DE4434268A1 - Innenbelüftete Wellenbremsscheibe - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine innenbelüftete Wellenbremsscheibe für Fahrzeuge, insbesondere Schienenfahrzeuge.

Innenbelüftete Bremsscheiben sind üblicherweise aus Gußlegierungen (GG, GGG, G-Al, GS) hergestellt, wobei für die Herstellung der inneren Hohlräume und Kanäle dem jeweiligen Gießverfahren angepaßte Kerne in der Gußform verwandt werden. Dementsprechend werden zur kostengünstigen Herstellung bevorzugt leicht gießbare Legierungen verwandt. Für hohe und höchste Beanspruchungen werden Bremsscheiben geschmiedet. Mit Schmieden lassen sich jedoch keine Hohlräume und Belüftungskanäle im Bremsscheibeninneren herstellen und somit keine innenbelüfteten Wellenbremsscheiben.

Aus der DE 41 14 112 A1 ist eine Bremsscheibe mit Nabe mit einem oder mehreren demontierbaren Bremsringen bekannt, bei der zwischen zwei Bremsringen zur Verbesserung der Wärmeableitung ein Ventilationseinsatz eingeklemmt ist. Durch diesen eingeklemmten Ventilationseinsatz kann allerdings nicht verhindert werden, daß die einzelnen Bremsringe sich aufgrund thermischer oder mechanischer Beanspruchung in axialer Richtung verformen. Es hat sich insbesondere gezeigt, daß die Reibringe sich am äußeren Umfang in axialer Richtung voneinander wegbewegen.

Ziel bzw. Aufgabe dieser Erfindung ist es, gattungsgemäße Bremsscheiben vorzuschlagen, die kostengünstig herzustellen sind und gegen eine axiale Verformung der Reibringe geschützt sind.

Die Lösung dieser Aufgabe ist im Kennzeichen des Anspruches 1 wiedergegeben. Die Unteransprüche 2 bis 8 enthalten sinnvolle Ausführungsformen dazu.

Es hat sich erfindungsgemäß als besonders sinnvoll und preisgünstig erwiesen, für eine innenbelüftete Wellenbremsscheibe die beiden Reibringe durch Schmieden oder als Schweißkonstruktion herzustellen, sie mit Abstand zueinander an der Nabe zu befestigen und die gegenüberliegenden Kühlrippen bzw. Reibringe derart fest miteinander zu verbinden, daß auch eine axiale Verformung der Reibringe verhindert wird.

Die Anordnung der Kühlrippen an den Reibringen und die verschiedenen Möglichkeiten zur festen Verbindung der Kühlrippen miteinander ist in den Unteransprüchen angegeben. Es können dabei an dem Reibring einseitig Kühlrippen befestigt sein, wobei Reibring plus Kühlrippen als Ganzes durch Schmieden hergestellt werden können. Zwei derartige vorzugsweise baugleiche Reibringe mit Kühlrippen werden in der sogenannten "Rücken an Rücken"-Anordnung zusammengefügt, wobei zwischen den Reibringen dann wie bei einer gegossenen Scheibe Kühlluftkanäle entstehen.

Die Verbindung zweier Reibringe kann bevorzugt durch Materialschluß (Löten, Schweißen, Kleben) aber auch durch Formschluß mit Riegeln, Ringen oder auch durch Verschrauben hergestellt werden. Es können sowohl die Kühlrippen zweier Reibringe an ihren Stirnseiten als auch die Reibringe mit zwischengesetzten Stegen und/oder Rippen verbunden werden. Bei versetzter Anordnung wie in Anspruch 4 beschrieben, können die Kühlrippen auch mit ihren Stirnseiten an der Rückseite des gegenüberliegenden Reibringes befestigt werden.

Die erfindungsgemäß geschmiedeten Bremsscheiben- oder Reibringhälften und/oder Reibringsegmente besitzen gegenüber gegossenen Bremsscheiben aus GG und GGG eine sehr hohe Beanspruchbarkeit und günstige Herstellkosten, die insbesondere bei hohen Stückzahlen sich ergeben. Außerdem können auch Legierungen bzw. Materialgemische Anwendung finden, die nur pulvermetallurgisch, aber nicht schmelzmetallurgisch herstellbar sind.

Die Erfindung wird anhand der beigefügten Fig. 1 bis 4 beispielsweise näher erläutert.

Fig. 1a und 1b zeigen als Ausschnitt die Ansicht eines Reibringes 1 mit darauf angeordneten Kühlrippen 2;

Fig. 2 zeigt einen Schnitt nach der Linie A-A von Fig. 1a;

Fig. 3 zeigt einen Schnitt nach der Linie B-B von Fig. 1a.

Die Fig. 4a bis 4h zeigen schematisch verschiedene Ausführungsformen für die Kühlrippen 2a bis 2j.

Die Reibringe 1 besitzen am Umfang verteilt angeordnete Befestigungsansätze 6, mit denen sie in der Weise an der Nabe befestigt werden, daß Dehnschrauben oder ähnliche Elemente Bohrungen 7 durchgreifen. Zwischen den einzelnen Befestigungsansätzen 6 bilden sich zwischen dem inneren Durchmesser der Reibringe und dem äußeren Durchmesser der Nabe Durchtrittsöffnungen 8 für die Kühlluft. Die Kühlrippen (2, 2a-j) sind in den Figuren näher dargestellt, wobei sie von den Reibringen 1 aus sich zur Mitte zwischen zwei Reibringen hin konisch verjüngen.

Die Verbindung der beiden Reibringe 1 mit den daran angeordneten Kühlrippen 2 kann in verschiedener Weise erfolgen.

Nach Fig. 4a sind die Kühlrippen 2a an ihrer Stirnseite mit einer Schweißnaht 3 verbunden.

Bei Fig. 4b sind die Kühlrippen 2b in Umfangsrichtung zueinander versetzt angeordnet und reichen mit ihrer Stirnseite bis an die Rückseite des Reibringes 1, wo sie mit der Schweißnaht 4 mit dieser verbunden sind.

Nach Fig. 4c sind die Kühlrippen 2c ebenfalls versetzt angeordnet und die Stirnflächen sind mit Abstand zu der Rückseite des Reibringes 1 angeordnet. Eine Verbindung der beiden Elemente geschieht über die Verbindungselemente 9, die aus einem kreisbogenförmigen Spannring oder Riegel oder auch aus einfachen Schraubverbindungen bestehen können.

In Fig. 4d sind zwischen den beiden Reibringen getrennt hergestellte Kühlrippen 2d angeordnet, die an ihren beiden Stirnflächen mit den Schweißnähten 5 die Verbindung zu den Reibringen 1 herstellen.

Fig. 4e zeigt die Verbindung der beiden Reibringe 1 zwischen den Kühlrippen 2e mittels Reibschweißen, wobei zum Erzeugen einer ebenen Reibfläche ein Zwischenring 10 verwendet wird.

In den Fig. 4f und 4g sind schließlich Verbindungen nach Art eines Bajonettverschlusses dargestellt, wobei jeweils bestimmte Ansätze 11a, 11b an den Kühlrippen 2f, 2j mit entsprechenden Aussparungen 12a, 12b zusammenwirken. Diese Ansätze bzw. Aussparungen können die Form eines Trapezes, Schwalbenschwanzes oder eines Hammerkopfes haben. Nach axialer Zusammenführung der beiden Reibringe 1 werden diese um einen gewissen Winkel gegeneinander verdreht, so daß die Ansätze 11a, 11b in die Aussparungen 12a, 12b hineingedreht werden. Damit besteht eine feste Verbindung der beiden Reibringe und es wird eine axiale Verformung der Reibflächen (Welligkeit oder Schirmung) auf einfache Weise verhindert.

Die Fig. 4g und 4h zeigen schließlich noch die Kombination von am äußeren Umfang radial und/oder tangential ausgerichteten Kühlrippen 2i, 2j mit am inneren Umfang angeordneten tangential sich erstreckenden Kühlrippen 2g, 2h, die jeweils in Umfangsrichtung abwechselnd zum linken und rechten Reibring 1 gehören.

Bezugszeichenliste

1 Reibring
2, 2a-2j Kühlrippen
3, 4, 5 Schweißnähte/Lötstelle
6 Befestigungsansatz zur Befestigung an der Nabe
7 Bohrung für die Befestigung von 1 an der (nicht dargestellten) Nabe
8 Durchtrittsöffnung für Kühlluft
9 Spannring oder Riegel als Verbindungselement
10 Zwischenring
11a, 11b Ansätze
12a, 12b Aussparungen.

Claims (8)

1. Innenbelüftete Wellenbremsscheibe für Fahrzeuge, insbesondere Schienenfahrzeuge mit folgenden Merkmalen:
die beiden Reibringe (1) sind

• a) mit der Nabe lösbar verbunden,
• b) getrennt, vorzugsweise durch Schmieden oder als Schweißkonstruktion hergestellt,
• c) besitzen an der der Reibfläche abgekehrten Seite am Umfang verteilt, vorzugsweise radial angeordnete, Kühlrippen (2), die
• d) mit den gegenüberliegenden Reibringen (1) und/oder Kühlrippen (2) derart fest verbunden sind, daß eine axiale Verformung der Reibringe (1) verhindert wird.

2. Innenbelüftete Wellenbremsscheibe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kühlrippen (2) in der Mitte zwischen den beiden Reibringen, vorzugsweise an ihren Stirnflächen material- und/oder formschlüssig miteinander zusammengefügt sind.

3. Innenbelüftete Wellenbremsscheibe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kühlrippen (2c) zweier zugeordneter Reibringe (1) in Umfangsrichtung versetzt angeordnet sind.

4. Innenbelüftete Wellenbremsscheibe nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Kühlrippen (2c) über die Abstandsmitte zwischen den beiden Reibringen (1) hinausragen.

5. Innenbelüftete Wellenbremsscheibe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Reibringen (1) Kühlrippen (2d) angeordnet sind, die vorzugsweise durch Schweiß- oder Lötnähte (5), mit den Reibringen (1) verbunden sind.

6. Innenbelüftete Wellenbremsscheibe nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Reibringe (1) und/oder die Kühlrippen (2/2c) über Verbindungselemente (9) miteinander verbunden sind.

7. Innenbelüftete Wellenbremsscheibe nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Reibringe (1) und/oder die Kühlrippen (2/2e), eventuell unter Zwischenlage eines Zwischenrings (10), durch Reibschweißen miteinander verbunden sind.

8. Innenbelüftete Wellenbremsscheibe nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die gegenüberliegenden Reibringe (1) und/oder Kühlrippen (2f, 2j) einerseits trapez-, schwalben- oder hammerkopfförmige Aussparungen (12a, 12b) und andererseits entsprechende Ansätze (11a, 11b) besitzen, so daß die Kühlrippen (2f, 2j) und/oder Reibringe (1) nach Art eines Bajonettverschlusses durch Verdrehung gegeneinander zusammengefügt werden.