DE930152C - Gegossenes Schienen-Speichenrad mit senkrecht zur Drehachse des Rades stehender, von aussen beaufschlagter Bremsscheibe - Google Patents

Description

• Gegossenes Schienen-Speichenrad mit senkrecht zur Drehachse des Rades stehender, von außen beaufschlagter Bremsscheibe Die Erfindung bezieht sich auf ein gegossenes Schienen-Speichenrad mit senkrecht zur Drehachse des Rades stehender, von außen beaufschlagter Bremsscheibe, bei dem Radstern und Bremsscheibenring ein Gußstück bilden. Bei diesen bekannten Speichenrädern sind die beiderseits an den Stirnseiten der Radsterne angeordneten Bremsscheibenringe unmittelbar an den Speichen angegossen, so daß die Speichen sowohl die Felge als auch die Bremsscheibenringe tragen. Dabei ergibt sich bei Fahrzeugen mit hoher Geschwindigkeit und entsprechend hoher Bremsleistung, daß die Bremsscheibenringe sich infolge der hohen Erwärmung beim Bremsen stark ausdehnen und so zu großen, den Radstern gefährdenden Spannungen in den Speichen führen. Außerdem kann insbesondere bei längerwährendem Bremsen, wie z. B. bei Talfahrten, die Erwärmung des Radsterns so groß werden, daß eine Dehnung des sich nicht so schnell erwärmenden Radreifens eintritt, wodurch beim Erkalten des Radsterns der feste Sitz des Radreifens auf der Felge des Radsterns gefährdet ist.
• Es ist zwar bekannt, um letzteres zu vermeiden, an beiden Stirnflächen eines Scheiben- oder Speichenrades frei tragende Bremsscheiben der Außenbauart anzuordnen, die sich lediglich über Ansätze gegeneinander durch den Radkörper hindurch abstützen. Ihre Befestigung erfolgt dabei über Zentrierbunde und Paßbolzen oder Paßbüchsen und Schraubenbolzen im Bereich der Radnabe. Ganz abgesehen davon, daß derartige Räder mit Scheibenbremsen in der Herstellung wegen der erforderlichen genauen Paßarbeit sehr teuer und unwirtschaftlich sind, besteht noch die Gefahr, daß beim Bremsen, insbesondere beim Bremsen von schnell fahrenden Schienenfahrzeugen, infolge der starken Wärmeentwicklung eine Ausdehnung der Bremsscheiben und damit unter Umständen ein Längen der Schraubenbolzen auftritt, so daß als Folge eine Lockerung der Bremsscheiben auf dem Rad und erhebliche Störungen sowie Geräuschbildung entstehen können.
• Weiterhin ist noch ein Scheibenrad bekanntgeworden mit einem vom Laufkranz bzw. von der Felge durch einen engen Luftspalt getrennten radial beaufschlagten Bremskranz, der mit der Radscheibe ein einziges Gußstück bildet. Der Luftspalt zwischen der Radscheibe und dem Bremskranz erstreckt sich hierbei lediglich bis in eine etwa in der Mitte zwischen Nabe und Laufkranz gelegene Ringzone; in deren Bereich die getrennten Teile durch Rippen wiederum verbunden sind, so daß sich der Bremskranz zwar radial und axial frei ausdehnen kann, die beim Bremsen erzeugte Wärme jedoch zum großen Teil auf die Felge bzw. den Laufkranz übergeleitet wird. Insbesondere ist jedoch bei dieser Ausführung nur eine einseitige und kaum wirksame Belüftung möglich, so daß eine Verwendung dieses bekannten Scheibenrades mit Bremskranz wegen der großen für die heutigen schnell fahrenden Schienenfahrzeuge erforderlichen Bremsleistungen nicht möglich ist.
• Demgegenüber besteht die Aufgabe der Erfindung darin, das gegossene Schienen-Speichenrad mit senkrecht zur Drehachse des Rades stehender, von außen beaufschlagter Bremsscheibe, bei dem Radstern und Bremsscheibenring ein Gußstück bilden, so zu verbessern, daß es zur Aufnahme großer Bremsleistungen bei schnell fahrenden und schweren Schienenfahrzeugen verwendet werden kann.
• Die Lösung dieser Aufgabe ist darin zu sehen, daß .der Bremsscheibenring, wie bekannt, einen Gußkörper mit radial verlaufenden Rippen bildet, die zusammen einen Tragrippenstern darstellen, und daß der Tragrippenstern, dessen Rippen jeweils zwischen zwei benachbarten Radspeichen von der Radnabe ausgehen, ausschließlich über diese mit dem Radstern zu einem Gußstück vereint sind, so daß bei Erwärmung des. oder der Bremsscheibenringe diese sich, wie gleichfalls bekannt, sowohl in radialer als auch in axialer Richtung frei ausdehnen können.
• Mit dem erfindungsgemäß ausgebildeten Speichenrad mit Bremsscheibe ist es möglich, auch die höchsten Bremsleistungen zu bewältigen, ohne dabei die Fahrsicherheit des Fahrzeuges zu gefährden.
• In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Es zeigt Abb. I ein Speichenrad mit Bremsscheibe in der Ansicht und die Abb. 2 und 3 das Speichenrad mit Bremsscheibe im Schnitt längs der Linie II-II bzw. III-III in Abb. I.
• Im Ausführungsbeispiel ist das Speichenrad mit der zylindrischen Bohrung seiner am Außenmantel balligen Nabe I wie üblich auf einen Zapfen 2 der Achswelle aufgepreßt. Von der Nabe I aus führen die gleichmäßig über den Umfang verteilten, vorzugsweise elliptischen Querschnitt aufweisenden Speichen 3 zu der an seinem Innenmantel balligen Felge 4 und bilden zusammen mit dieser und der Nabe I den sogenannten Radstern, dessen zylindrischer Außenmantel in bekannter Weise von einem Radreifen 5 mit Spurkranz umschlossen wird. Etwa in der Mitte zwischen zwei benachbarten Speichen 3 des Radsterns gehen von der Nabe I radial einen Stern bildende Tragrippen 8 aus, die jedoch nicht bis zur Felge 4, sondern nur bis zum Außenrand der beiderseits des Radsterns angeordneten Bremsscheibenringe 6 und 7 reichen. Im Bereich zwischen diesen und der Nabe I haben die Tragrippen 8, die ein Gußstück mit den Bremsscheibenringen 6 und 7 bilden, ebenfalls elliptischen Querschnitt. Die radiale Breite und der axiale Abstand der Bremsscheibenringe 6 und 7 sind dabei so bemessen, daß sowohl zwischen Nabe I und Bremsscheibenringen 6 und 7 als auch zwischen diesen und der Felge 4, wie bekannt, genügend große Durchtrittsquerschnitte a und b für die Kühlluft vorhanden sind, um eine gute Kühlung der Bremsscheibenringe 6 und 7 zu ermöglichen. Zwischen den Bremsscheibenringen 6 und 7 und den Speichen 3 des Radsterns ist, wie gleichfalls bekannt, in axialer Richtung ein Abstand c vorgesehen, um einen unmittelbaren Wärmeübergang zwischen diesen Teilen zu vermeiden. Die Dicke des Profils der Bremsscheibenringe 6 und 7 nimmt, wie ebenfalls bekannt, im wesentlichen radial stetig von innen nach außen zu. Die von der Kühlluft bespülten Kanten 9 und Io sind, wie bekannt, gut abgerundet, so daß annähernd im Querschnitt ein Tragflügelprofil mit gerader Unterseite entsteht. Der Übergang II zwischen den Bremsscheibenringen 6 und 7 und den sie tragenden und gegeneinander abstützenden Tragrippen 8 ist ebenfalls, wie bekannt, gut abgerundet, so daß zwischen den Bremsscheibenringen 6 und 7 strömungstechnisch einwandfreie Luftführungskanäle entstehen. Durch die Ausbildung der Bremsscheibenringe 6 und 7 entsteht noch der weitere bekannte Vorteil, daß radial von innen nach außen mit der ebenfalls in dieser Richtung steigenden Wärmeentwicklung an der Bremsfläche I2 der Bremsscheibenringe 6 und 7 auch die Masse des wärmeaufnehmenden Werkstoffes steigt und so eine gleichmäßige Wärmeaufnahme und -verteilung erfolgt, wodurch Spannungen innerhalb der Bremsscheibenringe 6 und 7 vermieden werden. Außerdem ist durch die strömungstechnisch günstige Gestaltung der Luftführungskanäle für gute Wärmeabfuhr gesorgt. Zur Verstärkung der Felge q. und der Speichen 3 sind in den Winkeln. zwischen diesen, wie bekannt, in der Quermittelebene des Radsterns liegende Verstärkungsrippen 13 vorgesehen, deren freie Begrenzungslinie etwa tangential in die jeweiligen Speichen 3 bzw. die Felge q. übergeht. Dadurch wird neben einer Verstärkung des Radsterns eine strömungstechnisch günstige Teilung des Kühlluftstromes an den Austrittsöffnungen 1q. zwischen Bremsscheibenringen 6 und 7 und Felge q. erreicht.
• Die Ansprüche z und 3 haben keine selbständige Bedeutung, sondern gelten ausschließlich in Verbindung mit Anspruch i.

Claims (3)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Gegossenes Schienen-Speichenrad mit senkrecht zur Drehachse des Rades stehender, von außen beaufschlagter Bremsscheibe, bei dem Radstern und Bremsscheibenring ein Gußstück bilden, dadurch gekennzeichnet, daß der Bremsscheibenring (6, 7), wie bekannt, einen Gußkörper mit radial verlaufenden Rippen (8) bildet, die zusammen einen Tragrippenstern darstellen, und daß der Tragrippenstern, dessen Rippen jeweils zwischen zwei benachbarten Radspeichen (3) von der Radnabe (I) ausgehen, ausschließlich über diese mit dem Radstern zu einem Gußstück vereint sind, so daß bei Erwärmung des oder der Bremsscheibenringe diese sich, wie gleichfalls bekannt, sowohl in radialer als auch in axialer Richtung frei ausdehnen können.
2. 2. Speichenrad nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Radspeichen (3) und den Bremsscheibenringen (6 und 7) in axialer Richtung ein Abstand (c) gelassen ist.
3. 3. Bremsscheibenring für Speichenräder nach den Ansprüchen I und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Querschnitt der Bremsscheibenringe (6 und 7) vom Innen- zum Außenrand hin zunimmt, vorteilhaft derart, daß der Querschnitt ein Tragflügelprofil mit einer geraden, in der Bremsfläche liegenden Seite bildet. Angezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 207 7o4, 647 104, 846 042; österreichische Patentschrift Nr. 140 315 ; USA.-Patentschrift Nr. 2 6o9 229; deutsche Patentanmeldung K 1210 II / 2o f.