CN112585372A - 用于盘式制动器卡钳中的摩擦衬垫的弹簧 - Google Patents

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Abstract

一种用于可与盘式制动器(1)的卡钳(2)相关联的摩擦衬垫(11)的弹簧(22),用以将摩擦衬垫(11)弹性地偏置远离制动盘(3),该弹簧包括中心伸展部(26)和两个相反的横向伸展部(27),上述横向伸展部从中心伸展部(26)沿两个相反的横向方向延伸,并各自形成支撑伸展部(29)、搁置伸展部(30)以及在支撑伸展部(29)和搁置伸展部(30)之间延伸的翼状伸展部(31),其中支撑伸展部(29)位于相同支撑平面(32)上,并且翼状伸展部(31)包括:‑上升翼状伸展部(33),该上升翼状伸展部从支撑伸展部(29)起以远离支撑平面(32)朝向弹簧(22)的上部侧(34)并且远离纵向中间平面(28)的方式延伸至上部顶端点(35),‑下降翼状伸展部(36),该下降翼状伸展部从上部顶端点(35)起以进一步远离纵向中间平面(28)并朝向弹簧(22)的下部侧(37)的方式延伸到将翼状伸展部(31)与搁置伸展部(30)连接的折叠线(38)。

Description

用于盘式制动器卡钳中的摩擦衬垫的弹簧
本发明涉及一种用于将衬垫弹性地保持和定位在盘式制动器卡钳中的弹簧,以及配备有这样的弹簧的盘式制动器。
已知的是,用于固定的卡钳盘式制动器的十字形膨胀弹簧,其设置有:纵向件,该纵向件的端部例如与支撑衬垫的两个支撑销抵靠;以及横向件,该横向件的端部与衬垫的上部边缘抵靠,从而将衬垫弹性地保持在“降低”的位置。凭借横向件的下部表面的倾斜配置,膨胀弹簧将衬垫偏置以远离彼此,以确保每次制动后衬垫与制动盘分离。
已知的膨胀弹簧的纵向件的端部通常从下方与两个支撑销接合,并且膨胀弹簧的横向件从上方以弹簧的方式按压在衬垫的支撑板上。
因此,已知的膨胀弹簧可以用于获得三重作用:
-减少衬垫的振动,
-将制动衬垫从制动盘上移开,以减少或消除在制动器停用的情况下由于制动衬垫与制动盘之间的不期望的接触而造成的余留制动扭矩,
-获得衬垫的摩擦衬片的均匀磨损。
现有技术的膨胀弹簧以相对于衬垫的平面小于15°的弹性力施加角度抵接在衬垫上,并且因此将高径向弹性力和低得多的轴向弹性力传递到衬垫。轴向弹性力使衬垫沿规划的轴向滑动方向移动远离彼此,并移动远离制动盘。与此相反,径向弹性力在衬垫和卡钳之间的搁置界面中例如在支撑销和对应的衬垫孔之间的搁置界面中产生摩擦阻力,该摩擦阻力对抗弹簧的轴向推力,并且因此对抗衬垫的相互分离。
使用现有技术的膨胀弹簧,轴向弹性力不足以在制动器的每个工作状况下以完整且可靠的方式克服由弹性径向弹性力生成的摩擦阻力。
因此,在制动器停用的情况下,往往会发生制动衬垫和制动盘之间的不完全脱离,从而造成:
-不期望的余留制动力矩,
-计划外的衬垫定位和定向,
-非均匀的衬垫磨损。
另外,由现有技术的膨胀弹簧所施加的轴向弹性力根据摩擦衬垫的磨损状态(以及因此根据轴向位置)而变化。
因此,弹性力的施加状况以及因此衬垫的约束状况是不确定的,难以精确预测且随时间变化。作用在摩擦衬垫上的力矩的平衡对摩擦(且受其影响)和受几何变化的影响是不期望的敏感。
由此可见,在衬垫逐渐磨损的整个寿命周期期间,无法确保衬垫与制动盘的分离功能。
因此,本发明的目的是提供一种用于衬垫的经改进的弹簧和经改进盘式制动器,其具有以下特征:诸如在制动器停用的情况下减少余留制动扭矩,并且即使存在衬垫磨损并在它们的整个寿命周期期间,改进衬垫与制动盘的分离功能并使该分离功能更均匀。
在本发明的大体目的的范围内,另外的目的涉及降低摩擦衬垫的弹性约束系统的敏感性(或者换句话说:改进鲁棒性)和作用于摩擦衬垫上的力矩的平衡,涉及衬垫和卡钳之间以及膨胀弹簧与衬垫之间的几何公差、摩擦效应、以及支撑状况的变化。
这些目的和其它目的是由根据权利要求1的用于衬垫的弹簧以及根据权利要求32的盘式制动器来实现的。从属权利要求涉及有利的和优选的实施方式。
为了更好地理解本发明并领会其优点,下面参照附图将描述实施方式的一些非限制性示例,其中:
图1是根据一实施方式的盘式制动器的立体图;
图2是图1中的盘式制动器的径向截面图(相对于盘式制动器的旋转轴线);
图3是在停用配置中的盘式制动器的径向截面图(其中为了更清楚,移除了制动盘);
图4示出了在启用配置中的图3中的盘式制动器;
图5是图1中的盘式制动器的俯视图;
图6是图1中的盘式制动器的仰视图;
图7是图1中的盘式制动器的后视图;
图8是图1中的盘式制动器沿平行于盘平面的截面平面截取的截面图,并且其中为了清楚起见移除了制动盘;
图9是图1中的盘式制动器的细节立体图;
图10A、图10B、图10C、图10D是适于在根据图1至图9的盘式制动器中使用的摩擦衬垫的弹簧的视图;
图11是根据一实施方式的盘式制动器的立体图;
图12是图11中的盘式制动器的径向截面图(相对于盘式制动器的旋转轴线);
图13是在停用配置中的图11中的盘式制动器的径向截面图(其中为了更清楚,移除了制动盘);
图14示出了在启用配置中的图13中的盘式制动器;
图15是图11中的盘式制动器的俯视图;
图16是图11中的盘式制动器的仰视图;
图17是图11中的盘式制动器的后视图;
图18是图11中的盘式制动器沿平行于盘平面的截面平面截取的截面图,并且其中为了清楚起见移除了制动盘;
图19、图20示出了适于在根据本发明的优选实施方式的盘式制动器上使用的摩擦衬垫;
图21是图11中的盘式制动器的细节立体图;
图22A、图22B、图22C、图22D是适于在根据图11至图21的盘式制动器中使用的摩擦衬垫的弹簧的视图;
图23是根据一实施方式的盘式制动器的立体图;
图24是图23中的盘式制动器的径向截面图(相对于盘式制动器的旋转轴线);
图25是在停用配置中的图23中的盘式制动器的径向截面图(其中为了更清楚,移除了制动盘);
图26示出了在启用配置中的图25中的盘式制动器;
图27是图23中的盘式制动器的俯视图;
图28是图23中的盘式制动器的仰视图;
图29是图23中的盘式制动器的后视图;
图30是图23中的盘式制动器沿平行于盘平面的截面平面截取的截面图,并且其中为了清楚起见移除了制动盘;
图31是图23中的盘式制动器的立体图,其中为了更清楚,移除了制动盘;
图32和图33示出了图23中的盘式制动器的摩擦衬垫,该摩擦衬垫适于根据本发明的优选实施方式的盘式制动器;
图34是图23中的盘式制动器的细节立体图;
图35A、图35B、图35C、图35D是根据一实施方式的、适于在根据图23至图34的盘式制动器中使用的摩擦衬垫的弹簧的视图;
图36A、图36B、图36C是根据另外的实施方式的、适于在根据图23至图34的盘式制动器中使用的用于摩擦衬垫的弹簧的视图;
图37A、图37B、图37C、图37D是适于在根据另外的实施方式的盘式制动器中使用的摩擦衬垫的弹簧的视图;
图38A、图38B、图38C、图38D是适于在根据另外的实施方式的盘式制动器中使用的摩擦衬垫的弹簧的视图。
参照附图,一种盘式制动器特别是用于机动车辆的盘式制动器,在全局范围内由附图标记1表示。在特定情况下,它是固定式卡钳类型的盘式制动器。然而,本发明也适用于所谓的浮动式卡钳和具有浮动式卡钳的制动器。
盘式制动器1包括卡钳2和制动盘3。卡钳2可以例如通过固定旋拧件被固定至车辆悬架,而制动盘3设置有环形制动带4,其可以连接至车辆的轮毂(未示出)。
卡钳2包括两个侧壁5,上述两个侧壁被布置在制动盘3的两侧上并通过连接元件彼此连接,上述连接元件跨骑制动盘3的制动带4延伸。有利地,卡钳2包括界定中心开口7的两个端部桥形件6,以及布置在中心开口7中的至少一个或正好一个拉杆8,以及该拉杆在结构上连接两个侧壁5,从而在制动时限制卡钳2的变形。优选地,拉杆8被布置成大约在中心开口7的中心处,从而将其分割成基本上相等的周向延伸部的两个半开口9、10(参照制动盘3的旋转轴线18)。
具有支撑板12例如由钢制成的支撑板以及摩擦材料衬片13的至少两个衬垫11在制动带4处被各自布置在制动盘3的一侧上,并被容纳在制动钳2的专用座部14中,并且由至少一个、优选地由两个支撑销15支撑。支撑销15的大小和机械强度足以允许衬垫11例如通过支撑孔或槽16来从这样的支撑销15上悬挂或搁置在这样的支撑销上,该支撑孔或槽形成在支撑板12上,优选地在支撑板12的侧端部部分17中或在相反的两个侧端部部分17中,优选地在支撑板12的径向内部半部(相对于制动盘3的旋转轴线18)和/或在下部(即径向内部)边缘19处或在该下边缘附近,以防止摩擦衬垫11(相对于制动盘3的旋转轴线18)的径向移位。值得注意的是,用于摩擦衬垫11的支撑销15一般不会有助于卡钳2的整体刚性。
摩擦衬垫11能够沿着支撑销15在与制动盘3的平面23垂直的轴向方向上移动,并通过推力装置例如诸如被布置在卡钳2中的一个或更多个液压缸-活塞单元20、21被偏置,从而经由摩擦衬片13来夹持制动带4的区段,该区段的表面和形状对应于摩擦衬片13的表面和形状。
盘式制动器1还包括至少一个衬垫弹簧22,该衬垫弹簧将弹性预加载施加到衬垫11上,以使摩擦衬垫11在制动器停用的情况下保持与制动盘3间隔开。相同的一个或更多个弹簧22或一个或更多个附加弹簧24(例如图23、图28、图29中所示)可以执行使得摩擦衬垫11弹性地停止在座部14中的另外的功能,由此在制动器停用的情况下减少由于衬垫相对于制动钳2的移动而引起的振动和噪音的发生。
弹簧22的详细说明
一般地,盘式制动器1可以包括两个弹簧22,其中每个弹簧分别地与两个相反的摩擦衬垫11相关联,并被放置为与两个相反的摩擦衬垫11弹性地按压接触。
弹簧22的横向长形板25的详细描述
弹簧22包括具有中心伸展部26的横向长形板25和两个相反的横向部分27,上述两个相反的横向部分从中心伸展部26相对于弹簧22的纵向中间平面28(几何的,而非材料的)在两个相反的横向方向上延伸,并且各自依次形成支撑伸展部29、搁置伸展部30和在支撑伸展部29与搁置伸展部30之间延伸的翼状伸展部31(图10D、图22B、图22D、图35D、图36C、图37D)。
支撑伸展部29与中心伸展部26相邻(或直接与其接界),并且被定向为使得两个支撑伸展部29延伸于或位于横向于、可能的是正交于纵向中间平面28(几何的,而非材料的)的相同的支撑平面32中。
翼状伸展部31与相应的支撑部段29相邻(或直接地接界),并且包括:
-上升翼状伸展部33,其从支撑伸展部29起以远离支撑平面32朝向弹簧22的上部侧34并且远离纵向中间平面28的方式延伸至上部顶端点(或区域)35,
下降翼状伸展部36,其从上部顶端点(或区域)35起以进一步远离纵向中间平面28并朝向弹簧22的下部侧37的方式延伸直至将翼状伸展部31连接至搁置伸展部30的折叠线38,其中下降翼状伸展部36可能穿过支撑平面32,并且折叠线38在相对于上部顶端点(或区域)35的相反侧上被形成在距支撑平面32一距离处。
弹簧22还包括一个或更多个固定伸展部39,上述固定伸展部被连接到横向长形板25的中心伸展部26或者被形成在横向长形板的中心伸展部处,并且形成至少两个相反的固定部分40,以用于弹性卡扣固定到卡钳2的对应固定座部41。
根据一实施方式(图35A至图35D),弹簧22的两个相反的横向伸展部27也可以形成拱形屈服伸展部43,例如被形成在搁置伸展部30中或在搁置伸展部30与翼状伸展部31之间,其中屈服伸展部43从两个基本上相反且对置(face,面向、面对)的折叠线42起发展为环形或圆弧形的形状,其可能大于两个对置的折叠线42之间的距离。屈服伸展部提供了进一步的弯曲长度,该弯曲长度适于积累弹性变形能量,并进一步使弹簧的弹性推力在摩擦衬垫11的不同轴向位置上均匀。
优选地,屈服伸展部43在远离纵向中间平面28的方向上突出,并在与支撑平面32一定距离处延伸,并且从该支撑平面朝向弹簧22的下部侧37移位。
搁置伸展部30形成:板状接触部分44,其优选地为平面,以用于弹簧22与形成在摩擦衬垫11的支撑板12处的对应接触表面45(具有滑动的可能性)的自由抵靠;以及中间部分46,其在翼状伸展部31和接触部分44之间延伸,并且可能由两条折叠线47、48界定。在弹簧22未变形的情况下,中间板状部分46相对于支撑平面32朝向弹簧22的下部侧37横向地延伸,并且接触部分44相对于中间部分46被折叠并从形成于接触部分44和中间部分46之间的折叠边缘48开始延伸,从而背离支撑平面32(并且因此相对于支撑伸展部29)并朝向纵向中间平面28偏移。
根据实施方式,相反的横向部分27的各个伸展部的长度中的两个或更多个长度之间的比例在下表中列出的范围内,其中:
L29是从纵向中间平面28直至翼状伸展部31测量到的支撑伸展部29的延伸,
L33是上升翼状伸展部33的长度,
L36是下降翼状伸展部36的长度,
L46是搁置伸展部30的中间伸展部46的长度,
L44是搁置伸展部30的接触部分44的长度。
L29 L33 L36 L46 L44
L29 1.00 0.35-0.95 1.22-1.70 0.42-0.90 0.58-1.35
L33在0.35*L29至0.95*L29的范围内,和/或L36在1.22*L29至1.7*L29的范围内,和/或L46在0.42*L29至0.90*L29的范围内,和/或L44在0.58*L29至1.35*L29的范围内。
L29 L33 L36 L46 L44
L33 1.07-2.56 1.0 1.78-3.19 0.67-1.55 0.9-2.01
L29在1.07*L33至2.56*L33的范围内,和/或L36在1.78*L33至3.19*L33的范围内,和/或L46在0.67*L33至1.55*L33的范围内,和/或L44在0.9*L33至2.01*L33的范围内。
L29 L33 L36 L46 L44
L36 0.53-0.86 0.22-0.63 1.00 0.3-1.6 0.42-0.88
L29在0.53*L36至0.86*L36的范围内,和/或L33在0.22*L36至0.63*L36的范围内,和/或L46在0.3*L36至1.6*L36的范围内,和/或L44在0.42*L36至0.88*L36的范围内。
L29 L33 L36 L46 L44
L46 1.15-2.0 0.59-1.4 1.9-2.6 1.0 1.2-1.66
L29在1.15*L46至2.0*L46的范围内,和/或L33在0.59*L46至1.4*L46的范围内,和/或L36在1.9*L46至2.6*L46的范围内,和/或L44在1.2*L46至1.66*L46的范围内。
L29 L33 L36 L46 L44
L44 0.7-1.56 0.42-1.1 1.18-2.02 0.54-0.87 1.0
L29在0.7*L44至1.56*L44的范围内,和/或L33在0.42*L44至1.1*L44的范围内,和/或L36在1.18*L44至2.02*L44的范围内,和/或L46在0.54*L44至0.87*L44的范围内。
根据有利的实施方式(图10D、图22A),L33在0.8*L29至0.9*L29的范围内,和/或L36在1.5*L29至1.7*L29的范围内,和/或L46在0.7*L29至0.9*L29的范围内,和/或L44在1.2*L29至1.35*L29的范围内。
根据有利的实施方式(图37D),L33在0.4*L29至0.6*L29的范围内,和/或L36在1.25*L29至1.5*L29的范围内,和/或L46在0.6*L29至0.8*L29的范围内,和/或L44在0.8*L29至1.0*L29的范围内。
根据有利的实施方式(图36C),L33在0.35*L29至0.55*L29的范围内,和/或L36在1.32*L29至1.52*L29的范围内,和/或L46在0.57*L29至0.77*L29的范围内,和/或L44在0.78*L29至1.0*L29的范围内。
根据另外的有利的实施方式(图35D),L33在0.85*L29至0.78*L29的范围内,和/或L36在1.22*L29至1.42*L29的范围内,和/或L46在0.42*L29至0.62*L29的范围内,和/或L44在0.58*L29至0.78*L29的范围内。
在摩擦衬垫11的不同轴向位置和摩擦衬垫11的不同磨损状况下,长形横向板25的相反的横向伸展部27的各个伸展部的长度的这些几何比例已经证明有利于获得弹簧22的至少近似恒定或均匀的弹性力。
根据优选实施方式,支撑伸展部29和上升翼状伸展部33在一折叠处彼此接界并以呈钝角的倾斜角相互倾斜,该折叠优选地不是尖锐的而是圆滑的。
另外的优点是,上升翼状伸展部33和下降翼状伸展部36在一折叠处彼此相邻并以呈锐角的倾斜角相互倾斜,该折叠优选地不是尖锐的而是圆滑的。
另外的优点是,下降翼状伸展部36和中间部分46在一折叠处彼此接界,或者另外的屈服伸展部43(图35D)介于它们之间,并且它们以呈钝角的倾斜角相互倾斜,该折叠优选地不是尖锐的而是圆滑的。
同样的且另外的优点是,中间部分46和接触部分44在一折叠处彼此接界并以呈钝角的倾斜角相互倾斜,该折叠优选地不是尖锐的而是圆滑的。
有利地,支撑伸展部29相对于纵向中间平面28的倾斜角α29在-10°至+10°的范围内,优选地在-5°至+5°的范围内,和/或
上升翼状伸展部33相对于纵向中间平面28的倾斜角α33在20°至65°的范围内,优选地在30°至55°的范围内,
下降翼状伸展部36相对于纵向中间平面28的倾斜角α36在10°至60°的范围内,优选地在20°至50°的范围内,
搁置伸展部30的中间部分46相对于纵向中间平面28的倾斜角α46在-20°至+35°的范围内,优选地在-10°至+25°的范围内,和/或
支撑伸展部30的接触部分44相对于纵向中间平面28的倾斜角α44在20°至60°的范围内,优选地在30°至50°的范围内,优选地为约50°。
根据实施方式(图10D、图22D),
支撑伸展部29相对于纵向中间平面28的倾斜角α29在-10°至+10°的范围内,优选地在-5°至+5°的范围内,优选地为约0°,和/或
上升翼状伸展部33相对于纵向中间平面28的倾斜角α33在25°至45°的范围内,优选地在30°至40°的范围内,优选地为约35°,和/或
下降翼状伸展部36相对于纵向中间平面28的倾斜角α36在30°至50°的范围内,优选地在35°至45°的范围内,优选地为约38°,和/或
搁置伸展部30的中间部分46相对于纵向中间平面28的倾斜角α46在15°至35°的范围内,优选地在20°至30°的范围内,优选地为约25°,和/或
搁置伸展部30的接触部分44相对于纵向中间平面28的倾斜角α44在40°至60°的范围内,优选地在45°至55°的范围内,优选地为约50°。
根据另外的实施方式(图36C、图37D),
支撑伸展部29相对于纵向中间平面28的倾斜角α29在-15°至15°的范围内,优选地在-5°至+5°的范围内,优选地为约0°,和/或
上升翼状伸展部33相对于纵向中间平面28的倾斜角α33在20°至40°的范围内,优选地在25°至35°的范围内,优选地为约30°,和/或
下降翼状伸展部36相对于纵向中间平面28的倾斜角α36在40°至60°的范围内,优选地在45°至55°的范围内,优选地为约50°,和/或
搁置伸展部30的中间部分46相对于纵向中间平面28的倾斜角α46在-10°至+10°的范围内,优选地在-5°至+5°的范围内,优选地为约0°,和/或
支撑伸展部30的接触部分44相对于纵向中间平面28的倾斜角α44在20°至40°的范围内,优选地在25°至35°的范围内,优选地为约30°。
根据又一另外的实施方式(图35D),
支撑伸展部29相对于纵向中间平面28的倾斜角α29在-10°至+10°的范围内,优选地在-5°至+5°的范围内,优选地为约0°,和/或
上升翼状伸展部33相对于纵向中间平面28的倾斜角α33在45°至65°的范围内,优选地在50°至60°的范围内,优选地为约55°,和/或
下降翼状伸展部36相对于纵向中间平面28的倾斜角α36在10°至30°的范围内,优选地在15°至25°的范围内,优选地为约19°,和/或
搁置伸展部30的中间部分46相对于纵向中间平面28的倾斜角α46在0°至-20°的范围内,优选地在-5°至-15°的范围内,优选地为约-10°,和/或
支撑伸展部30的接触部分44相对于纵向中间平面28的倾斜角α44在30°至50°的范围内,优选地在35°至45°的范围内,优选地为约40°。
所述的几何值仅在图10D中表示,但类似地适用于图22D、图35D、图36C、图37D,在这些附图中没有明确地标出这些几何值以避免图面杂乱。
长形横向板25的相反各个伸展部27的倾斜度的选择使得确保弹簧22有足够的弯曲长度以积累偏置摩擦衬垫11所必需的弹性能量,以及用于弹簧22朝向卡钳2内部的有利定位。
上述关于倾斜角和伸展部长度以及横向长形板25的部分的长度的解释是指图10D和其他实施方式的对应附图,并且因此指弹簧22在横向中间平面49上的截面或投影,该横向中间平面与纵向中间平面28正交并且也垂直于支撑平面32。
有利地,弹簧22和/或长形横向板25具有相对于纵向中间平面28的对称形状或对称镜面形状。
弹簧22的固定伸展部39的详细说明
根据实施方式(图10A至图10D、图22A至图22D),弹簧22还包括具有支撑部分51和两个纵向固定伸展部39的纵向长形板50,支撑部分位于横向长形板25的中心伸展部26处(例如,与其重合、与其形成为单一件、或者例如通过铆钉或TOX与其彼此连接),两个纵向固定伸展部39相对于弹簧22的横向中间平面49(几何的,而非材料的)在两个相反的纵向方向上从支撑伸展部51延伸,所述横向中间平面与纵向中间平面28正交,并且优选地,与支撑平面32正交。
在弹簧22未变形的情况下,支撑部分51被定向为基本上平行于支撑平面32。纵向固定伸展部39形成:纵向上升伸展部52,其从支撑伸展部51起以远离支撑平面32朝向弹簧22的上部侧34并且远离横向中间平面49朝向所述卡扣固定部分40的上部固定伸展部53的方式延伸;以及纵向下降伸展部54,其从支撑部分51起以远离支撑平面32朝向弹簧22的下部侧37并且远离横向中间平面49朝向所述卡扣固定部分40的下部固定部分55在与纵向上升伸展部52相反的方向上的方式延伸(图10C)。
这允许将弹簧22定位在摩擦衬垫11的相反的两个侧上,并且可能使横向部分27在平行于和垂直于制动盘3的平面23的平面上延伸,并且同时将弹簧22固定在卡钳2处,该卡钳相对于制动盘3的旋转轴线遵循周向行进。
上升纵向伸展部52和下降纵向伸展部54优选为板状且基本上为平面。
在上升纵向伸展部52和上部固定部分53之间可以形成延伸伸展部56,该延伸伸展部优选为平坦的且平面的,并且可能基本上平行于支撑平面32。
根据一实施方式,固定部分40(上部53和下部55)各自形成“U”形折叠伸展部,并且可能形成相对于“U”形伸展部在与“U”形折叠部相反的方向上折叠的自由边缘57(图10B、图10C、图22A、图22C)。
根据实施方式,固定伸展部39的各个伸展部的长度中的两个或更多个长度之间的比例在下表中列出的范围内,其中:
L51是支撑部分51的长度,
L52是纵向上升伸展部52的长度,
L54是纵向下降伸展部54的长度,
L56是延伸伸展部56的长度,
L51 L52 L54 L56
L51 1.00 1.35-1.65 1.0-1.2 1.2-1.48
L52在1.35*L51至1.65*L51的范围内,优选地为约1.48*L51,和/或L54在1.0*L51至1.2*L51的范围内,优选地为约1.1*L51,和/或L56在1.2*L51至1.48*L51的范围内,优选地为约1.33*L51。
L51 L52 L54 L56
L52 0.58-0.78 1.0 0.64-0.84 0.8-1.0
L51在0.58*L52至0.78*L52的范围内,优选地为约0.68*L52,和/或L54在0.64*L52至0.84*L52的范围内,优选地为约0.74*L52,和/或L56在0.8*L52至1.0*L52的范围内,优选地为约0.9*L52,
L51 L52 L54 L56
L54 0.80-1.0 1.25-1.45 1.0 1.12-1.32
L51在0.8*L54至1.0*L54的范围内,优选地为约0.91*L54,和/或L52在1.25*L54至1.45*L54的范围内,优选地为约1.35*L54,和/或L56在1.12*L54至1.32*L54的范围内,优选地为约1.22*L54,
L51 L52 L54 L56
L56 0.65-0.85 1.0-1.2 0.72-0.92 1.0
L51在0.65*L56至0.85*L56的范围内,优选地为约0.75*L56,和/或L52在1.0*L56至1.2*L56的范围内,优选地为约1.11*L56,和/或L54在0.72*L56至0.92*L56的范围内,优选地为约0.82*L56。
纵向长形板50的纵向固定伸展部39的各个伸展部的长度的这些几何比例已经证明有利于获得弹簧22的弹性平衡,这既确保所期望的且稳定的定位,又确保容易插入卡钳2的固定座部41中。
根据优选实施方式,上升纵向伸展部52和下降纵向伸展部54相对于支撑部分51以呈钝角的倾斜角倾斜。
优选地,上升纵向伸展部52和下降纵向伸展部54与支撑部分51在折叠处接界,上述折叠优选地不是尖锐的而是圆滑的(图10C)。
另外的优点是,延伸伸展部56和上升纵向伸展部52在一折叠处相互相邻并以呈钝角的倾斜角相互倾斜,该折叠优选地不是尖锐的而是圆滑的。
有利地,延伸伸展部56与支撑部分51基本上平行,并且优选也与相反的横向伸展部27的支撑伸展部29平行。
有利地,纵向上升伸展部52相对于支撑平面32的倾斜角α52在25°至40°的范围内,优选地在28°至36°的范围内,优选地为约33°,和/或
纵向下降伸展部54相对于支撑平面32的倾斜角α54在25°至40°的范围内,优选地在28°至36°的范围内,优选地为约31°。
可能地,纵向上升伸展部52相对于支撑平面32的倾斜角α52大于纵向下降伸展部54相对于支撑平面32的倾斜角α54。
纵向长形板50意在沿基本上周向的方向关于制动盘3的旋转轴线18定向,并在纵向中间平面28中/沿该纵向中间平面发展,该纵向中间平面与制动盘3的平面23平行或相同。
横向长形板25被固定至纵向长形板50,或者与该纵向长形板形成为一体,特别地通过中心部分26与支撑部分51的连接。
根据另一实施方式(图22A、图22B,弹簧22可以包括辅助弹簧58,该辅助弹簧被固定至横向长形板25并形成一个或更多个弯曲的辅助翼59,上述辅助翼意在弹性地搁置抵靠卡钳2的,优选地与固定座部41间隔开的一个或更多个另外的固定座部64。
根据一实施方式,辅助弹簧58形成两个辅助翼59,优选为平行的,并从支撑伸展部29延伸,并且具有:
上升部分60,其从支撑伸展部29以远离支撑平面32朝向弹簧22的上部侧34并且远离横向中间平面49的方式延伸直至上部转延点61,
下降部分62,其从上部转延点61以进一步远离横向中间平面49并朝向弹簧22的下部侧37的方式延伸直至钩形端部部分63,该端部部分朝向横向中间平面49折叠,其中下降部分62穿过支撑平面32,并且端部部分63在相对于上部转延点61的相反侧上被形成在距支撑平面32一距离处。
根据另外的实施方式(图35A至图35D、图36A至图36C),固定伸展部39形成两对64分别地为两个互相相反且对置的弹性舌65、65',其中成对64的两个弹性舌65、65'相对于纵向中间平面28分别地在两个相反的侧上并在距纵向中间平面28一距离处延伸,并且朝向然后远离纵向中间平面弹性地弯曲。优选地,每对64的两个弹性舌65、65'相对于纵向中间平面28对称或镜面对称。
另外的优点是,两对64弹性舌相对于横向中间平面49在相反的两个侧上并在距横向中间平面一距离处延伸,并且可以优选地相对于横向中间平面49对称或镜面对称。
弹性舌65、65'形成突起部66,其适于与卡钳2的对应腔体67接合,以使弹簧22与卡钳2形成具有防脱离效果或防抽出效果的弹性卡扣固定。
有利地,在成对6的弹性舌65、65'与横向长形板25的相邻支撑伸展部29之间形成槽68,由于这些槽68,弹性舌65、65'的自由弯曲长度变得较长。
根据另外的实施方式(图37A至图37D),长形横向板25的相同中心伸展部26形成固定伸展部39,并因此形成卡扣固定部分40。
根据一实施方式,中心伸展部26被折叠成朝向弹簧22的下部侧37开放的通道的形状,所述通道具有梯形截面,其中,封闭的较大基部70面对弹簧22的上部侧34,较小的开放基部71面向下部侧37,以及两个侧壁69各自形成凹部或开口72,以用于卡扣接收卡钳2的对应突出部或齿73(图37A)。
根据实施方式(图35A、图36A、图37A),弹簧22形成为单一件,优选地由板状或条状的金属材料形成,被成形为在弹簧22被安装在卡钳2中的情况下仅具有绕基本上彼此平行且基本上平行于制动盘3的平面23的轴线的曲率。
根据替代性实施方式(图10A),弹簧22的横向长形板25形成为单一件,优选地由板状或条状的金属材料成形,被成形为在弹簧22被安装在卡钳2中的情况下仅具有绕基本上彼此平行且基本上平行于制动盘3的平面23的轴线的曲率,而纵向长形板50可以形成为一个单一件,优选地由板状或条状的金属材料形成,被成形为在弹簧22被安装在卡钳2中的情况下仅具有绕基本上彼此平行且基本上平行于制动盘3的旋转轴线18的轴线的曲率。长形横向板25和长形纵向板50可以互相连接,例如通过铆接、TOX、焊接,或者由单一件制成,例如从用于弹簧的单件钢板上切割出。
另外地(图22A),辅助弹簧58可以被形成为单一件,优选地由板状或条状的金属材料形成,被成形以便仅具有绕关于基本上彼此平行且基本上平行于制动盘3的旋转平面18的轴线的曲率,其中弹簧22被装配在卡钳2中。横向长形板25和纵向长形板50与辅助弹簧58可以互相连接,例如通过铆接、TOX、焊接,或者由一个单一件制成,例如从用于弹簧的单件钢板上切割出。
弹簧22的特殊构造允许通过卡扣配合将其夹持到卡钳2,以及通过板状接触部分44将其自由地支撑(具有滑动和定向的可能性)抵靠摩擦衬垫11,以及弹性地加宽弹簧22的中心伸展部26与搁置伸展部25之间的距离,从而抵抗由相反的横向伸展部27生成的、特别是由翼状伸展部31生成的弹性阻力。凭借其通过弹性挠曲的高扩大能力,翼状伸展部31和如果设置有的屈服伸展部43,在使相反的接触部分44移动分开的方向上提供足够强的弹性力,从而有效地推动摩擦衬垫11远离制动盘3。
根据另一实施方式(图38A至图38D),弹簧22的两个相反的横向伸展部27还可以形成双拱形的屈服伸展部43'、43”,例如,形成在搁置伸展部30中或在搁置伸展部30与翼状伸展部31之间,其中,双屈服伸展部43'、43”从两个基本上相反和/或对置的折叠线42'发展,其形状为双环或双圆弧,其中,环形或弧形面对相同方向并由两个“米老鼠耳朵”折叠部42”互相分离,其可能大于两个对置的折叠线42”之间的距离。双屈服伸展部43'、43”提供了进一步的弯曲长度,该弯曲长度适于积累弹性变形能量,并进一步使弹簧弹性推力在摩擦衬垫11的不同轴向位置上均匀。
优选地,双屈服伸展部43'、43”在远离纵向中间平面28的方向上突出,并可以在支撑平面32处延伸(图38D)。
弹簧22在卡钳2中的固定的详细说明
根据本发明的一方面,弹簧22被固定在盘式制动器1中,其中:
-翼状伸展部31的上部顶端区域35面向制动钳2的上部(或径向外部)侧74,以及
-搁置伸展部30朝向卡钳2的径向内部侧75突出,以及
-固定伸展部29在横向方向上延伸,例如,与制动盘3的平面23正交(或者换句话说,在与制动盘3的旋转轴线18平行的方向上)。
其中另外的优点是,在装配配置中,接触部分44相对于盘平面23以下述倾斜角82延伸,所述倾斜角小于60°,优选地小于55°,例如小于或等于45°(图3、图13、图25)。
根据一实施方式(图1、图11),用于固定弹簧22的固定座部41包括形成在端部桥形件6中以及在中心拉杆8中的固定腔体,从而在相对于盘式制动器3的平面23对准且镜面对称的位置容纳弹簧22。更具体地,上部固定部分53与形成在中心拉杆8中的固定腔体接合,以及下部固定部分55与形成在端部桥形件6中的固定腔体接合。相对于中心拉杆8,在卡钳2的另一侧上的第二弹簧22发生了相同的情况。
此外(图11、图18),如果设置了辅助弹簧58,则其在固定座部41的两侧上以按压弹性接触的方式与形成在端部桥形件6中的两个对比表面78接合。
根据另外的实施方式(图23、图37),卡钳2形成一个或更多个刚性固定梁79,上述刚性固定梁与制动盘3的平面23对准,每个刚性固定梁从端部桥形件6中之一延伸直至中心拉杆8和/或相反的端部桥形件6,在周向方向上向制动盘3的轴线18,并且其中,在所述一个或更多个固定梁79中形成固定座部41。同样在该实施方式中,固定座部41形成固定腔体或渐缩区域,以用于弹簧22的某一定位。
一个或更多个固定梁79可以与卡钳2一起被形成为单一件(例如通过铸造)。
优选地,卡钳22的侧壁5形成从卡钳2的径向外部侧朝向径向内部侧延伸的凹槽80,或者反之亦然,并且被配置为以引导的方式容纳弹簧22的横向部分27,以用于使弹簧22根据实施方式从底部或从顶部插入。
摩擦衬垫11的详细说明
为了准备定位弹簧22所必需的空间,摩擦衬垫11在上述侧向端部部分17的上方形成两个侧向端部凹部76。
侧向端部部分17在摩擦衬垫11的下部即径向内部区域中延伸,以及侧向端部部分17的上部边缘77(其形成上述接触表面45)被定位在径向中心区域中,该径向中心区域的径向延伸等于摩擦衬垫11的总径向延伸的三分之一。优选地,侧向端部部分17的上部边缘77延伸到摩擦衬垫11的总径向延伸的约一半(图9、图20、图21、图32)。
根据实施方式,弹簧22的接触部分44从上方(即在径向内部方向上从径向外部侧)抵靠摩擦衬垫11的支撑板12的侧向端部部分17的上部边缘77(图4、图13、图25)。
更准确地,弹簧11的接触部分44以倾斜的方式从侧端部部分17的上方轴向地向内(朝向制动盘3)以及径向地向下或朝向卡钳2的径向内部侧75延伸,并以自由接触的方式搁置,并且具有抵靠上部边缘77的轴向内部边缘81滑动的可能性。
接触部分44在摩擦衬垫11上施加沿远离制动盘3的方向的轴向弹性力以及施加朝向卡钳2的径向内部侧75的径向弹性力(其强度没有低多少)。实际上,接触部分44相对于盘平面23的倾斜角82低于60°,优选地低于55°,例如低于或等于45°(图3、图13、图25),从而传递具有轴向分量(使衬垫11移动远离制动盘3)的相当大的力,而不会忽视径向偏置(衬垫在支撑销15上的抗振动搁置)。弹簧22的固定伸展部39在卡钳2上施加朝向径向外部侧74的径向弹性力,而弹簧22的轴向弹性力将互相平衡它们自身。
根据一实施方式,弹簧22的接触部分44和衬垫11的相应接触表面45与支撑销15以及与摩擦衬垫11的支撑孔16对准。这具有稳定的作用,并减少了衬垫11的振动。
有利地,摩擦衬垫11的支撑孔16和由它们的相应的接触部分44接合的接触表面45两者都形成在下部中,即在径向内部和/或侧向端部附属件17中,即比支撑板12在周向上更向外地插入在支撑销15上。
根据实施方式,下部和侧向端部附属件17的径向延伸可以等于或小于摩擦衬垫11的总径向延伸(高度)的三分之二,优选地等于或小于摩擦衬垫的总径向延伸的一半,以及周向延伸等于或小于衬垫11的总周向延伸的四分之一,优选地等于或小于摩擦衬垫的总周向延伸的五分之一。
根据实施方式,可以在接触表面45处形成凹形倒角(图32)或凸形凸起(图20),以便减少与接触部分44的摩擦。
从所提供的描述中,本领域技术人员将认识到,根据本发明的用于摩擦衬垫11的弹簧22以及盘式制动器1在制动器停用时使衬垫与制动盘保持分离,从而减少在制动器停用的情况下的余留制动扭矩。
此外,根据本发明的盘式制动器1和弹簧22对几何公差、对摩擦影响以及对在衬垫11和卡钳2之间以及在弹簧22和衬垫11之间的支撑状况的变化较不敏感。作为结果,即使在衬垫11的摩擦衬片13逐渐磨损的情况下,弹簧22也能提供更强烈且更均匀的轴向弹性偏置。
此外,根据本发明的弹簧22可以容易地装配到卡钳上和摩擦衬垫上,并且其位置不侵犯制动器的其它功能部件的空间,从而允许针对每个功能部件进行优化的放置和大小调整。
显然地,本领域技术人员可以对根据本发明的用于衬垫11的弹簧22以及盘式制动器1作进一步的改变和变化,所有这些都在所附权利要求所限定的本发明的保护范围内。

Claims (16)

1.一种用于与盘式制动器(1)的卡钳(2)相关联的摩擦衬垫(11)的弹簧(22),所述弹簧用于将摩擦衬垫(11)弹性地偏置远离所述盘式制动器(1)的制动盘(3),所述弹簧(22)包括横向长形板(25),所述横向长形板折叠以形成中心伸展部(26)和两个相反的横向伸展部(27),所述两个相反的横向伸展部从所述中心伸展部(26)相对于所述弹簧(22)的纵向中间平面(28)在两个相反的横向方向上延伸,
所述相反的横向伸展部(27)各自形成支撑伸展部(29)、搁置伸展部(30)以及在所述支撑伸展部(29)与所述搁置伸展部(30)之间延伸的翼状伸展部(31),
其中,所述支撑伸展部(29)与所述中心伸展部(26)接界,并被定向为使得两个支撑伸展部(29)位于横向于、可能的是正交于所述纵向中间平面(28)的相同的支撑平面(32)上,
其中,所述翼状伸展部(31)与相应的支撑伸展部(29)接界,并且包括:
-上升翼状伸展部(33),所述上升翼状伸展部从所述支撑伸展部(29)起以远离所述支撑平面(32)朝向所述弹簧(22)的上部侧(34)并且远离所述纵向中间平面(28)的方式延伸至上部顶端点(35),
-下降翼状伸展部(36),所述下降翼状伸展部从所述上部顶端点(35)起以进一步远离所述纵向中间平面(28)并朝向所述弹簧(22)的下部侧(37)的方式延伸到将所述翼状伸展部(31)与所述搁置伸展部(30)连接的折叠线(38),
其中,所述弹簧(22)还包括一个或更多个固定伸展部(39),所述固定伸展部与所述中心伸展部(26)连接并形成至少两个相反的固定伸展部(40),以用于弹性卡扣固定至所述卡钳(2)的对应固定座部(41),
并且其中,所述搁置伸展部(30)形成:
-板状接触部分(44),所述板状接触部分用于以具有滑动可能性的方式自由支撑抵靠所述摩擦衬垫(11)的对应接触表面(45),
-板状中间部分(46),所述板状中间部分在所述翼状伸展部(31)和所述接触部分(44)之间延伸,
其中,在所述弹簧(22)未变形的情况下,所述中间部分(46)相对于所述支撑平面(32)朝向所述弹簧(22)的所述下部侧(37)横向地延伸,并且所述接触部分(44)从形成于所述接触部分(44)和所述中间部分(46)之间的折叠边缘(48)开始延伸,从而背离所述支撑平面(32)并朝向所述纵向中间平面(28)偏移。
2.根据权利要求1所述的弹簧(22),其中,所述弹簧(22)的两个相反的横向伸展部(27)也能够形成拱形屈服伸展部(43),所述屈服伸展部形成在所述搁置伸展部(30)和所述翼状伸展部(31)之间,其中,所述屈服伸展部(43)从基本上彼此相对且对置的两个折叠线(42)起发展为使关于所述两个对置的折叠线(42)之间的距离被扩大的环形状。
3.根据前述权利要求中任一项所述的弹簧(22),其中:
-所述支撑伸展部(29)和所述上升翼状伸展部(33)在一折叠处相互接界,并以呈钝角的倾斜角相互倾斜,
-所述上升翼状伸展部(33)和所述下降翼状伸展部(36)在一折叠处相互接界,并以呈锐角的倾斜角相互倾斜,
-所述下降翼状伸展部(36)和所述中间部分(46)以呈钝角的倾斜角相互倾斜,
-所述中间部分(46)和所述接触部分(44)在一折叠处相互接界,并以呈钝角的倾斜角相互倾斜。
4.根据前述权利要求中任一项所述的弹簧(22),包括具有支撑部分(51)和两个纵向固定伸展部(39)的纵向长形板(50),所述支撑部分位于所述长形横向板(25)的中心部分(26)处,所述两个纵向固定伸展部相对于所述弹簧(22)的横向中间平面(49)在两个相反的纵向方向上从所述支撑部分(51)延伸,
所述横向中间平面(49)与所述纵向中间平面(28)正交,并与所述支撑平面(32)正交,
其中,在所述弹簧(22)未变形的情况下,所述支撑部分(51)被定向为基本上平行于所述支撑平面(32),并且所述纵向固定伸展部(39)形成:
-上升纵向伸展部(52),所述上升纵向伸展部从所述支撑部分(51)起以远离所述支撑平面(32)朝向所述弹簧(22)的上部侧(34),并且远离所述横向中间平面(49)朝向所述卡扣固定部分(40)的上部固定部分(53)的方式延伸,以及
-下降纵向伸展部(54),所述下降纵向伸展部从所述支撑部分(51)起以远离所述支撑平面(32)朝向所述弹簧(22)的下部侧(37),并且远离所述横向中间平面(49)在与所述上升纵向伸展部(52)相反的方向上朝向所述卡扣固定部分(40)的下部固定部分(55)的方式延伸。
5.根据权利要求4所述的弹簧(22),包括辅助弹簧(58),所述辅助弹簧被固定至所述横向长形板(25)并形成一个或更多个弯曲的辅助翼(59),所述辅助翼适于弹性地抵靠所述卡钳(2)的与所述固定座部(41)间隔开的一个或更多个另外的固定座部(64)搁置。
6.根据权利要求5所述的弹簧(22),其中,所述辅助弹簧(58)形成两个平行的辅助翼(59),所述辅助翼从所述支撑伸展部(29)延伸并具有:
-上升部分(60),所述上升部分从所述支撑伸展部(29)以远离所述支撑平面(32)朝向所述弹簧(22)的上部侧(34)并且远离所述横向中间平面(49)的方式延伸至上部转延点(61),
-下降部分(62),所述下降部分从所述上部转延点(61)起以进一步远离所述横向中间平面(49)并朝向所述弹簧(22)的下部侧(37)的方式延伸直至下述端部部分(63),所述端部部分朝向所述横向中间平面(49)折返成为钩状件,
其中,所述下降部分(62)穿过所述支撑平面(32),并且所述端部部分(63)在相对于所述上部转延点(61)的相反侧上被形成在距所述支撑平面(32)一距离处。
7.根据权利要求1至3中任一项所述的弹簧(22),其中,所述固定伸展部(39)形成两对(64)分别地为两个互相相反且对置的弹性舌(65,65'),其中,相应成对(64)的两个弹性舌(65,65')在相对于所述纵向中间平面(28)的两个相反侧上并在距所述纵向中间平面的一距离处延伸,并且朝向然后远离所述纵向中间平面(28)弹性地弯曲。
8.根据权利要求7所述的弹簧(22),其中
-每一成对(64)的两个弹性舌(65,65')相对于所述纵向中间平面(28)对称,以及
-两对(64)弹性舌在相对于所述横向中间平面(49)的两个相反侧上并在距所述横向中间平面的一距离处延伸,并且相对于所述横向中间平面(49)对称。
9.根据权利要求7或8所述的弹簧(22),其中,所述弹性舌(65,65')形成突起部(66),所述突起部适于与所述卡钳(2)的对应腔体(67)接合,以使所述弹簧(22)与所述卡钳(2)形成弹性的、防脱离的卡扣接合。
10.根据权利要求7至9中的一项所述的弹簧(22),其中,在成对(64)的弹性舌(65,65')与所述横向长形板(25)的相邻支撑伸展部(29)之间形成槽(68),所述槽(68)使所述弹性舌(65,65')的自由弯曲长度得以延长。
11.根据权利要求1至3中任一项所述的弹簧(22),其中,所述横向长形板(25)的中心伸展部(26)形成所述固定伸展部(39),并且所述中心伸展部被折叠成朝向所述弹簧(22)的下部侧(37)开放的梯形形状的通道并形成两个侧壁(69),每个侧壁形成凹部(72),以用于卡扣接收所述卡钳(2)的对应突出部(73)。
12.根据前述权利要求中任一项所述的弹簧(22),由单个条状钢片形成,被成形为在所述弹簧(22)被安装在所述卡钳(2)中的情况下仅具有绕基本上彼此平行且基本上平行于所述制动盘(3)的平面(23)的轴线的曲率。
13.根据权利要求1至11中任一项与权利要求4结合所述的弹簧(22),其中:
-所述弹簧(22)的横向长形板(25)由单个条状钢片形成,并且在所述弹簧(22)被安装在所述卡钳(2)中的情况下仅具有绕基本上彼此平行且基本上平行于所述制动盘(3)的平面(23)的轴线的曲率,以及
-所述纵向长形板(50)由单个条状钢片形成,并且在所述弹簧(22)被安装在所述卡钳(2)中的情况下仅具有绕基本上彼此平行且基本上平行于所述制动盘(3)的旋转轴线(18)的轴线的曲率。
14.根据权利要求1所述的弹簧(22),其中,所述弹簧(22)的相反的横向伸展部(27)形成双拱形屈服伸展部(43'、43”),所述双拱形屈服伸展部从两条相对的折叠线(42')发展为双环形状,其中,两个环通过两个折叠部(42”)被互相分离并面对相同的方向。
15.一种盘式制动器(1),包括:
-卡钳(2),所述卡钳具有两个侧壁(5),所述两个侧壁被布置在盘平面(23)的两侧上并形成衬垫座部(14),其中,所述两个侧壁(5)通过界定中心开口(7)的端部桥形件(6)彼此连接,
-一对摩擦衬垫(11),所述摩擦衬垫被布置在所述衬垫座部(14)中,并具有支承摩擦衬片(13)并形成支撑孔(16)的支撑板(12),
-一个或更多个支撑销(15),所述支撑销从所述侧壁(5)突出并插入在所述支撑孔(16)中以用于支撑所述摩擦衬垫(11);
-根据前述权利要求中任一项所述的一个或更多个弹簧(22);
其中,所述弹簧(22)被固定在所述盘式制动器(1)中,其中:
-所述翼状伸展部(31)的上部顶端区域(35)面对所述卡钳(2)的径向外部侧(74),以及
-所述搁置伸展部(30)朝向所述卡钳(2)的径向内部侧(75)突出,以及
-所述支撑伸展部(29)在横向于所述制动盘(3)的平面(23)的方向上延伸。
16.根据权利要求15所述的盘式制动器(1),其中,用于固定所述弹簧(22)的所述固定座部(41)包括形成在端部桥形件(6)中以及在所述卡钳(2)的中心拉杆(8)中的固定腔体,从而在相对于所述盘式制动器(3)的平面(23)对准且镜面对称的位置容纳所述弹簧(22)。
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