CN103122957A - 一种改进的双轭板固定钳盘式制动器 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种改进的双轭板固定钳盘式制动器，通过在钳体上键槽内设有斜面，在装配钳体和上、下板时，通过该键槽内的斜面，压迫钳体上、下板的承载键，使承载键在装配时就受到钳体施加的远离制动盘的轴向压力，从而进一步提高了制动器的刚度，降低了制动液的需液量。

Description

一种改进的双轭板固定钳盘式制动器
技术领域
本发明涉及制动器的技术领域，尤其涉及一种改进的双轭板固定钳盘式制动器。
背景技术
在一定压力下的制动液需液量是判断制动钳性能的一项关键的性能指标，这一值可以通过测量刚度下的钳体线性变形和角度变形换算得到。
以浮动式制动器为例，折弯刚度靠钳背来保证。钳背的折弯导致了线性变形（沿钳背方向）和角度变形（“喇叭口变形”）。“喇叭口变形”最终会导致摩擦片压力分布不均：在制动盘径向外侧压力较高，靠近制动盘中心的侧压力较低。这会导致摩擦片在径向发生偏磨，最终使得需液量增加和拖滞。这种类型的制动钳只在制动盘的一侧存在活塞，因此需要钳体能够在制动盘轴线方向进行滑动，以获得摩擦片磨损补偿和制动间隙。滑动钳则需要某些形式的悬挂支撑——通常为导向销。导向系统的间隙使得钳体有可能会发生振动，并潜在地降低产品的寿命并引发噪音问题。此种钳体需要在其整个生命周期内自由滑动，这对设计来说是一项巨大的挑战，由此也成为众多设计的讨论主题。
而为了避免该问题，现有技术中通过引入相对活塞固定钳式制动器，可以回避传统浮动钳式制动器的滑动特性。这种制动器在制动盘的两侧分别存在两组活塞。两组钳体在制动盘周边布置成弦形，其侧边跨过制动盘利用结构螺钉紧固在一起。对比第一种勾爪结构的浮动钳式制动器，双侧的固定钳体能够提供更高的刚度。一个明显的优势便是钳体固定，不需要滑动，这有助于解决车辆的噪声，振动和舒适性问题。此外，由于每侧的活塞都单独控制的本侧活塞回位和制动间隙。即使摩擦片不能自动回位，固定钳式制动器只需要让单纯的摩擦片脱离制动盘，而浮动钳式制动器需要克服卡钳整体滑动阻力以使摩擦片脱离。因此，相对于浮动钳，固定钳式制动器在制动后的接触和拖滞可以得到减轻或消除。
但是，在固定钳式制动器应用在大制动盘和大摩擦片上时，其周向的跨距会非常大。由于周向长度太大，弯曲刚度将可能会成为一个问题，尤其在选用轻质低杨氏模量的铝合金为钳体时。
在现有技术中（例如JP06-341470A），通过引入一个截面模量较高的增强下板，以增加钳体的弯曲刚度。该申请中没有上板，钳体通过跨过制动盘的几个结构螺钉直接联接在一起，这就造成钳体体积较大，缸孔深度较大，加工相对复杂。而且也不便于实现钳体的标准化模块设计。为此，申请号为201010142142.3的“双轭板固定钳盘式制动器”的发明专利，无论是在大制动盘时还是大摩擦片，均在一定程度上增加了钳体的刚度，降低制动液的需液量。
但是，由于承载键块的脚部有明显垂直而深入的裂痕，并且承力面有负斜角，留下压痕显示承载键块只有顶端与键槽侧面接触，说明承载键块与键槽的配合不好，受力时承载键块的变形量相当大，这导致力臂加长，刚度降低，需液量增大。
承载键块经过工艺及刀具改良之后，虽然除去了裂缝，但承力面垂直度、平度等几何上的要求仍然不会达到完美。键槽也一样，也会有一定的几何公差。导致在多键槽配合时承力界面会出现间隙，即便有接触，也有可能不是全面的，在液压增加时，这些间隙或不全面的接触就有初步的弹性变形与位移，增加在高压运作时的需液量。
为此，为了进一步有效增强制动器刚度，降低制动器的需液量，我们在申请号为201010142142.3的“双轭板固定钳盘式制动器”的发明基础之上，经过大量的创新劳动和试验，对双轭板固定钳盘式制动器进行了改进。
发明内容
本发明的目的在于在申请号为201010142142.3的“双轭板固定钳盘式制动器”的发明基础上，提供一种改进的双轭板固定钳盘式制动器，从而进一步提高制动器的刚度，降低制动液的需液量。
为实现上述目的，本发明提供了以下技术方案：
一种改进的双轭板固定钳盘式制动器，包括钳体、承载板和摩擦片，承载板包括上板和下板，钳体包括内钳体和外钳体，内钳体和外钳体间隔安装在上板和下板之间，且通过紧固件安装，上板和下板具有多个承载键，钳体上具有多个对应承载键的键槽，承载键位于键槽内以承载制动夹紧反力，其特征在于：钳体上键槽内设有斜面，在装配钳体和上、下板时，通过该键槽内的斜面，压迫钳体上、下板的承载键，使承载键在装配时就受到钳体施加的远离制动盘的轴向压力。
其中，所述键槽内的斜面设置在承载键面或键槽槽面或两者都有，或在不同数量的承载键或键槽上设置斜面，降低承载键与键槽之间未完美接触前因钳力负荷所产生的弹性形变。
其中，使用铆钉或者螺栓，将内钳体和外钳体以及上板和下板紧固联接。
其中，外钳体和内钳体还包括具有散热作用的加强肋。
其中，下板还包括突起部分，突起部分形成在下板的中空部的两端。
其中，摩擦片具有滑动挂耳，该滑动挂耳与上板的上平面接触，从而控制了摩擦片的径向位置。
其中，摩擦片通过一个或数个摩擦片压簧来保证其挂耳贴合在上板上，摩擦片上还具有固定摩擦片压簧的限位槽。
其中，该摩擦片压簧具有中间部和位于中间部两侧的翼部，中间部的两端安装在摩擦片的限位槽中，两侧的翼部被压接在上板的下表面。
其中，压簧的中间部与摩擦片限位槽的接触点倾斜一定角度。
其中，内钳体或外钳体相应上板或下板位置的承载键与匹配键槽能够是一个或多个，斜面与承力面的设置能够独立分开为两组，即一组仅有斜面，另一组仅有承力面。
其中，在完全装配之前，所述承载键与所述键槽之间有一定的干涉，完全装配后承载键与键槽之间必有一方材料有屈服变形，从而使键与键槽在传递制动力的承力面上紧密贴合，承载键的直角在装配前会顶在键槽斜面上，装配到位后该直角已嵌入斜面。
需液量测试：
试验条件：1、不加偏压：拧紧螺钉35N.m，测量6MPa、10MPa、12MPa压力下的钳体需液量；2、加偏压6MPa：拧紧螺钉5N.m，加液压6MPa，拧紧螺钉35N.m。再测量6MPa、10MPa、12MPa压力下的钳体需液量；3、加偏压12MPa：拧紧螺钉5N.m，加液压12MPa，拧紧螺钉35N.m。再测量6MPa、10MPa、12MPa压力下的钳体需液量。
表1测试数据
Figure BDA00002344638800051
有益效果：
1、利用装配时(用铆钉，螺铨或其他方法)的上下方向位移，产生左右方向位移，利用后者与斜面来加偏压(预压)，吸收了承力面初步的弹性变形。
2、通过键槽内的斜面，增加了偏压，消除部分游隙，增加了刚度，降低了钳体需液量。
附图说明
图1是制动器钳体与上、下板通过键与键槽轴向定位的剖面示意图。
图2是图1局部放大后的剖面示意图，只在槽面设有斜面的情况。
图3是制动器钳体与上、下板通过铆钉/螺钉联接的剖面示意图。
图4是制动器斜面与承力面分为两组设置的剖面示意图，一组设有斜面，另一组不设斜面。
其中，1是外钳体；2是内钳体；3是上板；4是下板；5是摩擦片；6是联接螺钉/铆钉；7是键槽斜面；8是承载键直面；9是键槽承力面；10是承载键承力面；11是键槽。
具体实施方式
实施例1
将钳体键槽一侧的直面改为斜面，在装配钳体和上、下板时通过该键槽斜面7压迫上、下板的承载键，使键槽直面9轴向压住承载键，即承载键在装配时就受到钳体施加的远离制动盘的轴向压力。然后再使用铆钉或者螺栓6将钳体1、2和上、下板3、4紧固联接。通过以上方式降低承载键在制动时的弹性变性，减小钳体在制动时向远离制动盘的方向轴向运动，从而增强制动器刚度，降低制动器需液量。
实施例2
结合图4，在外钳体的上板部分设有两组键和键槽，其中一组在键槽和相应键上设有斜面，为增力组，另外一组键和键槽上均不设斜面，为承力组，两组独立分开设置。在装配钳体和上、下板时通过增力组斜面的互相压迫，使承力组的键和键槽在承力面上紧密贴合，即承力组的承载键在装配时就受到钳体施加的远离制动盘的轴向压力。然后再使用铆钉或者螺栓将钳体和上、下板紧固联接。通过以上方式降低承载键在制动时的弹性变性，减小钳体在制动时向远离制动盘的方向轴向运动，从而增强制动器刚度，降低制动器需液量。本领域的技术人员，可以根据需要，将斜面设在键槽上或承载键上或两者都设置，可以在钳体与上板或下板的相应位置，设置一个或多个独立分开的斜面与承力面组，以满足不同的需要。
显而易见的是，以上的描述和记载仅仅是举例而不是为了限制本发明的公开内容、应用或使用。虽然已经在实施例中描述过并且在附图中描述了实施例，本领域的普通技术人员可以理解可以做各种改变并且等效体可以替换其上的元件而不离开在权利要求中限定的本发明的保护范围，根据本发明的教导可以做任何变形以适应特定的环境或材料而不离开其本质范围。因此，可以预料到，本发明不限制由附图示例和在具体实施方式中描述的作为目前认为的最佳模式以实施本发明的教导的特定例子，但是本发明的范围将包括落入前面的说明书和所附的权利要求的任何实施例。

Claims (11)

1.一种改进的双轭板固定钳盘式制动器，包括钳体、承载板和摩擦片，承载板包括上板和下板，钳体包括内钳体和外钳体，内钳体和外钳体间隔安装在上板和下板之间，且通过紧固件安装，上板和下板具有多个承载键，钳体上具有多个对应承载键的键槽，承载键位于键槽内以承载制动夹紧反力，其特征在于：钳体上键槽内设有斜面，在装配钳体和上、下板时，通过该键槽内的斜面，压迫钳体上、下板的承载键，使承载键在装配时就受到钳体施加的远离制动盘的轴向压力。
2.如权利要求1所述的制动器，其特征在于：所述键槽内的斜面设置在承载键面或键槽槽面或两者都有，或在不同数量的承载键或键槽上设置斜面，降低承载键与键槽之间未完美接触前因钳力负荷所产生的弹性形变。
3.如权利要求1所述的制动器，其特征在于：使用铆钉或者螺栓，将内钳体和外钳体以及上板和下板紧固联接。
4.如权利要求1所述的制动器，其特征在于：外钳体和内钳体还包括具有散热作用的加强肋。
5.如权利要求1所述的制动器，其特征在于：下板还包括突起部分，突起部分形成在下板的中空部的两端。
6.如权利要求1所述的制动器，其特征在于：摩擦片具有滑动挂耳，该滑动挂耳与上板的上平面接触，从而控制了摩擦片的径向位置。
7.如权利要求6所述的制动器，其特征在于：摩擦片通过一个或数个摩擦片压簧来保证其挂耳贴合在上板上，摩擦片上还具有固定摩擦片压簧的限位槽。
8.如权利要求7所述的制动器，其特征在于：该摩擦片压簧具有中间部和位于中间部两侧的翼部，中间部的两端安装在摩擦片的限位槽中，两侧的翼部被压接在上板的下表面。
9.如权利要求8所述的制动器，其特征在于：压簧的中间部与摩擦片限位槽的接触点倾斜一定角度。
10.如权利要求2所述的制动器，其特征在于：内钳体或外钳体相应上板或下板位置的承载键与匹配键槽能够是一个或多个，斜面与承力面的设置能够独立分开为两组，即一组仅有斜面，另一组仅有承力面。
11.如权利要求2所述的制动器，其特征在于：在完全装配之前，所述承载键与所述键槽之间有一定的干涉，完全装配后承载键与键槽之间必有一方材料有屈服变形，从而使键与键槽在传递制动力的承力面上紧密贴合，承载键的直角在装配前会顶在键槽斜面上，装配到位后该直角已嵌入斜面。
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