CN1091502A - 用于盘式制动器的包含摩擦件和弹簧的组件 - Google Patents

Abstract

本发明涉及用于车辆盘式制动器的包括一摩擦 件和一弹簧(40)的组件，它有一支承板(12)，以其外 缘端(16，18)紧靠或浮动于盘式制动器的承力件 (24)上，板(12)至少一个外缘端(18)有凸圆面(22)与 承力件(24)上的凹圆表面(32)配合起作用，凸表面 (22)的曲率半径小于凹表面(32)的曲率半径。摩擦 件装纳于承力件(24)内，留有预定的外缘间隙(B)，使 它可占据第一或第二最外端位置。弹簧(40)的作用 使摩擦件进入第一最外端位置并与圆表面(30)保持 恒定接触。

Description

本发明涉及车辆盘式制动器的领域，更具体说，是用于装备这种盘式制动器的由摩擦件和弹簧构成的组件。

盘式制动为人们熟知已很长时期了，通常它包括的摩擦件的外缘端紧靠或浮动于装纳它的承受制动力矩的构件上，该承力件由固定式制动钳、浮动钳或固定式托架构件和协同工作的控制装置组成，该控制装置在摩擦件上施加作用力使它与制动盘相应盘面保持制动接触。

也已知道，例如从FR-A-2，330，916文件中得知，摩擦件的外缘端形成一个圆表面，它能紧靠或浮动于承力件限定出的相应的圆表面上，两个圆表面中的一个是凹面而另一个是凸面。对于这样一种制动器，EP-B-0，002，399文献提供了这样一种摩擦件，其外缘端紧靠或浮动于装纳它的承受力矩的构件（以下称承力件）上，连结在承力件上的控制装置在摩擦件上施加作用力，使它与制动盘盘面的相应部位进入制动接触，至少在摩擦件的外缘端中第一外缘端至少有一个圆表面，该面能紧靠或浮动于承力件限定出的相应圆表面上，圆形表面中的一个是凹面而另一个是凸面，凸表面的曲率半径小于凹表面的曲率半径，摩擦件端面与承力件之间存在一预先确定的间隙，从而摩擦件分别通过其第一外缘端或第二外缘端支靠在承力件上时可以占据第一或第二最外端位置，这取决于制动盘的旋转方向。设置有弹性装置用以给摩擦件施加力，使它离开第二最外端位置并在承力件上所限定出的圆表面保持恒定接触。这样的结构设置其目的是，每当制动力作用时，迫使摩擦件沿承力件上所限定出的另一相对表面运动，从而避免形成堆积，并能自动擦净摩擦件和承力件相互接触的圆形表面。这种解决方案在车辆的正常使用条件下有完全满意的效果，但是装有这类型式制动器的车辆承受相当大的垂直加速度时，例如，由恶劣的路面引起，摩擦件的惯性力可能会超过弹性装置的作用力，于是摩擦件可能会在预先确定的端面间隙范围内移动，在这种情况下当制动器工作时，由于摩擦件没有在它应处的外缘端位置上，制动力就会使摩擦件猛烈地抛撞在承力件上面发出相当大的撞击声，姑且先不论产生的强烈噪音，这种撞击也会妨碍正常制动工作，并会使使用寿命缩短。

因而本发明的目的是提供一种上面已介绍的盘式制动器用的由一摩擦件和一个弹簧构成的组件，使用这种组件不会有上述这些缺点。为达此目的，按照本发明的弹簧由金属丝制成，它包含一个与凸圆部分加工出的通孔相互配合的主动部分和一个与凹圆部分的边缘相互配合的反作用部分。依靠这样的弹簧，其主动部分作用在摩擦件的支承板上一个力，该力可分解成切向分力和径向分力，径向分力很有利地指向制动盘的外部，切向分力也很有利地朝向相应于车辆前进时盘转动的方向。通过适当地选择作用在摩擦件上弹簧作用力的大小，在装有按本发明的摩擦件-弹簧组件的制动器车辆的车轮上不论承受的力多大，摩擦件总是处于第一外缘端位置上。

通过阅读作为例子的本发明实施例的说明并参阅相应附图就会对本发明及其他种种目的、特点和优点有清楚的了解。在附图中：

图1是按本发明制造的摩擦盘和弹簧组件的正视图;

图2是表示图1所示组件的侧视图;

图3是图1所示组件安装在一承受力矩的构件内的正视图;

图4是图1所示组件弹簧安装的透视图;

图5是图4的弹簧另一种形状的俯视图;

图6是图3所示出的局部放大视图。

在以上各图中，同一零件标号相同。

图1示出构成整个摩擦件组件的外形，并用标号10代表，它包括有摩擦衬片支承板12，摩擦材料制的衬垫14通过适当的方法，例如粘结或铆接，把衬垫与支承板连接固定。摩擦件10的前外缘端16和后外缘端18分别具有圆形表面20和22，它们是摩擦衬片支承板12的延伸部分，但其上没有摩擦材料。圆表面20和22是在这些延伸部分的边缘上形成的。摩擦件10是用于装备盘式制动器的（图3所示），它包括一个与车辆的固定部分连结的承受力矩的固定构件24（以下称为承力件），该承力件呈U形，它跨立在与车辆的一个轮子转动部分相连接的盘26上，承力件24在盘26的每侧都限定出一个窗口（图中只示出其中的一个28），用以接纳与承力件相互紧靠或浮动接触的摩擦件，例如件10，即两个摩擦件相对设置在盘26摩擦表面的两侧。承力件24在窗口28的两侧都形成圆形表面，分别是前圆面30和后圆面32，它们分别与在摩擦件10的支承板12上相对应的圆表面20和22相互作用。摩擦件10的前端16和后端18分别进入承力件4的相应表面内，当圆盘26相应于车辆前进时的方向转动时（图3中箭头A所示方向），摩擦件10通过这些端面紧靠在承力件上。圆表面20和22是凸表面，而相对应的圆表面30和32是凹表面，其上各点的曲率半径大于或等于凸表面20和22的曲率半径，从而摩擦件10被承纳于承力件24内，保持有一预先确定的端面间隙B。

最后，一弹簧40与摩擦件10相连接并作用一个力，使摩擦件以其端部伸入承力件24内，更确切说，摩擦件10至少有一个外缘端要加工出一个通孔，如附图中所示，端部16和18分别有孔34和36，这样做的目的是在制造时在盘的内侧和外侧摩擦件之间加工出对称的两个孔。弹簧40由金属丝制成，它装在后外缘端18上并具有穿过孔36的主动部分42和与承力件24的凹圆部分32的边缘相互作用的反作用部分。弹簧40的反作用部分形成两个分支44和46并分别通过臂48，50与主动部分42连成一体，实质上两分支44、46和主动部分42彼此都是平行的。如图1、4和6中所示，主动部分42本身也是成双的，即形成两根分支42a和42b。换句话说，弹簧40是把一段金属丝从中间折叠成两半部分，邻近中间折叠点部位的金属丝部分构成了U形连接52，它与构成主动部分42的两根分支42a和42b的一端连接，42a和42b的另一端实质上成直角延伸分别构成臂48，50，臂本身又在同一平面内实质上成直角延伸构成反作用部分的两根分支44，46。为有利于确保弹簧40紧紧地夹持在摩擦件10上，应使构成反作用部分的两根分支44，46中至少有一根在同一平面内实质上成直角延伸，构成了末段54，56，其延伸方向是朝向U形连接段52的。两根分支42a和42b以及两根分支44和46各自的长度，都稍稍大于摩擦件10的支承板12的外端18的厚度，臂48，50与末段54，56连同作用以确保弹簧40能紧紧地夹持在摩擦件10的外缘端上，而在通孔36内的主动部分42保证了径向夹紧。此外，为使弹簧40更可靠地夹持在摩擦件10上，最好U形连接段52弯成弧形，实质上相对于包含主动部分42、反作用部分44，46以及臂48，50的平面形成直角，这样，连接段52与臂48，50相互作用也参与了弹簧40夹持在摩擦件10的外缘端上的作用。

按图5中所示的另一种弹簧40实施例，弹簧40是由一段金属丝制成，长度稍大于摩擦件10的支承板12的外缘端18厚度的中间部分构成了弹簧40的主动部分42，穿过通孔36（或凹穴）的主动部分42实质上成直角继续延伸构成臂48，50，它们本身又实质上成直角在同一平面内延伸形成了弹簧40的反作用部分两个分支44，46。在此实施例中，最好两根分支44，46中至少有一根实质上沿直角方向继续延伸构成末段54，56，延伸的方向是朝向主动部分42以确保弹簧40紧紧夹持在摩擦件10上。

在已对摩擦件及伴随作用的弹簧作了如上叙述以后，装在制动器上的这个组件作用就很容易理解了。设置有弹簧40的摩擦件10，如图3和6所示，安装在承力件24上，在图中承力件24是固定的，例如它被固定在所装备的车轮支持托架的短轴上。制动钳包括有制动控制装置，为图的清晰起见，图上未画出。在图3和6中可以看到内摩擦件，也就是位于盘26内侧的摩擦件，不用说以下的解释也同样适用于外摩擦件，即位于盘26外侧的摩擦件。

当摩擦件-弹簧组件装在承力件24上并处于静止状态时，各组成部分所占据的位置如图3和6中所示，特别要指出弹簧40在静止状态是受预应力作用的，包括由分支44和46构成的反作用部分夹靠在承力件24凹圆部分32的边缘上的力及主动部分42在支承板12的凸圆部分18的通孔36壁上的作用力，更确切地说，承力件24的凹圆部分32结构上具有一有限的延伸段，它通过平面段60和62的边缘（见图3）与承力件24结构的其余部分连接起来，弹簧40的反作用部分44，46就支撑在平面段60和62上，反作用部分两分支44和46之间的距离大于凹圆部分32的开口部，也就是说大于连接凹圆部分两端点之间的弦长（几何概念上的术语）。由于上述的设置，弹簧40在凹圆部分32的平面段60，62的边缘之间和凸圆部分18的通孔36的内壁上形成预压。分支48和50位于它们形成的平面内，例如图6所示的平面，占有这样的位置以形成锐角，其顶点处于主动部分42的区域内。于是，主动部分通过通孔36的孔壁作用于摩擦件10上一个力F，该力的方向是沿着这个角的等分线的。力F可分解为两个相互垂直的切向分力和径向分力，径向分力相对于制动盘的轴线而言是指向圆盘26的外部，此分力使得凸圆面22在离开盘26轴线最远的一点与凹圆面32相接触。切向分力是朝着相应于车辆前进时制动盘旋转的方向1在图3中以箭头A表示，它迫使凸圆面22沿外缘方向从凹圆面32脱开，从而可以形成一个外端缘间隙B，也使位于摩擦件10前端的凸圆面20与凹圆面30的底部发生接触。

当车辆向前行驶驾驶员踩下脚制动踏板时，制动马达（图上未示出）与高压液压流沟通，于是制动马达在支承板12上作用一个力，该力使得摩擦衬垫14压向盘26的盘面，另一摩擦件依靠反作用力或另一个制动马达作用于制动盘另一侧的盘面。摩擦衬垫14与盘226的盘面进入接触的后果除了使盘26旋转减速外，还传递给摩擦件10一个制动力，当盘26相应于车辆前进时的旋转方向（在图3中用箭头A示出的方向）时，该制动力按图3和6的表示是指向右方的。由于按照本发明的弹簧和摩擦件在承力件中的具体设计，这个制动力平行于前述的弹簧处于静止状态下在摩擦件上的作用力F并与F同方向。从而当有制动力作用时，使摩擦件10压向它在制动作用以前已占据的外端缘位置。因而可以理解按照本发明的摩擦件-弹簧组件占有一个静止位置，该静止位置恰好与工作时所占有的位置一致，因而摩擦件甚至在承受十分大的外力情况下也不会离开此位置，这种过分大的外力例如是由恶劣的路面甚至无路的地面引起的垂直加速度过载引起的。与此相反，当车辆倒车时，我们可以认为倒车速度是比较低的，上述的过份大的外力不会产生，于是摩擦件-弹簧组件仍然占有图3和图6中所示的静止位置。摩擦衬垫14与盘26的盘面进入接触的后果是使摩擦件10承受一个制动力，其方向指向图3和图6中表示出的左方。这个制动力的作用与弹簧40作用于外缘端的分力方向相反，于是倾向于消除存在于外缘端表面22与底表面32之间的间隙B，当上述这两个方向相反力的合力使摩擦件10向左运动时（可以参阅图3和图6），由弹簧40作用的径向分力使表面22与表面32的上部始终保持接触，同时摩擦件10前延伸部16上的外缘端表面20受的力是使它脱离承力件24上的表面30的底面的，由此可见，当车辆向后倒车时，每次制动就会迫使摩擦件10的端缘发生位移，随着表面32和22之间发生恒定接触而产生了刮擦和清理这些表面的效果，沉积的泥土或由于车辆长期停放开始形成的腐蚀斑点因表面32和表面22间的相互擦刷而被迅速刷除。同样，倒车行驶的车辆每次制动也会在表面20和表面30间产生擦刷作用。

当然，本发明并不局限于以上叙述的实施例，还可以有多种多样的改变形式，这些对本行的专家来说是很容易辨别清楚的。

本发明可以应用于任何其他形式的制动器，尤其适用于控制装置与承力件协同工作并直接作用在每个摩擦件上的固定式制动，以及如上所述的制动方式但摩擦件是支承在制动钳上的型式。同样，摩擦件和承力件上相对配合的凸表面和凹表面可以以相反的形式设置，即承力件上可以设置有凸表面而在摩擦件上设置凹表面。盘式制动器还可以这样设计，摩擦件的一个外缘端可以做成凸表面与承力件上的一个凹表面相互配合作用，同时摩擦件的另一个外缘端却做成凹表面与承力件上的一个凸表面相互配合作用。更进一步来看，在摩擦件和承力件上形成的凹或凸表面的曲率半径可以有各种改变和不同，这取决于这些曲率半径是属于前端缘表面的还是后端缘表面的有关。

Claims (9)

1、一种用于车辆盘式制动器的由摩擦件(10)和弹簧(40)构成的组件，包括有一支承板(12)，该板以其外缘端(16，18)紧靠或浮动于盘式制动器承受力矩的构件(称之为承力件)24上，支承板(12)至少有一个外缘端(18)具有圆形表面(22)，藉此表面紧靠或浮动在承力件(24)的圆形表面(32)上，圆形表面中的一个(32)是凹圆面而另一个圆形表面(22)是凸圆面，凸表面(22)的曲率半径做成小于凹表面(32)的曲率半径，摩擦件(10)外缘被包纳在承力件(24)中并留有一预先确定的间隙(B)，从而摩擦件(10)可以占据第一或第二最外端位置，即支承板(12)分别通过其第一外缘端(16)或第二外缘端(18)支靠在承力件(24)上，这取决于制动盘的旋转方向，弹簧(40)使摩擦件(10)进入第一最外端位置并与承力件(24)上限定出的圆形表面(30)保持恒定的接触，其特征在于，弹簧(40)包括一主动部分(42)，它与凸圆部分(18)中的开孔(36)相互连接，弹簧(40)还有与凹圆部分(32)的外端边(60，62)相互作用的反作用部分(44，46)。

2、按照权利要求1的组件，其特征在于，弹簧（40）的主动部分（42）作用在摩擦件（10）的支承板（12）上一个力，可分解为切向分力和垂直于切向分力并指向制动盘（26）外部的径向分力。

3、按照权利要求2的组件，其特征在于，弹簧（40）作用的切向分力朝向相应于车辆前进时盘（26）转动的（A）方向。

4、按照权利要求1的组件，其特征在于，弹簧（40）由金属丝制成，弹簧（40）的主动部分（42）形成一个中间分支（42），它贯穿于凸圆部分（18）中加工出的通孔（36），弹簧（40）的反作用部分（44，46）形成两个实质上对称于中间分支（42）且彼此平行的分支（44，46），它们围绕住凸圆部分（18）。

5、按照权利要求4的组件，其特征在于，弹簧（40）的主动部分（42）组成的中间分支（42）的每一端作为其接续延伸部分的臂（48，50）实质上是弯成直角的，而臂的延伸段实质上也弯成直角形成构成反作用部分（44，46）的分支（44，46），而分支的延伸段实质上也弯成直角形成末端部分（54，56），末端部分（54，56）均指向中间分支（42）。

6、按照权利要求1的组件，其特征在于，弹簧（40）是由一段连续的金属丝制成，把金属丝的中部向后弯以形成贯穿于凸圆部分（18）中的通孔（36）的由两根相互平行的分支（42a，42b）构成的主动部分（42），两分支部分（42a，42b）分别在其一端通过U形的连接部分（52）连成一体，每根分支（42a，42b）的另一端作为其接续延伸部分的臂（48，50）实质上是弯成直角的，而臂（48，50）各自的延伸段实质上弯成直角形成构成反作用部分（44，46）的分支（44，46）。

7、按照权利要求6的组件，其特征在于，构成反作用部分（44，46）的至少一根分支（44，46）实质上是垂直地延伸的并形成指向U形连接部分（52）的末端部分（54，56）。

8、按照权利要求6的组件，其特征在于，主动部分（42）和反作用部分（44，46）实质上位于同一平面内，而U形连接部分（52）实质上是垂直于该平面延伸的。

9、一种用于车辆的盘式制动器，包括至少一个摩擦件（10），其外缘端（16，18）被装纳在一力矩支承件（承力件）（24）内，外缘端可以紧靠或浮动于承力件上，与支承件相连接的控制装置为了使摩擦件（10）与制动盘（26）的相应盘面产生制动接触，摩擦件（10）的外缘端（16，18）中至少第二外缘端（18）具有至少一个支靠或滑动于承力件（24）上限定出的圆表面（32）上的圆表面（22），上述圆表面中的一个（32）是凹圆面而另一个圆表面（22）是凸表面，凸表面（22）的曲率半径小于凹表面（32）的曲率半径，摩擦件被装纳在承力件（24）中，存在一个预先确定的间隙（B），从而摩擦件（10）可以占据第一或第二最外端位置，即摩擦件（10）分别通过第一外缘端（16）或第二外缘端（18）支靠在承力件（24）上，这取决于制动盘的旋转方向;一弹簧（40），其作用力是使摩擦件（10）进入第一最外端位置并与承力件（24）上限定出的圆形表面（30）保持恒定的接触，其特征在于，摩擦件（10）和弹簧（40）构成了根据上述任一权利要求的组件。

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