DE19839504A1

DE19839504A1 - Luftgekühlte Bremsscheibe

Info

Publication number: DE19839504A1
Application number: DE1998139504
Authority: DE
Inventors: Walter Breinl
Original assignee: Siemens Krauss Maffei Lokomotiven GmbH
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1998-08-29
Filing date: 1998-08-29
Publication date: 2000-03-02

Abstract

Eine luftgekühlte Bremsscheibe, insbesondere für Schienenfahrzeuge, verfügt über Kühlkanäle sowie über Lufteintritts- und Luftaustrittsstellen. Beim Durchströmen der Luft durch die Kühlkanäle wird die beim Bremsen entstehende Wärme abgeführt. Die Erfindung zeichnet sich dadurch aus, daß Mittel zum Unterbinden der Luftzirkulation vorgesehen sind. Insbesondere sind Mittel zum Verschließen und zum Freigeben der Lufteintritts- und/oder der Luftaustrittsstellen vorgesehen. Die Belüftung findet nur statt, wenn eine Kühlung der Bremsscheiben erforderlich ist. Dadurch wird die Verlustleistung im Vergleich zu ständig durchströmten Bremsscheiben erheblich reduziert.

Description

Die Erfindung betrifft eine luftgekühlte Bremsscheibe, insbesondere für Schienenfahrzeuge, mit Kühlkanälen sowie mit Lufteintritts- und mit Luftaustrittsstellen.

In der Eisenbahntechnik, aber auch bei Personen- und Lastkraftwagen werden Scheibenbremsen eingesetzt, bei denen die bei einem Bremsvorgang notwendige Wärmeabfuhr dadurch erzielt wird, daß diese Bremsscheiben über Kühlkanäle verfügen, durch die Luft hindurchströmen kann. Die Luft zirkulation erfolgt dabei ausgehend von innen angeordneten Luftein trittsstellen durch die Kühlkanäle zu den außen vorgesehenen Lichtaus trittsstellen. In der Eisenbahntechnik werden derartige Bremsscheiben üblicherweise auf der Laufachse, in einem Triebdrehgestell auf der Hohlwelle oder auf einer separaten Bremswelle oder an den Rädern montiert.

Aus dem Stand der Technik sind innenbelüftete Bremsscheiben bekannt, die über zwei Reibflächen verfügen, die mittels Radialschaufelrippen oder mittels Rundstegen auf Abstand gehalten werden, und wobei Luft zwischen der Nabe und der Bremsscheibe eintreten und zwischen den Schaufelrippen bzw. den Rundstegen radial nach außen strömen kann. Neiterhin sind Radbremsscheiben bekannt, die auf der Rückseite mit Kühlrippen versehen sind, die an dem Rad anstehen, sodaß zwischen der Scheibe und dem Rad Kühlkanäle gebildet werden, durch die die Luft zirkulieren kann. Auch hier erfolgt die Luftzirkulation in der Regel von innen nach außen.

Nachteilig an den bekannten Bremsscheiben ist, daß die Zirkulation der Luft ständig ansteht und mit einer beträchtlichen Verlustleistung verbunden ist, auch wenn die mit Rundstegen ausgestatteten Bremsscheiben bereits bei gleicher Kühlleistung die Verlustleistung erheblich redu zieren im Vergleich zu den Bremsscheiben mit Radialschaufelrippen.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine luftgekühlte Brems scheibe anzugeben, die gegenüber dem Stand der Technik bei gleicher Kühlleistung eine erheblich geringere Verlustleistung aufweist. Die Lö sung dieser Aufgabe erfolgt durch eine Bremsscheibe mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1. Vorteilhafte Ausgestaltungen finden sich in den Unteransprüchen 2 bis 8.

Der Hauptvorteil der Erfindung liegt darin, daß die Innenbelüftung nur stattfindet, wenn eine Kühlung der Bremsscheiben erforderlich ist. So lange kein Bremsvorgang stattfindet, ist die Luftzirkulation unter bunden, indem zum Beispiel die Lufteintrittsstellen und/oder die Luft austrittsstellen verschlossen sind und erst wenn eine Kühlung der Brems scheiben erforderlich ist, werden die Lufteintrittsstellen bzw. die Luftaustrittsstellen freigelegt und eine Luftzirkulation durch die Kühl kanäle kann stattfinden. Aufgrund der beim Bremsvorgang entstehenden Wärme wird die Lüfterleistung also letztendlich in Abhängigkeit der Tem peratur geregelt. Die Ausgestaltung gemäß den Unteransprüchen 4 und 5 hat den besonderen Vorteil, daß die erfindungsgemäßen Bremsscheiben auf einfache Weise herstellbar sind, insbesondere durch Umrüstung bereits vorhandener und an sich bekannter luftgekühlter Bremsscheiben.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels und unter Bezugnahme auf die Fig. 1 und 2 näher erläutert.

Eine Bremsscheibe 1 ist mittels einer Schraubverbindung 10 an einer Nabe 2 befestigt, die ihrerseits auf einer Welle 3 montiert ist. Über der Nabe 2 zugewandte Lufteintrittsstellen 4 und 5 zu beiden Seiten der Bremsscheibe 1 kann Luft in die Kühlkanäle 6 einströmen und die beim Bremsvorgang entstehende Wärme radial nach außen von der Welle 3 weg ab führen, wo die Luft über hier nicht dargestellte Luftaustrittsstellen die Kühlkanäle 6 und die Bremsscheibe 1 verläßt. Damit die Luft nicht ständig durch die Kühlkanäle 6 zirkuliert und damit Verlustleistung er zeugt wird, sind die Lufteintrittsstellen 4, 5 mit Blechen 7 abge deckt, die zwischen der Nabe 2 und der Bremsscheibe 1 auf Befestigungs elementen 8 bzw. 9 befestigt sind. Solange die Bremsscheibe kalt ist, sind die Lufteintrittsstellen 4, 5 an der Innenseite der Bremsscheibe 1 abgedeckt, sodaß die Kühlkanäle nicht mit Luft durchströmt werden und somit auch keine Verlustleistung stattfindet. Bei Erwärmung der Brems scheibe, z. B. während des Bremsvorganges, werden die Lufteintritts stellen 4, 5 und/oder die Luftaustrittsstellen freigegeben, sodaß Luft durch die Kühlkanäle 6 strömen und die Bremsscheibe kühlen kann. Das öffnen und Schließen der Lufteintritts- bzw. Luftaustrittsstellen kann auf unterschiedliche Art und Weise erfolgen. Beispielsweise können die Abdeckbleche aus Bimetall oder einem ähnlichen Mat rial bestehen, das sich bei Temperaturerhöhung verformt, sodaß die Lufteintrittsstellen 4, 5 und/oder die Luftaustrittsstellen freigegeben werden. Fig. 2 zeigt beispielhaft eine Anordnung von mehreren Abdeckblechen 7 aus Bimetall, die kreissegmentartig über den Umfang zwischen der Nabe 2 und der Brems scheibe 1 auf den Befestigungselementen 8 und 9 mittels ein oder mehre rer Schrauben 12 befestigt sind. Die Abdeckbleche 7 sind so über dem Um fang der Bremsscheibe verteilt, daß sich benachbarte Abdeckbleche an der Linie 11 berühren oder dort einen kleinen Spalt bilden. Bei Erwärmung der Bremsscheibe 1 biegen sich die Abdeckbleche 7 um die Befestigungs punkte 12 auf, so daß zwischen benachbarten Abdeckblechen je nach dem Grad des Aufbiegens mehr oder weniger große Spalte gebildet werden, durch die Luft in die Lufteintrittsstellen 4 und 5 und damit in die Kühlkanäle 6 eindringen kann. Die Abdeckbleche 7 können dabei auch so gestaltet sein, daß sich durch die Verformung gezielt gestaltete Spalte zwischen benachbarten Abdeckblechen bilden, um die Luft gezielt in den Kühlkanal 6 einzuleiten. Anstelle der Abdeckbleche aus Bimetall oder ei nem vergleichbaren Material können auch Klappen vorgesehen werden, die über einen Temperatursensor temperaturabhängig gesteuert und bewegt wer den. Während im dargestellten Beispiel zu beiden Seiten der Bremsscheibe 1 Abdeckbleche 7 vorgesehen sind, sind bei den Radbremsscheiben auf jeder Seite des Rades zwischen der Nabe und der jeweiligen Bremsscheibe derartige Abdeckbleche vorgesehen. Außer im Bereich der Eisenbahntechnik kann die erfindungsgemäße Bremsscheibe auch bei anderen Fahrzeugen oder zu anderen Verwendungszwecken eingesetzt werden.

Bezugszeichenliste

1

Bremsscheibe

2

Nabe

3

Welle

4

,

5

Lufteintrittsstellen

6

Kühlkanal

7

Abdeckbleche

8

,

9

Befestigungselemente

10

Schraubverbindung

1

/

2

11

Berührungslinie oder Spalt zwischen benachbarten Abdeckblechen

12

Schraubverbindungen von

7

zu

8

,

9

Claims

1. Luftgekühlte Bremsscheibe, insbesondere für Schienenfahrzeuge, mit Kühlkanälen sowie mit Lufteintritts- und mit Luftaustrittsstellen, dadurch gekennzeichnet, daß Mittel (7) zum Unterbinden der Luftzirku lation vorgesehen sind.

2. Luftgekühlte Bremsscheibe nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß Mittel zum Verschließen und zum freigeben der Luftein trittsstellen (4, 5) und/oder der Luftaustrittsstellen vorgesehen sind.

3. Bremsscheibe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Lufteintrittsstellen (4, 5) und/oder die Luftaustrittsstellen mit Blechen (7) aus Bimetall, einer Gedächtnislegierung o. dgl. abgedeckt sind.

4. Bremsscheibe nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Bleche (7) derart ausgestaltet sind, daß bei ihrer temperaturbedingten Verformung ein vorgebbarer Luftzuführkanal bzw. Luftabführkanal gebildet wird.

5. Bremsscheibe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Lufteintrittsstellen (4, 5) und/oder die Luftaustrittsstellen mit bewegbaren Klappen abgedeckt sind.

6. Bremsscheibe nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß ein oder mehrere Temperatursensoren vorgesehen sind und daß die Klappen tem peraturabhängig bewegbar sind.

7. Bremsscheibe nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekenn zeichnet, daß es sich um eine innenbelüftete Bremsscheibe (1) handelt, die über eine zentrische Ausnehmung zur Aufnahme einer Welle (3) verfügt und daß die Lufteintrittsstellen (4, 5) im Bereich der Ausnehmung um die se herum verteilt angeordnet sind.

8. Bremsscheibe nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekenn zeichnet, daß es sich um eine Radbremsscheibe handelt und die Kühlka näle zwischen Bremsscheibe und Rad verlaufen.