CN104956113A - 具有钢丝弹簧夹的摩擦衬片 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种具有金属丝弹簧夹(4)的摩擦衬片(1)，所述金属丝弹簧夹包括用于将摩擦衬片(1)径向弹性支承在制动卡钳的壳体桥部上的弹簧腿(5、6)，其中背板(2)具有用于摩擦衬片磨损传感器(19)的容纳部(12)，钢丝弹簧夹(4)相对于至少一个纵轴不对称，钢丝弹簧夹(4)相对于关于纵轴旋转了90°的虚拟横轴对称，其中钢丝弓架具有用于摩擦衬片磨损传感器(19)的中心U形弓架(15)，该U形弓架(15)设计为顶部敞开，摩擦衬片磨损传感器(19)内置容纳在中心U形弓架(15)中，且U形弓架(15)比摩擦衬片磨损传感器(19)大得多，由此，摩擦衬片磨损传感器(19)能在径向方向上安装在背板(2)的容纳部(12)中。

Description

具有钢丝弹簧夹的摩擦衬片

技术领域

本发明涉及一种根据权利要求1的前序部分的特征所述的、具有钢丝弹簧夹的摩擦衬片，所述钢丝弹簧夹用于借助于弹簧腿将摩擦衬片径向弹性支承在制动卡钳的壳体桥部上，其中弹簧固定在摩擦衬片的背板上，以及其中背板还具有用于摩擦衬片磨损传感器的容纳部，所述摩擦衬片磨损传感器用于在部分衬片盘式制动器中进行磨损检测。

背景技术

由DE 100 19 654 A1已知了一种具有制动卡钳的盘式制动器，所述制动卡钳从径向内部沿朝着径向外部的方向接合制动盘，且具有摩擦衬片磨损传感器以及由金属丝卷绕的、用于径向悬吊制动衬片的异型弹簧。在此，异型弹簧如此支承在制动卡钳上，即，使得将摩擦衬片保持为向径向内部被挤压。异型弹簧布置在摩擦衬片的径向上方，占据了相当大的空间，减小了可用的制动盘直径且还阻止了在中心、径向向内指向地安装摩擦衬片磨损传感器。这被视作不利的，因为所述构造使得安装和维护都变得复杂。最大可用的制动盘直径减小。此外，已知的异型弹簧具有腐蚀方面不利的定位。

此外已知了具有径向悬吊部的摩擦衬片，其中弹簧腿的折断导致失去弹簧功能。

发明内容

因此，本发明的目的是，克服现有技术的缺点并提出一种用于现代盘式制动器系统的节省结构空间的悬吊部，所述盘式制动器系统还实现了简单且节省空间地内置摩擦衬片磨损传感器以及其中还实现了简化组件的安装。

该目的通过根据权利要求1的特征部分的特征所述的集成式紧凑布置的结构方式通过如下方式完成：钢丝弓架具有在空间内多次变换的卷绕旋转方向，金属丝弹簧夹相对于至少一个虚拟的纵轴不对称，钢丝弹簧夹相对于至少一个相对于纵轴旋转了90°的虚拟横轴对称，以及金属丝弹簧夹具有用于支承在背板上且用于接纳摩擦衬片磨损传感器的中心U形弓架，以及其中U形弓架如此设计为向上敞开，使得摩擦衬片磨损传感器内置容纳在中心U形弓架中，以及其中U形弓架设计为比摩擦衬片磨损传感器大得多，由此摩擦衬片磨损传感器能在径向方向上安装在背板的容纳部中。本发明的特殊优点在于，在某种程度上自动地得到了相关组件的相对彼此正确的、位置正确地安装，因为在结构上排除了位置不正确的安装的情况。

本发明的核心在于一种基本构思：所述钢丝弹簧在某种程度上作为连接件、中间件或桥接件插入背板和摩擦衬片磨损传感器之间且固定在背板上，以及金属丝弹簧与背板类似地具有用于摩擦衬片磨损传感器的容纳部。本发明的额外优点在于，摩擦衬片、弹簧和摩擦衬片磨损传感器能够尤其有利地且此外一致地由相应的组件制造商提供，且精确地输入以用于安装在系统中。特别的固定件——像尤其是销、铆钉或螺栓——在弹簧、背板和传感器之间既不需要也不起作用，因为用于起到保持作用的部件内置在相应的相关组件中。通过空间上的内置(尤其是相关组件在径向方向上相互的空间上的重叠)提出了一种特别节省空间的结构，由此本发明在制动系统中实现了提供特别大的制动盘直径。在这种情况下，摩擦传感器以及金属丝弹簧两者相对于背板的安装方向都分别统一地径向指向地相对于背板定向。即使金属丝弹簧夹的弹簧腿之一会出于某一原因折断，另一个弹簧腿也满足期望的弹簧作用(冗余弹簧作用)。

当中心U形弓架具有U架底部且具有两个从所述U架底部伸出的U架腿，以及在每个U形弓架上分别设置了用于径向弹性抵靠在壳体桥部上的弹性的弹簧腿时，在稳定支承在背板的情况下，得到了金属丝弹簧夹的特别简单且自动化的弯曲变形。

通过为钢丝弓架的每个弹簧腿分配了自身的弹簧线圈，以及将弹簧线圈的旋转方向设计为分别相对彼此不同，即相反，还进一步改进了金属丝弹簧夹的弹性疲劳强度。

对无应力集中的应力曲线来说提出了，钢丝弓架分别在弹簧线圈和U架腿之间具有S形弯曲部。当S形弯曲部至少部分地紧贴在背板的弯曲支座上，或者贴靠在支座上时，进一步改进了金属丝弹簧夹的支承。

有利地如此确定弹簧线圈的轴向指向的螺距的大小，即，使得相邻的线圈部段彼此不贴靠且相对彼此具有轴向间距。背板可以具有用于容纳弹簧线圈的支座，所述支座侧向定位在用于摩擦衬片磨损传感器的容纳部旁边。在该支座的区域中，背板具有一厚度，所述厚度的大小略大于相邻的线圈部段之间的轴向间距。由此在某种程度上实现了，金属丝弹簧夹利用其线圈弹性地、即可松脱地张紧在背板的支座上。

为了节省结构空间，如此限定弹簧线圈的螺距，即，使得弹簧弓架沿轴向观察时在轴向上并未超过背板的厚度。因此，可靠地排除了，在摩擦材料完全磨损时金属丝弹簧夹本身被磨光的情况。

弹簧弓架在某种程度上具有在多个“平面”中布置的、轴向错位的结构方式。每个基本上平坦的U形弓架为此与背板的无摩擦衬片的背面邻接。弹簧腿相应地定位在背板的与摩擦衬片块邻接的区域中。每个线圈以一轴向螺距延伸，张紧在背板的相关支座上，且分别将S形弯曲部连接至相应的弹簧腿。为了改进支承，每个支座可以凹入或凸出地与金属丝弹簧夹的部段匹配。

附图说明

由下面参照附图进行的说明得到本发明的其它细节。

具体实施方式

机动车的部分衬片类型的盘式制动器原则上包括未示出的制动卡钳，尤其是浮钳，其具有至少一个执行器(活塞)，所述执行器把至少一个摩擦衬片1挤压为直接抵靠在制动盘上。每个摩擦衬片包括背板2和会磨损的摩擦材料3。浮钳安装成在盘旋转方向上固定但是能与轮旋转轴平行地相对于固定在车辆上的支架移动，使得反作用力用于间接操纵第二钳臂侧的摩擦衬片。在支架中不可旋转地以及可轴向移动地容纳了摩擦衬片1、1b。另一种可能的盘式制动器形式涉及固定钳制动器，其中两个制动片紧邻地直接由制动卡钳的至少两个独立的执行器(活塞)加载，制动卡钳布置为相对车辆固定。对两种制动卡钳类型来说原则上共同点在于，分别两个摩擦衬片1沿径向方向R弹性被预加应力地被悬吊，以便阻止振动导致啪嗒噪声。在此，径向悬吊部可以分别如此定位在制动卡钳、尤其是壳体桥部和摩擦衬片1、1b之间，即，使得摩擦衬片1、1b始终弹性朝径向内部朝着壳体的竖井中的支承部放置，或者也径向弹性地朝着相关的支架和所述支架中的引导系统放置。然而原则上也可以仅摩擦衬片1之一设有根据本发明的金属丝弹簧夹，以便通过其它方式对另一摩擦衬片进行悬吊。

根据本发明的金属丝弹簧夹4为此具有两个冗余的、基本上相对彼此对角线反向指向地弯曲的、在端侧自由伸出的弹簧腿5、6，用于径向弹性地抵靠在制动卡钳的壳体桥部上。弹簧腿5、6中的每个之前连接了自身的构造为具有预给定的螺距P的螺旋状弹簧线圈7、8，所述弹簧线圈形成至少近乎一整圈弹簧线圈且负责提供必要的弹性易曲性。两个分开的弹簧线圈7、8的该并排设置的定位在径向方向上节省了结构空间，因为可实现为相对较小的线圈直径与单个直径相对较大的线圈相比减小了结构空间需求。

通过并排定位的弹簧线圈7、8的至少一大部分同时与背板2的布置在摩擦材料3上方的凸轮9并排，另外有利地对结构空间做出了贡献。这种紧凑布置有利于具有大的制动盘直径的高效的制动系统。具有额外的弹簧线圈或其部件的实施方案也是可行的。在优选的实施方案(图1)中，在左侧与U形弓架15连接的弹簧线圈7具有顺时针方向向右的旋转方向，而在右侧与U形弓架连接的弹簧线圈8具有逆时针方向向左的旋转方向。弹簧线圈7、8的旋转方向在本发明的实施方案中鉴于负荷如此布置，即，使得径向通过弹簧腿5、6导入的弯曲负荷在工作中导致弹簧线圈7、8的弯曲，即弹簧负荷反向于弹簧线圈7、8的旋转方向延伸且弹簧组成部分被挤压以支承到支座13、14中。弹簧线圈7、8在工作中弯曲，换句话说，扩宽。由此对金属丝弹簧夹来说实现小的结构需求以及改进的弹簧支承部的同时实现了弹簧腿5、6在径向方向上的径向弹性的、自由的变形。虽然上文提到了U形弓架，原则上可以改变其造型和适应需求。

在第一实施方案(参见图2)中，每个弹簧腿5、6关于线圈中心点10、11不是在径向顶部(12点钟位置)而是在径向底部(6点钟位置)分岔。在弹簧线圈7、8弯曲的情况下，根据工作的径向指向的弹性变形增强了U架腿17、18以及在背板2处的(传感器)容纳部12之间的径向放置和贴靠。

此外，弹簧线圈7、8还可以用于弹性夹紧地以及可拆松地把金属丝弹簧夹4固定在背板2的固定部段上。弹簧线圈7、8的特殊的、螺旋状的螺距P建立了用于插入凸轮9的狭缝状开口。由此实现了，金属丝弹簧夹4在弹簧线圈部段的弹性变形下如此径向定向地推到背板2的板状凸轮9/支座上，即，使得每个弹簧线圈7、8的弹簧线圈部段使凸轮9/支座13、14彼此之间弹性绷紧。为此，线圈部段的弹性张紧作用基本上轴向地、即与制动盘旋转轴平行地定向。即通过同时实现固定/保持功能，以及由相应弹簧腿5、6引起必要的径向弹性，每个弹簧线圈7、8可以满足双重功能。

金属丝弹簧夹4的另一个实施方案(图9)实现了定位在U架腿17左侧的弹簧线圈7的从U形弓架15开始逆时针地、即沿旋转方向向左的一种可能设计。相应地，定位在U架腿18右侧的弹簧线圈8设置为向右缠绕。通过这种设计实现了，弹簧夹在12点钟位置中连接在线圈上，其中弹簧线圈7、8在弹簧腿5、6的弹性弹簧负荷下在某种程度上“闭合”弯曲。在此，弹簧线圈7、8的大部分布置在摩擦材料3所在的一侧。

背板2原则上具有标称预给定的板厚度(额定板厚度)，所述板厚度可以设计为尤其在背板2的、切向指向的、锤头状凸起部20、21的区域中沿厚度方向变形、增厚，以便由于多倍的额定板厚度(以及通过冷作硬化)实现强度提高。然而为了改进金属丝弹簧夹4在背板2上的安装，有意义的是，每个凸轮9、9a/支座13、14具有相对于板厚度D按比例减小的、即拉伸的厚度。原则上还可以，为每个支座13、14设有额外的部件，像尤其是用于简化安装的导入斜面，和/或能避免金属丝弹簧夹4和背板2之间不期望的松脱运动的额外的固定或保持部件。为此，凸轮可以在保持凸起部的表面上具有楔形凸起部、后切部和/或其它异型部以及上述部分的组合。

金属丝弹簧夹4在侧视图(图6)中相对于径向虚拟的竖直轴对称。金属丝弹簧夹4的俯视图(图5)表明，所述金属丝弹簧夹在侧向基本上不伸出背板2的板厚度D且设计为相对于纵轴L不对称。所述轴向紧凑布置的结构方式确保了，不会出现金属丝弹簧夹4和制动盘或制动活塞之间的任意接触或摩擦过程。这种设计为不对称弯曲的金属丝弹簧夹4与其在背板2的相应不对称匹配的容纳部一起，还必然实现避免错误的、位置准确的安装，像根据U架腿17、18在下文描述的那样。

在设计为在凸起部20、21中双重弯曲的背板2中，如此布置用于弹性抵靠在壳体桥部上的弹簧腿5、6的放置点，即，使得所述放置点以与背板2上相关的支承部和贴靠部在中心对准的方式定位在制动支架中。由此实现了一种优点，即实现了对摩擦衬片1的理想的、无倾斜力矩的以及径向指向的预加应力作用。换句话说，避免了倾斜倾向以及对角磨损。

金属丝弹簧夹4的中心中间部段(U形弓架15)设计为径向向外敞开且基本上U形弯曲。U形弓架15包括U架底部16和U架腿17、18，所述U架腿以预给定的间距使包括弹簧线圈7、8的两个指向相反的弹簧腿5、6彼此连接。该金属丝弹簧夹4的主要优点在于，其在安装摩擦衬片磨损传感器之前可以固定在摩擦衬片1上，从而不妨碍事后传感器安装。因为钢丝弹簧夹4在其U架腿17、18的具体设计方案上在广义上遵循了相应的摩擦衬片磨损传感器19的壳体的外轮廓，从而该摩擦衬片磨损传感器可以可靠地被接纳且能容易地且沿径向方向被推入其在背板2上的容纳部中，且不需要取下金属丝弹簧夹4或使金属丝弹簧夹4变形。这和金属丝弹簧夹4的U架腿17、18的特别形成的轮廓一起还实现了，以与摩擦衬片磨损传感器19的配属的壳体的外轮廓相协调的方式，摩擦衬片磨损传感器19的位置正确的安装。U架腿17、18(在俯视图中)的不对称布置和背板2上相关的容纳部一起实现了避免错误的安装。因为摩擦衬片1和金属丝弹簧夹4之间的位置颠倒的配对在结构上、即自动地被可靠地排除。

金属丝弹簧夹4可以逐点地和/或平面地在半径上支承在设计为配对件的背板2的容纳部12/支座上。为此，金属丝弹簧夹4具有至少三个弯曲半径，在容纳部12中为所述弯曲半径分配了对应的配对件以用于力导入。弹簧腿5、6沿径向方向R的弹性变形实现了在容纳部12中必然的力锁合的固定。在本发明的改进方案中，在背板2上可以设定，支座13、14具有用于具有后切部的U架腿17、18的凹入的容纳部。当U架腿17、18通过两个U架腿17、18在切向方向T上的弹性的Ω形的过度弯曲而定向为彼此不平行时，由此可以实现反作用于金属丝弹簧夹4的不期望的抽出的额外的保持作用。在附图中优选的实施方案表明，支座13、14在背板2的背离摩擦衬片的背面B上在区域K1中形成为凸出的，以便有助于金属丝弹簧夹4的S形弯曲。相反，弹簧线圈7、8的弯曲部容纳在背板2的朝向摩擦衬片的正面F上在支座13、14的凹入造型的区域K2中。

根据本发明，通过事后的且简化地、径向指向地、无错误地安装磨损传感器19，同时实现了包括具有径向悬吊部的摩擦衬片1包括增值功能在内的配件模块的预安装和防丢失。这样为配件公司、车辆制造商、磨损配件市场，以及为车辆领域的维护实现了简化的物流和安装。

对相对于不同的空间轴把金属丝弹簧夹4防倾斜地支承在背板2上来说，具有U架腿17、18的U形弓架15实现了稳定、平面地固定和支承。

显而易见，为了容纳摩擦衬片磨损传感器19和金属丝弹簧夹4，背板2相应地具有匹配的容纳部12以及凸轮9、9a/支座13、14和固定部段。尤其还包括相应地在板厚度中空出的、用于具有U架腿17、18的U形弓架15的容纳部12。此外值得推荐的是，用于弹簧线圈7、8的支座13、14，所述支座的厚度按照需要延长，即减小。该支座13、14至少部分地是凸轮9、9a的组成部分，所述凸轮径向向外伸出超过摩擦材料3的轮廓。

还要补充的是，当然在支座的区域中留出了用于弹簧线圈7、8的足够的余隙，因此弹簧腿5、6的弹性变形不会被阻碍。

附图标记列表

1         摩擦衬片

2         背板

3         摩擦材料

4         金属丝弹簧夹

5         弹簧腿

6         弹簧腿

7         弹簧线圈

8         弹簧线圈

9、9a     凸轮

10        线圈中点

11        线圈中点

12        容纳部

13        支座

14        支座

15        U形弓架

16        U架底部

17        U架腿

18        U架腿

19        (摩擦衬片)磨损传感器

20        凸起部

21        凸起部

S、S'    弯曲部

P        螺距

D        板厚度

L        纵轴

Q        横轴

Ax       轴向方向(平行于制动盘旋转轴)

R        径向方向

T        切向方向

K1       区域

K2       区域

F        正面(摩擦衬片侧)

B        背面(背离摩擦衬片)

Claims (13)

1.一种具有金属丝弹簧夹（4）的摩擦衬片（1），所述金属丝弹簧夹用于借助于弹簧腿（5、6）将摩擦衬片（1）径向弹性支承在制动卡钳的壳体桥部上，其中金属丝弹簧夹（4）固定在摩擦衬片（1）的背板（2）上，背板（2）还具有用于摩擦衬片磨损传感器（19）的容纳部（12），摩擦衬片磨损传感器用于在机动车部分衬片盘式制动器中进行磨损检测，其特征在于：金属丝弹簧夹（4）设计为相对于至少一个虚拟纵轴不对称；金属丝弹簧夹（4）设计为相对于至少一个相对于纵轴L旋转了90°的虚拟横轴Q对称；金属丝弹簧夹（4）具有用于接纳摩擦衬片磨损传感器（19）的中心U形弓架（15），该U形弓架（19）设计为向上敞开，使得摩擦衬片磨损传感器（19）内置容纳在中心U形弓架（19）中，且U形弓架（19）设置为比摩擦衬片磨损传感器（19）大得多，由此，摩擦衬片磨损传感器（19）能在径向方向（R）上位置准确地安装在背板（2）的容纳部（12）中。

2.根据权利要求1所述的具有金属丝弹簧夹（4）的摩擦衬片（1），其特征在于，每个弹簧腿（5、6）经由至少一个分开的弹簧线圈（7、8）连接至U形弓架（19）的U架腿（17、18）。

3.根据权利要求2所述的具有金属丝弹簧夹（4）的摩擦衬片（1），其特征在于，分别在每个弹簧腿（5、6）和每个U架腿（17、18）之间设置了至少一个弹簧线圈（7、8），所述弹簧线圈具有预给定的螺距（P）和多个匝。

4.根据权利要求3所述的具有金属丝弹簧夹（4）的摩擦衬片（1），其特征在于，金属丝弹簧夹（4）的弹簧线圈（7、8）分别具有相对彼此不同的旋转方向。

5.根据前述权利要求中一项或多项所述的具有金属丝弹簧夹（4）的摩擦衬片（1），其特征在于，设置了钢丝弓架，所述钢丝弓架在每个弹簧线圈（7、8）和每个U架腿（17、18）之间具有S形的弯曲部（S、S'）。

6.根据权利要求5所述的具有金属丝弹簧夹（4）的摩擦衬片（1），其特征在于，所述S形的弯曲部（S、S'）至少部分地放置在背板（2）的支座（13、14）上。

7.根据权利要求5所述的具有金属丝弹簧夹（4）的摩擦衬片（1），其特征在于，每个支座（13、14）具有用于容纳弹簧线圈（7、8）的凹入区域（K1）以及用于支承S形的弯曲部（S、S'）的凸出区域（K2）。

8.根据权利要求3或4所述的具有金属丝弹簧夹（4）的摩擦衬片（1），其特征在于，弹簧线圈（7、8）设计成具有在轴向上预给定的螺距（P），使得相邻的线圈部段在彼此不贴靠的情况下彼此间隔一轴向间距。

9.根据权利要求8所述的具有金属丝弹簧夹（4）的摩擦衬片（1），其特征在于，如此规定弹簧线圈（7、8）的螺距（P），使得钢丝弓架沿轴向方向（Ax）基本上不超过背板（2）的厚度（D）。

10.根据权利要求8和9所述的具有金属丝弹簧夹（4）的摩擦衬片（1），其特征在于，背板（2）在支座（13、14）的区域中具有厚度（D），所述厚度的大小略大于相邻的线圈部段之间的轴向间距，从而每个弹簧线圈（7、8）弹性张紧在相关的支座（13、14）上。

11.根据权利要求1所述的具有金属丝弹簧夹（4）的摩擦衬片（1），其特征在于，每个U形弓架（15）布置在背板（2）的无摩擦衬片的背面（R）上，以及弹簧腿（5、6）分别在弹簧线圈（7、8）处布置在摩擦衬片侧的正面（F）上。

12.根据权利要求1所述的具有金属丝弹簧夹（4）的摩擦衬片（1），其特征在于，U形弓架（15）的两个U架腿（17、18）设置为相对彼此如此不平行地倾斜，即两个U架腿（17、18）在其过渡至S形弯曲部的区域中相对彼此具有一间距，所述间距小于在金属丝弓架部段中的间距，所述金属丝弓架部段设置在过渡部之前且更接近U架底部（16）。

13.根据前述权利要求中一项或多项所述的具有金属丝弹簧夹（4）的摩擦衬片（1），其特征在于，金属丝弹簧夹（4）和摩擦衬片磨损传感器（19）以彼此不相关地可拆松的方式——尤其是力锁合的方式——固定在背板（2）上。