CN108291595A - 盘式制动器卡钳、用于制造卡钳的方法以及卡钳弹簧 - Google Patents

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Abstract

一种盘式制动器卡钳(1)，包括卡钳本体(2)和一对衬垫(20)，以及在卡钳本体(2)的每个侧面部分(2a、2b)中的远侧活塞(22a)和近侧活塞(22b)，所述远侧活塞和近侧活塞具有径向隔开且对齐的压力中心(22a’、22b’)。

Description

盘式制动器卡钳、用于制造卡钳的方法以及卡钳弹簧
本发明涉及用于车辆的制动系统的领域，并且本发明特别地涉及盘式制动器卡钳。
简而言之，盘式制动器包括盘和固定卡钳，其中盘是与车轮一起旋转的，固定卡钳中容置有承载摩擦材料的一对衬垫(pad)。卡钳还支承活塞，该活塞通过液压操作而推动衬垫抵靠盘表面，从而凭借摩擦材料的作用来获得制动。
活塞的数量和相对位置显著地影响盘式制动器的作用；例如，取决于它们的重要因素，诸如卡钳刚度(在不同程度上迅速的制动源于此)、摩擦材料消耗均匀性等等。
本发明的目的是获得能够获得特别迅速且立即制动的盘式制动器卡钳。
通过根据权利要求1制作的卡钳实现了这一目的。从属于该权利要求的权利要求描述了不同的实施方式。
根据本发明的卡钳的特征和优点将通过根据随附附图的以下描述而变得显而易见，该以下描述通过非限制性实施例的方式给出，在附图中：
-图1示出了根据本发明的实施方式的盘式制动器卡钳；
-图2示出了图1中的卡钳的平面视图；
-图3示出了与图1中的卡钳的活塞接合的衬垫；
-图4示出了具有图3中的活塞的衬垫的后前视图；
-图5示出了突出图1中的卡钳中的桥部分的重心的位置以及活塞区域的重心的位置的简图；
-图6示出了根据本发明的卡钳的衬垫中的压力分布，而图7示出了根据现有技术的卡钳的衬垫中的压力分布；
-图8示出了根据本发明的另一方面的用于制作卡钳的卡钳本体的失芯(lostcore)；
-图9和图10示出了根据本发明的半成品的卡钳本体；
-图11示出了与根据本发明的又一方面的复位弹簧耦接的衬垫；
-图12示出了具有图11中的复位弹簧的衬垫的截面；以及
-图13和图14示出了图11中的复位弹簧。
参考随附附图，附图标记1表示根据本发明的实施方式的盘式制动器卡钳，其旨在被布置成骑跨(跨着，straddle)可围绕旋转轴线Z旋转的盘。
在下文中，表述“轴向方向”或“轴向地”将用于表示平行于盘的旋转轴线Z的方向，表述“径向方向”或“径向地”将用于表示相对于所述旋转轴线的径向方向，并且表述“周向方向”或“周向地”将用于表示围绕所述旋转轴线的周向模式。
卡钳1包括卡钳本体2，该卡钳本体通常是单块的，优选地通过重力铸造制成。
该卡钳本体2包括：
-第一侧面部分2a和第二侧面部分2b，当将卡钳耦接到盘时，该第一侧面部分和第二侧面部分具有沿着周向方向的主要延伸部，并且与盘的表面接界；
-前桥部分4a和后桥部分4b，该前桥部分和后桥部分放置在侧面部分2a、2b的周向端部处，并且骑跨该盘；
-上部轴向部分6a，其骑跨该盘放置，该上部轴向部分连结第一侧面部分2a和第二侧面部分2b，该上部轴向部分具有主要轴向的延伸部，并且被放置在前侧部分4a和后侧部分4b之间的中间位置中；以及
-上部周向部分6b，其连结前侧部分4a和后侧部分4b，该上部周向部分具有主要周向的延伸部，并且被放置在第一侧面部分4a和第二侧面部分4b之间的中间位置中。
上部部分6a、6b在中央部分8中相交，形成交叉本体，该交叉本体包括轴向臂6a’、6a”和周向臂6b’、6b”。
优选地，每个轴向臂6a’、6a”从相应的侧面部分2a、2b朝向中央部分8逐渐变窄。
活塞腔室，在其中容纳有相应的活塞，该活塞可以依靠经加压的油来液压致动，该经加压的油依靠液压回路的方式供给，也普遍地在泵体中获得，该活塞腔室在卡钳本体2内获得，并且特别是在其侧面部分2a、2b中获得。
卡钳1还包括容纳在卡钳本体2中的一对衬垫20，该衬垫以可滑动的方式被支撑，以在所述活塞的偏压的情况下允许轴向滑动。
优选地，根据本发明的卡钳具有八个活塞，每四个一组在相应的衬垫上操作。
特别地，该衬垫20可以由中间远侧活塞22a偏压，由中间近侧活塞22b偏压，由前侧活塞24a偏压，以及由后侧活塞24b偏压。
在标识出该盘的旋转轴线Z之后，侧面活塞24a、24b的压力中心24a’、24b’位于中心在旋转轴线Z上的虚构的圆周I上、相距预定的角距离A，而中间活塞22a、22b的压力中心22a’、22b’成角度地包含在由所述角距离A所标识的角区域中。
优选地，第一中间活塞22a的压力中心22a’位于平分线B上，在距旋转轴线Z为第一径向距离Ra处，该平分线平分由角距离A所标识的角区域；例如，中间远侧活塞22a的压力中心22a’位于所述虚构的圆周I上。
此外，根据本发明，中间近侧活塞22b的压力中心22b’位于所述平分线B上，在距旋转轴线Z为第二径向距离Rb处，该距离小于第一径向距离Ra。
换而言之，中间远侧活塞22a的压力中心22a’和中间近侧活塞22b的压力中心22b’沿着径向方向R隔开且径向对齐。
关于衬垫20，压力中心22a’、22b’、24a’、24b’落在衬垫的轮廓内，优选地在次对角线径向布置的虚构的菱形的顶点处。优选地，活塞22a、22b、24a、24b的整个截面(section)落入衬垫的轮廓内。
在将衬垫20定位在泵体2中之后，卡钳本体2的中央部分8(优选地对称地)与中间活塞22a、22b的压力中心22a’、22b’的径向方向R相交，而将前桥部分4a和后桥部分4b周向地布置到侧面活塞24a、24b的压力中心24a’、24b’的外部(图5)。
有利地，前桥部分4a的重心、后桥部分4b的重心和中央部分8的重心接近活塞22a、22b、24a、24b的重心，由此造成特别刚性的卡钳，即能够形成特别迅速且有力(强劲)的制动。
此外有利地，在制动期间，该衬垫上的载荷分布相对于现有技术的普通衬垫的分布(图7)是特别均匀的(图6)。在根据本发明的卡钳中，这允许降低摩擦材料的异常的(或不规则的)、不均匀的消耗，并且提升制动作用。
根据本发明的另外的方面，在铸造根据本发明的卡钳本体期间，使用了失芯30，该失芯包含十字形(或交叉形)芯体31，旨在在卡钳本体中获得用于容置衬垫的空间，中间腔室芯32a、32b和侧面腔室芯34a、34b从该芯体在一侧和另一侧轴向地伸出(图8)，该中间腔室芯用于制作中间活塞22a、22b的腔室，该侧面腔室芯用于制作侧面活塞34a、34b的腔室。
优选地，芯30包括至少一个回路分支芯，该至少一个回路分支芯连接至少两个活塞腔室芯，以形成供给回路的经加压的油的回路分支。
特别地，芯30具有近侧分支芯36和远侧分支芯38，近侧分支芯从近侧活塞腔室芯32b伸出，并且朝向远侧活塞腔室芯32a延伸，远侧分支芯从远侧活塞腔室芯32a伸出，并朝向近侧活塞腔室芯32b延伸。
近侧分支芯36和远侧分支芯38在相应的自由端40、42终止，这些自由端彼此非常靠近但是分离的。换而言之，近侧分支芯36和远侧分支芯38在尖端上也是彼此分离的。
在除去芯30之后，从铸造中获得半成品的卡钳本体50，该半成品的卡钳本体在侧面部分2a、2b中设置有近侧活塞腔室52并设置有远侧活塞腔室54，近侧活塞腔室和远侧活塞腔室分别用于容置中间近侧活塞22b和中间远侧活塞22a，并且该半成品的卡钳本体设置有前侧活塞腔室56和后侧活塞腔室58，前侧活塞腔室和后侧活塞腔室分别用于容置前侧活塞24a和后侧活塞24b(图9)。
此外，近侧回路分支60从近侧活塞腔室52朝向远侧活塞腔室54延伸，并且远侧回路分支62从远侧活塞腔室54朝向近侧活塞腔室52延伸。
在半成品的卡钳50中，近侧回路分支60不与远侧回路分支62交叉，即所述分支60、62是分离的，如相应的分支芯36、38。
通过移除材料对半成品的卡钳50进行加工，特别是制作第一孔以从卡钳本体中移除将近侧回路分支60与远侧回路分支62分离的材料，从而将它们连通(图10)。
优选地，进一步制作第二孔以使前活塞腔室56与后活塞腔室58连通，优选地在制作第一孔的同时制作第二孔，沿着相同的穿孔轴线F。
由此获得半成品的经穿孔的卡钳本体70，其中依靠在泵体2中获得的近侧分支60和远侧分支62，将近侧活塞腔室52连接到远侧活塞腔室54，同时依靠连接管道72将前侧活塞腔室56连接到后侧活塞腔室58，该连接管还与近侧分支60和/或远侧分支62交叉。
连接分支72通向前侧部分4a，具有前侧间隙74，并通向后侧部分4b，具有后侧间隙76，旨在被堵塞。在卡钳本体2的一侧上的前侧间隙74而旨在通过外部地施加到泵体2的桥管道78连接到卡钳本体的另一侧的前侧间隙74’(图1)，该桥管道通常由管构成。
根据本发明的另一方面，衬垫20通过至少一个弹簧80，优选通过一对完全相同的弹簧80，朝向相应的静止位置永久地偏压，该弹簧优选地通过弯曲适当形状的钢板获得。
衬垫20包括支撑板21和摩擦材料27，该支撑板具有旨在用于活塞的作用的外表面23和相对的内表面25，该摩擦材料由支撑板21在内表面25上承载。
支撑板21具有近侧边缘27、侧面31、33和远侧边缘35，在近侧边缘处获得孔眼29，以便以滑动方式支撑衬垫20，弹簧80施加到远侧边缘。
在两个衬垫20上同时操作的弹簧80包括中央条带(或中央簧片)82，当将弹簧80施加到卡钳本体2时，该中央条带(簧片)在衬垫20之间轴向地延伸，骑跨该盘。
中央条带(簧片)82在端部处折叠，以便为每个端部形成卷曲部84，其然后延伸，邻接平面86，旨在与衬垫20的远侧边缘35相接触。
弹簧80还包括布置在中央的耦接部分88，该耦接部分包括两个对90的翅部92；该两个对90并排地布置到条带(簧片)82，在其形成凹部94的伸展部中。
创造性地，根据本发明的卡钳是特别刚性的，并且因此允许施加迅速有力的制动；而且，通过布置活塞赋予了这样的性能，该活塞的布置确定了非常靠近桥部分截面的重心的重心。
此外，摩擦材料的消耗以及制动带上的压力分布是有利地均匀的。
根据另外的有利的方面，制动器卡钳的制造过程非常可靠，并且特别地在半成品的卡钳本体上制作(用于形成活塞腔室之间的液压连接的)孔防止芯具有在铸造期间可能容易遭受破损的弱化部分。
显而易见的是，为了满足可能的需要，本领域技术人员可以对上述卡钳做出改变，所有这些改变都包含在所附权利要求中限定的保护范围内。

Claims (13)

1.用于盘式制动器的卡钳(1)，所述卡钳适用于可围绕旋转轴线(Z)旋转的盘，所述卡钳包括：
-卡钳本体(2)，所述卡钳本体包括第一侧面部分(2a)和第二侧面部分(2b)以及前桥部分(4a)和后桥部分(4b)，所述第一侧面部分和所述第二侧面部分具有在周向方向上的主要延伸部，所述前桥部分和所述后桥部分周向地分隔，并且放置在所述侧面部分(2a、2b)的周向端部处，以连结所述第一侧面部分和第二侧面部分；
-具有摩擦材料(27)的一对衬垫(20)，所述衬垫由所述卡钳本体(2)支撑，以轴向可滑动的方式布置在所述盘的一侧和另一侧；
-在每个侧面部分(2a、2b)中的远侧活塞(22a)和近侧活塞(22b)，所述远侧活塞和所述近侧活塞由所述卡钳本体(2)支撑以影响所述衬垫(20)，具有径向分隔且对齐的压力中心(22a’、22b’)，即设置在同一径向方向(R)上的压力中心。
2.根据权利要求1所述的卡钳，包括在每个侧面部分(2a、2b)中的前侧活塞(24a)和后侧活塞(24b)，所述前侧活塞和后侧活塞具有压力中心(24a’、24b’)，所述前侧活塞和后侧活塞的压力中心位于中心在所述旋转轴线(Z)上的虚构的圆周(I)上、相距限定的角距离(A)，并且所述近侧活塞和远侧活塞(22a、22b)的压力中心(22a’、22b’)成角度地包含在由所述角距离(A)标识的角区域中。
3.根据权利要求2所述的卡钳，其中，所述远侧活塞(22a)的压力中心(22a’)和所述近侧活塞(22b)的压力中心(22b’)位于平分由所述角距离(A)标识的所述角区域的平分线(B)上。
4.根据权利要求2或3所述的卡钳，其中，所述压力中心(22a’、22b’、24a’、24b’)落入所述衬垫(20)的外周轮廓内。
5.根据权利要求2、3或4所述的卡钳，其中，所述压力中心(22a’、22b’、24a’、24b’)落在径向设置为次对角线的虚构的菱形的顶点处。
6.根据权利要求2至5中任一项所述的卡钳，其中，所述活塞(22a、22b、24a、24b)的整个截面落入所述衬垫的外周轮廓内。
7.根据前述权利要求中任一项所述的卡钳，其中，所述卡钳本体(2)包括：
-上部轴向部分(6a)，其连结所述第一侧面部分(2a)和所述第二侧面部分(2b)，具有主要轴向的延伸部，并且被放置在所述前侧部分(4a)和所述后侧部分(4b)之间的中间位置中；以及
-上部周向部分(6b)，其连结所述前侧部分(4a)和所述后侧部分(4b)，具有主要周向的延伸部，并且被放置在所述第一侧面部分(4a)和所述第二侧面部分(4b)之间的中间位置中；
其中，所述上部部分(6a、6b)在中央部分(8)中相交，实现了包含轴向臂(6a’、6a”)和周向臂(6b’、6b”)的交叉本体。
8.根据权利要求7所述的卡钳，其中，每个轴向臂(6a’、6a”)具有从相应的侧面部分(2a、2b)朝向所述中央部分(8)逐渐变窄的形状。
9.根据权利要求7或8所述的卡钳，其中，所述卡钳本体(2)的所述中央部分(8)与所述远侧活塞(22a)和所述近侧活塞(22b)的压力中心(22a’、22b’)的所述径向方向(R)对称地相交。
10.根据权利要求7至9中任一项所述的卡钳，其中，所述前桥部分(4a)和所述后桥部分(4b)周向地放置在侧面活塞(24a、24b)的压力中心(24a’、24b’)的外部。
11.制造用于盘式制动器的卡钳(1)的方法，包括
-依靠重力铸造实现半成品的卡钳本体(50)的步骤，其中所述卡钳本体(2)设置有分离的活塞腔室；
-制作用以将所述活塞腔室中的两个连通的孔的步骤。
12.失芯(30)，用于实现依靠重力铸造的卡钳本体(2)，包括：
-芯体(31)，所述芯体旨在获得在所述卡钳本体中用于容置衬垫的空间；
-中间腔室芯(32a、32b)，所述中间腔室芯从所述芯体(31)在一侧和另一侧轴向地伸出，用于在每侧上实现近侧活塞腔室(54)和远侧活塞腔室(56)；
-近侧分支芯(36)和远侧分支芯(38)，所述近侧分支芯从所述近侧活塞腔室芯(32b)伸出，并且朝向所述远侧活塞腔室芯(32a)延伸，所述远侧分支芯从所述远侧活塞腔室芯(32a)伸出，并朝向所述近侧活塞腔室芯(32b)延伸；
其中，所述近侧分支芯(36)和所述远侧分支芯(38)终止于彼此分离的相应的自由端(40、42)。
13.弹簧(80)，适用于盘式制动器的卡钳(1)的卡钳本体(2)，适于永久地朝向静止位置影响所述卡钳的衬垫(20)。
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