CN108884887B - 用于制动元件和相关联制动衬块的金属支撑件 - Google Patents

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Abstract

本发明题为“用于制动元件和相关联制动衬块的金属支撑件”。本发明公开了制动衬块的金属支撑件，所述金属支撑件被界定在第一面和第二面与周边边缘之间，所述周边边缘基本上垂直于所述第一面和所述第二面，在使用中，所述第一面接收摩擦材料块或层，并且所述第二面接收阻尼元件；所述第一面被设置有至少一个突出部分，所述突出部分以一定方式与所述周边边缘悬臂间隔开地延伸，以便完全嵌入所述摩擦材料块或层内；所述至少一个突出部分在顶部处由第一表面界定，在所述第一表面上存在用所述摩擦材料块或层填充的至少一个第一空腔；所述第二面被设置有至少一个第二空腔，所述第二空腔以与所述至少一个突出部分相同的方式锻造，并且在所述至少一个第一空腔处，至少一个第一凸起以与所述至少一个第一空腔相同的方式成形。

Description

用于制动元件和相关联制动衬块的金属支撑件
技术领域
本发明涉及可用于通过模制制动元件(诸如制动衬块)来获得的金属支撑件或“背板”，并且涉及设置有这样的金属支撑件的相关联制动衬块。
背景技术
众所周知，制动衬块是旨在与轮盘制动器配合的车轮制动元件，并且包括：金属支撑件，该金属支撑件被称为“背板”，制造为基本上平板；摩擦材料块，该摩擦材料块与金属支撑件的第一面一体模制，可能与布置在摩擦材料块和金属支撑件之间的隔离/阻尼层的插入一起，并且被称为术语“底层”；以及阻尼元件，该阻尼元件被称为术语“垫片”，被施加到金属支撑件的与第一面相对的第二面，并且在使用中制动钳的可移动驱动元件或固定反作用表面抵靠所述“垫片”起作用，该阻尼元件被设计成在使用中抵靠制动盘推动摩擦材料块。
金属支撑件通常由钢制成，并且通过精细剪切适当厚度的金属片来获得。
为了改善摩擦材料块与金属支撑件之间的粘附性，支撑件的第一面可被设置有突出部分或空腔，如，例如在US2004016608A1中或在 US2011220441A1中所提供的。
然而，这样的解决方案实现起来可能相对昂贵，因为它通常将至少一个塑性变形操作引入到金属支撑件制造周期中。它也可以是非决定性的，因为它仅涉及相对小的粘附性增加，此外，在制动衬块的整个表面上不总是均匀的增加，并且因为它将不对称性引入到金属支撑件的质量布置中，这可引起其共振振动的固有频率的不受控制的修改，从而可能导致在使用时生成噪声。
GB2245667涉及用于制动衬块的金属支撑件，该金属支撑件在第一面上具有通过由第二面的侧面施加的塑性变形而获得的突出部分，从而在第二面的侧面上留下空腔；因此，这没有解决上述问题中的任一个。
发明内容
本发明的目的是提供用于车辆制动元件(具体地讲是制动衬块)的金属支撑件以及利用这样的金属支撑件的制动衬块，所述金属支撑件没有所描述的缺点，并且具体地讲可通过金属支撑件的单个精细剪切操作来获得，该精细剪切操作同时也改善了摩擦材料块或层的粘附性并减小了尺寸，并且使得可以有效地将阻尼元件或垫片安装在金属支撑件的与由摩擦材料块或层提供的面相对的面上。
因此，本发明涉及用于制动元件(具体地讲是车辆制动衬块)的金属支撑件，并且涉及使用这样的金属支撑件的制动衬块，以及涉及通过精细剪切获得金属支撑件的方法，如所附权利要求所定义的。
附图说明
根据以下仅以举例的方式给出的其示例性非限制性实施方案的描述并参考附图中的图片，本发明的其他特性和优点将变得显而易见，其中：
-图1示出根据本发明制造的制动元件，具体地讲是制动衬块的分解图；以及
-图2以放大的比例示出沿着形成图1的制动元件的一部分的金属支撑件的平面II-II截取的正视截面图。
具体实施方式
参考图1和图2，附图标记1表示形成用于车辆的制动元件2的一部分的金属支撑件，该制动元件具体地讲在所示的非限制性示例中包括制动衬块。
根据本发明的金属支撑件1被设计用于获得紧凑、简单且制造经济并且具有高可靠性的制动元件2。
金属支撑件1包括第一面3和第二面6，该第一面被设计成在其一个第一部分4上接收摩擦材料块或层5，该第二面基本上平行于第一面3，被设计成接收阻尼元件或“垫片”7，如将看到的，该第一面和第二面形成制动衬块或制动元件2的一部分，在图1中从上面示出为四分之三分解轴测图。
第一面3和第二面6由金属支撑件1的周边边缘8横向界定；边缘8 沿金属支撑件1的厚度S(图2)的一个方向在第一面3和第二面6之间延伸，所述方向基本上垂直于面3和6。
面3的第一部分4部分地沿着边缘8的周边轮廓P延伸并且覆盖整个面3，除面3的界定金属支撑件1的相应引导部分10的相应的相对横向部分9之外。在图示非限制性示例中，引导部分10是凸耳或钩形状的，如图 1中用影线示意性地示出的，但是它们更一般地讲可具有任何形状。
根据本发明的第一方面，第一面3的第一部分4被设置有至少一个突出部分11(图2)，该突出部分从第一面3至少部分地平行于周边边缘8 的周边轮廓P悬臂支撑，但与周边边缘8间隔开，并且该突出部分在顶部处由基本上平行于第一面3的第一表面12界定。
根据本发明，结合先前已描述的，在至少一个突出部分11内，提供了至少一个第一空腔13，该第一空腔在第一表面12上限定由基本上平行于第一面3的底壁15界定的浅凹槽14。
根据本发明的另一方面，结合先前已描述的，第二面6被设置有至少一个第二空腔16，该第二空腔在第二面6上限定第二浅凹槽18，该第二浅凹槽具有与至少一个突出部11的那些形式和尺寸基本上相同的形式和尺寸以及垂直于第一面3和第二面6测量的深度，该深度与至少一个突出部分 11的垂直于面3,6测量的高度H(图2)基本上相同。
在至少一个空腔16内并且与至少一个第一空腔13相对应，存在至少一个凸起19，该凸起具有与至少一个第一空腔13的那些形状和尺寸基本上相同的形状和尺寸，以及与空腔13的垂直于面3,6测量的深度R(图2) 基本上相同的高度。
根据本发明的非次要方面，突出部分11和对应空腔16以一定方式设计，使得空腔16和至少一个凸起19在由空腔16界定的浅凹槽18内限定座 20以用于接收阻尼元件7。
金属支撑件1由剪切的钢片制造，并且至少一个凸起11、至少一个第一空腔13和第二空腔16以及至少一个突出部分19通过塑性变形用相同的精细剪切操作来获得，通过该精细剪切操作，支撑件1本身以一定方式从钢片获得，以便将相同的钢质量从第二面6(形成空腔16)移动到第一面3 (形成突出部分11)；支撑件1的未移动的钢质量部分因此在空腔16内形成至少一个突出部分19，并且在突出部分11内以及在其上表面12上形成对应的至少一个空腔13。根据要获得的期望构型，还可以通过同时操作，或者作为另外一种选择，通过反过来进行，来将钢质量的一部分从第一面3 (例如，通过形成空腔13)移动到第二面6(例如，通过形成凸起19)。
根据本发明的在图1和图2中示出的优选实施方案，存在单个突出部分11和单个空腔16，该单个突出部分占据第一面3的相当大部分(并且具体地讲为面3的第一部分4)，该单个空腔占据第二面6的对应相当大部分。
在此处和下文中，金属支撑件1的面(3或6)的“相当大部分”或面(4) 的部分意指面3和6的一部分和/或面3的部分4等于或大于这样的面3,6和 /或面3的部分4的总表面延伸的50％。
此外，根据图1和图2的优选实施方案，在单个突出部分11内，布置了多个空腔13，该空腔在表面12上限定间隔开的多个浅凹槽14，在所述浅凹槽处，在限定浅凹槽18的单个空腔16内存在多个凸起19。
根据所示的非限制性实施方案，浅凹槽14和对应的凸起19在平面图中具有直的或半月的形式。
具体地讲，至少一个或单个突出部分11以一定方式成形以便再现第一面3的第一部分4的整个周边轮廓P1，该周边轮廓在图1中用影线示意性地示出并且至少部分地由周边边缘8界定。轮廓P1精确地再现轮廓P并且与轮廓P平行地显影，除了在引导部分10处之外，所述轮廓朝向该引导部分界定面3的部分4，该部分旨在通过模制摩擦材料块或层5来接收。
轮廓P1以一定方式进一步成形以便在内侧上保持与周边轮廓P径向间隔开，使得至少一个突出部分11被完全嵌入摩擦材料块或层5内。
优选地，面3,6、表面12、空腔13的底壁15以及空腔16的底壁21 (图2)是基本上平坦的，并且彼此平行。
所描述的金属支撑件1是制动元件的整体部分(如图1所示)，该制动元件包括用于车辆的制动衬块2。然而，对于本领域技术人员来说清楚且明显的是，所描述的内容适用于任何类型的制动元件，并且因此也适用于制动蹄。
制动衬块2包括：已经有所描述的金属支撑件1，该金属支撑件为界定在面3,6和周边边缘8之间的基本上平板的形式，所述面是基本上平坦的并且彼此平行，所述周边边缘8基本上垂直于面3,6而且其沿金属支撑件1 的厚度S的方向延伸；摩擦材料块或层5，该摩擦材料块或层以已知方式 (例如，通过模制)施加在具有轮廓P1的面3的第一部分4上，并且该轮廓因此至少部分地由周边边缘8界定；以及施加到第二面6的阻尼元件或“垫片”7。
面3的部分4具有单个突出部分11，或者根据未示出的可能实施方案，具有多个突出部分11，所述突出部分占据部分4的相当大部分，并且延伸以便从面3至少部分地平行于周边边缘8悬臂支撑，但是从周边边缘8 移除，使得至少一个突出部分11被完全嵌入在摩擦材料块或层5内。突出部分11在顶部处由表面12界定，该表面是基本上平坦的并且平行于面3。
在单个突出部分11内，或者在至少一个或优选地全部突出部分11 内，布置有至少一个空腔13或优选地多个空腔13，所述空腔由摩擦材料块或层5填充。
以这种方式，获得了摩擦材料块或层5与金属支撑件1的出乎意料的强粘附性，根据工艺条件，该粘附性大于在面3上存在单个突出部分或单个空腔的情况下，而且在面3上同时存在(但是并排布置的)突出部分和空腔的情况下获得的粘附性。该粘附性甚至优于可用当前生产标准实现的粘附性，其中金属支撑件在两个面上均是光滑的并且仅具有填充有摩擦材料的孔。
根据本发明的基本方面，第二面6被设置有单个空腔16，或者根据未示出的一个可能的实施方案，设置有多个空腔16，所述空腔占据面6的相当大部分，在面6上限定一个浅凹槽18/多个浅凹槽18，所述浅凹槽具有与单个突出部分11或多个突出部分11的那些形状和尺寸基本上相同的形状和尺寸以及垂直于面3,6测量的深度，该深度与突出部分11的垂直于面3,6 测量的高度H基本上相同。
另外，在空腔16内，对应于空腔13，存在至少一个凸起/多个凸起 19，所述凸起具有与空腔13的那些形状和尺寸基本上相同的形状和尺寸，以及与空腔13的垂直于面3,6测量的深度R基本上相同的高度。
以这种方式，单个空腔或多个空腔16以及其中的凸起/多个凸起19限定座20，其中整个阻尼元件7(就单个空腔15和对应的突出部分11而言)或其一部分(就多个空腔16和突出部分11而言)根据阻尼元件7的形状来定位。
根据优选的实施方案，阻尼元件7以平片的形式制造并且具有至少一个穿孔22，在这种情况下为多个适当成形的穿孔22，所述穿孔具有与凸起/ 多个凸起19的形状成对的形状，并且为了将阻尼元件7在座20内保持在适当位置，所述穿孔与该阻尼元件接合。
空腔16具有基本上等于或仅略微小于阻尼元件7的垂直于面3,6测量的厚度的深度，使得阻尼元件7的厚度全部或部分地保持在厚度S的覆盖区内，并且因此由金属支撑件1的厚度S补偿。对于摩擦材料块5和突出部分11也是如此，由此摩擦材料的厚度的一部分在金属支撑件1的厚度的覆盖区内。以这种方式，在不减小整体机械阻力和所用材料的量的情况下，减小了制动衬块2的厚度。
但是，最重要的是，根据本发明，所描述的特殊几何形状使得可以通过单个精细剪切操作来获得突出部分11和19以及空腔13和16，同时开始从金属片(特别是钢)获得支撑件1。
本发明因此涉及用于获得旨在用于车辆制动元件2的金属支撑件1的方法，该方法包括以下步骤：使钢片(为了简单起见未示出)经受精细剪切操作以便将界定在面3和6与周边边缘8之间的金属支撑件1与钢片分离，其中在精细剪切操作期间，钢片的塑性变形步骤在金属支撑件1的由周边边缘8限定的周边轮廓P内执行，通过该塑性变形步骤，相同质量的钢从第二面6移动到第一面3以便同时：
-在第一面3上形成至少一个突出部分11，并且在突出部分11内形成一个或多个空腔13；以及
-在第二面6上形成至少一个空腔16，并且在空腔16内以及在空腔 13处形成一个或多个突出部分19。
在实践中，精细剪切模具被修改以便同时并且通过单个操作来连同获得边缘8的剪切，还形成突出部分11和19以及空腔16和13。但是这仅仅是由于所描述的具体和特定的几何形状而成为可能，这使得可以平衡在剪切模具的各个部分上生成的反作用力，因此允许通过单个操作获得支撑件1 的整个复杂的图。
制动衬块2最后还包括反作用弹簧23，通过阻尼元件7的合适的穿孔 22b使得该反作用弹簧与支撑件1成一体；具体地讲，弹簧23被固定到突出部分19b，该突出部分从面6和浅凹槽18的外部部分地悬臂伸出，并且通过在突出部分11的表面12上布置比其他空腔13更深的对应空腔13b来获得。
通常选择空腔13厚度和对应凸起19的高度，使得凸起19的顶部和底壁21分别与面6和面3基本上齐平；但是，根据该变型形式，在图2中仅用影线示意性地示出，空腔13也能够以一定方式被布置为或多或少地深 (并且因此凸起19或多或少地高)，以便与面3,6偏移地对齐。
这种可能性根据本发明提供了附加优点。实际上，根据对于空腔 13,13b选择的深度并且根据对于突出部分11和凸起19选择的高度，基于简单的计算，可以随意调制支撑件1的固有振动频率以及其刚度。以这种方式，支撑件1可在最受应力的那些点处局部加强，并且/或者可避免不希望的噪声或振动。
通过再次通过单个精细剪切操作，通过穿过金属支撑件1或在金属支撑件1中布置通孔或盲孔24(图2)来获得进一步调制的可能性来进一步增强这些可能性。
因此完全实现了本发明的目标。

Claims (11)

1.一种用于获得用于车辆的制动元件(2)的金属支撑件(1)，所述金属支撑件包括第一面(3)和基本上平行于所述第一面的第二面(6)，所述第一面被设计成在其第一部分(4)上接收摩擦材料块或层(5)，所述第二面被设计成接收阻尼元件(7)，所述第一面和所述第二面由所述金属支撑件的周边边缘(8)横向界定，所述周边边缘沿所述金属支撑件的厚度(S)的基本上垂直于所述第一面和所述第二面的一个方向在所述第一面和所述第二面之间延伸；其特征在于：
i)-所述第一面(3)的第一部分(4)被设置有至少一个突出部分(11)，所述突出部分从所述第一面至少部分地平行于所述周边边缘(8)的周边轮廓(P)悬臂支撑，但与所述周边边缘间隔开，并且所述突出部分在顶部处由基本上平行于所述第一面的第一表面(12)界定；
ii)-在所述至少一个突出部分(11)内，至少一个第一空腔(13)存在并且在所述第一表面(12)上限定由基本上平行于所述第一面的底壁(15)界定的第一浅凹槽(14)；
iii)-所述第二面(6)被设置有至少一个第二空腔(16)，所述第二空腔在所述第二面上限定第二浅凹槽(18)，所述第二浅凹槽具有与所述至少一个突出部分(11)的那些形状和尺寸基本上相同的形状和尺寸以及垂直于所述第一面和所述第二面测量的深度，所述深度与所述至少一个突出部分(11)的垂直于所述第一面和所述第二面测量的高度(H)基本上相同；
iv)-在所述第二空腔(16)内，对应于所述至少一个第一空腔(13)，存在至少一个凸起(19)，所述凸起具有与所述至少一个第一空腔(13)的那些形状和尺寸基本上相同的形状和尺寸，以及与所述第一空腔(13)的垂直于所述第一面和所述第二面测量的深度(R)基本上相同的高度，使得所述至少一个第二空腔(16)和所述至少一个凸起(19)限定接收座(20)以用于所述阻尼元件(7)。
2.根据权利要求1所述的金属支撑件(1)，其特征在于其由剪切的钢片制造，所述至少一个凸起(11)、所述至少一个第一空腔(13)和所述一个第二空腔(16)以及所述至少一个突出部分(19)已通过塑性变形用相同的精细剪切操作来获得，通过所述精细剪切操作，所述支撑件(1)本身从所述钢片获得，以便将相同质量的钢从所述第二面(6)移动到所述第一面(3)。
3.根据权利要求1所述的金属支撑件，其特征在于所述至少一个突出部分(11)占据所述第一面(3)的相当大部分，而所述至少一个第二空腔(16)占据所述第二面(6)的对应相当大部分；并且在所述至少一个突出部分(11)内，布置了多个第一空腔(13)，所述第一空腔在所述第一表面(12)上限定多个第一浅凹槽(14)，对应于所述第一浅凹槽，在所述第二空腔(16)内存在多个凸起(19)。
4.根据权利要求1所述的金属支撑件，其特征在于所述至少一个突出部分(11)被成形为再现所述第一面(3)的所述第一部分(4)的至少部分地由所述周边边缘(8)界定的周边轮廓(P1)，并且在内侧上保持与所述周边轮廓径向间隔开，使得所述至少一个突出部分(11)在使用中被完全嵌入所述摩擦材料块或层(5)内。
5.根据权利要求1所述的金属支撑件，其特征在于所述第一面(3)和所述第二面(6)、所述第一表面(12)以及所述第一空腔(13)和所述第二空腔(16)的相应底壁(15,21)是基本上平坦的，并且彼此平行。
6.根据权利要求1所述的金属支撑件，其特征在于所述制动元件是制动衬块。
7.一种用于车辆的制动衬块(2)，所述制动衬块包括金属支撑件(1)，所述金属支撑件为界定在第一面(3)和第二面(6)与周边边缘(8)之间的基本上平板的形式，所述面是基本上平坦的并且彼此平行，所述周边边缘基本上垂直于所述第一面和所述第二面而且沿所述金属支撑件的厚度(S)的一个方向延伸；摩擦材料块或层(5)，所述摩擦材料块或层施加在所述第一面的至少部分地由所述周边边缘(8)界定的第一部分(4)上；以及施加到所述第二面的阻尼元件(7)；其特征在于：
i)-所述第一面的所述第一部分(4)被设置有至少一个突出部分(11)，所述突出部分从所述第一面(3)至少部分地平行于所述周边边缘(8)悬臂支撑，但与所述周边边缘间隔开，使得所述至少一个突出部分(11)被完全嵌入所述摩擦材料块或层(5)中；所述至少一个突出部分(11)在顶部处由基本上平行于所述第一面的第一表面(12)界定；
ii)-在所述至少一个突出部分(11)内，至少一个第一空腔(13)存在并且在所述第一表面(12)上限定由基本上平行于所述第一面的底壁(15)界定的第一浅凹槽(14)；所述至少一个第一空腔(13)由所述摩擦材料块或层(5)填充；
iii)-所述第二面(6)被设置有至少一个第二空腔(16)，所述第二空腔在所述第二面上限定第二浅凹槽(18)，所述第二浅凹槽具有与所述至少一个突出部分(11)的那些形状和尺寸基本上相同的形状和尺寸以及垂直于所述第一面和所述第二面测量的深度，所述深度与所述至少一个突出部分(11)的垂直于所述第一面和所述第二面测量的高度(H)基本上相同；
iv)-在所述第二空腔(16)内，对应于所述至少一个第一空腔(13)，存在至少一个凸起(19)，所述凸起具有与第一空腔(13)的那些形状和尺寸基本上相同的形状和尺寸，以及与所述第一空腔的垂直于所述第一面和所述第二面测量的深度(R)基本上相同的高度，使得所述至少一个第二空腔(16)和所述至少一个凸起(19)限定座(20)，其中容纳所述阻尼元件(7)。
8.根据权利要求7所述的用于车辆的制动衬块，其特征在于所述阻尼元件以片形式制成并且具有至少一个穿孔(22)，所述穿孔具有与所述至少一个凸起(19)的形状成对的形状，并且接合所述至少一个凸起(19)以将所述阻尼元件在所述座(20)中保持在适当位置。
9.根据权利要求7所述的用于车辆的制动衬块，其特征在于所述至少一个第二空腔(16)具有基本上等于或略微小于所述阻尼元件(7)的垂直于所述第一面和所述第二面测量的所述厚度的深度。
10.一种用于获得旨在用于车辆制动元件(2)的金属支撑件(1)的方法，其特征在于所述金属支撑件通过精细剪切操作由剪切的钢片制成以将金属支撑件(1)与所述钢片分离，并且在所述精细剪切操作的同时，执行所述金属支撑件的第一面(3)和第二面(6)的塑性变形步骤以将相同质量的钢从所述第二面(6)移动到所述第一面(3)以在所述第一面上实现设置在至少一个第一空腔(13)内的至少一个凸起(11)，并且在所述第二面上实现至少一个第二空腔(16)，所述至少一个第二空腔在内侧上设置有至少一个突出部分(19)。
11.一种用于获得旨在用于车辆制动元件(2)的金属支撑件(1)的方法，包括以下步骤：使钢片经受精细剪切操作以将界定在第一面(3)和第二面(6)与周边边缘(8)之间的金属支撑件(1)与所述钢片分离，所述面被设计成分别接收摩擦材料块或层(5)和阻尼元件(7)，所述周边边缘(8)沿所述金属支撑件的厚度(S)的基本上垂直于所述第一面和所述第二面的一个方向在所述第一面和所述第二面之间延伸；其特征在于，在所述精细剪切操作期间，在所述金属支撑件的由所述周边边缘(8)限定的周边轮廓(P)内执行所述钢片的塑性变形步骤，由此相同质量的钢从所述第二面(6)移动到所述第一面(3)并且/或者反之亦然，以便：
-在所述第一面(3)上形成至少一个突出部分(11)，所述突出部分从所述第一面至少部分地平行于所述周边边缘(8)的所述周边轮廓(P)悬臂支撑，但与所述周边边缘间隔开，并且所述突出部分在顶部处由基本上平行于所述第一面的第一表面(12)界定；
-在所述至少一个突出部分(11)内形成至少一个第一空腔(13)，所述第一空腔在所述第一表面(12)上限定由基本上平行于所述第一面的底壁(15)界定的第一浅凹槽(14)；
-在所述第二面(6)上形成至少一个第二空腔(16)，所述第二空腔限定第二浅凹槽(18)，所述第二浅凹槽具有与所述至少一个突出部分(11)的那些形状和尺寸基本上相同的形状和尺寸以及垂直于所述第一面和所述第二面测量的深度，所述深度与所述至少一个突出部分(11)的垂直于所述第一面和所述第二面测量的高度(H)基本上相同；
-在所述第二空腔(16)内并且对应于所述至少一个第一空腔(13)形成至少一个凸起(19)，所述至少一个凸起具有与所述至少一个第一空腔(13)的那些形状和尺寸基本上相同的形状和尺寸，以及与所述第一空腔的垂直于所述第一面和所述第二面测量的深度(R)基本上相同的高度。
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