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Bremsscheibe für Schienenräder mit doppelt gewellter Leichtradscheibe
Die Erfindung betrifft eine Bremsscheibe für Schienenräder mit doppelt gewellter
Leichtradscheibe, wobei die Bremsscheibe durch Preßsitz auf der Nabe des Rades befestigt
ist.
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Doppelt gewellte Leichtradscheiben haben sich vor allem für hohe Fahrgeschwindigkeiten
bewährt. Für die Abbremsung schnellfahrender Fahrzeuge hat sich wiederum die Scheibenbremse
besonders bewährt. Bei der Anordnung von Scheibenbremsen an Schienenrädern mit doppelt
gewellter Leichtradscheibe treten jedoch einige Probleme auf, da die hoch beanspruchten
dünnwandigen Radscheiben eine Schwächung durch Bohrungen aufweisende Befestigungsarten,
wie sie bei normalen Rädern möglich sind, in der Regel nicht zulassen. Dies gilt
sowohl für Bohrungen in Nabennähe als auch im Bereich der Scheibe, wobei noch zu
beachten ist, daß eine zum Ausgleich der Schwächung sonst übliche Scheibenverstärkung
in Nabennähe nicht möglich ist, da dadurch die elastischen Eigenschaften der Radscheibe
wesentlich verschlechtert würden.
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Es ist bereits eine doppelt gewellte Leichtradscheibe bekanntgeworden,
an der eine Bremsscheibe so befestigt ist, daß sie mit die Scheibe durchsetzenden
Bolzen an der Scheibe festgeschraubt ist und sich außen gegen die Radbandage abstützt.
Die Befestigung erfolgt also gerade im Bereich der dünnen Radscheibe, die dererlei
Ansprüchen nicht gewachsen ist.
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Es ist auch bereits ein gummigefedertes Schienenrad bekanntgeworden,
bei dem an beiden Seiten der Nabe je eine Bremsscheibe durch die Nabe durchsetzende
Bolzen befestigt ist und die Rücken beider Bremsscheiben sich durch Stützbolzen,
die die Bremsscheibe durchdringen, gegeneinander abstützen. Hier wird die Radscheibe
gleich an zwei Stellen, nämlich einmal in Nabennähe und einmal im Bereich der Scheibe
durchbrochen, was bei doppelt gewellten Leichtradscheiben nicht möglich wäre.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Bremsscheiben für doppelt
gewellte Leichtradscheiben zu schaffen, durch die eine Schwächung sowohl der Nabe
als auch der Scheibe vermieden wird, ohne die elastischen Eigenschaften zu ändern.
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Nach der Erfindung wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß eine Bremsscheibe
der eingangs geschilderten Art so beschaffen ist, daß auf jedem der beiden Nabenenden
des Rades eine Bremsscheibenhälfte der in einer zur Radachse senkrechten Ebene geteilten
Bremsscheibe befestigt ist, die sich, wie an sich bekannt, mit Hilfe Löcher der
Radscheibe ohne Berührung durchsetzender Abstützbolzen gegeneinander abstützen,
wobei die Radscheibe im Bereich der Löcher eine wulstartige, beidseitige Verstärkung
aufweist. Es ist bei dieser Lösung die empfindliche Leichtradscheibe praktisch überhaupt
nicht in Anspruch genommen. Die Nabe wird nicht durchsetzt, und der Durchbruch im
Außenbereich der Leichtradscheibe wird dadurch kompensiert, daß wulstartige beiderseitige
Verstärkungen vorgesehen sind, die die elastischen Eigenschaften des Rades nicht
beeinflussen und den Kraftfluß störungsfrei um die Löcher oder Durchbrechungen herumleiten.
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Die beiderseitige Verstärkung kann nach einem weiteren Merkmal gemäß
der Erfindung ein zur Radscheibe konzentrisch durchlaufender Ring sein, der die
Löcher aufnimmt; nach einer anderen Lösung der Erfindung ist die wulstartige Verstärkung
als zu den Löchern konzentrisch beiderseits die Scheibe verstärkende, bei gegossenen
Rädern in einseitiger Anordnung bekannte Ringe ausgebildet. Fertigungstechnisch
ist die erste Lösung insofern einfacher, als der zur Radscheibe konzentrische Ring
bei der Herstellung mitgeformt werden kann. Die zu den Löchern konzentrischen Wulstringe
werden beim Lochen mit einem Dorn gestaucht, dabei verändert sich das Scheibengewicht
nicht. Durch die gegenseitige Abstützung der Scheiben kann die Breite des Preßsitzes
auf der Nabe relativ gering gewählt werden, was gerade bei doppelt gewellten Leichtradscheiben
von besonderer Bedeutung ist.
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Im folgenden ist die Erfindung an Hand von Ausführungsbeispielen mit
Hilfe von Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt F i g. 1 im Querschnitt ein Schienenrad
mit doppelt gewellter Leichtradscheibe, mit einem Paar Bremsscheiben, die auf der
Nabe aufgeschrumpft sind, und
zwar wahlweise entweder in ausschließlicher
Schrumpfung oder mit zusätzlicher Schweißung, F i g. 2 im Querschnitt ein Schienenrad
ähnlich F i g. 1, jedoch mit anderer Ausbildung der Lochrandverstärkung.
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In den Beispielen ist 1 eine Leichtradscheibe mit radialer und tangentialer,
d. h. doppelter Wellung. Auf die Felge 2 der Leichtradscheibe ist ein Radreifen
3 aufgeschrumpft und durch einen Sprengring 4 gesichert. An einem solchen bekannten
Rad sind beiderseitig der Radscheibe Bremsscheibenhälften 12 und 13 befestigt, bei
denen in bekannter Weise die Scheibenstirn 5 parallel zur Radebene liegt.
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Die Bremsscheiben bestehen vorteilhaft aus Stahlguß, können aber auch
aus Grauguß oder einem anderen geeigneten Material bestehen. In allen Ausführungsbeispielen
ist jede Bremsscheibenhälfte, unabhängig davon, ob sie einstückig ist oder ob sie
- in einer Durchmesserebene geteilt - zweistückig ist, mit Kühllufteintrittsöffnungen
9 versehen. Dadurch erhält die Bremsscheibenhälfte eine Gestalt, bei der im folgenden
der mit der Scheibenstirn 5 versehene Teil mit »Außenteil« 6 und der mit der Zentralöffnung
versehene Teil mit »Innenteil« 7 bezeichnet wird. Die beiden Teile 6 und 7 sind
durch zwischen den Kühlluftöffnungen 9 stehengebliebene »Stege« 8 miteinander verbunden.
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Kühlrippen 10 und 11 haben die Aufgabe von Lüfterflügeln.
Die Rippen 11 sind ferner zugleich Versteifungsrippen der Stege B.
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In dem Beispiel nach F i g. 1 ist der Innenteil 7 jeder der beiden
Bremsscheibenhälften 12 und 13 auf .den zylindrisch abgedrehten Nabenenden
14 und 15 des Rades aufgeschrumpft. Der Schrumpfsitz 16 der Bremsscheibenhälften
12 ist so breit, daß er das Bremsmoment an die Radscheibe 1 übertragen kann.
Der Schrumpfsitz 17 der Bremsscheibenhälfte 13 ist weniger breit. Die fehlende Breite
des Schrumpfsitzes wird durch eine Schweißnaht 18 ausgeglichen. Die beiden Ausführungsbeispiele
16 und 17/18 der Befestigung gelten wahlweise. Soll eine Nabenverbreiterung vermieden
werden, so wird der Ausführung mit Schweißnaht der Vorzug zu geben sein, sofern
für die Bremsscheibenhälften ein Material verwendet wird, das schweißbar ist.
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Die Rücken der Außenteile 6 tragen außer den Rippen 10 und 11 noch
beispielsweise sechs Warzen 19. Jede Warze der Bremsscheibenhälfte
12 nimmt in einem Sackloch 20 einen Abstützbolzen 21 auf, der durch eine
Heftschweiße 22 gesichert ist. Der Abstützbolzen 21 kann hohl, aber auch massiv
sein. Er liegt mit seiner sorgfältig bearbeiteten Stirn 23 an der ebenfalls
sorgfältig bearbeiteten Stirn 24 der Warze 19 der Bremsscheibe 13 an. Der Abstützbolzen
21 durchdringt, wie an sich bekannt, Löcher 25 in der Radscheibe 1, ohne deren Wand
zu berühren. Die Wand der Löcher ist sorgfältig gerundet und dicker als die übrige
Wand der Scheibe 1 ausgebildet. Die Verdickung wird durch je einen bei der Bearbeitung
der Scheibe 1 belassenen, zur Radachse konzentrischen Ring 26 gebildet. Da der Ring
keine scharfkantige Begrenzung hat, ist er in der Zeichnung als Ring nur an der
Stelle 27 der Scheibe zu erkennen, die ungelocht ist. Die Stelle 27 ist in die Ebene
des Loches 25 verdreht gezeichnet.
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Die Abstützbolzen 21 vermeiden ein Biegemoment in den Bremsscheiben
12 und 13 und in deren Befestigungssitzen 16 bzw. 17. Die von den Abstützbolzen
durchsetzten Löcher 25 verändern die Festigkeit und Elastizität der Radscheiben
nicht wesentlich, weil sie randverstärkt sind und weil die die Verstärkung bewirkenden
Ringe 26 einen großen radialen Abstand von der Nabe haben.
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In dem Beispiel nach F i g. 2 sind zwei Bremsscheibenhälften 30 und
31 in gleicher Weise an die Naben 14 und 15 befestigt wie in F i g. 1. Allerdings
sind die Schweißstellen 47 nur Sicherungs-Heftstellen.
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Die Ausbildung der Abstützung der Außenteile 6 entspricht F i g. 1.
Unterschiedlich ist, daß die Löcher 25 der Radscheibe nicht gebohrt, sondern geschlagen
sind, so daß ihre Wandung Innenwand von durch die Materialverdrängung gebildeten,
zum Loch konzentrischen Verstärkungsringen 40 ist. Dies letztere ist nur
eine Ausführungsvariante zu der Lochverstärkung nach F i g. 1. Sie ist zwar schwerer
herstellbar, hat aber den Vorteil, die Eigenschaften der Radscheibe 1 noch weniger
zu verändern als die Lochverstärkung nach F i g. 1.