[发明专利]一种体积减小的摩擦装置

说明书

一种用于车轮的摩擦装置的方法和系统，可包括背板和设置在背板上以形成接合车轮的表面的制动面的摩擦材料。可选地，该摩擦材料可沿中心纵轴在第一端和第二端之间延伸，以及在轮辋侧和轮缘侧之间延伸。设置有在摩擦材料内并且从制动面延伸到摩擦材料内部一段距离的空隙。该空隙在摩擦材料的制动面上形成开口。

相关申请的交叉引用

本申请要求于2019年6月11日提交的美国临时申请62/860,035的优先权，该申请的全部内容以引用的方式并入本文中。

背景

技术领域

本发明涉及一种摩擦装置，例如制动蹄(brake shoe)，其具有可控的、减小的摩擦材料体积。

现有技术

各种具有不同成分的摩擦装置(例如，制动蹄)用于实现特定的制动要求。例如，这些成分可以包括铸铁和其他类型的摩擦材料，它们可以为一些预定应用专门配制。这些不同类型的摩擦材料可在车辆的车轮，特别是车轮踏(wheel tread)上表现出许多独特的不同摩擦特性。

制动应用以及车辆的车轮与路径之间的接触可能导致车轮的表面缺陷。这些表面缺陷可能包括脱壳(shells)、剥落(spalls)、凹坑(pits)、一般性腐蚀、裂纹、扁平以及不均匀轮磨损和空心轮磨损(hollow wheel wear)。调整车轮踏可减少一种或多种表面缺陷的量。

作为一个示例，空心轮磨损可以指车轮踏在车轮踏中心附近的磨损量大于轮辋或车轮的“场地侧”(field side)附近的磨损量。减轻空心轮磨损可以延长在用车轮的使用寿命。空心轮磨损可以通过比较沿着车轮轮辋的车轮踏与靠近或接近车轮中心的车轮踏来进行测量。车轮踏高度方向上的厚度可以在车轮踏的中心部分或内部部分与车轮踏面(wheeltread surface)的外部部分之间进行测量。轮辋附近的车轮踏面与车轮中心附近的车轮踏面之间的高度差，可指示车轮踏的磨损量。作为一个示例，轨道车辆的车轮中心可能会相对于车轮的其他区域出现更大的磨损量，因为在运行期间靠近车轮中心的车轮踏直接与轨道接触。例如，靠近轨道车轮中心的车轮踏的磨损可能超过轮辋处的车轮磨损。相对于靠近轮辋的车轮踏的直径，靠近车轮踏中心的车轮的直径可能以更快的速度变小。通过减少空心轮磨损，可以增加车轮的使用寿命。

然而，摩擦装置可能为制动应用提供不足的摩擦水平，可能在制动应用过程中产生火花，或者可能包括侵蚀性研磨型材料。

例如，PCT专利申请PCT/RU2018/000340描述了一种用于铁路车辆的制动蹄，该制动蹄包括聚合物复合摩擦元件、金属外壳和锻铁嵌件。该锻铁嵌件的重量相当于制动蹄重量的18％-30％，这会影响车轮与制动蹄之间的热量分布、制动效率系数和有效热吸收体积。

作为另一个示例，PCT专利申请PCT/RU2018/000339描述了一种用于铁路车辆的制动蹄，该制动蹄包括聚合物复合摩擦元件、金属外壳和锻铁嵌件。该锻铁嵌件的重量相当于制动蹄重量的59％-90％，这会影响钳口的功能特性。

作为另一个示例，PCT专利申请PCT/RU2018/000337描述了一种用于铁路车辆的制动蹄，该制动蹄包括金属框架、聚合物复合摩擦元件和金属嵌件。在(例如凹槽，在嵌件的一侧上、并位于嵌件与摩擦材料之间的开口等)区域中的摩擦元件的表面上形成凹陷，这显见地影响摩擦元件的聚合物复合材料在所述元件与嵌件接口的区域内破碎的可能性。