CN111094785A - 用于盘式制动器的制动衬片 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于车辆、尤其是轨道车辆的盘式制动器的制动衬片，该制动衬片具有支架板(1)，多个摩擦单元(2)分别借助固定元件(4)固定在所述支架板上，所述固定元件支承在支架板(1)的背离摩擦单元(2)的背侧上，其中，相应的摩擦单元(2)在支架板(1)的背离固定元件(4)的一侧上具有摩擦元件(3)，所述摩擦元件借助球缺体形的凸肩(7)可倾斜运动地并且通过支承在支架板(1)上的弹簧(5)加载地支承，该制动衬片构造为使得在弹簧(5)与摩擦元件(3)之间设置有环形的盘(6)，该盘至少局部地贴靠在弹簧(5)和摩擦元件(3)上。

Description

用于盘式制动器的制动衬片
技术领域
本发明涉及一种根据权利要求1的前序部分所述的用于车辆的、尤其是轨道车辆的盘式制动器的制动衬片。
背景技术
主要在实现高速度的轨道车辆中使用制动衬片，制动衬片的摩擦元件由硬质材料制成。
为了实现令人满意的承载图、即摩擦元件在制动盘的摩擦面上均匀的表面压力，已知所谓的柔性板制动衬片。
在此，摩擦单元的摩擦元件在与支架板的接触区域中设有球缺体形的凸肩，该凸肩放入在匹配该凸肩的球冠形的容纳部中，使得摩擦元件是可倾斜运动的(或可翻转运动的)。
术语“可倾斜运动”在此是指在盘式制动器的制动盘与制动衬片的表面之间的相对倾斜。在制动过程中，所述两个表面理想地平行地定向，使得倾斜导致制动衬片和盘式制动器的盘的不平行的定向。
制动衬片的特别好的热承载图基于在已知的结构中多个摩擦元件的运动性，这些摩擦元件由此能够依循在制动盘上存在的不平坦部。
通过所述支承，摩擦元件的移动几乎在不改变压紧力的情况下进行，所述压紧力在所有摩擦元件中基本上相同。结果是产生了均匀的承载图并且避免了在制动盘上局部的热点。
如已提到的那样，所述柔性板制动衬片由于其高的有效功率主要被用于在高速度范围内的牵引，然而在制动时整个制动衬片非常强烈的加热。
在DE102016100454A1中公开了这种类型的制动衬片。在所述制动衬片中，多个摩擦单元分别借助于一个固定元件固定在支架板上，其中，每个摩擦单元具有一个摩擦元件以及一个以盘形弹簧形式的弹簧，摩擦元件利用该弹簧进行弹簧加载。
此外，摩擦元件在其朝向支架板的侧上具有球缺体形的凸肩，该凸肩能够实现可倾斜运动性并且该凸肩支承在由盘形弹簧的内部轮廓构成的棱边上。
所述弹簧用于使摩擦元件轴向偏移并且在运动学上以及附加地由于弹性能够实现摩擦元件的倾斜。
这种已知的制动衬片在实践中完全得到证明并且在其制动作用或制动功率方面满足在预先给定的范围内所提出的要求。
然而在高的热过载和机械过载时会出现相应摩擦单元的柔性的降低，其中，为此的原因是弹簧的由温度-时间引起的松弛和/或在弹簧与摩擦元件之间的接触位置处的机械磨损。
此外，摩擦元件的球缺体形的凸肩直接贴靠在盘形弹簧的内边缘上可能妨碍摩擦元件的倾斜运动性以及轴向偏移，并且此外可能导致凸肩的磨损增大，这当然整体上不利地影响摩擦单元、然而尤其是摩擦元件的使用寿命。
发明内容
本发明的任务在于，这样进一步改进这种类型的制动衬片，使得降低各摩擦单元的尤其是热负荷和机械负荷并且总体上提高制动衬片的寿命。
所述任务通过一种具有权利要求1的特征的制动衬片来解决。
通过制动衬片的按照本发明的设计方案，据此在弹簧、尤其是盘形弹簧与摩擦元件之间设置有环形的盘作为中间层，得出一系列优点，这些优点明显降低运行成本以及提高热持久负荷能力。
因此，所述环形的盘在热保护的意义上作用于弹簧，由此使关于现有技术所描述的与温度相关的松弛的危险最小化。
优选地，所述盘在其面积尺寸方面这样确定尺寸，使得该盘基本上覆盖弹簧。
根据本发明的一种有利的进一步改进方案，所述盘具有同中心的、球冠形的凹陷，摩擦元件的球缺体形的凸肩放入在该凹陷中。
因此提供一种滑动支承，该滑动支承尤其是在围绕旋转中点的倾斜和轴向偏移方面明显改善摩擦元件的柔性。
通过在摩擦元件与环形盘的球冠形的凹陷之间同样产生的大面积的接触避免了、然而至少强烈地减少了球缺体形凸肩的磨损。
根据本发明的另一种构思，通过合适地选择盘的材料来支持所提到的通过盘对弹簧较少的热量加载。
在此，具有15W/mK的导热率和大约800MPa至1200MPa、优选1000MPa的高抗拉强度的奥氏体的、抗锈的弹簧钢是第一选择，由此在制动时积累的制动能仅以小的无害的部分作用到热敏感构件上、尤其是弹簧上。
此外，所述盘可以这样构造，使得其基本上仅在由球冠形的凹陷的外面限定的区域中一方面贴靠在摩擦元件的球缺体形的区段上并且另一方面贴靠在弹簧的内部轮廓边缘上。所述盘的连接的径向平面区域相对于弹簧和摩擦元件间隔开地设置，由此产生空气绝缘层，该空气绝缘层同样导致到弹簧上的热传递减少。
总体上得出，摩擦元件的柔性在使用寿命期间受到有利影响，所述柔性对于所谓的柔性制动衬片的功能特性是最重要的基本条件。
此外，通过所谓的球冠支承(该球冠支承由环形盘的球冠形的凹陷与摩擦元件的球缺体形的凸肩相对应地得出)明显改善了各个摩擦元件的运动性，这导致了制动衬片的功能特性的最大化。
通过所述盘的球冠形的凹陷的设计方案，摩擦元件与支架板之间的轴向运动间隙可以受限制地被调节，这同样有助于功能优化。
此外要强调的是，本发明可利用较少的结构上的和制造技术上的耗费来实现，因为环形盘可以由简单的板材成型件、优选圆片坯料来制造，更确切地说通过冲压和成型来制造。
本发明的其它有利构型在从属权利要求中得以表征。
附图说明
下面参考附图描述本发明的一种实施例。
附图示出：
图1以透视后视图示出制动衬片，
图2以透视前视图示出制动衬片，
图3示出根据图1中的线III-III的制动衬片的剖面，
图4以透视图示出制动衬片的细节。
具体实施方式
在下面的对附图的说明中，术语如上、下、左、右、前和后等仅针对制动衬片、盘式制动器、支架板、固定元件以及类似物在相应的图中所选的示例性的描绘和位置。这些术语应不受限地理解，即通过不同的工作位置或镜像对称的设计或类似方法可以改变这些关系。
在图1和图2中示出用于尤其是轨道车辆的盘式制动器的制动衬片，该制动衬片具有多个连接在支架板1上的摩擦单元2，在图3中以剖面详细地示出这些摩擦单元中的一个摩擦单元。
每个摩擦单元2利用以弓形弹簧形式的固定元件4在背侧保持在支架板1上，为此摩擦单元2的摩擦元件3具有销9，该销穿过支架板1并且在该销上固定有固定元件4，该固定元件放入在支架板1的凹部10中。
除了摩擦元件3之外，摩擦单元2具有以朝向摩擦元件3成拱形的盘形弹簧形式的弹簧5，该弹簧支承在支架板1的袋状空隙部11中，其中，该空隙部11设置在支架板1的与凹部10相对置的侧上。
根据本发明，在摩擦元件3与弹簧5之间设置有环形的盘6，该盘能在图4中详细地看见。
在此，环形的盘6至少局部地贴靠在弹簧5和摩擦元件3上。在此，盘6和弹簧5设置在支架板1的空隙部11中。
盘6同心地设有球冠形的凹陷8，摩擦元件3的球缺体形的凸肩7放入在所述凹陷中，所述摩擦元件由此相对于盘6可倾斜运动地支承。
所述球冠形的凹陷8伸入到弹簧5的中间开口中并且支承在限定中间开口的边缘上。由此实现了摩擦元件3和盘6的定心。
在盘6的球冠形凹陷8上径向地连接有在此构造成法兰的周边的边缘区域，在构成相应一个形成空气绝缘层的间隙的情况下，所述边缘区域不仅相对于摩擦元件3而且相对于弹簧5间隔开地延伸。
可看出，盘6的外径这样确定尺寸，使得该盘基本上覆盖弹簧5以及摩擦元件3。
在此，盘6优选由奥氏体的、抗锈的弹簧钢制成，该弹簧钢具有大约15W/mK的导热率和大约800MPa至1200MPa、优选大约1000MPa的抗拉强度。
附图标记列表
1 支架板
2 摩擦单元
3 摩擦元件
4 固定元件
5 弹簧
6 盘
7 球缺体形的凸肩
8 凹陷
9 销
10 凹部
11 空隙部

Claims (8)

1.用于车辆、尤其是轨道车辆的盘式制动器的制动衬片，该制动衬片具有支架板(1)，多个摩擦单元(2)分别借助固定元件(4)固定在所述支架板上，所述固定元件支承在支架板(1)的背离摩擦单元(2)的背侧上，其中，相应的摩擦单元(2)在支架板(1)的背离固定元件(4)的一侧上具有摩擦元件(3)，所述摩擦元件借助球缺体形的凸肩(7)可倾斜运动地并且通过支承在支架板(1)上的弹簧(5)加载地支承，其特征在于，在弹簧(5)与摩擦元件(3)之间设置有环形的盘(6)，该盘至少局部地贴靠在弹簧(5)和摩擦元件(3)上。
2.根据权利要求1所述的制动衬片，其特征在于，所述盘(6)具有同中心的、球冠形的凹陷(8)，摩擦元件(3)的球缺体形的凸肩(7)放入在该凹陷中。
3.根据权利要求1或2所述的制动衬片，其特征在于，所述球冠形的凹陷(8)的背离球缺体形的凸肩(7)的外侧贴靠在限定弹簧(5)的中间开口的边缘上，其中，弹簧(5)构造成盘形弹簧，该盘形弹簧具有指向摩擦元件(3)的拱曲部。
4.根据前述权利要求中任一项所述的制动衬片，其特征在于，在所述球冠形的凹陷(8)上连接有径向的边缘区域。
5.根据前述权利要求中任一项所述的制动衬片，其特征在于，所述盘(6)的径向边缘区域与弹簧(5)和摩擦元件(3)间隔开地延伸。
6.根据前述权利要求中任一项所述的制动衬片，其特征在于，所述盘(6)在其外部尺寸方面确定尺寸为使得该盘在很大程度上覆盖弹簧(5)和摩擦元件(3)。
7.根据前述权利要求中任一项所述的制动衬片，其特征在于，所述盘(6)由奥氏体的、抗锈的弹簧钢制成，该弹簧钢具有大约15W/mK的导热率和大约800MPa至1200MPa、优选大约1000MPa的抗拉强度。
8.根据前述权利要求中任一项所述的制动衬片，其特征在于，所述盘(6)和弹簧(5)设置在支架板(1)的空隙部(11)中。
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