DE2819832A1 - Bremsscheibenanordnung fuer fahrzeug- scheibenbremsen - Google Patents

Bremsscheibenanordnung fuer fahrzeug- scheibenbremsen

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Description

DR. ING. F. WUESTHOFF 8OOU ΜΠΝΟΠΕΝ 9Ο
DR.E. ν. PECIIMANN scjiweigehsthasse
TKLIEPOX (089)
DR. ING. D. BEHRENS
DIPI,. ING. R. GOETZ ^ T~" 5 2* °7°
f§19832
PATENTANWÄLTE photkotpatent mükohex
1A-50 857
Patentanmeldung
Anmelderin: Girling Limited, Kings Road, Tyseley,
Birmingham 11, West Midlands, England
Titel: Bremsscheibenanordnung für Fahrzeug-
S ehe ib enb remsen
809846/08S3
DR. ING. F. WTJESTHOFF SOGO MÜNCHEN 90 DR.E. ν. PECHMANN .SCIIWEIGEHSTIiASSE 2
TKLKiON ( 089 ) CG 20 51
DR. ING. D. BEHRENS ^. DIPL. ING. It. GOETZ J tklex 5 24 070
06 20 51
TELEGIiAMSlE :
PATENTANWÄLTE ρποτεοτρατκκτ μΟκοπβη
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Bremssoheibenanordnung für Fahrzeug-Scheibenbremsen
BESGHREIBUIiQ
Die Erfindung bezieht sich auf eine Bremsscheibenanordnung für Fahrzeugscheibenbremsen, bei der an einem drehbaren Bauteil, z.B. einem Laufrad eines Schienenfahrzeugs, auf einer Seite oder an beiden voneinander abgewandten Seiten jeweils ein Bremsring mit Hilfe von Schrauben oder anderen Befestigungseinrichtungen befestigt ist, die mit einem Spielraum durch Öffnungen des drehbaren Bauteils ragen und im wesentlichen nur auf Zug beansprucht werden, so daß das Bremsdrehmoment durch den Reibungsschluß zwischen dem bzw. jedem Bremsring und dem drehbaren Bauteil aufgenommen wird, und daß eine etwa auftretende Wärmedehnung durch eine Bewegung des bzw. jedes Bremsrings und der Schrauben gegenüber dem drehbaren Bauteil ermöglicht wird.
Eine solche Bremsseheibenanordnung ist in der GB-PS 1 I36 beschrieben, bei deren bevorzugter Ausführungsform der bzw. jeder Bremsring aus zwei oder mehr getrennten Segmenten besteht, wobei zwischen den einander zugewandten radialen Stirnflächen benachbarter Segmente jeweils ein Abstand vorhanden ist, so daß thermische Kräfte, Fliehkräfte oder Bremskräfte sowie Stöße von einem Segment auf ein anderes nur durch das drehbare Bauteil übertragen werden. In der Praxis muß außerdem
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jedes Segment örtlich mit dem drehbaren Bauteil verkeilt sein, um die BremsScheibenanordnung in einem unwuchtfreien Zustand zu halten. Bis jetzt verwendet man zu diesem Zweck zwei Paßstifte, deren Schäfte mit engem Sitz mit Öffnungen sowohl des Segments als auch des drehbaren Bauteils zusammenarbeiten, und die an durch einen Umfangsabstand und/oder einen radialen Abstand getrennten Punkten angeordnet sind. Die Paßstifte jedes Paars sind vorzugsweise durch einen Umfangsabstand getrennt zu beiden Seiten eines Durchmessers angeordnet, der bei jedem Segment durch einen Punkt verläuft, welcher etwa in der Mitte der in der Umfangsrichtung gemessenen Länge des Segments liegt, so daß das Segment unter dem Einfluß der Wärmedehnung und der Fliehkräfte dazu neigt, sich zu vergrößern und geradezurichten. Wenn die Wärmedehnung und die Fliehkräfte ein erhebliches Ausmaß erreichen, z.B. bei einer Erhitzung auf die hohen Temperaturen, die bei den hohen Drehzahlen der Räder von Schnellzügen auftreten, dehnt sich der zwischen den Paßstiften liegende Teil des Segments um einen solchen Betrag aus, daß auf die Paßstifte Scherkräfte wirken, durch welche die von dem Segment aufgenommenen Teile der Schäfte veranlassen, sich voneinander zu entfernen. Hierbei nehmen die Schäfte der Paßstifte eine bleibende abgestufte Form an. Infolge der hierbei auftretenden Biegespannungen kann eine solche Verformung der Paßstifte dazu führen, daß der mit Gewinde versehene freie Endabschnitt, der eine Mutter zum Verspannen des Segments mit dem drehbaren Bauteil trägt, von dem verformten Abschnitt abgeschert wird. Die beschriebene Verformung macht ein einfaches Auswechseln der Bremsringe unmöglich, denn die verformten Löcher des Segments, in welche die Paßstifte eingeführt werden, müssen ausgerieben werden, und es ist erforderlich, Paßstifte von größerem Durchmesser einzubauen.
Durch die Erfindung ist eine Bremsscheibenanordnung der genannten Art geschaffen worden, bei welcher der bzw. jeder Bremsring mindestens zwei Segmente aufweist, bei der zwischen
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einander zugewandten radial verlaufenden Enden benachbarter Segmente ein Abstand vorhanden ist, bei der die benachbarten Enden der Segmente durch schwenkbare Gestängeglieder miteinander verbunden sind, und bei der eine einzige Gelenkverbindung zwischen jedem Segment und dem drehbaren Bauteil vorhanden ist, die an einem Punkt angeordnet ist, welcher gegenüber einer Seite eines Radius der Bremsscheibe versetzt ist, welcher das Segment halbiert, wobei die Segmente, die Gestängeglieder und die Gelenkverbindungen so ausgebildet und angeordnet sind, daß sie die Bremsscheibenanordnung ohne Rücksicht auf Fliehkräfte, Stöße oder Wärmedehnungskräfte im Gleichgewicht halten.
Die Segmente, Gestängeglieder und Gelenkverbindungen sind vorzugsweise symmetrisch angeordnet.
Jedes Segment kann sich ungehindert radial und/oder in der Umfangsrichtung ausdehnen, ohne Scherkräfte auf die Gelenkverbindung aufzubringen, und jedem Bestreben eines Segments, eine Winkelbewegung um die zugehörige Gelenkverbindung auszuführen, wird durch das Gestängeglied ein Widerstand entgegengesetzt, das mit dem auf der entgegengesetzten Seite des genannten Radius liegenden Ende des Segments verbunden ist.
Die Gelenkverbindungen sind vorzugsweise an einander entsprechenden Enden der Segmente angeordnet, und die Gelenkverbindung für ein Segment ist an demjenigen Ende des Segments angeordnet, welches dem freien bzw. nicht schwenkbar gelagerten Ende des benachbarten Segments benachbart ist.
Somit ist es jedem Segment möglich, sich sowohl radial als auch in der Umfangsrichtung auszudehnen, doch wird die Ausdehnung an dem freien, nicht schwenkbar gelagerten Ende jedes Segments durch das diesem Ende zugeordnete Gestängeglied so eingeschränkt, daß die BremsScheibenanordnung im Gleichgewicht gehalten wird.
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Bei einer bevorzugten Ausführungsform besteht der bzw. jeder Bremsring aus zwei Segmenten.
Zu jeder Gelenkverbindung gehört zweckmäßig ein Paßstift oder eine Paßbuchse, deren Schaft mit engem Sitz mit dem Segment und dem drehbaren Bauteil zusammenarbeitet, und jedes Gestängeglied weist zwei durch einen Abstand getrennte, teilweise kreisrunde Ansätze auf, die in Aussparungen von dazu passender Form drehbar gelagert sind, mit denen die einander zugewandten Enden benachbarter Segmente versehen sind,
Bei einer Ausführungsform sind die Gestängeglieder hanteiförmig ausgebildet, und die beiden zugehörigen Aussparungen haben eine ähnliche Form, doch ist ein ausreichender Spielraum vorhanden, damit die Gestängeglieder und die Segmente begrenzte Winkelbewegungen ausführen können.
Wenn Bremsringe an beiden Flachseiten eines drehbaren Bauteils befestigt sind, sind die Segmente auf der einen Seite in Deckung mit den Segmenten auf der anderen Seite angeordnet, und jede Gelenkverbindung verbindet zwei in Deckung miteinander angeordnete Segmente mit dem drehbaren Bauteil. Zu den Gelenkverbindungen können Paßstifte gehören, die durch miteinander fluchtende Öffnungen beider Segmente und des drehbaren Bauteils ragen und mit engem Sitz in diese Öffnungen eingebaut sind.
Bei einer anderen Ausführungsform kann jeder Gelenkbolzen außerdem durch eine Öffnung des bzw. jedes zugehörigen Gestängeglieds ragen.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im folgenden anhand schematischer Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt:
Fig. 1 eine teilweise als Axialschnitt einer Bremsseheibenanordnung gezeichnete Draufsicht einer Scheibenbremse für ein Schienenfahrzeug;
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Fig. 2 eine Seitenansicht eines Bremsrings; Fig. 3 den vergrößerten Schnitt 3-3 in Fig. 2;
Fig. 4 den vergrößerten Schnitt 4-4 in Fig. 2 zur Darstellung einer Schraubenverbindung und einer Gelenkverbindung;
Fig. 5 eine vergrößerte Ansicht eines ein Gestängeglied aufnehmenden Ausschnitts eines Rings; und
Fig. 6 eine Seitenansicht eines Teils des Rings, aus der eine andere Ausbildungsform der Gelenkverbindung und des Gestängeglieds ersichtlich ist.
Zu der dargestellten Scheibenbremse gehören gemäß Fig. 1 eine Bremsseheibenanordnung 1, ein drehbares Bauteil 2 in Form eines auf einer drehbaren Achse 3 befestigten Rades sowie zwei Bremsringe 4 und 5, die an den voneinander abgewandten Flachseiten eines zentralen Stegs 6 des Rades befestigt sind.
Auf einem ortsfesten Teil 8, das dem Rad 2 benachbart ist, ist eine Bremsbetätigungseinrichtung 7 der Sattelbauart angeordnet, die dazu dient, einander gegenüberliegende Bremsklötze 9 und 10 an die Außenflächen der Bremsringe 4 und 5 anzupressen.
Zu jedem Bremsring gehören gemäß Fig. 2 zwei Segmente 11 und 12, zu deren Herstellung jeweils bei einem Ringteil ein sich längs eines Durchmessers erstreckender Abschnitt entfernt worden ist. Somit sind die beiden einander gegenüber angeordneten Segmente 11 und 12 an ihren benachbarten Enden jeweils durch einen Abstand getrennt.
Die den beiden Flachseiten des drehbaren Bauteils 2 zugeordneten Segmente sind jeweils in Deckung miteinander angeordnet, und alle vier Segmente 11 und 12 sind mit mehreren öffnungen
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13 versehen, die an ihren äußeren Enden angesenkt sind. Die Öffnungen 13 des Bremsrings 4 sind mit Gewinde versehen, um mit dem Gewinde von Kopfschrauben 14 zusammenarbeiten zu können, und auf die äußeren Enden der Kopfschrauben 14 sind Haltemuttern 15 aufgeschraubt.
Die Kopfschrauben 14 ragen gemäß Fig. 4 mit einem erheblichen Spielraum durch die Öffnungen 16 des drehbaren Bauteils 2 und die Öffnungen 13 des Bremsrings 5, und sie sind so fest angezogen, daß ein guter ReibungsSchluß zwischen den ebenen Innenflächen der Bremsringe 4, 5 und den zugehörigen Flächen des Stegs 6 gewährlei stet ist.
Ein einziger Paßstift 17, der eine Gelenkverbindung bildet, ragt gemäß Fig. 4 durch Öffnungen 18, die an ihren äußeren Enden angesenkt und jeweils einem Ende jedes Paars von in Deckung miteinander angeordneten Segmenten 11 und 12 benachbart sind, sowie durch eine Öffnung 19 des drehbaren Bauteils 6. Jeder Paßstift 17 arbeitet mit engem Sitz mit allen drei zugehörigen Öffnungen zusammen, und auf sein freies Ende ist eine Mutter 20 aufgeschraubt, um ihn in seiner Lage zu halten. Durch den Paßstift 17 wird der ReibungsSchluß zwischen den Bremsringen 4, 5 und dem drehbaren Bauteil 2 noch verstärkt.
Das nicht schwenkbar gelagerte freie Ende jedes Segments ist gemäß Fig. 2 mit dem benachbarten Segment des betreffenden Bremsrings an dem die Gelenkverbindung tragenden Ende durch ein schwenkbares Gestängeglied 21 verbunden. Die Gestängeglieder 21 sind hanteiförmig ausgebildet und werden von eine dazu im wesentlichen passende Uinrißform aufweisenden Aussparungen 22 der Bremsringe 4 und 5 aufgenommen, mit denen die Bremsringe gemäß Fig. 4 jeweils auf ihrer dem drehbaren Bauteil 6 zugewandten Seite versehen sind. Gemäß Fig. 6 weist jedes Gestängeglied 21 zwei teilweise kreisrunde Ansätze 23 auf, die durch einen Stegabschnitt 24 miteinander verbunden sind, und die Aussparungen 22 haben eine zu den Gestängegliedern passende
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Umrißform, wie es in Fig. 5 gezeigt ist, wo eine solche Aussparung bei einem vollständigen Ring dargestellt ist, der noch nicht in der beschriebenen Weise bearbeitet worden ist, um die beiden Segmente herzustellen.
Wird die beschriebene Bremse betätigt, können sich die Bremsringe 4 und 5 in radialer Richtung gegenüber dem drehbaren Bauteil 2 ausdehnen, ohne daß die Kopfschrauben 14 zur Anlage an den Rändern der Öffnungen 16 des drehbaren Bauteils kommen, und die Bremsdrehmomente werden nur durch den ReibungsSchluß zwischen den Bremsringen und dem drehbaren Bauteil übertragen.
Die Gelenkverbindungen 17 und die Gestängeglieder 21 halten die Bremsscheibenanordnung im Gleichgewicht, und sie ermöglichen eine Ausdehnung der Segmente in radialer Richtung und/oder in der Umfangsrichtung, wobei es die Paßstifte 17 den Segmenten ermöglichen, Schwenkbewegungen auszuführen und ihrem Bestreben, sich geradezurichten, zu folgen, doch wird diese Bewegung durch die Gestängeglieder 21 gehemmt.
Bei einer abgeänderten Ausführungsform können die Aussparungen jedes Bremsrings durch zwei runde Sackbohrungen gebildet sein, die sich tangential berühren, und die nach der Bearbeitung des Bremsrings zur Herstellung der beiden Segmente voneinander getrennt sind, um gesonderte, teilweise kreisrunde Aussparungen zum Aufnehmen der Ansätze der Gestängeglieder zu bilden. Hierdurch vereinfacht sich die Konstruktion, und im Vergleich zu der beschriebenen Konstruktion können kürzere Gestängeglieder verwendet werden.
Bei einer weiteren, in Fig. 6 dargestellten Abwandlung ist der Paßstift 17 so angeordnet, daß er auch durch eine Öffnung 25 eines der teilweise kreisrunden Ansätze 23 des Gestängegliedes 21 ragt.
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Claims (10)

  1. PATENTANSPRÜCHE
    1y Bremsscheibenanordnung für Fahrzeug-Scheibenbremsen, bei der an einer Fläche eines drehbaren Bauteils oder an zwei voneinander abgewandten Flächen des Bauteils jeweils ein Bremsring mit Hilfe von Befestigungseinrichtungen befestigt ist, die mit einem Spielraum durch zugehörige Öffnungen des drehbaren Bauteils ragen und im wesentlichen nur auf Zug beansprucht sind, bei der das Bremsdrehmoment durch den Reibungsschluß zwischen dem bzw. jedem Bremsring und dem drehbaren Bauteil übertragen wird, und bei der eine auf eine Wärmedehnung zurückzuführende Bewegung durch eine Bewegung des bzw. jedes Bremsrings und der Befestigungseinrichtungen gegenüber dem drehbaren Bauteil ermöglicht wird, dadurch gekennzeichnet , daß zu jedem Bremsring (4, 5) mindestens zwei Segmente (11, 12) gehören, daß zwischen einander zugewandten, radial verlaufenden Enden benachbarter Segmente jeweils ein Abstand vorhanden ist, daß einander benachbarte Segmente durch schwenkbare Gestängeglieder (21) miteinander verbunden sind, daß zwischen jedem Segment und dem drehbaren Bauteil (2) eine einzige Gelenkverbindung (17) vorhanden ist, die an einem Punkt angeordnet ist, welcher gegenüber einer Seite eines das Segment halbierenden Radius der Bremsscheibe versetzt ist, und daß die Segmente, die Gestängeglieder und die Gelenkverbindungen so ausgebildet und angeordnet sind, daß sie die Bremsscheibenanordnung ohne Rücksicht auf Fliehkräfte, Stöße oder Ausdehnungskräfte im Gleichgewicht halten.
  2. 2. Bremsscheibenanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Segmente (11, 12), die Gestängeglieder (21) und die Gelenkverbindungen (17) symmetrisch angeordnet sind.
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  3. 3. Brems s ehe ibenanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zu dem bzw. jedem Bremsring (4, 5) zwei Segmente (11, 12) gehören.
  4. 4. Bremsscheibenanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet,daß die Gelenkverbindungen (17) an einander entsprechenden Enden der Segmente (11, 12) angeordnet sind, und daß die Gelenkverbindung für ein Segment (11) an demjenigen Ende dieses Segments angeordnet ist, welches dem freien Ende des benachbarten Segments (12) benachbart ist.
  5. 5. Bremsscheibenanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß zu jeder Gelenkverbindung (17) ein Paßstift oder eine Buchse gehört, deren Schaft mit engem Sitz mit zugehörigen Öffnungen des Segments (11, 12) und des drehbaren Bauteils (6) zusammenarbeitet.
  6. 6. Bremsscheibenanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Gestängeglied (21) zwei durch einen Abstand getrennte, teilweise kreisrunde Ansätze (23) aufweist, die drehbar von dazu passend geformten Teilen von Aussparungen (22) der benachbarten Enden benachbarter Segmente (11, 12) aufgenommen sind.
  7. 7. Bremsscheibenanordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Gestängeglieder (21) hanteiförmig ausgebildet sind, daß die teilweise kreisrunden Ansätze (23) durch einen mit ihnen zusammenhängenden Steg (24) verbunden sind, und daß jedes Paar von Aussparungen (22) eine ähnliche Umrißform hat, jedoch gegenüber dem zugehörigen Gestängeglied einen solchen Spielraum bietet, daß begrenzte Winkelbewegungen der Gestängeglieder und der Segmente (11, 12) möglich sind.
  8. 8. Bremsscheibenanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß zwei an den voneinander abgewandten Flächen des drehbaren Bauteils (2) befestigte Bremsringe
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    (4, 5) vorhanden sind, daß die Segmente (11, 12) auf der einen Seite in Deckung mit den Segmenten auf der anderen Seite angeordnet sind, und daß die einzige vorhandene Gelenkverbindung (17) für ein Segment auch die einzige vorhandene Gelenkverbindung für das in Deckung damit angeordnete Segment auf der ent-gegengesetzten Seite bildet.
  9. 9. Bremsscheibenanordnung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß zu jeder Gelenkverbindung ein Paßstift (17) gehört, der durch miteinander fluchtende Öffnungen (18, 19) beider Segmente (11, 12) und des drehbaren Bauteils (2) ragt und mit engem Sitz mit diesen Öffnungen zusammenarbeüet, und daß auf das freie Ende des Paßstiftes eine Mutter (20) aufgeschraubt ist.
  10. 10. Bremsscheibenanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß jede Gelenkverbindung (17) durch eine Öffnung (25) des bzw. jedes zugehörigen Gestängegliedes (21) ragt.
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DE2819832A 1977-05-05 1978-05-05 Bremsscheibenanordnung für Fahrzeug- Scheibenbremsen Expired DE2819832C2 (de)

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