鼓式制动器用的闸瓦的制作方法
【专利摘要】本发明涉及一种鼓式制动器用的闸瓦和鼓式制动器，所述闸瓦包括支撑单元和衬片单元，其中所述支撑单元包括用于可枢转支撑的支承部和致动部，其中所述支撑单元具有在所述支承部和所述致动部之间具有不同值的弯曲刚度。
【专利说明】鼓式制动器用的闸瓦
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种鼓式制动器，尤其涉及鼓式制动器用的闸瓦。
【背景技术】
[0002]在现有技术中，鼓式制动系统是众所周知的，其中永久地连接在车轮上的制动鼓通过挤压制动鼓的圆柱形内表面的闸瓦制动。当设计这种鼓式制动系统时，总是存在关于鼓式制动器的不同“外部”特性的相冲突的目标。例如，仅可以在缩短鼓式制动器的使用寿命的情况下提高制动效率，或例如，仅可以通过扩大整个鼓式制动器来提高制动器的一般性能或最大制动转矩，并且必须接受重量和所需要的建造空间增大。因此，例如，对于在闸瓦的某些部分上的特定磨损或多级制动特性而言，对特别是鼓式制动器用的闸瓦的设计的开发潜力绝没有用尽，并且存在对进一步开发的相应需求。
【发明内容】
[0003]本发明的目的是提供一种鼓式制动器和鼓式制动器用的闸瓦，其中依据鼓式制动器的操作行为特别使磨损迹象最优化，并且在鼓式制动器的操作过程中可以将鼓式制动器的制动行为调节到不同的需求。
[0004]通过以下所述的闸瓦和鼓式制动器实现了上述目的。下文中也限定了本发明的其他优点和特征。
[0005]根据本发明，提供了一种鼓式制动器用的闸瓦，其包括支撑单元，其中所述支撑单元包括用于可枢转支撑的支承部和致动部，其中所述支撑单元具有在所述支承部和所述致动部之间不是恒定的弯曲刚度(即，具有不同的值)。支撑单元优选是可枢转地配置在支承部中的弯曲主体，其中致动部设置在基本上支承部的对面或者支撑单元的与支承部相对的远端。例如，致动部尤其用于吸收由制动气缸或延伸楔形装置施加的致动力，并用于将致动力传递到支撑单元。根据本发明的闸瓦优选配置在制动鼓内，其中，当将致动力施加到致动部上时，闸瓦优选转动或枢转使得其在制动鼓的内表面上与制动鼓的所述内表面摩擦接触。根据本发明，支撑单元具有沿着在支承部和致动部之间的延伸部分变化或不是恒定的弯曲刚度。在本发明的上下文中，弯曲刚度被定义为弹性模量和面积惯性矩的乘积，其中弹性模量是材料参数，而面积惯性矩由支撑单元的横截面的具体尺寸和设计确定。因此，存在有目的地影响支撑单元的弯曲刚度的两种基本可能性。当在支承部和致动部之间的支撑单元的横截面和几何形状保持相同时，例如通过在局部有限的区域中使用强度增大的方法，可以沿着从支承部到致动部的路线使用不同的材料参数。然而，优选地，通过影响面积惯性矩，特别优选地通过改变在支承部和致动部之间的路线中支撑单元的横截面几何形状和表面来调节弯曲刚度。优选地，支撑单元具有圆形曲率，其中，换句话说，曲率线与由在支承部和致动部之间的支撑单元跨越的圆弧段的周缘相同。可选择地，优选地，支撑单元还可以具有略微偏离圆形的曲率，其中在这种情况下曲率线被定义为平均曲率和沿着所述平均曲率展开的圆弧段。本发明的基本思想是调节沿着以上定义的曲率线的支撑单元的弯曲刚度，使得当将致动力施加到致动部上时，支撑单元的变形行为将在鼓式制动器的特定操作点中实现特定的制动特性。因此，例如，用较小的建设性支出可以使得一个和相同的闸瓦实现不同的制动特性，例如部分负荷制动作用或仅用50%的致动力进行的制动作用，并且，同时还可以实现全制动应用(即，用全部致动力的制动作用)的特定制动特性。当然，通过调节沿着支撑单元的曲率线的不同横截面中的支撑单元的弯曲刚度，还可以优选地将多个操作点调节为具有各个操作点优选的制动特性。关于此点，特别地，将当某一致动力施加到闸瓦的致动部上时优选与周围的制动鼓相互作用的闸瓦的行为定义为制动特性。这里，致动力可以理解为输入，而由闸瓦在其上引起的制动效果可以理解为根据本发明的制动系统的最终期望的输出。优选地，闸瓦具有非线性制动特性，即，对于线性增大的致动力，制动效果的增大是非线性的。致动力使得闸瓦紧靠在优选设置的制动鼓上，并使闸瓦或闸瓦的支撑单元弯曲或变形。在本发明的意义中，任何变形或偏移都将在弹性范围内，即，可完全恢复的。制动系统的其他输出值是在闸瓦上的磨损和由闸瓦引起的发热。为了实现某一致动力的期望的制动效果，优选不得不提供闸瓦和制动鼓之间的摩擦面参数、闸瓦和制动鼓之间的摩擦对的摩擦系数以及闸瓦的与鼓摩擦的表面在鼓上的接触力的期望组合。这三个因数形成制动因子c*的一部分，其还可以被理解为鼓式制动器的“所有内部属性的总和”。根据本发明，通过沿着闸瓦的支撑单元分配特定的弯曲刚度，因此可以实现特定致动力的各个期望的制动因子C*。
[0006]优选地，所述支撑单元的弯曲刚度从所述支承部向所述致动部增大。弯曲刚度的增大优选可以是阶梯式或间隔式或无级或连续的。可选择地，优选地，也可以是只有各个横截面或曲率线的区域比具有较大弯曲刚度并位于所述区域之间的那些区域具有优选更高的弯曲刚度，其中当将致动力施加在各个部分中时横向于支撑单元的曲率线的偏移不同。在这种情况下，将弯曲刚度调节为闸瓦在制动鼓上的接触和闸瓦的制动制动鼓的特定区域所期望的接触压力的平均值。优选地，弯曲刚度是面积惯性矩和弹性模量的函数，其中对于本发明来说，优选的是改变在沿着曲率线的路线中的面积惯性矩，因此使得弯曲刚度呈现期望的值。在可选择地优选实施方案中，改变在曲率线的路线中的支撑单元的弹性模量，其中闸瓦优选由不同的材料制成，例如，其可以浇铸在一起、浇铸在其上或通过摩擦焊接或热焊接工艺联接在一起。有利地，关于此点，在期望低程度的弯曲刚度的情况下，通过有目的地使用较轻材料，还可以使对弹性模量和弯曲刚度具有影响的材料参数有利地组合以降低闸瓦的重量。
[0007]有利地，所述支撑单元包括腹板和衬板，其中所述腹板和/或所述衬板具有从所述支承部向所述致动部增大的横截面或表面，特别是材料厚度。特别优选地，腹板相对于衬板基本上直交地排列，并且有利地，其中心地安装在衬板上。换句话说，支撑单元具有T形的横截面。随着腹板和/或衬板的材料厚度或尺度增大，基本上面积惯性矩也增大，其中支撑单元的弯曲刚度增大，而弹性模量保持相同。进一步优选地，可以设置直交地安装在衬板上的多个腹板。特别地，当腹板和/或衬板被设计成轧制板材时，特别容易在制造过程中实现均匀地增大或减小的材料厚度，其中然后优选通过焊接工艺将衬板和腹板联接在一起以形成支撑单元。除了板材的材料尺度之外，还可以优选的是，虽然板材厚度或尺度保持相同，但是例如通过增大腹板和/或衬板的横截面，在曲率线的路线中面积惯性矩仍然增大。例如，这可以通过在曲率线的路线中增大腹板的高度(即，腹板相对于衬板直交的延伸部分)来实现。
[0008]在优选的实施方案中，所述支撑单元具有减小所述支撑单元的弯曲刚度的至少一个局部材料弱化部。作为局部材料弱化部，特别优选使用在支撑单元中的凹部或空腔，其有目的地在沿着曲率线的路线中的特定点处减小支撑单元的面积惯性矩，因此局部减小在这点中的弯曲刚度。特别优选地，在腹板中设置局部材料弱化部。通过局部材料弱化部，可以有目的地在支撑单元上形成比在材料弱化部外侧的其他区域中更容易弯曲的区域。例如，通过在支撑单元的大致中央(即，相对于曲率线的路线的中央)设置局部材料弱化部，将支撑单元分成通过使支撑单元弯曲而在局部材料弱化部的区域中优选相对于彼此可枢转的两部分。当然，为了对闸瓦的弯曲刚度施加影响，还可以设置局部材料增强部。例如，为了在特定区域中增强闸瓦(即，为了增大其弯曲刚度)，可以将交叉腹板或纵向腹板焊接或螺栓固定到支撑单元上。
[0009]特别优选地，一方面，材料弱化部满足针对弯曲局部弱化材料的需求,另一方面，满足保持闸瓦的支撑单元的足够高的总强度的需求，以能够经受由于在操作过程中发生的巨大力和弯矩导致的不期望损坏的足够高的安全系数。因此，优选的是，局部材料弱化部形成为使得在局部材料弱化部的区域中的支撑单元的弯曲刚度大于在邻近部分中的支撑单元的弯曲刚度的一半。特别优选地，支撑单元在局部材料弱化部的区域中的面积惯性矩为支撑单元的邻近部分的平均面积惯性矩的0.5~0.95倍，优选0.6~0.8倍，特别优选约0.7~0.75倍。有利地，当将局部材料弱化部形成为空腔时，闸瓦的重量也减小了。
[0010]有利地，当将小于限值力的致动力施加到所述致动部上时，衬片单元仅在第一衬片部中具有制动效果，其中，当施加大于限值力的致动力时，所述衬片单兀在弟二衬片部中也具有制动效果。优选地，闸瓦在支撑单元的凸形外表面上具有衬片单元，其中支撑单元和固定于其上的衬片单元被设计成使得当施加不超过限值力的第一致动力时，衬片单元首先仅在第一衬片部中具有制动效果。换句话说，当将第一致动力施加到支撑单元上时，衬片单元仅与第一衬片部中的制动鼓摩擦配对。当致动力增大并最终超过上述限值力时，优选的是，衬片单元也在第二衬片部中具有制动效果或与制动鼓摩擦配对。因此，依据所施加的致动力可以实现闸瓦的两级以及优选多级的制动特性。这里，优选的是，特别在不需要鼓式制动器的最大可能的制动力的部分制动作用的情况下，存在小于限值力的致动力。为了进行全制动应用，优选的是超过限值力的致动力，其中闸瓦优选用衬片单元的所有衬片部实现制动效果或与制动鼓摩擦配对。
[0011]优选地，第一衬片部比第二衬片部具有更大的厚度。在鼓式制动器的操作过程中，除了全制动应用之外，通常还具有更多的部分制动作用。就本发明的闸瓦而言，这指的是第一衬片部遭受更多的应力，即，比第二衬片部更多时候产生制动效果或与制动鼓摩擦。因此，优选的是，形成具有比第二衬片部更大厚度的第一衬片部，其中按此方式可以允许在第一衬片部上的较高磨损，以使两个衬片部在大约同时结束它们的使用寿命。对于多个衬片部，依据在使用过程中所预期的应力优选成比例设计各个衬片部的厚度。
[0012]特别优选地，第一衬片部具有第一厚度，第二衬片部具有第二厚度，其中第一厚度优选为第二厚度的1.05~4倍，更优选1.2~2倍，特别优选约1.5倍。为了容易设计鼓式制动器，4倍的厚度是第一衬片部的厚度与第二衬片部的厚度的最高可能关系。特别地，如果第一衬片部磨损大厚度的值，那么闸瓦必须在鼓式制动器内智能引导，以使随着在闸瓦或第一衬片部上增大磨损，闸瓦的一般制动特性不会不期望地改变。通过以优选的厚度关系设计第一和第二衬片部，可以将本发明的闸瓦调节到机动车辆的特定使用范围。换句话说，这指的是，例如，偏离在使用中预期的部分制动作用与在使用中预期的全制动应用的特定关系，第一衬片部的厚度优选地处于与第二衬片部的厚度的对应关系，以使两个衬片部在大约同时实现它们的使用寿命。因此，有利地，在其整个使用寿命中使对闸瓦的磨损最优化。
[0013]根据优选的实施方案，所述致动部包括第一接合部和第二接合部，其中第一接合部被设计成将小于限值力的致动力传递到所述支撑单元上，以及其中第二接合部被设计成将大于限值力的致动力传递到所述支撑单元上。有利地，致动部是闸瓦的使闸瓦挤压制动鼓的内侧的力被传递到闸瓦上的那部分。有利地，致动部具有特别好地承受摩擦和赫氏(Hertzian)应力或表面压力的材料增强和/或表面质量。优选地，致动部适应于从S形凸轮或延伸楔形装置或液压驱动的活塞装置输入的力。通过使闸瓦绕着支承部枢转或转动，优选的是，施加力的致动部件和闸瓦的致动部之间的实际传输点迁移。因此，施加小的致动力将导致闸瓦在支承部中相对较小的枢转运动，优选地，致动部件与致动部的第一接合部接合，并且当施加超过制动力并因此引起闸瓦的更大枢转运动的较大致动力时，致动部件与致动部的第二接合部接合。
[0014]特别优选地，第一接合部适应于用在第一衬片部的方向上的分力将致动力传递到支撑单元上。因此，优选地，当施加小于限值力的致动力时，第一接合部适应于使得将在衬片部的方向上的分力传递到支撑单元。优选地，第一接合部相对于致动力的主方向是对角线的或不是垂直的，以使传递到支撑单元的力在第一衬片部的方向上具有至少一个分力。因此，第一衬片部用作用在曲率径向上的较大力挤压制动鼓的内侧。优选地，第一接合部被设计成由鼓式制动器的制动部件的致动部件接合的基本上的平面。进一步优选地，第二接合部也被设计成致动部件用的平的或扁平的接触面，其中第二接合部被设计成使得其相对于第一接合部枢转。换句话说，闸瓦的致动部具有优选屋顶形或倒V形几何形状，其中指向内侧或指向支承部的倒V的腿部形成第一接合部，而面向外侧或远离支承部的V的腿部形成第二接合部。
[0015]在优选的实施方案中，第一衬片部由比第二衬片部具有更大耐磨损性的材料制成。这是有利的，因为根据预期第一衬片部比第二衬片部更多时候产生制动效果。因此，可以调节第一衬片部相对于第二衬片部的磨损，使得两个衬片部在大约同时经历它们最大的磨损。依据在机动车辆的使用过程中所预期的闸瓦的使用范围，优选调节耐磨损性的关系。
[0016]优选地，第二衬片部由具有比第一衬片部更高摩擦系数的材料制成。由于第二衬片部优选用于全制动应用中，所以有利的是，闸瓦在这种全制动应用过程中产生最大的制动力。因此，有利地，第二衬片部由具有比第一衬片部更高摩擦系数的材料制成。通常，对具有较高摩擦系数的材料的磨损大于对具有较低摩擦系数的材料的磨损，其中，因此，优选的是，由具有较低摩擦系数的材料形成第一衬片部，其因此遭受比第二衬片部更少的磨损。
[0017]优选地，第二衬片部的摩擦系数是第一衬片部的摩擦系数的1.1?1.3倍，更优选
1.15?2倍，特别优选1.3?1.7倍。依据在机动车辆的操作过程中闸瓦所预期的使用范围，可以优选由具有相当较高或只是略微较高摩擦系数的材料形成第二衬片部。例如，第二衬片部的材料可以具有第一衬片部的材料的摩擦系数的3倍的摩擦系数，以在全制动应用的情况下实现整个闸瓦或整个衬片单元的相当增大的总摩擦系数或平均摩擦系数。另一方面，例如，如果必须预期相对于部分制动作用的较大量的全制动应用，那么还可以优选的是第二衬片部由仅具有比第一衬片部略微较高摩擦系数的材料制成。
[0018]优选地，为了实现具有多于两级的闸瓦的制动特性，衬片单元包括多于两个的衬片部。例如，当在致动力的一半、致动力的四分之三和最大致动力下致动制动器时,如此设计闸瓦或衬片单元使得优选可以实现多级制动特性，从而实现闸瓦的特定制动性能。
[0019]进一步根据本发明，提供了一种鼓式制动器，包括制动鼓和具有衬片单元的闸瓦，其中，在所述鼓式制动器的第一状态下，所述衬片单元仅用第一衬片部与所述制动鼓接合，以及其中，在所述鼓式制动器的第二状态下，所述衬片单元用第一衬片部和第二衬片部与所述制动鼓接合。优选地，当存在部分制动或部分制动作用(即，在小于可用于鼓式制动器的最大力的致动力下制动)时，鼓式制动器处于其第一状态下。第二状态优选的特征在于，为了使得衬片单元尽可能全部地紧靠在制动鼓上(即，具有最大可能的摩擦面)，施加最大的致动力。当然，优选的是，鼓式制动器具有两个相对的闸瓦。还优选的是，在鼓式制动器的正常操作中，闸瓦配置在鼓式制动器中，使得制动鼓在闸瓦可枢转地安装于其上的闸瓦端部的方向上相对于闸瓦转动。当制动鼓在这个方向上转动并且闸瓦和制动鼓彼此接合时，所谓的自伺服或自供能效应发生，其中沿着闸瓦的曲率的周缘作用的制动力同时增大闸瓦或闸瓦的衬片单元对制动鼓的接触压力。
[0020]优选地，将致动力施加在所述闸瓦上以使所述闸瓦挤压所述制动鼓，其中第一状态的特征在于所述致动力不超过限值力，以及其中第二状态的特征在于所述致动力大于限值力。优选地，依据施加到鼓式制动器上的致动力，鼓式制动器进入第一状态还是第二状态。换句话说，鼓式制动器的使用者通过他施加的致动力确定执行部分制动(即，第一状态下的制动)或全制动应用(即，第二状态下的制动)。通过设计根据本发明的闸瓦，特别地通过如上所述地改变支撑单元的弯曲刚度，可以有利地实现鼓式制动器依据所施加的致动力而具有特定的制动特性。
[0021]在另一个优选的实施方案中，闸瓦包括支撑单元，其中所述支撑单元具有用于可枢转支撑的支承部和致动部，其中在所述支承部和所述致动部之间的所述支撑单元具有形成为使得其是弯曲形的第一支撑部和形成为使得其是弯曲形的第二支撑部，以及其中第一支撑部的平均曲率的中心点与第二支撑部的平均曲率的中心点间隔开。支撑单元优选是可枢转地配置在支承部中的弯曲主体，其中在基本上支承部的对面或者支撑单元的远端(与支承部相对的端部)上设置致动部。例如，致动部尤其用于吸收由制动气缸或延伸楔形装置施加的致动力，并用于将致动力传递到支撑单元。根据本发明的闸瓦优选配置在制动鼓内，其中，通过将致动力施加到致动部上，闸瓦优选枢转使得其与制动鼓的内表面摩擦接触。优选地，支撑单元具有沿着在支承部和致动部之间的延伸部分变化或不是恒定的曲率。关于此点，曲率的曲率线是位于凸出地面向外侧的支撑单元的表面中的线，该线优选是圆形的。曲率线可以是精确分割的圆弧，或从其略微偏离的椭圆形。根据本发明的支撑单元的支撑部具有使支撑部的曲率线的实际变化的曲率对圆弧段平均的平均曲率。平均曲率的所述圆弧段具有根据本发明与第二支撑部的平均曲率的中心点间隔开的中心点。优选地，在这种设计中，当闸瓦绕着支承部枢转时，设置在支撑单元的凸形外表面上的衬片单元首先在第一支撑部的区域中，然后在第二支撑部的区域中，与优选形成圆形的制动鼓接触。通过这个优选的实施方案，可以加强通过根据本发明的支撑单元的不同或变化的弯曲刚度实现的闸瓦的优点。由于支撑部的不同曲率与其不同的弯曲刚度的组合，可以使衬片部与制动鼓的连续接触最优化。
【专利附图】
【附图说明】
[0022]从以下参照附图的说明可以获得本发明的其他优点和特征。当然，所示出的与特定实施方案有关的特征还可以与其他实施方案的特征组合。在附图中:
[0023]图1是根据本发明闸瓦的优选实施方案的侧视图，
[0024]图2是根据本发明闸瓦的优选实施方案的第一断面图，
[0025]图3是根据本发明闸瓦的优选实施方案的第二断面图，
[0026]图4是在第一状态下的根据本发明的鼓式制动器的视图，
[0027]图5是在第二状态下的根据本发明的鼓式制动器的视图，
[0028]图6是根据本发明的致动部的优选实施方案的视图，以及
[0029]图7是根据本发明闸瓦的优选实施方案的视图。
【具体实施方式】
[0030]图1所示的根据本发明的闸瓦I的实施方案包括支撑单元2和衬片单元4。支撑单元2优选形成弧形或弯曲形的，其中衬片单元4配置在弯曲部分的凸形外侧上。支撑单元2包括支承部23和致动部24，其中例如在所示出的优选实施方案中，支承部是钻孔，例如，通过该钻孔支撑单元2可以通过销子可枢转地安装。此外，支撑单元2包括第一支撑部21和第二支撑部22，其中第一支撑部21优选具有比第二支撑部22更低的弯曲刚度。衬片单元4优选在第一支撑部21的区域中包括第一衬片部41，在第二支撑部22的区域中包括第二衬片部42。特别优选地，如图所示，在第一衬片部的区域中的衬片单元的厚度D平均大于在第二衬片部42的区域中的厚度。
[0031]图2示出由根据本发明闸瓦的优选实施方案的图1中的附图标记II表示的断面图。清楚地示出了包括衬板28和腹板27的支撑单元2的T形设计。闸瓦作为在第一衬片部41或第一支撑部21的区域中的断面图示出，衬片单元4在这个区域中具有平均厚度Dp优选地，例如，支撑单元2也可以具有双T形的横截面(即，两个平行的腹板27)或可以是盒状的，其中腹板27为U形的并使其远端连接到衬板28上。
[0032]图3示出由图1中的附图标记III表示的闸瓦的断面图。衬片单元4作为在第二衬片部42或第二支撑部22的区域中的断面图示出，并具有小于第一衬片部41的厚度D1的厚度D2 (参见图2)。此外，很明显的是，在第二支撑部22的区域中的支撑单元2的衬板28比在第一支撑部21的区域中的衬板28具有更大的厚度或材料尺度。因此，在第二支撑部22的区域中的衬板比在第一支撑部21的区域中的衬板28具有更大的弯曲刚度。这同样适用于腹板27，其在第二支撑部22的区域中(如图3所示)比在第一支撑部21的区域中(如图2所示)具有更大的材料尺度或壁尺度或板厚度。
[0033]图4不出在第一状态下的根据本发明的鼓式制动器的实施方案。该鼓式制动器包括制动鼓10和闸瓦1，其中制动鼓10优选是现有技术中已知的制动鼓并且仅在图中部分示出。制动鼓10包括可枢转地安装在支承部23中的支撑单元2，并且通过支撑单元2的致动部24中的致动元件将致动力F传递到该支撑单元。支撑单元2的支承部23优选设计为球形接合，以使闸瓦I不仅与制动鼓10的优选圆柱形的内表面正交地而且绕着通过支承部23的径向轴线相对于制动鼓10可枢转。有利地，闸瓦I按此方式可以通过略微倾斜或偏斜的运动补偿例如可以由于加热而在制动鼓10上发生的从圆柱形的偏离。制动鼓10优选在所示出的转动方向R上相对于闸瓦I朝向支承部23转动，从而能够利用鼓式制动器的自伺服效应。鼓式制动器的第一状态的特征在于将小于限值力Fe的致动力F施加在致动部24上，以使闸瓦I以及特别是衬片单元4(本附图中未示出)仅第一衬片部41紧靠在制动鼓10上。关于此点，限值力Fe将被理解成由鼓式制动器的构造上的设计产生的抽象参数。它还可以被定义成致动力F的值，在这个力下闸瓦I仅只在第一衬片部41摩擦制动鼓10。当设置多个衬片部41、42和43时，因此将存在只有第一衬片部41摩擦的第一限值力Fei和只有第一和第二衬片部41和42摩擦的第二限值力Fe2等。如果当致动力F连续地增大时避免在制动力期间的跳跃，那么衬片部41、42和43之间的过渡可以是无级的。可选择地，各个衬片部41、42和43还可以例如通过衬片部41、42和43之间的沟槽、腔孔或间隙彼此清楚地划清界限。为了影响制动鼓10的弯曲刚度，支撑单元2具有以举例方式形成为腔孔和凹部的局部材料弱化部29。
[0034]图5示出在第二状态下的已在图4中示出的鼓式制动器。致动力F大于限值力Fc，并且闸瓦I用比第一衬片部41更多的接触或摩擦面紧靠在制动鼓10上。图5所示的状态优选是其中致动力F达到最大(S卩，闸瓦I用最大摩擦面摩擦制动鼓)的那种状态。局部材料弱化部29使得由于致动力F的原因支撑单元2以及因此整个闸瓦I可以按期望的方式弯曲。因此，对于某一致动力F，可以有目的地仅引起某个衬片部41、42或43与制动鼓10摩擦。
[0035]图6示出致动部24的优选实施方案。优选地,致动部24具有形成二维或平面并且相对于彼此枢转的第一接合部241和第二接合部242。在致动部24的下面，示出了将致动力F传递到致动部24上的致动元件(没有附图标记)。在图中的实线示出，在鼓式制动器的第一状态下，致动元件如何将小于限值力Fe的致动力F传递到第一接合部241上。很明显的是，通过倾斜地配置第一接合部241，作用于支撑单元2上的合力具有向右的分力。图6中的虚线示出在鼓式制动器的第二状态下支撑单元2的优选位置，其中致动元件作用于第二接合部242上。优选地，致动力F大于限值力Fe，其中实际传递到支撑单元2上的力除了在鼓式制动器的第一状态下传递到支撑单元2上的致动力之外还具有另一个主方向。在这个优选的实施方案中，在第一状态下，力传递到支撑单元2上，该力至少作用在沿着支撑单元2或围绕所述支撑单元2的制动鼓10的圆周方向的特定区域中(参见图4和图5)。优选地，在鼓式制动器的第一状态下，用附加力用第一衬片部(在图6中未示出)压紧制动鼓。当然，第一接合部241和第二接合部242还可以形成圆形的，其中两个接合部之间的过渡还可以形成圆形的。优选地，为了实现力从致动元件到支撑单元2的最优传递，致动部24适应于致动元件的几何形状。
[0036]图7示出根据本发明的闸瓦I的另一个优选实施方案。闸瓦I优选包括具有三个支撑部21、22和25的支撑单元2。邻近支承部23的支撑部21的平均曲率的中心点M1优选相对于第二支撑部22和第三支撑部25的平均曲率的中心点M2和M3位移。以举例的方式示出中心点M1与中心点M2的距离a，其与第一支撑部21的平均曲率半径的关系优选为其0.01?0.2倍，更优选0.05?0.1倍，特别优选0.07?0.09倍。此外，支撑部21、22和25中的两个优选具有影响沿着支承部23和致动部24之间的弯曲路线的支撑单元2的弯曲刚度的局部材料弱化部29。优选地，还在两个支撑部21、22和25之间的过渡区域中设置材料弱化部29 (例如为凹部)，以使支撑部21、22和25可以更容易相对于彼此枢转并且可以实现在制动器的不同操作状态期间闸瓦I最优地紧靠在制动鼓10(未示出)上。图7还示出衬片部41、42和43的优选设计，其中它们由不同的材料制成。有利地，第一衬片部41比第二衬片部42和第三衬片部43具有更高的耐磨损性，其中第三衬片部43具有衬片部41、42和43中的最高摩擦系数。因此，在操作过程中并且对于所需要的制动力来说，可以使闸瓦I对各个衬片部41、42和43的应力预期时间内的制动和磨损行为最优化。在所示出的实施方案中，所有的衬片部41、42和43都具有相同的厚度。可选择地，可以优选的是第一衬片部41的厚度D1大于第二衬片部42的厚度D2,并且后者大于第三衬片部43的厚度D3。
[0037]附图标记列表:
[0038]2支撑单元
[0039]4 衬片单元
[0040]10制动鼓
[0041]21第一支撑部
[0042]22第二支撑部
[0043]23支承部
[0044]24致动部
[0045]25第三支撑部
[0046]27 腹板
[0047]28 衬板
[0048]29材料弱化部
[0049]41第一衬片部
[0050]42第二衬片部
[0051]43第三衬片部
[0052]241第一接合部
[0053]242第二接合部
[0054]D衬片单元的厚度
[0055]a 距离
[0056]D1第一厚度
[0057]D2第二厚度
[0058]F致动力
[0059]Fg限值力
[0060]M1, M2, M3平均曲率的中心点
[0061]R转动方向
【权利要求】
1.一种鼓式制动器用的闸瓦(1)， 包括支撑单元(2)，所述支撑单元包括用于可枢转支撑的支承部(23)和致动部(24)， 其中所述支撑单元(2)具有在所述支承部(23)和所述致动部(24)之间不是恒定的弯曲刚度。
2.如权利要求1所述的闸瓦(I)， 其中所述支撑单元⑵的弯曲刚度从所述支承部(23)向所述致动部(24)增大。
3.如前述权利要求中任一项所述的闸瓦(1)， 其中所述支撑单元(2)包括腹板(27)和衬板(28)， 其中所述腹板(27)和/或所述衬板(28)具有从所述支承部(23)向所述致动部(24)增大的横截面或表面，特别是材料尺度或材料厚度。
4.如前述权利要求中任一项所述的闸瓦(1)， 其中所述支撑单元(2)包括减小所述支撑单元(2)的弯曲刚度的至少一个局部材料弱化部(29)。
5.如前述权利要求中任一项所述的闸瓦(1)， 其中，当将小于限值力(Fe)的致动力(F)施加到所述致动部(24)上时，衬片单元(4)仅在弟一衬片部(41)中表现出制动效果， 其中，当施加大于限值力(Fc)的致动力(F)时，所述衬片单元(4)在第二衬片部(42)中也表现出制动效果。
6.如前述权利要求中任一项所述的闸瓦(1)， 其中所述致动部(24)包括第一接合部(241)和第二接合部(242)， 其中第一接合部(241)被设计成将小于限值力(Fe)的致动力(F)传递到所述支撑单元⑵上，以及 其中第二接合部(242)被设计成将大于限值力(Fe)的致动力(F)传递到所述支撑单元(2)上。
7.如权利要求5或6所述的闸瓦(1)， 其中第一衬片部(41)由比第二衬片部(42)具有更大耐磨损性的材料制成。
8.如权利要求5~7中任一项所述的闸瓦(I)， 其中第二衬片部(42)由具有比第一衬片部(41)更高摩擦系数的材料制成。
9.如权利要求8所述的闸瓦(1)， 其中第二衬片部(42)的摩擦系数是第一衬片部(41)的摩擦系数的1.1~3倍，优选1.15~2倍，特别优选1.3~1.7倍。
10.一种鼓式制动器，包括制动鼓(10)和具有衬片单元(4)的闸瓦(1)， 其中，在所述鼓式制动器的第一状态下，所述衬片单元(4)仅用第一衬片部(41)与所述制动鼓(10)接合，以及 其中，在所述鼓式制动器的第二状态下，所述衬片单元(4)用第一衬片部(41)和第二衬片部(42)与所述制动鼓(10)接触。
11.如权利要求10所述的鼓式制动器， 其中致动力(F)作用于所述闸瓦(I)上以使所述闸瓦(I)挤压或压紧所述制动鼓(10)，其中 第一状态的特征在于所述致动力(F)不超过限值力(Fe)，以及其中第二状态的特征在于所述致动力(F)大于限值力(Fc)。
12.如权利要求10或11所述的鼓式制动器，其中根据权利要求1~9中任一项设计所述制动鼓(10)。
【文档编号】F16D65/08GK103967976SQ201410020116
【公开日】2014年8月6日 申请日期:2014年1月16日 优先权日:2013年1月24日
【发明者】斯特凡·瓦迈耶, 迈克尔·罗斯 申请人:塞夫霍兰德有限公司