CN101035997A - 摩擦元件和盘式制动器 - Google Patents

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Abstract

本发明主要涉及用于盘式制动器的摩擦元件，该摩擦元件包括支撑板，在该支撑板上固定摩擦材料，该摩擦材料被设计成与制动盘的第一面接触。摩擦元件还包括用于使所述摩擦元件返回其不工作位置的弹性元件，所述弹性元件包括螺旋卷绕段，长度不同的第一和第二臂(30，32)从该螺旋卷绕段延伸出，并且该第一和第二臂(30，32)被设计成弹性地靠在盘式制动器的制动钳的顶部上。螺旋卷绕段被装配到设置在支撑板的径向突起中的孔中。本发明还涉及包括至少一个这种摩擦元件的盘式制动器。

Description

摩擦元件和盘式制动器
技术领域
本发明涉及一种摩擦元件，尤其涉及摩擦衬块类型的摩擦元件，并且本发明还涉及包括这种元件的盘式制动器。
背景技术
特别地，文献EP 0 475 335 A1公开了一种包括弹簧的摩擦元件，该弹簧被设计用来降低盘式制动器中的制动衬块的振动。由钢丝线制成的弹簧包括位于中央部的卷绕段以及沿基本上与该中央卷绕段相切的两个相反的方向延伸的长度不同的第一和第二臂。通过安装在卷绕段中的铆钉将弹簧固定到制动衬块衬片支撑件的上部，臂的各端被设计成靠在盘式制动器的制动钳的弓形结构(arch)的内侧表面上。该弹簧被安装在内侧和外侧摩擦衬块上，即安装在制动盘的一侧。
盘式制动器是机动车辆安全性能的重要组成部分，因此，必须非常可靠地安装。因而，在设置有这种制动衬块的盘式制动器的情况下，必须小心地检查铆钉的安装，万一存在有缺陷的紧固，则可不能在制动器的使用寿命期间保持弹簧，这意味着弹簧具有被置于制动盘和内侧摩擦衬块之间的危险，这样不能接受地降低了制动器的预期制动水平。
此外，盘式制动器的固有问题是制动衬块的反冲(recoil)不足，尤其是内侧制动衬块的反冲不足，这在制动盘和摩擦衬块之间引起残留摩擦，从而产生摩擦衬片的过早磨损。当前，在使制动器中的压力放松时，由于制动盘的轻微跳动，内侧摩擦衬块自然地反冲。此外，引起内侧摩擦衬块移动的液压活塞经由方形密封件(square seal)复位，该方形密封件还保证活塞滑动的密封性。这种设计的盘式制动器运行令人满意，但应优选提高该盘式制动器的运行方式。
此外，日益需要在机动车辆上的装置非常安静地运行。因此，这也是关于制动回路的问题，尤其是对于设置在机动车辆上的盘式制动器。在盘式制动器运行时频繁出现的噪音在英语中称为“尖声(squeal)”。当盘式制动器在低压力下运行时，出现这种噪音。因此，在相对于承载件和/或制动钳牢固地保持盘式摩擦衬块或摩擦衬块的同时，必须降低这种噪音，并且如果可能消除这种噪音。
此外，为了使产品保持竞争力，还必须获得低成本价格的盘式制动器。为此，希望具有需要最少零件的简单、快速构造的盘式制动器。
发明内容
因此，本发明的一个目的是提供一种摩擦装置，该摩擦装置提供改进运行的盘式制动器。
本发明的另一目的是提供一种低成本价格的盘式制动器。
本发明的再一目的是提供一种简单且快速制造制动器的方法。
因此，本发明的一个目的是提供一种盘式制动器，该盘式制动器不仅提供非常低的残留扭矩并由此使制动衬块的复位安静且高效，而且在制造方面提供高水平的可靠性以及低成本价格。
通过设有支撑板的制动衬块来实现这些目的，其中孔穿透该支撑板，线弹簧的卷绕段被安装在该孔中，该弹簧包括设计成作用在盘式制动器的弓形结构上的第一臂和第二臂，该第一臂和第二臂具有不同的长度，以朝向承载件对摩擦衬块施加不对称的力，由此显著地降低尖声，该臂可在摩擦衬块移动的轴向上弹性变形并施加使摩擦衬块返回其不工作位置的力。
换句话说，基本圆柱形状的卷绕段被插入对应直径的孔中，一个臂在支撑板的其中一侧延伸。因为不添加附加零件，由此可减少缺陷安装的危险，因此本发明提供高度可靠的紧固。此外，由于臂靠在弓形结构上，卷绕段的线圈永久地径向向外变形，从而改善了弹簧在支撑板的孔中的安装。
最后，在卷绕段实际上脱离孔的极端情况下，在支撑板的其中一侧设置有臂的事实意味着弹簧将保持与制动衬块连接并且将不会插入在制动盘和制动摩擦衬块之间。
因此，本发明的主要主题是一种用于盘式制动器的摩擦元件，其包括支撑板和固定在所述支撑板的其中一个面上的摩擦材料，所述支撑板基本上是圆弧的形式，所述摩擦元件还包括朝圆弧的外部径向延伸的突起，弹簧元件被固定到所述径向突起，所述弹簧元件由卷绕成线圈的金属线制成并设有第一臂和第二臂，所述第一臂和第二臂沿基本上与所述线圈相切的两个相反的方向延伸，其特征在于，所述支撑板包括用于装配弹簧元件的孔，在所述孔中安装卷绕段，第一臂和第二臂在支撑板的其中一侧延伸；第一臂和第二臂具有不同的长度，以施加朝向摩擦元件前面或后面取向的力。
本发明的另一个主题是用于盘式制动器的摩擦元件，其特征在于，第二臂在制动盘的转动方向上定位在第一臂前面。由于加强了摩擦元件在制动盘的转动方向上在盘式制动器的承载件上的抵靠，因此这种特殊配置保证摩擦元件在低制动压力下非常稳定。
本发明的另一个主题是用于盘式制动器的摩擦元件，其特征在于，第一臂和第二臂的各端被基本上朝向线圈的轴线弯曲。
本发明的另一个主题是摩擦元件，其特征在于，所述摩擦元件包括分别在所述圆弧的第一端和第二端的第一和第二指状物，第一和第二指状物能够分别与在盘式制动器的承载件中形成的第一滑道和第二滑道相互配合。
本发明的另一个主题是一种摩擦元件，其特征在于，所述摩擦元件形成盘式制动器的内侧摩擦元件。
本发明的另一个主题是一种盘式制动器，其包括制动钳、内侧摩擦元件、外侧摩擦元件和至少一个活塞，该至少一个活塞能够使内侧摩擦元件靠着盘式制动器的第一面，其特征在于，所述盘式制动器包括至少一个根据本发明的摩擦元件，所述弹簧的臂被安装成在机械压力下靠在制动钳的弓形结构的内侧面上。
本发明的另一个主题是一种盘式制动器，其特征在于，所述盘式制动器包括设计成固定到机动车辆的车轮支承枢轴(stub axis)上的承载件；制动钳被安装成相对于承载件滑动；制动钳包括突出部，该突出部能够使外侧摩擦衬块靠着制动盘的第二面；所述盘式制动器包括形状与内侧摩擦衬块的第一和第二指状物互补的第一和第二滑道，第一指状物在制动盘的转动方向上以有间隙的方式安装在第一滑道中，使得当内侧摩擦衬块的摩擦材料与制动盘接触时，内侧摩擦衬块/承载件的组件形成刚性构架。
本发明的另一个主题是一种盘式制动器，其特征在于，外侧摩擦衬块与制动钳的突出部是一体的。
本发明的另一个主题是一种盘式制动器，其特征在于，通过销和用于收容所述销的孔穴的相互配合，相对于制动钳横向地保持外侧摩擦衬块，所述销和所述孔穴由摩擦元件和制动钳的突出部承载。
本发明的另一个主题是盘式制动器，其特征在于，承载件包括第一销和第二销，所述第一销和第二销平行于制动盘的轴线延伸并被设计成分别在制动钳中形成的第一孔和第二孔中滑动。
本发明的另一个主题是一种摩擦元件的制造方法，该制造方法特别包括以下步骤：
-将弹簧元件的第一臂插入到支撑板的孔中；
-使第一臂和第二臂更加靠近在一起，以减小卷绕段的直径；
-将卷绕段插入孔中；
-放松复位弹簧的臂，从而卷绕段被牢固地保持在支撑板的孔中。
本发明具有制造非常简单的优点。
在制动阶段结束时，根据本发明的摩擦元件由于臂的弹性而返回到其不工作位置，保持内侧摩擦衬块，并由此在没有制动时和在低促动压力下制动时减小由噪音造成的振动。
附图说明
在以下的说明和附图的帮助下，将更好地理解本发明，其中，“前”和“后”是相对于制动盘的转动方向定义的，分别对应于图中的右和左，“顶部”和“底部”对应于图中的上部和下部，其中：
图1是根据本发明的摩擦元件的主视图；
图2是根据本发明的盘式制动器的局部透视图；
图3是包括根据图1的摩擦衬块的图2的盘式制动器的横向剖面图；
图4是根据本发明的盘式制动器的第二示例性实施例的局部透视图。
具体实施方式
图1示出了根据本发明的摩擦元件或制动衬块P，该摩擦元件P包括支撑板2和固定到该支撑板的表面上的摩擦材料3。摩擦元件被弯曲成以便仿照着制动盘的外形。摩擦元件包括由第一圆弧限定的上端6和由第二圆弧限定的下端8，第二圆弧的直径基本等于第一圆弧的直径。
摩擦元件包括第一侧端10和第二侧端12以及第一指状物14和第二指状物16，第一指状物14和第二指状物16能够分别与第一滑道18和第二滑道20相互配合，第一滑道18和第二滑道20由承载件承载并提供摩擦元件的轴向引导。
制动衬块还包括在制动阶段结束时用于使制动衬块返回其不工作位置的弹性元件22。在所示的例子中，复位元件22被以金属线的形式制成，优选为弹性金属线，并且以旋转的形式卷绕以形成基本上均匀圆柱26，金属线28的两端形成能够与制动钳的弓形结构相互作用的第一臂30和第二臂32。复位弹簧22经由朝第一圆弧的外部径向突出的突起38牢固地固定到支撑板2。突起38基本上位于支撑板的中央，以基本上处于盘式制动器的对称面中。
突起38包括用于收容线圈24的圆柱26的孔40，所述孔40的直径与卷绕段26的直径基本相等，以使卷绕段26能够简单地插入孔40中。当弹簧被安装在盘式制动器中时，第一臂30和第二臂32趋于沿箭头C的方向运动分开，从而展开卷绕段并增大其直径。这样，在安装时确认弹簧固定到支撑板。
在图1和图2中，在箭头F表示的制动盘的转动方向上设置在前面的弹簧22的第一臂30比在制动盘的转动方向上设置在后面的第二臂32长，该转动方向由箭头F表示。这种类型的弹簧在制动衬块上施加力，该力在制动衬块的后部大于在其前部，确保使支撑板支承在承载件上，具体是使指状物16支承在滑道18中。弹簧的这种特定构造降低了在制动压力小时由制动器产生的噪音(在英语中称为“尖声(squeal)”)。
图2和图3示出了安装在根据本发明的盘式制动器中的根据本发明的制动衬块。该盘式制动器包括制动钳42、内侧摩擦衬块P1和外侧摩擦衬块(未示出)，制动钳42相对于固定到车轮支承枢上的承载件44可沿与图面垂直的轴线X滑动地安装，内侧摩擦衬块P1和外侧摩擦衬块(未示出)被彼此相对地布置并且被设计成分别抵靠着制动盘(未示出)的第一面和第二面。
内侧制动衬块是根据本发明的摩擦衬块，该摩擦衬块安装在承载件44与制动钳42之间，并在制动阶段通过可滑动地安装在液压缸54中的液压活塞移动。外侧摩擦衬块靠在通过弓形结构50与液压缸连接的制动钳的突出部上。通过第一摩擦衬块P1靠在制动盘的第一面上的作用引起的制动钳的滑动使外侧摩擦衬块靠着制动盘的第二面。通过可滑动地安装在孔中的销保证在制动钳与承载件之间的滑动，该孔形成在液压缸两侧的制动钳中。将容易地理解到，销可以由制动钳承载，而孔可以形成在承载件中。
承载件44仅布置在制动盘的一侧上。
承载件44包括用于收容指状物14和16的第一滑道18和第二滑道20，该指状物14和16用于在其滑动时引导摩擦衬块P1。第一臂30和第二臂32被安装以靠在弓形结构50上，从而通过复位弹簧朝底部向内侧摩擦衬块施加力。
外侧摩擦衬块(未示出)例如通过螺纹连接固定到制动钳的突出部。将参照图4说明固定方法。
在所示的例子中，盘式制动器是在英语中称为“推-拉式(push-pull)”型，即在制动衬块与制动盘的面接触时施加到制动衬块的力用来加强盘式制动器。
当内侧摩擦衬块与制动盘的面接触时，由于指状物16，内侧摩擦衬块被沿制动盘的转动方向拖动，拖动该摩擦衬块的力通过滑道18传递到承载件，该摩擦衬块被“拉”到承载件上，承载件变形，并且以有间隙的方式安装在滑道20中的指状物14抵靠并推动承载件，由此加强盘式制动器。
滑道具有与指状物的形状互补的形状，使得当内侧摩擦衬块与制动盘接触时，承载件和支撑板形成基本刚性构架。
在所示的例子中，弓形结构50包括轴向孔52，该轴向孔52收容突起并且具有足够的轴向尺寸以使突起能够朝向制动盘滑动。孔52还使在制动动作过程中产生的热的消散增强。有利地，臂30和32的自由端被弯曲，以在弓形结构中提供弹簧的良好锚定并且还允许内侧摩擦衬块朝向制动盘滑动超过特定位移。
现在将说明根据本发明的制动器的运行方法。
在制动动作过程中，提高在制动回路中的液压，使活塞移动，将内侧摩擦衬块P朝向作用盘的第一面推压。臂30和32的端部变成锚定在弓形结构中，但卷绕段跟随摩擦衬块P1，从而臂30、32弹性变形，以使摩擦衬块P能够与制动盘接触。通过作用，制动钳相对于承载件滑动，并且通过制动钳的突出部使外侧摩擦衬块靠着制动盘。
当制动停止时，制动回路中的压力降低，液压活塞通过提供液压活塞的密封滑动的方形密封件的作用缩回。由于弹簧22的臂30、32的弹性变形，弹簧22施加轴向弹性复位力，由此摩擦衬块P1可靠地返回到不工作位置。
在每次制动动作时，摩擦衬块衬片磨损，但盘式制动器包括磨损补偿装置，该装置改变液压活塞的不工作位置，使得要求摩擦衬块靠着盘的行程不会变长。为了复位弹簧不妨碍磨损补偿装置的促动，弹簧22的臂30、32的尺寸形成为当超过一定力施加到其上时，臂的端部在弓形结构上滑动直至到达弓形结构上的更向前的位置
此外，由于在没有制动时，制动衬块被牢固地保持在适当位置，所以使用根据本发明的摩擦衬块还可以降低在英语中称为“卡嗒声(rattle)”的噪音，该噪音可能由于在没有制动时制动衬块的浮动而产生。
图4示出了根据本发明的制动器的第二个例子，其中，外侧摩擦衬块P2被固定在制动钳的突出部58上，该制动钳的突出部58保持外侧摩擦衬块P2转动。在所示的例子中，支撑板61的与包括制动衬片的面相对的后部面60包括突出的销62，该销62与在制动钳的突出部中形成的开口64相互配合。开口和销的尺寸形成为将摩擦衬块以没有间隙的方式固定在制动钳的突出部上。有利地，簧片66在其中央处被固定在支撑板的后部面上，并且包括通过簧片的弹性变形与制动钳的突出部相互作用的端部。因而，该簧片施加使支撑板和制动钳的突出部更加靠近在一起的力，以使外侧摩擦衬块轴向固定不动。
上述说明涉及具有滑动盘的制动器和根据本发明的形成内侧摩擦衬块的摩擦衬块，但容易理解，在具有“固定”盘、包括分别设置在制动盘的两侧上的至少两个活塞的制动器的情况下，每个制动衬块是根据本发明的摩擦衬块。应容易理解到本发明还可应用于具有传统类型的带有盘的制动器，其中，销由制动钳承载并在承载件中滑动，该承载件在制动盘的两侧延伸，并且在制动盘的转动方向上不但保持内侧制动衬块而且还保持外侧制动衬块固定。
本发明尤其适于应用到私人车辆的制动系统。

Claims (10)

1.一种用于盘式制动器的摩擦元件(P)，其包括支撑板(2)和固定在所述支撑板(2)的其中一个面上的摩擦材料(3)，所述支撑板(2)基本上是圆弧的形式，所述摩擦元件(P)还包括：突起(38)，其朝所述圆弧的外部径向延伸；弹簧元件(22)，其被固定到所述径向突起(38)，所述弹簧元件(22)由卷绕成线圈的金属线制成并设置有第一和第二臂(30，32)，所述第一和第二臂(30，32)沿基本上与所述线圈相切的两个相反的方向延伸，其特征在于，所述支撑板(2)包括用于装配所述弹簧元件的孔(40)，在所述孔(40)中安装所述卷绕段，所述第一和第二臂(30，32)在所述支撑板(2)的其中一侧延伸；所述第一和第二臂(30，32)具有不同的长度，以便施加朝向所述摩擦元件的前部或后部取向的力。
2.根据权利要求1所述的用于盘式制动器的摩擦元件，其特征在于，所述第二臂(32)沿着所述制动盘的转动方向(F)定位在所述第一臂(30)前面。
3.根据权利要求1或2所述的用于盘式制动器的摩擦元件，其特征在于，所述第一和第二臂(30，32)的各端被基本上朝向所述线圈的轴线弯曲。
4.根据权利要求1～3中任一项所述的摩擦元件，其特征在于，所述摩擦元件包括分别在所述圆弧的第一端(10)和第二端(12)的第一和第二指状物(14，16)，所述第一和第二指状物(14，16)能够分别与在所述盘式制动器的承载件(44)中形成的第一和第二滑道(18，20)相互配合。
5.根据权利要求1～4中任一项所述的摩擦元件，其特征在于，所述摩擦元件形成所述盘式制动器的内侧摩擦元件。
6.一种盘式制动器，其包括制动钳、内侧摩擦元件、外侧摩擦元件和至少一个活塞，所述至少一个活塞能够使所述内侧摩擦元件靠着所述盘式制动器的第一面，其特征在于，所述盘式制动器包括至少一个如前述权利要求中任一项所述的摩擦元件，所述弹簧的臂(30，32)被安装成在机械压力下靠在所述制动钳(42)的弓形结构(50)的内侧面上。
7.根据权利要求6所述的盘式制动器，其特征在于，所述盘式制动器包括设计成固定到机动车辆的车轮支承枢轴上的承载件(44)；所述制动钳(42)被安装成相对于所述承载件(44)滑动；所述制动钳(42)包括突出部，该突出部能够使所述外侧摩擦衬块靠着所述制动盘的第二面；所述盘式制动器包括形状与所述摩擦元件的第一和第二指状物(14，16)互补的第一和第二滑道(18，20)，所述第一指状物(14)在所述制动盘的转动方向(F)上以有间隙的方式安装在所述第一滑道(18)中，使得当所述内侧摩擦衬块的所述摩擦材料与所述制动盘接触时，所述内侧摩擦衬块/承载件(44)的组件形成刚性构架。
8.根据权利要求6或7所述的盘式制动器，其特征在于，所述外侧摩擦衬块与所述制动钳的突出部是一体的。
9.根据前述权利要求中任一项所述的盘式制动器，其特征在于，通过销(62)和用于收容所述销(62)的孔穴(64)的相互配合，相对于所述制动钳横向地保持所述外侧摩擦衬块，所述销(62)和所述孔穴(64)由所述摩擦元件和所述制动钳的突出部承载。
10.根据权利要求6～9中任一项所述的盘式制动器，其特征在于，所述承载件(44)包括第一和第二销，所述第一和第二销平行于所述制动盘的轴线延伸并被设计成分别在形成在所述制动钳中的第一和第二孔中滑动。
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