EP0655109A1

EP0655109A1 - Bremsscheibe

Info

Publication number: EP0655109A1
Application number: EP94919648A
Authority: EP
Inventors: Christian Stahl; Anton Pangercic
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1993-06-22
Filing date: 1994-06-21
Publication date: 1995-05-31
Also published as: WO1995000771A2; WO1995000771A3

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Bremsscheibe, insbesondere Bremsscheibe für Schienenfahrzeuge, mit einem Nabenteil (1) und einem Scheibenteil (2), der mit dem Nabenteil (1) lösbar verbunden ist, und ist dadurch gekennzeichnet, dass der Nabenteil (1) und der Scheibenteil (2) formschlüssig miteinander in Verbindung stehen, dass zwischen beiden Teilen (1, 2) zumindest in radialer Richtung ein geringes Spiel vorgesehen ist und dass zwischen dem Nabenteil (1) und dem Scheibenteil (2) mehrere auf den Umfang verteilte, zumindest in radialer Richtung wirksame Druckfederelemente (8) angeordnet sind. Hierdurch ist gewährleistet, dass der Scheibenteil (2) sich unter Temperatureinfluss unabhängig vom Nabenteil (1) in radialer Richtung ausdehnen kann.

Description

Bezeichnung: Bremsscheibe

Beschreibung:

Die Erfindung betrifft eine Bremsscheibe, insbesondere eine Bremsscheibe für Schienenfahrzeuge, mit einem Nabenteil und einem Scheibenteil, der mit dem Nabenteil lösbar verbun¬ den ist.

Aus DE-C-27 11 728 ist eine Bremsscheibe der vorstehend bezeichneten Art bekannt, bei der zum Ausgleich wärmebeding¬ ter Dehnungsbewegungen in radialer Richtung der Scheibenteil mit dem Nabenteil über radiale nach Art einer Radspeiche angeordnete hülsen- oder bolzenförmige Verbindungselemente fest miteinander verbunden ist. Da die bei jedem Bremsvor- gang auftretenden wärmebedingten Dehnungsbewegungen des Scheibenteils zu einer Vergrößerung des Durchmessers des Scheibenteils relativ zum Nabenteil führen, sind bei dieser Konstruktion die zu überwindenden Reibungskräfte so hoch, daß sich die für die Wirksamkeit der Bremse nachteiligen Verformungen nicht vermeiden lassen. Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, ausgehend von einer Bremsscheibe der eingangs bezeichneten Art, eine Lösung zu schaffen, die eine freie Bewegbarkeit des Scheibenteils gegenüber dem Nabenteil zum Ausgleich von wärmebedingten Dehnungsbewegungen in radialer Richtung zuläßt und zugleich der notwendige Formschluß zwischen Nabenteil und Scheibenteil in Umfangsrichtung gewährleistet ist.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß der Nabenteil und der Scheibenteil formschlüssig mitein¬ ander in Verbindung stehen, daß zwischen beiden Teilen zumindest in radialer Richtung ein geringes Spiel vorgesehen ist und daß zwischen dem Nabenteil und dem Scheibenteil mehrere auf den Umfang verteilte, zumindest in radialer Richtung wirksame Druckfederelemente angeordnet sind. Dadurch, daß für die FormschlußVerbindung beider Teile ein geringes Spiel vorgesehen ist, ist eine ungehinderte wärmebedingte Dehnungsbewegung des Scheibenteils gegenüber dem Nabenteil möglich. Durch die auf den Umfang verteilten Druckfederelemente wird der Scheibenteil auf dem Nabenteil zentriert, wobei die Druckfederelemente die wärmebedingte Dehnungsbewegung in radialer Richtung nach außen noch unterstützt. Das zwischen beiden Teilen vorzusehende Spiel muß so groß vorgesehen werden, daß für den Scheibenteil die durch die im Betrieb auftretende höchste Temperaturbe¬ lastung erfolgende wärmebedingte Dehnungsbewegung ungehin¬ dert möglich ist. Bei entsprechender Ausgestaltung der Druckfederelemente können die Druckfederelemente selbst insgesamt, zumindest aber zum Teil zum Formschluß zwischen Scheibenteil und Nabenteil beitragen.

In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß der Nabenteil mit mehreren, über den Umfang verteil- ten, radial nach außen weisenden Ansätzen versehen ist, die jeweils eine axiale Ausnehmung aufweisen, daß der Scheibenteil mit mehreren, über den Innenumfang verteilten. radial nach innen weisenden Ansätzen versehen ist, die den Ansätzen des Nabenteils zugeordnet sind und die jweils eine axiale Ausnehmung aufweisen, und daß die Druckfeder¬ elemente jeweils durch zylindrische Federbüchsen gebildet werden, die jeweils durch die Ausnehmungen der einander zugeordneten Ansätze von Nabenteil und Scheibenteil hin¬ durchgesteckt sind. Bei dieser Form der Ausgestaltung wird der Formschluß über die Federbüchsen bewirkt. Die Ausnehmungen in den Ansätzen des Nabenteils einersei-ts und in den Ansätzen des Scheibenteils andererseits können hierbei jeweils als halbzylindrische Ausnehmungen ausge¬ bildet sein, die in der Zuordnung zueinander eine entspre¬ chende, die Federbüchsen aufnehmende zylindrische Bohrung bilden.

In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß die Ansätze des einen Teils die Ansätze des anderen Teils in radialer Richtung überdecken und daß die Ausneh¬ mungen an den Ansätzen des einen Teils, vorzugsweise des Nabenteils als Bohrung und die Ausnehmungen des anderen

Teils vorzugsweise des Scheibenteils als Langloch ausge¬ bildet sind, wobei das La.gloch sich radial erstreckt. Hierbei ist die Anordnung so getroffen, daß der dem Schei¬ benteil zugekehrte Teil des Langloches zusammen mit der Bohrung im zugehörigen Ansatz des Nabenteils in axialer Richtung eine zylindrische Ausnehmung bilden, so daß im Ansatz des Scheibenteils die durchgesteckte Federhülse nach innen hin freiliegt und damit die unter Temperatur¬ einfluß erfolgende radiale Dehnungsbewegung des Scheib n- teils ungehindert möglich ist ohne daß die radiale Kra t¬ wirkung des Federelementes zwischen Nabenteil und Scheiben¬ teil aufgehoben wird. Besonders zweckmäßig ist es hierbei, wenn die Ansätze des Nabenteils jeweils als Parallelansätze ausgebildet sind, die jeweils den zugehörigen Ansatz des Scheibenteils zwischen sich aufnehmen. In einer vorteilhaften weiteren Ausgestaltung ist wenigstens ein auf den Nabenteil aufschiebbarer Stützring vorgesehen, der mit axial ausgerichteten Stützkörpern versehen ist, die den Zwischenraum in Umfangsrichtung zwischen jeweils benachbarten Ansätzenim nabenseitigen Bereich ausfüllen. Diese Anordnung hat den Vorteil, daß die Übertragung des Drehmomentes zwischen Scheibenteil und Nabenteil nicht ausschließlich über die Federelemente erfolgt, sondern daß bei einer Verformung der Federelemente in Umfangsrich- tung sich die Ansätze des Scheibenteils an den Stützkörpern des Stützringes abstützen können, die sich wiederum an den Ansätzen des in Kraftwirkungsrichtung nächstfolgenden Ansatz des Nabenteils abstützen. Eine überbeanspruchung der Federelemente in Umfangsrichtung ist damit ausgeschlossen, Zugleich ist die Sicherheit gegeben,daß selbst^' bei einem Bruch eines Federelementes eine wirksame Übertragung des Bremsmomentes vom Scheibenteil auf den Nabenteil gewährlei¬ stet ist.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß der Stützring jeweils im Bereich der Ansätze mit Siche¬ rungsfingern versehen ist, die die Stirnflächen der Feder¬ elemente wenigstens teilweise überdecken. Diese Anordnung hat den Vorteil, daß keine zusätzlichen Sicherungsmaßnahmen zur Festlegung der Federelemente in den Ausnehmungen der

Ansätze getroffen werden müssen. Die Ausbildung kann hierbei so getroffen werden, daß dem mit Stützkörpern versehenen Stützring, der von einer Seite axial auf die Nabe aufgescho¬ ben wird, ein entsprechender glatter Befestigungsring auf der anderen Seite zugeordnet ist, der seinerseits mit entsprechenden Sicherungsfingern versehen ist, so daß die Ausnehmungen in axialer Richtung glatt durchgehen können, was die Bearbeitung vereinfacht.

Gemäß einer anderen Ausgestaltung der Erfindung sind zwei Stützringe vorgesehen, die auf beiden Seiten an den An¬ sätzen des Nabenteils anliegen und die miteinander verbindbar sind. Hierbei können die Stützkörper der beiden Stützringe in axialer Richtung so ausgebildet sein, daß sich jeweils der Stützkörper des einen Stützringes mit dem Stützkδrper des anderen Stützringes ergänzt. In einer anderen Ausgestal- tung ist es möglich, die Stützringe so auszubilden, daß sie jeweils nur die Hälfte der notwendigen Stützkörper aufweisen und dementsprechend der Stützkörper eines Stütz¬ ringes nur jeden zweiten Zwischenraum zwischen den Ansätzen ausfüllt, so daß der andere Stützring versetzt hierzu eingesetzt werden muß.

Die geschilderten Probleme treten sowohl bei Vollscheiben als auch bei sogenannten belüfteten Bremsscheiben auf.

Sogenannte belüftete Bremsscheiben, und zwar sowohl für Schienenfahrzeuge, als auch für Landfahrzeuge, weisen einen Scheibenteil auf, der aus zwei parallelen Ringscheiben gebildet ist, deren Innenumfang mit Abstand zum Nabenteil endet und Lufteintrittsöffnungen bildet und die über radial laufende Querstege miteinander verbunden sind, wobei die

Querstege zwischen den Ringscheiben jeweils Kühlluftkanäle bilden, die am Außenumfang ausmünden. Auch für diese belüf¬ teten Bremsscheiben lassen sich die vorstehend angegebenen Lösungsmöglichkeiten mit Vorteil einsetzen.

Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung lassen sich die Probleme des Scheibenverzuges infolge Wärmedehnung bei belüfteten Bremsscheiben der vorstehenden Art noch zusätzlich günstig beeinflussen, wenn am Außenumfang ein Leitmittel angeordnet ist, durch das ein seitlicher Aus¬ trittsschlitz gebildet wird, so daß die radial ausströmende Kühlluft nach wenigstens einer Seite in axialer Richtung umgelenkt wird. Bei dieser Anordnung wird berücksichtigt, daß während der Fahrt, insbesondere aber bei hohen Fahrt- geschwindigkeiten, die Kühlluft im Bereich der Kühlluft¬ kanäle, deren am Außenumfang angeordnete Austritte jeweils in Fahrtrichtung weisen, dem Gegendruck des Fahrtwindes ausgesetzt ist. Hinzu kommen noch nicht qualifizierbare Wirbelzustände im Umgebungsbereich der Radaufhängung, wie diese beispielsweise bei Personenkraftfahrzeugen vor¬ handen sind, die die Druckverhältnisse an der Bremsscheibe zwischen Kühllufteintritt und Kühlluftaustritt zusätzlich im Hinblick auf eine freie Abströmung beeinträchtigen.

Durch die erfindungsgemäße Anordnung des Leitmittels am Außenumfang der Bremsscheibe ist gewährleistet, daß zumin- dest der Fahrtwind die Kühlluftkanäle nicht in Gegenrichtung zur KühlluftStrömung beaufschlagen kann. Damit wird dann aber erreicht, daß die Kühlluft unabhängig von der sich ständig ändernden Stellung des einzelnen Kühlluftkanals in Bezug auf den Fahrtwind ungestört abströmen kann, so daß sich insgesamt auch bei hohen Fahrgeschwindigkeiten eine gleichmäßigere Kühlung der Bremsscheibe ergibt, als bisher möglich war. Das Leitmittel kann hierbei so angeord¬ net sein, daß die Kühlluft nur nach einer Seite - im wesent¬ lichen axial - abströmt oder aber, daß die Kühlluft nach beiden Seiten axial abströmen kann.

Das Leitmittel kann bei gegossenen Bremsscheiben unmittel¬ bar angegossen werden. Es ist in einer vorteilhaften Ausge¬ staltung der Erfindung aber auch möglich, das Leitmittel durch ein angesetztes Blechprofil zu bilden.

Eine weitere günstige Beeinflussung durch die Kühlluft wird erreicht, wenn die Lufteintrittsöffnungen am Innenum¬ fang der Ringscheiben jeweils mit Abdeckungen versehen sind, die jeweils mehrere auf den Umfang verteilte Kühl- lufteintrittsöffnungen aufweisen. Durch eine entsprechende Bemessung des Querschnitts der Kühllufteintrittsöffnungen läßt sich der Kühlluftdurchtritt abstimmen.

Besonders vorteilhaft ist es, wenn in weiterer Ausgestaltung den Kühllufteintrittsöffnungen jeweils auf der Innenseite der Abdeckung Umlenkmittel zugeordnet sind, die die jeweils eintretende Kühlluft aus seiner axialen Eintrittsric ..ung in die radial verlaufenden Kühlluftkanäle umlenken. Da infolge der gezielten Umlenkung keine Stoßverluste und Verwirbelungen auftreten, ergibt sich insbesondere bei einem Abbremsen aus hohen Drehzahlen eine deutlich bessere Kühlleistung und damit eine verbesserte Bremsleistung. Insbesondere für großformatige belüftete Bremsscheiben, beispielsweise für Schienenfahrzeuge, wird in weiterer Ausgestaltung der Erfindung vorgeschlagen, daß jeweils zwei benachbarte Querstege über wenigstens einen in Umfangs¬ richtung ausgerichteten Zusatzsteg miteinander verbunden sind, der den jeweils zwischen zwei Querstegen gebildeten Kühlluftkanal unterteilt. Diese Anordnung hat insbesondere für Bremsscheiben an Schienenfahrzeugen, bei denen die Kühlluftkanäle von den Abmessungen her verhältnismäßig große Querschnitte aufweisen, den Vorteil, daß die zur Verfügung stehende Wärmeübertragungsfläche je Kühlluftkanal vergrößert wird und der Kontakt zwischen Kühlluft und den Wärmeübertragungsflächen durch die Unterteilung des Kühlluftkanals verbessert wird. Eine derart ausgebildete Bremsscheiben kann sowohl für eine aus zwei Teilen aufge¬ baute Bremsscheibe der erfindungsgemäßen Art als auch für belüftete Bremsscheiben der herkömmlichen Art einge¬ setzt werden.

In Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß der Zusatzsteg im Querschnitt zumindest über einen Teil seiner radialen Erstreckung von innen nach außen in der Dicke zunimmt. Durch diese Maßnahme kann auf die Gestaltung des freien Strömungsquerschnittes eines jeden Kühlluft- kanales Einfluß genommen werden, um zum einen die durch die Kreisform vorgegebene Querschnittsveränderung zwischen dem Innenumfang der Ringscheibe und dem Außenumfang der Ringscheibe an die Strömungsvorgänge in dem Kühlluftkanal anzupassen und hierbei auch die Volumenzunahme der durch den Kühlluftkanal jeweils strömenden Luftmenge infolge der Wärmemenge zu berücksichtigen. Der Querschnitt des Zusatzsteges kann hierbei so gestaltet werden, daß er ausgehend vom Innenumfang zunächst zunimmt und nach außen hin wieder abnimmt.

Die vorstehenden Ausgestaltungen für belüftete Bremsscheiben ergeben eine zusätzliche Verminderung des Wärmeverzuges. Zugleich stellen sie vorteilhafte Verbesserungen auch an solchen belüfteten Bremsscheiben dar, bei denen der Scheibenteil starr mit dem Nabenteil verbunden ist, also kein radiales Spiel zwischen diesen beiden Teilen vorhanden ist. Dies gilt insbesondere für Bremsscheiben an Kraftfahr¬ zeugbremsen, bei denen schon über eine Verbesserung der Kühlluftführung ausreichend Einfluß auf den Wärmeverzug genommen werden kann.

In allen Fällen bringt eine Verbesserung der Kühlleistung auch eine Verbesserung der Bremsleistung, da der negative Einfluß hoher Temperaturen auf den Reibwert der verwendeten Reibmaterialien reduziert werden kann.

Die Erfindung wird anhand schematischer Zeichnungen eines Ausführungsbeispieles näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine Seitenansicht einer Bremsscheibe, teilweise im Schnitt,

Fig. 2 einen Axialschnitt entsprechend der

Linie II-II in Fig. 1 für eine abge wandelte Ausführungsform der Verbindung zwischen Nabenteil und Scheibenteil,

Fig. 3 eine andere Ausführungsform einer Brems¬ scheibe in einer Seitenansicht, teilweise im Schnitt entsprechend der Linie III-III in Fig. 4,

Fig. 4 einen Schnitt gem. der Linie IV-IV in

Fig. 3, Fig. 5 eine abgewandelte Ausführung der Brems¬ scheibe gem. Fig. 3 in einem Axial¬ schnitt entsprechend der Linie V-V in Fig. 3,

Fig. 6 ein Druckfederelement in Form einer

Schwerspannhülse,

Fig. 7 einen Teilschnitt durch eine starre Brems¬ scheibe mit einseitigem Luftaustritt,

Fig. 8 einen Teilschnitt durch eine starre Brems¬ scheibe mit zweiseitigem Luftaustritt.

Die in Fig. 1 dargestellte Ausführungsform einer Bremsschei¬ be für ein Schienenfahrzeug besteht im wesentlichen aus einem Nabenteil 1 und einem Scheibenteil 2, die formschlüs¬ sig lösbar mit? ander verbunden sind. Der Nabenteil 1 ist mit mehreren, über den Außenumfang verteilten radial nach außen weisenden Ansätzen 3 versehen. Der Scheibenteil 2 ist entsprechend mit mehreren, über seinen Innenumfang verteilten radial nach innen weisenden Ansätzen 4 versehen. Die nabenseitigen Ansätze 3 sind hierbei auf ihrer den scheibenseitigen Ansätzen 4 zugekehrten Ende zu beiden Seiten mit in Umfangsrichtung verlaufenden Seitenstegen 5 versehen, die zu beiden Seiten die scheibenseitigen Ansätze 4 in axialer Richtung seitlich abstützen. Die zwischen den beiden Seitenstegen 5 angeordnete Stirnfläche 6 der naben¬ seitigen Ansätze 3 ist Teil einer auf die Mittelachse der Scheiben bezogenen Zylinderfläche. Die der Stirnfläche 6 zugekehrte entsprechende Stirnfläche der scheibenseitigen Ansätze 4 ist hierbei entsprechend Teil einer Zylinderfläche, so daß der Nabenteil 1 und der Scheibenteil 2 relativ gegeneinander verdrehbar sind, wobei zwischen diesen beiden Stirnflächen ein geringes radiales Spiel vorhanden ist. In der in Fig. 1 dargestellten Zuordnung von Scheibenteil 2 und Nabenteil 1 zueinander sind jeweils die nabenseitigen Ansätze 3 und die scheibenseitigen Ansätze 4 mit einer Ausnehmung 7 versehen, die jeweils als Halbzylinder im nabenseitigen Ansatz 3 und als Halbzylinder im scheibenseiti¬ gen Ansatz 4 vorhanden ist. In diese Ausnehmung 7 ist als Druckfederelement 8 eine sogenannte Schwerspannhülse eingeschoben. Eine derartige Schwerspannhülse besteht im wesentlichen aus einem hohlzylindrischen Stahlkörper, der an einer Stelle seines Umfangs geschlitzt ist. Der Schlitz kann hierbei genau axial oder auch von beiden Stirnseiten zur Mitte hin schräg verlaufend angeordnet sein, so daß sich eine in etwa "pfeilförmige" Schlitzkontur ergibt. Der Schlitz kann auch schraubenlinienförmig verlau- fend angebracht sein. Die Schwerspannhülse wird unter

Vorspannung in die zylindrische Ausnehmung 7 eingepreßt, so daß sie als Druckfederelement in radialer Richtung nach außen wirksam wird. In Umfangsrichtung nimmt die Schwerspannhülse dann das Bremsmoment auf.

Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 ist der Scheibenteil als sogenannte belüftete Scheibe ausgebildet, bei dem zwei parallele Ringscheiben 9.1 und 9.2 über Querstege 10 miteinander verbunden sind, so daß zwischen jeweils zwei benachbarten Querstegen 10 ein Kühl- luftkanal 11 gebildet wird.

Die Bremsscheibe ist über ihren Nabenteil mit der Achse eines Radsatzes eines Schienenfahrzeuges fest verbunden, beispielsweise über einen sogenannten Druckölverband.

Bei einem Bremsvorgang heizt sich insbesondere bei schnell¬ fahrenden Schienenfahrzeugen infolge der Reibungswärme der Scheibenteil in erheblichem Umfange auf, so daß hier eine entsprechende Durchnesservergrößerung stattfindet. Da der Scheibenteil 2 mit dem Nabenteil 1 über die einander zugeordneten nabenseitigen Ansätze 3 und die scheibenseitigen Ansätze 4 nur über den Formschluß durch die als Schwerspann- hülsen ausgebildeten Druckfederelemente 8 verbunden ist, kann sich der Scheibenteil 2 in radialer Richtung frei ausdehnen, wobei die als Druckfederelemente 8 dienenden Schwerspannhülsen für die erforderliche Zentrierung sorgen. Die beim Stand der Technik noch möglichen Verwerfungen bei einer derartigen wärmebedingten Dehnungsbewegung sind hierbei vermieden.

Fig. 2 zeigt eine abgewandelte Ausführungsform der Verbindung zwischen dem Nabenteil 1 und dem Scheibenteil 2. Bei dieser Ausführungsform ist der Nebenteil 1 mit zwei parallel zueinander verlaufenden Ansätzen3.1 und 3.2 versehen, die zwischen sich den scheibenseitigen Ansatz 4 aufnehmen. Die beiden nabenseitigen Ansätze 3.1 und 3.2 sind mit einer durchgehenden zylindrischen Ausnehmung 7 versehen, während der zwischen den beiden nabenseitigen Ansätze 3.1 und 3.2 befindliche scheibenseitige Ansatz 4 sich nahezu bis an den Nabenteil 1 erstreckt und hierbei mit einer Ausnehmung versehen ist, die zum Nabenteil hin offen ist, so daß der scheibenseitige Ansatz 4 eine in etwa gabelför¬ mige Gestalt besitzt. Nachdem Nabenteil 1 und Scheibenteil 2 ineinandergesteckt und die einander zugeordneten Ausnehmun¬ gen der Ansätze 3 und 4 durch Verdrehen der beiden Scheiben¬ teile gegeneinander fluchtend zueinander ausgerichtet sind, wird auch bei diesem Ausführungsbeispiel die formschlüs¬ sige Verbindung zwischen Nabenteil 1 und Scheibenteil 2 durch ein Druckfederelement 8 in Form einer Schwerspannhülse bewirkt. Auch hier ist die Anordnung so getroffen, daß die Schwerspannhülse 8 unter Vorspannung in die Ausnehmung 7 eingedrückt ist und hierbei auch bei entsprechender Ausbil¬ dung der Ausnehmung im scheibenseitigen Ansatz 4 auf diesen eine radial wirkende Federkraft ausübt.

Die in Fig. 3 dargestellte A sführungsform ist im wesentli- chen aufgebaut wie die anhand von Fig. 2 beschriebene

Ausführungsform, übereinstimmende Bauelemente sind auch hier mit übereinstimmenden Bezugszeichen versehen. Der Unterschied der Ausführungsform gem. Fig. 3 zur Ausführungs¬ form gem. Fig. 2 besteht darin, daß der scheibenseitige Ansatz 4 anstelle einer gabelförmigen Gestaltung mit einem Langloch 12 versehen ist, so daß hier das durch wärmebedingte Dehnungsbewegungen erforderliche radiale Spiel gegeben ist. In kaltem Zustand ist die Anordnung so getroffen, daß auch hier das als Schwerspannhülse ausgebildete Druck¬ federelement 8 mit seiner den Scheibenteil 2 zugekehrten Umfangsfläche 13 an der Laibung des dem Scheibenteil 2 zugekehrten Endes des Langloches 12 preß anliegt.

Bei dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel wird jedoch die beim Bremsvorgang auftretende, in Umfangsrichtung auf das als Schwerspannhülse ausgebildete Druckfederelement 8 einwirkende Kraft nicht oder nur in geringem Umfang vom

Druckfederelement 8 aufgenommen. Die Kraft in Umfangsrichtung wird hierbei unmittelbar über das freie Ende des scheiben¬ seitigen Ansatzes 4 auf die in Umfangsrichtung benachbarten nabenseitigen Ansätze 3 übertragen. Hierzu ist ein Stütz- ring 14 vorgesehen, der jeweils in den zugeordneten Zwischen¬ räumen zwischen je zwei benachbarten radialen Ansätzen

3, 4 mit Stützkörpern 15 ver- sehen ist, die jeweils mit ihren in Umfangsrichtung weisen¬ den Begrenzungsflächen an entsprechenden Stützflächen 16 am freien Ende des scheibenseitigen Ansatzes 4 einerseits und am Fuß der zugehörigen nabenseitigen Ansätze 3 anderer¬ seits anliegen. Die Anordnung ist zweckmäßigerweise so getroffen, daß die Stirnflächen 16 der Zwischenstücke

15 ebenso wie die zugehörigen, einander zugekehrten Anlage- flächen der benachbarten Ansätze 3,4 parallel zueinander verlaufen, so daß durch die beim Bremsvorgang auftretenden Stützkräfte in Umfangsrichtung, die von den Ansätzen 4 über den zugehörigen Stützkörper 15 auf die Stützflächen

16 der in Drehrichtung nachfolgenden Ansätze 3 praktisch querkraftfrei übertragen werden. Wie aus Fig. 3 ebenfalls ersichtlich, ist der Stützring 14 jeweils im Bereich der zugehörigen Ansätze 3 mit einem Sicherungsfinger 17 versehen, der auf der Außenseite die jeweilige Ausnehmung abdeckt und damit das in der Ausnehmung enthaltene Druckfederelement 8 sichert. Wie in Fig. 5 dargestellt, kann die Anordnung in der Weise ausgebildet sein, daß ein Stützring 14 mit den entsprechenden Stütz¬ körpern 15 einstückig verbunden ist und somit seitlich eingeschoben werden k..nn und hierbei den Stützraum zwischen zwei benachbarten Ansätzen vollständig durchsetzt. Von der anderen Seite her ist dann ein Gegenring 14.1 vorgesehen, der über die Stützkörper 15 mit dem Stützring 14 verschraubt ist, so daß die Anordnung insgesamt axial gesichert ist. Die Anordnung kann auch so getroffen werden, daß zwei Stützringe mit Stützkörpern 15 vorgesehen sind, die alternie¬ rend von der einen und von der anderen Seite eingeschoben sind, so daß jeder Stützring nur jeweils für jeden zweiten Stützraum mit einem entsprechenden Stützkörper 15 versehen ist.

Wie aus dem in Fig. 4 ersichtlichen Schnitt gem. der Linie IV-IV in Fig. 3, sind die durch die QuerStege 10 gebildeten Kühlkanäle 11 in Umfangsrichtung jeweils unter¬ teilt durch einen Zusatzsteg 18. Durch diesen Zusatzsteg wird eine bessere Führung der radial von innen nach außen durch die Kühlluftkanäle 11 strömenden Kühlluft bewirkt, die insbesondere zu einem besseren Kontakt der Kühlluft mit den Ringscheiben 9.1 und 9.2 sorgt und damit zu einer besseren Wärmeabfuhr führt. D:.e Zusatzstege 18 sind zweck- mäßigerweise im Querschnitt zumindest über einen Teil ihrer radialen Erstreckung so ausgebildet, daß ihr Quer¬ schnitt von innen nach außen in der Dicke zunimmt. Durch diese Formgebung wird der Tatsache Rechnung getragen, daß die Kühlluftkanäle 11 von innen nach außen einen zu- nehmenden Querschnitt aufweisen, was zumindest im Einlaß¬ bereich bis etwa zur Hälfte der Kanallänge zu einer Redu¬ zierung der Strömungsgeschwindigkeit der Luft und damit zu einer Erhöhung des Strömungswiderstandes führen würde. Durch die Zusatzstege 18 wird dem entgegengewirkt. Zusätz¬ lich zu dieser keilförmigen Gestaltung des Querschnitts der Zusatzstege können zur Verbesserung der Strömungsfüh- rung, d. h. zur Verminderung der Strömungswiderstände auch die Innenflächen 19 der Ringscheiben 9.1 und 9.2 im Querschnitt ballig ausgebildet sein, so daß hier eine unter Strömungsgesichtspunkten optimale Querschnittsform erzielt werden kann.

Fig. 5 zeigt eine weiteren, die Kühlluftführung verbessern¬ de Ausgestaltung der Bremsscheiben. Bezogen auf die Schnitt¬ linie V-V in Fig. 3 ist in Fig. 5 ein entsprechender Quer¬ schnitt dargestellt. Bei dieser Ausführungsform ist am Außenumfang der Ringscheiben 9.1 und 9.2 ein sich über den gesamten Umfang der Scheibe durchgehendes Leitmittel 20 angeordnet. Dieses Leitmittel 20 kann durch ein Blech¬ profil gebildet werden, das nachträglich angebracht wird, beispielsweise an einer nach außen ragenden Verlängerung 21 des Zusatzsteges 18 oder aber direkt an den Kanten der Querstege 10 bei Bremsscheiben ohne einen derartigen Zusatzsteg. Dieses Leitmittel 20 dient dazu, die entspre¬ chend dem Pfeil 22 durch die jeweiligen Kühlluftkanäle durchströmende Luft am Außenumfang seitlich abzulenken. Der wesentliche Vorteil der Anordnung eines derartigen Leitmittels gegenüber der Ausführungsform gem. Fig. 4 besteht jedoch darin, daß insbesondere bei hohen Drehzahlen die Umgebungsluft nicht unmittelbar auf die Querstege 10 einwirken und damit die freie Abströmung der erhitzten Kühlluft beeinträchtigen kann.

Da die Zwischenräume zwischen dem Innenumfang der Ringschei¬ ben 9.1 und 9.2 und dem Nabenteil 1 jeweils ringförmige Lufteintrittsöffnungen 24 bilden, deren Querschnitt allein durch die konstruktiven Abmessungen vorgegeben ist, ist es für eine Abstimmung der durchströmenden Kühlluftmengen zweckmäßig, wenn hier jeweils entsprechend ringförmige Abdeckungen 25 angeordnet sind, die mit Kühllufteintritts¬ öffnungen 26 mit definiertem Querschnitt versehen sind, und die jeweils den Zwischenräumen zwischen den Ansätzen 3, 4 zugeordnet sind.

Während bei der Anordnung von Kühllufteintrittsöffnungen 26 durch die zunächst axial einströmenden Luftströme erheb¬ liche Verwirbelungen und damit Stoßverluste auftreten, bringt die Anordnung von Umlenkmitteln 27 jeweils im Bereich der Kühllufteintrittsöffnungen 26 eine erhebliche Verbesserung. Die entsprechende Kühlluft wird gezielt in die radiale Strömungsrichtung umgelenkt und so eine bessere Kühlluftströmung erreicht.

Eine bessere und gleichmäßigere Kühlluftströmung bedeutet nicht nur eine verbesserte Kühlleistung. Daher ist es bei gleichbleibender Anforderung an die Kühlleistung gegen¬ über den bisherigen Bremsscheibenformen möglich, über eine entsprechende Bemessung der Abdeckungen 25 mit Umlenk- mittein 27 die pro Zeiteinheit durchfliessende Kühlluft- me-ge zu reduzieren. Bei der Verwendung an Hochgeschwindig¬ keitszügen bedeutet dies aber eine deutliche Verminderung der Verluste an Zugantriebsleistung, da nicht übersehen werden darf, daß jede Bremsscheibe zugleich als Radialpum- penrad für die ständig durchströmende Kühlluft wirkt und einen entsprechenden Energieverbrauch aufweist, der von der Lokomotive zusätzlich aufzubringen ist.

In Fig. 6 ist einer perspektivischen Darstellung eine Ausführungsform für die hier bevorzugt als Druckfederele¬ ment 8 verwendete Schwerspannhülse dargestellt.

Die in Fig. 7 und Fig. 8 nur schematisch dargestellte Bremsscheibe besteht im wesentlichen aus einem Nabenkörper 1, der mit einem Scheibenteil 2 verbunden ist, an dem die hier nicht näher dargestellten, mit einer sogenannten Zange verbundenen Bremsklötze beim Bremsvorgang zur Anlage kommen. Die Bremsscheibe 2 besteht im wesentlichen aus zwei Bremsscheiben 9.1 und 9.2, die über eine Vielzahl radial verlaufender Querstege 10 miteinander verbunden sind, durch die zwischen den Ringscheiben radial gerichtete Kühlluftkanäle entstehen.

Bei der dargestellten Ausführungsform ist ein über den Außenumfang der Ringscheiben 9.1 und 9.2 hinausgezogenes Leitmittel 20 vorgesehen, das sich über den gesamten Umfang der Scheibe erstreckt. Dieses Leitmittel 20 kann sowohl beim Gießvorgang einstückig an einer der Ringscheiben angegossen sein, oder aber als zusätzliches Profil, bei¬ spielsweise als vorgeformtes Blechprofil, nachträglich mit einer der Ringscheiben verbunden werden. Dieses Leit- ittel 20 dient dazu, die entsprechend dem Pfeil 22 durch die jeweiligen Kühlluftkanäle durchströmende Kühlluft am Außenumfang seitlich abzulenken. Der wesentliche Vorteil der Anordnung eines derartigen Leitmittels gegenüber her¬ kömmlichen Bremsscheiben besteht darin, daß, insbesondere bei hohen Drehzahlen, die Umgebungsluft nicht unmittelbar auf die die Ringscheiben verbindenden QuerStege 10 einwir¬ ken und auch der Fahrtwind die freie Abströmung der Kühl¬ luft nicht beeinträchtigen kann.

Das Leitmittel 20 kann - wie hier dargestellt - die abströ¬ mende Kühlluft nur nach einer Seite hin ablenken. Es ist aber auch möglich - wie in Fig. 8 dargestellt - ein Profil für das Leitmittel vorzusehen, das die abströmende Kühl¬ luft nach beiden Seiten hin ablenkt. In beiden Fällen kann das Leitmittel 20 aus einem Blechprofil bestehen, das beispielsweise mit den Querstegen 10 durch Schweißen verbunden ist.

Claims

Schutzansprüche:

1. Bremsscheibe, insbesondere Bremsscheibe für Schienen¬ fahrzeuge, mit einem Nabenteil und einem Scheibenteil, der mit dem Nabenteil lösbar verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Nabenteil (1) und der Scheibenteil (2) formschlüssig miteinander in Verbindung stehen, daß zwischen beiden Teilen (1, 2) zumindest in radialer Richtung ein geringes Spiel vorgesehen ist und daß zwischen dem Nabenteil (1) und dem Scheibenteil (2) mehrere auf den Umfang verteilte, zumindest in radialer Richtung wirksame Druckfederelemente (8) angeordnet sind.

2. Bremsscheibe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Nabenteil (1) mit mehreren, über den Außenumfang verteilten, radial nach außen weisenden Ansätzen (3) ver¬ sehen ist, die jeweils eine axiale Ausnehmung (7) aufweisen, daß der Scheibenteil (2) mit mehreren, über den Innenumf :ig verteilten, radial nach innen weisenden Ansätzen (4) ver- sehen ist, die den Ansätzen (3) des Nabenteils (1) zugeord¬ net sind und die jeweils eine axiale Ausnehmung (7) auf¬ weisen, und daß die Druckfederelemente (8) ebenfalls durch zylindrische Federbüchsen gebildet werden, die jeweils durch die Ausnehmungen (7) der einander zugekehrten An- sätze (3, 4) von Nabenteil (1) und Scheibenteil (2) hin¬ durchgesteckt sind.

3. Bremsscheibe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich¬ net, daß die Ansätze (3) des einen Teils die Ansätze (4) des anderen Teils in radialer Richtung überdecken, daß die Ausnehir ngen (7) an den Ansätzen (3) des einen Teils, vorzugsweise des Nabenteils (1) als Bohrung und die Ausneh¬ mungen (7) des anderen Teils, vorzugsweise des Scheiben¬ teils (2) als Langloch (12) ausgebildet sind, wobei das Langloch (12) sich radial erstreckt.

4. Bremsscheibe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn¬ zeichnet, daß die Ansätze (3) des Nabenteils (1) jeweils als Parallelansätze (3.1, 3.2) ausgebildet sind, die je¬ weils einen Ansatz (4) des Scheibenteils (2) zwischen sich aufnehmen.

5. Bremsscheibe nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens ein Stützring (14) auf den Nabenteil (1) aufgeschoben ist, der mit axial ausge- richteten Stützkörpern (15) versehen ist, die den Zwischen¬ raum in Umfangsrichtung jeweils zwischen zwei Ansätzen (3, 4) im nabenseitigen Bereich ausfüllen.

6. Bremsscheibe nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Stützring (14) jeweils im Bereich der Ansätze (3) mit Sicherungsfingern (17) versehen ist, die die Stirnflächen der Druckfederelemente (8) wenigstens teilweise überdecken.

7. Bremsscheibe nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Stützring (14, 14.1) , vorgesehen sind, die auf beiden Seiten an den Ansätzen (3) anliegend und die miteinander verbindbar sind.

8. Bremsscheibe, insbesondere für Schienenfahrzeuge, mit einem Scheibenteil, der aus zwei parallelen Ringscheiben gebildet ist, deren Innenumfang mit Abstand zum Nabenteil ^"(1) endet und Lufteintrittsöffnungen bildet und die über radial verlaufende Querstege miteinander verbunden sind, wobei die Querstege zwischen den Ringscheiben jeweils

Kühlluftkanäle bilden, die am Außenumfang ausmünden, ins¬ besondere Bremsscheibe nach einem der Ansprüche 1 bis

7. dadurch gekennzeichnet, daß am Außenumfang ein Leit¬ mittel (21) angeordnet ist, durch das wenigstens ein seitlicher Austrittsschlitz (23) gebildet wird, so daß die radial ausströmende Kühlluft nach wenigstens einer Seite hin in die axiale Richtung umgelenkt wird.

9. Bremsscheibe nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Leitmittel (21) durch ein ange¬ setztes Blechprofil gebildet wird.

10. Bremsscheibe nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Lufteintrittsöffnungen (24) am Innenumfang der Ringscheiben jeweils mit Abdeckungen ver¬ sehen sind, die jeweils mehrere auf den Umfang verteilte Kühllufteintrittsöffnungen (26 ) aufweisen.

11. Bremsscheibe nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß den Kühllufteintrittsöffnungen (26 ) jeweils auf der Innenseite der Abdeckungen Umlenkmittel(27) zugeordnet sind, die die jeweils eintretende Kühlluft aus seiner axialen Eintrittsrichtung in die radial verlau¬ fenden Kühlluftkanäle umlenken.

12. Bremsscheibe nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils zwei benachbarte Querstege (10) über wenigstens einen in Umfangsrichtung ausgerichteten

Zusatzsteg (18) miteinander verbunden sind, der den jeweils zwischen zwei Querstegen (10) gebildeten Kühlluftkanal (11) unterteilt.

13. Bremsscheibe nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Zusatzsteg (18) im Querschnitt zumindest über einen Teil seiner radialen Erstreckung von innen nach außen in der Dicke zunimmt.