具有受控的压缩因子的增材制造的制动衬块组件制造技术

本发明专利技术涉及制动衬块组件，其具有加固的衬垫，该衬垫包括设置在摩擦衬垫内的增强框架，该增强框架与摩擦衬垫具有基本上相同的压缩因子。可以有利地使用增材制造技术来制造增强框架或摩擦衬垫。

【技术实现步骤摘要】
具有受控的压缩因子的增材制造的制动衬块组件
本公开涉及在机动车辆中使用的制动衬块的设计和制造。
技术介绍
车辆制动衬块需要提供特定的摩擦系数以用于正确操作，以便使移动的车辆减速或停止。制动衬块包括牺牲性摩擦衬垫，以用作提供合适的摩擦系数的摩擦表面。因此，通过设计，制动衬块包括将需要随着时间推移而更换的消耗元件。因此，期望的是，通过改善制动衬块的摩擦表面的耐磨性来改善制动衬块的预期寿命。摩擦衬垫通常是由多种成分组成的工程摩擦复合物，例如，混合在一起的粘合剂、填料、摩擦改进剂、固体润滑剂等。一些设计可以通过使用设置在摩擦衬垫内的加强结构而被改善，与不具有加强结构的摩擦衬垫相比，其能够改善噪音降低和耐磨性。为了优化制动衬块的实用性，遍及摩擦衬垫的整个摩擦表面，摩擦系数应当基本一致。因此，期望的是，设计在摩擦衬垫内的这样的加强结构以便在操作期间改善耐磨性和噪音降低：该加强结构所具有的摩擦系数和压缩因子与形成制动衬块的其余部分的摩擦复合物的摩擦系数和压缩因子基本上相等。
技术实现思路
本公开的一个方面涉及这样的制动衬块组件，其具有基板、从基板延伸的摩擦衬垫、以及设置在摩擦衬垫内并分散在整个摩擦衬垫中的增强框架。增强框架为摩擦衬垫提供加强，并且被设计成使得其压缩因子基本上等于摩擦衬垫的压缩因子，以使得在制动衬块的摩擦表面处的摩擦衬垫和增强结构二者协调地以单个部件的方式起作用。本公开的另一方面涉及这样的制动衬块组件，其包括基板、从基板延伸的增强框架、以及渗透增强框架的摩擦衬垫。增强框架为摩擦衬垫提供加强，并且包括交织的（interlaced）格子结构。在一些这样的实施例中，可以使用增材制造技术来制造交织的格子结构。本公开的另一方面涉及制造制动衬块组件的方法。该方法包括组装加固的（consolidated）衬垫，该衬垫包括被摩擦衬垫渗透的增材制造的增强框架。在组装之后，将加固的衬垫结合到背板并且固化以产生制动衬块组件。根据本公开的又另一方面，增强结构的组装可包括特定的增材制造技术。根据本公开的其他可选方面，制动衬块组件可包括在增强框架的组装期间、并且特别是在通过增材制造工艺组装期间设置在增强框架内的附加的传感器。将在下文参考附图更详细地解释本公开的上述方面和其他方面。附图说明图1a是根据本文的教导的实施例的制动衬块组件的俯视图。图1b是图1a中所示出的制动衬块组件的等距视图。图2是包括连结的蜂窝布置的制动衬块组件的增强框架的等距视图。图3是制动衬块组件的增强框架的等距视图，其具有包括一系列弹簧状线圈的布置。图4a-4d示出了被构想在制动衬块组件的增强结构中使用的弹簧状结构的替代实施例。图5是流程图，其示出根据本文的教导的实施例的制造制动衬块组件的一种方法。具体实施方式参考附图公开了所示出的实施例。然而，应当理解的是，所公开的实施例意图仅仅是可以以各种形式和替代形式实施的示例。附图并非必然按照比例绘制，并且一些特征可能被夸大或最小化以示出特定部件的细节。所公开的具体结构和功能细节不应被解释为限制性的，而应被解释为用于教导本领域技术人员如何实践所公开的构思的代表性基础。图1a示出了根据本文所公开的实施例的制动衬块组件100的俯视图。图1b示出了图1a的制动衬块组件100的等距视图。制动衬块组件100包括基板102，基板102具有支撑组件其余部分的表面103。从基板102的表面103延伸的是加固的衬垫104，其包括设置在摩擦衬垫108内的增强框架106。增强框架106为加固的衬垫104提供支撑，从而改善制动衬块组件的耐久性。为了优化加固的衬垫104的耐久性，增强框架106是可压缩的，其具有根据制动衬块组件100将与其一起实施的车辆的规格的压缩因子。增强框架106的构造和材料组分与增强框架106的压缩因子高度相关，并且其可以根据相关联的车辆的要求被设计成在制动衬块需要的规格内。在所示出的实施例中，重复的几何增强框架106包括许多弹簧状结构，以实现所期望的压缩性。增强框架106的材料组分可包括金属、金属合金、酚醛树脂、摩擦改进剂、固体润滑剂、熔融聚合物、陶瓷颗粒，或任何复合物或本领域普通技术人员已知的这样的成分材料的组合。在所示出的实施例中，增强框架106包括被布置成蜂窝结构的铝合金，但是其他实施例可以包括其他材料组分或其他布置而不偏离本文的教导。关于增强框架106的组分和构造的进一步讨论将在稍后关于其他附图提出。制动衬块组件100的摩擦衬垫108包括渗透增强框架106并且具有由车辆规格确定的摩擦系数的材料，制动衬块组件100将与该车辆一起实施。摩擦衬垫108的材料组分决定摩擦衬垫108的摩擦系数和压缩因子二者。摩擦衬垫108可以使用例如以下的成分材料来制造：粘合剂、填料、摩擦改进剂、固体润滑剂、熔融聚合物、金属、金属合金、陶瓷颗粒、酚醛树脂或本领域普通技术人员已知的这样的成分材料的任何组合。在所示出的实施例中，摩擦衬垫108已经渗透增强框架106的大部分，并且已经将组合材料的合适部分切割成适当的尺寸和形状以形成制动衬块组件100的加固的衬垫104。有利地，当增强框架106和摩擦衬垫108的压缩因子基本上相等时，制动衬块组件100的耐久性被优化。在本文的公开内容中，如果增强框架106和摩擦衬垫108的压缩因子二者都在制动衬块组件100将与其一起实施的车辆所需要的指定值内，则增强框架106和摩擦衬垫108的压缩因子可以被认为是基本上相等的。在一个实施例中，增强框架106的压缩因子和摩擦衬垫108的压缩因子可各自在将被认为基本上相等的指定压缩因子的5％（公差）范围内。其他实施例可包括其他指定的公差，而不偏离本文的教导。多个传感器可被设置在加固的衬垫104内。在所示出的实施例中，这些传感器包括磨损传感器110、温度传感器112、压力传感器114和振动传感器116，但是其他实施例可包括其他传感器布置，包括具有多个相同类型的传感器的布置。磨损传感器110可操作以提供与制动衬块组件100的机械磨损相关的信号，包括由在制动器的正常操作期间所经历的摩擦力引起的机械磨损。温度传感器112可操作以提供与制动衬块组件100的摩擦表面的当前温度相关的信号，所述摩擦表面包括加固的衬垫104的摩擦表面。压力传感器114可操作以提供与在主动正常制动功能期间被施加到制动衬块组件100的挤压力（例如，压缩力）相关的信号。振动传感器116可操作以提供与由制动衬块组件100所经历的振动的程度相关的信号，包括在制动器的正常操作期间。由传感器提供的信号可以采取如下形式：视觉指示、可听见的声音、有线电磁传输、无线电磁传输或本领域普通技术人员已知的任何其他形式的信号，而不偏离本文的教导。一些实施例可以包括提供相同类型的信号的传感器阵列。一些实施例可以包括提供不同类型的信号的传感器阵列。一些实施例可以包括提供多种信号类型的传感器（例如，磨损传感器110可操作以提供视觉指示以及无线电磁传输二者，以与加固的衬垫104的摩擦表面的机械磨损相关）。一些实施例可以包括多个传感器，其提供针对相同测量的不同类型的信号（例如，2个磨损传感器110的阵列，其中磨损传感器中的一个提供视觉指示，而另一个提供无线电磁传输）。图1a、1b中示出的实施例包括加固的衬垫104，加固的衬垫104本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种制动衬块组件，所述制动衬块组件包括：具有表面的基板；从所述基板的表面的延伸的摩擦衬垫，所述摩擦衬垫包括基本上均匀混合物的复合物并具有第一压缩因子；以及设置在所述摩擦衬垫内的增强框架，所述增强框架在基本上平行于所述基板的表面的平面中具有几何重复的布置，所述衬垫从所述基板的表面延伸，所述几何重复的布置包括多个弹簧状结构，所述弹簧状结构具有第二压缩因子，并且其中，所述第二压缩因子与所述第一压缩因子基本上相等。

【技术特征摘要】
2017.09.29 US 62/5654131.一种制动衬块组件，所述制动衬块组件包括：具有表面的基板；从所述基板的表面的延伸的摩擦衬垫，所述摩擦衬垫包括基本上均匀混合物的复合物并具有第一压缩因子；以及设置在所述摩擦衬垫内的增强框架，所述增强框架在基本上平行于所述基板的表面的平面中具有几何重复的布置，所述衬垫从所述基板的表面延伸，所述几何重复的布置包括多个弹簧状结构，所述弹簧状结构具有第二压缩因子，并且其中，所述第二压缩因子与所述第一压缩因子基本上相等。2.根据权利要求1所述的制动衬块组件，其中，所述弹簧状结构包括线圈形格子。3.根据权利要求1所述的制动衬块组件，其中，所述增强框架是金属框架。4.根据权利要求1所述的制动衬块组件，其中，所述增强框架是复合材料框架。5.根据权利要求1所述的制动衬块组件，其中，所述增强框架包括呈交织的格子形式的弹簧状结构。6.根据权利要求5所述的制动衬块组件，其中，所述交织的格子具有三维结构。7.根据权利要求1所述的制动衬块组件，其中所述弹簧状结构是连结的。8.根据权利要求1所述的制动衬块组件，其中，所述增强框架在所述摩擦衬垫的延伸范围内的平行于所述基板的表面的任何平面处具有基本上相同的表面面积，所述摩擦衬垫从所述基板的表面延伸。9.一种制动衬块组件，所述制动衬块组件包括：基板；增强框架，所述增强框架从所述基板延伸并且具有多个交织的格子结构，所述交织的格子结构具有第一压缩因子；以及摩擦衬垫，所述摩擦衬垫包括基本上均匀混合物的复合物，所述摩擦衬垫基本上渗透所述增强框架并且具有与所述第一压缩因子基本上相等的第二压缩因子。10.根据权利要求9所述的制动衬块组件，其中，所述交织的网格结构包括使...

【专利技术属性】
技术研发人员：H莫塞尼，M菲普斯，
申请(专利权)人：罗伯特·博世有限公司，
类型：发明
国别省市：德国,DE