HK1099799A1 - 尤其用於轨道车辆的制动盘 - Google Patents

Description

尤其用于轨道车辆的制动盘

技术领域

本发明涉及一种尤其用于轨道车辆的制动盘。

背景技术

这种用作所谓车轴或车轮制动盘的制动盘，在工作时遭受很大的机械和热负荷，它们需要采取特殊的结构性措施，以便一方面保证必要的可靠性，以及另一方面为了更换能在中途实行装配或拆卸。

因为摩擦环通过制动时造成的加热而膨胀，所以例如通过圆柱配合座在车轴制动盘的轮毂上简单地定心，这尤其在由两部分组成的大功率制动盘的情况下是不够的。因此，已知在轮毂上固定形式上为滑块的滑动件。它们在各自摩擦环的径向槽内导引，所以尽管摩擦环会径向膨胀，但仍能通过滑块在径向槽内的侧向固定保持定心。这同样涉及车轮制动盘，在车轮制动盘的情况下，摩擦环在两侧借助滑动块在轮盘上定心并防止转动地固定。

因此，通过滑块妨碍了由于出现的制动力矩或由于动力冲击而使相应的摩擦环径向移动，由此会产生所不允许的不平衡。

此外，用有延性的材料例如钢制成的摩擦环，由于高制动功率和高温引起的摩擦面内的塑化过程，在工作使用中发生收缩。在这种情况下，不再能顺利地从轮毂上拆下摩擦环以进行更换。

也为了防止发生这种情况使用滑块，所以如已提及的那样，摩擦环可以定心地膨胀或收缩，为此，在摩擦盘与轮毂之间的圆柱形间隙相应地设计得比较大。

例如由EP 0 683 331 B1、EP 0 589 408 B1、EP 0 644 349 B1、DE 19727 333 C2和DE 100 47 980 C2已知在车轮制动盘中使用这种滑块。

在那里公开并说明的借助滑块对所叙述问题的解决方案原则上是可行的。当然，只有用比较高的加工费用才有可能实现这些想法，这与优化成本地制造相违背。

此外，只使用数量相当少的滑块，通常是三至六个，它们为了承受必要的负荷而相应地将尺寸设计得比较大，并因此需要占有大的空间位置。还有，采用已知的滑块布局和设计，令人遗憾地导致不均匀的负荷传递和由此造成的应力。

滑块一般的宽度尺寸(约15-60mm)由于在制动盘工作时出现温度差而导致滑动导引装置亦即径向槽的间隙增大。这种在径向槽与滑块之间的温度差在摩擦环内可达多个100℃。举例来说，假定槽宽bN＝20mm和温度差ΔT＝200K。则得出：

Δb＝b·α_th·ΔT20·10^-5·200K＝0.04mm。

此值看起来小，但当摩擦环质量约为100kg(中等大小)时，已意味着不平衡度为U＝m·e＝4gm(e＝偏心率)。这个值已经大于对高速制动盘所允许的不平衡度的一半。

如已提及的那样，径向槽与滑块的制造成本很高，尤其是要通过必要的切削加工进行制造。

发明内容

因此，本发明的目的是，进一步发展此类型的制动盘，改善它们的工作可靠性以及可以更经济地制造。

为此，本发明提供一种制动盘，包括至少一个设有径向槽的摩擦环，摩擦环借助夹紧螺钉固定在一个可固定在轴上的轮毂或一个轮盘上，其中，为了防止摩擦环转动并使之定心，在径向槽内嵌入与轮毂或轮盘连接的滑动件，其特征为：每个滑动件设计为一个由半成品或标准件制成的、以其杆轴线平行于夹紧螺钉延伸的导销，并且，每个滑动件设置在轮毂或者轮盘的一个插入孔内。

首先本发明第一次允许用更多数量的所谓微型滑动件导引装置，取代少量的几个滑动件导引装置，通过这些微型滑动件导引装置，例如克服了针对现有技术说明的涉及滑动件与径向槽不同膨胀和由此造成的后果等方面的缺点。就此而言，本发明提供了一种对工作可靠性的出色改进，尤其是因为在这里不会形成任何值得一提的不平衡。

采用本发明也使得制动盘的制造更加简便并因而更加经济。此外若例如用半成品或标准件制成滑动件，则它们可以用低的费用制造，亦即加工。这同样适用于在摩擦环内加工径向槽，它们也可以用很低的费用制成。

本发明一项有利的进一步发展规定：为借助它将摩擦环固定在轮毂上的每个夹紧螺钉配设一个径向槽和一个嵌入的导销，其中，各自的径向槽从用于穿过贯穿螺钉的通孔出发，向外延伸或向内朝中心线方向延伸。在任何情况下在此区域内径向槽的加工都特别简单。

通过构成滑动件的导销，尤其是在横截面尺寸方面采用小的尺寸设计，以及在导销与径向槽之间在加热时与之相关联的间隙减小，获得了更好的定心效果。

针对现有技术已提及的、由于温度差引起的间隙例如当槽宽为20mm时为0.04mm，而此间隙在使用导销以及径向槽宽度为5-10mm时减小到0.01-0.02mm，从而使定心质量提高了两倍以上。

导销恰当地在车轴制动盘的情况下装入轮毂的孔内，或在车轮制动盘的情况下置入轮盘的孔内，它们同样保持较小，所以尽管数量较多但材料的削弱很少以及提高了构件的强度。这一点对于将安装孔直接加工在车轮腹板上的制动盘尤为重要。

现在可能的更多数量形锁合连接构成的滑动件与径向槽的配合作用，允许更均匀地将制动力矩从摩擦环传给轮毂或轮盘。连接数量较多的摩擦环还可以传递更大的制动力矩，在这种情况下，导销的数量取决于应通过一个形锁合连接传递的制动力矩份额。

可根据摩擦环连接凸缘或螺钉连接装置的数量，来选择导销的配置，但优选对称分布，亦即在圆周上分布3、6、9、12个导销。

若滑动件，亦即导销的支承区平面地设计在径向槽的侧壁上，则在滑动件与径向槽之间造成能承受高动态负荷的形锁合连接。由此可以取消摩擦环在轮毂上的接触配合座，其结果是，甚至在摩擦环收缩时仍可以顺利地拆卸。

采用由较大数量的形锁合连接得到的高的冗余度，总体上保证了形锁合连接的更高的可靠性，这尤其在可能带有缺陷的装配情况下有值得一提的优点。

一方面用于安置滑动件的必要的空间位置很小以及另一方面用于加工径向槽必要的空间位置很小，这允许在几乎所有结构类型的盘中使用这种形锁合连接。

附图说明

下面借助附图说明本发明的实施例。

其中：

图1按本发的制动盘的局部纵剖面图；

图2按图1中线II-II剖切按图1的制动盘的剖面图；

图3制动盘另一种实施例的局部纵剖面图；

图4按图3中线IV-IV剖切图3所示制动盘的剖面图；

图5和6分别按剖面II-II或IV-IV表示的本发明的另一些例子；

图7制动盘详情的多种实施例透视图。

具体实施方式

图1至6表示车轴制动盘的制动盘，它们按其基本结构分别由轮毂1及摩擦环7组成，轮毂1包括一个沿轴向延伸的轮毂体3和一个环绕的相对于轮毂体沿径向延伸的轮毂凸缘2，所述摩擦环7借助夹紧螺钉4固定在轮毂1上。

为此，夹紧螺钉4穿过一个与轮毂凸缘2对置地设置的夹紧环5、穿过摩擦环7为每个夹紧螺钉4配设的连接凸缘12以及穿过轮毂凸缘2，其中，连接凸缘12为了穿过夹紧螺钉4有一通孔6以及夹紧在夹紧环5与轮毂凸缘2之间。

在每个通孔6的区域内，在连接凸缘12中设一个径向槽11，在图1所示的实施例中，径向槽从通孔6出发相对于分度圆直径13向外延伸，夹紧螺钉4或通孔6对称分布地排列在此分度圆直径13上。

在按图3和4的实施例中，各自的径向槽11，同样从通孔6出发，向内朝轮毂1中心线方向定向地延伸。

形式上为导销的滑动件8在径向槽11内导引，它轴线平行于夹紧螺钉4，以其杆9沿轴向固定地置入轮毂凸缘2的插入孔14内。

在其自由端成形一个头部10，该头部优选在横截面内有多边形的尤其是四边形或六边形的形状，以及至少有两个对置的平行侧面，它们贴靠在径向槽11的相配的侧壁上。

因此，摩擦盘7由温度所引起的径向膨胀可以没有任何困难地进行，也因为连接凸缘12的通孔6相对于夹紧螺钉4的杆有一相应的尺寸裕量，所以这里同样存在足够大的间隙。在这种情况下，由于滑动件8嵌合在径向槽11内，所以保证了摩擦盘7的定心。

图5和6表示径向槽11在通孔6的外部从面朝轮毂1的那侧出发设置。在这里，径向槽11在图5所示的实施例中加工在一个成形在连接凸缘12侧面的接片15中，它终止在离轮毂1有一间距处并使滑动件能特别方便地安装。

在图7中举例表示滑动件作为导销的设计方案。

例a)表示这种设计为圆柱销的滑动件的最简单的形状。为此例如可以采用标准件。b)举例表示的滑动件与图3和4中的滑动件一致，其中在圆柱形杆9上连接着一个四边形头部，它置入摩擦盘7上相应的径向槽内。

在c)中表示的滑动件同样是这种情况，其中置入径向槽11内的头部10有六边形横截面。例d)的头部10与其杆9一样设计为圆柱形。

滑动件b)、c)和d)可以用半成品制造，例如用四棱钢、六棱钢或圆钢，在它上面车削出圆柱形的杆9。

原则上完全可以使用其他适用的标准件或相应地进行加工的半成品。

附图标记表

1轮毂  2轮毂凸缘  3轮毂体  4夹紧螺钉  5夹紧环  6通孔  7摩擦环  8滑动块  9杆  10头部  11径向槽  12连接凸缘  13分度圆直径  14插入孔  15接片

Claims (15)

1. 一种制动盘，包括至少一个设有径向槽(11)的摩擦环(7)，摩擦环借助夹紧螺钉(4)固定在一个可固定在轴上的轮毂(1)或一个轮盘上，其中，为了防止摩擦环(7)转动并使之定心，在径向槽(11)内嵌入与轮毂(1)或轮盘连接的滑动件(8)，其特征为：每个滑动件(8)设计为一个由半成品或标准件制成的、以其杆(9)轴线平行于夹紧螺钉(4)延伸的导销，并且，每个滑动件(8)设置在轮毂(1)或者轮盘的一个插入孔(14)内。

2. 按照权利要求1所述的制动盘，其特征为，每个径向槽(11)从摩擦环(7)上的一个被夹紧螺钉(4)穿过的通孔(6)出发，向外延伸或向内朝轮毂(1)的中心线方向延伸。

3. 按照权利要求1所述的制动盘，其特征为，每个滑动件(8)设置在一轮毂凸缘(2)内。

4. 按照权利要求1至3之一所述的制动盘，其特征为，每个滑动件(8)有一头部(10)，它在配属的径向槽(11)内导引。

5. 按照权利要求1至3之一所述的制动盘，其特征为，每个径向槽小于或等于10mm。

6. 按照权利要求1至3之一所述的制动盘，其特征为，滑动件(8)设计为圆柱销。

7. 按照权利要求4所述的制动盘，其特征为，每个滑动件(8)的头部(10)设计为多边形。

8. 按照权利要求7所述的制动盘，其特征为，每个滑动件(8)的头部(10)设计为四边形或六边形。

9. 按照权利要求4所述的制动盘，其特征为，每个滑动件(8)的头部(10)有两个互相平行延伸的侧面，它们贴靠在各相配的径向槽(11)的侧壁上。

10. 按照权利要求7所述的制动盘，其特征为，每个带有多边形头部的滑动件(8)由多棱钢制成，其中圆柱形的杆(9)是切削成形的。

11. 按照权利要求1至3之一所述的制动盘，其特征为，滑动件(8)沿圆周对称分布。

12. 按照权利要求1至3之一所述的制动盘，其特征为，设置3、6、9或12个滑动件(8)。

13. 按照权利要求1至3之一所述的制动盘，其特征为，设置6个以上的滑动件(8)。

14. 按照权利要求1至3之一所述的制动盘，其特征为，滑动件(8)的数量对应于夹紧螺钉(4)的数量。

15. 按照权利要求1所述的制动盘，其特征为，该制动盘是用于轨道车辆的制动盘。