DE9407546U1 - Internally ventilated shaft brake disc - Google Patents

Internally ventilated shaft brake disc

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Description

innenbelüftete Wellenbremsscheibe Beschreibung:Internally ventilated shaft brake disc Description:

Die Erfindung bezieht sich auf eine innenbelüftete Weilenbremsscheibe für Fahrzeuge, insbesondere Schienenfahrzeuge, wobei die beiden Reibringe mit der Nabe lösbar verbunden sind.The invention relates to an internally ventilated hub brake disc for vehicles, in particular rail vehicles, wherein the two friction rings are detachably connected to the hub.

Belüftete 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 ven/vandt. Für hohe und höchste Beanspruchungen werden Bremsscheiben geschmiedet. Mit Schmieden lassen sich jedoch keine Hohlräume und Belüftungskanäie im Bremsscheibeninneren herstellen und somit keine innenbelüftete Wellenbremsscheiben.Ventilated brake discs are usually made from cast alloys (GG, GGG, G-Al, GS), whereby cores adapted to the respective casting process are used in the casting mold to produce the inner cavities and channels. Accordingly, easily castable alloys are preferred for cost-effective production. Brake discs are forged for high and extremely high loads. However, forging cannot produce cavities and ventilation channels inside the brake disc and therefore cannot produce internally ventilated shaft brake discs.

Ziel bzw. Aufgabe dieser Erfindung ist es, Bremsscheiben vorzuschlagen, die kostengünstig herzustellen sind und die Vorteile beider Herstellungsverfahren miteinander kombinieren.The aim or task of this invention is to propose brake discs that can be manufactured cost-effectively and that combine the advantages of both manufacturing processes.

Die Lösung dieser Aufgabe ist im Kennzeichen des Anspruches 1 wiedergegeben. Die Unteransprüche 2 bis 7 enthalten sinnvolle Ausführungsformen dazu.The solution to this problem is given in the characterizing part of claim 1. Subclaims 2 to 7 contain useful embodiments thereof.

Es hat sich erfindungsgemäß als besonders sinnvoll und preisgünstig erwiesen, für eine innenbelüftete Weilenbremsscheibe die beiden Reibringe durch Schmieden herzustellen und sie mit Abstand zueinander an der Nabe zu befestigen. Vor allem, wenn zwischen den Befestigungspunkten an der Nabe Durchtrittsöffnungen angeordnet sind, wird die Innenbelüftung der Bremsscheiben erheblich begünstigt. Wie beim Prinzip der Scheibenpumpen wird bei hohen Drehzahlen der Reibringe die Strömung der Luft radial nach außen begünstigt.According to the invention, it has proven to be particularly useful and cost-effective to produce the two friction rings for an internally ventilated wheel brake disc by forging and to attach them to the hub at a distance from one another. In particular, if passage openings are arranged between the attachment points on the hub, the internal ventilation of the brake discs is significantly improved. As with the principle of disc pumps, the flow of air radially outwards is promoted at high speeds of the friction rings.

An den Reibringen können zur Verbesserung der Kühlwirkung zusätzlich Kühlrippen angeordnet sein, und zwar in der Weise, wie in den Unteransprüchen angegeben. Es können dabei also 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 derTo improve the cooling effect, cooling fins can be arranged on the friction rings in the manner specified in the subclaims. Cooling fins can be attached to one side of the friction ring, whereby the friction ring plus cooling fins can be manufactured as a whole by forging. Two such friction rings with cooling fins, preferably of the same construction, are shown in the

PZ 3631 „-2...PZ 3631 „-2...

Essen, 04.05.94 J j;..Essen, 04.05.94 J j;..

sogenannten "Rücken an Rücken"-Anordnung zusammengefügt, wobei zwischen den Reibringen dann wie bei einer gegossenen Scheibe Kühlluftkanäle entstehen.The friction rings are assembled in a so-called "back-to-back" arrangement, whereby cooling air channels are created between the friction rings like a cast disc.

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.The connection between two friction rings can preferably be made by material connection (soldering, welding, gluing) but also by form-fitting with bars, rings or by screwing. The cooling fins of two friction rings can be connected at their end faces as well as the friction rings with intermediate webs and/or fins. In an offset arrangement as described in claim 4, the cooling fins can also be attached with their end faces to the back of the opposite friction ring.

Die erfindungsgemäß geschmiedeten Bremsscheiben- oder Reibringhälften und/oder Reibringsegmente besitzen gegenüber gegossenen Bremsscheiben aus GG und GGG eine sehr hohe Beanspruchbarkeit und günstige Herstell kosten, die insbesondere bei hohen Stückzahlen sich ergeben. Außerdem können auch Legierungen bzw. Materialgemische Anwendung finden, die nur pulvermetallurgisch, aber nicht schmelzmetallurgisch herstellbar sind.Compared to cast brake discs made of GG and GGG, the brake disc or friction ring halves and/or friction ring segments forged according to the invention have a very high load-bearing capacity and low manufacturing costs, which are particularly evident in large quantities. In addition, alloys or material mixtures can also be used that can only be manufactured using powder metallurgy, but not melt metallurgy.

Die Erfindung wird anhand der beigefügten Figuren 1 bis 4 beispielsweise näher erläutert.The invention is explained in more detail using the attached figures 1 to 4.

Fig. 1a und 1b zeigen als Ausschnitt die Ansicht eines Reibringes 1 mit darauf angeordneten Kühlrippen 2 Fig. 1a and 1b show a detail of a friction ring 1 with cooling fins 2 arranged thereon

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. 1 a Die Figuren Fig. 4a bis 4e zeigen schematisch verschiedene Ausführungsformen für die Kühlrippen 2a bis 2e.Fig. 2 shows a section along the line A-A of Fig. 1a Fig. 3 shows a section along the line B-B of Fig. 1a Figures 4a to 4e schematically show different embodiments for the cooling fins 2a to 2e.

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-e) sind in den Figuren näher dargestellt, wobei sie von den Reibringen 1 aus sich zur Mitte zwischen zwei Reibringen hin konisch verjüngen.The friction rings 1 have fastening projections 6 distributed around the circumference, with which they are fastened to the hub in such a way that expansion screws or similar elements pass through holes 7. Between the individual fastening projections 6, passage openings 8 for the cooling air are formed between the inner diameter of the friction rings and the outer diameter of the hub. The cooling fins (2, 2a-e) are shown in more detail in the figures, where they taper conically from the friction rings 1 towards the middle between two friction rings.

PZ 3631 - 3 -PZ3631 - 3 -

Essen, 04.05.94 ; ·;.. ; : ·.. ; ;;Essen, 04.05.94 ; ·;.. ; : ·.. ; ;;

Die Verbindung der beiden Reibringe 1 mit den daran angeordneten Kühlrippen 2 kann in verschiedener Weise erfolgen.The connection of the two friction rings 1 with the cooling fins 2 arranged thereon can be made in various ways.

Nach Fig. 4a sind die Kühlrippen 2a an ihrer Stirnseite mit einer Schweißnaht 3 verbunden.According to Fig. 4a, the cooling fins 2a are connected at their front side with a weld seam 3.

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.In Fig. 4b, the cooling fins 2b are arranged offset from one another in the circumferential direction and their front side extends to the back of the friction ring 1, where they are connected to the latter by the weld seam 4.

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.According to Fig. 4c, the cooling fins 2c are also arranged offset and the end faces are arranged at a distance from the back of the friction ring 1. The two elements are connected via the connecting elements 9, which can consist of a circular clamping ring or latch or also of simple screw connections.

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.In Fig. 4d, separately manufactured cooling fins 2d are arranged between the two friction rings, which establish the connection to the friction rings 1 at their two end faces with the weld seams 5.

Fig. 4e zeigt die Verbindung der beiden Reibringe mitteis Reibschweißen, wobei zum Erzeugen einer ebenen Reibfläche ein Zwischenring 10 verwendet wird.Fig. 4e shows the connection of the two friction rings by means of friction welding, whereby an intermediate ring 10 is used to create a flat friction surface.

PZ 3631PZ3631

Essen, 04.05.94 · ·... ; ;... · ; &sfgr;Essen, 04.05.94 · ·... ; ;... · ; &sfgr;

Eiezugszeichenliste:List of acronyms:

11 ReibringFriction ring 2, 2a-2e2, 2a-2e KühlrippenCooling fins 3,4,53,4,5 Schweißnähte/LötstelleWelds/soldering points 66 Befestigungsansatz zur Befestigung an der NabeMounting lug for attachment to the hub 77 Bohrung für die Befestigung von 1Hole for mounting 1 an der (nicht dargestellten) Nabeon the hub (not shown) 88th Durchtrittsöffnung für KühlluftPassage opening for cooling air 99 Spannring oder Riegel als VerbindungselementClamping ring or latch as connecting element 1010 ZwischenringIntermediate ring

Claims (7)

PZ 3631 - 1 - Essen, 04.05.94 : :;.. : : ·.. ; ;; Schutzansprüche:PZ 3631 - 1 - Essen, 04.05.94 : :;.. : : ·.. ; ;; Protection claims: 1. Innenbelüftete Wellenbremsscheibe für Fahrzeuge, insbesondere1. Internally ventilated shaft brake disc for vehicles, in particular Schienenfahrzeuge, wobei die beiden Reibringe (1) mit der Nabe lösbar verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Reibringe (1) durch Schmieden hergestellt sind, spiegelsymmetrisch an der Nabe befestigt sind und an der der Reibfläche abgekehrten Seite am Umfang verteilt, vorzugsweise radial angeordnete, Kühlrippen (2) besitzen.Rail vehicles, wherein the two friction rings (1) are detachably connected to the hub, characterized in that the two friction rings (1) are produced by forging, are attached to the hub in mirror symmetry and have cooling fins (2) distributed around the circumference on the side facing away from the friction surface, preferably arranged radially. 2. Innenbelüftete Wellenbremsscheibe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kühlrippen (2) in der Mitte zwischen den beiden Reibringen, verzugsweise an ihren Stirnflächen material- und/oder formschlüssig miteinander zusammengefügt sind.2. Internally ventilated shaft brake disc according to claim 1, characterized in that the cooling fins (2) are joined together in a material-locking and/or form-locking manner in the middle between the two friction rings, preferably at their end faces. 3. Innenbelüftete Weilenbremsscheibe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kühlrippen (2c) zweier zugeordneter Reibringe (1) in Umfangsrichtung versetzt angeordnet sind.3. Internally ventilated cylindrical brake disc according to claim 1, characterized in that the cooling fins (2c) of two associated friction rings (1) are arranged offset in the circumferential direction. 4. Innenbelüftete Wellenbremsscheibe nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Kühlrippen (2c) über die Abstandsmitte zwischen den beiden Reibringen (1) hinausragen.4. Internally ventilated shaft brake disc according to claim 3, characterized in that the cooling fins (2c) project beyond the center of the distance between the two friction rings (1). 5. Innenbelüftete Wellenbremsscheibe nach Anspruch 1, dadurch 5. Internally ventilated shaft brake disc according to claim 1, characterized gekennzeichnet, daß zwischen den Reibringen (1) Kühlrippen (2d) angeordnet sind, die vorzugsweise durch Schweiß- oder Lötnähte (5), mit den Reibringen (1) verbunden sind. characterized in that cooling fins (2d) are arranged between the friction rings (1), which are preferably connected to the friction rings (1) by welds or soldering seams (5). 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.6. Internally ventilated shaft brake disc according to at least one of the preceding claims, characterized in that the friction rings (1) and/or the cooling fins (2/2c) are connected to one another via connecting elements (9). 7. Innenbeiüftete Weilenbremsscheibe nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Reibringe (1) und/oder die Kühlrippen (2/2c), eventuell unter Zwischenlage eines Zwischenrings (10), durch Reibschweißen miteinander verbunden sind.7. Internally ventilated wheel brake disc according to at least one of the preceding claims, characterized in that the friction rings (1) and/or the cooling fins (2/2c), possibly with the interposition of an intermediate ring (10), are connected to one another by friction welding.
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