WO2011138301A2 - Bremsbelag für eine teilbelag-scheibenbremse - Google Patents

Bremsbelag für eine teilbelag-scheibenbremse Download PDF

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Definitions

  • the invention relates to a brake lining for a partially lined disc brake according to the preamble of claim 1.
  • brake pads are used, the friction elements are made of a hard material.
  • the friction elements in the contact area with the carrier plate are provided with spherical-segment-shaped formations which engage in dome-shaped receptacles adapted thereto.
  • the support plate forms together with the friction elements positioned thereon a covering element, of which in turn several are held tiltably in a lining carrier.
  • the friction elements are displaced almost without any change in the contact pressure, which is essentially the same in all friction elements.
  • a homogeneous contact pattern is generated and local heat spots on the brake disc are avoided.
  • the Isobar brake pad Due to its high performance, the Isobar brake pad is primarily used in high-speed traffic, although when decelerating it causes a very high level of heating of the entire brake pad.
  • the heating capability of the system is limited by the achievement of the local deformation resistance of the carrier plate and the lining carrier, wherein the frictional heat is conducted via the contact friction element / carrier plate and the contact area carrier plate / lining carrier in the lining carrier.
  • the invention has for its object to develop a brake pad of the generic type so that its usefulness improved with little design and manufacturing effort and its life is increased. This object is achieved by a brake pad with the features of claim 1.
  • the dimensioning and shaping of the recess is in principle freely selectable and is limited only by the technically feasible.
  • a preferred embodiment of the recess is such that it is designed in the sense of a ball pan, quasi parallel to the spherical segment-shaped projection, with which the carrier plate rests tiltably in an adapted receptacle of the lining carrier.
  • the recess may also be polygonal in plan, with a flat or concave or convex curved bottom.
  • the recess as the support plate may otherwise be provided with a metallic coating or coated with a corrosion protection.
  • the friction elements can be facing surface of the support plate, at least in the areas not covered by the friction elements, be provided with a corresponding layer.
  • the recess can be designed such that it meets the requirements for rigidity of the carrier plate in order to achieve a favorable total compliance of the lining system.
  • the invention is also characterized by the fact that it is basically cost-neutral to implement.
  • the carrier plate is produced as a precision casting part, so that the recess can be cast with. It is also conceivable to produce the recess without cutting or machining, the former, for example, when the support plate is made of sheet metal and is deformed by stamping, drawing or the like.
  • the higher heat radiation that results from the new brake pad results in a higher load capacity, so that the new brake pad is particularly suitable for use in high-speed trains. In this respect, the usability of the brake pad is improved.
  • the new brake pad also has a longer service life, which naturally reduces the operating costs to a quite remarkable extent, which includes not only the procurement and assembly costs, but also the downtime of the vehicle. Further advantageous embodiments of the invention are characterized in the subclaims.
  • Figure 1 shows a partial section of the brake pad in a perspective
  • Figure 2 is a plan view of a support plate
  • FIG. 3 shows a section through the carrier plate according to the line III-III in FIG.
  • FIG. 1 shows a partial section of a brake pad for a partially lined disc brake, in particular a rail vehicle, with a plurality of pad elements 2 connected to a pad carrier 1, of which only one is shown in FIG.
  • Each covering element 2 has a carrier plate 3 and friction elements 4 mounted on the rear side in receptacles 6 of the carrier plate 3, wherein the receptacle 6 as a calotte and the region of the friction element 4 inserted therein are formed in a spherical segment.
  • the receptacles 6 are arranged in three, mutually angled legs 7 of the support plate 3.
  • the support plate 3, which is shown in Figures 2 and 3 as a detail, is tiltably held on the lining carrier 1, to which the carrier plate 3 has a kugelab- cut-shaped projection 9 which rests in a ball socket 10 of the lining carrier 1.
  • at least one recess 5 which enlarges the surface of the carrier plate 3 and is concentric with the projection 9 and spherical in the present embodiment is provided in the carrier plate 3, which is designed as a casting, adjacent to the receivers 6, with a central, sack-hole-like bore 8.
  • the depression 5 and the bore 8 are introduced during casting and positioned in the overlap region of the projection 9.
  • the curvature of the recess 5 corresponds in its course substantially to the curvature of the projection 9.

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Abstract

Ein Bremsbelag für eine Teilbelag-Scheibenbremse, insbesondere eines Schienenfahrzeuges, mit mehreren, an einem Belagträger (1) angeschlossenen Belagelementen (2), von denen jedes eine Trägerplatte (3) und darauf befestigte, rückseitig in Aufnahmen (6) einliegende Reibelemente (4) aufweist, wobei die Trägerplatte (3) kippbeweglich am Belagträger (1) gehalten ist, ist so ausgebildet, dass in der Trägerplatte (3), den Aufnahmen (6) benachbart, mindestens eine die Oberfläche der Trägerplatte (3) vergrößernde Vertiefung (5) vorgesehen ist.

Description

Bremsbelag für eine Teilbelag-Scheibenbremse
Die Erfindung betrifft einen Bremsbelag für eine Teilbelag-Scheibenbremse nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 . Für Fahrzeuge, insbesondere Schienenfahrzeuge, die hohe Geschwindigkeiten erreichen, kommen Bremsbeläge zum Einsatz, deren Reibelemente aus einem harten Werkstoff bestehen.
Um ein befriedigendes Tragbild, d.h., eine gleichmäßige Flächenpressung der Reibelemente an der Reibfläche der Bremsscheibe zu erreichen, ist aus der EP 0 784 761 B1 ein sogenannter Isobar-Bremsbelag bekannt.
Dabei sind die Reibelemente im Kontaktbereich mit der Trägerplatte mit kugelab- schnittförmigen Ausformungen versehen, die in daran angepasste kalottenformige Aufnahmen einhegen.
Die Trägerplatte bildet zusammen mit den darauf positionierten Reibelementen ein Belagelement, von denen wiederum mehrere in einem Belagträger kippbeweglich gehalten sind.
In der genannten, einen gattungsbildenden Stand der Technik wiedergebenden Literatur sind auf jeder Trägerplatte drei Reibelemente angeordnet, wodurch sich ein statisch bestimmtes System darstellt. Das besonders gute thermische Tragbild des Bremsbelages beruht auf der Beweglichkeit der in der bekannten Konstruktion drei Reibelemente, die dadurch auf der Bremsscheibe vorhandenen Unebenheiten folgen können.
Durch diese sozusagen Dreibeinlagerung erfolgt eine Verschiebung der Reibele- mente nahezu ohne Veränderung des Anpressdrucks, der in allen Reibelementen im Wesentlichen gleich ist. In der Folge wird ein homogenes Tragbild erzeugt und lokale Hitzeflecken auf der Bremsscheibe werden vermieden. Der Isobar-Bremsbelag wird aufgrund seiner hohen Leistungsfähigkeit vorwiegend im Hochgeschwindigkeitsverkehr eingesetzt, wobei allerdings bei einer Abbrem- sung eine sehr starke Erwärmung des gesamten Bremsbelages entsteht. Die Erwärmungsfähigkeit des Systems ist jedoch durch das Erreichen der lokalen Verformungsfestigkeit der Trägerplatte und des Belagträgers begrenzt, wobei die Reibungswärme über den Kontakt Reibelement/Trägerplatte und den Anlagebereich Trägerplatte/Belagträger in den Belagträger geleitet wird. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Bremsbelag der gattungsgemäßen Art so weiterzuentwickeln, dass seine Verwendungsfähigkeit mit geringem konstruktiven und fertigungstechnischen Aufwand verbessert und seine Standzeit erhöht wird. Diese Aufgabe wird durch einen Bremsbelag mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
Durch die Erfindung wird nun erreicht, dass eine größere Abstrahlfläche, über die mehr Wärme an die Umgebung abgegeben wird, geschaffen ist.
Die Dimensionierung und Formgebung der Vertiefung ist prinzipiell frei wählbar und wird lediglich durch das technisch Machbare beschränkt.
Eine bevorzugte Ausbildung der Vertiefung ist derart, dass sie im Sinne einer Ku- gelpfanne ausgebildet ist, quasi parallel zu dem kugelabschnittförmigen Ansatz, mit dem die Trägerplatte in einer angepassten Aufnahme des Belagträgers kippbeweglich einliegt.
Denkbar ist auch, die Vertiefung mit Kühlrippen zu versehen oder mehrere Vertie- fungen im Sinne eines Lochmusters anzuordnen, die dann jeweils als Sacklöcher ausgebildet sind.
Neben einer runden Grundfläche kann die Vertiefung im Grundriss auch vieleckig ausgebildet sein, mit einem ebenen oder konkav oder konvex gewölbten Boden.
Daneben kann die Vertiefung wie die Trägerplatte im Übrigen mit einem metallischen Überzug versehen sein oder mit einem Korrosionsschutz beschichtet. Zur weiteren Verbesserung der Wärmeabstrahlung kann die den Reibelementen zu- gewandte Fläche der Trägerplatte, zumindest in den nicht durch die Reibelemente überdeckten Bereichen, mit einer entsprechenden Schicht versehen sein.
Im Übrigen kann die Vertiefung hinsichtlich ihrer Abmaße und Gestaltung so aus- geführt sein, dass sie den Anforderungen an Steifigkeit der Trägerplatte entspricht zur Erzielung einer günstigen Gesamtnachgiebigkeit des Belagsystems.
Die Erfindung zeichnet sich auch dadurch aus, dass sie im Grunde kostenneutral zu realisieren ist. Bevorzugt wird die Trägerplatte als Feinguss-Teil hergestellt, so dass die Vertiefung mit eingegossen werden kann. Denkbar ist aber auch, die Vertiefung spanlos oder spangebend herzustellen, ersteres beispielsweise dann, wenn die Trägerplatte aus Blech besteht und durch Prägen, Ziehen oder dergleichen verformt wird. Die höhere Wärmeabstrahlung, die sich bei dem neuen Bremsbelag ergibt, führt zu einer höheren Belastbarkeit, so dass sich der neue Bremsbelag insbesondere für den Einsatz in Hochgeschwindigkeitszügen anbietet. Insofern wird die Verwendungsfähigkeit des Bremsbelages verbessert. Gegenüber dem Stand der Technik weist der neue Bremsbelag auch eine höhere Standzeit auf, was naturgemäß die Betriebskosten in einem durchaus bemerkenswerten Umfang reduziert, die nicht nur die Beschaffungs- und Montagekosten, sondern auch die Stillstandszeiten des Fahrzeuges beinhalten. Weitere vorteilhafte Ausbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand der beigefügten Zeichnungen beschrieben.
Es zeigen:
Figur 1 einen Teilausschnitt des Bremsbelages in einer perspektivischen
Ansicht
Figur 2 eine Draufsicht auf eine Trägerplatte
Figur 3 einen Schnitt durch die Trägerplatte gemäß der Linie III-III in Figur
2. In der Figur 1 ist ein Teilausschnitt eines Bremsbelages für eine Teilbelag- Scheibenbremse, insbesondere eines Schienenfahrzeugs dargestellt, mit mehreren, an einem Belagträger 1 angeschlossenen Belagelementen 2, von denen in der Figur 1 lediglich eines dargestellt ist.
Jedes Belagelement 2 weist eine Trägerplatte 3 und darauf befestigte, rückseitig in Aufnahmen 6 der Trägerplatte 3 einliegende Reibelemente 4 auf, wobei die Aufnahme 6 als Kalotte und der darin einliegende Bereich des Reibelementes 4 ku- gelabschnittförmig ausgebildet sind.
Die Aufnahmen 6 sind in drei, winklig zueinander stehenden Schenkeln 7 der Trägerplatte 3 angeordnet. Die Trägerplatte 3, die in den Figuren 2 und 3 als Einzelheit dargestellt ist, ist kippbeweglich am Belagträger 1 gehalten, wozu die Trägerplatte 3 einen kugelab- schnittförmigen Ansatz 9 aufweist, der in einer Kugelpfanne 10 des Belagträgers 1 einliegt. Erfindungsgemäß ist in der als Gussteil ausgebildeten Trägerplatte 3, den Aufnahmen 6 benachbart, mindestens eine die Oberfläche der Trägerplatte 3 vergrößernde Vertiefung 5 vorgesehen, die im vorliegenden Ausführungsbeispiel konzentrisch zum Ansatz 9 und sphärisch ausgebildet ist, mit einer zentralen, sacklochar- tigen Bohrung 8. Dabei sind die Vertiefung 5 und die Bohrung 8 beim Gießen ein- gebracht und im Überdeckungsbereich des Ansatzes 9 positioniert.
Die Krümmung der Vertiefung 5 entspricht in ihrem Verlauf im Wesentlichen der Krümmung des Ansatzes 9.

Claims

Ansprüche
1. Bremsbelag für eine Teilbelag-Scheibenbremse, insbesondere eines Schienenfahrzeuges, mit mehreren, an einem Belagträger (1 ) angeschlossenen Belagelementen (2), von denen jedes eine Trägerplatte (3) und darauf befestigte, rückseitig in Aufnahmen (6) einliegende Reibelemente (4) aufweist, wobei die Trägerplatte (3) kippbeweglich am Belagträger (1 ) gehalten ist, dadurch gekennzeichnet, dass in der Trägerplatte (3), den Aufnahmen (6) benachbart, mindestens eine die Oberfläche der Trägerplatte (3) vergrößernde Vertiefung (5) vorgesehen ist.
2. Bremsbelag nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Vertiefung (5) sphärisch ausgebildet ist.
3. Bremsbelag nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass bei
Anordnung mehrerer Vertiefungen diese als Sacklöcher ausgebildet sind.
4. Bremsbelag nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Vertiefung (5) mit Kühlrippen versehen ist.
5. Bremsbelag nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Vertiefung (5) mit einer Beschichtung zum Korrosionsschutz und/oder zur Wärmeabstrahlung versehen ist.
6. Bremsbelag nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Vertiefung (5) bei Ausbildung der Trägerplatte (3) als Gussteil mit eingegossen ist.
7. Bremsbelag nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Vertiefung (5) spanlos oder spangebend eingebracht ist.
8. Bremsbelag nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Vertiefung (5) im Überdeckungsbereich eines kugelab- schnittsförmigen Ansatzes (9) auf der gegenüberliegenden Seite der Trägerplatte (3) vorgesehen ist.
9. Bremsbelag nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Vertiefung (5) einen ebenen oder gewölbten Boden aufweist.
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