專利名稱：用于盤式制動(dòng)器的制動(dòng)摩擦襯片的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種根據(jù)權(quán)利要求1和2的前序部分所述的、用于盤式制動(dòng)器的制動(dòng)摩擦襯片。
背景技術(shù)：
裝配有這種制動(dòng)摩擦襯片的盤式制動(dòng)器主要應(yīng)用在商用車中，其中，制動(dòng)磨損在長(zhǎng)途運(yùn)輸應(yīng)用中主要通過(guò)經(jīng)常的調(diào)整制動(dòng)而確定，即調(diào)整制動(dòng)是在相對(duì)較高的行駛速度的情況下，然而卻以較低至中等的制動(dòng)壓力實(shí)現(xiàn)的。很少發(fā)生的高制動(dòng)力下的緊急制動(dòng)對(duì)于制動(dòng)器的整體磨損影響很小。在制動(dòng)摩擦襯片上的力傳遞是通過(guò)壓模來(lái)實(shí)現(xiàn)的，該壓模根據(jù)其種類抵靠在模制在襯片支架板上的受壓件上。此外，受壓件或者壓模的位置通過(guò)結(jié)構(gòu)性限定的具體情況以及安裝情況來(lái)規(guī)定。力傳遞區(qū)的非最佳定位會(huì)導(dǎo)致，在襯片摩擦面上產(chǎn)生不利的壓力分布，即使通過(guò)附加的壓板或是特別厚壁的襯片支架板也不能充分地補(bǔ)償這一點(diǎn)。這會(huì)特別不利地一方面導(dǎo)致相對(duì)高的重量，其會(huì)對(duì)重量?jī)?yōu)化的持續(xù)的需求造成阻礙，和另一方面會(huì)導(dǎo)致不均勻的制動(dòng)摩擦襯片磨損和制動(dòng)圓盤磨損。因此這必然會(huì)縮短制動(dòng)器的使用壽命，從而提高運(yùn)行成本。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的目的在于，進(jìn)一步改進(jìn)這種類型的制動(dòng)摩擦襯片，使得其使用壽命得到延長(zhǎng)。該目的通過(guò)一種具有權(quán)利要求1所述特征的制動(dòng)摩擦襯片來(lái)實(shí)現(xiàn)。通過(guò)對(duì)受壓件定位以及對(duì)襯片支架板的長(zhǎng)度和半徑尺寸的適當(dāng)?shù)念A(yù)先確定，在整個(gè)摩擦襯片表面上會(huì)產(chǎn)生相同的磨損條件，以及也能在盡可能好的壓力分布的情況下同時(shí)實(shí)現(xiàn)襯片支架板的重量最小化。為了清楚地說(shuō)明本發(fā)明，對(duì)兩個(gè)制動(dòng)摩擦襯片一半部分分開加以觀察，這兩個(gè)制動(dòng)摩擦襯片一半部分設(shè)計(jì)為鏡像對(duì)稱地橫交于環(huán)段式的襯片支架板的周邊延伸部。在這里，分別測(cè)定了表面重心，該表面重心在接下來(lái)的觀察中顯示為用于固定受壓件的基準(zhǔn)點(diǎn)。直接將力傳遞到表面重心中的方法在襯片支架板的理想的剛性的情況下可能會(huì)在磨擦面上產(chǎn)生均勻的壓力分布。然而，襯片磨損近似地通過(guò)轉(zhuǎn)化的制動(dòng)能量預(yù)先確定。如果在這個(gè)方面觀察摩擦面的不同區(qū)域，則結(jié)果是，在存在于那里的更高的滑動(dòng)速度的情況下，在襯片摩擦面區(qū)域內(nèi)相同的表面壓力下，徑向地位于外部的表面區(qū)域與徑向地位于內(nèi)部的摩擦面區(qū)域相比具有更高的能量密度。這個(gè)認(rèn)識(shí)導(dǎo)致，為了獲得一個(gè)均勻的耐磨性能，在整個(gè)襯片摩擦面中的表面壓力不應(yīng)保持恒定，而是能量密度、也就是說(shuō)特定的制動(dòng)功率(Nspez)要保持恒定，該制定功率由表面壓力(P).摩擦系數(shù)(μ ).滑動(dòng)速度(V)的乘積形成。這種關(guān)聯(lián)會(huì)由此而受到影響，即襯片摩擦系數(shù)同樣地在壓力、滑動(dòng)速度和溫度的影響下會(huì)發(fā)生變化。因?yàn)檎麄€(gè)磨損在很大程度上是由調(diào)整制動(dòng)來(lái)確定的，正如這在開頭所描述地那樣，在其中，受壓力和溫度所限制的變化還很微弱，可以省去對(duì)該影響參數(shù)的額外的考慮。然而不同滑動(dòng)速度的影響是明顯存在的。在典型的、帶有約為1.5bar制動(dòng)力的調(diào)整制動(dòng)的制動(dòng)力相對(duì)較弱的情況下，摩擦面內(nèi)的壓力會(huì)達(dá)到150— 200N/cm2。在這些條件下，且在外摩擦環(huán)直徑上的滑動(dòng)速度與內(nèi)摩擦環(huán)直徑上的滑動(dòng)速度之比為1.6的情況下，外摩擦環(huán)直徑上的摩擦系數(shù)與內(nèi)摩擦環(huán)直徑上的摩擦系數(shù)之比約為0.8。也就是說(shuō)，在均勻的壓力分布的情況下，在摩擦帶的外直徑上所產(chǎn)生的摩擦功率與在內(nèi)摩擦環(huán)直徑上所產(chǎn)生的摩擦功率相比高出1.6.0.8=1.28。因此，1.28這個(gè)因數(shù)會(huì)通過(guò)改變的壓力分布而被補(bǔ)
\-ZX O這由此實(shí)現(xiàn)，即壓模的、也就是說(shuō)受壓件的力傳遞位置與為均勻的壓力分布查明的位置相對(duì)地，在襯片一半部分的表面重心的連接直線上，圍繞被相應(yīng)地確定的數(shù)值徑向地向軸中心移動(dòng)。該數(shù)值的大小取決于制動(dòng)圓盤和襯片的尺寸以及襯片的形狀并且對(duì)于22.5”輪輞尺寸的制動(dòng)器而言為Imm至6_。在實(shí)際測(cè)試中，大約3_的值證明為是特別合適的。另一個(gè)會(huì)對(duì)壓力分布產(chǎn)生影響并且從而對(duì)摩擦面中的能量密度產(chǎn)生影響的因素是襯片支架板的彈性，它應(yīng)將由壓膜傳遞的力分配到均勻的表面壓力中。由于襯片支架板在襯片的表面壓力的條件下向下沉入與力傳遞區(qū)間隔開的區(qū)域中，從而產(chǎn)生了一個(gè)拱形結(jié)構(gòu)，其在襯片中間和在制動(dòng)摩擦襯片的對(duì)準(zhǔn)切向的端部上采納最大值。在襯片支架板的強(qiáng)烈拱起的區(qū)域下面，必然存在一個(gè)較弱的表面壓力，這是因?yàn)槭茉搲毫D壓的摩擦襯片部分被部分地松弛。該拱形結(jié)構(gòu)到目前為止通過(guò)相應(yīng)穩(wěn)定不變的并且因而也是相應(yīng)難以確定尺寸的襯片支架板或附加的壓板保持較低。支架板在較低重量情況下、實(shí)現(xiàn)盡可能低的彎曲的一種可能性在于受壓件在切線方向上的最佳定位。當(dāng)力傳遞位置在連接線上、在該條件下、即Nspez (制動(dòng)功率)=表面壓力(P).摩擦系數(shù)(μ ).滑動(dòng)速度(V)=恒定確定的力傳遞位置，這樣被選擇時(shí)，即彎曲在襯片中間以及在相切的襯片-端部上大小相同時(shí)，可實(shí)現(xiàn)最低限度的彎曲。對(duì)用于22.5”車輪的盤式制動(dòng)器所進(jìn)行的研究表明，將力傳遞位置布置在襯片一半部分3-15_相切地向外移動(dòng)的表面重心上，會(huì)產(chǎn)生盡可能好的壓力分布。模制在襯片支架板上的受壓件設(shè)計(jì)為圓盤狀或是環(huán)狀，并將熱量從制動(dòng)摩擦襯片中引導(dǎo)到壓緊裝置的零件中。因?yàn)榻璐顺霈F(xiàn)了相應(yīng)零件的不符合期望的負(fù)載，各個(gè)壓模和受壓件的支承面之間的接觸面正好要選擇這么大，即在全制動(dòng)情況下制動(dòng)摩擦襯片上的溫度達(dá)到最高時(shí)，在壓模和/或受壓件的支承面上也不會(huì)發(fā)生塑性變形。根據(jù)襯片支架板材料的不同，每個(gè)受壓件的支承面大小為15-35cm2已被證明是足夠的。對(duì)于由鑄鐵制成的襯片支架板，由于鑄鐵材料的高耐壓強(qiáng)度，支承面的大小可以在指定值的較低范圍內(nèi)。對(duì)于用于22.5”車輪的盤式制動(dòng)器而言，支承面具有55_的直徑，而支承區(qū)域內(nèi)的總厚度為14mm,在位于鄰近的周邊范圍內(nèi)的襯片支架板厚度為9mm的情況下。
為了確定上述的運(yùn)行參數(shù)，要將一些條件作為調(diào)整制動(dòng)的基礎(chǔ)，也就是說(shuō)制動(dòng)壓力為1.0至2.0bar、速度為60_90km/h且制動(dòng)溫度為100至200°C。本發(fā)明的有利的改進(jìn)方案在從屬權(quán)利要求中標(biāo)明。


下面將結(jié)合附圖描述根據(jù)本發(fā)明的一種制動(dòng)摩擦襯片。唯一的附圖示出了制動(dòng)摩擦襯片的后視圖。
具體實(shí)施例方式在圖中所示出的、總體上用參考標(biāo)號(hào)I來(lái)表示的制動(dòng)摩擦襯片具有襯片支架板2，受壓件3被模制在襯片支架板上面，在功能方面，分別有一個(gè)盤式制動(dòng)器的壓緊裝置的壓模抵靠在受壓件上。為了降低制動(dòng)器的壓緊裝置內(nèi)的熱量輸入，受壓件3的支承面大小應(yīng)這樣選擇，即對(duì)于已加熱的制動(dòng)器，也就是說(shuō)，當(dāng)襯片支架板2的溫度大于450°C時(shí)，在全制動(dòng)情況下，在壓模和/或襯片支架板2上不會(huì)發(fā)生塑性變形。根據(jù)材料選擇的不同，支承面為20_35cm2,而圓形的支承面的直徑為50-70mm,優(yōu)選的是60_65mm。在支承面的中心點(diǎn)之間的間距為125-135mm，優(yōu)選為131mm。環(huán)段式的襯片支架板2在與受壓件3相對(duì)的一側(cè)上支撐未示出的摩擦襯片，并在外邊棱上設(shè)有接片7，該襯片支架板為了引導(dǎo)襯片止動(dòng)彈簧6設(shè)計(jì)為相對(duì)于中心軸線MA鏡像對(duì)稱，其中，外邊緣的半徑用Ra標(biāo)明，且內(nèi)邊緣的半徑用Ri標(biāo)明。內(nèi)邊緣在兩側(cè)向外部轉(zhuǎn)入支承面5中，借助于它，制動(dòng)摩擦襯片I平放在例如車輛一側(cè)的制動(dòng)器支架上。兩個(gè)受壓件3的中心點(diǎn)至各自的支承面5的距離為48-58mm，優(yōu)選為53_56mm。支承面5與半徑中心點(diǎn)M之間的間距為107mm。受壓件3與襯片支架板2在周邊區(qū)域內(nèi)的厚度相比為該厚度的1.3至1.8倍，優(yōu)選為1.5至1.6倍。為使熱量更好地從受壓件3與分別配屬的壓模之間的接觸區(qū)域內(nèi)排出，設(shè)置有橫向延伸的槽4。正如提到的，通過(guò)力傳遞位置的確定，通過(guò)受壓件3的中心定義，在整個(gè)摩擦襯片表面應(yīng)達(dá)到同樣特定的制動(dòng)功率(Nspez=P.μ.ν=恒定的)。對(duì)此，摩擦襯片表面的半邊的表面重心SI被定義。在制動(dòng)摩擦襯片的內(nèi)邊緣和外邊緣上的不同滑動(dòng)速度的影響要求力傳遞點(diǎn)的移動(dòng)，通過(guò)受壓件3的中心定義，與各個(gè)半邊的表面重心相對(duì)，使在該區(qū)域內(nèi)的較低的滑動(dòng)速度通過(guò)較高的表面壓力來(lái)平衡。移動(dòng)的數(shù)值為O到6mm之間，優(yōu)選為3mm。在位于制動(dòng)摩擦襯片I的圖示下方的表格中列舉了各個(gè)用于22.5”和19.5”車輪的制動(dòng)摩擦襯片I的尺寸，其中，L表示制動(dòng)摩擦襯片的、也就是襯片支架板2的長(zhǎng)度，Ra表示襯片支架板2的外半徑，Ri表示襯片支架板的內(nèi)直徑，并且D表示受壓件的支承面的直徑。
權(quán)利要求
1.一種用于能安裝在19.5”大的尺寸的車輪中的盤式制動(dòng)器的制動(dòng)摩擦襯片，所述制動(dòng)摩擦襯片具有支撐摩擦襯片的、環(huán)段式的襯片支架板(2)，所述襯片支架板的內(nèi)半徑(Ri)在兩側(cè)轉(zhuǎn)入直的支承面(5)中，并且所述襯片支架板在所述襯片支架板的、背對(duì)所述摩擦襯片的背面上具有兩個(gè)彼此間隔開布置的、模制的受壓件(3)，其特征在于，所述襯片支架板(2)的長(zhǎng)度(L)為205-220mm，內(nèi)半徑(Ri)為100_125mm并且外半徑(Ra)為185_200mm。
2.一種用于能安裝在22.5”大的尺寸的車輪中的盤式制動(dòng)器的制動(dòng)摩擦襯片，所述制動(dòng)摩擦襯片具有支撐摩擦襯片的、環(huán)段式的襯片支架板(2)，所述襯片支架板的內(nèi)半徑Ri在兩側(cè)轉(zhuǎn)入直的支承面(5)中，并且所述襯片支架板在所述襯片支架板的、背對(duì)所述摩擦襯片的背面上具有兩個(gè)彼此間隔開布置的、模制的受壓件(3)，其特征在于，所述襯片支架板(2)的長(zhǎng)度(L)為 245-250mm,內(nèi)半徑(Ri)為 115_135mm 并且外半徑(Ra)為 205_220mm。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的制動(dòng)摩擦襯片，其特征在于，所述受壓件(3)的支承直徑為 50-70mm,優(yōu)選為 60_65mm。
4.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的制動(dòng)摩擦襯片，其特征在于，受壓件(32)的支承面積分別為15-35cm2。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的制動(dòng)摩擦襯片，其特征在于，所述襯片支架板(2)在所述受壓件(3)的區(qū)域中的總厚度為14mm，并且所述襯片支架板(2)在所述受壓件(3)的區(qū)域外的厚度為9mm。
6.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的制動(dòng)摩擦襯片，其特征在于，所述受壓件(3)彼此之間的中心距離與相關(guān)于徑向的中心軸線(MA)鏡像對(duì)稱的所述制動(dòng)摩擦襯片(I)的襯片一半部分的表面重心相比大3-15mm。
7.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的制動(dòng)摩擦襯片，其特征在于，所述受壓件(3)的中心與所述表面重心相比徑向向內(nèi)遠(yuǎn)0-6mm,優(yōu)選3mm。
8.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的制動(dòng)摩擦襯片，其特征在于，所述受壓件(3)的中心距離為125_135mm,優(yōu)選為131mm。
9.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的制動(dòng)摩擦襯片，其特征在于，所述受壓件(3)的中心至所述支承面(5)的距離分別為48-58mm,優(yōu)選為53_56mm。
10.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的制動(dòng)摩擦襯片，其特征在于，所述受壓件(3)的厚度為所述襯片支架板(2)的厚度的1.3-1.8倍，優(yōu)選為1.5-1.6倍。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于能安裝在22.5”大的尺寸的車輪中的盤式制動(dòng)器的制動(dòng)摩擦襯片，該制動(dòng)摩擦襯片具有支撐摩擦襯片的、環(huán)段式的襯片支架板(2)，該襯片支架板的內(nèi)半徑Ri在兩側(cè)轉(zhuǎn)入直的支承面(5)中，并且該襯片支架板在該襯片支架板的、背對(duì)摩擦襯片的背面上具有兩個(gè)彼此間隔開布置的、模制的受壓件(3)，該制動(dòng)摩擦襯片這樣設(shè)計(jì)，即襯片支架板(2)的長(zhǎng)度(L)為245-250mm，襯片支架板(2)的內(nèi)半徑(Ri)為115-135mm并且外半徑(Ra)為205-220mm。
文檔編號(hào)F16D65/092GK103189662SQ201180052692
公開日2013年7月3日 申請(qǐng)日期2011年10月26日 優(yōu)先權(quán)日2010年10月29日
發(fā)明者喬斯·卡米洛-馬丁內(nèi)斯, 約翰·鮑姆加特納, 沃爾夫?qū)づ晾?申請(qǐng)人:克諾爾商用車制動(dòng)系統(tǒng)有限公司