DE1137065B

DE1137065B - Rubber-sprung wheel, in particular rail wheel, with disc brake

Info

Publication number: DE1137065B
Application number: DEB48612A
Authority: DE
Inventors: Fritz Kloetzner; Heinz Liesegang
Original assignee: Bergische Stahl Industrie
Current assignee: Bergische Stahl Industrie
Priority date: 1958-04-18
Filing date: 1958-04-18
Publication date: 1962-09-27

Description

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.Rubber-sprung wheel, in particular a rail wheel, with a disc brake The invention relates to a rubber-sprung wheel, in particular a rail wheel, with a Disc brake of the external design, in which preloaded between the wheel rim and the hub arranged elastic body made of rubber and the brake discs like a fan with cooling fins are provided.

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.The well-known rubber-sprung wheels, where flat rubber cylinders between carrier disks arranged radially on the wheel axle and the one with the wheel tire connected support disc are clamped, were previously provided with brake discs, by additionally arranging brake disks on the hub next to the carrier disks Has. The brake discs were fastened to the hub, for example, with bolts penetrating the wheel root. In other cases a brake disc was used Cast in one piece with one hub half and then between the two brake discs the carrier disks are welded onto the hub. It has already been suggested been, a brake disk and a carrier disk together with a hub half in one Piece and then connect the two halves together with screws, the rubber body between the two opposite carrier disks and the support disk is arranged between these.

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.However, these known constructions have the very great disadvantage on that two almost equally heavy discs on both sides of the support disc in addition must be arranged, with one disc as a carrier disc and the other is used as a brake disc. This training makes the wheel up to 50% heavier than a normal bike only equipped with brake discs. The last one The construction described is also because of the between the brake disc and Carrier disk existing relatively narrow openings difficult to cast because the Cores for this construction are difficult to manufacture. This required you a lot high cost, which seems justified in a way, because the In this known construction, rubber bodies are in a one-sided closed Room in which no air circulation for cooling is possible. This heats up the rubber body once by transferring the brake heat from the brake discs the carrier disc and, on the other hand, the constant flexing work during the rolling process of the wheel. Because the heat generated in this way cannot be dissipated. leads them to relatively rapid destruction of the rubber body.

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.The invention overcomes these disadvantages. Furthermore there is also the advantage that the brake disks used as carrier disks at the same time can be manufactured and processed relatively easily. Furthermore, the rubber bodies lie with the proposed construction continuously in the one flowing through the inside of the wheel Cooling air flow and therefore cannot heat up excessively.

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.According to the invention it is therefore proposed that the brake discs in In a known manner, detachable from the side of the wheel and on the back to be provided in a known manner with coaxially extending lugs, which is designed as an abutment for the elastic body and by means of which these are held and pretensioned at the same time. The backs of the brake discs wear in the usual way cams with recesses into which pin d. -r plates insert for the rubber body.

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.In the drawings, two exemplary embodiments of the invention are shown, namely, Fig. 1 shows a section through a rubber-sprung wheel along the line D-E-F of Fig. 2, Fig. 2 three partial views of the wheel of Fig. 1, seen in the direction the arrows A, B and C in Fig. 1, Fig. 3 shows a section along the line L-M-N of Fig. 4 through a second exemplary embodiment of the wheel, FIG. 4 three partial views in the direction of arrows H, J and K in FIG. 3.

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.According to Fig.1 and 2 are 11 and 12, the brake discs on a the hub 14 firmly pressed onto the wheel axle 13 with a certain number of screws 15 are attached. Rubber body 16 wear on each side a plate 17 with pin 18, which on the one hand in corresponding cams 19 of the brake discs 11. and 12 and on the other hand in corresponding recesses 20 of the support disc 21, which is connected to the wheel tire 22, are embedded in a snug fit.

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.Each brake disc 11 or 12 is on a collar 23 or 24 of the hub 14 centered. The brake disc; n 11 and 12 wear on their rubber bodies 16 facing Side cooling fins 25 and have air inlet openings on the inner part facing the hub 14 26, which according to the outer circumference of the brake disks 11 and 12 as a radial Continue the air slots 27 between the ribs 25. By means of the screws 15 and the brake discs 11 and 12, the rubber body 16 to the required strength compressed and thus axially pretensioned. The rubber bodies support each other 16 not only with the pins 18 but also with those arranged on the inner plates 17 small pin 29 against the support disk 21 and outside against the cooling ribs 25 of the brake discs 11 and 12, the ribs 25 being special elevations for the system the plates 17 wear. This will allow the heat transfer from the corresponding rib 25 to the plate 17 kept as small as possible.

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.The mode of operation of the wheel is such that the Wheel tires 22 can move in different directions with respect to the wheel axle 13, these movements being cushioned by the rubber bodies 16. When braking, in which one brake shoe is attached to the braking surfaces 28 of the brake disks 11 and 12 firmly, these will be heated. However, there are the backs of the brake discs ? 1 and 12 are designed like a fan by the cooling fins 25, flows continuously an air flow from the air inlet opening 26 through the air slot 27 to the outside, and the backsides of the brake disks 11 and 12 are thus effectively cooled. Through this prevents excessive heat from the brake disks 11 and 12 on the Rubber body 16 is transferred, whereby a destruction of the rubber would occur.

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.In the embodiment according to FIGS. 3 and 4, the brake disks wear 30 and 31 mounting cams 35, with which they can be by means of screws 32 directly attached to a flange 34 extending inwardly from the wheel tire 33 are. Between an extension 37 extending outward from the wheel hub 36 and the brake disks 30 and 31, the rubber bodies 16 are mounted, their plates 17 carry pins 18 on both sides, which are located on the one hand in a corresponding recess Insert it into the cam 19 of the brake disks and, on the other hand, into an opening 20 are stored in the extension 37 with a snug fit. The rubber bodies support each other 16 not only with the pins 18 but also with those arranged on the inner plates 17 small pin 29 against the extension 37 and outside against the cooling fins 39 of the Brake discs 30 and 31, the ribs 39 again special increases for the Wear system of the plates 17. As a result, the heat transfer from the rib 39 to Plate 17 kept as small as possible.

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.The brake disks 30 and 31 have openings on the outer periphery 38, which continue inwards as air slots into which the cooling fins 39 protrude. The brake disks are open on the inner circumference. At this point are 16 spacer screws 40 are also provided for better pretensioning of the rubber bodies, which hold the brake disks 30 and 31 together. The spacer screws 40 are freely in each opening 41 in the hub 36.

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.The mode of operation of this wheel is that the wheel tire 33 with the brake disks 30 and 31 freely opposite the hub 36 with the extension 37 can move, this movement being cushioned very strongly by the rubber body 16 will. Here, too, the braking heat corresponding to the braking of the wheel is generated through the fan-like design of the inside of the brake disc with the between the Cooling fins 39 diverted flowing air flow. This makes it largely a dangerous one The rubber body 16 prevents the rubber from heating up during the braking process. The in Fig. 1 and 2 shown wheel, it is also possible at the outermost circumference of the Brake discs 11 and 12 to connect these by means of spacer screws, then in the support plate 21 recesses must be present in which the screws can move loosely.

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.The advantage of both ways of attaching the brake discs to one The rubber-sprung wheel lies in it as the wheel only has slightly more space than without the brake discs needed. Such an arrangement of the brake disks can also be used on all others previously known rubber-sprung wheels are carried out. For example, need the brake disks according to Figure 1 for the so-called V-wheel only angled inwards running extension, which with the second brake disc has a V-shaped recess forms for receiving the rubber. This must also be done on the outer circumference The brake discs holes should be provided to allow the flow of airflow on the inside to enable the brake discs.

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.Instead of rubber, other elastic bodies, for example certain plastics suitable for this purpose may be used. Will be expedient the brake disc on the inside of the wheels is made in two parts. the Cooling fins can be made of light metal in the composite casting process on the brake discs can be applied, whereby a better heat dissipation takes place.

Die Ansprüche 2 bis 6 gelten als echte Unteranspräche nur in Verbindung mit dem Anspruch 1.Claims 2 to 6 are considered real subclaims only in conjunction with claim 1.

Claims

PATENT CLAIMS: 1. Rubber-sprung wheel, in particular rail wheel, with a disc brake of the external type, in which between the wheel rim and the hub arranged prestressed elastic body made of rubber and the brake discs like a fan are provided with cooling fins, characterized in that the brake disks (11 and 12 or 30 and 31) detachably flanged to the side of the wheel in a manner known per se are and on the back in a likewise known manner coaxially extending Approaches (19) sluggish, which are designed as an abutment for the elastic body (16) and by means of which these are held and pretensioned at the same time.

2. Rubber suspension Wheel according to claim 1, characterized in that the brake disks are directly on the wheel hub (14) are fastened and centered with screws (15) (Fig. 1).

3. Rubber suspension Wheel according to claim 1, characterized in that the brake disks on one inwardly extending flange (34) of the wheel tire (33) are arranged, wherein the wheel hub (36) serves as a second abutment for the rubber body (16) Extension (37) carries (Fig. 3).

4. Rubber-sprung wheel according to Claims 1 and 2 or 3, characterized in that the brake disks on the rear side have cams (19) wear with recesses in which the pin (18) of the plates (17) for the rubber body Insert (16).

5. Rubber-sprung wheel according to claims 1 and 2 or 3, characterized characterized in that the plates (17) of the rubber body (16) except for the cam (19) also support on the cooling fins (25 or 39).

6. Rubber sprung wheel according to claims 1 and 3, characterized in that the two brake disks (30 and 31) additionally arranged in the vicinity of the hub (36) Spacer screws (40) are held together. Considered publications: German utility model No. 1722 737, 1763 048; Swiss patents No. 255 865, 300241.