JP6693015B2 - ブレーキ作動時に摩擦ライニング要素の間の接触力を増大させるためのブレーキライニング内の摩擦ライニング要素の構成 - Google Patents

Description

本発明はブレーキライニングに関し、詳細には、バッキングプレートと、バッキングプレート上に移動可能に配置される複数の摩擦ライニング要素とを有する、車両のディスクブレーキのためのブレーキライニングに関する。摩擦ライニング要素は、ブレーキの作動時に摩擦ライニング要素の第１の側面をディスクブレーキのブレーキディスクに対して押圧するのを可能にするように、または摩擦ライニング要素の第１の側面をブレーキディスクに対して押圧するように、バッキングプレート上に配置される。摩擦ライニング要素を弾性的に設置するために、少なくとも１つのばねシステムがバッキングプレートと摩擦ライニング要素との間に配置される。

車両のディスクブレーキのためのブレーキライニングは、通常、例えば鋼から構成されるバッキングプレートと、バッキングプレート上に配置される摩擦ライニングとを有する。摩擦ライニングは、例えば、バッキングプレートに対して押圧され得るかまたは別の形でバッキングプレートに接続され得る。バッキングプレートと摩擦ライニングとの間の接続手段はブレーキの作動時に生じる力に耐えなければならず、具体的には、横方向の力、および、振動応力の結果として生じる力に耐えなければならない。

鉄道車両、具体的には高速列車における、ブレーキライニングのための摩擦材料は、しばしば、焼結材料から製造される。このようなタイプの高負荷ブレーキ内のブレーキライニングとブレーキディスクとの間の摩擦ペアリング（ｆｒｉｃｔｉｏｎ ｐａｉｒｉｎｇ）の温度は、しばしば、６００℃超に達し、それにより、従来のゴムベースのブレーキライニングの使用を困難とするかさらには不可能とする。ブレーキディスク上での一様な温度分布を達成するために、ブレーキライニングがしばしば複数の摩擦ライニング要素から形成され、これらの複数の摩擦ライニング要素が個別にまたは集団として構成され、また、これらの複数の摩擦ライニング要素の一部がブレーキライニングのバッキングプレート上に弾性的に設置される。

鉄道車両のためのより最新の焼結ブレーキライニングは、多部品構造であることを特徴とする。例えばリベット打ちにより、摩擦ライニング要素をバッキングプレートに個別に堅固に接続することが知られている。堅固に固定される摩擦要素はブレーキディスク内の隆起に従うことができず、多様な熱膨張率を埋め合わせることができない。それにより、ブレーキディスク上の非一様な温度分布の結果としてブレーキディスク内に高い応力が生じることになり、また、個別の摩擦ライニング要素が過熱される可能性がある。

これらの影響は、摩擦ライニング要素をバッキングプレート上に弾力性を有するようにまたは弾性的に設置することにより低減される。例えば、弾力性を有するような設置を実現するために、バッキングプレートと摩擦ライニング要素との間への薄い中間層が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。

特許文献２はブレーキライニングを説明しており、ここでは、個別の摩擦ライニング要素が互いから特に長い距離となるようにバッキングプレート上に配置される。個別の摩擦ライニング要素が、後部で荷重ばねにより弾性的に設置され、予負荷をかけられる。個別の摩擦ライニング要素の間の比較的長い距離が、氷、砂およびブレーキダストの蓄積を防止するように機能する。研磨性の粒子（ａｂｒａｓｉｖｅ ｐａｒｔｉｃｌｅ）（例えば、砂およびブレーキダスト）と組み合わさる氷により、ブレーキディスクの摩耗が強まる可能性がある。

国際公開第２０１２／０８９９６８号 国際公開第２０１４／１２１７０３号

本発明の目的は、バッキングプレートと、バッキングプレートに対して移動可能となるようにバッキングプレート上に配置される複数の摩擦ライニング要素とを有する、車両のディスクブレーキのためのブレーキライニングを提案することであり、このブレーキライニングを用いることにより、ブレーキの軋り（ｓｑｕｅａｌｉｎｇ）が可能な限り回避されまたは大幅に低減される。さらに、冬季条件により起こるような、氷、ならびに、砂およびブレーキダストなどの研磨性の粒子の蓄積も低減されるはずである。非一様な温度分布を回避するために、バッキングプレートに対して垂直の方向における個別の摩擦ライニング要素の可動性は制限されるべきではなく、また、非常にわずかな程度のみに制限されるべきではない。

本発明によると、この目的のために、車両のディスクブレーキのためのブレーキライニングが提案され、このブレーキライニングが、バッキングプレートと、バッキングプレート上に移動可能に配置される複数の摩擦ライニング要素とを有する。摩擦ライニング要素は、ブレーキの作動時に摩擦ライニング要素の第１の側面をディスクブレーキのブレーキディスクに対して押圧するのを可能にするように、または摩擦ライニング要素の第１の側面をディスクブレーキのブレーキディスクに押圧するように、バッキングプレート上に配置される。個別の摩擦ライニング要素を移動可能に設置するために、少なくとも１つのばねシステムがバッキングプレートと個別の摩擦ライニング要素との間に配置される。

本発明によると、ばねシステムが、ブレーキの作動時に、摩擦ライニング要素上で得られるライニング圧力による力（ｌｉｎｉｎｇ ｐｒｅｓｓｕｒｅ ｆｏｒｃｅ）により、少なくとも２つの隣接する摩擦ライニング要素の間に接触力を生じさせるように、および／または、少なくとも２つの隣接する摩擦ライニング要素の間の接触力を増大させるように、設計される。

ブレーキライニングが、好適には、焼結材料を含む。ブレーキライニングは、さらに好適には、鉄道車両内の高負荷ブレーキのためのものであることが意図される。摩擦ライニング要素が異なる形態または幾何形状を有することができる。

摩擦ライニング要素の各々が、２つの反対側にある実質的に平行な側面を有する。第１の側面がブレーキディスクの方を向く。各摩擦ライニング要素の第２の側面がバッキングプレートの方を向く。各摩擦ライニング要素は、摩擦ライニング要素支持体と、摩擦ライニング要素支持体の上に配置される摩擦材料とを有する。したがって、バッキングプレートの方を向く第２の側面が摩擦ライニング要素支持体によって形成される。

摩擦ライニング要素がバッキングプレート上に移動可能に配置されることは、摩擦ライニング要素がバッキングプレートに対して移動可能に配置される、ということを意味する。摩擦ライニング要素はバッキングプレートに対して垂直につまり軸方向に移動可能である。また、摩擦ライニング要素が、バッキングプレートに実質的に平行な軸を中心として摩擦ライニング要素が枢動させられ得るようにして、バッキングプレート上に配置され得る。

バッキングプレートと摩擦ライニング要素との間の少なくとも１つのばねシステムが弾性的なまたは移動可能な接続をなすのに使用され、つまり、バッキングプレート上への摩擦ライニング要素の設置手段として使用される。摩擦ライニング要素が設置されるとき、ばねシステムは負荷をかけられているか、または予負荷をかけられている（予負荷範囲）。ブレーキが作動するとき（動作範囲）、実質的に軸方向の力が個別の摩擦ライニング要素に作用し、ひいては、摩擦ライニング要素とバッキングプレートとの間に配置される少なくとも１つのばねシステムに作用する。この力は本発明の文脈ではライニング圧力による力と称される。ライニング圧力による力がばねシステムを圧縮し、その結果、摩擦ライニング要素がバッキングプレートに向かって移動するようになるか、またはバッキングプレートの方に押されるようになる。

したがって、ライニング圧力による力はブレーキの作動により生じる。本発明によると、ばねシステムがさらに、ライニング圧力による力により、個別の摩擦ライニング要素の間に、または少なくとも２つの隣接する摩擦ライニング要素の間に接触力を生じさせるように、ならびに／あるいは、個別の摩擦ライニング要素の間に、または少なくとも２つの隣接する摩擦ライニング要素の間の接触力を増大させるように、設計される。摩擦ライニング要素の間の接触力は、互いに接触する接触面または摩擦ライニング要素で生じる。したがって、ブレーキが作動すると、個別の摩擦ライニング要素が、ライニング圧力による力の結果としてバッキングプレートに向かって軸方向に移動させられることに加えて、ばねシステムのこの固有のデザインにより隣接する摩擦ライニング要素に対して押圧されることになる。接触力はライニング圧力による力に対して実質的に垂直の向きである。ばねシステムは、ライニング圧力による力が増大するときに、少なくとも２つの摩擦ライニング要素の間の接触力がさらに増大するように設計される。

１つまたは複数の摩擦ライニング要素がディスク面（ｄｉｓｃ ｐｌａｎｅ）に対して平行な方向と垂直な方向との間の振動方向での不安定な振動状態となる場合（ブレーキディスクとの摩擦によって引き起こされる）、ブレーキから軋り音（ｓｑｕｅａｌｉｎｇ ｎｏｉｓｅ）が発生するか、またはブレーキが軋るようになる。これらの振動が減衰されると、軋り音が抑制され得るか、または可能性として完全に回避され得る。ブレーキの作動時に本発明に従って隣接する摩擦ライニング要素の間の接触力が増大するという事実は、接触状態である摩擦ライニング要素の間に摩擦接続手段が形成され、この摩擦接続手段がブレーキディスクに対して垂直な方向における機械的減衰手段として機能する、ということを意味する。ブレーキディスクに平行な方向では、接触力が増大することにより、システムの補強および有効振動質量の増大が実現され、ひいては共振振動数の変更が実現される。不安定な振動状態を回避することができ、それにより、軋り音またはブレーキの軋りがほぼ回避され得るかまたは大幅に低減され得る。

ライニング圧力による力が増大するにつれて隣接する摩擦ライニング要素の間の接触力が増大するという事実は、それぞれの摩擦ライニング要素の間の摩擦力も増大する、ということを意味する。本発明によって提供される構造により、摩擦ライニング要素が激しく加熱される場合に、バッキングプレートまたはディスク面に平行な方向において所定のスティフネスを有しながら、接触力の増大を少なくとも部分的に埋め合わせることが可能となる。

ばねシステムが、摩擦ライニング要素をバッキングプレートに向かう軸方向に押圧することに加えて、互いに対しても押圧するように設計されるという事実により、隣接する摩擦ライニング要素の間に隙間または自由空間ができることが実質的に阻止される。これにより、冬季条件により起こるような、氷ならびに研磨性の粒子（例えば、砂およびブレーキダスト）の蓄積が防止され得るかまたは大幅に低減され得る。したがって、冬の特定の使用条件下でのディスクの摩耗の増大が回避され得る。

好適には、セグメント化される摩擦ライニングが提供され、このセグメント化される摩擦ライニングが、バッキングプレート上にある、５つ以上の、また特に好適には７つ以上の、また非常に好適には９つ以上の個別の摩擦ライニング要素から構成される。例えば、１０個の摩擦ライニング要素が設けられてよく、５つずつがバッキングプレートの各半体の上にあってよい。

さらに、複数のばねシステムが好適にはバッキングプレートと摩擦ライニング要素との間に設けられるかまたは配置され、１つのばねシステムが各摩擦ライニング要素に割り当てられる。この目的のため、それぞれの場合において１つのばねシステムが摩擦ライニング要素とバッキングプレートとの間に配置される。個別のばねシステムが互いに接続され得るか、互いに作動可能に接続され得るか、又は、個別の摩擦ライニング要素とバッキングプレートとの間に完全に独立して配置され得る。

好適には、各ばねシステムが複数のばね要素を有するかまたは複数のばね要素から構成される。例えば、各ばねシステムが３つのばね要素を有することができる。特に好適には、各ばねシステムが、３個以上であるが最大でも１２個である個別のばね要素を有する。それにより、特に好都合な力−たわみ挙動が達成され得る。これは、大きい（ｌｏｎｇ）予負荷時のたわみ（ｐｒｅ−ｌｏａｄｉｎｇ ｄｅｆｌｅｃｔｉｏｎ）での比較的小さい予負荷力、および、小さい（ｓｈｏｒｔ）動作時のたわみ（ｗｏｒｋｉｎｇ ｄｅｆｌｅｃｔｉｏｎ）での大きい最終的な力、を特徴とする。したがって、好適なブレーキライニングのばねシステムは、従来技術により知られる構成とは対照的に、累進的なばね挙動を有する。予負荷力が小さいことで、小さい噛合力（ｊａｗ ｆｏｒｃｅ）でもばねシステムが変形できるようになる。しかし、予負荷力が大きいと、小さい噛合力でシステムが柔軟性を欠く形で作用するようになり、これには、バッキングプレート上の温度分布および摩擦係数の推移に対してのマイナスの結果が伴われる。対照的に、予負荷力が小さいと、各摩擦ライニング要素をバッキングプレートに接続するのに用いられる固定手段内の応力が小さくなる。大きい予負荷時のたわみでは、付随的に力−たわみ曲線が比較的緩やかになり、ばねシステムでの硬化現象または小さくされた予負荷時のたわみによる固定手段の不都合な誤差の積み重なり（ｔｏｌｅｒａｎｃｅ ｓｔａｃｋｕｐ）を埋め合わせることが促進される。両方の効果により予負荷の損失（ｐｒｅ−ｌｏａｄｉｎｇ ｌｏｓｓ）が小さくなる。対照的に、予負荷範囲で急激に増大する曲線を有するばねが使用される場合、ばねの硬化および／または小さい予負荷時のたわみにより、迅速に接続が緩んでガタガタと音を発するようになる可能性がある。

さらに、バッキングプレートの後部側の荷重バネが排除され得る。

ばねシステムが複数のばね要素を有するという事実は、騒音を減衰させるかまたは抑制するのに追加の減衰システムまたは追加の減衰要素が必要ない、ということを意味する。複数のばね要素により、高度な本質的な機械的減衰が既に達成されている。

さらに、ばねシステムのための複数のばね要素を提供することで安定した熱的挙動が達成される。熱的過負荷時に弾性変形性が維持され得る。ばねシステムの複層構造により、および、ばねシステム内の複数のばね要素により、耐温度性が改善され、および、過負荷に対する耐性を有するための能力が改善される。好適には、ばねシステムの個別のばね要素がそれらの全領域にわたっては互いの上に載置されない。個別のばね要素の間にまたは個別のばね要素の領域の間に残る隙間が熱伝導に対する障害物として機能し、それにより、摩擦ライニング要素から離れたばね層内が低温となる。

さらに、ばねシステムの個別のばね要素が好適には実質的に平坦である。例えば、ばねシステムの個別のばね要素がディスク形状またはボウル形状であってよい。次いで、平坦なばね要素が、曲線状にされ得るか、曲げられ得るか、または、起伏を加えられ得る。特に有利には、ばねシステムの個別のばね要素が皿ばねの形態である。やはり有利には、ばねシステムの個別のばね要素が互いに平行に積み重ねられる。これは、ばねシステムのばね要素が、結果として少なくとも動作範囲において平行なスタックとして機能することになるように、互いに対して配置される、ということを意味する。特に好適には皿ばねの形態である個別のばね要素の平行なスタックを作るために、個別のばね要素が、実質的に１つのばね要素が他のばね要素の上にきて同じ方向を向くように、配置される。皿ばねは、通常、円周の周りが閉じられており、内径および外径を有する。

好適には、各摩擦ライニング要素が固定手段によりバッキングプレートに接続され、それぞれの摩擦ライニング要素に割り当てられるばねシステムが、少なくとも一部の領域において、固定手段の周りに配置される。固定手段が、それぞれの摩擦ライニング要素をバッキングプレートに固定または接続するのに使用される。固定手段はまた、ばねシステムの予負荷を実現するように設計され得る。固定手段により摩擦ライニング要素がバッキングプレートに接続されると、それぞれの摩擦ライニング要素が、関連付けられるばねシステムに対してまたはばねシステムの個別のばね要素に対して押圧され、その結果、ばねシステムの予負荷が達成される。

摩擦ライニング要素は、好適には、それぞれの場合において各々の個別の摩擦ライニング要素を、少なくとも１つの別の摩擦ライニング要素に、また特に好適には２つの隣接する摩擦ライニング要素に、接触させた状態として、バッキングプレート上に配置される。これは、それぞれの摩擦ライニング要素が、特にはその側面側の縁部つまり長い縁部の領域において、互いに触れている、ということを意味する。好適には、ブレーキの作動前に摩擦ライニング要素が既に接触しており、その結果、ブレーキ作動中、摩擦ライニング要素の間の接触は起こらないが、摩擦ライニング要素の間の接触力が増大し、ひいては、増大した接触力の結果としてそれらの間の摩擦力が増大する。

隣接する摩擦ライニング要素が互いに直接に接触することにより、これらの摩擦ライニング要素の間に摩擦接続手段が形成される。したがって、好適には、少なくとも一部の領域において、隣接する摩擦ライニング要素の側面が互いに直接に接触する。特に好適には、可能な限り大きい面積にわたって、隣接する摩擦ライニング要素が互いに触れることが実現される。この目的のために、個別の摩擦ライニング要素が、好適には、可能な限り長い接触長さにわたってそれらの隣接する摩擦ライニング要素に触れるように、位置決めされる。各々の個別の摩擦ライニング要素が好適には、さらに、対象の摩擦ライニング要素に隣接するすべての摩擦ライニング要素に接触する。したがって、具体的には、２つの隣接する摩擦ライニング要素の側面側の縁部つまり長い縁部の間に、自由空間または隙間が存在しない。具体的には、摩擦ライニング要素支持体が、摩擦ライニング要素支持体上に配置される摩擦材料の上に突出することがない。したがって、隣接する摩擦ライニング要素の摩擦材料が互いに接触する。

個別の摩擦ライニング要素は、好適には、バッキングプレートに平行に、つまり、バッキングプレートの表面に沿って平行に、変位させられ得るように配置される。具体的には、個別の摩擦ライニング要素が互いに対して変位可能にまたは移動可能に配置される。したがって、有利には、ばねシステムは、個別の摩擦ライニング要素を、軸方向においてバッキングプレートの方を向くように、また可能性としてバッキングプレートに平行な軸を中心として枢動可能とするように、配置することに加えて、特には、水平方向につまりバッキングプレートに平行に変位させるのを可能にするように、配置して、設計される。ばねシステムのこの特に好適なデザインにより、ブレーキ作動中に摩擦ライニング要素上のライニング圧力による力が増大すると、それぞれの摩擦ライニング要素が軸方向においてバッキングプレートに向かって移動させられることに加えて、バッキングプレートに平行に変位させられるようになり、それにより、隣接する摩擦ライニング要素の間の接触力が特に好都合な形で増大する。

さらに好適には、個別のばねシステムが、バッキングプレートに平行に変位させられ得るように、配置される。したがって、摩擦ライニング要素に加えて、摩擦ライニング要素に割り当てられるばねシステムが、バッキングプレートに平行に変位させられ得るように、配置されることになる。したがって、特に好適には、摩擦ライニング要素が、それらに割り当てられるばねシステムにより互いに向かって移動させられ、それにより、隣接する摩擦ライニング要素の間の接触力が増大する。

また、好適には、それぞれの場合において、第１のフランジまたは隆起部分によって形成される第１の支承面に対して第１の縁部を接触させてばねシステムの１つのばね要素（ばねシステムはこの１つのばね要素のみから構成されてもよい）が支承されるような形で、個別のばねシステムがバッキングプレートと摩擦ライニング要素との間に配置されることが実現される。第１のフランジまたは隆起部分が、第２の側面から、つまり、バッキングプレートの方を向くそれぞれの摩擦ライニング要素の側面から、突出する。ばねシステムのばね要素の第１の縁部が、好適には、ばね要素の内周によって形成される。ばね要素の第２の縁部が、好適には、ばね要素の外周によって形成される。第１のフランジが、好適には、固定手段の周りに、または、摩擦ライニング要素を通る孔の周りに、配置される。軸方向の圧縮力つまりライニング圧力による力が摩擦ライニング要素に作用するとき、ばねシステムのばね要素が摩擦ライニング要素上の第１のフランジまたは隆起部分に対して押圧される。第１のフランジまたは隆起部分は、摩擦ライニング要素の下側に対して実質的に垂直となるようにつまり摩擦ライニング要素の第２の側面に対して実質的に垂直となるように位置合わせされるか、または配置される第１の支承面を形成するように、設計されて摩擦ライニング要素上に配置される。第１のフランジまたは隆起部分は、それぞれの摩擦ライニング要素の摩擦ライニング要素支持体と一体に形成されてよい。

さらに、バッキングプレートが、好適には、窪み部分、および／または、バッキングプレートから突出する第２のフランジを有する。個別のばねシステムは、好適には、第２の支承面によりばねシステムのばね要素の第２の縁部が支承されるようにして、バッキングプレートと摩擦ライニング要素との間に配置される。第２の支承面が、窪み部分の周りを延びるリップにより、および／または、第２のフランジにより、形成される。窪み部分および／または第２のフランジは、バッキングプレートの第１の側面の領域内に配置される。したがって、窪み部分および／または第２のフランジは、摩擦ライニング要素の方を向くバッキングプレートの側面上に配置される。したがって、窪み部分は、それぞれのばねシステム、またはばねシステムのばね要素を受けて誘導するのに使用される。この目的のために、窪み部分がばねシステムの外径より大きい寸法を有する。したがって、それぞれのばねシステムがバッキングプレート内の窪み部分の内部で変位させられ得る。さらに、窪み部分は、好適には、軸方向において、隣接する摩擦ライニング要素の方向にオフセットされるように配置される。

さらに、窪み部分は複数のばねシステムを受けるように設計されてもよく、これらの複数のばねシステムが異なる摩擦ライニング要素に割り当てられる。したがって、複数のばねシステムが１つの窪み部分の内部に配置されてもよく、その結果、複数のばねシステムが互いに対して変位させられ得るようになる。

したがって、軸方向の圧縮力またはライニング圧力による力が摩擦ライニング要素に作用するとき、摩擦ライニング要素に割り当てられるばねシステムのばね要素が、摩擦ライニング要素上の支承面（第１の支承面）のみではなく、一部の領域において、バッキングプレート上の支承面（第２の支承面）に対しても押圧されることになる。バッキングプレート上の、窪み部分、または、窪み部分の周りを延びるリップ、あるいは、第２のフランジが、第２の支承面をバッキングプレートの第１の側面に対して実質的に垂直となるように方向づけるように、設計または構成される。特に好適には、ばねシステムが、それぞれの場合において、上記ばねシステムの外側縁部において、バッキングプレート内の凹部または窪み部分内で誘導される。内径の中では、それぞれのばねシステムが、摩擦ライニング要素上の例えば円筒形の段差などのフランジにより、摩擦ライニング要素上で支持される。ばねシステムが、摩擦ライニング要素の接触面から離れる方向を向いて、窪み部分または凹部の側部上のリップによって支承され、また、隣接する摩擦ライニング要素の方に変位させられ得るように配置される。

好適には、各摩擦ライニング要素が、バッキングプレートを通る孔の中に配置されるソケットを有するねじ接続手段またはプラグイン接続手段により、接続される。したがって、好適には、固定手段が、それぞれの摩擦ライニング要素をバッキングプレートに固定するためのねじ接続手段またはプラグイン接続手段の形態であることが実現される。従来技術により知られているような、摩擦ライニング要素をバッキングプレートに固定するための固定手段とは対照的に、設けられることが好ましい。例えばねじまたはボルトなどの固定手段は、バッキングプレートを通る孔の中に直接には固定されず、バッキングプレートを通るその孔の中に配置されるソケットを用いて例えばねじ式の固定（ｓｃｒｅｗ−ｆａｓｔｅｎｅｄ）により固定される。例えばバッキングプレートを通る孔の中にソケットを用いずにねじが直接にねじ込まれるのではなく、例えばねじまたはボルトなどの固定手段を受けるために、バッキングプレートを通る孔の中にソケットが設けられるという事実は、予負荷力が、特に適する形で、バッキングプレートに対して垂直な方向に伝達され得る、ということを意味する。したがって、この領域においてバッキングプレートにかかる応力が低減される。これは、孔の内部において固定手段の軸方向の位置を固定するための弾性クロージャ手段により固定手段が固定される場合にも、達成される。いずれの場合も、ブレーキライニングの品質および使用寿命が向上し得る。さらに、このタイプの固定により、摩擦ライニング要素が垂直方向つまり軸方向に誘導される。固定手段を受けるための、それぞれの摩擦ライニング要素支持体を通る孔が、好適には、固定手段を受けるための、バッキングプレートを通る孔よりも大きい直径を有する。好適には固定手段と摩擦ライニング要素支持体を通る孔の内壁との間に遊びが設けられ、その結果、それぞれの摩擦ライニング要素がバッキングプレートに平行に変位させられ得るようになる。

原則的には、各摩擦ライニング要素が任意の適切な形態または幾何形状を有することができる。各摩擦ライニング要素の基本形状は、好適には、概略的に、三角形、正方形、長方形または台形である。これは、基本形状のみがこのように形成される、ということを意味する。例えば、基本形状を変更せずに角部に丸みがつけられてもよい。したがって、例えば、摩擦ライニング要素が、丸みをつけられた角部を有する概略三角形または概略台形の基本形状を有することが実現される。摩擦ライニング要素の多角形の基本形状により、隣接する摩擦ライニング要素がそれらの側面に沿う可能な限り大きい面積にわたって互いに触れることができるようになる。

本発明によると、さらに、車両のための、また具体的には鉄道車両のための、ディスクブレーキが提供され、このディスクブレーキが請求項１から１６のいずれか一項によるブレーキライニングを有する。

複数の摩擦ライニング要素を有するブレーキライニングを概略的に示す平面図である。 ２つの摩擦ライニング要素がバッキングプレート上で互いの隣に配置されている状態の作動原理を概略的に示す図である。 摩擦ライニングを概略的に示す断面図である。 図３に示される構成に基づく作動原理を概略的に示す図である。

図１は、バッキングプレート１０上に配置される複数の摩擦ライニング要素１１；１１ａ、１１ｂを有するブレーキライニング１００を示す。個別の摩擦ライニング要素１１は多角形であり、可能な限り大きい面積にわたって各摩擦ライニング要素１１が少なくとも２つの隣接する摩擦ライニング要素１１に接触するように、互いに対して配置される。個別の摩擦ライニング要素は、可能な限り大きい接触長さにわたってそれらの隣接する摩擦ライニング要素１１に接触するように、位置決めされる。摩擦ライニング要素１１を弾性的に設置するために、ばねシステム１５（図１には示されない）が各々の個別の摩擦ライニング要素１１とバッキングプレート１０との間に配置される。

図２は、ブレーキ作動中の、バッキングプレート１０内で互いの隣に配置される２つの摩擦ライニング要素１１ａ、１１ｂを使用する作動原理を断面図で示している。各摩擦ライニング要素１１ａ、１１ｂが、ばねシステム１５ａ、１５ｂにより、バッキングプレート１０上に弾性的に設置され、つまり、バッキングプレート１０に対して移動可能となるようにバッキングプレート１０上に設置される。作動原理を説明するために、ばねシステム１５ａ、１５ｂの各々が、１つのばね要素３０と、ニーレバーとして機能する傾斜要素３１とを有する。２つの摩擦ライニング要素１１ａ、１１ｂの負荷のかかっていない開始位置４２が一点鎖線を使用して示される。ブレーキの作動時、ライニング圧力による力４０が各摩擦ライニング要素１１ａ、１１ｂに作用する。ばねシステム１５ａ、１５ｂの弾力性の結果として、個別の摩擦ライニング要素１１ａ、１１ｂがバッキングプレート１０に向かってライニング圧力による力４０の方向に変位させられ得る。ばねシステム１５ａ、１５ｂがニーレバーとして機能することにより、互いの方に向かうような摩擦ライニング要素１１ａ、１１ｂの移動が実現され、それにより、２つの摩擦ライニング要素１１ａ、１１ｂが接触するときに接触力４１が得られる。ライニング圧力による力４０が増大しひいては摩擦ライニング要素１１ａ、１１ｂの変位が増大すると、２つの摩擦ライニング要素１１ａ、１１ｂの間の接触力４１および得られる摩擦力が増大する。

図２に示されるブレーキの作動時の個別の摩擦ライニング要素１１の間の接触力４１および得られるライニング圧力による力４０を増大させるための作動原理は、例えば、ばねシステム１５の好都合な構成およびデザインにより、実現され得る。図３は、図１に示されるブレーキライニング１００を通る断面図を示す。

図３に示されるブレーキライニング１００では、ばねシステム１５：１５ａ、１５ｂの各々が、互いに平行に配置される個別のばね要素１６；１６ａ、１６ｂ、１６ｃから形成される。個別のばね要素１６；１６ａ、１６ｂ、１６ｃは皿ばねの形態である。したがって、各ばねシステム１５が皿ばねのスタックとして知られるような形態であってよい。それぞれのばねシステム１５；１５ａ、１５ｂを受けるための窪み部分２４がバッキングプレート１０上に設けられる。それぞれのばねシステム１５；１５ａ、１５ｂが、それぞれの摩擦ライニング要素支持体１２；１２ａ、１２ｂの下側から突出する第１のフランジ２２の周りにその第１の縁部２０つまり内径を有するように構成される。したがって、個別のばね要素１６；１６ａ、１６ｂ、１６ｃの第１の縁部２０が円周全体の周りで第１のフランジ２２によって支承される。個別のばね要素１６；１６ａ、１６ｂ、１６ｃの外周つまり第２の縁部２１の領域では、ばねシステム１５；１５ａ、１５ｂが、それぞれの窪み部分２４の境界を定めるリップによって誘導される。それぞれのばね要素１６；１６ａ、１６ｂ、１６ｃの第２の縁部２１が、個別の摩擦ライニング要素１１の接触面から離れる方向を向いて窪み部分２４の側部上の円周方向リップまたは第２のフランジ２８によって支承される。

バッキングプレート１０内の窪み部分２４は、その中に配置されるばねシステム１５のそれぞれの外径より大幅に大きい。さらに、窪み部分２４は、軸方向において、それぞれの隣接する摩擦ライニング要素１１の方向にオフセットされるように配置される。したがって、個別の摩擦ライニング要素１１は、それぞれの窪み部分２４の内部でバッキングプレート１０に平行に変位させられ得るように構成されることになり、それにより、ブレーキの作動時に得られるライニング圧力による力４０により、それぞれの割り当てられるばねシステム１５；１５ａ、１５ｂと共に個別の摩擦ライニング要素１１；１１ａ、１１ｂが互いの方に向かって押されるかまたは押圧されるようになり、その結果、ライニング圧力による力４０が増大すると、個別の摩擦ライニング要素１１；１１ａ、１１ｂの間のこの領域内の接触力４１が増大するようになる。

このように、皿ばねのスタックの形態のばねシステム１５；１５ａ、１５ｂが、軸方向においてバッキングプレート１０の方に個別の摩擦ライニング要素１１が移動するのを可能にするようなばね要素１６；１６ａ、１６ｂ、１６ｃを有する。加えて、このように設計されるばねシステム１５；１５ａ、１５ｂは、ニーレバー（図２を参照）の原理と同様にして、バッキングプレート１０に平行に、それぞれの摩擦ライニング要素１１と共にばねシステム１５；１５ａ、１５ｂを変位させるのを可能にする要素を有する。この作動原理もやはり、図３の構成を使用して図４に示されている。

１００ ブレーキライニング
１０ バッキングプレート
１１；１１ａ、１１ｂ 摩擦ライニング要素
１２；１２ａ、１２ｂ 摩擦ライニング要素支持体
１５；１５ａ、１５ｂ ばねシステム
１６；１６ａ、１６ｂ、１６ｃ ばね要素
１７ 固定手段
１９ ソケット
２０ ばね要素の第１の縁部
２１ ばね要素の第２の縁部
２２ 第１のフランジ
２４ バッキングプレート内の窪み部分
２８ 第２のフランジ
３０ ばね要素
３１ ニーレバー要素
４０ ライニング圧力による力
４１ 接触力
４２ 開始位置

Claims (16)

1. バッキングプレート（１０）と、複数の摩擦ライニング要素（１１；１１ａ、１１ｂ）とを有する、車両のディスクブレーキのためのブレーキライニング（１００）において、前記摩擦ライニング要素（１１；１１ａ、１１ｂ）が、前記ブレーキの作動時に前記摩擦ライニング要素（１１；１１ａ、１１ｂ）の第１の側面をブレーキディスクに対して押圧するのを可能にするように、前記バッキングプレート（１０）上に配置され、前記摩擦ライニング要素（１１；１１ａ、１１ｂ）が前記バッキングプレート（１０）に対して移動可能に配置され、少なくとも１つのばねシステム（１５；１５ａ、１５ｂ）が前記バッキングプレート（１０）と前記摩擦ライニング要素（１１；１１ａ、１１ｂ）との間に配置される、ブレーキライニング（１００）であって、
   前記ばねシステム（１５；１５ａ、１５ｂ）が、ブレーキ作動中に、前記摩擦ライニング要素（１１；１１ａ、１１ｂ）上で得られるライニング圧力による力（４０）により、少なくとも２つの隣接する摩擦ライニング要素（１１；１１ａ、１１ｂ）の間に接触力（４１）を生じさせる、および／または、少なくとも２つの隣接する摩擦ライニング要素（１１；１１ａ、１１ｂ）の間の接触力（４１）を増大させ、
   複数のばねシステム（１５；１５ａ、１５ｂ）が提供され、１つのばねシステム（１５；１５ａ、１５ｂ）が各摩擦ライニング要素（１１；１１ａ、１１ｂ）に割り当てられ、それぞれの場合において、摩擦ライニング要素（１１；１１ａ、１１ｂ）に割り当てられる前記ばねシステム（１５；１５ａ、１５ｂ）が前記摩擦ライニング要素（１１；１１ａ、１１ｂ）と前記バッキングプレート（１０）との間に配置され、
   前記バッキングプレート（１０）が、窪み部分（２４）、および／または、前記バッキングプレート（１０）から突出するフランジ（２８）を有し、それぞれの場合において、一部の領域において支承面に対して縁部（２１）を接触させて、ばねシステム（１５；１５ａ、１５ｂ）の１つのばね要素（１６；１６ａ、１６ｂ、１６ｃ）が支承されるように、前記ばねシステム（１５；１５ａ、１５ｂ）が前記バッキングプレート（１０）と前記摩擦ライニング要素（１１；１１ａ、１１ｂ）との間に配置され、前記支承面が、前記窪み部分（２４）の周りを延びるリップにより、および／または、前記フランジ（２８）により、形成されるブレーキライニング（１００）。
2. ５つ以上の摩擦ライニング要素（１１）が前記バッキングプレート（１０）上に配置される請求項１に記載のブレーキライニング（１００）。
3. 前記ばねシステム（１５；１５ａ、１５ｂ）が複数のばね要素（１６；１６ａ、１６ｂ、１６ｃ、１６ｄ）を有するかまたは複数のばね要素（１６；１６ａ、１６ｂ、１６ｃ、１６ｄ）から構成される請求項１又は２に記載のブレーキライニング（１００）。
4. 各摩擦ライニング要素（１１；１１ａ、１１ｂ）が固定手段（１７）により前記バッキングプレート（１０）に接続され、それぞれの場合において、前記摩擦ライニング要素（１１；１１ａ、１１ｂ）に割り当てられる前記ばねシステム（１５；１５ａ、１５ｂ）が少なくとも一部の領域において前記固定手段（１７）の周りに配置され、前記固定手段（１７）が前記ばねシステム（１５；１５ａ、１５ｂ）の予負荷を実現するように設計される請求項１から３のいずれか一項に記載のブレーキライニング（１００）。
5. 各摩擦ライニング要素（１１；１１ａ、１１ｂ）が少なくとも１つの隣接する摩擦ライニング要素（１１；１１ａ、１１ｂ）に直接に接触する請求項１から４のいずれか一項に記載のブレーキライニング（１００）。
6. 各摩擦ライニング要素（１１；１１ａ、１１ｂ）が少なくとも２つの隣接する摩擦ライニング要素（１１；１１ａ、１１ｂ）に直接に接触する請求項１から５のいずれか一項に記載のブレーキライニング（１００）。
7. 個別の摩擦ライニング要素（１１；１１ａ、１１ｂ）が、前記バッキングプレート（１０）に平行に変位させられ得るように、配置される請求項１から６のいずれか一項に記載のブレーキライニング（１００）。
8. 個別のばねシステム（１５；１５ａ、１５ｂ）が、前記バッキングプレート（１０）に平行に変位させられ得るように、配置される請求項１から７のいずれか一項に記載のブレーキライニング（１００）。
9. それぞれの場合において、第１のフランジ（２２）または隆起部分によって形成される第１の支承面に対して第１の縁部（２０）を接触させて、ばねシステム（１５；１５ａ、１５ｂ）の１つのばね要素（１６；１６ａ、１６ｂ、１６ｃ）が支承されるように、前記ばねシステム（１５；１５ａ、１５ｂ）が前記バッキングプレート（１０）と前記摩擦ライニング要素（１１；１１ａ、１１ｂ）との間に配置され、前記第１のフランジ（２２）または前記隆起部分が、前記摩擦ライニング要素（１１；１１ａ、１１ｂ）の第２の側面から突出し、前記第２の側面が前記バッキングプレート（１０）と対向する請求項１から８のいずれか一項に記載のブレーキライニング（１００）。
10. 前記窪み部分（２４）が、前記窪み部分の内部で前記バッキングプレート（１０）に実質的に平行に変位させられ得るように前記ばねシステム（１５；１５ａ、１５ｂ）を配置するように、設計される請求項９に記載のブレーキライニング（１００）。
11. 前記フランジ（２８）によって囲まれる領域が、この領域の内部で前記バッキングプレート（１０）に実質的に平行に変位させられ得るように前記ばねシステム（１５；１５ａ、１５ｂ）を配置するように、設計される請求項９に記載のブレーキライニング（１００）。
12. 前記窪み部分（２４）が複数のばねシステム（１５；１５ａ、１５ｂ）を受けるように設計され、前記窪み部分（２４）の内部に配置される前記複数のばねシステム（１５；１５ａ、１５ｂ）が互いに対して変位させられ得る請求項９に記載のブレーキライニング（１００）。
13. 前記バッキングプレート（１０）から突出する前記フランジ（２８）は、複数のばねシステム（１５；１５ａ、１５ｂ）が中に配置されている領域を囲み、前記複数のばねシステム（１５；１５ａ、１５ｂ）が互いに対して変位させられ得る請求項９に記載のブレーキライニング（１００）。
14. 各摩擦ライニング要素（１１；１１ａ、１１ｂ）が、前記バッキングプレート（１０）を通る孔の中に配置されるソケット（１９）を有するねじ接続手段により接続される請求項１から１３のいずれか一項に記載のブレーキライニング（１００）。
15. 各摩擦ライニング要素（１１；１１ａ、１１ｂ）が、概略的に、三角形、正方形、長方形または台形の基本形状を有する請求項１から１４のいずれか一項に記載のブレーキライニング（１００）。
16. 前記ディスクブレーキが請求項１から１５のいずれか一項に記載のブレーキライニング（１００）を有する車両のためのディスクブレーキ。

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