CN107278243A - 用于商用车车轮的盘式制动器 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于商用车车轮的优选压缩空气运行的盘式制动器，包括：跨接制动盘(5)的制动钳(1)，该制动盘设置在车轮转动轴线(A1)上；在制动钳(1)中设置在制动盘(5)的一侧上的、能通过力元件(8)和优选压缩空气缸操纵的压紧装置；在制动盘(5)两侧的制动衬片(6、7)，其中，至少在压紧侧的制动衬片(6)设置在具有第一和第二支撑面(31、32)的衬片槽中，所述第一和第二支撑面相对于衬片槽中心线(40)具有沿圆周方向相同的间距，并且制动衬片(6)以其沿圆周方向指向的边缘贴靠到所述第一和第二支撑面上；制动杆(9)，该制动杆是压紧装置的组成部分并且包括杆臂(19)和与杆臂(19)连接的压紧轴(20)，所述力元件(8)支撑到所述杆臂上，所述压紧轴在枢转轴线(A)上支承在制动钳(1)内部并且可转动运动地支撑到作用于压紧侧的制动衬片(6)的一件式或多件式的压力件(10)上。为了实现补偿制动衬片的由几何结构决定的倾斜磨损，所述压紧轴(20)的枢转轴线(A)倾斜于衬片槽主延伸方向(S)设置，该衬片槽主延伸方向与衬片槽中心线(40)成直角地在两个支撑面(31、32)之间延伸。

Description

用于商用车车轮的盘式制动器
技术领域
本发明涉及一种用于商用车车轮的优选压缩空气运行的盘式制动器，包括：
-跨接制动盘的制动钳，该制动盘设置在车轮转动轴线上；
-在制动钳中设置在制动盘的一侧上的、能通过力元件和优选压缩空气缸操纵的压紧元件；
-在制动盘两侧的制动衬片，其中，至少压紧侧的制动衬片设置在具有第一支撑面和第二支撑面的衬片槽中，所述第一支撑面和第二支撑面相对于衬片槽中心线具有沿圆周方向相同的间距，并且制动衬片以其沿圆周方向指向的边缘贴靠在所述第一支撑面和第二支撑面上；
-制动杆，该制动杆是压紧装置的组成部分并且包括杆臂和与杆臂连接的压紧轴，所述力元件支撑到所述杆臂上，所述压紧轴在制动钳内部支承在枢转轴线上并且可转动运动地支撑到作用于压紧侧的制动衬片上的一件式或多件式的压力件上。
背景技术
具有这些特征的用于商用车的盘式制动器由EP 0 614 024 B1和DE 42 30 005A1已知。在跨接制动盘和制动衬片的制动钳中设有通过在外部由法兰连接的力元件、例如压缩空气缸可操纵的压紧装置。压紧装置的中央组成部分是可枢转地支承在制动钳中的制动杆。该制动杆包括杆臂和压紧轴，力元件支撑到该杆臂上。压紧轴在一侧可转动运动地支撑到制动钳壳体上，而另一侧可转动运动地支撑到在制动钳中可纵向运动地设置的压力件上，该压力件直接或间接作用于内部的、压紧侧的制动衬片。
通常，这种盘式制动器在圆周方向上对称地构造，并且特别是两个制动衬片特别是内部的、压紧侧的制动衬片也关于圆周方向对称地被施加压力。装备有这种制动器的车辆在日常的运行中几乎仅沿一个方向上运动，而另一个行驶方向-通常在倒车时占据的行驶方向-很少出现。然而，即使始终保持相同的行驶方向时，制动钳应尽可能均匀地压紧制动衬片。因为仅在该情况下，在整个制动衬片上产生相同的表面温度。而制动衬片上的局部压力增加导致温度升高，这与制动器的性能的降低和在制动衬片上的提高的磨损相关联。
因此，在盘式制动器中的由几何结构决定的倾斜磨损(所谓的圆周倾斜磨损)的问题是已知的。例如，在根据DE 42 30 005 A1的单缸盘式制动器中作为补偿措施建议：作用于内部制动衬片上的压力传递面稍微倾斜或楔形地构造，从而沿圆周方向观察压力分布不对称。
在液压操纵的盘式制动器(其中，力构件通常是圆柱形设计的液压活塞)领域中，以前主要致力于将液压活塞沿切向方向偏移地设置在制动钳中。然后，由活塞施加的制动压力不会到达制动衬片的几何中心，而按重点地是几何位置，其在制动盘的圆周方向上稍微向前偏移。具有这些特征的液压操纵的盘式制动例如由DE 35 40 810 C1或US 4,533,025。简单地将传递压紧力的活塞偏移沿切线方向设置的基本构思不能容易地转用到具有可枢转地设置在制动钳壳体中的制动杆的由压缩空气操纵的盘式制动器上。
发明内容
因此，本发明的任务在于采取措施，以便尤其是在开头所述类型的压缩空气运行的盘式制动器中补偿制动衬片的由几何结构决定的倾斜磨损。
为此，建议具有权利要求1的特征的盘式制动器。
在这样构造的盘式制动器中，压紧轴的枢转轴线倾斜于衬片槽的主延伸方向设置，即倾斜于与衬片槽中心成直角并且在两个支撑面之间延伸的线。通过该方式，压紧轴相对于内部的、即压紧侧的制动衬片稍微枢转地布置。这导致盘式制动器的由几何结构决定的倾斜磨损(圆周倾斜磨损)的降低，并且更确切地说不仅在压紧侧的制动衬片上，而且在另一个、优选地相同设计的制动衬片上。实现了磨损优化的结构型式，其中，制动衬片的耐久性显着高于传统的、在制动衬片中间区域中央实现压紧的情况。
优选地，压紧轴的斜置使得与压紧轴的长度的中间成直角地延伸的“假想”横向轴线正好与车轮转动轴线相交。因此，压紧轴相对于衬片槽围绕车轮转动轴线枢转。同样地，杆臂和支撑压紧轴的横杆也能以相同的角度倾斜。优选地，制动压紧装置的所有其它部件(包括压缩空气气缸及其与制动钳的螺纹连接件)以相同的角度倾斜。
在另一设计方案中建议，衬片槽中心线与车轮转动轴线相交。
根据另一设计方案，压紧轴的枢转轴线相对于衬片槽的主延伸方向以在2.5°和7°之间的角度设置。压紧轴的这种枢转已证明对于降低在制动衬片上的倾斜磨损是优化的。
在另一设计方案中建议，衬片槽的两个支撑面彼此平行地延伸，并且枢转轴线与垂直于支撑面的面法线倾斜地设置。
此外还建议，制动杆的杆臂与枢转轴线成直角地延伸。
附图说明
下面根据一些实施例参照附图和其中示出的细节更详细地解释本发明。在附图中：
图1是可由压缩空气操纵的盘式制动器的俯视图，例如其特别是可用作商用车制动器；
图2是盘式制动器的沿车轮转动轴线方向的视图，其中附加地示出了构成盘式制动器的力元件的压缩空气缸；
图3是设置在盘式制动器的制动钳壳体中的压紧轴相对于其中容纳有盘式制动器的两个制动衬片之一的衬片槽的布置的原理示意图；以及
图4以第二实施方式示出了设置在盘式制动器的制动钳壳体中的压紧轴相对于其中容纳有盘式制动器的两个制动衬片之一的衬片槽的布置的原理示意图。
具体实施方式
附图示出了一种盘式制动器，该盘式制动器例如特别是作为压缩空气操纵的商用车制动器使用。盘式制动器的组成部分包括制动钳1、被制动钳1跨接的制动盘5以及在制动盘5两侧的制动衬片6、7。制动盘5在图1中以线条示出，在图2中略去该制动盘。
所述盘式制动器利用单侧压紧工作，即，将在下面还将更详细地描述的压紧装置的压紧力直接传递到从车辆内部相对于制动盘5作用的制动衬片6上，而另一个制动衬片7通过由制动钳1产生的反作用力被牵拉倚靠到制动盘5上。因此，该结构型式是一种浮动卡钳制动器，其中，制动盘5沿车轮转动轴线A1的方向是不可运动的，而制动钳1是可运动的，其方式为：制动钳沿车轮转动轴线A1的方向可移动地设置在制动器支架3上，该制动器支架在此固定在车轴套管4上。
压紧装置的任务主要是加强通过力元件8产生的制动力，该压紧装置的主要组成部分是可枢转地设置在制动钳1内部的制动杆9以及相对于盘式制动器的内部的制动衬片6作用的压力件10。压力件10多件式地构成。在这里说明的盘式制动器中，该压力件包括横杆11、可旋拧的丝杠14和压板15。此外，压力件10的组成部分是在制动杆9的宽度上延伸的横杆11，在该横杆中安置可拧入横杆11中的丝杠14。为此设有外螺纹的丝杠14本身支撑到在用于压力分布的、稳定的压板15上，该压板本身支撑到制动衬片6上。
盘式制动器具有单缸制动器的结构型式，因为整个压紧力仅经由一个丝杠14传递，并且不存在平行的力流路径、例如经由第二丝杠的力流路径。由于丝杠14为了调整制动器的目的而可转动，所以该丝杠面向制动盘的端侧14A是圆形的。该端侧14A要么如图1所示作用于压板15上，该压板使压紧力特别良好地分布在制动衬片6的整个面上。要么，端面14A在不存在压板15的情况下支撑到制动衬片6上，并且该制动衬片的背板承担压力分布的任务。
制动杆9由杆臂19和压紧轴20一体地构成。压紧轴20在其背侧上从内部支撑到制动钳1上。所述支撑经由两个转动支承件(Drehlager)实现。在另一方向上、即朝向制动衬片6和制动盘5，压紧轴20经由两个另外的转动支承件支撑到在该区域中设有轴瓦的横杆11上。
压紧轴20偏心地支承。因为支撑靠在制动钳1上的背侧的轴瓦限定一个转动支承件，该转动支承件相对于向前支撑到横杆10上的轴瓦的转动支承件在高度中错开。然而，两个转动支承件精确地彼此平行地延伸，并且因此在下面由术语“枢转轴线A”共同概括。由于偏心，在压紧轴20枢转时，压力件10朝向制动盘5向前运动，从而压紧制动器。
杆臂19用于使压紧轴20围绕上面限定的枢转轴线A转动。该杆臂的纵向轴线23与枢转轴线A成直角地延伸。杆臂19在其外端部上具有支撑部。该支撑部限定了一个支撑点，盘式制动器的力元件8(即在这里是在外侧与制动钳壳体通过凸缘连接的气动制动缸)作用于该支撑点。
图1示出了压紧装置的一种结构型式，其中，制动杆9在整体上构造成叉状的，并且从设置在纵向轴线23上的杆臂19起分为两条腿。一条腿与压紧轴20的第一部段20A连接，另一条腿与压紧轴的第二部段20B连接。通过该方式，制动杆9在杆臂19的延伸部中在两个部段20A、20B之间具有自由空间，该自由空间为可以拧入横杆11中的丝杠14提供空间。
用作压紧装置的中心压力件的丝杠14在内部设有空腔，盘式制动器的调整装置位于该空腔中。这种调整装置的组成部分通常是驱动元件、减小盘式制动器的气隙的输出元件以及在运动路径中在驱动元件和输出元件之间的单向耦合件(Einwegekupplung)和过载元件。调整装置的这些组成部分设置在一个共同的调整轴线上，该调整轴线与丝杠14的纵向轴线重合并且垂直于制动盘5的平面延伸。丝杠14的螺旋轴线和纵向轴线与压紧轴20的枢转轴线A成直角地延伸。
两个制动衬片6、7分别设置在衬片槽中，其中，衬片槽构造用于平行于车轮转动轴线A1引导制动衬片并且支撑这些制动衬片以吸收沿圆周方向的制动力。在此，原则上存在这种可能性：衬片槽构成在制动器支架3上或者构成在制动钳1上。在这里描述的盘式制动器中，用于内部制动衬片6的衬片槽16构成在制动器支架3上，而用于外部制动衬片7的衬片槽构成在盘式制动器的制动钳1上。
图3以原理性示意图示出了制动杆9和特别是压紧轴20相对于内部衬片槽16以及位于其中的压紧侧的制动衬片6的几何布置。衬片槽16构造为大致矩形的并且具有第一支撑面31和第二支撑面32，制动衬片6以其沿圆周方向指向的边缘贴靠在所述第一支撑面和第二支撑面上，以便由此将大部分的制动力矩导出到衬片槽16并且因此导出到制动器支架3上。几何关系设计成，使得两个支撑面31、32在圆周方向上分别具有距衬片槽中心线40相同的间距，其中，所述衬片槽中心线40与车轮转动轴线A1相交。
为了降低在制动衬片上的倾斜磨损，压紧轴20的枢转轴线A倾斜于衬片槽16的主延伸方向S设置，即倾斜于与在两个支撑面31、32之间的衬片槽中心线40成直角地延伸的线。在这些几何关系的情况下，压紧轴20相对于内部的在压紧侧的内部制动衬片6实现略微枢转地设置。
这种结构方式引起降低盘式制动器的在几何上引起的倾斜磨损(圆周倾斜磨损)，并且更确切地说不仅在压紧侧的制动衬片6上，而且在另一、相同设计的制动衬片7上。实现了一种磨损优化的结构方式，其中，制动衬片的耐久性显著高于在传统的、在制动衬片的中间区域中央进行的压紧的情况下的耐久性。压紧轴的枢转轴线A倾斜于衬片槽16的主延伸方向S设置的角度W应位于2.5°和7°之间、优选地为3.5°至6°。
此外，压紧轴20的斜置使得与压紧轴20的长度的中央成直角地延伸的“假想的”横向轴线23正好与车轮转动轴线A1相交。因此，压紧轴20相对于衬片槽16围绕车轮转动轴线A1枢转角度W，并且横向轴线23与衬片槽中心线40成角度W地延伸。
支撑压紧轴的杆臂19和横杆11也可以枢转该角度W。
优选地，制动器压紧装置的所有其它部件(包括压缩空气缸8及其与制动钳的螺纹连接件在内)也枢转角度W。
在图3中，构成在衬片槽16上的两个支撑面31、32彼此平行地延伸，并且枢转轴线A与垂直于支撑面31、32的面法线倾斜地设置。
图4也以强烈原理性示意图示出一种变型的实施方式。在该实施方式中，用于制动衬片6的衬片槽16不是矩形的，而是衬片槽16的支撑面31、32彼此倾斜并且相互不平行。相应地设计制动衬片6的与支撑面31、32接触的、导出制动力矩的边缘。
同样地，在根据图4的实施方式中，压紧轴20的枢转轴线A以在2.5°和7°之间的角度W相对于主延伸方向S倾斜地设置，该主延伸方向与衬片槽中心线40成直角地并且在两个支撑面31、32之间延伸。
用于制动衬片7的第二衬片槽、即设置在制动盘5的背离侧的衬片槽与第一衬片槽16正好相对置，即，该第二衬片槽的衬片槽中心线40也与车轮转动轴线A1相交，并且该第二衬片槽不沿圆周方向与第一衬片槽16错开地设置。第二衬片槽具有相同的尺寸，以便因此可以容纳具有与制动衬片6相同的外轮廓的制动衬片7。因此，两个制动衬片6、7是相同的并且因此可交换。
附图标记列表
1 制动钳
3 制动器支架
4 车轴套管
5 制动盘
6 制动衬片
7 制动衬片
8 力元件、压缩空气缸
9 制动杆
10 压力件
11 横杆
14 丝杠
14A 端侧
15 压板
16 衬片槽
19 杆臂
20 压紧轴
20A 压紧轴的部段
20B 压紧轴的部段
21 支撑面
23 横向轴线、杆臂纵轴线
31 支撑面
32 支撑面
40 衬片槽中心线
A 枢转轴线
A1 车轮转动轴线
S 衬片槽的主延伸方向
W 角度

Claims (10)

1.用于商用车车轮的盘式制动器、优选压缩空气运行的盘式制动器，包括：
-跨接制动盘(5)的制动钳(1)，该制动盘设置在车轮转动轴线(A1)上；
-在制动钳(1)中设置在制动盘(5)的一侧上的、能通过力元件(8)和优选压缩空气缸操纵的压紧装置；
-在制动盘(5)两侧的制动衬片(6、7)，其中，至少在压紧侧的制动衬片(6)设置在具有第一支撑面(31)和第二支撑面(32)的衬片槽中，所述第一支撑面和第二支撑面相对于衬片槽中心线(40)具有沿圆周方向相同的间距，并且制动衬片(6)以其沿圆周方向指向的边缘贴靠到所述第一支撑面和第二支撑面上；
-制动杆(9)，该制动杆是压紧装置的组成部分并且包括杆臂(19)和与杆臂(19)连接的压紧轴(20)，所述力元件(8)支撑到所述杆臂上，所述压紧轴在枢转轴线(A)上支承在制动钳内部并且可转动运动地支撑到作用于压紧侧的制动衬片(6)的一件式或多件式的压力件(10)上，
其特征在于，所述压紧轴(20)的枢转轴线(A)倾斜于衬片槽主延伸方向(S)设置，该衬片槽主延伸方向与衬片槽中心线(40)成直角地在两个支撑面(31、32)之间延伸。
2.根据权利要求1所述的盘式制动器，其特征在于，所述衬片槽中心线(40)与车轮转动轴线(A1)相交。
3.根据权利要求1或2所述的盘式制动器，其特征在于，所述枢转轴线(A)与衬片槽主延伸方向(S)成在2.5°至7°之间的角度(W)设置。
4.根据权利要求1至3之一所述的盘式制动器，其特征在于，与压紧轴(20)的长度的中央成直角地延伸的假想的横向轴线(23)与车轮转动轴线(A1)相交。
5.根据权利要求1至4之一所述的盘式制动器，其特征在于，杆臂(19)和支撑压紧轴(20)的横杆(11)也倾斜角度(W)地设置。
6.根据上述权利要求之一所述的盘式制动器，其特征在于，所述制动杆(9)的杆臂(19)的纵向轴线(23)与枢转轴线(A)成直角地延伸。
7.根据上述权利要求之一所述的盘式制动器，其特征在于，所述两个制动衬片(6、7)的衬片槽彼此正好对置并且沿圆周方向无相互偏移地设置。
8.根据权利要求7所述的盘式制动器，其特征在于，所述两个制动衬片(6、7)构造成相同的。
9.根据上述权利要求之一所述的盘式制动器，其特征在于，所述多件式的压力件(10)的组成部分是绕着其纵向轴线可转动的丝杠(14)，并且丝杠(14)面向制动盘地具有一个圆形的端侧(14A)作为压力传递面。
10.根据权利要求9所述的盘式制动器，其特征在于，在丝杠(14)的端侧(14A)和制动衬片(6)之间设有用于压力分布的压板(15)。
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