CN100392275C - 盘式制动钳和盘式制动器 - Google Patents

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Abstract

一种盘式制动钳，其包括壳体和力传递装置，所述力传递装置用于可操作盘式制动器响应来自推力件的加载，沿第一轴移动制动器的摩擦元件与转动制动盘相啮合，该装置在与所述推力件相啮合的第一端附近基本垂直于第一轴的运动受到限制，且该装置仅在第一端由壳体支撑，而第二端则与摩擦元件相啮合。本发明也提供了一种包括上述盘式制动钳的盘式制动器。

Description

盘式制动钳和盘式制动器
技术领域
本发明涉及一种用于盘式制动器的力传递装置。本发明还涉及一种包括力传递装置的盘式制动钳和包括该盘式制动钳的盘式制动器。
背景技术
盘式制动器，特别是气动盘式制动器的力传递装置被安装在制动器的制动钳内并将驱动力从驱动器经挺杆或活塞传递到制动器的摩擦元件上。典型地，力传递装置还包括调整机构，以便在使用中补偿摩擦元件的磨损。
已知的力传递装置有许多问题。例如，在这种装置中，较大的金属与金属之间的滑动表面降低了效率，为提供凸轮轴和这种装置壳体之间的紧配合所需要的机械加工具有相对高的成本，并且密封常常位于接近摩擦元件的后部并在极高温度应用中受到的损坏。而且，由于这种装置的挺杆头是分立部件，它们必须通常通过固定环或弹簧卡环固定安装到凸轮轴上，因此，增加了零件的数量。此外，尽管用于摩擦元件的铸铁后板在商业车辆市场上是平常的事，但是为确保摩擦元件后板是平的和因此使来自力传递装置的负荷被充分地分布在后板上，摩擦元件后板的加工是高成本的。
发明内容
本发明致力于克服或至少缓解现有技术的问题。
因此，本发明一方面提供了一种盘式制动钳，其包括壳体和力传递装置，所述力传递装置用于可操作盘式制动器响应来自推力件的加载，沿第一轴移动制动器的摩擦元件与转动制动盘相啮合，该装置在与所述推力件相啮合的第一端附近基本垂直于第一轴的运动受到限制，且该装置仅在第一端由壳体支撑，而第二端则与摩擦元件相啮合。
另外，本发明也提供了包括上述盘式制动钳的一种盘式制动器。
附图说明
参照附图，现在将仅通过例子描述本发明的实施例，其中：
图1为带有现有技术的力传递装置的部分现有技术盘式制动器的剖面图；
图2为现有技术摩擦元件和部分力传递装置的分解透视图；
图3为根据本发明的带有力传递装置的盘式制动器剖视图；
图4为力传递装置和摩擦元件之一部分的分解透视图；
图5为图4的摩擦元件的后板的剖视图；和
图6至8示出了固定挺杆和后板的备选方案。
具体实施方式
图1和图2示出了现有技术的力传递装置5。简单地说，所述装置被安装在盘式制动器制动钳壳体7的腔9中。壳体7在其外表面上适合安装有常规气动或其它动力驱动器(没有示出)。驱动杆(没有示出)在动力驱动器推动件的作用下进行角往复摆动，所述杆被集成或安装到转动驱动件13上，所述转动驱动件被转动地支撑在制动钳内。转动驱动件13具有凹陷，以便容纳各个圆柱形滚柱15、16，所述圆柱形滚柱15、16的轴与驱动件13的转轴不重合并形成偏心驱动配置，利用滚柱15和16挤压各个推力组件，如所示的可调整的挺杆组件，并通常用力传递装置5的标号17、18来表示。
杆及其连接件13的转动通过挺杆组件17、18使驱动推力施加到被直接驱动的摩擦元件2上，并且经制动钳通过再作用施加到被间接驱动的摩擦元件(没有示出)上。安装摩擦元件，以面对制动盘或转子4的各个侧面。摩擦元件被容纳在制动挂架3上的开口中，所述制动器挂架3被固定到车辆非转动部分(如悬架)上，制动器被安装到所述车辆上，因此，限制了摩擦元件的周向和径向向内运动。众所周知，由片簧30和片条32来限制径向向外运动。
调整器组件由标号19表示，并可以为任何适当的常规形式，在此不必详细描述。调整器响应摩擦元件2的过分运动(因在使用中摩擦材料40的磨损)，并通过齿轮52产生调整器21的转动，所述齿轮52再转动可调整挺杆组件17和18的一对调整器轴22和23。
挺杆组件17和18具有相同的结构和运转方式。因此，仅详细说明组件17。该组件包括挺杆壳体24，所述挺杆壳体24包括三叶(trilobular)衬套24A。挺杆头26被安装到凸轮轴25的闭合端部分，所述凸轮轴25具有三叶外表面，所述三叶外表面容纳在衬套24A中，以便在轴向上受到衬套的引导。凸轮轴25还有用于容纳调整器轴22的内螺纹孔，所述调整器轴22具有对应的外螺纹。挺杆组件17和18在邻近摩擦元件2处设置有挺杆头26。
当从图1的右侧由制动驱动器施加力时，整个挺杆组件沿镗孔24A滑动，以便通过挺杆头26将制动力传递到摩擦元件2。由于摩擦元件2还能做径向向外运动和特定程度的周向运动，在操作中挺杆头26和摩擦元件之间有一定的相对运动。为了调整挺杆的长度，转动调整器轴22，以便使调整器轴和活塞轴25之间根据它们的匹配螺纹而相对轴向运动。在镗孔24A内的挺杆25外表面的三叶配置防止挺杆25相对壳体24转动，因此，保证了转动调整器轴22导致挺杆组件17实际延伸。
为了防止灰尘粒子和碎片进入挺杆25三叶外表面和镗孔24A之间的滑动接触面，在挺杆头26和壳体24之间设置有密封29。
参考图3和4，所示出的根据本发明实施例的力传递装置105被安装在上述公开的已知形式盘式制动器壳体7的腔9内。盘式制动器的其余部件与现有技术的部件相同，与现有技术相同的标号来表示并以相同的方式工作。即，部件13通过挺杆组件117和118将驱动推力施加到被直接驱动的摩擦元件102上。如现有技术所示，由调整器机构19调整挺杆组件117和118。
应该注意到，本发明的挺杆壳体124不再包括三叶衬套，所述三叶衬套设置用来在其轴向长度上容纳和限制挺杆。因此，现有技术中对挺杆组件117和118的限制在本发明中不再需要。相反，在使用中，在驱动组件13附近的每一挺杆组件的端部150受到调整器轴122的齿轮环152接触面和壳体124的限制。因此，在壳体124和凸轮轴125之间不必发生接触。每一挺杆组件117和118的相对端部因一构造的定位而受到限制，所述构造设置在摩擦元件102的后板138上。
图4和5示出了根据本发明的制动片后板138，所述制动片后板138通常为平的，并且在一侧具有摩擦表面162和在另一侧上具有加载面。加载面包括两个相同的局部加载展宽部件，其形式为升高的凸台166和168。应该注意到，参照图5，凸台顶部直径d’小于凸台下部直径D。因此，凸台能够起到加载展宽部件的作用。
凸台166为具有边170的圆环锥体，其朝向加载面164逐渐变细。
凸台166还包括升高的支座172形式的部件。支座172为圆环形状，其直径d’略大于凸轮轴125端部174直径d，并且在其内部确定了表面166A，在中心为凹陷的方形定位部件173。
挺杆端部174具有两个大体上相同的圆剖面，其直径为d并具有方形端部突出175，其尺寸适合安装在凹陷173内。
凸轮轴125端部174包括圆环槽174B。波形弹簧176形式的弹性装置被组装进槽174B中。接着将凸轮轴和波形弹簧插入由表面166A和升高的支座172所形成的凹陷中，以便突出175安装在凹陷173内。通过将制动片向凸轮轴125移动，或将凸轮轴向制动片移动可实现该组装过程，下面将该过程作进一步的描述。
应该注意到，例如在维修期间，为了拆卸现有技术的内外摩擦元件102，一旦片条32被拆卸掉，可相对制动器盘在径向上简单地移动所述内外摩擦元件102。
然而，或者在起始组装期间或者在以后的维修再组装期间，本发明的力传递装置提供了组装摩擦元件后板138的替换方法。因此，为了将摩擦元件组装在制动钳的外部位置，即，远离力传递装置的位置，必须将摩擦元件102沿径向插入，接着沿轴向移动，离开制动盘4，以便使后板的定位部件与架梁内表面上的部件相啮合。
波形弹簧176被设计为干涉推入配合在由表面166A所形成的凹陷中，因此，当相关的车辆处于使用时，波形弹簧保证了凸轮轴125的端部174保持与表面166A相接触。
除了提供干涉推入配合外，波形弹簧还允许制动片相对凸轮轴125进行有限的径向运动(假如在定位部件173和突出175之间有一定量的间隙)。具体而言，波形弹簧的弹回特性可被用于衰减摩擦元件中所产生的振动的传递。
应该注意到，波形弹簧176与公知的“公差环”的专有部件相似。因此，在特定条件下，有可能将活塞和制动器片后板设计成“现成的”公差环，而不是特定唯一的波形弹簧。
在这种情况下，波形弹簧被容纳在凸轮轴125的槽174B中，但在另一些实施例中，可将槽设置在升高的支座172上。
应该理解，由于凸轮轴的端部174在径向和周向上受到与后板结合的限制，不再需要由现有技术的镗孔24A来限制。
后板138通常为带有周向端部178和180的弓形。与后板主体部分的厚度(t)相比，周向端部178和180可被局部加厚(T)。该局部厚度保证了周向端部与其相关的挂架3有足够的啮合，甚至在摩擦元件和制动盘损坏的极端情况下也是如此。
同样的局部加厚(没有示出)可设置在后板138径向内边182上，在此处其与相关的挂架相邻。
同样，当将后板138组装在内部位置，即图3所示的位置时，首先将后板138径向内移动，接着轴向远离制动盘，以便后板的定位部件与凸轮轴125相啮合。
将后板138组装到制动钳的另一方法为：首先径向移动后板，以便摩擦材料140接近制动盘表面，接着推动制动器，以便凸轮轴125和梁架的内表面相接近并与后板的定位部件相啮合，从而防止制动片在后续车辆的正常使用中脱出。
考虑到图7和8示出了带有端部274和槽274B的备选挺杆225。设置有备选制动片后板238，在这种情况下，其包括定向孔284。在这种情况下，将挺杆225插入凹陷273中，接下来，将弹簧夹286沿箭头A的方向插入并穿过孔284，以便部位287位于槽274B内，因此，将活塞夹持到制动片上。优选的是，槽不是绕轴225的整个圆周延伸，以便当插入夹286时防止轴和后板238相对转动。
在前述的实施例中，支座172和挺杆端部为环形。然而，在另外一些实施例中，可使用非环形形式。因此，这种形式将替代突出175和槽274B，以能够使磨损调整机构19恰当地起作用。也可使用其它适当啮合形式来防止后板138和凸轮轴125之间相对转动。
有可能仅依赖凸轮轴125和后板138之间的接触面来保证挺杆组件延伸，以响应摩擦材料的磨损。然而，还有可能一旦后板138从凸轮轴的端部移开，凸轮轴可转动，在制动片更换期间不能互相配合，从而导致难以装配待换上的制动片以及难以在使用盘式制动器期间实现摩擦材料的均匀磨损。为了防止这些问题，进一步的防转动部件如齿部件190可设置在接近驱动部件13的凸轮轴125的端部，以便当凸轮轴125如图3所示相对调整器轴122处于缩回位置时，啮合壳体124上的互补构造(没有示出)。由于仅当调整机构已回缩时才可替换制动片102，由齿器件190提供的防转动部件仅需要在这个位置起作用。
可以看出，本发明的力传递装置除了基本密封129以外，还设置有第二密封192，该第二密封192在壳体124和驱动部件13附近的挺杆125端部之间延伸。如果基本密封失效，第二密封192用于防止某些碎片进入力传递装置。
应该理解，本发明的力传递装置具有许多优于现有技术的优点。例如，力传递装置可因减少滑动接触点的数目而提高工作效率。此外，由于需要较少零件和不再需要对凸轮轴和用于凸轮轴的衬套进行加工，所以减小了装置的制造成本。而且，由于仅需要加工用于定位挺杆端部的接触面积，而不需要对后板的大面积进行加工来容纳现有技术的挺杆头或展开板，因此本发明的力传递装置还可节省其它成本。
应该理解，在本发明的范围内，可以有许多变化。例如，力传递装置可以适用于其它调整器机构，如适用于在WO 99/49232和WO 97/01045所公开的调整器机构。本发明还可适用于流体或机械驱动的盘式制动器，而不仅是气体驱动的盘式制动器，并且适用于非浮动制动钳式的盘式制动器。

Claims (14)

1.一种盘式制动钳，其包括壳体和力传递装置，所述力传递装置用于可操作盘式制动器响应来自推力件的加载，沿第一轴移动制动器的摩擦元件与转动制动盘相啮合，该装置在与所述推力件相啮合的第一端附近基本垂直于第一轴的运动受到限制，其特征在于，所述装置仅在第一端由壳体支撑，而第二端则与摩擦元件相啮合。
2.根据权利要求1所述的盘式制动钳，其特征在于：第二端远离第一端，第二端设置有与摩擦元件相啮合的构造，并且该构造限制自身和摩擦元件之间在基本垂直于第一轴的方向上的相对运动。
3.根据权利要求1或2所述的盘式制动钳，其特征在于：所述壳体在第一端处限制基本垂直于第一轴的运动。
4.根据权利要求1或2所述的盘式制动钳，其特征在于：所述装置包括至少一个挺杆。
5.根据权利要求3所述的盘式制动钳，其特征在于：所述装置包括至少一个挺杆。
6.根据权利要求4所述的盘式制动钳，其特征在于：挺杆可延伸。
7.根据权利要求5所述的盘式制动钳，其特征在于：挺杆可延伸。
8.根据权利要求6所述的盘式制动钳，其特征在于：挺杆能够根据凸轮轴和调整器轴的相对转动而延伸。
9.根据权利要求7所述的盘式制动钳，其特征在于：挺杆能够根据凸轮轴和调整器轴的相对转动而延伸。
10.根据权利要求6至9中任意一项所述的盘式制动钳，其特征在于：所述构造能够限制所述挺杆中一个元件的转动，以允许挺杆延伸。
11.根据前述权利要求10所述的盘式制动钳，其特征在于：其构造包括挺杆和摩擦元件的互补非圆环部分。
12.根据权利要求6或7所述的盘式制动钳，其特征在于，当挺杆处于缩回位置时，在壳体和挺杆之间的协同操作构造被设置用于防止壳体和挺杆中一个元件之间的相对转动。
13.根据权利要求10所述的盘式制动钳，其特征在于，当挺杆处于缩回位置时，在壳体和挺杆之间的协同操作构造被设置用于防止壳体和挺杆中一个元件之间的相对转动。
14.一种盘式制动器，其包括根据权利要求1至13中任意一项所述的盘式制动钳。
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