CN103154558B - 制动衬片磨损指示器，具有该指示器的盘式制动器以及用于该盘式制动器的制动蹄 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于指示盘式制动器的制动蹄的摩擦衬片的磨损的装置，具有导电装置（28），该导电装置能够在制动过程中当达到第一预设的磨损极限时与制动盘发生电接触，其中，该导电装置呈长形，且在安装完状态下靠近制动盘的部分（32）的相邻部分（34）与制动盘面形成0°到90°之间的夹角（α），该夹角优选地在2°到20°之间，更优选地在8°到16°之间。

Description

制动衬片磨损指示器，具有该指示器的盘式制动器以及用于 该盘式制动器的制动蹄

技术领域

本发明涉及一种用于指示盘式制动器的制动蹄的摩擦衬片的磨损的装置，该装置具有导电装置，其在制动过程中当达到第一预设的磨损极限时与制动盘发生电接触。

背景技术

众所周知，盘式制动器包含具有支撑板的制动蹄以及摩擦衬片。在制动过程中通过制动蹄对制动盘施加压力。由此摩擦衬片随着使用时间逐渐被磨损。

众所周知，在摩擦衬片内敷设电导通装置，例如电缆，用于监测摩擦衬片厚度，尤其是用于确认处于摩擦衬片的允许的磨损极限范围内。导通装置的保持装置在制动蹄的径向外部区域中被固定至支撑板上。在此区域内通常没有摩擦衬片。为此摩擦衬片通常被镂空。当达到磨损极限时，也就是当摩擦衬片被相应地磨损时，电导通装置在制动过程中与制动盘接触并接地。由此向信号装置发出电脉冲，并且由此产生如下的警告，即已达到允许的剩余衬片厚度。在此情况下必须对衬片进行更换。

电导通装置可通过已知的不同的方式敷设在壳体里，且该壳体自身例如被固定在支撑板上。保持装置应尽可能持久稳定，由此使电导体的定位可靠并恒定。所有位置改变均为不希望的，因为会影响指示。即、其会导致例如上述警告出现地过早或者过晚。指示装置取决于运行状况在极端温度下停止工作。因此应使用高品质材料（例如塑料）。

已知指示装置，其支撑板被配置在径向外部区域内具有平坦或者阶梯状的细长凹槽中。传感器外壳在该种情况下自径向之外被压入该凹槽。此种定位的类型的缺陷是，不具备操作相关通道，因为衬片压紧系统，例如在支撑板上固定的压紧弹簧处于受力状态。

EP 692 652 A1中已知一种磨损指示-绝缘体，其轴向从制动盘侧面通过凸起被嵌入支撑板的孔/凹槽中。轴向紧固通过零件连接形式的扩大而实现，并且需要较多的步骤以定位。其旋转紧固通过轴向预紧力来实现。在绝缘体中只有唯一的电导体被嵌入（铸入），在支撑板之前的轴向朝径向向外延伸。此种嵌入式类型对制造工艺要求非常高，且相较其他类型不灵活。必须在浇铸的时候注意客户对不同电缆长度的要求。

另一缺点是其使用的单一电缆设计。这样现代诊断方式无法进行，例如在车辆内与磨损指示的功能相关、即与磨损度相关的指示/存储/调出。这里仅仅当电缆在制动过程中与制动盘接触并接地时发出信号。

DE 38 20 977 A1显示了更多的固定方式和传感器设计。按照第一种设计形式，一种多组成部分的具有开放接触环导轨的传感器从无衬片的支撑板后侧插入并被固定在该处。按照另一种设计形式，其从径向外部插入。因此，在第一种设计形式中保持装置的一部分和电缆，即使在一个区域，通过拉紧装置或者通过制动钳臂，压向支撑板。其一方面制约了现代商用车辆盘式制动器的使用，另一方面， 因为没有可用通道，传感器修正无法在已安装好的制动衬片中进行。

在径向装配的设计形式的时候支撑板必须被设计为具有多个分度，由此使得安装保持装置成为可能，并且使得U形接触环可在支撑板的区域中被重新设置，以便使朝向制动盘的电缆区域显现合理的摩擦衬片厚度。分度支撑板的制造过程较复杂。分度面按照需要将U形接触环的两个腿部直接前后排布并且设置为横向、即垂直朝向制动盘面。对该种布线方式的定位需要具备相应的装配空间，对此会对摩擦衬片的经济性利用造成不利的影响。

发明内容

权利要求1的前序部分以DE 38 20 977 A1教导的发明为出发点。

在此本发明的目的是，对DE 38 20 977 A1中的指示装置进行改进以使其所需的装配空间减小。

根据本发明，上述目的由如下的导电装置解决，该导电装置呈长形，且在安装完状态下靠近制动盘的部分的相邻部分与制动盘面形成0°到90°之间的夹角α，该夹角优选地在2°到20°之间，更优选地在8°到16°之间。

换言之，例如在该情况下可避免U形接触环，即制动器轴向的两个腿部直接前后排布，由此造成对轴向空间的需求较大。相反，例如通过上述提及的相邻部分与制动盘面形成0°至 90°之间的夹角α，轴向空间被减少，因为例如U形接触环的两个腿部被相互交错排布。它们可以布置成在轴向方向上彼此非常接近，由此缩小轴向空间。

需明确指出的是，夹角α处于0°至90°之间，因此两个边界值分别为0°和90°。在夹角为90°时，U形接触环情况下的接触环的两个腿部轴向前后排布，类似DE 38 20 977 A1中所描述的情况。在夹角为0°的时候，U形接触环的两个腿部相对于制动盘面处于平行的状态，因此当达到磨损极限时将被同时磨损。在该种情况下会发生两个电缆腿部同时失去接触的情况并且被制动盘损坏或者根本不会与制动盘发生接触。由此将会产生错误信息，并且导致功能诊断无法进行。

根据本发明的设置该种情况不会发生。在U形接触环的情况下两个腿部不仅被横向隔开，它们也在轴向上彼此错开。所以该两个腿部之一较另一个较少得被磨损，因此它将一直被可靠地保持。由此可确保持久的定位，由此信号的可靠性得到了巨大的改善。由于避免了同时磨损，从而改善了指示点上的“剩余电缆”的存留状况。

相对于U形接触环中的电缆腿部直接前后排布的其他优点是，尽管具有必须的电缆截面，但是由于错位和具有安全接触，所述两个U形腿可以在轴向上彼此相邻地安置在一起，由此首先具有有效的或者经济性的剩余衬片厚度的指示器将成为可能。首先由此剩余衬片厚度可信号化，以符合目前对衬片最大利用的要求。特别是在商用车辆领域中的应用，具有相应的衬片厚度的大面积制动衬片的剩余衬片厚度被要求为约2mm。

本发明优选为，导电装置在通入工作电流且在不进行制动时趋向于能与制动盘分离；并且电流也在达到设于第一磨损极限之后的第二磨损极限时时被中断。

也可设置为，测试电流通过导电装置被传导，用于功能性的测试。

特别是U形接触环的靠近制动盘的电缆腿部首先与制动盘接触。它将被磨损，因此它将与制动盘处于同一电势（例如接地）。此时将会生成例如（中断）警告信号。靠近制动盘的电缆腿部起到如下作用，当达到第一磨损极限时发出信号。第一磨损极限可被设置为，当其达到时允许的剩余衬片厚度也大致达到。并且由于制动盘的进一步磨损导致电缆腿部被继续损坏，所以导致电流由于电缆腿部被磨损而被中断。该电流中断可被应用为，生成进一步的例如持续产生的警告信号。由此所达到的第二磨损极限可与最大允许磨损（最小摩擦衬片厚度）相一致。

本发明更优选为，导电装置的靠近制动盘的部分在制动过程中自达到第一磨损极限起位于制动盘上，以至于其在第一磨损极限与第二磨损极限之间的时间间隔中被损坏。

特别是该种设置允许上述单独描述的功能。

根据本发明的进一步的优选实施例，制动蹄的支撑板中的开口与摩擦衬片中的开口对齐，其中，这两个开口至少部分地用于容纳导电装置的保持装置。

由此使得根据本发明的特别简化的指示装置成为可能。

本发明进一步优选为，摩擦衬片中的开口径向向外开放。换言之，所述摩擦衬片具有缺口。

摩擦衬片中的开口（缺口）具有根据发明进一步优选的凹槽形状，尤其是向支撑板的方向逐渐变窄的凹槽。

该设置简化了来自摩擦衬片侧的保持装置的轴向插入，例如直至支撑板的止推。其用于定位的简化和改善。

凹槽被设计为逐渐变窄的形式，使得保持装置的安装和导电装置的定位被改善，因为构成了相对的形状配合。

本发明进一步优选为，支撑板中的开口用于保持装置的保持。由此使特别简单的结构得以实现。

本发明进一步优选为，通过使保持装置插入于支撑板的开口中以自动锁定保持装置。

这样的保持装置的轴向紧固可以直接或者间接地产生。使用间接设置时在凸缘法兰和保持装置背面之间设置了例如夹紧板，其包括多个周向分布的簧片，该簧片交替地在相反方向上向内和向外弯曲。由此使得保持装置在装配方向顺滑地插入开口，反之在扩展方向上簧片被锁紧。这样的夹紧板的制造使用不锈弹簧钢的轧带钢或与之类似的材料，其是相对简单的。

也可以设置为直接固定，簧片实质上嵌入至保持装置内。

在两种情况中都存在压配合或者形状配合保持。

与此相对也可以设置材料配合保持，例如通过粘接，对此应优选使用耐高温粘接剂。

更优选的是，本发明的装置通过以形状配合为基础的装置用于确保防止保持装置相对于在支撑板和/或摩擦衬片中的开口的旋转。为了这个目的，例如可以设置为，具有至少一个外表面的保持装置在装配状态中靠在摩擦衬片中的缺口的至少一个内壁上。该解决方案是特别简单的。

根据本发明的另一个优选实施例，保持装置包含用于安装完状态下的导电装置的靠近制动盘的部分的第一保持通道，用于导电装置的与制动盘相隔较远的部分的第二保持通道，和用于导电装置的连接部的连接通道。

换言之， 根据这种实施例，所述指示装置例如由上述已经描述的U形接触环构成。

尤其是在该实施例中，保持装置的基本形式是截面为L形。它的一个腿部用作在支撑板的开口中用于保持的轴向安装。保持装置的靠近制动盘的区域承载接触环。

根据本发明，更优选地，连接通道、第一保持通道和/或第二保持通道具有开放的凹槽的形状。

如上所述，导电装置的长度取决于应用。其中嵌入有电子装置，特别是铸入/压入有电子装置的封闭通道不具备较大的灵活性，因此需要复杂的轴承座。

连接通道和/或第二保持通道由开放的凹槽构成，可以将例如隔热的电缆以客户需要的长度插入保持通道内，用以完成装置的组装。

根据本发明的另一优选实施形态，凹槽的深度等于或者大于容纳于其中的导电装置的部分的厚度。

在该设置中尽管凹槽是开放的，但是其损坏危险同样是微小的，因为电子装置“没入”凹槽中并由此得以被保护。

此外，还可以选择这样的设置：凹槽的开放侧位于缺口的表面上，由此原本的开放凹槽被密封。

具有开放的凹槽形状的第二保持通道，优选侧面开放，能简化装配。关于合适的逐渐变窄或者相互错开的截面轮廓–取决于电缆尺寸–电缆可在其中被定位并且在保障其功能的前提下被安装并卡紧。由此使得插入电缆时功能保障性的保持得以改善。

第一保持通道也具有开放的凹槽的形状，两个可以在插入保持通道后从凹槽突出的导电装置的部分相互拧紧在一起以便起到更好的保持作用。

导电装置在安装完状态下至制动盘的距离小于至制动蹄的支撑板的距离。

换言之，导电装置不处于支撑板之内，这对于整体结构来说是一个很大优点。特别是从中可以实现是否具备制动衬片压紧系统（无论哪个实施例），并且是否电子装置在之上或者之下被敷设的独立性。电子除此之外也不被敷设在可能的制动系统的接触范围内，或制动钳的一边。由此，可以在已经安装了制动蹄的制动器中改装磨损指示装置或者更换可能已经损坏了的指示装置。

本发明可独立应用，无论电子装置是否被封装。优选使用耐热保护套进行封装。同样保持装置也优选地由耐热材料制造。作为材料，特别是塑料，例如可以考虑聚酰亚胺。也可以是热固塑料。

虽然本发明的上述概念所描述的是相互隔开的且相对错开的轴向固定的电缆引导方式，但在根据上述现有技术的径向安装/固定的情况下也是适用的。这样同样可以实现本发明所预计达到的优点。即使在这样的情况下也能提高功能保障性，并改善了多样性。

本发明特别适用于商用车辆领域，这点已被明确的指出。

除了上述磨损指示装置外，本发明还提供了一种具有这样的磨损指示装置的盘式制动器。

最后，本发明还提供了一种用于这样的盘式制动器的制动蹄。

附图说明

通过以下参照附图的优选实施例进一步详细描述本发明。其中：

图1示出了根据本发明的一个实施例的具有磨损指示装置的制动蹄的示意俯视图；

图2为沿图1中的线II-II绘制的示意剖视图；

图3至图7为用于图1的磨损指示装置的保持装置的视图；

图8为根据图1的具有磨损指示装置的制动蹄的示意立体图；

图9是与图8相同的视图，但是是从其他的角度，并具有压紧弹簧；及

图10 为用于根据图1的磨损指示装置的具有簧片的夹紧板的示意立体图。

具体实施方式

附图示出了制动蹄10，其具有支撑板12 和摩擦衬片14。支撑板12 具有开口16。摩擦衬片14具有槽形缺口18，其与开口16对齐。特别如图1所示，缺口18至开口16 逐渐变窄。

图1示出了制动盘面，其标记为20。

根据图2，开口16与缺口18用于容纳磨损指示装置的保持装置22。根据图2，保持装置22 在剖视图中呈L形，其中保持装置22的凸缘24被插入至开口16中，与之相对，保持装置22的头部26位于缺口18内。在保持装置22 的头部26内安置有由导电电缆构成的大致U形环，其被总体标记为28。该“U”具有两个腿部30和32，它们通过弧形连接部34 相互连接。电缆环28具有由塑料、例如聚酰亚胺制成的耐热保护套。也可以用热固塑料。同样，保持装置22也由耐热材料制成。

为了使保持装置22在开口16 中轴向紧固，夹紧板36 以带切口的环的形式，通过径向法兰38 被定位在保持装置22上。夹紧板具有簧片，其中的两个簧片作为示例被标记为40以及42。簧片40径向向外突出，簧片42径向向内。它们响应于保持凸缘24插入开口16内而与在开口16内壁中及凸缘24的外壁上的相应的阶梯接合。从而使保持装置22在其插入开口16后在轴向上紧固。

保持头部26上的扁平部44和46用于阻止开口16内的旋转运动，其在装配完状态中与缺口18的内侧48及50相接触以阻止旋转运动发生。

保持装置22以及其头部26具有两个用于容纳两个腿部32和30的保持通道52和54以及一个用于容纳连接部34的连接通道56。特别如图4、图5和图7所示，通道54 （仅限根据图7所示的实施形态）和56 被设计作为开放的凹槽，这样大大方便电缆28插入于保持装置22中。同样，保持通道52可以作为开放的凹槽。凹槽54和56以及，可能的话，凹槽52各自的深度应大于电缆28的厚度，由此电缆28可被固定在在两个凹槽内。在一些情况下，凹槽深度与电缆厚度相同也是足够的。此外，特别如图7所示，在一些含有电缆28的腿部30的区域作为凹槽的进入区域，从而能更进一步将腿部30保留在保持装置22或其头部26中。凹槽56以及，可能的话，凹槽52的情况也是一样的。

从保持通道/凹槽52和54伸出的电缆的部分30、32可为了进一步改善保持而相互绞缠在一起。

在附图中所示的实施例中，保持装置22 通过其凸缘24沿轴向从衬片侧在制动器的轴向上插入开口16中。这对于组装压紧弹簧58同样是可行的。

本发明不局限于这些实施例。本发明也包括保持装置不是轴向插入，而是径向插入的实施例。

连接部34包括与制动盘面20的夹角α，其数值在附图所示的实施例中为12°，因为电缆28的腿部30一方面位于腿部32的旁边，另一方面相对于制动盘面20的距离要远于腿部32。

电缆环28在电力工作中的电势有别于制动盘并且通有电流。摩擦衬片被严重磨损时，在制动过程中，电缆环28的腿部32到达制动盘，同时它的电势被切换至与其相同的水平。该电势变化是可被检测的，并且产生例如第一闪烁的警告信号。因为连接部34 与制动盘面20具有夹角α，在对摩擦衬片14的进一步磨损时，电缆环28的腿部30经过长时间的使用而不会受到影响。其会相当可靠地保留在通道54中。

进一步磨损会在某一时刻导致腿部32的损坏和/或与连接部34分离。由此通过电缆环28的电流中断。该电流中断同样是可被检测的，并且产生不再闪烁的长时间的警告信号。当第一警告信号仅仅是预警信号的时候，制动蹄必须在将来的某一时刻被更换，当产生该长时间的警告信号时，说明最大允许磨损极限已经达到，因此制动蹄应被立即更换。

上述的说明书、权利要求以及附图中记载的本发明的特征，无论是单独的还是在其不同的实施形态中用于实现本发明的任何组合，都是必要的。

Claims (16)

1.一种用于指示盘式制动器的制动蹄（10）的摩擦衬片（14）的磨损的装置，具有导电装置（28），该导电装置能够在制动过程中当达到第一预设的磨损极限时与制动盘发生电接触，其特征在于，

该导电装置呈长形，且在安装完状态下靠近制动盘的部分（32）的相邻部分（34）与制动盘面（20）形成0°到90°之间的夹角（α）；该导电装置在工作中通有电流且在不进行制动时电势有别于制动盘，并且

电流也在达到设于第一磨损极限之后的第二磨损极限时被中断；

所述导电装置的与制动盘相隔较远的部分（30）不处于支撑板（12）之内；

在达到第一磨损极限时产生第一警告信号，并在达到第二磨损极限时产生第二警告信号。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述夹角在2°到20°之间。

3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述夹角在8°到16°之间。

4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，导电装置（28）的靠近制动盘的部分（32）在制动过程中自达到第一磨损极限起位于制动盘上，以至于其在第一磨损极限与第二磨损极限之间的时间间隔中被损坏。

5.根据上述权利要求中任一项所述的装置，其特征在于，制动蹄（10）的支撑板（12）中的开口（16）与摩擦衬片（14）中的开口（18）对齐，其中，所述两个开口至少部分地用于容纳导电装置（28）的保持装置（22）。

6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，摩擦衬片（14）中的开口（18）径向向外开放。

7.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，摩擦衬片（14）中的开口（18）具有凹槽形状。

8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，摩擦衬片（14）中的开口（18）具有向支撑板（12）的方向逐渐变窄的凹槽。

9.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，支撑板（12）中的开口（16）用于保持装置（22）的保持。

10.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，通过使保持装置（22）插入于支撑板（12）的开口（16）中以自动锁定保持装置。

11.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，通过以形状配合为基础的装置（44，46；48，50）用于确保防止保持装置（22）相对于在支撑板（12）和/或摩擦衬片（14）中的开口（16，18）的旋转。

12.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，保持装置（22）包含：

用于在安装完状态下的导电装置（28）的靠近制动盘的部分（32）的第一保持通道（52）；用于导电装置的与制动盘相隔较远的部分（30）的第二保持通道（54）；和

用于导电装置的在安装完状态下靠近制动盘的部分（32）的相邻部分（34）的连接通道（56）。

13.根据权利要求12所述的装置，其特征在于，所述连接通道（56）、第一保持通道（52）和/或第二保持通道（54）具有开放的凹槽的形状。

14.根据权利要求13所述的装置，其特征在于，凹槽（54，56）的深度等于或者大于容纳于其中的导电装置（28）的部分（30，34）的厚度。

15.根据上述权利要求1所述的装置，其特征在于，所述导电装置（28）在安装完状态下至制动盘的距离小于至制动蹄（10）的支撑板（12）的距离。

16.一种具有根据上述权利要求中任一项所述的磨损指示装置的盘式制动器。