CH309388A - Scheibenbremse der Aussenbauart, insbesondere für Schienenfahrzeuge, und Verfahren zur Herstellung derselben. - Google Patents

Description

  Scheibenbremse der Aussenbauart, insbesondere für Schienenfahrzeuge,<B>und</B> Verfahren  zur Herstellung derselben.    Die Erfindung bezieht sich auf eine  Scheibenbremse der Aussenbauart, bei wel  cher wenigstens eine Bremsscheibe mit Kühl  rippen und gegenüber diesen stärkeren Ver  steifungsrippen vorhanden ist, und auf ein  Verfahren zur Herstellung derselben.  



  Bekanntlich wird bei den Scheibenbremsen  die zu vernichtende Bremsenergie in Wärme  umgewandelt, die von der     Bremsseheibenmasse     aufgenommen wird und möglichst schnell ab  geführt werden muss. Hieraus ergibt sich die  Forderung einer möglichst grossen Ableitungs  oberfläche, die am einfachsten durch eine  zweckentsprechende     Verrippung    an der der  Bremsfläche abgekehrten Fläche der Brems  scheibe erfüllt wird.  



       Giessereitechnisch    ist es jedoch kaum mög  lich, genügend viel Rippen     mitzugiessen,    da  mit Erhöhung der Rippenzahl die Grundbe  dingung, ein homogenes, schwammfreies Ge  füge der     Bremsscheibenringe    selbst zu erzie  len, in Frage gestellt wird. Auch würde bei  einer solchen Ausführung der Bremsscheibe  ihr Gewicht     unerwünschterweise    erhöht wer  den, da die Stärke der Rippen ein Mindest  mass nicht unterschreiten darf. Schliesslich  sind auch solche     mitgegossene    Rippen in der  erforderlichen Anzahl auf dem zur Verfü  gung stehenden Raum nicht unterzubringen.

         i    Zur Vermeidung dieser Schwierigkeiten  ist bereits vorgeschlagen worden, die Kühl  rippen sämtlich oder teilweise als Blechrip-         pen    auszubilden, wobei die Blechrippen in  den     Bremsscheibenkörper    eingegossen wurden.  



  Der Erfindung liegt die Aufgabe     zugrund < .,     der Bremsscheibe eine für die Herstellung  noch einfachere Ausbildung zu geben. Die  Scheibenbremse zeichnet sich gemäss der Er  findung dadurch aus, dass mindestens die  Kühlrippen der Bremsscheibe im Verbund  gussverfahren in Leichtmetall angegossen sind.  



  Das Verfahren zur Herstellung dieser  Scheibenbremse besteht darin, dass die Kühl  rippen der Bremsscheibe nach dem     Al-Fin-          Verfahren    in Leichtmetall angegossen werden.  In dieser Weise soll eine innige Verbindung  zwischen den Scheibenringen etwa aus Stahl  oder Gusseisen und den Leichtmetallrippen  erzielt werden, die auch Dauerbeanspruchun  gen     gewachsen    ist. Obwohl die     Wärmeaus-          dehnungskoeffizienten    beispielsweise von Stahl  und Leichtmetall sehr unterschiedlich sind,  tritt dennoch ein allmähliches Lockerwerden  und damit eine Verminderung des Wärme  überganges und der mechanischen Festigkeit  nicht ein.

   Der     Wärmefluss    ist dabei unge  hindert, da der metallische Übergang von den  Scheibenringen zu den Leichtmetallrippen  durch keinerlei     Oxydhäute    unterbrochen ist.  



  Zwei Ausführungsbeispiele des Gegenstan  des der Erfindung sind in der Zeichnung  dargestellt, an Hand von welchen auch das  erfindungsgemässe Verfahren beispielsweise       erläutert    ist. Es zeigen:           Fig.    1 eine Bremsscheibe der Scheiben  bremse in Ansicht,       F'ig.2    einen Schnitt nach Linie A -B in       Fig.1.        Fig.    3 einen Schnitt nach Linie     C-D'    in       Fig.1.        Fig.    4 eine andere Ausführungsform der  Bremsscheibe in Ansicht, teilweise weggebro  chen,

         Fig.    5 einen Schnitt nach     .Linie        A-B    in       Fig.    4,       Fig.    6 einen Schnitt nach Linie     C-D    in       Fig.    4,       Fig.    7 eine Ansicht von oben zu     Fig.    4, in  Abwicklung dargestellt und abgebrochen,       Fig.8    eine dritte Ausführungsform der  Bremsscheibe in Ansicht, teils abgebrochen,       Fig.    9 einen Schnitt nach Linie     A-B    in       Fig.        @8,

            Fig.10    einen Schnitt nach Linie     C-D    in       Fig.    8,       Fig.    11 eine Ansicht von oben zu     Fig.    8,  in Abwicklung dargestellt und abgebrochen  und       Fig.12    einen Schnitt nach Linie     E-F     in     Fig.    B.  



  Bei der     Ausführungsform    nach     Pig.1    bis  3 sind     a    die stärkeren Versteifungsrippen der  Bremsscheibe. Ausser diesen Rippen sind  schwächere Kühlrippen b in grosser Anzahl  vorgesehen, die sich in strömungstechnisch  und thermisch richtiger Lage an den Innen  seiten der     Bremsscheibenringe    d befinden,  welche an die Nabe e bzw. deren Ringrippe n.  mittels Bolzen i angeschraubt sind. Die Rip  pen     a    und b sind an die     Bremsscheibenringe     d in Leichtmetall im     Verbundgussverfahren,     zum Beispiel nach dem     Al-Fin-Verfahren,     angegossen.  



  Das     Al-F'in-Verfahren    wird so ausgeführt,  dass die vorbereiteten :Stahl- oder     Gusseisen-          teile,    also hier die Scheibenringe d, in eine       Aluminiumschmelze    getaucht werden, wobei  sich innerhalb weniger Minuten eine     FeAl;;-          Schicht    von einer Stärke von etwa 0,02 bis  0,03 mm bildet. Darauf werden die mit die  ser Schicht versehenen Ringe in eine Sand  oder Stahlform eingebracht     und    das Alumi-         nium    oder eine Aluminiumlegierung zweck  Bildung der Rippen angegossen.  



  Die Ausführung der Scheibenbremse nach       Fig.1    bis 3 ist für Fahrzeuge gedacht, bei  denen die Bremsscheibe in bekannter Weise       zwischen    den beiden Laufrädern angeordnet  werden kann.    Bei der Ausführungsform nach     Fig.    4 bis  7 handelt es sich um<B>-</B>eine Bremsscheibe mit  in Leichtmetall angegossenen Kühlrippen     b,     die für die gleichen Zwecke Verwendung fin  den kann wie die vorhergehende Ausfüh  rungsform.

   Jedoch sind hier die     Bremsschei-          benringe        d    nicht mittels Schraubenbolzen an  einer auf die Radachse     aufgepressten    beson  deren Nabe befestigt, sondern mit dieser aus  einem Stück gegossen und unmittelbar auf  die Achse     aufgepresst.    Die Versteifungsrippen  a sind, wie gezeichnet, wellenförmig oder  dann geteilt ausgebildet, damit bei der Er  starrung die Aluminiumschicht nicht. von den       Stahlgussringen    abgerissen wird.

   Wie aus der  Zeichnung ersichtlich ist., können auch die  jenigen Teile der     Bremsscheibenringe,    die  zwischen den Rippen liegen, bzw. in radialer  Richtung über die Rippen hinausragen, mit  einer die Wärmeabfuhr erleichternden Leicht  metallschicht versehen sein.  



  Bei der Ausführungsform nach     Fig.    8 bis  12 besitzt die Bremsscheibe wieder zwei       Bremsscheibenringe    d     aus    Stahl und eine  Nabe e ebenfalls aus Stahl. Zwischen den       Bremsscheibenringen    sind Kühlrippen b an  geordnet, die an die Scheibenringe d im     Ver-          bundgussverfahren    in Leichtmetall angegossen  sind. Die     Innenflächen    der Scheibenringe     d     sind ferner mit einem angegossenen Leicht:       metallbelag    versehen.  



  Bei dieser Ausführungsform ist ausser  dem der Tragkörper, der hauptsächlich aus  den Versteifungsrippen     a    und einem Ring     g     gebildet wird, in Leichtmetall an die Schei  benringe d und an die Nabe e im Verbund  gussverfahren angegossen, und vorzugsweise  auch die zwischen den Versteifungsrippen     a     sich erstreckende und sie verstärkende     Leit-          rippe    f. s      Die Versteifungsrippen     a.,    die Kühlrippen       b,    die Beläge auf der Innenseite der Schei  benringe d, der Ring     g    und die Leitrippe f  bilden dann ein     Gussstück    aus Leichtmetall.

    Der Ring     g    umschliesst die Nabe e an ihrer  Aussenfläche und gegebenenfalls an ihren Sei  tenflächen. Der 'Tragkörper und die Nabe  können zusätzlich durch Nut und Feder ver  bunden sein. Bei dem dargestellten Ausfüh  rungsbeispiel ist eine derartige Feder e' in  der Mittelebene der Bremsscheibe vorgesehen,  die in eine entsprechende Nut des Tragkör  pers     eingreift.    In dieser Feder sind     Ausneh-          mungen    e" vorgesehen, um die Nabe und den  Tragkörper gegen Verdrehung zueinander  weiter     zii    sichern. An Stelle der einen dar  gestellten Feder e' können auch mehrere sol  eher Federn vorgesehen sein.

   Die Anordnung  kann auch umgekehrt sein, das heisst es kön  nen am Tragkörper Federn angeordnet sein,  die in entsprechende Nuten der Nabe e ein  greifen.  



  Die Scheibenbremse ist nicht nur für  Schienenfahrzeuge anwendbar, sondern auch  für andere Fahrzeuge, und kann zum Beispiel  mit geteilten Bremsscheiben oder mit am Rad  scheibenkörper befestigten Bremsscheiben aus  gerüstet sein.  



  Die beschriebenen     ,Scheibenbremsen    zeich  nen sieh nicht nur durch besonders geringes  Gewicht, sondern auch durch eine ausseror  dentlich gute Wärmeabfuhr aus, die einer  seits durch die in strömungstechnischer und  thermischer Hinsicht günstige Lage der Rip  pen und anderseits durch die hohe Wärme  leitfähigkeit des     Leichtmetalles    bedingt ist.  Dadurch wird nicht nur die Belastbarkeit  der Bremse wesentlich erhöht, sondern auch  die Lebensdauer vor allem der Bremsbeläge  erheblich verlängert.

Claims (1)

1. PATENTANSPRÜCHE: I. Scheibenbremse der Aussenbauart, ins besondere für Schienenfahrzeuge, mit wenig stens einer Bremsscheibe, mit Kühlrippen und gegenüber diesen stärkeren Versteifungsrip pen, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens die Kühlrippen der Bremsscheibe im Ver- bundgussverfahren in Leichtmetall angegossen sind. II. Verfahren zur Herstellung der .Sehei- ; benbreinse nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass die Kühlrippen der Bremsscheibe nach dem Al-Fin-Verfahren in Leichtmetall angegossen werden. UNTERANSPRÜCHE 1.

   Scheibenbremse nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass die Versteifungs rippen (a) geteilt ausgebildet sind. 9. Scheibenbremse nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass die Versteifungs rippen (a) wellenförmig ausgebildet sind. 3'. Scheibenbremse nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, da.ss die zwischen den Rippen befindlichen Teile der Brems scheibenringe (d) mit einer angegossenen Leichtmetallschicht versehen sind. 4.

   Scheibenbremse nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass die über die Rippen in radialer Richtung hinausragenden Teile der Bremsscheibenringe (d) mit einer angegossenen Leichtmetallschicht versehen sind. 5. Scheibenbremse nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass der- Scheiben tragkörper in Leichtmetall an die Brems scheibenringe (d) und die Nabe (e) angegos sen ist. 6. Scheibenbremse nach Patentanspruch I und Unteranspruch 5, dadurch gekennzeich net, dass auch die Leitrippe (f) der Scheibe in Leichtmetall angegossen ist. 7.

   Scheibenbremse nach Patentanspruch I und Unteranspruch 5, dadurch gekennzeich net, dass die Rippen (b) der Tragkörper und die Leitrippe (f) ein Gussstück aus Leicht metall bilden. B. Scheibenbremse nach Patentanspruch I und Unteranspruch 5, dadurch gekennzeich net, dass der Tragkörper die Nabe (e) mit einem Ring (g) mindestens an der Aussen fläche umschliesst. 9. Scheibenbremse nach Patentanspruch I und Unteranspruch 5, dadurch gekennzeich net, dass der 'Tragkörper und die Nabe (e) zusätzlich durch Nut und Feder (e') verbun den sind. 10.

   Scheibenbremse nach Patentanspruch 1 und Unteransprüchen 5 und 9, dadurch ge kennzeichnet, dass in der Feder (e') Ausneh- mungen (e") vorgesehen sind, um die Nabe und den Tragkörper gegen Verdrehung zu einander zu sichern.