Die Erfindung betrifft einen Bremsbelag für eine Scheibenbremse eines Fahrzeuges, insbesondere eines Schienenfahrzeuges, nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 .

Vor allem bei Schienenfahrzeugen, die hohe Geschwindigkeiten erreichen, kommen Bremsbeläge zum Einsatz, deren Reibelemente aus einem harten Werkstoff bestehen.

Um ein befriedigendes Tragbild, d. h. eine gleichmäßige Flächenpressung der Reibelemente an der Reibfläche der Bremsscheibe zu erreichen, ist ein sogenannter Flexpad-Bremsbelag bekannt. Dabei sind Reibelemente von Reibeinheiten im Kontaktbereich mit der Trägerplatte mit kugelabschnittförmigen Ansätzen versehen, die in daran angepassten kalottenförmigen Aufnahmen einhegen, so dass die Reibelemente kippbeweglich sind. Der Begriff„kippbeweglich" bezeichnet dabei eine relative Verkippung zwischen der Bremsscheibe der Scheibenbremse und der Oberfläche des Bremsbelages. Beim Bremsvorgang sind diese beiden Oberflächen idealerweise parallel ausgerichtet, so dass eine Verkippung zu einer nichtparallelen Ausrichtung des Bremsbelages und der Scheibe der Scheibenbremse führt.

Das besonders gute thermische Tragbild des Bremsbelages beruht auf der Beweglichkeit der in der bekannten Konstruktion mehreren Reibelementen, die dadurch auf der Bremsscheibe vorhandenen Unebenheiten folgen können. Durch diese Lagerung erfolgt eine Verschiebung der Reibelemente nahezu ohne Veränderung des Anpressdrucks, der in allen Reibelementen im Wesentlichen gleich ist. In der Folge wird ein homogenes Tragbild erzeugt und lokale Hitzeflecken auf der Bremsscheibe werden vermieden. Wie erwähnt wird der Flexpad -Bremsbelag aufgrund seiner hohen Leistungsfähigkeit vorwiegend für Züge im hohen Geschwindigkeitsbereich eingesetzt, wobei allerdings bei einer Abbremsung eine sehr starke Erwärmung des gesamten Bremsbelages erfolgt.

Ein gattungsgemäßer Bremsbelag ist in der DE 10 2016 100 454 A1 offenbart. Bei diesem Bremsbelag sind eine Vielzahl von Reibeinheiten jeweils mittels eines Sicherungselementes an der Trägerplatte befestigt, wobei jede Reibeinheit ein Reibelement sowie eine Feder in Form einer Tellerfeder, aufweist, mit der das Reibelement federbelastet ist.

Weiter weist das Reibelement auf seiner der Trägerplatte zugewandten Seite den kugelabschnittförmigen Ansatz auf, der eine Kippbeweglichkeit ermöglicht und der sich an einer durch die Innenkontur der Tellerfeder gebildeten Kante abstützt.

Die Feder dient zum axialen Versatz des Reibelementes und ermöglicht kinematisch sowie zusätzlich aufgrund der Elastizität ein Verkippen des Reibelementes.

Dieser bekannte Bremsbelag hat sich in der Praxis durchaus bewährt und erfüllt hinsichtlich seiner Bremswirkung bzw. -leistung die gestellten Anforderungen im vorgegebenen Umfang. Allerdings kann sich bei hoher thermischer und mechanischer Überlastung eine Minderung der Flexibilität der jeweiligen Reibeinheit einstellen, wobei die Ursachen hierfür eine Temperatur-Zeit-bedingte Relaxation der Feder und/oder ein mechanischer Verschleiß an der Kontaktstelle zwischen der Feder und dem Reibelement sind.

Überdies kann die unmittelbare Anlage des kugelabschnittsförmigen Ansatzes des Reibelementes an der Innenkante der Tellerfeder die Kippbeweglichkeit sowie einen axialen Versatz des Reibelementes behindern und überdies unter Umständen zu einem erhöhten Verschleiß des Ansatzes führen, was naturge- mäß die Standzeit der Reibeinheit insgesamt, vor allem jedoch des Reibelementes nachteilig beeinflusst. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Bremsbelag der gattungsgemäßen Art so weiterzuentwickeln, dass die insbesondere thermische und mechanische Belastung der jeweiligen Reibeinheit reduziert und die Standzeit des Bremsbelages insgesamt erhöht wird.

Diese Aufgabe wird durch einen Bremsbelag mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.

Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung des Bremsbelages, wonach zwi- sehen der Feder, insbesondere der Tellerfeder, und dem Reibelement eine ringförmige Scheibe als Zwischenschicht angeordnet ist, ergeben sich eine ganze Reihe von Vorteilen, die zu einer deutlichen Reduzierung der Betriebskosten sowie einer Erhöhung der thermischen Dauerbelastbarkeit beitragen. So wirkt die ringförmige Scheibe im Sinne eines Hitzeschutzes für die Feder, wodurch die Gefahr der zum Stand der Technik beschriebenen temperaturbedingten Relaxation minimiert wird.

Vorzugsweise ist die Scheibe in ihrem Flächenabmaß so dimensioniert, dass sie die Feder im Wesentlichen überdeckt.

Nach einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung weist die Scheibe eine konzentrische kalottenförmige Vertiefung auf, in der der kugelabschnittsformige Ansatz des Reibelementes einliegt.

Damit ist eine Gleitlagerung geschaffen, die die Flexibilität des Reibelementes deutlich verbessert, insbesondere hinsichtlich eines Verkippens um den Drehmittelpunkt und eines axialen Versatzes. Durch den sich gleichfalls ergebenden großflächigen Kontakt zwischen dem Reibelement und der kalottenförmigen Vertiefung der ringförmigen Scheibe wird der Verschleiß des kugelabschnittsförmigen Ansatzes vermieden, zumindest jedoch stark reduziert. Die erwähnte geringere Wärmebeaufschlagung der Feder durch die Scheibe wird, nach einem weiteren Gedanken der Erfindung, unterstützt durch eine geeignete Werkstoffwahl der Scheibe. Hier ist ein austenitischer, rostfreier Federstahl mit einer Wärmeleitfähigkeit von 15 W/mK und einer hohen Zugfestigkeit von etwa 800 - 1200 MPa, vorzugsweise 1000 MPa. erste Wahl, womit die bei einer Bremsung anfallende Bremsenergie nur zu einem geringen, unschädlichen Teil auf die wärmeempfindlichen Bauteile, vor allem auf die Feder, einwirkt.

Weiter kann die Scheibe so ausgebildet sein, dass sie im Wesentlichen nur in den durch die Außenflächen der kalottenförmigen Vertiefung definierten Bereichen einerseits an dem kugelabschnittsförmigen Abschnitt des Reibelementes und andererseits an der Innenkonturkante der Feder anliegt. Der sich anschließende radiale planebene Bereich der Scheibe ist sowohl zur Feder wie auch zum Reibelement abständig angeordnet, wodurch sich eine Luft-Isolierschicht ergibt, die gleichfalls zu einem reduzierten Wärmeübertrag auf die Feder führt. Insgesamt ergibt sich, dass die Flexibilität der Reibelemente, die die wichtigste Grundbedingung für die Funktionseigenschaften des sogenannten flexiblen Bremsbelages ist, über die Lebensdauer vorteilhaft beeinflusst wird.

Darüber hinaus wird durch die sozusagen Kalottenlagerung, die sich aus der kalottenförmigen Vertiefung der ringförmigen Scheibe in Korrespondenz mit dem kugelabschnittsförmigen Ansatz des Reibelementes ergibt, die Beweglichkeit der einzelnen Reibelemente deutlich verbessert, was zu einer Maximierung der Funktionseigenschaften des Bremsbelages führt. Durch die Ausgestaltung der kalottenförmigen Vertiefung der Scheibe kann das Axialbewegungsspiel zwischen dem Reibelement und der Trägerplatte begrenzt eingestellt werden, was ebenfalls zu einer Funktionsoptimierung beiträgt. Hervorzuheben ist überdies, dass die Erfindung mit geringem konstruktiven und fertigungstechnischen Aufwand realisierbar ist, da die ringförmige Scheibe aus einem einfachen Blechformteil, vorzugsweise einer Ronde, hergestellt werden kann und zwar durch Stanzen und Umformen. Weitere vorteilhafte Ausbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet. Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand der beigefügten Zeichnungen beschrieben.

Es zeigen:

Fig. 1 einen Bremsbelag in einer perspektivischen Rückansicht

Fig. 2 den Bremsbelag in einer perspektivischen Vorderansicht

Fig. 3 einen Schnitt durch den Bremsbelag gemäß der Linie III-III in

Fig. 1

Fig. 4 eine Einzelheit des Bremsbelages in einer perspektivischen

Ansicht.

In der nachfolgenden Figurenbeschreibung beziehen sich Begriffe wie oben, unten, links, rechts, vorne, hinten usw. ausschließlich auf die in den jeweiligen Figuren gewählte beispielhafte Darstellung und Position des Bremsbelags, der Scheibenbremse, der Trägerplatte, des Sicherungselements und dergleichen. Diese Begriffe sind nicht einschränkend zu verstehen, d.h., durch verschiedene Arbeitsstellungen oder die spiegelsymmetrische Auslegung oder dergleichen können sich diese Bezüge ändern.

In den Fig. 1 und 2 ist ein Bremsbelag für eine Scheibenbremse, insbesondere eines Schienenfahrzeuges dargestellt, mit mehreren, an einer Trägerplatte 1 angeschlossenen Reibeinheiten 2, von denen eine in der Fig. 3 als Einzelheit im Schnitt dargestellt ist.

Jede Reibeinheit 2 ist mit einem Sicherungselement 4 in Form einer Bügelfeder rückseitig an der Trägerplatte 1 gehalten, wozu ein Reibelement 3 der Reibeinheit 2 einen Zapfen 9 aufweist, der die Trägerplatte 1 durchtritt und an der das Sicherungselement 4, das in einer Ausnehmung 10 der Trägerplatte 1 einliegt, befestigt ist.

Neben dem Reibelement 3 weist die Reibeinheit 2 eine Feder 5 in Form einer zum Reibelement 3 hin gewölbten Tellerfeder auf, die sich in einer sackartigen Aussparung 1 1 der Trägerplatte 1 abstützt, wobei die Aussparung 1 1 auf der Ausnehmung 10 gegenüberliegenden Seite der Trägerplatte 1 vorgesehen ist. Zwischen dem Reibelement 3 und der Feder 5 ist, gemäß der Erfindung, eine ringförmige Scheibe 6 angeordnet, die als Einzelheit in der Fig. 4 erkennbar ist. Die ringförmige Scheibe 6 liegt dabei zumindest bereichsweise an der Feder 5 und dem Reibelement 3 an. Die Scheibe 6 und die Feder 5 sind dabei in der Aussparung 1 1 der Trägerplatte 1 angeordnet.

Konzentrisch ist die Scheibe 6 mit einer kalottenartigen Vertiefung 8 versehen, in der ein kugelabschnittsförmiger Ansatz 7 des Reibelementes 3 einliegt, das dadurch kippbeweglich gegenüber der Scheibe 6 gelagert ist.

Die kalottenförmige Vertiefung 8 ragt in eine Mittelöffnung der Feder 5 und stützt sich an der die Mittenöffnung begrenzenden Kante ab. Damit ist eine Zentrierung sowohl des Reibelementes 3 wie auch der Scheibe 6 erreicht.

An die kalottenförmige Vertiefung 8 der Scheibe 6 schließt sich radial ein umfänglicher hier als Flansch ausgebildeter Randbereich an, der abständig sowohl zum Reibelement 3 wie auch zur Feder 5 verläuft, unter Ausbildung jeweils ei- nes eine Luftisolierschicht bildenden Spaltes.

Erkennbar ist der Außendurchmesser der Scheibe 6 so bemessen, dass diese sowohl die Feder 5 wie auch das Reibelement 3 im Wesentlichen überdeckt. Die Scheibe 6 besteht dabei bevorzugt aus einem austenitischen, rostfreien Federstahl mit einer Wärmeleitfähigkeit von etwa 15 W/mK und einer Zugfestigkeit von etwa 800 -1200 MPa, vorzugsweise etwa 1000 MPa.

BEZUGSZEICHENLISTE

1 Trägerplatte

2 Reibeinheit

3 Reibelement

4 Sicherungselennent

5 Feder

6 Scheibe

7 kugelabschnittsförmiger Ansatz

8 Vertiefung

9 Zapfen

10 Ausnehmung

1 1 Aussparung