制動(dòng)襯片及其布置系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實(shí)用新型涉及用于軌道車輛的分襯片式盤式制動(dòng)器的制動(dòng)襯片以及這種制動(dòng) 襯片在軌道車輛的制動(dòng)盤設(shè)置組件的襯片保持架上的布置系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002] 在EP07 847 61B1中描述了同類的制動(dòng)襯片。對于那里所述的制動(dòng)襯片，通過 將整個(gè)襯片表面分成多個(gè)小襯片元件以及通過將軌道車輛的盤式制動(dòng)器的鉗桿的壓緊力 靜態(tài)確定地傳遞到這種襯片元件上，而實(shí)現(xiàn)非常均勻地將熱量引入到該盤式制動(dòng)器的制動(dòng) 盤中。
[0003] 在此，鉗桿的力由保持制動(dòng)襯片的襯片保持架均勻地分配到保持各襯片元件的襯 片支座的相應(yīng)半體上。
[0004] 鉗桿在襯片支座的這樣一個(gè)半體上作用的力在此分別通過三個(gè)支承于襯片支座 上的支座板進(jìn)行支撐。其中，所述力如此分配，使得所有支座板都均勻受載。每一支座板又 將由鉗桿所施加的力均勻地分配到支承于這個(gè)支座板上的各襯片元件上。
[0005] 在下文，將支座板連同通過球式支承保持于其上的襯片元件的這種布置系統(tǒng)稱為 成組元件。
[0006] 這些成組元件以及這樣一個(gè)成組元件的三個(gè)襯片元件相對于制動(dòng)盤處在不同的 運(yùn)轉(zhuǎn)圓直徑上，各襯片元件在制動(dòng)過程中貼靠在制動(dòng)盤上。
[0007] 由于各襯片元件定位在不同的運(yùn)轉(zhuǎn)圓截面上，各襯片元件在制動(dòng)盤上的滑動(dòng)速度 也是不同大小的。
[0008] 由于不同滑動(dòng)速度之故，在各襯片元件的面壓力相同的情況下可能導(dǎo)致襯片元件 不同快慢地磨損并且因此可能導(dǎo)致支座板甚至整個(gè)襯片保持架的傾斜狀態(tài)。
[0009] 各襯片元件在支座板上的支承如此地設(shè)計(jì)，使得它們以在表面上恒定的面壓力壓 靠在制動(dòng)盤上。
[0010] 然而，因?yàn)樵谠砻嫔系木植炕瑒?dòng)速度是不恒定的，所以每一襯片元件也傾向 于偏斜磨損。
[0011] 若在一個(gè)襯片元件內(nèi)也或者也在成組元件內(nèi)部的這種偏斜磨損過大，則這可能導(dǎo) 致襯片元件在支座板上或者說支座板在襯片支座上單側(cè)觸靠。由此所期望的均勻力分布會(huì) 受到影響，從而使制動(dòng)襯片的承載圖變差。
[0012] 此外，盤式制動(dòng)器的效能受到在制動(dòng)盤的摩擦面上所出現(xiàn)的表面溫度的限制。由 此，當(dāng)表面溫度過高時(shí)，出現(xiàn)增長發(fā)展的熱裂紋，這種熱裂紋可能達(dá)到不允許的大小并且因 此而需要更換制動(dòng)盤。
[0013] 在制動(dòng)盤上表面溫度波動(dòng)越大，則制動(dòng)盤在制動(dòng)期間不受損傷地可以吸收的熱能 越小。據(jù)此，優(yōu)化設(shè)計(jì)的制動(dòng)襯片將熱能在整個(gè)摩擦面上均勻地引入制動(dòng)盤中，而不在表面 上產(chǎn)生較大的溫差（例如熱點(diǎn)）。
[0014] 為滿足上述要求，軌道車輛、尤其是高速列車的制動(dòng)襯片構(gòu)造設(shè)計(jì)非常復(fù)雜，使得 制動(dòng)襯片作為磨損件在這種軌道車輛的運(yùn)行成本中占有顯著的份額。
[0015] 此外，制動(dòng)襯片的磨損主要取決于制動(dòng)襯片和制動(dòng)盤之間的面壓力并且取決于制 動(dòng)盤在摩擦襯片上的滑動(dòng)速度。
[0016] V' ~P° ?
[0017] 其中
[0018] V:磨損速度
[0019] P:面壓力（單位面積壓力）
[0020] v:滑動(dòng)速度
[0021]a、0:材料特征值
[0022] [Saumweber，Gerum:"GrundlagenderSchienenfahrzeugbremse(軌道車輛制動(dòng) 器基礎(chǔ)）"，Hestra出版社]
[0023] 由于上述原因，在這種軌道車輛運(yùn)行當(dāng)中經(jīng)常導(dǎo)致制動(dòng)襯片的偏斜磨損。因此，往 往在制動(dòng)襯片的現(xiàn)有磨損體積可能還未完全被充分利用的情況下就必須更換制動(dòng)襯片。 【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0024] 本實(shí)用新型的任務(wù)在于，提出一種用于軌道車輛的制動(dòng)襯片以及這種制動(dòng)襯片在 軌道車輛的制動(dòng)盤設(shè)置組件的襯片保持架上的布置系統(tǒng)，借此實(shí)現(xiàn)在整個(gè)襯片表面上盡可 能均勻發(fā)展的磨損，以便優(yōu)化地充分利用現(xiàn)有的磨損體積，并且避免由于偏斜磨損的元件 或者元件組而過早更換制動(dòng)襯片，以及，通過保持均勻的承載圖而與襯片元件的磨損狀態(tài) 無關(guān)地獲得從各襯片元件到制動(dòng)盤的均勻熱輸入。
[0025] 該任務(wù)通過具有本實(shí)用新型特征的用于軌道車輛的制動(dòng)襯片以及這種制動(dòng)襯片 在軌道車輛的制動(dòng)盤設(shè)置組件的襯片保持架上的布置系統(tǒng)得以解決。
[0026] 具體而言，本實(shí)用新型提供一種制動(dòng)襯片，其用于軌道車輛的分襯片式盤式制動(dòng) 器，該制動(dòng)襯片包括：
[0027] -一個(gè)襯片支座；
[0028] _多個(gè)在襯片支座上通過支座板支承的襯片元件，
[0029] -其中，各支座板球式支承在所述襯片支座上，
[0030] _其中，各襯片元件球式支承在支座板上，
[0031] 其特征在于，
[0032] 所述襯片元件通過支座板在襯片支座上的支承設(shè)計(jì)為：使得襯片元件的由壓緊力 在將襯片元件壓靠到制動(dòng)盤上時(shí)所產(chǎn)生的面壓力相對于制動(dòng)盤旋轉(zhuǎn)軸沿徑向隨著襯片元 件與制動(dòng)盤旋轉(zhuǎn)軸的距離的增加而減小。
[0033] 本實(shí)用新型還提供一種在軌道車輛的制動(dòng)盤設(shè)置組件的襯片保持架上的制動(dòng)襯 片布置系統(tǒng)，所述制動(dòng)襯片是用于軌道車輛的分襯片式盤式制動(dòng)器的制動(dòng)襯片，其特征在 于，該制動(dòng)襯片是如上所述的制動(dòng)襯片。
[0034] 在根據(jù)本實(shí)用新型的制動(dòng)襯片中，各襯片元件通過支座板在襯片支座上的支承是 如此設(shè)計(jì)的，即，使得襯片元件的由壓緊力在將襯片元件壓靠到制動(dòng)盤上時(shí)所產(chǎn)生的面壓 力相對于制動(dòng)盤旋轉(zhuǎn)軸沿徑向隨著襯片元件與制動(dòng)盤旋轉(zhuǎn)軸的距離的增大而變小。
[0035] 針對處在較高滑動(dòng)速度當(dāng)中的襯片元件通過如此作用的較小的面壓力，而得到這 兩個(gè)對磨損速度起作用的因素的一種平衡，這樣便導(dǎo)致制動(dòng)襯片的所有襯片元件具有近似 相同的磨損速度。
[0036] 由此，另外還保持了制動(dòng)襯片的一種均勻承載圖。
[0037] 最后也實(shí)現(xiàn)了對制動(dòng)襯片的磨損體積的最優(yōu)化利用。
[0038] 根據(jù)本實(shí)用新型的制動(dòng)襯片的一種有利的實(shí)施方案，各襯片元件的在制動(dòng)過程中 將壓緊力傳遞到襯片元件上的支承元件相對于襯片元件的面重心沿徑向朝制動(dòng)盤旋轉(zhuǎn)軸 那邊偏置地設(shè)置在襯片元件上。
[0039] 由此針對于各個(gè)襯片元件來調(diào)整面壓力，相應(yīng)于磨損規(guī)律，面壓力從徑向居于內(nèi) 部的邊緣朝徑向居于外部的邊緣下降。
[0040] 根據(jù)本實(shí)用新型的另一個(gè)有利的實(shí)施方案，在襯片支座上設(shè)置有多個(gè)分別由一個(gè) 支座板和多個(gè)支承于該支座板上的襯片元件所構(gòu)成的成組元件。
[0041] 在此，每個(gè)成組元件優(yōu)選具有三個(gè)襯片元件。
[0042] 根據(jù)本實(shí)用新型的另一種有利實(shí)施方案，支座板是如此設(shè)計(jì)的，S卩，使得用于球式 支承的這些支承元件具有一襯片支座以及與相應(yīng)支承元件間隔開的空隙部，襯片元件的支 承元件接納于所述空隙部中。
[0043] 為了相應(yīng)于運(yùn)轉(zhuǎn)圓直徑協(xié)調(diào)一個(gè)成組元件的各元件平均面壓力（各元件定位于 該運(yùn)轉(zhuǎn)圓直徑上），根據(jù)本實(shí)用新型的一種有利實(shí)施方案，支座板是如此成形的，即，使得由 支座板傳遞到與之接合的支承元件上的制動(dòng)力對于支座板的每個(gè)襯片元件來說是相同的， 其中，徑向較靠外設(shè)置的襯片元件的襯片元件摩擦面比徑向較靠內(nèi)設(shè)置的襯片元件的襯片 元件摩擦面更大。
[0044] 因?yàn)槊鎵毫Ψ幢扔谝r片元件的摩擦面，所以，與徑向較靠近于制動(dòng)盤旋轉(zhuǎn)軸設(shè)置 的、具有較小摩擦面的襯片元件相比，在加載的制動(dòng)力相同時(shí)，通過徑向較靠外設(shè)置的襯片 元件的較大摩擦面可得出更小的面壓力。
[0045] 根據(jù)一種可選的實(shí)施方案，支座板是如此成形的，S卩，對于一個(gè)支座板的徑向較靠 外設(shè)置的襯片元件來說，與徑向較靠內(nèi)設(shè)置的襯片元件相比，從支座板傳遞到與之接合的 支承元件上的制動(dòng)力更小，其中，所有襯片元件的摩擦面是同樣大的。
[0046] 優(yōu)選通過以下方式來實(shí)現(xiàn)傳遞到這種成組元件上的制動(dòng)力的不同分配，S卩，針對 用于具有徑向居于外部的襯片元件的成組元件的支座板，在徑向較靠外設(shè)置的襯片元件的 支承點(diǎn)和該成組元件的支承點(diǎn)之間的徑向間距與在徑向較靠內(nèi)設(shè)置的襯片元件的支承點(diǎn) 和該成組元件的支承點(diǎn)之間的徑向距離的長度比例大于2。
[0047] 針對用于具有徑向居于內(nèi)部的襯片元件的成組元件的支座板，在徑向較靠內(nèi)設(shè)置 的襯片元件的支承點(diǎn)和該成組元件的支承點(diǎn)之間的徑向間距與在徑向較靠外設(shè)置的襯片 元件的支承點(diǎn)和該成組元件的支承點(diǎn)之間的徑向距離的長度比例小于2。
[0048] 根據(jù)一種優(yōu)選實(shí)施方案，支座板本身設(shè)置有遠(yuǎn)離支承元件延伸的指形件，在所述 指形件中設(shè)置用于接納襯片元件的支承元件的空隙部。
[0049] 根據(jù)一種優(yōu)選實(shí)施方案如此地實(shí)現(xiàn)各個(gè)襯片元件的布置，使得一個(gè)成組元件的襯 片元件中總有兩個(gè)被接納在支座板的一個(gè)大致處在與制動(dòng)盤旋轉(zhuǎn)軸同心的圓周線上的相 應(yīng)空隙部中。
[0050] 在此，軌道車輛的分襯片式盤式制動(dòng)器的制動(dòng)襯片在軌道車輛的制動(dòng)盤設(shè)置組件 的襯片保持架上的根據(jù)本實(shí)用新型的布置系統(tǒng)的特征就是如上文所述構(gòu)造的制動(dòng)襯片。
【附