DE69102340T2

DE69102340T2 - Räder mit eingebauten Bremsscheiben.

Info

Publication number: DE69102340T2
Application number: DE69102340T
Authority: DE
Inventors: John Adamson
Original assignee: Sab Wabco Holdings BV
Current assignee: Sab Wabco Holdings BV
Priority date: 1990-03-10
Filing date: 1991-03-04
Publication date: 1994-09-29
Anticipated expiration: 2011-03-05
Also published as: EP0453075B1; GB9005421D0; EP0453075A1; DE69102340D1; US5150774A

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Rad mit einer eingebauten Bremsscheibe.
Insbesondere bezieht sich die vorliegende Erfindung auf ein Rad, hauptsächlich zur Verwendung an Eisenbahnfahrzeugen, mit einer zentralen Nabe und einer äußeren Felge, die durch eine Radscheibe miteinander verbunden sind, wobei eine Bremsscheibe auf jeder Seite des Rades angeordnet ist. Jede Bremsscheibe ist von wenigstens zwei bogenförmigen Segmenten gebildet, die je an der Radscheibe befestigt sind.
Bestimmte bekannte Räder der vorstehend beschriebenen Ausführung weisen in Segmente unterteilte Bremsscheiben auf, die mit der Radscheibe des Rades lediglich durch Bolzen verbunden sind, die je zuerst eine Öffnung in einer Bremsscheibe und dann eine Öffnung in der Radscheibe durchdringen, wobei die Bolzen in komplementäre Gewindebohrungen in der anderen Bremsscheibe eingeschraubt sind oder eine Öffnung in der anderen Bremsscheibe durchdringen und in eine komplementäre Gewindemutter eingeschraubt sind. Die Bremsscheiben schließen somit die Radscheibe des Rades zwischen sich ein, und eine Ausdehnung der Bremsscheiben aufgrund der beim Bremsen erzeugten Wärme ist gewöhnlich dadurch möglich, daß die Bolzen in den Bohrungen in der Radscheibe und den Öffnungen in den Bremsscheiben beweglich sind. Bei einer Ausführung sind für jedes Segment der Bremsscheibe zwei Bolzen für Feinpassung vorgesehen, die sowohl in den Bohrungen in der Radscheibe als auch in den Öffnungen in den Bremsscheibensegmenten auf der entgegengesetzten Seite der Radscheibe Feinpassung haben. Diese für Feinpassung vorgesehenen Bolzen sind in bezug auf das Bremsscheibensegment symmetrisch, relativ eng beieinander bei genügendem Spiel in den Bohrungen und Öffnungen so angeordnet, daß wegen der Temperaturdifferenz Scheibe/Rad eine Ausdehnung zwischen den Bolzen auftreten kann. Jedoch wirken diese für Feinpassung vorgesehenen Bolzen zuverlässig Drehkräften in den Scheibensegmenten entgegen und halten im Hinblick auf die Auswuchtung unveränderte Stellungen aufrecht. Für die weitere Befestigung der Bremsscheibensegmente an der Radscheibe ist eine Anzahl Bolzen für weite Spielpassung, d.h. für weite Spielpassung in den Bohrungen in der Radscheibe und in den Öffnungen in den Bremssegmenten, vorgesehen. Die Köpfe und Muttern dieser mit weiter Spielpassung einzubauenden Bolzen halten die Scheibensegmente aufgrund der Reibung zwischen den ineinandergreifenden Flächen, wobei eine Ausdehnung der Segmente durch die Überwindung der Reibungshaftung der Bolzenköpfe und -muttern ermöglicht wird, bei der sich die Bolzen in den Öffnungen/Bohrungen bewegen. Jedoch erleiden die für weite Spielpassung vorgesehenen Bolzen Biegeermüdungsbruch infolge der unterschiedlichen Scheibenbewegung sowohl in radialer als auch in tangentialer Richtung zwischen den Scheiben auf den entgegengesetzten Radscheibenseiten. Es erscheint, als ob ein kleines Spiel zwischen den mit Feinpassung montierten Bolzen und den Bohrungen in der Radscheibe besteht.
Aus GB-A-1526204 ist ein Rad mit auf jeder Radseite montierter kreisringförmiger Bremsscheibe bekannt. Jede kreisringförmige Bremsscheibe umfaßt zwei gekrümmte Segmente mit einer Anordnung von für weite Spielpassung und für Feinpassung vorgesehenen Bolzen, die in einem gewünschten Muster entlang der Innen- und Außenrandbereiche jedes Segments angeordnet sind.
In der Mitte der Innen- und Außenrandbereiche jedes Segments sind zwei weitere Bolzen angeordnet, die sowohl in den Öffnungen des Rades als auch in den Öffnungen der zugehörigen Segmente Feinpassung haben. Diese zusätzlich eingebauten Bolzen verhindern jede translatorische Bewegung der Bremsscheibensegmente in bezug auf das Rad und eines Segmentes in bezug auf ein anderes Segment. Jedoch können sich die Endbereiche der Segmente bei Wärmeausdehnung bewegen, und der Endbereich eines Segmentes kann sich daher in bezug auf den entsprechenden Endbereich eines anderen Segmentes, mit dem er verbunden ist, bewegen, wodurch in den für weite Spielpassung und Feinpassung vorgesehenen Bolzen unerwünschte Biegebeanspruchungen auftreten.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Schaffung eines Rades mit eingebauter Bremsscheibe, bei dem die Bremsscheibe durch Bolzen so in Stellung gehalten ist, daß kein für weite Spielpassung vorgesehener Bolzen einer Biegebeanspruchung unterliegt, da sich die Scheiben nur zusammen bewegen können.
Ein Rad mit einer zentralen Nabe und einer äußeren Felge, die durch eine Radscheibe miteinander verbunden sind, einem Paar kreisringförmiger Bremsscheiben, von denen auf jeder Seite der Radscheibe eine angeordnet ist, jede kreisringförmige Bremsscheibe von wenigstens zwei gekrümmten Segmenten gebildet ist, jedes Segment an der Radscheibe durch eine Vielzahl für weite Spielpassung vorgesehener Bolzen, wenigstens zwei für Feinpassung vorgesehene Bolzen und wenigstens zwei weitere Bolzen befestigt ist, wobei die für weite Spielpassung vorgesehenen Bolzen je Spielpassung sowohl in einer Öffnung in einem Segment als auch in einer Bohrung in der Radscheibe haben, die für Feinpassung vorgesehenen Bolzen Feinpassung sowohl in einer Öffnung im Segment als auch in einer Bohrung in der Radscheibe haben, und die weiteren Bolzen Feinpassung in einer Öffnung im Segment und weite Spielpassung in einer Bohrung in der Radscheibe haben, ist erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet, daß die für weite Spielpassung vorgesehenen Bolzen beabstandete Öffnungen im radial außengelegenen Randbereich der Segmente durchdringen, ein weiterer für weite Spielpassung vorgesehener Bolzen eine Öffnung in der Mitte des radial innengelegenen Randes des Segments durchdringt, und ein für Feinpassung vorgesehener Bolzen eine Öffnung im Segment durchdringt, die auf jeder Seite des genannten weiteren für weite Spielpassung vorgesehenen Bolzens gelegen ist, wobei zwei weitere Bolzen, je einer an jedem Endbereich des gekrümmten Segments im radial innengelegenen Randbereich des Segments, vorgesehen sind.
Aufgrund der Anordnung der genannten weiteren Bolzen sind die entsprechenden Segmente auf entgegengesetzten Seiten der Radscheibe zuverlässig in derselben Stellungsbeziehung gehalten, so daß bei einer Bewegung der Segmente bei Wärmeausdehnung die für weite Spielpassung vorgesehenen Bolzen keiner Biegebeanspruchung unterliegen.
Diese weiteren Bolzen weisen je vorzugsweise eine oder zwei eingesetzte Büchsen auf, welche die Segmentöffnungen und die Radscheibenbohrung durchdringt/durchdringen, die Büchsen dabei durch Bolzen miteinander verbunden sind, wobei sich radial erstreckende Flansche an den axialen Enden an den Segmenten anliegen. Alternativ kann eine an einem axialen Ende mit einem radialen Flansch versehene Büchse sowohl beide Öffnungen und die Bohrung durchdringen und klemmt zusammen mit einer Unterlegscheibe und einem diese durchdringenden Bolzen die entsprechenden Segmente zusammen, wobei die Büchse(n) in den Öffnungen in den Segmenten Feinpassung hat/haben und eine weite Spielpassung in der Bohrung in der Radscheibe.
Die vorliegende Erfindung wird nunmehr anhand eines Beispiels unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher beschrieben, in denen zeigt:
Fig. 1 eine Vorderansicht einer bevorzugten Ausführungsform eines gemäß der vorliegenden Erfindung ausgelegten Rades,
Fig. 2 eine Schnittansicht durch einen Teil des Rades gemäß Fig. 1, und
Fig. 3 eine Axialschnittansicht durch einen Teil des Rades gemäß Fig. 1 mit einer Darstellung einer bevorzugten Form eines der weiteren Bolzen.
Die in den beigefügten Zeichnungen dargestellte bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfaßt ein Rad mit einer zentralen Nabe 3, die mit einer äußeren Felge 5 durch eine sich radial erstreckende ebene Radscheibe 7 verbunden ist. An jeder Seite der Radscheibe 7 ist eine kreisringförmige Bremsscheibe 9 befestigt, die von zwei gekrümmten, gleichen Segmenten 11, 13 gebildet ist. Jedes Segment 11, 13 ist an der Radscheibe 7 durch eine Vielzahl Bolzen 15, 17 und 19 befestigt, die Bohrungen in der Radscheibe durchdringen und an einem entsprechenden Segment auf der anderen Radscheibenseite befestigt sind.
Die Bolzen 15 sind für weite Spielpassung deshalb vorgesehen, weil sie Öffnungen in den entsprechenden Segmenten und eine Bohrung in der Radscheibe 7 mit beträchtlichem Spiel durchdringen. Diese für weite Spielpassung vorgesehenen Bolzen 15 sind an beabstandeten Stellen entlang des radial äußeren Randbereichs jedes Segments 11, 13 angeordnet. Ferner ist ein solcher für weite Spielpassung vorgesehener Bolzen 15' in der Mitte des inneren Randbereichs jedes Segments 11, 13 angeordnet.
Die Bolzen 17 sind für Feinpassung vorgesehen Bolzen deshalb, weil sie je in Öffnungen in entsprechenden Segmenten und in einer Bohrung in der Radscheibe 7 Feinpassung haben. Zwei für Feinpassung vorgesehene Bolzen 17 sind relativ eng beieinander beiderseits des Bolzens 15' im inneren Randbereich der Segmente angeordnet. Während diese für Feinpassung vorgesehenen Bolzen 17 in den entsprechenden Öffnungen/Bohrungen Feinpassung haben, besteht ein kleines Spiel, um es zu ermöglichen, daß sich der Werkstoff zwischen den beiden mit geringem Zwischenabstand angeordneten Bolzen frei ausdehnen kann, dabei die Segmente ausreichend gut in Stellung gehalten sind, um den ausgewuchteten Zustand des Radsatzes aufrechtzuerhalten.
Die weiteren Bolzen 19 haben je Feinpassung in den zugehörigen Öffnungen in den entsprechenden Segmenten auf entgegengesetzten Seiten der Radscheibe 7, weisen aber beträchtliches Spiel in den zugehörigen Bohrungen in der Radscheibe 7 auf. Von diesen weiteren Bolzen 19 sind zwei, je einer an jedem Endbereich 21 jedes Segments 11, 13, im radial inneren Randbereich angeordnet. Somit halten diese weiteren Bolzen 19 die Stellungsbeziehungen der entsprechenden Segmente 11, 13 so aufrecht, daß die für weite Spielpassung vorgesehenen Bolzen 15 mit keiner Biegebeanspruchung infolge unterschiedlicher Scheibenbewegung belastet werden.
Eine bevorzugte Form für diese weiteren Bolzen 19 ist in Fig. 3 der beigefügten Zeichnungen dargestellt; jeder Bolzen 19 umfaßt eine zylindrische Büchse 23 mit einem an einem ihrer axialen Enden sich radial nach außen erstreckenden Flansch 25 und einer sie axial durchsetzenden Bohrung 27. Gemäß Fig. 3 hat die Büchse 23 in den Öffnungen 29 in entsprechenden Scheibensegmenten 11 Feinpassung und eine beträchtliche Spielpassung in der Bohrung 31 in der Radscheibe 7. Wie alle Öffnungen in den Bremsscheiben sind die Öffnungen 29, wie bei 33, versenkt, derart, daß wenn ein Bolzen 19' durch die Bohrung 27 hindurchgesteckt ist, eine glatte Bremsfläche 35 besteht. Der Flansch 25 liegt an einer Schulter 37 in der Öffnung 29 in einem Segment 11 an und erstreckt sich nicht bis zum äußeren Ende der Öffnung 29 im entsprechenden Segment 11. Auf den Bolzen 19' ist eine Zwischenscheibe 39 aufgesteckt und durch eine Mutter 41 gegen die Schulter 37 in der fluchtenden Öffnung 29 im entsprechenden Segment 11 festgezogen.
Bei der vorstehend beschriebenen Anordnung weiterer Bolzen 19 bewegen sich die Scheibensegmente 11, 13 auf entgegengesetzten Seiten der Radscheibe 7 zusammen und verhindern somit die Ausübung übermäßiger Biegebelastungen auf die anderen Bolzen 15 mit Spielpassung.
Die vorliegende Erfindung schafft somit eine Bolzenanordnung, welche die Lebenserwartung eines Rades mit eingebauten Bremsscheiben verbessert.

Claims

1. Rad mit einer zentralen Nabe (3) und einer äußeren Felge (5), die durch eine Radscheibe (7) miteinander verbunden sind, einem Paar kreisringförmiger Bremsscheiben (9), von denen auf jeder Seite der Radscheibe (7) eine angeordnet ist, jede kreisringförmige Bremsscheibe (9) von wenigstens zwei gekrümmten Segmenten (11, 13) gebildet ist, jedes Segment (11, 13) an der Radscheibe (7) durch eine Vielzahl für weite Spielpassung vorgesehener Bolzen (15), wenigstens zwei für Feinpassung vorgesehene Bolzen (17 und wenigstens zwei weitere Bolzen (19) befestigt ist, wobei die für weite Spielpassung vorgesehenen Bolzen (15) je Spielpassung sowohl in einer Öffnung in einem Segment (11, 13) als auch in einer Bohrung in der Radscheibe (7) haben, die für Feinpassung vorgesehenen Bolzen (17) Feinpassung sowohl in einer Öffnung in den Segmenten (11, 13) als auch in einer Bohrung in der Radscheibe (7) haben, und die weiteren Bolzen (19) Feinpassung in einer Öffnung im Segment (11, 13) und weite Spielpassung in einer Bohrung in der Radscheibe (7) haben, dadurch gekennzeichnet, daß die für weite Spielpassung vorgesehenen Bolzen (15) beabstandete Öffnungen im radial außengelegenen Randbereich des Segments (11, 13) durchdringen, ein weiterer für weite Spielpassung vorgesehener Bolzen (15') eine Öffnung in der Mitte des radial innengelegenen Randes des Segments (11, 13) durchdringt, und ein für Feinpassung vorgesehener Bolzen (17) eine Öffnung im Segment (11, 13) durchdringt, die auf jeder Seite des genannten weiteren für weite Spielpassung vorgesehenen Bolzens (15') gelegen ist, wobei zwei weitere Bolzen (19), je einer an jedem Endbereich des gekrümmten Segments (11, 13) im radial innengelegenen Randbereich des Segments (11, 13), vorgesehen sind.

2. Rad nach Anspruch 1, bei dem die genannten weiteren Bolzen (19) je zwei kreisringförmige Bauteile (23, 39) aufweisen, die zueinander gleichachsig angeordnet sind, wobei wenigstens eines der genannten Bauteile (23, 39) eine zylindrische Büchse (23) ist, die eine Öffnung (29) in einem Segment (11) durchdringt und in die genannte Radscheibenbohrung (31) eindringt, die genannten kreisringförmigen Bauteile (23, 39) durch Bolzen miteinander verbunden sind, wobei sich radial erstreckende Flansche der genannten kreisringförmigen Bauteile (23, 39) an zugehörigen Segmenten (11) anliegen.

3. Rad nach Anspruch 2, bei dem eines der genannten kreisringförmigen Bauteile eine zylindrische Büchse (23) ist, die sich durch eine Öffnung (29) in einem Segment (11), die Radscheibenbohrung (31) und zum Teil durch eine gleichachsig angeordnete Öffnung (29) in einem Segment (11) auf der anderen Seite der Radscheibe (7) erstreckt, wobei das andere kreisringförmige Bauteil eine Zwischenscheibe (39) ist, die in der genannten gleichachsig angeordneten Öffnung (29) anliegt.