DE19527173A1 - Bremsscheibenanordnung - Google Patents
BremsscheibenanordnungInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Bremsscheibenanordnung für
umlaufende Körper, wie Räder oder Wellen, mit zwei axial
zusammengehaltenen ringförmigen Bremsscheiben, die jeweils
aus mindestens zwei Ringsegmenten bestehen und entweder an
ihrer radial inneren oder äußeren Seite Befestigungsmittel
aufweisen, mit denen sie am umlaufenden Körper drehfest
befestigbar sind, wobei die Bremsscheiben über dazwischen
angeordnete, axial wirkenden Distanzelemente gegeneinander
abgestützt sind.
Aus der gattungsgemäßen DE-OS 40 27 677 A1 ist eine
Bremsscheibenanordnung mit segmentierten Bremsscheiben für
ein Motorrad bekannt. Die Bremsscheiben sind durch vom
inneren Scheibenloch zum äußeren Umfang verlaufende Stege
zueinander beabstandet und miteinander verbunden. Die Stege
sind in Umfangsrichtung gebogen und weisen wechselweise
Aussparungen und Vorsprünge auf, wobei die Vorsprünge in
Öffnungen der Ringsegmente eingepreßt sind. Mehrere
benachbarte Stege werden über die Stoßfugen zwischen den
Segmenten geführt. Dadurch sind die Segmente ausreichend
positioniert und zuverlässig miteinander verbunden. Durch
die Stege wird eine geführte Belüftung gewährleistet.
Solche Bremsscheibenanordnungen sind insbesondere für eine
hohe Beanspruchung konzipiert, da über die Innenbelüftung
ein Großteil der dissipierten Wärme abgeführt werden kann.
Nachteilig an einer solchen Bremsscheibenanordnung ist, daß
zur sicheren axialen, radialen und tangentialen Verbindung
der Segmente untereinander eine Mehrzahl von Stegen
erforderlich ist, wodurch ein relativ hohes Gewicht in Kauf
genommen werden muß. Insbesondere bei Hochgeschwindigkeits-
Schienenfahrzeugen ist man jedoch bemüht, die zu
beschleunigende Masse gering zu halten. Des weiteren ist
die Montage insofern schwierig, als daß die Vorsprünge in
die Öffnungen der Ringsegmente eingepreßt werden müssen.
Zwar ist eine entsprechende Montage für solche
Bremsscheibenanordnungen bei Motorrädern mit relativ
kleinen Bremsscheiben handhabbar. Bei großen Bremsscheiben,
wie sie beispielsweise bei Schienenfahrzeugen verwendet
werden, sind solche Preßsitze in der Montage wenig
praktikabel.
Bei einer anderen, aus der US-PS 5 158 511 bekannten
Bremsscheibenanordnung für Schienenräder ist an jeder Seite
eines Radsteges eine Bremsscheibe angeordnet, wobei die
Bremsscheiben mit Durchgangsschrauben am Radsteg befestigt
und daran nahezu vollflächig axial abgestützt sind. Jede
Bremsscheibe ist in zwei Ringsegmente unterteilt. Die
Stoßkanten benachbarter Ringsegmente sind derart
profiliert, daß sie sich in montiertem Zustand
hintergreifen, so daß die an den Stoßfugen der Ringsegmente
tangential angreifenden Zentrifugalkräfte von den
Stoßkantenprofilen aufgenommen werden. Aufgrund der
Unterteilung der Bremsscheiben in Ringsegmente wird ein
Auswechseln der Bremsscheiben ohne Demontage des
Fahrzeugrads oder gar der Fahrzeugwelle ermöglicht. Für
Hochgeschwindigkeitsfahrzeuge ist diese
Bremsscheibenanordnung jedoch nicht geeignet, da eine
Innenbelüftung der Bremsscheiben nicht vorhanden ist. Somit
kann die dissipierte Wärmeenergie unter Umständen nicht
schnell genug abgeführt werden, so daß die Gefahr einer
Überhitzung der Bremsscheiben besteht.
Eine weitere Bremsscheibenanordnung ist aus der DE-OS
38 05 498 bekannt. Sie weist zu beiden Seiten des Radsteges
eines Fahrzeugrades einteilige Bremsscheiben auf, die mit
ihren Innenumfang über Schraubenbolzen an der Radnabe
befestigt sind. Am Außenumfang der beiden Bremsscheiben
sind radial auskragende Befestigungslaschen vorgesehen,
durch die sich Durchgangsschrauben erstrecken. Diese
Durchgangsschrauben durchsetzen Distanzbuchsen, die in
Bohrungen des Radsteges liegen und deren stirnseitige Enden
sich jeweils an einer zugewandten Auflagefläche der
Befestigungslaschen abstützen. Durch die am Außenumfang der
Bremsscheiben angeordneten Durchgangsschrauben und
Distanzelemente wird die Bremsscheibenanordnung axial
versteift, so daß eine gleichmäßige Belastung beider
Bremsscheiben durch die Bremsklötze gewährleistet ist.
Nachteilig ist, daß ein Austausch der einteiligen
Bremsscheiben ohne eine Demontage der Fahrzeugräder oder
gar der Fahrzeugwelle nicht möglich ist. Außerdem wird
durch die Befestigungslaschen die rotierende Masse erhöht.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die
gattungsgemäße Bremsscheibenanordnung derart zu verbessern
und auszugestalten, daß sie bei leichter Montage und
Demontage und vergleichsweise geringer Masse großen
mechanischen Belastungen gewachsen ist.
Diese Aufgabe wird mit der Bremsscheibenanordnung der
eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß die Stoßfugen
einer Bremsscheibe gegenüber den Stoßfugen der anderen
Bremsscheibe drehversetzt sind und daß die Ringsegmente
über an den Stoßfugen benachbarter Ringsegmente
ausgebildete, tangential formschlüssig wirkende
Verriegelungselemente miteinander verbunden sind.
Ebenso wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß die Stoßfugen
einer Bremsscheiben gegenüber den Stoßfugen der anderen
Bremsscheibe drehversetzt sind und paarweise
zusammenwirkende Distanzelemente in einer axialen und
radialen Ebene einander zugeordnete Stützflächen aufweisen,
die die Tangentialkräfte an den Stoßfugen aufnehmen.
Indem die Stoßfugen der einen Bremsscheibe zu denen der
anderen Bremsscheibe drehversetzt angeordnet sind, ist die
axiale Position zweier benachbarter Ringsegmente zueinander
über die Distanzelemente durch das Ringsegment der anderen
Bremsscheibe festgelegt ist. Eine axiale Bewegung von
benachbarten Ringsegmenten einer Bremsscheibe relativ
zueinander ist nicht möglich. Somit werden die
Bremsscheiben beim Bremsen gleichmäßig belastet, so daß ein
lokaler und damit vorzeitiger Verschleiß der Bremsscheiben
unterbunden wird. Die an den Stoßfugen tangential wirkenden
Zentrifugalkräfte werden durch die an den Stoßkanten
angeordneten Verriegelungselemente aufgenommen. Die
formschlüssige Verbindung, beispielsweise eine
Schwalbenschwanzverbindung, ist geeignet, selbst die hohen
Zentrifugalkräfte bei Bremsscheiben für
Hochgeschwindigkeitsfahrzeuge aufzunehmen. Dadurch ist die
Belastung der Distanzelemente in tagentialer Richtung
wesentlich reduziert, so daß sie entsprechend geringer
dimensioniert werden können. Dadurch ergibt sich ein
Gewichtsvorteil gegenüber anderen Bremsscheibenanordnungen.
Zusätzlich zu den Verriegelungselemente an den Stoßkanten
der Ringsegmente oder anstatt dieser Verriegelungselemente
können die tangentialen Kräfte an den Stoßfugen auch über
in einer Radialebene oder einer dazu geneigten Ebene
Stützflächen paarweise zusammenwirkender Distanzelemente
aufgenommen werden. Dadurch werden die tangentialen Kräfte
an der Stoßfuge einer Bremsscheibe auf das in diesem
Bereich nicht unterbrochene Ringsegment der anderen
Bremsscheibe übertragen, so daß die Ringsegmente an der
Stoßfuge zusammengehalten werden.
Nach einer besonderen Ausgestaltung sind die
Distanzelemente an den Rückseiten der Bremsscheiben
befestigt oder einstückig mit diesen verbunden. Indem
dadurch auf Durchgangsschrauben verzichtet werden kann,
wird weder die Wirkfläche der Bremsscheiben vermindert,
noch durch den Einsatz von Befestigungslaschen die
rotierende Masse der Bremsscheiben unnötig erhöht.
Nach einer weiteren Ausgestaltung stehen einander
zugeordnete Distanzelemente über Schiebe- oder
Steckmechanismen miteinander in Eingriff. Hierdurch wird
die Montage erheblich erleichtert, da ein aufwendigeres
Verschrauben entfällt.
Auf einfache Weise können die Distanzelemente aus den
Bremsscheiben auskragende Stifte umfassen, wobei paarweise
einander zugeordnete Stifte jeweils mit einer Paßhülse
kraftschlüssig verbunden werden.
In anderer Ausführung können die Distanzelemente über eine
Schnappverbindung miteinander verbunden sein. Durch ein
"Aufstecken" der einen Bremsscheibe auf die andere werden
die Bremsscheiben durch einfaches Zuschnappen der
Distanzelemente axial verriegelt.
Auf ähnliche Weise vorteilhaft können die Distanzelemente
als Klammern miteinander verbunden sein.
In einer weiteren Ausführungsform werden die
Distanzelemente über eine Feder-Nut-Verbindung mit in
Umfangsrichtung verlaufenden Schieberflächen verbunden. So
lassen sich die Bremsscheiben durch ein Verdrehen
zueinander ebenso einfach axial verriegeln.
Bei jeder dieser Ausführungsformen ist es zweckdienlich, die
Distanzelemente achsparallel anzuordnen.
Darüber hinaus ist es sinnvoll, die Stoßfugen zur
Radialebene geneigt anzuordnen. Dadurch wird erreicht, daß
sich die Ringsegmente einer Bremsscheibe in radial er
Richtung gegenseitig abstützen, so daß die an den Stoßfugen
ausgebildeten Verriegelungselemente entlastet werden.
Darüber hinaus wird ein sanfter Übergang für einen
Bremsklotz von einem Ringsegment auf das nächste
gewährleistet.
Schließlich können die Distanzelemente in vorteilhafter
Ausgestaltung mindestens teilweise Dehnkörper aufweisen
oder als Dehnkörper, insbesondere Dehnschrauben,
ausgebildet sein. Damit wird der Tatsache Rechnung
getragen, daß sich die einzelnen Bremsscheiben während des
Bremsvorganges durch das Erhitzen unterschiedlich stark
ausdehnen können.
Im folgenden wird die Erfindung anhand einer
Ausführungsbeispiele darstellenden Zeichnung näher
erläutert. Im einzelnen zeigen:
Fig. 1 eine aus zwei Ringsegmenten bestehende
Bremsscheibe vor dem Zusammenbau in
Vorderansicht,
Fig. 2 die Bremsscheibe gemäß Fig. 1 im Teilquerschnitt
nach der Linie I-I der Fig. 1,
Fig. 3 eine Bremsscheibenanordnung aus zwei
Bremsscheiben nach dem Zusammenbau in
Vorderansicht,
Fig. 4 die Bremsscheibenanordnung gemäß Fig. 3 in
Vorderansicht und im Teilquerschnitt,
Fig. 5 ein Ringsegment der Bremsscheibenanordnung gemäß
Fig. 3 in Ansicht der Innenseite,
Fig. 6 das Ringsegment der Fig. 5 in Seitenansicht,
Fig. 7 die Bremsscheibenanordnung gemäß Fig. 3 in
Vorderansicht und im Teilquerschnitt in einer zur
Fig. 4 abgewandelten Ausführung und
Fig. 8 die Bremsscheibenanordnung gemäß Fig. 5 in
Vorderansicht und im Teilquerschnitt in einer
weiteren zu den Fig. 4 bis 7 abgewandelten
Ausführung,
Fig. 9 eine Bremsscheibenanordnung in Vorderansicht in
einer weiteren zu den Fig. 4 bis 8 abgewandelten
Ausführung,
Fig. 10 eine Bremsscheibenanordnung in Vorderansicht in
einer weiteren zu den Fig. 4 bis 9 abgewandelten
Ausführung und
Fig. 11 eine Bremsscheibenanordnung aus zwei
Ringsegmenten nach dem Zusammenbau in einer zur
Fig. 3 anderen Ausführung.
Die in Fig. 1 und 2 dargestellte Bremsscheibe besteht aus
zwei gleich großen Ringsegmenten 1, 2. Am Rand 3 des
mittigen Scheibenloches befindet sich eine Vielzahl von
Befestigungsmitteln 4 in Form von Anschraublaschen. Mit
Schraubenbolzen lassen sich damit die Ringsegmente 1, 2 an
einem Rad oder einer Welle eines Schienenfahrzeuges
drehfest anschließen.
An den Stoßfugen 5, 6 der beiden Ringsegmente 1, 2 sind
formschlüssige Verriegelungselemente ausgebildet, die
jeweils aus einer Nut 7a, 8a und einer Feder 7b, 8b in
Schwalbenschwanzausführung besteht. Die Anlageflächen an
den Stoßfugen 5, 6 erstrecken sich achsparallel, so daß sich
die beiden Ringsegmente 1, 2 zur formschlüssigen Verbindung
ihrer Verriegelungselemente 7a, 7b, 8a, 8b axial
ineinanderschieben lassen.
Das Ausführungsbeispiel der Fig. 3 bis 6 zeigt eine
Bremsscheibenanordnung mit zwei aus Ringsegmenten 11, 12, 13
zusammengesetzte Bremsscheiben 9, 10. Die Stoßfugen 14 bis
17 der Ringsegmente 11, 12, 13 der Bremsscheiben 9, 10 sind
winkelversetzt zueinander angeordnet. An der Rückseite
jedes Ringsegmentes 11, 12, 13 sind Stifte 18, 19 angeformt,
auf der Paßhülsen 20 stecken. Die Stifte 18, 19 mit den
Paßhülsen 20 bilden für die beiden Bremsscheiben die
Distanzelemente. Die Distanzelemente bewirken bei sich
drehender Bremsscheibenanordnung eine Innenbelüftung der
Bremsscheibenanordnung. Bei der gemeinsamen Anwendung der
Distanzelemente und der Winkelversetzung der Stoßfugen 14-17
der beiden Bremsscheiben 9, 10 ergibt sich zusätzlich zu
der Lüftungsfunktion mittels der Distanzelemente eine
Entlastung der Verriegelung an den Stoßfugen, weil die
Stifte 18, 19 mit den Paßhülsen 20 auch Radialkräfte
aufnehmen. Dadurch werden die an den Bremsscheiben
wirksamen radialen Kräfte gegenseitig aufgefangen.
Beim Ausführungsbeispiel der Fig. 7 sind Paßhülsen 25
vorgesehen, die die beiden Bremsscheiben 21, 22 zusätzlich
axial formschlüssig verriegeln. Dafür weist jeder Stift
23, 24 einen Kopf 23a, 24a auf, hinter dem die Paßhülse 25
mit federnden Nasen 26, 27 einrastet.
Das Ausführungsbeispiel der Fig. 8 unterscheidet sich vom
Ausführungsbeispiel der Fig. 4 dadurch, daß statt
rückseitiger Stifte und Hülsen Ansätze 28, 29 vorgesehen
sind, die eine zur Scheibenebene parallele, tangential sich
erstreckende Feder-Nut-Verbindung 30, 31 aufweisen. Bei
diesem Ausführungsbeispiel erfolgt der Zusammenbau in der
Weise, daß zunächst aus den Ringsegmenten die Bremsscheiben
32, 33 zusammengesetzt werden. Anschließend erfolgt durch
Verdrehen der Bremsscheiben 32, 33 gegeneinander die
Verriegelung der Feder-Nut-Verbindung 30, 31.
Sowohl beim Ausführungsbeispiel der Fig. 7 als auch dem
Ausführungsbeispiel der Fig. 8 können die Stifte 23, 24 und
die Ansätze 28, 29 ein Dehnungselement haben. Statt der
beschriebenen Lösungen ist auch eine Dehnschraube
einsetzbar. In jedem Fall dienen diese axialen
Distanzelemente dazu, einem Verformen der Bremsscheiben
22, 23 unter Bremswärme entgegenzuwirken.
Das Ausführungsbeispiel der Fig. 9 und 10 unterscheidet
sich vom Ausführungsbeispiel der Fig. 4 dadurch, daß die
insbesondere an einer Stoßfuge paarweise zusammenwirkenden
rückseitigen Stifte 34, 35, 36, 37 Stützflächen 38, 39
aufweisen. Die Stützflächen 38, 39 liegen in einer
Radialebene oder einer dazu geneigten Ebene. Dabei sind die
Stifte 36, 37, der der Stoßfuge gegenüberliegenden
Bremsscheibe derart angeordnet, daß ihre Stützflächen 38, 39
den an den Stoßfugen angreifenden und durch die der
Stoßfuge benachbarten Stifte 34, 35 übertragenen
Tangentialkräften entgegen wirken. Dadurch werden die
Verriegelungselemente an den Stoßkanten der Ringsegmente
wesentlich entlastet. Je nach Auslegung der Stifte 34-37
können die Verriegelungselemente sogar entfallen.
Das Ausführungsbeispiel der Fig. 11 unterscheidet sich von
dem der Fig. 5 bis 8 in der Hinsicht, daß die Stoßfugen 14-17
nicht radial, sondern geneigt zur Radialebene verlaufen.
Es versteht sich, daß die formschlüssige Verbindung der
Ringsegmente 1, 2, 11, 12, 13 an den Stoßfugen 5, 6, 14-17,
aber auch die Feder-Nut-Verbindung 30, 31 der Ansätze 28, 29
vielfältig ausgebildet sein kann. Neben der
schwalbenschwanzförmigen Form läßt sich zum Beispiel auch
eine Hammerkopfform verwirklichen. Wichtig ist, daß in
jedem Fall Formschluß in tangentialer beziehungsweise
axialer Richtung wirksam ist, um die radialen
Zentrifugalkräfte beziehungsweise die axialen
Verformungskräfte aufnehmen zu können. Auch die
Stützflächen 38, 39 können anders gestaltet sein. So können
sie auch Profile aufweisen, durch die zusätzlich eine
axiale Abstützung der Bremsscheiben darüber erfolgt.
Wesentlich hierbei ist lediglich, daß die Stützflächen
mindestens einen Teil der an den Stoßfugen angreifenden
tangentialen Kräfte aufnehmen können. Ebenso ist es
möglich, mehrere der den Stoßfugen benachbarten oder alle
Distanzelemente mit entsprechenden Stützflächen zu
versehen.
Claims (11)
1. Bremsscheibenanordnung für umlaufende Körper, wie Räder
oder Wellen, mit zwei axial zusammengehaltenen ringförmigen
Bremsscheiben (9, 10, 21, 22), die jeweils aus mindestens zwei
Ringsegmenten (1, 2, 11, 12, 13) bestehen und entweder an ihrer
radial inneren oder äußeren Seite Befestigungsmittel (4)
aufweisen, mit denen sie am umlaufenden Körper drehfest
befestigbar sind, wobei die Bremsscheiben (9, 10, 21, 22) über
dazwischen angeordnete, axial wirkenden Distanzelemente
gegeneinander abgestützt sind,
dadurch gekennzeichnet, daß die
Stoßfugen (14, 15) einer Bremsscheibe (9) gegenüber den
Stoßfugen (16-17) der anderen Bremsscheibe (10)
drehversetzt sind und daß die Ringsegmente (1, 2, 11, 12, 13)
über an den Stoßfugen (5, 6 und 14-17) benachbarter
Ringsegmente (1, 2, 11, 12, 13) ausgebildete, tangential
formschlüssig wirkende Verriegelungselemente miteinander
verbunden sind.
2. Bremsscheibenanordnung nach dem Oberbegriff des
Anspruchs 1 oder nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß die
Stoßfugen (14, 15) einer Bremsscheibe (9) gegenüber den
Stoßfugen (16, 17) der anderen Bremsscheibe (10)
drehversetzt sind und daß paarweise zusammenwirkende
Distanzelemente (34, 35, 36, 37) in einer Radialebene oder
einer dazu geneigten Ebene einander zugeordnete
Stützflächen (38, 39) aufweisen, die die Tangentialkräfte an
den Stoßfugen aufnehmen.
3. Bremsscheibenanordnung nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, daß die
Distanzelemente an den Rückseiten der Bremsscheiben
(9, 10, 21, 22) befestigt oder einstückig damit verbunden
sind.
4. Bremsscheibenanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet, daß paarweise
einander zugeordnete Distanzelemente über Schiebe- oder
Steckmechanismen miteinander in Eingriff stehen.
5. Bremsscheibenanordnung nach Anspruch 4,
dadurch gekennzeichnet, daß die
Distanzelemente aus den Bremsscheiben auskragende Stifte
(18, 19) umfassen, wobei paarweise einander zugeordnete
Stifte (18, 19) mit einer Paßhülse (20) kraftschlüssig
verbunden werden.
6. Bremsscheibenanordnung nach Anspruch 4,
dadurch gekennzeichnet, daß die
Distanzelemente über eine Schnappverbindung (23-27)
miteinander verbunden sind.
7. Bremsscheibenanordnung nach Anspruch 4,
dadurch gekennzeichnet, daß die
Distanzelemente über Klammern miteinander verbunden sind.
8. Bremsscheibenanordnung nach Anspruch 4,
dadurch gekennzeichnet, daß die
Distanzelemente über eine Feder-Nut-Verbindung (30, 31) mit
in Umfangsrichtung verlaufenden Schieberflächen verbunden
sind.
9. Bremsscheibenanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 8,
dadurch gekennzeichnet, daß die
Distanzelemente achsparallel angeordnet sind.
10. Bremsscheibenanordnung nach Anspruch 1 bis 9,
dadurch gekennzeichnet, daß die
Stoßfugen (14-17) zur Radialebene geneigt angeordnet sind.
11. Bremsscheibenanordnung nach Anspruch 1 bis 10,
dadurch gekennzeichnet, daß die
Distanzelemente mindestens teilweise Dehnkörper aufweisen
oder als Dehnkörper, insbesondere Dehnschrauben,
ausgebildet sind.
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ID=6526651
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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DE19527173A Expired - Fee Related DE19527173C2 (de) | 1994-08-26 | 1995-07-25 | Bremsscheibenanordnung |
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