CN101006285A - 安装有较小尺寸轭架的盘式制动器 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种制动盘(1)，制动盘通常包括制动钳(2)、轭架(3)和摩擦装置(8、9)。制动钳滑动地安装在轭架上。为了提高这种盘式制动器的制动性能，同时减少生产成本，本发明的第一摩擦装置通过轭架维持旋转，而第二摩擦装置通过制动钳维持旋转。本发明的盘式制动器其特征还在于轭架包括至少两个导向销(17、18)，制动钳通过所述两个导向销滑动地安装在轭架上。制动钳包括至少两个适合于接纳每一个导向销的孔(18、20)。
Description
技术领域
本发明涉及机动车辆的盘式制动器。本发明的目的是改善盘式制动器的制动性能，同时减少这种盘式制动器的制造成本。本发明更具体地用于汽车领域，但是也可能用于其他领域。
背景技术
车辆的盘式制动器通常安置在车辆的至少一个车轮的轮毂上，该轮毂接纳车轮的轴并支承盘式制动器。盘式制动器按这样一种方式连接到车辆，以使车轮给予制动盘一个旋转运动。
盘式制动器包括一个制动钳，它形成第一爪和第二爪，第一爪和第二爪在制动盘的一个平面的两侧上彼此面对并在盘外侧连接在一起。制动钳的第一爪和第二爪分别装备有第一制动垫块和第二制动垫块。制动垫块以这样一种方式彼此面对地安置在制动盘的两侧上，以致它们的对称平面是共平面的。这个制动钳用于分别通过第一爪和第二爪将第一制动垫块和第二制动垫块作用在制动盘的第一面和相对的第二面上。盘式制动器还包括一个支架(carrier)，支架固定到车辆的至少一个车轮的轮毂上。支架支承制动钳并纵向地相对于制动盘的转动的方向至少部分地包围每个制动垫块。
在制动过程中，通过第一爪和通过第二爪垂直于制动盘的平面一起拉动第一制动垫块和第二制动垫块。为了垂直于制动盘的平面一起拉动，制动垫块中的至少一个首先通过放置在制动钳的至少一个爪中的活塞被推向制动盘。活塞例如在第一制动垫块上施加一个压力，以使活塞垂直于该制动盘的平面将第一制动垫块拉靠在制动盘。该活塞在至少一个在活塞上产生液压力的制动回路的作用下运动。制动回路例如可以包括例如车辆的主液压缸。第二制动垫块然后通过朝制动盘返回(in return)运动的另一爪的反作用被垂直地引向制动盘。
支架使制动钳维持跨装在制动盘上。跨装是指在制动钳跨越制动盘的上方时，制动钳放置在制动盘平面的两侧且在制动盘的周边外侧。支架还使制动钳在该制动钳相对于制动盘前进/后退运动的过程中被导向。制动钳的前进运动是在车辆制动过程中产生的，使制动垫块被一起朝着制动盘拉动。制动钳的后退运动是在车辆脱离制动过程中产生的，使制动垫块相对于制动盘被分开。
为了维持制动钳处在跨装方位并引导制动钳，已知的方案是使支架具有用于接纳由制动钳支承的导向销的孔，销和孔配合以产生制动钳相对于制动盘的前进和后退运动。这些销使制动钳由支架支承，同时有利于两个制动垫块朝着制动盘被导向。支架及其孔在制动盘上方延伸，以致销在这些孔内滑动，同时越过制动盘。支架保持两个制动垫块就位并且它恢复(recover)制动扭矩的主要部分。
文件FR 2747751描述了装备有支架和制动钳的制动盘。这个文件描述了两个导向销由支架支承，并且孔形成在制动钳中。这些导向销都布置有一条平行于制动盘中心轴线的轴线。更特别地，这些销布置成一个销具有一条在制动盘周边之外并在制动盘的任一侧上延伸的轴线，而另一个销具有一条通过该周边内侧的轴线，第二销只在制动盘的一侧上延伸。销的轴线的这种特别布置使得大大地减小这两条轴线之间的距离成为可能，由此产生最小摩擦扭矩。因此，销的卡塞被减至最小，滑动能够在最佳条件发生。
然而，这种类型的盘式制动器的缺点是重量很大，结果使制动性能仍然被减小。
发明内容
为了解决这个问题，本发明采取措施减小盘式制动器的重量，同时增加制动性能。特别地，本发明提供的是，一个制动垫块由支架旋转地保持，另一个制动垫块由制动钳旋转地保持。因此能够提供在制动盘平面的一侧上延伸的半支架。这种形式的支架能够有利地减小盘式制动器的重量并改善盘式制动器的性能。
因此，在车辆制动过程中，活塞引起第一制动垫块朝向制动盘运动，所述第一制动垫块由支架旋转地保持，而第二制动垫块通过制动钳的反作用能够作用在制动盘的另一表面上，同时由制动钳旋转地保持。
制动钳相对于支架的运动是通过销和各自孔的配合引起的。在本发明中，采取的措施是，销由支架支承，孔由制动钳形成。
制动钳可以有利地具有至少一个在其中切割出的窗口，由此较好地促进来自制动钳的热扩散。这也使得可能增加制动钳的拱宽度，并且有利地增加相同重量制动钳的刚度。最后，这还使得可能减小制动钳的重量。
制动垫块可以通过包括螺丝连接件在内的固定装置以及通过至少一个部件或至少一个弹簧固定到制动钳和支架上。
本发明还能够增加同一个车轮的制动盘的直径。
更特别地，本发明的主题是一种机动车辆的盘式制动器，包括：
-盘式制动器制动钳，该制动钳设置有液压缸和鼻部，液压缸具有可滑动地安装在该液压缸内的活塞，制动钳具有用于跨装在制动盘上的形状，
-支架，其固定到车辆，制动钳安装成能够在支架上运动，制动盘设计成布置在鼻部和活塞之间并在此处旋转，
-两个摩擦装置，它们布置在制动盘的两侧上并能够分别借助于活塞和鼻部作用在制动盘的相对的表面上，其特征在于：
-第一摩擦装置由支架旋转地保持，第二摩擦装置由制动钳旋转地保持。
附图说明
在阅读下面的描述和研究附图之后将会更好地理解本发明。这些描述和附图只是作为示意来介绍，对本发明没有任何限制，其中：
图1示出通过垂直于本发明的制动盘所形成的平面的盘式制动器的部分剖视图；
图2示出根据本发明的盘式制动器的外形图；
图3示出根据本发明的盘式制动器的透视图；
图4示意性地表示了根据本发明的连接到制动钳的摩擦装置；
图5a、5b、6和7示意性地表示了根据本发明变型的连接到制动钳或支架上的摩擦装置。
具体实施方式
图1示出了根据本发明的机动车辆的盘式制动器1。盘式制动器1包括制动钳2和支架(carrier)3。制动钳2装配有液压缸4，液压缸具有可滑动地安装在液压缸内的活塞5。制动钳2还具有鼻部7。支架3固定到车辆，制动钳安装成能够在支架上运动。制动盘6介于制动钳2的鼻部7和该制动钳2的活塞5之间，同时用于旋转。制动钳具有用于跨装在制动盘6上的形状。如上所述，跨装是指当制动钳2连接在制动盘上方时制动钳2位于制动盘平面的两侧上并且在制动盘周边外侧。制动盘6在制动盘平面的两侧上限定一个外侧(E)和一个内侧(I)，外侧远离车辆轮毂，内侧靠近该轮毂。盘式制动器还包括两个设置在制动盘6平面的两侧上的摩擦装置8和9。这些摩擦装置8和9能够分别通过制动钳2的活塞5和鼻部7作用在制动盘的相对的表面10和11上。
根据本发明，第一摩擦装置8由支架3旋转地保持，第二摩擦装置9由制动钳2的鼻部7旋转地保持(图2和3)。支架3构成一个轭架，轭架具有中间部12、第一臂13和第二臂14，第一臂13和第二臂14由中间部12连接(图3)。在本发明的优选例子中(图2和3)，支架构成半支架。支架在与由制动盘形成的平面相平行的一个平面中延伸。它不放置在制动盘平面的两侧上。
支架3的两个臂14和13和中间部12构成一个空间16，在该空间内设置第一摩擦装置8(图3)。摩擦装置8、9是由制动垫块8.1、9.1和由垫块支承件8.2、9.2构成(图3)。垫块支承件将相应的垫块连接到制动钳的鼻部或连接到支架上。
每个制动垫块8.1和9.1分别具有一个内表面21、22和一个外表面23和24，每个外表面背向制动盘，每个内表面面向制动盘。
制动钳2跨装在制动盘6上，且具有大致U形的形状(图2)。制动钳构成U形的第一分支15和U形的第二分支7。第二分支7形成制动钳的鼻部7。第二摩擦装置9由制动钳2的鼻部7支承。另一分支15包括液压缸4，活塞5可滑动地安装在所述缸内。活塞5能够使第一摩擦装置8朝向制动盘6运动。
在第一示范实施例中，制动钳2是一个整体部件。在变型中，制动钳由两个部分构成(未示出)，第一部分支承活塞和第二零件支承摩擦装置其中之一。第一部分通过固定装置诸如螺栓连接到第二部分上。
支架3包括两个销17和18，两个销在垂直于由制动盘6形成的平面的方向上延伸(图1)。这些销17和18分别由支架的第一臂13和第二臂14容纳。第一销和第二销能够至少部分地是带螺纹的，以便放入相应的内螺纹孔中，该孔形成在支架的相应臂中。这样的销能够通过冲压金属或滚压制造。
每个销17、18分别地沿轴线44和45延伸，每条轴线平行于制动盘的旋转轴线46和垂直于制动盘平面(图1、2)。第一销和第二销用于滑过相应的孔19和20。第一孔19和第二孔20形成在制动钳2中并且每个孔能够接纳一个销。
如图1中用虚线表示的，孔有利地是通孔，以致每个孔出现在朝向内侧(I)和朝向外侧(E)的两个相对端。第一孔19出现在朝向内侧(I)的第一个第一端19.1和出现在朝向外侧(E)的第二个第一端19.2。第二孔20出现在朝向内侧(I)的第一个第二端20.1和出现在朝向外侧(E)的第二个第二端20.2。
这种贯穿两端的通孔有利地便于制动钳的机械加工。不再需要设定孔的机加工深度。因此设计成用塞子(未示出)塞住第二端19.2、20.2，而塞子拧在相应的孔内。
另一方面，这种通孔能够有利地允许制动钳一方面通过靠近内侧(I)的两端之一相对于销滑动，另一方面，通过远离内侧(未示出)的另一端用螺丝固定第二摩擦装置9。正是第二摩擦装置9的垫块支承件9.2能够固定到远离内侧(I)的一个孔端上。将垫块支承件9.2固定到这样一个孔端有利地能够避免必须塞住所述孔。
最后，这样出现的孔能够有利地便于从车辆外侧取出盘式制动器。特别地，在至少一个销的其中一个自由端提供有用于接纳拧松螺丝工具的装置，例如艾伦内六角扳手。
在制动和脱离制动过程中，制动钳能够相对于销滑动一个有效长度。有效长度是指在车辆制动过程中制动钳相对于销的滑动长度。有效长度能够沿平行于销轴线的一条轴线测量。制动钳的孔的插入长度大于有效长度，其增量为制动垫块和制动盘的允许磨损长度之和。在一个例子中，制动垫块为2cm厚，该销因此能够放入相应的孔中3到5cm长。制动垫块和制动盘的磨损长度沿平行于制动盘旋转轴线46或销的轴线44的一条轴线测量。
每个制动垫块能够通过小的连接柱销连接到相应的支承件上，形成在每个制动垫块上的小连接柱销用来插入形成在支承件上的相应孔中。在图4中所示的例子中，第二垫块9.1能够通过插入例如柱销28连接到第二垫块支承件9.2上，柱销28由第二垫块9.1形成并插入在第二垫块支承件9.2中形成的相应孔29中。第二垫块9.1能够通过将每个柱销28压进相应孔29中与第二垫块支承件9.2连接在一起。柱销和孔以虚线表示在图4中。
至少一个摩擦装置能够通过突起部和槽的方式连接到制动钳的鼻部和/或连接到支架上，突起部30、31能够与在支架或在制动钳的鼻部中形成的槽32、33接合，相关的槽和突起部形成用于将摩擦装置固定到支架或固定到制动钳鼻部的装置。槽和突起部以这样一种方式形成，以致相应的制动垫块几乎不能相对于制动钳运动。槽和突起部也以这样一种方式产生，以致在垫块支承件和制动钳鼻部之间实际上没有任何轴向间隙。
图4示出的例子示意表示了连接到制动钳2的鼻部7上的第二摩擦装置9。第二摩擦装置9包括制动垫块9.1和垫块支承件9.2。第二摩擦装置9.2通过垫块支承件9.2连接到制动钳的鼻部。垫块支承件9.2具有第一突起部30和第二突起部31。相应地，制动钳鼻部7具有接纳所述突起部31和30的第一槽32和第二槽33。槽和突起部以这样一种方式形成，以使装配有制动垫块的垫块支承件连接到鼻部上。
支承第二摩擦装置9的制动钳鼻部7能够在其中心切去一部分以形成孔口34，孔口34在该孔口的两侧限定第一延伸部35和第二延伸部36(图3和4)。这种形状的制动钳2使得减小根据本发明的盘式制动器的重量成为可能。
为了将摩擦装置保持在制动钳的鼻部上或在支架上，例如弹簧41能够固定到相应垫块支承件上，同时以支承接触靠在制动钳或支架上。特别地，在图4的例子中，用于将第二摩擦装置保持在制动钳的鼻部7上的这种弹簧41由金属片41形成，金属片41能够设置成从第一延伸部到第二延伸部，同时支承靠在第一延伸部、第二延伸部和相应垫块支承件上。该弹簧41平行于由制动盘形成的平面延伸。该弹簧41使第二摩擦装置保持在制动钳的鼻部，同时使第二摩擦装置相对于鼻部以浮动结构形式保持。
弹簧41将第一延伸部连接到第二延伸部，同时本身通过固定装置连接到第二摩擦装置。特别地，该弹簧41由金属板形成，金属板在其中心局部变形以形成一个接收罩42(图2)。这个接收罩42接纳由垫块支承件9.2相应地形成的凸起部43。通过将弹簧41放在凸起部43上，弹簧41一方面支承靠在第一延伸部35上，另一方面支承靠在第二延伸部36上。由弹簧41构成的金属板在接收罩42与弹簧41支承在相应延伸部上的每个部位之间呈弯曲状。
在一个变型中，摩擦装置的至少一个支承件设置有至少一个第一凹槽38，制动钳鼻部和/或支架设置有第二凹槽39。至少一个可取出部件37部分地装在第一凹槽内和第二凹槽内。在图5a和5b的例子中，第二摩擦装置能够通过部件37连接到制动钳的鼻部，部件37部分地装在形成在第二摩擦装置9的垫块支承件9.2中的第一凹槽38内和部分地装在形成在制动钳鼻部中的第二凹槽39内。部件37能够首先插入在两个凹槽38或39其中一个凹槽中，然后第二摩擦装置或制动钳被作用到该部件37上，以使该部件37叠盖在制动钳鼻部和第二摩擦装置之间。在后一种情况中，有利地不出现这些凹槽38和39。
根据本发明的另一个变型，第二摩擦装置能够通过至少一个螺栓47和至少一个螺母48(图6)连接到制动钳鼻部和/或连接到支架上。
每个摩擦装置具有第一凸耳25、第二凸耳26和中心本体27。在图4的例子中，第二摩擦装置9具有第一凸耳25、第二凸耳26和中心本体27。根据图7中的本发明的另一个变型，相应摩擦装置的凸耳25和26被延长以形成钩50。钩50以虚线表示在图7中。这个钩50与摩擦装置的本体27一起，限定插入罩51的边界。在插入罩51的内部，支架3或制动钳2的鼻部7以浮动方式插入。为此，支架或制动钳鼻部形成与插入罩呈互补形状的突出部52。罩51和突出部52以这样一种方式形成，以致摩擦装置以浮动方式插入支架或制动钳内。这种浮动的摩擦装置是“推拉”型的，因此接收一些制动力矩并有助于支架的刚度。在图7的例子中，第一摩擦装置放置在空间16内。正是中间部12构成与插入罩呈互补形状的至少一个突出部52。
为了便于来自本发明的盘式制动器的热量消散，制动钳例如能够具有至少一个窗口49(图1)。该窗口使得减小这种盘式制动器的重量和使得促进热量的释放成为可能，这种热量是在车辆制动中由垫块在制动盘上的摩擦引起的。
制动盘具有中心和周边，中心是制动盘的这样一个位置，在该位置上制动盘的旋转轴线46被放置成垂直于制动盘平面。制动盘的周边限定制动盘的边界。构成制动钳的材料在沿制动盘的周边并彼此相对的第一位置附近和第二位置附近，比在同样位于制动盘的周边的该制动钳的中心附近，分布的数量更多。更精确地说，构成制动钳的材料在形成第一孔的第一位置处和在形成第二孔的第二位置处，比在相应于该制动钳中心的位置处，分布的材料量更大。构成制动钳的材料的这种分配有利地能够获得高达20％的制动吸收(braking absorption)。
Claims (14)
1.一种机动车辆的盘式制动器(1)，包括：
-盘式制动器制动钳(2)，该制动钳设置有液压缸(4)和鼻部(7)，该液压缸具有可滑动地安装在该液压缸内的活塞(5)，制动钳具有用于跨装在制动盘(6)上的形状，
-支架(3)，其固定到车辆，制动钳安装成能够在支架上运动，制动盘设计成布置在鼻部和活塞之间并在此处旋转，
-两个摩擦装置(8、9)，它们布置在制动盘的两侧上并能够分别借助于活塞和鼻部作用在制动盘的相对的表面(10、11)上，
其特征在于，半支架(3)只在制动盘(6)平面的一侧上延伸，销(17、18)垂直于制动盘(6)平面穿过制动盘上方。
2.根据权利要求1的制动器，其特征在于第一摩擦装置布置这样一个空间(16)内，该空间(16)形成在由支架形成的轭架的两个臂(13、14)之间。
3.根据权利要求1或2的制动器，其特征在于：
-制动钳跨装制动盘上，同时制动钳具有大致U形的形状，U形的第一分支(15)和U形的第二分支(16)平行于制动盘平面延伸。
-第二摩擦装置被由制动钳形成的U形的两个分支中的一个分支支承，制动钳U形的另一个分支包括液压缸和活塞，活塞能够使第一摩擦装置朝向制动盘运动。
4.根据权利要求1到3中的一个权利要求的制动器，其特征在于，支架具有至少两个导向销(17、18)，制动钳通过这两个销可滑动地安装在支架上，制动钳具有至少两个孔(19、20)，每个孔能够接纳一个销。
5.根据权利要求4的制动器，其特征在于，
-每个摩擦装置(8、9)具有制动垫块(8.1、9.1)和垫块支承件(8.2、9.2)，
-制动钳能够在制动和脱离制动过程中相对于销滑动一个有效长度，所述孔还具有一个大于有效长度的插入长度，其增量为制动垫块和制动盘的允许磨损长度之和。
6.根据权利要求4或5的制动器，其特征在于：
-制动钳设置有至少两个通孔，所述两个通孔能够接纳用于将制动钳安装在支架上的销，通孔出现在两个相对端(19.1、20.1、19.2、20.2)，一端用于容纳销，另一端与其相对，和
-至少一个摩擦装置通过与用于容纳销的一端相对的那端被固定。
7.根据权利要求1到6中的任何一项权利要求的制动器，其特征在于，至少一个摩擦装置设置有垫块支承件，垫块支承件具有至少一个突起部(30、31)，所述突起部能够接合在支架中或在制动钳鼻部中形成的槽(32、33)内，相关的槽和突起部形成用于将摩擦装置固定到支架或到制动钳鼻部上的装置。
8.根据权利要求7的制动器，其特征在于，导向弹簧(41)设置在制动钳或支架和相应摩擦装置之间，同时放置在突起部周围。
9.根据权利要求1到8中的一项权利要求的制动器，其特征在于，
-摩擦装置的至少一个支承件设置有至少一个第一凹槽(38)，制动钳鼻部和/或支架设置有第二凹槽(39)，
-至少一个可取出的部件(37)部分地装在第一凹槽和第二凹槽内。
10.根据权利要求1到9中的一项权利要求的制动器，其特征在于，至少一个摩擦装置通过至少一个螺栓(47)和至少一个螺母(48)连接到制动钳鼻部和/或连接到支架上。
11.根据权利要求1到10中的一项权利要求的制动器，其特征在于，支承第二摩擦装置的制动钳鼻部在其中心切割掉一部分以形成一个孔口(34)，孔口(34)在该孔口的两侧限定第一延伸部(35)和第二延伸部(36)的边界，第二摩擦装置通过至少一个所述延伸部固定到制动钳鼻部上。
12.根据权利要求11的制动器，其特征在于，弹簧(41)将第一延伸部(35)连接到第二延伸部(36)，同时它通过固定装置连接到第二摩擦装置上。
13.根据权利要求1到12中的一项权利要求的制动器，其特征在于，构成制动钳的材料在沿制动盘的周边并彼此相对的第一位置附近和在第二位置附近，比在同样位于制动盘的周边的该制动钳的中心附近，分布的数量更多。
14.根据权利要求1到13中的一项权利要求的制动器，其特征在于，摩擦装置(8、9)的支承件具有两个凸耳(25、26)和一个本体(27)，每个凸耳伸长以形成钩(50)，所述钩与本体一起限定插入罩(51)，插入罩用于容纳由支架或由制动钳形成的互补形状的突起部(52)。
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