CN108138876A - 摩擦衬片元件在制动衬片中的灵活安装 - Google Patents

Abstract

为车辆的盘式制动器提供制动衬片(100)，其中至少一个摩擦衬片元件(11)相对于垫板(10)可移动地布置，并且为此至少一个摩擦衬片元件借助于弹簧系统(14)布置在垫板上，弹簧系统具有特别有利的力‑偏转特性，高度的阻尼和稳定的热特性，提出了弹簧系统具有多个弹簧元件(15a，15b，15c)或者由多个弹簧元件组成。

Description

摩擦衬片元件在制动衬片中的灵活安装

技术领域

本发明涉及制动衬片，尤其是用于车辆的盘式制动器的制动衬片，该制动衬片具有垫板和可移动地布置在垫板上的至少一个摩擦衬片元件。摩擦衬片元件以这样的方式布置在垫板上，即，当制动器被操作时，摩擦衬片元件的第一侧面可以压靠在盘式制动器的制动盘上或者压靠在制动盘上。为了灵活地安装摩擦衬片元件，在垫板和摩擦衬片元件之间设置弹簧系统。

用于车辆盘式制动器的制动衬片通常具有例如由钢制成的垫板和布置在垫板上的摩擦衬片。摩擦衬片可以例如压在垫板上或以另一种方式连接到垫板。垫板和摩擦衬片之间的连接必须承受制动器操作时产生的力，特别是承受横向力和由于振动应力而产生的力。

用于轨道车辆，特别是高速列车的制动衬片的摩擦材料通常由烧结材料制成。在这种类型的高负载制动器中，制动衬片和制动盘之间的摩擦配对的温度通常达到超过600摄氏度，这使得难以使用甚至不可能使用常规的基于橡胶的制动衬片。为了在制动盘上实现均匀的温度分布，制动衬片通常由多个摩擦衬片元件构成，这些摩擦衬片元件单独或成组地布置，并且其中一些摩擦衬片元件灵活地安装在制动衬片的垫板上。

背景技术

用于轨道车辆的更多现代烧结制动衬片具有多部件结构的特点。已知例如通过铆接将各个摩擦元件刚性地连接至垫板。刚性固定的摩擦元件不能跟随制动盘中的凸块，并且不能补偿不同的热膨胀系数。由于制动盘上的温度分布不均匀以及各个摩擦元件可能过热，这导致制动盘中的高应力。

已经通过在垫板上以弹性或柔性方式安装摩擦衬片元件减小了这些影响。例如，WO2012/089968A1提出了在垫板和摩擦元件之间的薄中间层以提供弹性安装。

EP 1 506 352B1描述了一种用于车辆的盘式制动器的制动衬片，其中摩擦衬片元件借助于加载弹簧和在摩擦衬片元件与垫板之间的弹性元件紧固到垫板。

发明概述：目的，解决方案，优点

本发明的目的是提出一种用于车辆的盘式制动器的制动衬片，该制动衬片具有垫板和借助于弹簧系统可移动地布置在垫板上的摩擦衬片元件，利用其实现了特别有利的力-偏转特性，高度的阻尼和稳定的热特性。弹簧系统应该能够将在制动期间出现的以及由于冲击(例如摩擦力和冲击力)而出现的横向力从摩擦衬片元件传递到垫板而不会将另外的紧固元件置于特别的应力下。应尽可能简单地将摩擦衬片元件和弹簧系统安装在垫板上，而不需要太多的努力。

根据本发明，提出了一种用于车辆的盘式制动器的制动衬片，所述制动衬片具有垫板和至少一个摩擦衬片元件，所述摩擦衬片元件以如下方式设置在垫板上：当制动器被操作时，摩擦衬片元件的第一侧面可以压靠在制动盘上。此外，所述至少一个摩擦衬片元件相对于垫板可移动地布置，为此，在垫板和摩擦衬片元件之间布置弹簧系统。根据本发明，弹簧系统具有多个弹簧元件或者由多个弹簧元件组成。这意味着弹簧系统具有至少两个弹簧元件，优选地具有2个与20个之间的弹簧元件，或至少两个弹簧元件组成，优选地由2个与20个之间的弹簧元件组成。

制动衬片优选包含烧结材料。制动衬片还优选用于轨道车辆中的高负载制动器。摩擦衬片元件可以具有不同的形式或几何形状。优选地，多个摩擦衬片元件可移动地连接到垫板。

至少一个摩擦衬片元件具有两个相对的基本上平行的侧面。第一侧面向制动盘。摩擦衬片元件的第二侧面面向垫板。摩擦衬片元件具有摩擦衬片元件支撑件和布置在其上的摩擦材料。因此，面向垫板的第二侧面由摩擦衬片元件支撑件形成。

摩擦衬片元件在垫板上的可移动布置意味着摩擦衬片元件相对于垫板可移动地布置。摩擦衬片元件可垂直地或沿轴向相对于垫板移动。摩擦衬片元件也可以这样布置在垫板上，使得摩擦衬片元件能够围绕基本平行于垫板的轴线枢转。

垫板与摩擦衬片元件之间的弹簧系统用于产生摩擦衬片元件在垫板上的灵活或活动连接或安装。当安装摩擦衬片元件时，弹簧系统被加载或预加载(预加载范围)。当制动器操作时(工作范围)，基本上轴向的压力作用在摩擦衬片元件上并因此作用在弹簧系统上。在此过程中，弹簧系统或弹簧系统的一个或多个弹簧元件被压缩，使得摩擦衬片元件朝向垫板移动。

弹簧系统具有多个弹簧元件或者由多个弹簧元件组成的事实意味着可以提供弹簧系统，该弹簧系统具有在预加载范围中与在工作范围中(当制动器被操作时)相比不同的弹簧特性。因此，可以为至少一个摩擦衬片元件设置弹簧系统，对于相对较长的预加载偏转，只需要较小的预加载力。此外，还可以实现具有短的弹簧偏转和高度的阻尼以及高的热稳定性的大的最终弹簧力。现有技术中用于摩擦衬片元件在垫板上的灵活或活动布置的弹性元件或弹簧元件通常具有线性或略微递减的弹簧特性。

利用根据本发明的制动衬片，尤其是弹簧系统具有多个弹簧元件或者由多个弹簧元件组成的制动衬片，实现特别有利的力-偏转特性。它的特点是预加载力相对较小，预加载偏转较长，使用较短的工作偏转实现较大的最终力。因此，根据本发明的制动衬片的弹簧系统具有渐进的弹簧特性，与现有技术中已知的配置形成对比。低预加载确保弹簧系统即使在小的夹爪力作用下也能变形。然而，大的预加载力使得系统在小的夹爪力作用下刚性地起作用，这与垫板上的温度分布的负面结果以及摩擦系数的进展有关。相反，小的预加载力在与摩擦衬片元件连接到垫板所借助的紧固装置中引起较小的应力。较长的预加载偏转与相对较浅的力-偏转曲线相关联，并且促进弹簧系统中的整定现象的补偿或紧固装置与缩短的预加载偏转的不利公差叠加。这两种效应都导致预加载损耗较低。相反，如果使用在预加载范围内曲线急剧增加的弹簧，则弹簧的整定和/或短的预加载偏转可以迅速导致松动的连接和咔嗒声。

此外，根据本发明的制动衬片不再需要垫板后部上的加载弹簧。

在末端位置的大弹簧力意味着弹簧系统仍然可以变形，并且在大的夹爪力作用下不会表现出刚性。因此可以避免固定位置。到最终位置的短的工作偏转对于在标准化的制动衬片厚度的基础上符合安装空间要求是有利的。

弹簧系统具有多个弹簧元件或由多个弹簧元件组成的事实意味着不需要附加的阻尼系统或附加的阻尼元件来阻抑或抑制噪音。由于多个弹簧元件已经实现了高度的固有机械阻尼。

此外，根据本发明的制动衬片实现了稳定的热特性。在热过载的情况下可以保持弹性变形性。弹簧系统的多层结构和弹簧系统中的多个弹簧元件提高了耐热性和耐超载能力。优选地，弹簧系统的各个弹簧元件在其整个区域上不彼此靠在一起。在各个弹簧元件之间或各个的弹簧元件的区域之间留下的间隙作为热传导的障碍，并导致远离摩擦衬片元件的弹簧层的低温。

优选地，所述至少一个摩擦衬片元件通过紧固装置连接到垫板，所述弹簧系统的弹簧元件至少在一些区域中围绕紧固装置布置。紧固装置用于将至少一个摩擦衬片元件紧固或连接到垫板。紧固装置也可以设计成产生弹簧系统的预加载。当至少一个摩擦衬片元件通过紧固元件连接到垫板上时，摩擦衬片元件被压靠在弹簧系统上或压靠弹簧系统的各个弹簧元件，使得弹簧系统的预加载得以实现。

此外，弹簧系统的各个弹簧元件优选地基本上是平面的。例如，弹簧系统的各个弹簧元件可以是盘形的或碗形的。平面弹簧元件然后可以曲折、弯曲或成型。

优选地，弹簧系统的各个弹簧元件相对于彼此以平行的堆叠布置。这意味着弹簧系统的弹簧元件相对于彼此布置而使得它们至少在工作范围内用作平行堆叠。

为了能够提供具有渐进式弹簧特性的弹簧系统，有利地设置弹簧系统的各个弹簧元件具有不同的刚度。特别优选地，弹簧系统的各个弹簧元件由相同的材料组成。

有利的是，弹簧系统的弹簧元件的不同刚度通过各个弹簧元件的不同厚度和/或各个弹簧元件的不同弹簧高度或弹簧偏转来实现。例如，弹簧系统可以由一个在另一个之上设置的多个平面弹簧元件构成，各个弹簧元件具有不同的厚度和/或不同的弹簧高度或弹簧偏转。这产生了具有多柔性弹簧曲线的弹簧系统。在安装摩擦衬片元件和预加载弹簧系统期间，首先加载具有较浅的弹簧曲线的弹簧元件。由此可以将较小的预加载力与相对较长的预加载偏转相结合。在操作过程中，也就是在工作范围内，除了具有较浅的弹簧曲线的弹簧元件之外，其他弹簧元件也起作用。工作范围内的某些部分的弹簧曲线比在预加载范围内更陡峭。因此可以在相对较小的偏转之后实现较大的最终力。然后，一旦各个弹簧元件彼此平面接触，则各个弹簧元件就平行地堆叠。

有利地，弹簧系统的各个弹簧元件是贝勒维尔(Belleville)垫圈的形式。为了产生Belleville垫圈形式的各个弹簧元件的平行堆叠，它们基本上一个在另一个之上并且面向相同的方向布置。Belleville垫圈通常围绕圆周封闭并且具有内径和外径。优选为Belleville垫圈形式的弹簧元件具有从内周到外周的4至15度之间，特别优选6至12度之间，非常特别优选6至10度之间的倾角。例如，可以提供8度的倾角。

此外，弹簧系统的全部或者仅各个弹簧元件可以沿着它们的内周和/或外周具有切口。在弹簧元件中提供切口意味着可以提供具有不同刚度的弹簧元件。切口可以具有任何合适的宽度。例如，切口可以是槽或更宽的切口的形式。通过两个切口在每一对切口之间形成突片。优选地，围绕弹簧元件的圆周均匀地分布有多个切口。在安装和预加载期间，弹簧元件的由切口形成的突片首先基本上弯曲。取决于各个切口的宽度和深度，可以在预加载范围内初始实现相对浅的弹簧曲线。预加载力因此保持很小。随着变形的增加，弹簧元件的其他区域是有效的，由此在工作范围内的弹簧特性改变。特别地，与预加载范围相比，在弹簧系统的工作范围内可以实现相对刚性的弹簧特性。

此外，弹簧系统优选地具有至少一个具有多个匝圈的卷绕或层状波形弹簧。在这种情况下，每个匝圈形成弹簧系统的弹簧元件。下面的波形弹簧是指由扁平波纹线组成的基本上卷绕的弹簧。波形弹簧可以具有具有不同波高的均匀一致的一个匝圈或多个匝圈。例如，可以提供具有不同波高或匝圈高度的两个或更多个区域的波形弹簧。在波形弹簧的预加载范围内，具有较大的波高或匝圈高度的区域是基本有效的。由于为此仅优选提供几层，所以预加载范围内的刚度相对较低。一旦波形弹簧中的所有层相互叠置，波形弹簧的刚度就会增加。所有的匝圈和弹簧元件然后在工作范围内变形。

此外，弹簧系统可以优选具有一个布置在另一个内的多个波形弹簧。因此第一波形弹簧可以围绕第二波形弹簧布置。多于两个的波形弹簧也可以布置成一个在另一个的内部或一个在另一个的周围。在这种情况下，布置在第一波形弹簧内部的第二波形弹簧的外径可以小于或等于围绕第二波形弹簧布置的第一波形弹簧的外径。波形弹簧可以有不同的刚度。

弹簧系统优选具有一个或多个波形垫圈。波形垫圈是一种波形弹簧，其中各个匝圈是Belleville垫圈的形式。波形垫圈因此将Belleville垫圈的垫圈形状与波形弹簧的波形组合在一起。片材厚度优选在0.4mm和1cm之间，特别优选在0.5mm和0.8mm之间，例如0.7mm。每个匝圈或绕组依次形成一个单独的弹簧元件。优选地，每个匝圈或绕组具有多个波形，例如在3与8之间，特别优选在4与6之间。各个弹簧元件或匝圈的倾角优选在4度与12度之间，特别优选在6度与10度之间度，例如8度。

弹簧系统优选以这样的方式布置在垫板和摩擦衬片元件之间，使得弹簧元件的第一边缘抵靠由第一凸缘或凸起部分形成的第一支承面。第一凸缘或凸起部分从第二侧面即摩擦衬片元件的面对垫板的侧面突出。弹簧元件的第一边缘优选地由相应的弹簧元件的内周形成。弹簧元件的第二边缘优选地由相应的弹簧元件的外周形成。第一凸缘优选围绕紧固装置或穿过摩擦衬片元件的孔布置。当轴向压缩力施加在摩擦衬片元件上时，弹簧系统的弹簧元件压靠摩擦衬片元件上的第一凸缘或凸起部分。第一凸缘或凸起部分设计并布置在摩擦衬片元件上，使得形成第一支承面，该第一支承面基本垂直于下侧，即摩擦衬片的第二侧面对齐或布置。第一凸缘或凸起部分可以与摩擦衬片元件的摩擦衬片元件支撑件整体形成。

此外，垫板优选具有从垫板突出的凹部和/或第二凸缘。弹簧系统优选以这样的方式布置在垫板和摩擦衬片元件之间，使得各个弹簧元件的第二边缘抵靠在第二支承面上。第二支承面由围绕凹部延伸的唇部和/或第二凸缘形成。凹部和/或第二凸缘布置在垫板的第一侧面的区域中。凹部和/或第二凸缘因此布置在垫板的面对摩擦衬片元件的侧面上。凹部因此用于接收和引导弹簧系统或弹簧系统的弹簧元件。为此，凹部可以基本上对应于各个弹簧元件的外径的尺寸。凹部可以替代地更大并且用于容纳与不同摩擦衬片元件相关联的多个弹簧系统。由此可以提供彼此可移位地布置的摩擦衬片元件。

当在摩擦衬片元件上施加轴向压缩力时，弹簧元件因此不仅压靠在摩擦衬片元件上的支承面(第一支承面)上而且压靠在垫板上的支承面(第二支承面)上。凹部或围绕凹部延伸的唇部或者垫板上的第二凸缘被设计或布置成使得第二支承面基本垂直于垫板的第一侧面定向。特别优选地，弹簧系统在外侧的垫板中的凹槽或凹部中被引导。在内径上，弹簧系统通过摩擦衬片元件上的凸缘(例如圆柱形台阶)支撑在摩擦衬片元件上。凹槽或凹部与弹簧元件之间的游隙以及弹簧元件与摩擦衬片元件上的第一凸缘之间的游隙选择为使得当弹簧元件变形时在接触点处产生增加的摩擦。这增加了多层弹簧系统的整体阻尼。该结构设计允许弹簧系统将制动过程中产生的以及由于冲击(例如，摩擦力和冲击力)产生的横向力从摩擦衬片元件传递到垫板。

弹簧元件优选地还至少在一些区域中具有包含增加弹簧元件与垫板和/或摩擦衬里元件之间的接触面处的摩擦的摩擦增强材料的涂层。该涂层也可以围绕整个圆周设置并且完全围绕弹簧元件设置。优选地，垫板和/或摩擦衬片元件上的接触面也可以被涂覆。涂层可以是颗粒外壳的形式。例如，可以为此目的提供碳化硅(SiC颗粒)的增强颗粒。这进一步增加了弹簧系统的多层结构的阻尼。

用于将摩擦衬片元件固定到垫板的紧固装置例如可以是螺纹连接或插接连接的形式。为此，摩擦衬片元件优选借助于具有布置在穿过垫板的孔中的插座的螺栓连接或者插接连接来连接。与现有技术中已知的用于将摩擦衬片元件固定到垫板上的紧固装置不同，优选设置的紧固装置，例如螺钉或螺栓，不是直接旋入穿过垫板的孔中，而是利用布置在穿过垫板的该孔中的插座。在穿过垫板的孔中提供插座以容纳紧固装置(例如螺钉或螺栓)而不是例如在不使用插座的情况下将螺钉直接拧入穿过垫板的孔中的事实意味着当制动器被操作时横向力通过摩擦衬片元件传递到插座。在这个区域中垫板上的应力因此减小了。当紧固装置借助于弹性闭合装置紧固以将紧固装置的轴向位置固定在孔内时也可以实现这一点。在这两种情况下，都可以提高制动衬片的质量和使用寿命。此外，摩擦衬片元件通过这种紧固方式在垂直方向或轴向上被引导。这些紧固件还允许简单的安装。紧固装置可以优选为螺钉或螺栓的形式。然后通过螺纹连接将摩擦衬片元件连接到设置在穿过垫板的孔中的插座。为此，螺钉至少在一些区域中具有外螺纹并且插座具有内螺纹。如果使用螺栓，则固定元件(例如卡环)例如接合在螺栓和插座中的周向槽中，并且防止螺栓在插座中的轴向移动。

原则上，摩擦衬片元件可以具有任何形状或几何形状。摩擦衬片元件的基本形状优选为大致圆形、椭圆形、三角形、正方形、矩形或梯形。这意味着只有基本的形状是这样形成的。例如，可以在不改变基本形状的情况下使角部变圆。因此，例如提供了摩擦衬片元件具有大致三角形或梯形的具有圆角的基本形状。

可以在垫板上设置多个摩擦衬片元件。为了将优选设置的另外的摩擦衬片元件布置在垫板上，提供了与至少一个摩擦衬片元件的布置相同的创造性的和优选的特征。特别优选地，在垫板上设置三个以上，非常特别优选地四个以上的摩擦衬片元件。如果在垫板上布置有多个摩擦衬片元件，则摩擦衬片元件也被称为摩擦衬片区段。因此，制动衬片优选具有分段的摩擦衬片，各个区段由摩擦衬片元件形成。

根据本发明，还提供了具有多个弹簧元件的弹簧系统，用于布置在制动衬片的垫板和摩擦衬片区段之间。弹簧系统具有至少一个卷绕的或分层的波形弹簧，波形弹簧的每一匝圈形成弹簧系统的弹簧元件。波形弹簧的各个匝圈如Belleville垫圈那样形成。因此，根据本发明还提供了具有一个或多个波形垫圈的弹簧系统。

根据本发明，还提供了一种用于车辆，特别是轨道车辆的盘式制动器，该盘式制动器具有根据权利要求1至19中任一项所述的制动衬片。

附图说明

在图中：

图1：示意性地示出了制动衬片的透视图，

图2：示意性地示出了穿过制动衬片的区域的截面图，

图3a和3b：示意性地示出具有Belleville垫圈形式的各个弹簧元件的弹簧系统，

图4：示意性地示出了具有带切口的Belleville垫圈形式的各个弹簧元件的弹簧系统，

图5a和5b：示意性地示出了具有波形垫圈形式的各个弹簧元件的弹簧系统，

图6a和6b：示意性地示出了由波形弹簧形成的弹簧系统，

图7：意性地示出了具有防旋转装置的弹簧系统，以及

图8：示意性地示出了具有针对力-偏转弹簧曲线的不同轮廓的曲线的图。

发明详述

图1示出了制动衬片100的透视图。各个摩擦衬片元件11可移动地布置在制动衬片100的垫板10上。为此，各个摩擦衬片元件11通过弹簧系统14(图1中未示出)安装在垫板10上。

图2示出了穿过图1的制动衬片100的区域的截面图。这里示出了通过紧固装置16将摩擦衬片元件11固定到垫板10的区域。紧固装置16呈螺栓形式。插座21布置在穿过垫板10的孔中。螺栓形式的紧固装置16插入到插座21中并由固定装置保持。

弹簧系统14在垫板10和摩擦衬片元件11之间围绕紧固装置16布置。弹簧系统14具有一个布置在另一个之上的三个平面弹簧元件15a，15b，15c。在图2所示的位置中，弹簧系统14被示出处于预加载状态。当紧固装置16被引入到插座21中时，弹簧系统14被预加载。

弹簧系统14的各个弹簧元件15a，15b，15c彼此平行地叠置。在垫板10中布置凹部26以容纳弹簧系统14。第一凸缘24在摩擦衬片元件11的下侧即第二侧面13上围绕紧固装置16布置。第一凸缘24形成用于支撑弹簧元件15a，15b，15c的第一边缘22的第一支承面25。用于支撑弹簧元件15a，15b，15c的第二边缘23的第二支承面27由围绕垫板10中的凹部26延伸的唇部31形成。因此，弹簧系统14在垫板10中位于外侧的凹部26中被引导。在弹簧系统14的内径上支撑在摩擦衬片元件11上的基本上圆柱形的台阶上或第一凸缘24上。

弹簧系统14的期望的特别有利的力-偏转特性的特征在于具有较长的预加载偏转的相对较小的预加载力以及具有较短的工作偏转的较大的最终力。这通过弹簧系统14的渐进式弹簧特性来实现。为此，弹簧系统14具有几个弹簧元件15a，15b，15c，这些弹簧元件基本上是平面的并且彼此平行地叠置。此外，由于各个弹簧元件15a，15b，15c具有不同的刚度，所以实现了渐进的弹簧特性。图3至6以举例的方式示出了具有多个平面弹簧元件15a，15b，15c的弹簧系统14的布置，弹簧系统14被设计成使得它们具有渐进的弹簧特性。

图3a和3b示出弹簧系统14，其中弹簧元件15a，15b，15c为Belleville垫圈的形式。这里，顶部Belleville垫圈的厚度比另外两个Belleville垫圈的厚度小，并且具有不同的弹簧高度或不同的弹簧偏转。这产生了多柔性弹簧曲线(参见图8)。在安装期间和预加载期间，顶部Belleville垫圈在预加载范围内具有浅弹簧曲线。由此可以将较小的预加载力与相对较长的预加载偏转相结合。在操作过程中，除了在工作范围内的顶部Belleville垫圈外，中间的Belleville垫圈是有效的，底部Belleville弹簧对于进一步变形也是有效的。因此，在一些部分中弹簧曲线更陡峭。因此可以在较小的偏转之后实现较大的最终力。Belleville垫圈形式的弹簧元件15a，15b，15c一旦进入平面接触就起平行堆叠的作用。

图4同样示出了弹簧系统14，其中各个弹簧元件15a，15b，15c为Belleville垫圈的形式。在这种情况下，不同的刚度通过弹簧元件15a，15b，15c的内周或沿着第一边缘22的切口17来实现。在弹簧系统的安装和预加载过程中，Belleville垫圈的内突片18基本弯曲。取决于切口17的宽度和深度，该区域可以是相对灵活的，这使得弹簧曲线最初相对较浅。预加载力因此保持很小。随着变形的增加，呈Belleville垫圈堆叠形式的弹簧系统14的外部区域像传统的Belleville垫圈堆叠一样起作用，其具有大的内径与外径的比率并因此相对较硬。该区域是弹簧系统14的工作范围。原则上，切口17可沿弹簧元件15a，15b，15c的第一边缘22(沿着内周)和/或沿弹簧元件15a，15b，15c的第二边缘23(沿着外周)布置。

图5示出了弹簧系统14，其中各个弹簧元件15a，15b，15c呈波形垫圈的形式。所谓的波形垫圈将Belleville垫圈的垫圈形状与波形弹簧的波形组合在一起。在变形开始时，也就是说，在预加载范围内，弹簧系统14起着Belleville垫圈堆叠的作用。弹簧力由于相对较小的片材厚度而较小，例如在0.5mm和0.8mm之间的范围内。一旦波形垫圈形式的弹簧系统14的各个弹簧元件15a，15b，15c被压制成平坦状态，弹簧系统14就像具有线性上升曲线的波形弹簧那样起作用。小的片材厚度对于减小在厚片材的情况下可能迅速达到不允许的高值的弯曲应力是有利的。

图5所示的弹簧系统14具有在内径和外径处具有相同波形高度的弹簧元件15a，15b，15c。为了调整波形的刚度，波形高度也可以在内外不同。弹簧元件15a，15b，15c的波形高度优选在内径处比在外径区域中更小，因为弹簧系统中的应力也可由此减小。

图6示出了波形弹簧形式的弹簧系统14。波形弹簧形式的弹簧系统14的每一匝圈形成弹簧元件15a，15b，15c。图6所示的弹簧系统14例如由两个不同匝圈高度的区域构成。在弹簧系统的预加载范围内，较大波形高度的区域基本上是有效的，在该实施例中是顶部两个匝圈(对应于弹簧元件15a和15b)。由于只有几层变形，所以刚度以及因此预加载力相对较小。一旦所有的层相互叠置，弹簧系统14的刚度就增加。所有的匝圈或所有的弹簧元件15a，15b，15c然后在工作范围内变形。

图7示出了具有防旋转装置的弹簧系统14。为此，各个弹簧元件15a，15b，15c在其第二边缘23上或沿着外周具有槽32。作为槽的替代，也可以设置突出的突片。槽32布置成使得它们接合在摩擦衬片元件11上或垫板10上的相应配合件中。因此，防旋转装置确保各个弹簧元件15a，15b，15c不相对于彼此旋转并且从而维持各个弹簧元件15a，15b，15c的平行堆叠。例如，垫板10上的销状凸起部分可以啮合在布置在弹簧元件15a，15b，15c的外周上的槽32中，从而防止旋转。

图8显示了不同弹簧系统的力-偏转弹簧曲线的不同轮廓。在x轴上，预加载偏转41在左半部分中示出，而工作偏转40在右半部分中示出。在y轴上显示弹簧力42。图8示出三个不同的弹簧曲线44,45,46。线性弹簧曲线44使用虚线示出。使用点划线示出递减的弹簧曲线45。实曲线表示根据本发明的弹簧系统46的轮廓；不同梯度区域的数量取决于弹簧系统的设计。曲线与y轴的交点表示相应的弹簧系统所需的预加载力42。

小的预加载力43确保弹簧系统14即使在小的夹爪力作用下也能够变形。然而，大的预加载力43允许弹簧系统在小的夹爪力作用下刚性地起作用，这与垫板上的温度分布的负面结果以及摩擦系数的进展有关。另外，小的预加载力43在紧固装置16上施加较小的应力。长的预加载偏转41与较浅的力-偏转曲线相关联，这有助于补偿弹簧系统14中的整定现象或紧固装置16与缩短的预加载偏转41的不利的公差叠加。在这种情况下，这两种效应仅导致低的预加载损失。如果使用在预加载范围内具有急剧增大的曲线的弹簧系统，则弹簧系统的整定和/或短的预加载偏转41可以迅速导致松动的连接和咔嗒声。

在末端位置的大弹簧力意味着弹簧系统14仍然可以变形，并且在大的夹爪力下不会表现出刚性。为了符合安装空间要求，例如对于标准化的制动衬片厚度，到最终位置的短的工作偏转被施加。

高度的阻尼，即明显的滞后，除了可能的非递减曲线外，还有助于抑制噪声。因此，对于高度的阻尼来说不需要附加的阻尼元件。多层弹簧系统14具有高度的固有机械阻尼。

稳定的热特性意味着在热过载情况下保持弹性变形性。通过弹簧系统14的多层结构改善了耐热性和耐超载的能力。弹簧系统14的多层弹簧系统或弹簧元件15a，15b，15c通常不完全位于彼此之上。剩余的间隙作为热传导的障碍，并导致远离摩擦衬片元件11的弹簧层中的温度更低。

附图标记

100制动衬片

200盘式制动器

10垫板

11摩擦衬片元件

11a摩擦衬片元件支撑件

12摩擦衬片元件的第一侧面

13摩擦衬片元件的第二侧面

14弹簧系统

15,15a,15b,15c弹簧元件

16紧固装置

17切口

18突片

19波形弹簧的匝圈

20穿过垫板的孔

21插座

22弹簧元件的第一边缘

23弹簧元件的第二边缘

24第一凸缘

25第一支承面

26垫板中的凹部

27第二支承面

28垫板的第一侧面

29垫板的第二侧面

30第二凸缘

31唇部

32槽

40工作偏转

41预加载偏转

42弹簧力

43预加载力

44线性弹簧曲线

45递减的弹簧曲线

46根据本发明的弹簧系统的曲线

Claims (21)

1.用于车辆的盘式制动器(200)的制动衬片(100)，所述制动衬片具有垫板(10)和至少一个摩擦衬片元件(11)，所述摩擦衬片元件(11)布置在所述垫板(10)上，使得当所述制动器被操作时，摩擦衬片元件(11)的第一侧面(12)能够压靠在制动盘上，所述摩擦衬片元件(11)相对于所述垫板(10)可移动地布置，弹簧系统(14)布置在所述垫板(10)和所述摩擦衬片元件(11)之间，

其特征在于：

所述弹簧系统(14)具有多个弹簧元件(15；15a，15b，15c)或由多个弹簧元件(15；15a，15b，15c)组成。

2.根据权利要求1所述的制动衬片(100)，

其特征在于：

所述摩擦衬片元件(11)通过紧固装置(16)连接到所述垫板(10)，其中所述弹簧元件(15；15a，15b，15c)至少在一些区域中围绕所述紧固装置(16)布置，其中所述紧固装置(16)被设计成产生所述弹簧系统(14)的预加载。

3.根据权利要求1或2所述的制动衬片(100)，

其特征在于：

所述弹簧元件(15；15a，15b，15c)基本上是平面的。

4.根据前述权利要求中任一项所述的制动衬片(100)，

其特征在于：

所述弹簧元件(15；15a，15b，15c)被设计成使得所述弹簧系统(14)在预加载范围内与在工作范围内，即当所述制动器被操作时相比具有不同的弹簧特性。

5.根据前述权利要求中任一项所述的制动衬片(100)，

其特征在于：

所述弹簧元件(15；15a，15b，15c)彼此平行地堆叠。

6.根据前述权利要求中任一项所述的制动衬片(100)，

其特征在于：

所述弹簧元件(15；15a，15b，15c)具有不同的刚度。

7.根据前述权利要求中任一项所述的制动衬片(100)，

其特征在于：

所述弹簧元件(15；15a，15b，15c)具有不同的厚度。

8.根据前述权利要求中任一项所述的制动衬片(100)，

其特征在于：

所述弹簧元件(15；15a，15b，15c)具有不同的弹簧高度。

9.根据前述权利要求中任一项所述的制动衬片(100)，

其特征在于：

所述弹簧元件(15；15a，15b，15c)是Belleville垫圈的形式。

10.根据前述权利要求中任一项所述的制动衬片(100)，

其特征在于：

至少一个弹簧元件(15；15a，15b，15c)沿着其内周和/或外周具有切口(17)。

11.根据前述权利要求中任一项所述的制动衬片(100)，

其特征在于：

所述弹簧系统(14)具有至少一个具有多个匝圈(19)的卷绕或层状波形弹簧，其中每个弹簧元件(15；15a，15b，15c)由一个匝圈(19)形成。

12.根据权利要求11所述的制动衬片(100)，

其特征在于：

所述弹簧系统(14)具有多个波形弹簧，其中第一波形弹簧围绕第二波形弹簧布置。

13.根据权利要求11或12中的一项所述的制动衬片(100)，

其特征在于：

各个匝圈(19)像Belleville垫圈一样形成。

14.根据前述权利要求中任一项所述的制动衬片(100)，

其特征在于：

所述弹簧系统(14)布置在所述垫板(10)和所述摩擦衬片元件(11)之间，使得所述弹簧元件(15；15a，15b，15c)以第一边缘(22)抵靠由第一凸缘(24)或凸起部分形成的第一支承面(25)，其中所述第一凸缘(24)或所述凸起部分从所述摩擦衬片元件(11)的第二侧面(13)突出，其中所述第二侧面(13)面对所述垫板(10)。

15.根据前述权利要求中任一项所述的制动衬片(100)，

其特征在于：

所述垫板(10)具有从所述垫板突出的凹部(26)和/或第二凸缘(30)，其中所述弹簧系统(14)布置在所述垫板(10)和所述摩擦衬片元件(11)之间，使得所述弹簧元件(15；15a，15b，15c)以第二边缘(23)抵靠第二支承面(27)，其中所述第二支承面(27)由围绕所述凹部(26)延伸的唇部(31)和/或所述第二凸缘(30)形成。

16.根据前述权利要求中任一项所述的制动衬片(100)，

其特征在于：

所述弹簧元件(15；15a，15b，15c)至少在一些区域中具有包含用于增加所述弹簧元件(15；15a，15b，15c)和所述垫板(10)和/或所述摩擦衬片元件(11)之间的接触面处的摩擦增强材料的涂层。

17.根据前述权利要求中任一项所述的制动衬片(100)，

其特征在于：

所述摩擦衬片元件(11)借助于具有布置在穿过所述垫板(10)的孔(20)中的插座(21)的连接件来连接。

18.根据前述权利要求中任一项所述的制动衬片(100)，

其特征在于：

所述摩擦衬片元件(11)具有大致圆形、椭圆形、三角形、正方形、矩形或梯形的基本形状。

19.根据前述权利要求中任一项所述的制动衬片(100)，

其特征在于：

多个，优选多于三个摩擦衬片元件(11)布置在所述垫板(10)上。

20.弹簧系统(14)，其具有用于布置在根据前述权利要求中任一项的制动衬片(100)的垫板(10)和摩擦衬片元件(11)之间的多个弹簧元件(15；15a，15b，15c)，

其特征在于：

所述弹簧系统(14)具有至少一个具有多个匝圈(19)的卷绕或层状波形弹簧，其中每个弹簧元件(15；15a，15b，15c)由一个匝圈(19)形成，并且各个匝圈(19)像Belleville垫圈一样形成。

21.用于车辆，特别是轨道车辆的盘式制动器(200)，

其特征在于：

所述盘式制动器(200)具有根据权利要求1至19中任一项的制动衬片(100)。