[發(fā)明專利]非編織和裂縫減少的制動盤預(yù)制品和制動片

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201580050877.4
• 申請日: 2015-08-10
• 公開（公告）號: CN107002790B
• 公開（公告）日: 2020-03-13
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 艾倫·辛普森;斯泰萬·R·庫西
• 申請（專利權(quán)）人: 先進(jìn)碳技術(shù)有限責(zé)任公司
• 主分類號: F16D65/12
• 分類號: F16D65/12
• 代理公司: 中科專利商標(biāo)代理有限責(zé)任公司 11021
• 代理人: 孫紀(jì)泉

本發(fā)明描述了如下的制動盤預(yù)制品和制動片，所述制動盤預(yù)制品和制動片被構(gòu)造成通過將在制動過程中施加的軸向力分配在預(yù)制品的抵接部段和從預(yù)制品制造的盤之間的對接接頭兩端，減少裂縫和失效。預(yù)制品包括螺旋環(huán)形結(jié)構(gòu)，螺旋環(huán)形結(jié)構(gòu)圍繞縱向軸線從具有局部環(huán)狀形狀的多個碳化纖維前體絲束部段形成。當(dāng)在縱向軸線方向上觀察時每個部段都是不對稱的并且被構(gòu)造成使得被部段的端部限定的平面從不與從縱向軸線徑向地延伸的平面共面。制動片具有局部環(huán)狀形狀和端部，所述端部適于防止由端部限定的平面在使用過程中與從制動盤縱向軸線徑向地延伸的平面共面。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明大致涉及制動摩擦構(gòu)件的領(lǐng)域，包括但是不受限于，制動盤預(yù)制品、制動盤、制動片和用于制造上述構(gòu)件的方法。

背景技術(shù)

首先通過形成制動盤預(yù)制品10(本文中有時被稱為“預(yù)制品”)以制造用于一些車輛的制動盤，制動盤預(yù)制品10隨后被機(jī)加工以產(chǎn)生制動盤。制動盤預(yù)制品10(因此和制動盤)由包括碳化纖維前體的多個部段12構(gòu)成，部段12被圍繞中心縱向軸線14端到端地放置和鄰接以形成環(huán)形螺旋結(jié)構(gòu)16。螺旋結(jié)構(gòu)16具有多個區(qū)段18(見圖1，其中單個區(qū)段18被圖示)，區(qū)段18類似于那些螺紋，但是在以下方面與螺紋不同，即每個相繼的區(qū)段18定位成縱向鄰近并且接觸之前的區(qū)段18使得區(qū)段18在縱向方向上與彼此接觸。每個區(qū)段18都包括多個部段12，其中每個部段12都具有局部環(huán)狀形狀，使得每個部段12包括環(huán)面扇形。如圖2和3更清楚地所示，每個部段12還具有內(nèi)半徑RI、外半徑R0、圍繞縱向軸線14的包括的中心角度β、第一端部20和第二端部22。返回參照圖1，螺旋結(jié)構(gòu)16還具有多個徑向延伸的對接接頭24，其中每個對接接頭24形成在分別鄰近的部段12的抵接端部20、22之間。每個部段12的中心角度β通常被選擇成確定螺旋結(jié)構(gòu)16的每區(qū)段18的部段12的數(shù)量，并且被選擇成使得區(qū)段18的部段12之間的對接接頭24在縱向鄰近的區(qū)段18的部段12之間與對接接頭24不是共面的。特定區(qū)段18的部段12通常地包括定向在弦方向(見圖2)或徑向方向(見圖3和4)上的碳化纖維前體絲束。通常，鄰近區(qū)段18的部段12不包括定向在相同方向上的碳化纖維前體絲束，以改善制動盤預(yù)制品10的機(jī)械和結(jié)構(gòu)性質(zhì)。

上述預(yù)制品架構(gòu)已經(jīng)成功地用于航空產(chǎn)業(yè)中使用的制動盤，其中通常地在制動堆疊中具有至少兩個制動盤和三個固定片，并且堆疊的軸向壓縮用于產(chǎn)生和控制摩擦力以提供制動。最近，具有該架構(gòu)的預(yù)制品10已經(jīng)用于具有單個碳碳制動圓盤30(本文中也有時被稱為“制動盤30”)的制動應(yīng)用中，碳碳制動圓盤從預(yù)制品10機(jī)加工成具有相反的前摩擦表面和后摩擦表面32。通過僅在制動盤的摩擦表面32的在兩個制動片34(見圖5，其中僅一個摩擦表面32和一個制動片34是可見的)之間由卡鉗保持的部分上施加軸向力(在制動盤的縱向方向上施加的力)而生成制動摩擦力。類似于制動盤預(yù)制品10的部段12，制動盤30從制動盤預(yù)制品10機(jī)加工，每個制動片34具有包括第一端部36和第二端部38的局部環(huán)狀形狀。在該制動應(yīng)用中，制動片34經(jīng)常不一直均勻地壓縮制動盤30的摩擦表面32。當(dāng)利用在制動片34之間轉(zhuǎn)動的制動盤30壓縮時，壓縮有時在軸向方向上是不均勻的，在碳碳制動盤30中導(dǎo)致剪切力。當(dāng)制動盤預(yù)制品10(因此和制動盤30)的區(qū)段18的鄰近部段12之間的對接接頭24圍繞中心縱向軸線14(例如，在轉(zhuǎn)動方向40上)轉(zhuǎn)動通過制動片34的端部36、38時，對接接頭24在徑向延伸平面42、44中在不同的時間時立刻徑向地對準(zhǔn)制動片34的第一端部36(見圖6)或第二端部38(見圖7)，并且剪切力導(dǎo)致制動盤預(yù)制品10(和因此制動盤30)的碳碳復(fù)合材料在鄰近部段12之間的對接接頭24處或附近裂縫。這些裂縫然后通常地傳播通過碳碳復(fù)合材料并且導(dǎo)致整個制動盤30失效。

因此在產(chǎn)業(yè)中需要具有解決目前的構(gòu)造和架構(gòu)的這些和其它問題、不足和缺點的構(gòu)造的制動盤預(yù)制品、制動盤和/或制動片。

發(fā)明內(nèi)容