CN111902646B

CN111902646B - 制动衬块背板

Info

Publication number: CN111902646B
Application number: CN201980023123.8A
Authority: CN
Inventors: J·S·福斯特; S·U·安格尔
Original assignee: Federal Mogul Motorparts LLC
Current assignee: Federal Mogul Motorparts LLC
Priority date: 2018-04-06
Filing date: 2019-04-05
Publication date: 2024-03-08
Anticipated expiration: 2039-04-05
Also published as: US20190309809A1; WO2019195722A1; DE112019001817T5; CN111902646A; US11536335B2

Abstract

一种背板和相关联的制动衬块，所述背板包括加强板和保持板。加强板具有外侧表面、内侧表面和模具孔。保持板具有外侧表面、内侧表面和锁定突出部，所述锁定突出部与加强板的模具孔协作以将保持板机械地锁定到加强板，使得加强板的内侧表面面向保持板的外侧表面。在加强板和保持板之间可以包括阻尼层。

Description

制动衬块背板

技术领域

本发明总体上涉及汽车制动，并且特别涉及用于汽车制动衬块的背板。

背景技术

制动衬块用于多种不同尺寸的车辆中，所述车辆包括摩托车、汽车和卡车，并且总体上包括背板和附接到背板的摩擦衬块。背板配置典型地由卡钳设计确定，因此可能合意的是帮助促进背板附接到摩擦衬块而不急剧地更改背板的总体配置。

发明内容

根据一个实施例，提供了一种背板和/或制动衬块，背板包括：加强板，其具有外侧表面、内侧表面和模具孔；以及保持板，其具有外侧表面、内侧表面和锁定突出部，所述锁定突出部与加强板的模具孔协作以将保持板机械地锁定到加强板，使得加强板的内侧表面面向保持板的外侧表面。

根据各种实施例，背板可以进一步包括以下特征中的任一个或这些特征的任何技术上可行的组合：

锁定突出部包括凸缘边缘，所述凸缘边缘抵靠加强板的面向外侧的表面；

面向外侧的表面是模具孔中的扩孔台阶；

凸缘边缘抵靠扩孔台阶的径向延伸壁；

面向外侧的表面是加强板的外侧表面；

锁定突出部是中空凸台，所述中空凸台包括具有外表面和内表面的环形界面壁；

中空凸台与保持板是一体的，使得保持板的内侧表面与锁定突出部的环形界面壁的内表面是连续的，并且保持板的外侧表面与锁定突出部的环形界面壁的外表面是连续的；

在加强板和保持板之间的阻尼层；

阻尼层的环形部分定位成邻近于锁定突出部的环形界面壁的外表面；

保持板由铝或铝基合金制成，并且加强板由钢或铸铁制成；

保持板包括多个保持构件，所述多个保持构件被配置成互锁摩擦衬块；

多个保持构件包括多个成角度的突出部或多个钩；和/或

多个保持构件包括多个中空延伸部，其中多个中空延伸部中的每个中空延伸部在保持板的外侧表面处具有第一直径并且在保持板的内侧表面处具有第二直径，其中第一直径大于第二直径。

根据另一个实施例，提供了一种背板和/或制动衬块，背板包括：加强板，其具有面向外侧的表面和内侧表面；以及保持板，其具有外侧表面、内侧表面和锁定突出部，所述锁定突出部将保持板机械地锁定到加强板，使得加强板的内侧表面面向保持板的外侧表面，其中锁定突出部包括凸缘边缘，所述凸缘边缘抵靠保持板的面向外侧的表面。

根据各种实施例，此背板可以进一步包括以下特征中的任一个或这些特征的任何技术上可行的组合：

面向外侧的表面是加强板的模具孔中的扩孔台阶；和/或

凸缘边缘远离加强板的外侧表面。

附图说明

下文将结合附图描述优选的示例性实施例，其中相同的标记表示相同的元件，并且其中：

图1是根据一个实施例的具有背板的制动衬块的分解视图；

图2示出了图1的背板；

图3是沿着图2中的线3-3截取的图1和2的背板的横截面；

图4是图1-3的背板的锁定突出部的放大视图；

图5是图1-4的背板的保持构件的放大视图；

图6图示了根据另一个实施例的背板；

图7是沿着图6中的线7-7截取的图6的背板的横截面；

图8是图6和7的背板的锁定突出部的放大视图；

图9是图6-8的背板的保持构件的放大视图；

图10图示了根据另一个实施例的背板；

图11是沿着图10中的线11-11截取的图10的背板的横截面；

图12是图10和11的背板的锁定突出部的放大视图；

图13是图10-12的背板的保持构件的放大视图；

图14图示了根据另一个实施例的背板；

图15是沿着图14中的线15-15截取的图14的背板的横截面；

图16是图14和15的背板的锁定突出部的放大视图；

图17是图14-16的背板的保持构件的放大视图；以及

图18是根据另一个实施例的背板的锁定突出部的放大视图。

具体实施方式

本文中公开的背板实施例可以用于各种制动衬块设计中和各种车辆应用中，以帮助改进摩擦衬块的附接。背板实施例是多层的，其能够允许在配置中使用不同的材料以促进剪力保持。例如，与典型的钢背板和摩擦衬块之间的可能导致弯曲的刚性附接不同，多个层的使用能够允许每个层在制造和/或操作期间暴露于热和压力时独立地膨胀和收缩。另外，使用多个层能够允许标准尺寸的背板被适配，而不改变为特别的卡钳设计的背板的整体配置。此外，可以添加附加的阻尼层等以改进制动衬块的噪声振动和声振粗糙度（NVH）性能。

图1是制动衬块10的分解视图。制动衬块10包括背板12和摩擦衬块14。图示的背板12配置和摩擦衬块14配置仅仅是示例，因为取决于诸如卡钳设计的因素，其他几何形状、特征等可以是可能的。所图示的实施例中的背板12包括加强板16和位于加强板16和摩擦衬块14之间的保持板18。如下面将进一步详细描述的，背板12包括许多特征以帮助促进制动衬块10的各种部件的粘合或附接，以由此改进制动衬块的寿命和性能。此外，还可以包括诸如阻尼层20的其他特征以帮助提供性能和粘合益处。

摩擦衬块14与制动表面（诸如转子（未示出））相互作用以抑制旋转运动并停止车辆。转子在本文中用作示例，以在位置上描述制动衬块10的一个或更多特征。因此，诸如内侧和外侧的方向性术语可以用于描述当安装制动衬块10时部件是面朝向转子（例如，内侧）还是远离转子（例如，外侧）。摩擦衬块14包括面向内侧的摩擦表面22和面向外侧的附接表面24。摩擦表面22可以包括未图示的其他特征，诸如倒角、槽、弯曲边缘、磨损传感器或指示器等。附接表面24直接与背板12的保持板18相对，尽管可以包括诸如粘合层等其他层。摩擦衬块14可以由任何可操作的材料制成，诸如非石棉有机（NAO）材料、陶瓷材料或半金属材料（例如，约30-65 wt%的金属）。

典型地，摩擦衬块14直接（或经由粘合层间接地）结合到钢背板或加强板16。然而，根据目前描述的制动衬块10，在加强板16和摩擦衬块14之间可以包括一个或更多其他层。加强板16典型地是钢板，其配置由制动系统或卡钳设计的需要确定。因此，其他特征、形状、材料等（除了被图示和描述的那些）可以被采用以用于加强板16，诸如附加的卡钳附接突出部、眼孔等，以举几个示例。加强板16具有内侧表面26、外侧表面28和外周边30。在一些实施例中，在内侧表面26和外侧表面28之间的加强板16的厚度T_R1可以鉴于多层设计而减小，由此减小制动衬块10的重量——工业优势。在图示的实施例中，在内侧表面26和外侧表面28之间的加强板16的厚度T_R1可以是约5-6 mm（包括端值在内）。

加强板16可以包括一个或更多模具孔32、34。虽然在图示的实施例中示出了两个模具孔32、34，但是取决于期望的实施方式，可以包括更多或更少的模具孔。在制动衬块10的制造期间，摩擦衬块14被按压，使得至少一些摩擦衬块材料被推动穿过模具孔32、34以帮助锁定摩擦衬块和加强板16。每个模具孔32、34包括在加强板16的内侧表面26和外侧表面28之间延伸的周边壁36。

制动衬块的实施例可以包括定位在摩擦衬块14和加强板16之间的保持板18。保持板18包括内侧表面38、外侧表面40和外周边42。在图示的实施例中，保持板18的外周边42小于加强板16的外周边30。保持板18的外周边42可以等于摩擦衬块14的外周边46。在优选的实施例中，保持板18由诸如铝或铝合金的较轻重量的材料制成，尽管其他材料当然是可能的。如图4中所示，保持板18的厚度T_R2典型地小于加强板16的厚度T_R1。在图示的实施例中，在内侧表面38和外侧表面40之间的保持板18的厚度T_R2为约0.8-2 mm（包括端值在内），并且在一个优选的实施例中为约1.5 mm。因此，保持板18的厚度T_R2为加强板16的厚度T_R1的约25-30%。保持板18包括各种特征以帮助促进制动衬块10的其他部件的附接，这样的特征包括可选的保持构件46（为了清楚性目的，仅少数被编号）和/或一个或更多锁定突出部48、50。另外，在加强板16和保持板18之间使用粘合层也是可能的。如果使用阻尼层20，则粘合层可以存在于阻尼层20和加强板16之间和/或阻尼层20和保持板18之间。

在一些实施例中，可以包括保持构件46以提供摩擦衬块14的附加机械互锁。保持构件46可以提供在保持板16的内侧表面38上，以嵌入到摩擦衬块14的附接表面24中或以其他方式锁定摩擦衬块14的附接表面24。粘合层或其他层压层可以提供在保持板16和摩擦衬块14的附接表面24之间以帮助结合。而且，在一些实施例中，保持板16可以不包括单独的保持构件46。例如，在不使用保持构件46的情况下，模制工艺的压力和温度可以足以将摩擦衬块14结合到背板12。

图2-17更清楚地图示了可以用于保持构件46的各种配置的示例。图2-5图示了包括呈成角度的突出部的形式的保持构件46a的背板12。图6-9图示了包括呈钩的形式的保持构件46b的背板12。图10-13图示了包括呈小直径中空延伸部的形式的保持构件46c的背板12。图14-17图示了包括呈大直径中空延伸部的形式的保持构件46d的背板12。用于保持构件46的其他形状和配置当然是可能的。保持构件46可以由保持板18自身的材料形成。例如，保持构件46a或46b可以被刮削到保持板18的内侧表面38中或以其他方式一体地形成到保持板18的内侧表面38中。在另一个示例中，保持构件46c或46d可以被刺穿或冲压穿过保持板18的主体。可替代地，保持构件46可以被焊接在保持板18的内侧表面38上或以其他方式被添加到保持板18的内侧表面38。例如，铆钉状突出部等可以被焊接到保持板18的内侧表面38或沉积在保持板18的内侧表面38上。保持构件46可以增加可用于结合摩擦衬块14的可互锁的表面面积的量。优选地，保持构件46跨越保持板18的内侧表面38的范围，但是可能具有比图示实施例中所示出的更多或更少的保持构件46。

图2-5中图示的保持构件46a是从保持板18的内侧表面38延伸的成角度的突出部。特别参考图5，保持构件46a具有约0.75-1.75 mm（包括端值在内）的高度h，并且更优选地具有约1.25 mm的高度h。保持构件46a具有长度ℓ的材料，其从内侧表面38刮削出或从内侧表面38延伸约0.9-1.1 mm（包括端值在内），并且更优选地约1.0 mm。它们以约40-60°的角θ延伸，并且更优选地以约50°的角θ延伸。具有图示和描述的配置的保持构件46a可以相对容易地制造。

图6-9中图示的保持构件46b具有约90°的钩形状，约0.75-1.75 mm（包括端值在内）的高度h，或更优选地约1.25 mm的高度h。保持构件46b具有被刮离或可用于互锁摩擦衬块14的长度ℓ的材料，所述长度ℓ为约1-2mm（包括端值在内），并且更优选地约1.5 mm。保持构件46b的配置可以为摩擦衬块14的粘合提供更大的底切面积。

图10-13中图示的保持构件46c包括小直径中空延伸部。保持构件46c具有约0.75-1.75 mm（包括端值在内）的高度h，或更优选地具有约1.25 mm的高度h。保持板18的外侧表面40处的小直径中空延伸部的第一直径D1为约1 mm，并且小直径中空延伸部的主体部分的第二直径D2为约0.75 mm。D1和D2之间的这种变化能够提供用于锁定摩擦衬块14的底切面积，并且更小的直径D1和D2能够允许在保持板18的内侧表面38上包括更多的保持构件46c。

图14-17中图示的保持构件46d包括大直径中空延伸部。保持构件46d具有约0.75-1.75 mm（包括端值在内）的高度h，或更优选地约1.25 mm的高度h。保持板18的外侧表面40处的大直径中空延伸部的第一直径D1为约4.5-5.5 mm（包括端值在内），或更优选地约5mm。大直径中空延伸部的主体部分的第二直径D2为约4-5 mm（包括端值在内），或更优选地约4.5 mm。保持构件46d可以在每个保持构件处提供更多的底切表面面积以用于锁定摩擦衬块14。

虽然保持构件46可以用于帮助促使保持板18到摩擦衬块14的机械互锁，但诸如锁定突出部48、50的特征可以用于促进保持板18到加强板16的锁定。锁定突出部48、50的一个实施例的横截面视图在图3、4、7、8、11、12、15和16中示出。如所示，锁定突出部48、50与加强板16的模具孔32、34协作，使得加强板16的内侧表面26面向保持板18的外侧表面40。如下面将进一步详细描述的，阻尼层20可以用在加强板16的内侧表面26和保持板18的外侧表面40之间。然而，可能具有没有阻尼层20的实施例，使得加强板16的内侧表面26直接触碰保持板18的外侧表面40或与保持板18的外侧表面40对接。

在图示的实施例中，锁定突出部48、50包括中空凸台52。中空凸台52延伸到模具孔32、34中并且包括具有外表面56和内表面58的界面壁54。用于锁定突出部48、50的其他实施例和配置当然是可能的。举一个示例，锁定突出部可以包括许多分段延伸部，其延伸到模具孔中而不形成如所示出的连续环形壁。在图示的实施例中，界面壁54总体上遵循或追迹模具孔32、34的形状，并且关于如所示出的圆柱形实施例，界面壁54具有比模具孔的周边壁36更小的直径。界面壁54的外表面56定位成邻近于，并且在此实施例中，直接接触周边壁36。在制造的制动衬块10中，界面壁54的内表面58定位成邻近于，并且在该实施例中，直接接触摩擦衬块14。此外，在图示的实施例中，中空凸台52与保持板18是一体的，使得保持板的内侧表面38与锁定突出部48、50的界面壁54的内表面58是连续或整体的。类似地，保持板18的外侧表面40与锁定突出部48、50的界面壁54的外表面56是连续或整体的。这可以通过由单件金属形成保持板18和锁定突出部48、50来完成，诸如通过拉拔形成或以其他方式金属加工单件的冲压金属以形成突出部，或通过模制或通过从较大金属件机械加工。

为了帮助进一步将加强板16锁定到保持板18，锁定突出部48、50能够包括凸缘边缘60，该凸缘边缘60抵靠加强板16的外侧表面28或者使之与加强板16的外侧表面28直接接触。凸缘边缘60帮助赋予铆接效果以将加强板16锁定到保持板18。在背板12的制造期间，中空凸台52可以被插入到模具孔32、34中。中空凸台52的突出边缘能够被锤击或以其他方式变平以形成凸缘边缘60。考虑到此制造方法，可能合意的是使用更软的金属（诸如铝或铝合金）以用于保持板18以及使用更强的金属（诸如钢或铸铁）以用于加强板16。

图18图示了背板12的另一个实施例。在此实施例中，加强板16的每个模具孔32包括扩孔台阶72。扩孔台阶72是面向外侧的表面，如同加强板16的外侧表面28。模具孔32如与其他实施例那样具有周边壁36，但还包括径向延伸壁74，其通向邻近外侧表面28的沿直径方向扩张的部分76。锁定突出部48的凸缘边缘60靠在扩孔台阶72的径向延伸壁74上。此实施例可以是有利的，因为其能够导致保持板18更少暴露于卡钳和/或加强板16的外侧表面28上的变化，由此改进性能。

为了更改一个或更多性能特性，可以包括诸如阻尼层20的特征。虽然橡胶垫片等典型地定位在背板的面向外侧的表面（诸如加强板16的外侧表面28）上，但多层背板12允许阻尼层20被包括在加强板16的内侧表面26和保持板18的外侧表面40之间。阻尼层20可以更改制动衬块10的频率响应以减少制动啸叫、蠕变嘎吱声（creep groan）和/或咕哝声（grunt）。除了定位在加强板16的外侧表面28上的垫片之外，还可能包括阻尼层20以进一步减弱噪声和振动。阻尼层20可以由任何可操作的材料制成，诸如丁腈橡胶（NBR）或硅橡胶，以举两个示例。

返回到图1，阻尼层20可以包括内侧表面62、外侧表面64和外周边66。阻尼层20的内侧表面62邻近于并且可以直接接触保持板18的外侧表面40。阻尼层20的外侧表面64邻近于并且可以直接接触加强板16的内侧表面26。阻尼层20的外周边66可以总体上与保持板18的外周边42重合。阻尼层20还包括容纳锁定突出部48、50的环形部分68、70。在图示的实施例中，阻尼层20的环形部分68、70定位成邻近于锁定突出部48、50的每个界面壁54的每个外表面56。在图示的实施例中，阻尼层20的厚度T_D为约0.4-1 mm（包括端值在内）。

要理解的是，前述是对本发明的一个或更多优选的示例性实施例的描述。本发明不限于本文中所公开的（多个）特别实施例，而是仅由以下的权利要求限定。此外，前述描述中包含的陈述涉及特别的实施例并且不应被解释为对本发明的范围或对权利要求中使用的术语的定义的限制，除术语或短语在上文被明确定义的情况。各种其他实施例以及对所公开的（多个）实施例的各种改变和修改对于那些本领域技术人员将变得显而易见。所有这样的其他实施例、改变和修改旨在处于所附权利要求的范围内。

如在该说明书和权利要求中所使用的，术语“例如”、“例”、“如”、“诸如”以及“如同”和动词“包括”、“具有”、“包含”和它们的其他动词形式，当与一个或更多部件或其他零件的列举结合使用时，其各自要被解释为开放式的，这意味着该列举不应被认为排除了其他的、附加的部件或零件。其他术语要使用其最广泛的合理含义来解释，除非它们在需要不同的诠释的上下文中使用。另外，术语“和/或”要被解释为包含性的“或”。因此，例如，短语“A、B和/或C”要被诠释为涵盖所有以下项目：“A”、“B”、“C”、“A和B”、“A和C”、“B和C”以及“A、B和C”。

Claims

1.一种制动衬块，包括：

背板和摩擦衬块，所述背板具有：

加强板，所述加强板具有外侧表面、内侧表面和模具孔；和

保持板，所述保持板具有外侧表面、内侧表面和锁定突出部，所述锁定突出部与所述加强板的模具孔协作以将所述保持板机械地锁定到所述加强板，使得所述加强板的所述内侧表面面向所述保持板的所述外侧表面，其中所述保持板包括多个保持构件，所述多个保持构件被配置以互锁所述摩擦衬块，其中所述多个保持构件从所述保持板的内侧表面突出以互锁摩擦衬块，并且其中所述多个保持构件处于所述保持板的所述内侧表面上，与所述锁定突出部和所述模具孔分开；并且

其中所述摩擦衬块包括摩擦材料并且所述摩擦衬块具有摩擦表面和附接表面，其中所述附接表面附接到所述保持板的内侧表面，其中所述摩擦材料在所述附接表面处至少部分地延伸到所述模具孔，并且其中所述保持板处于所述摩擦衬块与所述加强板之间使得所述保持板的内侧表面面对所述摩擦衬块的附接表面，并且所述保持板的外侧表面面对所述加强板的内侧表面。

2.根据权利要求1所述的制动衬块，其中所述锁定突出部包括凸缘边缘，所述凸缘边缘抵靠所述加强板的面向外侧的表面。

3.根据权利要求2所述的制动衬块，其中所述面向外侧的表面是在所述模具孔中的扩孔台阶。

4.根据权利要求3所述的制动衬块，其中所述凸缘边缘抵靠所述扩孔台阶的径向延伸壁。

5.根据权利要求2所述的制动衬块，其中所述面向外侧的表面是所述加强板的所述外侧表面。

6.根据权利要求1所述的制动衬块，其中所述锁定突出部是中空凸台，所述中空凸台包括具有外表面和内表面的环形界面壁。

7.根据权利要求6所述的制动衬块，其中所述中空凸台与所述保持板是一体的，使得所述保持板的所述内侧表面与所述锁定突出部的所述环形界面壁的所述内表面是连续的，并且所述保持板的所述外侧表面与所述锁定突出部的所述环形界面壁的所述外表面是连续的。

8.根据权利要求6所述的制动衬块，进一步包括在所述加强板和所述保持板之间的阻尼层。

9.根据权利要求8所述的制动衬块，其中所述阻尼层的环形部分定位成邻近于所述锁定突出部的所述环形界面壁的所述外表面。

10.根据权利要求1所述的制动衬块，其中所述保持板由铝或铝基合金制成，并且所述加强板由钢或铸铁制成。

11.根据权利要求1所述的制动衬块，其中所述多个保持构件包括多个成角度的突出部。

12.根据权利要求1所述的制动衬块，其中所述多个保持构件包括多个钩。

13.根据权利要求1所述的制动衬块，其中所述多个保持构件包括多个中空延伸部，其中所述多个中空延伸部中的每个中空延伸部在所述保持板的所述外侧表面处具有第一直径并且在所述保持板的所述内侧表面处具有第二直径，其中所述第一直径大于所述第二直径。

14.一种制动衬块，包括：背板和摩擦衬块，所述背板包括：

加强板，其具有面向外侧的表面、内侧表面以及模具孔；以及

保持板，其具有外侧表面、内侧表面和锁定突出部，所述锁定突出部与所述加强板的模具孔协作以将所述保持板机械地锁定到所述加强板，使得所述加强板的所述内侧表面面向所述保持板的所述外侧表面，其中所述锁定突出部包括凸缘边缘，所述凸缘边缘抵靠所述加强板的所述面向外侧的表面，并且其中所述加强板厚于所述保持板；并且其中所述摩擦衬块包括摩擦材料并且所述摩擦衬块具有摩擦表面和附接表面，其中所述附接表面附接到所述保持板的内侧表面，其中所述摩擦材料在所述附接表面处至少部分地延伸到所述模具孔，并且其中所述保持板处于所述摩擦衬块与所述加强板之间使得所述保持板的内侧表面面对所述摩擦衬块的附接表面，并且所述保持板的外侧表面面对所述加强板的内侧表面。

15.根据权利要求14所述的制动衬块，其中所述面向外侧的表面是在所述加强板的模具孔中的扩孔台阶。

16.根据权利要求15所述的制动衬块，其中所述凸缘边缘远离所述加强板的外侧表面。

17.根据权利要求14所述的制动衬块，其中所述保持板包括多个保持构件，所述多个保持构件在所述附接表面处互锁所述摩擦衬块。