderliche Htergie beachtlich.

Eine Luftströmungs-Steuereinrichtung 40 dient dazu, den zum Antrieb der ventilierten Seheibeneinheit 17 erforderlichen Energieaufwand, der hei vers.chiedenen Geschwindigkeitshcreiehen und Brcmsanfordcrungen notwendig ist, zu beherrschen. Zu diesem Zweck sind ein Paar Abschlußplatten 43. 45 konzentrisch ;.tir äußeren ringförmigen Scheibe 29 vorgesehen. Piattc 43 umfaßt eine Mehrzahl von in « Umfangsrichtung im Abstand voneinander angeordnete Speieheniöcher 44. und Platte 45 weist eine Mehrzahl von entsprechenden Lochern 46 auf. In einer Stellung der relativen Drehung zwischen den Platten wird Luft daran gehindert, durch die Löcher und durch die BremsscheibcneinheU 17 zu strömen. Wenn die Platten jedoeh relativ zueinander verdreht werden, si> können die Löcher 44 und 46 so ausgerichtet werden. ikiLl sie der Luft gestallen, durch sie hindurchz.u-Nlrömcn. Platte 45 steht in seitlichem Eingriff mit Plane 43 und ist ihr gegenüber verdrehbar mittels einer geeigneten Zapfen- und Schlit/verbhidung. Im vorliegenden Falle umfallt Platte 45 in der Nahe ihres Mittelpunktes eine Mehrzahl von in Umfangsriehlung im Abstand voneinander angeordneten gekrümmten as Schlitzen 41. Kopfbolzen 42 in gleicher Zahl erstrekken sich durch die Schlitze und werden in der Platte 43 aufgenommen. Versehlußplatte 43, die auf der Innenseilc der Platte 45 angeordnet ist. umfaßt eine innere, mit ihrer Basis 49 an der Innenfläche der Platte 45 befestigte Lagerhülse 48 mit auswärts gerichteten !■'lauschen 50 an ihrem inneren Ende. Lager 51 er möglichen 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 inneie Fläche der inneren Vcrsehlußplaf ·.· 43 endet.

Wie aus Fig. 2 ersichtlich, wird die innere Abschlußplalte 43 in stationärer oder nicht drehender Stellung in bezug auf die Drehung des Rades 16. die Scheibencinheit 17 und die äußere Abschlußplattc 45 gehalten. Drehung der Piattc 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 Schwenkholzcn durch eine Öffnung 46 der Platte 45. Das andere Ende der S'.angc 57 ist an einem zusätzliehen Ansatz 62 befestigt, der mit dem Brcmszu.sammenbau 20 verbunden ist. Wenn die Verschlußplatten 43, 45 in luftblockbrender 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 Hncrgieablluß. der zur Rotation der ventilierten Breiiisscheibenetnheit notwendig ist, zu verringern.

LIm Luft zum Innern der Bremsschejheneinheil 17 zuzulassen, ist eine Betätigungsvorrichtung 59 vorgesehen, inn die äußere Ahschlußplalte 45 relativ zui inneren Platte 43 mittels einer Schuhslange 67 «1 ver drehen. Der Betätiger 59 umfaßt einen pneumatischen Zylinder 61, der mit einer Luftzuführung an cim.ni 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 Zugslange 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 be dienende Person werden die Bremsbacken Zl. 22 in Reibungseingriff mit den Scheihc'^<r!ächen 27. 29 der ventilierten Bremsseheiheneinheit 47 bewegt. Gleichzeitig wird der Betätiger 59 aktiviert und bewegt KnI ben 65 und Stange 67 nach rechts. Diese Bewegung verursacht Drehung der Platte 45. so daß sei.>e Öffnungen 46 sieh mit ilen Öffnungen 44 der stationären Verscnlußplatle 43 ausrichten und Kühlluft /ur Bremseinheit zulassen.

Eine verzögernde Losungsvorrichtung 71 verlängert die Dauer der Luftströmung durch die Scheibeneinheit 17 während der Beschleunigung oder des Laufes nach Bremsanweiulung für ein Anhalten oder eine Geschwindigkeitsverringerung. Im vorliegenden Falle ist eine pneumatisch betätigte Ventileiiirichtung 72 veranschaulicht, die in die Schlauchleitung 63 ein gefügt und an tier Oberseite lies schon erwähnten zusätzlichen, von dem Ansatzzusaminenhau 19 getragc neu Ansatzes 62 befestigt ist. Die Ventilcinrichtuiig 72 bekannter Konstruktion ermöglicht Zurückhaltung der drehbaren Platte in einer Offcnstclliing hit 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 Brenv-en erzeugt wurde. Die erwähnten Zeitverzögeru'igs-Lösungseinrichtungen 72 erzeugen somit einen maximalen Bremsanwendungskreislauf und verhindern unerträgliches Anhäufen von Bremsscheibentemperaturen, wenn häufige Bremsunwcndungcn erforderlieh sind.

Die Einlaßöffnungen 46, 44 können in Grotte und Gestalt in Abhängigkeit von dem Achsdurchmes.ier und den zugehörigen Elementen verändert werden. Wenn somit mehr Einlaßfläche erforderlich ist. m> können die Platten 43. 45 konisch oder trommelförmig gestaltet sein. Dies würde, im Vergleich mit den dargestellten ebenen Platten43,45 eine größere LuI I-strömung ermöglichen.

Hierzu I Blatt

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Luftgekühlte Scheibenbremse, insbesondere fiir Personen-Eisenbahnwagen, mit einer radiale Luftkanälc zwischen den Bremsflächen und einen zentralen Lufteiniaß aufweisenden Bremsscheibe und mit einem im Lufteinlaß angeordneten, durch eine Betätigungsvorrichtung zu öffnenden und schließbaren Verschluli, 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 druckmit-• telbeaufschlagten Zylinder (61) mit einem darin verschiebbaren Kolben (65) mit einer darin befestigten Schubstange (67) aufweist, und in der Zuführungsleitung (63) für das Druckmittel zum Zylinder (61) ein das Abfließen des Druckmittels verzögerndes, den Kühlbetrieb verlängerndes Ventil (72) eingesetzt ist.