CN101855466B - 用于盘式制动器的制动钳的活塞 - Google Patents

用于盘式制动器的制动钳的活塞 Download PDF

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Abstract

一种用于盘式制动器的制动钳的活塞，所述活塞在成型过程中由金属材料、特别是由平面板材制成。所述活塞设计成具有纵轴线、壁部和活塞顶的、一侧敞开的罐状件。这种活塞设置成在制动钳的缸中能沿纵向方向移动并能在活塞顶的区域中利用轴向接触面贴靠到制动块上。所述活塞还可以机械地借助驱动螺母来加载。为此在活塞顶的内侧面上设置有一具有锥形面的突起。在所述活塞顶的外侧面上设置一凹部，所述凹部与纵轴线的距离和在活塞顶的内侧面上的突起与所述纵轴线的距离基本相同。

Description

用于盘式制动器的制动钳的活塞
技术领域
本发明涉及一种用于盘式制动器的制动钳的活塞，所述活塞通过一成型过程由金属材料、特别是由平面板材制成。所述活塞设计成在一侧敞开的罐状件，该罐状件具有纵轴线、壁部和活塞顶。这种活塞以能沿纵向方向移动的方式支承在制动钳的缸中，并能在活塞顶的区域中利用轴向接触面贴靠到制动块上。如果由液压流体为活塞加载压力，则所述活塞在缸中移动并将制动块压到制动盘上。此外，所述活塞也可以借助驱动螺母来机械加载。为此在活塞顶的内侧面上设置有一具有锥形面的突起。
背景技术
这种活塞在WO 2007/036357 A1中已知。在此，活塞在盘式制动器中能以机电和液压的方式移动。在机电致动的情况下，由电机通过传动装置使一驱动丝杠旋转。在此，丝杠上的螺纹与不能转动地设置的驱动螺母共同作用，由此使驱动螺母进行轴向移动。所述驱动螺母贴靠到在活塞中的锥形面上，从而将运动传递给活塞和制动块。在此，所述锥形面设置在活塞顶和壁部之间的过渡部上，由此在所述区域中形成导致较高重量并使活塞难以制造的加厚部。
发明内容
本发明的目的在于给出一种活塞，所述活塞避免了现有技术中的缺点，特别是具有在重量和制造方面优化的设计结构。
所述目的根据本发明通过权利要求1的特征实现，即在所述活塞顶的外侧面上设置一凹部，所述凹部距纵轴线的距离与在活塞顶的内侧面上的突起距该纵轴线的距离基本相同。所述活塞顶的这种有利的构型实现了：锥形面能通过对活塞顶的简单成型来形成，而无需增加重量的材料堆积。因此，所述内侧面的突起至少部分地通过在外侧面中成型出凹部来形成。在此，互补地设置在活塞顶中的突起和凹部在机械致动盘式制动器时对力流产生正面影响。总之，利用环形凹部和突起实现了由变形引起的对活塞顶的加固。
本发明一种特别有利的设计方案包括：所述活塞顶在锥形面的区域中逐段具有基本上恒定的壁厚。因为不必通过成型使用作原材料的平面板材变厚，所以能非常简单地制成活塞顶的凹部和突起。在活塞内侧面上的突起上的锥形面可以通过下述方式制造：借助一阳模从外(向内)地在最初仍为平面的活塞顶中成型出凹部，由此在活塞的内侧面上并行地形成突起。为了在突起上获得确定的锥形面，当在外侧中成型出凹部时，可附加于该阳模将一阴模保持在活塞内侧面上，该阴模具有突起和锥形面的负形(互补形状)。
此外在本发明的范围内，在活塞顶中的突起与活塞壁部之间能存在一隙部。所述隙部可以具有不同的尺寸，其中当活塞具有较小的直径时，所述隙部设计成叠合部，相反在活塞直径较大时存在空隙状的空间。所述隙部或叠合部是本发明的一个特征，其首次实现：无须如此前在现有技术中公开的那样为形成用于机械致动制动钳的活塞的锥形面而不利地进行加厚。
作为另一合理的细节，在本发明的范围内提出：活塞顶的凹部过渡到接触面；所述接触面大于在活塞壁部的最薄处的横截面。
实现本发明目的的一种等效解决方案提出一种用于盘式制动器的制动钳的活塞，所述活塞通过成型过程由金属材料、特别是由平面板材制成；所述活塞一体式地设计成一侧敞开的罐状件，该罐状件具有纵轴线、壁部和活塞顶，所述活塞能在活塞顶的区域中利用一轴向接触面贴靠到制动块上，其中在活塞的内侧面上设置一锥形面，其中，所述锥形面设置在一薄壁杯状件上，所述杯状件与活塞分体式地形成。在此，以另一种方式避免了现有技术的增厚的材料堆积。
所述杯状件能以有利的方式与罐状活塞相同地由金属材料、特别是由平面板材制成。
通过使杯状件与活塞的壁部密封连接可实现较小的活塞死体积/死容积，其原因是在活塞的内部仅能容纳较少的液压流体。在活塞和杯状件之间的密封连接可以借助激光来焊接成，但也可以考虑其它的连接形式，例如摩擦焊接。通过降低活塞中的死体积、进而降低制动钳中的死体积，使制动系统的液压刚度提高，进而改善了液压性能。
实现本发明目的的两个解决方案的重要一点是：在活塞中形成简单、节约材料、制造优化的锥形面构型。无论锥形面是形成在单独的杯状件上还是形成在活塞顶中的突起上，所述锥形面都能有利地设计成：所述锥形面沿轴向方向与活塞的纵轴线围成一30°至75°的角α。在所述角度范围中，与制动钳的驱动螺母共同作用的锥形面作为接合和定心结构执行双重功能。特别有利的是：角α基本上为60°。
为了在机械致动时执行制动钳的功能，至少在驱动螺母和活塞之间有效地设置一防转结构。优选地，所述防转结构设计成与驱动螺母共同作用的形锁合(formschlüssig)防转结构。
防转结构的一种实施方式包括：防转结构在活塞的敞开端部上与活塞一体形成。为此，可在制造活塞期间或在形成罐状活塞后，在活塞的敞开侧上使壁部的边缘向内、朝向活塞的纵轴线成型。由此形成一轴向端面，在所述端面中可形成一轮廓。因为在驱动螺母上设有一互补的轮廓，所以活塞和驱动螺母通过在端面中的轮廓形锁合地、以不能关于活塞的纵轴线相对转动的方式连接，并确保不能相对转动。
在活塞和驱动螺母之间的防转结构的另一实施方式公开了：所述防转结构与活塞分体式地形成，其中所述防转结构在活塞的敞开端部上与壁部紧固连接。在此，所述防转结构特别是可以设计成与活塞壁部相压装的插入件。
附图说明
参照说明、由附图可得出本发明的其它细节。
图中：
图1示出活塞的第一实施例以及驱动螺母和驱动丝杠，
图2示出图1中活塞的局部放大图，
图3示出活塞的敞开端部的透视图，
图4示出活塞的第二实施例，和
图5示出根据图4的插入件的透视图。
具体实施方式
在图1中以纵向剖视图示出一活塞1连同驱动丝杠23和驱动螺母24。关于纵轴线2旋转对称的活塞1设计成一侧敞开的罐状件，该罐状件具有壁部3和活塞顶11，其中，在活塞1的封闭侧上的活塞顶11能利用轴向接触面12贴靠到一未示出的制动块上。接触面12大于在壁部3的最薄弱处的横截面9。此外，在壁部3的外侧4中在接触面12附近滚压出一环形槽6，所述环形槽在(安装在)制动钳中的安装状态下用于接纳未示出的活塞保护罩。滚压出的槽6的轮廓在壁部3的整个截面上延伸，从而在活塞1的壁部3的内侧5上形成凸肩7。
在活塞顶11的内侧面13上设置一具有锥形面15的突起18，驱动螺母24能贴靠到所述锥形面15上。在此，锥形面15沿轴向方向与纵轴线2优选围成约60°的角α，由此确保驱动螺母24以定心、确定的方式接触。
活塞1和驱动螺母24以不能关于纵轴线2相对转动的方式彼此连接，但保持能沿轴向方向相对移动。以未示出的方式使活塞1或驱动螺母24不能在制动钳壳体中转动。如图3所示，以下述方式实现在活塞1和驱动螺母24之间的防转结构27，在活塞1的敞开端部上一体形成有具有轮廓29的端面28，所述轮廓29与在驱动螺母24上的互补轮廓一起形成一形锁合的防转结构27。
在机械致动盘式制动器时，利用例如一电机使在驱动螺母24中设置的驱动丝杠23旋转，在该电机后连接有一传动装置。因为驱动丝杠23和驱动螺母24设置有滚珠螺纹25，所以驱动丝杠23的旋转运动通过滚珠螺纹25转换成驱动螺母24的轴向移动。所述驱动螺母24利用与锥形面15互补的锥面26贴靠到活塞1上并移动所述活塞。
参照图2，借助一放大图示出在壁部3和活塞顶11之间的过渡区域10的几何构型。活塞顶11在外侧面14中包括凹部19，而在内侧面13上包括突起18，所述凹部19和突起18设计成旋转对称地、环形地围绕纵轴线2。凹部19通过成型(过程)从外部成型到活塞顶11中，由此在活塞顶11的内侧面13上并行地出现突起18。凹部19距活塞1的纵轴线2的距离A与突起18距纵轴线2的距离基本上相同。
从活塞1的纵轴线2开始，活塞顶11展现为平面的外底面16和内底面17，所述外底面16和内底面17基本上与纵轴线2垂直地延伸。外底面16与活塞1的轴向最大尺寸相比具有一较小的轴向偏差V，由此活塞1的这个区域不能贴靠到未示出的制动块上。所述平面的外底面16过渡到一环形凹部19，所述环形凹部19在纵剖面中具有倒圆角的三角形轮廓。平面的内底面17过渡到一环形的突起18，所述环形突起18基本上与凹部19并行地从活塞顶11隆起并在此带有所述锥形面15。在此，突起18设计成比凹部19更接近纵轴线2，使得在活塞顶11中能够实现基本上恒定的壁厚S。如同凹部19那样，突起18也具有倒圆角的三角形轮廓。
此外，在起始于纵轴线2的方向上，凹部19和突起18沿轴向方向回复原状，其中凹部19直接过渡为接触面12。在活塞顶11的内侧面13上的突起18与在壁部3的内侧5上的凸肩7一起形成以由折叠形成的(faltungsbedingt)隙部20，所述隙部实现了在过渡区域10中无加厚的情况下形成供驱动螺母24贴靠的锥形面15。与活塞直径的大小相关，隙部20在直径较小时形成几乎无(自由)空间的叠合部或在直径较大时形成空隙状的空间。此外，朝向活塞顶11的内部凸肩面8可以设计成倾斜的。
在图4中示出可实现本发明目的一种等效解决方案的实施例。在此，活塞1’的活塞顶11’不具有突起，而是在一杯状件21上形成供驱动丝杠贴靠的锥形面15’，所述杯状件21作为单独的部件分体式地设置在活塞1’中并通过成型(过程)由一平板件制成。所述杯状件21沿轴向支承在活塞顶11’上，并密封地与活塞1’的壁部3’连接。因而降低了活塞1’的死体积，其中，在杯状件21和壁部3’之间的密封连接借助激光焊接或摩擦焊接来实现。在此，杯状件21的锥形面15’沿轴向方向与纵轴线2优选围成一约60°的角α。
借助这个等效解决方案的实施例还可得到在驱动螺母和活塞1’之间的防转结构27’的另一种可能实施方式，而这种防转结构不限于本实施例。在此设置一插入件22，插入件22例如通过压装以不可相对转动的方式与壁部3’连接。该插入件22具有轮廓29，所述轮廓29与驱动螺母的互补轮廓一起形成形锁合防转结构27’。所述轮廓29能设计成倒圆角的六边形的形式。
附图标记清单
1   活塞
1’ 活塞
2   纵轴线
3   壁部
3’ 壁部
4   外侧
5   内侧
6   槽
7   凸肩
8   凸肩面
9   横截面
10  过渡区域
11  活塞顶
11’活塞顶
12  接触面
13  内侧面
14  外侧面
15  锥形面
15’锥形面
16  底面
17  底面
18  突起
19  凹部
20  隙部
21  杯状件
22  插入件
23  驱动丝杠
24  驱动螺母
25  滚珠螺纹
26  锥面
27  防转结构
27’防转结构
28  端面
29  轮廓
A   距离
S   壁部的壁厚
V   偏差
α  角

Claims (16)

1.一种用于盘式制动器的制动钳的活塞，
-所述活塞设计成一侧敞开的罐状件，该罐状件具有纵轴线(2)、壁部(3)和活塞顶(11)，
-所述活塞在活塞顶(11)的区域中具有一能贴靠到制动块上的轴向接触面(12)，
-其中，在所述活塞顶(11)的外侧面(14)中设置一凹部(19)，所述凹部距纵轴线(2)的距离(A)与活塞顶的内侧面(13)上的一突起(18)距所述纵轴线的距离基本相同，
-所述突起(18)具有用于贴靠驱动螺母(24)的锥形面(15)，
其特征在于，所述突起(18)至少部分地通过在所述外侧面(14)中成型出凹部(19)来形成，所述活塞通过成型过程由金属的平面板材制成。
2.根据权利要求1所述的活塞，其特征在于，所述活塞顶(11)在锥形面(15)的区域中具有壁厚(S)基本上恒定的区段。
3.根据权利要求1或2所述的活塞，其特征在于，在所述突起(18)和壁部(3)之间存在一隙部(20)。
4.根据权利要求1或2所述的活塞，其特征在于，所述凹部(19)过渡到所述接触面(12)。
5.根据权利要求1或2所述的活塞，其特征在于，所述接触面(12)大于在壁部(3)的最薄处的横截面(9)。
6.根据权利要求1或2所述的活塞，其特征在于，在所述活塞(1)上设置一与驱动螺母(24)共同作用的、形锁合式防转结构(27)。
7.根据权利要求6所述的活塞，其特征在于，所述防转结构(27)在活塞(1)的敞开端部上与活塞(1)一体形成。
8.根据权利要求6所述的活塞，其特征在于，所述防转结构与活塞分体式地形成，所述防转结构在活塞的敞开端部上与壁部紧固连接。
9.一种用于盘式制动器的制动钳的活塞，所述活塞(1’)一体式地设计成一侧敞开的罐状件，该罐状件具有纵轴线(2)、壁部(3’)和活塞顶(11’)，所述活塞在活塞顶(11’)的区域中具有一能贴靠到制动块上的轴向接触面(12)，其中在壁部(3’)的内侧(5)上设置一带有用于贴靠驱动螺母(24)的锥形面(15’)的杯状件(21)，所述杯状件与所述活塞(1’)分体式地形成，所述活塞具有在活塞和驱动螺母(24)之间的防转结构(27)，其特征在于，所述活塞(1’)和所述带有锥形面(15’)的杯状件(21)通过成型过程由金属的平面板材制成，并且所述杯状件(21)沿轴向支承在活塞顶(11’)上。
10.根据权利要求9所述的活塞，其特征在于，所述带有锥形面(15’)的杯状件(21)设置成薄壁杯状件(21)，所述薄壁杯状件与所述活塞(1’)分体式地形成。
11.根据权利要求9或10所述的活塞，其特征在于，所述杯状件(21)密封地与壁部(3’)连接。
12.根据权利要求9或10所述的活塞，其特征在于，所述锥形面(15，15’)与纵轴线(2)围成一30°至75°的角(α)。
13.根据权利要求12所述的活塞，其特征在于，所述角(α)为60°。
14.根据权利要求9或10所述的活塞，其特征在于，所述防转结构是一与驱动螺母(24)共同作用的、形锁合式防转结构。
15.根据权利要求14所述的活塞，其特征在于，所述防转结构在活塞的敞开端部上与活塞一体形成。
16.根据权利要求14所述的活塞，其特征在于，所述防转结构与活塞(1’)分体式地形成，所述防转结构在活塞(1’)的敞开端部上与壁部(3’)紧固连接。
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