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DE9407392U1 - Ventilated brake disc - Google Patents

Ventilated brake disc

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DE9407392U1
DE9407392U1 DE19949407392 DE9407392U DE9407392U1 DE 9407392 U1 DE9407392 U1 DE 9407392U1 DE 19949407392 DE19949407392 DE 19949407392 DE 9407392 U DE9407392 U DE 9407392U DE 9407392 U1 DE9407392 U1 DE 9407392U1
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Description

P7 W\Q P7 W\Q - 1 -- 1 -

BeschreibungDescription Innenbelüftete BremsscheibeInternally ventilated brake disc

Die Erfindung bezieht sich auf eine innenbelüftete Bremsscheibe für Scheibenbremsen von Fahrzeugen, insbesondere Schienenfahrzeugen mit einer Nabe und an dieser abnehmbar befestigten Reibringen.The invention relates to an internally ventilated brake disc for disk brakes of vehicles, in particular rail vehicles, with a hub and friction rings removably attached to the hub.

&iacgr;&ogr; Die heute übliche Bremsscheibe, insbesondere für Schienenfahrzeuge hat ein relativ hohes Gewicht und wird meist aus einem Eisenmetall gegossen.&iacgr;&ogr; The brake disc commonly used today, especially for rail vehicles, is relatively heavy and is usually cast from a ferrous metal.

Aus der DE 28 22 379 A1 ist eine Bremsscheibe für Scheibenbremsen bekannt, wo die Reibringe durch Nieten mit Tragkörpern verbunden sind und die Tragkörper sowie die Reibringe Feinstanzteile sind und der Tragkörper für die Reibringe als Zwischenstück zwischen Reibring und Nabe fungiert. Durch die Nietverbindungen können hierbei nur relativ kleine Bremskräfte übertragen werden.DE 28 22 379 A1 discloses a brake disc for disc brakes, where the friction rings are connected to the supporting bodies by rivets and the supporting bodies and the friction rings are fine-stamped parts and the supporting body for the friction rings acts as an intermediate piece between the friction ring and the hub. Due to the riveted connections, only relatively small braking forces can be transmitted.

In der DE 34 32 926A1 ist eine aus zwei Reibringen zusammengefügte innenbelüftete Bremsscheibe beschrieben, wobei auf der Rückseite der Reibringe Stege angeordnet sind, die Kühlluftkanäle bilden, wenn die Stege zweier Bremsscheibenringe miteinander verschweißt werden. Die Reibringe werden danach auch durch spanlose Kaltverformung hergestellt.DE 34 32 926A1 describes an internally ventilated brake disc made up of two friction rings, with webs arranged on the back of the friction rings that form cooling air channels when the webs of two brake disc rings are welded together. The friction rings are then also manufactured by chipless cold forming.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Bremsscheibe zu schaffen, die einerseits sehr gute Belüftungseigenschaften besitzt und andererseits relativ einfach und ohne großen maschinellen Aufwand hergestellt werden kann.The present invention is based on the object of creating a brake disc which, on the one hand, has very good ventilation properties and, on the other hand, can be manufactured relatively easily and without great mechanical effort.

Die Lösung dieser Aufgabe ist im Anspruch 1 durch die Kombination der Merkmale a. bis e. angegeben. Die Unteransprüche 2 bis 11 enthalten sinnvolle Ausführungsformen dazu.The solution to this problem is specified in claim 1 by the combination of features a. to e. The subclaims 2 to 11 contain useful embodiments for this.

Erfindungsgemäß werden zwei aus ebenen Blechen ausgeschnittene oder ausgebrannte Reibringe in axialer Richtung mit Abstand und parallel zueinander angeordnet und in der Weise befestigt, daß an den ReibringenAccording to the invention, two friction rings cut or burned out from flat sheets are arranged axially at a distance and parallel to each other and fastened in such a way that

PZ 3539 -2- PZ3539 -2-

02 05 94 ··· ··· ···02 05 94 ··· ··· ···

nach innen gerichtete Fortsätze mit an der Nabe am äußeren Umfang angeordneten Leisten in Verbindung stehen und mit Schrauben zusammengefügt werden. Auf diese Weise wird eine einfache und kostengünstige Konstruktion einer innenbelüfteten Wellenbremsscheibe erreicht. Durch zwischen den Fortsätzen beziehungsweise Leisten verbleibende Lüftungsöffnungen kann dabei Luft von innen her einströmen und zwischen den beiden parallel angeordneten Reibringen radial nach Art einer Scheibenpumpe nach außen geleitet werden.inward-facing extensions are connected to strips arranged on the hub on the outer circumference and are joined together with screws. In this way, a simple and cost-effective design of an internally ventilated shaft brake disc is achieved. Air can flow in from the inside through ventilation openings remaining between the extensions or strips and be directed radially outwards between the two parallel friction rings in the manner of a disc pump.

&iacgr;&ogr; Zur Verbesserung der Kühlwirkung zwischen den beiden Reibringen werden mittig dazwischen ein oder mehrere Lüftereinsätze vorgesehen, die über Fortsätze an den Leisten der Nabe befestigt werden, aber keine feste Verbindung mit den Reibringen bilden. Auf diese Weise können sowohl die Reibringe als auch der Lüftereinsatz aufgrund der unterschiedlichen Temperatur- und Wärmedehnungen beliebige Relativbewegungen zueinander ausführen. Wie im Anspruch 11 angegeben hat es sich dabei als günstig erwiesen, daß der Lüftereinsatz sich mit Federelementen auf den Reibringen abstützt.&iacgr;&ogr; To improve the cooling effect between the two friction rings, one or more fan inserts are provided in the middle between them, which are attached to the strips of the hub via extensions, but do not form a fixed connection with the friction rings. In this way, both the friction rings and the fan insert can carry out any relative movements to one another due to the different temperatures and thermal expansions. As stated in claim 11, it has proven to be advantageous for the fan insert to be supported on the friction rings using spring elements.

Der Lüftereinsatz kann aus einem umlaufenden Ringelement bestehen und in den am inneren Umfang verteilten Fortsätzen parallel zur Nabenachse verlaufende Nuten besitzen, mit der der Lüftereinsatz auf die Leisten an der Nabe aufgeschoben werden kann. Hierbei ist der Lüftereinsatz einerseits ausreichend fixiert, besitzt aber andererseits in radialer Richtung eine ausreichende Dehnbarkeit und Beweglichkeit gegenüber den Leisten. Die Reibringe sind erfindungsgemäß an der Nabe durch Dehnschrauben, hintergelegte Federelemente oder durch Spannhülsen in ausreichendem Maß nachgiebig befestigt.The fan insert can consist of a circumferential ring element and have grooves in the extensions distributed on the inner circumference that run parallel to the hub axis, with which the fan insert can be pushed onto the strips on the hub. In this case, the fan insert is sufficiently fixed on the one hand, but on the other hand has sufficient elasticity and mobility in the radial direction relative to the strips. According to the invention, the friction rings are attached to the hub in a sufficiently flexible manner using expansion screws, spring elements placed behind them or clamping sleeves.

Der Lüftereinsatz besteht zweckmäßigerweise aus einem ebenen Blechring, der mittig und parallel zwischen den beiden Reibringen angeordnet wird. Zur Verbesserung der Lüftungswirkung sind an diesem Blech vorzugsweise senkrecht gegen die Reibringe gerichtete Lüfterflügel befestigt. Diese Lüfterflügel können durch Einschneiden des Lüfterblechs und Umbiegen um ca. 90° gebildet werden, sie können aber auch aus U-förmigem Blech bestehen, die mit der Grundseite auf dem Lüfterblech befestigt sind.The fan insert is preferably made of a flat sheet metal ring, which is arranged centrally and parallel between the two friction rings. To improve the ventilation effect, fan blades are attached to this sheet metal, preferably directed vertically against the friction rings. These fan blades can be formed by cutting into the fan sheet and bending it by approx. 90°, but they can also consist of U-shaped sheet metal, which is attached with the base side to the fan sheet.

PZ 3539PZ3539

02.05.9402.05.94

Die Erfindung wird anhand der beigefügten Figuren 1 bis 6 beispielsweise erläutert.The invention is explained by way of example with reference to the attached figures 1 to 6.

Figur 1 zeigt eine Seitenansicht der Bremsscheibe auf der Nabe. Figur 1a ist ein Schnitt nach der Linie l-l von Figur 1. Figur 2 ist ein Schnitt nach Linie INI von Figur 1.Figure 1 shows a side view of the brake disc on the hub. Figure 1a is a section along the line l-l of Figure 1. Figure 2 is a section along the line INI of Figure 1.

Figur 3 zeigt eine Seitenansicht des erfindungsgemäßen Reibringes. Figur 4a zeigt die Seitenansicht der Nabe.
Figur 4b ist ein Schnitt nach Linie Ill-Ill von Figur 4a. Figur 5a zeigt in der Seitenansicht einen Lüftereinsatz, &iacgr;&ogr; Figur 5b ist ein Schnitt nach der Linie IV-IV von Figur 5a. Figur 6b ist ein Schnitt nach der Linie V-V von Figur 6a.Figure 3 shows a side view of the friction ring according to the invention. Figure 4a shows the side view of the hub.
Figure 4b is a section along line III-III of Figure 4a. Figure 5a shows a side view of a fan insert. Figure 5b is a section along line IV-IV of Figure 5a. Figure 6b is a section along line VV of Figure 6a.

Nach den Figuren ist die Nabe 11 auf die(nicht dargestellte) Achswelle in üblicher Weise aufgepresst und weist in gleichmäßigen Abständen angeordnete Leisten 12 auf, wobei die Leisten 12 etwa quadratischen Querschnitt besitzen. Dies gilt für aus Halbzeugen durch Schweißen gefertigte Naben. Sind diese einteilig durch Gießen oder Schmieden hergestellt, weisen die Leisten 12 bevorzugt einen etwa halbrunden Querschnitt auf. Jede Leiste 12 besitzt eine parallel zur Nabenachse angeordnete Bohrung 13. Die gleiche Bohrung 13a besitzen die am inneren Umfang der Reibringe 14 und 15 sich radial nach innen erstreckenden Fortsätze 16, wobei die Bohrungen 13,13a. In den Leisten 12 und den Fortsätzen 16 miteinander korrespondieren. Die Anzahl der Leisten 12 ist abhängig vom zu übertragenden Bremsmoment, wobei entsprechend dem Bremsmoment nur ein Teil der Leisten 12 mittels Spannhülsen 17 beziehungsweise Rollhülsen mit diagonal angeordnetem Zwischenraum und darin mit Abstand liegenden Schrauben 18 befestigt ist. Das Spiel, mit dem die Schrauben 18 in der Spannhülse 17 liegen, ist notwendig, um die bei der Erwärmung der Bremsscheibe beim Bremsen entstehende Wärmedehnung zu kompensieren.According to the figures, the hub 11 is pressed onto the axle shaft (not shown) in the usual way and has strips 12 arranged at regular intervals, whereby the strips 12 have an approximately square cross-section. This applies to hubs made from semi-finished products by welding. If these are made in one piece by casting or forging, the strips 12 preferably have an approximately semi-circular cross-section. Each strip 12 has a bore 13 arranged parallel to the hub axis. The extensions 16 extending radially inwards on the inner circumference of the friction rings 14 and 15 have the same bore 13a, whereby the bores 13, 13a in the strips 12 and the extensions 16 correspond to one another. The number of strips 12 depends on the braking torque to be transmitted, whereby, depending on the braking torque, only some of the strips 12 are fastened by means of clamping sleeves 17 or rolling sleeves with a diagonally arranged space and screws 18 spaced apart therein. The play with which the screws 18 lie in the clamping sleeve 17 is necessary in order to compensate for the thermal expansion that occurs when the brake disc heats up during braking.

Die Reibringe 14 und 15 sind in einfacher Weise aus einem ebenen Blech ausgebrannt. Durchmesser und Dicke bewegen sich in den verschiedenen fahrzeugüblichen Bereichen. Bei einem Durchmesser von 200 bis 1.200 mm kann die Dicke zwischen 5 und 80 mm betragen. Die Reibringe 14 und 15 können auch durch Laserschnitt oder Abrasivstrahlschnitt hergestellt werden.The friction rings 14 and 15 are simply burned out of a flat sheet of metal. The diameter and thickness are in the various ranges that are usual for vehicles. With a diameter of 200 to 1,200 mm, the thickness can be between 5 and 80 mm. The friction rings 14 and 15 can also be manufactured by laser cutting or abrasive jet cutting.

PZ 3539 -4.-.. PZ3539-4.- ..

02.05.94 : :: . : ::..02.05.94 : :: . : ::..

Zwischen den beiden Reibringen 14 und 15 ist ein Lüftereinsatz 19 angeordnet, der zur Verbesserung der Kühlung an der Innenseite der Reibringe dient. Dieser Lüftereinsatz 19 trägt am inneren Umfang Fortsätze 20, welche eine parallel zur Nabenachse angeordnete Nut 21 bilden, deren Abmessungen so gewählt sind, daß sie auf die Leisten 12 aufgeschoben werden können. An dem Lüftereinsatz 19 sind senkrecht gegen die Reibringe gerichtete Lüfterflügel 23, 23a befestigt, die nach Figur 5b aus U-förmigem Profil bestehen können und mit der Grundseite an dem Lüftereinsatz 19 anliegen. Nach den Figuren 6a und 6b sind die Lüfterflügel 23 a aus dem &iacgr;&ogr; Lüftereinsatz 19 ausgeschnitten und jeweils in abwechselnder Richtung um umgebogen. Der Lüftereinsatz ist nach den Figuren 1 und 1a mit Hilfe von Befestigungsschrauben 25 am äußeren Umfang der Nabe fixiert.A fan insert 19 is arranged between the two friction rings 14 and 15, which serves to improve cooling on the inside of the friction rings. This fan insert 19 has extensions 20 on the inner circumference, which form a groove 21 arranged parallel to the hub axis, the dimensions of which are selected so that they can be pushed onto the strips 12. Fan blades 23, 23a are attached to the fan insert 19 and are directed vertically against the friction rings. According to Figure 5b, these can consist of a U-shaped profile and rest with their base against the fan insert 19. According to Figures 6a and 6b, the fan blades 23a are cut out of the fan insert 19 and bent over in alternating directions. According to Figures 1 and 1a, the fan insert is fixed to the outer circumference of the hub using fastening screws 25.

Die Reibringe 14 und 15 sind mit den Leisten 12 der Nabe 11 mit Hilfe einer Spannhülse 17, einer Dehnschraube 18 und/oder einem Federelement 22 nachgiebig verbunden. Wie aus Figur 1 ersichtlich ist befinden sich am äußeren Umfang der Nabe zwischen den Leisten 12 zur Verbesserung der Belüftung Belüftungsöffnungen 24.The friction rings 14 and 15 are flexibly connected to the strips 12 of the hub 11 using a clamping sleeve 17, an expansion screw 18 and/or a spring element 22. As can be seen from Figure 1, ventilation openings 24 are located on the outer circumference of the hub between the strips 12 to improve ventilation.

02.05.94 · ··· · · ·«·02.05.94 · ··· · · ·«·

BezugszeichenlisteList of reference symbols

1111 Nabehub 1212 Leistestrip 1313 13a13a Bohrungdrilling 14,1514,15 ReibringeFriction rings 1616 Fortsatz am ReibringExtension on the friction ring 1717 SpannhülseClamping sleeve 1818 Schraubescrew 1919 LüftereinsatzFan insert 2020 Fortsatz am LüftereinsatzExtension on the fan insert 2121 Nut in 20Groove in 20 2222 FederelementeSpring elements 2323 23 a23 a LüfterflügelFan blades 2424 BelüftungsöffnungenVentilation openings 2525 BefestigungsschraubeFixing screw

Claims (11)

PZ3539 .. . -1-.. 02.05.94 : :: . : ; SchutzansprüchePZ3539 .. . -1-.. 02.05.94 : :: . : ; Protection claims 1. Innenbelüftete Bremsscheibe für Scheibenbremsen von Fahrzeugen, insbesondere Schienenfahrzeugen mit einer Nabe und an dieser abnehmbar befestigten Reibringen, wobei1. Internally ventilated brake disc for disc brakes of vehicles, in particular rail vehicles with a hub and friction rings detachably attached to the hub, whereby a. die Nabe (11) gleichmäßig am äußeren Umfang verteilt Leisten (12) trägt,a. the hub (11) has strips (12) evenly distributed around the outer circumference, b. die Reibringe (14,15) aus vorzugsweise ebenen Blechen &iacgr;&ogr; ausgeschnitten oder ausgebrannt sind,b. the friction rings (14,15) are preferably cut or burned out from flat sheets &iacgr;&ogr; c. die Reibringe (14, 15) am inneren Umfang verteilt sich radial nach innen erstreckende Fortsätze (16) besitzen,c. the friction rings (14, 15) have radially inwardly extending extensions (16) distributed on the inner circumference, d. die Fortsätze (16) an den Seitenflächen der Leisten (12) anliegen, so daß die Reibringe (14, 15) parallel und mit Abstand zueinander angeordnet sind,d. the extensions (16) rest on the side surfaces of the strips (12), so that the friction rings (14, 15) are arranged parallel and at a distance from each other, e. zur Befestigung der Reibringe (14, 15) die Fortsätze (16) und die Leisten (12) durchdringende, parallel zur Nabenachse angeordnete, Schrauben (18) dienen.e. screws (18) arranged parallel to the hub axis, which penetrate the extensions (16) and the strips (12) to fasten the friction rings (14, 15). 2. Bremsscheibe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Reibringen (14,15) ein oder mehrere Lüftereinsätze (19), vorzugsweise aus Blech angeordnet sind, die über am inneren Umfang verteilte Fortsätze (20) an den Leisten (12) der Nabe (11) befestigt sind.2. Brake disc according to claim 1, characterized in that one or more fan inserts (19), preferably made of sheet metal, are arranged between the friction rings (14, 15), which are fastened to the strips (12) of the hub (11) via extensions (20) distributed on the inner circumference. 3. Bremsscheibe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichet, daß die Fortsätze (20) eine parallel zur Nabenachse verlaufende Nut (21) bilden, mit der der Lüftereinsatz (19) auf die Leiste (12) aufschiebbar ist.3. Brake disc according to claim 2, characterized in that the extensions (20) form a groove (21) running parallel to the hub axis, with which the fan insert (19) can be pushed onto the strip (12). 4. Bremsscheibe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Reibringe (14, 15) mit Dehnschrauben (18) an der Nabe (11) befestigt sind.4. Brake disc according to claim 1, characterized in that the friction rings (14, 15) are fastened to the hub (11) by expansion screws (18). 5. Bremsscheibe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Reibringen (14,15) und den Leisten (12) im Bereich der Befestigung Federelemente (22) angeordnet sind.5. Brake disc according to claim 1, characterized in that spring elements (22) are arranged between the friction rings (14, 15) and the strips (12) in the region of the fastening. P23539 ... -2-.. ..P23539 ... -2-.. .. 02.05.94 : :: . : ::.02.05.94 : :: . : ::. 6. Bremsscheibe nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in allen oder in einem Teil der Bohrungen (13) der Leisten (12) und der Fortsätze (16, 20) Spannhülsen (17) und darin mit Abstand Schrauben (18) angeordnet sind.6. Brake disc according to at least one of the preceding claims, characterized in that clamping sleeves (17) and screws (18) are arranged at a distance therein in all or in some of the bores (13) of the strips (12) and the extensions (16, 20). 7. Bremsscheibe nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß beidseitig mit dem Lüftereinsatz (19) verbundene, vorzugsweise senkrecht gegen die Reibringe (14, 15)7. Brake disc according to at least one of the preceding claims, characterized in that on both sides connected to the fan insert (19), preferably perpendicular to the friction rings (14, 15) &iacgr;&ogr; gerichtete aber nicht an diesen befestigte Lüfterflügel (23, 23a)&iacgr;&ogr; directed but not attached to the fan blades (23, 23a) vorgesehen sind.are provided. 8. Bremsscheibe nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß aus dem Blech des Lüftereinsatzes (19) durch Einschneiden und Umbiegen um circa 90° (+/- 30°) Lüfterflügel (23a) gebildet sind.8. Brake disc according to at least one of the preceding claims, characterized in that fan blades (23a) are formed from the sheet metal of the fan insert (19) by cutting and bending by approximately 90° (+/- 30°). 9. Bremsscheibe nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichent, daß U-förmige Lüfterflügel (23) mit der Grundseite am Blech des Lüftereinsatzes (19) befestigt sind.9. Brake disc according to at least one of the preceding claims, characterized in that U-shaped fan blades (23) are fastened with the base side to the sheet metal of the fan insert (19). 10. Bremsscheibe nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichent, daß in den Reibringen (14,15) und dem Blech des Lüftereinsatzes (19) jeweils zwischen den Befestigungspunkten an der Leiste (12) Beiüftungsöffnungen (24) vorhanden sind.10. Brake disc according to at least one of the preceding claims, characterized in that ventilation openings (24) are provided in the friction rings (14, 15) and the sheet metal of the fan insert (19) between the fastening points on the strip (12). 11. Bremsscheibe nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichent, daß der Lüftereinsatz (19) mit Federelementen auf den Reibringen (14, 15) abgestützt ist.11. Brake disc according to at least one of the preceding claims, characterized in that the fan insert (19) is supported on the friction rings (14, 15) by spring elements.
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