CN101868644A - 气压和/或电子机械控制的商用汽车盘式制动器 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种气压和/或电子机械控制的商用汽车盘式制动器，包括：制动盘(1)，制动钳(2)，受摇杆(3)控制并垂直于制动盘(1)旋转轴(1a)的压紧轴(4)，至少局部地设置在制动钳(2)内腔(2A)中的调节元件，用于密封环形室(11A)的第一密封元件(12)，所述环形室由制动钳的通孔(11)的内壁和穿过通孔的元件(8、9)围成。根据本发明，提供保持元件(14)固定第二密封元件(16)以便至少局部地密封环形室，以及紧贴在保持元件上的第三密封元件(15)以至少局部地密封环形室。

Description

气压和/或电子机械控制的商用汽车盘式制动器
本发明涉及一种气压和/或电子机械控制的商用汽车盘式制动器，包括：
制动盘，
制动钳，
受摇杆控制并垂直于制动盘旋转轴的压紧轴(Zuspannwelle)，
至少局部地设置在制动钳内腔中的调节元件，以及
用于密封环形室的第一密封元件，所述环形室由制动钳的通孔内壁和穿过通孔的元件围成。
上述盘式制动器已在例如DE 103 56 801 B3中公开。在这里，弹性保护罩的第一密封元件采用折叠式皮碗的形式，它由于压紧螺栓的旋出而伸展。在已知的盘式制动器上，它是唯一的密封元件，用于将环形室密封并因此将内部包括压紧和调节元件的制动钳相对于各种外界影响进行密封。但另一方面，它本身则暴露在各种外界影响的作用下。其中包括例如机械方面的影响，如石击或在对制动器进行保养时的不当操作。此外还包括热力上的影响，例如离制动衬带和制动盘太近。这些影响会造成折叠式皮碗的损伤或甚至毁坏。如果折叠式皮碗受损或毁坏，那么所有的制动器零件就暴露在外部影响的作用下，从而会影响功能或者出现故障。
本发明的目的是，对如DE 103 56 801 B3所述的盘式制动器进行改进，从而有效地保护制动器的内腔及其内部的元件，同时简化制动器的首次装配以及将来可能的零件更换时的工作。
在前述的制动器上，本发明的目的由一种保持元件实现，所述保持元件用于固定第二密封元件，它用于至少局部地密封环形室。此外，本发明还设有第三密封元件，它紧贴在保持元件上，用于至少局部地密封环形室。
第二密封元件的设置，使得密封系统整体上带有备用系统并因而更有效。用于固定第二密封元件的保持元件简化了制动器首次装配及更换零件时的操作。第三密封元件进一步提高了系统的冗余性并因此提高了整个密封系统的有效性。保持元件具有两个功能，即一方面固定第二密封元件，另一方面与第三密封元件共同作用，对环形室进行密封，因为第三密封元件紧贴在保持元件上。因此，保持元件对密封系统有着特别的意义。
根据本发明，通孔优选为功能开口。换句话说，制动器的至少一个对制动器功能发挥作用的元件穿过这个通孔。在这里，它可以是例如调节螺母的压紧凸肩和/或冲头，后者可以是压紧螺栓。
根据本发明，穿过通孔的元件优选地具有压紧凸肩和/或调节螺栓。
根据本发明的一个特别优选的实施形式，保持元件为衬套形状。这样，在首次装配和更换零件时的操作就尤其简单。
根据本发明，第二密封元件的横断面优选为T形。在这里，密封元件与“T”的垂直梁相对应的部分优选地对环形室进行可靠的密封，而与横梁相对应的部分则用于将密封元件固定在制动器内。
根据本发明，保持元件进一步优选地将第二密封元件沿制动器的切线方向和/或轴向与穿过通孔的元件耦合。这样，特别是在调节制动器时，它与压紧凸肩一起旋转。
根据本发明的另一个优选的实施形式，穿过通孔的元件和/或调节元件具有外螺纹，在从第一工作状态过渡到第二工作状态时所述螺纹与第二密封元件咬合。
这样，在第一次接触时，即从新状态过渡到另一个工作状态时，外螺纹能够与第二密封件咬合。通过这种方式，密封元件将独自地紧贴在外螺纹的螺纹轮廓侧面上。在使用多头螺纹时也是同样的情况。这样才能实现自动化的装配工艺或者简化装配工艺。
根据本发明，第二密封元件上与外螺纹咬合的区域优选地在设计上，要使得它不会由于外螺纹的相对运动而出现扭转。
为此，可特别地为相关的部分(“T”的垂直梁)确定相应的尺寸(径向长度)。
根据本发明的另一个优选的实施形式，保持元件、第二密封元件和穿过通孔的元件的至少一部分、特别是压紧凸肩，形成预装的组件。这将简化首次装配和零件更换时的操作。
此外，这个组件优选地通过挤压进行预装。这同样简化了生产和/或零件更换的过程。
本发明还设置了油脂容器，它由第二密封元件围成。油脂容器也可由压块和/或带有外螺纹的压紧螺栓围成。这样可避免相互滑动的零件的摩擦系数出现波动。
根据本发明，第三密封元件进一步优选地平整地紧贴在通孔的一段内壁上。这样可提高密封的可靠性。
在这里，根据本发明，第三密封元件的一段还优选地沿径向向外超出通孔内壁。这样，它就沿着制动器的轴向固定。
根据本发明，第三密封元件还优选为环形。这样，它就与环形室配合。
根据本发明，第三密封元件的内直径优选地在静止状态下小于保持元件的外直径。因此，在装配状态下，第三密封元件被套在保持元件的外壳上，这就改善了密封效果。
根据本发明，第三密封元件还优选地沿径向在内部具有密封唇边。密封唇边优选地用于套在保持元件的外壳上，以有效地密封环形室。
根据本发明，第三密封元件还优选地至少在局部具有弹性。弹性的回位力可用于提高密封性。
根据本发明，第三密封元件可具有加强件，优选地为一个嵌入的金属环。这尤其是起到保护和稳定的功能，并因而促进在通孔外表面上的固定和密封作用。
根据本发明，第二密封元件、第三密封元件和/或保持元件优选为旋转对称。这样，在装配时就不需将其放在一个特定的旋转位置上。
被第三密封元件紧贴的保持元件的表面区域优选地具有有助于密封的平滑度。保持元件优选地由金属制成。带有特别平滑的表面的保持元件的成本大大小于例如压紧凸肩的相应形式。特别是在以下的实施形式中，即在制动器工作时，第三密封元件相对于与它共同作用的表面、即保持元件的表面运动，平滑表面具有优势。
在根据本发明的盘式制动器上，压紧轴优选地在其压紧侧支撑在压块上。
此外，调节元件优选地具有调节螺母和调节螺栓。
通孔可位于制动钳的本体上或者位于制动钳的盖子上。
盖子优选地与第三密封元件形成预装的组件。在装配盖子时，将第三密封元件套在保持元件上，从而进一步简化了装配过程。
最后，本发明优选地提供一种气压和/或电子机械控制的商用汽车盘式制动器，包括制动盘，制动钳，受摇杆控制并垂直于制动盘旋转轴的压紧轴，至少局部地设置在制动钳内腔中的调节元件，用于密封环形室的第一密封元件，所述环形室由制动钳的通孔内壁和穿过通孔的元件围成，将第二密封元件固定以便至少局部地密封环形室的保持元件，和紧贴在保持元件上的第三密封元件以局部地密封环形室，其特征在于，穿过通孔的元件具有调节螺母的压紧凸肩，并且保持元件、第二密封元件和压紧凸肩形成预装的组件。
下面通过优选实施例和附图对本发明进行详细的说明。其中，
图1是根据本发明的盘式制动器的实施例的截面示意图，
图2是如图1所示的实施例的另一个截面示意图，
图3是处于起始位置的、如图1所示的实施例的局部截面和立体示意图，
图4是压紧螺栓被部分旋出时，如图1所示的实施例的另一个局部截面和立体示意图。
图中所示的制动器是商用汽车的盘式制动器，具有包括制动盘1的制动钳2，受可转动的摇杆3控制并垂直于制动盘1的旋转轴1A的压紧轴4支撑在所述制动钳上。压紧轴4作用于不可扭转的并垂直于制动盘1的压块5上。压块5具有通孔6，属于调节元件的、可旋转的并带有朝向制动盘1的压紧凸肩8的调节螺母7装在所述通孔中。带有外螺纹9A的且不可围绕着旋转轴1A转动的压紧螺栓9旋入到调节螺母7中。在操纵制动器时，所述压紧螺栓压在压紧侧的制动衬带10上。摇杆3、压紧轴4、压块5、调节螺母7和压紧螺栓9(至少局部地)装在制动钳2的内腔2A中。在这里，制动钳2具有朝向制动盘1的功能开口11，调节螺母7的压紧凸肩8和压紧螺栓9插入或穿过所述开口。在这里，在制动钳2的通孔11的内壁和压紧凸肩8或压紧螺栓9之间是环形室11A。以折叠式皮碗形式的弹性保护罩12对这个环形室进行密封。它一方面装在制动钳2或者如图3和4所示的可固定在制动钳上的盖子2.1上，另一方面装在压紧螺栓9靠近制动盘1的部分13上。压块5支撑在压紧凸肩的压紧侧上。
调节螺母7的压紧凸肩8伸入到功能开口11中的区域用于形锁合地固定将轴向和径向的压紧凸肩区域包围的衬套14，它一方面形成相对于保护内腔2A的密封件15的密封面，同时用于固定保护压紧螺栓9的外螺纹9A的密封件16。密封件15位于环形室11A中沿径向处于外部的部分，密封件16则位于沿径向处于内部的部分。
换句话说，对于根据发明的冗余密封系统的实施和布置来说，带有固定在它上面的、以衬套14为形式的密封和固定衬套的压紧凸肩8具有特别的意义。
密封件15由弹性材料制成。它在装入的状态下平整地并在两侧以环形且密封地形式将功能开口11包围。为此，在靠近制动衬带10的一侧设置了嵌入到密封材料中的金属环15.1，它在图示的实施例中为L形。它具有保护和稳定的功能。此外，它还能够起到简化装配、特别是自动化装配的作用。在靠近内腔2A的一侧设置了圆形环15.2，它在径向上向外超出功能开口11。这样，密封件15就可靠地固定在功能开口11上。
密封件15沿径向向内具有弹性的环形室唇边15.3。其内直径小于衬套14的外直径。换句话说，环形室唇边15.3的径向伸展要使它完全平整地包在衬套14的外壳上。也就是说，它在装配状态下平整地紧贴在衬套14的外壳上。由于它的弹性，它作为不可移动的环形室密封件可在保证密封性的情况下，对制动和调节过程中带有衬套14的调节螺母7的压紧凸肩8所进行的轴向、径向和旋转运动进行补偿。
优选地由金属制成的保持衬套的外壳表面非常光滑，环形室唇边15.3在装配状态下紧贴在这个表面上。将这个外壳表面设计为光滑的成本，大大低于制动器的其它元件例如压紧凸肩8。保持衬套14提供了理想的密封面，并与弹性的(环形室)密封件15一起对盘式制动器的内腔2A提供可靠的多重保护。在图中所示的实施例中，它还同时用于固定密封件16。因此，它具有多重功能。
为了有效地保护外螺纹9A和由调节螺母和压紧螺栓9形成的蜗杆传动(Spindeltrieb)，设置了弹性密封件16。它在轴向和径向位置上由衬套14固定在压紧凸肩8上靠近制动衬带10的端面上。它与调节螺母7一起旋转。为此，它的横断面为T形。通过这种方式，在两侧的外周长处沿压紧凸肩8和衬套14的方向形成凸起区域16.1、16.2，它们对所有的面进行密封。
非常窄且沿不可转动的压紧螺栓9的外螺纹9A延伸的密封面/唇边16.3特别重要。密封件16的这个区域在考虑其所使用的材料和尺寸时，要使得外螺纹9A在第一次接触时通过螺纹头咬入到其中。为此，密封件16的内部密封区域独自地紧贴在螺纹轮廓侧面上。这样在径向位置上也形成了理想的螺纹密封，这在使用多头螺纹的情况下非常有效。这在自动化装配方面特别具有优势。
另一个优点来自于保持衬套14上起固定作用的区域和沿螺纹走向延伸的密封面/唇边16.3之间相对较大的接触面。也就是说，这个区域具有相对较大的表面，因此，它在进行相对于外螺纹9A的相对运动时不会扭转。
密封件16与保持衬套14作为预装的组件和压紧凸肩8一起压入，以便接下来与其它零件完成装配。这样就大大简化装配工序。
因为在工作过程中密封件15和16不会离开或几乎不会离开其装配位置并且它们在径向上几乎相互叠置，这就最优地利用了制动器内非常狭小的结构空间。上述的密封和支承/保持元件为旋转对称。这样就不需要将任何专门的零件置于任何专门的位置上。
衬套14的轴向安装长度要使得提前装入的密封件16在随后压到压紧凸肩8上时，不会出现密封件16被压破的危险。这通过组件装配时相对于压紧凸肩的外形尺寸来实现。在外螺纹9A、压紧凸肩8和密封件16之间形成油脂容器17。它用于避免上述零件的相互运动时出现摩擦系数波动。
在图示的实施例中，功能开口11设置在制动钳2的本体上。它也可设置在制动钳2的盖子上。
当通过例如借助法兰与制动钳连接的操纵元件启动制动过程时，如图所示的制动器受到摇杆3旋转运动的操纵。通过其中设置着至少一个调节螺母/压紧螺栓的压块5，在朝着制动衬带10的方向上出现位移。在制动卸载的情况下，(压缩)弹簧系统18将整个压紧装置再推回到起始位置。在纯径向运动中，环形室唇边15.3在衬套14的外部区域上滑动。在通过图中未示的调节装置进行必要的调节活动时(见图4)，转动调节螺母7，并将压紧螺栓9旋出。在这里，外螺纹9A相对于固定在调节螺母7或压紧凸肩8上的密封件16或者相对于紧贴在螺纹轮廓侧面上的密封面/唇边16.3旋转。即使折叠式皮碗12受损，通过制动钳2的内腔2A和特别是蜗杆传动的多重密封也能受到有效的保护。在随后的保养中，可采用常用的方式更换折叠式皮碗12。这同样也适用于密封件15。如图4所示，即使压紧螺栓9通过调节螺母7的调节运动被旋出，密封件15和16仍保留在其位置上。
如图3和4所示，制动钳2在制动盘侧被盖子2.1封住。虽然在图中未示，盖子2.1例如通过螺栓与制动钳2的本体连接。在盖子2.1通过例如螺栓在制动钳2上固定之前，为了进一步简化装配，它和第三密封件15预装。当盖子2.1在制动钳2上旋紧或固定时，“安装好”的第三密封元件15被套到保持元件14上。因为第三密封元件15在制动器的所有工作状态下(长期地)“处于”或保持向外的状态，因而可以实现特别有效的密封功能。
虽然图示的实施例是单轴制动器(Einspindelbremse)，但本发明也可用于双轴或多轴制动器(Zwei-oder Mehrspindelbremsen)，因为这些制动器也具有靠近的制动衬带或制动盘的功能开口，功能元件穿过所述的功能开口。
在本申请的说明书、权利要求书及附图中公开的本发明的特征，既可单独地也可以以任意组合的形式用于实现本发明的不同实施形式。

Claims (25)

1.一种气压和/或电子机械控制的商用汽车盘式制动器，包括：
制动盘(1)，
制动钳(2)，
受摇杆(3)控制并垂直于制动盘(1)旋转轴(1A)的压紧轴(4)，
至少局部地设置在制动钳(2)内腔(2A)中的调节元件，
用于密封环形室(11A)的第一密封元件(12)，所述环形室由制动钳的通孔(11)的内壁和穿过通孔的元件(8、9)围成，
其特征在于，所述制动器还包括：
将第二密封元件(16)固定以便至少局部地密封环形室的保持元件(14)，以及
紧贴在保持元件(14)上的第三密封元件(15)以至少局部地密封环形室(11A)。
2.根据权利要求1所述的制动器，其特征在于，通孔(11)为功能开口。
3.根据权利要求1或2所述的制动器，其特征在于，穿过通孔(11)的元件具有压紧凸肩(8)和/或调节螺栓(7)。
4.根据前述权利要求中任一项所述的制动器，其特征在于，保持元件(14)为衬套状。
5.根据前述权利要求中任一项所述的制动器，其特征在于，第二密封元件(16)的横断面为T形。
6.根据前述权利要求中任一项所述的制动器，其特征在于，保持元件(14)将第二密封元件(16)沿制动器的切线方向和/或轴向与穿过通孔(11)的元件(8)耦合。
7.根据前述权利要求中任一项所述的制动器，其特征在于，穿过通孔(11)的元件(8)和/或调节元件具有外螺纹(9A)，在从第一工作状态过渡到第二工作状态时所述外螺纹与第二密封元件(16)咬合。
8.根据权利要求7所述的制动器，其特征在于，第二密封元件(16)上与外螺纹(9A)咬合的区域(16.3)在设计上，使得它不会由于外螺纹的相对运动而出现扭转。
9.根据前述权利要求中任一项所述的制动器，其特征在于，保持元件(14)、第二密封元件(16)和穿过通孔(11)的元件(8)的至少一部分、优选为压紧凸肩，形成预装的组件。
10.根据权利要求9所述的制动器，其特征在于，组件(14、16、8)通过挤压进行预装。
11.根据前述权利要求中任一项所述的制动器，其特征在于油脂容器(17)，它由第二密封元件(16)围成。
12.根据前述权利要求中任一项所述的制动器，其特征在于，第三密封元件(15)平整地紧贴在通孔(11)的一段内壁上。
13.根据前述权利要求中任一项所述的制动器，其特征在于，第三密封元件(15)的一段(15.1、15.2)沿径向向外超出通孔(11)的内壁。
14.根据前述权利要求中任一项所述的制动器，其特征在于，第三密封元件(15)为环形。
15.根据前述权利要求中任一项所述的制动器，其特征在于，第三密封元件(15)的内直径在静止状态下小于保持元件(14)的外直径。
16.根据前述权利要求中任一项所述的制动器，其特征在于，第三密封元件(15)沿径向在内部具有密封唇边(15.3)。
17.根据前述权利要求中任一项所述的制动器，其特征在于，第三密封元件(15)至少在局部具有弹性。
18.根据前述权利要求中任一项所述的制动器，其特征在于，第三密封元件(15)具有加强件(15.1)。
19.根据前述权利要求中任一项所述的制动器，其特征在于，第二密封元件(16)、第三密封元件(15)和/或保持元件(14)为旋转对称。
20.根据前述权利要求中任一项所述的制动器，其特征在于，被第三密封元件(15)紧贴的保持元件(14)的表面区域具有有助于密封的平滑度。
21.根据前述权利要求中任一项所述的制动器，其特征在于，压紧轴(4)在其压紧侧支撑在压块(5)上。
22.根据前述权利要求中任一项所述的制动器，其特征在于，调节元件具有调节螺母(7)和调节螺栓(9)。
23.根据前述权利要求中任一项所述的制动器，其特征在于，通孔(11)位于制动钳(2)的盖子(2.1)上。
24.根据前述权利要求中任一项所述的制动器，其特征在于，盖子(2.1)与第三密封元件(15)形成预装的组件。
25.一种气压和/或电子机械控制的商用汽车盘式制动器，包括：
制动盘(1)，
制动钳(2)，
受摇杆(3)控制并垂直于制动盘(1)旋转轴(1A)的压紧轴(4)，
至少局部地设置在制动钳(2)内腔(2A)中的调节元件，
用于密封环形室(11A)的第一密封元件(12)，所述环形室由制动钳的通孔(11)的内壁和穿过通孔的元件(8、9)围成，
将第二密封元件(16)固定以便至少局部地密封环形室的保持元件(14)，以及
紧贴在保持元件(14)上的第三密封元件(15)以至少局部地密封环形室(11A)，
其特征在于，
穿过通孔(11)的元件具有调节螺母(7)的压紧凸肩(8)，并且保持元件(14)、第二密封元件(16)和压紧凸肩(8)形成预装的组件。
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