专利名称：用于轨道轮式车辆的盘式制动器的烧结材料摩擦瓦的制作方法
技术领域：
本发明涉及用于轨道轮式车辆的盘式制动器的烧结材料摩擦瓦。 更具体地，本发明涉及上述类型的摩擦瓦，其允许在每个破坏弧
面(arc of each breaking)的期间制动器的垫与制动盘的相对面之间 的接触压力的均匀分布。
背景技术：
众所周知，已知存在不同类型的烧结材料的瓦，其用于通过插入 弹性元件(Belleville弹簧或受限制的薄片)将单个插入件安装在底板
内的不同插入件之间形成更均匀的接触，吸收由于制动动作期间产生 的热负载而引起的底板变形。
如果缺少这些系统，则在与制动盘保持接触的插入件上出现的过 热和膨胀情况会比未介入该制动动作的插入件严重的多，从而使得这 种现象被放大。因此，在制动动作期间会在制动盘的某些部件上出现 高温集中，从而使这些部件受损。
发明内容
考虑到上述内容，申请人已经实现了这样的摩擦瓦，其能够解决 上述问题，主要消除金属弹性元件在插入件与底板之间的使用。
这些和其它结果根据建议实现由第一烧结材料构成的插入件的本 发明来获得，在所述第一烧结材料中埋置有棱柱体，所述棱柱体由与 用来实现所述插入件的烧结混合物不同的烧结混合物构成，以便棱柱 体相对于插入件的剩余部件具有不同的物理特征，特别是具有不同的 膨胀系数和更高的可压缩性。因此，本发明的特定目标是一种用于轨道轮式车辆的盘式制动器 的烧结材料摩擦瓦，其包括底板、位于所述底板下方的设有垫保持器 的耦合元件、和安装在所述底板上方的多个摩擦材料插入件，所述摩
擦垫的特征在于所述插入件中的每一个均被提供至少一个插入物， 所述插入件和所述至少一个插入物由不同的烧结混合物构成，所述至 少一个插入物相对于所述插入件具有不同的热膨胀系数和更高的可压 缩性。
根据本发明，为每个单独的右侧垫或左侧垫提供有4或5个烧结 材料插入件，所述摩擦瓦彼此成镜像。
特别地，在提供有4个插入件的情况下，每个插入件所占据的面 积将在30至38cm2的范围内。
在提供有5个插入件的情况下，每个插入件所占据的面积将在27 至30cm2的范围内。
仍然根据本发明，每个插入件具有用于接触包围在多边形区域、 特别是包围在扇形内的制动盘的区域。
优选地，根据本发明，插入件和底板之间的耦合通过钉子/铆钉来 实现。
在根据本发明的垫的优选实施例中，所述插入件被布置成 各插入件的平均圆周与以制动盘中心为原点且穿过同一插入件的
轮廓中心的圆周相切；
整个摩擦区域的重心位于燕尾槽元件的轴线上，并且根据UIC规
格相对于制动盘中心固定所述轴线的位置；
适宜地将插入件3相互偏置以使制动盘的磨损均匀。 根据本发明，所述至少一个插入物具有与插入件高度相等的高度。 特别地，根据本发明，可以向每个插入件提供一个或多个插入物。 仍然根据本发明，每个插入件可以完全被插入件材料包围，或者
由彼此交替地具有插入物材料和插入件材料。
在本发明的优选实施例中，所述至少一个插入物的烧结材料中的
铁的百分比远低于构成插入件的烧结材料的百分比。根据本发明，仍然优选的是，插入件的烧结材料具有约为
1.lxio-s。c"的热膨胀系数，而插入物的烧结材料具有约为1.5xio-5。cr1 的热膨胀系数。
始终根据本发明，所述至少一个插入物所占据的表面为单个插入
件的总面积的19%至26%之间。
仍然根据本发明，所述插入件的横截面可以被折线或圆周封闭。 特别地，可以通过一个、两个或三个钉子/铆钉将插入件固定在板上。
优选地，根据本发明，用于与垫保持器耦合的所述耦合元件由燕 尾槽元件构成，所述燕尾槽元件通过钉子或焊接与所述底板耦合。
在根据本发明的垫的特定实施例中，底板和插入件支撑件之间的 接触表面通过拉拔(drawing) /半冲压(hemi-pimching )来实现。
现在将具体参见附图根据本发明的优选实施例以示例性而非限制 性的方式对本发明进行描述，其中
图l是根据本发明的第一左侧摩擦垫的平面图； 图2是根据本发明的第二左侧摩擦垫的平面图； 图3是根据本发明的第三左侧摩擦垫的平面图； 图4是根据本发明的第四左侧摩擦垫的平面图； 图5是根据本发明的第五左侧摩擦垫的平面图； 图6是根据本发明的第六左侧摩擦垫的平面图； 图7是根据本发明的第七左侧摩擦垫的平面图； 图8是根据本发明的第八左侧摩擦垫的平面图； 图9是根据本发明的第九左侧摩擦垫的平面图； 图IO是根据本发明的第十左侧摩擦垫的平面图； 图11是设有四个插入件的左侧摩擦垫的前视图； 图12是图11的左侧摩擦垫的后视图； 图13是图11的左侧摩擦垫的侧视6图14是设有五个插入件的左侧摩擦塾的前视图； 图15是图14的左侧摩擦垫的后视图； 图16是图15的左侧摩擦垫的侧视图17a和17b分别是具有插入件和固定钉子的第一类摩擦插入件 的平面图和剖面图18a和18b分别是具有插入件和固定钉子的第二类摩擦插入件 的平面图和剖面图19a和19b分别是具有插入件和固定钉子的第三类摩擦插入件 的平面图和剖面图20a和20b分别是具有插入件和固定钉子的第四类摩擦插入件 的平面图和剖面图21a和21b分别是具有插入件和固定钉子的第五类摩擦插入件 的平面图和剖面图22a和22b分别是具有插入件和固定钉子的第六类摩擦插入件 的平面图和剖面图23a和23b分别是具有插入件和固定钉子的第七类摩擦插入件 的平面图和剖面图24a和24b分别是具有插入件和固定钉子的第八类摩擦插入件 的平面图和剖面图25a和25b分别是具有插入件和固定钉子的第九类摩擦插入件 的平面图和剖面图26a和26b分别是具有插入件和固定钉子的第十类摩擦插入件 的平面图和剖面图和27b分别是具有插入件和固定钉子的第十一类摩擦插入 件的平面图和剖面图2&和Mb分别是具有插入件和固定钉子的第十二类摩擦插入 件的平面图和剖面图2h和2外分别是具有插入件和固定钉子的第十三类摩擦插入 件的平面图和剖面图；图30a和30b分别是具有插入件和固定钉子的第十四类摩擦插入 件的平面图和剖面图31a和31b分别是具有插入件和固定钉子的第十五类摩擦插入 件的平面图和剖面图32a、32b和32c分别是没有摩擦元件的插入件金属支撑件的平 面图和剖面图，以及具有 一个固定钉子的摩擦垫的底板的局部剖面图33a、33b和33c分别是没有摩擦元件的插入件金属支撑件的平 面图和剖面图，以及具有两个固定钉子的摩擦垫的底板的局部剖面图34a、 34b和34c分别是没有摩擦元件的插入件金属支撑件的平 面图和剖面图，以及具有三个固定钉子的摩擦垫的底板的局部剖面图。
具体实施例方式
观察附图，根据本发明的方案被示出，所述方案涉及盘式制动器 的摩擦垫，所述摩擦垫包括底板l，其中在底板1的一侧上固定有用 于安装根据欧洲标准(UIC规格)的垫保持器(未示出)的燕尾槽元 件2，在底板l的另一侧上通过钉子/铆钉安装和固定有一些插入件3， 所述插入件3由金属支撑件4上的熔焊接(weld-soldered)的烧结材 料构成(具体参见图1-10)。
根据具体应用，每个右侧或左侧垫上可以具有4个或5个插入件3。
在提供4个插入件3的情况下，每个插入件3的摩擦面积将在30 至38cii^的范围内变化，而在提供5个插入件3的情况下，每个插入 件3的摩擦面积将在27至30cm2的范围内。
特别地，将向以高达200km/h的速度行驶的列车的制动器、用于 外径为640mm的制动盘的摩擦瓦(插入件面积为38cm2)和用于外 径高达610mm的制动盘的摩擦瓦(插入件面积为30cm2)提供4个插 入件3 (图l画5 )。
作为替换，将向安装在以高于200km/h的速度行驶的列车上的制 动器提供5个插入件3 (插入件面积为30cm2)(图6-10)。每个插入件3都具有接触制动盘的区域，所述制动盘被包围在折 线内-具体地，在附图中它们用扇形来表示。
各插入件3通过熔焊接的方式被耦合在底部金属支撑件4上(参 见图17-31)。
插入件3通过钉子/铆钉固定于板1上并且在同一板上相互偏置， 以便满足下列条件
各插入件3的平均圆周与以制动盘中心为原点并且穿过同一插入 件3的轮廓中心的圆周相切；
整个摩擦区域的重心位于燕尾槽元件的轴线上，并且根据UIC规 格相对于制动盘中心固定所述轴线的位置；
将插入件3适宜地相互偏置以使制动盘的磨损均匀。
根据本发明提议的方案并不像已知方案那样在插入件3和底板1 之间提供弹性金属元件(其在任何情况下都是关键的)，而是在单个插 入件3的烧结混合物(混合物X)中埋有一个或两个棱柱体5，所述 棱柱体5由与用于插入件的烧结混合物不同的烧结混合物(混合物Y ) 构成，以使棱柱体5具有与插入件3的剩余部件不同的物理特征，特 别是具有不同的热膨胀系数和更高的可压缩性。
通常为制造用于盘式制动器的烧结材料的摩擦垫，所采用的混合 物包含铜粉(最高70%)和铁(最高35%),除此之外还有百分比含 量较低的其它粉末，诸如石墨、铬和钼粉末。
要注意的是铜的热膨胀系数明显高于铁的系数，为了实现棱柱体， 所采用的混合物中的铁的百分比明显低于在插入件其它部分中含有的 百分比。烧结材料X的热膨胀系数的典型值约为l.lxlO^C-1,而混合 物Y可能具有比l.SxIO-s-C-1高的值。
进一步了解到，混合物的铁粉百分比还影响到烧结后获得的材料 的可压缩性。
在这种情况下，根据本发明，混合物Y包含较少数量的铁粉，因 此相对于构成插入件3的混合物X具有更高的可压缩性，其中相差约 25%。因此，在制动过程中，棱柱体5所具有的更高热膨胀性以及更高 可压缩性还在底板1出现热变形的情况下促进了所有插入件3与制动 盘的相对面的接触。
针对不同的应用，棱柱体5的摩擦表面的总和将在单个插入件3 的整个摩擦区域的19%至26%之间变化。特别地，对于用在以高达 200km/h的速度行驶的列车上的制动器，所述百分比将为
城市间的19%
TSR: 20%
AGC: 25%
对于安装在以高于200km/h的速度行驶的列车上的制动器 列车ETR 460-500: 20% 列车TGV，AGV: 26%。
埋在插入件3内的单个棱柱体5的横截面(平行于摩擦表面)可 以被折线(例如矩形、梯形、五边形、六边形等)或者圆周包围。
棱柱体5的高度与插入件3相同，其中它们被埋入和取向成其轮 廓的主轴线垂直于穿过插入件轮廓中心的平均圆周，并且相对于该平 均圆周合适地隔开和对称。
一种替换方案提出通过具有上述特征的两种材料X和Y彼此交替 来实现插入件3，以便沿圆周方向具有由不同材料相互交替地制成的3 或5个区段(参见附图17-31)。
针对不同的构造方案和不同的应用，材料Y的摩擦表面包括在单 个插入件3的整个表面的18%至26%之间的范围内。
在这种情况下，由材料Y构成的区段的主轮廓轴6垂直于穿过插 入件3的轮廓中心的平均圆周。各个由材料X构成的区段将具有相同 表面。通过这种方式，在总计提供五个区段的情况下，两个材料区段 Y6的位置被确定。
在总计具有3个区段的情况下，材料Y的区段将被放置在半个插 入件上，并且相对于其对称。
原则上，根据本发明，当被用于提供强工作振动的应用时，选择在由材料X构成的插入件3内埋置由材料5构成的棱柱体5的方案 在用于AGC和TSR的制动器中埋置一个或两个主体(图1-3); 在用于TGV和AGV的制动器中埋置一个或两个主体(图6-8)。 对于在由材料X构成的插入件3之间插入由材料Y构成的区段的
方案
在用于城市间的制动器中埋置一个或两个主体(图4-5); 在用于ETR460-500的制动器中埋置一个或两个主体(图9-10)。 至于处于检查中的垫，通过铆钉或钉子将四/五个插入件3刚性固 定在底板1上。
对应为了固定铆钉/钉子，熔焊接在烧结的插入件上的底板l和单 个金属支撑件具有拉拔/半沖压部，其具有平坦的浮凸(relief)以限制 底板1和烧结的插入件3的金属支撑件4之间的接触区域，因此允许 借助由风引起的空气循环更好地消散制动期间产生的热负载。
针对不同的应用，提供了三种不同的用于将烧结的插入件3固定 到底板l上的方案。
第一方案(图1-5)为每个插入件3使用单个铆钉/钉子，并且铆 钉/钉子被设置在插入件3的轮廓中心，图17-21。用于插入件3的四 个凸起7和四个壳体8被设置在底板1和插入件3之间的接触面上(底 板1上的拉拔部/半冲孔-插入件金属支撑件4上的拉拔部/半沖孔)， 从而阻止因单个插入件3的不同外围滑动速度而引起的插入件3的旋 转，减轻否则将作用于铆钉/钉子上的动量，图32a和32b。
第二方案(图6-10)使用位于穿过轮廓中心的扇形(插入件3) 区域的平均圆周上且相对于其等距的两个钉子/铆钉，图22-26。
第三方案为每个插入件3使用三个铆钉/钉子，其中 一个位于插入 件3的轮廓中心，另两个位于穿过轮廓中心的平均圆周上且相对于其 等距，图27-31。
针对由工作振动引起且主要与特定的列车类型有关的应力值选择 使用一个、两个或三个钉子/铆钉
AGC、 TSR列车为每个插入件使用3个钉子/铆钉；
ii城市间的、TGV、 AGV列车为每个插入件使用2个钉子/铆钉； ETR460-500列车为每个插入件使用1个钉子/铆钉。 虽然已经根据本发明的优选实施例以示例性而非限制性的方式对 本发明进行了描述，但是应理解可以由本领域技术人员引进一些改 进和/或改变，同时不脱离由所附权利要求限定的相关范围。
权利要求
1.一种用于轨道轮式车辆的盘式制动器的烧结材料摩擦瓦，其包括底板、位于所述底板下方的设有与垫保持器耦合的耦合元件、安装在所述底板上方的由摩擦材料构成的多个插入件，其特征在于多个插入件中的每一个均被提供有至少一个插入物，所述插入件和所述至少一个插入物由不同的烧结混合物构成，所述至少一个插入物相对于所述插入件具有不同的热膨胀系数和更高的可压缩性。
2. 如权利要求1所述的摩擦瓦，其特征在于每单个右侧垫或左 侧垫设有4或5个烧结材料的插入件，所述摩擦瓦彼此成镜像。
3. 如前述权利要求中任一项所述的摩擦瓦，其特征在于在设有 4个插入件的情况下，每个插入件所占据的面积将在30至38cm2的范 围内。
4. 如权利要求1或2所述的摩擦瓦，其特征在于在设有5个插 入件的情况下，每个插入件所占据的面积将在27至30cm2的范围内。
5. 如前述权利要求中任一项所述的摩擦瓦，其特征在于每个插 入件具有用于接触包围在多边形区域、特别是包围在扇形内的制动盘 的区域。
6. 如前述权利要求中任一项所述的摩擦瓦，其特征在于插入件 和底板之间的耦合通过钉子/铆钉来实现。
7. 如前述权利要求中任一项所述的摩擦瓦，其特征在于所述插 入件被布置成各插入件的平均圆周与以制动盘中心为原点且穿过同一插入件的 轮廓中心的圆周相切；整个摩擦区域的重心位于燕尾槽元件的轴线上，并且所述轴线相 对于制动盘中心的位置根据UIC规格固定；多个插入件适当地相互偏置以使制动盘的磨损均匀。
8. 如前述权利要求中任一项所述的摩擦瓦，其特征在于所述至 少一个插入物具有与插入件高度相等的高度。
9. 如前述权利要求中任一项所述的摩擦瓦，其特征在于每个插 入件被提供有一个或多个插入物。
10. 如前述权利要求中任一项所述的摩擦瓦，其特征在于每个 插入件完全被插入件材料包围，或者相互交替地具有插入物材料和插 入件材料。
11. 如前述权利要求中任一项所述的摩擦瓦，其特征在于所述 至少一个插入物的烧结材料中的铁的百分比远低于构成插入件的烧结 材料的百分比。
12. 如前述权利要求中任一项所述的摩擦瓦，其特征在于插入 件的烧结材料具有约为1.1xl(T5。C"的热膨胀系数，而插入物的烧结材 料具有约为1.5xlO-"C"的热膨胀系数。
13. 如前述权利要求之一所述的摩擦瓦，其特征在于所述至少 一个插入物所占据的表面在单个插入件的总面积的19%至26%之间 的范围内。
14. 如前述权利要求中任一项所述的摩擦瓦，其特征在于所述 插入件的横截面由折线或圆周封闭。
15. 如前述权利要求中任一项所述的摩擦瓦，其特征在于通过 一个、两个或三个钉子/铆钉将插入件固定在板上。
16. 如前述权利要求中任一项所述的摩擦瓦，其特征在于与垫 保持器耦合的所述耦合元件由燕尾槽元件构成，所述燕尾槽元件通过 钉子或焊接与所述底板耦合。
17. 如前述权利要求中任一项所述的摩擦瓦，其特征在于底板 和插入件支撑件之间的接触表面通过拉拔部/半冲压来实现。
全文摘要
本发明涉及一种用于轨道轮式车辆的盘式制动器的烧结材料摩擦瓦，其包括底板(1)、位于所述底板(1)下方的设有垫保持器的耦合元件(2)、和安装在所述底板(1)上方的多个摩擦材料插入件(3)，所述摩擦垫的特征在于所述插入件(3)中的每一个均提供至少一个插入物(5)，所述插入件(3)和所述至少一个插入件(5)由不同的烧结混合物构成，所述至少一个插入物(5)相对于所述插入件(3)具有不同的热膨胀系数和更高的可压缩性。
文档编号F16D65/02GK101586635SQ20091013905
公开日2009年11月25日 申请日期2009年5月15日 优先权日2008年5月16日
发明者S·鲁索 申请人:Ncfa有限公司