CN112855806A - 夹钳引导组件 - Google Patents

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Abstract

本申请涉及夹钳引导组件。披露了一种用于重型车辆盘式制动器的夹钳引导组件。夹钳引导组件，所述夹钳组件包括具有引导部分的引导销；引导孔，所述引导孔具有安排成用来接收所述引导部分并且允许其相对轴向滑动的引导表面；以及磨损传感器，所述磨损传感器安排成用来检测所述引导销相对于所述引导孔的位置；其中，所述引导销和所述引导表面具有不同的截面轮廓以便在它们之间沿其长度的至少一部分限定至少一个空隙，并且磨损传感器至少部分地容纳在所述空隙内。

Description

夹钳引导组件
本申请是申请日为2018年11月06日，申请号为201811310996.0，发明名称为“夹钳引导组件”的申请的分案申请。
技术领域
本发明涉及一种盘式制动器并且特别地但是不排他地涉及一种用于可滑动地安装盘式制动器的夹钳并且结合了磨损传感器的引导组件。
背景技术
盘式制动器通常用于制动重型车辆，例如载重车、客车和大型客车。
盘式制动器常规地包括制动器支架和夹钳。制动器支架被安排成用来在转子的每一侧支撑制动衬块。夹钳通过两个或更多个的引导组件可滑动地安装到制动器支架上，使得当对盘式制动器加以致动时，夹钳能够相对于制动器支架滑动从而使得以夹紧动作将两个制动衬块推到转子上，来使得制动生效。
引导组件典型地包括夹钳可以沿其滑动的引导销和布置在夹钳内用于接纳引导销的孔。
为了在广泛范围的操作条件上实现夹钳的自由滑动，引导组件必须考虑制造误差、在使用中的加热效应或冷却效应，并且适应由于制动力矩产生的盘式制动器的挠曲。
此外，所期望的是对车辆操作人员提供制动衬块摩擦材料的磨损情况，以便知晓何时要更换制动衬块从而保持盘式制动器的安全操作。然而，已知的磨损感测安排可能是昂贵的并且可能约束制动器其他部分的设计。进一步，已知的安排可能易受环境污染的影响并且易受损坏。
发明内容
本发明致力于缓解与现有技术相关联的问题。
因此，本发明的第一方面提供了一种用于重型车辆盘式制动器的夹钳引导组件。所述夹钳引导组件包括：引导销，所述引导销具有引导部分；引导孔，所述引导孔具有安排成用来接收所述引导部分并且允许其相对轴向滑动的引导表面；以及磨损传感器，所述磨损传感器安排成用来检测所述引导销相对于所述引导孔的位置；其中，所述引导部分与所述引导孔之间径向提供有空隙，并且所述磨损传感器至少部分地容纳在所述空隙内。
有利地，这种安排使得盘式制动器中在其他情况下过剩的空间能够用于磨损检测。进一步，所述空间被很好的保护以防止周围环境的影响。
可选地，所述引导部分和所述引导表面具有不同截面轮廓，以沿它们的长度的至少一部分限定所述空隙。
可选地，引导表面具有非圆形，优选地是基本上恒定的截面。
有利地，已发现，通常非圆形的引导表面更容易制造而不是非圆形销。
可选地，引导表面具有椭圆形的截面。
有利地，已经发现，椭圆形的截面对顺畅的引导同时为磨损传感器提供空间有效。
可选地，引导销具有基本上圆形的、优选地基本上恒定的外轮廓。
有利地，已经发现这种安排易于制造。
可选地，引导孔是通孔并且组件进一步包括罩盖以关闭通孔的一个开口，并且其中，磨损传感器可选地安装至罩盖。
有利地，所述罩盖抑制对引导组件和磨损传感器的污染，并且通过可选地将磨损传感器安装至所述罩盖，就可以简化传感器的装配和拆卸，并且罩盖可以提供牢固的安装。
可选地，磨损传感器包括模制到罩盖中的部分。
可选地，传感器包括包覆模制或至少部分地封装到罩盖中的部分。
有利地，这是一种有效的制造罩盖、同时还了保护传感器的方式。
可选地，所述磨损传感器从所述罩盖以自支撑的方法延伸至所述空隙中。
可选地，所述引导表面是分开地安装至所述引导孔的衬套表面。
有利地，使用衬套允许使用可能与制动夹钳不同的合适的引导材料。如果引导表面具有非圆形内轮廓，制造这种衬套可以简化其成形。
可选地，在重型车辆盘式制动器的夹钳中提供引导孔。
有利地，与在支架中提供孔相比在夹钳中提供孔可以允许更加紧凑地实现制动。
可选地，引导销进一步包括安装部分，所述安装部分可操作来将所述夹钳引导组件安装至重型车辆盘式制动器的制动器支架。
可选地，引导销进一步包括安装部分，所述安装部分配置成用来安装至重型车辆盘式制动器的制动器支架。
可选地，磨损传感器是霍尔效应传感器或光学传感器。
有利地，这些类型的传感器都是紧凑的、廉价的并且可靠的。
本发明第二方面提供一种结合有根据本发明第一方面的夹钳引导组件的盘式制动器。
本发明另一方面提供一种包括具有引导销的夹钳引导组件的重型车辆盘式制动器，所述夹钳引导组件具有：引导部分；引导孔，所述引导孔具有安排成用来接收所述引导部分并且允许其相对轴向滑动的引导表面；以及磨损传感器，所述磨损传感器安排成用来检测所述引导销相对于所述引导孔的位置；其中，所述引导部分与所述引导孔之间径向提供有空隙，并且所述磨损传感器至少部分地容纳在所述空隙内。
可选地，重型车辆盘式制动器进一步包括第二夹钳引导组件。
可选地，所述第二夹钳引导组件包括具有第二引导部分的第二引导销和具有第二引导表面的第二引导孔，其中，所述第二引导部分和第二引导表面具有基本上相同的截面轮廓。
本发明第三方面提供一种用于重型车辆盘式制动器的夹钳引导组件。所述夹钳组件包括具有引导部分的引导销；引导孔，所述引导孔具有贯穿安排成用来接收所述引导部分并且允许其相对轴向滑动的引导表面；以及磨损传感器，所述磨损传感器安排成用来检测所述引导销相对于所述引导孔的位置；其中，在组件内提供有从引导孔的开口可触及的空隙，并且磨损传感器至少部分地位于所述空隙中。
可选地，可以在引导销的凹陷内至少部分地提供所述空隙。
有利地，这允许额外的容纳传感器的空间。
可选地，传感器直接感测引导销相对于传感器的位置。
有利地，这样的安排避免对额外部件、例如在传感器内相互作用的磁体的需要。
本发明第四方面提供用于在夹钳引导组件使用的磨损传感器，磨损传感器包括被配置成用于延伸到引导销与夹钳引导组件的孔之间的空隙中的探头。
可选地，磨损传感器被安排成安装至孔的内侧末端，并且探头被安排成从孔的内侧末端向外侧延伸。
可选地，磨损传感器被安装至安排成用来关闭孔的内侧末端的盖帽。
附图说明
现在参考附图仅通过举例来描述本发明的实施例，在附图中：
图1是盘式制动器的等距视图，所述盘式制动器具有本发明第一实施例和第二实施例的引导组件；
图2是图1中示出的引导组件的、在穿过两个引导组件中心的平面上的等距截面平面视图，其中夹钳处于制动衬块未磨损的位置；
图3示出与图2相同的截面的等距视图；
图4示出与图2相同的截面视图，但是其中制动衬块已磨损；
图5示出与图3相同的等距截面视图，但是其中制动衬块已磨损；
图6示出了本发明第一实施例的引导组件的放大截面视图；
图7示出了引导组件在平面6-6上的放大截面视图；
图8示出了本发明第一实施例的引导组件的分解截面视图；并且
图9是本发明第二实施例的引导组件的放大截面视图。
具体实施方式
图1描绘了盘式制动器8的实施例。盘式制动器包括夹钳20，所述夹钳通过两个引导销组件相对于制动器支架30可滑动地安装。典型地，夹钳20具有由铸铁或钢形成的壳体22。典型地，制动器支架30也由铸铁或钢形成。
制动器支架30承载内侧制动衬块50a和外侧制动衬块50b。围绕在轴向方向A上延伸的轴线可旋转的转子40(见图2)被定位在制动衬块之间。提供了空气致动器(未示出)来经由容纳在夹钳壳体22内的致动机构(未示出)将内侧制动衬块50a移动成与转子摩擦接触，并且该致动机构作用于内侧制动衬块50a。当内侧制动衬块50a被推向并且接触转子时，就引起夹钳20沿第一夹钳引导组件10a和第二夹钳引导组件10b向内侧滑动。
随着夹钳20向内侧滑动，该夹钳将外侧制动衬块50b移向转子40。因此，转子40变成夹紧在内侧制动衬块与外侧制动衬块之间，并且以摩擦方式抑制了转子的旋转。
为了使由于热膨胀、在载荷下的挠曲、磨损或诸如此类引起的将引导组件卡住或束缚住而阻止或限制夹钳20的滑动的可能性最小化，第一引导组件10a具有空隙以便即使引导组件并不处于其名义位置也允许引导组件自由运转。第一引导组件10a是根据本发明第一实施例的引导组件。
第二引导组件10b比第一引导件更长并且包括圆形引导衬套以及互补的圆形引导套筒。第二引导组件10b是根据本发明第二实施例的引导组件。虽然，盘式制动器8被示出为带有根据本发明第一实施例和第二实施例两者的引导组件，但在实践中盘式制动器典型地会装配有本发明的一个或另一个引导组件并且另一个组件将是常规的。
参考图2、图3和图6，第一引导组件10a包括平行于穿过壳体22的轴线A延伸的孔12a。孔12a具有圆形截面轮廓来接纳引导销11a和至少一个引导衬套13a，所述引导衬套具有圆形外轮廓和非圆形(例如，椭圆形)的内轮廓以在孔内引导引导销。
引导销11a包括紧固件以便将引导销固定至制动器支架30。在这个第一实施例中，紧固件是螺栓14a，该螺栓通过旋拧进入到制动器支架中的螺纹孔中而附连至制动器支架30。
具体参见图6，引导销11a进一步包括至少基本上包围紧固件并且夹钳20在其上滑动的引导套筒15a。套筒是基本上圆形截面轮廓的空心管件。套筒中心孔的头部是有阶梯的，使得当拧紧至制动器支架30上时，螺栓14a能够将套筒固持在位。
引导组件10a的孔12a是从夹钳壳体22第一侧(内侧)延伸至第二侧(外侧)的长形的孔洞。夹钳20通过滑动穿过孔12a的引导销11a相对于制动器支架30是可滑动地安装的。因此，当致动盘式制动器时，夹钳20能够在轴向方向A上沿引导销11a滑动。
引导衬套13a被配置成用于与孔12a形成紧配合并且在孔内起内衬的作用。对重型车辆的应用，衬套构件的内部直径典型地是在25-40mm的范围内。如在图2中可以看到的，引导衬套13a并未延伸孔12a的全部深度。
引导衬套13a可以是由钢、青铜、塑料，橡胶或其任何复合物制造的，并且可以包括低摩擦的涂层(例如PTFE)。引导衬套13a可以具有平滑的内表面或者合适图案的凹陷，以协助夹钳滑动并且固位润滑剂。盘绕波纹管式的密封件17(图8)环绕引导销11a并且连接至制动器支架30和制动夹钳20以保护第一引导组件10a不受污染。
引导销11a的直径被选择成与引导衬套13a最小的直径相对应。因此，在切向方向Y上引导销11a与引导衬套13a之间的间隙是最小的并且因此减少了振动、噪音、压力以及过度磨损。衬套的最大直径在周向方向X上在引导销与衬套之间提供有较大的间隙，以允许预先确定量的游隙从而适应制造公差、热膨胀以及由制动力矩引起的挠曲。
具体参考图6、图7和图8，现在将更详细地讨论本发明第一实施例的磨损传感器。
为了抑制外来物质污染第一引导组件10a，盖帽或罩盖60a关闭孔12a的内侧末端。常规地，用于此目的的罩盖是由金属形成的并且被压入配合至孔12a的末端。
然而，在这个实施例中，将罩盖60a与磨损传感器62a组合。其结果是，罩盖60a的构造在某种程度上与常规罩盖不同，如下文讨论的。在这个实施例中，罩盖60a继续包括具有圆形末端面的盖帽部分64a以将孔关闭、以及安排成向内侧延伸并且与孔12a的表面摩擦接合的裙部部分。
然而，在这个实施例中，盖帽部分64a由塑料树脂材料形成并且被制造成例如包覆模制并且至少部分地封装磨损传感器62a的部件。具体地，在这个实施例中，盖帽部分64a在第一和第二传感器探头66的每一者的内侧末端处部分地封装这些探头，使得探头从盖帽平行于轴线A-A向外侧延伸。此外，盖帽部分64a封装磨损传感器62a的信号处理部分68。在这个实施例中，信号处理部分68在内侧伸出并且容纳在螺栓14a头部处的凹陷内。
最后，在盖帽部分64a的内侧面上，盖帽部分64a还安装了磨损传感器62a的连接器部分70a。在这个实施例中，连接器部分70a提供合适的连接器，例如，用于缆线的插头或插座，所述缆线被安排成延伸至装配有盘式制动器的车辆(未示出)。这使得车辆能够例如经由在车辆仪表盘上的显示器、或其他一些音频/视频指示器来为车辆操作人员提供对制动衬块50a和制动衬块50b的磨损状况的指示。
如在图6和图7中可以清楚看到的，探头66通过引导衬套的椭圆形内轮廓向外侧延伸到引导销11a与引导衬套13a之间提供的空隙中。这样，探头66在引导销11a的引导套筒15a的旁边延伸并且随着在使用盘式制动器8期间制动衬块50a和50b的摩擦材料磨损掉，所述探头66相对于引导套筒15a的相对位置发生改变。这可以通过对制动衬块50a和50b的摩擦材料未磨损的图2和图3中探头66相对于引导套筒15a的位置与摩擦材料基本上完全磨损的图4和图5中的位置加以比较而看出，并且探头66已经向内侧移动了与外侧衬块50b的摩擦材料的累积磨损和制动转子40的外侧面的任何附加材料磨损相等的距离。
在优选的实施例中，磨损传感器62a是霍尔效应传感器，并且由于引导套筒15a是含金属的，探头66相对于引导套筒15a的相对移动导致源自探头的信号，所述信号可以用来推导出探头和套筒的相对移动，以及由此摩擦材料的磨损。
在其他实施例中，传感器可以是任何其他合适的传感器，例如，光学传感器。进一步，传感器探头可以被嵌入到引导衬套13a中、或嵌入到在衬套中提供的、用以容纳探头的特定凹陷中，而不会由于探头的存在而减小衬套与套筒之间的间隙。在进一步实施例中，如果使用弹性体(例如，合成橡胶衬套)，探头就可以被模制(封装)到衬套中以提供空隙。在特定的实施例中，信号处理部分和/或连接器部分可以进一步整合到衬套内而不是整合至罩盖60a。进一步，罩盖、衬套和传感器可以都提供成单个部件。在替代实施例中，可以仅使用单个探头或使用多于两个的探头，并且可以省却信号处理部分。连接器可以由安排成延伸至远程位置(例如，车辆上)的缆线所代替。
返回参见图2，在本发明第二实施例中，磨损传感器被替代地提供在第二引导组件10b上，所述第二引导组件具有引导衬套13b。
如以上指出的，第二引导销11b比第一引导销11a更长。然而，两个引导销使用相同长度的螺栓。这意味着第二引导组件10b的套筒15b在螺栓14b头部的内侧具有显著的空隙。空隙由螺栓14b的头部、套筒15b的内侧部分、以及罩盖60b的盖帽部分64b所限定(见图9)。在这个实施例中，利用这个空隙来为平行于轴线A-A延伸接近套筒15b的内侧末端的传感器探头66b、和磨损传感器62b的信号处理部分68b两者提供空间。
如第一实施例中，盖帽部分64b是由合适的塑料树脂材料形成并且传感器探头66b、信号处理部分68b和连接器部分70b全部优选地一体模制成至少部分地封装在盖帽部分64b的树脂内。如在第一实施例中，磨损传感器62b优选地是霍尔效应类型的传感器并且传感器探头66b相对于第二引导销11b(并且尤其是其套筒15b)的运动引起在磨损传感器62b中读数改变，并且因此由此推导出外侧制动衬块50b的摩擦材料的磨损。应当注意到的是，通过将探头安装成接近套筒，就可以不用额外部件(例如安装至销的磁体)地检测到传感器和套筒的相对移动。
如果内侧制动衬块和外侧制动衬块以相似速率磨损，并且成对更换，使得外侧制动衬块通过第一实施例或第二实施例的传感器来感测其磨损的事实意味着可以推断出内侧制动衬块的等效磨损。然而，设想的是以上描述的传感器可以与另一个传感器结合使用以便确定内侧制动衬块上的实际磨损。例如，监测盘式制动器的磨损调节机构的伸长的传感器可以被用来测量两个制动衬块的总磨损并且内侧衬块的磨损可以由总磨损与外侧制动衬块磨损的差而计算出来。
引导组件的实施例适合用于任何类型的盘式制动器，包括气动，液压，电动以及机械致动的盘式制动器。然而，这些实施例被认为是对用于重型商用车辆的空气致动的盘式制动器尤其有利的，其中转子典型地具有30-60cm之间的直径，这意味着力矩和热效应可能比较小、较轻的车辆的液压盘式制动器中更加显著。
虽然以上通过参考一个或多个优选实施例已经对本发明进行了说明，但应了解的是，可做出不同的改变或修改而不脱离由所附权利要求限定的本发明的范围。

Claims (20)

1.一种用于重型车辆盘式制动器的夹钳引导组件，所述夹钳引导组件包括：
引导销，所述引导销具有引导部分；
引导孔，所述引导孔具有开口和引导表面，所述引导表面安排成用来接纳所述引导部分并且允许所述引导部分的相对轴向滑动；
磨损传感器，所述磨损传感器安排成用来检测所述引导销相对于所述引导孔的位置，所述磨损传感器包括信号处理部分；以及
罩盖，所述罩盖安排成用来关闭所述引导孔的所述开口，
其中，所述信号处理部分被安装至所述罩盖。
2.根据权利要求1所述的夹钳引导组件，其中，所述信号处理部分至少部分地封装在所述罩盖内。
3.根据权利要求2所述的夹钳引导组件，其中，所述磨损传感器包括传感器探头，并且其中，所述传感器探头至少部分地封装在所述罩盖内。
4.根据权利要求2所述的夹钳引导组件，其中，所述磨损传感器包括连接器部分，所述连接器部分包括用于缆线的连接器，所述缆线被安排成延伸至装配有所述夹钳引导组件的车辆，并且其中，所述连接器部分至少部分地封装在所述罩盖内。
5.根据权利要求2所述的夹钳引导组件，其中，所述罩盖至少部分地由塑料树脂材料形成。
6.根据权利要求1所述的夹钳引导组件，其中，所述罩盖包括盖帽部分和裙部部分，所述盖帽部分具有末端面，所述末端面用来关闭所述引导孔的所述开口，所述裙部部分安排成延伸到所述引导孔中，并且其中，所述信号处理部分被安装至所述盖帽部分。
7.根据权利要求6所述的夹钳引导组件，其中，所述信号处理部分至少部分地封装在所述盖帽部分内。
8.根据权利要求1所述的夹钳引导组件，其中，在所述组件内提供能够从所述引导孔的所述开口触及的空隙，并且其中，所述空隙部分地由所述罩盖限定。
9.根据权利要求8所述的夹钳引导组件，其中，所述信号处理部分至少部分地位于所述空隙内。
10.根据权利要求8所述的夹钳引导组件，其中，所述磨损传感器包括传感器探头，所述传感器探头安装至所述罩盖并延伸到所述空隙中。
11.根据权利要求8所述的夹钳引导组件，其中，所述空隙至少部分地设置在所述引导销的凹陷内。
12.根据权利要求1所述的夹钳引导组件，其中，连接器部分被安装至所述罩盖，所述连接器部分提供用于缆线的连接器，所述缆线被安排成延伸至装配有所述夹钳引导组件的车辆。
13.根据权利要求1所述的夹钳引导组件，其中，所述磨损传感器是霍尔效应类型的传感器。
14.根据权利要求1所述的夹钳引导组件，其中，在重型车辆盘式制动器的夹钳中提供所述引导孔。
15.一种重型车辆盘式制动器，包括根据权利要求14所述的夹钳引导组件。
16.一种制造用于夹钳引导组件的罩盖的方法，所述方法包括：
提供磨损传感器，所述磨损传感器配置成用来检测引导销相对于引导孔的位置，所述引导孔具有开口和引导表面，所述引导表面安排成用来接纳所述引导销的引导部分并且允许所述引导部分的相对轴向滑动，所述磨损传感器具有信号处理部分；以及
将所述信号处理部分一体模制到所述罩盖中，使得所述信号处理部分至少部分地封装在所述罩盖内，
其中，所述罩盖适于关闭所述引导孔的所述开口。
17.根据权利要求16所述的方法，其中，所述磨损传感器包括传感器探头，所述方法包括将所述传感器探头一体模制到所述罩盖中的步骤，使得所述传感器探头至少部分地封装在所述罩盖内。
18.根据权利要求16所述的方法，其中，所述磨损传感器包括连接器部分，所述连接器部分包括用于缆线的连接器，所述缆线被安排成延伸至装配有所述夹钳引导组件的车辆，所述方法包括将所述连接器部分一体模制到所述罩盖中的步骤，使得所述连接器部分至少部分地封装在所述罩盖内。
19.根据权利要求16所述的方法，其中，所述罩盖至少部分地由塑料树脂材料形成。
20.根据权利要求16所述的方法，其中，所述罩盖包括盖帽部分和裙部部分，所述盖帽部分具有末端面，所述末端面适于关闭所述引导孔的所述开口，所述裙部部分适于延伸到所述引导孔中，并且其中，所述信号处理部分被一体模制到所述盖帽部分中，使得所述信号处理部分至少部分地封装在所述盖帽部分内。
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