CN105229330B - 尤其用于载货车辆的盘式制动器、盘式制动器的制动衬块 - Google Patents

尤其用于载货车辆的盘式制动器、盘式制动器的制动衬块 Download PDF

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Abstract

一种盘式制动器、尤其被用于载货车辆，其具有制动圆盘、搭接制动圆盘的制动钳、制动器支架(14)、制动衬块(16)和压紧装置，所述压紧装置在制动时将制动衬块压在制动圆盘上，其中，制动衬块位于U形槽中并且“U”的双臂用于在制动圆盘的圆周方向的制动衬块的支承并且“U”的底部(32、34)用于沿径向向内制动衬块的支承，其中，“U”的双臂的在径向外部的端部的相互距离(B1)小于在其径向内部的端部的距离(B2)。

Description

尤其用于载货车辆的盘式制动器、盘式制动器的制动衬块
本发明涉及一种盘式制动器、尤其被用于载货车辆，其具有制动圆盘、搭接制动圆盘的制动钳、制动器支架、制动衬块和压紧装置，所述压紧装置在制动时将制动衬块压在制动圆盘上，其中，制动衬块位于U形槽中并且“U”的双臂用于在制动圆盘的圆周方向的制动衬块的支承并且“U”的底部用于沿径向向内制动衬块的支承。
此外，本发明涉及一种这样的盘式制动器的制动衬块，所述制动衬块具有两个形成“U”的双臂的支承面用于在圆周方向上的支承并且形成“U”的底部的支承面用于沿径向向内的支承。
文献DE 10 2004 002 571 A1公布了上述形式的圆盘制动器以及制动衬块。
原则上，盘式制动器在制动圆盘两侧具有在衬块槽中引导和支承的制动衬块，所述制动衬块通过布置在制动钳内的压紧装置在制动过程时被压在制动圆盘上。在此，制动衬块通常包括厚的、抗弯曲的、金属的背板作为衬块支架，其由铸件或者板材成型件制成并在其上安有摩擦片衬面。关于背板的稳定性，摩擦片衬面应该尽可能全面地和均匀地被压在制动圆盘上。背板和摩擦片衬面在其尺寸方面在径向如此地被设计，使其在径向盖住摩擦片衬面的摩擦带。
制动衬块的支承和引导通过其在各自衬块槽内的金属背板进行，所述衬块槽被设计在制动器支架或者制动钳上。
衬块槽在圆盘入口侧和圆盘出口侧上、即在圆周方向通过凸台限制，当制动衬块和制动圆盘产生摩擦接触时，受负荷的制动衬块以其侧面被支承在凸台上，其中受到负荷的凸台承受在所对应得制动衬块上作用的制动力矩。
原则上，制动衬块径向向内地位于衬块槽的平的支承面上。原则上所述槽总体被设计为U形。
制动衬片和衬片槽是根据其相应于制动器构造/大小的轮廓或者尺寸相互确定的。为了确保必需的表面质量和必需的尺寸精度，对于在其中形成槽的、由铸造材料制成的构件即制动钳或者制动器支架来说，构成U形的槽的支承面要被机械加工。
出于大规模批量生产的经济性原因，在这种机械加工时要可以尽可能快速地，简单地和没有耗费时间的工具更换而实现生成支承面。因此，要加工的支承面应该是平整或者光滑的。在这种情况下利用比如面铣刀或者滚刀加工。
对于已知的盘式制动器，如按照文献DE 10 2004 002 571的那种，槽大多数都是矩形的，就是说“U”的臂以90°(忽略误差)的角度竖立在“U”的底边上。这种结构一方面简化了加工。另一方面在这种情况下制动衬块可以通过相应的制动钳中的安装孔装入或者拆出而进行在径向的安装/拆卸。为了保证这点，如上已述地，槽是矩形的。换句话说，“U”的双臂之间的在径向外部端的距离和径向内部端的距离相同。
尤其对于制作成矩形的衬块槽，制动衬块必须通过稳定制作的并且固定在制动钳上的压制系统(弹簧/压制弓架)保证不会掉出。此外，压制系统用于必需的功能间隙或公差配合的补偿。
因为制动器可用的空间有限，侧面的支承凸台在其径向延伸上被限制。因此安置在其上的侧面的支承面不能可靠地避免在制动过程中制动衬块的旋出。由此，衬块的松动特性在制动过程后会被削弱。
文献DE 694 03 650 T2公开了一种衬块支架，从俯视视角上其向径向内部变窄并且规定有侧面的附加物，所述附加物形状配合地和在衬块槽中的侧面地导引槽接合。这种形式的设计在小型的、用于轿车领域的盘式制动器中是已知的。通常，在此使用用于支承间隙补偿的和布置在导引槽中的钢制弹簧。在此形成的相当小的接触面不能承受载货车中经常出现的切向力矩。为解决这个问题而将相关面积扩大是高成本的，因为其制造和加工需要专用工具(成形铣刀)和更高的改装耗费(机器/设备)。此外，按照文献DE 694 03 650 T2的钳没有径向孔用于制动衬块的安装/拆卸。因此，为了衬块的装入和拆出必须取下制动钳。最后，制动衬块只可以从轴向从形状配合区域中拆掉。
本发明要解决的技术问题在于，将开始所述类型的盘式制动器如此地优化，一方面槽的支承面的加工是简单的，另一方面不会产生制动衬块从槽中旋出或者脱出的危险。
按照本发明，开始所述类型的盘式制动器所具有的技术问题如下述这样解决，“U”的双臂之间的在径向外部端的距离小于径向内部端的距离。
在此按照本发明，臂的端被理解为分别是在作用于圆周方向的支承面的、径向内部或者径向外部的端部。
“U”的底部可以被设计为至少部段式是弧形的。
附加地或者备选地，按照本发明规定，槽轮廓的用于向径向内部支承的部段直线地延伸并且和平面形成角度，所述平面垂直于制动衬块的沿制动器轴线延伸的中心平面，所述角度最小2°，优选最小3°。
按照本发明的尤其优选的实施形式规定，槽轮廓的用于向径向内部支承的第一部段直线地延伸，并且和平面形成第一角度，所述平面垂直于制动衬块的沿制动器轴线延伸的中心平面，并且，槽轮廓的用于向径向内部支承的第二部段直线地延伸并且和平面形成第二角度，所述平面垂直于制动衬块的沿制动器轴线延伸的中心平面，其中，第一和第二角度相等。
按照另外的实施形式，所述两个角度也可以不相等。
此外优选地规定，槽轮廓的用于向径向内部支承的部段直线地延伸并且和“U”的臂形成角度，所述角度在75°至105°的范围内，优选90°(忽略误差)。
按照本发明优选地，制动衬块位于制动圆盘的压紧侧。
在此，按照本发明更优选地，槽被设计在制动器支架上。也可以设计在制动钳上。
按照本发明更优选地，制动钳指的是滑动钳。
按照本发明的更优选的实施形式，制动钳具有安装孔用于制动衬块从径向外侧的安装/拆卸。
此外，按照本发明更优选的是，设置用于将制动衬块保持在槽中的压制装置。
按照本发明的制动器可以具有用于磨损时的调校的调校器。
按照本发明的制动衬块优点在于，“U”的双臂之间的在径向外部端的距离小于径向内部端的距离。
此外适用的是，臂的端部被理解为制动衬块的沿圆周方向的有效支承面的、径向内部或者径向外部的端部。
形成“U”的底部的支承面可以被设计为至少部段式是弧形的。
按照本发明尤其优选的是，“U”的底部至少部段式是直线形的。
按照本发明的尤其优选的实施形式，用于向径向内部支承的、支承面的部段直线地延伸并且和平面形成角度，所述平面垂直于沿制动器轴线延伸的、制动衬块的中心平面，所述角度最小为2°，优选最小为3°。
按照本发明的尤其优选的实施形式规定，形成“U”的底部的支承面的第一部段直线地延伸并且和平面形成第一角度，所述平面垂直于沿制动器轴线延伸的、制动衬块的中心平面，并且，形成“U”的底部的支承面的第二部段直线地延伸并且和平面形成第二角度，所述平面垂直于沿制动器轴线延伸的、制动衬块的中心平面，其中，第一和第二角度相等。
按照本发明也可以规定，所述两个角度不相等。
按照本发明的更优选的实施形式规定，对制动衬块来说，形成“U”的底部的支承面的部段直线地延伸并且和“U”的臂形成角度，所述角度在75°至105°的范围内，优选90°(忽略误差)。
最后，对按照本发明的制动衬块来说优选是压紧侧的制动衬块。
在优选的按照本发明的实施形式中，不仅对于槽而且也对于衬块支承来说，“U”的臂和其底部的直线形的部段形成90°的角度。尽管底部的直线形的部段和平面形成角度，所述平面垂直于沿制动器轴线延伸的、制动衬块的中心平面，所述角度为2°或者更大，优选3°或者更大。
以此，这和“U”的双臂之间的在径向外部端的距离小于径向内部端的距离是相互关联的。
对于槽和衬块支架，支承面都设计为平的。以此形成最优化的加工区域和支承区域/贴靠区域(接触区域)。
径向接触区域位于制动器轴线的两侧并且出于稳定性的原因有利地借助优选的弧形设计的连接轭架互相连接。
本解决方案还有更多优点：
加工工具(面铣刀或者滚刀)不必是有特殊外形的专用工具。在对接触面进行加工时仅弯出或者设置出和“U”的底部的直线形部段的定位角相应的角度。
相应地，制动衬块的背板(无底切、附加物或者突出部)也可以经济地制造。
考虑到制动器或者制动衬块制造时的工艺流程，与传统工艺相比较不需要改变。
对于按照本发明的解决方案，不会产生制动衬块旋出或者脱出的危险，因为支承凸台卡住位于径向外部的背板区域。其以V形沿径向向外延伸。以此，也可以在压制弓架或者在压制弹簧上进行材料优化，因为比如在恶劣路段情况下的或者在弹簧折断情况下的衬块的超常径向移动不再仅仅需要由压制弓架和压制弹簧承受，而是通过基于V形的径向形状配合。在按照本发明的解决方案的情况中也有利的是，和在现有技术中一样，压制弹簧补偿在贴靠/支承区域中的功能间隙和公差配合。
如果“U”形的底部的直线形延伸部段的定位角是相同的，则有利地得出在左/右制动器情况下在车辆轴线上压紧侧制动衬块之间的镜像对称，这简化了在组装时衬块的分配。
因为“U”的双臂沿径向向外靠近地延伸，因此在衬块从径向外部通过钳开口安置在钳中之后，就需要将制动衬块沿轴向装入相应的槽引导结构中。对于拆卸，则是相反的顺序。
因此，对于这种实施形式来说，在滑动钳的情况下本发明也仅被实现在两个制动器侧的其中一个上，比如压紧侧。因为制动圆盘和安装的制动钳，衬块经常不是两侧都适合在这种引导中。
因此优选地使用“混合实施”。换句话说，轮辋侧使用像传统制动器那样的衬块和槽，在压紧侧则使用按照本发明的解决方案。这样的优点是不会把不同的、在制动器配置中使用的摩擦材料质量由于不同的背板形状/衬块槽形状而在制动器中装错。
安装时，不拆卸制动钳而将受压部件/压紧螺栓取回，直到在压紧侧在钳壳体和衬块槽引导结构之间有足够的轴向自由空间，以将具有相应厚度的制动衬块首先通过径向开口被放至中间位置并在之后在轴向向制动圆盘插入相应的槽引导结构中。然后可以对于相应的钳的布置径向安装轮辋侧的制动衬块。然后进行压制系统的安装。拆卸以相反的顺序进行。
甚至对于上述定位角相同的情况下，按照大小地，其可以相对于平面按照制动器类型和在角度步进上进行不同的调整，所述平面垂直于沿制动器轴线延伸的、制动衬块的中心平面，这尤其使将正确的制动衬块分配给正确的盘式制动器变得简单。以此可以产生编配。如果所压紧侧谓的角度比例相互不符合，则不能进行安装，因为它们的面相叠。
此外，根据不同的车辆中制动器的载荷和应用情况，所述调整角度也可以是不同的。这可以是任意地和与应用情况相符地在制动器入口侧或者在制动器出口侧，由此，视不同情况得出载荷优化的支承。通常来讲，对于具有调整角度(相同的或者不同的)的“矩形”槽来说可以实现制动部件的载荷优化，因为此时圆周力矩也递增地作为压应力被分布引入径向区域。
这里也能以此借助编配实现准确的分配。几何形状的关系可以比如如此地被选择，即在错误安装情况下形成面重叠。也可以实现的是，在错误安装的情况下不再有用于必要的功能间隙(压制弓架和背板上部边缘区域之间的距离)的径向距离，因此压制弓架可以被套装并且不再能正常地被支承在制动钳内并被固定在其上。
下面将基于优选的实施例参照具有更多细节的附图对本发明进行说明。
在附图中：
图1示出按照本发明的盘式制动器的俯视图；
图2示出按照图1的制动器的侧视图；
图3示出按照现有技术的制动器的部分截面示意图；
图4示出与图3相同的视角，不过是本发明第一实施例；
图5示出与图3相同的视角，不过是本发明第二实施例；
图6至8示出与图3相同的视角，不过是分别是错误安装的情况。
附图中所示的盘式制动器包括制动圆盘10、搭接制动圆盘10的制动钳12、制动器支架14、压紧侧的制动衬块16、轮辋侧的制动衬块18和仅示意表示的压紧装置20。用于由金属背板和摩擦材料构成的制动衬块16和18的压制的压制弹簧22和24被压制弓架26沿径向向内预紧。压制弓架26沿制动器轴线A延伸通过安装孔17并且是牢固的但是可拆卸的固定在制动钳上。
制动器轴线以字母A标示，制动圆盘10的优选转动方向以箭头D标示。字母M表示沿制动器轴线A延伸的压紧侧的制动衬块16的中心平面，在按照图4至8的示图中与其垂直的平面E是水平的。
制动钳12具有安装孔17，制动衬块16、18可以通过安装孔从径向外部导入制动钳12的内部并且可以被再次取出。压紧装置20装配有在图中未示出的用于磨损平衡的调整装置。
图3以俯视其背板16a的视角示出压紧侧的制动衬块16。其被布置在U形的槽内，其中，“U”的臂由和制动器支架14一体式构成的支承凸台28、30构成并且底部由两个直线形的支撑面32、34以及弧形连接梁36构成。
在由压制弓架26预紧的压制弹簧22和背板16a之间有径向的功能间隙S。
支承凸台28和30支承背板16a并由此在圆周方向上支承制动衬块16。支承面32和34沿径向向内支承。
在传统盘式制动器中，支承凸台28和30按照图3和两个支承面32和34形成直角α。此外，其确定槽的支承面相互平行延伸，以使槽在整体上有矩形轮廓。换句话说，构成“U”的臂的支承凸台的在径向外部的端部的距离B1和在其径向内部的端部的距离B2相等。
比如在恶劣路段情况下制动衬块16的或者背板16a的沿径向向外指向的运动必须完全由压制弹簧22或者压制弓架26承担。
这与按照图4的本发明的实施例是不同的：
这里，距离B1(径向外部)小于距离B2(径向内部)。换句话说，“U”的双臂不是互相平行的，而是沿径向向外互相靠近地延伸。通过这样，制动器支架14或者支承凸台28和30有助于，防止制动衬块16沿径向向外的运动。
虽然“U”的双臂沿径向向外互相靠近地延伸，不过其分别和支承面32和34还是构成90°(忽略误差)的角度α。因此，其和平面E构成角度β或者γ，所述角度β或者γ在按照图4的所示实施例中大小为3°。在β或者γ相等的情况下，角度设置可以以角度步进改变或者变大，以此在制动衬块和槽轮廓之间形成编配(Kodierung)。以此可以确定将正确的制动衬块分配给正确的盘式制动器的准确的分配。如果制动衬块和槽轮廓之间的角度设置相互不符合，则不能进行安装，因为它们的面相叠。
那么尤其是当角度α为90°时，在制动器支架14上的支承面(支承凸台28、30/支承面32、34)的加工就是尤其简单的，因为可以使用简单的工具加工。
上述说明尤其基于，制动器支架14的构造用于U形槽的形成。但是其也适用于具有相应于槽的外部轮廓的制动衬块16。不言而喻地，这不仅适用于按照图4的实施形式，而且也适用于按照图5的实施形式。
按照图5的实施形式和图4的区别在于，角度β和γ是不相等的。尤其考虑到视情况而预期的编配，这样是有利的。这里参见图6至8，其中显示了互相不匹配的组合，因为编配互相不匹配。
按照图6的例子，角度β和γ在槽处相等，不过在所使用的制动衬块处是不相等的，因此基于重叠C而不能安装。
在图7是相反的：这里角度β和γ在槽处相等，不过在制动衬块处是不相等的。再次基于重叠C而不能安装。
在按照图8的实施例中，制动衬块和槽也是不相匹配的，因为整体上制动衬块在径向向外靠得太远。尤其是，向外靠的太远的距离大于径向功能间隙，因此不仅不再有功能间隙，而且也装不上压制弓架26。
在上述说明以及附图中公开的本发明的特征不仅能单独地而且能以任意组合在其不同的实施形式中实现本发明。同样要知道的是，用于制动衬块的径向支承的两个衬块槽的支承部段/支承面并不是必须通过连接轭架相互连接。即使没有连接轭架也能实现本发明的功能。

Claims (19)

1.一种盘式制动器，具有制动圆盘(10)、搭接制动圆盘的制动钳(12)、制动器支架(14)、制动衬块(16、16a、18)和压紧装置(20)，所述压紧装置在制动时将制动衬块压在制动圆盘上，其中，制动衬块位于U形槽中并且“U”的双臂(28、30)用于在制动圆盘的圆周方向上支承制动衬块，并且“U”的底部(32、34、36)用于沿径向向内支承制动衬块，其特征在于，
所述“U”的双臂的在径向外部的端部的相互距离(B1)小于在其径向内部的端部的距离(B2)，其中，槽轮廓的用于向径向内部支承的部段(32、34)直线地延伸并且和平面(E)形成角度(β、γ)，所述平面垂直于制动衬块(16、16a、18)的沿制动器轴线(A)延伸的中心平面(M)，所述角度(β、γ)在2°至3°之间，其中，制动衬块的形状轮廓与U形槽的槽轮廓相匹配。
2.按照权利要求1所述的盘式制动器，其特征在于，“U”的底部(32、34、36)至少部段式(36)是弧形的。
3.按照权利要求1或2所述的盘式制动器，其特征在于，槽轮廓的用于向径向内部支承的第一部段(32)直线地延伸并且和平面(E)形成第一角度(β)，所述平面垂直于制动衬块(16、16a、18)的沿制动器轴线(A)延伸的中心平面(M)，并且，
槽轮廓的用于向径向内部支承的第二部段(34)直线地延伸并且和平面(E)形成第二角度(β)，所述平面垂直于制动衬块(16、16a、18)的沿制动器轴线(A)延伸的中心平面(M)，其中，
第一角度和第二角度相等。
4.按照权利要求1所述的盘式制动器，其特征在于，槽轮廓的用于向径向内部支承的第一部段(32)直线地延伸并且和平面(E)形成第一角度(β)，所述平面垂直于制动衬块(16、16a、18)的沿制动器轴线(A)延伸的中心平面(M)，并且，
槽轮廓的用于向径向内部支承的第二部段(34)直线地延伸并且和平面(E)形成第二角度(γ)，所述平面垂直于制动衬块(16、16a、18)的沿制动器轴线(A)延伸的中心平面(M)，其中，
第一角度和第二角度不相等。
5.按照权利要求1所述的盘式制动器，其中，槽轮廓的用于向径向内部支承的部段(32、34)直线地延伸并且和“U”的臂(28、30)形成角度(α)，所述角度在75°至105°的范围内。
6.按照权利要求1所述的盘式制动器，其特征在于，制动衬块(16、16a)位于制动圆盘的压紧侧。
7.按照权利要求1所述的盘式制动器，其特征在于，槽被设计在制动器支架(14)上。
8.按照权利要求1所述的盘式制动器，其特征在于，槽被设计在制动钳(12)上。
9.按照权利要求1所述的盘式制动器，其特征在于，制动钳(12)是滑动钳。
10.按照权利要求1所述的盘式制动器，其特征在于，制动钳(12)具有安装孔(17)用于制动衬块(16、16a、18)从径向外侧开始的安装/拆卸。
11.按照权利要求1所述的盘式制动器，其特征在于用于将制动衬块保持在槽中的压制装置(22、24、26)。
12.按照权利要求1所述的盘式制动器，其特征在于，具有用于磨损时的调校的调校器。
13.一种按照权利要求1至12中任一项所述的盘式制动器的制动衬块，所述制动衬块具有两个构成“U”的臂的、用于在圆周方向上支承的支承面和构成“U”的底部的用于沿径向向内支承的支承面，其特征在于，“U”的双臂之间的在径向外部端的距离小于径向内部端的距离，用于向径向内部支承的、支承面的部段直线地延伸并且和平面(E)形成角度(β、γ)，所述平面垂直于制动衬块的沿制动器轴线(A)延伸的中心平面(M)，所述角度(β、γ)在2°至3°之间，其中，制动衬块的形状轮廓与U形槽的槽轮廓相匹配。
14.按照权利要求13所述的制动衬块，其特征在于，构成“U”的底部的用于沿径向向内支承的支承面至少部段式是弧形的。
15.按照权利要求13或14所述的制动衬块，其特征在于，“U”的底部至少部段式是直线形的。
16.按照权利要求13所述的制动衬块，其特征在于，形成“U”的底部的支承面的第一部段直线地延伸并且和平面(E)形成第一角度(β)，所述平面垂直于制动衬块的沿制动器轴线(A)延伸的中心平面(M)，并且，
形成“U”的底部的支承面的第二部段直线地延伸并且和平面形成第二角度(γ)，所述平面垂直于制动衬块的沿制动器轴线(A)延伸的中心平面(M)，其中，
第一角度和第二角度相等。
17.按照权利要求13所述的制动衬块，其特征在于，形成“U”的底部的支承面的第一部段直线地延伸并且和平面(E)形成第一角度(β)，所述平面垂直于制动衬块的沿制动器轴线(A)延伸的中心平面(M)，并且，
形成“U”的底部的支承面的第二部段直线地延伸并且和平面形成第二角度(γ)，所述平面垂直于制动衬块的沿制动器轴线(A)延伸的中心平面(M)，其中，
第一角度和第二角度不相等。
18.按照权利要求13所述的制动衬块，其特征在于，形成“U”的底部的支承面的部段直线地延伸并且和“U”的臂形成角度(α)，所述角度在75°至105°的范围内。
19.按照权利要求13所述的制动衬块，其特征在于，所述制动衬块是压紧侧的制动衬块(16、16a)。
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