CN101055006A - 制动垫的平衡支承 - Google Patents

Abstract

本发明有关圆盘制动器，圆盘制动器包括限制器(6)、一个或多个制动器圆盘(10)和一个或多个制动垫(2)。该制动垫(2)被接纳在背板(1、12)或其它垫支承上。该限制器(6)和垫支承被设计成当在垂直于限制器(6)与每个垫支承之间的接触表面的平面中制动时接受合成反作用力。

Description

制动垫的平衡支承

本发明是2003年9月8日提出的、名称为“制动垫的平衡支承”的发明专利申请No.03824022.X的分案申请。

技术领域

本发明涉及一种圆盘制动器同时更具体地，涉及一给予制动垫平衡支承的装置。本发明的原理可以不考虑制动圆盘和结合的制动垫的数目而使用。

背景技术

本发明针对但不限于具有固定的限制器(caliper)的制动器。

通常制动垫设置在背板或其它垫支承上，该背板被接纳在一个限制器或其它具有相同功能的装置中。在制动过程中由制动垫和制动圆盘之间的夹紧制动力引起的摩擦力被传递到限制器之类。该摩擦力作为一个垫支承与限制器之类之间接触表面中的反作用力被接受而产生圆盘上的制动扭矩。

该摩擦力通常具有水平与垂直分量两者，该两分量可以合成为一个具有一定方向和一定幅值的力。该方向与幅值是摩擦力不同分量的和。

制动时理想情况是，由制动扭矩引起的合成反作用力在与垫支承与限制器或其它型式的夹持器间的接触区域垂直的一个平面中被接受。此外，该合成反作用力应该被总体上平衡意味着该合成反作用力处于垫支承与限制器之间的接触区域的高度以内。这意味着该反作用力将从垫支承直接向下传递到限制器中，不给垫支承以任何旋转的趋势。每当制动垫未总体被平衡，它在制动时将具有旋转的趋势。所述旋转可以在任意的方向，这取决于反作用力实际的作用点。该合成的反作用力的作用点的位置根据磨损、制动力、温度等的分布而变化。

该反作用力和作用点应尤其分别归于制动垫、垫支承和/或限制器的尺寸与设计，以及在限制器中支撑制动垫的入口与位置。

发明内容

本发明的一个目的是制动垫应以平衡方式被支撑。这是这样完成的，即设计制动器以优化反作用力的作用点，并且反作用力在单一平面中被接受。由于在实际中构成优化情况的条件有很大变化，这也应该意味不是在希望的单一平面中和作用点接受力的分量。

为实现本发明的目的，本发明提供了一种圆盘制动器，包括一限制器之类和被安装到限制器之类上的一个制动致动机构外壳，限制器之类包围一个或多个制动圆盘和一个或多个制动垫，其特征在于一个或多个制动垫被接纳在背板上或其它垫支承上和/或限制器之类中，并且该限制器之类和垫支承被设计成以在制动过程中在垂直于限制器之类与每一个垫支承之间的接触表面的平面中接受合成的反作用力。

本发明的另一个目的是，垫支承与限制器之间的接触压力应该尽可能低。通过具有低的接触压力降低了损坏的危险，降低了不正常工作的危险。

本发明的其它目的与优点当阅读以下优选实施例的详细描述时对本领域的技术人员来说将是显而易见的。

附图说明

下面借助实例并参照附图将更详细地描述本发明，附图中：

图1是包括本发明的圆盘制动器的透视图；

图2是根据本发明的背板和制动垫装置第一实例的透视图；

图3是根据本发明的背板和制动垫装置第二实例的透视图；

图4是制动垫的总的顶视图，表示不同的量。

具体实施方式

在图1中表示圆盘制动器的一个实例。该圆盘制动器具有一个限制器6、一个制动致动器7、一个制动致动机构外壳8、背板1、12和两个制动圆盘10。在所示实施例中制动致动机构外壳8是限制器6的一个整体部分。制动致动器7被固定到制动致动机构外壳8上。在距制动致动机构外壳8最远的一侧上一个端板9被固定到限制器6上。制动圆盘10被以这样一种方法接纳在轮毂11上，使得圆盘10在轮毂11上可轴向自由滑动。技术人员意识到，该制动圆盘10可以不同的方法被接纳在轮毂11上以给出轴向滑动。在所示实例中有两个制动圆盘10，但根据本发明的原理也可应用具有其它制动圆盘10数量的制动器。

由于制动致动器7和制动致动机构外壳8的确切设计对本发明来说是不重要的，因而此处不再延伸说明。

背板1、12设有制动垫2，该垫放在两侧以与制动圆盘10接触。放在中间的背板1在两侧上具有制动垫2以便与两侧上的制动圆盘10配合。具有制动垫2的一个背板12放在机构一侧用于与一个制动圆盘10配合。此外，端板9具有凹口(未表示)以接纳制动垫2，该制动垫与制动圆盘10的一个配合。在其它实施例中(未表示)，一个背板也被放置在邻近端板处且不在该端板的凹口中。

为了简化的原因，该制动垫2表示成接纳在背板1、12上。但是，本专业技术人员应知道，制动垫2可以接纳在其它类型的垫支承上和/或垫本身形成为直接支承在一个限制器之类中。因此，在本说明书中在某种程度上可互换地使用表述“背板”、“垫支承”、“制动垫”等。同样“限制器”用于广泛的概念，并且也试图涵盖具有类似功能的装置。

背板1、12以一种滑动的方式被接纳在限制器6的开口中。背板1、12的端部与限制器6接触，同时，因此，在每个背板1、12与限制器6之间形成接触表面，或接触区域。根据制动圆盘10的旋转方向在制动过程中形成的一个反作用力在每个背板的一端传递到限制器6。

放置在中间的背板1具有一在制动垫2的位置上方延伸的上部3。所述上部3的端部具有一与中央部分相比的延伸区域4。该延伸区域要与限制器6接触。该背板1以这样的方式被放置在限制器6中，即该端部3将紧靠限制器6中一开口的边缘。反作用力的一部分将传递至遍及背板1和限制器6之间的接触区域。在所示实施例中大约制动力的一半将通过放在中间的背板1被传递。因此，放在中间的背板必须能够接受比放在机构和限制器6的端板9上的背板12更大的力。还有最靠近机构外壳的背板12具有一上部和与限制器6接触的延伸区域14。所述延伸的区域14指向与机构外壳8相背，即沿朝限制器6的中心的方向。

由于延伸区域4、14与背板1、12和限制器6之间的表面接触，与没有延伸区域的背板相比较，将降低接触压力。从上面看该延伸区域4、14具有弯曲的形状，该弯曲的最宽部分在背板1、12的端部。背板1、12的延伸区域4、14在径向也具有弯曲的形状。延伸区域4、14的外和内半径变化，使得最宽部分在背板1、12的端部。即使在所示实例中延伸区域形成弯曲状，本专业技术人员应意识到，它们可以以任何方式构成给出延伸的接触区域。

理想地，由背板1、12吸收的制动力应该是在垂直于背板1、12与限制器6之间的接触区域的方向被接受。此外，力分量的位置应处于接触区域以内。只要这些条件应用该背板1、12将没有在任何方向的旋转趋势。如果有任何力分量不是垂直地作用到接触区域或者如果反作用力的作用点被置于接触区域的外面，该背板1、12将具有旋转的趋势。可以使背板1、12从限制器6旋转出或向着制动器的中心旋转。

由于以上所指的理想状态不是经常能保证的，部分是由于这样一个事实，即在整个时间上根据磨损、制动力的幅值、温度等的分布这些状态是变化的，就一定有装置接受不是作用在要求的平面中的制动力。在所示实施例中，这些力借助于夹具13来接受。该夹具13在机构一侧被固定到限制器6，并穿过每个背板1、12中的两个开口5、15同时具有一个部分座落并可能固定到限制器6的端板9上。但是，本专业技术人员应明白，可以使用任何固定装置。在另一个实施例中，一根棒取代该夹具。所述棒也固定到限制器6上并分别穿过背板1和端板9的开口。在一个变型中，在机构一侧的背板12在中间没有上部，同时该棒被接纳在背板12的顶部。背板1、12对旋转的任何趋势将被夹具13、棒或其它适于抵消旋转趋势的装置所抵消。

通过以一种适当的方法设计制动器，如果不满足理想的情况，有可能控制背板1、12或其它型式的垫支承将只在一个方向具有旋转的趋势。通过这样一种装置，人们将仅仅需要担心如何在一个方向接受力。这可以通过将反作用力的作用点放在这样的位置来完成，即距理想位置的任何法向偏差将给出同方向的旋转趋势。

背板1、12的延伸区域的尺寸由接纳背板1、12的限制器6的开口的尺寸来限制。此外，由于在制动时制动垫2被磨损所以减小了二背板1、12之间的空间。这也应用于在中部端板9和背板1之间的距离。因此，延伸区域的最大尺寸必须不超过有损害制动器功能的危险的尺寸。通过将背板1、12放置在端板9的凹口中就无需在那一侧的任何背板。由于没有背板，限制器6的开口的尺寸可以减小，因而减小了制动器的整个尺寸。对所有的制造商来说这是一个总的目的，就是减小制动器的尺寸以便能够使制动器可适应不同车辆的现有空间。

总的可以这样说，制动垫2的磨损正比于制动垫2在制动时的运动和致动力。

为了能够以这样一种方法设计限制器之类，以及背板、或其它垫支承，使得在制动时反作用力在一个平面中被传递。重要的是了解合成反作用力的作用点在什么地方。借助以下关系式有可能对对称垫构形和均匀摩擦力分布建立所述的作用点。

$H_{\mathrm{eq}}=\frac{R_y+R_i}{2}\·\frac{\mathrm{\α}}{\sin \mathrm{\α}}$

式中，H_eq是从一个平面通过制动圆盘中心的垂直距离，反作用力的作用点应放置在该中心处以便平衡垫支承；

R_y和R_i是从制动圆盘的中心分别到制动垫2的外和内侧的半径；以及

α是穿过制动垫2的中心和穿过制动圆盘中心的一条线与制动垫2各端之间的夹角。

在图4中标出以上几个量。

如果反作用力的作用点处在二背板1、12之间的接触区域里面，并且反作用力垂直于该接触区域，则二背板1、12被平衡。如此处所使用的通过“平衡”意味着二背板1、12没有与限制器6有关的旋转的趋势。因此，通过使用该关系式就有可能以这样一种方式采用限制器6，使得二背板1、12之间的接触表面以及限制器被放置在一个优化的高度。

如果满足上述关系式，则二背板1、12将处于平衡。如果不满足该关系式，则二背板1、12由于过低的接触压力，将具有转出限制器6的趋势。如果H_eq增加，则二背板1、12要转出限制器6的趋势降低。因此，二背板1、12应该被支撑在尽可能高的位置，以便使作用于二背板1、12转出限制器6的转矩最小化。应该注意，最大高度，即最大H_eq可能不够，并因此，可能需要夹具13等以便阻止背板1、12被转离限制器6。此外，当垫被磨损时，由于温度的变化等，作用点将移动。这就意味着另一个危险，即在某些例子中作用点可能处在接触区的外面使背板1、12有一个旋转的趋势。

上述关系式是优化制动力作用点位置的一种可能的方法。一种明显的选择是使用类似的公式调节例如非对称垫构形和/或不均匀摩擦力分布。优化的另一和不同的方法就是用试验来确定。

Claims (10)

1.一种圆盘制动器的背板(1，12)，圆盘制动器包括一限制器(6)之类和被安装到限制器(6)之类上的一个制动器致动机构外壳(8)，限制器之类包围一个或多个制动圆盘(10)和一个或多个用于接纳一个或多个制动垫(2)的背板(1，12)，其特征在于，背板(1，12)具有用于与限制器(6)接触的延伸区域(4，14)，从而提供了接触表面，并且延伸区域(4，14)是在制动垫(2)位置上方延伸的上部(3)的端部，该上部(3)是背板(1，12)的整体部分，并且延伸区域(4，14)的宽度基本大于在制动垫(2)区域中背板(1，12)其余部分的宽度。

2.按照权利要求1的背板，其特征在于，从上方看和在径向看该延伸区域(4、14)具有弯曲的形状，所述弯曲的形状在背板(1，12)的端部给出最宽的部分。

3.按照权利要求1或2的背板，其特征在于，背板(1)的相反两侧上有制动垫(2)。

4.按照权利要求3的背板，其特征在于，背板(1)的延伸区域(4、14)在背板(1)两侧均是在制动垫(2)之上延伸。

5.按照权利要求1或2的背板，其特征在于，背板(12)的延伸区域(14)仅向着限制器(6)之类的“中心”延伸。

6.按照前述权利要求中任一项的背板，其特征在于，所述的背板具有吸收反作用力的任何旋转分量的装置。

7.按照权利要求6的背板，其特征在于，吸收反作用力的任何旋转分量的装置具有接纳在每个背板的一开口中的棒的形状，并且该棒的每一端连接到限制器(6)之类上。

8.按照权利要求7的背板，其特征在于，棒的一端接纳在限制器(6)之类的一开口中，并且棒的另一端借助于一固定装置固定到限制器(6)之类上。

9.按照权利要求6的背板，其特征在于，吸收反作用力的任何旋转分量的装置具有穿过每一背板(1，12)中的开口(5、15)的夹具(13)的形式，并且夹具(13)被固定到限制器(6)之类上。

10.按照上述权利要求中任一项的背板，其特征在于，当制动垫(2)表现为最大磨损时，延伸区域(4)的尺寸与背板(1，12)之间的距离相适。

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