CN112648313A - 制动衬块子组件和制动器组件 - Google Patents

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Abstract

一种制动衬块子组件和制动器组件，所述制动衬块子组件包括：支架，所述支架包括通道；至少一个制动衬块，所述至少一个制动衬块被所述支架支撑并且被配置成响应于在接合方向上的施加力而沿所述通道滑动；其中，所述制动衬块包括端部部分，所述端部部分被配置成置于所述通道内，并且弹性块安装在所述端部部分上；其中，所述弹性块包括：支承表面，所述支承表面支承在所述通道上；凹部，所述端部部分置于所述凹部内；以及弹簧元件，所述弹簧元件被配置成响应于所述施加力而变形，当减小或去除所述施加力时所述弹簧元件随后提供在与所述接合方向相反的脱开方向上的反冲力。

Description

制动衬块子组件和制动器组件
技术领域
本发明涉及一种尤其但不一定排他地用于机动车辆的制动器组件。本发明还涉及一种制动衬块子组件。
背景技术
制动组件是公知的。当与机动车辆相关地使用时，制动组件常用于减慢车辆的一个或多个车轮的旋转，以便使车辆减速并且使车辆停止。当今，最普遍的制动组件被称为盘式制动器组件，由此制动衬块被制动钳压到转子上，以便使转子和该转子所附接的车轮减速。
随着制动系统的发展，使与制动组件相关联的噪音最小化变得越来越重要。此外，当制动器被松开时防止或限制作用在制动组件上的任何转矩也是重要的，以在使车辆的能量消耗最小的同时确保制动系统的最佳可能的运行。
发明内容
根据第一方面，提供了一种制动衬块子组件，该制动衬块子组件包括：
支架，所述支架包括通道；以及
至少一个制动衬块，所述至少一个制动衬块被所述支架支撑并且被配置成响应于在接合方向上的施加力而沿所述通道滑动；
其中，所述制动衬块包括端部部分，所述端部部分被配置成置于所述通道内，并且弹性块安装在所述端部部分上；
其中，所述弹性块包括：支承表面，所述支承表面支承在所述通道上；凹部，所述端部部分置于所述凹部内；以及弹簧元件，所述弹簧元件被配置成响应于所述施加力而变形，当减小或去除所述施加力时所述弹簧元件随后提供在与所述接合方向相反的脱开方向上的反冲力。
弹性块设置了支承表面，该支承表面可以在施用和松开制动器期间沿通道滑动。块的弹性确保了组件产生的噪音小。此外，弹性块确保了腐蚀减小并且避免在组件内产生原电池。
另外地，弹性块的弹簧元件提供了反冲力，反冲力确保制动器的松开(即减小或去除施加力)使制动衬块与转子完全脱开，这些制动衬块与转子一起使用。
弹簧元件可以与弹性块一体地形成。这简化了子组件的制造和组装。
弹簧元件响应于该施加力而变形可以引起弹性块的变形，使得弹性块与通道之间的摩擦增大。
弹性块与通道之间的摩擦增大增加了在通道下面移动弹性块的阻力。因此，这种阻力增加是指增大施加力使得弹簧元件的压缩增大直到克服增大的摩擦力。
弹性块响应于施加力而变形可以增加弹性块与通道之间的接触面积。接触面积的增加可以增大弹性块与通道之间的摩擦力。
弹簧元件可以被成形成将弹簧元件的变形变换成弹性块的变形，或与弹性块相互作用以将弹簧元件的变形变换成弹性块的变形。弹簧元件的压缩因此可以转化为弹性块的膨胀，例如，增加了弹性块与通道之间的接触面积。
弹簧元件可以被形成为弹性块的凹部内的三角形突起。
三角形突起的宽度可以比长度更大。
三角形突起的使用可以提供变换施加力的方向的手段。
制动衬块可以被配置成一旦克服了弹性块与通道之间的摩擦就沿通道滑动。
这样，制动衬块的磨损可以通过制动衬块的滑动得以补偿，以便相对于制动转子重新定位制动衬块。该子组件可以因此在其整个使用寿命内都适应。
弹簧元件可以被定位成使得在施加该施加力时端部部分使弹簧元件变形。
弹性块可以进一步包括释放元件，所述释放元件用于在沿脱开方向向制动衬块施加释放力时使弹性块变形，以降低弹性块与通道之间的摩擦。
通过包括释放元件，制动衬块与制动转子的脱开可以变得更简单。这确保了限制通过制动衬块与制动转子之间的不利接触造成的能量耗损，并且还确保了在转子可能偏转的情况下(例如由于转弯或由于加热引起的锥形化)使得制动衬块与转子脱离接触更加容易。
释放元件可以与弹性块一体地形成。这简化了子组件的制造和组装。
弹性块响应于释放力而变形可以减小弹性块与通道之间的接触面积。可以通过减小这个接触面积来降低摩擦。
释放元件可以被成形成将释放部分的变形变换成弹性块的变形，或与弹性块相互作用以将释放部分的变形变换成弹性块的变形。
释放元件可以与弹性块相互作用，使得在释放力作用在弹性块上时减小弹性块的一部分的高度。
释放元件可以被形成为弹性块的凹部内的长形突起。
释放元件可以被布置成使得在施加释放力时端部部分使释放部分变形。
弹性块的至少一个侧壁在包括所述弹簧元件的一端处的厚度可以大于在包括释放元件的一端处的厚度。
弹性块在支承表面上可以包括至少一个外周凹槽。
所述外周凹槽可以被配置成接纳通道的导向元件。
外周凹槽可以被配置成防止或限制水封装在弹性块与通道之间。
弹性块可以由弹性体材料(比如橡胶弹性体)形成。
弹性块可以由耐热材料形成。
形成弹性块的材料可以是包括纤维或其他填充材料的复合材料。这种材料可以提供弹性性质以及适于在高温下操作的耐热性。
根据第二方面，提供了一种制动器组件，该制动器组件包括：
制动衬块子组件；以及
制动钳，所述制动钳被配置成在用户启动制动动作时，向所述制动衬块子组件的至少一个制动衬块施加所述施加力。
所述制动衬块可以被配置成响应于所述施加力而向制动转子提供制动动作。
可以设置两个制动衬块，所述制动衬块被定位在所述制动钳的两侧并且被配置成通过将制动转子夹紧在所述制动衬块之间来提供所述制动动作。
附图说明
现在将参考附图描述特定实施例，在附图中：
图1示出了根据第二方面的制动器组件透视图；
图2示出了移除了制动钳的制动器组件的透视图，示出了制动衬块子组件的下方；
图3描绘了图2的制动衬块子组件的一端的截面视图，示出了制动衬块与弹性块和通道的相互作用；
图4示出了图3的弹性块的透视图；
图5示出了施加力从制动衬块到弹性块的传递效果；
图6示出了释放力从制动衬块到弹性块的传递效果；
图7示出了图1的制动衬块子组件的一端的截面视图，示出了通道的导向元件；以及
图8描绘了制动衬块子组件的不同实施例的一端的截面视图，示出了制动衬块与弹性块的相互作用。
具体是实施方式
参照图1，示出了制动衬块组件100。制动衬块组件100包括支架102，该支架支撑两个相对的制动衬块104。制动钳106在制动衬块104的顶部上方延伸，并且用于向制动衬块104提供施加力，该施加力是由活塞108产生的。施加力用于使制动衬块104朝向彼此移动，当这些制动衬块在制动转子上就位时，引起制动衬块104夹紧在制动转子周围，以减慢制动转子的旋转。
图2示出了制动衬块子组件，该制动衬块子组件包括支架102和制动衬块104。当与图1进行比较时，该透视图是颠倒的。移除掉制动钳106后可见：支架102是基本上U形形状，以围绕制动衬块104延伸并且通过两个通道110支撑制动衬块104，这两个通道沿支架102的两侧在两个制动衬块104之间的方向上延伸。因此，制动衬块104相对于这个通道110的移动允许制动衬块104响应于施加力而夹紧在制动转子周围。
制动衬块104各自包括一个中心体112和两个端部部分114。每个制动衬块104的中心体112在面向另一制动衬块104的一侧上包括摩擦材料116，使得在施加制动器期间，此材料与制动转子接触。端部部分114从中心体112的两侧侧向地延伸，并且具有基本上正方形的截面。端部部分114被接纳在支架102的通道112内。通道110是平行的，从而确保了端部部分114沿通道110自由移动的能力。
弹性块118被安装在每个端部部分114上并且被插入在端部部分114与通道110之间，从而防止端部部分114与通道110的直接接触。有益地，通过由橡胶弹性体或类似物形成的弹性块118分离制动衬块104与支架102(通常均为金属的)防止了在部件之间形成原电池。在本实施例中，弹性块118还确保了在制动衬块104与支架102之间设置间隙，从而降低磨损的可能性。
每个弹性块118的尺寸被设置成使得该弹性块紧密地配合在该弹性块相应的通道110内。在所描绘的实施例中(如图3中所示)，弹性块118是基本上正方形的，其中，这些弹性块的高度大致等于通道110的高度。在没有对制动衬块104施加力的情况下，端部部分114被基本上居中地固持在弹性块118的凹部120内。这是通过弹性块118的侧壁122沿其一部分长度具有厚度以将弹性块118固持在中心位置中而在(如相对于图1和图2中所示的取向定义的)竖直方向上实现的。该定位是通过设置弹簧元件124和释放元件126而在(如通过通道的方向定义的)侧向方向实现的。
弹簧元件124位于凹部120的左侧，如在图3至图6中观察到的。弹簧元件124与弹性块118一体地形成并且从弹性块118的前壁128向内延伸。弹簧元件124被形成为基本上三角形形状，该弹簧元件的宽度(即，弹簧元件124的在弹性块118的侧面122之间延伸的尺寸)大于其长度(即，弹簧元件124沿通道110的方向延伸的尺寸)。
因为弹簧元件124是有弹性的，所以在这种情况下，由于作为弹性块118的一体部分的该弹性元件的形成，施加在弹簧元件124上的力将引起弹簧元件124的压缩并且所产生的能量储存整体上作为弹簧元件124和弹性块118内的应变能。因此，弹簧元件124将响应于这个初始力而提供阻力，并且一旦去除了这个初始力将用于提供反冲力。在本实施例中，弹簧元件124由于其形状用作渐进式弹簧，从而使弹簧元件124变形越大，则变形需要的力就越大。
在使用中，制动衬块104将经受施加力，以将这些制动衬块推动成与制动转子接合，以便为这些制动衬块所连接的车辆提供制动力。制动衬块104然后将这个力传递给弹性块118。由于弹性块118与通道110相接触，在弹性块118在通道110内的任何滑动移动之前，必须要克服摩擦力。因此，制动衬块104的移动将必然引起弹簧元件124的变形。
如果制动衬块104必须移动的距离大于弹簧元件124的变形所允许的距离，则弹性块118于是将在通道110内滑动，直到制动衬块104接触制动转子时为止。当然，在此移动期间，弹簧元件124将保持变形。因此，一旦去除了施加力(一旦不再需要制动力)，则弹簧元件124和弹性块118的变形所储存的应变能将以反冲力的形式被释放。反冲力作用在制动衬块104的端部部分114上，以便使制动衬块104背离制动转子移动。因此弹簧元件124确保了一旦去除了施加力就使制动衬块104与制动转子分离。
除了提供能量储存之外，所描述的实施例的弹簧元件124还用于增大弹性块118与通道110之间的摩擦力。这是由于弹簧元件124的形状实现的，该弹簧元件的形状将部分施加力转化成指向弹性块118的侧面122的力。图5示出了这种力的传递。
力向竖直分量上的传递不仅通过增大弹性块118与通道110之间的法向力增大了摩擦力，而且还使弹性块118变形使得弹性块118有更大的表面积与通道110接触。这的结果是，由于增大了弹簧元件124上的施加力，所以弹性块118与通道110之间展现出的静态摩擦力将同时增大，直到被施加力克服时为止。
释放元件126设置在弹性块118相对的后壁130上。与弹簧元件124类似，释放元件126延伸到弹性块118的凹部120中，平行于通道110的长度方向。释放元件126被配置成使得沿背离制动转子的方向作用在该释放元件上的力(即，与施加力的方向相反的方向)减小了弹性块118的移动阻力，从而减小了移动制动衬块104所需要的力。
释放元件126与弹性块118一起操作，以减小弹性块118在通道110上的摩擦力。如图6中可以看到的，弹性块118具有比弹簧元件124更长形的形式，并且因此该弹簧元件与弹性块118的后壁130的相互作用略微不同。当释放力沿与施加力相反的方向施加在释放元件126上时，释放元件126将这个力的一部分变换成竖直力，该竖直力使弹性块118的侧面122的一部分背离通道110的壁122移动。这样，减小了弹性块118与通道110之间的法向力，同时减小了弹性块118与通道110的接触面积。因此，将减小弹性块118与通道110之间的摩擦力。
通过减小弹性块118与通道110之间的摩擦力，向释放元件126施加释放力的结果是减小了使弹性块118、并且因此制动衬块104沿通道110移动脱离与转子的接合所需要的力。
在使用中，制动衬块104有时可以经受由组件的其他零件、例如制动转子施加的释放力。这种力通常可以归因于作用在制动转子上的引起其偏转的转弯力，或由于制动转子的加热而引起该制动转子的锥形化，但是也可能是其他原因。在这种情况下，期望的是，使得制动衬块104能够在释放力的影响下移动至这些制动衬块与制动转子不再接触的位置。
因此通过向制动转子施加释放力，这个力经由制动衬块104的端部部分114传递至弹性块118。端部部分114移入释放元件126，从而引起释放元件126和弹性块118的上述偏转。因此减小了移动弹性块118所需要的力并且可以更容易地移动制动衬块104使其与制动转子脱离接触。
从图6可以看出弹性块118的侧壁122的厚度沿它们的长度改变。更具体的说，侧壁122在邻近弹簧元件124的一端处的厚度比邻近释放元件126的一端处大。在侧壁122的基本上一半长度上厚度是恒定的，然后侧壁122的最接近释放元件126的四分之一部分下降至减小的厚度。在本实施例中，减小的厚度大约是侧壁122在弹簧元件124处的厚度的一半。通过减小侧壁122的厚度，使得弹性块118的后壁130响应于释放力而偏转更容易。
厚度减小的位置和量可以与结合所描绘的实施例所述的说明不同。这些仅是用于展示这个特征的选项，并且技术人员将意识到它们可以变化。还应注意的是，虽然厚度的改变在一些实施例中可能是有利的，但是厚度的改变对于释放元件126的运行不是必要条件。
在图4至图6中可以看出，凹槽沿与通道110的方向平行的方向在弹性块118的两个侧壁122上延伸。凹槽132部分地延伸穿过侧壁122的厚度并且沿每个侧壁122基本上居中地定位。
在图7中，示出了凹槽132的一个用途。凹槽132接纳形成在通道110的上表面和下表面上的导向元件134，并且沿通道110的长度延伸。凹槽132和导向元件134的相互作用确保弹性块118保持在通道110内并且有助于在移动期间引导制动衬块104。
另外地或替代性地，可以设置凹槽132来辅助让水从通道110的表面流走。类似于轮胎的胎面，凹槽132可以用来允许水从通道110的表面排入凹槽132，从该凹槽，水然后可以从凹槽132的端部逸出。通过使水从通道110的表面流走，可以减小通道110和弹性块118的摩擦特性的不期望的变化。
图8示出了另一实施例。该截面视图与图3的截面视图相同并且包括制动衬块的端部部分214、通道210、和弹性块218。在此第二实施例中，端部部分214包括可拆卸盖236。可以移除可拆卸盖236以允许将弹性块218(在这种情况下包括中央孔口238)组装到端部部分214限定的凸起240上。然后可以附接可拆卸盖236，以便将弹性块218在凸起240上固定就位。
弹性块218除了沿通道210的长度具有正方形截面以存在与通道210的平坦的支承表面之外还包括孔口238，该孔口使得该弹性块可以被接纳在凸起240上。孔口238和凸起240紧密地配合，并且在本实施例中均为圆形，但是可以使用其他形状。
显而易见的是，第二实施例的端部部分214不是像第一实施例一样在弹性块内移动，而是在弹性块218的外部上推动。这样，弹簧元件224和释放元件226被定位在弹性块218的外部。
当施加力作用在制动衬块上时，端部部分214将因此从外部推动弹簧元件224。这将引起弹簧元件224的变形，从而储存能量，该能量然后可以如第一实施例中那样作为反冲力被释放。弹簧元件224还仍然被成形成使得该弹簧元件的变形引起力传递到竖直方向，以增大摩擦。
类似地，当释放力作用在制动衬块上时，释放元件226被端部部分214从外部推动。释放元件226被成形成使得这将引起摩擦力减小，如结合第一实施例所描述的。
虽然所描述的弹性块218具有特定形状的弹簧元件224和释放元件，但是也可以使用不同的形状。多种不同布置可以引起所需要的力传递，和/或引起弹性块218以所需要的方式的变形，并且除非权利要求中进行了指定，否则本申请不旨在限于任何一种特定的布置。
任何实施例的弹性块都可以调整，以便使弹性块在可能施加于其上的力的作用下做出可预测的反应。例如，可以使用不同材料成分，或弹性块的形状和/或体积可以被适配。这种变化将改变弹性块在经受力时如何变形以及弹性块与通道如何相互作用。
为了可以容易地识别不同弹性块，例如使得具有不同性质的弹性块不应用于错误的制动衬块组件，弹性块可以包括标记。标记可以是代码、数字、条纹、或某种颜色编码形式。在一个示例中，制成弹性块的材料的颜色可以与弹性块的材料特性相对应。

Claims (25)

1.一种制动衬块子组件，所述制动衬块子组件包括：
支架，所述支架包括通道；
至少一个制动衬块，所述至少一个制动衬块被所述支架支撑并且被配置成响应于在接合方向上的施加力而沿所述通道滑动；
其中，所述制动衬块包括端部部分，所述端部部分被配置成置于所述通道内，并且弹性块安装在所述端部部分上；
其中，所述弹性块包括：支承表面，所述支承表面支承在所述通道上；凹部，所述端部部分置于所述凹部内；以及弹簧元件，所述弹簧元件被配置成响应于所述施加力而变形，当减小或去除所述施加力时所述弹簧元件随后提供在与所述接合方向相反的脱开方向上的反冲力。
2.根据权利要求1所述的制动衬块子组件，其中，所述弹簧元件与所述弹性块一体地形成。
3.根据权利要求1或权利要求2所述的制动衬块子组件，其中，所述弹簧元件响应于所述施加力而变形引起所述弹性块的变形，使得增大所述弹性块与所述通道之间的摩擦。
4.根据权利要求3所述的制动衬块子组件，其中，所述弹性块响应于所述施加力而变形增加了所述弹性块与所述通道之间的接触面积。
5.根据权利要求3或权利要求4所述的制动衬块子组件，其中，所述弹簧元件与所述弹性块相互作用以将所述弹簧元件的变形变换成所述弹性块的变形。
6.根据任一项前述权利要求所述的制动衬块子组件，其中，所述弹簧元件被形成为所述弹性块的凹部内的三角形突起。
7.根据权利要求6所述的制动衬块子组件，其中，所述三角形突起的宽度比长度更大。
8.根据任一项前述权利要求所述的制动衬块子组件，其中，所述制动衬块被配置成一旦克服了所述弹性块与所述通道之间的摩擦就沿所述通道滑动。
9.根据任一项前述权利要求所述的制动衬块子组件，其中，所述弹簧元件被定位成使得在施加所述施加力时所述端部部分使所述弹簧元件变形。
10.根据任一项前述权利要求所述的制动衬块子组件，其中，所述弹性块进一步包括释放元件，所述释放元件用于在沿所述脱开的方向向所述制动衬块施加释放力时使所述弹性块变形，以减小所述弹性块与所述通道之间的摩擦。
11.根据权利要求10所述的制动衬块子组件，其中，所述释放元件与所述弹性块一体地形成。
12.根据权利要求10或权利要求11所述的制动衬块子组件，其中，所述弹性块响应于所述释放力而变形减小了所述弹性块与所述通道之间的接触面积。
13.根据权利要求10至12中任一项所述的制动衬块子组件，其中，所述释放元件与所述弹性块相互作用以将所述释放部分的变形变换成所述弹性块的变形。
14.根据权利要求10至13中任一项所述的制动衬块子组件，其中，所述释放元件与所述弹性块相互作用，使得在所述释放力作用在所述释放元件上时减小所述弹性块的高度。
15.根据权利要求10至14中任一项所述的制动衬块子组件，其中，所述释放元件被形成为所述弹性块的凹部内的长形突起。
16.根据权利要求10至15中任一项所述的制动衬块子组件，其中，所述释放元件被布置成使得在施加所述释放力时所述端部部分使所述释放部分变形。
17.根据权利要求10至16中任一项所述的制动衬块子组件，其中，所述弹性块的至少一个侧壁在包括所述弹簧元件的一端处的厚度大于在包括所述释放元件的一端处的厚度。
18.根据任一项前述权利要求所述的制动衬块子组件，其中，所述弹性块在所述支承表面上包括至少一个外周凹槽。
19.根据权利要求18所述的制动衬块子组件，其中，所述外周凹槽被配置成接纳所述通道的导向元件。
20.根据权利要求18或权利要求19所述的制动衬块子组件，其中，所述外周凹槽被配置成防止或限制水密封在所述弹性块与所述通道之间。
21.根据任一项前述权利要求所述的制动衬块子组件，其中，所述弹性块由弹性材料、比如橡胶弹性体形成。
22.根据任一项前述权利要求所述的制动衬块子组件，其中，所述弹性材料由耐热材料形成。
23.一种制动器组件，所述制动器组件包括：
根据任一项前述权利要求所述的制动衬块子组件；以及
制动钳，所述制动钳被配置成在用户启动制动动作时，向所述制动衬块子组件的至少一个制动衬块施加所述施加力。
24.根据权利要求23所述的制动器组件，其中，所述制动衬块被配置成响应于所述施加力向制动转子提供制动动作。
25.根据权利要求23或权利要求24所述的制动器组件，其中，设置了两个制动衬块，所述制动衬块被定位在所述制动钳的两侧并且被配置成通过将所述制动转子夹紧在所述制动衬块之间来提供所述制动动作。
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