Тормозная колодка с открытой металлической вставкой Российский патент 2021 года по МПК B61H1/00 F16D65/06 F16D69/02 

[0001] Настоящее изобретение относится к композиционной тормозной колодке для использования на железнодорожном транспортном средстве. В частности, настоящее изобретение относится к композиционной тормозной колодке для восстановления поверхности катания колеса при нормальном торможении на железнодорожном транспортном средстве.

ОПИСАНИЕ ПРЕДШЕСТВУЮЩЕГО УРОВНЯ ТЕХНИКИ

[0002] Обычно на железнодорожных транспортных средствах используются различные типы и составы тормозных колодок, причем тип выбирается на основе требований к торможению конкретного транспортного средства и/или области применения. Например, некоторые известные тормозные колодки полностью выполнены из чугуна, тогда как другие включают различные составы с низким или высоким коэффициентом трения, специально разработанные для различных областей применения.

[0003] Со временем стало предпочтительным использование композиционных тормозных колодок с низким или высоким коэффициентом трения, поскольку их фрикционные характеристики могут быть оптимизированы для различных областей применения. Однако, несмотря на ограничение в этом отношении, чугунные тормозные колодки предпочтительны по другим причинам, включая восстановление поверхности катания. То есть общая твердость материала чугунных тормозных колодок позволяет им восстанавливать поверхность катания колеса при нормальном торможении. В ходе продолжительной работы на поверхностях катания колес железнодорожного транспортного средства обычно образуются различные дефекты поверхности, например, чешуйки или сколы, которые могут ограничивать срок службы колеса, если не будут обработаны. Обработка таких дефектов поверхности часто требует снятия колеса с последующим выполнением ручного восстановления/ремонта техническим специалистом, что увеличивает время простоя и расходы. Однако использование чугунных тормозных колодок восстанавливает поверхность катания колеса и/или устраняет эти дефекты поверхности просто в процессе нормального торможения.

[0004] Для реализации преимуществ как композиционных тормозных колодок с низким или высоким коэффициентом трения, так и чугунных тормозных колодок, разработаны различные концепции композиционных тормозных колодок с возможностью восстановления поверхности катания, например, раскрытые в патенте США №6,241,058. Фиг. 1 и Фиг. 2 иллюстрируют композиционную тормозную колодку 100 с возможностью восстановления поверхности катания, подобную описанной в патенте США №6,241,058. Тормозная колодка 100 содержит опорную пластину 102 с парой упорных выступов 104а, 104b и крепежным мостиком (или «бугелем») 106, выступающим из верхней выпуклой поверхности опорной пластины 102. Крепежный мостик 106 предназначен для соединения с тормозной головкой (не показана) для эффективного крепления тормозной колодки 100 к тормозной головке. Отверстие, обеспеченное в крепежном мостике 106, позволяет направлять через него фиксирующую шпонку пружинного типа (не показана) для надежного крепления тормозной колодки 100 к тормозной головке. Упорные выступы 104а, 104b имеют такой размер и расположены так, чтобы входить в соответствующие гнезда для упорных выступов в тормозной головке. Соответственно упорные выступы 104а, 104b совместимы только с тормозными головками, имеющими непосредственно соответствующие гнезда для упорных выступов, что предотвращает установку некоторых тормозных колодок на несовместимых тормозных головках. Таким образом, упорные выступы различных типов тормозных колодок имеют разные размеры и расположены разным образом для обеспечения безопасного и правильного использования.

[0005] Тормозная колодка 100 дополнительно содержит композиционный фрикционный материал 110, прикрепленный с вогнутой стороны опорной пластины 102. Поверхность 108 тормозной колодки 100, выполненная из композиционного фрикционного материала 110, представляет собой поверхность, на которой тормозная колодка 100 входит контакт с поверхностью катания колеса железнодорожного транспортного средства. Дополнительно, как показано на Фиг. 2, в композиционном фрикционном материале 110 расположена вставка 112 для восстановления поверхности катания. Боковые участки 114 композиционного фрикционного материала 110 заключают стороны вставки 112 для восстановления поверхности катания, тогда как нижняя поверхность вставки 112 для восстановления поверхности открыта со стороны 108 тормозной колодки 100. Однако композиционный фрикционный материал 110 также может покрывать нижнюю поверхность вставки 112 для восстановления поверхности катания по меньшей мере до тех пор, пока композиционный фрикционный материал 110 на поверхности 108 не будет изношен вследствие многократного применения торможения. Кроме того, по длине тормозной колодки 100 может быть расположено более одной вставки 112 для восстановления поверхности катания.

[0006] Вставка 112 для восстановления поверхности катания выполнена из закаленного материала, например, из чугуна, но может быть выполнена из любого подходящего материала, имеющего абразивные свойства. При приложении тормозной колодки 100 к поверхности колеса вставка 112 для восстановления поверхности катания трется о поверхность колеса, тем самым восстанавливая поверхность колеса для удаления или уменьшения дефектов поверхности. Таким образом, тормозная колодка 100 сочетает преимущественные фрикционные характеристики композиционной колодки с характеристиками восстановления поверхности катания чугунной колодки. В дополнение к восстановлению поверхности колеса вставка 112 для восстановления поверхности катания также может улучшать фрикционные характеристики тормозной колодки 100 в неблагоприятных погодных условиях.

[0007] Хотя тормозная колодка 100 выполняет функцию обеспечения восстановления поверхности катания колеса, конструкция, проиллюстрированная на Фиг. 1-2, имеет несколько недостатков. Прежде всего, из-за термического и механического напряжения в композиционном фрикционном материале 110 непосредственно вблизи вставки 112 распространяются трещины, что приводит к ухудшению характеристик тормозной колодки 100. Были предприняты попытки улучшения поверхностного сцепления между вставкой 112 и композиционным фрикционным материалом 110, но такие попытки оказались неэффективными для существенного предотвращения образования трещин в композиционном материале 110.

[0008] Для предотвращения образования видимых трещин в композиционном фрикционном материале 110 вставка 112 обычно уже общей ширины тормозной колодки 100 так, что участок фрикционного материала 110 (т.е. фрикционного материала 110, показанного на Фиг. 2) покрывает стороны вставки 112. Однако это сужение вставки 112 приводит к тому, что значительный участок поверхности катания колеса не контактирует со вставкой 112 во время применения торможения, и, следовательно, участки поверхности катания колеса, не находящиеся в непосредственном контакте со вставкой 112, остаются невосстановленными.

[0009] Другая преимущественная характеристика вставки 112 для восстановления поверхности катания заключается в том, что она может отводить тепло с поверхности катания колеса во время работы, что способствует предотвращению перегрева колеса. Однако если вставка 112 для восстановления поверхности катания полностью окружена композиционным фрикционным материалом 110 (и находится в контакте с ним), композиционный фрикционный материал 110 сам служит для изоляции вставки 112, что приводит к ограничению передачи тепла с поверхности катания колеса.

[0010] Кроме того, из-за относительно небольшой толщины материала, используемого для образования крепежного мостика 106 на металлической опорной пластине 102, крепежный мостик 106 является слабым местом тормозных колодок с возможностью восстановления поверхности катания, например, тормозной колодки 100, и представляет собой область, подверженную разрушению вследствие высокого механического и термического напряжения.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

[0011] Соответственно существует необходимость обеспечения тормозной колодки с возможностью восстановления поверхности катания для использования с колесами железнодорожных транспортных средств, которая предотвращает образование трещин в композиционном фрикционном материале вблизи вставки для восстановления поверхности катания, обеспечивает вставку для восстановления поверхности катания, охватывающую всю ширину тормозной колодки, и выполняет функцию отвода тепла с поверхности катания колеса. Кроме того, также существует необходимость обеспечения тормозной колодки с возможностью восстановления поверхности катания, имеющей укрепленный/усиленный крепежный мостик для предотвращения разрушения материала на крепежном мостике.

[0012] В соответствии с некоторыми аспектами изобретения раскрыта композиционная тормозная колодка для использования на железнодорожном транспортном средстве для восстановления поверхности катания колеса железнодорожного транспортного средства, причем композиционная тормозная колодка содержит опорную пластину, имеющую участок крепежного мостика, композиционный фрикционный материал, образованный на тормозной колодке по существу смежно-опорной пластине; и по меньшей мере одну отдельную вставку для восстановления поверхности катания, расположенную по меньшей мере частично в пределах композиционного фрикционного материала. В композиционном фрикционном материале в месте, где по меньшей мере одна отдельная вставка для восстановления поверхности катания расположена смежно-композиционному фрикционному материалу, образована одна или более канавок.

[0013] В соответствии с другими аспектами изобретения по меньшей мере одна отдельная вставка для восстановления поверхности катания выполнена из материала, отличного от композиционного фрикционного материала. Например, по меньшей мере одна отдельная вставка для восстановления поверхности катания может быть выполнена из чугуна. Кроме того, по меньшей мере одна отдельная вставка для восстановления поверхности катания может быть образована так, чтобы проходить по всей ширине тормозной колодки, и по меньшей мере одна отдельная вставка для восстановления поверхности катания может проходить в участок крепежного мостика опорной пластины.

[0014] В соответствии с дополнительными аспектами изобретения одна или более канавок могут быть отформованы в поверхности композиционного фрикционного материала, и одна или более канавок могут только частично проходить в поверхности композиционного фрикционного материала в месте, смежном по меньшей мере одной отдельной вставке для восстановления поверхности катания.

[0015] В соответствии с другими аспектами изобретения раскрыта композиционная тормозная колодка для использования на железнодорожном транспортном средстве для восстановления поверхности катания колеса железнодорожного транспортного средства, причем композиционная тормозная колодка содержит опорную пластину, имеющую участок крепежного мостика; композиционный фрикционный материал, образованный на тормозной колодке по существу смежно-опорной пластине; и по меньшей мере одну отдельную вставку для восстановления поверхности катания, расположенную по меньшей мере частично в пределах композиционного фрикционного материала. В композиционном фрикционном материале в месте, где по меньшей мере одна отдельная вставка для восстановления поверхности катания расположена смежно-композиционному фрикционному материалу, образован один или более зазоров так, что по меньшей мере одна отдельная вставка для восстановления поверхности катания не контактирует с композиционным фрикционным материалом.

[0016] В соответствии с дополнительными аспектами изобретения один или более зазоров могут быть образованы в композиционном фрикционном материале в процессе формования тормозной колодки. Альтернативно один или более зазоров могут быть образованы в композиционном фрикционном материале путем процесса пропиливания.

[0017] В соответствии с другим примером настоящее изобретение относится к композиционной тормозной колодке для использования на железнодорожном транспортном средстве для сцепления с поверхностью катания колеса железнодорожного транспортного средства, включающей в себя: опорную пластину, предназначенную для взаимодействия с тормозной головкой на железнодорожном транспортном средстве; крепежный мостик, присоединенный к опорной пластине и предназначенный для крепления тормозной колодки к тормозной головке железнодорожного транспортного средства; композиционный фрикционный материал, расположенный на опорной пластине для образования тормозной поверхности тормозной колодки для сцепления с поверхностью катания колеса железнодорожного транспортного средства, причем композиционный фрикционный материал включает в себя две противоположные боковые стороны и два противоположных конца; и по меньшей мере одну вставку для восстановления поверхности катания, расположенную в пределах композиционного фрикционного материала и содержащую две противоположные продольные стороны, два противоположных конца и образующую поверхность восстановления колеса, одинаковую по протяженности с тормозной поверхностью тормозной колодки, в которой в композиционном фрикционном материале смежно каждой из двух противоположных продольных сторон по меньшей мере одной вставки для восстановления поверхности катания образованы канавки, причем канавки проходят между двумя противоположными боковыми сторонами композиционного фрикционного материала.

[0018] В соответствии с еще одним примером настоящее изобретение относится к композиционной тормозной колодке для использования на железнодорожном транспортном средстве для сцепления с поверхностью катания колеса железнодорожного транспортного средства, включающей в себя: опорную пластину, предназначенную для взаимодействия с тормозной головкой на железнодорожном транспортном средстве; крепежный мостик, присоединенный к опорной пластине и предназначенный для крепления тормозной колодки к тормозной головке железнодорожного транспортного средства; композиционный фрикционный материал, расположенный на опорной пластине для образования тормозной поверхности тормозной колодки для сцепления с поверхностью катания колеса железнодорожного транспортного средства, причем композиционный фрикционный материал включает в себя две противоположные боковые стороны и два противоположных конца; и по меньшей мере одну вставку для восстановления поверхности катания, расположенную в пределах композиционного фрикционного материала и содержащую две противоположные продольные стороны, два противоположных конца и образующую поверхность восстановления колеса, одинаковую по протяженности с тормозной поверхностью тормозной колодки, в которой в композиционном фрикционном материале смежно каждой из двух противоположных продольных сторон по меньшей мере одной вставки для восстановления поверхности катания образованы воздушные зазоры, причем воздушные зазоры проходят между двумя противоположными боковыми сторонами композиционного фрикционного материала.

[0019] Эти и другие признаки и характеристики тормозных колодок, а также способы работы и функции связанных мостиков конструкций, а также комбинации частей и экономия при изготовлении станут более очевидными при рассмотрении нижеследующего описания и приложенной формулы изобретения со ссылкой на сопроводительные чертежи, все из которых составляют часть настоящего описания, на которых одинаковые ссылочные позиции обозначают соответствующие части на различных фигурах. Однако следует четко понимать, что чертежи приведены только в целях иллюстрации и описания. При использовании в описании и формуле изобретения единственное число подразумевает и множественное число, кроме тех случаев, когда контекст явно указывает иное.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

[0020] Фиг. 1 представляет собой вид сбоку тормозной колодки с возможностью восстановления поверхности катания в соответствии с известным уровнем техники;

[0021] Фиг. 2 представляет собой вид снизу тормозной колодки с возможностью восстановления поверхности катания, показанной на Фиг. 1;

[0022] Фиг. 3 представляет собой вид сбоку тормозной колодки с возможностью восстановления поверхности катания в соответствии с одним аспектом настоящего изобретения;

[0023] Фиг. 4А представляет собой вид снизу тормозной колодки с возможностью восстановления поверхности катания, показанной на Фиг. 3;

[0024] Фиг. 4В представляет собой вид снизу другого примера тормозной колодки с возможностью восстановления поверхности катания для тормозной колодки, показанной на Фиг. 3;

[0025] Фиг. 5 представляет собой вид сверху тормозной колодки с возможностью восстановления поверхности катания, показанной на Фиг. 3;

[0026] Фиг. 6 представляет собой вид с торца в перспективе тормозной колодки с возможностью восстановления поверхности катания, показанной на Фиг. 3;

[0027] Фиг. 7 представляет собой вид сбоку тормозной колодки с возможностью восстановления поверхности катания в соответствии с другим аспектом настоящего изобретения;

[0028] Фиг. 8 представляет собой вид снизу тормозной колодки с возможностью восстановления поверхности катания, показанной на Фиг. 7.

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

[0029] В целях дальнейшего описания выражения «верхний», «нижний», «правый», «левый», «вертикальный», «горизонтальный», «верхний», «нижний» и их производные и эквиваленты будут относиться к изобретению так, как оно ориентировано на фигурах. Однако следует понимать, что изобретение может иметь различные альтернативные варианты и последовательности этапов, кроме тех случаев, когда явно указано иное. Также следует понимать, что конкретные устройства и процессы, проиллюстрированные на приложенных чертежах и описанные в нижеследующем описании, являются просто примерными аспектами изобретения. Следовательно, конкретные размеры и другие физические характеристики, связанные с раскрытыми в настоящем документе аспектами, не следует рассматривать как ограничивающие.

[0030] Обратимся к Фиг. 3-6, на которых проиллюстрирована тормозная колодка 200 с возможностью восстановления поверхности катания в соответствии с настоящим изобретением. Тормозная колодка 200 с возможностью восстановления поверхности катания содержит опорную пластину 202, предпочтительно выполненную из металлического материала, например, из стали. Альтернативно опорная пластина 202 может быть выполнена из композиционного материала, армированного волокнами, проволокой, проволочной сеткой или перфорированным металлом. Из верхней поверхности опорной пластины 202 проходит пара упорных выступов 204а, 204b, причем упорные выступы 204а, 204b имеют такой размер и расположены так, чтобы входить в соответствующие гнезда для упорных выступов в тормозной головке (не показана). Упорные выступы 204а, 204b могут быть выполнены так, чтобы быть совместимыми с тормозными головками, имеющими непосредственно соответствующие гнезда для упорных выступов, что предотвращает ошибочную установку тормозной колодки 200 на несовместимых тормозных головках.

[0031] Тормозная колодка 200 дополнительно содержит крепежный мостик 206, причем крепежный мостик 206 предпочтительно выполнен за одно целое с опорной пластиной 202. Крепежный мостик 206 предназначен для соединения с тормозной головкой (не показана) для эффективного крепления тормозной колодки 200 к тормозной головке. Отверстие 207, обеспеченное в крепежном мостике 206, позволяет направлять через него фиксирующую шпонку пружинного типа (не показана) для надежного крепления тормозной колодки 200 к тормозной головке.

[0032] Тормозная колодка 200 содержит композиционный фрикционный материал 210, прикрепленный с вогнутой стороны опорной пластины 202. Хотя не показано, следует понимать, что между композиционным фрикционным материалом 210 и опорной пластиной 202 может быть образован промежуточный адгезионный слой для улучшения адгезии композиционного фрикционного материала 210, причем промежуточный адгезионный слой существенно отличается от композиционного фрикционного материала 210. Композиционный фрикционный материал 210 расположен на опорной пластине 202 и включает в себя две противоположные боковые стороны 232 и два противоположных конца 230. Тормозная поверхность 208 тормозной колодки 200, образованная композиционным фрикционным материалом 210, представляет собой поверхность, на которой тормозная колодка 200 входит контакт с поверхностью катания колеса железнодорожного транспортного средства. Хотя на Фиг. 6 показано, что тормозная поверхность 208 композиционного фрикционного материала 210 является по существу плоской, следует понимать, что тормозная поверхность 208 альтернативно может быть конической.

[0033] Далее на Фиг. 3-4А показана вставка 212 для восстановления поверхности катания, расположенная в тормозной колодке 200. Вставка 212 для восстановления поверхности катания предпочтительно выполнена из закаленного абразивного материала, например, из чугуна или стали, который существенно отличается от композиционного фрикционного материала 210. Альтернативно вставка 212 для восстановления поверхности катания может быть выполнена из другого композиционного материала, который также отличается от композиционного фрикционного материала 210. Вставка 212 для восстановления поверхности катания расположена в пределах композиционного фрикционного материала 210 и включает в себя две противоположные продольные стороны 22 0, два противоположных конца 222 и образует поверхность 224 восстановления колеса, одинаковую по протяженности с тормозной поверхностью 208 тормозной колодки 200. При приложении тормозной колодки 200 к поверхности колеса поверхность 224 восстановления колеса вставки 212 для восстановления поверхности катания трется о поверхность колеса, тем самым восстанавливая поверхность колеса для удаления или уменьшения дефектов поверхности. Хотя на Фиг. 3-4А показана только одна вставка для восстановления поверхности катания, следует понимать, что в пределах композиционного фрикционного материала 210 в разных местах может быть отформована одна или более дополнительных вставок для восстановления поверхности катания.

[0034] Вставка 212 для восстановления поверхности катания предпочтительно отформована в композиционном фрикционном материале 210 тормозной колодки во время формования тормозной колодки 200 для обеспечения достаточной адгезии между вставкой 212 для восстановления поверхности катания и композиционным фрикционным материалом 210. В процессе формования формируются неглубокие канавки 214 вдоль нижней поверхности композиционного фрикционного материала 210 в тормозной поверхности 208 непосредственно смежно-противоположным продольным сторонам 220 вставки 212 для восстановления поверхности катания. Кроме того, на противоположных боковых сторонах 2 32 композиционного фрикционного материала 210 непосредственно смежно-противоположным продольным сторонам 22 0 вставки 212 для восстановления поверхности катания также могут быть образованы боковые канавки 215. Как показано на Фиг. 4А, 4В и 5, в этом варианте выполнения канавки 214 в тормозной поверхности и боковые канавки 215 являются достаточно большими для обеспечения некоторого разрыва на границе между вставкой 212 для восстановления поверхности катания и композиционным фрикционным материалом 210, но не настолько большими, чтобы обеспечивать полное разделение между вставкой 212 для восстановления поверхности катания и композиционным фрикционным материалом 210. Хотя канавки 214 и боковые канавки 215 предпочтительно отформованы в композиционном фрикционном материале 210 во время формования тормозной колодки 2 00, следует понимать, что канавки 214 и/или боковые канавки 215 могут быть образованы альтернативным образом, например, пропиливанием.

[0035] Благодаря образованию канавок 214 и/или боковых канавок 215 в композиционном фрикционном материале 210 любое растрескивание или расслаивание, которое распространяется в композиционном фрикционном материале 210 вследствие механического и термического напряжения вблизи вставки 212 для восстановления поверхности катания локализуется в области, по существу смежной вставке 212 для восстановления поверхности катания, или полностью предотвращается. Таким образом, протяженное и видимое растрескивание дальше в тело композиционного фрикционного материала 210 может быть предотвращено.

[0036] Кроме того, наличие канавок 214 и/или боковых канавок 215 позволяет прохождение вставки 212 для восстановления поверхности катания по всей ширине тормозной колодки 200, как показано на Фиг. 4А. Такая полноразмерная вставка 212 для восстановления поверхности катания обеспечивает восстановление большей площади поверхности катания колеса во время применения торможения, поскольку восстанавливается область, охватывающая всю ширину тормозной колодки 200. В то время как вставки для восстановления поверхности катания известного уровня техники не охватывают всю ширину тормозной колодки, и, следовательно, отдельные участки поверхности катания колеса остаются невосстановленными. Хотя на Фиг. 3-4А показано, что соответственные противоположные концы 222 и поверхность 224 восстановления колеса вставки 212 для восстановления поверхности катания полностью открыты, следует понимать, что эти поверхности может покрывать тонкий слой композиционного фрикционного материала 210, особенно сразу после изготовления тормозной колодки 200. В частности, как показано на Фиг. 4В, в процессе формования, используемом для получения тормозной колодки 200, тонкий слой 240 или небольшое количество композиционного фрикционного материала 210 может покрывать по меньшей мере участки боковых сторон и/или нижней стороны вставки 212 для восстановления поверхности катания, и этот тонкий слой 240 необязательно должен быть очищен или удален для надлежащей работы тормозной колодки 200. Следует понимать, что тонкий слой 240 также может появляться на вставках для восстановления поверхности катания в других примерах в соответствии с настоящим изобретением, например, на тормозной колодке 300, показанной на Фиг. 7-8.

[0037] Как показано на Фиг. 3, вставка 212 для восстановления поверхности катания проходит не только на тормозную поверхность 2 08 тормозной колодки 200, но и в пространство в крепежном мостике 206, причем вставка 212 для восстановления поверхности катания предпочтительно приварена к крепежному мостику 206. За счет продолжения вставки 212 для восстановления поверхности катания в это пространство в крепежном мостике 206, боковое отверстие, которое обычно образовано в крепежном мостике (как показано на Фиг. 1), уменьшается или исключается. Как показано на Фиг. 3 и 6, вместо этого тормозная колодка 200 включает в себя отверстие (или крепежный паз) 207 в крепежном мостике 206, которое также позволяет направлять через него фиксирующую шпонку пружинного типа (не показана) для надежного крепления тормозной колодки 200 к тормозной головке. Кроме того, поскольку вставка 212 для восстановления поверхности катания по меньшей мере частично проходит в крепежном мостике 206, отверстие 207 также проходит через вставку 212 для восстановления поверхности катания, что добавляет значительную структурную прочность крепежному мостику 206. Соответственно при использовании конфигурации, показанной на Фиг. 3-6, существующие ранее структурно слабые места, связанные с относительно малой толщиной традиционных крепежных мостиков, в значительной мере устраняются.

[0038] Следует понимать, что примеры тормозной поверхности 208 в соответствии с настоящим изобретением могут иметь один радиус кривизны. Однако может быть предпочтительно, чтобы участки тормозной поверхности 208 имели разные радиусы кривизны. Со ссылкой на Фиг. 3 первый участок 252 тормозной поверхности 208 имеет первый радиус кривизны, а вторые участки 254 тормозной поверхности 208 имеют второй радиус кривизны, отличный от первого радиуса кривизны. Может быть предпочтительно, чтобы второй радиус кривизны был больше первого радиуса кривизны. Такая конфигурация может удовлетворять множеству размеров колес и защищать противоположные концы 230 композиционного фрикционного материала 210 от повреждения. Второй радиус кривизны может стремиться к бесконечности, в результате чего тормозная поверхность 208 вторых участков 254 проходит по касательной от кривой первого участка 252 тормозной поверхности 208 в точках 250 перегиба между первыми и вторыми участками 252, 254. Следует понимать, что в соответствии с настоящим изобретением могут быть использованы разные конфигурации и отношения первого и второго радиусов кривизны первых и вторых участков 252, 254.

[0039] Далее обратимся к Фиг. 7-8, на которых проиллюстрирована тормозная колодка 300 с возможностью восстановления поверхности катания в соответствии с другим аспектом настоящего изобретения. Тормозная колодка 300 с возможностью восстановления поверхности катания, подобно описанной выше тормозной колодке 200, содержит опорную пластину 302, предпочтительно выполненную из металлического материала. Из верхней поверхности опорной пластины 302 проходит пара упорных выступов 304а, 304b, причем упорные выступы 304а, 304b имеют такой размер и расположены так, чтобы входить в соответствующие гнезда для упорных выступов в тормозной головке (не показана). Крепежный мостик 306 выполнен за одно целое с опорной пластиной 302 и предназначен для соединения с тормозной головкой для эффективного крепления тормозной колодки 300 к тормозной головке с помощью фиксирующей шпонки пружинного типа (не показана).

[0040] Тормозная колодка 300 дополнительно содержит композиционный фрикционный материал 310, прикрепленный с вогнутой стороны опорной пластины 302. Как описано выше в отношении тормозной колодки 200, следует понимать, что между композиционным фрикционным материалом 310 и опорной пластиной 302 может быть образован промежуточный адгезионный слой для улучшения адгезии композиционного фрикционного материала 310. Композиционный фрикционный материал 310 расположен на опорной пластине 302 и включает в себя две противоположные боковые стороны 332 и два противоположных конца 330. Тормозная поверхность 308 тормозной колодки 300, образованная композиционным фрикционным материалом 310, представляет собой поверхность, на которой тормозная колодка 300 входит контакт с поверхностью катания колеса железнодорожного транспортного средства.

[0041] Вставка 312 для восстановления поверхности катания расположена в тормозной колодке 300, причем вставка 312 для восстановления поверхности катания предпочтительно выполнена из закаленного материала, например, из чугуна или стали, который существенно отличается от композиционного фрикционного материала 310. Альтернативно вставка 312 для восстановления поверхности катания может быть выполнена из другого композиционного материала, который также отличается от композиционного фрикционного материала 310. Вставка 312 для восстановления поверхности катания расположена в пределах композиционного фрикционного материала 310 и включает в себя две противоположные продольные стороны 320, два противоположных конца 322 и образует поверхность 324 восстановления колеса, одинаковую по протяженности с тормозной поверхностью 308 тормозной колодки 300. При приложении тормозной колодки 300 к поверхности колеса поверхность 324 восстановления колеса вставки 312 для восстановления поверхности катания трется о поверхность колеса, тем самым восстанавливая поверхность колеса для удаления или уменьшения дефектов поверхности.

[0042] Вставка 312 для восстановления поверхности катания проходит не только на тормозную поверхность 308 композиционного фрикционного материала 310, но и проходит в пределах по меньшей мере участка крепежного мостика 306. Таким образом, также как описано выше в отношении Фиг. 3-6, вставка 312 для восстановления поверхности катания служит для усиления и/или укрепления крепежного мостика 306.

[0043] Тормозная колодка 300 дополнительно содержит пару зазоров 314, расположенных в пространстве между композиционным фрикционным материалом 310 и вставкой 312 для восстановления поверхности катания смежно-противоположным продольным сторонам 320 вставки 312 для восстановления поверхности катания. В отличие от канавок 214 и боковых канавок 215, описанных выше в отношении тормозной колодки 200, зазоры 314 полностью проходят между композиционным фрикционным материалом 310 и вставкой 312 для восстановления поверхности катания так, что между каким-либо участком композиционного фрикционного материала 310 и вставкой 312 для восстановления поверхности катания отсутствует прямая адгезия. Зазоры 314 могут быть образованы любым подходящим образом, включая формование, пропиливание и т.д. Хотя зазоры 314 образуют полное разделение между композиционным фрикционным материалом 310 и вставкой 312 для восстановления поверхности катания, следует понимать, что зазоры 314 могут только частично проходить между ними, обеспечивая некоторый контакт между композиционным фрикционным материалом 310 и вставкой 312 для восстановления поверхности катания в области, начинающейся на опорной пластине 302 и продолжающейся до начала зазоров 314.

[0044] Путем обеспечения зазоров 314 между композиционным фрикционным материалом 310 и вставкой 312 для восстановления поверхности катания, образование трещин в композиционном фрикционном материале 310 в области, смежной вставке 312 для восстановления поверхности катания, может быть в значительной мере устранено, поскольку механическое и термическое напряжение вследствие наличия вставки 312 для восстановления поверхности катания больше не действует непосредственно на композиционный фрикционный материал 310. Кроме того, зазоры 314 также улучшают доступ воздуха к вставке 312 для восстановления поверхности катания, что обеспечивает лучшую передачу тепла между колесом и тормозной колодкой 300.

[0045] Следует понимать, что примеры тормозной поверхности 308 в соответствии с настоящим изобретением могут иметь один радиус кривизны. Однако может быть предпочтительно, чтобы участки тормозной поверхности 308 имели разные радиусы кривизны. Со ссылкой на Фиг. 7 первый участок 352 тормозной поверхности 308 имеет первый радиус кривизны, а вторые участки 354 тормозной поверхности 308 имеют второй радиус кривизны, отличный от первого радиуса кривизны. Может быть предпочтительно, чтобы второй радиус кривизны был больше первого радиуса кривизны. Такая конфигурация может удовлетворять множеству размеров колес и защищать противоположные концы 330 композиционного фрикционного материала 310 от повреждения. Второй радиус кривизны может стремиться к бесконечности, в результате чего тормозная поверхность 308 вторых участков 354 проходит по касательной от кривой первого участка 352 тормозной поверхности 308 в точках 350 перегиба между первыми и вторыми участками 352, 354. Следует понимать, что в соответствии с настоящим изобретением могут быть использованы разные конфигурации и отношения первого и второго радиусов кривизны первых и вторых участков 352, 354.

[0046] Изобретение в соответствии с настоящим изобретением может быть определено одним или более из нижеследующих пунктов.

[0047] Пункт 1: Композиционная тормозная колодка 200 для использования на железнодорожном транспортном средстве для сцепления с поверхностью катания колеса железнодорожного транспортного средства содержит: опорную пластину 202, предназначенную для взаимодействия с тормозной головкой на железнодорожном транспортном средстве; крепежный мостик 206, присоединенный к опорной пластине 202 и предназначенный для крепления тормозной колодки 200 к тормозной головке железнодорожного транспортного средства; композиционный фрикционный материал 210, расположенный на опорной пластине 202 для образования тормозной поверхности 208 тормозной колодки 200 для сцепления с поверхностью катания колеса железнодорожного транспортного средства, причем композиционный фрикционный материал 210 содержит две противоположные боковые стороны 232 и два противоположных конца 230; и по меньшей мере одну вставку 212 для восстановления поверхности катания, расположенную в пределах композиционного фрикционного материала 210 и содержащую две противоположные продольные стороны 220, два противоположных конца 222 и образующую поверхность 224 восстановления колеса, одинаковую по протяженности с тормозной поверхностью 208 тормозной колодки 200, в которой в композиционном фрикционном материале 210 смежно каждой из двух противоположных продольных сторон 220 по меньшей мере одной вставки 212 для восстановления поверхности катания образованы канавки 214, причем канавки 214 проходят между двумя противоположными боковыми сторонами 232 композиционного фрикционного материала 210.

[0048] Пункт 2: Композиционная тормозная колодка 200 по пункту 1, в которой по меньшей мере одна вставка 212 для восстановления поверхности катания выполнена из материала, отличного от композиционного фрикционного материала 210.

[0049] Пункт 3: Композиционная тормозная колодка 200 по пункту 2, в которой по меньшей мере одна вставка 212 для восстановления поверхности катания является металлической.

[0050] Пункт 4: Композиционная тормозная колодка 200 по любому из пунктов 1-3, в которой по меньшей мере одна вставка 212 для восстановления поверхности катания проходит по всей ширине тормозной колодки 200.

[0051] Пункт 5: Композиционная тормозная колодка 200 по любому из пунктов 1-4, в которой по меньшей мере одна вставка 212 для восстановления поверхности катания проходит в крепежный мостик 206, присоединенный к опорной пластине 202.

[0052] Пункт 6: Композиционная тормозная колодка 200 по пункту 5, в которой по меньшей мере одна вставка 212 для восстановления поверхности катания приварена к крепежному мостику 206.

[0053] Пункт 7: Композиционная тормозная колодка 200 по любому из пунктов 1-6, в которой канавки 214 только частично проходят в композиционный фрикционный материал 210.

[0054] Пункт 8: Композиционная тормозная колодка 200 по пункту 7, в которой канавки 214 отформованы в тормозной поверхности 208 композиционного фрикционного материала 210.

[0055] Пункт 9: Композиционная тормозная колодка 200 по любому из пунктов 1-8, дополнительно содержащая боковые канавки 215, образованные в боковых сторонах 232 композиционного фрикционного материала 210 смежно каждому из двух противоположных концов по меньшей мере одной вставки для восстановления поверхности катания.

[0056] Пункт 10: Композиционная тормозная колодка по пункту 9, в которой боковые канавки 215 проходят до крепежного мостика 206.

[0057] Пункт 11: Композиционная тормозная колодка 200 по пункту 9, в которой боковые канавки 215 только частично проходят в боковые стороны 232 композиционного фрикционного материала 210.

[0058] Пункт 12: Композиционная тормозная колодка по любому из пунктов 9-11, в которой боковые канавки 215 отформованы в боковых сторонах 232 композиционного фрикционного материала 210.

[0059] Пункт 13: Композиционная тормозная колодка 300 для использования на железнодорожном транспортном средстве для сцепления с поверхностью катания колеса железнодорожного транспортного средства содержит: опорную пластину 302, предназначенную для взаимодействия с тормозной головкой на железнодорожном транспортном средстве; крепежный мостик 306, присоединенный к опорной пластине и предназначенный для крепления тормозной колодки 300 к тормозной головке железнодорожного транспортного средства; композиционный фрикционный материал 310, расположенный на опорной пластине 302 для образования тормозной поверхности 308 тормозной колодки 300 для сцепления с поверхностью катания колеса железнодорожного транспортного средства, причем композиционный фрикционный материал 310 содержит две противоположные боковые стороны 332 и два противоположных конца 330; и по меньшей мере одну вставку 312 для восстановления поверхности катания, расположенную в пределах композиционного фрикционного материала 310 и содержащую две противоположные продольные стороны 320, два противоположных конца 322 и образующую поверхность 324 восстановления колеса, одинаковую по протяженности с тормозной поверхностью 308 тормозной колодки 300, в которой в композиционном фрикционном материале 310 смежно каждой из двух противоположных продольных сторон 320 по меньшей мере одной вставки 312 для восстановления поверхности катания образованы воздушные зазоры 314, причем воздушные зазоры 314 проходят между двумя противоположными боковыми сторонами 332 композиционного фрикционного материала 310.

[0060] Пункт 14: Композиционная тормозная колодка 300 по пункту 13, в которой по меньшей мере одна вставка 312 для восстановления поверхности катания выполнена из материала, отличного от композиционного фрикционного материала 310.

[0061] Пункт 15: Композиционная тормозная колодка 300 по пункту 14, в которой по меньшей мере одна вставка 312 для восстановления поверхности катания является металлической.

[0062] Пункт 16: Композиционная тормозная колодка 300 по любому из пунктов 13-15, в которой по меньшей мере одна вставка 312 для восстановления поверхности катания проходит по всей ширине тормозной колодки 300.

[0063] Пункт 17: Композиционная тормозная колодка 300 по любому из пунктов 13-16, в которой по меньшей мере одна вставка 312 для восстановления поверхности катания проходит в крепежный мостик 306, присоединенный к опорной пластине 302.

[0064] Пункт 18: Композиционная тормозная колодка 300 по пункту 17, в которой по меньшей мере одна вставка 312 для восстановления поверхности катания приварена к крепежному мостику 306.

[0065] Пункт 19: Композиционная тормозная колодка 300 по любому из пунктов 13-18, в которой воздушные зазоры 314 проходят через композиционный фрикционный материал 310 до крепежного мостика 306.

[0066] Пункт 20: Композиционная тормозная колодка 300 по любому из пунктов 18-19, в которой воздушные зазоры 314 образованы путем процесса пропиливания.

[0067] В настоящем документе подробно описаны предпочтительные аспекты изобретения. Однако специалисту в области техники будет понятно, что в изобретении могут быть выполнены различные модификации и альтернативы предпочтительным аспектам без отклонения от концепций, раскрытых в приведенном выше описании. Такие модификации следует рассматривать как включенные в нижеследующую формулу изобретения, кроме тех случаев, когда формула изобретения своей формулировкой явно указывает иное. Соответственно конкретные аспекты, подробно описанные выше, являются только иллюстративными и не ограничивают объем охраны изобретения, который должен быть наделен полной широтой трактовки приложенной формулы изобретения и любых и всех ее эквивалентов.

Композиционная тормозная колодка содержит опорную пластину, крепежный мостик, выполненный за одно целое с опорной пластиной, композиционный фрикционный материал, расположенный на опорной пластине, и вставку из другого материала для восстановления поверхности катания, расположенную в пределах композиционного фрикционного материала. Крепежный мостик включает отверстие, образованное в верхней поверхности крепежного мостика, позволяющее направлять через него фиксирующую шпонку пружинного типа для крепления тормозной колодки к тормозной головке. В композиционном фрикционном материале смежно каждой из двух противоположных продольных сторон вставки для восстановления поверхности катания выполнены канавки, причем канавки проходят между двумя противоположными боковыми сторонами композиционного фрикционного материала. Вставка для восстановления поверхности катания выполнена с возможностью трения о поверхность колеса для уменьшения дефектов поверхности и отверстие также проходит через вставку для восстановления поверхности катания. 2 н. и 14 з.п. ф-лы, 8 ил.

1. Композиционная тормозная колодка для использования на железнодорожном транспортном средстве для сцепления с поверхностью катания колеса железнодорожного транспортного средства, содержащая:

опорную пластину, предназначенную для взаимодействия с тормозной головкой на железнодорожном транспортном средстве;

крепежный мостик, выполненный за одно целое с опорной пластиной и предназначенный для крепления тормозной колодки к тормозной головке железнодорожного транспортного средства;

причем крепежный мостик включает по меньшей мере одно отверстие, образованное по меньшей мере частично в верхней поверхности крепежного мостика, позволяющее направлять через него фиксирующую шпонку пружинного типа для надежного крепления тормозной колодки к тормозной головке;

композиционный фрикционный материал, расположенный на опорной пластине для образования тормозной поверхности тормозной колодки для сцепления с поверхностью катания колеса железнодорожного транспортного средства, причем композиционный фрикционный материал содержит две противоположные боковые стороны и два противоположных конца; и

по меньшей мере одну вставку для восстановления поверхности катания, расположенную в пределах композиционного фрикционного материала и содержащую две противоположные продольные стороны, два противоположных конца и образующую поверхность восстановления колеса, одинаковую по протяженности с тормозной поверхностью тормозной колодки,

при этом в композиционном фрикционном материале смежно каждой из двух противоположных продольных сторон по меньшей мере одной вставки для восстановления поверхности катания выполнены канавки, причем канавки проходят между двумя противоположными боковыми сторонами композиционного фрикционного материала,

причем по меньшей мере одна вставка для восстановления поверхности катания выполнена из материала, отличного от композиционного фрикционного материала, при этом указанная вставка для восстановления поверхности катания выполнена с возможностью трения о поверхность колеса для уменьшения дефектов поверхности и по меньшей мере одно отверстие также проходит через вставку для восстановления поверхности катания.

2. Композиционная тормозная колодка по п. 1, в которой по меньшей мере одна вставка для восстановления поверхности катания является металлической.

3. Композиционная тормозная колодка по п. 1, в которой по меньшей мере одна вставка для восстановления поверхности катания проходит по всей ширине тормозной колодки.

4. Композиционная тормозная колодка по п. 1, в которой по меньшей мере одна вставка для восстановления поверхности катания приварена к крепежному мостику.

5. Композиционная тормозная колодка по п. 1, в которой канавки только частично проходят в композиционный фрикционный материал.

6. Композиционная тормозная колодка по п. 5, в которой канавки отформованы в тормозной поверхности композиционного фрикционного материала.

7. Композиционная тормозная колодка по п. 1, дополнительно содержащая боковые канавки, образованные в боковых сторонах композиционного фрикционного материала смежно каждому из двух противоположных концов по меньшей мере одной вставки для восстановления поверхности катания.

8. Композиционная тормозная колодка по п. 7, в которой боковые канавки проходят до крепежного мостика.

9. Композиционная тормозная колодка по п. 7, в которой боковые канавки только частично проходят в боковые стороны композиционного фрикционного материала.

10. Композиционная тормозная колодка по п. 9, в которой боковые канавки отформованы в боковых сторонах композиционного фрикционного материала.

11. Композиционная тормозная колодка для использования на железнодорожном транспортном средстве для сцепления с поверхностью катания колеса железнодорожного транспортного средства, содержащая:

опорную пластину, предназначенную для взаимодействия с тормозной головкой на железнодорожном транспортном средстве;

крепежный мостик, выполненный за одно целое с опорной пластиной и предназначенный для крепления тормозной колодки к тормозной головке железнодорожного транспортного средства;

причем крепежный мостик включает по меньшей мере одно отверстие, образованное по меньшей мере частично в верхней поверхности крепежного мостика, позволяющее направлять через него фиксирующую шпонку пружинного типа для надежного крепления тормозной колодки к тормозной головке;

композиционный фрикционный материал, расположенный на опорной пластине для образования тормозной поверхности тормозной колодки для сцепления с поверхностью катания колеса железнодорожного транспортного средства, причем композиционный фрикционный материал содержит две противоположные боковые стороны и два противоположных конца; и

по меньшей мере одну вставку для восстановления поверхности катания, расположенную в пределах композиционного фрикционного материала и содержащую две противоположные продольные стороны, два противоположных конца и образующую поверхность восстановления колеса, одинаковую по протяженности с тормозной поверхностью тормозной колодки,

при этом

в композиционном фрикционном материале смежно каждой из двух противоположных продольных сторон по меньшей мере одной вставки для восстановления поверхности катания образованы воздушные зазоры, причем воздушные зазоры проходят между двумя противоположными боковыми сторонами композиционного фрикционного материала,

причем по меньшей мере одна вставка для восстановления поверхности катания выполнена из материала, отличного от композиционного фрикционного материала, при этом указанная вставка для восстановления поверхности катания выполнена с возможностью трения о поверхность колеса для уменьшения дефектов поверхности, а по меньшей мере одно отверстие также проходит через вставку для восстановления поверхности катания.

12. Композиционная тормозная колодка по п. 11, в которой по меньшей мере одна вставка для восстановления поверхности катания является металлической.

13. Композиционная тормозная колодка по п. 11, в которой по меньшей мере одна вставка для восстановления поверхности катания проходит по всей ширине тормозной колодки.

14. Композиционная тормозная колодка по п. 11, в которой по меньшей мере одна вставка для восстановления поверхности катания приварена к крепежному мостику.

15. Композиционная тормозная колодка по п. 11, в которой воздушные зазоры проходят через композиционный фрикционный материал до крепежного мостика.

16. Композиционная тормозная колодка по п. 14, в которой воздушные зазоры образованы путем процесса пропиливания.