CN108980239A - 制动衬块 - Google Patents

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Abstract

一种用于重型车辆盘式制动器的制动衬块，所述制动衬块包括成层的摩擦材料，所述成层的摩擦材料具有用于接触转子并阻止所述转子旋转的摩擦面，所述制动衬块限定第一周向表面和第二周向表面，以用于在使用中与盘式制动器的第一对应周向衬块顶靠表面和第二对应周向衬块顶靠表面接触。所述制动衬块还包括第一弹簧，所述第一弹簧形成所述第一周向表面的至少一部分并且被布置成接触所述第一周向衬块顶靠表面并且在使用中将所述制动衬块推向所述第二周向衬块顶靠表面。

Description

制动衬块
技术领域
本发明涉及一种制动衬块，以及一种结合有制动衬块的重型车辆盘式制动器。更具体地，本发明涉及一种附接有弹簧的制动衬块。
背景技术
在已知的重型车辆盘式制动器(参见图10)中，通常经由制动夹钳中的径向开口相对于车轮中心在径向向内/向外的方向上将制动衬块111装配到盘式制动器102以及从其中移除。这种布置允许在不移除制动夹钳的情况下更换制动衬块111。这是有益的，因为与轻型车辆的盘式制动器相比，重型车辆制动器的夹钳通常太重而无法由一个人安全地举起和操纵。制动衬块111通过跨制动衬块111的中心在开口之上延伸的衬块保持器192和在径向向内方向上推动衬块的片簧193固持在盘式制动器102内。
片簧在使用中位于从制动衬块的背板径向向外伸出的结构与衬块保持器192之间。片簧193具有弹性，并且用于径向向内地推动衬块，使其与它们对应的径向顶靠部接触，以便最小化颤动(rattling)同时允许内侧衬块滑动。然而，制动衬块与对应的周向顶靠部之间留有空隙，并且在这个周向方向上仍可能发生颤动。此外，用于定位片簧的结构需要扩大制动衬块的背板，因此增加了制动衬块的质量，这是不希望的。
本发明致力于克服或者至少减轻现有技术中的问题。
发明内容
本发明的第一方面提供了一种用于重型车辆盘式制动器的制动衬块，该制动衬块包括：成层的摩擦材料，该层摩擦材料具有用于接触转子并阻止该转子旋转的摩擦面，该制动衬块限定第一周向表面和第二周向表面，以用于在使用中与盘式制动器的第一对应周向衬块顶靠表面和第二对应周向衬块顶靠表面接触；该制动衬块还包括第一弹簧，该第一弹簧形成第一周向表面的至少一部分并且被布置成接触第一周向衬块顶靠表面并且在使用中将制动衬块推向第二周向衬块顶靠表面。
通过提供弹簧来周向地推动制动衬块，第二顶靠表面通常与第二周向表面接触。这导致衬块在其对应的支撑结构内的颤动减少，并且有助于将衬块保持在其对应的支撑结构内。
第一弹簧可选地容纳在制动衬块的第一周向表面的凹部内。
这种布置为弹簧的弹性变形提供了空间。
第一弹簧可以是片簧。
在这个位置中，片簧具有有效节省空间的弹簧形状。
片簧可以是透镜形状的。
这种形状的片簧有利地允许片簧有效地安装到制动衬块上。
第一周向端表面可以是弯曲的，并且第一弹簧至少在压缩状态下也大致以相似的形状弯曲。
通过将弹簧布置成遵循与第一周向表面类似的弯曲轮廓，支承接触得到优化。
第一弹簧的弹簧力矢量可以在大致周向的方向上起作用。
在适当成形的第二周向表面的情况下，这可以帮助将制动衬块固持在支架/夹钳内。
第一弹簧可以被布置在制动衬块的在使用中意图作为前端的一端处。
有利地，在这个取向上，弹簧沿与转子在制动期间的方向相同的方向推动制动衬块，以便进一步帮助减少衬块颤动，并且减少衬块对周向顶靠部的影响。
制动衬块可以包括被布置成支撑该层摩擦材料的背板，并且第一弹簧安装到背板上。
有利地，将弹簧安装到背板上提供了更稳固的制动衬块。
背板可以由厚度最多达约4mm的金属例如金属片制成，并且可以限定后壁以及与该后壁基本上成90°的凸缘，该凸缘形成第一周向表面的一部分。
第一弹簧可以安装到凸缘上。
凸缘为固定弹簧(例如通过点焊、铆接等)提供了方便的位置。
可替代地，第一弹簧可以由与背板相同的材料块形成为整体部件。
背板主体和弹簧使用单块材料(例如单片金属)可以进一步降低成本。
制动衬块还可以包括第二弹簧，该第二弹簧形成第二周向表面的至少一部分并且被布置成接触第二周向顶靠表面。
在第二周向表面上设置弹簧可以进一步减少衬块颤动。
本发明的又一个方面提供一种重型车辆盘式制动器，该重型车辆盘式制动器包括：
根据本发明的第一方面所述的第一制动衬块，该第一制动衬块用于接触制动转子的面；
第二制动衬块，该第二制动衬块用于接触制动转子的与第一制动衬块相反的面；
制动夹钳，该制动夹钳用于至少在内侧-外侧方向上限制第一制动衬块和第二制动衬块；
致动机构，该致动机构被容纳在制动夹钳内以便选择性地使制动衬块与转子接触；
以及第一制动衬块支撑结构和第二制动衬块支撑结构，该第一制动衬块支撑结构和第二制动衬块支撑结构分别用于在周向方向上限制第一制动衬块和第二制动衬块；
其中第一支撑结构包括第一顶靠结构和第二顶靠结构，该第一顶靠结构和第二顶靠结构限定第一周向衬块顶靠表面和第二周向衬块顶靠表面以便在周向方向上接触并支撑第一制动衬块。
第一周向衬块顶靠表面可以包括弯曲形状，该弯曲形状与第一制动衬块的弯曲第一周向表面互补。
第二制动衬块可以是根据本发明的第一方面所述的制动衬块。
附图说明
现在参考附图仅通过举例来描述本发明的实施例，在附图中：
图1是根据本发明的实施例的盘式制动器的等距视图；
图2和图3分别是图1的盘式制动器的制动衬块和支架处于部分装配位置和装配位置的侧视图；
图4和图5是从相反方向的图1的盘式制动器的制动衬块的等距视图；
图6是在平面6-6上穿过图4和图5的制动衬块的横截面图；
图7是图4至图6的制动衬块的背板的等距视图；并且
图8是根据本发明的实施例的制动衬块的侧视图；
图9是根据本发明的实施例的图8的制动衬块位于盘式制动器的制动器支架内的侧视图；并且
图10是现有技术制动衬块和支架的侧视图。
具体实施方式
图1展示了本发明的盘式制动器2，本发明的实施例的制动衬块511a和511b可以装配到该盘式制动器中。盘式制动器2结合致动机构(不可见)，该致动机构包括单个活塞并且适合于商用车辆。这种类型的制动器特别适合于较轻负载的重型车辆，例如较小的卡车或牵引车-拖车组合的拖车。在其他实施例中，该盘式制动器可以是双活塞制动器，例如本申请人的现有ELSA 2系列盘式制动器的变体。
描述了盘式制动器的各个取向。具体而言，内侧和外侧方向是指盘式制动器在装配到车辆上时并且参照车辆的纵向中心线的典型取向。在这个取向中，最靠近车辆中心的制动衬块是直接被致动机构致动的衬块并且是内侧衬块，而外侧衬块是安装到夹钳的桥部分上的这个衬块。因此内侧可以等同于盘式制动器的致动侧，而外侧等同于反作用侧。术语径向(由箭头R表示)描述参照轮子(转子)的中心的取向。周向(由箭头C表示)或者也被称为切向描述相对于制动转子的取向。径向是指朝向或远离制动转子的旋转中心的方向，而周向(C)描述转子围绕其旋转中心(表示为CR)的旋转方向。
盘式制动器2包括夹钳3，该夹钳具有用于容纳该致动机构的壳体6并且是可滑动地安装在支架4上以便在内侧-外侧方向上进行移动。
如所周知，夹钳3可以通过第一引导销和第二引导销(未示出)沿内侧-外侧方向在支架4上滑动。
内侧制动衬块11a包括成层的摩擦材料13并且被布置成使得摩擦材料13面向制动转子10(也被称为制动盘)。内侧制动衬块11a经由内侧制动衬块支撑结构69安装在支架上。在这个实施例中，内侧制动衬块支撑结构69是位于制动器支架中的窗口或凹部，下文更详细地描述。内侧制动衬块11a是在箭头14的方向上、抵靠制动转子10可移动的。
还提供了也具有成层的摩擦材料13的外侧制动衬块11b。如下文进一步详细地描述，外侧制动衬块11b安装到外侧制动衬块支撑结构70上。提供了适合的器件来将外侧制动衬块11b推抵在转子10的相反侧上。在这个实施例中，夹钳包括桥形件5，该桥形件被布置成跨于转子10上并且将来自致动机构的内侧操作轴(未示出)的反作用力传输到外侧衬块11b。在这个实施例中，壳体6和桥形件5被制造成单一的整体铸件，但是在其他实施例中，该桥形件可以是栓接或以其他方式固定到该壳体上的。
在这个实施例中，以活塞的扩大外侧头部的形式提供散布器板(不可见)。散布器板的主要功能是将由单个活塞施加的载荷散布在内侧衬块11a的更大部分的周向宽度上，这对于高压应用(例如紧急停止)特别有用，以便更均匀地分布施加到衬块的载荷。对磨损也产生影响；即，可以减少更靠近衬块的中心(其中应用活塞)的磨损，以便提供更均匀的磨损分布。
参照图2，支架4具有径向衬块顶靠表面74a、74b，以便在径向方向上支撑内侧衬块11a。径向顶靠表面74a、74b位于支架的拱形‘连杆’部分4a的两侧，该连杆部分4a连接支架4的左侧和右侧。
支架4还包括第一周向衬块顶靠表面75a和第二周向衬块顶靠表面75b。在这个实施例中，径向衬块顶靠表面74a、74b以及周向衬块顶靠表面75a和75b是机械加工的，但是根据需要，它们可以是锻造的或仅仅是铸造而成的。
周向衬块顶靠表面75a、75b和径向衬块顶靠表面74a、74b限定内侧衬块支撑结构69，该内侧衬块支撑结构被布置成径向向内且周向(即旋转)方向上支撑内侧衬块11a。当制动器被致动时，顶靠表面74a、74b、75a和75b对内侧衬块11a夹持转子10时产生的扭矩作出反应。顶靠表面还用于定位内侧制动衬块11a。
内侧制动衬块11a和对应的内侧衬块支撑结构69在其周向面上包括互补轮廓，这些互补轮廓被布置成允许制动衬块在制动衬块11a的横向方向T上插入到安装结构中且与该结构的周向方向C成一定角度，直到该衬块顶靠第一周向顶靠表面75a，并且然后当制动衬块的第一周向表面77a与该结构的第一周向顶靠表面75接触时使制动衬块在方向P上围绕固定旋转中心X枢转，以便进入该结构中的装配位置。该装配位置在图3中示出。
在这个实施例中，内侧制动衬块11a的第一周向表面77a具有限定第一固定半径r1的部分圆形区段的轮廓，以便与互补的第一周向顶靠表面75a接触。还将理解的是，在这个实施例中，制动衬块的第一径向表面78a与第一周向顶靠表面77a是部分连续的。换言之，因为该表面是弯曲的，所以它在一些位置传输具有周向分量和径向分量的力。
此外，第一周向顶靠表面75a围绕内侧制动衬块11a的第一周向表面延伸，使得从第一周向顶靠表面75a的径向最外侧尖端76a到第二周向顶靠表面75b的对应尖端76b的间隙距离小于两个周向顶靠表面75a、75b上的从尖端径向向内的对应点之间的最大距离。换言之，第一周向顶靠表面75a的从制动衬块径向向外的一部分在制动衬块11a的第一端处的一部分上延伸。
这意味着，实际上制动衬块被容纳在由第一周向顶靠表面75a限定的弯曲底切内。这通过以下方式防止制动衬块11a从内侧衬块支撑结构69被举起：使该内侧衬块支撑结构围绕制动衬块的第二端枢转，而不是围绕制动衬块的第一端枢转，即，在组装盘式制动器2时，仅可能以下文描述的方式进行装配和移除。
制动衬块的第二周向表面77b具有也限定第二固定半径r2的部分圆形区段的轮廓。第二固定半径大于第一固定半径并且被布置成接触互补的第二周向顶靠表面75b，该第二周向顶靠表面也是具有类似半径的部分圆形。
为了使制动衬块11a在装配时具有与第二周向顶靠表面75b接触的较大支承区域以便在制动情况下传输制动力，第二半径r2的中心与第一半径r1的中心α基本上重合。
在这个实施例中，制动衬块的第二径向表面78b具有一个大致平面的轮廓并且被安排成接触互补的第二径向顶靠表面74b，该互补的第二径向顶靠表面也是大致平面的。
与第一径向顶靠表面相比，第二径向顶靠表面74b被布置成在它与第二周向顶靠表面75b的交叉处具有限定的角度，以便在制动衬块的第二端处沿径向向内方向支撑该制动衬块。然而，在支架的一些变体(未示出)中，应力消除特征可以将第二径向顶靠表面74b与第二周向顶靠表面75b分离。
第一周向顶靠表面75a相对于转子10的通常旋转方向(图2中的顺时针方向)被布置在盘式制动器的前侧(表示为LE)。第二周向顶靠表面75b被布置在尾侧(表示为TR)。因此，在装配有盘式制动器2的车辆的向前移动方向上，作用在制动衬块11a上的力倾向于将制动衬块固持在衬块支撑结构内，而不需要投入使用附加的保持结构。
然而，由于车辆典型地也在相反方向上操纵(低速且持续其一小部分操作时间)，因此上文陈述的几何形状可能需要一种结构来抵消当转子10的旋转反向时作用在制动衬块11a上的力。因此，如图3所示，提供了呈板92的形式的衬块保持器，该衬块保持器从第二周向顶靠75b在制动衬块11a的径向外表面的一部分之上延伸。螺栓94(或其他适当的紧固部件)穿过板92并进入支架4中的螺纹孔中，以便将板92可释放地固定在位。
在图1的盘式制动器2中，外侧衬块支撑结构70被布置成具有径向顶靠表面74a、74b和周向顶靠表面75a、75b类似几何形状，以便接收和支撑与内侧制动衬块11a具有类似或相同形状的外侧制动衬块11b。在其他实施例中，外侧衬块可以具有不同的几何形状，并且这在一些情况下可以是有利的，具体取决于制动器的功能要求和/或是否将提供某种形式的“防错(poka-yoke)”特征(使衬块在内侧位置和外侧位置的装配的误操作)。
因此，外侧制动衬块11b的装配操作与内侧制动衬块11a的装配操作类似。然而，虽然内侧制动衬块11a经由内侧制动衬块支撑结构69安装在盘式制动器2的支架4上，但外侧制动衬块11b由外侧制动衬块支撑结构70安装到夹钳3的桥形件5上。这样，当装配在外侧制动衬块支撑结构70中时，外侧制动衬块11b由夹钳3径向且周向地支撑。外侧制动衬块支撑结构70的等效径向顶靠表面和周向顶靠表面设置在与转子10相邻的桥形件5的面中。然而，由于外侧衬块11b的位置相对于桥形件5在内侧-外侧上固定，因此顶靠表面不需要像在支架4中那样在内侧-外侧上那么深，例如，它们可以仅与外侧制动衬块11b上的对应周向表面和径向表面一样深。
为了维持外侧制动衬块11b在正常旋转方向上固有地保持在外侧衬块支撑结构70中的益处，在这个实施例中，内侧制动衬块11a和外侧制动衬块11b的形状被设定成使得当面向彼此呈平行关系(其中摩擦材料面向摩擦材料)时，制动衬块关于与制动衬块和转子10的摩擦面平行的平面成镜面对称。因此，当装配在如图1所展示的盘式制动器2内时，衬块关于与转子10的旋转中心CR垂直的平面在该转子的轴向中点处成镜面对称。
这种布置意味着用于外侧制动衬块11b的衬块保持板92与用于内侧制动衬块的衬块保持板处于该衬块的同一尾侧处，但是替代地被固定在桥形件5上的螺纹孔中。这种衬块形状的益处在于，它固有地提供了防错特征，该防错特征防止单独的衬块在相反取向上装配在其对应的支撑结构内(即，其中背板而不是摩擦材料面向转子)。
制动衬块11a和11b的摩擦材料13被安装到例如金属材料的加强背板16上。位于该背板的周向表面处的摩擦材料13遵循与背板16基本上相同的轮廓。然而，由于制造原因，摩擦材料从整个周边表面进入最多达4mm。这种布置优化了制动衬块的重量与摩擦材料体积比，这具体地通过简单的衬块保持布置而成为可能。径向最外侧边缘和径向最内侧边缘(中间径向表面78a、b)上的摩擦材料和背板的轮廓尽可能紧密地遵循转子的接触区域，以便最大化扫掠衬块区域。
将任一制动衬块11a、11b装配到夹钳中是简单的事情：在制动衬块的横向方向T上将该衬块插入到安装结构中并且使该衬块与该结构的周向方向成一定角度，并且然后当制动衬块的周向表面与该结构的互补周向表面接触时，使制动衬块围绕固定旋转中心枢转，直到制动衬块进入该结构中的装配位置，在该装配位置，制动衬块的第二径向表面78b搁置在第二径向衬块顶靠表面74b上。然后可以通过向下拧紧螺栓94来将衬块保持器板92固定在衬块11a、11b之上。移除是通过相反的程序实现的。
现在关于图2至图7更详细地讨论背板的构造。制动衬块11a、11b的加强背板16必须具有足够的强度和完整性，以便承受在制动期间并且当装配有盘式制动器的车辆例如在不平的表面上行驶时作用在制动衬块上的力。
如图6和图7所示，加强背板16包括后壁16a，该后壁具有面向摩擦材料13并且用于支撑该摩擦材料的内表面以及背离摩擦材料的相反外表面。当安装用于使用时，内表面面向盘式制动器的制动转子10，并且外表面背离转子。
加强背板可以包括从后壁的内表面侧延伸的至少一个加强凸缘。至少一个加强凸缘可以至少包围后壁的周边部分。凸缘的加强作用有助于加强背板并且增加与盘式制动器2的相应顶靠表面接触的面积。
在图3至图7所描绘的实施例中，加强背板包括完全环绕后壁的周边的加强外围凸缘16b。后壁16a限定平面并且加强外围凸缘16b从后壁的内表面侧基本上垂直地延伸。外围凸缘的第一周向部分167a和第二周向部分167b限定制动衬块的第一周向表面77a和第二周向表面77b。外围凸缘的第一径向部分168a和第二径向部分168b限定制动衬块的第一径向表面78a和第二径向表面78b。
后壁和至少一个加强凸缘在制动衬块的摩擦材料侧形成槽。在所描绘的实施例中，后壁16a和外围凸缘16b限定具有桶形状的槽16c。
槽被构造成容纳制动衬块的至少一个功能部件。功能部件可以从以下各项中选择：用于将摩擦材料粘结到背板上的粘结物、用于抑制从摩擦材料到制动衬块的背板中的传热的热绝缘体、以及用于吸收由制动衬块产生的噪声和/或用于改变制动衬块的共振频率的减噪器。粘结物可以包括钢网，摩擦材料可以形成在该钢网周围。
槽可以另外容纳摩擦材料的后部部分。
在图3至图7所描绘的实施例中，使用摩擦材料粘结物17将摩擦材料附接到后壁16a的内表面上。如图所示，摩擦材料的后部部分13a和成层的摩擦材料粘结物17位于背板的槽16c中，而摩擦材料的前部部分13b从背板伸出。后部部分可以是摩擦材料的磨损极限部分，并且凸缘16'的外边缘可以限定摩擦材料的磨损极限。
槽基本上被至少一个功能部件(例如粘结物、热绝缘体和/或减噪器)以及可选地摩擦材料的后部部分填满。基本上填满该槽增强了至少一个凸缘的刚性，并且降低了操作期间塑性变形的风险。通过基本上填满该槽，位于背板的周向表面处的摩擦材料遵循与背板16基本上相同的轮廓。摩擦材料从背板的外周边后退至少一个凸缘的厚度。至少一个凸缘在摩擦材料与该背板之间提供附加的机械接触，帮助粘结并且降低了在制动期间摩擦材料与背板分离的风险。此外，通过填满该槽，水和其他异物进入至少一个凸缘与摩擦材料等之间的间隙并引起腐蚀的风险被最小化。
通过使至少一个功能部件(例如粘结物、热绝缘体和/或减噪器)以及可选地位于背板中的摩擦材料的后部部分凹入，可以增加制动衬块中的在操作中可能会磨损掉的牺牲摩擦材料的厚度并且可以改善制动衬块的使用寿命。
可替代地或另外，背板16可以包括至少一个加强肋以帮助加强背板。至少一个加强肋被构造成有助于在使用期间相对于作用在制动衬块上的力来加强背板。这些力可以包括例如：来自保持器的保持力、活塞的施加载荷、施加的夹持力、在摩擦材料与转子之间引起的拖曳制动力、和/或来自顶靠表面的顶靠力。至少一个加强肋也可以被构造成改变背板的固有频率，并且从而有助于减少在操作期间产生尖叫噪声。
至少一个加强肋可以包括布置在后壁上的凹部和/或脊。肋可以包括形成在背板的后壁16a中、优选地形成在后壁的外表面上的凹部。凹部可以具有任何适合的横截面轮廓，包括例如弯曲轮廓、平底轮廓或锯齿轮廓。优选地，在后壁的一个表面上成形的肋凹部在后壁的相反表面上形成对应的肋脊。例如，在后壁的外表面上形成的肋凹部在后壁的内表面上形成对应的肋脊。脊可以帮助将绝缘体、减噪器和/或摩擦材料附接在槽中。
在图3至图7所描绘的实施例中，背板16包括在后壁16a中形成的用以帮助加强背板的多个细长的加强肋16d。如图4、图6和图7所示，肋是细长的脊26，这些脊被布置在面向摩擦材料13的后壁的内面上，并且对应的凹部28被布置在后壁的外面上。脊26/凹部28具有横截面弯曲轮廓。
在这个特定实施例中，细长的加强肋16d被构造成有助于相对于活塞的施加载荷、施加的夹持力、在摩擦材料与转子之间引起的拖曳制动力、和/或来自顶靠表面的顶靠力来加强背板。细长的加强肋还被构造成调整背板并改善其噪声行为。
为了改善背板上的力分布，细长的加强肋16d跨后壁16a的整个宽度延伸。为了优化制动衬块对拖曳制动力的反作用，细长的加强肋16d被构造成遵循作用在后壁上的切向拖曳力的矢量路径。为了抵消作用在制动衬块上的顶靠表面的顶靠力，细长的加强肋16d被构造成在外围凸缘的第一周向表面部分167a与第二周向表面部分167b之间以及在外围凸缘的第一径向表面部分168a与第二径向表面部分168b之间跨后壁16a延伸。为了优化加强效果并帮助最小化背板在顶靠界面处的塑性变形，每个加强肋基本上垂直于后壁与外围凸缘之间的交叉部分。
此外或可替代地，背板可以包括在后壁中形成的至少一个加强肋，该至少一个加强肋被构造成相对于由制动衬块保持器施加的保持力来加强背板。保持力通常作用在背板的局部化区域上，并且因此至少一个局部加强肋优选地被布置在与制动衬块保持器相邻的后壁的区域中。为了相对于由衬块保持器板92施加的保持力进一步加固图3至图7所描绘的制动衬块的实施例，在与衬块保持器相邻的后壁的区域中形成局部加强肋16e。为了优化加强效果并帮助通过衬块保持器使背板的塑性变形最小化，将每个加强肋定向成在与衬块保持器板92和后壁之间的界面基本上垂直的方向上延伸。
提供至少一个凸缘和/或至少一个加强肋允许减小背板材料的厚度，同时保持背板具有足够的强度和完整性以便承受作用在装配有盘式制动器的车辆上的制动力和行进力。
至少一个凸缘(例如，外围凸缘16b)和/或至少一个加强肋(例如，加强肋16d、16e)的增强的加强效果允许背板16由相对较薄的金属片材料形成。
金属片材料优选地具有约4mm或更小的厚度。槽可以优选地具有约5mm至约7mm之间的深度。背板16可以由厚度为约1mm至约4mm之间、优选地约3mm的金属片(例如薄钢板)形成。
通过使用相对较薄的金属片材料，背板的总质量被最小化，继而又导致环境和成本益处。另外，背板可以由金属片材料压制形成并且制造起来便宜。
在图3至图7所描绘的实施例中，背板16由厚度为约3mm的薄钢板压制形成，由此后壁和外围凸缘由与起点相同的材料片一体地形成，并且槽的深度为约7mm。
背板优选地由金属薄板的坯件(通常为金属薄板的盘管)制造并且在压机中的适当成型模具之间被压制，以便形成至少一个加强肋和/或至少一个凸缘。制造背板的方法包括从金属片切割坯件的初始步骤。该方法还可以包括以下步骤：压制坯件来形成脊/凹部，以便限定至少一个加强肋；和/或在压机中拉伸坯件以将该金属片的外边缘翻转接近90°的角度，以便形成后壁和至少一个凸缘。
在其他实施例中，背板可以是铸造的，或者使用其他适合的工艺形成。
参照图8和图9，示出根据本发明的实施例的制动衬块511a。与上述制动衬块和盘式制动器相比，相同的部分用相同的数字表示，但是添加前缀“5”。下文将仅详细讨论那些与先前附图不同的部分。
如在先前的实例中那样，第一内侧制动衬块511a包括成层的摩擦材料(不可见)，该层摩擦材料具有用于接触转子(未示出)并阻止该转子旋转的摩擦面。制动衬块511a具有与制动衬块111a类似的总体周边轮廓，具有第一周向端表面577a和第二周向端表面577b，以用于与盘式制动器502的制动器支架504的顶靠结构572a、572b的第一对应周向衬块顶靠表面575a和第二对应周向衬块顶靠表面575b接触。
制动衬块511a与制动衬块111a的不同之处在于，它还包括第一弹簧540。这个第一弹簧540形成第一周向端表面577a的一部分，并且当装配在内侧衬块支撑结构569a内时，被布置成接触第一周向衬块顶靠表面575a并且在使用中以预定量的预加载荷将制动衬块推向第二周向衬块顶靠表面575b。换言之，它提供了作用在与衬块本身的总体平面对齐的平面中的力。
将理解，为了在各种状态下将制动衬块511a装配在内侧衬块支撑结构569内并朝向转子滑动，制动衬块511a与周向衬块顶靠表面575a和575b之间需要一些空隙(典型地为约1mm)。然而，第一弹簧确保在静止状态下，仅第一周向表面577a与第一周向衬块顶靠表面575a之间存在空隙。
在这个实施例中，第一弹簧540被布置在制动衬块511a的在使用中意图作为前端的一端处。因此，弹簧沿转子在制动时的正常旋转方向相同的方向推动制动衬块511a。这意味着，典型地在第二周向表面577b与第二周向衬块顶靠表面575b之间的接触区域处，空隙将为零。这导致制动衬块511a在其对应的支撑结构内的颤动减少，并且有助于将制动衬块保持在其对应的支撑结构569内，因为存在摩擦阻力而防止其向外枢转以便移除。
在图8和图9中可以进一步看出，第一弹簧540的弹簧力矢量在大致周向方向上起作用。换言之，代替直接作用在相反的衬块顶靠表面575b上，弹簧力与转子的旋转相切地起作用，并且因此在与制动操作期间的制动力相同的方向上起作用。
第一弹簧540容纳在制动衬块511a的第一周向表面577a的凹部542内。在这个实施例中，第一弹簧540是由第一拱形叶片540a和第二拱形叶片540b形成的片簧，该第一拱形叶片和第二拱形叶片进行连接以限定透镜形状的弹簧。第一弹簧540由适当的弹性且耐用的材料形成，诸如弹簧钢。凹部542是凸形弧，该凸形弧被布置成在处于其压缩状态时适形于第二叶片540b。此外，这种布置允许处于压缩状态的第一叶片540a采用与第一周向表面577a的其余部分具有相似形状和半径的弯曲形状，从而使得当如图9所展示那样装配时与第一周向衬块顶靠表面575a接触的支承表面最大化。
对于所展示类型的制动衬块511a，其中背板是由金属片制成、厚度最多达4mm、被压制形成以限定后壁516a和与该后壁基本上成90°的凸缘516b，第一弹簧540被安装到凸缘上形成弹簧凹部542的位置处。由于凸缘516b和弹簧540两者是面对面接触的相对较薄的金属片，所以这允许以许多方式方便地实现连接。在这个实施例中，该连接是铆钉，但是在其他实施例中，可以使用其他紧固件，例如可以点焊、粘合或者将这些部件中的一者或两者成形/形成为彼此形状配合。
尽管在图9中未示出，但是制动衬块511a可以由保持器诸如板92和螺栓94(如上所述)保持靠近第二周向表面。
在替代实施例(未示出)中，第一弹簧由与背板相同的材料块形成为一体或整体部件。在冲压金属片背板的情况下，可以从金属片中冲压出额外的材料区段，作为单个坯件的一部分，并且然后在折叠和/或压制操作中将该材料区段形成弹簧。
在又一个替代实施例(未示出)中，第二弹簧设置在制动衬块上。第二弹簧形成第二周向表面577b的至少一部分并且被布置成接触第二周向衬块顶靠表面575b。弹簧可以是由相反的叶片形成的与第一弹簧540类似的片簧。然而，弹簧优选地由半径大于第一弹簧的拱形叶片形成，以便适形于第二周向表面577b的弧形的更大半径。添加第二弹簧可以进一步减少衬块颤动并增强衬块保持力。
以与上述制动衬块11a类似的方式实现制动衬块511a的装配。然而，作为插入过程的一部分，弹簧540必需进行压缩。所描述类型的制动衬块典型地比具有类似扫掠衬块面积的冲压或铸造衬块轻，并且因此可能需要在插入时可以由装配工手动地压下的较弱弹簧。然而，可以通过以下方式来帮助装配制动衬块：在第二顶靠结构的径向外边缘上设置倒角(在图9中以虚线598所示)以用作楔形件，使得向下推动衬块的第二端也会压下弹簧540。也可以通过衬块背板的在第二周向表面577b和第二径向表面578b相会处的适当倒角形状来实现帮助装配的楔形件功能，这也允许克服弹簧540上的较大弹簧力。轨迹和旋转装配本身对于弹簧装配是有利的，因为它像围绕枢转点的杠杆或齿轮装置那样起作用。
一旦制动衬块处于图9的装配位置，就可以将适合的保持器固定在该衬块之上，如上文关于制动衬片11a所描述。
虽然对制动衬块的描述是关于内侧制动衬块511a，但是将理解，在将要装配到外侧衬块支撑结构中的制动衬块上，也可以使用一个或两个弹簧。外侧衬块支撑结构可以是支架504的一部分，或者可以是夹钳的一部分。在一些实施例中，内侧制动衬块和外侧制动衬块可以是相同的并且可在内侧-外侧上互换，是“手控的”并且具有镜面对称(如上文所描述的衬块11a和11b的情况)，或者在轮廓上是不同的，例如以便提供防错装配。
在本发明的范围内可以做出很多改变。例如，可以使用悬臂式片簧、圆形弹簧或螺旋弹簧。可以在第一周向表面和/或第二周向表面中设置多个弹簧。可以仅在意图处于制动衬块的后缘的周向表面中设置弹簧。弹簧可以用在与制动衬块类似的位置，这些弹簧具有与制动衬块511a类似的轮廓，但是它们是通过常规铸造或冲压操作制造的。此外，类似的(多个)弹簧可以设置在具有常规轮廓的制动衬块中(即，类似于图10，但是具有(多个)凹部以便容纳周向表面上的(多个)弹簧)。然而，具有常规轮廓的制动衬块可以通过如上所述的利用凸缘的压制操作来制造。弹簧不是材料片或材料带，而是它们可以替代地由具有大致圆形横截面的金属丝材料形成。制动衬块背板可以不具有围绕其整个周边的凸缘。

Claims (15)

1.一种用于重型车辆盘式制动器的制动衬块，所述制动衬块包括：
成层的摩擦材料，所述成层的摩擦材料具有用于接触转子并阻止所述转子旋转的摩擦面，所述制动衬块限定第一周向表面和第二周向表面，以用于在使用中与盘式制动器的第一对应周向衬块顶靠表面和第二对应周向衬块顶靠表面接触；
所述制动衬块还包括第一弹簧，所述第一弹簧形成所述第一周向表面的至少一部分并且被布置成接触所述第一周向衬块顶靠表面并且在使用中将所述制动衬块推向所述第二周向衬块顶靠表面。
2.根据权利要求1所述的制动衬块，其中所述第一弹簧容纳在所述制动衬块的第一周向表面的凹部内。
3.根据权利要求1所述的制动衬块，其中所述第一弹簧是片簧。
4.根据权利要求3所述的制动衬块，其中所述片簧是透镜形状的。
5.根据权利要求1所述的制动衬块，其中所述第一周向端表面是弯曲的，并且所述第一弹簧至少在压缩状态下也大致以相似的形状弯曲。
6.根据权利要求5所述的制动衬块，其中所述第一弹簧的弹簧力矢量在大致周向的方向上起作用。
7.根据权利要求1所述的制动衬块，其中所述第一弹簧被布置在所述制动衬块的在使用中意图作为前端的一端处。
8.根据权利要求1所述的制动衬块，其中所述制动衬块包括被布置成支撑所述成层的摩擦材料的背板，并且所述第一弹簧安装到所述背板上。
9.根据权利要求8所述的制动衬块，其中所述背板是由厚度最多达4mm的金属例如金属片制成，并且限定后壁以及与所述后壁基本上成90°的凸缘，所述凸缘形成所述第一周向表面的一部分。
10.根据权利要求9所述的制动衬块，其中所述第一弹簧安装到所述凸缘上。
11.根据权利要求8所述的制动衬块，其中所述第一弹簧由与所述背板相同的材料块形成为整体部件。
12.根据权利要求1所述的制动衬块，所述制动衬块还包括第二弹簧，所述第二弹簧形成所述第二周向表面的至少一部分并且被布置成接触所述第二周向顶靠表面。
13.一种重型车辆盘式制动器，所述重型车辆盘式制动器包括：
根据任一前述权利要求所述的第一制动衬块，所述第一制动衬块用于接触制动转子的面；
第二制动衬块，所述第二制动衬块用于接触所述制动转子的与所述第一制动衬块相反的面；
制动夹钳，所述制动夹钳用于至少在内侧-外侧方向上限制所述第一制动衬块和第二制动衬块；
致动机构，所述致动机构被容纳在所述制动夹钳内以便选择性地使所述制动衬块与所述转子接触；
以及第一制动衬块支撑结构和第二制动衬块支撑结构，所述第一制动衬块支撑结构和第二制动衬块支撑结构分别用于在周向方向上限制所述第一制动衬块和第二制动衬块；
其中所述第一支撑结构包括第一顶靠结构和第二顶靠结构，所述第一顶靠结构和第二顶靠结构限定第一周向衬块顶靠表面和第二周向衬块顶靠表面以便在周向方向上接触并支撑所述第一制动衬块。
14.根据权利要求13所述的盘式制动器，其中所述第一周向衬块顶靠表面包括弯曲形状，所述弯曲形状与所述第一制动衬块的弯曲第一周向表面互补。
15.根据权利要求13所述的盘式制动器，其中所述第二制动衬块是根据权利要求1所述的制动衬块。
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