CN101065599A - 盘式制动器的制动钳 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种盘式制动器的制动钳，包括具有一孔(4)的壳体、用于致动的轴(5)、两个可彼此相对地旋转的斜坡元件(12、13)、具有一螺杆(21)的调整装置(20)以及在螺杆与轴之间沿轴向起作用的推力轴承(25)，在所述孔中设有可沿轴向移动的活塞(3)，所述轴被支承成可旋转并可沿轴向移动。根据本发明，本发明的目的如此实现，即在螺杆(21)的外周上设置齿部(30)，并设置用于该齿部(30)的形锁接纳装置，其中该接纳装置与壳体(2)不可相对旋转地连接并阻止螺杆(21)旋转。在问题的另一个解决方案中，设置一帽罩结构(35)作为推力轴承，该帽罩结构包括具有凹曲面(38)的帽罩壳(36)和具有凸曲面(39)的帽罩销(37)。

Description

盘式制动器的制动钳

技术领域

本发明涉及一种盘式制动器的制动钳，包括具有一孔的壳体、用于致动的轴、两个可彼此相对地旋转的斜坡元件、具有一螺杆的调整装置以及在所述螺杆与所述轴之间起作用的推力轴承/轴向支承件，在所述壳体的孔中设有一可沿轴向移动的活塞，所述轴被支承成可旋转且可沿轴向移动并且其一轴端穿过一壳体开口，所述两个斜坡元件中的一个不可相对旋转地与所述壳体相连，而另一个斜坡元件则不可相对旋转地与所述轴相连，所述调整装置位于所述轴与所述活塞之间。

背景技术

从EP 0 403 635 B1中已知这种用于机动车辆的盘式制动器的组合式制动钳。该制动钳包括具有一孔的壳体，在所述孔中可移动地设有一活塞，以用于制动操作。在制动器壳体中可旋转地支承一轴，以用于驻车制动，其中该轴穿过制动器壳体，并与一斜坡结构的一斜坡元件相连。一相关的第二斜坡元件设置成固定在壳体上。

由于轴与斜坡结构相连，因此在驻车制动器工作时轴将旋转并沿轴向移动。轴将该轴向移动传递至一调整装置的螺杆，其中在轴与螺杆之间设置一推力轴承/轴向支承件以将旋转与平移分开。轴向移动将通过调整装置传递至活塞。为了将旋转运动转换成轴向运动，必须通过调整装置的套筒夹头在壳体中沿切向支承调整装置的螺杆。该防旋转结构是必要的，因为推力轴承会将剩余的转矩传递给螺杆。

在该结构中，套筒夹头与固定在壳体上的斜坡结构不可相对旋转地连接并具有三个纵向槽口，其中螺杆借助三个突起沿切向被支承。此处有这样的缺点，即在槽口的侧面和螺杆的突起上产生相当大的面压力和应力集中，而这一不均匀的构件载荷将导致大的磨损。纵向切缝导致套筒夹头的低稳定性，由此套筒夹头需要有大的壁厚。

为了卸去防旋转结构的构件上的载荷，将轴与螺杆之间的推力轴承/轴向支承件做成滚动轴承/滚动支承件或滑动轴承/滑动支承件。采用滚动轴承可在防旋转结构中得到小的转矩。由于滚动轴承成本高，提高了构件的复杂性，且各自的工作表面必须硬化，故而这种方案必然导致高的制造成本，因此被认为是不实际的。与之相反，具有沿轴向起作用的滑动支承板的滑动轴承具有成本上的优点，但是由于大的轴承摩擦，在调整装置中会引起大的构件应力。

发明内容

鉴于此，本发明的目的是提出一种盘式制动器的符合上述类型的制动钳，其中构件以满足强度的结构为基础，使得它们受到均匀的小载荷而不产生有害的应力集中。

根据本发明，该目的如此实现，即在螺杆的外周上形成有齿部，并且设置用于该齿部的形锁/形状配合(formschlüssige)接纳装置，其中该接纳装置与壳体不可相对旋转地连接，并阻止螺杆转动。按此方式，切向力将通过螺杆的整个外周引入到接纳装置中，从而在接纳装置中得到小的面压力。由于没有槽口，因此不会产生不利的缺口应力集中。

本发明的有利实施例包含这样的教导，即齿部与螺杆成一体，由此可使得制造和装配起来都简单。

已经证明，可以使齿部的齿均匀地并沿周向设在一端部上以形成一星形横截面来避免应力集中。支承齿的均匀的星形几何形状使周向力均匀地分布在所有齿上，由此可保持低的载荷水平。

如果所述形锁接纳装置相对于端部的星形横截面具有负轮廓形状(negative Profil)，则上述的构件载荷均匀的优点也适用于接纳装置。

在本发明的一个特别有利的构型中，接纳装置在调整装置的套筒夹头中成一体地形成。通过将套筒夹头构造成星形的接纳装置，套筒夹头得到增强，而不像在现有技术中那样由于采用支承槽口而失去内部形状稳定性。由此既可以减小套筒夹头的壁厚，也可以省去用于加工槽口的单独的制造工序。

此外，如果借助于无切屑加工方法特别是如冲压、深拉或压制来制造套筒夹头，则对于制造加工而言是有利的。

但是也可以设想，完全不用套筒夹头，并在孔的一段中一体地形成接纳装置。这样就可以进一步减少构件数量，其中切向支承直接通过壳体的孔内的适当的内轮廓形状来实现。

如果在螺杆与轴之间设置一滑动轴承/滑动支承件，则根据本发明的另一种构型，可以简化其装配，即其中一沿轴向起作用的滑动支承板具有至少两个相对的鼻凸部，这些鼻凸部与接纳装置的轮廓形状接合，从而使滑动支承板对中。

根据问题的另一个解决方案，设置一帽罩结构作为推力轴承/轴向支承件，该帽罩结构包括具有凹曲面的帽罩壳和具有凸曲面的帽罩销。该支承结构的概念具有这样的优点，即支承结构中的接触表面非常小，从而摩擦显著减小。由此减小了传递至调整装置的力矩，这使得在螺杆和套筒夹头中产生的力减小，并且在其中不产生过度的面压力和应力集中。一个有利的表面形状包括它是球形的。

如果至少一个凹圆半径与帽罩壳的表面相配，而至少一个凸圆半径与帽罩销的表面相配，则该解决方案的概念被证明是特别有利的，此时凹圆半径大于凸圆半径。

在许多试验中已证明，如果帽罩销的凸圆半径最大为帽罩壳的凹圆半径大小的95％，则轴承/支承件的期望功能就能最好地实现。该值越小，则传送阻力越小，但是在帽罩销与帽罩壳的接触表面中会产生过大的面压力。如果超过该值，则进一步对称地增加轴承磨擦，由此得到了恶化的传送阻力。

通过其中帽罩壳和螺杆的一端部做成一体，并且帽罩壳设置在螺杆端部的一轴向端面上，以及帽罩销一体地形成在轴的一端部上，可大大减少制造和装配费用，这是因为简化了构件的制造并减少了构件的数量。

对于帽罩壳和轴的端部做成一体并且帽罩壳设置在轴端部的一轴向端面上，以及帽壳销在螺杆的端部上一体地成形的实施形式，这同样适用。

制动钳中的各个构件的按照本发明的形态大大地简化了装配。其中包括，一弹簧座通过外伸接片固定在套筒夹头上，套筒夹头借助于成形的接片与不能旋转的斜坡元件相连，从而使套筒夹头、弹簧座和斜坡元件构成一装配单元。

如果弹簧座具有外伸接片从而装配单元可固定在孔的凹座中，则各个构件作为装配单元的上述形态特别有利。

附图说明

本发明的其它适当的详细特征可从附图中的实施例得出，下面将对此作更详细的说明。

在附图中：

图1示出根据第一实施例的具有调整装置和致动装置的制动钳的剖视图，

图2示出沿线I-I截取的图1的制动钳的局部剖视图，

图3如图2那样以剖视图示出制动钳的另一实施例，其中采用滑动支承板代替滚动轴承，

图4示出根据图3的实施例的分解图，以及

图5示出根据另一结构方案的具有调整装置和致动装置的制动钳的剖视图。

具体实施方式

在图1中示出的机动车辆盘式制动器的制动钳1尤其包括壳体2和活塞3，该活塞3可移动地设置在一孔4中，以用于制动操作。在进行正常制动操作的情况下，活塞3可借助液压作用移动。为了实现驻车制动，设置一轴5，该轴允许活塞3通过致动装置10在孔4中移动。轴5以一轴端6延伸穿过壳体2的一开口，在轴端6上安装有操纵杆7。致动装置10通过在中间连接一长度可变的调整装置20而作用于活塞3。

致动装置10包括斜坡结构11，该斜坡结构具有固定在所述壳体上的斜坡元件12和可相对于该斜坡元件12旋转的斜坡元件13。此时，斜坡元件13在轴5的盘形端部8上一体地形成。在斜坡元件12、13之间设有多个滚动体14，使得在斜坡元件12、13相对转动时，斜坡结构10引起轴5沿致动方向的轴向移动。

在轴5的端部8与活塞3之间设有一长度可变的调整装置20，该调整装置将斜坡结构11的行程传递至活塞3，并自动补偿未示出的制动块和制动盘的磨损。调整装置20尤其包括具有端部22的螺杆和拧在螺杆21的柄23上并承载在活塞3上的螺母24。在螺杆21的端面与端部8之间设有一推力滚动轴承/轴向滚动支承件25。一弹簧26通过弹簧座27朝轴承25偏压螺杆21。弹簧座27借助于外伸接片28沿轴向和径向支承在孔4中的凹部29内。

在螺杆21的端部22的外周上安装有齿部30的多个规则的齿，使得端部22具有星形的横截面。为了防止螺杆21旋转，固定在壳体上的套筒夹头31包住端部22。由于套筒夹头31至少部分地具有与端部22对应的星形的内轮廓形状34，因此套筒夹头31与齿部30啮合，并与端部22沿切向形成一形锁接合(图2)。由此，螺杆21可沿致动方向移动，但同时不能旋转地接纳在套筒夹头31内，因而也不能旋转地接纳在制动钳1中。

为了形成容易处理的装配单元，根据本发明，机械致动装置10和调整装置20的主要零件拼装成一组件。这通过使套筒夹头31与弹簧座27和斜坡元件12相连来实现，这些元件包围所述组件的各个零件。可预安装的组件包含斜坡结构11、轴5、推力轴承/轴向支承件、螺杆21、弹簧26和套筒夹头31以及弹簧座27。首先将斜坡结构11、轴承和螺杆21插入套筒夹头31中，然后该套筒夹头用成形的接片32连同不旋转的斜坡元件12封闭，因而各个部分可以不丢失地保持在套筒夹头31中。此后，可将弹簧座27与其内的弹簧26在外伸接片33处与套筒夹头31锁定在一起。由此得到的预装配单元可单独处理，并且在送入孔4中后可通过弹簧座27的另一外伸接片28夹紧在制动钳1中的凹部29内。

图3和4示出本发明的另一实施例。在该结构中，在轴5的端部8和螺杆21之间采用滑动支承板15来代替滚动轴承25。板15在其外周上形成有两个相对的鼻凸部16，这些鼻凸部与套筒夹头31的星形的轮廓形状34啮合。通过这种方式，可使滑动支承板15对中。其中用壳体盖封闭壳体中的通孔的该实施例中设有一装配单元，该装配单元包括壳体盖、套筒夹头、带有弹簧的弹簧座、斜坡结构、螺杆、轴承和轴，该装配单元在本申请人的未公开的专利申请DE 10 2005 0084254中进行了详细说明。有关布置和装配的公开内容在此处加以明确引用。

下面将对图1的制动钳1的驻车制动操作的功能顺序进行说明。当驻车制动器工作时，通过操纵杆7使轴5和端部8旋转，并使斜坡结构11扭转。由此，两个斜坡元件12和13使轴5和端部8产生轴向移动。该轴向移动借助于推力轴承25传递至端部22或螺杆21。由于螺杆21通过端部22的齿部30在套筒夹头31中不能旋转地被引导，故而螺杆21只能沿轴向移动而无法旋转。从而活塞3通过拧在柄23上的螺母24而移动并闭锁未示出的制动盘。

在图5中示出根据另一结构方案的具有调整装置和致动装置的制动钳的剖视图。其中，通过采用摩擦力极小的支承结构防止了在现有技术中已述的、由滑动轴承中的高摩擦引起的调整装置的套筒夹头的过度的构件载荷问题。此处采用了帽罩结构35，它包括具有凹曲面38的帽罩壳36和具有凸曲面39的帽罩销37。

该支承结构35如此实现，即在螺杆21的端部22上设置用于接纳帽罩销37的帽罩壳36。帽罩销37设置在轴5的端部8的端面上。帽罩销37的轴向表面39做成球形并且整体具有恒定的凸圆半径R_ab。与之相关，帽罩壳36的接纳表面38也做成具有恒定的凹圆半径R_aus，其中帽罩销37用球面39抵靠接纳表面38。为了使帽罩销37可伸进帽罩壳36中，帽罩销37的凸圆半径R_ab小于帽罩壳36的凹圆半径R_aus，尤其是，凸圆半径为凹圆半径的89％，但是也可以更小或增大至95％。两个半径之差越大，则销37与帽罩36之间的摩擦越小，但是接触点的面压力将由此增大。

附图标记表

1制动钳                 24螺母

2壳体                   25滚动轴承/滚动支承件

3活塞                   26弹簧

4孔                     27弹簧座

5轴                     28外伸接片

6轴端                   29凹部

7操纵杆                 30齿部

8端部                   31套筒夹头

9纵向轴线               32接片

10致动装置              33外伸接片

11斜坡结构              34轮廓形状

12固定在壳体上的斜坡元件35帽罩结构

13可旋转的斜坡元件      36帽罩壳

14滚动体                37帽罩销

15滑动支承板            38凹表面

16鼻凸部                39凸表面

20调整装置              R_ab凸圆半径

21螺杆                  R_aus凹圆半径

22端部

23柄

Claims (16)

1、盘式制动器的制动钳，包括：

-具有一孔的壳体，在所述孔中设有可沿轴向移动的活塞，

-用于致动的轴，该轴被支承成可旋转并可沿轴向移动，并且以其一轴端穿过一壳体开口，

-两个可彼此相对地旋转的斜坡元件，其中一个斜坡元件不可相对旋转地与所述壳体相连，而另一个斜坡元件不可相对旋转地与所述轴相连，

-具有一螺杆的调整装置，该调整装置位于所述轴与所述活塞之间，

-在所述螺杆与所述轴之间起作用的推力轴承，

其特征在于，

-在所述螺杆(21)的外周上设有齿部(30)，

-设有用于该齿部(30)的形锁接纳装置，并且

-其中该接纳装置与所述壳体(2)不可相对旋转地连接并阻止所述螺杆(21)旋转。

2、如权利要求1所述的制动钳，其特征在于，所述齿部(30)与所述螺杆(21)制成一体。

3、如权利要求1和2所述的制动钳，其特征在于，所述齿部(30)的齿均匀地且沿周向设置在一端部(22)上，以形成星形的横截面。

4、如权利要求3所述的制动钳，其特征在于，所述形锁接纳装置相对于所述端部(22)的星形横截面具有负轮廓形状(34)。

5、如权利要求1所述的制动钳，其特征在于，所述接纳装置在所述调整装置(20)的套筒夹头(31)中一体地形成。

6、如权利要求5所述的制动钳，其特征在于，所述套筒夹头(31)借助于无切屑加工方法特别是如冲压、深拉或压制来制造。

7、如权利要求1所述的制动钳，其特征在于，所述接纳装置在所述孔(4)的一段中一体地形成。

8、如权利要求4和5所述的制动钳，其特征在于，一沿轴向起作用的滑动支承板(15)具有至少两个相对的鼻凸部(16)，这些鼻凸部(16)与所述接纳装置的轮廓形状(34)接合，并由此使所述滑动支承板(15)对中。

9、盘式制动器的制动钳，包括：

-具有一孔的壳体，在所述孔中设有可沿轴向移动的活塞，

-用于致动的轴，该轴被支承成可旋转并可沿轴向移动，并且以其一轴端穿过一壳体开口，

-两个可彼此相对地旋转的斜坡元件，其中一个斜坡元件不可相对旋转地与所述壳体相连，而另一个斜坡元件不可相对旋转地与所述轴相连，

-具有一螺杆的调整装置，该调整装置位于所述轴与所述活塞之间，

-在所述螺杆与所述轴之间起作用的推力轴承，

其特征在于，设置一帽罩结构(35)作为推力轴承，该帽罩结构包括具有凹曲面(38)的帽罩壳(36)和具有凸曲面(39)的帽罩销(37)。

10、如权利要求9所述的制动钳，其特征在于，所述帽罩销(37)的表面(39)和所述帽罩壳(36)的表面(38)都是球形的。

11、如权利要求9或10所述的制动钳，其特征在于，所述表面(38)可配有至少一个凹圆半径(R_aus)，而所述表面(39)可配有至少一个凸圆半径(R_ab)，其中所述凹圆半径(R_aus)大于所述凸圆半径(R_ab)。

12、如权利要求11所述的制动钳，其特征在于，所述凸圆半径(R_ab)最大为所述凹圆半径(R_aus)大小的95％。

13、如权利要求9所述的制动钳，其特征在于，所述帽罩壳(36)和所述螺杆(21)的一端部(22)成一体，并且所述帽罩壳(36)设置在所述螺杆(21)的端部(22)的一轴向端面上，以及所述帽罩销(37)在所述轴(5)的一端部(8)上一体地成形。

14、如权利要求9所述的制动钳，其特征在于，所述帽罩壳(36)和所述轴(5)的一端部(8)成一体，并且所述帽罩壳(36)设置在所述轴(5)的端部(8)的一轴向端面上，以及所述帽壳销(37)在所述螺杆(21)的一端部(22)上一体地成形。

15、如前述权利要求中的一项或多项所述的制动钳，其特征在于，一弹簧座(27)通过外伸接片(33)固定在所述套筒夹头(31)上，并且所述套筒夹头(31)借助于成形的接片(32)与不可相对旋转的斜坡元件(12)相连，使得所述套筒夹头(31)、所述弹簧座(27)和所述斜坡元件(12)构成一装配单元。

16、如权利要求9所述的制动钳，其特征在于，所述弹簧座(27)具有外伸接片(28)，由此装配单元可固定在所述孔(4)的凹部(29)中。

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