CN116006601A - 摩擦装置 - Google Patents

Abstract

一种用于具有带凸缘轮(具有轮缘和轮踏)的车辆的摩擦装置，包括背板和摩擦结构。所述背板可与所述车辆的制动致动器接口。所述摩擦结构附接至所述背板并包括摩擦材料；所述摩擦结构具有纵向凸缘侧、纵向轮辋侧和两个相对端部，并且限定了用于接合所述带凸缘轮以进行制动的制动面。所述摩擦结构包括所述摩擦材料的位于纵向凸缘侧的延伸体积部分，所述延伸体积部分限定了所述制动面的凸缘接触区域。所述凸缘接触区域可至少部分接合所述凸缘并将所述摩擦装置与所述轮踏对准，例如，所述凸缘接触区域可在形状上与所述凸缘的至少一部分互补。

Description

摩擦装置

相关申请的交叉引用

本申请是国际专利申请No.PCT/US2020/37162(2020年6月11日提交)的旁路部分接续申请并要求该国际专利申请的优先权，该国际专利申请要求美国临时申请No.62/859965(2019年6月11日提交)的优先权。这些申请的全部公开内容通过引用结合于此。

技术领域

本发明的示例涉及车辆的制动系统。其他示例涉及车辆制动系统的摩擦装置，例如，制动蹄(brake shoe)。

背景技术

对于不同的制动应用，可使用各种具有不同成分的摩擦装置(例如，制动蹄)来实现特定的制动要求。例如，这些成分可包括铸铁和各种其他类型的摩擦材料，这些材料是为预定应用而配制的。不同的摩擦材料在轨道车辆的车轮上表现出独特的不同摩擦特性，特别是轮踏，以用于制动。摩擦特性可包括修复轮踏，以去除表面缺陷，诸如外壳或碎片。

然而，当前制动蹄的形状可使得制动蹄在操作过程中沿轮踏逐渐横向迁移。横向迁移可导致不对称的制动蹄磨损，这与不对称的轮踏磨损有关。横向迁移可导致外伸的制动蹄，这发生在制动蹄的至少一部分悬在车轮上时。这可降低制动操作期间的制动效果。横向迁移可导致其他不良情况，诸如沿轮踏的高接触锥度以及车轮的轮辋侧上形成热止回(heat check)。这些情况可能会导致制动蹄和/或车轮本身的使用寿命缩短。

就验证和测试而言，防止横向迁移的负面影响的工作通常成本高且耗时。例如，改进与制动蹄相关的制动索具会增加成本和复杂性，而配备带金属对准凸缘等的制动蹄背板之类的特征亦如此。因此，可能需要提供一种不同于现有摩擦装置的减轻横向迁移的摩擦装置(例如，制动蹄)。

发明内容

提供了一种用于车辆的摩擦装置，例如轨道车辆或具有车轮的其他车辆(例如，具有轮缘和轮踏的带凸缘轮或其他车轮)。摩擦装置可包括背板和摩擦结构。背板可与车辆的制动致动器接口。摩擦结构可以附接至背板，并且可以包括摩擦材料。摩擦结构可具有纵向凸缘(flange)侧、纵向轮辋(rim)侧和两个相对端部。摩擦结构可限定用于接合车轮以进行制动的制动面。摩擦结构可包括纵向凸缘侧的摩擦材料的延伸体积部分。延伸体积部分可限定制动面的凸缘接触区域，其可至少部分接合凸缘(在初始和后续使用期间)，例如将摩擦装置与轮踏对准。例如，凸缘接触区域可在形状上与凸缘的至少一部分互补。

附图说明

参考附图，其中：

图1是摩擦装置的示例的底视图；

图2是图1中的摩擦装置沿线2-2的截面端视图，适用于带凸缘轮；

图3是根据本发明的另一方面的摩擦装置的端视图，适用于带凸缘轮；

图4是图3的摩擦装置的底视图；

图5是图3的摩擦装置的透视图；

图6是图3的摩擦装置的顶视图；

图7是摩擦装置的另一示例的底视图；

图8是摩擦装置的另一示例的底视图；

图9是摩擦装置的另一示例的底视图；

图10是图9的应用于带凸缘轮的摩擦装置顶视图；

图11是图10的应用于带凸缘轮的摩擦装置的沿线11-11的截面端视图；

图12是应用于带凸缘轮的两个摩擦装置的顶视图；

图13是轮缘和摩擦装置的示例之间的接口的详细剖面图；

图14是轮缘和摩擦装置的另一示例之间的接口的详细剖面图；以及

图15是轮缘和摩擦装置的另一示例之间的接口的详细剖面图。

具体实施方式

本文描述的发明主题涉及具有车轮的车辆的摩擦装置。合适的摩擦装置可用于带凸缘轮或非带凸缘轮。带凸缘轮可各自都包括凸缘(flange)。如果有凸缘，则使用凸缘来保持车轮与轨迹(track)对准。车轮可包括接触轨道顶部的踏面，用于牵引力/推进力和制动。

在一个实施例中，摩擦装置为制动蹄，用于具有在钢轨上行进的钢轮的轨道车辆上。在本实施例中，轨道车辆具有带凸缘的金属车轮，只要每个车轮可包括凸缘。凸缘可保持钢轮相对于轨迹对准且与轨迹接触，和/或可保持制动蹄与车轮对准，而不管车轮/轨迹是否对准。车轮的踏面与轨道顶部接触，用于牵引力/推进和制动。

在一个实施例中，合适的摩擦装置可包括背板和摩擦结构(例如，制动片)。背板可与车辆制动致动器(例如，制动头)接口。摩擦结构可附接至背板，并可包括一种或多种摩擦材料(例如，包括一种或多种摩擦材料或由其制成)。摩擦结构可具有纵向凸缘侧、纵向轮辋侧和两个相对端。摩擦结构可限定用于至少部分接合车轮的制动面，以用于制动。摩擦结构可包括位于纵向轮辋侧的踏面部分(当摩擦装置被致动以供使用时，其可接合轮踏)和位于纵向凸缘侧的延伸体积部分。延伸体积部分可限定制动面的凸缘接触区域(例如，与至少部分凸缘的形状互补的形状)，以在摩擦装置被致动时，使延伸体积部分至少部分接合凸缘并使摩擦装置与轮踏对准。可选地，接触区域可接触车轮的另一表面以使摩擦装置与轮踏(例如，车轮的横侧面)对准。

成形的、异形的摩擦装置可减轻或防止摩擦装置的横向迁移。通过减少横向迁移，这可以减少或防止摩擦装置的不均匀或不期望的磨损和/或摩擦装置和车轮之间的不期望的相互作用。在一个实施例中，该摩擦装置相对于没有延伸体积部分的摩擦装置而言可以是“超宽”的。

在使用摩擦装置进行制动期间，由踏面部分(例如，踏面接触区域)限定的制动面区域可与车轮踏接合。踏面接触区域可以是弯曲的(例如，弧形或具有另一非平面或非线性表面)，与车轮踏的形状相对应。凸缘接触区域可在形状上与轮缘的至少一部分互补。凸缘接触区域可以相对于踏面接触区域成角度(例如，非零度角)。

延伸体积部分可初始制造(例如，铸造、机械加工、模制、印刷、组装或以其他方式形成)用于凸缘接触区域。该体积部分可位于延伸体积部分的下侧，作为制动面的一部分。延伸体积部分可弯曲并且其尺寸可与指定区域中的凸缘形状相对应，在该指定区域中，在安装摩擦装置(以指定方式以供操作)、然后对该摩擦装置进行致动来用于车轮以供制动操作时，凸缘接触区域将与凸缘接触。因此，即使当摩擦装置首次或最初使用时，摩擦装置也可以以这种方式接触凸缘以进行制动和对准(例如，摩擦装置相对于凸缘和轮踏对准)，而不是例如由于反复使用产生的摩擦，摩擦装置最终磨损成特定形状。

摩擦结构可以总体地限定制动面并可以更具体地限定凸缘接触区域。例如，凸缘接触区域的曲率或其他形状可在摩擦结构中形成。凸缘接触区域可以由摩擦结构支撑，并且可以与制动面的踏面接触区域连续。例如，相反地，凸缘接合面由附接至背板的金属U形对准凸缘等或摩擦结构以外的其他元件限定和支撑。

摩擦结构的延伸体积部分可相对于踏面部分和轮缘延伸。例如，当安装摩擦装置以供使用时，延伸体积部分可附接到踏面部分并从踏面部分横向向外延伸，以至少部分重叠凸缘。如果摩擦结构的踏面部分具有与没有延伸体积部分的摩擦装置相同的宽度，则该摩擦装置可被表征为更宽或超宽。当摩擦结构的踏面部分具有与轮踏相同的宽度时，也可以是如此，这可以通过轮缘根部的起点和车轮的轮辋侧上轮辋曲率的起点之间的距离来定义(例如)。例如，踏面宽度可以是轮缘根部和轮辋曲率之间的表面宽度(通常，踏面表面为圆锥形，但在与车轮的车轴重合的平面中，距离可以是直线)。由于延伸体积部分延伸以部分重叠凸缘并与凸缘接合，并且摩擦结构的踏面部分具有与轮踏相同的宽度，相对于具有与踏面相同的宽度、但缺少延伸体积部分的踏面部分的摩擦装置，该摩擦装置可以更宽或超宽。

摩擦结构的踏面部分可具有与轮踏相同的宽度。或者，踏面部分的宽度可以至少为轮踏的宽度的90％，但比轮踏的宽度窄。在另一个实施例中，踏面部分的宽度至少为轮踏的宽度的80％，但比轮踏的宽度窄。在另一个示例中，踏面部分的宽度至少为轮踏的宽度的75％，但比轮踏的宽度窄。在另一个示例中，踏面部分的宽度至少为轮踏的宽度的70％，但比轮踏的宽度窄。在另一个示例中，踏面部分的宽度为轮踏的宽度的70％到100％。基于摩擦结构的材料组成、车轮的材料(例如，金属)组成、摩擦装置与车轮接触的所需面积(安装和使用摩擦装置时)以及在操作过程中摩擦装置和车轮之间获得的所需摩擦水平，可选择特定宽度。

在摩擦装置制造完成之后、但在使用之前，在摩擦结构的纵向凸缘侧，摩擦结构的最大厚度(例如，延伸体积部分的终止边缘处，延伸体积部分的最大厚度)，可为摩擦结构的踏面部分的最大厚度的30％至75％(当安装摩擦装置以供使用时，定位为与轮踏接触的部分)。厚度可由背板(或中间粘合层)和制动面之间沿垂直于背板(或中间粘合层)和摩擦结构之间的界面平面的方向的距离限定。在另一个实施例中，在制造摩擦装置之后、但在使用之前，在摩擦结构的纵向凸缘侧，摩擦结构的最大厚度可以是摩擦结构的踏面部分的最大厚度的40％到60％、至少40％、至少50％等。因此，在任何此类示例中，延伸体积部分的厚度可以是摩擦结构的踏面部分厚度的实质部分，使得延伸体积部分可以是踏面部分的延伸，并且制动面的凸缘接触区域可以直接且主要由摩擦结构支撑。考虑到在致动摩擦装置以用于制动车辆时，由于摩擦装置的不同部分上的力不同，凸缘接触区域和延伸体积部分可能以与摩擦装置的其余部分不同的速率(例如，更低的程度)磨损，这可表明在摩擦装置或其一些实质部分的整个寿命期内，延伸体积部分(以及由此产生的制动面的凸缘接触区域)有助于制动。

根据与凸缘根部(用于摩擦装置成型、构建、定位、配置或设计使用的车轮布置的凸缘)的形状相匹配的第一截面曲率，由摩擦结构的延伸体积部分限定的制动面的凸缘接触区域可从制动面的踏面接触区域沿摩擦装置的纵向凸缘侧的方向延伸。沿摩擦装置的纵向凸缘侧的方向继续，凸缘接触区域可包括与凸缘的形状相对应的直线区段。例如，直线区段可沿纵向凸缘侧的方向的截面线呈线性。此类直线区段可为在摩擦结构的两端之间延伸的凸缘接触区域的弧形曲面的截面。从直线区段开始，或者如果凸缘接触区域没有直线区段，则凸缘接触区域可过渡到不同的反向曲率(例如，反向或其他方向的曲线)，与凸缘顶部的过渡形状相对应。在一个方面，凸缘接触区域可在纵向轮辋和凸缘侧之间的截面上为S形。

在实施例中，摩擦结构的纵向凸缘侧的尺寸可为，当摩擦装置安装用于车轮初始使用时，终止于不超过凸缘顶部。摩擦结构的延伸体积部分的终端边缘，如摩擦结构纵向凸缘侧的摩擦结构的端部之间，可延伸不超过轮缘的顶部。以这种方式，可实现充分对准，同时将(具有延伸体积部分的摩擦装置相对于以其他方式相似但不具有延伸体积部分的摩擦装置)任何总体增加的制造成本或复杂性保持在最小或以其他方式降低。在另一个实施例中，摩擦结构的纵向凸缘侧的尺寸可为在远离摩擦装置的纵向凸缘方向上，当摩擦装置安装用于车轮的初始使用时，终止于轮缘的顶部之外。摩擦结构的延伸体积部分的终端边缘，在摩擦结构的纵向凸缘侧，可以延伸到并超过轮缘的顶部。如果相关的应用需要额外对准度，则可基于轮缘的形状/配置而使用此类配置。摩擦结构的纵向凸缘侧的尺寸可确定为相对于凸缘的顶部，终止于凸缘的总宽度的正负25％范围内，这反映了凸缘顶部的两侧相对较小的差异不会显著影响对准和制动功能，而不会影响制造成本/复杂性。

摩擦结构的整个延伸体积部分可由背板支撑。或者，沿摩擦结构的纵向凸缘侧，至少延伸体积部分的最外部分可以不由背板支撑。或者，延伸体积部分的整个可以不由背板支撑。延伸体积部分的材料可以足够厚，以在使用过程中支撑自身和制动面的凸缘接触区域，而无需背板或其他支撑构件(例如，金属支撑构件)提供支撑(部分或全部)。这种布置或配置可有利于降低制造成本或工作量，减轻摩擦装置的重量，和/或在正常宽度应用中(例如，可不超过轮踏的宽度的摩擦结构)以及超宽应用中(例如，摩擦结构，其宽度可与轮踏的宽度相同，并且可具有延伸体积部分，该延伸体积部分在凸缘侧向外延伸，以在使用过程中与轮缘接合)使用相同或类似配置的背板。

沿摩擦结构的轮辋和凸缘侧之间延伸的法线(横轴)，摩擦结构的延伸体积部分的无支撑部分的宽度可大于摩擦结构的总宽度的0.001％，和/或不大于摩擦结构的总宽度的35％、不大于25％等。在另一个实施例中，摩擦结构的延伸体积部分的无支撑部分的宽度可大于摩擦结构的总宽度的0％且不大于摩擦结构的总宽度的25％。在另一个示例中，延伸体积部分的宽度的至少75％可不由金属背板或其它金属支撑构件支撑。

摩擦结构可包含或包括摩擦材料和其他材料/成分的成型块体，其可包括踏面部分和延伸体积部分，并共同限定纵向凸缘侧、纵向轮辋侧、两个相对端、上表面、以及限定制动面的下表面或底面。踏面部分和延伸体积部分可以是整体的(例如，整体形成并由相同的摩擦材料组成)。这并不排除一个或两个部分在形成整体块或其他作为制造工艺的一部分之后(例如，摩擦材料可部署在模具中布置的一个或多个金属或其他嵌件周围)设置有金属或其他嵌件(或其他特征)。作为整体元件并结合可能包含的嵌件，普通材料类型的区域(微观层面无晶界)可在两部分之间延伸。可选地，踏面部分和延伸体积部分可包括相同的摩擦材料，但可单独制造，然后组装或以其他方式连接(例如，通过焊接、热压、使用粘合剂、使用机械紧固件等)。或者，踏面部分和延伸体积部分可包括不同的摩擦材料，并且可以单独制造，然后组装或以其他方式连接。可选地，踏面部分和延伸体积部分可以一体形成，例如在铸件或模具中，但包括不同的摩擦材料，或者踏面部分和延伸体积部分可以包括一种或多种普通摩擦材料，但不同材料的区域。踏面部分和延伸体积部分中的每一个可包括单一类型的摩擦材料(两个部分之间相同或不同)，或可在不同区域、层等中包括多种类型的摩擦材料。

踏面部分和延伸体积部分的摩擦材料(或其他材料)的区域在成分、成分材料、性能等方面可不同，即使两部分的其他区域具有相同的成分、成分材料、性能等，例如，延伸体积部分和踏面部分的材料区域可具有不同的摩擦质量、不同的磨损性能、不同的硬度水平、不同的传热质量、不同的颜色(例如，用于磨损指示)等。例如，延伸体积部分的最外区域(沿纵向凸缘侧)可包含具有与摩擦结构的踏面部分的材料成分的性能(例如，硬度)不同的性能(例如，更硬或更软)的材料成分，以使得两部分在使用过程中表现出不同的磨损性能，同一部分内的不同区域(踏面部分或延伸体积部分)可在成分、成分材料、性能等方面有所不同。例如，在摩擦装置的使用期间延伸体积部分的定位/尺寸确定为接合凸缘根部的区域可包括一种材料成分，该材料成分的性能不同于在制动器的使用期间延伸体积区域的定位/确定尺寸为接合凸缘的顶部区的区域的材料成分的性能(例如，再次)，因此两个区域在使用期间表现出不同的磨损性能。例如，可需要摩擦装置的不同部分表现出不同的磨损性能，使得在摩擦装置的使用寿命期间摩擦装置在预期使用过程中均匀磨损，尽管存在材料厚度和操作力的差异。

摩擦结构的踏面部分和延伸体积部分(例如，摩擦材料的主体)可整体形成，即使这些部分并非全部或部分由相同的摩擦材料组成。例如，这两部分可布置在共同模具中，每个部分分别临时包含并包括不同的摩擦材料。在随后的制造步骤中(例如，热处理和压力处理、固化、干燥、烧结等)允许两部分在其界面处混合，从而在微观水平上接合，在界面处混合一些不同的材料。

摩擦结构可限定垫片或刹车片。形成该结构的摩擦材料可具有纵向凸缘侧、纵向轮辋侧、两个相对端部、两个纵向端部和两个横向端部。至少两个纵向端部可具有可在远离背板的距离处与复合摩擦材料接合的多个突起。另外或可选地，两个横向端部可包括可在远离背板的距离处与复合摩擦材料接合的多个突起。多个突起可以是细长的柱状物，例如具有从纵向端部延伸的基部和从基部延伸的头部的销钉(peg)。多个突起可以是沿纵向端部延伸的细长翅片。横向端部可进一步限定至少一个凹槽，该凹槽至少部分延伸到车轮修整(wheel conditioning)嵌件中，以在其中容纳合成摩擦材料。在一个示例中，摩擦装置可包括布置在复合摩擦材料内的一个或多个车轮修整嵌件。至少一个车轮修整嵌件可由不同于合成摩擦材料的材料形成。

摩擦装置的另一个示例可包括适于与车辆的制动头接口的背板和布置在背板上的复合摩擦材料，以形成摩擦装置的制动面，用于接合车辆的车轮。复合摩擦材料可具有纵向凸缘侧、纵向轮辋侧和两个相对端。摩擦装置可包括布置在复合摩擦材料内的至少一个车轮修整嵌件，该复合摩擦材料包括具有最靠近背板的第一侧的基部、从第一侧向制动面方向延伸的第二侧以及纵向轴。第一嵌件主体从基部的第二侧延伸，并在纵向凸缘侧的方向上从纵向轴偏移。第二嵌件主体从基部的第二侧延伸并在纵向轮辋侧的方向上从纵向轴偏移。第一嵌件主体和第二嵌件主体各自包括两个纵向端、两个横向端和用于接合轨道车辆的车轮的车轮修整面。

参考图1至图3，摩擦装置10(例如，制动蹄)的示例可包括背板12和布置在背板上的摩擦结构20(例如，制动片)。摩擦结构可包括摩擦材料(例如，至少部分由摩擦材料制成或形成)。摩擦结构可包括可朝向带凸缘轮100的凸缘102的方向的凸缘侧22、可朝向车轮的轮辋106的轮辋侧24、相对的第一端部26和第二端部28以及顶表面和底表面。凸缘侧和轮辋侧可沿摩擦装置的长度延伸，相对的端部可在凸缘侧和轮辋侧之间延伸并连接两者。与背板相对的摩擦结构的底表面(例如，底面)可限定制动面30。通过控制形成摩擦结构的一种或多种材料的选择，当制动面被选择性地承受(例如，被压向)车轮或其它移动元件时，制动面可在与车轮或其他移动元件的相互作用中表现出选定(例如，已知和受控)的摩擦特性。例如，对于摩擦结构的给定材料成分，与摩擦结构由不同材料组成的情况相比，摩擦结构和车轮之间在给定作用力下的摩擦程度可更高。当致动摩擦装置以供使用时，摩擦装置和车轮之间的摩擦相互作用将车轮和车辆的动能转化为热能(例如，热量)，从而制动/减速车轮和车辆。因此，可以对制动面进行尺寸确定和/或其他配置，使得在安装和致动摩擦装置以用于制动时，制动面接触车轮，以便向车轮施加摩擦力。例如，如果轮踏为圆锥形(轨道车辆车轮可能就是这种情况)，则制动面可通常为弓形(沿摩擦装置的长轴)并相应地略微呈锥形(沿摩擦装置的短轴或横轴)。

摩擦结构可包括踏面部分31和延伸体积部分32(也称为凸缘接合部分或凸缘对准部分)。踏面部分可在两端之间延伸，并可沿轮缘方向从摩擦结构的轮辋侧(踏面部分至少部分限定轮辋侧)延伸至摩擦结构与延伸体积部分相交的位置(例如，沿图中的线23通常指示的界面区域)。踏面部分的底面限定了制动面的踏面接触区域。踏面接触区域的布置和配置(例如，尺寸和位置)可在安装摩擦装置以供使用和致动制动时接合轮踏。延伸体积部分可在两个端部之间延伸，并沿凸缘方向从踏面部分向外延伸，以终止于摩擦结构的凸缘侧并且至少部分限定该凸缘侧。延伸体积部分的底面可限定制动面的凸缘接触区域34，凸缘接触区域34与凸缘的至少一部分(例如，凸缘根部108和/或凸缘顶部区域)形成互补形状。因此，在使用摩擦装置期间，凸缘接触区域可接合或邻接凸缘(例如，凸缘根部和/或凸缘顶部区域)。

如图2至图3所示，凸缘接触区域可布置和成形为与凸缘(包括凸缘根部)接合并互补。延伸体积部分可包括暴露表面36。当凸缘接触区域与凸缘接合和接触时，暴露表面的底边可位于凸缘顶部。当凸缘接触区域接合并与凸缘根部接触时，暴露表面的底边可仍位于凸缘顶部。例如，当摩擦装置被致动时，凸缘接触区域可成形和布置(例如，定位和尺寸确定)为接触凸缘根部，但不接触凸缘的顶部或顶部区域。延伸体积部分可在到达凸缘的顶部或顶部区域之前终止，或者即使延伸体积部分与凸缘的顶部区域重叠，当摩擦装置被致动时，延伸体积部分的重叠部分和凸缘的顶部区域之间也存在空间(参见图13，作为一个示例)。在其他示例中，如图2所示，当摩擦装置被致动时，凸缘接触区域可同时接触凸缘根部和顶部区域(例如，顶部)。

制动面的凸缘接触区域可沿端部之间的摩擦结构的长度呈弧形，以匹配车轮的圆形(例如，圆锥形)。在横向上(例如，从图2的角度来看)，凸缘接触区域可以是S形的、多段的(例如，一系列连接的直线段，或一系列不同连接的曲线段，或一系列交替的直线段和曲线段)，或者在使用过程中至少部分接合凸缘。在示例中，制动面可被配置为在摩擦装置被致动时，整个凸缘接触区域接触并接合凸缘。在其他示例中，在摩擦装置被致动时，制动面可被配置为仅部分凸缘接触区域接触并接合凸缘。凸缘接触区域可以是由延伸体积部分限定的制动面的区域，其至少一部分并不一定全部，可在摩擦装置使用期间接触凸缘的至少一部分。在使用摩擦装置期间，凸缘接触区域与凸缘接触的程度可随时间而变化。例如，如上所述，如图13所示，制动面可配置为凸缘接触区域的终端边缘部分(例如，通常由边缘36指示)，以在摩擦装置被致动时不接合凸缘的顶部区域。

作为另一个示例，参考图14，制动面可成形为使凸缘接触区域的中间部分在摩擦装置被致动时远离(例如，不接触)凸缘。在此示例中，从截面的角度来看，制动面的凸缘接触区域可包括多个直线段43，其可在摩擦结构的延伸体积部分内并沿延伸体积部分形成槽状缺口或凹口。当摩擦装置被致动以供使用且凸缘接触区域接触凸缘时，可在两个接触区域之间的中间区域中在延伸体积部分和凸缘之间建立间隙45。或者，间隙可以是弯曲凹痕(indentation)或其他形状的凹痕，也可以是相同或不同配置的多个不同凹痕。例如，如图15所示，间隙可由材料中具有圆形或椭圆形或其他开口以及从开口延伸到延伸体积部分的材料的相关侧壁49的空隙47形成(例如，延伸体积部分可包括一个或多个空隙，每个空隙由制动面的凸缘接触区域中的圆形、椭圆形、多边形或不规则开口41限定)。可能需要提供全部或部分作为摩擦装置和车轮摩擦相互作用特性的功能的此类特征，以控制或调整摩擦装置和/或车轮随时间的摩擦接合和磨损特性。例如，如果材料中存在凹痕或空隙(例如，在使用摩擦装置期间摩擦材料和凸缘之间会形成间隙区域)，则延伸体积部分和凸缘之间的摩擦相互作用最初可能较小，但随着时间的推移，摩擦结构逐渐磨损，间隙可能会减小和/或最终完全消失，可能会增加延伸体积部分和凸缘之间的摩擦相互作用程度。锥形特征(凹痕、空隙等)可导致摩擦轮廓随时间逐渐变化，其中特征(凹痕、空隙等)具有垂直侧壁(相对于磨损表面)，可导致基本恒定的摩擦轮廓，直到特征周围的材料磨损到特征消失的点，在该点，如果适用(例如，如果仍然存在摩擦材料的底层)，摩擦将作为阶跃函数增加。

凸缘接触区域的位于凸缘上或抵靠在凸缘上的底座(在示例中，包括通常位于凸缘顶部的外露侧的底座)可用于将摩擦装置固定在车轮上，并与轮踏对准。因此，凸缘接触区域在凸缘上的固定可有助于防止摩擦装置向轮辋的横向迁移。由于在反复使用摩擦装置期间，延伸体积部分与凸缘(例如，与凸缘根部)接合，因此延伸体积部分可帮助防止或减缓摩擦装置相对于轮缘的横向迁移。此外，延长体积部分有助于在使用过程中保持凸缘侧、轮辋侧和/或制动面在适当位置抵靠在车轮上。

在图2的示例中，摩擦结构的踏面部分和延伸体积部分是整体形成的，并由相同的摩擦材料组成(例如，摩擦结构(包括两部分)可以是整体的)。然而，这并不排除在一个或多个示例中布置在材料中的包括踏面修整嵌件等的摩擦结构。此外，从沿摩擦装置的长度的至少一部分的截面透视图来看，制动面是连续的，由踏面部分限定的区域无缝延伸到由延伸体积部分限定的区域。例如，在远离图2所示部分的制动面上，可存在包括接缝、凹槽、空隙等的其他区域。此外，如所述，在初始使用之前，终端边缘36处的延伸体积部分的厚度可以是踏面部分的最大厚度的30％到75％(例如，40％到60％)。

摩擦结构的延伸体积部分可包括一种或多种摩擦材料的体积。材料可以是与摩擦结构的踏面部分相同或不同的类型。摩擦材料的体积可沿轮缘方向从踏面部分向外横向延伸(当安装摩擦装置且踏面部分与轮踏对准时)。摩擦材料体积的底面可限定制动面的凸缘接触区域。延伸体积部分可与踏面部分整合或以另一种方式附接。踏面部分和延伸体积部分可共用共同的横向轴(例如，参见图2中的虚线“A”)，其被定义为从摩擦结构的凸缘侧的延伸体积部分的终端边缘延伸至摩擦结构的凸缘侧的踏面部分的终端边缘的直线。两个终端边缘可限定摩擦装置的任何摩擦材料的最大范围(至少在摩擦装置的该部分)，且存在沿着共同的横向轴的连续摩擦材料。

现在参考图3至图6，延伸体积部分可包括一个或多个突起38，所述突起从暴露的侧面沿轮缘的方向延伸。这些突起可与轮缘接合(例如，参见图10)，以帮助将摩擦装置与车轮对准，从而使凸缘侧、轮辋侧和/或制动面在使用过程中位于车轮的指定位置。突起可有助于制动(通过在摩擦装置的使用过程中提供额外材料以抵靠在凸缘上)，并防止摩擦装置横向迁移。

如图5所示，延伸体积部分可沿两个端部之间的延伸体积部分的长度通常呈弧形而与车轮的形状相对应，并包括延伸体积部分的侧面36。突起可延伸或伸出(例如，突出)凸缘方向上的弧形表面并可彼此间隔开。这些突起可形成或建立沿延伸体积部分和纵向凸缘侧的长度的突出材料和凹槽的交替部分。突起可彼此均匀间隔开。可选地，突起可彼此不均匀间隔开。或者，突起可成组排列，突起在每组内均匀间隔开，但在各组之间的距离不同。例如，如图7中的示例所示，第一对中的突起间隔给定距离，其为与第二对中的突起之间的距离相同的距离，但两对之间间隔不同且较长的距离。在图7的示例中，有四个突起，但在其他示例中，可具有更多或更少的突起。突起可具有相同的配置(例如，材料组成、形状和/或尺寸)或不同的配置。

在示例中，突起可以是多面体。例如，如图5所示，突起可以有两个部分33、35。第一部分33可以是矩形平行六面体形状，而第二部分35可以是三角形多面体形状(如四面体、五面体、三棱柱形或楔形、四边形棱锥等)。或者，如本文所述，突起的第一部分和第二部分可以以其他形状提供，以实现与轮缘相互作用的期望特征或方面。第一部分可直接与轮缘接合，而第二部分可随着第二部分向制动面的凸缘接触区域延伸而变细以与凸缘根部(和/或凸缘的其他位置)接合。在一个示例中，第一部分和第二部分可都是锥形的(相同或不同)，以促进摩擦装置与车轮的指定对准。或者，在其他示例中，第一部分和第二部分可都不是锥形的。在这种情况下，第一部分和第二部分可因摩擦装置对车轮的反复使用而磨损。

一个或多个突起可包含与延伸体积部分和/或踏面部分相同的材料。可选地或附加地，一个或多个突起可包括与延伸体积部分和/或踏面部分不同的一种或多种材料。一个或多个突起可与延伸体积部分整体形成(例如，作为整体结构)。可选地或附加地，一个或多个突起可与延伸体积分别制造，然后通过粘合剂、机械紧固件、焊接等附接至延伸体积部分。在一个示例中，踏面部分、延伸体积部分和多个突起整体形成并由相同材料组成。例如，摩擦装置的所有突起可与延伸体积部分和踏面部分整体形成，并由相同材料制成。在另一个示例中，多个但少于所有的突起与延伸体积部分和踏面部分整体形成，并由相同的材料制成，而剩余的非整体性突起由不同的材料制成，并附接至延伸体积部分。例如，整体突起可由摩擦材料组成，而其他非整体性突起可由金属或金属合金组成以用于车轮的凸缘调节。

合适的摩擦结构的一个示例是制动片。制动片可用于使车辆减速或停车。合适的车辆可包括汽车、卡车、公共汽车、采矿设备、飞机和轨道车辆。轨道车辆可包括机车和有轨电车，并可用于运输货物和/或乘客。摩擦结构可以由摩擦材料形成。摩擦材料可任选地包括填充材料。

在一个示例中，合适的摩擦材料的额定摩擦压力(RP)在小于约800牛顿/平方厘米(N/cm²)的范围内。在其他实施例中，RP可在约801N/cm²至约1000N/cm²的范围内、在约1001N/cm²至约1500N/cm²的范围内、或在大于约1501N/cm²的范围内。在一个示例中，适当的摩擦材料的额定摩擦速度(RV)在小于约20m/s的范围内、在从约21m/s到约30m/s的范围内、在从约31m/s到约50m/s的范围内、或大于约51m/s的范围内。在一个示例中，合适的摩擦材料的额定连续温度运行(CT)在从约300℃至约350℃的范围内、从约351至约400℃的范围内、从约401℃至约450℃的范围内或大于约451℃。在一个示例中，合适的摩擦材料的额定短期温度(ST)在从约500℃至约600℃的范围内、从约601℃至约700℃的范围内、从约701℃至约800℃的范围内、从约801℃至约900℃的范围内或大于约901℃的范围内。上述范围至少部分基于并由摩擦材料选择、物理结构以及摩擦装置的最终应用确定。

在其他示例中，合适的摩擦结构可包括半金属。半金属可包括具有金属填料的非金属基体，例如陶瓷或聚合物。例如，铁粉或铜粉的半金属圆盘可经由陶瓷或聚合物结合在一起。填料成分可至少部分基于摩擦材料和由其制成的摩擦结构的期望性能来选择。合适的填料成分可表示为金属材料与基体材料的体积比或重量比。在各种示例中，合适的比率可在小于50重量％的范围内、在约51重量％至约75重量％的范围内、在约76重量％至约90重量％的范围内或在大于91重量％的范围内。例如，合适的配方可为每10克基体90克金属。在各种示例中，摩擦结构的填料成分可以是金属，如所公开的，非金属、或金属和非金属材料的组合。可参考最终用途参数进行选择。

陶瓷/铁材料可在高温下混合、压缩和/或烧结，以形成固体摩擦结构。合适的粘合剂或基体材料可包括树脂(例如酚醛树脂)、石墨(可用作摩擦材料)、硅酸锆等中的一种或多种。包括粘合剂的示例配方如表1所示。

组成	重量百分比的近似范围
		硅酸铝	25-35
青铜颗粒	10-20
		石墨	5-15
蛭石	10-20
		酚醛树脂	10-20
钢纤维	3-7
		橡胶颗粒	3-7
二氧化硅颗粒	1-5
		芳纶纤维	1-5

可选择或控制粉末尺寸、纤维尺寸、浓度分布、颗粒尺寸分布和形态，以影响摩擦结构的性能。如果填料成分为粉末，则合适的粉末尺寸平均值可在小于100微米的范围内、在约101微米到约250微米的范围内、在约251微米到约500微米的范围内、或大于约501微米的范围内。颗粒尺寸分布可在约0.5至约1、约1至约2、或大于约2的范围内，作为相对于平均颗粒尺寸的分布。颗粒的形态可以从合适的形状中选择。合适的形状可以包括球形、卵形、不规则形、片形、和多边形。在一些示例中，颗粒的表面积越大，摩擦结构的易碎性越低；在其他示例中，有更多边的颗粒比光滑或圆形的颗粒提供相对更大的摩擦和调节。选择作为填料粉末的材料的硬度、填料成分和颗粒形态可影响摩擦结构的性能。如果填料成分为纤维，可选择或控制纤维厚度和纤维长度以影响性能。在一个示例中，纤维可以是与粉末填料成分相同的材料，并且填料成分可以是粉末和纤维的混合物。其他合适的纤维可由芳香族聚酰胺或者芳纶形成，例如，Kevlar^TM、Twaron^TM、Nomex^TM和Technora^TM。其他合适的纤维可由脂肪族或半芳香族聚酰胺(例如，Nylon^TM)形成。聚合物纤维可包括一种或多种共聚物，以控制和影响结晶度、熔点或软化点等。可以控制纤维的长度以影响性能。合适的光纤长度可在小于约1毫米(mm)的范围内、在约1.1毫米至约2毫米的范围内、在约2.1毫米至约5毫米的范围内或在大于约5.1毫米的范围内。可以选择纤维厚度来控制和影响性能。合适的纤维厚度可具有至少部分基于应用特定参数选择的范围，在一个示例中，纤维具有小于约20d的范围、约21d至约100d的范围、约101d至约500d的范围、约501d至约1500d的范围、约1501d至约3000d的范围、或大于约3000d的范围。

合适的聚合物或聚合物基体可包括酚醛树脂、脲醛树脂、环氧树脂、氰酸酯、芳香杂环化合物(例如，聚酰亚胺、聚苯并恶唑(PBO)、聚苯并咪唑和聚苯并噻唑(PBT))、无机和半有机聚合物(例如，可从硅氮化物、硼氮化物和磷氮化物的单体中衍生)、以及硅基聚合物、以及上述物质的混合物和共聚物。聚合物基体以及其他添加剂可包括阻燃剂。合适的阻燃剂可包括组合物，该组合物包括铝、磷、氮、锑、氯、溴、以及镁、锌和碳(在一些应用中)中的一种或多种。

现在参考图6，作为一个示例，摩擦装置的示例包括支撑和承载摩擦结构的背板。合适的背板可以由金属材料或非金属材料、或组合或复合材料制成。合适的金属材料可包括铁、铁合金、铝、钛等。合适的铁合金可包括钢。在一个示例中，背板可由增强型复合材料制成，例如碳纤维增强聚合物。背板可被涂层。合适的涂层可包括电偶涂层(尤其是如果背板由腐蚀性金属制成)、油漆和阳极氧化层。合适的油漆包括瓷漆、环氧树脂和粉末涂料。

背板可具有上表面和下表面，并且通常可以是弧形的，或者以其他方式成形为与车轮(或其部分)的形状相对应，以用于配置摩擦装置。背板可以轴向弯曲，以跟随车轮的曲率。弯曲的轴可为车轮轴。在一个示例中，摩擦结构可以是弯曲的，并且可以与车轮同轴，而背板沿着摩擦结构的弯曲同轴。在另一个示例中，背板可以是弯曲的，但不与车轮或摩擦结构的工作面同轴。背板相对于摩擦结构的曲率的分离程度可基于具体应用参数进行选择。

背板可具有相对光滑的表面，并且可具有一个或多个限定的孔和/或从其延伸的突起。在一个示例中，背板可以是波状的，以增加背板的表面积(相对于不包括波状部的背板)。增加的表面积可提供更多的粘合表面，摩擦结构可与之粘合。波状部可均匀地分布在背板上或者可图案化，使得一些波状部位于邻近边缘处，或者一些波状部集中在靠近中心线的位置。波状部可沿背板的长度，也可沿宽度方向。波状部可在其行进方向上增加刚度，并使弯曲垂直于行进方向。在一个示例中，波状方向相对于背板的长度和宽度倾斜。在一个示例中，存在方格图案或等效物，以允许控制背板的刚度和弯曲，同时仍增加表面积。通过选择背板的均匀厚度(从而通过背板中的弯曲)或通过在背板上使用非均匀厚度，可以创建各种图案和类似效果。

在一个示例中，背板的宽度与摩擦结构的宽度相同。在另一个示例中，背板的宽度不同于摩擦结构的宽度。小于摩擦结构的宽度的背板可足以执行背板的支撑功能，同时降低总重量和/或成本。大于摩擦结构的宽度的背板可足以执行背板的支撑功能，同时为摩擦材料的边缘提供增强支撑。在一个示例中，背板与摩擦结构的宽度比、背板与摩擦结构的长度比以及背板厚度与摩擦结构的起始厚度之比彼此独立地在小于约0.5的范围内、在约0.6至约0.9的范围内、约1、约1.1至约1.2的范围内、约1.2至约1.5的范围内、或大于约1.6的范围内。合适的背板布置可包括完整的未破损板、网格、金属丝模板、增强金属丝模板、网格或模制复合材料。以上可至少部分地基于最终使用参数来选择。

在一个示例中，摩擦装置的工作(或制动)表面相对于轮踏(包括在使用过程中接触摩擦装置的至少一部分轮缘)的宽度在小于约35％的范围内、在约36％到约50％的范围内、在约51％到约75％的范围内、在约76％到约100％的范围内、或大于约101％的范围内。适当的摩擦装置宽度可以从一侧到另一侧或从端到端变化。摩擦结构的合适形状可按照车轮轮廓，其具有匹配互补轮廓。这样的成形边缘可以由一个或多个倒角、脊、边缘或半径形成。在一个示例中，仅摩擦结构的一个边缘被轮廓化。在另一个示例中，两个边缘都被轮廓化，以允许以任意方向安装。在一个示例中，摩擦装置可安装在直径在小于约600mm的范围内、从约601mm到约1300mm的范围内或大于约1301mm的范围内的新车轮上。

对于轨道车辆应用，背板可包括一对拒接突柄14a、14b。拒接突柄可与背板一体形成并可从背板的顶表面延伸。拒接突柄的尺寸和位置与相应车辆制动头上的相应拒接突柄插座匹配。拒接突柄可与多种制动头兼容，或者突柄可仅与某些类型的制动头相对应，以防止摩擦装置安装在不兼容的系统中。摩擦装置可包括键桥16。键桥可与背板一体形成，或者键桥可在安装前附接至背板。如同背板，键桥可由金属材料或增强型复合材料制成。键桥可耦接至车辆(例如，轨道车辆)的制动头。如图2和图3所示，键桥中的开口18可容纳将摩擦装置固定至轨道车辆制动头的锁紧键。键桥可采用用于将键桥固定到指定的制动头配置上所需的任何形状。

摩擦结构固定在背板的底表面上并从背板的底表面延伸。摩擦结构可通过粘合剂/粘合层(未示出)粘贴到背板上。或者，可通过机械紧固件、焊接或类似操作、热压等将摩擦结构固定到背板上。可选地，或结合本文所述的任何附接方式，将摩擦结构沉积在背板上，或者摩擦结构可以在组合操作中形成并附接至背板，例如，背板可布置在模具中，该模具容纳用于在模具中的背板上形成摩擦结构的摩擦材料。(在此类示例或其他情况下，背板可包括突出到摩擦材料中的特征，用于帮助将摩擦结构固定到背板上和/或在使用摩擦装置期间执行车轮修整等功能。)摩擦结构可通过至少部分基于应用特定参数选择的方式固定至背板上。

合适的摩擦结构可包括在新安装时首先接触车轮表面的外层。该外层可执行以下一项或多项功能：防止摩擦材料在储存、运输或安装过程中暴露在腐蚀、碎屑、湿气或污垢中；在安装和制动后的最初几次旋转中，为车轮表面提供初始涂层以调节或处理车轮表面；修整车轮表面并清除任何碎屑或腐蚀；填补车轮表面的裂纹、凹坑和缺陷等。在一个示例中，在安装后的制动过程中，通过前几次旋转中的摩擦，外层从摩擦结构的工作面移除。在一个示例中，外层在安装后或安装过程的一部分后剥离。

摩擦结构可包括一个或多个磨损指示器。在一个示例中，磨损指示器模制在摩擦结构的摩擦材料中。磨损指示器的适当位置位于制动蹄的后部。背板可形成磨损指示器，或者可具有被去除后使得磨损指示器可见的材料。磨损指示器的其他合适位置可包括靠近端部、周边、摩擦结构的中心线、摩擦结构的远端(或两端)、作为修整嵌件的一部分等。在使用过程中，磨损指示器允许观察者确定摩擦结构的使用寿命。在一个示例中，在摩擦结构中形成从工作面向下至确定深度的凹槽。在使用过程中，槽的深度随着工作面的磨损而减小。然后，观察者可查看凹槽，并根据其剩余深度确定其使用寿命(如果在寿命结束时并且完全磨损，则不需要)。磨损指示器的其他示例可包括摩擦结构的不同颜色部分。或者，修正嵌件可执行磨损指示功能。在一个示例中，射频识别(RFID)芯片(或等效物)被布置在摩擦结构中为摩擦结构设定寿命结束点的深度处。当摩擦结构磨损以暴露RFID芯片时，芯片将不再工作并提供响应查询的信号(对于无源芯片，有源芯片可广播信号，而没有广播信号则指示寿命结束)。当然，RFID传感器将与磨损指示器芯片进行通信，从而可以确定何时需要更换制动器。

在示例中，一个或多个车轮修整嵌件可布置在摩擦结构的材料内。车轮修整嵌件可与车轮相互作用以用于主要制动之外的功能，例如，清洁、刮擦、处理或以其他方式调节轮踏、轮辋和/或凸缘。图7示出了布置在摩擦结构内的矩形车轮修整嵌件40的一个示例，例如，在该示例中有三个嵌件。每个车轮修整嵌件包括相应的细长部分42。细长部分具有车轮修整表面44，车轮修整面44沿着与摩擦结构的轮辋侧相邻且与之通常平行的制动面延伸(例如，面44的长轴通常平行于轮辋侧)。在这种配置中，车轮修整嵌件的车轮修整面定位为调节车轮的轮辋(例如，减轻空心车轮磨损或其他)。在首次使用摩擦装置之前，可将摩擦装置配置为使车轮修整面暴露于制动面并与制动面齐平。预期车轮修整嵌件最初可完全封装在摩擦装置的摩擦结构内。在这种情况下，车辆反复制动将磨损复合摩擦材料的外层，最终使车轮修整嵌件的车轮修整面暴露在车轮上。在摩擦装置的初始使用过程中，车轮修整嵌件被摩擦材料覆盖，但在使用摩擦装置后，车轮修整嵌件最终可暴露以用于车轮修整。

在另一个示例中，如图8所示，T形车轮修整嵌件46可布置在摩擦结构内。T形车轮修整嵌件具有第一细长部分48和第二细长部分50，两者均形成车轮修整面52。第一细长部分具有端部54，该端部54沿与摩擦结构的轮辋侧相邻且与之大致平行的制动面延伸。第二细长部分沿通常垂直于第一细长部分的制动面延伸。第二细长部分具有与摩擦结构的凸缘侧相邻的端部56。摩擦装置的中心轴I-I在凸缘侧和轮辋侧之间等距，穿过T形车轮修整嵌件，大致位于嵌件的两个端部之间的中间位置。第一细长部分与轮辋侧相邻并沿其延伸，第二细长部分沿制动面布置在中心位置，当T形车轮修整嵌件应用于车轮时，可调节轮踏和轮辋。此配置调节轮踏，消除踏面缺陷，同时调节轮辋(例如，消除轮辋缺陷并降低空心车轮磨损率)。

车轮修整嵌件可包括硬化材料，如铸铁或其他金属或金属合金，或具有适合嵌件和车轮材料之间调节作用所需程度或特征的摩擦性能的任何材料。车轮修整嵌件可由比摩擦结构的摩擦材料更硬和/或更具摩擦性的材料制成。当摩擦装置应用于车轮表面时，车轮修整嵌件与车轮表面接触。车轮修整嵌件的摩擦性能可调节车轮表面，以防止、减少或消除缺陷。除了调节特性外，车轮修整嵌件还可提供额外的制动力，在恶劣天气条件下可能会有所帮助。

可参考修整功能选择修整嵌件的材料和其他参数，也可参考制动或摩擦功能选择摩擦材料。因此，在一些示例中，它们可能包含类似的材料，但组份不同，以实现其预期功能。这种差异可能很大(例如，复合摩擦结构中的金属修整嵌件)，也可能相对较小(例如，两者都是陶瓷-铁-金属填充结构，其中一种具有不同的金属含量浓度)。在一个示例中，修整嵌件可由比摩擦结构更硬和/或更具摩擦性的材料形成。例如，车轮修整嵌件可由具有适合车轮修整嵌件的摩擦性能的材料形成。由于摩擦装置可应用于车轮表面，因此车轮修整嵌件与车轮表面摩擦。嵌件的摩擦性能可修整车轮表面，以防止、减少或消除缺陷。

合适的车轮修整嵌件可由相对坚硬的材料形成。合适的材料可以是金属。合适的金属可包括Al、Si、P、S、Cl、Ti、V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Zn、Mo、Sn、Sb、Tl中的一种或多种以及上述的氧化物、碳化物和合金。在一个示例中，金属是铁或铁合金。合适的铁和铁合金可包括在铸铁、锻铁、熟铁等以及形成铸铁、锻铁、熟铁等的工艺中使用的铁和铁合金。合适的铸铁可包括可锻铸铁或球墨铸铁。其他合适的铁嵌件包括经过处理的铁，无论其制造工艺如何。合适的经处理的铁可包括磷化铁、氮化铁、热处理铁等。一些钢可用于各种示例中。钢可以具有受控含量的碳和/或铬以及受控比例的马氏体(martensite)与渗碳体结构。选择合金含量可以控制硬度，从而控制修整嵌件的性能。在其他示例中，修整嵌件可包括有色金属。

在其他示例中，合适的修整嵌件可包括非金属基体，诸如陶瓷或聚合物，优选具有金属填料。例如，可以使用铁粉圆盘或铁粉填充陶瓷。铁可与确定的合适的铁类型相同或不同。可至少部分地基于修整嵌件的期望性能来选择填料成分。合适的填料含量可表示为金属材料与基体材料的体积比或重量比。在各种实例中，合适比率可在小于50重量％的范围内、在约51重量％至约75重量％的范围内、在约76重量％至约90重量％的范围内或在大于91重量％的范围内。例如，合适的配方可以是每10克陶瓷基体90克铁粉。陶瓷/铁材料可在高温下混合、压缩和烧结以形成固体修整嵌件。也可以控制粉末尺寸和颗粒尺寸分布以影响性能。合适的粉末尺寸平均值可在小于100微米的范围内，在约101微米到约250微米的范围内、在约251微米到约500微米的范围内、或大于约501微米的范围内。颗粒尺寸分布可在约0.5至约1、约1至约2或大于约2的范围内，作为相对于平均颗粒尺寸的分布。颗粒的形态可以从合适的形状中选择。合适的形状可包括球形、卵形、不规则、片形和多边形。在一些示例中，颗粒的表面积越大，修整嵌件的易碎性越低；在其他例子中，有更多边的颗粒比光滑或圆的颗粒提供相对更大的摩擦和调节。选择作为填料粉末的材料的硬度、填料含量和颗粒形态可有助于修整嵌件的性能。在一个示例中，车轮修整嵌件可由比摩擦材料更硬和/或更具摩擦性的材料形成。例如，车轮修整嵌件可由具有适合车轮修整嵌件的摩擦性能的材料形成。由于摩擦装置可应用于车轮表面，因此车轮修整嵌件与车轮表面摩擦。嵌件的摩擦性能可调节车轮表面，以防止、减少或消除缺陷。

尽管示出了各种车轮修整嵌件，但其他示例可具有沿轮辋侧使用的不同数量(例如，更多或更少)的车轮修整嵌件，这是参考具体应用参数确定的。此外，在其他示例中，这些嵌件可具有矩形之外的形状，并选择用于修整轮辋。可以参考期望的性能选择其他合适的形状，但是多边形和卵形形状可广泛用于不同的使用类型中。车轮修整表面可在使用时去除车轮上的缺陷和/或在随后的表面上形成涂层。可以选择嵌件的形状、嵌件的数量、嵌件材料和其他因素(例如，体积、重量、密度和最终用途应用)，以实现嵌件的预期和比例效果。

现在参考图9，作为一个示例性示例，可在摩擦结构内形成一个或多个空隙60。每个空隙可以是完全空的和中空的体积，或者可以包括摩擦复合材料以外的材料，可以填充有气体(例如，空气或空气以外的气体)，或者可以不包含气体(例如，真空)。在摩擦材料中的空隙填充有填充材料的示例中，合适的空隙填充材料可包括金属、无机和有机材料。合适的金属包括相对较软的金属。示例金属可包括锡、锌、铅、铝、铜等以及其混合物、氧化物和合金。合适的无机材料可包括硅及其硅基氧化物；还具有其他材料，包含钼或锂，其含量和位置可润滑和/或减少磨损。合适的空隙填料可以是固体的极压和/或极温润滑剂。合适的润滑剂可包括石墨和/或二硫化钼，以在重载下提供保护。固体润滑剂可粘结到金属表面，从而减少或防止金属与金属之间的接触以及润滑剂膜变薄时产生的摩擦和磨损。对于静态高压和/或高温应用或可能存在腐蚀问题的场合，可向润滑剂中添加铜或陶瓷粉等固体添加剂。这些化合物可用作脱模剂。合适的有机材料可包括碳和聚合物材料。

空隙填料聚合物材料可以是均质的，也可以是复合或填充聚合物。这些填充聚合物可包括金属，例如用于修整嵌件的金属，但其浓度和/或形态与修整嵌件不同。在其他示例中，构成空隙填料的填充聚合物可包括非金属集料，使得摩擦结构的总重量小于没有空隙的重量。如果需要相对较硬的空隙填料，则可使用诸如碳化硅、氧化铝或氧化硅颗粒等颗粒。如果使用相对较软的空隙填料，则可使用氧化铁或氧化锌颗粒。填料集料的选择可包括不同颗粒类型、颗粒尺寸和颗粒尺寸分布的混合物。可选择粘合剂以及填料颗粒的浓度，以控制和影响空隙填料和/或摩擦结构在各自车轮表面上的作用、摩擦结构的总重量等。

在制动装置的寿命期间，空隙可构成摩擦结构的不同数量的工作面。在一个示例中，工作面(能够接触车轮表面)与工作面上空隙的截面面积之比小于5％(并且在一些情况下，在摩擦结构的各个寿命阶段为零)，在约6％至约10％的范围内、在约11％至约25％的范围内、在约26％至约50％的范围内、在约51％至约70％的范围内、在约71％至约80％的范围内、或在大于约81％的范围内。

在一个示例中，可存在多个空隙。在一个示例中，可存在少于约50个空隙。请注意，在摩擦结构中，空隙可能以不同的厚度水平间隔开，以使得未使用的摩擦结构没有暴露的空隙，但部分或完全使用的摩擦结构的工作面有一定百分比暴露为空隙(没有摩擦材料)。在一个示例中，放置空隙时，使得在摩擦结构磨损时，车轮表面的不同位置由于空隙的放置而接触摩擦结构，从而在生命周期的该点上暴露。在一个示例中，空隙限定了可以延伸制动装置的长度(或宽度)的通道。在一些示例中，通道可在使用过程中允许冷却空气流过摩擦结构，并可为使用过程中存在的微粒和/或水提供排出口。

合适的空隙形状可以是圆形、卵圆形或胚珠形，或者截面轮廓或形状为椭圆形。其他合适的空隙形状可包括T形和X形。在一个示例中，空洞被成形为圆锥体、半球体、全球体、圆柱体、立方体或长方体、三棱柱体、三角棱锥体、五角棱柱体、五角棱锥体、四面体、六角棱锥体、平行六面体、六边形、其他棱柱体、圆环体、椭球体、二十面体等。可以至少部分地基于特定的最终使用参数来形成空隙。合适的形状可以是多边形。在一个示例中，该形状可能能够减少一些复合摩擦材料的体积，以减少施加到轮踏上的磨损。如图所示，空隙可以是圆锥形或锥形的，在制动面处具有较大的截面面积，其逐渐变细或减小至离背板最近的较小截面面积。空隙可在垂直于轴I-I的方向上延长。定向延长的空隙可具有减少沿轮踏宽度的磨损的技术效果。

在一些示例中，摩擦结构中存在的空隙可减少制动蹄对车轮踏造成的磨损量。使用一些空隙材料可有助于调节、润滑和/或减轻重量。通过随着摩擦结构的磨损，改变可用工作面(制动面)面积的相对量，可控制制动蹄的制动能力。例如，如果空隙的形状使得空隙的截面轮廓随着摩擦结构的磨损而减小，则结果可能是工作面的面积相对增加以及更有效的制动能力。相反，可选择一种配置，使得暴露的空隙截面面积随着磨损而增加，并且可具有制动蹄的制动能力随着磨损而降低的效果。在一个示例中，可用工作面的相对量在其使用期间保持不变，并且与磨损量无关。即使工作面的面积保持不变，空隙的位置和由车轮表面上的互补工作面引起的相对磨损的模式也可能发生变化。

在示例中，对于每个空隙，摩擦结构的材料可在制动面上限定一个开口以及从该开口延伸至材料的一个或多个侧壁。在应用于车轮时，空隙通常与轮踏对准，如图10和图11所示。空隙可用于减少摩擦装置对轮踏造成的磨损量。空隙在其各自的位置缺少摩擦材料，这种摩擦材料的缺乏可防止在将摩擦装置应用于车轮时轮踏持续磨损。所示的空隙开口基本上为圆形、椭圆形或椭圆形，但在其他示例中，空隙(开口和/或侧壁/内部)可以采用任何形状，例如多边形，其能够减少摩擦材料的一些体积，以减少施加在轮踏上的磨损。如图所示，空隙可以是圆锥形或锥形的，在制动面处具有较大的截面面积，其逐渐变细或减小至离背板最近的较小截面面积。在图9中，对于矩形车轮修整嵌件40，示出了空隙，但是空隙可与T形修整嵌件或其他嵌件一起使用。在另一个示例中，摩擦装置包括一个或多个空隙，但缺少任何修整嵌件。可以预期，本文所述的摩擦装置的附加特征可以在摩擦装置上的任何功能组合中使用。

在示例中，与制动面重合的至少一个空隙(或所有空隙的各个区域)各自的开口面积为制动面的整个面积的2％至6％。在另一个示例中，与制动面重合的至少一个空隙(或所有空隙的各个区域)各自的开口面积为制动面的整个面积的3％到4％。这大致反映了图9的示例中所示的几何结构，代表一种可能应用的示例(如果制动面/车轮接口处缺少一些材料，以实现本文所述的功能，而整体摩擦装置仍能提供与车轮进行制动所需的典型摩擦相互作用水平)。

图10至图12所示为摩擦装置的示例，如上文所述，摩擦装置包括延伸体积部分、突起、车轮修整嵌件40和至少一个空隙。如图10和图12所示，突起接触轮缘，并且如图11所示，延伸体积部分和凸缘接触区域可接触轮缘(例如，凸缘根部和凸缘的顶部区域)。各元件之间的接触以指定和受控的方式将摩擦装置与车轮对准。例如，如图11所示，车轮修整嵌件可与轮辋对准，使得车轮修整嵌件在使用过程中调节轮辋。空隙和大部分制动面与车轮踏对准，以防止对车轮踏的过度调节，同时在摩擦装置被致动时仍向车轮施加指定/所需的制动力。如图12所示，延伸体积部分和突出促进的对准使得摩擦装置保持抵接在车轮表面，没有外伸部。轮辋的小部分110可暴露在摩擦结构的轮辋侧，进一步证明没有外伸部。

如前所述，随着时间的推移，可能需要缓解或防止摩擦装置相对于车轮的横向迁移，以避免或减少摩擦装置和/或车轮的退化，并保持期望的、一致的制动性能品质。这可通过提供根据本发明的一个或多个示例的成形或“超宽”摩擦装置来实现，如本文所述。例如，本文所述主题的示例涉及摩擦装置，所述摩擦装置具有摩擦材料的延伸体积部分，所述延伸体积部分被轮廓化以与车轮的凸缘的轮廓互补。延伸体积部分可以在摩擦装置施加在车轮上时机械地接触凸缘。与其他摩擦装置不同，延伸体积部分和凸缘之间的互补接合可防止或减轻摩擦装置穿过带凸缘轮的横向迁移。这可保持制动和调节表面对于轮踏、轮缘和/或轮辋的正确对准，相对于其他经历横向迁移的摩擦装置，减少了摩擦装置和/或车轮在重复使用时的磨损。

在示例中，摩擦装置(例如，制动蹄)包括背板和摩擦结构(例如，制动片)。背板可与具有车轮的车辆的制动致动器接口，所述车轮具有轮缘和轮踏。摩擦结构被附接或耦接至背板，并包括摩擦材料。摩擦结构具有纵向凸缘侧、纵向轮辋侧和两个相对端部，并限定了用于接合车轮的制动面。摩擦结构包括位于纵向轮辋侧的踏面部分和位于纵向凸缘侧的凸缘接合部分。凸缘接合部分附接至踏面部分，并限定了制动面的凸缘接触区域，所述凸缘接触区域可至少在摩擦装置与车轮的首次使用期间至少部分接合凸缘(即，在摩擦装置最初与指定类型的车轮一起使用时，以及在摩擦装置随后使用时，凸缘接合部分与凸缘接合)。例如，凸缘接触区域可与凸缘的至少一部分的形状互补，以使凸缘接合部分在使用期间接合凸缘。在使用之前，位于摩擦结构的纵向凸缘侧的凸缘接合部分的最大厚度为踏面部分的最大厚度的30％到75％。

在示例中，摩擦装置(例如，制动蹄)包括背板和摩擦结构(例如，制动片)。背板可与具有车轮的车辆的制动致动器接口，所述车轮具有轮缘和轮踏。摩擦结构被附接或耦接至背板并包括摩擦材料。摩擦结构具有纵向凸缘侧、纵向轮辋侧和两个相对端部，并限定了用于接合车轮的制动面。摩擦结构包括位于纵向轮辋侧的踏面部分和位于纵向凸缘侧的凸缘接合部分。凸缘接合部分被附接至踏面部分，并限定制动面的凸缘接触区域，该凸缘接触区域可至少在摩擦装置与车轮的初始使用期间至少部分接合凸缘。(例如，凸缘接触区域可成形为与至少部分凸缘的形状互补，以使凸缘接合部分在使用过程中接合凸缘。)在使用前，位于摩擦结构的纵向凸缘侧的凸缘接合部分的最大厚度为踏面部分的最大厚度的30％至75％。纵向轮辋侧和凸缘接合部分之间的踏面部分的最大宽度等于轮踏的宽度。

在示例中，摩擦装置(例如，制动蹄)包括背板和摩擦结构(例如，制动片)。背板可与具有车轮的车辆的制动致动器接口，所述车轮具有轮缘和轮踏。摩擦结构被附接或耦接至背板并包括摩擦材料。摩擦结构具有纵向凸缘侧、纵向轮辋侧和两个相对端部，并限定用于接合车轮的制动面。摩擦结构包括位于纵向轮辋侧的踏面部分和位于纵向凸缘侧的凸缘接合部分。凸缘接合部分附接到踏面部分，并限定制动面的凸缘接触区域，该凸缘接触区域可至少在摩擦装置与车轮的初始使用期间至少部分接合凸缘。(例如，凸缘接触区域可成形为与至少部分凸缘的形状互补，以使凸缘接合部分在使用过程中接合凸缘。)在使用前，位于摩擦结构的纵向凸缘侧的凸缘接合部分的最大厚度为踏面部分的最大厚度的40％至60％。

在示例中，摩擦装置(例如，制动蹄)包括背板和摩擦结构(例如，制动片)。背板可与具有车轮的车辆的制动致动器接口，所述车轮具有轮缘和轮踏。摩擦结构被附接或耦接至背板并包括摩擦材料。摩擦结构具有纵向凸缘侧、纵向轮辋侧和两个相对端部，并限定用于接合车轮的制动面。摩擦结构包括位于纵向轮辋侧的踏面部分和位于纵向凸缘侧的凸缘接合部分。凸缘接合部分附接到踏面部分，并限定制动面的凸缘接触区域，该凸缘接触区域可至少在摩擦装置与车轮的初始使用期间至少部分接合凸缘。(例如，凸缘接触区域可成形为与至少部分凸缘的形状互补，以使凸缘接合部分在使用过程中接合凸缘。)在使用前，位于摩擦结构的纵向凸缘侧的凸缘接合部分的最大厚度为踏面部分的最大厚度的40％至60％。纵向轮辋侧和凸缘接合部分之间的踏面部分最大宽度等于轮踏宽度。

在上述摩擦装置的任一示例中，摩擦装置具有摩擦结构，该摩擦结构具有位于纵向轮辋侧的踏面部分和位于纵向凸缘侧的凸缘接合部分，这可以是凸缘接合部分的全部或至少最外部分(如沿纵向凸缘侧限定)未由背板支撑的情况。

在另一个示例中，摩擦装置(例如，制动蹄)包括背板和附接或耦接至背板的摩擦结构(例如，制动片)。背板可与具有车轮的车辆的制动致动器接口，所述车轮具有轮缘和轮踏。摩擦结构具有纵向凸缘侧、纵向轮辋侧和两个相对端部，并限定用于接合车轮的制动面。摩擦结构包括摩擦材料的位于纵向轮辋侧的踏面部分和摩擦材料的位于纵向凸缘侧的延伸体积部分。延伸体积部分限定了制动面的凸缘接触区域，该凸缘接触区域可至少在摩擦装置与车轮的初始使用期间至少部分接合凸缘。(例如，凸缘接触区域可成形为与至少部分凸缘的形状互补，以使延伸体积部分在使用过程中接合凸缘。)

在示例中，摩擦装置(例如，制动蹄)包括背板和附接或耦接至背板的摩擦结构(例如，制动片)。摩擦结构可与具有车轮的车辆的制动致动器接口，所述车轮具有轮缘和轮踏。摩擦结构包括摩擦材料，并具有纵向凸缘侧、纵向轮辋侧和两个相对端部。摩擦结构限定用于接合车轮的制动面。摩擦结构包括摩擦材料的位于纵向凸缘侧的延伸体积部分，所述延伸体积部分限定了制动面的凸缘接触区域，该凸缘接触区域可至少在摩擦装置与车轮的初始使用期间至少部分接合凸缘。(例如，凸缘接触区域可成形为与至少部分凸缘的形状互补，以使延伸体积部分在使用过程中接合凸缘。)

背板可以是无凸缘的(例如，不包括凸缘)，和/或摩擦结构的纵向凸缘侧的尺寸可以在摩擦装置被安装用于与车轮初始使用时终止于不超过轮缘的顶部。在使用前，位于摩擦结构的纵向凸缘侧的摩擦结构的最大厚度可为摩擦结构的踏面部分的最大厚度的30％至75％，当制动蹄被致动时，摩擦结构可接触轮踏。摩擦结构可包括踏面部分和延伸体积部分，两者都包括摩擦材料的整体块。至少延伸体积部分(在凸缘方向)的最外部可以不由背板支撑。

在使用前，位于摩擦结构的纵向凸缘侧的摩擦结构的最大厚度可为摩擦结构的踏面部分的最大厚度的40％至60％。制动面的凸缘接触区域最初可成形为在延伸体积部分和凸缘根部之间的接触接合区域处与凸缘根部的形状互补。摩擦装置还可包括从摩擦材料的延伸体积部分延伸的至少一个突起。所述至少一个突起成形为在所述至少一个突起与凸缘和凸缘根部之间的接触接合位置处与凸缘和凸缘根部的形状互补。至少一个突起可包括摩擦材料的延伸体积部分上的多个突起。一个或多个突起可具有最靠近背板的第一形状部分和最靠近制动面的不同的第二形状部分，例如，第一形状部分的锥度可以不同于第二形状部分的锥度。

摩擦装置可包括至少一个车轮修整嵌件，该车轮修整嵌件布置在摩擦材料内，并包括不同于摩擦材料的材料。所述至少一个车轮修整嵌件可以具有从制动面的中心纵向轴偏移的细长部分，并且位于摩擦结构的纵向轮辋侧附近且通常与之平行。至少一个车轮修整嵌件的整体可从摩擦装置的中心纵向轴偏移，并位于摩擦材料的纵向轮辋侧附近且通常与之平行。至少一个车轮修整嵌件相对于平行于制动面的嵌件表面可通常为T形，并包括：第一细长部分，从制动面的中心纵向轴偏离并位于摩擦结构的纵向轮辋侧附近且通常与之平行；以及第二细长部分，基本上垂直于所述第一细长部分并向所述摩擦结构的纵向凸缘侧延伸。至少一个车轮修整嵌件可包括布置在摩擦材料内的多个车轮修整嵌件。每个车轮修整嵌件的整体可从摩擦装置的中心纵向轴偏移，并与摩擦结构的纵向轮辋侧相邻且通常与之平行。

摩擦结构可在摩擦材料中定义至少一个空隙。每个空隙可通过摩擦结构中与制动面一致的开口和从该开口向下延伸到摩擦结构中的一个或多个侧壁来限定。例如，开口的形状可以是椭圆形、圆形或多边形。

摩擦装置(例如，制动蹄)可包括具有制动面的摩擦结构(例如，制动片)，其一部分(即，踏面区域)可与轮踏接合，以减缓或停止车轮的移动。摩擦结构可包括沿摩擦结构的纵向凸缘侧布置的延伸体积部分。延伸体积部分的接触面可与邻近踏面的车轮的凸缘轮廓互补，并且当摩擦结构施加在车轮上时，接触面可接合凸缘。

摩擦装置可包括背板，所述背板适于与包括车轮的车辆的制动致动器(例如，制动头)接口。摩擦结构可固定在背板上。延伸体积部分的接触面可以相对于踏面区域成角度。接触面可以是弓形、多边形、S形或多段。当摩擦结构施加在车轮上时，延伸体积部分可包括延伸到车轮的凸缘上方的暴露表面。摩擦结构可包括从延伸体积部分延伸的至少一个突起。延伸体积部分的接触面可以设置在至少一个突出部分和制动面之间。

当摩擦结构施加在车轮上时，至少一个突起可具有与凸缘互补的形状，并可接触凸缘。所述至少一个突起的每个突起可以具有连接到楔形部分的矩形平行六面体形部分。楔形部分可以设置在接触面和矩形平行六面体部分之间。楔形部分可以从矩形平行六面体部分到接触面逐渐变细。摩擦装置可包括沿制动面布置在摩擦结构内的至少一个车轮修整嵌件。至少一个车轮修整嵌件可由不同于摩擦结构的材料形成。

摩擦装置可包括沿制动面布置在摩擦结构内的至少一个空隙。

用于车辆上的另一摩擦装置(例如，制动蹄)可包括背板和布置在背板上的摩擦结构(例如，制动片)。背板可适于与车辆的制动致动器/系统(例如，制动头)接口。摩擦结构可由限定制动面的摩擦材料组成。摩擦结构的踏面区域可与车辆车轮的踏面接合，以减缓或停止车轮的运动。摩擦结构可包括沿摩擦结构的纵向凸缘侧布置的延伸体积部分。延伸体积部分的接触面可以与邻近踏面的车轮的凸缘轮廓互补。当摩擦结构施加在车轮上时，接触面可与凸缘接合。

延伸体积部分的接触面可相对于制动面的踏面区域成角度。接触面可以是弓形、多边形、S形或多段。当摩擦结构施加在车轮上时，延伸体积部分可包括延伸到车轮的凸缘上方的暴露表面。摩擦结构可包括从延伸体积部分延伸的至少一个突起。延伸体积部分的接触面可以设置在至少一个突出部分和制动面之间。所述至少一个突起可以包括在所述背板和所述摩擦结构的延伸体积部分的接触表面之间成排排列的多个突起。

至少一个突起可具有与凸缘互补的形状，并且当摩擦结构施加在车轮上时，可以与凸缘接触。摩擦装置可包括(i)沿制动面布置在摩擦材料内的至少一个车轮修整嵌件和/或(ii)沿制动面布置在摩擦材料内的至少一个空隙。

另一摩擦装置可包括摩擦结构。摩擦结构可包括制动面，该制动面具有可接合车轮的踏面以减缓或停止车轮移动的踏面区域。摩擦结构可包括沿摩擦结构的纵向凸缘侧布置的延伸体积部分。延伸体积部分可以包括相对于踏面区域成角度的接触面，并且可以与邻近踏面的车轮的凸缘轮廓互补。当摩擦结构施加在车轮上时，接触面可与凸缘接合。摩擦结构可包括从延伸体积部分延伸的至少一个突起，并且当摩擦结构施加在车轮上时，摩擦结构可接合凸缘。延伸体积部分的接触面可设置在至少一个突起和踏面区域之间。

一种形成车辆上使用的摩擦装置的方法可包括：提供适合与车辆的制动致动器(例如，制动头)接口的背板，并将摩擦材料放置在背板上，以形成摩擦结构，该摩擦结构限定了用于接合车辆车轮的制动面。摩擦结构可包括纵向凸缘侧、纵向轮辋侧和两个相对端部。可在纵向凸缘侧提供摩擦材料的延伸体积部分，以在摩擦装置施加在车轮上时，至少部分接合车辆车轮上的凸缘。接合凸缘的延伸体积部分可将摩擦结构的制动面与车轮的轮踏对准。摩擦装置的制动面最初可成形为在延伸体积部分和凸缘之间的接触接合位置处与凸缘的形状互补。该方法可包括：在摩擦材料的延伸体积部分上提供多个突起。至少一个突起可以具有最靠近背板的第一形状部分和最靠近制动面的第二形状部分。第一形状部分的形状可以不同于第二形状部分的形状。第一形状部分的锥度可不同于第二形状部分的锥度。

一种形成车辆上使用的摩擦装置的方法可包括：提供本文所述的背板，并与所述背板分开地，形成摩擦结构，所述摩擦结构包括摩擦材料，所述摩擦结构限定了用于接合车辆的车轮的制动面。然后，使用粘合剂、热压、焊接等将摩擦结构固定到背板上。

合适的背板(以及摩擦装置，更通常地)可以是无凸缘的，这意味着没有U形或其他形状的金属凸缘，附接到背板上或背板的其他部分，用于包裹车轮的凸缘以用于对准的用途。通过省略金属对准凸缘，摩擦装置可以更低成本制造，同时具有改进的制动性能。取决于拟使用摩擦装置的车轮的特定形状/配置，除了具有延伸体积部分的摩擦结构外，摩擦装置还可配备有金属凸缘或其他辅助对准特征，以在使用期间将摩擦装置与车轮对准。

除非上下文另有明确指明，否则单数形式“一”和“该”包括复数含义。“可选”或“可选地”是指随后描述的事件或情况可能发生，也可能不发生，并且描述可能包括事件发生的实例和未发生的实例。在本说明书和权利要求书中使用的近似语言可用于修饰任何可允许变化的定量表示，而不会导致其可能相关的基本功能的变化。因此，由一个或多个术语(例如，“大约”、“实质上”和“大致”)修饰的值可以不限于指定的精确值。至少在一些情况下，近似语言可对应于测量值的仪器精度。在这里以及在整个说明书和权利要求中，可以组合和/或交换范围限制，除非上下文或语言另有指示，否则可以标识这些范围并包括其中包含的所有子范围。

空间或方向术语，诸如“左”、“右”、“内”、“外”、“上”、“下”等，涉及附图中所示的本发明，不应被视为限制性术语，因为本发明可以采用各种替代方向。本说明书和权利要求书中使用的所有数字和范围应理解为在所有情况下都被术语“大约”修饰。“大约”是指加上或减去所述数值的百分之二十五，例如加上或减去所述数值的百分之十。然而，这不应被视为限制对等同原则下数值的任何分析。除非另有说明，本文公开的所有范围或比率应理解为包括起始值和结束值以及其中包含的任何和所有子范围或子比率。例如，所述范围或比率“1到10”应被视为包括最小值1和最大值10之间(包括)的任何和所有子范围或子比率；也就是说，所有子范围或子比率以最小值1或更多开始，以最大值10或更少结束。本文公开的范围和/或比率表示指定范围和/或比率上的平均值。

术语“第一”、“第二”等并非指任何特定的顺序或序列，而是指不同的条件、属性或元素。术语“至少”与“大于或等于”同义。术语“不大于”与“小于或等于”同义。如本文所用，“至少一个”与“一个或多个”同义。例如，短语“A、B和C中的至少一个”指A、B或C中的任何一个，或A、B或C中的任两个或多个的任意组合。例如，“A、B和C中的至少一个”包括单独一个或多个A；或单独一个或多个B；或单独一个或多个C；或一个或多个A和一个或多个B；或一个或多个A和一个或多个C；或一个或多个B和一个或多个C；或A、B和C中的一个或多个。术语“包括”、“包含”、“具有”和“拥有”与“包括”同义

如本文所用，术语“平行”或“基本平行”是指两个物体之间的相对角度(如果延伸到理论交叉点)，例如细长物体并包括参考线，即从0°到5°，或从0°到3°，或从0°到2°，或从0°到1°，或从0°到0.5°，或从0°到0.25°，或从0°到0.1°，包括所述数值。如本文所用，术语“垂直”或“基本垂直”是指两个物体在其实际或理论交叉处的相对角度为85°至95°，或87°至93°，或88°至92°，或89°至91°，或89.5°至90.5°，或89.75°至90.25°，或89.9°至90.1°，包括所述数值。

本书面描述使用示例来公开本发明的实施例，包括最佳模式，并使本领域的普通技术人员能够实践这些示例，包括制造和使用任何装置或系统以及执行任何合并的方法。权利要求限定了本公开的可专利范围，并包括本领域的普通技术人员所想到的其他示例。如果此类其他示例具有与权利要求的文字语言没有差异的结构元素，或者如果它们包括与权利要求的文字语言没有实质性差异的等效结构元素，则此类其他示例旨在落入权利要求的范围内。

Claims (19)

1.一种摩擦装置，包括：

背板，被配置为与具有车轮的车辆的制动致动器接口，所述车轮具有凸缘和轮踏；以及

摩擦结构，附接至所述背板并包括摩擦材料，所述摩擦结构具有纵向凸缘侧、纵向轮辋侧和两个相对端部，并限定用于接合所述车轮的制动面，以及

所述摩擦结构包括所述摩擦材料的位于所述纵向凸缘侧的延伸体积部分，所述延伸体积部分限定了所述制动面的凸缘接触区域，所述凸缘接触区域能够至少在所述摩擦装置与所述车轮的初始使用期间至少部分接合所述凸缘。

2.根据权利要求1所述的摩擦装置，其中，所述摩擦结构包括踏面部分，所述踏面部分被配置为在所述摩擦装置被致动时与所述轮踏对准并接触。

3.根据权利要求1所述的摩擦装置，其中，所述摩擦结构在所述摩擦结构的纵向凸缘侧的第一厚度为所述踏面部分的第二厚度的40％至60％。

4.根据权利要求1所述的摩擦装置，其中，所述制动面的所述凸缘接触区域的至少一部分成形为与凸缘根部在所述延伸体积部分和所述凸缘根部接触接合的区域处的形状互补。

5.根据权利要求1所述的摩擦装置，还包括：

从所述摩擦材料的所述延伸体积部分延伸出的至少一个突起，

其中，所述至少一个突起成形为与所述凸缘的至少一部分的形状互补。

6.根据权利要求5所述的摩擦装置，其中，所述至少一个突起包括在所述摩擦材料的所述延伸体积部分上的多个突起。

7.根据权利要求5所述的摩擦装置，其中，所述至少一个突起具有最靠近所述背板的第一形状部分和最靠近所述制动面的不同的第二形状部分。

8.根据权利要求7所述的摩擦装置，其中，所述第一形状部分的锥度不同于所述第二形状部分的锥度。

9.根据权利要求1所述的摩擦装置，还包括至少一个车轮修整嵌件，所述至少一个车轮修整嵌件设置在所述摩擦结构内并包括不同于所述摩擦材料的材料。

10.根据权利要求9所述的摩擦装置，其中，所述至少一个车轮修整嵌件具有细长部分，所述细长部分从所述制动面的中心纵向轴偏移、并且位于所述摩擦结构的所述纵向轮辋侧附近且平行于所述摩擦结构的所述纵向轮辋侧。

11.根据权利要求9所述的摩擦装置，其中，所述至少一个车轮修整嵌件的整体从所述摩擦装置的中心纵向轴偏移，并且位于所述摩擦材料的所述纵向轮辋侧附近、且基本平行于所述摩擦结构的所述纵向轮辋侧。

12.根据权利要求9所述的摩擦装置，其中，所述至少一个车轮修整嵌件包括：

从所述制动面的中心纵向轴偏移的第一细长部分；和

垂直于所述第一细长部分，并朝向所述摩擦结构的所述纵向凸缘侧延伸的第二细长部分。

13.根据权利要求9所述的摩擦装置，其中，

所述至少一个车轮修整嵌件包括设置在所述摩擦材料内的多个车轮修整嵌件，

每个所述车轮修整嵌件的整体从所述摩擦装置的中心纵向轴偏移，并且位于所述摩擦结构的纵向轮辋侧附近、且基本平行于所述摩擦结构的所述纵向轮辋侧。

14.根据权利要求1或9所述的摩擦装置，其中，所述摩擦结构在所述摩擦材料中限定了至少一个空隙，

所述空隙由所述摩擦结构中与所述制动面重合的开口以及从所述开口延伸到所述摩擦结构中的一个或多个侧壁限定。

15.根据权利要求14所述的摩擦装置，其中，所述开口为椭圆形、圆形或多边形。

16.一种摩擦装置，包括：

背板，被配置为与具有车轮的车辆的制动致动器接口，所述车轮具有凸缘和轮踏；以及

摩擦结构，附接至所述背板并包括摩擦材料，所述摩擦结构具有纵向凸缘侧、纵向轮辋侧和两个相对端部，并限定用于接合所述车轮的制动面，以及

所述摩擦结构包括位于所述纵向轮辋侧的踏面部分和位于所述纵向凸缘侧的凸缘接合部分，所述凸缘接合部分附接至所述踏面部分并限定所述制动面的凸缘接触区域，所述凸缘接触区域至少能够在所述摩擦装置与所述车轮的初始使用期间至少部分接合所述凸缘，以及

所述凸缘接合部分在所述摩擦结构的所述纵向凸缘侧的第一厚度为所述踏面部分的第二厚度的约30％到约75％。

17.根据权利要求16所述的摩擦装置，其中，在使用之前，所述凸缘接合部分在所述摩擦结构的所述纵向凸缘侧的第一厚度为所述踏面部分的第二厚度的40％至60％。

18.根据权利要求16所述的摩擦装置，其中，所述纵向轮辋侧和所述凸缘接合部分之间的所述踏面部分的第一宽度等于所述轮踏的第二宽度。

19.一种摩擦装置，包括：

背板，被配置为与具有车轮的车辆的制动致动器接口，所述车轮具有凸缘和轮踏；以及

摩擦结构，附接至所述背板，所述摩擦结构具有纵向凸缘侧、纵向轮辋侧和两个相对端部，所述摩擦结构限定了用于接合所述车轮的制动面，以及

所述摩擦结构包括踏面部分，所述踏面部分包括位于所述纵向轮辋侧的摩擦材料和所述摩擦材料的位于所述纵向凸缘侧的延伸体积部分，所述延伸体积部分限定了所述制动面的凸缘接触区域，所述凸缘接触区域至少能够在所述摩擦装置与所述车轮的初始使用期间至少部分接合所述凸缘。

Images