CN105874300A - 用于测量汽车盘式制动器转子的厚度的设备 - Google Patents

Abstract

一种用于测量安装到交通工具的盘式制动器转子的厚度的游标卡尺，该游标卡尺包括：(i)第一构件和第二构件，其被安装以用于相对于彼此沿着轴线滑动运动；(ii)第一接合部和第二接合部，其分别位于第一构件和第二构件上，并且适合于在使用时接合盘式制动器转子的第一侧面和第二侧面，第一接合部包括接合表面；(iii)保持装置，其用于将卡尺保持在操作位置，其中：(iv)第一接合表面与盘的第一侧面接合，并且平行于第一侧面；(v)第二接合部与盘的第二侧面接合；以及(vi)所述轴线与盘的所述第一侧面和所述第二侧面正交。

Description

用于测量汽车盘式制动器转子的厚度的设备

发明领域

本发明涉及游标卡尺，该游标卡尺可以用于测量汽车盘式制动器转子的厚度。

发明背景

由于在汽车盘式制动器衬块中停止使用石棉，盘式制动器中的磨损的模式已经明显改变。新的非石棉材料的使用已经要求改变在盘式转子上使用的钢的硬度，并且这导致盘式转子(“盘”)自身的磨损增加。更换盘式制动器的需求和更换的频率已经变成车辆维护更常见的元素和明显的成本中心。机加工盘的做法已经变得不常见，因为该盘倾向于快速磨损到超出制造商规范的范围的厚度，所以更换是必要的。绝大多数制动器是钢制的，虽然有小数量的陶瓷或碳纤维盘，但是它们趋向于用于赛车或者属于稀有品牌。

大多数车辆具有指示盘衬块中的磨损的一些形式的传感功能，该传感功能通常以附接到衬块并且当摩擦材料磨损越过某一个点时变为暴露的传感器的形式。相比之下，目前在不移除车轮以便接近盘的情况下没有简单的方式测量盘的厚度。

本发明的目的是提供设备和方法，该设备和方法可以用于便利地就地测量静止的交通工具上的盘式制动器转子的厚度。如以下将会更详细描述的，本发明的最便利的实施方式可以是通过改进已知形式的数字游标设备来实现。数字游标设备是现成的，并且这些设备通常在一端(为了方便起见，该端被称为近端)具有成对的卡爪和位于卡爪附近的滑块体。有时，探针位于远端，以用于测量孔的深度。

在没有首先移除交通工具的车轮的情况下，常规构造的设备不能便利地用于测量盘式制动器转子的厚度，因为定位卡爪使得它们可以接合盘式制动器的相对侧将会是困难的。另外，很多交通工具具有向内邻近转子的防尘罩，该防尘罩还可能与已知形式的卡尺的卡爪的定位干涉。此外，当盘式制动器磨损时，它们倾向于在转子的外周边形成唇边，该唇边没有被盘式制动器衬块接合并且因此没有磨损。在标准的游标卡尺中，卡爪是平直的，并且卡爪会倾向于与唇边接合，而不是与盘式转子的操作表面接合，使得不能获得盘式制动器上的磨损的准确读数。

发明概述

根据本发明，提供了一种用于测量安装到交通工具的盘式制动器转子的厚度的游标卡尺，该游标卡尺包括：

(i)第一构件和第二构件，第一构件和第二构件被安装以用于相对于彼此沿着轴线滑动运动；

(ii)第一接合部和第二接合部，第一接合部和第二接合部分别位于第一构件和第二构件上，并且适合于在使用时接合盘式制动器转子的第一侧面和第二侧面，第一接合部包括接合表面；以及

(iii)保持装置，其用于将卡尺保持在操作位置，其中：

(iv)第一接合表面与盘的第一侧面接合，并且平行于第一侧面；

(v)第二接合部与盘的第二侧面接合；以及

(vi)所述轴线与盘的所述第一侧面和所述第二侧面正交。

本发明还提供一种数字游标卡尺，该数字游标卡尺包括：

显示器；

第一臂；

滑块体，其可滑动地安装在第一臂上，该滑块体包括数字显示器；

第二臂，其在远侧方向上从滑块体延伸，并且是随着滑块体可移动的；

第二臂在其远端处具有接合构件；

在滑块体中的测量电路，其响应于第一臂和第二臂的相对位置，并且被耦合成将距离测量值信号提供到数字显示器；

第一臂在其远端处包括磁体；以及

其中布置成使得在使用时磁体能够磁力地耦合到盘式制动器的盘的外部面，并且滑块在近侧方向上移动，使得接合构件接合盘的内部面，并且使得在使用时显示器显示距离值，该距离值指示在盘的内部面和外部面之间的距离。

本发明还提供一种数字游标卡尺，该数字游标卡尺包括：

第一臂；

滑块体，其可滑动地安装在所述第一臂上，该滑块体包括数字显示器；

第二臂，其在远侧方向上从滑块体延伸，并且是随着滑块体可移动的；

该数字游标卡尺特征在于：滑块体位于第二臂的近端；以及

第一接合元件和第二接合元件分别安装在第一臂和第二臂的远端处。

本发明还提供了一种使用数字游标测量用于交通工具的盘式制动器的厚度的方法，所述数字游标具有第一可移动构件和第二可移动构件以及数字显示装置，第一可移动构件和第二可移动构件分别具有第一接合表面和第二接合部，该方法包括以下步骤：

(i)将第一接合表面与盘的第一侧面接合，其中接合表面平行于盘的所述第一侧面；

(ii)将第二接合部与盘的第二侧面接合；

(iii)在所述数字显示器上进行归零功能；

(iv)将第一接合表面和第二接合部从盘分离；

(v)将第一构件和第二构件返回到初始位置，其中第一接合表面与第二结合部接合或基本上接合；以及

(vi)在实施完步骤(i)至(v)之后，通过参考数字显示器的读数确定盘式制动器的厚度。

附图简述

现在将参考附图进一步描述本发明，在附图中：

图1是根据本发明构造的游标卡尺的侧视图；

图2是卡尺的平面图；

图3是穿过卡尺的纵向剖面，其中臂的远端分离；

图4是卡尺的分解图；

图5是卡尺的第一臂的侧视图；

图6是第一臂的另一侧的视图；

图7是第一臂的平面图；

图8是沿线8-8的剖视图；

图9是沿线9-9的剖视图；

图10是沿线10-10的剖视图；

图11是沿线11-11的剖视图；

图12是第一臂的放大的端视图；

图13是第二臂的侧视图；

图14是第二臂的平面图；

图15是第二臂的端视图；

图16是加强臂的侧视图；

图17是加强臂的平面图；

图18示意性示出了卡尺测量盘式制动器转子的厚度的使用；

图19是卡尺使用时的示意性平面图；以及

图20是本发明的修改的游标卡尺的示意性侧视图。

发明详述

图1至图4概略地示出了根据本发明构造的游标卡尺2。卡尺2包括第一臂4和第二臂6，第一臂4为了方便起见将会被称为固定的臂，第二臂6为了方便起见将会被称为可移动的臂。如以下将会更详细说明的，第二臂6相对于第一臂4可滑动地安装。游标卡尺2包括滑块体8，该滑块体8联接到第二臂6并且是随着第二臂6可移动的。第一臂4形成有止动体10，以限制滑块体8运动到左侧，如图1至图4所示。该方向为了方便起见将会被称为设备的近端，并且第一臂4和第二臂6的另一端为了方便起见将会被称为远端。游标卡尺2包括拉力弹簧12，该拉力弹簧在止动体10和滑块体8之间作用，并且用于弹性地将滑块体8偏置成与止动体10接触。在所示出的布置中，第一臂4包括弹簧安装支柱13，弹簧12的近端连接到该弹簧安装支柱13，并且滑块体8包括内部的弹簧安装支柱15，弹簧12的远端连接到该内部的弹簧安装支柱15。

图3示出了游标卡尺2的示意性侧视图，该图示出了滑块体3和第二臂6朝向右侧延伸克服弹簧12的作用。第二臂6包括长形杆14，该长形杆14具有位于其远端的侧部臂16。该臂16终止于朝向近端定向的接合尖端18。长形杆14被安装用于沿着其轴线21在长形凹槽20中滑动运动，长形凹槽20在第一臂4中形成。第一臂4的远端包括远侧凸缘24，远侧凸缘24包括凹进部26，永久磁体28安装在凹进部26中。端部凸缘24包括开口30，长形杆14延伸穿过该开口30，如图3中最佳见到的。通常，磁体28是圆柱形形状，具有12mm的直径和3mm的厚度的稀土磁体。布置成使得接合尖端18偏离轴线21并且大体上与磁体28的中心线23对齐，如图3中所示。在轴线21和中心线23之间的距离优选地在12mm至20mm的范围内，并且最优选地为15mm。还能看出，接合尖端18相对于侧部臂在近侧方向上延伸，并且其尖端偏移距离D，如图3中所示。优选地，距离D在5mm至10mm的范围内，并且优选地为8mm。偏移距离D连同在中心线23和轴线21之间的偏移使本发明的游标卡尺2能够便利地用于测量盘式制动器转子的磨损，如以下将会更详细描述的。

第一臂4优选地由塑料材料(例如尼龙或聚碳酸酯)注射成型。该材料可以用玻璃或碳纤维加强。为了改进第一臂4或将额外的刚度赋予第一臂4，第一臂4包括加强臂32，该加强臂32位于第二长形凹槽34中，第二长形凹槽34平行于凹槽20。加强臂32包括侧部臂36，侧部臂36位于侧部凹槽38中，侧部凹槽38在远侧凸缘24中形成。加强臂32通过过盈配合和/或使用粘合剂保持在凹槽34和38中。可选地，可能的是，第一臂4由金属材料例如锻造不锈钢或铝制成，并且在这种情况下，将会不需要加强臂32。

在本发明的优选的形式中，第二臂6和加强臂32由具有方形截面且边长是4mm宽的不锈钢棒制成。在本发明的优选的形式中，第二臂6是约212mm长，尽管这可以变化。在图13至17中更详细地示出了第二臂6和加强臂32的形状。

在所示出的布置中，滑块体8形成有前面板40和背板42，该前面板和背板通过四个螺钉44连接在一起，如图4中所示。背板42包括上部凸轮形成部46和下部凸轮形成部47，上部凸轮形成部46和下部凸轮形成部47分别沿着第一臂4的上部边缘和下部边缘是可滑动移动的，如在图3和图4中最佳见到的，有助于导引滑块体8沿着第一臂4线性运动。滑块体8的运动在远侧方向上由凸轮形成部46的远端50限制，凸轮形成部46的远端50与腹板52接合，该腹板靠近第三凹槽48的远端形成。

滑块体8通过安装螺钉49连接到第二臂6，安装螺钉49穿过背板42中的孔并且在螺纹孔51中被接纳，螺纹孔51靠近第二臂6的近端形成，如图4中所示。

前面板40包括LED显示器54，LED显示器54包括开/关按钮56、零位按钮58和单位按钮60，单位按钮60用于改变从公制单位或英制单位读取的显示。电路板62位于滑块体8内、在前面板40和背板42之间。电路板62包括用于产生用于LED显示器54的信号的部件。设备包括导电条的印刷或蚀刻的阵列64，导电条的印刷或蚀刻的阵列64安装在凹槽66中，凹槽66在第一臂4中形成。电路板62包括其它的蚀刻或印刷的导电条(未示出)，这些其它的蚀刻或印刷的导电条电容性地耦合到阵列64中的导电条，并且电路配置成当滑块体8相对于阵列64移动时产生位置信号。用于用这种方法产生信号和显示测量值的技术是众所周知的，并且不需要被描述。例如，电路可以与由中国深圳市深量精密量具有限公司(ShenzhenShenliang Precision Measuring Co.,Ltd.)制造的已知的卡尺中的电路相同或相似。

在组装的卡尺2中，滑块体8通过弹簧12有弹性地与止动体10接合。如果零位按钮58在此位置被按压且滑块体接着移动使得物体(未示出)可以放置在间隙70之间、在磁体28和接合尖端18之间，则LED显示器将会示出间隙70的长度或物体的厚度或长度。

图18和图19示意性地示出了游标卡尺2可以用于测量交通工具(未示出)的盘式制动器(未示出)的转子72的厚度的方式。通常，盘式制动器包括防尘罩74，防尘罩74安装在盘式制动器转子72的内侧。在所示出的布置中，盘式制动器转子72遭受磨损，并且(未磨损材料的)唇边76通常在转子的外周边处形成，如图18中所示。虚线78示出了转子的初始(未磨损)外部或近端面，该初始(未磨损)外部或近端面与转子的外部磨损面80隔开，如所示出的。图19是示意性平面图，为了说明清楚起见，在该图中唇边76被省略。将会看见，通过磁体的平整的远端面的接合，磁体的平整的远侧面通过磁吸引力保持与磨损面80正交，第二臂6的轴线21还保持与磁体的中心线23平行。

游标卡尺2应用于转子的优选的方式如下。首先，使用者在远离止动体10的远侧方向上移动滑块体8，以便形成间隙70，该间隙70足够大足以使接合尖端18能够移动越过转子72的唇边，如图18中所示。在此步骤之后，使用者可以接下来朝向转子72移动第一臂4，使得磁体28接合转子72的磨损面80。磁体28的远侧面垂直于第二臂6的纵向轴线21，并且通过磁吸引力稳固地保持在合适的位置。磁体28的吸引力在1.5kg至4kg的范围内，并且优选地为2.6kg。然后，使用者可以释放滑块体8，使得其在弹簧的影响下在近侧方向上移动，使得接合尖端18与盘式制动器转子72的内部磨损面82接触。当在此位置时，使用者可以按压零位按钮58，使得零点读数将会显示在LED显示器54上。然后，卡尺可以从盘式制动器转子移除。这可以通过在远侧方向上移动滑块体8来实现，使得接合尖端18不与盘式制动器转子72的磨损面82接合，并且游标卡尺2可以接下来从盘式制动器转子72移除。通常，第一臂4的一些倾斜会有助于磁体28从磨损面80分离。从盘式制动器释放游标卡尺2后，滑块体8通过弹簧12移动返回到其接合(或差不多接合)止动体10的位置。在此位置的读数表明盘式制动器转子72的厚度，即表示面80和82之间的距离。如果电路板62上安装的电路与在标准的数字游标卡尺中使用的电路相同，那么读数将会显示为负值，但这并不影响其准确性。如果有必要的话，标准的电路可以被修改，使得一旦该测量值过程遵循完成读数就显示为正值。

从图18还应理解，如果有人试图使用标准的具有平直边缘的卡爪的数字游标卡尺，即使将该数字游标卡尺放置在与转子72接合的位置是可能的，因为卡爪会接合唇边76，则这将不会产生准确的读数。因此，本发明的卡尺2提供了使其卡爪位于设备的远端而不是位于近端(位于近端是常规的情况)的实质性的优点。

图20示出了根据本发明构造的游标卡尺100。相同的参考标记将会用于表示与图1至图19的实施方案的参考标记相同的或对应的部分。在卡尺100中，磁体28和接合尖端18的位置被颠倒，即磁体28位于第二臂6的侧部臂16上，并且接合尖端18位于远侧凸缘24上。该设备的操作类似于先前所描述的设备。

一些已知的数字卡尺具有无线地或通过出口端口输出数据到笔记本电脑或其它接收设备的功能，并且本领域技术人员还应理解，这些功能可以并入到本发明的卡尺中。

应理解，本发明的卡尺是确定制动器转子中的磨损的既非常简单又非常有效的方法。

零部件清单

游标卡尺 2 背板 42

第一臂 4 螺钉 44

第二臂 6 上部凸轮形成部和下部凸轮形

滑块体 8 成部 46、47

止动体 10 第三凹槽 48

拉力弹簧 12 安装螺钉 49

弹簧安装支柱 13 远端 50

长形杆 14 螺纹孔 51

弹簧安装支柱 15 腹板 52

侧部臂 16 LED显示器 54

接合尖端 18 开/关按钮 56

长形凹槽 20 零位按钮 58

轴线 21 单位按钮 60

联接线 22 电路板 62

中心线 23 阵列 64

远侧凸缘 24 凹进部 66

凹进部 26 间隙 70

磁体 28 盘式制动器转子 72

开口 30 防尘罩 74

加强臂 32 唇边 76

第二长形凹槽 34 虚线 78

侧部臂 36 外部磨损面 80

侧部凹槽 38 内部磨损面 82

前面板 40 卡尺 100

Claims (20)

1.一种游标卡尺，其用于测量安装到交通工具的盘式制动器转子的厚度，所述游标卡尺包括：

(i)第一构件和第二构件，所述第一构件和所述第二构件被安装以用于相对于彼此沿着轴线滑动运动；

(ii)第一接合部和第二接合部，所述第一接合部和所述第二接合部分别位于所述第一构件和所述第二构件上，并且适合于在使用时接合盘式制动器转子的第一侧面和第二侧面，所述第一接合部包括接合表面；以及

(iii)保持装置，其用于将所述卡尺保持在操作位置，其中：

(iv)所述第一接合表面与所述盘的所述第一侧面接合，并且平行于所述第一侧面；

(v)所述第二接合部与所述盘的所述第二侧面接合；以及

(vi)所述轴线正交于所述盘的所述第一侧面和所述第二侧面。

2.如权利要求1所述的游标卡尺，其中所述保持装置包括永久磁体，当所述盘由磁性材料制成或包括磁性材料时，所述永久磁体通过磁吸引力抵靠所述盘的所述第一侧面保持所述接合表面。

3.如权利要求2所述的游标卡尺，其中所述接合表面是所述永久磁体的表面。

4.如权利要求2或3所述的游标卡尺，其中所述永久磁体是稀土永久磁体。

5.如权利要求4所述的游标卡尺，其中所述稀土磁体在使用时提供1kg至4kg的拉力。

6.如权利要求5所述的游标卡尺，其中所述拉力是2.6kg。

7.如权利要求2至6中任一项所述的游标卡尺，其中所述永久磁体包括圆柱形体，所述圆柱形体具有纵向轴线，并且其圆形端面中的一个包括所述接合表面。

8.如权利要求7所述的游标卡尺，其中所述圆柱形体的直径是约12mm。

9.如权利要求7或8所述的游标卡尺，其中所述圆柱形体的长度是约3mm。

10.如前述权利要求中任一项所述的游标卡尺，其中所述第二构件包括杆，所述杆具有杆轴线，所述杆轴线与所述轴线同轴，并且其中所述第二接合部包括尖头元件，所述尖头元件安装在所述杆的远端并且相对于所述杆轴线偏移。

11.如在直接或间接引用权利要求7至9中任一项时的权利要求10所述的游标卡尺，其中所述尖头元件与所述圆柱形体的所述纵向轴线大体上对齐。

12.如权利要求10或11所述的游标卡尺，其中所述尖头元件从所述杆轴线偏移12mm至20mm的距离。

13.如权利要求10至12中任一项所述的游标卡尺，其中所述第二构件包括在其远端处的横向臂，并且所述尖头元件位于所述横向臂的远侧端附近，所述尖头端相对于所述横向臂在近侧方向上突出预定的距离。

14.如权利要求13所述的游标卡尺，其中所述预定的距离是5mm至10mm。

15.如权利要求10至14中任一项所述的游标卡尺，其中包括：

数字显示器，其安装在显示器外壳中，所述显示器外壳相对于所述杆是固定的；以及

距离感应装置，其用于感应所述第一构件和所述第二构件的线性位移，因此使在所述盘的所述第一侧面和所述第二侧面之间的距离的测量值能够显示在所述数字显示器上。

16.如前述权利要求中任一项所述的游标卡尺，偏置装置用于使所述第一接合表面和所述第二接合部朝向彼此偏置。

17.如在引用权利要求13时的权利要求4所述的游标卡尺，其中所述偏置装置包括拉力弹簧，所述拉力弹簧在所述显示器外壳和所述杆之间作用。

18.一种数字游标卡尺，包括：

显示器；

第一臂；

滑块体，其可滑动地安装在所述第一臂上，所述滑块体包括数字显示器；

第二臂，其在远侧方向上从所述滑块体延伸，并且是随着所述滑块体可移动的；

所述第二臂在其远端处具有接合构件；

在所述滑块体中的测量电路，其响应于所述第一臂和所述第二臂的相对位置，并且被耦合成将距离测量值信号提供到所述数字显示器；

所述第一臂在其远端处包括磁体；以及

其中布置成使得在使用时所述磁体能够磁力地耦合到盘式制动器的盘的外部面，并且所述滑块在近侧方向上移动使得所述接合构件接合所述盘的内部面，并且使得在使用时所述显示器显示距离值，所述距离值指示在所述盘的所述内部面和所述外部面之间的距离。

19.一种数字游标卡尺，包括：

第一臂；

滑块体，其可滑动地安装在所述第一臂上，所述滑块体包括数字显示器；

第二臂，其在远侧方向上从所述滑块体延伸，并且是随着所述滑块体可移动的；

其特征在于，所述滑块体位于所述第二臂的近端；以及

第一接合元件和第二接合元件分别安装在所述第一臂和所述第二臂的远端处。

20.一种使用数字游标测量用于交通工具的盘式制动器的厚度的方法，所述数字游标具有第一可移动构件和第二可移动构件以及数字显示装置，所述第一可移动构件和所述第二可移动构件分别具有第一接合表面和第二接合部，所述方法包括以下步骤：

(i)将所述第一接合表面与所述盘的第一侧面接合，其中所述接合表面平行于所述盘的所述第一侧面；

(ii)将所述第二接合部与所述盘的第二侧面接合；

(iii)在所述数字显示器上进行归零功能；

(iv)将所述第一接合表面和所述第二接合部从所述盘分离；

(v)将所述第一构件和所述第二构件返回到初始位置，其中所述第一接合表面与所述第二结合部接合或基本上接合；以及

(vi)在实施完步骤(i)至(v)之后，通过参考所述数字显示器的读数确定所述盘式制动器的厚度。