CN105822703A - 盘式制动器 - Google Patents

Abstract

一种盘式制动器，包括：夹钳，该夹钳具有被安排成延伸跨过转子的桥部分以及在该桥部分和转子内侧的壳体部分；从该壳体部分的外侧面向内侧延伸的壳体孔；分开的引导插入件，该引导插入件具有内部引导孔并且被安装在该壳体孔内而使得该壳体孔的内表面限制了该引导插入件的横向移动；活塞，该活塞在该内部引导孔内相对于该引导插入件是可滑动的以便将制动衬块推向该转子并且施加制动，其中该内部引导孔相对于该活塞的尺寸被确定为用于约束该活塞横向于该活塞的纵向轴线的移动。

Description

盘式制动器

发明领域

本发明涉及一种盘式制动器。更具体地，本发明涉及一种不需要分开的盖板的单一活塞盘式制动器安排。

发明背景

重型卡车的制动系统一般使用压力下的空气作为操作介质。典型地，大型空气致动器具有经由杠杆机构将制动衬块施加至制动器转子上的机械输出。该杠杆机构包括操作轴，该操作轴是围绕一条共用轴线上的两个支承表面可枢转以便经由凸轮表面将一个或多个活塞推靠在制动衬块上。该轴具有被该空气致动器作用的杠杆臂、并且可以包括另一个一般较短的臂来致动一个磨损调节器机构。对较长的制动衬块而言，提供了双活塞来优化制动衬块背板上的压力分布。文献WO2004/074705(Knorr-Bremse)中示出了这种类型的已知制动机构。

对具有较小制动衬块的较轻负荷应用(例如，较轻型的卡车或拖拉机-拖车单元的拖车)而言单个活塞就足够了，但是尽管这样仍提供两个轴承。这种安排增加了制动器的成本和重量、对支承表面进行机加工的复杂性、并且还导致了将部件封装在较小制动器包壳内的问题，因为在制动器转子的内侧(就装配有该制动器的车辆而言)处的空间是有限的。这种类型制动器的一个实例是EP0730107(PerrotBremsen)。

本申请人在EP1852627B1中提出了对这个问题的解决方案。然而，其中所披露的致动机构保持了相对复杂的磨损调节器机构、盖板、支架、和衬块构造。

参照现有技术，目前大多数空气致动的盘式制动器单元需要面向转子的一个分开的盖板以便能够在其中组装这些致动和调节机构。定位该盖板要求在夹钳壳体中钻出并凿出多个分开的孔洞。为此要求更多机加工来制造该单元并且需要相对大的壳体。因此，该制动单元可能较重并且生产昂贵。在大多数的应用中，这样的安排是完全令人满意的。然而，诸位发明人认识到，提供一种不需要分开的盖板的制动器可以得到较低成本的、较轻的、较小的/更紧凑的单元。

在其他现有技术文献中，夹钳壳体是由两个铸件形成的，该夹钳的内部构件被组装到这些铸件之一上，并且接着这两个铸件被栓接在一起。然而，螺栓连接是可能的薄弱区，需要密封来防止污染物侵入。

本发明致力于克服或至少减轻与现有技术相关联的这些问题。

发明概述

本发明的第一方面提供了一种盘式制动器，该盘式制动器包括：

夹钳，该夹钳具有被安排成延伸跨过转子的桥部分以及在该桥部分和转子内侧的壳体部分；

从该壳体部分的外侧面向内侧延伸的壳体孔；

分开的引导插入件，该引导插入件具有内部引导孔并且被安装在该壳体孔内，使得该壳体孔的内表面限制了该引导插入件的横向移动；

活塞，该活塞在该内部引导孔内相对于该引导插入件是可滑动的，以便将制动衬块推向该转子并且施加制动，

其中该内部引导孔相对于该活塞的尺寸被确定为用于约束该活塞横向于该活塞的纵向轴线的移动。

与现有技术不同，使用分开的引导插入件简化了盘式制动器的制造，因为不需要复杂的盖板。

该壳体孔可以是基本上圆柱形的。

因为该孔是简单形状，所以可以更容易且成本更低地制造。

该引导插入件可以是基本上圆柱形的。

该引导插入件可以具有径向延伸的外部唇缘，该外部唇缘被配置成用于接合该夹钳的与该壳体孔相邻的外侧面以便限制该引导插入件向内侧的轴向移动。

该盘式制动器可以进一步包括固持插入件，该固持插入件被配置成用于接合该引导插入件以便将该引导插入件在至少一个轴向方向上固持在该壳体孔内。

该固持插入件可以是与该壳体孔的外侧开口相邻的并且从该壳体的外侧面伸出，其中该固持插入件的至少一部分是在该引导插入件上可变形的以便将该引导插入件固持在该壳体孔内。

除了有助于在该引导插入件与该孔之间形成密封之外，使用具有可变形部分的固持插入件还能够容易地组装该制动器的其他部件，因为该引导插入件与该孔之间的配合可以相对松散，因此这些零件可以在被固定在位之前在正确位置中对齐。

该固持插入件的可变形部分可以围绕该引导插入件的整个圆周延伸。

该固持插入件可以是金属的。

使用金属的固持插入件能够在制造过程中围绕该固持插入件来铸造夹钳以便将该固持插入件固定在正确位置中。

可以通过使用可移除紧固件将该引导插入件安装在该壳体孔内以便将该引导插入件安装在该壳体孔内。

该引导插入件在外表面中可以具有第一周向凹陷，该壳体孔的内表面可以具有对应的第二周向凹陷，并且该可移除紧固件可以是接合该第一和第二凹陷的开口弹簧圈(circlip)、卡环、或斜置夹子(cantedclip)。

该引导插入件可以进一步包括用于容纳密封元件的周向凹陷。

该引导插入件可以是渐缩的，以便有助于将该引导插入件固持在该壳体孔内。

该引导插入件可以借助于该引导插入件与该壳体孔之间的过盈配合而被固持在该壳体孔内。

该引导插入件的外表面和该壳体孔的内表面可以具有对应的接合螺纹以用于将该引导插入件固持在该壳体孔内。

该盘式制动器可以进一步包括接近该壳体孔的外侧开口而安装的密封元件。

该盘式制动器可以进一步包括被安装在该壳体中该活塞内侧的操作轴，该操作轴的尺寸被确定成穿过该壳体孔进行配合。

该引导插入件可以在内侧面中具有环状凹陷以用于容纳制动器的调节机构的至少一部分。

该制动器可以是单一活塞盘式制动器。

该桥部分和壳体可以是单一的整体部件，例如铸件。

本发明的第二方面提供了一种用于组装盘式制动器的方法，该方法包括：

制造一个夹钳，该夹钳具有延伸跨过转子的桥部分以及在该桥部分和转子内侧的壳体部分，其中该夹钳包括从该壳体部分的外侧面向内侧延伸的壳体孔；

提供具有内部引导孔的引导插入件；

将活塞插入该内部引导孔内，该活塞在该内部引导孔内相对于该引导插入件是可滑动的，以便将制动衬块推向该转子并且施加制动；

将该引导插入件和该活塞安装在该壳体孔内，使得该壳体孔的内表面限制该引导插入件在所希望的最终位置中横向移动；并且

将该引导插入件固定在该希望的最终位置中。

该方法可以进一步包括在该夹钳上与该壳体孔的开口相邻地提供可变形的固持插入件，使得该固持插入件从该夹钳的外侧面伸出，并且

使该固持插入件变形以便固持该引导插入件。

该固持插入件可以是金属的，并且将该固持插入件安装到该夹钳上包括围绕该金属插入件来铸造该夹钳。

本发明的第三方面提供了一种用于重新组装本发明的第一方面的制动器的方法，其中该制动器包括已变形的固持插入件并且被安排成用于接收卡环、开口弹簧圈、和/或斜置夹子，该方法包括：

去除该金属固持插入件的已变形部分，因此该引导插入件不再被固持；

从该夹钳移除该引导插入件；

将卡环、开口弹簧圈、和/或斜置夹子插入该引导插入件或一个不同的引导插入件的周向凹陷中；并且

将该引导插入件安装在该夹钳内。

附图说明

现在参考附图仅通过举例来描述本发明的实施例，在附图中：

图1是根据本发明实施例的制动器的等距视图；

图2是图1制动器在径向的内侧-外侧平面上的等距截面侧视图；

图2A是图2制动器的一部分的特写视图；

图3是图1制动器的等距截面平面视图；

图4是穿过图1制动器在与该制动器的中线偏离的径向内侧-外侧平面上的截面侧视图；

图5是图1制动器的致动器安排的等距视图；

图6是图1制动器的分解视图；

图7是图1制动器的支架和制动器转子的等距视图；

图8是图1制动器的夹钳的等距视图；

图9是图1制动器的夹钳的截面平面视图；

图10和图11是外侧和内侧制动衬块和图1制动器的分解透视图；

图12是夹钳的圆柱形孔的口部的特写视图，该夹钳具有用于安装一个引导插入件的替代安排；

图13是根据图1的制动器的等距视图，但是具有散布板(spreaderplate)的替代实施例；

图14是这些制动衬块和该散布板的详细等距视图，其中这些制动衬块处于未磨损状况下；

图15是与图14相同的视图，但是这些制动衬块处于部分磨损状况下；

图16是类似于图14的视图，但是衬块固持器夹子被示为就位；

图17是向内侧看图16的内侧制动衬块、散布板、衬块固持器夹子、和衬块条带的轴向视图；

图18是替代性磨损调节器机构安排的分解视图；

图19是图18的分解视图的特写；

图20是图18的组装后的磨损调节器机构的等距视图；并且

图21是在穿过该制动器中线的径向的内侧-外侧平面上、穿过组装后的制动器的一部分的截面侧视图，该制动器包括图18的磨损调节器机构。

实施例的详细说明

致动

图1、图2、和图3展示了本发明的盘式制动器2。该盘式制动器结合了致动机构，该致动机构包括适合于商业车辆(例如，拖拉机-拖车组合的拖车)的单个活塞。

描述了该盘式制动器的各个取向。具体而言，内侧和外侧方向是指该盘式制动器在装配到车辆上时的典型取向。在这个取向中，最靠近该车辆中心的制动衬块是直接被致动机构致动的衬块并且是内侧衬块，而外侧衬块是安装在夹钳的桥部分上的这个衬块。因此内侧可以等同于该盘式制动器的致动侧而外侧等同于反作用侧。术语径向的、周向的、切向的、和弦的描述了相对于制动器转子的取向。术语竖直和水平描述了关于安装在车桥最顶上的盘式制动器的取向，而应了解的是在使用中此类盘式制动器可以取决于车辆的封装要求而采取任何车桥取向。

盘式制动器2包括夹钳3，该夹钳具有用于容纳该致动机构的壳体6并且是可滑动地安装在支架4上以便在内侧-外侧方向上进行移动。

内侧制动衬块11a包括面向转子10的摩擦材料层13、被安装在散布板12上、并且在下文中更详细进行描述。衬块11a是在箭头14的方向上、抵靠制动器转子10可移动的。

提供了适合的器件来将外侧制动衬块11b推抵在转子10的相反侧上。在这个实施例中，此类器件包括桥5，该桥被安排成跨于转子10上并且将来自内侧操作轴21的反作用力传输至外侧衬块11b。桥5进一步限定了一个开口，这些制动衬块11a、11b可以径向地穿过该开口进行装配和移除。在这个实施例中，壳体6和桥5被制造成单一的整体铸件，但是在其他实施例中，该桥可以是栓接或以其他方式固定至该壳体上的。

具体参照图2、图2A、和图3，该内侧致动机构包括在箭头14的方向上(即，内侧-外侧)相对于转子10可滑动的单一制动活塞15。

为了在箭头14的方向上推动该活塞组件，使操作轴21在该夹钳的单一支承表面27上的鞍座内围绕横向轴线22进行枢转。操作轴21支撑了一个滚轮23并且在其半圆形凹陷中与从动件20联接，该滚轮的轴线28是与轴线22平行并且与之偏置的。从动件20的与该凹陷相对的表面19与活塞15的内侧端面处于可滑动接触，因而不需要该活塞的横向移动。

操作轴21进一步包括杠杆24，该杠杆具有被适配成用于接纳制动器致动器的输出推杆(未示出)的凹座25(例如，空气腔室)。在这个实施例中，杠杆24被成形为倒“U”形(具体参见图5)并且该制动器致动器的作用线(从凹座25起)基本上在活塞15的作用线上方。

在其他实施例中，可以替代滚轮23使用另一种形式的凸轮表面(例如，滑动轴承)和/或可以将这种安排颠倒，使得从动件20或滚轮23与夹钳壳体6相接触。

在箭头26的方向上施加力(图5)造成操作轴21的弧形移动并且因此滚轮23支承在从动件20上并且该从动件进而支承在活塞15上以便将制动衬块11a推动至直接抵靠在转子10上。来自操作轴21的反作用力经由滚针轴承(未示出)传输至夹钳3的支承表面27并且接着经由桥5传输至外侧衬块11b，其中该外侧衬块被推抵到转子10上，使得这些衬块11a和11b夹紧该转子并且通过摩擦拖曳力完成制动。

磨损调节

下文描述了用于维持转子10与衬块11a、11b之间的希望的运转间隙的磨损调节器机构30。具体参见图2A和图6，操作轴21包括操作臂33，该操作臂从其与旋转轴线平行的一侧延伸。操作臂33与一个驱动环35的与活塞15同心安排的叉形部分34处于驱动接合。

在这个实施例中，该驱动环进一步包括两个相对的凹陷37，这两个凹陷面向内侧并且被安排成用于容纳被提供在摩擦离合器39的多个输入板上的一对对应的凸耳。在其他实施例中，考虑了用于驱动这些离合器输入板的替代性安排，例如不同数量的凹陷、突出部而非凹陷、或将臂33延长以便直接驱动这些输入板。

该摩擦离合器进一步包括被定位在这些输入板之间的多个输出板。离合器39的这些输出板具有多个径向地面向内的凸耳40(在这些输出板上不存在)，这些凸耳接合在从动环42中的多个对应凹陷41中，该从动环在这个实施例中同心地嵌套在该驱动环与活塞15之间。

活塞15包括具有阴螺纹的外活塞15a，而内活塞15b具有位于其中的互补性阳螺纹。

在从动环42的面向外侧的边缘上，提供了连接至抱簧44的一个自由端上的相对小的凹口43。抱簧44被安排成摩擦地包裹活塞15的外部分15a并且充当单向离合器。在其他实施例中，可以利用其他适合的单向离合器，例如球斜面式离合器、滚柱式离合器/楔块式离合器安排。

在该操作臂与内活塞和外活塞之间的上述部件限定了该磨损调节器机构的传输路径。

磨损调节器机构30另外包括被开口弹簧圈46固持的垫圈45，该开口弹簧圈被保持在外活塞15的环状凹陷中。垫圈45的外侧面被返回弹簧47作用，该返回弹簧被安排成用于在制动器致动循环停止时使该活塞15缩回并且因此使该制动衬块缩回。垫圈45的内侧面支撑了压缩弹簧48，该压缩弹簧被同心地安排在驱动环35与从动环42之间以便加载该离合器39并且产生控制该弹簧滑动时的扭矩所需的摩擦量。

外活塞部分15a的内侧末端进一步具有安装在其上以用于重绕机构的齿轮49，下文将更详细地描述。

内活塞部分15b设有销50(图3)以用于装配在散布板12中的互补性槽缝55内并且因此防止该内活塞在使用时进行旋转。

为了维持这些制动衬块与转子之间的希望的运转间隙，需要该磨损调节器机构使内侧制动衬块11a周期性地朝向转子10前进以补偿由于磨损造成的摩擦材料13的损失。

在该运转间隙位于希望的参数之内的正常制动操作中，随着操作轴21枢转，操作臂33致使该驱动环进行旋转。然而，在该系统中在该离合器上的这些凹陷37与对应的凸耳38之间提供了预定量的游隙或背隙，并且这样该离合器的驱动板不进行旋转并且将不发生调节。

然而，如果该运转间隙大于希望的范围，则上述游隙被占据并且这些驱动板将在摩擦离合器39上旋转。当存在要被占据的过大的运转间隙时，这个旋转经由这些从动板和该从动环被传输至抱簧44，从而致使该抱簧围绕外活塞部分15a在致使该抱簧收紧的方向上旋转，从而将该旋转传输至该外活塞。

由于内活塞部分15b被限制进行旋转，这造成该活塞的延长从而减小该运转间隙。在摩擦材料13与转子10完全接触的这个点处，外活塞部分15a的进一步旋转被阻止并且摩擦离合器39打滑。一旦制动操作停止并且该返回弹簧47起作用来将操作轴21推回至其休止位置，则防止了内活塞部分15b的对应的缩回，因为抱簧44松开并且不将反向旋转传输至外活塞部分15a。

调节器机构30围绕活塞15的共轴安装将该机构在该壳体内需要的空间最小化，从而得到更轻、更紧凑的壳体。将该活塞的外表面用作该抱簧的筒体消除了对现有技术中多个分开的筒体和齿轮的需要并且将为了使该制动器发挥作用所需要的部件数量最小化。外活塞15a需要是由坚固耐用的材料(例如，高抗拉钢)制成来消除公差以便将该夹紧负载传输至该制动衬块、并且因此还适合用作此类筒体而无需明显的适配、在大多数情况下节省了其额外的硬化。

下文描述了替代性的磨损调节器机构130。在附图中用相似的参考数字表示相似的特征，但是带有前缀‘1’。具体参见图18至图21，操作轴121包括操作臂133，该操作臂从其与旋转轴线平行的一侧延伸。操作臂133与一个驱动环135的与活塞115同心安排的叉形部分134处于驱动接合。

在这个实施例中，该驱动环进一步包括具有两个相对的凹陷137的一个轴向延伸的外唇缘，这两个凹陷面向外侧并且被安排成用于容纳被提供在摩擦离合器139的多个输入板139a上的一对对应的径向地向外延伸的凸耳138。在图18中也可以看见另外一个凹陷，但是在这个实施例中它没有操作性功能；该凹陷简单地促进该驱动环的制造，从而允许容易地从平坦的板上压制出该凹陷以便创造该轴向延伸的外唇缘。在其他实施例中，考虑了用于驱动这些离合器输入板139a的替代性安排，例如不同数量的凹陷、突出部而非凹陷、或将臂133延长以便直接驱动这些输入板。

该摩擦离合器139进一步包括轴向地定位在这些输入板之间的多个输出板139b。离合器139的这些输出板139b具有多个径向地面向内的凸耳140(在这些输出板上不存在)，这些凸耳接合在从动环142中的多个对应凹陷141中，该从动环在这个实施例中是同心地嵌套在摩擦离合器139与活塞115之间。

在这个实施例中，摩擦离合器139是由两个输入板139a以及被定位在这些输入板之间的两个输出板139b形成的。

活塞115包括中空的外活塞115a，该外活塞具有位于其内表面上的阴螺纹，而内活塞115b具有在其外表面上的互补性阳螺纹。

多个突出部141a从从动环142的外表面径向地延伸。在这些突出部141a之间限定了这些凹陷141。这些突出部仅沿着从动环142轴向地延伸了其轴向长度的约一半，即该外表面的外侧一半是光滑的。从动环142的这个外侧外表面提供了一个表面以用于定位抱簧144的第一纵向端，该第一纵向端摩擦地包裹从动环142的外侧外表面。抱簧144的第二纵向端被安排成摩擦地包裹活塞115的外部分115a并且充当单向离合器。

在这个实施例中，该活塞的外部分115a包括从活塞115的外部分115a的中央部分径向地突出的肩台部分116。具体而言，抱簧144与之接合并且摩擦地包裹其上的就是这个肩台部分116。如从图21的特写截面视图中可以最清楚地看见，抱簧144的第一端包裹从动环142的光滑表面，并且抱簧144的第二端包裹活塞115的外部分115a的肩台部分116。从动环142的外侧端表面在组装该制动器时抵住肩台部分116。

在该操作臂与内活塞和外活塞之间的上述部件限定了该磨损调节器机构的传输路径。

在这个实施例中，该磨损调节器机构还包括多个止推轴承163。第一止推轴承163接合了摩擦离合器139的外侧表面，并且第二止推轴承163接合了驱动环135的内侧表面。这些止推轴承163是环状的并且包括多个周向分布的球形滚动元件163'，这些球形滚动元件有助于该离合器机构和驱动环135的自由旋转以便有助于减小该系统内的摩擦和这些部件的磨损。

磨损调节器机构130额外地包括垫圈145，该垫圈接合被定位成与离合器139相邻的第一止推轴承163。垫圈145的外侧面被返回弹簧147作用，该返回弹簧147被安排成用于在制动器致动循环停止时使该活塞115缩回并且因此使该制动衬块缩回。返回弹簧147施加至垫圈145的内侧面的力还作用来加载该离合器139(经由止推轴承163)并且产生控制其打滑时的扭矩所需的摩擦量。

外活塞部分115a的内侧末端进一步具有安装在其上以用于重绕机构的齿轮149，下文将更详细地描述。

该磨损调节器机构的操作如以上(之前参见图2和图6A)所描述，但是该从动环不再经由该抱簧的、与该从动环的凹口相接合的凸舌与该抱簧相连通；该抱簧直接接合该从动环的外表面。

这有助于将该从动环与该抱簧之间可能出现的任何潜在背隙最小化，这可以有助于减小这些部件的磨损。该弹簧的不受控的解绕被最小化，这提供了更可预见的并且因此更可控制的摩擦等级。还减小了该活塞和从动环的外表面上的磨损。例如，这可以消除对这些外表面进行热处理的需要，从而减小了制造成本。该安排还有助于去除在制造这些部件之后可能出现的、可能影响该系统的功能的任何不确定性，例如不可预测的公差。

调节器机构130围绕活塞115的共轴安装将该机构在该壳体内需要的空间最小化，从而得到更轻、更紧凑的壳体。将活塞115a的外表面用作该抱簧的筒体消除了对现有技术中多个分开的筒体和齿轮的需要并且将为了使该制动器起作用所需要的部件数量最小化。活塞115a的肩台部分116将从动环142在轴向向外侧的方向上固持在该机构内，并且在从动环142上的这些突出部141a限制了抱簧144在该轴向向内侧的方向上的移动，而不需要分开的开口弹簧圈、或其他类似的固持部件。

重绕机构

一旦摩擦材料13已磨损到其设计极限，则有必要更换制动衬块11a和11b。为了适应未磨损的新的衬块(与已磨损的旧的衬块相比)的额外深度，有必要使活塞15重绕回到其缩回位置。

为此，提供了重绕轴51，该重绕轴具有安装在其内端处的锥齿轮52以用于与齿轮49啮合。在(使用者可触及的)该外端处提供了六角头53或其他适合的接口，可以将扳手、扳钳、或其他适合的工具附接至该外端上来进行重绕操作。

在一个实施例中，轴51被安装在该夹钳中铸造或机加工出的横向圆柱形开口57内。一个支撑件54可旋转地支撑该轴，该支撑件包括滑动轴承。在这个实施例中，支撑件54是由金属板形成的，例如具有圆柱形部分、截头圆锥形部分、和盘形部分的钢板，这些部分全部是在拉拔或压制操作中以单个金属片整体形成的。

可以在不使用粘接剂的情况下将周缘密封件(未示出)粘接至该圆柱形区段的外面，因为该周缘密封件被形成为包覆模制件，从而使其通过在该模制操作过程中处于液态的密封材料的固化而被固定至该外面上。在其他实施例中，可以使用分开的密封部件，例如O形环。额外地，在一些实施例中，该轴可以沿着其长度具有多个支撑件。

在这个实施例中，可以在支撑件54与重绕轴51的六角头53之间提供螺旋弹簧55以便使锥齿轮52偏置成与齿轮49脱离接合，从而减小该磨损调节器机构30的意外重绕的风险。

本领域技术人员应理解的是，重绕轴51的安装安排维持了该夹钳的有效密封同时减小了所需要零件的数量和质量。进一步，开口57可以额外地被用来提供对支承表面27进行机加工的通路。

活塞引导

现在参照图2、图2A、图3、图8、和图9，活塞15和调节机构30在夹钳3内的安装安排是清楚的。具体可以从图3中看到，其内安装了该致动机构的这个空腔在平面视图中是大致“T”形的，包括在内侧-外侧方向延伸的第一圆柱形孔56、以及横向于该第一圆柱形孔延伸并且与之相交的第二部分圆柱形的孔57。

在某些实施例中，该空腔可以通过使用适合的内芯进行铸造以及极少的点机加工或不使用机加工而形成，在其他实施例中，该空腔可以仅通过从该转子侧向内侧机加工以便形成圆柱形开口56并且横向地形成开口57而形成。在其他实施例中，可以使用铸造和机加工的组合。然而，在所有这些实施例中，清楚的是，空腔56、57与现有技术的空腔相比是简单的形状，因此得到夹钳3的简化制造。

此外，由于孔56是圆柱形的，所以不再需要现有技术的复杂的铸造和机加工的盖板来关闭该空腔的转子侧并且防止外来物侵入。

代替盖板，利用了预机加工的圆柱形引导插入件60，该引导插入件配备有机加工的孔61以用于引导该活塞15。

引导插入件60进一步包括在外侧端处关闭的环形物62来充当用于接纳并引导返回弹簧47的凹座。参见图12，接近其外侧端还提供了径向地面向外的凹陷，在该凹陷中可以固定一个密封元件(例如卷绕的(convoluted)密封套64)。

引导插入件60可以进一步包括在其外周向表面中的一个周向凹陷67以容纳开口弹簧圈/卡环68、以及另外一个环状凹陷以容纳O形环类型的密封件59以便防止外来物进入引导插入件60与夹钳之间的结合部中。在这个实施例中，孔56在适当位置处开设有一个周向凹槽59，在该适当位置中该开口弹簧圈/卡环可以松开并且将引导插入件60保持在位。

考虑了将引导插入件60安装至夹钳3中的多个安排。这些安排包括经由锥度配合、过盈配合、或螺纹配合、或者通过使用额外的紧固件(例如上述开口弹簧圈/卡环、或斜置夹子)或径向取向的螺栓(例如，紧定螺钉)来将引导插入件60安装至夹钳3。在一个实施例中，如图2和图2A所示，一个中间的内螺纹套管58"被铸造至或以其他方式固定至该夹钳壳体中。引导插入件60"具有能够使其被拧入孔56中的互补性外螺纹表面。在这个实施例中，套管58"额外地设有唇缘，该唇缘具有一个凹陷以用于容纳该密封螺栓64。

然而，参见图12，在一个优选的实施例中，夹钳3铸造有金属插入件65，该金属插入件从其邻近于有待装配该引导插入件60的地方的那个面伸出。

金属插入件65被成形为使得它一旦固化就被嵌进该铸件金属中并且是可锻造的，使其能够在该引导插入件的外侧面上被冷锻(peened)到唇缘上以便将插入件60保持在位。在多个优选的实施例中，金属插入件65围绕孔56的整个外围延伸(即，它是基本上圆形的)。在图12中，金属插入件65的上部区段还没有被冷锻，而下部分被示为在该插入件上被冷锻到唇缘66上。该冷锻过程可以本身产生充分的密封，从而不需要额外的密封件，例如O形环59。

在一个优选的实施例中，优选地提供了用于固定该引导插入件60的次要器件。为了例如在维修或再造操作过程中移除并更换该引导插入件60，经冷锻的材料需要被永久性地去除。因此，它不能用于固持一个更换用引导插入件60。因此，如以上提及，开口弹簧圈/卡环68可以在装配更换用引导插入件时用作此类次要固持安排。

这样，虽然图12示出了经冷锻的金属插入件65和卡环68两者，实际上对首次安装而言将仅使用经冷锻的插入件并且对更换而言仅使用卡环68。这样，原始装配的引导插入件可以没有凹槽67，而售后更换件可以没有唇缘66。

应理解的是，该致动和调节机构的部分或全部可以作为预组装单元经由圆柱形开口56与引导插入件60一起有利地被装配至夹钳3上。由于该致动机构的紧凑性并且具体由于该操作轴具有面向壳体6的内侧面的单一中央支承表面，这种组装方法是可能的。

该冷锻途径或开口弹簧圈/卡环安装的一个优点是，该插入件与活塞15、操作轴21、和磨损调节器机构30的组装更容易实现，其中该插入件与夹钳之间的配合相对松散，使得这些零件可以在正确位置中对齐以进行随后的操作。这可以通过这些安装方法比替代性的螺纹配合或过盈配合更容易地实现。

制动器支架

现在参见图1、图3、图5、图6、和图7，可以更详细地看见支架4。

本发明的支架4与现有技术的支架之间的显著差异在于，本发明的支架是由两个部分4a和4b形成的并且在连接梁常规地将内侧制动衬块11a支撑件的前导侧连接至尾侧上之处存在间隙或空间。

本发明的支架4与现有技术的支架之间的另外一个显著差异在于，本发明的支架不包括用于支撑外侧衬块的支撑件。而是，外侧衬块11b径向地并且环圆周地直接支撑在夹钳3上。额外地，由于外侧衬块拉拽负载被引导穿过夹钳3而不是支架4所导致的翻转运动增大，该支架进一步包括至少部分地延伸跨过转子10的支撑翼70a和70b并且在制动操作过程中能够接触并支撑夹钳3。

更详细地就支架4而言，在这个实施例中，支架部分4a和4b总体上关于其由中央径向轴线R所限定的内侧-外侧平面而镜像对称。部分4a包括总体上平坦的主体71a，该主体具有内侧-外侧延伸的两个螺纹孔72。这些孔被提供用于经由螺栓(未示出)将部分4a安装至车辆的旋转固定部分上的适合托架，例如车桥或转向节(未示出)。在其他实施例中，该安装可以是“切向的”，即，这些孔总体上在装配制动衬块并将其从支架上去除的相同方向上延伸。此外，孔的个数可以根据需要而改变，和/或可以提供键锁特征来将该支架部分与该托架强制接合。

主体71a额外地包括用于将引导套管73a安装至其上的螺纹孔(不可见)以便使夹钳3能够在其上沿内侧-外侧方向滑动。

在部分4a中额外地形成了L形轮廓以便提供竖直的(周向的)抵接表面75a以用于在从内侧制动衬块11a施加制动时传递拉拽负载并且将该负载传输至该轴向转向节。这种L形额外地提供了水平的(径向的)抵接表面76a以便在径向向内的方向上支撑该内侧制动衬块11a并且维持其相对于转子10的正确位置。在这个实施例中，为了避免应力提高角度，提供了弯曲的凹陷(在部分71a中不可见但是在部分71b中可见)。该支架没有比该水平抵接表面绕圆周地延伸更远，因此节省了重量。

翼70a在与主体71a的主平面基本上成90°的方向上向外延伸跨过转子10。翼70a限定了基本上竖直的引导表面77a，该引导表面被安排成用于承受在制动条件下由于夹钳3的扭转而引起的周向负载并且将其直接传输至该支架，而不是经由引导套管73a和73b。该表面可以被机加工以便实现光滑的受控的表面光洁度。

应了解的是，在现有技术支架中，将水平抵接表面76a和76b互连的这个梁的主要目的是维持这些衬块抵接部的前导边缘与尾边缘之间的空间关系。在这个实施例中，由于这些支撑翼与该夹钳之间的接口，反而可以维持此类空间关系以用于运输和装配。

本申请人已认识到，维持这种空间关系对于在安装在车辆上的过程中支架与夹钳的组合的运输是有利的。然而，多个益处归因于将该支架分为两个部分4a和4b。首先，这使得这些部分能够被制造成锻件而不是与翼70a和70b一起制造成铸件，这是在要制造单个完整且整体的支架时可能不容易实现的事情。对大量部件而言，与可比较的铸造部件相比，锻件可以是更加成本有效的并且所得的部件可能更坚固并且需要更少的机加工。

其次，应了解的是，抵接表面75a、76a、75b、76b典型地需要一些机加工并且在一些情况下需要热处理。具体而言，在本发明的安排中简化了用于实现光滑的平坦表面的机加工，因为每个部分可以在该机加工操作过程中被刚性地定位，这意味着减小了偏转并且因此更容易实现机加工的精度。

第三，部分4a和4b在没有组装至该制动器中时在运输过程中需要较小的空间，因为可以将它们更有效地堆叠，从而降低货运成本。为了避免已组装的夹钳与支架组合在货运过程中错开，可以提供适合的间隔件来防止这些支架部分以不希望的方式围绕这些引导销进行旋转。

应了解的是，上述益处中的一些在这些支架部分与被栓接至(或以其他方式固定至)内侧部分的外侧支架部分结合使用时将持续存在、并且承受来自外侧衬块的负载。

应额外注意的是，引导销73a比引导销73b更长，因为销73a是前导销并且旨在承受来自该夹钳的负载的大部分。然而，该前导销和尾销可以通过将它们从图7所示的位置拧松并且交换它们的位置而简单地颠倒。在这个实施例中，在所有其他方面，部分4a和4b是相同的镜像图像。

在一些实施例中，没有梁也能够限制这些制动衬块的径向向外运动，因为在摩擦材料、背板(如果存在的话)、和/或散布板的径向内边缘上形成适合的“燕尾楔”(下切口)使得为此可能不需要常用的衬块条带。为了释放已磨损的衬块，可以从部分4a、4b之一或两者中移除螺栓，该部分接着可以枢转(围绕剩余的一个螺栓和该引导套管、或者如果在这些部分之一上移除了所有螺栓则仅围绕该引导套管)至释放该衬块的位置并且可以装配一个新的。在一个实施例中，一个支架部分4a可以由单个螺栓来固定并且另一个支架部分由两个螺栓来固定。因此，可能仅需要移除单个螺栓来释放该制动衬块。这个安排在该制动器安装在5点钟或7点钟位置处是尤其有利的，这两个位置常见于拖车应用中。

在多个变体中，该第一部分和第二部分在形状和/或所使用的材料方面可以不同。例如，在常见的旋转方向上支撑该衬块的尾边缘的这个部分可能比支撑该前导边缘的这个部分更坚固，这是因为：使用了更坚固的材料、该部分经受了不同的处理、或者该部分具有不同的形状以赋予更大的强度。

另外，该引导套管可以是与该部分或每个部分的主体一体形成的，因为一个单一铸件的一部分、或该引导套管可以压力配合在或摩擦焊接在其中。由于与常规支架相比，每个部分的总体形状更简单，所以这些引导套管的整体铸件可以更容易实现。

制动衬块

现在转向图1、图3、图6、图10和图11，可以更详细地看见本发明的制动衬块。如以上提及，外侧制动衬块11b完全被夹钳3的桥5支撑。

支撑表面80以与转子10处于间隔开的平行关系被提供在桥5中并且面向该转子。在这个实施例中，表面80具有用于该衬块的键结构以便机械地限制该衬块在周向方向上和径向方向上的运动。在这个实施例中，该结构包括一系列的圆形塌陷81，这些圆形塌陷与该衬块的支撑面93上的互补性圆形突出部82相匹配。在其他实施例中，可以利用其他适合的键结构。

常规地，用于在重型车辆中使用的类型的空气致动盘式制动器的制动衬块典型地设有金属背板，该金属背板向该衬块整体赋予了额外的强度、刚度、和韧性并且被融合和/或机械地连接至该摩擦材料上。该背板还典型地能够将衬块弹簧安装至该制动衬块上以便在使用中弹性地约束该衬块的径向向外运动。然而，本申请人已认识到，背板增加了制动衬块的重量、体积、和成本并且在某些情形下可能是不需要的。

因此，在能够将摩擦材料在其整个表面积上支撑在桥5上并且在不经历向支架的抵接表面上施加冲击负载的情况下，能够省略该背板。尽管如此，为了确保外侧衬块11b在制动器操作过程中被保持在位，需要一个固持机构来将该衬块保持到表面80上。

为此，在这个实施例中，外侧衬块11b设有支承表面，这些支承表面处于延伸了衬块84的竖直端面的整个高度的多个舌部83的形式。这些舌部83被提供成接近具有突出部82的这个外侧面并且相对薄、是与该衬块整体的深度成比例的。对具有深度21mm的典型衬块而言，这些舌部的深度典型地在5mm左右、但是可以在8mm至3mm的范围内、优选地6mm至4mm。

如在图3和图9中可以看到，间隔开的、平行弦式延伸的孔85在桥5中在支撑表面80的外侧形成、在安装该衬块11b时与这些舌部83的既定位置对齐。

为了将外侧衬块11b保持在位，提供了衬块固持器夹子86，该衬块固持器夹子包括向上拱起的弹性衬块弹簧部分87，该部分的每一端终止在具有朝向彼此偏置的两个棘叉89的一个向下延伸的弹性叉形固持器区段88中。该叉形件的一个棘叉89在该衬块的相应舌部83后方接合并且另一个棘叉配合在相邻的孔85内、在支撑表面80后方。因此，衬块11b在每个周向末端处在向外侧方向上被保持抵靠在该支撑表面上。

摩擦材料13本身旨在充当具有足以被维持在该支撑表面80上的机械强度的支承表面(舌部)。然而，摩擦材料是复合材料并且典型地具有低的拉伸强度。尽管如此，希望该支承表面尽可能薄以便将不能利用的摩擦材料的量最小化并且保持不被磨损，因为棘叉89与转子10相接触。因此，这些舌部分83、和该外侧制动衬块的主体的周围区段可以通过在该复合材料内利用比例增大的钢纤维或类似物而被增强以便改善其拉伸性能。在其他实施例中，该支承表面可以由一个孔形成，该孔与孔85平行地延伸穿过该衬块高度的部分或全部。

在这个实施例中，内侧衬块11a具有与外侧衬块11b相同的构造和形状、还包括从其竖直端面84伸出的舌部83。然而，参见图11，应了解的是，衬块11a旨在安装在由基本上刚性的钢或铸铁材料制造的散布板12上，这种材料被利用来将来自该活塞的负载以极小的挠曲或没有挠曲地均匀传输至内侧衬块11a。

在该散布板的后面(内侧)中提供了多个通道91以用于容纳并保持该固持器86的这些棘叉89中的一个棘叉，另一个棘叉以与衬块11b的舌部83类似的方式与衬块11a的舌部83相接合。利用该背板中的塌陷81和该摩擦材料中的突出部82的类似键结构来将这些衬块接合至该背板上。

衬块11a、11b装配至该散布板或壳体上是通过以下过程实现的：首先移除横跨该夹钳壳体和桥的衬块条带92、使该衬块以适合的空隙在该转子与散布板12或支撑表面80之间径向向内地滑动、将这些突出部82和塌陷81对齐、并且接着使衬块固持器夹子86径向向内地滑动，其中一个棘叉延伸跨过舌部83并且另一个棘叉定位在通道91或孔85中。这样，装配和移除可以在夹钳和转子在车辆上原位实现。

在这个实施例中，衬块11a和11b是相同的，这减小了该制动器需要的独立零件的数量，在其他实施例中不需要是这种情况。在一些实施例中，内侧和外侧衬块可以利用不同的材料，例如来实现不同的摩擦系数并且因此在这些支架和桥部件上进行加载，并且通过减小外侧衬块产生的力矩而潜在地减小锥形磨损。在这种情况下，这些内侧和外侧的键结构可以不同，以便防止这些衬块被装配在错误位置中。

在其他实施例中，除了材料不同之外或代替于材料不同，衬块11a和11b的尺寸可以不同。在某些实施例中，使用多个独立的固持器夹子或对每侧使用单个共用夹子，可以将两个或更多个分立的衬块安装至桥5或散布板12上。这在一个衬块具有适合用于特定操作条件(例如，高温或潮湿的条件)下的摩擦材料的情况下可能是希望的，而另一个衬块可能适用于其他条件。另外，使用具有不同的磨损特征的、彼此相邻的多个衬块可以是控制锥形磨损的另一种手段。具体地，锥形磨损旨在导致外侧衬块的尾边缘比前导边缘磨损更多，但是内侧衬块的前导边缘磨损更多。因此，将由相对较低磨损材料制成的衬块安装在外侧位置处的尾部位置中、以及内侧位置处的前导位置中可以趋向于使得跨过内侧和外侧衬块两者的磨损均衡。在其他实施例中，可以使用由并列安排的不同摩擦材料形成的单一衬块，可选地具有一个共用的背板。

在有待安装多个分立衬块的实施例中，多个额外的夹子(可选地没有该衬块弹簧部分)可以将这些衬块分别固持在该夹钳或散布板中所提供的额外的孔或通道中。

在多个替代性实施例中，可以对于没有金属背板的衬块利用以上所描述的固持器夹子，该背板形成了这些舌部。然而，预想到了该背板应明显比现有技术的背板更薄，从而造成以上列出的这些益处中的许多益处。

可以使用替代性形式的衬块固持器夹子，这些衬块固持器夹子不包括衬块弹簧区段、并且因此对于每个周向末端是分开的，或者这些衬块固持器夹子以不同方式将衬块夹紧到支撑件上，例如在圆周方向上而非径向方向上夹在一起。在多个变体中，可能仅需要单一固持器夹子，例如在衬块的一个圆周末端处，其中在另一个末端处的舌部装配到一个互补的固定的槽缝中。

散布板引导

在图13至17中所示的散布板的另外一个发展中，这个散布板被配置成在衬块条带92上被引导。与图1至12相比，在图13至17中用类似的数字来标记类似的部件。与图1-12的实施例不同的部件带有后缀'。

如上所述，与双活塞制动器相比，单活塞制动器的一个潜在问题是由于衬块相对于转子进行枢转的较大趋势所造成的不均匀的或者所谓的“锥形磨损”，这是由于从活塞头的后部处得到的支撑减小。

在这个实施例中，散布板12'被重配成包括第一和第二引导杆95'，这些引导杆在径向向外的位置中被紧固至散布板12'的主体上，该散布板旨在将负载传输至该摩擦材料。这些引导杆95'向外侧延伸跨过内侧衬块11a、并且在这个实施例中向内侧延伸了较小的程度。因此，虽然该散布板在这个实施例中具有10mm左右的深度，但这些引导杆95'在这个实施例中具有在35与40mm之间、优选地36-38mm左右的内侧-外侧深度。通过位于该主体的径向外侧，当摩擦材料13磨损时这些杆95'不接触转子10，并且此外这些杆与衬块条带92径向相邻。

这些引导杆95'彼此相隔略大于衬块条带92的宽度。这些引导杆在这个实施例中具有向内面朝衬块条带92的径向延伸的抵接表面96'，这些抵接表面被机加工到光滑的光洁度以便在制动操作过程中、并且当内侧制动衬块11a向外侧前进以考虑这些制动衬块11a、11b以及转子10的磨损时(如通过将图15中内侧衬块的位置与14进行比较所展示的)辅助沿着该衬块条带的对应的径向取向的表面进行滑动。

由于这些引导杆95'与衬块条带92之间的相对紧密的动配合、并且由于与散布板12相比这些杆的增加的深度，将了解的是，散布板12、并且因此内侧制动衬块11a围绕径向轴线可以枢转的程度是显著受限的，由此限制了衬块锥形磨损能够出现的程度。

图16和17展示了衬块固持器夹子86'的一个变体，为了避开这些引导杆95'，该衬块固持器夹子具有从这些叉形区段向内侧偏离而与该衬块条带的底面相接触、并且还径向向外成弓形的一个衬块弹簧区段。然而，在其他实施例中，该衬块弹簧部分可以不再连接到这些叉形区段88'上、并且可以仅被定位在这些引导杆95'之间以便抵靠衬块条带92被弹性地加载。

应了解的是，散布板12'可以通过使用其他引导结构而在衬块条带92上被引导。例如，该衬块条带可以在其内形成有一个或多个纵向槽缝，从该散布板突出的一个适当部分可以装配在该槽缝中，或者这些引导杆可以被成形成使得它们至少部分地包围该衬块条带，并且该散布板与该衬块条带一起被提出。在其他制动器中，衬块自身的背板可以设有类似的引导安排、而不是散布板。

还应认识到在本发明范围内可以做出多种改变。例如，本发明的某些方面可以应用于其他类型的制动器，例如双活塞或电磁致动的制动器(例如，制动衬块和支架方面)。

Claims (15)

1.一种盘式制动器，包括：

夹钳，该夹钳具有被安排成延伸跨过转子的桥部分以及在该桥部分和转子的内侧的壳体部分；

从该壳体部分的外侧面向内侧延伸的壳体孔；

分开的引导插入件，该引导插入件具有内部引导孔并且被安装在该壳体孔内，使得该壳体孔的内表面限制了该引导插入件的横向移动；

活塞，该活塞在该内部引导孔内相对于该引导插入件是可滑动的，以便将制动衬块推向该转子并且施加制动，

其中该内部引导孔相对于该活塞的尺寸被确定为用于约束该活塞横向于该活塞的纵向轴线的移动。

2.如权利要求1所述的盘式制动器，其中该壳体孔是基本上圆柱形的。

3.如权利要求1所述的盘式制动器，其中该引导插入件是基本上圆柱形的。

4.如权利要求1所述的盘式制动器，其中该引导插入件具有径向延伸的外部唇缘，该外部唇缘被配置成用于接合该夹钳的与该壳体孔相邻的外侧面，以便限制该引导插入件向内侧的轴向移动。

5.如权利要求1所述的盘式制动器，进一步包括固持插入件，该固持插入件被配置成用于接合该引导插入件以便将该引导插入件在至少一个轴向方向上固持在该壳体孔内。

6.如权利要求5所述的盘式制动器，其中该固持插入件是与该壳体孔的外侧开口相邻的并且从该壳体的外侧面伸出，其中该固持插入件的至少一部分是在该引导插入件上可变形的以便将该引导插入件固持在该壳体孔内。

7.如权利要求1所述的盘式制动器，其中通过使用可移除紧固件将该引导插入件安装在该壳体孔内而将该引导插入件固持在该壳体孔内。

8.如权利要求7所述的盘式制动器，其中该引导插入件在外表面中具有第一周向凹陷，该壳体孔的内表面具有对应的第二周向凹陷，并且该可移除紧固件是接合该第一和第二凹陷的开口弹簧圈、卡环、或斜置夹子。

9.如权利要求1所述的盘式制动器，进一步包括接近该壳体孔的外侧开口而安装的密封元件。

10.如权利要求1所述的盘式制动器，进一步包括被安装在该壳体中该活塞内侧的操作轴，该操作轴的尺寸被确定成穿过该壳体孔进行配合。

11.如权利要求1所述的盘式制动器，其中该致动器是单一活塞盘式制动器。

12.一种用于组装盘式制动器的方法，该方法包括：

制造一个夹钳，该夹钳具有延伸跨过转子的桥部分以及在该桥部分和转子的内侧的壳体部分，其中该夹钳包括从该壳体部分的外侧面向内侧延伸的壳体孔；

提供具有内部引导孔的引导插入件；

将活塞插入该内部引导孔内，该活塞在该内部引导孔内相对于该引导插入件是可滑动的以便将制动衬块推向该转子并且施加制动；

将该引导插入件和该活塞安装在该壳体孔内，使得该壳体孔的内表面限制该引导插入件在所希望的最终位置中横向移动；并且

将该引导插入件固定在该希望的最终位置中。

13.如权利要求12所述的方法，包括在该夹钳上与该壳体孔的开口相邻地提供可变形的固持插入件，使得该固持插入件从该夹钳的外侧面伸出，并且

使该固持插入件变形以便固持该引导插入件。

14.如权利要求12所述的方法，其中该固持插入件是金属的，并且将该固持插入件安装到该夹钳上包括围绕该金属插入件来铸造该夹钳。

15.一种用于重新组装如权利要求1至11中任一项所述的盘式制动器的方法，其中该盘式制动器包括已变形的固持插入件并且被安排成用于接收卡环、开口弹簧圈、和/或斜置夹子，该方法包括：

去除该金属固持插入件的已变形部分，因此该引导插入件不再被固持；

从该夹钳移除该引导插入件；

将卡环、开口弹簧圈、和/或斜置夹子插入该引导插入件或一个不同的引导插入件的周向凹陷中；

将该引导插入件安装在该夹钳内。