CN102187111A - 盘式制动器的制动系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种尤其是用于地面车辆的盘式制动器的制动系统，它包括制动钳(2)，所述制动钳包括两个相对的制动衬片(6)，所述制动衬片与设置在所述制动衬片之间的制动盘配合；和制动器支架(4)，所述制动钳通过紧固装置以轴向可动方式设置在所述制动器支架上，其中所述紧固装置包括第一轴承装置(14)，所述制动钳通过所述第一轴承装置以减振方式支撑在所述制动器支架上。

Description

盘式制动器的制动系统

技术领域

本发明涉及一种尤其是用于地面车辆的盘式制动器的制动系统，它被设计成包括跨装制动盘的制动钳和承载制动钳的制动器支架。

背景技术

上述制动系统在现有技术中是公知的。这样，制动系统取得了发展，其中从优化重量和成本的角度来看，制动器的环形支架(其也收容作用侧的制动衬片)已经被平坦支架代替(其中作用侧的制动衬片直接支撑在制动钳中)。然而，这种制动系统的问题是，由于制动衬片直接支撑在制动器的制动钳中而造成振动，这种振动例如通过制动衬片抓住制动盘并随后松开(称为滑粘效应)而在制动钳中直接开始。因此，诸如制动缸、制动钳在制动器支架处的连接或者底盘系统在车辆(车架)处的连接等敏感部件，可能由于这些振动而损坏，使得它们出现故障。另一个问题是，由于振动的原因，制动系统在制动过程中产生的噪音非常大，以至于无法使用制动器。最后，这种制动系统会降低车辆在制动过程中的操作安全性。

发明内容

因此，本发明的目的是提供一种尤其是用于地面车辆的盘式制动器的制动系统，其中在优化制动效率的同时可以避免由于振动而产生的噪音。

上述目的通过具有权利要求1的技术特征的尤其是用于地面车辆的盘式制动器的制动系统来实现。从属权利要求中限定了优选的实施例。

根据本发明，提供一种尤其是用于地面车辆的盘式制动器的制动系统，它包括制动钳，所述制动钳包括两个相对的制动衬片，所述制动衬片与设置在所述制动衬片之间的制动盘配合；和制动器支架，所述制动钳通过紧固装置以轴向可动方式设置在所述制动器支架上，其中所述紧固装置包括第一轴承装置，所述制动钳通过所述第一轴承装置以减振方式支撑在所述制动器支架上。方便的是，所述制动系统用于盘式制动器，其中盘式制动器的制动盘可以设计为实心的或设计为带通风孔的制动盘。所述制动系统尤其是用于地面车辆，例如机动车辆、商用车辆、半挂车或火车，然而，也可以设置在使用制动器或制动系统的其他任何机器或交通工具(飞机)中。方便的是，为了使制动盘制动，所述制动钳具有两个相对的制动衬片。也就是说，制动衬片沿轴向彼此相对设置，使得制动盘设置在制动衬片之间。就此，轴向是指基本上垂直于制动盘转动面的方向，并且轴向被设置成基本上平行于车轮或制动盘的旋转轴，或者与所述旋转轴重合。有利的是，设置制动器支架，用于通过紧固装置收容制动钳，使得制动钳相对于制动器支架轴向可动。也就是说，制动钳可以相对于制动器支架沿轴向移动。因此，方便的是，以称为浮动钳的形式设计制动钳，其以轴向可动方式被设置在制动器支架上，使得当制动缸被促动时，借助钳缠绕体(类似钳子)，使制动器支架将相对的(不可动的)制动衬片朝向制动盘按压。因此，制动缸和制动活塞仅在制动盘的一侧设置在制动钳上。为了将制动力传递到制动盘，制动器支架以不可转动方式设置在车辆上。有利的是，借助间接连接(经由中间元件)或借助制动器支架在车辆底盘或车架元件上的直接连接来实现这一点。有利的是，经由紧固装置，制动钳被设置或连接或支撑在制动器支架上。为此，方便的是，所述紧固装置具有第一轴承装置，所述制动钳借助所述第一轴承装置以至少部分减振方式支撑在所述制动器支架上。也就是说，第一轴承装置可以使制动钳在该区域的振动根本没有被传递到制动器支架或仅很小程度地传递。因此，第一轴承装置基本上可以被设计成松配轴承，在第一轴承装置的各轴承元件之间提供很大间隙，使得在制动钳中产生的振动根本没有被传递到制动器支架或仅很小程度地传递。因此，为了提高根据本发明的制动系统的操作安全性，可以重新布置最初在靠近制动衬片的温度临界区域中提供的阻尼作用，即制动钳在制动器支架上的支撑。

有利的是，借助所述第一轴承装置的阻尼元件，使所述制动钳支撑在所述制动器支架上。因此，所述第一轴承装置具有阻尼元件，所述阻尼元件可以吸收由制动钳引起并传递到第一轴承装置的振动能，而不会传递到制动器支架。当然，阻尼元件也可以被设计成在其中设置多个阻尼元件的阻尼单元。

有利的是，所述第一轴承装置具有第一轴承销和第一收容部，所述第一轴承销和第一收容部中的一个设置在所述制动器支架上，另一个设置在所述制动钳上，以及其中所述第一轴承销至少部分地收容在所述第一收容部中。收容部可以设置在制动器支架中。然而，优选地，它设置在制动钳中。同样，第一轴承销可以设置在制动钳中，然而，特别优选地，它设置在制动器支架上。已经表明，这两种可选性具有相同的价值和效果。方便的是，第一轴承销被设计成大致圆柱状，并且有利的是，它基本上沿轴向延伸。可以根据需要设置第一轴承销的形状和截面(基本上垂直于轴向)。特别优选的是，第一轴承销具有环绕形截面，特别优选为圆形截面。第一轴承销可以形成为中空的或实心的，并且它可以形成为由单个元件构成的单件体或形成为多件体。特别方便的是，第一轴承销形成为多件体，即由护套或套筒形成，螺钉或螺栓延伸穿过护套或套筒，从而将护套或套筒紧固或连接在制动器支架上。因此，在这种情况下，护套或套筒用作第一轴承销的轴承元件表面。第一收容部被设计成使得第一轴承销可以轴向延伸进所述收容部。为此，第一收容部基本上被设计成至少部分地包围第一轴承销的凹槽或空腔。为了允许制动钳的轴向可动性，第一轴承销可以在第一收容部中沿轴向移动。

方便的是，借助所述阻尼元件，使所述第一轴承销与所述第一收容部彼此连接。也就是说，阻尼元件是第一轴承销与第一收容部之间的连接元件。为此，有利的是，阻尼元件设置在第一轴承销与第一收容部之间。因此，也就是说，阻尼元件可以被收容或设置或位于第一收容部中。相对于第一轴承销，阻尼元件被设置在它的周围或沿圆周设置或包围第一轴承销的表面区域的环形区域或设置在其上。

有利的是，所述阻尼元件被设计成环形体。因此，特别方便的是，阻尼元件形成为中空圆柱体。这里，第一轴承销可以延伸通过阻尼元件，并且第一收容部可以设置在阻尼元件的外表面或表面区域上。

优选地，所述阻尼元件具有非恒定或非线性的弹力特性或阻尼特性。弹力特性或弹力常数或弹力刚度由阻尼元件的变形与施加在所述阻尼元件上的力之间的关系限定。弹力特性或阻尼特性可以是非恒定或非线性的。结果，特别有利地降低了所谓的“滑粘效应”，而当施加在制动器上的制动压力或力较小使得制动钳开始以其固有频率或固有频率倍数发生振动时，会发生这种效应。因此，弹力特性或阻尼特性在第一区域中是相对平坦的。如果存在高制动压力或者如果施加较大的力，则不会发生振动，这样阻尼作用的必要性降低。相反，在高制动压力的情况下，制动钳应当被最佳地引导。因此，弹力特性或阻尼特性在该区域陡峭或变得更为陡峭。

在优选实施例中，所述阻尼元件被设计成弹性体轴承，所述弹性体轴承的弹性体芯部优选具有约35至约90的肖氏A硬度。阻尼元件的弹性体芯部或弹性元件可以被设计成由任何材料制成，然而，优选由橡胶制成。优选地，弹性体芯部具有约35至约90的肖氏A硬度，特别优选为约45至约80，极特别优选为约55至约75。

优选地，被设计成弹性体轴承的阻尼元件由若干层构成，并且优选具有软质的外部区域和硬质的内部区域。在径向中或在垂直于阻尼元件的纵轴的截面中，阻尼元件具有至少两个径向或同心设置的层。因此，外部区域或外表面区域可以由比内部区域或内表面区域更软的材料制成。方便的是，多层阻尼元件在其外部区域具有35至50的肖氏A硬度，特别优选为约40至45，其内部区域具有约50至90的肖氏A硬度，优选为约60至75。可选择地或另外，弹性体轴承在其外部区域可以具有材料空腔，从而限定更软的区域。

在可选实施例中，所述阻尼元件可以被设计成液压轴承，所述液压轴承优选被设计成内部填充有流体的环形中空体。这里，特别地，诸如油等流体用于阻尼目的。

此外，所述液压轴承的空腔可以分成彼此连接的腔室。其中包含的流体可以流经这种连接，使得轴承的两个连接元件之间的相对运动直接传递到所封装的流体，并且造成流体流动的主腔室相对扩大或缩小。

方便的是，所述液压轴承含有流体，并且借助控制装置，优选可以改变或调节所述流体的粘度。因此，可以根据情况控制流体的粘度或流动特性。因此，特别有利的是，可以填充粘度或粘稠性可以被调节、控制或确定的流变性液体。为了改变或调节流体的粘度，可以设有控制装置。所述控制装置可以将电场和/或磁场和/或电流或电压引入流体，使得所述流体改变它的粘度特性。因此，与多层弹性体轴承相比，液压轴承不仅可以提供线性的弹力特性或阻尼特性，而且还可以提供非恒定或非线性的并且可自由调节的弹力特性图或阻尼特性图。

当然，也可以提供不同阻尼系统的组合作为阻尼元件，例如弹性体轴承与液压轴承的组合。还可以使用气浮轴承或者气浮轴承与弹性体轴承的组合。

优选地，所述紧固装置具有第二轴承装置，所述制动钳借助所述第二轴承装置以轴向可动方式支撑在所述制动器支架上。因此，关于轴向可动性，第二轴承装置实现了与第一轴承装置相同的特性、要求或先决条件。

与第一轴承装置相比，方便的是，所述第二轴承装置被设计成减振的固定轴承。因此，第二轴承装置的特征在于，在制动钳的轴承元件与制动器支架之间根本没有间隙或间隙极小。至于其他方面，在制动钳的第二轴承装置的轴承元件与制动器支架之间没有设置阻尼元件。因为第一轴承装置被设计成减振的松配轴承并且第二轴承装置被设计成减振的固定轴承，所以有利的是可以提供静定系统，这可以防止在制动过程中制动钳发生不希望的“振颤”。结果，进一步提高了制动系统的制动效率或操作安全性。

优选地，所述第二轴承装置具有第二轴承销和第二收容部，所述第二轴承销和第二收容部中的一个设置在所述制动器支架上，另一个设置在所述制动钳上，以及其中所述第二轴承销至少部分地收容在所述第一收容部中。收容部可以设置在制动器支架中。然而，优选地，它设置在制动钳中。同样，第二轴承销可以设置在制动钳中，然而，特别优选地，它设置在制动器支架上。已经表明，这两种可选性具有相同的价值和效果。方便的是，第二轴承销被设计成大致圆柱状，并且有利的是，它基本上沿轴向延伸。可以根据需要设置第二轴承销的形状和截面(基本上垂直于轴向)。特别优选的是，第二轴承销具有环绕形截面，特别优选为圆形截面。第二轴承销可以形成为中空的或实心的，并且它可以形成为由单个元件构成的单件体或形成为多件体。特别方便的是，第二轴承销形成为多件体，即由护套或套筒形成，螺钉或螺栓延伸穿过护套或套筒，从而将护套或套筒紧固或连接在制动器支架上。在这种情况下，护套或套筒用作第二轴承销的轴承元件表面。第二收容部被设计成使得第二轴承销可以轴向延伸进所述收容部。为此，第二收容部基本上被设计成至少部分地包围第二轴承销的凹槽或空腔。为了确保制动钳的轴向可动性，第二轴承销可以在第一收容部中沿轴向移动。因此，第二轴承销可以轴向可动方式直接支撑在第二收容部中。然而，特别优选的是，在第二轴承销与第二收容部之间设置有用作滑动轴承的护套，用于确保第二轴承销在第二收容部中的轴向可动性。特别优选的是，护套或套筒具有与第一轴承装置的阻尼元件相同的截面构造(内外直径)。

优选地，所述第一和第二收容部具有相同的内部构造。也就是说，第一和第二收容部至少在它们收容第一和第二轴承销的区域中在尺寸方面设计成相同。还优选的是，第一和第二轴承销至少在截面构造(直径、截面形状等)方面设计成相同。

附图说明

从下面参照附图对本发明制动系统的优选的例示实施例的说明，可以得到本发明的进一步优点和特征，其中，不同实施例的各个技术特征可以进行组合而形成新的实施例，在附图中：

图1是根据本发明制动系统的例示实施例的部分剖视的立体图。

图2是根据本发明制动系统的例示实施例的另一个部分剖视的立体图。

图3是根据本发明第一轴承装置的第一优选实施例的部分剖视图。

图4是根据本发明第一轴承装置的第二优选实施例的部分剖视图。

图5是根据本发明第二轴承装置的优选实施例的部分剖视图。

图6是根据优选实施例由弹性体材料制成的阻尼元件的特性曲线。

图7是根据优选实施例被设计成液压轴承的阻尼元件的特性图。

具体实施方式

图1和图2是根据本发明制动系统的第一优选的例示实施例的部分剖视的立体图。所述制动系统包括制动钳2和制动器支架4。

制动钳2被设计成当从上面观察时基本为O形，从而收容位于其中的制动盘(未示出)。此外，制动钳2具有沿轴向X设置在制动盘两侧并与制动盘配合的两个相对的制动衬片6。这里，轴向X基本上相当于车轮或制动盘的旋转轴，或者基本上平行于所述轴。为了防止制动衬片6沿径向滑出，借助保持架8使制动衬片6朝向顶部固定，并且借助弹簧夹10使制动衬片6被预拉紧。此外，制动钳具有制动活塞和制动缸(如图1和图2中的左手侧所示)，借助制动活塞和制动缸，与它们邻近的制动衬片6可以沿相对制动衬片的方向滑动，从而促动位于其间的制动盘。为了使两个制动衬片6都可以与制动盘配合，制动钳形成被称为浮钳式制动器的一部分，并因而制动钳沿轴向X可滑动或可移动地设置。

制动器支架4包括紧固部12，借助紧固部12，制动系统基本以刚性方式被间接或直接紧固到车辆的悬架系统或车架上。此外，制动器支架4具有第一轴承装置14和第二轴承装置16。借助第一轴承装置14和第二轴承装置16，使制动钳2沿轴向X可动地设置在制动器支架4上，从而允许浮钳式制动器发挥作用。

为了使制动过程中产生的振动根本不传递到制动器支架4或仅是最小程度地传递，借助第一轴承装置14的阻尼元件5，50，使制动钳2支撑在制动器支架4上。为此，第一轴承装置14具有从制动器支架4开始沿轴向X延伸的第一轴承销18。借助紧固件20，将第一轴承销18固定到制动器支架4。第一轴承销18的远端区域延伸到制动钳2的第一收容部22。第一收容部22被设计成沿轴向X延伸的空腔或凹槽。

为了阻尼振动，借助阻尼元件5，50，使第一轴承销18与第一收容部22彼此连接。在图3所示的第一轴承装置14的例示实施例中，阻尼元件5被设计成弹性体轴承。弹性体轴承具有弹性体芯部或阻尼芯部24，其以环形形状并绕着第一轴承销同心地延伸。借助保护体26来保护阻尼芯部24朝向第一轴承销18的表面区域和朝向第一收容部22的内表面区域。

在图4所示的可选的例示实施例中，阻尼元件50被设计成液压轴承。液压轴承被设计成环形中空体，其内部填充油或其他流体，从而吸收振动。特别有利的是，液压轴承50的空腔28被分成各个腔室。有利的是，阻尼元件5，50与第一收容部22以及第一轴承销18之间的配合使得在制动器促动过程中，阻尼元件5，50相对于第一收容部22基本上保持静止，同时第一轴承销18在阻尼元件5，50内沿轴向滑动。

图5示出第二轴承装置16的部分剖视图。方便的是，所述轴承装置被设计成减振的固定轴承，从而与减振的第一轴承装置14一起形成静定系统。因此，第二轴承装置16具有第二轴承销30，其沿轴向X延伸并借助紧固件32固定到制动器支架4。第二轴承销至少部分地收容在第二收容部34内，第二收容部34可以与第一收容部22同样设计。然而，第二收容部34的内径不必须等于第一收容部22的内径，但是如果需要的话，其可以具有设置在第二轴承销32与第二收容部34之间的护套或套筒36的外部结构。方便的是，护套或套筒36可以被设置成在第二轴承销30与第二收容部34之间根本没有间隙或仅具有极小间隙的滑动轴承。

图6示出阻尼元件5的特性曲线。图6a示出具有线性弹力或阻尼特性的阻尼元件的特性曲线。也就是说，根据图6a，阻尼元件5被设计成由基本上均匀材料或相同材料制成。图6b示出阻尼元件5的优选实施例的弹力或阻尼特性。可以看出，弹力曲线不是恒定的或线性的。如果采用由若干层构成的弹性体轴承，其中外部区域优选是柔软的并且内部区域被设计成由更硬的材料制成，则尤其是这种情况。

图7a示出标准液压轴承的弹力或阻尼特性图。可以看出，弹力或阻尼特性图基本上是线性的。相反，图7b示出液压轴承的弹力或阻尼特性图，其中借助控制装置，可以改变或调节内部的流体的粘度。

具有图6b和图7b所示的特性曲线和特性图的阻尼元件所带来的优点在于：在低制动压力的情况下，可以最佳地防止制动钳的振动，而在高制动压力的情况下，提供更低程度的阻尼，使得制动钳被最佳地引导。

附图标记列表

Claims (14)

1.一种尤其是用于地面车辆的盘式制动器的制动系统，它包括：

制动钳(2)，所述制动钳包括两个相对的制动衬片(6)，所述制动衬片

与设置在所述制动衬片之间的制动盘配合，和

制动器支架(4)，所述制动钳(2)通过紧固装置以轴向可动方式设置在所述制动器支架上，

其中所述紧固装置包括第一轴承装置(14)，所述制动钳(2)通过所述第一轴承装置以减振方式支撑在所述制动器支架上。

2.根据权利要求1所述的制动系统，其中借助所述第一轴承装置(14)

的阻尼元件(5，50)，使所述制动钳(2)支撑在所述制动器支架(4)上。

3.根据前述权利要求中任一项所述的制动系统，其中所述第一轴承装置(14)包括第一轴承销(18)和第一收容部(22)，所述第一轴承销和第一收容部中的一个设置在所述制动器支架(4)上，另一个设置在所述制动钳(2)上，以及

其中所述第一轴承销(18)至少部分地收容在所述第一收容部(22)中。

4.根据权利要求3所述的制动系统，其中借助所述阻尼元件(5，50)，使所述第一轴承销(18)与所述第一收容部(22)彼此连接。

5.根据权利要求2至4中任一项所述的制动系统，其中所述阻尼元件(5，50)被设计成环形体。

6.根据权利要求2至5中任一项所述的制动系统，其中所述阻尼元件(5，50)具有非恒定或非线性的弹力或阻尼特性。

7.根据权利要求2至6中任一项所述的制动系统，其中所述阻尼元件(5)被设计成弹性体轴承，所述弹性体轴承的弹性体芯部(24)优选具有约35至约90的肖氏A硬度。

8.根据权利要求6或7所述的制动系统，其中被设计成弹性体轴承的阻尼元件(5)由若干层构成，并且优选具有软质的外部区域和硬质的内部区域。

9.根据权利要求2至6中任一项所述的制动系统，其中所述阻尼元件(50)被设计成液压轴承，所述液压轴承优选被设计成内部填充有流体的环形中空体。

10.根据权利要求9所述的制动系统，其中所述液压轴承含有流体，并且借助控制装置，所述流体的粘度优选是可改变的或可调节的。

11.根据前述权利要求中任一项所述的制动系统，其中所述紧固装置包括第二轴承装置(16)，所述制动钳(2)借助所述第二轴承装置以轴向可动方式支撑在所述制动器支架(4)上。

12.根据权利要求11所述的制动系统，其中所述第二轴承装置(16)被设计成减振的固定轴承。

13.根据权利要求11或12所述的制动系统，其中所述第二轴承装置(16)包括第二轴承销(30)和第二收容部(34)，所述第二轴承销和第二收容部中的一个设置在所述制动器支架(4)上，另一个设置在所述制动钳(2)上，以及

其中所述第二轴承销(30)至少部分地收容在所述第二收容部(34)中。

14.根据权利要求13所述的制动系统，其中所述第一和第二收容部(22，34)具有相同的内部构造。

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