CN111442043B - 用于商用车辆的盘式制动器的夹紧装置及盘式制动器 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及用于商用车辆的盘式制动器的夹紧装置和盘式制动器(2)，夹紧装置包括调节芯轴(3)，调节芯轴具有在调节芯轴(3)的轴向布置在调节芯轴(3)上的压盘(4)，并且其中，压盘(4)径向具有用于容纳波纹管(5)的环绕的槽(6)。

Description

用于商用车辆的盘式制动器的夹紧装置及盘式制动器
技术领域
本发明涉及用于商用车辆的盘式制动器的夹紧装置和商用车辆的盘式制动器。
背景技术
盘式制动器及其构造在商用车领域是众所周知的。目前，优选使用浮动卡钳盘式制动器。在制动过程期间，盘式制动器的制动盘经由夹紧设备被夹紧。经由制动缸提供的力经由布置在盘式制动器内的转动杆被传递给夹紧装置。朝夹紧方向、即轴向朝制动盘方向布置的调节芯轴经由压块将夹紧力传递到夹紧侧的制动衬片上，其中，夹紧侧的制动衬片和轮辋侧的制动衬片将制动盘夹紧。盘式制动器分为轮辋侧和夹紧侧。夹紧侧被定义为盘式制动器的如下侧，在该侧上，制动盘经由夹紧装置被夹紧。将盘式制动器的朝车辆的轮辋方向指向的一侧定义为轮辋侧。为了防止灰尘或其他环境影响经由制动盘通道和制动钳上存在的用于调节芯轴的开口进入盘式制动器的内部空间内，在调节芯轴的压盘与用于调节芯轴的开口之间布置有波纹管。波纹管将调节芯轴的压盘与制动钳连接起来。在制动过程期间，波纹管随调节芯轴轴向朝制动盘的方向运动，或在制动过程之后轴向地反向于制动盘地运动。在制动过程期间，制动衬片与制动盘接触，并且由于摩擦在波纹管的区域内产生热。由于制动缸的操纵以及在制动过程中产生的热，使得在制动钳和夹紧箱中产生过压，因此导致波纹管膨胀，使得波纹管本身抵靠在压盘的反向于制动盘的背侧上，并且由于高温而粘住。夹紧箱包括夹紧装置、再调节装置和压块。在冷却后，在波纹管内往往形成裂纹。
DE102007059777B4通过如下方式来解决波纹管的膨胀和粘附在压盘上的问题，即，由高温材料制成波纹管。然而已经表明的是，此高温材料具有低的抗裂性和短的使用寿命。此外，高温材料的购买成本很高。
例如，DE102008054162A1公开了一种被定义为隔离盾的阻热盾，该阻热盾完全地或至少很大程度上全面地贴靠在调节芯轴的压盘上。不利的是，热从制动盘起直接传输到阻热盾上。该阻热盾也由耐高温材料制成，这导致阻热盾过早地形成裂纹，并且出于安全原因必须超出平常地经常性更换阻热盾。
发明内容
本发明的任务是，提供一种用于夹紧装置的阻热盾和用于商用车辆的盘式制动器，其克服了上述现有技术的缺点。
该任务通过如下方式解决，即，在盘式制动器的夹紧装置内，在压盘头、调节芯轴与波纹管之间布置有阻热盾，其中，该阻热盾以距离X布置在压盘头与阻热盾之间。阻热盾并非全面地布置在压盘的背侧上。换言之，阻热盾并非全面地布置在压盘的背对制动盘的一侧上。与阻热盾的距离防止了阻热盾粘附在压盘头上。也就是说，以该距离中断了制动盘在压盘与阻热盾之间的热传输。阻热盾与压盘之间的距离的另一个优点是可以省去用于阻热盾的高温材料。
此外被证实有利的是，夹紧装置在压盘与阻热盾之间具有隔热的层。该隔热的层中断了从制动盘起朝波纹管方向的热传输，因此使阻热盾的背对制动盘的一侧冷却，并且使阻热盾上的表面温度低于没有绝缘层时的阻热盾上的表面温度。
在另一实施方案中，阻热盾是用弹性体包覆的金属环或覆层有弹性体的金属环。由金属成形的环形成了阻热盾的本体。但是也能想到其他材料，例如塑料或复合材料。金属环稳定了阻热盾，并保持阻热盾在调节芯轴上的定位。附加地，弹性体包覆金属环。也能想到以聚合物包覆金属环。弹性体吸收来自制动盘的辐射出来的热，并且保护波纹管免于由于来自制动盘的辐射出来的热所导致的金属环与压盘的粘着，或换言之熔合。也能想到的是将弹性体喷涂到金属环上。阻热盾的任务是防止波纹管粘附在调节芯轴的压盘上。
在另一实施方案中，金属环仅在一侧被覆层以弹性体，以便降低成本。在金属环的一侧被覆层的情况中，金属环的面向波纹管的一侧应被覆层，以此使波纹管不粘附在金属环上并且在金属环冷却后不形成裂纹。
在另一实施方案中，金属环在一侧、以背对波纹管的金属环的侧被覆层以弹性体，以此使阻热盾的温度保持较低。
此外，在另一实施方案中，阻热盾由塑料或硅酮形成。不仅用于对阻热盾造型和稳定的环而且包覆部或涂层都完全由塑料或硅酮制成。能想到的是，由唯一的塑料或由多种塑料来制造阻热盾。
此外已表明，阻热盾有利地以包括压配合或自由定位的布置方式布置在压盘或压盘头上。将阻热盾与压盘的如下连接方式定义为压配合，在其中，在将阻热盾布置在压盘上之后形成过盈配合并且力锁合地(kraftschlüssig)传输纵向力以及横向力。阻热盾不可以再轴向沿调节芯轴运动。在第二种能想到的“自由定位”布置方式中，阻热盾可以轴向沿压盘几乎自由地运动，或者阻热盾优选具有0.1mm至3mm、更优选0.1mm至1mm的轴向间隙。阻热盾仅通过波纹管的端部卷边限制。
在另一实施方案中已经被证明有利的是，隔热的层是空气层。与其他物质、混合物质或固体相比，空气具有0.024[W/(m*K)]的非常低的导热系数。由于空气的热导系数低，使得盘式制动器中的由制动盘的辐射出来的热所形成的高温在达到阻热盾之前就已明显降低。
在另一实施方案中，阻热盾构造为O形圈。压盘和波纹管都具有圆形的几何形状，从而使阻热盾全面地或至少部分地覆盖波纹管，以防粘附在压盘头上。此外，被构造为O形圈的阻热盾可以在压盘头上定心或定位。尤其地，在另一实施方案中，压盘头与阻热盾之间的距离大于等于1mm。该距离对于布置或对于填充附加的绝缘层是必需的。另外，温度随着与制动盘距离的增加而降低。此外，在安装时可以从压盘头与阻热盾之间的大于等于1mm的距离起遵循公差范围。
此外已表明，在另一实施方案中，阻热盾相对于压盘头平行地或倾斜地布置在压盘头与波纹管之间。根据压盘的设计方案而定地，可以将阻热盾倾斜于或平行于压盘头地布置，由此，在阻热盾与压盘头之间获得均匀的距离，并且因此获得均匀的隔热层。均匀的隔热层具有的优点是，使热传输在阻热盾的整个面上或至少在整个面的大多数上是一样大的。
此外，在另一实施方案中，阻热盾朝压盘头方向具有榫舌或槽。
根据另一实施方案，阻热盾的榫舌被构造成用于嵌接到压盘头的槽内。此外，压盘头的榫舌可以嵌接到阻热盾的槽内。此外，阻热盾以榫舌抗扭转地与压盘、尤其是与压盘头连接。此外，以榫舌布置在阻热盾上，实现了对波纹管均匀的保护，以防从制动盘和制动衬片出发的热影响。
在另一实施方案中设置的是，阻热盾具有至少3个榫舌，并且压盘头具有至少3个槽。阻热盾的榫舌和压盘头的槽有利地在几何形状上布置成三角形，并且定固了阻热盾，以防止轴向的转动运动。阻热盾的榫舌之间的自由空间能够实现空气运动和/或对流，因此避免了在压盘头与阻热盾之间的热滞留。不必完全禁止阻热盾的轴向的转动运动。也就是说，阻热盾可以具有轴向间隙，其中，压盘头的槽在其尺寸上大于阻热盾的榫舌。此外，压盘头的槽和阻热盾的榫舌被设计为压配合，以用于将阻热盾定位在压盘头上。
在第二实施方案中，阻热盾特别有利地具有6个榫舌，并且压盘头具有6个槽。以该第二实施方案，使得阻热盾能特别可靠地支撑在压盘头上。
此外，在另一实施方案中设置的是，环绕的榫舌布置在阻热盾上并且嵌接到压盘头的环绕的槽内。阻热盾的环绕的凸肩的优点在安装中体现，这是因为在压盘头无需另外机械扭转的情况下可以将阻热盾的环绕的凸肩安装到压盘头的环绕的槽内。
在另一实施方案中，阻热盾的榫舌相对于压盘轴线径向靠外地布置在阻热盾上。通过将榫舌布置在阻热盾的外部区域上，使得可以通过诸如冲压和改形流程的机加工流程或通过车削流程就简单地加工出阻热盾。不需要附加地将榫舌安置在阻热盾上。
此外，在另一实施方案中，阻热盾朝压盘头方向具有隆起部。压盘头的隆起部用于让阻热盾支撑在压盘头上。也能想到的是，压盘头朝阻热盾方向具有隆起部，以用于让阻热盾支撑在压盘头上。隆起部在其几何形状上可以不同地设计，并且例如可以具有矩形的、方形的、三角形的或圆形的形状。特别有利的是，压盘头或阻热盾具有偶数个隆起部，以此使压盘头均匀地贴靠在阻热盾上，或者使阻热盾均匀地贴靠在压盘上。
在另一实施方案中，隆起部是阻热盾的弹性体的组成部分。换言之，隆起部由弹性体成形。但是，隆起部也可以模制在弹性体上。
此外已表明，在另一实施方案中，压盘头朝盘式制动器的夹紧侧方向具有支撑元件。这些支撑元件在几何形状上是突起部，阻热盾支撑在这些突起部上，其中，避免了阻热盾全面地支撑在压盘头上。支撑元件的形状可以变化。不形成附加成本，这是因为在对压盘或仅是压盘头进行包括冲压或铸造在内的制造过程期间，与压盘或压盘头同时构成支撑元件。
另外，在最后的有利的实施方案中，本发明的任务通过机动车辆的盘式制动器来解决，其中，盘式制动器具有根据前述实施例中任一项所述的夹紧装置。
附图说明
下文根据附图解释本发明的所选出的实施例。其中：
图1以侧向剖开的视图示出具有根据本发明的夹紧装置的盘式制动器；
图2示出阻热盾和夹紧装置的局部截段；
图2a示出处于装入状态中的阻热盾的细节视图，其具有在一侧被覆层的热盾；
图3以侧向经转动的视图示出阻热盾；
图3a以横截面示出阻热盾的剖开的视图；
图3b示出根据图3a的剖开的阻热盾的细节视图；
图4示出压块和具有榫舌的阻热盾的侧向的经转动的视图；
图5示出夹紧装置和具有榫舌的阻热盾的剖开的局部视图；
图6以侧向的经转动的前视图示出具有榫舌的阻热盾；
图6a以侧向的经转动的后视图示出具有榫舌的阻热盾；
图7示出具有隆起部的阻热盾；
图7a示出处于装入状态中的根据图7的阻热盾和压盘；
图8示出具有在压盘头内的环绕的槽的压盘和具有环绕的凸肩的阻热盾；
图8a详细地示出根据图8的具有压盘头的压盘；
图9示出具有在压盘头上的支撑元件的压盘；
图9a详细地示出具有根据图9的支撑元件的压盘。
具体实施方式
图1示出了具有夹紧装置1的盘式制动器2的侧向剖开的视图。盘式制动器2具有夹紧侧ZS和轮辋侧FS。制动器支架11在轮辋侧FS上具有用于容纳制动衬片14的衬片支架通道12，而在夹紧侧ZS上具有用于容纳制动衬片15的衬片支架通道13。压紧弹簧17、18和衬片保持箍19定固了制动衬片14、15，以防止制动衬片从制动衬片支架通道12、13径向脱落。夹紧装置1具有转动杆20，转动杆在夹紧过程期间将具有压盘4的调节芯轴3轴向沿轴向的轴线A、即朝制动衬片14、15方向移动，以此将制动衬片14、15压到未示出的制动盘上。压盘4具有环绕的槽6，在槽内布置有波纹管5。波纹管5通过盖附加地与制动钳16连接，并且保护夹紧装置1不受诸如灰尘、沙子、石块或雪的环境影响。在波纹管5与压盘4的压盘头4a之间布置有阻热盾7。阻热盾7在复位过程期间保护波纹管5免于粘附在压盘头4a上，并且在进给过程期间防止被压盘头4a撕裂，即防止波纹管5的损坏。阻热盾7由金属环10和弹性体9构成。在图1中，阻热盾7借助挤压方法被牢固地布置在压盘4上。作为附加的隔离部，夹紧装置1在压盘头4a与阻热盾7之间具有由空气构成的隔热的层8(见图2和2a)。也就是说，阻热盾7不是直接布置在压盘头4a上，而是以大约1mm的距离X布置在压盘头4a上。最后，盘式制动器2在制动钳16中具有用于调整制动盘与制动衬片14、15之间的气隙的压块22和再调节装置21。将制动衬片14、15与制动盘之间的距离定义为气隙。
图2在根据图1的盘式制动器2的夹紧装置1的细节视图中解释了阻热盾7在压盘头4a与波纹管5之间的定位。与图1相反，阻热盾7自由地布置在压盘4上并且被覆层以弹性体9。换言之，阻热盾7无需挤压方法地有间隙地贴靠在压盘头4a上。清晰地可见，压盘头4a与阻热盾7之间的距离X约为1mm。压盘头4a与阻热盾7之间的附加距离X降低了在制动过程时由于制动衬片14、15抵靠到制动盘上所产生的辐射出来的热的温度。除阻热盾7之外，波纹管5还通过由空气构成的隔热的层8被保护免受过高的温度。例如，过高的温度导致波纹管5粘附在压盘4、压盘头4a或阻热盾7上。阻热盾7的弹性体9是附加的保护，并且防止阻热盾7的金属环10粘附在波纹管5上。阻热盾7的弹性体9此外具有开口23。开口23用作在对金属环10包覆时的工具撑托。
在图2a中示出了根据图1至2的阻热盾7的另一实施方案。然而，阻热盾7仅在金属环10的面向波纹管5的一侧S上具有弹性体9a。也就是说，阻热盾7的弹性体9a并非包覆阻热盾7的金属环10，而是阻热盾7的金属环10在面向波纹管5的一侧S上被覆层以阻热盾7的弹性体9a。
在图3中详细示出了根据图1至2的阻热盾7。能很好地看出的是，阻热盾7被构造为成O形圈。此外可见弹性体9的开口23。在实施例中，开口23仅在一侧被引入到弹性体9内。当根据图1至图2a将阻热盾7安设到盘式制动器2内时，开口23指向轮辋侧FS的方向。
图3a以横截面示出了根据图1、图2和图3的阻热盾7。尤其地，详细地可见的是，阻热盾7的金属环10被阻热盾7的弹性体9完全包覆。
图3b以横截面示出了根据图1、图2、图3和图3a的阻热盾7的最后细节视图。
图4示出了在压盘4上的阻热盾7的第二实施方式，其中，为了更好的俯瞰阻热盾7，未示出波纹管5。阻热盾7在压盘轴线DA的轴向、即朝压盘头4a方向具有榫舌24、24a、24b。榫舌24、24a、24b嵌接到压盘头4a的槽25、25a、25b内。在阻热盾7与压盘头4a之间存在作为隔热的层8的空气。阻热盾7相对于压盘头4a与压盘头4a平行地布置。
图5示出了根据图1至2的夹紧装置1，其具有根据图4的阻热盾7。特别好地可见的是，阻热盾7相对于压盘头4a的平行布置方式。阻热盾7布置在波纹管5与压盘头4a之间。尤其地，详细示出了阻热盾7的榫舌24嵌入到压盘头4a的槽25内。在根据图5的实施方案中，阻热盾7是以弹性体9包覆的金属环10。
在图6中详细示出了根据图4和5的阻热盾7。阻热盾7具有6个榫舌24、24a、24b、24c、24d、24e，这些榫舌沿阻热盾7的轴线HA的轴向布置在阻热盾7的外边缘上。此外，阻热盾7在其上布置有榫舌24、24a、24b、24c、24d、24e的一侧上具有具备弹性体9a的涂层。
图6a从背侧示出了根据图4至6的阻热盾7。在实施例中，背侧，即与其上布置有榫舌24、24a、24b、24c、24d、24e的那一侧对置的一侧，具有带弹性体9a的涂层。
图7示出了根据图1和2的阻热盾7的第三实施方式。在第三实施方式中，阻热盾7具有隆起部28、28a、28b、28c、28d、28e、28f、28g、28h、28i、28j、28k，以用于将阻热盾7支撑在压盘头4a上。隆起部28、28a、28b、28c、28d、28e、28f、28g、28h、28i、28j、28k具有矩形形状，并且由弹性体9成形。此外，隆起部28、28a、28b、28c、28d、28e、28f、28g、28h、28i、28j、28k呈圆形地布置在弹性体9上。各两个隆起部28、28a、28b、28c、28d、28e、28f、28g、28h、28i、28j、28k在阻热盾7的轴线HA的径向彼此相叠布置。
图7a示出了根据图1和图2的夹紧装置1，其具有根据图7的阻热盾。阻热盾7部分地以隆起部28、28a，28g，28f支撑在压盘头4a上。在阻热盾7的隆起部28、28a，28g，28f与压盘头4a之间布置有由空气构成的隔热的层8。
图8示出了用于将阻热盾7布置在根据图1和图2的夹紧装置1的压盘头4a上的另一实施例。阻热盾7在阻热盾7的径向外端部上具有环绕的凸肩31。阻热盾7的环绕的凸肩31通过对阻热盾7的机加工变形来形成。在横截面中，具有环绕的凸肩31的阻热盾7相应于L形状。借助挤压方法，在压盘头4a的径向外边缘上引入环绕的槽30。阻热盾7以环绕的凸肩31支撑在压盘头4a的环绕的槽30中。阻热盾7的与阻热盾7的环绕的凸肩31对置的一侧支撑在波纹管5上(见图5)。
图8a再次详细示出了根据图1和图2的压盘4的压盘头4a的环绕的槽30。
在图9中示出了具有根据图1和图2的阻热盾7的夹紧装置1的另一设计方案。在压盘头4a上，朝阻热盾7方向布置有支撑元件29、29a、29b、29c。支撑元件29、29a、29b、29c具有与根据图7和图7a的阻热盾的隆起部28、28a、28b、28c、28d、28e、28f、28g、28h、28i、28j、28k相同的作用。在支撑元件29、29a、29b、29c之间包含空气作为隔热的层8，以防止阻热盾7粘附到压盘头4a上。
图9a再次详细示出了具有根据图9的支撑元件29、29a、29b、29c的压盘头4a。
附图标记列表
1 夹紧装置
2 盘式制动器
3 调节芯轴
4 压盘
4a 压盘头
5 波纹管
6 压盘4的环绕的槽
7 阻热盾
8 隔热的层
9、9a 阻热盾7的弹性体
10 阻热盾7的金属环
11 制动器支架
12～13 衬片支架通道
14～15 制动衬片
16 制动钳
17、18 压紧弹簧
19 制动衬片箍
20 转动杆
21 再调节装置
22 压块
23 阻热盾7的弹性体9的开口
24～24e 阻热盾7的榫舌
25～25b 压盘头4a的槽
28～28k 阻热盾7的隆起部
29～29c 压盘头4a的支撑元件
30 压盘头4a的环绕的槽
31 阻热盾7的环绕的凸肩
A 夹紧装置1的轴向轴线
DA 压盘轴线
HA 阻热盾7的轴线
S 金属环10的面对波纹管的一侧
X 压盘4与阻热盾7之间的距离
FS 轮辋侧
ZS 夹紧侧

Claims (19)

1.用于商用车辆的盘式制动器(2)的夹紧装置(1)，所述夹紧装置包括调节芯轴(3)，所述调节芯轴具有轴向布置在所述调节芯轴(3)上的压盘(4)，所述压盘具有压盘头(4a)，并且其中，所述压盘(4)为了容纳波纹管(5)而在径向上具有环绕的槽(6)，其特征在于，阻热盾(7)至少部分以距离(X)布置在所述压盘头(4a)与所述波纹管(5)之间，所述阻热盾(7)是以弹性体(9)包覆的金属环(10)或以弹性体(9a)覆层的金属环(10)。
2.根据权利要求1所述的夹紧装置(1)，其特征在于，所述夹紧装置(1)在所述压盘头(4a)与所述阻热盾(7)之间具有隔热的层(8)。
3.根据权利要求1所述的夹紧装置(1)，其特征在于，所述金属环(10)在一侧、以面对所述波纹管(5)的侧(S)覆层以弹性体(9a)。
4.根据权利要求1所述的夹紧装置(1)，其特征在于，所述金属环(10)在一侧、以背对所述波纹管(5)的侧(S)覆层以弹性体(9a)。
5.根据权利要求1或2所述的夹紧装置(1)，其特征在于，所述阻热盾(7)是塑料部件或硅酮部件。
6.根据权利要求1-4中任一项所述的夹紧装置(1)，其特征在于，所述阻热盾(7)以包括压配合或自由定位的布置方式布置在所述压盘(4)或所述压盘头(4a)上。
7.根据权利要求2所述的夹紧装置(1)，其特征在于，所述隔热的层(8)是空气层。
8.根据权利要求1-4中任一项所述的夹紧装置(1)，其特征在于，所述阻热盾(7)具有O形圈的形状。
9.根据权利要求1-4中任一项所述的夹紧装置(1)，其特征在于，所述阻热盾(7)至少部分以在所述压盘头(4a)与所述阻热盾(7)之间大于等于1mm的距离(X)来布置。
10.根据权利要求1-4中任一项所述的夹紧装置(1)，其特征在于，所述阻热盾(7)相对于所述压盘头(4a)平行或倾斜地布置在所述压盘头(4a)与所述波纹管(5)之间。
11.根据权利要求1-4中任一项所述的夹紧装置(1)，其特征在于，所述阻热盾(7)朝所述压盘头(4a)方向具有榫舌(24、24a、24b、24c、24d、24e)。
12.根据权利要求11所述的夹紧装置(1)，其特征在于，所述压盘头(4a)具有槽(25、25a、25b)，并且所述槽(25、25a、25b)被构造成用于容纳所述阻热盾(7)的榫舌(24、24a、24b、24c、24d、24e)。
13.根据权利要求12所述的夹紧装置(1)，其特征在于，所述阻热盾(7)具有至少三个榫舌(24、24a、24b、24c、24d、24e)，并且所述压盘头(4a)具有至少三个槽(25、25a、25b)。
14.根据权利要求1-4中任一项所述的夹紧装置(1)，其特征在于，所述阻热盾(7)具有环绕的凸肩(31)，并且所述压盘头(4a)具有用于容纳所述环绕的凸肩(31)的环绕的槽(30)。
15.根据权利要求11所述的夹紧装置(1)，其特征在于，所述阻热盾(7)的榫舌(24、24a、24b、24c、24d、24e)相对于压盘轴线(DA)径向靠外地布置在所述阻热盾(7)上。
16.根据权利要求1-4中任一项所述的夹紧装置(1)，其特征在于，所述阻热盾(7)朝所述压盘头(4a)方向具有隆起部(28、28a、28b、28c、28d、28e、28f、28g、28h、28i、28j、28k)，以用于让所述阻热盾(7)支撑在所述压盘头(4a)上。
17.根据权利要求15所述的夹紧装置(1)，其特征在于，所述阻热盾的隆起部(28、28a、28b、28c、28d、28e、28f、28g、28h、28i、28j、28k)是所述弹性体(9)的组成部分。
18.根据权利要求1-4中任一项所述的夹紧装置(1)，其特征在于，所述压盘头(4a)朝夹紧侧(ZS)方向具有用于支撑所述阻热盾(7)的支撑元件(29、29a、29b、29c)。
19.机动车辆的盘式制动器(2)，所述盘式制动器包括：制动器支架(11)，所述制动器支架具有至少一个布置在衬片支架通道(12、13)内的制动衬片(14、15)；围嵌所述制动器支架(11)的用于将至少一个制动衬片(14、15)轴向夹紧到制动盘上的制动钳(16)，其中，布置在所述制动钳(16)的夹紧侧(ZS)上的夹紧装置(1)在制动过程期间经由制动衬片(15)夹紧制动盘，其特征在于，所述夹紧装置(1)根据权利要求1至18中任一项来构造。
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