CN103221711B - 盘式制动器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于商用车辆的盘式制动器，包括制动钳；压紧装置，该装置具有旋转杆和安装在该旋转杆一端上的偏心制动轴；压力分配装置，其借助于压紧装置相对于至少一个压缩弹簧上的预加载力是可移动的以进行压紧；以及操作装置；其中，所述旋转杆、制动轴和压缩弹簧位于制动钳内；并且该操作机构安装在制动钳上并通过功能性开口与旋转杆可操作地相连接；在制动钳上的在压紧过程中支持制动轴的区域内设置有第一凹部，该第一凹部具有在平行于制动盘轴的视图中至少部分是圆弧形状的轮廓；并且制动轴通过至少部分被容纳在该第一凹部中的中间件（30）支持于制动钳上。

Description

盘式制动器

技术领域

本发明涉及一种用于商用车辆的盘式制动器，具有制动钳；压紧装置，该装置具有旋转杆和安装在该旋转杆一端上的偏心制动轴；压力分配装置，其借助于压紧装置相对于至少一个压缩弹簧上的预加载力是可移动的以进行压紧；以及操作装置，其中，所述旋转杆、制动轴和压缩弹簧位于制动钳内，所述操作装置安装在制动钳上并通过功能性开口与旋转杆可操作地相连接。

背景技术

上述类型的一种盘式制动器在DE19507308A1中是已知的。在这个已知的制动器中，包围制动盘的制动钳具有背向制动盘的开放的钳形部分，其通过螺栓与封闭壳体相闭合。由此，在制动盘的一侧存在分离开的制动钳，在其内部包括有压紧装置以及附属的旋转杆。封闭壳体在此可以在背向制动盘的区域具有两个功能性开口，通过这两个功能性开口，一方面可以使操作装置，例如驱动缸的活塞杆实际上将制动操作作用到旋转杆的端部，而另一方面确保了通到被安装在制动钳中的调节装置的通道。否则，在其他情况下制动钳的端部（封闭壳体）是封闭的。

压紧装置上具有压力分配元件，其在制动钳中相对于至少一个压缩弹簧上的预加载力是轴向可移动的，但是由于其桥粱形状而被保持为不可旋转。在单轴制动器中显示在压力分配元件的中心位置具有借助于调节装置可调节/可伸长的压力轴装置。通过该压力轴装置可以将至少一个制动衬片压向于至少一个制动盘。由于压力分配元件通过至少一个垂直于制动盘平面直立的滑动面所引导和支持，其可以借助于背向制动盘的轴承结构在朝向制动盘的区域支持带有旋转杆的压紧轴。由此确定压力分配元件上的压紧轴的旋转轴心。该轴承例如是通过其在压力分配元件和压紧轴之间纵向延伸的部分圆柱形的周面来实现的，在此还可以采用滑动和/或滚动轴承来用于轴承优化。

旋转杆例如是与压紧轴一体构成的，由此其形状例如是颠倒的Y形状。这样在上文中已经提到过的操作装置在示例中抓住该颠倒的Y的上支腿（旋转杆的端部）。其两个下支腿如上文所述支持于压力分配元件上，而将在本文详细说明的长度可调节的压力轴装置在中心伸长并穿过Y的两个下支腿。压紧轴与此同时平行于制动盘延伸并在中间区域被中断。

在旋转杆朝向制动盘方向的操作过程中，通过压紧轴实现了制动衬片相对于制动盘的压紧作用，压紧轴具有作为偏心轮起作用的凸轮结构。该凸轮结构是这样构成的，其靠在平坦并且平行于制动盘延伸的封闭壳体的（第一）作用表面上被支持。在压紧轴具有封闭的凸轮结构时，实现了直接/即时的装置。而当压紧轴是通过滚动体或者是滑动体来构成的凸轮结构时，压紧轴是被非直接/间接地支持的。

在这两种情况中都出现了靠在平坦的作用表面上并沿着一直线的装置。沿着该直线也同样实现了支持作用。在盘式制动器的带有导入压紧力的操作过程中，凸轮结构沿着滚铣、滑动或者滚动区域在相关联的作用表面上进行向上/向下移动。

由于特别是用于商用车辆领域的这种类型的制动器必须要产生非常高的制动力，因此需要采取防护措施，特别是在第一作用表面上凸轮结构经过的接触区域不能出现有损伤，例如凹痕或者类似的损伤，因为这些损伤在凸轮结构需要/必须沿着该支持表面移动的时候，可能会造成旋转杆的张紧并从而导致过高的轴承负荷。由此带来的后果是制动功能将会长时间受到损害。

为了避免发生上述这种情况，在传统的制动器中，具有第一作用表面的封闭壳体是用高品质材料作为锻造件制成的，其中该作用表面将总是经过随后的硬化和研磨工序，以使对于必需的压紧力的耐磨损的吸收成为可能。由于作用表面必须相对大面积地制造而成，制动钳的内部空间也由此受到限制，这对于内部零件的相应调整也是不利的。这与在保持制动器的外部轮廓的同时向往具有必需的零件尺寸的更高的制动性能的愿望是相反的。

当然，使用这种材料以及随后的加工方法的成本和制造费用，特别是在高产量的情况下，对于合理的盘式制动器的生产整体来说是不相符合的。

与封闭壳体不同的是，开放的钳形部分例如是用铸造材料来制造的。

发明内容

本发明的目的是，在本文开头所述类型的制动器的基础上进一步进行改造，在提高其可靠性的同时降低其制造成本。

根据本发明，该目的是通过这样来实现的：

在制动钳上的在压紧过程中支持制动轴的区域内设置有第一凹部，该第一凹部具有在平行于制动盘轴的视图中至少部分是圆弧形状的轮廓，并且制动轴通过至少部分被容纳在该第一凹部内的中间件支持于制动钳上。

在DE102005058209A1中同样也示出了一种盘式制动器，然而它是另外一种类型并且用于另外的用途。因此在示例中涉及到的不是商用车辆上的盘式制动器，而更确切地说是关于一种具有液压型制动活塞的乘用车辆上的盘式制动器。此外设置有驻车杆，其不是被安置在制动钳的内部。该驻车杆也不是通过安装在制动钳上的操作装置来操作，而更确切地说是通过制动钢丝来操作。

根据本发明所述的与第一凹部相配合的中间件，其制造非常简单。此外，该凹部可以很容易地利用成形铣刀加工而成，因为成形铣刀已经事先与凹部的轮廓相匹配。尽管如此，可以实现根据本发明的盘式制动器的高可靠性，因为该中间件可以以较低的成本来进行控制，使其不会出现类如划痕或者其它类似的损伤。

根据本发明优选的是第一凹部的轮廓上的圆弧形状部分以超过180°的角度延伸。在这样的设置中第一凹部保持住中间件，使得其不能够在平行于制动盘平面的平面上平移运动。

基于相同的目的，设置有附加的或者是可选的保险装置来确保中间件能够抵抗横向的、特别是垂直于制动器轴的运动。

此外根据本发明的一个更加优选的实施例，压紧装置支持在中间件上的区域，在制动器轴的方向看没有与构成保险装置的区域相重叠。通过这样的设置去除保险装置在各种情况下会被非常巨大的制动器压紧力所影响的风险。

根据本发明进一步优选的是，保险装置具有在中间件上的凸出部分和在制动钳上的第二凹部（或者与此相反）。由此实现了特别简单的保险装置类型。

该凸出部分可以根据本发明优选地位于偏向于第一个凹部的轮廓上的圆弧形状部分。通过这种方式，该凸出部分不仅仅作为中间件的保险装置来抵抗横向于制动盘轴的运动，而且同时也用于确保中间件抵抗围绕第一凹部的轮廓上的圆弧形状部分的假想的中心点的旋转。

该凸出部分，根据本发明进一步优选地，是与中间件一体构成的。另一方面这样的方式有助于简单化。

中间件根据本发明进一步优选地具有与第一凹部的轮廓至少部分相配合的轮廓。通过这样中间件将会特别可靠地被保持在第一凹部中。

中间件根据本发明进一步优选地具有至少部分是圆弧形状的轮廓。通过这样使其与第一凹部相配合成为可能。

进一步优选的是中间件具有部分直线轮廓。

由例如轮廓上的直线部分和圆弧形状部分形成的组合产生了中间件的类似于半月形的配置。

根据本发明进一步优选的方案是，中间件的轮廓的直线部分位于补足圆弧部分而形成的假想的圆的内部。换句话说，在该实施例中中间件是小于一个完整的圆的形状。由此可以节省材料和/或空间。

根据本发明的一个特别优选的实施例，旋转杆至少部分在压紧方向可见，且向连接其自由端与制动轴的旋转轴的直线的后方延伸。

换句话说就是旋转杆并不是直的，而是在所述线条向后延伸的范围内与直的结构偏离。由此其要长于所述的自由端和制动轴的旋转轴之间的直线。这样就产生了以下的可能性，设计出旋转杆的一种轮廓，以确保在最优的空间利用率的情况下的同样最优的力和力矩的导入。

由此根据本发明进一步优选的方案是旋转杆至少部分是弧形的。

根据本发明的这样一个实施例，旋转杆（至少部分地）以弧形形状延伸，其在压紧方向上看起来是位于连接其自由端与制动轴的旋转轴之间的直线的后方。这样的弧形形状的配置在机械性能上特别有优势，并且同时节省空间。

通过这样，旋转杆（特别是弧形的）在压紧方向上看起来，从连接其自由端与制动轴的旋转轴的直线朝后方偏移，向更靠近中间件方向延伸超过其在制动轴和其自由端之间的直线延伸位置。通过这样将节省结构空间。但是，根据本发明的特别优选的设置是，旋转杆在每一个工作位置上都具有与中间件为3mm或更大的、优选的是1mm或更大的最小间距。

通过这样可以确保旋转杆（相对于制动轴）在任何工作位置上都不与中间件接触，以此来避免在端部位置上，或在静止位置上，出现未定义的工作状态。

根据本发明的一个特别优选的实施例，中间件上的支持安装状态下的压紧装置的表面平行于制动盘平面。

根据本发明进一步优选的方案是，制动钳上具有第一凹部的第一部分是铸件。该部分可以例如是上文所述的封闭壳体，以这种方式可以简单和低成本来进行制造。特别的是封闭壳体是用锻造件来设计不是必需的。

该第一部分，根据本发明进一步优选的方案，借助于围绕边缘区域布置的螺栓固定在制动钳的第二部分上。

根据本发明进一步优选的方案是，旋转轴在制动过程中利用偏心作用的压紧轴，压向于由至少一个长度可调节的压力轴装置所支持的压力分配元件。

由此，进一步优选的是由旋转杆的旋转轴确定的轴承在压力分配元件和压紧轴之间。

最后，根据本发明所述的盘式制动器是由气动的、电子机械的和/或液压来操作的盘式制动器。

附图说明

以下根据优选实施例并参照附图更详细地说明本发明。其中：

图1是根据本发明的一个实施例的盘式制动器的示意性剖视图；

图2是与图1中的剖视图相垂直的盘式制动器的剖视图；

图3是沿着图1中的线III–III的视图，然而是来自于传统的盘式制动器；

图4是与图3相同的视图，然而是来自于图1和图2的制动器；

图5是根据图1、图2和图4的制动器上的中间件；

图6是与图4相同的视图，然而具有已插入的中间件；

图7是根据图1和图2的制动器的局部剖视图；

图8是制动器的示意性立体图，其与根据图1至图7的制动器基本上相同。

具体实施方式

在附图中所示的盘式制动器是机械式的盘式制动器。其具有制动钳10，该制动钳通常情况下通过其两个支腿与制动盘12接合。制动盘12两侧的靠在衬片支架上的制动衬片14、16被导向并且支持在未图示的制动器支架中，更确切地说是在制动钳中。制动钳10可以作为滑动钳以未图示的方式借助于导向装置横向于制动盘12可移动地安装。在其内部安置有整体以参考数字18来标记的压紧装置。制动钳10在图示的实施例中是由两个部件一起构成的，即开放的钳形部分10.1和封闭壳体10.2，该封闭壳体利用围绕边缘区域布置的螺栓20固定在开放的钳形部分10.1上。

相关压紧装置包括借助于通过例如未图示的驱动缸的活塞杆在朝向D的方向可转动的旋转杆22和带有凸轮的压紧轴24，其直接或者间接地支持在封闭壳体10.2上。该封闭壳体10.2在背向制动盘的区域中具有至少一个功能性开口，其作用是用来使所述活塞杆通过。

图3示出了传统的盘式制动器上的封闭壳体10.2’。在这种传统的盘式制动器中压紧轴24是在滚铣/滚动区域28’以直线形来支持。由于所述区域28’是与封闭壳体10.2’一体构成的，所以整个壳体必须用高品质的材料作为锻造件来制成，而且所述区域28’必须经过特殊的硬化和研磨工序。

根据在附图中所示的本发明的实施例，针对于滚铣/滚动区域28设置有中间件30，其被插入在第一凹部32中。更确切地说是设置有两个这样的中间件，每一个都安置在相对应的第一凹部中。然而，这里为了简单起见，只对两个中的一个进行说明。

图4示出了平行于制动器轴34的视图。在该视图中第一凹部32包括具有圆弧形状部分36的轮廓，该圆弧形状部分以大约200°的角度α延伸。相对于圆弧形状部分36的假想的中心点38偏移一段距离40的位置处具有第二凹部42。该第二凹部42用于容纳中间件30上的凸出部分44。该圆弧形状部分36的设计超过180°确保了中间件30在图4的平面中抵抗平移运动。凸出部分44对于这个保险装置起了进一步的作用。通过它另外确保了抵抗围绕中心点38的转动。

因为用于凸轮的线形支持的滚铣/滚动区域28不是靠在封闭壳体10.2上，而是更确切地说是靠在中间件30上来形成的，所以封闭壳体10.2不是必须用锻造件来制造并经过特殊的后处理过程。其按照中间件30相应地制造就足够了。

同样为了节省原材料，中间件30不是设计为一个完整的圆，而是更确切地说是类似于半月形，其中其轮廓具有与第一凹部32的部分36相配合的圆弧形状部分46以及直线部分48。该直线部分48在此位于补足圆弧形状部分46的完整的圆的弧线部分内，这样由这个相应的截去的顶端实现了原材料节省。除此之外也改善了制动钳内部的空间情况。

凸出部分44可以作为栓状凸起而加工成型，压入或者单独制造。由其偏心位置以及相关联的第二凹部42的偏心位置而形成了在自动位置导入时的优势。

所述偏心连接此外还确保了，在由中间件30在第一凹部32中形成的开放的和未完全包围的位置中，其自身的相对运动/移动被极为有效地阻止。与此同时反力矩被施加在压紧轴24上，应该在极端负荷的情况下，在满负荷区域发生短暂的弹性的零件变形。

中间件30将通过硬化过程进行处理，以使其对于长期运行是耐磨损的。中间件由高硬度的陶瓷材料制造而成同样也是可行的和效果好的。

由于中间件30和凹部32之间的接触表面是平坦的且是整个表面的，因此它们是直接相互抵靠安装的。由此不可能发生弯曲现象。这样结合按照制动负荷来选择的中间件的材料厚度以使得变形和材料过载的现象很大程度上被排除掉。

正如特别从附图8中看到的，压紧装置18具有作为压力分配装置起作用的压力分配元件50，其相对于在制动钳中被支持的压缩弹簧52上的预加载力是轴向可移动的，但是由于其桥梁形状而被保持成不可旋转。由于在附图中所示出的制动器中是单轴制动器，压力分配元件50具有在中间的借助于调节装置可调节/可延长的压力轴装置54。

旋转杆22是弧形的并且特别地（在旋转方向上可见）朝向直线L后方延伸，该直线连接制动轴24的旋转轴A与旋转杆22的自由端E。旋转杆22具有以圆弧形状伸展的“腹部”56。在静止位置，即不施加制动时，旋转杆22靠在制动钳10的挡块58上。在该位置上旋转杆22具有这样一个区域，即位于最靠近中间件30的直线部分48并且用参考数字60来标记，其与直线部位48具有3mm的间距。该间距也可以被缩小，但是最少要有1mm。换句话说，旋转杆22在任何工作位置都不与中间件30接触，通过这样来避免未定义的工作状态的出现。

在附图中所示的制动器的操作是通过（未图示的）气动缸或者组合缸来实现，其被安装在制动钳10的法兰面62上并且通过功能性开口64与旋转杆22可操作地连接。

在附图中所示的实施例中示出了具有滑动钳的单轴盘式制动器。但是原则上本发明也可以应用在双轴或者多轴结构上。因此无论涉及到的是滑动的、固定的或者是摆动钳盘式制动器都是无关紧要的，因为作用力在此也都是作用在制动钳上。同样的是中间件配置可应用于的不仅仅是螺栓连接的，而且是两片式的制动钳。通过具有这样类型的压紧装置的封闭的铸件制动钳和与之相适应的压紧轴轮廓的使用，使得制动产生连同传输也可以通过例如朝向制动盘的钳形开口来实现。

最后还应该说明的是，未图示的用于所述实施例中的操作装置是气动工作的。

在上面的说明书中、在权利要求书中以及在附图中所公开的本发明的特征不仅可以单独的而且可以是任意组合的，它们对于本发明的不同实施例的实现是必不可少的。

Claims (22)

1.一种用于商用车辆的盘式制动器，包括：

制动钳（10）；

压紧装置（18），其具有旋转杆（22）以及安装在该旋转杆一端上的偏心制动轴（24）；

压力分配装置（50），其借助于压紧装置相对于至少一个压缩弹簧（52）上的预加载力是可移动的以进行压紧；以及

操作装置；

其中，旋转杆、制动轴和压缩弹簧位于制动钳内；并且

操作装置安装在制动钳上并且通过功能性开口（64）与旋转杆可操作地连接；

其特征在于，

在制动钳上的在压紧过程中支持制动轴的区域内设置有第一凹部（32），该第一凹部具有在平行于制动盘轴的视图中至少部分是圆弧形状的轮廓，并且

制动轴通过至少部分被容纳在该第一凹部中的中间件（30）支持于制动钳上；

制动钳（10）上具有第一凹部（32）的第一部分（10.2）是铸件。

2.根据权利要求1所述的盘式制动器，其特征在于，第一凹部的轮廓上的圆弧形状部分（36）以超过180°的角度（α）延伸。

3.根据权利要求1或者2所述的盘式制动器，其特征在于，保险装置（42，44）用于确保中间件（30）抵抗横向的运动。

4.根据权利要求3所述的盘式制动器，其特征在于，保险装置（42，44）用于确保中间件（30）抵抗垂直于制动器轴（34）的运动。

5.根据权利要求3所述的盘式制动器，其特征在于，压紧装置（18）支持在中间件（30）上的区域（28），在制动器轴（34）的方向看没有与构成保险装置（42，44）的区域相重叠。

6.根据权利要求3所述的盘式制动器，其特征在于，保险装置具有在中间件（30）上的凸出部分（44）和在制动钳（10）上的第二凹部（42），和/或与此相反的配置。

7.根据权利要求6所述的盘式制动器，其特征在于，凸出部分（44）位于偏向于第一凹部的轮廓上的圆弧形状部分（36）。

8.根据权利要求6或者7所述的盘式制动器，其特征在于，凸出部分（44）是与中间件（30）一体构成的。

9.根据权利要求1或者2所述的盘式制动器，其特征在于，中间件（30）具有与第一凹部（32）的轮廓至少部分相配合的轮廓（46）。

10.根据权利要求1或者2所述的盘式制动器，其特征在于，中间件（30）具有至少部分是圆弧形状的轮廓（46）。

11.根据权利要求1或者2所述的盘式制动器，其特征在于，中间件（30）具有部分直线轮廓（48）。

12.根据权利要求11所述的盘式制动器，其特征在于，中间件（30）的轮廓的直线部分（48）位于补足圆弧部分（46）而形成的假想的圆的内部。

13.根据权利要求1或者2所述的盘式制动器，其特征在于，旋转杆（22）至少部分在压紧方向可见，且向连接其自由端（E）与制动轴（24）的旋转轴（A）的直线的后方延伸。

14.根据权利要求1或者2所述的盘式制动器，其特征在于，旋转杆（22）至少部分是弧形的。

15.根据权利要求1或者2所述的盘式制动器，其特征在于，旋转杆（22）在每一个工作位置上具有与中间件（30）为1mm或者更大的最小间距。

16.根据权利要求15所述的盘式制动器，其特征在于，旋转杆（22）在每一个工作位置上具有与中间件（30）为3mm或者更大的最小间距。

17.根据权利要求1或者2所述的盘式制动器，其特征在于，中间件（30）上的支持安装状态下的压紧装置（18）的表面平行于制动盘平面。

18.根据权利要求1或者2所述的盘式制动器，其特征在于，第一部分（10.2）借助于围绕边缘区域布置的螺栓（20）固定到制动钳（10）的第二部分（10.1）上。

19.根据权利要求1或者2所述的盘式制动器，其特征在于，制动轴（24）压向于由至少一个长度可调节的压力轴装置所支持的压力分配元件。

20.根据权利要求19所述的盘式制动器，其特征在于，由旋转杆（22）的旋转轴来确定的轴承在压力分配元件与制动轴（24）之间。

21.根据权利要求1或者2所述的盘式制动器，其特征在于，其是通过气动、电子机械和/或液压来操作的。

22.根据权利要求21所述的盘式制动器，其特征在于，其是利用气动缸来操作的。