DE1830445U

DE1830445U - EXTERNAL BRAKE DISC.

Info

Publication number: DE1830445U
Application number: DE1961K0037568
Authority: DE
Original assignee: Krauss Maffei AG
Current assignee: Mannesmann Demag Krauss Maffei GmbH
Priority date: 1961-02-28
Filing date: 1961-02-28
Publication date: 1961-05-04

Description

Bremsscheibe der Außenbauart Die Erfindung bezieht sich auf eine Bremsscheibe der Außenbauart zum Aufziehen auf eine Achswelle, bestehend aus Nabe, Trag-und Stützrippen sowie zwei Bremsscheibenringen.Exterior Type Brake Disc The invention relates to a brake disc the external design for mounting on an axle shaft, consisting of a hub, bearing and supporting ribs as well as two brake disc rings.

Diese aus Stahlguß hergestellten und ein einziges Gußstück bildenden Bremsscheiben werden auf einem Bund der Radsatzwelle aufgezogen bzw. aufgepreßt, so daß ohne besondere Verbindung durch Keile, Paßfedern od. dgl. eine feste Haftung auf der Achswelle und damit eine einwandfreie Übertragung des Bremsdrehmomentes erreicht wird.These are made of cast steel and form a single casting Brake discs are pulled or pressed onto a collar of the wheelset shaft, so that without a special connection by wedges, parallel keys or the like, a firm adhesion on the axle shaft and thus a perfect transmission of the braking torque is achieved.

Diese Bremsscheiben sind jedoch wegen der hohen Ausschußgefahr bei Stahlguß und wegen der schwierigen Herstellung verhältnismäßig teuer. Außerdem kann bei Stahlguß eine bestimmte Wandstärke ohne wesentliche Mehrkosten nicht überschritten werden, weshalb die Bremsscheiben aus Stahlguß relativ schwer sind.These brake disks are, however, because of the high risk of rejects Cast steel and relatively expensive because of the difficult production. Also can In the case of cast steel, a certain wall thickness is not exceeded without significant additional costs are, which is why the brake discs made of cast steel are relatively heavy.

Diese Nachteile der bekannten, aus Stahlguß hergestellten Bremsscheiben könnten zwar dadurch vermieden werden, daß diese nicht aus Stahlguß, sondern aus Gußeisen (Grauguß) hergestellt werden. Wie Versuche mit solchen aus Gußeisen Vorstand : Dr. Ing. E. h. Oskar Stamm, Vorsitzer, Erich W. 0. Busse, Paul H. v. Mitterwallner. Vorsitzer des Aufsichtsrates : Dr. Ing. E. h. Franz Grabowski hergestellten einteiligen Bremsscheiben ergeben haben, läßt sich bei diesen allein durch Aufziehen auf der stählernen Achswelle kein fester Sitz erzielen, da sich zwischen Stahl und Gußeisen-in diesem Falle unerwünschte = gute Gleitverhältnisse ergeben, so daß das Bremsdrehmoment nicht einwandfrei übertragen werden kann. Eine zusätzliche Befestigung durch Keile, Paßfedern od. dgl. verbietet sich wegen der dadurch eintretenden Kerbwirkung, die ein Anreißen und damit ein Brechen sowohl der Bremsscheibe als auch der Achswelle zur Folge haben kann.These disadvantages of the known brake disks made from cast steel could be avoided by not making them from cast steel but from cast iron (gray cast iron). Like experiments with cast iron ones Board of Directors: Dr. Ing. E. h. Oskar Stamm, Chairman, Erich W. 0. Busse, Paul H. v. Mitterwallner. Chairman of the Supervisory Board: Dr. Ing. E. h. Franz Grabowski produced one-piece brake disks have shown, can not be achieved with these alone by pulling on the steel axle shaft, since between steel and cast iron - in this case undesirable = good sliding conditions result, so that the braking torque can not be transmitted properly. Additional fastening by means of wedges, parallel keys or the like is not possible because of the resulting notch effect, which can result in tearing and thus breaking of both the brake disc and the axle shaft.

Es sind daher auch schon mehrteilige Bremsscheiben bekannt geworden, deren aus Gußeisen bestehende, ein-oder mehrteiligen Bremsscheibenrinbe mit einem geschmiedeten oder aus Stahlguß bestehenden, auf der Achswelle aufgezogenen Tragkörper verschraubt sind. Diese Bremsscheiben erfordern eine genaue Bearbeitung ihrer Bremsscheibenringe, des Tragkörpers und der Verbindung-. elemente zwischen diesen sowie wegen der beim Bremsen auftretenden Wärmespannungen eine elastische Verbindung zwischen Tragkörper und Bremsscheibenringen. Die Herstellung ist daher teuer und die Ausschußgefahr groß.There are therefore already multi-part brake discs known, their one-part or multi-part brake disc ring consisting of cast iron with a forged or cast steel support body drawn onto the axle shaft are screwed. These brake discs require precise machining of their brake disc rings, of the support body and the connection. elements between these and because of the Braking occurring thermal stresses create an elastic connection between the support body and brake disc rings. Production is therefore expensive and there is a risk of rejects great.

Hier setzt die Erfindung ein, deren Aufgabe darin zu sehen ist, eine gußeiserne Bremsscheibe zu schaffen, die Vorstand : Dr. Ing. E. h. Oskar Stamm, Vorsitzer, Erich W. 0. Busse, Paul H. v. Mitterwallner. Vorsitzer'des Aufsichtsrates : Dr. Ing. E. h. Franz Grabowski nicht wesentlich mehr Herstellunbsaufwand als die einteilige Stahlgußbremsscheibe erfordert.This is where the invention comes in, the object of which is to create a cast iron brake disc that Board of Directors: Dr. Ing. E. h. Oskar Stamm, Chairman, Erich W. 0. Busse, Paul H. v. Mitterwallner. Chairman of the Supervisory Board: Dr. Ing. E. h. Franz Grabowski does not require significantly more manufacturing costs than the one-piece cast steel brake disc.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird vorgeschlagen, daß bei einer ganz aus Gußeisen bestehenden Bremsscheibe zwischen dem Innenmantel ihrer Nabe und dem Sitz der Achswelle eine hohlzylindrische, mit der Nabe metallisch verbundene Stahleinlage vorgesehen ist.To solve this problem it is proposed that with a completely off Cast iron brake disc between the inner shell of its hub and the seat the axle shaft has a hollow cylindrical steel insert that is metallically connected to the hub is provided.

Durch diese Maßnahme wird jedoch nicht nur die Erfindungsaufgabe in vorteilhafter Weise gelöst, sondern darüber hinaus auch eine erhöhte Standzeit der Bremsbeläge der Bremsbacken ermöglicht, da die aus Grauguß bestehenden Bremsscheibenringe den Bremsbelag nicht so stark angreifen, wie das bei stchlernen Bremsscheibenringen der Fall ist. Ferner sind die Kühlverhältnisse besser als bei mehrteiligen Bremsscheiben, da deren Verschraubungen den Luftdurchgang behindern, so daß die Bremsscheibe aus Gußeisen kleiner als eine gleich gute Kühlleistung aufweisende mehrteilige Bremsscheibe ausgeführt werden kann. In der Zeichnung sind mehrere Ausführungsbeispiele der Erfindung in einem Längsmittelschnitt schemetisch dar- gestellt. Es zeigt : Vorstand : Dr. Ie. E. h. Oskar Stamm, Vorsitzer, Erich W. O. Busse, Pau) H. v. Mitterwnllner. Vorsitzer des Aufsichtsrates : Dr. Ing. E. h. Franz Grabowski Abb. 1 eine Bremsscheibe der Außenbauart mit Rabe, Trag-und Stütz-bzw. Kühlrippen, zwei 3Bremsscheibenringen und einer mit der Nabe metallisch verbundenen Stahleinlage, Abb. 2 eine Bremsscheibe mit unmittelbar an die Nabe angegossenen Bremsscheibenringen und Abb. 3 eine Bremsscheibe nach Abb. 2, jedoch mit einer zwischen den Bremsscheibenringen angeordneten Stützscheibe.This measure, however, not only solves the task of the invention in an advantageous manner, but also enables an increased service life of the brake pads of the brake shoes, since the brake disc rings made of gray cast iron do not attack the brake lining as strongly as is the case with studded brake disc rings. Furthermore, the cooling conditions are better than with multi-part brake disks, since their screw connections obstruct the passage of air, so that the cast iron brake disk can be made smaller than a multi-part brake disk with equally good cooling performance. In the drawing are several embodiments of the Invention schematically shown in a longitudinal center section posed. It shows : Board of Directors: Dr. Ie. E. h. Oskar Stamm, Chairman, Erich WO Busse, Pau) H. v. Mitterwnllner. Chairman of the Supervisory Board: Dr. Ing. E. h. Franz Grabowski Fig. 1 a brake disc of the external type with raven, support and support or. Cooling ribs, two 3-brake disk rings and a steel insert that is metallically connected to the hub, Fig. 2 a brake disk with brake disk rings cast directly onto the hub and Fig. 3 a brake disk according to Fig. 2, but with a support disk arranged between the brake disk rings.

Die Bremsscheiben nach den Abb. 1 bis 3 bestehen im wesentlichen jeweils aus einer mit einer axialen Bohrung versehenen Nabe 1, den beiden von außen beaufschlagten Bremsscheibenringen 2 und den diese gegenseitig abstützenden Stütz-bzw. Kühlrippen 3 sowie einer zwischen dem Innenmantel der Nabe 1 und der Achswelle 4 vorgesehenen hohlzylindrischen Stahleinlage 5.The brake disks according to Figs. 1 to 3 are essentially each from a hub 1 provided with an axial bore, both of which acted upon from the outside Brake disk rings 2 and the mutually supporting support or. Cooling fins 3 and one provided between the inner surface of the hub 1 and the axle shaft 4 hollow cylindrical steel insert 5.

Bei dem AusfLhrungsbeispiel nach Abb. 1 ist die Nabe 1 mit radial nach außen verlaufenden und gleichmäßig über den Umfang verteilten Tragrippen 6 für die Bremsscheibenringe 2 versehen. Die Querschnittsdicke jedes Bremsscheibenringes 2 nimmt vorteilhaft vom Innenumfang zum äußeren Umfang zu, so daß der beim Bremsvorgang im gleichen Sinne ansteigenden Wärmeentwicklung Rechnung getragen wird und etwa ein Körper gleicher Wärmeauf- Vorstand : Dr. lang. E. h. Oskar Stamm, Vorsitzer, Erich W. O. Busse, Paul H. v. Mitterwallner. Vorsitzer des Aufsichtsrates : Dr. Ing. E. h. Franz Grabowski nahmefähigkeit entsteht. Die Bremsscheibenringe 2 können jedoch auch in bekannter Weise parallelwandig ausgeführt werden. Sämtliche Kanten und Übergänge von Tragrippen 6, Stützrippen 3 und Bremsscheibenringen 2, die von der zwischen den Tragrippen 6 im Bereich der Nabe 1 eintretenden und zwischen den Bremsscheibenringen 2 an dem Außenumfang der Bremsscheibe austretenden Kühlluft bestrichen werden, sind gut und mit größerem Radius abgerundet, um eine einwandfreie Luftführung zu erzielen und damit eine intensive Kühlung der Bremsscheibe zu gewährleisten.In the exemplary embodiment according to FIG. 1, the hub 1 is provided with support ribs 6 for the brake disk rings 2, which run radially outward and are evenly distributed over the circumference. The cross-sectional thickness of each brake disk ring 2 advantageously increases from the inner circumference to the outer circumference, so that the heat development, which increases in the same sense during the braking process, is taken into account is worn and a body of about the same amount of heat Board of Directors: Dr. long. E. h. Oskar Stamm, Chairman, Erich WO Busse, Paul H. v. Mitterwallner. Chairman of the Supervisory Board: Dr. Ing. E. h. Franz Grabowski acceptance capacity arises. The brake disc rings 2 can, however, also have parallel walls in a known manner. All edges and transitions of support ribs 6, support ribs 3 and brake disk rings 2, which are covered by the cooling air entering between the support ribs 6 in the area of the hub 1 and exiting between the brake disk rings 2 on the outer circumference of the brake disk, are well rounded and have a larger radius, in order to achieve perfect air flow and thus to ensure intensive cooling of the brake disc.

Zur Erzielung eines festen, das Bremsdrehmoment einwandfrei übertragenden Sitzes der Nabe 1 auf der Achswelle 4 bzw. einem auf dieser hierfür vorgesehenen Ringbund, ist gemäß der Erfindung bei der ganz aus Gußeisen, insbesondere mit perlitischem Gefüge oder Sphärogußeisen bestehenden Bremsscheibe zwischen dem Innenmantel ihrer Nabe 1 und dem Sitz der Achswelle 4 eine hohlzylindrische, mit der Nabe 1 metallisch verbundene Stahleinlage 5 vorgesehen.To achieve a firm, the braking torque perfectly transmitted Seat of the hub 1 on the axle shaft 4 or one provided on this for this purpose Ring collar, according to the invention, is made entirely of cast iron, in particular with pearlitic Structure or nodular cast iron existing brake disc between the inner jacket of their Hub 1 and the seat of the axle shaft 4 a hollow cylindrical, with the hub 1 metallic connected steel insert 5 is provided.

Diese Stahleinlage 5 kann aus einer in die Nabe 1 der aus Gußeisen bestehenden Bremsscheibe eingegossenen Stahlbüchse bestehen. Um eine feste Verbindung zwischen der Nabe 1 und der Stahlbüchse zu erreichen, können diese an ihren einander zuliegenden Fl.'chen, beispielsweise in Achsrichtung, mit keilwellenprofilartig ausgebildeten Vorstand : Dr. Ins, E. h. Oskar Stamm, Vorsitzer, Erich W. 0. Busse, Paul H. v. Mitterwallner, Vorsitzer des Aufsichtsrates : Dr. Ing. E. h. Franz Grabowski Halteelementen versehen sein, wodurch ein Lockerwerden bzw. Drehen der Stahlbüchse in der Nabe verhindert wird.This steel insert 5 can consist of a steel sleeve cast into the hub 1 of the brake disk made of cast iron. In order to achieve a firm connection between the hub 1 and the steel bushing, they can be designed with a spline-like profile on their mutually adjacent surfaces, for example in the axial direction Board of Directors: Dr. Ins, E. h. Oskar Stamm, Chairman, Erich W. 0. Busse, Paul H. v. Mitterwallner, Chairman of the Supervisory Board: Dr. Ing. E. h. Franz Grabowski Be provided holding elements, whereby a loosening or turning of the steel sleeve in the hub is prevented.

Notwendig ist hierbei jedoch, daß die Halteelemente gut abgerundet sind, um jegliche Kerbwirkung zu vermeiden.It is necessary here, however, that the holding elements are well rounded are to avoid any notch effect.

Das Eingießen der Stahlbüchse erfolgt beim Rohguß der Bremsscheibe, wobei die Stahlbüchse vorteilhaft entsprechend vorgewärmt wird.The steel bushing is poured in when the brake disc is not cast, wherein the steel sleeve is advantageously preheated accordingly.

Die Stahleinlage 5 kann auch aus einer auf den Innenmantel der Nabe 1 aufgespritzten Stahlschicht, vorzugweise aus Chrom-Nickel-Stahl, bestehen. Hierzu wird der Innenmantel der Nabe 1 mit in Achsrichtung verlaufenden, gut abgerundeten Riefen oder Wellen versehen, um eine gute metallische Verbindung zwischen der Nabe 1 und der aufgespritzten Schicht zu erzielen.The steel insert 5 can also consist of one on the inner jacket of the hub 1 sprayed-on steel layer, preferably made of chrome-nickel steel. For this the inner jacket of the hub 1 is well rounded off in the axial direction Grooves or waves provided to ensure a good metallic connection between the hub 1 and the sprayed-on layer.

Ferner kann als Stahleinlage 5 eine am Innenmantel der Nabe 1 in einem Verbundgußverfahren angegossene Stahlschicht vorgesehen sein oder die Stanischicht durch Auftragschweißen oder Schmelzschweißen auf den Innenmantel der Nabe aufgebracht werden. Das Aufspritzen bzw.Furthermore, a steel insert 5 on the inner jacket of the hub 1 in one Composite casting process cast steel layer or the stan layer can be provided applied to the inner jacket of the hub by surfacing or fusion welding will. The spraying or

Aufschweißen der Stahlschicht wird am rohen, erwärmten Gußstück vorgenommen. Die Fertigbearbeitung der Bohrung für den Preßsitz der Achswelle 4 erfolgt zugleich mit der Fertigbearbeitung der Bremsscheibe. Vorstand : Dr. Ing. E. h. Oskar Stamm, Vorsitzer, Erich W. O. Busse, Paul H. v. Mitterwallner. Vorsitzer des Aufsichtsrates : Dr. ins. E. h. Franz Grabowski Eine weitere Möglichkeit der metallischen Verbindung zwischen Nabe und Stahlbüchse besteht darin, die Stahlbüchse in die Nabe hart einzulöten. Zum Löten wird ein leicht fließendes Hartlot, vorzugsweise Silberlot, Manganlot oder Kupfer, verwendet. Beim Einlöten der Büchse ist es möglich, die Bremsscheibe fertig zu bearbeiten und lediglich die Innenbohrung der Büchse nach dem Einlöten, d. h. den Sitz auf der Achswelle, durch Überdachen zu bearbeiten.The steel layer is welded onto the raw, heated casting. The finishing of the bore for the press fit of the axle shaft 4 takes place at the same time as the finishing of the brake disc. Board of Directors: Dr. Ing. E. h. Oskar Stamm, Chairman, Erich WO Busse, Paul H. v. Mitterwallner. Chairman of the Supervisory Board: Dr. into the. E. h. Franz Grabowski Another possibility for the metallic connection between the hub and the steel sleeve is to solder the steel sleeve hard into the hub. An easily flowing hard solder, preferably silver solder, manganese solder or copper, is used for soldering. When soldering the bushing, it is possible to finish machining the brake disc and only to machine the inner bore of the bushing after soldering, ie the seat on the axle shaft, by roofing.

Um eine möglichst gleichmäßige Belastung der Habe zu gewärleisten, sind bei dem Ausführungsbeispiel nach Abb. 2 die Bremsscheibenringe 2 unmittelbar, also ohne Tragrippen an der Nabe 1 angegossen, so daß die Bremsscheibenringe 2 zur Verstärkung der Nabe 1 herangezogen werden.In order to ensure that the belongings are loaded as evenly as possible, are in the embodiment of Fig. 2, the brake disc rings 2 directly, So cast on the hub 1 without supporting ribs, so that the brake disc rings 2 for Reinforcement of the hub 1 can be used.

Diese Ausführung ist für gußeiserne Bremsscheiben emä der Erfindung besonders vorteilhaft, da zum Erzielen des hohen, zum Übertragen des Bremsmomentes notwendigen gleichmäßigen Flächendruckes der Nabe 1 auf der Achswelle 4, die durchgehenden Bremsscheibeninge 2 wesentlich mehr beitragen können, als dies bei einer mit Tragrippen versehenen Bremsscheibe der Fall ist. Zum Durchtritt der Kühlluft sind lediglich in den Bremsscheibenringen Aussparungen 7 runden oder elliptischen Querschnittes vorgesehen. Die zwischen den Bremsscheiben- ringen 2 angeordneten Stützrippen 3 dienen sowohl zur Vorstand, Dr, Ing, E. h. Oskar Stamm, Vorsitzer, Eridh W. 0. Busse, Paul H. v. Mitterwallner. Vorsitzer des Aufiidhtsrotes : Dr. Ing. E. h. Franz Grabowski Versteifung der Bremsscheibe als auch zur Verbesserung der Luftventilation und damit der Kühlung der Brems- scheibe. Die Stützrippen 3 körmen auc'i von r J''c 1 ausgehen, wodurch eine weitere Verstärkung der liebe 1 erzielt wird.This design is particularly advantageous for cast-iron brake disks according to the invention, since the continuous brake disk rings 2 can contribute significantly more to achieving the high, uniform surface pressure of the hub 1 on the axle shaft 4, which is necessary to transfer the braking torque, than with a brake disk provided with support ribs the case is. For the passage of the cooling air, recesses 7 of round or elliptical cross-section are only provided in the brake disk rings. The between the brake disc rings 2 arranged support ribs 3 are used both for Board of Directors, Dr, Ing, E. h. Oskar Stamm, Chairman, Eridh W. 0. Busse, Paul H. v. Mitterwallner. Chairman of the Aufiidhtsrotes: Dr. Ing. E. h. Franz Grabowski Stiffening of the brake disc as well as to improve the air ventilation and thus the cooling of the brake disc. The support ribs 3 also curve from r J''c 1 go out, whereby a further reinforcement of love 1 is achieved.

Das Ausführungsbeispiel gemäß Abb. 3 entspricht im wesentlichen dem Ausführungsbeispiel nach Abb. 2, jedoch ist hier zwischen den Bremsscheibenrin, en 2 mindestens eine zur weiteren Verstärkung der Nabe 1 dienende, von dieser ausgehende Stützscheibe 8 vorgesehen, die mit CD den Bremsscheibenringen 2 über KL-hl-und/oder Stützrippen 3 verbunden ist. Hierdurch ergibt sich eine be- sonders gute Festigkeit der Bremsscheibe in radialer Richtung zur Aufnahme des durch das Aufpressen oder Aufziehen auf die Achswelle 4 entstehenden Flchen- druckes. Vorttand t Dr. Ing. E. h. O kar Stamm, Vorsitzer, Erich W. 0. Busse, Paul H. v. Mitterwallner. Vorsitzer des Aufsichtsrates : Dr. lang. E. h. Franz Grabowski The exemplary embodiment according to FIG. 3 corresponds essentially to the exemplary embodiment according to FIG. 2, but here between the brake disk rings 2 there is at least one which serves to further strengthen the hub 1 this outgoing support disc 8 is provided with CD the brake disk rings 2 are connected via KL-HL and / or support ribs 3. This results in a especially good radial strength of the brake disc Direction for receiving the by pressing or Pulling on the axle shaft 4 resulting surface pressure. Professor t Dr. Ing. E. h. O kar Stamm, Chairman, Erich W. 0. Busse, Paul H. v. Mitterwallner. Chairman of the Supervisory Board: Dr. long. E. h. Franz Grabowski

Claims

Claims for protection 1. Brake disc of the external type for pulling on an axle shaft, consisting of a hub, bearing and support ribs and two brake disc rings, characterized in that with a brake disc made entirely of cast iron between the inner jacket of your hub (1) and the seat of the axle shaft (4) a hollow cylinder, with the hub (1) metallically connected steel insert (5) is provided.

2. Brake disc according to claim 1, characterized in that as a steel insert (5) a cast steel sleeve is provided on the inner jacket of the hub (1).

3. Brake disc according to claim 1, characterized in that as a steel insert (5) a steel layer sprayed onto the inner jacket of the hub (1) is provided is.

4. Brake disc according to claim 1, characterized in that the steel insert (5) is a steel layer cast on the inner surface of the hub (1) in the composite casting process is provided.

Board of Directors: Dr. Ins, E. h. Oskar Stamm, Chairman, Erich W. 0. Busse, Paul H. v. Mitterwallner. Chairman of the Supervisory Board: Dr. Ing. E. h. Franz Grabowski

5. Brake disc according to claim 1, characterized in that a steel layer welded onto the inner jacket of the hub (1) is provided as the steel insert (5).

6. Brake disc according to claim 1, characterized in that the steel insert (5) is provided in a steel bushing brazed into the hub (1). . Ljr, U, chen 1 and dadu3 », ch 7. Brake disc according to claims 1 and 2, characterized

characterized in that the steel bushing cast into the inner casing of the got (1) is provided with retaining elements engaging in the hub.

8. Brake disc according to claims 1, 3, 4 and 5, characterized in that that the inner jacket of the raven (1) has ribs or ribs running in the axial direction.

Milling is provided.

9. Brake disc according to claim 1, characterized in that the Brake disc rings (2) are cast directly onto the hub (1).

10. Brake disc according to claims 1 and 9, characterized in that between the Bremsscl: eibenringen (2) at least one of the hub (1) outgoing support disc (8) is provided, which with the brake disc ring gene (2) is connected via cooling and / or support ribs (3).

Board of Directors: Dr. Ing. E. h. Oskar Stamm, Chairman, Erich W. 0. Busse, Paul H. v. Mitterwaliner Chairman of the Supervisory Board: Dr. Ing. E. h. Franz Grabowski