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Gummigefedertes Rad, insbesondere Schienenrad, mit Scheibenbremse
Die Erfindung betrifft ein gummigefedertes Rad, insbesondere Schienenrad, mit einer
Scheibenbremse der Außenbauart, bei dem zwischen Radkranz und Nabe vorgespannte
elastische Körper aus Gummi angeordnet und die Bremsscheiben lüfterartig mit Kühlrippen
versehen sind.
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Die bekannten gummigefederten Räder, bei denen flache Gummizylinder
zwischen radial auf der Radachse angeordneten Trägerscheiben und der mit dem Radreifen
verbundenen Stützscheibe eingespannt sind, wurden bisher mit Bremsscheiben versehen,
indem man außen neben den Trägerscheiben zusätzlich Bremsscheiben auf der Nabe angeordnet
hat. Die Befestigung der Bremsscheiben auf der Nabe erfolgte beispielsweise mit
die Radwurzel durchsetzenden Schrauben. In anderen Fällen wurde je eine Bremsscheibe
mit einer Nabenhälfte in einem Stück gegossen und dann zwischen die beiden Bremsscheiben
die Trägerscheiben auf der Nabe festgeschweißt. Es ist auch schon vorgeschlagen
worden, je eine Brems-und Trägerscheibe zusammen mit einer Nabenhälfte in einem
Stück zu gießen und die beiden Hälften dann durch Schrauben miteinander zu verbinden,
wobei zwischen den beiden einander gegenüberliegenden Trägerscheiben die Gummikörper
und zwischen diesen die Stützscheibe angeordnet ist.
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Diese bekannten Konstruktionen weisen aber den sehr großen Nachteil
auf, daß zwei fast gleich schwere Scheiben beiderseits der Stützscheibe zusätzlich
angeordnet sein müssen, wobei die eine Scheibe als Trägerscheibe und die andere
als Bremsscheibe benutzt wird. Durch diese Ausbildung wird das Rad bis zu 50 °/o
schwerer als ein normales, nur mit Bremsscheiben ausgerüstetes Rad. Die zuletzt
beschriebene Konstruktion ist darüber hinaus wegen der zwischen Bremsscheibe und
Trägerscheibe vorhandenen relativ schmalen Öffnungen nur schwer zu gießen, da die
Kerne für diese Konstruktion schwierig herzustellen sind. Dies bedingte einen sehr
hohen Kostenaufwand, welcher in !einer Weise gerechtfertigt erscheint, denn die
Gummikörper liegen bei dieser bekannten Konstruktion in einem einseitig abgeschlossenen
Raum, in dem keine Luftzirkulation zur Abkühlung möglich ist. Dadurch erwärmen sich
die Gummikörper einmal durch L7bertragung der Bremswärme von den Bremsscheiben auf
die Trägerscheibe und zum anderen durch die dauernde Walkarbeit während des Rollvorgangs
des Rades. Da die so entstehende Wärme nicht abgeleitet werden kann. führt sie zur
relativ schnellen Zerstörung der Gummikörper.
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Durch die Erfindung werden diese Nachteile behoben. Darüber hinaus
ergibt sich noch der Vorteil, daß die zugleich als Trägerscheiben verwendeten Bremsscheiben
relativ einfach hergestellt und bearbeitet werden können. Weiterhin liegen die Gummikörper
bei der vorgeschlagenen Konstruktion dauernd in dem durch das Radinnere fließenden
Kühlluftstrom und können sich daher nicht unzulässig hoch erwärmen.
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Gemäß der Erfindung wird daher vorgeschlagen, die Bremsscheiben in
an sich bekannter Weise abnehmbar am Rad seitlich anzuflanschen und auf der Rückseite
in gleichfalls bekannter Weise mit sich koaxial erstreckenden Ansätzen zu versehen,
welche als Widerlager für die elastischen Körper ausgebildet und mittels welcher
diese gleichzeitig gehalten und vorgespannt sind. Die Rückseiten der Bremsscheiben
tragen in üblicher Weise Nocken mit Ausnehmungen, in die sich Zapfen d. -r Platten
für die Gummikörper einlegen.
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In den Zeichnungen sind zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt,
und zwar zeigt Fig. 1 einen Schnitt durch ein gummigefedertes Rad nach der Linie
D-E-F der Fig. 2, Fig. 2 drei Teilansichten des Rades nach Fig. 1, gesehen in Richtung
der Pfeile A, B und C in Fig. 1, Fig. 3 einen Schnitt nach der Linie L-M-N der Fig.
4 durch ein zweites Ausführungsbeispiel des Rades, Fig.4 drei Teilansichten, gesehen
in Richtung der Pfeile H, J und K in Fig. 3.
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Nach Fig.1 und 2 sind 11 und 12 die Bremsscheiben, die an einer auf
der Radachse 13 fest aufgepreßten Nabe 14 mit einer gewissen Anzahl Schrauben 15
befestigt sind. Gummikörper 16 tragen auf jeder Seite
eine Platte
17 mit Zapfen 18, welche einerseits in entsprechende Nocken 19 der Bremsscheiben
11. und 12 und andererseits in entsprechende Ausnehmungen 20 der Stützscheibe 21,
welche mit dem Radreifen 22 verbunden ist, im Paßsitz eingelassen sind.
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Jede Bremsscheibe 11 bzw. 12 ist auf einem Bund 23 bzw. 24 der Nabe
14 zentriert. Die Bremsscheib; n 11 und 12 tragen an ihren den Gummikörpern 16 zugewandten
Seiten Kühlrippen 25 und haben an dem inneren, der Nabe 14 zugekehrten Teil Lufteintrittsöffnungen
26, welche sich nach dem Außenumfang der Bremsscheiben 11 und 12 zu als radiale
Luftschlitze 27 zwischen den Rippen 25 fortsetzen. Mittels der Schrauben 15 und
der Bremsscheiben 11 und 12 werden die Gummikörper 16 auf die erforderliche Stärke
zusammengepreßt und somit axial vorgespannt. Dabei stützen sich die Gummikörper
16 außer mit den Zapfen 18 auch noch mit den auf den inneren Platten 17 angeordneten
kleinen Zapfen 29 gegen die Stützscheibe 21 ab und außen gegen die Kühlrippen 25
der Bremsscheiben 11 und 12, wobei die Rippen 25 besondere Erhöhungen für die Anlage
der Platten 17 tragen. Dadurch wird der Wärmeübergang von der entsprechenden Rippe
25 zur Platte 17 möglichst klein gehalten.
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Die Wirkungsweise des Rades ist so, daß sich während der Fahrt der
Radreifen 22 gegenüber der Radachse 13 in verschiedenen Richtungen bewegen kann,
wobei diese Bewegungen durch die Gummikörper 16 abgefedert werden. Beim Bremsen,
bei dem sich je eine Bremsbacke an die Bremsflächen 28 der Bremsscheiben 11 und
12 fest anlegen, werden diese erhitzt. Da jedoch die Rückseiten der Bremsscheiben
? 1 und 12 durch die Kühlrippen 25 lüfterartig ausgebildet sind, fließt dauernd
ein Luftstrom von der Lufteintrittsöffnung 26 durch den Luftschlitz 27 nach außen,
und die Rückseiten der Bremsscheiben 11 und 12 werden somit wirksam gekühlt. Dadurch
wird verhindert, daß ein Übermaß an Wärme von den Bremsscheiben 11 und 12 auf die
Gummikörper 16 übertragen wird, wodurch eine Zerstörung des Gummis einreten würde.
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Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 3 und 4 tragen die Bremsscheiben
30 und 31 Befestigungsnocken 35, mit denen sie mittels Schrauben 32 unmittelbar
an einem sich vom Radreifen 33 aus nach innen erstrekkenden Flansch 34 befestigt
sind. Zwischen einem sich von der Radnabe 36 nach außen erstreckenden Fortsatz 37
und den Bremsscheiben 30 und 31 sind die Gummikörper 16 gelagert, deren Platten
17 beiderseits Zapfen 18 tragen, welche sich einerseits in eine entsprechende Ausnehmung
in den Nocken 19 der Bremsscheiben einlegen und andererseits in eine öffnung 20
in dem Fortsatz 37 mit Paßsitz gelagert sind. Dabei stützen sich die Gummikörper
16 außer mit den Zapfen 18 auch noch mit den auf den inneren Platten 17 angeordneten
kleinen Zapfen 29 gegen den Fortsatz 37 ab und außen gegen die Kühlrippen 39 der
Bremsscheiben 30 und 31, wobei die Rippen 39 wieder besondere Erhöhungen für die
Anlage der Platten 17 tragen. Dadurch wird der Wärmeübergang von der Rippe 39 zur
Platte 17 möglichst klein gehalten.
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Die Bremsscheiben 30 und 31 tragen an dem äußeren Umfang Öffnungen
38, die sich nach innen zu als Luftschlitze fortsetzen, in die die Kühlrippen 39
hineinragen. Am inneren Umfang sind die Bremsscheiben offen. An dieser Stelle sind
noch zur besseren Vorspannung der Gummikörper 16 Distanzschrauben 40 vorgesehen,
welche die Bremsscheiben 30 und 31. zusammenhalten. Die Distanzschrauben 40 liegen
frei in je einer Öffnung 41 in der Nabe 36.
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Die Wirkungsweise dieses Rades besteht darin, daß sich der Radreifen
33 mit den Bremsscheiben 30 und 31 frei gegenüber der Nabe 36 mit dem Fortsatz 37
bewegen kann, wobei diese Bewegung durch die Gummikörper 16 sehr stark abgefedert
wird. Auch hierbei wird die bei der Abbremsung des Rades entsprechende Bremswärme
durch die lüfterartige Ausbildung der Bremsscheibeninnenseite mit dem zwischen den
Kühlrippen 39 fließenden Luftstrom abgeleitet. Dadurch wird weitgehend eine gefährliche
Erhitzung des Gummis der Gummikörper 16 beim Bremsvorgang verhindert. Bei dem in
Fig. 1 und 2 dargestellten Rad ist es ebenfalls möglich, am äußersten Umfang der
Bremsscheiben 11 und 12 diese mittels Distanzschrauben zu verbinden, wobei dann
in der Stützscheibe 21 Ausnehmungen vorhanden sein müssen, in denen die Schrauben
sich lose bewegen können.
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Der Vorteil beiderArten der Anbringung der Bremsscheiben an einem
gummigefederten Rad liegt darin, als das Rad nur etwas mehr Platz als ohne die Bremsscheiben
benötigt. Eine derartige Anordnung der Bremsscheiben kann auch an allen anderen
bisher bekannten gummigefederten Rädern durchgeführt werden. Beispielsweise benötigen
die Bremsscheiben nach Fig.1 für das sogenannte V-Rad nur einen schräg nach innen
laufenden Fortsatz, welcher mit der zweiten Bremsscheibe eine V-förmige Vertiefung
zur Aufnehmung des Gummis bildet. Hierbei müssen ebenfalls wieder am äußeren Umfang
der Bremsscheiben Löcher vorgesehen sein, um das Fließen des Luftstroms an der Innenseite
der Bremsscheiben zu ermöglichen.
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An Stelle von Gummi können auch andere elastische Körper, beispielsweise
bestimmte für diesen Zweck geeignete Kunststoffe, verwendet werden. Zweckmäßig wird
die auf der Innenseite der Räder liegende Bremsscheibe zweiteilig ausgeführt. Die
Kühlrippen können aus Leichtmetall im Verbundgußverfahren auf die Bremsscheiben
aufgebracht werden, wodurch eine bessere Wärmeableitung erfolgt.
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Die Ansprüche 2 bis 6 gelten als echte Unteranspräche nur in Verbindung
mit dem Anspruch 1.