模块化的制动衬片系统和制动衬片的制作方法
模块化的制动衬片系统和制动衬片的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及模块化的制动衬片系统，其尤其用于盘式制动器的制动盘，进一步尤其用于轨道车辆，该制动衬片系统带有保持在至少一个背部件处的承载板和多个不同的摩擦部段，其中，不同的摩擦部段具有这样的摩擦面，其带有不同的几何结构和/或不同的大小和/或不同的摩擦系数和/或不同的摩擦材料，并且其中，可根据需要将制动衬片系统的不同的摩擦部段固定在承载板处。此外，本发明涉及制动衬片，其带有保持在至少一个背部件处的多个承载板和可松开地或者可更换地固定在承载板处的多个摩擦部段，该制动衬片可通过选择不同的摩擦部段和/或选择上述类型的模块化的制动衬片系统的不同大小的承载板和摩擦部段在承载板处的确定的布置方案获得。
【背景技术】
[0002]由现有技术已知具有多个承载板的制动衬片，承载板带有多个摩擦部段，其中，承载板成对地由横梁状构造的背板或者背部件保持且与其沿轴向屈服地拧紧。每个摩擦部段经由至少两个彼此间隔开的接合元件抗扭地保持在承载板处。例如，一个摩擦部段可具有两个螺栓状的接合元件，其在摩擦部段的背对摩擦材料的平坦侧上相对于承载板突出且接合到承载板的匹配的凹部(尤其钻孔)中。此外，设置有螺栓状的固定器件以用于将摩擦部段保持或者固定在承载板处。固定器件还可在合适的构造的情况下根据需要由接合元件形成。然而，接合元件通常仅用于防止摩擦部段在承载板上扭转，而并没有防止摩擦部段从承载板提升。为了防止摩擦部段从承载板提升，设置有固定器件。例如由DE 202 05 315UUDE 203 04 404 Ul和DE 20 2005 004 040 Ul已知所讨论的类型的固定组件。摩擦部段可彼此独立地运动或倾斜，以便在制动过程中确保摩擦部段的均匀的负荷。要理解，可设置摩擦部段在承载板处的其他形式的固定方式。
[0003]在车辆在确定的路径上运行时，由于较高的加速度产生制动衬片的巨大的机械负荷，这导致已知的制动衬片连同支架系统的增加的磨损。此外，在制动过程中，制动盘的温度明显上升，这促进了制动盘和摩擦部段的增加的磨损。由于对于每个盘大小来说并非最佳的压力和速度分布，磨损进一步上升并且还可非常不规则地分布地出现在制动带上。此夕卜，在制动过程中出现了干扰的制动噪声。
[0004]除了材料温度和材料特有的特性之外，在制动盘处的磨损和在摩擦部段处的磨损尤其依赖于制动盘以其运动经过摩擦部段的摩擦面的速度和摩擦面相对制动盘的挤压力。为了确保尽可能小且均匀的磨损，需要制动衬片的摩擦部段的摩擦面的尽可能最佳的分布，这依赖于与几何结构或结构相关的影响因素(例如制动盘类型(车轮制动盘、轴制动盘等等)、制动盘的直径、制动衬片支架的结构设计、安装情况和制动衬片的大小)和可与制动运行相关联的其他影响因素。例如，车辆运行和制动过程可决定对于在摩擦部段和制动盘处的磨损支配性的是在摩擦面上的压力分布还是速度分布。特别针对倾斜磨损，其导致必须明显早于设置地更换制动衬片。其他的与运行相关的影响因素是制动强度的数额和距离影响，尤其制动系统的很高的机械加速度。此外，在潮湿的情况下和在冬天运行中需考虑到确定的要求的特性。这引起可使用的制动衬片通常并未最佳地匹配于相应的制动情况。
[0005]由WO 2010/009824 Al已知一种模块化的制动衬片系统，其带有至少一个承载板、可可松开地固定在承载板处的多个摩擦部段和背部件，其中，承载板经由至少一个保持元件保持在背部件处，并且其中，设置有第一组摩擦部段和至少另一组摩擦部段，其中，第一组的摩擦部段和另一组的摩擦部段具有摩擦面的不同的几何结构和/或不同大小的摩擦面和/或由不同的摩擦材料构成。可根据需要将第一组的摩擦部段或另一组的摩擦部段固定在承载板处，以便引起改变摩擦面和/或摩擦材料相对于承载表面的分布。要理解的是，已知的该模块化的制动衬片系统同样可根据需要为承载板配备相同的摩擦部段。
[0006]已知的该模块化的制动衬片系统应可通过更换摩擦部段来使摩擦面几何结构和摩擦面分布以及摩擦材料分布与在制动运行中的实际的磨损性能相匹配。
【发明内容】
[0007]本发明的目的在于:改进由WO 2010/009824 Al已知的模块化的制动衬片系统且提供一种简单的可行性方案、提供一种制动衬片，其在制动过程中的特征在于将能量最佳地输入到制动盘中和较小的磨损以及较小的噪声生成。此外，该模块化的制动衬片系统应可以简单的方式实现提供一种具有改善的潮湿特性的制动衬片。
[0008]为了实现上述目的，在先前所提及的类型的模块化的制动衬片系统的第一备选的实施方式中设置成，通过改变摩擦部段在制动衬片处的布置方案(例如通过转动、转换摩擦部段等等)和/或通过改变相同或不同的摩擦部段的数量可将切向地在至少两个(优选至少三个)相邻的摩擦部段处处在制动衬片的中间横轴线之外的自由空间区域(Freiraumkreis)的最大的自由空间直径的值调整到在5mm与40mm之间，优选在8mm与25mm之间。
[0009]随后基于制动衬片的摩擦部段的轮廓线限定根据本发明的制动衬片的摩擦面几何结构，其中，根据本发明在至少两个(优选至少三个)相邻的摩擦部段之间可存在自由空间区域，其直径如此来选择，即，其区域轮廓接触相邻的摩擦部段的轮廓线。因此，自由空间区域确定在摩擦部段之间的(最大)间距且进而确定形成在摩擦部段之间的流通道的宽度。要理解的是，依赖于制动衬片的摩擦部段的数量可在制动衬片的不同的部位处在相邻的摩擦部段之间存在自由空间区域，且对此根据大小限定在相邻的摩擦部段之间的自由空间。
[0010]改变摩擦部段的布置方案或者位置和/或改变确定的相同或不同的摩擦部段的数量引起改变摩擦部段的面积分布，并且实现摩擦面的布置方案可选地且与应用相关地匹配于与几何结构相关的且与运行相关的影响因素，以便实现在制动盘和摩擦部段的摩擦面上的最佳的压力和速度分布。这有助于很小的磨损，尤其有助于摩擦部段和制动盘的很小的倾斜磨损。通过在摩擦面上的优化的压力分布还可避免在潮湿的情况下出现水楔。此外可针对所有的盘式结构确保在制动过程中制动盘的整个摩擦面或者整个摩擦带被摩擦部段的摩擦材料扫过。摩擦部段的位置可最终如此来选择，即，保证通过摩擦衬片的最佳的空气引导且由此保证再次改善的散热，这引起进一步降低在制动盘和摩擦部段处的磨损。通过组合不同的摩擦面几何结构可通过均匀的热量输入降低制动盘的热负荷且进而降低盘磨损。通过合适地选择摩擦部段同样可有效地降低制动噪声。
[0011]根据本发明的制动衬片系统可通过改变确定的相同或不同的摩擦部段的布置方案和/或数量来绝对地优化磨损，尤其倾斜磨损，亦即，尤其当在预先给定的持续时间上在带有相同或不同的摩擦部段的确定的布置方案和/或数量的情况下已经进行制动运行且显现出确定的磨损性能时，通过改变摩擦部段的布置方案和/或数量对磨损性能作出反应。因此，还可以简单的方式优化制动系统的性能特征和噪声特性。
[0012]摩擦部段可如此布置在承载板处，S卩，在摩擦部段之间至少在摩擦衬片的周向方向或者纵向方向上且优选地还横向于此形成至少一个流通道，经由其实现在制动运行期间的空气传输且进而实现散热。根据本发明，制动衬片的摩擦面几何结构的限定基于这样的区域轮廓，其可在两个流通道的过渡区域中处在承载板的邻接的摩擦部段处。
[0013]通过摩擦部段可松开地固定在承载板处可实现为制动衬片配备有不同的摩擦部段且依赖于该配备方案有利地改变摩擦衬片的制动特性。结合本发明已经认识到，形成在至少两个(优选地至少三个)摩擦部段之间的自由空间的最大的自由空间直径对于在制动运行中从制动衬片的区域中散发热量是重要的。如果自由空间直径处在根据本发明设置的范围中，令人惊讶地显示出，在制动衬片的非常良好的潮湿特性的情况下同样达到摩擦部段和制动盘的最佳的磨损性能以及降低的噪声生成。而在在摩擦部段之间的太大或太小的自由空间的情况下产生对制动特性和磨损性能的负面影响。
[0014]在本发明的一备选的实施方式中，通过改变为制动衬片配备不同的摩擦部段的方案可将切向地在至少两个(优选至少三个)相邻的摩擦部段处处在制动衬片的中间横轴线之外的且进而布置在摩擦部段之间的第一自由空间区域的最大的自由空间直径相对于切向地在至少两个(优选至少三个)相邻的摩擦部段处处在制动衬片的中间横轴线之外的 且进而布置在摩擦部段之间的其他的自由空间区域的最大的自由空间直径的比的值调整到在0.5与4.0之间，优选在0.8至3.0之间，进一步优选地在0.9与2.5之间。
[0015]如果制动衬片例如具有相应带有两个相邻的承载板的两个衬片半部(在其处相应固定有两个摩擦部段)，可相应在三个相邻的摩擦部段之间标出自由空间区域，其在摩擦部段的(倒圆的)角部处接触相邻的摩擦部段或者切向地贴靠在相邻的摩擦部段处。因此，在带有总共八个摩擦部段的这种制动衬片中可在制动衬片的在衬片半部之间伸延的中间横轴线之外在摩擦部段的轮廓线处存在总共四个自由空间区域。在用于自由空间区域的最大直径的上述界限内得到制动衬片的摩擦面几何结构，其保证在制动运行中的最佳的散热，其中，在摩擦部段之间形成有流通道，经由其实现利用在制动运行中在摩擦部段之间流动的环境空气的散热。
[0016]为了实现上面所说明的目的，本发明的第三种实施方式设置成，可通过改变摩擦部段在制动衬片处的布置方案和/或通过改变相同或不同的摩擦部段的数量将切向地在至少两个(优选至少三个)相邻的摩擦部段处处在制动衬片的中间横轴线的区域中的自由空间区域的最大的自由空间直径的值调整到在15mm与60mm之间，优选在25mm与45mm之间。
[0017]摩擦面的可依赖于为承载板配备根据本发明的模块化的制动衬片系统的摩擦部段的方案获得的几何结构的特征在于在制动衬片的中间区域中的相对很大的自由空间，从而在整个区域中在制动运行中产生能量更均匀且部分减少地输入到制动盘中，这引起降低的磨损且此外明显改善噪声特性。在摩擦部段之间的确定的自由空间区域可通过为制动衬片配备相同或不同的摩擦部段和其在制动衬片的中间区域中的相对彼此的布置方案预先给定，以便在考虑到实际存在的制动情况的情形下优化制动衬片的磨损性能、噪声生成和潮湿特性。
[0018]如上面已说明的那样，在摩擦部段之间设置有流通道，其用于摩擦区域的通风且用于从摩擦区域散开热量。就此而言，根据本发明的类型的模块化的制动衬片系统可允许通过改变摩擦部段在制动衬片处的布置方案和/或通过改变相同或不同的摩擦部段的数量将在两个相邻的摩擦部段之间在自由空间区域之外的最小间距调整到2mm至25mm的值上。在此要理解的是，流通道的宽度依赖于承载板的配备方案变化。
[0019]为了可使可通过为制动衬片以某种方式配备确定的摩擦部段获得的摩擦面几何结构以还要更明显的程度匹配于在制动运行中实际出现的要求，本发明的另一方面设置成，承载板设置成带有不同大小的承载面、并且可选择用于调整在两个相邻的摩擦部段之间的最小间距和/或最大的自由空间直径、并且可配备有根据本发明的制动衬片系统的相同或不同的摩擦部段。
[0020]通过改变摩擦部段在承载板处的布置方案和/或通过改变相同或不同的摩擦部段的数量和/或通过改变相同或不同大小的承载板的数量可将所有承载板的总面积相对于所有摩擦部段的总摩擦面积的比的值优选地调整到在1.05与1.45之间，优选在1.1与1.4之间。
[0021]此外，在本发明的范畴中所执行的尝试已经显示出，通过组合耐温度变化(耐高温)的有机摩擦材料和烧结材料可有利地对在制动运行中的磨损性能和噪声生成产生影响。就此而言，已经进一步证实的是，具有至少一种有机摩擦材料的第一摩擦部段和具有至少一种烧结材料的第二摩擦部段可如此且优选彼此间隔开地来布置，即，第一摩擦部段和第二摩擦部段在制动衬片的中间横轴线的区域中相邻。
[0022]磨损性能的进一步的改善和噪声生成的进一步的降低可根据本发明由此实现，即，第一摩擦部段和第二摩擦部段在制动衬片的周向方向或纵向方向上并排而置或者相对而置地来布置，和/或第一摩擦部段和第二摩擦部段在制动衬片的中间横轴线的区域中相应对角地相对而置地来布置。
[0023]在根据本发明的模块化的制动衬片系统的另一实施方式中，相同的摩擦部段(BP，由有机摩擦材料构成的摩擦部段或由烧结材料构成的摩擦部段)在制动衬片的周向方向上同样可连续地来布置一尤其或仅在制动衬片的中间横轴线的区域中。
[0024]特别优选的是如下实施方式，在其中，由不同的摩擦材料构成的第一摩擦部段和第二摩擦部段在制动衬片的周向方向上有规律地交替地来布置。由此同样可有利地对在制动运行中的噪声生成和磨损性能产生影响。
[0025]在制动衬片的横向边缘处可优选地相应布置有由有机摩擦材料或烧结材料构成的相同的摩擦部段。尤其可在横向边缘处仅仅布置由烧结材料构成的摩擦部段，其特征在于较高的耐热性。
[0026]此外，为了实现先前所提出的目的，提出了一种带有上面所说明的自由空间直径和/或在摩擦部段之间的间距的制动衬片，其可通过选择根据本发明的制动衬片系统的承载板和摩擦部段和所选择的摩擦部段在承载板处的布置方案来获得。
[0027]本发明的上述方面和特征以及本发明的下面所说明的方面和特征可彼此独立地来实现，但还可以任意的组合形式来实现。要求保护的值域包含所有的中间值，即使这未具体地说明。
【附图说明】
[0028]具体地存在设计和改进根据本发明的类型的模块化的制动衬片系统的许多可行性方案，其中，在参考附图的情况下一方面参考从属专利权利要求且另一方面参考本发明的优选的实施方式的下面的详细说明。其中:
图1显示了可从根据本发明的模块化的制动衬片系统获得的制动衬片相对于轨道车辆的盘式制动器的制动盘的布置方案的示意性的图示，其中，制动衬片具有相应带有四个摩擦部段的两个制动衬片半部，并且其中，相应两个摩擦部段可松开地固定在承载板处且相应两个承载板保持在制动衬片半部的背部件处，
图2-10相应在为制动衬片不同地配备不同的摩擦部段的情况下显示了在图1中示出的制动衬片的制动衬片半部的俯视图，
图11-13相应在不同地配备由不同的摩擦材料构成的摩擦部段的情况下显示了可由根据本发明的模块化的制动衬片系统获得的其他的制动衬片的俯视图以及
图14、15显示了根据本发明的模块化的制动衬片系统的保持在背部件处的不同的承载板的俯视图。
【具体实施方式】
[0029]在图1中示意性地示出了带有两个制动衬片半部2、3的制动衬片I相对于轨道车辆的盘式制动器的制动盘4的布置方案。制动盘4的竖向平面和制动衬片I或制动衬片支架的中间横轴线Y在图1中所显示的布置方案中叠合。要理解的是，然而，在安装情况中通常制动盘4的水平轴线和制动衬片I的中间横轴线Y叠合。在此，中间横轴线Y伸延通过两个制动衬片半部2、3。
[0030]每个制动衬片半部2、3具有直至四个不同的摩擦部段5、6，其中，相应两个摩擦部段5、6可松开地固定在承载板7、8处。摩擦部段5和摩擦部段6具有不同的摩擦面几何结构或轮廓。如由图14和15得出的那样，相应两个承载板7、8保持在制动衬片I的背部件9处。最后，在图14和15中显示了承载板7、8、12经由保持元件21与背部件9相连接，如在WO 2010/009824 Al中所说明的那样。承载板7、8、12具有钻孔22，其设置成用于抗扭转地固定摩擦部段(5、6、10、11)。
[0031]如由图14和15的比较得出的那样，可设置有不同的承载板7、8、12，其是模块化的制动衬片系统的部分且可根据需要固定在背部件9处。在此，承载板12具有大于相同构造的承载板7、8的总面积或者承载面积。根据图15，相比相对而置的承载板7，承载板12在制动衬片I的周向方向或者纵向方向上延长且在制动衬片I的横向侧处沿侧向延伸超出承载板7。通过选择模块化的制动衬片系统的不同或相同的承载板7、8、12可改变在制动衬片I的基面上的摩擦面分布。
[0032]通过将摩擦部段5、6可松开地固定在承载板7、8处可以简单的方式改变制动衬片I以摩擦部段5、6的配备方案，以便有利地改变制动衬片I的制动特性。如由图1与图2至10的比较得出的那样，制动衬片I可通过选择模块化的制动衬片系统的不同的摩擦部段5、6、10、11和其在承载板7、8、12处的布置方案获得。相同的摩擦部段设有相同的参考标号。
[0033]摩擦部段5、6、10、11可优选相应抗扭地固定在承载板7、8、12处。在图1至10中示出的摩擦部段5、6、10、11具有带有不同几何结构和不同大小的摩擦面。每个摩擦部段5、6、10、11的摩擦面的大小优选 在35cm2至50cm 2的范围中。
[0034]每个承载板7、8、12的总面积优选在90cm2至130cm 2的范围中，进一步优选地在105cm2与IlOcm 2之间的范围中。在此，承载板7、8、12在彼此面对的纵向面处具有互补的轮廓，其中，轮廓线基本上波浪状地伸延。
[0035]如由图1至10得出的那样，摩擦部段5、6、10、11彼此分开地布置在制动衬片I处，从而在摩擦部段5、6、10、11之间形成流通道15、16、17，其在制动运行中被空气流经，这用于散热。在衬片半部2、3的相应两个承载板7、8或7、12的摩擦部段5、6、10、11之间，中间的流通道15在周向方向X上波浪状地在制动衬片半部2、3的整个长度上延伸。
[0036]在承载板7、8、12的在周向方向X上依次放置的摩擦部段5、6、10、11之间设置有其他的流通道16、17，其通到流通道15中且朝制动衬片I的相应的纵向侧敞开。在流通道16、17至流通道15的入口区域中，示意性地显示或画出自由空间区域13、14处在摩擦部段5、6、10、11的邻接的用于限定摩擦面几何结构的轮廓线处。摩擦部段5、6、10、11在自由空间区域13、14的区域中的角部区域优选倒圆。
[0037]通过改变摩擦部段5、6、10、11在制动衬片I处的布置方案和/或通过改变相同或不同的摩擦部段5、6、10、11的数量和/或通过使用带有不同大小的承载板7、8、12可将切向地在三个相邻的摩擦部段5、6、10、11处处在制动衬片I的中间横轴线Y之外的自由空间区域13、14的最大的自由空间直径的值依赖于实际存在的制动条件根据需要调整到在5mm与40mm之间，优选在8mm与25mm之间。这在制动运行中以简单的方式允许优化用于改善的磨损性能的摩擦面分布和更小的噪声生成。
[0038]在图1至10中示出的为制动衬片I配备有不同的摩擦部段5、6、10、11的方案中得出自由空间区域13、14的下面的最大的自由空间直径(dl、d2):
图1dl=8.3cmd2=8.3cm
图 2dl=17.2cmd2=8.3cm
图 3dl=17.2cmd2=18.5cm
图 4dl=17.3cmd2=17.2cm
图 5dl=24.6cmd2=16.7cm
图 6dl=24.6cmd2=16.7cm
图 7dl=18.5cmd2=8.3cm
图 8dl=23cmd2=7.6cm
图 9dl=23cmd2=16.9cm
图 10dl=23cmd2=18.0cm。
[0039]尤其可通过为制动衬片I配备摩擦部段5、6、10、11和/或通过使用不同大小的承载板将切向地在至少三个相邻的摩擦部段5、6、10、11处处在制动衬片I的中间横轴线Y之外的第一自由空间区域13的最大的自由空间直径dl相对于切向地在至少三个相邻的摩擦部段5、6、10、11处处在制动衬片I的中间横轴线Y之外的其他的自由空间区域14的最大的自由空间直径d2的比的值调整到在0.5与4.0之间，优选在0.9与3.0之间。
[0040]在两个衬片半部2、3的邻接的摩擦部段5、6、10、11之间的制动衬片I的中间区域中，也就是说在制动衬片I的中间横轴线Y的区域中，另一自由空间区域18切向地处在邻接的摩擦部段5、6、10、11的轮廓线处。
[0041]通过改变摩擦部段5、6、10、11在制动衬片I处的布置方案和/或通过改变相同或不同的摩擦部段5、6、10、11的数量和/或通过使用不同大小的承载板可将自由空间区域18的最大的自由空间直径d3的值调整到在15mm与60mm之间，优选在25mm与45mm之间。这在制动运行中引起尤其制动衬片I的中间区域的热卸载，这又对在制动运行中的磨损特征和噪声生成产生有利的影响。
[0042]最后，通过改变摩擦部段5、6、10、11在制动衬片I处的布置方案和/或通过改变相同或不同的摩擦部段5、6、10、11的数量和/或通过使用不同大小的承载板可将在相邻的摩擦部段5、6、10之间的最小间距或流通道15、16、17的最小宽度bla、blb、b2、b3调整到2mm至25mm的值上。在示意性地在图1至10中显示的制动衬片I中，依赖于配备方案可相应在自由空间区域13、14、18之外实现流通道15的下面的最小宽度bla、blb和流通道16、17的最小宽度b2、b3:
图1 bla=5.4mm blb=5.3mm b2=4mmb3=4mm
图 2 bla=5.4mm blb=5.3mm b2=4mmb3=7.4mm
图 3 bla=5.7mm blb=5.4mm b2=4.4mmb3=7.8mm
图 4 bla=5.5mm blb=5.3mm b2=7.5mmb3=7.4mm
图 5 bla=3.6mm blb=4.8mm b2=3.7mmb3=9.6mm
图 6 bla=3.6mm blb=3.4mm b2=6.9mmb3=10.3mm
图 7 bla=5.4mm blb=5.4mm b2=4mmb3=4.3mm
图 8 bla=4.7mm blb=3.9mm b2=4mmb3=23mm
图 9 bla=4.5mm blb=3.9mm b2=7.4mmb3=23mm
图 10 bla=4.5mm blb=4.0mm b2=4.2mmb3=23mm。
[0043]在此，流通道15显示出这样的走向，其基本上点对称于制动衬片半部2、3的重心
Plo
[0044]在图11、12和13中显示了制动衬片1，其可通过选择模块化的制动衬片系统的不同组装的摩擦部段5、6、10和其在承载板7、8、12处的布置方案获得。对于在图11至13中示出的配备方案示例，摩擦部段5、6、10包含不同的摩擦材料。根据图11设置有具有至少一种有机材料的第一摩擦部段和具有至少一种烧结材料的第二摩擦部段，其中，第一摩擦部段I和第二摩擦部段II可如此布置，即，第一摩擦部段I和第二摩擦部段II在制动衬片I的中间横轴线Y的区域中相邻。根据图11，第一摩擦部段I和第二摩擦部段II在制动衬片I的周向方向X上并排地来布置。
[0045]此外，根据图11的相同的第一摩擦部段I和相同的第二摩擦部段II可在制动衬片I的中间横轴线Y的区域中相应对角地相对而置地来布置。
[0046]但还可根据图13设置成，相应相同的摩擦部段I或II在摩擦衬片I的中间横轴线Y的区域中在制动衬片I的周向方向X上连续地来布置，或者相应相同的摩擦部段ι、π以摩擦部段Ι、ΙΙ的观察方向并排放置。在此，在制动衬片的上面的或外置的纵向半部中在中间横轴线Y的区域中可布置有由烧结材料构成的摩擦部段II，而在下面的或者内置的纵向半部中布置有由耐温度变化(耐高温)的有机摩擦材料构成的摩擦部段I。
[0047]根据图11可进一步设置成，第一摩擦部段I和第二摩擦部段II在制动衬片I的周向方向X上有规律地交替地来布置。这在制动运行中有助于改善的磨损性能和更小的噪声生成。
[0048]然而，根据图12，模块化的制动衬片系统还允许由烧结材料构成的相同的摩擦部段II根据需要布置在制动衬片I的横向侧19、20处，以便在制动运行中优化磨损性能和输入到制动盘4中的温度。而对于在图11和13中所显示的布置方案，在制动衬片I的两个横向边缘处相应相对而置地布置有不同的摩擦部段1、11。根据制动情况，该布置方案同样可是有利的。
【主权项】
1.一种模块化的制动衬片系统，其尤其用于盘式制动器的制动盘(4)，进一步尤其用于轨道车辆，该制动衬片系统带有保持在至少一个背部件(9)处的承载板(7，8，12)和多个不同的摩擦部段(5，6，10，11)，其中，不同的摩擦部段(5，6，10,11)具有这样的摩擦面，其带有不同的几何结构和/或不同的大小和/或不同的摩擦系数和/或不同的摩擦材料，并且其中，可根据需要将所述制动衬片系统的不同的摩擦部段(5，6，10，11)固定在所述承载板(7,8，12)处，其特征在于，通过改变所述摩擦部段(5,6，10，11)在所述制动衬片 (I)处的布置方案和/或通过改变相同或不同的摩擦部段(5，6，10, 11)的数量可将切向地在至少两个优选至少三个相邻的摩擦部段(5，6，10，11)处处在所述制动衬片(I)的中间横轴线(Y)之外的自由空间区域(13，14)的最大的自由空间直径(dl, d2)调整到在5mm与40mm之间的值上。
2.尤其根据权利要求1所述的模块化的制动衬片系统，其尤其用于盘式制动器的制动盘(4)，进一步尤其用于轨道车辆，该制动衬片系统带有保持在至少一个背部件(9)处的承载板(7，8，12)和多个不同的摩擦部段(5，6，10，11)，其中，不同的摩擦部段(5，6，10，11)具有这样的摩擦面，其带有不同的几何结构和/或不同的大小和/或不同的摩擦系数和/或不同的摩擦材料，并且其中，可根据需要将所述制动衬片系统的不同的摩擦部段(5，6，10，11)固定在所述承载板(7，8，12)处，其特征在于，通过改变所述摩擦部段(5,6, 10,11)在所述制动衬片(I)处的布置方案和/或通过改变相同或不同的摩擦部段(5,6, 10，11)的数量可将切向地在至少两个优选至少三个相邻的摩擦部段(5，6，10，11)处处在所述制动衬片⑴的中间横轴线⑴之外的第一自由空间区域(13)的最大的自由空间直径(dl)相对于切向地在至少两个优选至少三个相邻的摩擦部段(5，6，10，11)处处在所述制动衬片⑴的中间横轴线⑴之外的另外的自由空间区域(14)的最大的自由空间直径(d2)的比调整到在0.5与4.0之间的值上。
3.尤其根据前述权利要求中任一项所述的模块化的制动衬片系统，其尤其用于盘式制动器的制动盘(4)，进一步尤其用于轨道车辆，该制动衬片系统带有保持在至少一个背部件(9)处的承载板(7,8，12)和多个不同的摩擦部段(5,6，10, 11)，其中，不同的摩擦部段(5，6，10,11)具有这样的摩擦面，其带有不同的几何结构和/或不同的大小和/或不同的摩擦系数和/或不同的摩擦材料，并且其中，可根据需要将所述制动衬片系统的不同的摩擦部段(5，6，10，11)固定在所述承载板(7，8，12)处，其特征在于，通过改变所述摩擦部段(5，6，10，11)在所述制动衬片(I)处的布置方案和/或通过改变相同或不同的摩擦部段(5,6, 10，11)的数量可将切向地在至少两个优选至少三个相邻的摩擦部段(5，6，10，11)处处在所述制动衬片⑴的中间横轴线⑴的区域中的自由空间区域(18)的最大的自由空间直径(d3)调整到在15mm与60mm之间的值上。
4.尤其根据前述权利要求中任一项所述的模块化的制动衬片系统，其尤其用于盘式制动器的制动盘(4)，进一步尤其用于轨道车辆，该制动衬片系统带有保持在至少一个背部件(9)处的承载板(7,8，12)和多个不同的摩擦部段(5,6，10, 11)，其中，不同的摩擦部段(5，6，10,11)具有这样的摩擦面，其带有不同的几何结构和/或不同的大小和/或不同的摩擦系数和/或不同的摩擦材料，并且其中，可根据需要将所述制动衬片系统的不同的摩擦部段(5，6，10,11)固定在所述承载板(7，8，12)处，其特征在于，通过改变所述摩擦部段(5，6，10,11)在所述制动衬片(I)处的布置方案和/或通过改变相同或不同的摩擦部段(5,6, 10,11)的数量可将在两个相邻的摩擦部段(5,6, 10,11)之间在自由空间区域(13，14，18)之外的最小间距调整到2mm至25mm的值上。
5.根据前述权利要求中任一项所述的模块化的制动衬片系统，其特征在于，承载板(7，8，12)设置成带有不同大小的承载面、并且可选择成用于根据权利要求1至3中任一项调整最大的自由空间直径(dl，d2, d3)和/或根据权利要求4调整在两个相邻的摩擦部段(5，6，10，11)之间的最小间距、并且可配备有摩擦部段(5，6，10，11)。
6.根据前述权利要求中任一项所述的模块化的制动衬片系统，其特征在于，通过改变所述摩擦部段(5，6，10，11)在所述承载板(7，8，12)处的布置方案和/或通过改变相同或不同的摩擦部段(5，6，10，11)的数量和/或通过改变相同或不同大小的承载板(7，8，12)的数量可将所有承载板(7，8，12)的总面积相对于所有摩擦部段(5，6，10，11)的总摩擦面积的比的值调整到在1.05与1.45之间，优选调整到在1.1与1.4之间。
7.尤其根据前述权利要求中任一项所述的模块化的制动衬片系统，其尤其用于盘式制动器的制动盘(4)，进一步尤其用于轨道车辆，该制动衬片系统带有保持在至少一个背部件(9)处的承载板(7，8，12)和多个不同的摩擦部段(5，6，10，11)，其中，不同的摩擦部段(5，6，10，11)具有这样的摩擦面，其带有不同的几何结构和/或不同的大小和/或不同的摩擦系数和/或不同的摩擦材料，并且其中，可根据需要将所述制动衬片系统的不同的摩擦部段(5，6，10，11)固定在所述承载板(7，8，12)处，其特征在于，设置有具有至少一种有机摩擦材料的第一摩擦部段(I)和具有至少一种烧结材料的第二摩擦部段(II)，其中，第一摩擦部段(I)和第二摩擦部段(II)可如此布置，即，第一摩擦部段(I)和第二摩擦部段(II)在所述制动衬片⑴的中间横轴线⑴的区域中相邻。
8.根据权利要求7所述的模块化的制动衬片系统，其特征在于，第一摩擦部段(I)和第二摩擦部段(II)可在所述制动衬片(I)的周向方向(X)上并排地布置，和/或相同的第一摩擦部段(I)和相同的第二摩擦部段(II)可在所述制动衬片(I)的中间横轴线(Y)的区域中相应对角地相对而置地来布置。
9.根据权利要求7或8所述的模块化的制动衬片系统，其特征在于，相同的摩擦部段(I, II)可在所述制动衬片(I)的周向方向(X)上在所述制动衬片(I)的中间横轴线(Y)的区域中连续地来布置。
10.根据权利要求7至9中任一项所述的模块化的制动衬片系统，其特征在于，第一摩擦部段(I)和第二摩擦部段(II)在所述制动衬片(I)的周向方向(X)上有规律地交替地来布置。
11.根据权利要求7至10中任一项所述的模块化的制动衬片系统，其特征在于，在所述制动衬片(I)的至少一个外部的横向侧(19，20)处，优选地在两个外部的横向侧(19，20)处可布置有相同的摩擦部段(I，II)。
12.—种制动衬片(I)，其带有保持在至少一个背部件(9)处的多个承载板(7，8，12)和可松开地固定在所述承载板(7,8,12)处的多个摩擦部段(5,6, 10，11，I，II)，该制动衬片(I)可通过选择不同的摩擦部段(5，6，10，11，I，II)和/或选择根据前述权利要求中任一项所述的模块化的制动衬片系统的不同大小的承载板(7，8，12)和所述摩擦部段(5，6，10，11，I, II)在所述承载板(7，8，12)处的确定的布置方案获得。
【专利摘要】示出且说明了一种模块化的制动衬片系统，其尤其用于盘式制动器的制动盘(4)，进一步尤其用于轨道车辆，该制动衬片系统带有保持在至少一个背部件(9)处的承载板(7,8,12)和多个不同的摩擦部段(5,6,10,11)，其中，不同的摩擦部段(5,6,10,11)具有这样的摩擦面，其带有不同的几何结构和/或不同的大小和/或不同的摩擦系数和/或不同的摩擦材料，并且其中，可根据需要将制动衬片系统的不同的摩擦部段(5,6,10,11)固定在承载板(7,8,12)处。根据本发明设置成，通过改变摩擦部段(5,6,10,11)在制动衬片(1)处的布置方案和/或通过改变相同或不同的摩擦部段(5,6,10,11)的数量可将切向地在至少两个、优选至少三个相邻的摩擦部段(5,6,10,11)处处在制动衬片(1)的中间横轴线(Y)之外的自由空间区域(13,14)的最大的自由空间直径(d1,d2)调整到在5mm与40mm之间的值上。
【IPC分类】F16D69-04
【公开号】CN104813061
【申请号】CN201380041849
【发明人】H.弗罗伊登贝格
【申请人】比科里特有限责任公司
【公开日】2015年7月29日
【申请日】2013年5月10日
【公告号】DE102012012876A1, EP2859248A2, WO2013182266A2
【技术领域】
[0001]本发明涉及模块化的制动衬片系统，其尤其用于盘式制动器的制动盘，进一步尤其用于轨道车辆，该制动衬片系统带有保持在至少一个背部件处的承载板和多个不同的摩擦部段，其中，不同的摩擦部段具有这样的摩擦面，其带有不同的几何结构和/或不同的大小和/或不同的摩擦系数和/或不同的摩擦材料，并且其中，可根据需要将制动衬片系统的不同的摩擦部段固定在承载板处。此外，本发明涉及制动衬片，其带有保持在至少一个背部件处的多个承载板和可松开地或者可更换地固定在承载板处的多个摩擦部段，该制动衬片可通过选择不同的摩擦部段和/或选择上述类型的模块化的制动衬片系统的不同大小的承载板和摩擦部段在承载板处的确定的布置方案获得。
【背景技术】
[0002]由现有技术已知具有多个承载板的制动衬片，承载板带有多个摩擦部段，其中，承载板成对地由横梁状构造的背板或者背部件保持且与其沿轴向屈服地拧紧。每个摩擦部段经由至少两个彼此间隔开的接合元件抗扭地保持在承载板处。例如，一个摩擦部段可具有两个螺栓状的接合元件，其在摩擦部段的背对摩擦材料的平坦侧上相对于承载板突出且接合到承载板的匹配的凹部(尤其钻孔)中。此外，设置有螺栓状的固定器件以用于将摩擦部段保持或者固定在承载板处。固定器件还可在合适的构造的情况下根据需要由接合元件形成。然而，接合元件通常仅用于防止摩擦部段在承载板上扭转，而并没有防止摩擦部段从承载板提升。为了防止摩擦部段从承载板提升，设置有固定器件。例如由DE 202 05 315UUDE 203 04 404 Ul和DE 20 2005 004 040 Ul已知所讨论的类型的固定组件。摩擦部段可彼此独立地运动或倾斜，以便在制动过程中确保摩擦部段的均匀的负荷。要理解，可设置摩擦部段在承载板处的其他形式的固定方式。
[0003]在车辆在确定的路径上运行时，由于较高的加速度产生制动衬片的巨大的机械负荷，这导致已知的制动衬片连同支架系统的增加的磨损。此外，在制动过程中，制动盘的温度明显上升，这促进了制动盘和摩擦部段的增加的磨损。由于对于每个盘大小来说并非最佳的压力和速度分布，磨损进一步上升并且还可非常不规则地分布地出现在制动带上。此夕卜，在制动过程中出现了干扰的制动噪声。
[0004]除了材料温度和材料特有的特性之外，在制动盘处的磨损和在摩擦部段处的磨损尤其依赖于制动盘以其运动经过摩擦部段的摩擦面的速度和摩擦面相对制动盘的挤压力。为了确保尽可能小且均匀的磨损，需要制动衬片的摩擦部段的摩擦面的尽可能最佳的分布，这依赖于与几何结构或结构相关的影响因素(例如制动盘类型(车轮制动盘、轴制动盘等等)、制动盘的直径、制动衬片支架的结构设计、安装情况和制动衬片的大小)和可与制动运行相关联的其他影响因素。例如，车辆运行和制动过程可决定对于在摩擦部段和制动盘处的磨损支配性的是在摩擦面上的压力分布还是速度分布。特别针对倾斜磨损，其导致必须明显早于设置地更换制动衬片。其他的与运行相关的影响因素是制动强度的数额和距离影响，尤其制动系统的很高的机械加速度。此外，在潮湿的情况下和在冬天运行中需考虑到确定的要求的特性。这引起可使用的制动衬片通常并未最佳地匹配于相应的制动情况。
[0005]由WO 2010/009824 Al已知一种模块化的制动衬片系统，其带有至少一个承载板、可可松开地固定在承载板处的多个摩擦部段和背部件，其中，承载板经由至少一个保持元件保持在背部件处，并且其中，设置有第一组摩擦部段和至少另一组摩擦部段，其中，第一组的摩擦部段和另一组的摩擦部段具有摩擦面的不同的几何结构和/或不同大小的摩擦面和/或由不同的摩擦材料构成。可根据需要将第一组的摩擦部段或另一组的摩擦部段固定在承载板处，以便引起改变摩擦面和/或摩擦材料相对于承载表面的分布。要理解的是，已知的该模块化的制动衬片系统同样可根据需要为承载板配备相同的摩擦部段。
[0006]已知的该模块化的制动衬片系统应可通过更换摩擦部段来使摩擦面几何结构和摩擦面分布以及摩擦材料分布与在制动运行中的实际的磨损性能相匹配。
【发明内容】
[0007]本发明的目的在于:改进由WO 2010/009824 Al已知的模块化的制动衬片系统且提供一种简单的可行性方案、提供一种制动衬片，其在制动过程中的特征在于将能量最佳地输入到制动盘中和较小的磨损以及较小的噪声生成。此外，该模块化的制动衬片系统应可以简单的方式实现提供一种具有改善的潮湿特性的制动衬片。
[0008]为了实现上述目的，在先前所提及的类型的模块化的制动衬片系统的第一备选的实施方式中设置成，通过改变摩擦部段在制动衬片处的布置方案(例如通过转动、转换摩擦部段等等)和/或通过改变相同或不同的摩擦部段的数量可将切向地在至少两个(优选至少三个)相邻的摩擦部段处处在制动衬片的中间横轴线之外的自由空间区域(Freiraumkreis)的最大的自由空间直径的值调整到在5mm与40mm之间，优选在8mm与25mm之间。
[0009]随后基于制动衬片的摩擦部段的轮廓线限定根据本发明的制动衬片的摩擦面几何结构，其中，根据本发明在至少两个(优选至少三个)相邻的摩擦部段之间可存在自由空间区域，其直径如此来选择，即，其区域轮廓接触相邻的摩擦部段的轮廓线。因此，自由空间区域确定在摩擦部段之间的(最大)间距且进而确定形成在摩擦部段之间的流通道的宽度。要理解的是，依赖于制动衬片的摩擦部段的数量可在制动衬片的不同的部位处在相邻的摩擦部段之间存在自由空间区域，且对此根据大小限定在相邻的摩擦部段之间的自由空间。
[0010]改变摩擦部段的布置方案或者位置和/或改变确定的相同或不同的摩擦部段的数量引起改变摩擦部段的面积分布，并且实现摩擦面的布置方案可选地且与应用相关地匹配于与几何结构相关的且与运行相关的影响因素，以便实现在制动盘和摩擦部段的摩擦面上的最佳的压力和速度分布。这有助于很小的磨损，尤其有助于摩擦部段和制动盘的很小的倾斜磨损。通过在摩擦面上的优化的压力分布还可避免在潮湿的情况下出现水楔。此外可针对所有的盘式结构确保在制动过程中制动盘的整个摩擦面或者整个摩擦带被摩擦部段的摩擦材料扫过。摩擦部段的位置可最终如此来选择，即，保证通过摩擦衬片的最佳的空气引导且由此保证再次改善的散热，这引起进一步降低在制动盘和摩擦部段处的磨损。通过组合不同的摩擦面几何结构可通过均匀的热量输入降低制动盘的热负荷且进而降低盘磨损。通过合适地选择摩擦部段同样可有效地降低制动噪声。
[0011]根据本发明的制动衬片系统可通过改变确定的相同或不同的摩擦部段的布置方案和/或数量来绝对地优化磨损，尤其倾斜磨损，亦即，尤其当在预先给定的持续时间上在带有相同或不同的摩擦部段的确定的布置方案和/或数量的情况下已经进行制动运行且显现出确定的磨损性能时，通过改变摩擦部段的布置方案和/或数量对磨损性能作出反应。因此，还可以简单的方式优化制动系统的性能特征和噪声特性。
[0012]摩擦部段可如此布置在承载板处，S卩，在摩擦部段之间至少在摩擦衬片的周向方向或者纵向方向上且优选地还横向于此形成至少一个流通道，经由其实现在制动运行期间的空气传输且进而实现散热。根据本发明，制动衬片的摩擦面几何结构的限定基于这样的区域轮廓，其可在两个流通道的过渡区域中处在承载板的邻接的摩擦部段处。
[0013]通过摩擦部段可松开地固定在承载板处可实现为制动衬片配备有不同的摩擦部段且依赖于该配备方案有利地改变摩擦衬片的制动特性。结合本发明已经认识到，形成在至少两个(优选地至少三个)摩擦部段之间的自由空间的最大的自由空间直径对于在制动运行中从制动衬片的区域中散发热量是重要的。如果自由空间直径处在根据本发明设置的范围中，令人惊讶地显示出，在制动衬片的非常良好的潮湿特性的情况下同样达到摩擦部段和制动盘的最佳的磨损性能以及降低的噪声生成。而在在摩擦部段之间的太大或太小的自由空间的情况下产生对制动特性和磨损性能的负面影响。
[0014]在本发明的一备选的实施方式中，通过改变为制动衬片配备不同的摩擦部段的方案可将切向地在至少两个(优选至少三个)相邻的摩擦部段处处在制动衬片的中间横轴线之外的且进而布置在摩擦部段之间的第一自由空间区域的最大的自由空间直径相对于切向地在至少两个(优选至少三个)相邻的摩擦部段处处在制动衬片的中间横轴线之外的 且进而布置在摩擦部段之间的其他的自由空间区域的最大的自由空间直径的比的值调整到在0.5与4.0之间，优选在0.8至3.0之间，进一步优选地在0.9与2.5之间。
[0015]如果制动衬片例如具有相应带有两个相邻的承载板的两个衬片半部(在其处相应固定有两个摩擦部段)，可相应在三个相邻的摩擦部段之间标出自由空间区域，其在摩擦部段的(倒圆的)角部处接触相邻的摩擦部段或者切向地贴靠在相邻的摩擦部段处。因此，在带有总共八个摩擦部段的这种制动衬片中可在制动衬片的在衬片半部之间伸延的中间横轴线之外在摩擦部段的轮廓线处存在总共四个自由空间区域。在用于自由空间区域的最大直径的上述界限内得到制动衬片的摩擦面几何结构，其保证在制动运行中的最佳的散热，其中，在摩擦部段之间形成有流通道，经由其实现利用在制动运行中在摩擦部段之间流动的环境空气的散热。
[0016]为了实现上面所说明的目的，本发明的第三种实施方式设置成，可通过改变摩擦部段在制动衬片处的布置方案和/或通过改变相同或不同的摩擦部段的数量将切向地在至少两个(优选至少三个)相邻的摩擦部段处处在制动衬片的中间横轴线的区域中的自由空间区域的最大的自由空间直径的值调整到在15mm与60mm之间，优选在25mm与45mm之间。
[0017]摩擦面的可依赖于为承载板配备根据本发明的模块化的制动衬片系统的摩擦部段的方案获得的几何结构的特征在于在制动衬片的中间区域中的相对很大的自由空间，从而在整个区域中在制动运行中产生能量更均匀且部分减少地输入到制动盘中，这引起降低的磨损且此外明显改善噪声特性。在摩擦部段之间的确定的自由空间区域可通过为制动衬片配备相同或不同的摩擦部段和其在制动衬片的中间区域中的相对彼此的布置方案预先给定，以便在考虑到实际存在的制动情况的情形下优化制动衬片的磨损性能、噪声生成和潮湿特性。
[0018]如上面已说明的那样，在摩擦部段之间设置有流通道，其用于摩擦区域的通风且用于从摩擦区域散开热量。就此而言，根据本发明的类型的模块化的制动衬片系统可允许通过改变摩擦部段在制动衬片处的布置方案和/或通过改变相同或不同的摩擦部段的数量将在两个相邻的摩擦部段之间在自由空间区域之外的最小间距调整到2mm至25mm的值上。在此要理解的是，流通道的宽度依赖于承载板的配备方案变化。
[0019]为了可使可通过为制动衬片以某种方式配备确定的摩擦部段获得的摩擦面几何结构以还要更明显的程度匹配于在制动运行中实际出现的要求，本发明的另一方面设置成，承载板设置成带有不同大小的承载面、并且可选择用于调整在两个相邻的摩擦部段之间的最小间距和/或最大的自由空间直径、并且可配备有根据本发明的制动衬片系统的相同或不同的摩擦部段。
[0020]通过改变摩擦部段在承载板处的布置方案和/或通过改变相同或不同的摩擦部段的数量和/或通过改变相同或不同大小的承载板的数量可将所有承载板的总面积相对于所有摩擦部段的总摩擦面积的比的值优选地调整到在1.05与1.45之间，优选在1.1与1.4之间。
[0021]此外，在本发明的范畴中所执行的尝试已经显示出，通过组合耐温度变化(耐高温)的有机摩擦材料和烧结材料可有利地对在制动运行中的磨损性能和噪声生成产生影响。就此而言，已经进一步证实的是，具有至少一种有机摩擦材料的第一摩擦部段和具有至少一种烧结材料的第二摩擦部段可如此且优选彼此间隔开地来布置，即，第一摩擦部段和第二摩擦部段在制动衬片的中间横轴线的区域中相邻。
[0022]磨损性能的进一步的改善和噪声生成的进一步的降低可根据本发明由此实现，即，第一摩擦部段和第二摩擦部段在制动衬片的周向方向或纵向方向上并排而置或者相对而置地来布置，和/或第一摩擦部段和第二摩擦部段在制动衬片的中间横轴线的区域中相应对角地相对而置地来布置。
[0023]在根据本发明的模块化的制动衬片系统的另一实施方式中，相同的摩擦部段(BP，由有机摩擦材料构成的摩擦部段或由烧结材料构成的摩擦部段)在制动衬片的周向方向上同样可连续地来布置一尤其或仅在制动衬片的中间横轴线的区域中。
[0024]特别优选的是如下实施方式，在其中，由不同的摩擦材料构成的第一摩擦部段和第二摩擦部段在制动衬片的周向方向上有规律地交替地来布置。由此同样可有利地对在制动运行中的噪声生成和磨损性能产生影响。
[0025]在制动衬片的横向边缘处可优选地相应布置有由有机摩擦材料或烧结材料构成的相同的摩擦部段。尤其可在横向边缘处仅仅布置由烧结材料构成的摩擦部段，其特征在于较高的耐热性。
[0026]此外，为了实现先前所提出的目的，提出了一种带有上面所说明的自由空间直径和/或在摩擦部段之间的间距的制动衬片，其可通过选择根据本发明的制动衬片系统的承载板和摩擦部段和所选择的摩擦部段在承载板处的布置方案来获得。
[0027]本发明的上述方面和特征以及本发明的下面所说明的方面和特征可彼此独立地来实现，但还可以任意的组合形式来实现。要求保护的值域包含所有的中间值，即使这未具体地说明。
【附图说明】
[0028]具体地存在设计和改进根据本发明的类型的模块化的制动衬片系统的许多可行性方案，其中，在参考附图的情况下一方面参考从属专利权利要求且另一方面参考本发明的优选的实施方式的下面的详细说明。其中:
图1显示了可从根据本发明的模块化的制动衬片系统获得的制动衬片相对于轨道车辆的盘式制动器的制动盘的布置方案的示意性的图示，其中，制动衬片具有相应带有四个摩擦部段的两个制动衬片半部，并且其中，相应两个摩擦部段可松开地固定在承载板处且相应两个承载板保持在制动衬片半部的背部件处，
图2-10相应在为制动衬片不同地配备不同的摩擦部段的情况下显示了在图1中示出的制动衬片的制动衬片半部的俯视图，
图11-13相应在不同地配备由不同的摩擦材料构成的摩擦部段的情况下显示了可由根据本发明的模块化的制动衬片系统获得的其他的制动衬片的俯视图以及
图14、15显示了根据本发明的模块化的制动衬片系统的保持在背部件处的不同的承载板的俯视图。
【具体实施方式】
[0029]在图1中示意性地示出了带有两个制动衬片半部2、3的制动衬片I相对于轨道车辆的盘式制动器的制动盘4的布置方案。制动盘4的竖向平面和制动衬片I或制动衬片支架的中间横轴线Y在图1中所显示的布置方案中叠合。要理解的是，然而，在安装情况中通常制动盘4的水平轴线和制动衬片I的中间横轴线Y叠合。在此，中间横轴线Y伸延通过两个制动衬片半部2、3。
[0030]每个制动衬片半部2、3具有直至四个不同的摩擦部段5、6，其中，相应两个摩擦部段5、6可松开地固定在承载板7、8处。摩擦部段5和摩擦部段6具有不同的摩擦面几何结构或轮廓。如由图14和15得出的那样，相应两个承载板7、8保持在制动衬片I的背部件9处。最后，在图14和15中显示了承载板7、8、12经由保持元件21与背部件9相连接，如在WO 2010/009824 Al中所说明的那样。承载板7、8、12具有钻孔22，其设置成用于抗扭转地固定摩擦部段(5、6、10、11)。
[0031]如由图14和15的比较得出的那样，可设置有不同的承载板7、8、12，其是模块化的制动衬片系统的部分且可根据需要固定在背部件9处。在此，承载板12具有大于相同构造的承载板7、8的总面积或者承载面积。根据图15，相比相对而置的承载板7，承载板12在制动衬片I的周向方向或者纵向方向上延长且在制动衬片I的横向侧处沿侧向延伸超出承载板7。通过选择模块化的制动衬片系统的不同或相同的承载板7、8、12可改变在制动衬片I的基面上的摩擦面分布。
[0032]通过将摩擦部段5、6可松开地固定在承载板7、8处可以简单的方式改变制动衬片I以摩擦部段5、6的配备方案，以便有利地改变制动衬片I的制动特性。如由图1与图2至10的比较得出的那样，制动衬片I可通过选择模块化的制动衬片系统的不同的摩擦部段5、6、10、11和其在承载板7、8、12处的布置方案获得。相同的摩擦部段设有相同的参考标号。
[0033]摩擦部段5、6、10、11可优选相应抗扭地固定在承载板7、8、12处。在图1至10中示出的摩擦部段5、6、10、11具有带有不同几何结构和不同大小的摩擦面。每个摩擦部段5、6、10、11的摩擦面的大小优选 在35cm2至50cm 2的范围中。
[0034]每个承载板7、8、12的总面积优选在90cm2至130cm 2的范围中，进一步优选地在105cm2与IlOcm 2之间的范围中。在此，承载板7、8、12在彼此面对的纵向面处具有互补的轮廓，其中，轮廓线基本上波浪状地伸延。
[0035]如由图1至10得出的那样，摩擦部段5、6、10、11彼此分开地布置在制动衬片I处，从而在摩擦部段5、6、10、11之间形成流通道15、16、17，其在制动运行中被空气流经，这用于散热。在衬片半部2、3的相应两个承载板7、8或7、12的摩擦部段5、6、10、11之间，中间的流通道15在周向方向X上波浪状地在制动衬片半部2、3的整个长度上延伸。
[0036]在承载板7、8、12的在周向方向X上依次放置的摩擦部段5、6、10、11之间设置有其他的流通道16、17，其通到流通道15中且朝制动衬片I的相应的纵向侧敞开。在流通道16、17至流通道15的入口区域中，示意性地显示或画出自由空间区域13、14处在摩擦部段5、6、10、11的邻接的用于限定摩擦面几何结构的轮廓线处。摩擦部段5、6、10、11在自由空间区域13、14的区域中的角部区域优选倒圆。
[0037]通过改变摩擦部段5、6、10、11在制动衬片I处的布置方案和/或通过改变相同或不同的摩擦部段5、6、10、11的数量和/或通过使用带有不同大小的承载板7、8、12可将切向地在三个相邻的摩擦部段5、6、10、11处处在制动衬片I的中间横轴线Y之外的自由空间区域13、14的最大的自由空间直径的值依赖于实际存在的制动条件根据需要调整到在5mm与40mm之间，优选在8mm与25mm之间。这在制动运行中以简单的方式允许优化用于改善的磨损性能的摩擦面分布和更小的噪声生成。
[0038]在图1至10中示出的为制动衬片I配备有不同的摩擦部段5、6、10、11的方案中得出自由空间区域13、14的下面的最大的自由空间直径(dl、d2):
图1dl=8.3cmd2=8.3cm
图 2dl=17.2cmd2=8.3cm
图 3dl=17.2cmd2=18.5cm
图 4dl=17.3cmd2=17.2cm
图 5dl=24.6cmd2=16.7cm
图 6dl=24.6cmd2=16.7cm
图 7dl=18.5cmd2=8.3cm
图 8dl=23cmd2=7.6cm
图 9dl=23cmd2=16.9cm
图 10dl=23cmd2=18.0cm。
[0039]尤其可通过为制动衬片I配备摩擦部段5、6、10、11和/或通过使用不同大小的承载板将切向地在至少三个相邻的摩擦部段5、6、10、11处处在制动衬片I的中间横轴线Y之外的第一自由空间区域13的最大的自由空间直径dl相对于切向地在至少三个相邻的摩擦部段5、6、10、11处处在制动衬片I的中间横轴线Y之外的其他的自由空间区域14的最大的自由空间直径d2的比的值调整到在0.5与4.0之间，优选在0.9与3.0之间。
[0040]在两个衬片半部2、3的邻接的摩擦部段5、6、10、11之间的制动衬片I的中间区域中，也就是说在制动衬片I的中间横轴线Y的区域中，另一自由空间区域18切向地处在邻接的摩擦部段5、6、10、11的轮廓线处。
[0041]通过改变摩擦部段5、6、10、11在制动衬片I处的布置方案和/或通过改变相同或不同的摩擦部段5、6、10、11的数量和/或通过使用不同大小的承载板可将自由空间区域18的最大的自由空间直径d3的值调整到在15mm与60mm之间，优选在25mm与45mm之间。这在制动运行中引起尤其制动衬片I的中间区域的热卸载，这又对在制动运行中的磨损特征和噪声生成产生有利的影响。
[0042]最后，通过改变摩擦部段5、6、10、11在制动衬片I处的布置方案和/或通过改变相同或不同的摩擦部段5、6、10、11的数量和/或通过使用不同大小的承载板可将在相邻的摩擦部段5、6、10之间的最小间距或流通道15、16、17的最小宽度bla、blb、b2、b3调整到2mm至25mm的值上。在示意性地在图1至10中显示的制动衬片I中，依赖于配备方案可相应在自由空间区域13、14、18之外实现流通道15的下面的最小宽度bla、blb和流通道16、17的最小宽度b2、b3:
图1 bla=5.4mm blb=5.3mm b2=4mmb3=4mm
图 2 bla=5.4mm blb=5.3mm b2=4mmb3=7.4mm
图 3 bla=5.7mm blb=5.4mm b2=4.4mmb3=7.8mm
图 4 bla=5.5mm blb=5.3mm b2=7.5mmb3=7.4mm
图 5 bla=3.6mm blb=4.8mm b2=3.7mmb3=9.6mm
图 6 bla=3.6mm blb=3.4mm b2=6.9mmb3=10.3mm
图 7 bla=5.4mm blb=5.4mm b2=4mmb3=4.3mm
图 8 bla=4.7mm blb=3.9mm b2=4mmb3=23mm
图 9 bla=4.5mm blb=3.9mm b2=7.4mmb3=23mm
图 10 bla=4.5mm blb=4.0mm b2=4.2mmb3=23mm。
[0043]在此，流通道15显示出这样的走向，其基本上点对称于制动衬片半部2、3的重心
Plo
[0044]在图11、12和13中显示了制动衬片1，其可通过选择模块化的制动衬片系统的不同组装的摩擦部段5、6、10和其在承载板7、8、12处的布置方案获得。对于在图11至13中示出的配备方案示例，摩擦部段5、6、10包含不同的摩擦材料。根据图11设置有具有至少一种有机材料的第一摩擦部段和具有至少一种烧结材料的第二摩擦部段，其中，第一摩擦部段I和第二摩擦部段II可如此布置，即，第一摩擦部段I和第二摩擦部段II在制动衬片I的中间横轴线Y的区域中相邻。根据图11，第一摩擦部段I和第二摩擦部段II在制动衬片I的周向方向X上并排地来布置。
[0045]此外，根据图11的相同的第一摩擦部段I和相同的第二摩擦部段II可在制动衬片I的中间横轴线Y的区域中相应对角地相对而置地来布置。
[0046]但还可根据图13设置成，相应相同的摩擦部段I或II在摩擦衬片I的中间横轴线Y的区域中在制动衬片I的周向方向X上连续地来布置，或者相应相同的摩擦部段ι、π以摩擦部段Ι、ΙΙ的观察方向并排放置。在此，在制动衬片的上面的或外置的纵向半部中在中间横轴线Y的区域中可布置有由烧结材料构成的摩擦部段II，而在下面的或者内置的纵向半部中布置有由耐温度变化(耐高温)的有机摩擦材料构成的摩擦部段I。
[0047]根据图11可进一步设置成，第一摩擦部段I和第二摩擦部段II在制动衬片I的周向方向X上有规律地交替地来布置。这在制动运行中有助于改善的磨损性能和更小的噪声生成。
[0048]然而，根据图12，模块化的制动衬片系统还允许由烧结材料构成的相同的摩擦部段II根据需要布置在制动衬片I的横向侧19、20处，以便在制动运行中优化磨损性能和输入到制动盘4中的温度。而对于在图11和13中所显示的布置方案，在制动衬片I的两个横向边缘处相应相对而置地布置有不同的摩擦部段1、11。根据制动情况，该布置方案同样可是有利的。
【主权项】
1.一种模块化的制动衬片系统，其尤其用于盘式制动器的制动盘(4)，进一步尤其用于轨道车辆，该制动衬片系统带有保持在至少一个背部件(9)处的承载板(7，8，12)和多个不同的摩擦部段(5，6，10，11)，其中，不同的摩擦部段(5，6，10,11)具有这样的摩擦面，其带有不同的几何结构和/或不同的大小和/或不同的摩擦系数和/或不同的摩擦材料，并且其中，可根据需要将所述制动衬片系统的不同的摩擦部段(5，6，10，11)固定在所述承载板(7,8，12)处，其特征在于，通过改变所述摩擦部段(5,6，10，11)在所述制动衬片 (I)处的布置方案和/或通过改变相同或不同的摩擦部段(5，6，10, 11)的数量可将切向地在至少两个优选至少三个相邻的摩擦部段(5，6，10，11)处处在所述制动衬片(I)的中间横轴线(Y)之外的自由空间区域(13，14)的最大的自由空间直径(dl, d2)调整到在5mm与40mm之间的值上。
2.尤其根据权利要求1所述的模块化的制动衬片系统，其尤其用于盘式制动器的制动盘(4)，进一步尤其用于轨道车辆，该制动衬片系统带有保持在至少一个背部件(9)处的承载板(7，8，12)和多个不同的摩擦部段(5，6，10，11)，其中，不同的摩擦部段(5，6，10，11)具有这样的摩擦面，其带有不同的几何结构和/或不同的大小和/或不同的摩擦系数和/或不同的摩擦材料，并且其中，可根据需要将所述制动衬片系统的不同的摩擦部段(5，6，10，11)固定在所述承载板(7，8，12)处，其特征在于，通过改变所述摩擦部段(5,6, 10,11)在所述制动衬片(I)处的布置方案和/或通过改变相同或不同的摩擦部段(5,6, 10，11)的数量可将切向地在至少两个优选至少三个相邻的摩擦部段(5，6，10，11)处处在所述制动衬片⑴的中间横轴线⑴之外的第一自由空间区域(13)的最大的自由空间直径(dl)相对于切向地在至少两个优选至少三个相邻的摩擦部段(5，6，10，11)处处在所述制动衬片⑴的中间横轴线⑴之外的另外的自由空间区域(14)的最大的自由空间直径(d2)的比调整到在0.5与4.0之间的值上。
3.尤其根据前述权利要求中任一项所述的模块化的制动衬片系统，其尤其用于盘式制动器的制动盘(4)，进一步尤其用于轨道车辆，该制动衬片系统带有保持在至少一个背部件(9)处的承载板(7,8，12)和多个不同的摩擦部段(5,6，10, 11)，其中，不同的摩擦部段(5，6，10,11)具有这样的摩擦面，其带有不同的几何结构和/或不同的大小和/或不同的摩擦系数和/或不同的摩擦材料，并且其中，可根据需要将所述制动衬片系统的不同的摩擦部段(5，6，10，11)固定在所述承载板(7，8，12)处，其特征在于，通过改变所述摩擦部段(5，6，10，11)在所述制动衬片(I)处的布置方案和/或通过改变相同或不同的摩擦部段(5,6, 10，11)的数量可将切向地在至少两个优选至少三个相邻的摩擦部段(5，6，10，11)处处在所述制动衬片⑴的中间横轴线⑴的区域中的自由空间区域(18)的最大的自由空间直径(d3)调整到在15mm与60mm之间的值上。
4.尤其根据前述权利要求中任一项所述的模块化的制动衬片系统，其尤其用于盘式制动器的制动盘(4)，进一步尤其用于轨道车辆，该制动衬片系统带有保持在至少一个背部件(9)处的承载板(7,8，12)和多个不同的摩擦部段(5,6，10, 11)，其中，不同的摩擦部段(5，6，10,11)具有这样的摩擦面，其带有不同的几何结构和/或不同的大小和/或不同的摩擦系数和/或不同的摩擦材料，并且其中，可根据需要将所述制动衬片系统的不同的摩擦部段(5，6，10,11)固定在所述承载板(7，8，12)处，其特征在于，通过改变所述摩擦部段(5，6，10,11)在所述制动衬片(I)处的布置方案和/或通过改变相同或不同的摩擦部段(5,6, 10,11)的数量可将在两个相邻的摩擦部段(5,6, 10,11)之间在自由空间区域(13，14，18)之外的最小间距调整到2mm至25mm的值上。
5.根据前述权利要求中任一项所述的模块化的制动衬片系统，其特征在于，承载板(7，8，12)设置成带有不同大小的承载面、并且可选择成用于根据权利要求1至3中任一项调整最大的自由空间直径(dl，d2, d3)和/或根据权利要求4调整在两个相邻的摩擦部段(5，6，10，11)之间的最小间距、并且可配备有摩擦部段(5，6，10，11)。
6.根据前述权利要求中任一项所述的模块化的制动衬片系统，其特征在于，通过改变所述摩擦部段(5，6，10，11)在所述承载板(7，8，12)处的布置方案和/或通过改变相同或不同的摩擦部段(5，6，10，11)的数量和/或通过改变相同或不同大小的承载板(7，8，12)的数量可将所有承载板(7，8，12)的总面积相对于所有摩擦部段(5，6，10，11)的总摩擦面积的比的值调整到在1.05与1.45之间，优选调整到在1.1与1.4之间。
7.尤其根据前述权利要求中任一项所述的模块化的制动衬片系统，其尤其用于盘式制动器的制动盘(4)，进一步尤其用于轨道车辆，该制动衬片系统带有保持在至少一个背部件(9)处的承载板(7，8，12)和多个不同的摩擦部段(5，6，10，11)，其中，不同的摩擦部段(5，6，10，11)具有这样的摩擦面，其带有不同的几何结构和/或不同的大小和/或不同的摩擦系数和/或不同的摩擦材料，并且其中，可根据需要将所述制动衬片系统的不同的摩擦部段(5，6，10，11)固定在所述承载板(7，8，12)处，其特征在于，设置有具有至少一种有机摩擦材料的第一摩擦部段(I)和具有至少一种烧结材料的第二摩擦部段(II)，其中，第一摩擦部段(I)和第二摩擦部段(II)可如此布置，即，第一摩擦部段(I)和第二摩擦部段(II)在所述制动衬片⑴的中间横轴线⑴的区域中相邻。
8.根据权利要求7所述的模块化的制动衬片系统，其特征在于，第一摩擦部段(I)和第二摩擦部段(II)可在所述制动衬片(I)的周向方向(X)上并排地布置，和/或相同的第一摩擦部段(I)和相同的第二摩擦部段(II)可在所述制动衬片(I)的中间横轴线(Y)的区域中相应对角地相对而置地来布置。
9.根据权利要求7或8所述的模块化的制动衬片系统，其特征在于，相同的摩擦部段(I, II)可在所述制动衬片(I)的周向方向(X)上在所述制动衬片(I)的中间横轴线(Y)的区域中连续地来布置。
10.根据权利要求7至9中任一项所述的模块化的制动衬片系统，其特征在于，第一摩擦部段(I)和第二摩擦部段(II)在所述制动衬片(I)的周向方向(X)上有规律地交替地来布置。
11.根据权利要求7至10中任一项所述的模块化的制动衬片系统，其特征在于，在所述制动衬片(I)的至少一个外部的横向侧(19，20)处，优选地在两个外部的横向侧(19，20)处可布置有相同的摩擦部段(I，II)。
12.—种制动衬片(I)，其带有保持在至少一个背部件(9)处的多个承载板(7，8，12)和可松开地固定在所述承载板(7,8,12)处的多个摩擦部段(5,6, 10，11，I，II)，该制动衬片(I)可通过选择不同的摩擦部段(5，6，10，11，I，II)和/或选择根据前述权利要求中任一项所述的模块化的制动衬片系统的不同大小的承载板(7，8，12)和所述摩擦部段(5，6，10，11，I, II)在所述承载板(7，8，12)处的确定的布置方案获得。
【专利摘要】示出且说明了一种模块化的制动衬片系统，其尤其用于盘式制动器的制动盘(4)，进一步尤其用于轨道车辆，该制动衬片系统带有保持在至少一个背部件(9)处的承载板(7,8,12)和多个不同的摩擦部段(5,6,10,11)，其中，不同的摩擦部段(5,6,10,11)具有这样的摩擦面，其带有不同的几何结构和/或不同的大小和/或不同的摩擦系数和/或不同的摩擦材料，并且其中，可根据需要将制动衬片系统的不同的摩擦部段(5,6,10,11)固定在承载板(7,8,12)处。根据本发明设置成，通过改变摩擦部段(5,6,10,11)在制动衬片(1)处的布置方案和/或通过改变相同或不同的摩擦部段(5,6,10,11)的数量可将切向地在至少两个、优选至少三个相邻的摩擦部段(5,6,10,11)处处在制动衬片(1)的中间横轴线(Y)之外的自由空间区域(13,14)的最大的自由空间直径(d1,d2)调整到在5mm与40mm之间的值上。
【IPC分类】F16D69-04
【公开号】CN104813061
【申请号】CN201380041849
【发明人】H.弗罗伊登贝格
【申请人】比科里特有限责任公司
【公开日】2015年7月29日
【申请日】2013年5月10日
【公告号】DE102012012876A1, EP2859248A2, WO2013182266A2
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