Die Erfindung betrifft eine Radbremsscheibe für Schienenfahrzeuge nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 .

Eine derartige Radbremsscheibe von Schienenfahrzeugen ist üblicherweise an einem Radkörper eines Schienenrades angebracht.

Dies ist in Figur 1 - 2 in schematischen Teilausschnitten einer schematischen Radialschnittansicht eines Radkörpers 1 mit einem Steg 1 a , einer Achse 1 b und mit einer Radbremsscheibe 2 nach dem Stand der Technik dargestellt. Figur 3 zeigt dazu eine schematische Draufsicht einer Rückseite R einer Reibscheibe 2a, 2b der Radbremsscheibe 2 nach Figur 1 bis 2 nach dem Stand der Technik.

Die Radbremsscheibe 2 weist zwei Reibscheiben 2a, 2b mit einer jeweiligen Reibfläche RF auf. An Rückseiten R der Reibscheiben 2a, 2b stehen regelmäßig auf einem Durchmesser verteilt Befestigungsdome 4 mit einer jeweiligen Auflagefläche AF und jeweiligen Durchgangsbohrung 4a parallel zu der Richtung der Achse 1 b hervor. Die beiden Reibscheiben 2a, 2b werden mit Befestigungselementen 4b, hier Durchgangsschrauben, die sich durch die Durchgangsbohrungen 4a erstrecken, zusammen gegen einen Radscheibe bzw. gegen den Steg 1 a des Radkörpers 1 verspannt.

Eine Verdrehung der Reibscheiben 2a, 2b auf der Radscheibe bzw. auf dem Steg 1 a wird dabei üblicherweise durch radial angeordnete Gleitsteine (nicht gezeigt) in Radialnuten 19 verhindert. Diese nehmen auch sämtliche Kräfte auf die Radscheibe in tangentialer Richtung wie z.B. die Reibkraft zwischen Bremsbelag (nicht gezeigt, aber leicht vorstellbar) und Reibscheibe 2a, 2b auf und übertragen sie in den Radkörper 1 des zugehörigen Rades.

Die Radbremsscheibe 2 ist mit Kühlrippen 3 versehen, welche die kühlende Oberfläche in Kühlkanälen K zwischen den Kühlrippen 3 und zwischen den Kühlrippen 3 und den Domen 4 vergrößern und gleichzeitig bei Drehung der Radbremsscheibe 2 eine hohe Ventilationswirkung aufweisen, welche generell zu einer hohen und effektiven Kühlwirkung führt. Die Ventilationswirkung der Kühlrippen 3 bewirkt eine Ventilation der Luft, die an einem jeweiligen Innendurchmesser 5 der Reibscheiben 2a, 2b durch Lufteintritte 7 in die Kühlkanäle K eingesaugt wird und infolge der durch Rotation bedingten Fliehkraft als Luftströmungen 7a an einem Außendurchmesser 6 des Kühlkanales bzw. der Reibscheibe 2a, 2b durch Luftaustritte 8 radial als Luftströmung 8a austritt.

Dies zeigt Figur 3 zusammen mit einer Verteilung der Kühlrippen 3 und Befestigungsdome 4 auf der Rückseite R der Reibscheibe 2a, 2b. Die Kühlrippen 3 verlaufen im Wesentlichen in radialer Richtung vom Innendurchmesser 5 zum Außendurchmesser 6. Im Bereich der Befestigungsdome 4 sind die Kühlrippen 3 in zwei Teile durch den jeweiligen Befestigungsdom 4 geteilt.

Dabei sind die Kühlrippen 3 mit Auflageflächen für einen Kontakt mit dem Steg 1 a angeordnet. Auf einem mittleren Durchmesser sind die Befestigungsdome 4 mit Auflageflächen ebenfalls für einen Kontakt mit dem Steg 1 a angeordnet.

Weitere Beispiele für Reibscheiben 2a, 2b mit unterschiedlichen Kühlrippen 3, 3a - 3e aus dem Stand der Technik zeigen die Figuren 4 und 5.

In Figur 4 erstrecken sich die Kühlrippen 3 geradlinig in radialer Richtung der Reibscheibe 2a, 2b und sind nicht durch die Befestigungsdome 4 unterbrochen.

Figur 5 stellt Kühlrippen 3a - 3e dar, welche als Kreisbogenabschnitte mit jeweiligen unterschiedlichen Bogenlängen auf fünf koaxialen Kreisen zwischen Innendurchmesser 5 und Außendurchmesser 6 der Reibscheibe 2a, 2b verteilt angeordnet sind.

Figur 6 zeigt eine schematische Perspektivansicht einer Wellenbremsscheibe 2 nach dem Stand der Technik, die so genannte Rundstege 9 aufweist.

Figur 7 stellt dazu einen Teilausschnitt der Wellenbremsscheibe 2 dar. Die Rundstege 9 weisen hier eine Doppelkonusform auf, deren kleinere Durchmesser in der Mitte eines jeden Rundstegs 9 angeordnet sind. Luftaustritte 8 für die austretenden Luftströmungen 8a bilden Spalte SP und werden jeweils durch zwei Rundstege 9 zwischen den Reibscheiben 2a, 2b an deren Außendurchmessern 6 gebildet, wobei eine Länge des Spaltes SP der Abstand der Rückseiten R der Reibscheiben 2a, 2b ist. Als nachteilig wird angesehen, dass im Hinblick auf eine erzeugte hohe Lüfterverlustleistung nicht von einer effizienten Kühlwirkung gesprochen werden kann.

Daher ist es die Aufgabe der Erfindung, eine verbesserte Radbremsscheibe mit reduzierter Lüfterverlustleistung und erhöhter Kühlwirkung der Radbremsscheibe zu schaffen

Die Aufgabe wird durch den Gegenstand des Anspruchs 1 gelöst.

Ein Erfindungsgedanke besteht darin, dass die Oberfläche der Reibscheibe im Kühlkanal maximiert und gleichzeitig die Luftförderwirkung dieser oberflächenvergrößernden Elemente gering gehalten wird.

Eine erfindungsgemäße Radbremsscheibe umfasst mindestens zwei Reibscheiben, die beiderseits eines Steges eines Radkörpers eines Schienenrades angeordnet und mittels Befestigungselementen befestigt sind, wobei die mindestens zwei Reibscheiben Kühlrippen und Befestigungsdome aufweisen, wobei sich die Befestigungselemente durch die Befestigungsdome beider Reibscheiben und den Steg erstrecken. Die mindestens zwei Reibscheiben weisen Rundstege und mindestens eine Ringrippe als Kühlrippen auf.

Damit weist die erfindungsgemäße Radbremsscheibe den Vorteil einer Kombination von Designmerkmalen auf. Die Ventilation der Luft, die am Innendurchmesser der Reibscheibe in den Kühlkanal eingesaugt wird und infolge der durch Rotation bedingten Fliehkraft am Außendurchmesser des Kühlkanales radial austritt, wird gedrosselt und gleichzeitig ergibt es sich vorteilhaft, dass die ventilierte Luftmenge die beim Bremsen erhitzte Reibscheibe effizient kühlt.

Auf diese Weise kann die Oberfläche der Reibscheibe im Kühlkanal mittels der Rundstege maximiert werden, wobei gleichzeitig die Luftförderwirkung dieser oberflächenvergrößernden Elemente gering gehalten werden kann.

In einer Ausführung sind die Rundstege auf Kreisen mit unterschiedlichen Durchmessern auf den mindestens zwei Reibscheiben angeordnet, wobei die mindestens eine Ringrippe als eine umlaufende Ringrippe auf einem Kreis mit einem Durchmesser angeordnet ist, welcher an einem Außendurchmesser einer jeden der mindestens zwei Reibscheiben liegt. Diese Rundstege bewirken strömungstechnisch eine Verwirbelung der radial strömenden Luft, wodurch im Hinblick auf die geförderte Luftmenge eine sehr effiziente thermodynamische Wärmeübertragung an die so erzeugte turbulente Luftströmung erzeugt wird.

Für die vorteilhafte Drosselung der geförderten Luftmenge wurde die Ringrippe gewählt. Die Ringrippe bietet gleichzeitig den weiteren Vorteil, dass sie ihrerseits ebenfalls eine weitere Vergrößerung der kühlwirksamen Oberfläche im Kühlkanal bewirkt.

Eine weitere Ausführung sieht vor, dass die mindestens zwei Reibscheiben weitere Rundstege aufweisen, welche von der Ringrippe verbunden sind. Dies ist vorteilhaft, da so die kühlwirksame Oberfläche vergrößert und die Ringrippe zudem versteift wird.

Dabei ist es vorgesehen, dass die von der Ringrippe verbundenen Rundstege in regelmäßigen Winkelabständen zueinander angeordnet sind, wobei der Winkelabstand einen Winkelwert aufweist, der in einem Bereich von 3° bis 15°, vorzugsweise 5° bis 10° liegt oder bevorzugt 5° beträgt. Damit ergibt sich ein vorteilhafter stabiler Aufbau.

In weiterer Ausführung können die von der Ringrippe verbundenen Rundstege einen kreiszylinderförmigen Querschnitt aufweisen, um einen vorteilhaften einfachen Aufbau zu ermöglichen. Andere Querschnitte sind natürlich auch denkbar.

In einer noch weiteren Ausführung stehen die von der Ringrippe verbundenen Rundstege in axialer Länge in einem bestimmten, vorher festlegbaren Maß weiter von einer Rückseite der Reibscheibe hervor als die Ringrippe. Auf diese Weise kann der Luftaustritt vorteilhaft beeinflusst werden.

Dazu ist in einer weiteren Ausführung vorgesehen, dass ein jeweiliger Abschnitt der Ringrippe zwischen jeweils zwei Rundstegen und dem Steg des zuzuordnenden Radkörpers einen Öffnungsabschnitt als ein Spalt für einen Luftaustritt bildet. Hierbei besteht ein besonderer Vorteil darin, dass die Hauptfunktion in der Bildung eines Spaltes zwischen den Reibscheiben und dem Steg des Schienenrades liegt. Dieser Spalt am Luftaustritt aus dem Kühlkanal kann indi- viduell je nach Bedürfnissen verschiedener Projekte breiter oder schmäler ausgeführt werden.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen angegeben.

In einer noch weiteren Ausführung weisen die Rundstege, welche durch die Ringrippe verbunden sind, jeweils Auflageflächen zur Anlage an dem Steg des zuzuordnenden Radkörpers auf. Dies ergibt einen vorteilhaft stabilen Aufbau .

Wenn erste Rundstege Auflageflächen zur Anlage an dem Steg des zuzuordnenden Radkörpers aufweisen, wobei zweite und dritte Rundstege in axialer Richtung um ein bestimmtes Maß kürzer als die ersten Rundstege ausgebildet sind, ergibt es sich vorteilhaft, dass ein stabiler Aufbau mit Luftförderung und Verwirbelung der Luftströmungen möglich sind.

In einer noch weiteren Ausführung sind die ersten Rundstege, welche die Auflageflächen aufweisen, auf einem ersten Kreis mit einem ersten Durchmesser angeordnet, wobei der erste Kreis an einem Innendurchmesser der jeweiligen Reibscheibe liegt.

Es ist in einer anderen Ausführung vorgesehen, dass die Rundstege eine konische Form aufweisen, deren größter Durchmesser sich an der Oberfläche der Rückseite der mindestens zwei Reibscheiben befindet. Damit kann die Luftförderung und die Verwirbelung der Luftströmungen vorteilhaft beeinflusst werden

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand der beigefügten Zeichnungen beschrieben. Diese Ausführungsbeispiele dienen lediglich der Veranschaulichung der Erfindung anhand bevorzugter Konstruktionen, welche aber die Erfindung nicht abschließend darstellen. Es sind insofern im Rahmen der Ansprüche auch andere Ausführungsbeispiele sowie Modifikationen und Äquivalente der dargestellten Ausführungsbeispiele realisierbar.

Es zeigen:

Figur 1 -2 schematische Teilausschnitte einer schematische Radialschnittansicht eines Radkörpers mit einer Radbremsscheibe nach dem Stand der Technik; Figur 3 eine schematische Draufsicht einer Rückseite einer Reibscheibe der Radbremsscheibe nach Figur 1 bis 2 nach dem Stand der Technik;

Figur 4-5 schematische Draufsichten auf Radbremsscheiben nach dem Stand der Technik,

Figur 6-7 schematische Ansichten einer Wellenbremsscheibe nach dem Stand der Technik;

Figur 8-9 schematische perspektivische Ansichten einer Rückseite einer Reibscheibe einer erfindungsgemäßen Radbremsscheibe;

Figur 10 ein schematischer Teilausschnitt einer schematische Radialschnittansicht eines Radkörpers mit der erfindungsgemäßen Radbremsscheibe nach Figur 8-9; und

Figur 1 1 eine schematische Teilseitenansicht der erfindungsgemäßen Radbremsscheibe nach Figur 8-10.

Figuren 1-7 sind oben bereits beschrieben.

Figur 8 stellt eine schematische perspektivische Ansicht einer Rückseite R einer Reibscheibe 2a, 2b einer erfindungsgemäßen Radbremsscheibe 2 dar. Figur 9 zeigt einen vergrößerten Teilausschnitt der Reibscheibe 2a, 2b nach Figur 8. In Figur 10 ist ein schematischer Teilausschnitt einer schematischen Radialschnittansicht eines Radkörpers 1 mit der erfindungsgemäßen Radbremsscheibe 2 gezeigt. Figur 11 zeigt eine schematische Teilseitenansicht einer Reibscheibe 2a, 2b der erfindungsgemäßen Radbremsscheibe 2 nach Figur 8 bis 10.

Die Reibscheibe 2a, 2b in Figur 8 ist in radialer Richtung zur besseren Übersicht in vier Kreise mit Durchmessern 14, 15, 16, 17 aufgeteilt und vom Innendurchmesser 5 und Außendurchmesser 6 begrenzt. Der kleinste Durchmesser ist der Innendurchmesser 5 und dann folgen aufsteigend die vier Durchmesser 14, 15, 16, 17 bis zum Außendurchmesser 6. Der erste Kreis mit dem ersten Durchmesser 14 liegt an dem Innendurchmesser 5. Kreissektoren 20, 20a sind über die Reibscheibe 2a, 2b verteilt angeordnet, von denen hier nur zwei beispielhaft bezeichnet sind. Jeder Kreissektor 20, 20a ist durch zwei gedachte radiale Trennlinien festgelegt. Auf jeder Trennlinie ist ein Befestigungsdom 4 von einer hier beispielhaften Anzahl von zwölf Befestigungsdomen 4 angeordnet. Ein Winkel zwischen zwei Trennlinien eines jeden Kreissektors 20, 20a beträgt hier 30°. Die Kreissektoren 20, 20a unterscheiden sich zunächst darin, dass in den Kreissektoren 20a Radialnuten 19 zwischen den 4 angeordnet sind.

Die Befestigungsdome 4 sind in gleichen Winkelabständen zueinander auf einem Durchmesser 18 angeordnet, der etwa ein mittlerer Durchmesser der Reibscheibe 2a, 2b ist.

Für die Gestaltung der oberflächenvergrößernden Elemente in den Kühlkanälen K (siehe Figur 9) sind hier so genannte Rundstege 10, 10a, 10b gewählt.

Diese Rundstege 10, 10a, 10b bewirken strömungstechnisch eine Verwirbelung der radial strömenden Luft, wodurch im Hinblick auf die geförderte Luftmenge eine sehr effiziente thermodynamische Wärmeübertragung an die Luft erzeugt wird. Mit anderen Worten, es wird eine turbulente Luftströmung erzeugt, deren Wärmeübertragung höher als bei laminarer Luftströmung ist.

Die Rundstege 10, 10a, 10b sind auf den Kreisen mit den unterschiedlichen Durchmessern 14, 15, 16, 17 auf der Rückseite R der Reibscheibe 2a, 2b angebracht bzw. angeformt. Sie stehen in axialer Richtung von der Rückseite R der Reibscheibe 2a, 2b hervor.

Erste Rundstege 10 sind auf dem ersten Durchmesser 14, zweite Rundstege 10a auf den zweiten Durchmesser 15 und dritte Rundstege 10b auf dem dritten Durchmesser 16 angeordnet.

Die ersten Rundstege 10 sind auf dem ersten Durchmesser 14 in den Kreissektoren 20 in Dreiergruppen und in den Kreissektoren 20a in Zweiergruppen angeordnet.

Die zweiten Rundstege 10a sind in dem zweiten Durchmesser 15 nur in den Kreissektoren 20 zwischen zwei Befestigungsdomen 4 vorhanden. Und auf dem dritten Durchmesser 16 sind die dritten Rundstege 10b in den Kreissektoren 20 in Dreiergruppen und in den Kreissektoren 20a in Zweiergruppen angeordnet.

Die Rundstege 10, 10a, 10b weisen hier eine konische Form auf, deren größter Durchmesser sich an der Oberfläche der Rückseite R befindet. Die axialen Längen der Rundstege 10, 10a, 10b sind hier unterschiedlich lang. So weisen die ersten Rundstege 10 Auflageflächen AF auf, mit denen sie an dem Steg 1 a des Radkörpers 1 anliegen. Die zweiten und dritten Rundstege 10a, 10b sind kürzer als diese und weisen einen Abstand zwischen ihren Oberseiten und dem Steg 1 a auf. Das ist in Figur 1 1 zu erkennen.

Für die Drosselung der geförderten Luftmenge wurde eine Ringrippe 12 gewählt, welche nahe am Außendurchmesser 6 der Reibscheibe 2a, 2b umlaufend auf dem vierten Durchmesser 17 angeordnet ist.

Die Ringrippe 12 weist eine Außenseite 12a, die zum Außendurchmesser 6 weist, und eine Innenseite 12b auf. Die Ringrippe 12 verbindet eine Anzahl von Rundstegen 11 , die einen kreiszylinderförmigen Querschnitt aufweisen. In dem gezeigten Beispiel sind es sechsundsechzig Rundstege 1 1 , wobei in den Kreissektoren 20a jeweils ein Rundsteg 1 1 aufgrund der Radialnut ausgelassen ist. Die Rundstege 1 1 sind in regelmäßigen Winkelabständen zueinander angeordnet. So beträgt in diesem Beispiel ein Winkelabstand zwischen den Rundstegen 5°. Der Winkelabstand kann einen Winkelwert aufweisen, der in einem Bereich von beispielsweise 3° bis 15°, vorzugsweise 5° bis 10° liegt.

Die Rundstege 1 1 stehen in axialer Länge in einem bestimmten Maß, das vorher festgelegt ist, weiter von der Rückseite R der Reibscheibe 2a, 2b hervor als die Ringrippe 12 und weisen jeweils Auflageflächen AF zur Anlage an dem Steg 1 a auf. Auf diese Weise bildet ein jeweiliger Abschnitt der Ringrippe 12 zwischen jeweils zwei Rundstegen 1 1 und dem Steg 1 a einen Öffnungsab- schnitt 13.

Diese Ringrippe 12 bewirkt ihrerseits ebenfalls eine weitere Vergrößerung der kühlwirksamen Oberfläche in den Kühlkanälen K, wobei die Hauptfunktion in der Bildung eines Spaltes SP zwischen den Reibscheiben 2a, 2b und dem Steg 1 a des Radkörpers 1 liegt. Dieser Spalt SP ist in Figur 10 deutlich erkennbar Der Spalt SP ist der Abstand zwischen dem Öffnungsabschnitt 13 der Ringrippe 12 zwischen zwei Rundstegen 1 1 an dem Luftaustritt 8 aus dem Kühlkanal K und kann individuell je nach Bedürfnissen verschiedener Einsatzfälle breiter oder schmäler ausgeführt werden.

Die Drosselung der Luftmenge bzw. Luftströmung 7a ist in Figur 9 vergrößert dargestellt. Die Luftströmung 7a vom Lufteintritt 7 strömt gegen die Ringrippe 12 und wird einerseits axial nach oben über die Ringrippe 12 durch den Öff- nungsabschnitt 13 als Luftströmung 8a in den Luftaustritt 8 abgelenkt. Andererseits wird die Luftströmung 7a beim Auftreffen auf die Innenseite 12b der Ringrippe 12 tangential nach links und rechts in weitere Luftströmungen 8b aufge- teilt.

So weist die Radbremsscheibe 2 eine geringe Lüfterverlustleistung infolge Luftventilation im Bereich des Kühlkanals K zwischen der Reibscheibe 2a, 2b und dem Radkörper 1 bei möglichst hoher Kühlwirkung der Reibscheibe 2a, 2b auf.

Die Erfindung ist durch das oben angegebene Ausführungsbeispiel nicht eingeschränkt, sondern im Rahmen der Ansprüche modifizierbar.

Bezugszeichenliste

1 Radkörper

1 a Steg

1 b Achse

2 Radbremsscheibe

2a, 2b Reibscheibe

3, 3a, 3b, 3c, 3d, 3e Kühlrippe

4 Befestigungsdom

4a Durchgangsbohrung

4b Befestigungselement

5 Innendurchmesser

6 Außendurchmesser

7 Lufteintritt

7a Luftströmung

8 Luftaustritt

8a, 8b Luftströmung

9; 10, 10a, 10b; 1 1 Rundsteg

1 1 a Oberseite

12 Ringrippe

12a Außenseite

12b Innenseite

13 Öffnungsabschnitt

14, 15, 16, 17, 18 Durchmesser

19 Radialnut

20, 20a Kreissektor

AF Auflagefläche

K Kühlkanal

R Rückseite

RF Reibfläche

SP Spalt