CN1761823A

CN1761823A - 盘式制动器

Info

Publication number: CN1761823A
Application number: CNA2004800072911A
Authority: CN
Inventors: 米夏埃尔·朔格; 卡尔-海因茨·沃伦韦伯; 克里斯蒂安·施勒特尔; 迪尔克·黑斯; 吉多·岑茨恩
Original assignee: Lucas Automotive GmbH
Current assignee: Zf Active Safety Co ltd
Priority date: 2003-03-20
Filing date: 2004-03-12
Publication date: 2006-04-19
Anticipated expiration: 2024-03-12
Also published as: CN100419298C; ZA200507535B; KR20050110028A; BRPI0408313A; JP2006520448A; DE10312479A1; US20060060432A1; WO2004083667A1; KR100832582B1; ATE438810T1; DE502004009857D1; EP1604126A1; DE10312479B4; BRPI0408313B1; EP1604126B1; US7431132B2

Abstract

一种盘式制动器，它包括一制动器托架，该托架可以紧固在车辆上并且在制动器的入口侧和出口侧具有螺栓，这些螺栓在制动期间承受作用在制动衬片上的力。这些螺栓(16a，16b)和制动衬片的相对尺寸和布置如此设置，从而在引入能够使车辆减速至最大值为0.1g的制动力时，只有拉伸力作用在制动衬片上。

Description

盘式制动器

技术领域

本发明涉及一种具有制动器托架的盘式制动器，它可以紧固在车辆上并且在制动器的前侧和后侧处具有用来承受在制动期间作用在制动衬片上的拉伸力和/或压缩力的螺栓。

背景技术

这种制动器是公知的。通常由支撑板和摩擦衬片构成的制动衬片通过紧固在制动器托架上的螺栓相对于制动盘轴向引导。在盘式制动器中，“轴向地”通常表示：沿着与制动盘的旋转轴线平行的方向。因此“径向地”表示沿着与在上述意义中的轴向方向垂直的方向。

这种盘式制动器的背景技术例如由以下专利文献给出：DE 1 238284、DE 1 505 491、DE 1 575 920、DE 196 52 936、DE 2 804 808、DE 39 33 395、DE 2 845 404、DE 41 15 064和DE 4 416 815。

在盘式制动器的设计中一直存在的技术问题是降低制动器的制造成本和重量，同时具有高操作可靠性和低维护成本。后两个所限定的目标特别还包括避免制动器由于腐蚀而出现故障。对于所有制动器设计的特别问题是防止由于振动而引起啸叫噪音。

发明内容

本发明也致力于这些技术目的。

在权利要求1中具体说明了根据本发明的盘式制动器。在从属权利要求中描述了优选的改进方案。

根据本发明来如此实现上述技术目的，其中螺栓的中心轴线限定了一平面，该平面与盘轴线的径向间距小于制动衬片的摩擦衬片的面积中心与盘轴线的径向间距。

根据本发明的制动衬片设置为用于在两个螺栓上支撑制动衬片的盘式制动器，其中制动器衬片具有用于这些螺栓的接收器，这些接收器的内表面在制动期间受到拉伸力和/或压缩力。这些接收器尺寸如此设定，即一旦引入能够使车辆减速到最大值在0.1g范围内的制动力时，只有拉伸力作用在制动衬片上。这些接收器以这样的方式设置，即这些螺栓的中心轴线限定一平面，该平面与盘轴线的径向间距小于制动衬片的摩擦衬片的面积中心与盘轴线的径向间距。

在从属权利要求中描述了本发明的优选改进方案。本发明还涉及用在盘式制动器中的制动衬片。

在从属权利要求中和以下实施例的说明中概括了本发明的其它优选实施例。

附图说明

这些附图显示出：

图1为从车辆外面在装配状态中看到的盘式制动器的前视图；

图2为沿着制动钳的方向从上方看的根据图1的盘式制动器的平面图；

图3为从侧面即沿着制动盘的平面方向看的根据图1和2的制动器的侧视图；

图4为根据图1至3的盘式制动器的剖视图；

图5为制动器托架的前视图；

图6为制动器托架的平面图；

图7为从车辆内部在装配状态中看的根据图1至6的盘式制动器的后视图；

图8显示出用在根据图1至7的盘式制动器中的制动衬片；

图9为制动器托架的改进方案的平面图；

图10为根据图9的制动器托架的后视图；

图11为制动器托架的改进实施例；

图12为制动衬片的改进实施例，其中制动器托架为局部剖视；

图13为根据图12的制动衬片的放大图；

图14为具有制动钳的根据图11的制动器的实施例的后视图(即，从车辆内部看)；

图15为根据图11和14的制动器的实施例的平面图；

图16显示出将浮动制动钳紧固在根据图11、14、15的制动器的实施例中的制动器托架上；

图17显示出在根据图1至10实施例中的制动器的浮动制动钳的螺栓引导件；

图18显示出具有螺栓和弹性套筒的制动器托架的一部分；以及

图19显示出具有减振板的制动衬片和衬片紧固螺栓的一部分。

具体实施方式

在下面的附图中描绘了不同的实施例，其中具有彼此相同或类似功能的部件由相同的附图标记来表示。

如在图1、2、5、6中具体所示，制动器托架10具有两个臂10a、10b。在制动器托架上方设有一制动钳12，它在所示的实施例中设计成由两部分结构形成的浮动制动钳。该制动钳包括内部12a和外部12b(相对于车辆)。这些部分12a、12b通过螺钉26a、26b、26c、26d牢固地相互连接(参见图2和7)。制动托架10以通常的方式牢固地紧固在车辆上，为此使用了孔14a、14b和螺钉(未示出)。

如图6(以及图1、3、4、5)具体所示，柱螺栓16a、16b、18a、18b牢固地连接在制动器托架10上。所述柱螺栓在其部分纵向长度上设有外螺纹，该外螺纹拧入到制动器托架10中的配合内螺纹中。柱螺栓在图6中暴露的部分(即，在图6中没有被制动器托架覆盖的部分)没有螺纹。柱螺栓16a、16b、18a、18b的这些平坦部分用来以下面所详细说明的方式支撑制动衬片。用来支撑制动衬片的柱螺栓的螺栓为圆柱体形状。

如从图3、4、7中具体看出，浮动制动钳12在柱螺栓20a、20b上滑动。如从图3中具体看出一样，柱螺栓20a、20b拧入到位于车辆内侧的柱螺栓18a、18b中，即与之同轴。为此，柱螺栓18a、18b每个都在中央处设有内螺纹，可以将柱螺栓20a、20b的外螺纹拧入到其中。因此，柱螺栓20a和18a以及柱螺栓20b、18b在每种情况下都相互同轴(参见图3)。柱螺栓16a、18a与柱螺栓16b、18b一样同轴(图6)。

根据图2和7，两个制动钳部分12a、12b通过螺钉26a、26b、26c、26d相互牢固地连接。两个制动钳部分12a、12b的定位面由图2中的12c表示。

通常，通过流体入口22将用于使活塞28运动的制动流体引入到流体腔室30中(参见图4)。因此，如果在流体腔室30中的流体压力增大，则活塞28在图4中向右运动，并且制动钳12相应地向左运动。

图8显示出两个相同结构的制动衬片32a、32b中的一个(32a)(也参见图4)。制动衬片32a包括支撑板34a(由金属制成)和摩擦衬片36a。摩擦衬片36a在制动期间由于摩擦而变得磨损。图8还显示出摩擦衬片32a的区域中心F。该制动衬片在每种情况下在制动器的前侧和后侧处都具有U形凹槽40、40′。图8还示意性地显示出制动盘38的旋转轴线A(后者没有在图8中显示出，参见图4)。

制动衬片32a、32b从上方通过其U形凹槽40、40′分别安装到柱螺栓16a、16b和18a、18b的无螺纹部分上。这导致凹槽40、40′中的壁和相应柱螺栓16a、16b、18a、18b的表面线接触。

制动部件尤其是柱螺纹16a、16b、18a、18b的位置和在制动衬片32a、32b中的凹槽40、40′之间的距离以及这些凹槽40、40′自身的尺寸如此设定，即柱螺栓16a、16b、18a、18b的纵向轴线限定了一平面P，该平面因此穿过这些轴线，并且其与制动盘的旋转轴线A的距离D(参见图5和8)小于制动衬片的摩擦衬片的面积中心F与旋转轴线A的距离。

根据本发明的一变型例，这些不同尺寸并不参照由螺栓轴线限定的平面，而是参照这些螺栓轴线自身。这些螺栓轴线因此与盘轴线A的径向间距小于相应摩擦衬片的面积中心F与盘轴线A的径向间距。

另外，制动器部件的所述尺寸如此选择，即一旦引入能够使车辆减速至大约0.1g的制动力，则只有拉伸力作用在制动衬片上。如果在图8中制动盘绕着轴线A沿着逆时针方向转动，则制动器的前侧位于右边即与凹槽40对应，而制动器的后侧位于左边，即与凹槽40′对应。在轮胎和道路之间存在良好摩擦接合的情况下，在制动力不超过大约为0.1g的所述最大车辆减速度的情况下，在制动衬片32a即在前侧处只出现拉伸力；在图8的右侧，通过制动衬片的前侧凸出部42来承受制动力。该摩擦力在图8中沿着向左方向作用。只有在引入大于0.1g减速度的制动力时，制动衬片的后表面46才撞击在位于凹槽40′中的相应螺栓上，并且这些制动力通过在凸出部42处的拉伸力和在表面46处的压缩力吸收。

该制动器的尺寸也可以如此选择，即制动衬片32a、32b在传递由大约为10巴的液压制动压力导致的并且与大约为1m/s²的车辆减速度对应的制动力时，总是只有所述的拉伸力作用在制动衬片上，而在传递与高于3m/s²的车辆减速度对应的高于30巴的液压制动压力时，拉伸力和相当大的压缩力一直从制动衬片(如上所述)作用在这些螺栓上。在10和30巴之间的过渡范围中，在两个螺栓上的压力分布发生缓慢增大。

优选选择上述通过拉伸和/或压缩传递的负载用于布置在车辆外侧处的制动衬片。对于设置在车辆内侧处的制动衬片，这些尺寸优选如此选择，从而这些负载主要为张力。

图9和10为该制动器的一特殊改进方案，其中制动器托架10设在相对于车辆的外侧处，并且桥接件42使制动器托架10的自由臂10a、10b相互连接。该桥接件42可以例如由金属板制成，并且通过柱螺栓16a、16b螺纹连接。该桥接件42加强了制动器托架并且可以传递负载。例如它还可以用来安装标志或商标。

该桥接件42还可以采取多层金属板的形式，尤其是可以设有以在金属层之间具有阻尼层的夹层结构的阻尼材料。在所述情况下，优选的是，在螺纹连接处(柱螺栓16a、16b)的区域中不设置任何阻尼材料。

根据图8，这些U形凹槽40、40′在其基底处在侧面之间具有圆形过渡部分，其中过渡部分半径(参见附图标记48)小于支撑螺栓16a、16b、18a、18b的半径。由此可以更加精确地限定在制动衬片和螺栓之间的接触线。

在U形凹槽40、40′中的螺栓的较小的优选为线性的接触区由于高表面压力而可以除去任何腐蚀产物。基本上避免了振动。

在U形凹槽40、40′中，即在螺栓和凹槽壁之间可以设有例如采用“U”形形状的阻尼板。螺栓16a、16b、18a、18b也可以设有一套筒，尤其是弹性套筒，这同样可以导致增大振动阻尼。

前述制动器特别地具有附加的优点，尤其是易于制造和装配。在制造的情况下，制动器托架的机加工只需钻孔、锪孔和螺纹切削。

图11显示出相对于根据图6的实施例而修改的制动器托架10。如在根据图6的实施例中一样，根据图11的制动器托架10中也形成有用来接收柱螺栓16a、16b、18a、18b(在图11中未示出)的螺纹孔50a、50b。但是，在根据图6的实施例的变型例中，在根据图11的制动器托架的实施例中，用于引导制动钳的螺栓没有同轴地拧入到用于支撑制动衬片的柱螺栓中，而是在制动器托架10中设有用于接收柱螺栓的单独螺纹孔52a、52b(参见图16，附图标记56a)，制动钳可以在这些螺栓上轴向滑动。

具有根据图11的制动器托架的制动器在其它方面，即除了通过螺纹孔52a、52b和相应的柱螺栓56a引导制动钳(参见图16)之外，与根据图1至10的实施例对应。这在图14、15和16中显示出，其中与在根据图1至10的实施例中的相应部件具有相同或至少相似功能的部件和元件具有与在图1至10中相同的附图标记。在上述实施例的修改例中，浮动制动钳12因此在拧入到螺纹孔52a、52b中的柱螺栓56a、56b上滑动(图11)。

图12显示出具有摩擦衬片36的制动衬片32，它与根据图8的实施例相比进行了修改。在没有制动器托架10的图13中稍微放大地显示出该制动衬片32。

在根据图1至17的实施例中，其上支撑着制动衬片的柱螺栓16a、16b、18a、18b在支撑区域中每个都为圆柱形。

图16显示出通过柱螺栓56a将浮动制动钳12支撑在制动器托架10上的在上面已经提到的细节(制动器的另一侧为具有柱螺栓56b的相应设计，参见图14)，该柱螺栓拧入到制动器托架10中的螺纹孔52a中。同样已知的套筒58位于柱螺栓56a和制动钳12之间。滑动引导件按照传统的方式密封。

图17显示出根据图1至10的制动器的细节，即浮动制动钳12在其上滑动的柱螺栓20a和支撑制动衬片的柱螺栓16a的同轴布置。如上所述，在柱螺栓16a的中央处形成有内螺纹60，柱螺栓20a通过配合的外螺纹而被拧入到其中。套筒62包围柱螺栓20a。在套筒62上滑动的是另一套筒64，它牢固地连接在制动钳12上。在套筒62外侧的滑动表面由密封件66密封。

图18显示出具有螺栓16a的制动器托架10的一优选改进方案的细节，在这里它设有一套筒68，制动衬片或通过根据图8的U形凹槽或通过根据图12、13的孔54a和/或54b而支撑在其上。套筒68可以具有防腐特性和/或在制动衬片和螺栓之间的阻尼特性。

图19显示出具有制动衬片32的一优选改进方案的细节，该制动衬片例如为根据上述实施例的制动衬片32a、32b中的一个，并且具有螺栓16a，该结构可以相应地构造有螺栓16b，其中在螺栓和制动衬片之间设有用于阻尼目的的弹簧钢板70。

在如上述实施例所述的浮动钳式制动器的修改例中，本发明也可以以固定钳式制动器来实现。为此，制动器托架和螺栓以及制动衬片的相关特征与浮动钳式制动器的那些特征相对应。在固定式制动钳的情况中，仅仅将力不同地引入到制动衬片中。在固定钳式制动器中，与在图8中的附图标记40、40′对应的凹槽可优选采取椭圆形孔的形式。本发明的这些实施例的特别优点在于，因为受到拉伸的制动衬片，所以在四活塞制动器中，所有活塞的直径可以相同。不必在后侧处设置更大的活塞直径。

Claims

1.一种盘式制动器，它具有一制动器托架，该托架可以紧固在车辆上并且在制动器的前侧和后侧处具有螺栓，这些螺栓在制动期间在制动衬片(32；32a，32b)的至少一个上施加拉伸力和/或压缩力，其中所述制动衬片具有用于螺栓的接收器(40，40′；54a，54b)，从而拉伸力和压缩力在接收器的内表面处被吸收，其中螺栓和制动衬片的相对尺寸和布置为这样，即在引入能够使车辆减速至最大值在0.1g范围内的制动力时，只有拉伸力作用在制动衬片上，其特征在于，所述螺栓(16a，16b)的中心线限定了一平面(P)，该平面与盘轴线(A)的径向间距(D)小于制动衬片(32b)的摩擦衬片(36b)区域的中心与盘轴线(A)的径向距离。

2.如权利要求1所述的盘式制动器，其特征在于，由所述螺栓(16a，16b、18a，18b)的中心线所限定的平面(P)与盘轴线(A)的径向间距(D)比制动衬片的摩擦衬片(36a，36b)面积中心(F)与盘轴线(A)的径向间距小至少5％，优选至少10％并且更优选至少15％。

3.如权利要求1所述的盘式制动器，其特征在于，所述制动衬片为外制动衬片(32b)。

4.如前述权利要求中任一项所述的盘式制动器，其特征在于，所述制动衬片(32a，32b)具有U形凹槽(40，40′)，所述螺栓(16a，16b，18a，18b)接合在这些凹槽中。

5.如权利要求4所述的盘式制动器，其特征在于，在所述U形凹槽(40，40′)中的制动衬片(32a，32b)与相应相关的螺栓(16a，16b，18a，18b)线接触。

6.如前面权利要求中任一项所述的盘式制动器，其特征在于，所述螺栓由与制动器托架(10)不同的材料、尤其是耐腐蚀钢制成和/或这些螺栓设有抗蚀材料涂层和/或通过硝化使这些螺栓抗腐蚀。

7.如前述权利要求中任一项所述的盘式制动器，其特征在于，它为一浮动钳式制动器、浮动框架式制动器或固定钳式制动器。

8.用于盘式制动器的制动衬片(32a，32b)，该盘式制动器将制动衬片支撑在两个螺栓(16a，16b，18a，18b)上，其中用于所述螺栓的制动衬片具有接收器(40，40′；54a，54b)，在其内表面上在制动期间受到拉伸力和压缩力，并且其中所述接收器的尺寸为这样，即在引入能够使车辆减速至最大值在0.1g范围内的制动力时，只有拉伸力作用在制动衬片上，其特征在于，所述接收器(40，40′)以这样的方式设置，即这些螺栓的中心线限定了一平面(P)，该平面与盘轴线(A)的径向间距(D)小于制动衬片(32b)的摩擦衬片(36b)面积中心(F)与盘轴线(A)的径向间距。

9.如权利要求8所述的制动衬片，其特征在于，它具有U形凹槽(40，40′)，它们的尺寸及设置为这样，即它们接收制动器托架(10)的引导螺栓(16a，16b，18a，18b)。

10.如权利要求9所述的制动衬片，其特征在于，在所述U形凹槽(40，40′)中的制动衬片(32a，32b)与相应相关的螺栓(16a，16b，18a，18b)线接触。