JP2002524699A - 弾性ブレーキボディ - Google Patents
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Abstract
Description
、請求項1の前提部分に記載のブレーキボディ、殊にブレーキ片又はディスクブ
レーキパッド、に関する。
種類の1つは、いわゆるブロックブレーキであり、もう1つはディスクブレーキ
である。
であるため、この種の制動装置においては、ブレーキ片を車輪の踏面に押し付け
る締付装置のみが必要とされる。ブロックブレーキの構造に関しては、"軌道車
両用ブレーキ、 ハンドブック - ブレーキ技術の概念と価値、クノール-ブレム
ゼ会社 ミュンヘン、 1990"の22、23ページ並びに41ページを参照する。
面の高い荷重並びに該車輪踏面の粗面化及びリッジ形成である。殊に最後に挙げ
た作用は、車輪の転がる際の高い走行騒音の原因となる。ブロックブレーキのこ
れらの欠点によって、最新の客車におけるディスクブレーキの開発と使用が促進
された。
る。ブレーキライニングは、ブレーキディスクに作用する。摩擦力によって付属
の車輪に制動がかけられる。
キ、 ハンドブック - ブレーキ技術の概念と価値、クノール-ブレムゼ会社 ミュ
ンヘン"の50ページを参照する。
ツ登録特許第277902号明細書(DE-C-277902)には、フェルト材料が埋め込
まれた窪みを有するブレーキ片が示されている。該フェルト材料は支持体から突
出しているため、支持体と共通の摩擦面は形成されない。
ーキ片は、穿孔を有しており、該穿孔は摩擦材料からなる栓を収容しているが、
該栓は、ねじのみで支持体に固定されている。弾性のある、又は上下動する、個
々の摩擦材料ブロックの取付けは、ドイツ実用新案第29500977号明細書
(DE-U-29500977)からは明らかではない。
4436457号明細書(DE-A-4436457)及びドイツ実用新案第9307017号
明細書(DE-U-9307017)から公知のブレーキパッドは、弾性のある、もしくは上下
動する状態で取付けられた摩擦材料ブロックを含むが、該摩擦材料ブロックは支
持体に直接配置されおり、該支持体とつながりのある摩擦材料表面を特に形成し
てるわけではない。
ブレーキボディ、即ちブレーキ片と、車輪との間、乃至はブレーキパッドと、ブ
レーキディスクとの間における接触圧縮の際に、存在する。
よって、前記摩擦ブレーキの実際の制動値は、物質定数による理論的に可能な制
動値よりも本質的には常に小さい。
由から展開不可能な面を形成していることが問題となる。従って、ブレーキ片は
、しばしば車輪の踏面上に点で支持されているか、或いは直線的な接触を形成し
ている。ブロックブレーキは、このような接触が原因で著しく酷使される。
因で専らコンタクトパターンが不充分なことである。一般的に、材料が硬ければ
硬いほど、コンタクトパターンは不良である。不良なコンタクトパターンによっ
て、車輪の踏面がリッジ形成を生じるか又は粗面化し、その結果、制動時の騒音
発生が著しくなる。
できるブレーキボディ、殊にブロックブレーキ又はディスクブレーキのためのブ
レーキボディ、を提供することである。
けられており、該取付けが弾性状態もしくは上下動状態で実施されて、かつ前記
摩擦材料要素が支持体とともに摩擦面を形成することによって解決される。
面圧は、格段に改善される。
のずれの場合に個々の摩擦材料ブロックが、窪みの方向にずれることが可能であ
り、かつこのようにして車輪の踏面に適合することである。上記弾性状態、もし
くは上下動状態の懸吊は、このずれにもかかわらず本質的に常に均一な表面圧を
保証する。殊にこの常に均一な表面圧は、軸の位置乃至は摩耗とは無関係に保証
される。
、或いは互い違いに配置されている。
も30%、好ましくは50乃至80%である本発明の実施形態は、特に有利であ
る。
付けは、次に記載するような様々な制動事象の場合に一連の更なる利点を提供す
る。
料要素は、弾性力の和がブレーキ片乃至はブレーキパッドの締付力にほぼ一致す
るまでの十分に長い制動時間の後に往復する。
後で、あらゆる車輪の起伏によって支持体が隣接する摩擦材料要素よりも著しく
摩耗するのに対して、弾性状態で取付けられた摩擦材料要素の弾性による引込み
と突出しがばね特性に応じて行われる。車輪表面の2つの膨れの間にある谷が支
持体の接触部の負荷を緩和する一方で、摩擦材料要素は、ばねで留められた状態
で持ち上がり、そしてこのことによって確実な摩擦エネルギー供給を谷部でも保
証する。このようにしてブロックブレーキの場合、又ディスクブレーキの場合に
も、いわゆるホットスポットの発生が防止される。
ばね要素が緩むことによって摩擦材料要素が支持体よりも突き出るブレーキボデ
ィの状態は調整される。
に押し込まれるだけであり、支持体の摩擦面より突き出たままである。わずかな
接触圧での長時間か又は頻繁の制動によってようやく、摩擦材料要素は摩耗しか
つ支持体と面でつながった摩擦面を形成する。
ような場合でも比較的均一な表面圧ひいては車輪もしくはブレーキディスクへの
均一なエネルギー供給が発生し、これは弾性状態で埋め込まれた摩擦材料要素に
よって決定づけられる。
同一面上にまとまっていてもよい。このような場合には支持体は、例えばその弾
性によって車輪の形状に適合する軟らかいブレーキパッドのように作用する。弾
性状態で窪み内に配置された摩擦材料要素は、同様に挙動する。
ばね、ゴムバンド又はゴム小板である。
動状態での取付けが上下動要素を含む場合に同じ効果を達成することができ、こ
の場合、該上下動要素が傾動することにより、窪みの縦軸方向での摩擦材料要素
の運動が可能になる。
れており、この場合、互いに重ねられて配置された該上下動要素が互いに結合し
かつより高くした上下動要素を形成することが好ましい。
に、収容のための窪みの内壁と摩擦材料要素との間に摩擦軽減のための手段が設
けられていることが好ましい。この手段に殊に適しているのは、窪みに入れられ
た簿板からできたスリーブである。
想的な適合は、支持体が個々の摩擦材料要素より軟らかくかつ摩耗しやすい材料
からなる場合に達成される。
るために、有利に熱安定な摩耗しにくい材料から形成されていることが好ましい
。殊にこの場合には、例えば鉄、銅及び非鉄金属を含む金属微粉から製造される
、石英と結合した耐熱性摩擦材料或いは焼結材料を使用する必要がある。
擦材料ブロックに統合されており、この摩擦材料ブロックは殊に直円柱形を有す
ることができる。これに関しては、例えばマトリックスに配置された9個の各要
素を有する摩擦材料ブロックを使うことができ、これら各要素は、互いに例えば
接着剤もしくはその他の方法で結合されていてもよい。
収容部内に収容することができる。
々の摩擦材料要素の断面を有する別の形も使用可能である。
して、個々のばね要素の代わりにマット、例えばゴム弾性材料からなるマットを
使用することが有利である。
片として使用される。この種の使用は、本発明によるブレーキボディがブレーキ
片シュー乃至はUIC規格による通常の様式の装置に取付けられる場合には有利で
ある。
択肢として、ディスクブレーキへの使用が可能である。この場合にもブロックブ
レーキへの使用の場合に類似の良好な成果が達成される。殊に、硬く摩耗しにく
い材料が使用される場合でも、良好なコンタクトパターンが様々な運転状況で達
成され、それゆえに殊にパッド表面がブレーキディスクの起伏のある摩擦面に適
合するので、その結果、ホットスポットの発生が防止される。そのうえ、優れた
騒音緩和が弾性状態での取付けによって達成される。
ている。全体の摩擦面1は、支持体7の摩擦面5と摩擦材料要素9から成り立っ
ており、該摩擦材料要素は、支持体7の窪み11内に弾性状態で取付けられてい
ることが好ましい。支持体7の窪み11は、示されている実施態様では円形の断
面を有している。該窪みは、前記支持体に設けられたかくし穴もしくは止り穴で
あることが好ましい。摩擦材料要素の摩擦面は、本発明によるブレーキボディ3
の全体の摩擦面1に対して少なくとも30%、好ましくは50乃至80%、であ
る。図1に示された実施態様の場合には摩擦材料要素9のための窪み11は、互
い違いに配置されている。これとは別に窪みを列状に配置してもよい(図示せず
)。本発明によるブレーキボディ3の特に良好なコンタクトパターンは、支持体
7が摩擦材料要素9より軟らかい材料からなる場合に達成される。
が示されている。支持体7に窪み11が設けられており、この窪みは、円柱状の
止り穴として存在しブレーキボディ3の全体の摩擦面1に対して垂直に形成され
ている。本発明によれば、窪み11内に、同様に円柱状であるそれぞれ一つの摩
擦材料要素9が存在する。本発明による摩擦材料要素9は、硬く摩耗しにくい摩
擦材料、例えば焼結材料からなることが好ましい。支持体7の個々の窪み11の
底に弾性要素13が配置されており、この弾性要素を貫通して固定手段15が係
止される。該固定手段15は、さらに円柱状の摩擦材料要素9と結合しており、
このことによって該摩擦材料要素の離脱の可能性のないことが保証される。支持
体7は本質的に、例えば "軌道車両用ブレーキ、 ハンドブック - ブレーキ技
術の概念と価値、クノール-ブレムゼ会社 ミュンヘン"で公開されている通常の
ブレーキ片の形状を有している。支持体7自体に固定装置17がUIC規格によ
るブレーキ片シュー(図示せず)内での保持のために設けられている。これとは
別に、UIC規格によるブロックブレーキ装置(図示せず)の通常の装置への結
合装置19が設けられていてもよい。
る。円柱状の摩擦材料要素9は、例えば、ねじとして形成された固定手段15に
よって保持され、この場合、ねじの頭部は、支持体7に設けられた凹み21に埋
められている。弾性要素13として、図1Cに示された実施態様では皿ばね23
が設けられている。これとは別にか、或いはそれに加えて、渦巻ばね、ゴムバン
ド又はゴム小板が使用されてもよい。入れ子式に滑らせることができる摩擦材料
要素9の摩擦の軽減のために、スリーブ26が該摩擦材料要素9と窪み11の壁
との間に用意される。スリーブ26は、簿板から製造されていてもよい。図2A
と図2Bから本発明の機能する方法が明らかである。図2Aの場合には本発明に
よる装置に対する例として高い押付け力で持続する制動が示されている。
対して図1Aから図1Cと同じ参照符号が使用されている。ブレーキボディ3は
、支持体7並びに窪み11内にばね25によって弾性状態で取付けられた摩擦材
料27を含む。支持体7が摩擦材料要素27より軟らかい材料から製造されてい
るので、該支持体は、摩擦材料要素27より速く摩耗する。摩擦材料要素27は
、車輪29の踏面33から摩擦材料要素27によって吸収される力Fzの和が、
ブレーキ片として形成されたブレーキボディ3の押付け力Fkとほぼ一致する限
りは、弾性により引込んでいる。
タクトパターンの変化が、図2Bで示されているような形をなした後では、車輪
の膨れ31が支持体7をその隣接する円柱状の摩擦材料要素27よりも激しく摩
耗させるのに対して、ばね25の特性曲線に応じて摩擦材料要素27の弾性によ
る引込みもしくは突出しが行われる。
が示されている。2分割された実施態様は、2つの部分30、32を含み、これ
ら2つの部分は、分離帯34によって互いに分離されている。部分30の場合に
は窪み11は互い違いに配置されており、その一方で部分32の窪み11は列状
に配置されている。
が示されている。図4Aでは該窪みは、楕円形の断面を有しており、図4Bでは
n角形、この例では六角形の断面を有している。
々の摩擦材料ブロックを形成しているのに対して、図5A乃至図5Eの場合には
、多数の摩擦材料要素が摩擦材料ブロック40.1、40.2、40.3にまと
められている本発明の実施態様が示されている。
、40.2、40.3がはめ込まれており、該摩擦材料ブロック自体は、それぞ
れ多数の摩擦材料要素を含む。
料ブロック40.1、40.2及び40.3へと結合した摩擦材料要素は、それ
ぞれに弾性状態で摩擦材料ブロックのための窪み44に配置されている。それぞ
れの摩擦材料ブロック40.1、40.2及び40.3の弾性状態での取付けは
、弾性要素42.1、42.2、42.3、42.4によって行われるが、これ
ら弾性要素は、この例では概略的に示されているにすぎない。
5Cで示されているように、連続した弾性ゴムマット46が窪み44内に使用さ
れていてもよい。摩擦値を軽減するために個々の摩擦材料要素に外被としてのス
リーブ48を備えることができる。図5Dには図5A乃至図5Cによるブレーキ
ボディとは別の実施態様が示されている。このブレーキボディは、支持体7の可
撓性を高めるためにそれぞれ摩擦材料ブロック40.1、40.2、40.3の
ための窪み44の間にスリット49が設けられていることが示されている。それ
ぞれ摩擦材料ブロック40.1、40.2、40.3の弾性状態での懸吊は、ゴ
ムマット46によって行われる。図5Cと図5Dからわかるように、摩擦材料要
素9、27、50及び/又は摩擦材料ブロック40.1、40.2、40.3は
、車輪29の踏面33に向かい合う側で支持体と同一面上にまとまっていてもよ
いし、該支持体より突出していてもよい。
い。摩擦値を減少させるために、摩擦材料ブロック40.1、40.2、40.3
のそれぞれの摩擦材料要素50の間に簿板支持体52が備えられていてもよい。
0.1、40.2、40.3の弾性状態での懸吊についての前記の方法のほかに、
本発明の別の実施態様の場合には、それぞれの窪み62の縦軸60の方向での運
動をいわゆる上下動要素64によって可能にする。上下動要素64は、有利な実
施態様の場合には三脚シーソー状物として形成されている。また3つの上下動要
素64は、1つの高くされた上下動要素66に包含させることができる。上下動
要素64、66は、傾きによって縦軸60の方向での運動を、ひいては弾性状態
で懸吊された個々の摩擦材料要素68に類似の運動を可能にする。
て落下から守られる。
図である。図6Cによるブレーキ片は、合わせて2つの高められた三脚シーソー
状物66を含み、これらの高められた三脚シーソー状物にもまた、それぞれ3つ
の摩擦材料要素68を備えた3つの三脚シーソー状物64が付属している。それ
ぞれの高められた三脚シーソー状物66の領域は、スリット70によって他の領
域から分離される。それぞれの押付け力のFk、Fk'、Fk''の分散は、図6B及
び図6Cに示されている。
ボディ3の実施態様が示されている。ディスクパッド90は、支持体100を含
み、この支持体は、窪み102が設けられた有利にディスクの形をしている。図
19で断面図示されているとおり、それぞれの窪み102内に摩擦材料要素10
4が備えられている。摩擦を小さくするために、摩擦材料要素104と穿孔とし
て実施されている窪み102との間に例えば簿板からなるスリーブ106が備え
られている。円柱状の摩擦材料要素104は、該摩擦材料要素をしっかりと固定
している小板108によって、窪み102から落下することが防止される。弾性
ばね要素110としてここでもゴム要素が使用される。支持体100は、この場
合には支持板として形成されており、この支持板は、ブレーキアンカープレート
(Bremstraeger)(示されていない)での容易な固定と交換可能性のためにダブテ
ール112を含む。窪み102は、この示された実施態様の場合には円柱状の穴
として板状の支持体100に実施されている。円柱状の摩擦材料要素102の割
合は、この実施態様の場合には、ブレーキパッドの摩擦面全体の少なくとも50
%である。摩擦値を小さくするためのスリーブ106は、有利に1mmより薄い
厚さを有している。スリーブ106をスリットをつけて実施する場合には許容差
は、容易に守られる。スリーブ106を予荷重下に取付けると、ブレーキボディ
3の組み立てを容易にすることができる。円柱状の摩擦材料要素104と支持体
100との間の摩擦を小さくすることのほかに、スリーブ106は、ブレーキデ
ィスクが濡れた場合の防水にも役立つ。
レーキディスク乃至は踏面の平滑ではない摩擦面に適合することによって優れた
コンタクトパターンを示すブレーキ片乃至はディスクブレーキパッドが提供され
る。さらに前記ブレーキディスク乃至はブレーキ片は、弾性状態での取付けと摩
擦材料要素の摩擦によって騒音が緩和されている。
を良好なコンタクトパターンで使用することである。自由な状態でばねがつけら
れたブレーキボディに比べ、本発明による実施態様は、支持体にはめ込まれた摩
擦材料要素が窪みで支えられているという利点を有している。このことによって
接線の摩擦力による撓み変形が防止される。そのうえ、摩耗が進行方向に無関係
に平滑に行われる。本発明によるブレーキボディのさらなる利点として、ホット
スポット及びリッジ形成が回避されることが挙げられる。
することができ、かつ摩擦材料要素を、該摩擦材料要素が直円柱形の要素である
場合には殊に、プレスしたロッドから製造することができる。
れまで使用してきたUIC部材との交換を容易にすることができる。
の平面図を示す。
を示す。
示す図を示す。
を示す図である。
。
るブレーキボディの透視図を示す。
。
下動要素を有するブレーキボディの平面図を示す。
透視図を示す。
。
Claims (18)
- 【請求項1】 窪み(11、44、62、102)を有する支持体(7)と
、 該窪み内に配置された摩擦材料要素(9、27、50、68、104)と、 を有し、 前記摩擦材料要素(9、27、50、68、104)が前記窪み(11、44
、62、102)に沿って可動状態で取付けられており、この場合、該取付けは
窪み方向に弾性状態もしくは上下動状態となっており、 且つ、 前記摩擦材料要素が前記支持体(7)と共に摩擦面(1)を形成する ことを特徴とする、特にブレーキ片又はディスクブレーキパッドである、ブレー
キボディ。 - 【請求項2】 前記窪みが前記摩擦材料要素(9、27、50、68、10
4)と共に列をなして配置されていることを特徴とする請求項1記載のブレーキ
ボディ。 - 【請求項3】 前記窪みが、前記摩擦材料要素(9、27、50、68、1
04)と共に互い違いに配置されていることを特徴とする請求項1記載のブレー
キボディ。 - 【請求項4】 該ブレーキボディの前記摩擦面(1)全体に対する前記摩擦
材料要素(9、27、50、68、104)の摩擦面の割合が少なくとも30%
、好ましくは50から80%、であることを特徴とする請求項1乃至3のいずれ
か一項記載のブレーキボディ。 - 【請求項5】 前記摩擦材料要素(9、27、50、68、104)の前記
弾性状態での取付け構造が弾性要素(13)を有することを特徴とする請求項1
乃至4のいずれか一項記載のブレーキボディ。 - 【請求項6】 前記弾性要素(13)がばね要素(25)を含むことを特徴
とする請求項5記載のブレーキボディ。 - 【請求項7】 前記ばね要素(25)が皿ばね、渦巻ばね、ゴムバンド又は
ゴム小板であることを特徴とする請求項6記載のブレーキボディ。 - 【請求項8】 前記摩擦材料要素(9、27、50、68、104)の前記
上下動状態で実施された取付けは上下動要素(64)を含み、該上下動要素は、
前記上下動要素(64)の傾動に基づいて、前記窪みの縦軸方向での該摩擦材料
要素(9、27、50、68、104)の運動を可能にすることを特徴とする請
求項1乃至4のいずれか一項記載のブレーキボディ。 - 【請求項9】 複数の前記上下動要素(64)が互いに重ねて配置されてお
り、この場合、互いに重ねて配置された該上下動要素(64)は互いに結合し、
かつより高く配置された上下動要素を形成することを特徴とする請求項8記載の
ブレーキボディ。 - 【請求項10】 前記窪み(11、44、102)内の窪み壁と前記摩擦材
料要素(9、27、50、68、104)との間に摩擦軽減手段が設けられてい
ることを特徴とする請求項1乃至9のいずれか一項記載のブレーキボディ。 - 【請求項11】 前記摩擦軽減手段は、スリーブ(26、28、106)で
あることを特徴とする請求項10記載のブレーキボディ。 - 【請求項12】 前記支持体(100)は前記摩擦材料要素(9、27、5
0、68、104)より軟らかく、かつ摩耗しやすい材料からなることを特徴と
する請求項1乃至11のいずれか一項記載のブレーキボディ。 - 【請求項13】 前記摩擦材料要素(9、27、50、68、104)は高
い弾性係数を有する、最も硬く摩耗しにくい摩擦材料からなることを特徴とする
請求項1乃至12のいずれか一項記載のブレーキボディ。 - 【請求項14】 前記摩擦材料は焼結材料であることを特徴とする請求項1
乃至13のいずれか一項記載のブレーキボディ。 - 【請求項15】 窪み(11、44、102)内に存在する前記摩擦材料要
素(9、27、50、68、104)が摩擦材料ブロック(40.1、40.2
、40.3)に統合されていることを特徴とする請求項1乃至14のいずれか一
項記載のブレーキボディ。 - 【請求項16】 個々の前記摩擦材料要素(9、27、50、68、104
)は、直円柱形を有していることを特徴とする請求項1乃至15のいずれか一項
記載のブレーキボディ。 - 【請求項17】 個々の前記摩擦材料要素(9、27、50、68、104
)は直円柱形とは異なる形、好ましくは多角形又は楕円形を有していることを特
徴とする請求項1乃至15のいずれか一項記載のブレーキボディ。 - 【請求項18】 前記可動状態で取り付けるために、平らに展延された弾性
マット(46)が、弾性要素(13)として配設されていることを特徴とする請
求項5乃至17のいずれか一項記載のブレーキボディ。
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