專利名稱：用于汽車、火車和飛機的制動器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于在公路上，鋼軌上和空中行駛的運輸工具的制動器，最好是由一個轉(zhuǎn)動部分，例如制動盤，和一個靜止安裝部分，例如制動瓦構(gòu)成的一種部分襯面盤式制動器，該制動瓦配置有諸如適于在壓力介質(zhì)作用下工作，采用陶瓷類材料作為摩擦副部分的活塞類的一種扣緊裝置。
由于交通工具領(lǐng)域的發(fā)展，高的可靠性，動力和使用壽命連同減小安裝空間和嚴格的重量限制都是近代汽車和火車的制動器所面臨的強制性要求，以便將制動器的硬性質(zhì)量進行最大限度的減低。上述條件要求連同采用生態(tài)無害材料(不含石棉的摩擦材料)的需要結(jié)合起來，即將達到認識的極限，而其仍可能在經(jīng)濟上是合算的。
首先，石棉代用材料的高價格及由于新一代的運輸工具的高的容許驅(qū)動速度而產(chǎn)生的摩擦襯面的高工作應(yīng)力，會使車主花費很高的維護和修理費用，才能保持制動系統(tǒng)恰當?shù)嘏浜稀?br> 上述問題可能不再會通過對制動系統(tǒng)采取結(jié)構(gòu)措施或者通過改進制動襯面就能解決，但是，通過保持制動器的低重量和不增加結(jié)構(gòu)尺寸來減低摩擦材料的單位摩擦載荷和熱應(yīng)力是必需的。經(jīng)長期運行之后，最終摩擦材料的磨損降低，將會使制動系統(tǒng)的維修費用得到相當可觀的節(jié)約。
已有過將陶瓷用于制動器組裝件來改進其工作條件的嘗試。根據(jù)DE-OS3515512號專利文件可知，已有一種其摩擦環(huán)完全是用陶瓷制成的制動盤。其它現(xiàn)有技術(shù)出版物公開的有在常規(guī)的鋼制動盤上包敷一層陶瓷材料的制動盤或者制動盤采用陶瓷金屬合金(陶瓷合金-Cermet)制成。上述發(fā)展的共性是有機摩擦材料的慣用摩擦襯面的尺寸和設(shè)計方案與常規(guī)制動器的一樣，也就是部分襯面制動器配置有一個鋼盤。高的單位摩擦表面載荷的問題并未通過配置有陶瓷的制動器而得到解決。由于陶瓷制動盤具有所希望的較好的散熱性和耐磨損性，情況僅僅是不那么嚴重罷了。
關(guān)于制動盤，尤其是飛機用的制動盤，根據(jù)DE-OS2418024號文件介紹，碳材料的環(huán)形可更換式摩擦襯面是固定在制動盤的一個芯部上的。如果這種摩擦襯面與靜止的燒結(jié)金屬元件起摩擦交互作用，則摩擦材料的單位摩擦表面載荷就會大為減低，但是，除了成本高以外，這種塑料/燒結(jié)金屬結(jié)合體是不適用的，因為公路交通與空中運輸?shù)膯挝荒Σ列阅?，舒適性和載荷分布是完全不同的。
本發(fā)明的目的是提供一種適用于各種重載和高速運輸工具在所有工作條件下能夠可靠地進行制動的制動器，并且，該制動器體積小、重量輕并保證具有低的單位摩擦表面載荷。
與在本說明書開頭所描述的那種型式的制動器有關(guān)，本發(fā)明的特征在于該制動器的轉(zhuǎn)動部分載有作為一個摩擦副的一層有機摩擦材料的塑料粘結(jié)包敷層，而制動器的靜止部分包括陶瓷材料之類的摩擦副。
由于這種對制動器的轉(zhuǎn)動部分和靜止部分摩擦材料的安排方案是顛倒的。并包括采用陶瓷材料等，則在本發(fā)明的制動系統(tǒng)中，處于最高載荷的結(jié)構(gòu)部分，即由有機摩擦材料構(gòu)成的制動襯面大大地減壓了。在制動盤上提供一層有機摩擦材料，人們就可以得到這種材料的大得多的和轉(zhuǎn)速較高的襯面表面，與此同時，在有機摩擦材料的摩擦副上作用的熱機械應(yīng)力大大降低。
如果將陶瓷摩擦材料用于制動瓦，則適于經(jīng)受高熱負載的陶瓷制動瓦襯面中的最大熱負荷就可以部分地轉(zhuǎn)移。由于對制動器的轉(zhuǎn)動部分和靜止部分的摩擦材料進行上述配對，其熱機械負荷則具有較好的分布。制動器的使用壽命和效率也得到改善。由于單位摩擦表面載荷低，從而使制動系統(tǒng)的經(jīng)受摩損的摩擦襯面的壽命較長，維護費用較低。熱機械負荷得到較好的分布。
根據(jù)本發(fā)明的另一特征，陶瓷材料也適用于扣緊裝置的受沖擊元件，例如活塞上。該陶瓷材料也可用于制動氣缸。采用陶瓷活塞除了減少熱傳導(dǎo)的優(yōu)點外，還可以省去價格昂貴的表面處理。
在本發(fā)明中，該制動器的靜止部分由陶瓷類材料制成的摩擦副的表面尺寸可以相當于受沖擊的部分，例如活塞(9)的表面尺寸。
在本發(fā)明中，可以將制動瓦(其不再是判斷磨損的主要對象)的接觸表面進行理想的修正，使其與扣緊裝置的活塞的直徑匹配，從而產(chǎn)生比較理想的表面壓力條件。
為了避免制動器的靜止部分的摩擦副由于很硬的陶瓷材料產(chǎn)生剪刀作用，在該靜止部分的摩擦副的進、出邊緣處設(shè)置倒圓部分是合適的，請參看截面圖。
本發(fā)明所設(shè)計的在常規(guī)的摩擦材料(有機摩擦材料)和陶瓷材料之間所形成的摩擦副可以應(yīng)用于已知的所有制動系統(tǒng)中。
現(xiàn)將結(jié)合各附圖對本發(fā)明的各實施方案進行解釋，其中


圖1是用以顯示本發(fā)明的盤式制動器的結(jié)構(gòu)截面的基本示意圖;
圖2是用以顯示本發(fā)明鼓式制動器的結(jié)構(gòu)截面的基本示意圖;
圖3是用以顯示本發(fā)明的用于鋼軌上行駛車輛的盤式制動器的基本結(jié)構(gòu)示意圖;
圖4是一個陶瓷制動塊的另件圖。
由圖1可以清楚地看出，部分襯面盤式制動器1的制動盤2的兩側(cè)上都配置有延伸到圓盤部分2a的整個環(huán)形表面上的有機摩擦材料。制動瓦5和6是由相對應(yīng)的包敷以陶瓷摩擦材料8的承板7構(gòu)成。用于浮動座架10的扣緊裝置的活塞9也可以采用陶瓷活塞。
圖4顯示陶瓷包敷層8的邊緣上都設(shè)置有用于進入和退出的倒圓部分11，12。
圖2示出鼓式制動器14的鼓筒體15的內(nèi)圓周表面上帶有有機摩擦材料的包敷材料層16?？苫剞D(zhuǎn)地支撐在19和20上，并適于通過扣緊裝置21對著鼓筒體15的包敷材料16施加壓力的制動瓦17和18可以配置以陶瓷材料的包敷層22和23。標號24，25表示用于松開制動瓦的彈簧元件。
用于鋼軌上行駛車輛的圖3所示盤式制動器27包括一個在其兩側(cè)上的環(huán)形表面配置有有機摩擦材料制成的相對應(yīng)的摩擦襯面29和30的圓盤體28。可繞著軸33和34回轉(zhuǎn)的制動瓦31和32含有由陶瓷材料制成的襯面35和36。而且在制動盤上的有機摩擦材料的襯面材料表面要比制動瓦的陶瓷材料襯面的表面大一些。
所用的陶瓷材料可以是任何合適的工業(yè)陶瓷材料。
所用的有機摩擦材料可以仍然由摩擦材料襯面工業(yè)中生產(chǎn)的材料構(gòu)成。
權(quán)利要求
1.一種用于公路上，鋼軌上和空中行駛的運輸工具的制動器，最好是部分襯面盤式制動器，它包括諸如制動盤的轉(zhuǎn)動部分；諸如制動瓦的固定安裝部分，該部分配置有諸有活塞的扣緊裝置，而活塞適于承受壓力介質(zhì)的作用；并采用陶瓷或類似材料作為摩擦副，其特征在于該制動器(1，14，27)的轉(zhuǎn)動部分(2，15，18)配置有塑料粘結(jié)的有機摩擦材料制成的作為摩擦副的襯面層(3，4；16；29，30)而靜止部分(5，6；17，18；31，32)則包含由陶瓷或類似材料制成的摩擦副。
2.如權(quán)利要求1所述的制動器;其特征在于該扣緊裝置的受沖擊元件，例如活塞(9)是由陶瓷材料制成的。
3.如權(quán)利要求1或2所述的制動器，其特征在于該制動器的靜止部分由陶瓷類材料制成的摩擦副的表面尺寸相當于受沖擊的部分，例如活塞(9)的表面尺寸。
4.如權(quán)利要求1至3中任何一項所述的制動器，其特征在于靜止部分的摩擦副(8)的進入和退出邊緣都是有倒圓部分(11，12)。
全文摘要
用于公路上，鋼軌上和空中行駛的運輸工具的部分襯面盤或制動器，它包括一個轉(zhuǎn)動部分，例如制動盤和一個靜止安裝部分，例如配置有扣緊裝置的制動瓦，并且所采用的摩擦副是陶瓷材料的，制動器(1，14，27)的轉(zhuǎn)動部分(2，15，28)配置有作為摩擦副的采用塑料粘結(jié)的有機摩擦材料包敷層(3，4，29，30)。其靜止部分(5，6，17，18；31，32)有陶瓷材料的摩擦副。由于采用這種設(shè)計方案，使該制動系統(tǒng)中處于最大負荷下的結(jié)構(gòu)元件，即制動瓦的襯面大大地減壓了。
文檔編號F16D65/092GK1033210SQ8810797
公開日1989年5月31日 申請日期1988年11月17日 優(yōu)先權(quán)日1987年11月17日
發(fā)明者奧托·施米特 申請人:特克斯特公司