CN101235858A - 制动蹄 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种制动蹄，所述制动蹄包括摩擦衬片，该摩擦衬片包含当硫化时会变成硬质橡胶的类型的橡胶。弹性中间层设置在摩擦衬片与粘接层之间，摩擦衬片经由粘接层结合到制动蹄本体。中间层用作应力消除层，因此防止当制动蹄经历热过程时摩擦衬片从制动蹄本体剥落。

Description

制动蹄

技术领域

本发明涉及一种制动蹄，其适于作为车辆鼓式制动器的制动蹄，并且具体地涉及一种批量生产率高、价格低廉且性能及可靠性良好的制动蹄。

背景技术

应用在例如车辆鼓式制动器中的制动蹄包括制动蹄本体以及粘接结合到制动蹄本体的摩擦衬片。这种摩擦衬片包括基材、润滑剂、摩擦调节剂、粘合剂以及填料。

例如在JP专利文献2003-156090A、3677235B、10-196695A以及2001-163993A(在下文中分别称作专利文献1-4)中公开了制动蹄及与之相关的技术。专利文献1公开了一种用于摩擦材料的包含水溶性增稠剂和水的组合物以及一种生产具有预定厚度的摩擦材料条带的方法，该方法是通过在混合器中将上述组合物捏和成类似粘土的东西并且将类似粘土的东西经由挤出机挤出从而生产具有预定厚度的摩擦材料条带的方法。专利文献2公开了一种方法，其中制动蹄本体和预先形成的摩擦衬片整体成型从而使摩擦衬片形成最终形状并且同时使摩擦衬片硬化，由此将摩擦衬片结合到制动蹄本体。

专利文献3提出通过加热和冷却制动蹄本体来缩短用于成型和结合摩擦衬片的时间。专利文献4提出，通过将预定尺寸的含纤维的烧蛭石加入到用于摩擦材料的组合物中从而提供一种具有均匀成分的摩擦材料片。

在专利文献1中通过如下方法制造制动蹄：通过挤出和成型用于摩擦材料的捏和的组合物来提供摩擦材料条带、将条带切割到预定长度以提供坯料板、将坯料板成型为弯曲板、以及将弯曲板结合到对应于制动蹄本体的平衡重本体。在这种方法中，由于形成坯料板的步骤和将坯料板结合到平衡重本体的步骤是分别进行的，所以制造步骤的数目很大。

在专利文献2公开的方法中，在将摩擦衬片结合到制动蹄本体之前成型摩擦衬片的步骤增加了压制步骤的数目。

在专利文献3中公开的方法中，尽管通过冷却制动蹄本体能够缩短用于成型和结合的时间，但是加入冷却步骤会降低生产率。

在专利文献4中，制造摩擦材料片的方法没有具体公开。如专利文献4的[0002]段中所述，单独形成组合物的方法或者在制动器基板上或离合器基板上形成作为覆盖层的片的方法都不会提高生产率。

考虑到现有技术的上述多种缺点，本发明的申请人研制了一种制动蹄，其能够通过下面的方法来制造，该方法包括如下步骤：将通过挤出或压延成而形成的用于摩擦衬片的坯料片切割成预定长度的条带；将条带放置在制动蹄本体上；以制动蹄本体作为成型模利用压力机的上下模具将条带压抵到制动蹄本体从而使条带拱形弯曲并且为了将条带容易地从模具取出而在条带的两端形成锥部，同时将条带结合到制动蹄本体；以及对制动蹄进行热处理。申请人还提交了涉及这种制动蹄的专利申请。在此方法中，作为摩擦衬片的条带能够结合到制动蹄本体而无需预先形成摩擦衬片，因为摩擦衬片包含作为粘合剂的橡胶，这种橡胶当硫化时能够变成硬质橡胶。

但是如果在恶劣环境下使用制动蹄并且制动蹄经历过热过程的情况下，这种包含作为粘合剂的当硫化时能够变成硬质橡胶的这类橡胶的摩擦衬片会发生皱裂并且剥落。这个事实通过耐久试验而得以证实。

发明内容

本发明的一个目的是提供一种具有不易从制动蹄本体脱落的摩擦衬片的制动蹄，所述制动蹄能够大批量的制造且价格低廉，并且所述制动蹄的摩擦衬片能够以高可靠性结合到制动蹄本体。

为了实现这个目的，本发明提供一种制动蹄，其包括：拱形的制动蹄本体；配置在制动蹄本体的外周上的拱形的摩擦衬片，其包含作为粘合剂的硬质橡胶形式的橡胶；中间层，其具有弹性并且层压在摩擦衬片的一面上，所述中间层设置在摩擦衬片与制动蹄本体之间并且经由粘接层结合到制动蹄本体。中间层优选地具有50μm至500μm范围的厚度。

制动蹄能够通过包括如下步骤的方法来制造：将通过挤出或压延而形成的用于摩擦衬片的坯料片切割成预定长度的条带；将条带放置在拱形的制动蹄本体上；对条带进行成型并将其结合到制动蹄本体；以及对形成一体的摩擦衬片和制动蹄本体进行热处理。

在这种方法中，由于摩擦衬片通过模具形成在制动蹄本体上，因此在摩擦衬片两端形成锥部使得摩擦衬片容易从模具取出。

关于根据本发明的制动蹄，设置在摩擦衬片与粘接层之间的中间层用作应力消除层，用于减小由于摩擦衬片与粘接层之间的热收缩差而施加到摩擦衬片的应力。因此，即使使用了包含作为粘合剂的硬质橡胶形式的橡胶的摩擦衬片，摩擦衬片也不会发生皱裂，从而摩擦衬片能够以高可靠性结合到制动蹄本体，而包含作为粘合剂的硬质橡胶形式的橡胶的摩擦衬片与包含主要包括酚醛树脂的粘合剂的传统摩擦衬片相比更容易趋向显著的收缩。

正如本申请人在前述的较早专利申请中所提出的那样，通过使用包含作为粘合剂的硬质橡胶形式的橡胶的摩擦衬片，能够通过一种价格低廉并且批量生产率高的方法来制造制动蹄(在无需预先形成摩擦衬片的情况下将摩擦衬片结合到制动蹄本体的方法)。

如果中间层太薄，则其不会充分地起到减小应力的作用，并且如果中间层过厚，则摩擦衬片不能够以足够的强度固定到制动蹄本体。因此，优选地，中间层具有50μm至500μm范围的厚度。

附图说明

从以下参照附图的描述可明了本发明的其它特征和目的，其中：

图1是具体体现本发明的制动蹄的侧视图；

图2是图1的制动蹄的主视图；

图3是沿图1的线X-X的示意性截面图；

图4示出了根据本发明的制动蹄的制造步骤；

图5示意性地示出压延步骤；以及

图6示出制动蹄的传统制造方法的步骤。

具体实施方式

现在参照图1至图4描述具体体现本发明的制动蹄。如图1和图2清楚所示，示出的制动蹄是使用在鼓式制动器中的制动蹄。该制动蹄1包括：制动蹄本体2以及拱形摩擦衬片5，摩擦衬片5经由图3中示出的粘接层3以及中间层4固定到制动蹄本体2的外周。制动蹄本体2包括拱形弯曲的外缘2a以及连接到外缘2a的内周的腹板2b。摩擦衬片5结合到外缘2a的外周。

粘接层3由热固性树脂制成，典型地由酚醛树脂制成。中间层4是由例如丁腈橡胶(NBR)制成的大约50μm至500μm厚的薄层。中间层4不会变成硬质橡胶，并且在摩擦衬片通过热处理被硬化后中间层4仍能保持弹性。

摩擦衬片5由通过基材、润滑剂、摩擦调节剂、填料以及粘合剂混合的组合物制成。所使用的基材、润滑剂、摩擦调节剂以及填料可以是用于普通摩擦材料的组合物中的基材、润滑剂、摩擦调节剂以及填料。在用于普通摩擦材料的组合物中，使用例如金属纤维、合成树脂纤维以及无机纤维的纤维质基材作为它们的基材。使用石墨或类似物作为它们的润滑剂。使用金属氧化物、金属盐(例如硫酸钡)以及有机粉末(例如漆树粉)作为它们的摩擦调节剂以及填料。根据本发明的摩擦衬片5也可以由这些材料制成。

但是根据本发明的摩擦衬片5中包含的粘合剂不是普通的粘合剂，而是橡胶或主要包括橡胶的物质。橡胶可以是例如聚丁橡胶(BR)、丁苯橡胶(SBR)、丁腈橡胶(NBR)、异戊二烯橡胶(IR)以及天然橡胶(NR)的二烯基橡胶。

对于这种橡胶的100重量份加入20至40重量份的硫。包含如此大量硫的橡胶当硫化时会硬化并变成硬质橡胶。由此而形成的摩擦衬片因此能够充分地耐热和耐磨。能够使用普通的橡胶捏和方法来加入这种橡胶。例如能够使用开放式炼胶机、密闭式混炼机、压力捏和机或挤出机来加入这种橡胶。

例如酚醛树脂的热固性树脂可以作为额外的粘合剂加入。在这种情况下，橡胶与热固性树脂的含量比(即，橡胶∶热固性树脂)应该在100∶0至50∶50的范围、优选为100∶0至70∶30的范围，从而使橡胶能够充分地实现其预期的功能。如果树脂含量大于橡胶含量，橡胶的加入的效果会被降低到使摩擦衬片不能够牢固且整体地结合到制动蹄本体的程度。

对制造该制动蹄的方法进行描述。如图4所示，在准备步骤中，对制动蹄本体2进行清洗、化学处理，并在施加底漆后风干(这些步骤与传统的制动蹄的制造步骤相同)。

通过在例如混合器8中混合原料来制备用于摩擦衬片的组合物。如此制备的组合物通过在挤出机9中捏和及挤出组合物或者通过压延而形成具有预定厚度的片I。使用图5中示出的压延机15来进行压延。示出的压延机15包括四个压辊15a至15d。首先将组合物供给到压辊15a与15b之间、然后供给到压辊15b与15c之间并最后供给到压辊15c与15d之间以形成片I。使用例如涂料辊15e将用于中间层的材料II以薄层的形式层压到片I的一个面上。可替代地，可以将材料II喷涂到片I上。

其后，使用类似于压辊15a至15d的压辊将用于粘接层的材料III以期望的厚度层压到用于中间层的材料II上。于是得到坯料片5A。

然后通过图4中示出的切割机10将坯料片5A切割成具有预定长度的条带。然后将条带供给到结合站，该条带在结合站结合到制动蹄本体。可替代地，可以通过对片5A进行冲裁而形成具有预定尺寸的条带。

将已在准备步骤中处理过的制动蹄本体2设置在压力机11的上模具与下模具之间。然后，对制动蹄本体2和片5A(条带)进行加热并且通过上模具与下模具使它们彼此压靠。在这种状态下，制动蹄本体2用作成型模，其使得柔性的片5A沿着外缘2a的外周表面弯曲并与之紧密接触。而且，成型过程中的加热使得片5A结合到制动蹄本体2。

如此形成的制动蹄本体与片5A被置入加热炉12中并进行热处理以使摩擦衬片硬化。在该热处理过程中，加入到片I中的橡胶变成硬质橡胶，粘合剂硬化。这样形成摩擦衬片。在该热处理的过程中，用于中间层的材料II没有硫化并且在热处理之后还保持弹性。在这些步骤之后，通过由磨床13研磨对摩擦衬片5进行精加工从而提供成品制动蹄。

因为根据本发明的制动蹄的摩擦衬片中包含的粘合剂是橡胶或主要包括橡胶，因此通过挤出或压延能够取得具有预定厚度并具有稳定物理特性的坯料片。因为这样的坯料片在硬化之前是高度柔性的，所以在硬化之前可以将通过切割坯料片而得到的预定长度的条带(用于摩擦衬片)精确地沿着制动蹄本体的拱形外周表面进行弯曲而不会发生在条带中产生皱裂的可能性并且可以将条带牢固并整体地结合到制动蹄本体。这样消除了预先对摩擦衬片进行拱形弯曲的必要，继而减少了成型步骤的数目以及摩擦衬片的研磨步骤的数目，从而可以提高生产率。制造步骤数目的减少导致减少了人工并且减少了能量消耗。

设置在粘接层与摩擦衬片之间的中间层用作应力消除层。即，中间层减少了由于摩擦衬片与粘接层之间的热收缩差而施加到摩擦衬片的应力，因此防止了摩擦衬片中的皱裂。这样确保了摩擦衬片与制动蹄本体之间的粘接结合的可靠性。

如果使用普通的软橡胶作为粘合剂则难以确保耐热性和耐磨性。但是通过使用当硫化时会变成硬质橡胶的类型的橡胶，则可以对摩擦衬片赋予足够的耐热性和耐磨性。

为了比较的目的，图6示出了制造传统的普通制动蹄的方法。用于该传统方法的制动蹄本体的准备步骤与根据本发明的方法的那些准备步骤是完全相同的。但是用于制造摩擦衬片的步骤与本发明方法的那些步骤是明显不同的。具体地，传统方法需要利用压力机11-1形成摩擦衬片5的准备步骤、使用压力机11-2的随后热成型步骤以及利用结合机14通过烘烤将摩擦衬片结合到制动蹄本体的步骤。这样，需要三个压制步骤。而且，该传统方法需要两个研磨步骤，即在摩擦衬片结合到制动蹄本体之前利用磨床13-1对摩擦衬片的内表面和外表面进行研磨的步骤以及使用磨床13-2进行精磨的步骤。

相反，能够通过图4所示的同时弯曲摩擦衬片并将摩擦衬片结合到制动蹄本体来制造根据本发明的制动蹄。因此本发明方法仅需要一个压制步骤。而且，因为在结合之前不需要研磨摩擦衬片，所以本发明方法仅需要一个研磨步骤。

如图1所示，当通过压力机形成摩擦衬片5时，在摩擦衬片5的端部处形成锥部6从而能够从模具容易地取出摩擦衬片。众所周知，通过倒角在摩擦衬片的端部处去除其边缘能够有效地抑制制动噪声。锥部6同样起到这个目的。

Claims (2)

1.一种制动蹄，包括：拱形的制动蹄本体；配置在所述制动蹄本体的外周上的拱形的摩擦衬片，所述摩擦衬片包含作为粘合剂的硬质橡胶形式的橡胶；以及中间层，其具有弹性并且层压在所述摩擦衬片的一面上，所述中间层设置在所述摩擦衬片与所述制动蹄本体之间并且经由粘接层结合到所述制动蹄本体。

2.如权利要求1所述的制动蹄，其中，所述中间层具有50μm至500μm范围的厚度。

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