SEGMENTED BRAKE DISC

Abstract: 1. Brake disc with a friction ring (2) constructed from two ring segments (1, 3), in particular axle brake discs for rail vehicles, having two axially offset ring bodies (14, 15) segmented correspondingly to the friction ring (2), wherein respectively two oppositely located ring bodies (14, 15) are joined together by substantially radially extending ribs (16, 16'), and having screws (9) bridging the parting plane (5, 7) between the friction ring segments (1, 3) under tension, wherein opposite front faces (11, 13) of the friction ring segments (1, 3) are adjacent to each other in the regions of the screws and their lateral delimitation, but in the other regions they are spaced apart, characterized in that the front faces (11, 13) of the friction ring segments (1, 3) in the region of the parting plane (5, 7) in a surface area (17) surrounding the screws (9) and in substantially radially extending front faces (19) of the ring bodies (14, 15) have bearing surfaces which abut each other under the tension of the screws (9) and to which other front face portions (18) are arranged to be offset, whereby when the screws (9) are slack the surface area (17) is set back relative to the surface portions (19), and only under the elastic deformation of the end portion of the friction ring segment (1, 3) caused by the tension of the tightened screws (9) reaches the plane of the front faces (19) of the ring bodies (14, 15).

Description: Bremsscheibe mit geteiltem Reibring Die Erfindung betrifft eine Bremsscheibe mit geteiltem Reibring, insbesondere Achsbremsscheibe für Schienenfahrzeuge, mit zwei axial versetzten, entsprechend dem Reibring geteilten RingkÏrpern, wobei jeweils zwei einander axial gegenuberstehende Ringkörper durch im wesentlichen radial verlaufende Rippen miteinander verbunden sind, und mit einer die Trennfuge zwischen den Reibringteilen mit Vorspannung überbrückenden Verschraubung. Bekannt sind Bremsscheiben mit geteiltem Reibring, insbesondere geteilte Wellenbremsscheiben, welche in zumindest zwei Reibringhalften unterteilt sind. Die Reibringe sind so ausgeführt, dass die beiden Reibringhalften über ihre ganzen Stirnseiten eben aneinander anliegen und über Pass- oder Dehnschrauben an diesen stirnseitigen Flanschflachen zusammengespannt sind (DE-OS 1 952 313). Bei Wellenbremsscheiben besteht der Reibring im allgemeinen aus einem Spezialgraugruss und die ihn tragende Nabe aus Stahlguss. Die Verbindung der Nabe und des Reibringes kann in vielfältiger Weise gelost, beispielsweise durch Schwerspannhülsen gebildet sein. Bei diesen bekannten Bremsscheiben liegen die Reibringteile also über rechteckige Beruhrungsfl chen aneinander an und sind mehr oder weniger zentral in den Rechteckberührungsfl chen gegeneinander vermittels der Verschraubung verspannt. Hierbei besteht die Gefahr, dass sich die Berührungsflachen beider Ringkorper in ihren Randbereichen voneinander abheben, wodurch Spalte entstehen, in welche Bremsstaub eindringen kann. Beim durch Bremsvorgange bewirkten Erwarmen und nachfolgendem Wiederabkühlen der Bremsscheibe sucht sich die Weite dieser Spalte zu andern, wird daran jedoch infolge des eingedrungenen Bremsstaubes behindert; hierdurch kennen zu Brüchen führende Spannungen hervorgerufen werden. Ausserdem bewirken die Spalte in der Bremsfläche der Bremsscheibe eine gesteigerte Abnutzung der an diese Bremsflache andrückbaren Bremsbelage. Mit der DE-OS 29 20 716 ist vorgeschlagen worden, entlang der Trennfugen der Ringkorper von deren Rand ausgehende und eine bestimmte Tiefe aufweisende Spalte vorzusehen, so dass die Berührflache der Ringkorper sich auf einen kleineren Bereich innerhalb der Trennfugenflache beschrankt. Auch hier führen jedoch die Spalte in den Reibflächen der Bremsscheibe zu einem erhohten Belagverschleiss, zudem kann sich eine zur Unrundheit des Reibringes führende Verformung ergeben. Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Bremsscheibe der eingangs genannten Art derart auszugestalten, dass die Ringkorper vermittels der Verschraubung eine sichere, keine Spalte in den Reibflachen der Bremsscheibe bewirkende Verbindung erfahren, wobei zudem ungewollte Verformungen der Ringkorper und der Aufbau überhöhter Spannungen ausgeschlossen wird. Diese Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch gelöst, dass die Reibringteile im Bereich der Trennfuge nur in einem die Verschraubung umschliessenden Flachenbereich und in den Stirnflächen der ReibringkÏrper wenigstens annahernd entsprechenden, sich im wesentlichen radial erstreckenden Flachenabschnitten unter Vorspannung der Verschraubung aneinander anliegen. Die Unteranspruche zeigen nach der weiteren Erfindung vorteilhafte Ausbildungsmöglichkeiten für eine Bremsscheibe gemass dem Hauptanspruch auf. Die Erfindung ist nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung erlautert; dabei zeigt: Figur 1 eine schematische Ansicht einer geteilten Wellenbremsscheibe ohne Darstellung der sie mit der abzu bremsenden Welle verbindenden Nabe; Figur 2 eine schematische Draufsicht von Linie II-II auf die Wellenbremsscheibe; Figur 3 eine geanderte Wellenbremsscheibe in Darstellung nach Fig. 2 in vergrössertem Massstab; Figur 4 eine Stirnansicht auf die Stirnflache eines Reibringteiles in nochmals ver grossertem Massstab; Figur 5 einen Schnitt durch den Endabschnitt eines Reibringteiles im nochmals ver grösserten Massstab, und Figur 6 ein die Funktionsweise der Erfindung erlauterndes Schemabild. Die in Figur 1 dargestellte, geteilte Wellenbremsscheibe weist einen in zwei Reibringteile 1 und 3 geteilten Reibring 2 auf, wobei die beiden Trennfugen mit den Bezugszeichen 5 und 7 bezeichnet sind. Die beiden Reibringteile 1 und 3 sind mittels je einer durch die Linien x-x in Figur 1 angedeuteter, die Trennfuge 5 bzw. 7 überbrückender Verschraubung 9 miteinander verbunden. Die Verschraubungen 9 können durch Pass oder Dehnschrauben realisiert sein, wie in Figur 2 und 3 angedeutet ist. Der Nabenteil der Bremsscheibe ist in Figur 1 weggelassen. Bei der Ausführung nach Figur 2 weist in der Trennfuge 5 der Reibringteil 3 eine ebene Stirnflache (11) auf, während die Stirnfläche 13 des Reibringteiles 1, wie später erlautert, profiliert ausgebildet ist. Auch an der Trennfuge 9 ist eine Stirnflache, vorzugsweise diejenige des Reibringteiles 1, eben und die andere Stirnflache, vorzugsweise diejenige des Reibringteiles 3, profiliert ausgebildet; bei dieser Anordnung weist jeder Reibringteil eine ebene und eine profilierte Stirnflache auf. Bei der Ausführungsform nach Figur 3 sind jeweils beide Stirnflachen beider Reibringteile 1 und 3 in der nachstehend erläu- terten Weise profiliert ausgebildet. Sie entsprechen damit der Stirnflachen 13 nach Figur 2. Jedes Reibringteil 1 und 3 weist zwei axial zueinander versetzte Ringkorper 14 bzw. 15 auf, welche durch im wesentlichen radial verlaufende Rippen 16 (Figur 5) miteinander verbunden sind. Die Rippen 16 stellen zugleich Ventilationsflügel zum Fördern von Kühlluft durch den Reibring 2 dar. In Figur 2 und 3 sind lediglich die jeweils stirnseitig die Reibringteile 1 und 3 abschliessenden, gemass Figur 5 etwas verstarkten und die Stirnflache 11 bzw. 13 tragenden Rippen 16' darstellt. Die profilierten Stirnflächen 13 zeigen in Aufsicht gemäss Figur 4 einen zentralen Flachenbereich 17, welcher den in Figur 4 geschnitten dargestellten Schaft der Verschraubung 9 umschliesst. Der Flachenbereich 17 weist eine einem hochgestellten Oval entsprechende Gestalt auf, sein Flacheninhalt ist relativ klein, er entspricht höchstens einem niedrigzahligen Vielfachen der Querschnittsflache des Schaftes der Verschraubung 9. Der Flachenbereich 17 ist von einem Stirnflächenabschnitt 18 umschlossen, an welchen sich beiderseits je ein Flachenabschnitt 19 anschliesst, deren jeder im wesentlichen einem langgestreckten, hochgestellten Rechteck entspricht. Die Flachenabschnitte 19 entsprechen zumindest annähernd der Querschnitts- bzw. Stirnfläche der Ringkorper 14 und 15. Wie aus Figur 5 ersichtlich, befinden sich der Flachenbereich 17 und die Flächenabschnitte 19 in einer Ebene, während der Stirnflächenabschnitt 18 hierzu zurückversetzt angeordnet ist. Beim Anziehen der Verschraubung 9 werden durch deren Klemmwirkung die augenartigen Flächenbereiche 17 in Verschraubunglängsrichtung und damit durch elastische Verformung der Rippen 16' geringfügig zurückgedrückt. Infolge hiervon werden die Flächenabschnitte 19 beider durch die Verschraubung miteinander zu verbindender Reibringteile 1 und 3 unter Druckvorspannung aufeinandergepresst. Die Stirnflachenabschnitte 18 der beiden Reibringteile 1 und 3 verbleiben im Abstand voreinander. Die durch die Verschraubung 9 bewirkte Druckvorspannung zwischen den aufeinanderliegenden Flächenabschnitten 19 der Reibringteile 1 und 3 sichern, dass die Trennfuge 5 stets geschlossen bleibt, sich in dieser also kein Bremsstaub ansammeln und sie allmahlich immer weiter bis zum Bruch aufweiten kann. Durch die stets geschlossenen Teilfugen werden auch die Bremsbelage nicht zusätzlich verschlissen. Die Bremsbeläge können damit ihre optimalen Betriebszeiten erreichen. Der geteilte Reibring 2 verhalt sich also wie ein geschlossener, einteiliger Reibring. Zum Verdeutlichen der am Endbereich der Reibringteile 1 und 3 wirkenden Kräfte sind diese in Figur 6 dargestellt. Die Verschraubung 9 presst mit ihrer durch Pfeile 20 dargestellten Vorspannung die Stirnflachen 13 zweier Reibringteile 1 und 3 im mittleren Flächenbereich 17 zusammen, während insbesondere bei Erwarmung des Reibringes in den Ringkörpern 14 und 15 beider Reibringteile 1 und 3 durch die Pfeile 21 symbolisierte Spannungen auftreten, welche die Stirnflächen 13 der beiden Reibringteile 1 und 3 voneinander abzuheben suchen. Die Vorspannung 20 ist derart zu bemessen, dass über die Rippen 16' noch ein ausreichend hoher Vorspannungsanteil zu den Flächenabschnitten 19 gelangt, um diese entgegen den Spannungen 21 aufeinanderzupressen. Die vorstehend geschilderten Verhältnisse stellen sich ein, gleichgultig, ob gemäss Figur 2 eine profilierte Stirnfläche 13 und eine ebene Stirnflache 11 oder ob gemäss Figur 3 zwei profilierte Stirnflachen 13 aneinander anliegen, die vorstehenden Erläuterungen sind somit für beide Ausführungsformen zutreffend. Um bei angezogener Verschraubung 9 die Spannungsverteilung auf den Flächenbereich 17 und die Flächenabschnitte 19 in gewünschter Weise einstellen zu können, können in Abänderung des vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiels die profilierten Stirnflächen 13 derart gestaltet sein, dass bei loser Verschraubung 9, also bei Fehlen der durch die Verschraubung 9 ausübbaren Vorspannung 20, sich der Flächenbereich 17 sich in einer geringfügig gegenüber den Flachenabschnitten 19 zurückversetzten Lage befindet. Die Zurückversetzung des Flächenbereiches 17 ist dabei derart zu bemessen, dass beim Anziehen der Verschraubung 9 und damit Auftreten der Vorspannung 20 unter durch diese Vorspannung 20 bewirkter, elastischer Verformung der Rippe 16' der Flächenbereich 17 in eine Ebene zu den Flächenabschnitten 19 gelangt und somit auch zur Anlage am entsprechenden Flächenbereich 17 des anderen Reibringteiles 3 bzw. 1 kommt. Hierdurch wird erreicht, dass der Spannungsanteil der von der Verschraubung 9 ausgeübten Vorspannung 20, mit welchem die Flächenabschnitte 19 aufeinandergepresst werden, gegen über dem zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiel vergrössert wird. Eine weitere Möglichkeit, um die Verteilung der von der Verschraubung 9 ausgeübten Vorspannung 20 auf den Flächenbereich 17 und den Flächenabschnitt 19 zu beeinflussen, besteht in einer entsprechen den Gestaltung und Grössenfestlegung des Flächenbereiches 17. Der Flächenbereich 17 kann dabei auch eine von Figur 4 abweichende Gestalt, beispielsweise Kreisringform erhalten. In Abwandlung der vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiele können alle Stirnflächen der Reibringteile 1 und 3 auch völlig eben ausgebildet werden, es ist dann in die Trennfläche zwischen den Reibringteilen ein profiliertes Distanzblech einzulegen, welches an den einander gegenüberstehenden Stirnflächen nur im Bereich der Flächenbereiche 17 und Flächenabschnitte 19 anliegt, im Bereich der Stirnflächenabschnitte 18 jedoch eine geringere Stärke aufweist und somit in diesen Stirnflachenabschnitten 18 nicht oder höchstens spannungsfrei an diesen Stirnflachenabschnitten 18 an liegt. In weiterer Abänderung von den vorstehend beschriebenen Ausföh- rungsbeispielen kann der Reibring auch mehrfach unterteilt sein, also aus mehr als zwei Reibringteilen zusammengesetzt sein. Kurzfassung Die Bremsscheibe weist einen geteilten, belüfteten Reibring auf, der aus Reibringteilen 1,3 zusammengesetzt ist. In den Trennfugen weist wenigstens einer der Reibringteile 1,3 eine profilierte Stirnfläche 13 auf, welche einen zentralen Flächenbereich 17 besitzt, der die die Reibringteile 1,3 mit Vorspannung miteinander verbindende Verschraubung 9 umgibt. Der Flächenbereich 17 ist von einem Stirnflachenabschnitt 18 umgeben, an welchen sich beiderseits Flächenabschnitt 19 anschliessen, die schmalen, hochgestellten Rechtecken entsprechen. Der Flächenbereich 17 und die Flächenabschnitte 19 befinden sich wenigstens annähernd in einer Ebene, der Flächenbereich 17 ist höchstens geringfügig zurückversetzt. Der Stirnflachenabschnitt 18 befindet sich demgegenüber in einer wesentlich weiter zurückversetzten Lage. Unter der Vorspannung der Verschraubung 9 werden die Flächenbereiche 17 und Flächenabschnitte 19 mit Vorspannung an die entsprechenden Flächen des jeweils anderen Reibringteiles 3,1 angepresst, während der Stirnflächenabschnitt 18 anlagefrei verbleibt. Durch die Profilierung der Stirnflache 13 wird erreicht, dass die Trennfuge zwischen den Reibringteilen 1,3 unter Vorspannung, zumindest im Bereich der Reibflächen des Reibringes, stets geschlossen bleibt, sich somit kein die Trennfuge keilartig allmählich immer weiter aufweitender Bremsstaub absetzen kann und die Reibbeläge durch die Trennfugen keinem zusätzlichen Verschleiss unterworfen werden. Knorr-Bremse GmbH München, 18.04.1984 Moosacher Strasse 80 TP-so 8000 München 40 1790 Bezugszeichenliste 1 Reibringteil 2 Reibring 3 Reibringteil 5 Trennfuge 7 Trennfuge 9 Verschraubung 11 Stirnfläche 13 Stirnfläche 14 Ringkörper 15 Ringkörper 16 Rippe 16' Rippe 17 Flächenbereich 18 Stirnflachenabschnitt 19 Flächenabschnitt 20 Vorspannung 21 Spannung

Claims: Patentansprüche 1. Bremsscheibe mit geteiltem Reibring (2), insbesondere Achsbremsscheibe für Schienenfahrzeuge, mit zwei axial versetzten, entsprechend dem Reibring (2) geteilten Ringkörpern (14,15), wobei jeweils zwei einander gegenüberstehende Ringkörper (14,15) durch im wesentlichen radial verlaufende Rippen (16,16') miteinander verbunden sind, und mit einer die Trennfuge (5,7) zwischen den Reibringteilen (1,3) mit Vorspannung überbrückenden Verschraubung (9), dadurch gekennzeichnet, dass die Reibringteile (1,3) im Bereich der Trennfuge (5,7) nur in einem die Verschraubung (9) umschliessenden Flachenbereich (17) und in den Stirnflächen der Ringkörper (14,15) wenigstens annähernd entsprechenden, sich im wesentlichen radial erstreckenden Flachenabschnitten (19) unter der Vorspannung der Verschraubung (9) aneinander anliegen. 2. Bremsscheibe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Reibringteile (1,3) stirnflächenseitig im Bereich des Flächenbe- reiches (17) und der Flächenabschnitte (19) wenigstsens annähernd in einer Ebene liegende Anlageflächen aufweisen, zu welchen die restlichen Stirnflächenabschnitte (18) zurückversetzt angeordnet sind. 3. Bremsscheibe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass sich bei loser Verschraubung (9) der Flächenbereich (17) relativ zu den Flachenabschnitten (19) zurückversetzt befindet und nur unter durch die Verspannung der angezogenen Verschraubung (9) bewirkbarer, elastischer Verformung des Endabschnittes des Reibringteiles (1,3) in einer Ebene zu den Flächenabschnitten (19) gelangt. 4. Bremsscheibe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Reibringteile (3) im Bereich der Trennfuge (5,7) ebene Stirnflachen (11) aufweisen, zwischen welchen sich ein nur im Fl chenbe- reich und in den Flächenabschnitten an diesen Stirnflächen anliegendes, profiliertes Distanzblech befindet. Patentanspruch 1. Bremsscheibe mit geteiltem Reibring (2), insbesondere Achsbremsscheibe für Schienenfahrzeuge, mit zwei axial versetzten, entsprechend dem Reibring (2) geteilten Ringkörpern (14,15), wobei jeweils zwei einander gegenüberstehende Ringkörper (14,15) durch im wesentlichen radial verlaufende Rippen (16,16') miteinander verbunden sind, und mit einer die Trennfuge (5,7) zwischen den Reibringteilen (1,3) mit Vorspannung überbrückenden Verschraubung (9), wobei die einander gegenüberstehenden Stirnflächen (11,13) der Reibringteile (1,3) in den Bereichen der Verschraubung und ihrer seitlichen Begrenzung aneinander anliegen, in anderen Bereichen dagegen Abstand zueinander aufweisen, dadurch gekennzeichnet, dass die Reibringteile (1,3) im Bereich der Trennfuge (5,7) nur in einem die Verschraubung (9) umschliessenden Flächenbereich (17) und in den Stirnflächen der Ringkörper (14,15) wenigstens annähernd entsprechenden, sich im wesentlichen radial erstreckenden Flächenabschnitten (19) unter der Vorspannung der Verschraubung (9) aneinander anliegen.

Inventors: WIRTH, XAVER, DR.
Applicants: KNORR-BREMSE AG
Application year: 1985
Main classification: F16D65
IPC codes: F16D65