專利名稱：通風盤式制動塊的制作方法
技術領域：
本發明涉及盤式制動襯片(garniture de frein)，尤其涉及盤式制動決(plaquette de frein)。所述制動塊為盤式制動元件，所述制動元件通常布置在盤兩側，且再組合在一跨接在盤的托架上的卡鉗里。它們各連接一個或多個制動活塞。它們被所述一個或多個被制動液的壓力驅動的活塞作動，從而它們會接觸到所述制動盤的表面，所述制動盤一般連接一機動車車輪或機器(風輪機，傳送帶等......)的一手輪。由此產生的摩擦可以減緩整個組件的旋轉速度。
背景技術：
盤式制動塊包括一襯片和一支承板，所述襯片是一用于接觸到制動盤一表面的磨損元件，所述支承板通常是不同的材料制成，用于使卡鉗(étrier)和制動塊相連接。有時，尤其對C/C復合材料式襯片，用于使卡鉗和制動塊相連接的元件是襯片在其質量塊(masse)里被磨損的一部分。為便于稱呼，將襯片的通常作為支承板的所述部分統一為一共同名稱即“固定板”。
支承板一般由金屬制成，以便承受由制動產生的機械應力它必須一方面傳遞-并承受-所述活塞施加在襯片上的壓縮力，而且另一方面盡管所述制動盤施加在所述制動塊上極大剪切力，仍使所述制動塊保持接觸在所述制動盤上。
襯片的材料是一摩擦材料，通常是一有機混合物基(事實上即是由一樹脂連接起來的石墨、陶瓷以及金屬屑粉末混合物)、一焙燒材料基(石墨、金屬以及陶瓷粉末混合物)，又或C/C型復合材料如在專利申請EP 0 581 696中所描述的。有機襯片或粘貼在制動塊上，或直接模制在預先穿有多個緊固孔的支承板上。焙燒襯片一般釬接在支承板上，而且C/C復合型襯片在主體中被磨損。
減小旋轉中組件的動能必需極大的摩擦力，所述摩擦力可能通過襯片和制動盤之間接觸處的急劇發熱反應出來。制動導致的熱能通過消散，既引起制動盤處又引起活塞和制動液處急劇發熱。所述發熱可能破壞制動器的良好運行(損壞襯片的材料，使活塞及其活塞座接觸部密封性能下降，制動液沸騰和/或質量下降等......)。
已提出過許多種辦法用于消除上述缺陷中的某些缺點。對于活塞和冷卻液的設置，例如通過選擇一盡可能絕熱的襯片材料(JP 05 171 167)、一盡可能絕熱的支承板材料(US 4 230 207，JP 56 147 933)，又或在支承板和活塞之間(JP 55 139 532，JP 58 156 735，GB 2 129 511，US 3 490 563)、在襯片和支承板之間(JP 57 195 935)又或在支承板和一板材——固定在所述支承板上并且用于和活塞相接觸——之間(GB 2 020 763，US 3 563347)安置一隔熱屏，以盡力減少流向所述方向的熱流。
插入一阻止熱流向制動管路傳送的絕熱屏，具有保護活塞和制動液的優點。相反，制動盤和襯片無法受到絕熱屏的保護。甚至還可以認為它們得承受比如果沒有隔熱屏時更高的升溫。因此制動盤、制動襯片和/或將所述襯片固定在支承板上的固定裝置會過早損壞。
因此，本申請人力圖開發出一制動板，所述制動板通過保護活塞和液壓制動管路免受任何意外過熱，因而不存在上述缺陷。
發明內容
本發明的目的在于提出一盤式制動塊，所述制動塊包括至少一制動襯片，所述制動襯片具有至少一用于會摩擦接觸到所述制動盤的一表面上的平表面——所述表面下文稱為摩擦面，其特征在于，它配備有一散熱結構，其將需消散的熱流向至少一基本上平行于所述摩擦面平面的方向引導。所述結構布置在制動塊里，從而它通過傳導和/或對流將需消散的熱流向一個或多個基本上平行于摩擦面平面即基本上垂直于活塞移動方向的特殊方向引導。
所述散熱結構設置在制動塊里，或在支承板內，或在制動襯片里，或在所述兩構件里例如其接觸面處，并且可以通過增加制動塊和環境空氣之間的熱交換面積，或者通過增加沿基本上平行于所述摩擦面的一個或多個方向上的導熱率，而增大冷卻流。
增加與環境空氣的熱交換面積，例如可以通過在支承板和/或制動塊里穿有長形孔——即加長形孔，通常為其截面并非一定為圓形的柱形孔——而得以實現。所述孔沿大致平行于摩擦面的一個或多個方向。它們是通孔，從而空氣可以自由地穿過所述孔。增大交換面積還可以通過在支承板的周邊設置隆凸體而實現，所述隆凸體優選配有朝向流動中空氣方向的散熱片。有利地是，所述兩種方法即穿孔加隆凸體可以相結合，因為支承板和襯片會承受強機械應力，而且無法穿孔過多。
設置在制動塊里的通孔優選柱形孔，其軸線大致平行于摩擦面的平面。當制動塊安裝在一運動中的機動車上時，所述通孔的軸線優選基本上平行于根據盤式制動器相對于機動車更準確地講，相對于到達制動塊附近的流動中空氣方向的位置選擇的同一方向。換言之，優選使所述通孔朝向一平行于進氣口的方向。例如，在沒有導流板的情況下，如果卡鉗安裝在車輪旋轉軸的前部，會選擇總體上朝向制動盤的旋轉軸的“徑向”孔，如果卡鉗安裝在車輪旋轉軸的上方，會選擇“正交”孔，即所述孔朝向一正切于制動盤旋轉方向的方向。
所述孔可以是實施在支承板和/或襯片主體里的柱形孔。在此情況下，通過穿孔制備所述孔不太容易，所述穿孔優選具有一盡可能大的直徑。此時必須確定穿孔的直徑須與支承板和/或襯片相對于制動強加的高機械應力必須具備的強度相兼容。
所述孔還可以對應設置在襯片的用于會接觸到支承板的表面上的溝槽，和/或對應設置在支承板的用于會接觸到襯片的表面上的溝槽，因為所述表面任一個的平面一般平行于摩擦面的平面。顯然，可以在兩個表面上都設置溝槽，從而當襯片和支承板接合起來時，所述溝槽相互面對，并且它們因此形成更大開口的、流動中空氣更易進入的孔腔。所述溝槽的優點在于可以用除穿孔外的其它方式實施在主體里。因此還可以不太困難地實施數量更多的通道并且增加交換面積。由于具有數量更多的通道——其直徑雖然小些但足夠使流動中空氣能夠自由地穿過所述通道，因而實現了通風和機械強度之間的更良好的結合。
支承板還可以在其周邊具有隆凸體。在此情況下，所述隆凸體受到可用空間的限制在制動塊被活塞強制運動的過程中，它們必須不會接觸到制動盤、或卡鉗一部分，或者不會接觸到活塞座。優選地，所述隆凸體是支承板的大致沿所述支承板平面在其周邊延伸的延長部。根據可用空間，可以為所述延長部配備上葉片，所述葉片基本上垂直于制動塊的平面，并且朝向一大致平行于制動塊處流動中空氣方向的方向。支承板的平面事實上通常平行于摩擦面的平面，而且金屬主體在支承板平面內且向其周邊的增加，有利于通過平行于摩擦面平面的傳導而傳遞一熱流，所述熱流由于所述隆凸體被流動中空氣積極冷卻而量更大。
增加沿基本上平行于摩擦面的平面的一個或多個方向的導熱率，可以通過例如為制動襯片和/或支承板裝配上條棒件——其材料的導熱性優于圍住所述條棒件的襯片和/或支承板的構成材料。因此，還可以如上所述在所述制動塊和/或所述支承板里設置長形孔，然后用優良導熱性能的條棒件填塞在所述孔里。所述孔可以穿在主體里，即以溝槽形式加工在用作支承板和襯片之間接觸面的表面上。如前所述，支承板和襯片可以具有相對溝槽。如此獲得的穿孔被由一良好導熱性能的材料構成的互補形狀條棒件通常是銅條填塞。例如通過使用穿過制動塊兩側的空心條棒件有助于由環境空氣的冷卻。還可延長所述條棒件，從而其長度超過設置在制動塊里的用于容納它們的容腔長度，并且可以為其配有一提供一增大交換面積的隆凸體，通常為散熱片。所述布置有利于通過平行于摩擦面平面的傳導傳遞一熱流，所述熱流由于所述條棒件被流動中空氣積極冷卻的隆凸體延長而量更大。
有利地是，本發明特有的散熱結構可以結合上現有技術的尤其用于保護制動缸、制動液以及活塞的隔熱護屏。
在當制動塊帶有一不包括支承板的復合材料C/C型襯片的情況下，孔優選地直接穿在朝向活塞表面附近的復合材料里。
本發明可以具有數量眾多的實施方式。現從中選擇出四個特殊實施例以作為本發明的非限制性實施方式在后文中進行描述。
圖1以立視圖(a)和俯視圖(b)方式示出根據本發明的第一制動塊。
圖2以立視圖(a)和俯視圖(b)方式示出根據本發明的第二制動塊。
圖3以立視圖(a)、俯視圖(b)和側視圖(c)方式示出根據本發明的第三制動塊，所述制動塊具有一和第一實施例的襯片幾何形狀相同的襯片。
圖4以立視圖(a)、俯視圖(b)和側視圖(c)方式示出根據本發明的第四制動塊，所述制動塊具有一和第一實施例的襯片幾何形狀相同的襯片。
具體實施例方式實施例1-具有一穿孔支承板的制動塊(圖1)[25]圖1示出一盤式制動塊1，所述盤式制動塊包括一支承鋼板10和一焙燒(fritté)制動襯片20，所述襯片具有一平的表面21，其用于摩擦接觸到制動盤的一稱為摩擦面的表面上。所述制動襯片20通過釬焊固定在支承板10上。
散熱結構通過在支承板10里沿一大致平行于摩擦面21的方向穿出孔11而形成。所述孔是通孔它們從支承板10的一側到另一側穿透所述支承板，從而空氣能夠自由地穿過所述孔。這是些相互間平行且其軸線大致平行于摩擦面的平面的柱形孔。所述孔平行地朝向進氣口。
支承板10具有一通常約8毫米的厚度，并且內接在一約80*60毫米的矩形里。所述7個孔11的直徑為6毫米，這可使支承板能同時很好地經受在制動過程中由活塞施加的壓力以及強加的強大切向力必須經受剪切力的最小截面比支承板未穿有孔的截面還要大40％。
實施例2-具有一通風襯片的制動塊(圖2)[29]圖2示出一形狀不同于前一制動塊的盤式制動塊100。它還包括一支承鋼板110和兩焙燒制動襯片120和125。所述襯片具有一摩擦面121，其總面積比實施例1的襯片的摩擦面的面積約大70％。制動襯片120和125通過釬焊固定在支承板110上。
在所述實施例里，所述散熱結構就是被布置在制動襯片120(或125)里，或更確切地講在制動襯片和支承板之間的接觸部處。線形且相互間平行的凹槽123沿一大致平行于摩擦面121的方向，被實施在襯片的與摩擦面121相對的表面122上。制動襯片120(或125)與支承板110一旦接合在一起，所述凹槽123即與支承板的壁構成相互間平行的孔111，所述孔從制動塊的一側到另一側穿透所述制動塊，從而空氣能夠自由地通過所述孔。這些孔的軸線基本平行于所述摩擦面121的平面。和上一實施例一樣，所述孔的總體方向朝向卡鉗的進氣口。
凹槽123的深度約5毫米，而襯片的厚度接近9毫米。
實施例3-具有一通風襯片和一支承板——其有一配有散熱片的周邊隆凸體——的制動塊(圖3)[33]圖3示出一盤式制動塊200，所述制動塊包括一支承鋼板210和一具有一摩擦面221的焙燒制動襯片220。制動襯片220通過釬焊固定在支承板210上。
與前一實施例相同，散熱結構就是被布置在制動襯片220里，或更確切地講在制動襯片和支承板之間的接觸部處。線形且相互間平行的凹槽223沿一大致平行于摩擦面221的方向，被實施在襯片的與摩擦面221相對的表面222上。制動襯片220和支承板210一量接合在一起，所述凹槽223即與支承板的壁構成相互間平行的孔211，所述孔從制動塊的一側到另一側穿透所述制動塊，從而空氣能夠自由地通過所述孔。所述孔的軸線基本上平行于摩擦面221的平面。和上一實施例一樣，所述孔的總體方向朝向卡鉗的進氣口。
凹槽223的深度約6毫米，而襯片的厚度接近13毫米。
增加交換面積還可被一位于支承板210周邊的隆凸體230保證。所述隆凸體將整個支承板的質量增加約50％。所述增加完全局限在支承板的周邊，這有利于通過支承板里的橫向傳導冷卻襯片。
為增加側向傳導流，隆凸體230配有散熱片231。
實施例4-具有一被銅條穿過的襯片的制動塊(圖4)[39]圖4示出一盤式制動塊300，所述制動塊包括一支承鋼板310和一有一摩擦面321的焙燒制動襯片320。制動襯片320通過釬焊固定在支承板310上。
散熱結構通過在襯片320的和摩擦面321相對的表面322上設置半圓形柱形凹槽而實現。制動襯片320和支承板310一接合在一起，所述凹槽即與支承板310的壁構成容腔，所述容腔用于被銅條330占據，所述銅條同樣也為半圓形柱狀，其直徑適配于凹槽的直徑，從而所述銅條和襯片之間的接觸提供了一盡可能弱的傳導方式的熱傳遞阻力。
在所述實施例的特殊情況中，銅條330不是實心的這是些空心管件，其同樣使空氣通過孔311自由地從制動塊的一側穿到其另一側。所述條棒330被延長，從而其長度超出布置在制動塊里的容腔的長度。圖4中所示的所述條棒具有一僅為擴口形的端部331。可以設想更復雜的形狀，所述條棒例如通過其端部聚合在一形狀和實施例3中所述隆凸體相似的隆凸體處。
權利要求
1.盤式制動塊，所述制動塊包括至少一制動襯片(20，120，220，320)，所述襯片具有至少一平表面(21，121，221，321)，所述平表面用于摩擦接觸到所述制動盤的一面上，所述平表面后面稱為摩擦面，其特征在于，它配備有一散熱結構(11，111，211和231，330和311)，其將需消散的熱流朝向至少一基本上平行于所述摩擦面的平面的方向引導。
2.按照權利要求1所述的盤式制動塊，其特征在于，它還包括一支承板(10，230和231)，其中，所述散熱結構設置在所述支承板里。
3.按照權利要求1或2所述的盤式制動塊，其特征在于，所述散熱結構設置在所述襯片(120，220，320)里。
4.按照權利要求2或3所述的盤式制動塊，其特征在于，所述散熱結構設置在所述襯片(120，220，320)和所述支承板(110，210，310)之間的接觸面處。
5.按照上述權利要求1至4任一項所述的盤式制動塊，其特征在于，所述散熱結構實施成，它可以通過增加所述制動塊和環境空氣之間的熱交換面積，或者通過增加至少一沿基本平行于所述摩擦面的方向上的導熱率，而增大冷卻流。
6.按照上述權利要求1至5任一項所述的盤式制動塊，其特征在于，所述散熱結構在所述襯片和/或所述支承板里具有孔(11，111，211，311)，所述孔的軸線沿大致平行于所述摩擦面(21，121，221，321)的平面的方向，所述孔是通孔，從而空氣能夠自由地穿過所述孔。
7.按照權利要求6所述的盤式制動塊，其特征在于，所述散熱結構在所述襯片和/或所述支承板里具有孔(11，111，211，311)，所述孔的軸線平行于一對應所述制動塊附近的空氣流動方向的同一方向。
8.按照上述權利要求1至7任一項所述的盤式制動塊，其特征在于，所述散熱結構包括在所述支承板(210)周邊的隆凸體(230)，所述隆凸體優選配置有散熱片(231)。
9.按照上述權利要求1至8任一項所述的盤式制動塊，其特征在于，所述散熱結構在所述襯片(320)和/或所述支承板里、又或所述襯片(320)和所述支承板(310)的接觸面處，包括條棒件(330)——其材料比圍住所述條棒件的構件(320)的構成材料更好地傳導熱量。
10.按照權利要求9所述的盤式制動塊，其特征在于，所述條棒件(330)是空心的且限定通孔(311)，從而空氣能夠自由地穿過所述通孔。
11.按照權利要求9或10所述的盤式制動塊，其特征在于，所述條棒件(330)的長度超過設置在所述制動塊里的用于容納它們的所述容腔的長度。
12.按照權利要求11所述的盤式制動塊，其特征在于，所述條棒件(330)配備有一提供一增大交換面積的隆凸體，通常配備為散熱片。
13.按照上述權利要求1至12任一項所述的盤式制動塊，其特征在于，它還包括一板材，其用作保護制動缸、制動液和活塞的隔熱護屏，所述板材通常安置在所述支承板和所述活塞之間、所述襯片和所述支承板之間、又或所述支承板和一固定在所述支承板上并用于與所述活塞相接觸的板材之間。
全文摘要
本發明涉及一盤式制動塊，所述制動塊包括一制動襯片(20，120，220，320)，所述襯片具有至少一摩擦面(21，121，221，321)，其特征在于，它配備有一散熱結構(11，111，211和231，330和311)，其將需消散的熱流向基本上平行于所述摩擦面的平面的一個或多個方向引導。所述散熱結構設置在所述襯片(120，220，320)里，和/或若可能的話，設置在所述支承板(10，230和231)里或所述襯片與所述支承板的接觸面處。它可能涉及柱形孔(11，111，211，311)，其軸線沿大致平行于所述摩擦面(21，121，221，321)的平面的一個或多個方向。所述孔是通孔，從而空氣能夠自由地穿過所述孔。它還可能涉及在所述支承板(210)周邊的隆凸體(230)，所述隆凸體可能配置有散熱片。它還可能涉及被制動塊的一個和/或另一構件圍住的具有優良導熱性能的條棒件(330)。
文檔編號F16D65/092GK1784557SQ200480011875
公開日2006年6月7日 申請日期2004年3月30日 優先權日2003年4月2日
發明者呂克·泰默蘭, 讓-克洛德·科坦, 埃爾韋·馬塞, 德爾菲娜·德普雷, 洛伊克·萊利夫爾 申請人:洛林碳電路元件公司