EP4701910A1

EP4701910A1 - Reibring für eine radbremsscheibe und radbremsscheibe für ein schienenfahrzeug

Info

Publication number: EP4701910A1
Application number: EP24727209.9A
Authority: EP
Inventors: Bernhard Hämmerl; Marc-Gregory Elstorpff; Juriy Meshenberg; Michael Mathieu
Original assignee: Knorr Bremse Systeme fuer Schienenfahrzeuge GmbH
Current assignee: Knorr Bremse Systeme fuer Schienenfahrzeuge GmbH
Priority date: 2023-06-26
Filing date: 2024-05-14
Publication date: 2026-03-04
Also published as: CN121240998A; WO2025002654A1; DE102023116722A1

Abstract

Es wird ein Reibring (3) für eine Radbremsscheibe eines Schienenfahrzeugs beschrieben, mit einer Reibfläche (31) und einer der Reibfläche abgewandten Rückseite (32), von der sich eine Vielzahl von Kühlstegen und Befestigungsdomen (5) in einer Richtung senkrecht zur Reibfläche (31) erstrecken, wobei eine erste Teilzahl der Kühlstege als Rundstege (8) ausgebildet ist, wobei eine zweite Teilzahl der Kühlstege als, parallel zu einer Ebene der Reibfläche (31) betrachtet, T-förmige Rippen (6, 7) ausgebildet ist, die entlang einer gedachten Kreislinie, deren Mittelpunkt eine Drehachse (34) des Reibrings (3) ist, radial außerhalb und/oder innerhalb der Befestigungsdome (5) angeordnet sind. Des Weiteren wird eine Radbremsscheibe für ein Schienenrad eines Schienenfahrzeugs beschrieben.

Description

Reibring für eine Radbremsscheibe und Radbremsscheibe für ein Schienenfahrzeug

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Reibring für eine Radbremsscheibe eines Schienenfahrzeugs gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 . Die Erfindung betrifft des Weiteren eine Radbremsscheibe für ein Schienenrad eines Schienenfahrzeugs.

Solche Reibringe, beispielsweise bekannt aus der DE 10 2020 112 874 A1 , sind üblicherweise an einem Radkörper eines Schienenrades angebracht.

Figur 1 zeigt einen schematischen Teilausschnitt eines weiteren aus dem Stand der Technik bekannten üblichen Aufbaus einer solchen Radbremsscheibe für Schienenfahrzeuge. Dabei ist an jeder Seite eines Stegs 21 eines Radkörpers 2 ein solcher Reibring angebracht.

Die gezeigte Radbremsscheibe besteht dabei aus zwei Reibringen 3 mit einer jeweiligen Reibfläche 31 . An einer der Reibfläche abgewandten Rückseite 32 erstreckt sich eine Vielzahl von Kühlstegen und Befestigungsdomen 5 in einer Richtung senkrecht zu den Reibflächen 31 .

Die beiden Reibringe 3 sind dabei mittels hier als Schrauben ausgebildeten Befestigungselementen 4 am Steg 29 des Radkörpers 2 befestigt. Diese Befestigungselemente 4 erstrecken sich dabei durch die Befestigungsdome 5 beider Reibringe 3 und den Steg 21 des Radkörpers 2 hindurch, um so die Reibringe 3 mithilfe der Befestigungselemente 4 gegen den Steg 21 des Radkörpers 2 zu verspannen.

Eine Verdrehung der Reibringe auf dem Radkörper 2 wird dabei üblicherweise durch radial angeordnete Gleitsteine (nicht gezeigt) in Radialnuten 91 von Nocken 9 verhindert. Diese nehmen auch sämtliche Kräfte auf den Radkörper 2 in tangentialer Richtung auf, beispielsweise die Radkraft zwischen einem nicht dargestellten Bremsbelag und des jeweiligen Reibrings 3, und übertragen diese in den Radkörper 2 des zugehörigen Rades.

Die Reibringe 3 weisen des Weiteren eine Vielzahl von Kühlstegen auf, die sich ebenfalls in einer senkrecht zur Reibfläche 31 des jeweiligen Reibrings 3 erstrecken. Diese Kühlstege vergrößern die kühlende Oberfläche in Kühlkanälen zwischen den Kühlstegen und Befestigungsdomen 5 und weisen gleichzeitig bei Drehung des Reibrings 3 eine hohe Ventilationswirkung auf, die generell zu einer hohen und effektiven Kühlwirkung führt.

Die Ventilationswirkung der Kühlstege bewirkt dabei eine Ventilation der Luft, die an einem jeweiligen Innendurchmesser 11 der Reibringe 3 durch Lufteintritte in die Kühlkanäle eingesaugt wird und infolge der durch Rotation bedingten Fliehkraft als Luftströmungen an einem Außendurchmesser 12 des Reibrings 3 radial als Luftströmung austritt.

Nachteilig bei den aus dem Stand der Technik bekannten Reibringen ist, dass im Hinblick auf eine erzeugte hohe Lüfterveriustleistung nicht von einer effizienten Kühlwirkung gesprochen werden kann.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, einen verbesserten Reibring für eine Radbremsscheibe eines Schienenfahrzeugs bereitzustellen, mit reduzierter Lüfterverlustleistung bei gleichzeitig beibehaltener guter Kühlwirkung des Reibrings.

Die Aufgabe wird durch einen Reibring für eine Radbremsscheibe eines Schienenfahrzeugs mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.

Ein erfindungsgemäßer Reibring für eine Radbremsscheibe eines Schienenfahrzeugs weist eine Reibfläche und eine der Reibfläche abgewandte Rückseite auf, von der sich eine Vielzahl von Kühlstegen und Befestigungsdomen in einer Richtung senkrecht zur Reibfläche erstrecken.

Dabei ist eine erste Teilzahl der Kühlstege als Rundstege ausgebildet.

Eine zweite Teilzahl der Kühlstege ist als, parallel zu einer Ebene der Reibfläche betrachtet, T-förmige Rippen ausgebildet.

Die T-förmigen Rippen sind entlang einer gedachten Kreislinie, deren Mittelpunkt eine Drehachse des Reibrings ist, radial außerhalb und/oder innerhalb der Befestigungsdome angeordnet.

Ein solcher Reibring zeichnet sich insbesondere dadurch aus, dass die Ventilation der Luft, die am Innendurchmesser des Reibrings in den Kühlkanal eingesaugt wird und infolge der durch Rotation bedingten Fliehkraft am Außen- durchmesser des Kühlkanals radial austritt, gedrosselt wird und sich gleichzeitig vorteilhaft ergibt, dass die ventilierte Luftmenge die beim Bremsen erhitzte Reibscheibe effizient kühlt.

Die Oberfläche des Reibrings im Kühlkanal wird so mittels der Rundstege maximiert. Gleichzeitig kann durch die T-förmigen Rippen die Luftförderwirkung dieser oberflächenvergrößernden Elemente gering gehalten werden.

Vorteilhafte Ausführungsvarianten der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.

Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsvariante weisen die T-förmigen Rippen sich radial zur Drehachse des Reibrings sich erstreckende Radialstege und senkrecht dazu ausgerichtete Querstege auf.

In einer bevorzugten Ausführungsvariante ist eine Teilzahl der T-förmigen Rippen auf einem Kreis mit einem Durchmesser angeordnet, der an einen Außenrand des Reibrings angrenzt.

Weiter ist bevorzugt, dass alternativ oder zusätzlich eine Teilzahl der T- förmigen Rippen auf einem Kreis mit einem Durchmesser angeordnet ist, welcher an einen Innenrand des Reibrings angrenzt.

Bei den nahe dem Außenrand des Reibrings angeordneten T-förmigen Rippen sind zumindest bei einer Mehrzahl dieser T-förmigen Rippen freie Enden der Radialstege dem Außenrand näher als die Querstege.

Entsprechendes gilt vorzugsweise für die Teilzahl der T-förmigen Rippen, die nahe dem Innenrand des Reibrings angeordnet sind. Hier sind entsprechend bevorzugt die freien Ende der Radialstege dem Innenrand näher als die Querstege der T-förmigen Rippen.

Die Rundstege sind bevorzugt auf Kreisen mit unterschiedlichen Radien angeordnet.

Die Rundstege bewirken strömungstechnisch eine Verwirbelung der radial strömenden Luft, wodurch im Hinblick auf die geförderte Luftmenge eine sehr effiziente thermodynamische Wärmeübertragung an die so erzeugte turbulente Luftströmung erzeugt wird. Für die vorteilhafte Drosselung der geförderten Luftmenge wurden die T- förmigen Rippen gewählt. Diese T-förmigen Rippen bieten gleichzeitig den weiteren Vorteil, dass sie ihrerseits ebenfalls eine weitere Vergrößerung der kühlwirksamen Oberflächen im Kühlkanal bewirken.

Die Rundstege weisen bevorzugt einen kreiszylinderförmigen Querschnitt auf.

In einer besonders bevorzugten Ausführungsvariante sind parallel zur Oberfläche der Rückseite des Reibrings betrachtete Durchmesser der Rundstege sich von einem größten Durchmesser an der Oberfläche der Rückseite des Reibrings weg in Richtung ihrer freien Enden abnehmend ausgebildet.

Dadurch kann die Luftförderung und die Verwirbelung der Luftströmungen vorteilhaft beeinflusst werden.

Die erfindungsgemäße Radbremsscheibe für ein Schienenrad eines Schienenfahrzeugs, die mindestens zwei Reibringe aufweist, die beiderseits eines Steges eines Radkörpers des Schienenrades angeordnet und mittels Befestigungselementen befestigt sind, wobei sich die Befestigungselemente durch die Befestigungsdome beider Reibringe und den Steg erstrecken, zeichnet sich durch wie oben beschriebene Reibringe aus.

Nachfolgend werden bevorzugte Ausführungsbeispiele anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert.

Es zeigen:

Figur 1 einen schematischen Teilausschnitt einer Radialschnittansicht eines Radkörpers mit einem Reibring gemäß dem Stand der Technik,

Figur 2 eine schematische perspektivische Ansicht einer Rückseite eines erfindungsgemäßen Reibrings und

Figur 3 eine schematische Draufsicht auf den in Figur 2 gezeigten Reibring. In der nachfolgenden Figurenbeschreibung beziehen sich Begriffe wie oben, unten, links, rechts, vorne, hinten usw. ausschließlich auf die in den jeweiligen Figuren gewählte beispielhafte Darstellung und Position des Reibrings, Radkörper, Steg, Befestigungselemente, Rippen und dergleichen. Diese Begriffe sind nicht einschränkend zu verstehen, d.h., durch verschiedene Arbeitsstellungen oder die spiegelsymmetrische Auslegung oder dergleichen können sich diese Bezüge ändern.

Die einen aus dem Stand der Technik bekannten Reibring darstellende Figur 1 wurde bereits oben in der Beschreibungseinleitung beschrieben.

Figur 2 zeigt eine schematische perspektivische Ansicht einer Rückseite 32 eines Reibrings 3 gemäß der Erfindung.

Figur 3 zeigt die Rückseite 32 des Reibrings 3 gemäß Figur 2 in einer Draufsicht.

Wie in Figur 2 dargestellt ist, weist der Reibring 3 auf seiner einer Reibfläche 31 abgewandten Rückseite 32 eine Vielzahl von Kühlstegen und Befestigungsdomen 5 auf, die sich in einer Richtung senkrecht zur Reibfläche 31 erstrecken.

Eine erste Teilzahl dieser Kühlstege ist als Rundstege 8 ausgebildet.

Eine zweite Teilzahl dieser Kühlstege ist als T-förmige Rippen 6, 7 ausgebildet, betrachtet parallel zu einer Ebene der Reibfläche 31 .

Wie weiter in den Figuren 2 und 3 zu erkennen ist, sind die T-förmigen Rippen 6, 7 entlang einer gedachten Kreislinie, deren Mittelpunkt eine Drehachse 34 des Reibrings 3 ist, radial außerhalb und/oder innerhalb der Befestigungsdome 5 angeordnet.

Die Befestigungsdome 5 sind im gezeigten Ausführungsbeispiel in radialer Richtung des Reibrings 3 betrachtet zentral mittig angeordnet

Auf dem gleichen Radius wie die Befestigungsdome 5 sind bevorzugt auch Nocken 9 mit Radialnuten 31 angeformt, die der Führung der oben erwähnten Gleitsteine (nicht gezeigt) dienen. Die T-förmigen Rippen 6, 7 weisen sich radial zur Drehachse 34 des Reibrings 3 erstreckende Radialstege 61 , 71 auf sowie senkrecht dazu ausgerichtete Querstege 62, 72.

Wie weiter in den Figuren 2 und 3 gezeigt ist, ist eine Teilzahl der T-förmigen Rippen 6, 7 auf einem Kreis mit einem Durchmesser angeordnet, der an einen Außenrand 12 des Reibrings 3 angrenzt (T-förmige Rippen 6).

Eine weitere Teilzahl der T-förmigen Rippen 6, 7 ist auf einem Kreis mit einem Durchmesser angeordnet, der an den Innenrand 11 des Reibrings 3 angrenzt (T-förmige Rippen 7).

Die Ausrichtung der T-förmigen Rippen 6, 7 ist dabei überwiegend dergestalt, dass die freien Enden der Radialstege 61 bei den dem Außenrand 12 des Reibrings 3 nahen T-förmigen Rippen 6 dem Außenrand 12 näher sind als die Querstege 62.

Entsprechendes gilt auch für die dem Innenrand 11 des Reibrings 3 nahen T- förmigen Rippen 7. Auch hier sind die freien Enden der Radialstege 71 der T- förmigen Rippen 7 dem Innenrand 11 näher als die Querstege 72.

Wie in Figur 3 zu erkennen ist, gibt es bei den dem Außenrand 12 nahen T- förmigen Rippen 6 wenige, im gezeigten Ausführungsbeispiel zwei T-förmige Rippen 6, die so ausgerichtet sind, dass der Quersteg 62 dem Außenrand 12 näher ist als das freie Ende des Radialstegs 61 . Durch diese „umgedrehte“ Ausrichtung wird am Außenrand 12 ein Auflagebereich radial außerhalb der entsprechenden T-förmigen Rippe 6 geschaffen, der im Herstellungsprozess genutzt wird, beispielsweise um den Reibring 3 für einer Drehbearbeitung auf einem Drehteller auszurichten.

Die Rundstege 8 sind, wie in den Figuren 2 und 3 zu erkennen ist, auf Kreisen mit unterschiedlichen Radien 13, 14, 15 angeordnet.

Die Rundstege 8 weisen vorzugsweise einen kreiszylinderförmigen Querschnitt auf.

Bevorzugt sind diese Rundstege 8 in ihrer Längserstreckung in einer Richtung Z vorzugsweise konisch geformt, d.h. , dass ein parallel zur Oberfläche der Rückseite 32 des Reibrings 3 betrachteter Durchmesser der Rundstege 8 sich von einem größten Durchmesser an der Oberfläche der Rückseite 32 des Reibrings 3 weg in Richtung ihrer freien Enden abnehmend ausgebildet ist.

Je nach umfänglichem Abstand der Befestigungsdome 5 in einer Umfangsrich- tung U sind unterschiedliche Gruppierungen von Rundstegen 8 verwirklicht, um einerseits eine größtmögliche kühlwirksame Oberfläche in den Kühlkanälen zu schaffen und andererseits für eine gute Verwirbelung der durchströmenden Luftkühlungsluft zu sorgen.

Bezugszeichenliste

2 Radkörper 21 Steg 22 Drehachse

3 Reibring 31 Reibfläche 32 Rückseite

33 Auflagefläche 34 Drehachse

4 Befestigungselement

5 Befestigungsdom 51 Durchgangsbohrung

6 Rippe 61 Radialsteg 62 Quersteg

7 Rippe 71 Radialsteg 72 Quersteg

8 Rundsteg

9 Nocken 91 Radialnut

11 Innenrand

12 Außenrand

13 Radius 14 Radius 15 Radius

R Radialrichtung U Umfangsrichtung Z Dickenrichtung

Claims

Ansprüche

1 . Reibring (3) für eine Radbremsscheibe eines Schienenfahrzeugs, mit einer Reibfläche (31 ) und einer der Reibfläche abgewandten Rückseite (32), von der sich eine Vielzahl von Kühlstegen und Befestigungsdomen (5) in einer Richtung senkrecht zur Reibfläche (31 ) erstrecken, wobei eine erste Teilzahl der Kühlstege als Rundstege (8) ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass eine zweite Teilzahl der Kühlstege als, parallel zu einer Ebene der Reibfläche (31 ) betrachtet, T-förmige Rippen (6, 7) ausgebildet ist, wobei die T-förmigen Rippen (6, 7) die entlang einer gedachten Kreislinie, deren Mittelpunkt eine Drehachse (34) des Reibrings (3) ist, radial außerhalb und/oder innerhalb der Befestigungsdome (5) angeordnet sind.

2. Reibring (3) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die T-förmigen Rippen (7) sich radial zur Drehachse (34) des Reibrings (3) sich erstreckende Radialstege (61 , 71) und senkrecht dazu ausgerichtete Querstege (62, 72) aufweisen.

3. Reibring (3) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass eine Teilzahl der T-förmigen Rippen (6, 7) auf einem Kreis mit einem Durchmesser angeordnet ist, welcher an einen Außenrand (12) des Reibrings (3) angrenzt.

4. Reibring (3) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass eine Teilzahl der T-förmigen Rippen (6, 7) auf einem Kreis mit einem Durchmesser angeordnet ist, welcher an einen Innenrand (11 ) des Reibrings (3) angrenzt.

5. Reibring (3) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest bei einer Mehrzahl der T-förmigen Rippen (7) freie Enden der Radialstege (71 ) dem Innenrand (11) näher sind als die Querstege (72).

6. Reibring (3) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest bei einer Mehrzahl der T-förmigen Rippen (6) freie Enden der Radialstege (61 ) dem Außenrand (12) näher sind als die Querstege (62).

7. Reibring (3) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Rundstege (8) auf Kreisen mit unterschiedlichen Radien (13, 14, 15) angeordnet sind.

8. Reibring (3) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Rundstege (8) einen kreiszylinderförmigen Querschnitt aufweisen.

9. Radbremsscheibe (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass parallel zur Oberfläche der Rückseite (32) des Reibrings (3) betrachtete Durchmesser der Rundstege (8) sich von einem größten Durchmesser an der Oberfläche der Rückseite (32) des Reibrings (3) weg in Richtung ihrer freien Enden abnehmend ausgebildet sind.

10. Radbremsscheibe für ein Schienenrad eines Schienenfahrzeugs, aufweisend mindestens zwei Reibringe (3), die beiderseits eines Steges (21 ) eines Radkörpers (2) eines Schienenrades angeordnet und mittels Befestigungselementen (4) befestigt sind, wobei sich die Befestigungselemente (4) durch die Befestigungsdome (5) beider Reibbringe (3) und den Steg (21 ) erstrecken, dadurch gekennzeichnet, dass die Reibringe (1 ) gemäß einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche ausgebildet sind.