CN102265052B - 活塞侧制动器垫片 - Google Patents

Abstract

本发明是夹在制动钳的活塞上的垫片或垫片组件。它通常是带边沿的圆(盘或环)形以罩在钳的活塞的边缘上，并且包括用于润滑和改善装配的表面特征。与对活塞外边缘的保护一起提供了对源自摩擦磨损的噪声的降低。还提供了对进入活塞的热传递的降低。

Description

活塞侧制动器垫片

技术领域

本发明涉及用于盘式制动系统的降噪垫片，更具体涉及安装在制动活塞上的垫片。

背景技术

在盘式制动器制动钳中，液压致动的活塞通过作用和反作迫使一对相对的制动衬块对附接至车辆车轮的旋转体进行挤压。制动衬块具有刚硬底板，摩擦衬块附连于该刚硬底板的一侧。由薄型材料制成的垫片经常用在板与活塞接触的一侧。该垫片的功能是减小来自于在机械方面为完美制动器的响亮且讨厌的尖啸噪声的发生频率。噪声的至少一些源于这一事实，即，为了防止卡住，板在制动钳内具有一些径向运动自由，使得旋转体可以被释放，而活塞几乎没有运动自由。

在制动时，刚性旋转体与硬制动衬块磨擦地接合(硬制动衬块接着由其硬底板支撑)。制动衬块可在一定程度上抵靠刚性活塞和制动钳进行磨擦地滑动。

在可能引起尖啸的这种滑动过程中产生高摩擦力。类似于被迫以一角度划过刚性板的粉笔，摩擦可能导致非常严重的振动噪声。而且，这些反复出现的力可能导致活塞边沿的磨损和碎裂。多年以来已经尝试很多种垫片设计，将其装配在活塞与板之间以减少这种摩擦和所产生的尖啸。没有任何一种设计完全令人满意。

由于消费者总是希望在保修期内改善噪声，即使除此以外制动器是完美的，因此制动尖啸对于汽车和制动器制造商而言是非常昂贵的问题。

垫片通常被设计成抵靠制动衬块的底板装配。几乎每个单独的车型都具有独特的底板尺寸和形状。这需要大量且因而昂贵的库存。

活塞侧垫片较少为众所知，但是具有某些优点。一个优点在于，对于各种车型，活塞尺寸和形状存在较少变化。

然而，现有活塞侧垫片庞大且具有不期望的复杂制造要求。此外，这种活塞侧垫片未被设计成使抵靠制动底板进行平顺滑动的可能性优化，因此可能无法有效降低振动噪声。可以期望允许垫片抵靠底板进行平顺滑动以减小不期望的摩擦。同时，垫片必须以牢固且良好定位的状态保持在活塞边缘上，当与底板接触时防止活塞边缘在一个边缘上暴露(即防止活塞边缘的刮擦和磨损，这种刮擦和磨损可能导致损坏)。

发明内容

根据本发明的第一方面，活塞侧垫片被设置以用在具有中空开口端的制动器活塞上。垫片具有圆形板部，其用于基本上至少覆盖制动器活塞的中空开口端的接触边缘。该板具有面对制动板的表面和面对活塞的表面。优选地，板的外边缘朝向面对活塞的表面折弯或弯曲(例如，在外边缘上形成凸边)。垫片还具有多个与活塞接合的夹，与活塞接合的夹从板切割而成并且与板成角度折弯或弯曲，其与制动器活塞的中空开口端的内部进行接合以将圆形板保持在制动器活塞上。

板可以是盘形的(即，具有实心圆形表面)或环形的(即，具有由同心的外边缘和内边缘所围住的环形表面)。优选地，板的直径大于制动器活塞的开口端的外径，板的外边缘在活塞的开口端的外边缘之外并且围绕该开口端的外边缘延伸。板的直径优选地被确定以使得板的外边缘与活塞的开口端的外边缘间隔开。

在环形的实施方式中，与活塞接合的夹优选地从内边缘向下折弯或弯曲。优选地，内边缘也朝向面对活塞的表面折弯或弯曲(类似于外边缘)。

环形的实施方式的内边缘直径优选地小于制动器活塞的中空开口端的内径。环形物的内边缘直径优选地被确定以使得环形物的内边缘可与活塞的开口端的内边缘间隔开。因而，环形物的实心部分的宽度应足以在制动器活塞的中空开口端覆盖该制动器活塞暴露的边缘，并且存在用于重叠的附加空间。弧形的或折弯的内边缘和外边缘形成边界以在活塞端上保持或引导环形物。

面对板的表面可以包括用于保持润滑剂的表面特征(例如，凹陷或沟槽)。表面特征可以被浮雕(或刮、冲孔或凿)在表面上。表面特征可以以图案或随机地设置在面对板的表面之上。

优选地，板包括多个穿孔(例如，孔或槽孔)。这些可以是穿过垫片直接切割而成或者它们可以具有凹陷轮廓。穿孔可以以图案或随机地设置在板之上。

穿孔和表面特征可以结合以实现更好的润滑效果。也就是说，穿孔允许润滑剂朝向面对板的表面流过垫片。表面特征在面对板的表面上保持润滑剂，并且防止润滑剂在表面上任一位置处累积(在其他位置处具有露出的金属)，使润滑剂保持均匀分布。

润滑剂优选地设置在面对活塞的表面上或邻近面对活塞的表面设置。穿孔允许润滑剂从面对活塞的表面朝向面对板的表面行进。在一个实施例中，垫片组件可以包括装载有润滑剂的元件，在该装载有润滑剂的元件上且邻近面对活塞的表面叠置板，该装载有润滑剂的元件供应润滑油穿过垫片板的孔或槽孔。该元件可以采取各种形式。在一个实施例中，在装载有润滑剂的垫圈上可以叠置垫片板。

其他辅助叠置元件还可以方便地与垫片板一起使用。这些可以用于提供附加的降噪或导热性。此外，它们可以呈垫圈形。优选地，辅助叠置元件(或装载有润滑剂的叠置元件)的尺寸被确定成略微小于垫片板的尺寸，以紧贴地装配在垫片板的折弯或弧形外(和内)边缘之间。

附图说明

图1示出制动钳和旋转体组件的截面图，其中主垫片和垫圈垫片(一起组成垫片组件)装配在中空的钳活塞的开口端上；

图2是置于活塞的沿的一部分的顶部之上的垫片组件的一部分的截面图，其中虚线轮廓示出当垫片通过与制动过程中可能移动的板相接触而被拖拽时，垫片可如何横过边沿横向地移动；

图3示出主垫片的立体图，其具有悬垂的夹，且在下方设有辅助垫圈；

图4示出主垫片(或垫片组件)(实线)可如何抵靠活塞沿(虚线轮廓)滑动，以在制动过程中更好地容许板的移动；

图5示出图4的在A-A处的截面图，其中示出可能的凹陷结构；

图6示出垫片的俯视图，其中平坦部分已经凹陷以提供蓄液器和适合结构；

图7示出当底板由旋转的旋转体径向地拖拽时，活塞如何可能具有高压边缘接触，这使活塞在钳缸体中略微倾斜；

图8示出了环形(垫圈式)实施方式的立体图，其中仅外周是弧形的；

图9示出具有弧形外周的盘式实施方式，其中与活塞接合的夹附接于在弧形外周之下；以及

图10示出活塞沿的一侧以及垫片组件的一部分和制动衬块的相应部分，而且示出制动衬块如何抵靠静止的活塞自由横向地滑动以及垫片如何便于这种相对运动。

具体实施方式

在一个实施方式中，该垫片是具有两个面的单个薄弹簧钢盘。一个面基本上是平的并限定外工作表面(即面对制动板的表面)。另一个面是内工作表面(即面对活塞的表面)。它优选地具有外部曲线形凸边或边缘，或凸起的且为弧形的凸缘。所产生的垫片大体上罩在中空活塞边沿上或部分地覆盖该中空活塞边沿，以在活塞与底板之间提供平顺移动接触。与活塞接合的夹或凸片从内工作表面悬垂，从而与中空活塞的内壁摩擦接合以进行垫片保持。

该凸边或边沿允许外工作(面对制动板的)表面抵靠板平顺地滑行或滑动，并且不存在任何角或边缘，其可能刮擦、掘入、或导致磨损作用并因此增加摩擦、振动和噪声。内工作表面(其可以呈杯状)对于活塞而言具有足够的间隙，以在垫片内横向地滑动并防止活塞的外沿掘入或磨损板，产生摩擦、振动和噪声。弧形边缘还用作边界以使垫片在活塞边缘上保持良好定位。

垫片可以是实心盘或垫圈形盘，但是在任一情况下，外沿或凸边所具有的尺寸允许其横过活塞沿滑动，也就是说，垫片的外径大于活塞的外径，垫片的内径小于活塞的外径。

在环形垫片的情况下，垫片的内圆还可以形成有圆形的沿或凸边，在这种情况下，内沿的直径可小到足以实现上述在活塞沿上的滑动运动。可替代地，环形垫片设计可以使其内圆为平坦或平的，且没有任何边沿。

在所有的实施方式中，垫片的工作表面可以具有多个特征，以提供操作优势。它可以具有穿孔(如孔或槽孔)或其他成形的形状，以容纳润滑剂供应并减少热传递。工作表面上的凸起特征可用于补偿活塞与板的微小垂直不对准。表面可以覆有多种复合材料或镀层，如橡胶、润滑剂或粘合剂。根据其余的制动系统设计，可以选择这些特征以有益于振动、噪声和磨损的减少。

垫片还可以叠置有其他辅助垫片/垫圈(或由若干叠置的层制成)。这种分层的垫片(或垫圈)优选地具有这样的内径和外径，该内径和外径的尺寸被确定以使该垫片(或垫圈)在有沿的周边的限制内并在主垫片的内工作表面(即面对活塞的表面)内滑动。这种垫圈垫片还可例如通过由复合材料制成而具有与摩擦、振动和热传递减少有关的特征，以及可以具有对上述那些进行补充的附加润滑特征。

主垫片和可选的垫圈垫片可以具有各种表面涂层，表面涂层用于进一步去除噪声产生。这种涂层可包括橡胶材料以抑制振动以及减少对活塞的热传递，或者这种涂层可润滑涂层以减少摩擦。

在所有实施方式中，与活塞接合的夹从垫片悬垂以与钳的中空活塞的内壁接合。它们优选地由垫片的同一工件进行切割和折弯而成(以减少制造步骤以及节省随之而来的成本)。然而，可以想到，与活塞接合的夹可替代地单独形成并且被组装至垫片(例如，通过点焊)。

转向附图，图3示出活塞和垫片组件1的分解图。主垫片2包括垫圈垫片8和悬垂的与活塞接合的夹4。主垫片2可以由弹性材料如薄钢板制成。从主垫片2悬垂的间隔开的夹4在进入中空活塞C时受压，在中空活塞C之后它们延伸以摩擦地保持活塞C的内壁C’。可以包含在垫片组件1中的垫圈垫片8可由包括金属、或塑料或具有合适工作温度的复合材料在内的各种材料制成。在载有润滑剂的垫圈元件的情况下，该材料可以是掺入有或嵌入有润滑剂的织物(例如，毡)。

图1示出剖切的制动器制动钳A，其中主垫片2和垫圈垫片8(一起组成垫片组件1)位于活塞C与制动衬块底板F之间，制动衬块底板F在邻近制动旋转体G的位置具有结合的摩擦衬块E。钳活塞C具有中空的中心部C’并且可滑动地装配在钳缸体B中，钳缸体B是钳A的一部分。钳A通过凸起D(仅示出一个)可滑动地连接至钳承载件以及连接至车辆悬挂系统。当制动器被应用时，活塞C被迫离开缸体B，同时，使钳A在钳销(未示出)上滑动。该动作使两个相对的制动衬块挤压旋转体G，减慢其旋转。

在钳A的活塞侧，活塞C的外沿H使垫圈垫片8压靠主垫片2(一起组成垫片组件1)，主垫片2依次迫使板F和衬块E(图中右侧)抵靠旋转体G。

由于要求衬块不卡在或锁定在钳体中，因此在板F抵靠钳体上的推力面而停止之前，提供了一定量的径向活动。因而，由于活塞C与板F相接触，因此在活塞C上存在一些侧向推力。图7夸张地示出由于在活塞C与其缸体之间存在小却真实的间隙，活塞C可如何在其缸体中稍略微倾斜。这导致在活塞C与其缸体之间存在高压力接触点11，其可能在反复的高摩擦力的位置损坏活塞沿H的边缘H’。

图10示出主垫片2和垫圈垫片8如何提供弧形外工作表面的剖视图，该弧形外工作表面允许它与板F一起横过活塞沿H滑行或平顺地滑动，保护沿的边缘H’。

图2示出活塞C和垫片组件1在其行进的径向上的一小部分的侧视图。虚线轮廓示出如果垫片组件1或主垫片2被板F拖拽横过活塞C则活塞C可处于的位置的可替换位置。换句话说，垫片组件1(或简单地说，主垫片2)允许板F和活塞沿H的独立运动，以降低边缘H’的剥落和磨损。如图所示，垫片2的外部弧形凸边6和内部弧形凸边9提供边界以使垫片活塞面上保持良好定位。

图6示出可形成于主垫片2的外表面7中并处于内表面7a上的许多预期特征之一的前视图。所形成的特征可包括孔5(图3)和凹陷10(图6)。图5是在图6中的凹陷在A-A处的截面图。这些特征可以包括圆环形沟槽或任何其他合适结构。这些特征可用作贮液器或蓄液器以容纳润滑剂、粘合剂或被认为适合制动尖啸消除的其他复合材料。出于类似或补充目的，这些特征也可以形成在垫圈8中。

图3和图4中所示的以及以上所讨论的特征也可用于容许活塞沿H与板F的面之间的轻微不对准。也就是说，这种突起的特征可围绕表面7的周边可变地(或多或少)压缩，留下略微呈楔形的盘形，因此符合板F与活塞沿H之间的垂直差异。由于这些特征在制动力下无法绝对地变平，因此其作为用于复合材料的储液器的价值保持不变。

图3、4、5中所示的以及图1、2、3、10中垫圈垫片8中的特征还可起到热传递抑制装置的作用，因为两个表面之间表面接触面积的任何减少都将会降低热传递率。这有利于阻止制动液过热和沸腾，制动液过热和沸腾具有潜在灾难性制动丧失。

对于垫圈垫片8，热传递的减少还可以通过使用塑料来开发，诸如织物的酚醛层压板，包括玻璃、或PEEK(聚醚醚酮)或具有合适的高温和强度要求的其他。

还可将各种涂层应用至表面7和7a以及应用至垫圈垫片8的两个表面，以帮助减少制动尖啸的发生。流体型润滑剂、干润滑剂、热释放润滑剂、粘合剂和摩擦复合材料都被考虑来减少制动尖啸。

上述描述仅说明本发明的某些优选实施方式。本发明不限于上述实施例。也就是说，本领域技术人员可意识到和理解的是，修改和变化可以或可能可以利用和实施本文中所描述的本发明的教导。因此，所有适当的修改、变化和等同是可取的，并且这种修改、变化和等同趋于落入所描述的本发明的范围内以及落入权利要求书的范围内。

Claims (27)

1.活塞侧垫片，用在具有中空开口端的制动器活塞上，垫片包括：

圆形板，用于基本上至少覆盖所述制动器活塞的中空开口端的活塞沿，板具有面对制动板的表面和面对活塞的表面，板的外边缘朝向所述面对活塞的表面折弯，面对板的表面具有用于保持润滑剂的表面特征；以及

多个与活塞接合的夹，与活塞接合的夹从板切割而成并且与板成角度折弯以与所述制动器活塞的中空开口端的内部进行接合，从而将圆形板保持在所述制动器活塞上，

其中，板的外径大于所述制动器活塞的中空开口端的外径，以允许板的面对活塞的表面横过所述活塞沿滑动。

2.如权利要求1所述的垫片，其中，所述外边缘包括凸边。

3.如权利要求1所述的垫片，其中，板包括盘。

4.如权利要求1所述的垫片，其中，板的直径大于所述制动器活塞的开口端的外径，板的外边缘在活塞的开口端的外边缘之外并围绕该活塞的开口端的外边缘延伸。

5.如权利要求4所述的垫片，其中，板的直径被确定以使得板的外边缘与活塞的开口端的外边缘间隔开。

6.如权利要求1所述的垫片，其中，板是环状物。

7.如权利要求6所述的垫片，其中，环状物具有与外边缘同心的内边缘。

8.如权利要求7所述的垫片，其中，与活塞接合的夹从所述内边缘向下折弯。

9.如权利要求7所述的垫片，其中，所述内边缘朝向所述面对活塞的表面折弯。

10.如权利要求7所述的垫片，其中，环形物的内边缘直径小于所述制动器活塞的中空开口端的内径。

11.如权利要求7所述的垫片，其中，环形物的内边缘直径被确定以使得环形物的内边缘能够与活塞的开口端的内边缘间隔开。

12.如权利要求1所述的垫片，其中，表面特征是凹陷或沟槽。

13.如权利要求1所述的垫片，其中，表面特征浮雕在面对板的表面上。

14.如权利要求1所述的垫片，其中，板包括多个穿孔。

15.如权利要求14所述的垫片，其中，穿孔是槽孔。

16.如权利要求14所述的垫片，其中，穿孔具有凹陷轮廓。

17.如权利要求14所述的垫片，还包括润滑剂，所述润滑剂设置在所述面对活塞的表面上或邻近所述面对活塞的表面设置，穿孔允许所述润滑剂从所述面对活塞的表面朝向面对板的表面行进。

18.如权利要求14所述的垫片，还包括装载有润滑剂的元件，在所述装载有润滑剂的元件上且邻近所述面对活塞的表面叠置板，穿孔允许润滑剂从所述装载有润滑剂的元件朝向板的面对板的表面行进。

19.如权利要求18所述的垫片，其中，所述装载有润滑剂的元件是装载有润滑剂的垫圈。

20.如权利要求1所述的垫片，还包括辅助叠置元件，在所述辅助叠置元件上且与邻近所述面对活塞的表面叠置板，所述辅助叠置元件提供附加的降噪或导热系数。

21.如权利要求20所述的垫片，其中，所述辅助叠置元件是至少一个垫圈。

22.活塞侧垫片，用在具有中空开口端的制动器活塞上，垫片包括：

环状板，用于至少覆盖所述制动器活塞的中空开口端的活塞沿，板具有面对制动板的表面、面对活塞的表面和多个穿孔，板的外边缘朝向所述面对活塞的表面折弯，面对板的表面具有用于保持润滑剂的表面特征；

多个与活塞接合的夹，与活塞接合的夹从板切割而成并且与板成角度折弯以与所述制动器活塞的中空内部进行接合，从而将板保持在所述制动器活塞上；以及

润滑剂，限定在所述面对活塞的表面上或邻近所述面对活塞的表面限定，穿孔允许润滑剂从所述面对活塞的表面朝向面对板的表面行进，

其中，板的外径大于所述制动器活塞的中空开口端的外径，以允许板的面对活塞的表面横过所述活塞沿滑动。

23.活塞侧垫片，用在具有中空开口端的制动器活塞上，垫片包括：

环状板，用于至少覆盖所述制动器活塞的中空开口端的活塞沿，板具有面对制动板的表面和面对活塞的表面，板限定用于保持润滑剂的多个穿孔；

多个与活塞接合的夹，与活塞接合的夹从板切割而成并且与板成角度折弯以与所述制动器活塞的中空内部进行接合从而将板保持在所述制动器活塞上；以及

润滑剂，限定在所述面对活塞的表面上或邻近所述面对活塞的表面限定，穿孔允许润滑剂从所述面对活塞的表面朝向面对板的表面行进，

其中，板的外径大于所述制动器活塞的中空开口端的外径，以允许板的面对活塞的表面横过所述活塞沿滑动。

24.如权利要求23所述的垫片，还包括装载有润滑剂的元件，在所述装载有润滑剂的元件上且邻近所述面对活塞的表面叠置板，穿孔允许润滑剂从所述装载有润滑剂的元件朝向板的面对板的表面行进。

25.如权利要求24所述的垫片，其中，所述装载有润滑剂的元件是装载有润滑剂的垫圈。

26.如权利要求1所述的垫片，其中，与活塞接合的夹从板的中心部分切割而成。

27.如权利要求1所述的垫片，其中，板具有涂层。

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