DE4018961A1

DE4018961A1 - Brake disc for railway vehicle - has parallel friction rings with studs between whose wt. can be reduced for simple balancing

Info

Publication number: DE4018961A1
Application number: DE19904018961
Authority: DE
Inventors: Hannes Dipl Ing Gebhardt; Mathias Schoerwerth
Original assignee: Knorr Bremse AG
Current assignee: Knorr Bremse AG
Priority date: 1990-06-13
Filing date: 1990-06-13
Publication date: 1991-12-19

Abstract

The brake disc consists of parallel friction rings (1) joined by studs (9) and attached to a hub (5) via carrier arms or similar. The studs (9) near the circumference of the rings are heavier than the radially inner stubs (7,11) and can be reduced in wt. in order to balance the brake disc. The wt. of the studs can be mechanically reduced either for individual or several studs. The outer studs (9) are pref. of rounded triangular cross-section with the apex pointing radially inwards. ADVANTAGE - Enables simple balancing without degrading optimal flow of cooling air between friction rings.

Description

Die Erfindung betrifft eine Bremsscheibe nach dem Gattungsbegriff des Patentanspruches 1.The invention relates to a brake disc according to the generic term of claim 1.

Bei in Bremsanlagen für Schienenfahrzeuge eingesetzten Bremsscheiben ist sowohl für die Möglichkeit eines Auswuchtens als auch für eine gute Durchkühlung der bei Abbremsung sich erwärmenden Reibringe Sorge zu tragen. Das bei Straßenfahrzeugen, aber auch bei Schienenfahrzeugen zum Auswuchten verwendete Verfahren des Anbringens von Zusatzgewichten führt im allgemeinen zu zufriedenstellenden Ergebnissen, was die Wuchtgenauigkeit betrifft; bei Schienenfahrzeugen sind jedoch Probleme der Montagemöglichkeit von Zusatzgewichten als auch Probleme einer hinderungsfreien Abströmung von Kühlluft zwischen den Reibringen einer Bremsscheibe zu gewärtigen. Die Montage von Zusatzgewichten kann mit einem beträchtlichen Arbeitsaufwand verbunden sein, gleichzeitig besteht das Problem, daß im Bereich des Außenumfanges der Reibringe einer Bremsscheibe ein zum Ableiten von Kühlungsluft dienender Freiraum zwischen den Verbindungsstegen unnötigerweise belegt ist.In brake discs used in brake systems for rail vehicles is for the possibility of balancing as well as for one good cooling of the friction rings that heat up when braking To take care. That with road vehicles, but also with Rail vehicle methods used for balancing Attaching additional weights generally leads to satisfactory results in terms of balancing accuracy; with rail vehicles, however, there are problems with the mounting option of additional weights as well as problems of an unobstructed Outflow of cooling air between the friction rings of a brake disc to expect. The installation of additional weights can be done with a considerable amount of work involved, at the same time the problem that one in the area of the outer circumference of the friction rings Brake disc is a free space for draining cooling air between the connecting bridges is unnecessarily occupied.

Davon ausgehend besteht die Aufgabe der Erfindung darin, eine Bremsscheibe der gattungsgemäßen Art so auszugestalten, daß das Auswuchten mit sehr einfachen Mitteln erfolgen kann, ohne daß die optimale Strömungsführung bzw. Durchwirbelung von Kühlluft im Bereich zwischen Innenumfang und Außenumfang der parallel zueinander sich erstreckenden Reibringe beeinträchtigt ist.Based on this, the object of the invention is a Brake disc of the generic type so that the Balancing can be done with very simple means, without the optimal flow or swirling of cooling air in the Area between the inner circumference and the outer circumference of parallel to each other extending friction rings is impaired.

Zur Lösung dieser Aufgabe dienen die Merkmale nach dem Kennzeichnungsteil des Patentanspruches 1.The features according to the Characterizing part of claim 1.

Die am Außenumfang bzw. knapp innerhalb des Außenumfanges befindlichen, unter Abstand zueinander angeordneten Stege von erhöhter Masse bieten die Möglichkeit des vereinfachten Auswuchtens und dienen gleichzeitg zum strömungsgünstigen Ableiten der zwischen den Reibringen radial austretenden Luft, welche zum Transport der Wärme der bei Abbremsung sich erhitzenden Reibringe vorgesehen ist. Trotz ihrer erhöhten Masse kann der Abstand der am äußeren Umfang befindlichen Stege zu den Stegen der nächstliegenden inneren Reihe von Stegen so bestimmt werden, daß der Austrittsquerschnitt zwischen den Reibringen hinsichtlich der Strömungsführung nicht beeinträchtigt ist. Das Auswuchten der Bremsscheibe kann durch einfaches mechanisches Abtragen eines oder mehrerer der Stege im Bereich des Außenumfanges erfolgen, wobei es keinerlei zusätzlicher Montagehilfe oder dergleichen bedarf, wie sie bei Zusatzgewichten üblich sind.The on the outer circumference or just inside the outer circumference webs located at a distance from one another increased mass offer the possibility of simplified balancing and at the same time serve for the flow-favorable derivation of the between the friction rings radially escaping air, which is used to transport the Heat of the friction rings heating up during braking is provided. Despite their increased mass, the distance can be at the outer circumference webs to the webs of the closest inner row of webs so that the outlet cross-section between the friction rings with regard to the flow guidance not is impaired. The brake disc can be balanced by simple mechanical removal of one or more of the webs in the Area of the outer circumference, with no additional Assembly aid or the like is required, as is the case with additional weights are common.

Im Rahmen des der Erfindung eigenen allgemeinen Gedankens ist das Prinzip der Zuordnung der Stege als auch der Ausgestaltung der Stege des radial äußersten Teilkreise auch bei Bremsscheiben anwendbar, welche nicht beidseitig mit Bremsbelägen beaufschlagbar sind, so z. B. bei einseitig beaufschlagten Bremsscheiben z. B. Radbremsscheiben, welche aus einem Reibring und einem einfachen Gegenring bestehen.In the context of the general idea inherent in the invention, this is Principle of the assignment of the webs as well as the design of the webs the radially outermost part circle can also be used for brake discs, which cannot be loaded with brake pads on both sides, so e.g. B. with one-sided brake discs z. B. Wheel brake discs, which consist of a friction ring and a simple one Mating ring exist.

Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen sind in weiteren Patentansprüchen aufgeführt.Advantageous refinements and developments are in others Claims listed.

Die Erfindung ist nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung erläutert. The invention is based on an embodiment explained with reference to the accompanying drawings.

Die Zeichnung zeigt in Teilseitenansicht eine Bremsscheibe für Schienenfahrzeuge, wobei die zwischen den parallel zueinander sich erstreckenden Reibringen befindlichen Stege als auch die zwischen den Reibringen sich erstreckenden Tragarme eines Sektors strichliniert wiedergegeben sind.The drawing shows a partial side view of a brake disc for Rail vehicles, the between which are parallel to each other extending friction rings located webs as well as between the friction rings extending support arms of a sector are shown in dashed lines.

In der Zeichnung ist in Teilseitenansicht eine Bremsscheibe für ein Schienenfahrzeug dargestellt; die Bremsscheibe ist beispielhaft als Wellenbremsscheibe ausgebildet, d. h. sie besteht aus zwei parallelen Reibringen 1, an welche zum Zwecke der Abbremsung in Bremsbelaghaltern (nicht dargestellt) geführte Bremsbeläge angepreßt werden. Die Reibringe 1 werden von Tragarmen 3 getragen, welche sich von der Nabe 5 der Bremsscheibe unter Winkelabstand zueinander radial nach außen gerichtet zwischen die Reibringe erstrecken und mit diesen verbunden sind. Anstelle der durch die Tragarme 3 gebildeten Verbindung zwischen Nabe und Reibringen können auch andere Anordnungen vorgesehen sein, so z. B. am Innenumfang eines der Reibringe radial nach innen stehende Ansätze, welche mit von der Nabe sich erstreckenden Ansätzen verschraubt sind.In the drawing, a brake disk for a rail vehicle is shown in partial side view; the brake disc is designed, for example, as a shaft brake disc, ie it consists of two parallel friction rings 1 , to which brake pads guided in brake pad holders (not shown) are pressed for the purpose of braking. The friction rings 1 are carried by support arms 3 , which extend from the hub 5 of the brake disk at an angular distance from one another in a radially outward direction between the friction rings and are connected to them. Instead of the connection formed by the support arms 3 between the hub and the friction rings, other arrangements can also be provided, for. B. on the inner circumference of one of the friction rings radially inward lugs, which are screwed with extensions extending from the hub.

Die beiden Reibringe 1 sind sowohl durch die Tragarme 3 als auch durch Stege 7, 9, 11 verbunden, welche sich zwischen den Reibringen erstrecken und unter Bildung von Ventilationskanälen und dgl. Lüftungsdurchlässen mit den Reibringen, d. h. jeweils mit der Innenseite derselben verbunden sind.The two friction rings 1 are connected both by the support arms 3 and by webs 7 , 9 , 11 , which extend between the friction rings and form ventilation channels and the like. Ventilation passages are connected to the friction rings, ie to the inside thereof.

Gemäß Darstellung sind die Stege auf Teilkreisen angeordnet, d. h. beim vorliegenden Ausführungsbeispiel sind die Stege auf 6 Teilkreisen befindlich zwischen den Reibringen 1 vorgesehen, wobei die Stege eines Teilkreise jeweils zu den Stegen des benachbarten inneren bzw. äußeren Teilkreises vorzugsweise gleichen Abstand besitzen; dies bedeutet, daß der Abstand der Teilkreise, radial von innen nach außen gerichtet, abnimmt. Der Abstand der Stege jeweils eines Teilkreises beträgt zwischen D×1,6 bis D×1,8, wobei D dem Stegdurchmesser entspricht. Der Stegdurchmesser D bestimmt sich nach der Dicke der Reibringe, d. h. die Stegdicke entspricht im wesentlichen der Reibringdicke. Dies gilt für die im dargestellten Ausführungsbeispiel auf den 2. bis 5. Teilkreisen liegenden Stege 7, welche als Rundstege ausgebildet sind. Die Versetzung der Stege eines Teilkreises zu den Stegen des nächstfolgenden Teilkreises ist so gewählt, daß in Radialrichtung keine Kanalbildung existiert, d. h. am Innenumfang der Reibringe zwischen diesen eintretende, zur Kühlung der Bremsscheibe dienende Luft wird im Bereich zwischen den Reibringen beim Passieren der Zwischenräume zwischen den Stegen intensiv verwirbelt, was zu einer sehr guten Wärmeübertragung vom Material der Reibringe auf die die Wärme transportierende Luft beiträgt.According to the illustration, the webs are arranged on partial circles, ie in the present exemplary embodiment the webs are provided on 6 partial circles between the friction rings 1 , the webs of one partial circle preferably being at the same distance from the webs of the adjacent inner or outer partial circle; this means that the distance between the pitch circles, directed radially from the inside to the outside, decreases. The distance between the webs in each case of a partial circle is between D × 1.6 to D × 1.8, where D corresponds to the web diameter. The web diameter D is determined by the thickness of the friction rings, ie the web thickness corresponds essentially to the friction ring thickness. This applies to the webs 7 lying in the exemplary embodiment shown on the 2nd to 5th sub-circles, which are designed as round webs. The offset of the webs of one pitch circle to the webs of the next pitch circle is chosen so that there is no channel formation in the radial direction, that is to say, air entering the friction rings between them, which serves to cool the brake disc, is in the area between the friction rings when passing the spaces between the The webs are swirled intensively, which contributes to very good heat transfer from the material of the friction rings to the heat-transporting air.

Gemäß Darstellung sind die Stege 11 des innersten Teilkreises und die Stege 9 des äußersten Teilkreises in einer vom runden Querschnitt abweichenden Formgebung ausgebildet. Die inneren Stege 11 sind in radialer Richtung länglich, vorzugsweise dreieckig mit abgerundeter Gestaltung des Außenumfanges ausgebildet, wobei der Scheitelpunkt der Stege 11 radial nach innen gerichtet ist. Die Stege 9 des äußersten Teilkreise sind mit entsprechender Orientierung der Dreiecksform, jedoch mit wesentlich größerer Querschnittsfläche, d. h. Masse versehen, wobei der Außemunfang der Stege 9 durch deren Dreiecksbasis gebildet ist. Es ist hierdurch eine flächige Gestalt der Stege 9 im Bereich des Außenumfangs parallel zum Außenumfang der Reibringe vorgesehen. Der Auslaßquerschnitt zwischen den einzelnen Stegen 9 entspricht wenigstens dem Einlaßquerschnitt zwischen den einzelnen Stegen 11, wodurch eine ausreichende Ableitung der zum Wärmetransport dienenden Luft gegeben ist.As shown, the webs 11 of the innermost pitch circle and the webs 9 of the outermost pitch circle are formed in a shape that deviates from the round cross section. The inner webs 11 are elongated in the radial direction, preferably triangular with a rounded design of the outer circumference, the apex of the webs 11 being directed radially inwards. The webs 9 of the outermost part circle are provided with a corresponding orientation of the triangular shape, but with a substantially larger cross-sectional area, ie mass, the outer periphery of the webs 9 being formed by their triangular base. As a result, a flat shape of the webs 9 is provided in the area of the outer circumference parallel to the outer circumference of the friction rings. The outlet cross section between the individual webs 9 corresponds at least to the inlet cross section between the individual webs 11 , as a result of which there is sufficient dissipation of the air used for heat transport.

Die gegenüber den Stegen 7 größere Masse aufweisenden Stege 9 am radial äußersten Teilkreis sind nicht nur zum Ableiten der Luftströmung als auch zum Verbinden der beiden Reibringe vorgesehen, gleichzeitig werden sie zum Auswuchten der Bremsscheibe herangezogen. Zum Auswuchten werden die Stege 9 nicht wie bei herkömmlichen Maßnahmen mit Zusatzgewichten versehen, sondern sie werden in ihrer Masse abgetragen. Dies geschieht durch herkömmliche mechanische Einwirkung z. B. durch Fräsen, Bohren etc. Hierdurch ist es ermöglicht, ein exaktes Auswuchten der Bremsscheibe herbeizuführen, ohne den Freiraum zwischen einander benachbarten Stegen durch Auswuchtgewichte sperren zu müssen. Vorzugweise werden die Stege 9 des äußersten Teilkreises mit erhöhter Masse als Auswuchtstege verwendet, da das Bearbeiten bzw. Abtragen der Masse dieser Stege am äußersten Teilkreis vereinfacht vorgenommen werden kann.The webs 9 , which have a larger mass than the webs 7 , on the radially outermost pitch circle are not only provided for diverting the air flow but also for connecting the two friction rings, at the same time they are used for balancing the brake disc. For balancing, the webs 9 are not provided with additional weights as in conventional measures, but their mass is removed. This is done by conventional mechanical action such. B. by milling, drilling, etc. This makes it possible to achieve an exact balancing of the brake disc without having to block the space between adjacent webs by balancing weights. The webs 9 of the outermost pitch circle with increased mass are preferably used as balancing webs, since the machining or removal of the mass of these webs can be carried out in a simplified manner on the outermost pitch circle.

Die Erfindung ist nicht auf die in der Zeichnung wiedergegebene Wellenbremsscheibe beschränkt, d. h. auch bei einseitig beaufschlagten Bremsscheiben in Form von Radbremsscheiben ist das Prinzip der Verwendung der zum Auswuchten dienenden Stege anwendbar; in gleicher Weise ist es auch bei Radbremsscheiben möglich, die besondere Konfiguration der auf den Teilkreisen angeordneten Stege 7, 9, 11 zur Anwendung zu bringen. In jedem Fall ist es in gleicher Weise wie bei den Wellenbremsscheiben ermöglicht, eine sehr gute Durchwirbelung der zur Kühlung dienenden Luft zwischen den Reibringen und dadurch einen sehr guten Wärmeübergang zu erreichen. Gleichzeitig ist es auch möglich, vorzugweise die auf dem letzten Teilkreis liegenden Stege bzw. Nocken als mechanisch abtragbare Auswuchtstege vorzusehen.The invention is not limited to the shaft brake disk shown in the drawing, ie the principle of the use of the webs used for balancing can also be used with brake disks in the form of wheel brake disks which are loaded on one side; in the same way, it is also possible with wheel brake disks to apply the special configuration of the webs 7 , 9 , 11 arranged on the pitch circles. In any case, it is possible in the same way as with the shaft brake discs to achieve a very good swirling of the air used for cooling between the friction rings and thus a very good heat transfer. At the same time, it is also possible to preferably provide the webs or cams lying on the last pitch circle as mechanically removable balancing webs.

BezugszeichenlisteReference symbol list

1 Reibring
3 Tragraum
5 Nabe
7 Steg
9 Steg
11 Steg 1 friction ring
3 wing
5 hub
7 bridge
9 bridge
11 bridge

Claims

1. Brake disc for rail vehicles, which is formed from parallel friction rings connected by webs, support arms or other fastening means connecting the friction rings to a hub, characterized in that the webs ( 9 , 1 ) provided between the friction rings ( 1 , 1 ) in the region of the outer circumference ) have increased mass compared to the radially inside webs ( 7 , 11 ) and their mass can be reduced for the purpose of balancing the brake disc.

2. Brake disc according to claim 1, characterized in that the mass of the webs ( 9 ), each individually or in groups, can be removed mechanically.

3. Brake disc according to claim 1, characterized in that the webs ( 9 ) and the radially inside between the friction rings extending and connected with these webs ( 7 , 11 ) are provided at a distance from each other part circles.

4. Brake disc according to claim 1 or 2, characterized in that the webs ( 9 ) preferably have a rounded triangular shape, the apex of the triangle being directed radially inwards in such a way that the flattened base is substantially parallel to the outer circumference of the friction rings ( 1 , 1 ) runs.

5. Brake disc according to one of the preceding claims, characterized in that the radial distance between the partial circles is chosen so that the webs ( 7 , 9 , 11 ) each have the same distance from the nearest web.

6. Brake disc according to one of the preceding claims, characterized characterized in that the webs of neighboring circles in Are arranged offset to one another in the circumferential direction, such that in radial direction of the friction rings an the intensive swirling of the Favorable occupancy with webs for cooling air is formed.

7. Brake disc according to one of the preceding claims, characterized in that the webs ( 11 ) of the innermost pitch circle in the region of the inner circumference of the friction rings ( 1 , 1 ) have a triangular shape, the apex of the triangular body being directed radially inwards in each case.

8. Brake disc according to one of the preceding claims, characterized in that the flow cross section between the webs used for balancing ( 9 ) on the outer circumference of the friction rings ( 1 , 1 ) is at least as large as the inflow cross section between the webs ( 11 ) on the inner circumference of the Friction rings.