CN106536962A - 摩擦组件、制动钳以及制造方法 - Google Patents

Abstract

摩擦组件(1)，包括支撑板(2)和至少一个制动垫(4)，通过至少一种耐热树脂的共同成型制成，支撑板(2)的耐热树脂部分地装载有非金属增强纤维。支撑板(2)确定一个或多个附件连接座，其通过共同成型制成。本发明进一步涉及一种用于制造摩擦组件的方法和一种制动钳。

Description

摩擦组件、制动钳以及制造方法

本发明涉及一种摩擦组件、一种用于制造摩擦组件的方法和一种安装一个这种组件的制动钳。

已知用于盘式制动器的制动钳的摩擦元件由板或中间体支撑；通过一个或多个可移动活塞将制动所必需的力从制动钳传递至中间体，使得中间体推动与所述制动盘邻接的摩擦元件，从而减缓其围绕相关轴线的旋转。

摩擦元件和中间体传统地由不同材料制成，随后连接并制成一体。

更精确地，为了确保制动钳的长期可靠性，中间体通常由金属(例如铁或钢)制成，因为这进一步确保了高性能。

然而，传统材料的使用意味着整个摩擦元件-中间体组件及由此每个制动钳具有相当大的总重量。从最有效地使用化石燃料的观点来看，减小以上部件的重量将是非常期望的。

应在此上下文中看待本发明，提出为提供一种与现有技术的部件相比大幅减小重量的摩擦组件，但是与目前使用的系统相比具有至少可比得上的可靠性。

该目的通过根据权利要求1所述的摩擦组件、通过根据权利要求20所述的制动钳、并通过根据权利要求16所述的方法来实现。从属于这些的权利要求表现出优选实施例的变型。

现在将在所附图表的帮助下详细描述本发明的目的，其中：

图1、图2和图3分别示出了根据一个实施例的由本发明覆盖的摩擦组件的前透视图、前视图和沿着图2的平面III-III的剖视图

图4、图5和图6分别示出了根据另一实施例的由本发明覆盖的摩擦组件的后透视图、前视图和沿着图5的平面VI-VI的剖视图；

图7、图8和图9分别示出了根据再一实施例的由本发明覆盖的摩擦组件的后透视图、前视图和沿着图8的平面IX-IX的剖视图；

图10、图11和图12分别示出了根据一个变型的由本发明覆盖的摩擦组件的后透视图、后视图和沿着图11的平面XII-XII的剖视图；

图13、图14、图15和图16分别示出了根据另一变型的由本发明覆盖的摩擦组件的后透视图、后视图和沿着图14的平面XV-XV的两个剖视图；

图17、图18和图19分别示出了根据再一变型的由本发明覆盖的摩擦组件的后透视图、后视图和沿着图18的平面XIX-XIX的剖视图；

图20、图21、图22和图23分别示出了根据一个实施例的由本发明覆盖的摩擦组件的后透视图、后视图和沿着图21的平面XXII-XXII和XXIII-XXIII的两个剖视图；

图24、图25和图26分别示出了根据另一实施例的由本发明覆盖的摩擦组件的后透视图、后视图和沿着图25的平面XXVI-XXVI的剖视图；

图27、图28和图29分别示出了根据另一实施例的由本发明覆盖的摩擦组件的后透视图、后视图和沿着图28的平面XXIX-XXIX的剖视图；

图30、图31和图32示意性地示出了传感器在支撑板中的可能的位置；

图33、图34和图35示出了分别在图30、图31和图32中示出的组件的两个侧视图和剖视图。

参考以上图表，参考数字1整体上表示摩擦组件，其包括支撑板2和至少一个制动垫4，通过至少一种耐热树脂的共同成型(co-moulding，共模制)(优选地，共同热成型)制成。

优选地，该耐热树脂是热固性树脂。

有利地，该耐热树脂是酚醛树脂，例如酚醛清漆。

优选地，该耐热(或酚醛)树脂对于支撑板2和对于制动垫4是相同的。

根据一个实施例，支撑板2和制动垫4由不同的耐热树脂制成，例如属于同一族聚合物的不同的耐热树脂。

根据一个变型，酚醛树脂包括CAS树脂第9003-35-4号或由其组成。

根据另一变型，该树脂至少在高达组件1的工作温度时是耐热的。

根据又一变型，在存在环六亚甲基四胺的情况下，通过可选取代的苯酚和甲醛之间的反应，来获得酚醛树脂。

换句话说，根据此变型，酚醛树脂/酚醛清漆(其有利地是热塑性树脂)与作为交联剂的环六亚甲基四胺反应，以变成热固性树脂。

例如，环六亚甲基四胺相对于耐热树脂的重量，或者，相对于装载有增强纤维的树脂的总重量，可以以5％和10％之间的范围的百分比存在。

在所示实施例中，支撑板2限定基本上平面的后表面28。有利地，后表面28构造为用作对于制动钳的至少一个运动活塞(例如，在内部为中空的)的支座(abutment)。有利地，支撑板2可具有大致矩形的布局。

例如，在存在内部中空的运动活塞的情况下，摩擦组件1可在后部——对应于板——设置有至少一个可插入活塞的隔室中的锚部件24，以至少在制动垫远离相应的制动盘移动的阶段中，使支撑板与活塞成一体。

这样，在释放对制动钳的激活之后，及由此在完成减慢制动盘的旋转之后，防止制动垫保持与制动盘接触。

在图中所示的实施例中，锚部件24包括一个或多个弹性榫舌50，其构造为卡扣锁定在中空活塞中。

优选地，可向外径向地弯曲至少一个弹性榫舌50，以相对于活塞的运动轴线接合由活塞限定的底部切口。

根据一个实施例，支撑板2通过其厚度确定一个或多个孔46，所述孔适于以可平移的方式接合制动钳的引导件(未示出)，特别是当朝向/远离待制动的对应制动盘运动时。

根据另一实施例，支撑板2可包括增强网(mesh)或增强板，至少部分地插入其厚度中，以形成所述板的后表面28的基本上平面性(planarity)。

根据又一实施例，支撑板2的至少后表面28会经受磨削(grinding)，以便于形成基本上平面性。

支撑板2的酚醛树脂部分地装载有增强纤维，优选地是非金属的。仅仅为实例的方式，可使用的增强纤维可包括碳纤维、玻璃纤维、硼纤维、石英纤维、碳化硅纤维、陶瓷纤维及其混合物。

玻璃纤维代表本发明的特别优选的实施例。

例如，耐热树脂的重量和增强纤维的重量之间的比例可以在0.1和3.0之间，有利地，在0.3和2.0之间，可选地，在0.4和1.8之间，例如，在0.7和1.5之间。

优选地，增强纤维的平均长度等于或大于大约12毫米(例如，等于或大于13或14毫米)，以至少相对于由不具有上述纤维的耐热树脂制成的板而言，增加支撑板2的机械强度。

根据一个有利实施例，在盘式制动钳中恰当使用所述组件1的构造中，增强纤维主要地(prevalently)或仅仅地(exclusively)沿着所述制动垫4的横向应力方向T定向。

根据另一变型，与此相反，制动垫4不具有增强纤维。

然而，一个优选实施例提供，制动垫4的耐热树脂包括至少一种摩擦改性组分。

仅仅为实例的方式，摩擦改性组分可选自金属粉末(例如铜、铁、铝和/或锌)、铝或硅的氧化物、片状材料(例如石墨或云母)、或其组合物。

对于考虑了摩擦改性组分的存在的变型，摩擦改性组分的重量百分比可与支撑板中的增强纤维的重量百分比相关，以匹配支撑板2和制动垫4的热收缩和/或热膨胀。

根据一个实施例，摩擦改性组分还可存在于支撑板2的耐热树脂中，至少在与制动垫4隔离的隔离区域26处。

参考图3和图12的变型，支撑板2和制动垫4之间的隔离区域26示意性示出为这些部件之间的精确的分隔平面。然而，这只是图形表示，因为实际上，该隔离区域将很可能是不规则平面或甚至是这样的体积，在该体积内，将存在带有增强纤维的耐热树脂(由于支撑板的原因)、以及优选地不具有这种纤维且可选地装载有摩擦改性组分的属于制动垫的耐热树脂的紧密(intimate)混合物。

根据本发明，支撑板2确定一个或多个附件连接座，其通过共同成型制成。

根据各种实施例，一个或多个这种座可选自以下各项：

i)用于振动抑制体8的至少一个容纳座6；

ii)用于特别是制动垫的自然频率的频率减小块12的至少一个连接座10、10’；

iii)支撑板2的后衬垫16(例如薄垫片)的至少一个接合座14、14’；

iv)用于所述制动垫的机械或电子磨损指示器20的至少一个连接座18、18’；

v)用于将支撑板2的锚部件24连接到盘式制动钳的优选地中空的活塞的至少一个联接座22、22’；

vi)用于温度或力/扭矩传感器44的至少一个定位座42、42’、42”。

如上所述，根据依情况而定的需求，本发明的几个变型可提供这些座i)-vi)的一个或多个组合。

根据几个变型，座i)-vi)可包括用于振动抑制体8、用于频率减小块12、用于后衬垫16、用于磨损指示器20、用于锚部件24、用于温度或力/扭矩传感器44的容纳腔和/或保持凸起。

或者，根据其他实施例，容纳腔和/或保持凸起可由所述抑制体的、所述减小块的、所述后衬垫的、所述磨损指示器的、所述锚部件的和/或所述温度或力/扭矩传感器的中间支撑部30、48接合。

优选地，中间支撑部30、48可至少部分地包含在支撑板2的耐热树脂中。

例如，中间支撑部30、48可包括金属元件或由其组成。

例如参考图1至图3所示的实施例，用于振动抑制体8的容纳座6可以是完全限定在支撑板2的厚度中的封闭容纳腔的形式，可将所述振动抑制体容纳在该腔内。

关于此振动抑制体8的功能，其可用来防止振动在所述组件1中的对称分布。

根据例如图5中示意性地示出的另一变型，组件1可包括中间支撑部30，其与用于所述制动垫的频率减小块12的连接座10相关联。

换句话说，中间支撑部30优选地在一侧上连接到与所述连接座对应的支撑板，并可在另一端连接到所述频率减小块。

关于一个或多个这种块的功能，其用来减小制动垫4的自然频率，从而减小制动垫的噪声，这是因为其将一重要的块集中到板的顶部，特别是孔46处或该孔上方。

根据一个实施例，连接座10可包括与支撑板2的周边区域32对应的开放容纳腔，例如，以从板的厚度伸出的方式，使得中间支撑部在上述腔的外部部分地伸出。

例如，可通过板2的耐热树脂以防分离的方式使中间支撑部30的一个端部成形，例如成形为T形。

根据一个变型，用于频率减小块12的连接座10’可包括至少一个从支撑板2伸出的附件34，其优选地在耐热树脂中形成为一体，可将所述块锚固至所述附件。

根据图9中示意性地示出的变型，频率减小块12可连接到或螺纹连接到中间支撑部48，有利地，中间支撑部以与块互补的方式形成螺纹。

根据一个有利的实施例，后衬垫16的接合座14、14’、用于磨损指示器20的连接座18、18’、和/或用于锚部件24的联接座22、22’中的至少一个，包括适于例如从一侧到另一侧插入所述后衬垫16的、所述磨损指示器20的和/或所述锚部件24的一个或多个隔室38中的一个或多个保持突出部36。

优选地，根据这些变型，保持突出部36可用作中间支撑部，并可由与耐热树脂不同的材料制成。

例如，保持突出部36可至少部分地包含在支撑板2的耐热树脂中。

优选地，保持突出部36可包括金属元件或由其组成。

优选地，摩擦组件1进一步包括机械地连接到一个或多个相应座i)-vi)的振动抑制体8、频率减小块12、后衬垫16、磨损指示器20、锚部件24和/或温度或力/扭矩传感器中的一个或多个。

根据另一实施例，后衬垫16、磨损指示器20和/或锚部件24中的至少一个，包括伸入附件连接座或容纳腔中的至少一个部分40。所述部分40可与后衬垫16、与磨损指示器20和/或与锚部件24形成为一体。

有利地，可将伸出部分40部分地包含在支撑板2的耐热树脂中。

关于图30-35所示的变型，组件1可包括沿着支撑板的侧边缘52设置的单个定位座42’(及由此单个传感器44)、沿着侧边缘隔开的两个不同的座42、或布置在摩擦组件1内部的支撑板2和制动垫组件4之间的空间中(即，在与边缘位置不同的位置中)的一对分开的座42”。

在图32中经由座和传感器的阴影，并且在图35中通过指示支撑板2的前部表面54，示意性地示出了后一个变型。

可选地，用参考数字44表示的传感器可以是制动垫的电子磨损指示器。

另外，本发明还涉及一种制造摩擦组件的方法。

由于该方法的优选实施例规定其用来制造根据上述实施例中的任一个的摩擦组件1，所以此方法的优选的或有利的变型可包括任何可从该组件的上述描述中推断(甚至仅是暗指)的步骤。

该方法包括：

-优选地通过压缩使支撑板2和至少一个制动垫4共同成型的至少一个子步骤，支撑板由至少一种部分地装载有增强纤维的耐热树脂制成，制动垫由例如不具有所述纤维或包括所述纤维的耐热树脂制成；以及

-在支撑板2中制造一个或多个附件连接座的至少一个步骤，该步骤至少部分地与所述共同成型的子步骤同时进行。

优选地，该一个或多个座选自上述附件连接座i)-vi)。

最后，本发明涉及一种制动钳，其包括根据上述实施例中的任一个的摩擦组件1，或根据所讨论的方法制造的组件。

现在将基于非限制性实例说明本发明的目的。

实例：使摩擦组件共同成型。

为了使上述组件共同成型，使用具有改进模具的热压机，以限定两个相邻或重叠的腔；第一模具腔的目的是容纳支撑板的耐热树脂，而第二模具腔将容纳耐热树脂，而不是制动垫。

该模具还设置有壳体，以布置用于形成附件连接座或相关的多个座的元件。

更精确地，该模具可容纳振动抑制体、频率减小块、后衬垫、磨损指示器、锚部件、传感器、中间支撑部、和/或一个或多个保持凸起，如以上定义的。

于是，将在第一模具腔中放置一个或多个以上元件，然后均匀地分布已经装载有增强纤维的耐热树脂以填充此腔。将在第二模具腔中设置类似的或不同的耐热树脂，可选地在存在至少一种摩擦改性组分的情况下设置该耐热树脂。

成型温度可根据所使用的树脂在130℃和180℃之间变化，同时，工作压力可在10-50MPa的范围中。基于制动垫的尺寸和所使用的树脂的量，成型时间的范围从一分钟到大约十分钟，通常是2-5分钟。

在使摩擦组件成型之后，将其放在大约220℃的温度下的烤箱中，以完成树脂(多个树脂)的交联。

创新地，所述组件、制动钳和方法允许实现既定目标。

有利地，本发明所覆盖的组件和制动钳构造简单，从而可以低成本且通过重复且自动的工作来制造。

有利地，本发明所覆盖的组件、制动钳和方法具有允许基本上自定位的几何耦接。

有利地，本发明所覆盖的组件非常耐用且可靠，甚至是在最极端的使用条件下也是如此。

有利地，凭借所述技术，此组件在宽温度范围中提供可靠的操作，不会在例如板和制动垫之间受到损坏或撕裂。

有利地，本发明所覆盖的组件具有低导热性，由于该低导热性的原因，制动钳存在低的汽封(vapour lock)的可能性。

有利地，虽然长的增强纤维更难以形成在耐热树脂中，但是其可提供预料不到的机械性能。

对于以上组件、制动钳和方法的实施例，本领域的技术人员，为了满足特定需求，可能进行变型或用其他功能上等价的元件代替元件。

甚至这些变型也包含在保护范围内，如由以下权利要求书定义的。

而且，每个描述为属于一个可能的实施例的变型都可与其他所述变型独立地实现。

Claims (20)

1.摩擦组件(1)，包括支撑板(2)和至少一个制动垫(4)，通过至少一种耐热树脂的共同成型制成，所述支撑板(2)的耐热树脂部分地装载有非金属增强纤维；

其中，所述支撑板(2)确定一个或多个附件连接座，所述一个或多个附件连接座通过共同成型制成，并选自以下各项：

i)用于振动抑制体(8)的至少一个容纳座(6)；

ii)用于所述制动垫的频率减小块(12)的至少一个连接座(10、10’)；

iii)所述支撑板(2)的后衬垫(16)的至少一个接合座(14、14’)；

iv)用于所述制动垫的机械或电子磨损指示器(20)的至少一个连接座(18、18’)；

v)用于将所述支撑板(2)的锚部件(24)连接到盘式制动钳的中空活塞的至少一个联接座(22、22’)；

vi)用于温度或力/扭矩传感器(44)的至少一个定位座(42、42’、42”)。

2.根据权利要求1所述的组件，其中，所述增强纤维的平均长度等于或大于大约12毫米，以增加所述支撑板(2)的机械阻力。

3.根据权利要求1或2所述的组件，其中，在于盘式制动钳中恰当使用所述摩擦组件(1)的构造中，所述增强纤维主要地或仅仅地沿着所述制动垫(4)的横向应力方向(T)定向。

4.根据前述权利要求所述的组件，其特征在于，耐热树脂包括酚醛树脂或由酚醛树脂组成，酚醛树脂例如为树脂CAS第9003-35-4号。

5.根据前述权利要求所述的组件，其中，所述制动垫(4)的耐热树脂包括至少一种摩擦改性组分，例如粉末状的铜，所述摩擦改性组分的重量百分比与所述支撑板中的所述增强纤维的重量百分比相关，以匹配所述支撑板(2)和所述制动垫(4)的热收缩和/或热膨胀。

6.根据前一权利要求所述的组件，其中，所述摩擦改性组分还存在于所述支撑板(2)的耐热树脂中，至少位于与所述制动垫(4)隔离的隔离区域(26)处。

7.根据前述权利要求所述的组件，其中，所述支撑板(2)包括增强网或增强板，所述增强网或所述增强板至少部分地插入所述支撑板的厚度中，以形成所述支撑板的后表面(28)的基本上平面性。

8.根据前述权利要求中任一项所述的组件，其中，所述附件连接座i)-vi)包括用于所述振动抑制体(8)、用于所述频率减小块(12)、用于所述后衬垫(16)、用于所述磨损指示器(20)、用于所述锚部件(24)、用于所述温度或力/扭矩传感器的容纳腔和/或保持凸起，或者，所述容纳腔和/或保持凸起由所述振动抑制体的、所述频率减小块的、所述后衬垫的、所述磨损指示器的、所述锚部件的以及/或者所述温度或力/扭矩传感器的中间支撑部(30、48)接合。

9.根据前述权利要求中任一项所述的组件，其中，用于所述振动抑制体(8)的所述容纳座(6)是完全限定在所述支撑板(2)的厚度中的封闭容纳腔的形式，所述振动抑制体能容纳在所述封闭容纳腔内。

10.根据前述权利要求中任一项所述的组件，所述摩擦组件包括中间支撑部(30)，所述中间支撑部与用于所述制动垫的所述频率减小块(12)的连接座(10)相关联，用于所述频率减小块的所述连接座(10)包括在所述支撑板(2)的周边区域(32)处开放的容纳腔，使得所述中间支撑部在所述容纳腔的外面部分地伸出。

11.根据前述权利要求中任一项所述的组件，其中，用于所述频率减小块(12)的连接座(10’)包括从所述支撑板(2)伸出的至少一个附件(34)，所述至少一个附件在耐热树脂中形成为一体，所述频率减小块能锚固至所述至少一个附件。

12.根据前述权利要求中任一项所述的组件，其中，所述后衬垫(16)的所述接合座(14、14’)、用于所述磨损指示器(20)的连接座(18、18’)、和/或用于所述锚部件(24)的所述联接座(22、22’)中的至少一个包括适于例如从一侧到另一侧插入所述后衬垫(16)的、所述磨损指示器(20)的、和/或所述锚部件(24)的一个或多个隔室(38)中的一个或多个保持突出部(36)。

13.根据前述权利要求中任一项所述的组件，所述摩擦组件包括机械地连接到一个或多个相应的附件连接座i)-vi)的所述振动抑制体(8)、所述频率减小块(12)、所述后衬垫(16)、所述磨损指示器(20)、所述锚部件(24)和/或所述温度或力/扭矩传感器。

14.根据前一权利要求所述的组件，其中，所述后衬垫(16)、所述磨损指示器(20)和/或所述锚部件(24)中的至少一个包括伸入所述附件连接座中的至少一个伸出部分(40)，所述伸出部分(40)部分地嵌入所述支撑板(2)的耐热树脂中。

15.根据前述权利要求中任一项所述的组件，其中，所述增强纤维选自由以下各项组成的组：碳纤维、玻璃纤维、硼纤维、石英纤维、碳化硅纤维、陶瓷纤维及其混合物。

16.制造摩擦组件的方法，所述摩擦组件例如为根据前述权利要求中任一项所述的摩擦组件(1)，所述方法包括：

-使支撑板(2)和至少一个制动垫(4)共同成型的至少一个子步骤，所述支撑板由部分地装载有增强纤维的至少一种耐热树脂制成，所述制动垫由例如不具有所述增强纤维的耐热树脂制成；

-在所述支撑板(2)中制造一个或多个连接附件座的至少一个步骤，该步骤至少部分地与上述共同成型的子步骤同时进行，所述一个或多个连接附件座选自以下各项：

i)用于振动抑制体(8)的至少一个容纳座(6)；

ii)用于所述制动垫的频率减小块(12)的至少一个连接座(10、10’)；

iii)所述支撑板(2)的后衬垫(16)的至少一个接合座(14、14’)；

iv)用于所述制动垫的机械或电子磨损指示器(20)的至少一个连接座(18、18’)；

v)用于将所述支撑板(2)的锚部件(24)连接到盘式制动钳的中空活塞的至少一个联接座(22、22’)；

vi)用于温度或力/扭矩传感器(44)的至少一个定位座(42、42’、42”)。

17.根据前一权利要求所述的方法，其中，所述子步骤包括使一种或多种耐热树脂成型以进行压缩的步骤。

18.根据权利要求16至17所述的方法，所述方法包括提供耐热树脂的步骤，所述提供耐热树脂的步骤包括这样的步骤，即，在存在环六亚甲基四胺的情况下，通过可选取代的苯酚与甲醛之间的反应来提供酚醛树脂。

19.根据权利要求16至18所述的方法，所述方法包括调整所述支撑板(2)的至少后表面(28)以提高所述后表面的基本上平面性的步骤。

20.制动钳，包括根据权利要求1至15所述的摩擦组件，或包括根据前述权利要求所述的方法制造的摩擦组件。