用于支撐軌道輪式交通工具圓盤制動器的摩擦材料鈕狀物的板和包括所述板的摩擦墊的制作方法
【專利說明】用于支撐軌道輪式交通工具圓盤制動器的摩擦材料鈕狀物的板和包括所述板的摩擦墊
[0001]本發明涉及用于支撐用于軌道輪式交通工具(railway wheeled vehicle)的圓盤制動器的摩擦材料鈕狀物(frict1n material button)的板。
[0002]更詳細地，本發明涉及所述類型的板的結構，其配置為使得在軌道交通工具的制動階段期間其彈性地(即在彈性場(elastic field)中)變形以允許在其支撐的每個鈕狀物的摩擦表面和圓盤的表面之間的接觸壓力的分布是盡可能均一的并且允許每個鈕狀物的摩擦表面保持平行于圓盤表面并且與其接觸，其中每個鈕狀物被抵靠著圓盤的表面推動。
[0003]本發明還涉及包括所述支撐板的摩擦墊。
[0004]本發明的摩擦材料鈕狀物是用于軌道輪式交通工具的圓盤制動器的摩擦墊的鈕狀物，板也是該摩擦墊的一部分。
[0005]用于摩擦材料鈕狀物的支撐板在專利EP 0106782中描述。
[0006]所述支撐板是柔性的并且彈性的并且沿著周界借助于鉚接固定于基部板，間隔物在支撐板和基部板之間介入。
[0007]然而，雖然是柔性的并且彈性的，但是所述支撐板具有缺點。
[0008]第一個缺點是當鈕狀物距支撐板和基部板之間的附接點的距離變化時鈕狀物相對于圓盤的剛性。詳細地，定位為緊鄰于附接點的鈕狀物具有比距所述附接點最遠的鈕狀物高的剛性。因為，在制動階段期間建立的力的平衡中，借助于制動鉗的密封保持器施加于摩擦墊的法向力與相應的剛性成比例地分布在形成摩擦墊的各個鈕狀物上，所以定位為緊鄰于附接點的鈕狀物的特征在于更大的接觸壓力。
[0009]因此，定位為緊鄰于附接點的鈕狀物的特征在于大于距附接點最遠的鈕狀物的法向力和因此的摩擦力。
[0010]第二個缺點是，在制動階段期間發生的熱瞬態期間，支撐板的變形負面地影響每個鈕狀物的摩擦表面和圓盤表面之間的接觸壓力的分布。實際上，在制動階段期間，作為被通過傳導從鈕狀物傳輸至支撐板的熱的結果，支撐板升溫多于基部板。兩個板之間的溫度的所述差異可以達到300°c，導致不同的熱膨脹。兩個板之間的剛性約束(即鉚接部)沿著周界的存在防止線性的立體膨脹，但是，相反地，導致支撐板的扭曲。剛性地約束于支撐板的每個鈕狀物跟隨其變形，結果朝向圓盤表面接近或遠離圓盤表面運動，使得接觸壓力以及因此此外法向力和摩擦力變化。
[0011]兩個所述缺點同時地發生并且是摩擦墊的各種鈕狀物的接觸壓力和所得到的力的分布沒有均一性的原因。這意指，在制動期間，每個摩擦材料鈕狀物以不同的方式參與制動作用，使得鈕狀物不同地磨損并且在摩擦墊定位在其上的圓盤表面上的熱分布不是均一的。實際上，特別是在高速軌道交通工具(具有高于250km/h的速度的軌道輪式交通工具)的制動的情況下(其中在摩擦中消散的動能是很大的)，具有不同的顏色的環帶(所謂的火帶)可能在圓盤上出現在最多加載的鈕狀物(具有較大的接觸壓力)處。所述環帶在最多加載的鈕狀物在制動階段期間在其上滑動的所述圓盤表面處產生在圓盤表面上，具有由所述鈕狀物和圓盤表面的摩擦產生的作為結果的溫度的局部化增加。溫度的局部化增加可導致所謂的熱點的形成，這可導致圓盤表面的裂縫和損傷，損害所述圓盤的進一步使用。
[0012]本發明的目的是克服所述缺點，提供用于支撐用于軌道輪式交通工具的圓盤制動器的摩擦材料鈕狀物的支撐板，其配置為在所述支撐板和聯接于所述支撐板的基部板之間的溫度的差異存在或不存在的情況下，當法向力借助于密封保持器被施加于該支撐板形成其一部分的摩擦墊時，以使得鈕狀物和圓盤表面之間的接觸壓力的分布是彼此大體上均一的方式在彈性場中變形。因此具有施加在所述鈕狀物上的法向力和切向力的均一性，以及溫度場在圓盤表面上的大體上均一的分布。
[0013]此外，有利地，支撐板配置成使得在制動階段期間其支撐的鈕狀物具有與圓盤表面大體上相同的法向剛性并且每個鈕狀物的摩擦表面保持平行于圓盤表面并且與其接觸。
[0014]本發明的另外的目的是提供包括所述支撐板的摩擦墊。
[0015]本發明的特定的目的因此是一種用于支撐用于軌道輪式交通工具的圓盤制動器的多個摩擦材料鈕狀物的支撐板，包括:
[0016]-至少第一通孔，以允許每個鈕狀物與所述支撐板的聯接，其中每個第一通孔界定一區域并且每個第一通孔的區域的組界定所述支撐板上的重心，
[0017]-圍繞所述至少第一通孔布置的至少一組第一孔眼或凹槽，其中每組第一孔眼包括至少兩個第一孔眼，
[0018]-多個第二通孔，其用于相應的阻擋元件的插入從而把所述支撐板與基部板聯接，其中所述第二通孔布置為緊鄰于所述支撐板的周界。
[0019]所述第一孔眼與所述支撐板的第一部分交替，使得在軌道輪式交通工具的制動階段中，在所述支撐板和所述基部板之間的溫度差異存在或不存在的情況下，由于施加在所述鈕狀物上的法向力的影響，所述第一部分以使得接觸壓力在所述鈕狀物上的分布是彼此大體上均一的方式在彈性場中變形。
[0020]詳細地，每組第一孔眼可以圍繞所述至少第一通孔布置。
[0021]更詳細地，每組第一孔眼可以圍繞至少兩個第一通孔布置。
[0022]根據本發明，所述支撐板可以包括第三通孔，以用于另外的阻擋元件的插入，從而進一步把所述支撐板與所述基部板聯接。所述第三通孔可以布置在所述重心處或緊鄰于所述重心布置。
[0023]再次地根據本發明，所述支撐板可以包括布置為緊鄰于至少第二通孔的至少一個第二孔眼或凹槽，優選地每個第二通孔一個第二孔眼。
[0024]詳細地，所述第二孔眼中的每個可以是彎曲的并且在距相應的第二通孔第二預確定的距離處布置在所述支撐板上。
[0025]有利地，所述支撐板可以包括至少一個抗旋轉元件，以防止相應的鈕狀物的旋轉并且阻擋所述鈕狀物在所述支撐板上的取向。
[0026]根據本發明，每組第一孔眼可以包括三個第一孔眼。
[0027]所述三個第一孔眼可以布置在三角形的頂點處，其中每個第一孔眼在距所述第一通孔第一預確定的距離處布置在所述支撐板上。
[0028]在第一可選擇方案中，所述支撐板可以包括十二個第一通孔，其中六個第一通孔布置在所述支撐板的第一中央部分上，三個第一通孔布置在所述支撐板的第二側部部分上并且三個第一通孔布置在所述支撐板的第三側部部分上。所述支撐板可以包括十二組第一孔眼，每個第一通孔一組第一孔眼，其中六個第一組第一孔眼布置在所述支撐板的所述第一中央部分上，三個第二組第一孔眼布置在所述支撐板的所述第二側部部分上并且三個第三組第一孔眼布置在所述支撐板的所述第三側部部分上。
[0029]此外，設置在所述支撐板的所述第一中央部分上的所述六個第一通孔的中心可以布置在不規則的六邊形的頂點處，其中所述不規則的六邊形使所述重心作為中心并且包括六個相等的邊。設置在所述支撐板的第二側部部分上的所述三個第一通孔的中心可以布置在第一三角形的頂點處并且設置在所述支撐板的第三側部部分上的所述三個第一通孔的中心可以布置在第二三角形的頂點處。每個第一通孔的中心可以與由每組第一孔眼中的所述三個第一孔眼形成的相應的三角形的重心重合。
[0030]在第二可選擇方案中，所述支撐板可以包括九個第一通孔，其中三個第一通孔布置在所述支撐板的第一中央部分上，三個第一通孔布置在所述支撐板的第二側部部分上并且三個第一通孔布置在所述支撐板的第三側部部分上。所述支撐板可以包括九組第一孔目艮，每個第一通孔一組第一孔眼，其中三個第一組第一孔眼布置在所述支撐板的所述第一中央部分上，三個第二組第一孔眼布置在所述支撐板的所述第二側部部分上并且三個第三組第一孔眼布置在所述支撐板的所述第三側部部分上。
[0031]此外，設置在所述支撐板的所述第一中央部分上的所述三個第一通孔的中心可以布置在第一三角形的頂點處，設置在所述支撐板的第二側部部分上的所述三個第一通孔的中心可以布置在第二三角形的頂點處并且設置在所述支撐板的第三側部部分上的所述三個第一通孔的中心可以布置在第三三角形的頂點處。
[0032]在第三可選擇方案中，所述支撐板可以包括六個第一通孔。所述支撐板可以包括六組第一孔眼，每個第一通孔一組第一孔眼，其中三個第一通孔的中心可以布置在第一三角形的頂點處并且三個第一通孔的中心可以布置在第二三角形的頂點處。
[0033]根據本發明，每組第一孔眼中的第一孔眼可以沿著圓周布置。
[0034]詳細地，每組第一孔眼可以圍繞三個第一通孔布置，其中所述三個第一通孔的中心布置在被內接在與所述第一孔眼沿著其布置的圓周同中心的圓周中的三角形的頂點處。
[0035]優選的是，所述支撐板由鋼制造，優選地AISI 422。
[0036]此外本發明的特定的目的是摩擦墊，該摩擦墊包括前述的支撐板和多個摩擦材料鈕狀物，其中每個鈕狀物包括待與所述支撐板的至少第一通孔聯接的至少第一聯接機構。每個鈕狀物在第一孔眼的相應的組處聯接在所述支撐板上。
[0037]根據本發明，在第一可選擇方