CN117605773A - 车轮制动装置 - Google Patents

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Abstract

车轮制动装置，其包括制动衬块装置(102)，所述制动衬块装置(102)包括背撑板(116)和弹性构件(114)，所述背撑板(116)被布置成在所述背撑板的第一表面上支撑制动衬块(104)，以用于在所述制动衬块装置的与所述第一表面垂直的轴向方向上接合制动盘(106)，所述弹性构件(114)连接到所述背撑板(116)的与所述第一表面相反的第二表面(120)，并且被布置成接合止动杆(110)，所述止动杆(110)在使用中在轴向方向上延伸越过所述制动衬块装置(102)，所述弹性构件(114)被布置成在制动动作期间被张紧，从而在释放制动器时在远离所述制动盘(106)的所述轴向方向上推动所述制动衬块装置(102)，所述弹性构件(114)进一步被布置成在远离所述止动杆(110)的方向上产生径向力分量，以防止所述制动衬块装置(102)的径向运动。

Description

车轮制动装置
分案申请
本申请是申请号为201880100226.5的中国专利申请的分案申请，上述中国专利申请的申请日为2018年12月18日，发明名称为“车轮制动装置”。
技术领域
本公开涉及一种车轮制动装置。该车轮制动装置适用于车辆，特别是通常被称为卡车的轻型、中型和重型车辆。尽管将主要针对卡车来描述该车轮制动装置，但它也可适用于包括盘式制动器形式的车轮制动器的、其它类型的车辆。
背景技术
关于卡车形式的车辆(也被称为轻型、中型和重型车辆)，对车轮制动器总是有很高的要求。这些要求特别涉及车轮制动器的制动能力，因为它们需要适当地起作用以适当地降低车辆速度。
通常，车轮制动器包括连接到轮毂的制动盘，该轮毂又连接到车辆的车轮。车轮制动器还包括制动衬块，该制动衬块被布置成对制动盘提供制动作用(即，夹紧制动盘)，使得车轮的旋转速度降低。因此，制动盘将抵靠制动衬块滑动，直到车轮停止其运动为止。这会在制动盘中产生摩擦热，这是需要处理的。制动衬块又连接到支架(carrier)，该支架被布置成支撑所述制动衬块并将其保持在正确位置。
根据其摘要，US 4,527,669涉及一种在盘式制动器中使用的摩擦衬块组件。根据另一文献，CN102011816公开了一种具有摩擦块返回结构的盘式制动器。此外，DE102016004516涉及一种用于多用途车辆的盘式制动器，其包括制动盘、在制动盘的第一侧上的第一制动衬片以及在制动盘的与第一侧相反的第二侧上的第二制动衬片。此外，DE102016120478公开了一种用于多用途车辆的盘式制动器。更进一步地，DE102016120481涉及一种用于多用途车辆的盘式制动器，其包括在制动盘上方延伸的制动钳。
US2016/0160945描述了一种制动盘装置，该制动盘装置包括制动盘和两个制动衬块，这两个制动衬块布置在制动盘的相反两侧以提供其制动作用。特别地，US2016/0160945描述了衬块保持弹簧的使用，该衬块保持弹簧布置成防止制动衬块在操作期间被扭曲。因此，衬块保持弹簧被布置成防止制动衬块的径向移动，并且被衬块保持托架居中地跨过，该衬块保持托架相对于制动盘的旋转轴线轴向地延伸。
然而，对于US2016/0160945中的制动盘装置，存在着制动事件之后制动衬块未从制动盘充分移离的风险，这可能导致阻力损失从而增加燃料消耗并增加制动衬块的磨损。因此，希望改进制动盘装置，以例如用于增加其部件的使用寿命以及减少由阻力损失产生的燃料消耗。
发明内容
本公开的目的是提供一种至少部分地克服了上述缺陷的车轮制动装置。这通过下文所述的车轮制动装置来实现。
根据第一方面，提供了一种用于车辆的车轮的车轮制动装置，该车轮制动装置包括：制动衬块装置，该制动衬块装置包括制动衬块；制动盘，该制动盘能够连接到车辆的车轮，用于在制动衬块压靠在制动盘上时降低车辆的速度；制动钳，该制动钳至少部分地容纳制动衬块装置和制动盘；以及止动杆(retainer bar)，该止动杆连接到制动钳，该止动杆在车轮制动装置的轴向方向上延伸越过所述制动衬块装置和制动盘，其中，该止动杆能够与制动钳分离；其中，车轮制动装置还包括连接到制动衬块装置并且连接到该止动杆的弹性构件，当制动衬块被压靠在制动盘上时，该弹性构件被张紧，以用于当从制动盘释放制动衬块时在轴向远离制动盘的方向上推动制动衬块装置。
术语“制动钳”应被理解为是指制动装置的以下结构：该结构形成用于该制动装置的部件的壳体。优选地，制动钳包括在上部处的开口，以用于简化对例如制动盘和制动衬块装置等的维护。而且，止动杆可以布置成延伸越过该上部处的所述开口。因此，该止动杆优选在制动衬块装置和制动盘的径向外侧的位置处延伸越过制动衬块装置和制动盘。该止动杆可以优选通过例如螺纹连接而能够从制动钳分离。该止动杆还可以以可枢转方式连接到制动钳、经由另一附接装置(例如，托架等)连接到制动钳。该止动杆优选布置为用于衬块保持弹簧的径向支撑件，该衬块保持弹簧被布置在制动盘的与弹性构件的位置相反的一侧上。这样的衬块保持弹簧被布置成防止与该衬块保持弹簧连接的第二制动衬块装置在操作期间被扭曲。因此，与连接到所述弹性构件的制动衬块装置相比，第二制动衬块装置被布置在制动盘的相反的另一侧上。
本公开的弹性构件的优点在于：当制动动作完成时(即，当不再需要制动动作时)，制动衬块装置可以快速返回到其非启用位置。由此，降低了所谓的阻力损失(即，在释放制动器之后所述制动衬块抵靠制动盘滑动时)的风险。这样，减少了车轮制动装置的磨损。而且，由于实现了用于使车轮旋转的小惯性，阻力损失的减少也将减少燃料消耗。
此外，所述弹性构件还可以具有防止制动衬块装置径向移出车轮制动装置的次要功能。因此，在弹性构件与止动杆之间存在径向力分量。这样，弹性构件也实现了传统的衬块保持弹簧的功能。另一优点是减少了来自制动器的咔嗒噪声。
根据示例实施例，制动衬块装置可以包括背撑板，所述制动衬块连接到该背撑板的第一表面，其中，所述弹性构件连接到该背撑板的第二表面，该第二表面背对着所述制动衬块。
该背撑板(也称为背板)起到支撑所述制动衬块的作用。
根据示例实施例，所述弹性构件可以是弹性弹簧，该弹性弹簧包括以V形构造布置的第一弹簧腿和第二弹簧腿，其中，第一腿和第二腿分别连接到所述止动杆的第一轴向延伸侧表面和第二轴向延伸侧表面。
因此，各个腿的外端部分布置在所述止动杆的附近。因此，该V形弹性弹簧的内侧部分连接到制动衬块装置。此外，所述止动杆的轴向延伸侧表面应被理解为在越过制动衬块装置和制动盘的方向上延伸。
根据示例实施例，第一轴向延伸侧表面和第二轴向延伸侧表面可以各自包括与所述止动杆的面向制动衬块装置和制动盘的表面法线垂直的表面法线。因此，该弹性弹簧连接到所述止动杆的侧表面。
根据示例实施例，该弹性弹簧可以通过预张紧力而连接到第一轴向延伸侧表面和第二轴向延伸侧表面，以用于在朝向彼此的方向上推动第一弹簧腿和第二弹簧腿。
弹性弹簧的“预张紧力”应被理解为：当未连接到所述止动杆时，所述腿的部分之间的距离小于所述止动杆的宽度。因此，为了将该弹性弹簧附接到所述止动杆，该弹性弹簧需要承受外力，该外力增加了V形形状的所述腿之间的距离。提供处于预张紧状态的该弹性弹簧的优点在于，实现了与所述止动杆的、改进的连接。
根据示例实施例，所述止动杆可以在第一轴向延伸侧表面和第二轴向延伸侧表面中的每一个中包括凹部，其中，第一弹簧腿和第二弹簧腿被定位在相应的凹部中。由此，基本防止了该弹性弹簧的轴向位移。
根据示例实施例，该弹性构件可以包括布置在该弹性构件的下端部处的环部，该弹性构件通过连接构件而连接到制动衬块装置，该连接构件穿过所述环部并连接到制动衬块装置中。
该连接构件可以优选是螺钉或螺栓，该螺钉或螺栓连接穿过所述环部并连接到制动衬块装置。
根据示例实施例，该环部可以包括径向延伸的椭圆形状。当将弹性构件连接到制动衬块装置和止动杆时，使用径向延伸的环部将简化该弹性构件的调节。
根据示例实施例，所述止动杆的在与弹性构件连接的位置处的宽度可以小于所述止动杆的相对于制动盘而言轴向相反的位置处的宽度。
因此，所述止动杆的至少一部分或多或少被布置成渐缩形状或等效的形状，其中，所述止动杆的宽度在朝向该弹性构件的位置的方向上减小。当然，所述止动杆可以在越过所述制动衬块装置和制动盘的第一部分处具有相对均匀的宽度，然后在第二部分处，宽度减小。优点在于，降低了在“错误”的轴向方向上张紧该弹性构件的风险。因此，可以进一步确保：当释放制动器时，该弹性构件将推动制动衬块远离制动盘。
根据示例实施例，所述止动杆可以相对于制动衬块装置布置在径向上方并且在周向中央位置处。因此，该弹性构件也布置在周向中央位置处，这将使得能够实现制动衬块装置上的均匀载荷分配。因此，降低了当释放制动器时扭曲该制动衬块装置的风险。
根据示例实施例，所述止动杆可以通过至少一个螺纹连接元件连接到制动钳。
根据示例实施例，所述制动衬块装置可以是第一制动衬块装置，其中，该车轮制动装置还包括第二制动衬块装置，该第二制动衬块装置布置在制动盘的与第一制动衬块装置轴向相反的位置处。第二制动衬块装置可以优选是不可致动的，即，在制动动作期间不存在朝向制动盘推动第二制动衬块装置的活塞等。第二制动衬块装置在制动期间自然地形成配对部(counter part)，即，在制动期间，第一制动衬块装置被压靠在制动盘上，从而制动盘将被压靠在第二制动衬块装置上。因此，该车轮制动装置是所谓的浮动制动钳式制动器。
此外，第二制动衬块装置可以优选包括如上所述的衬块保持弹簧。
根据示例实施例，该制动钳可以包括第一制动钳部分和第二制动钳部分，该第一制动钳部分和第二制动钳部分包括布置在制动衬块装置和制动盘的各个轴向侧上的相应部分。因此，第一制动钳部分和第二制动钳部分可以形成上述开口。因此，该制动钳是两部分式制动钳。
根据示例实施例，所述止动杆可以连接在第一制动钳部分与第二制动钳部分之间。因此，所述止动杆被布置成越过由第一制动钳部分和第二制动钳部分形成的所述开口。
根据第二方面，提供了一种车辆，该车辆包括车轮和根据关于第一方面所述的实施例中的任一个实施例的车轮制动装置，其中，该车轮制动装置连接到车轮。
第二方面的效果和特征在很大程度上类似于上文关于第一方面所述的效果和特征。
当研究所附权利要求书和以下描述时，本发明的其它特征和优点将变得明显。本领域技术人员将认识到，在不脱离本发明的范围的情况下，本发明的不同特征可以组合，以产生除了下文中描述的实施例以外的实施例。
附图说明
通过以下对示例性实施例的说明性而非限制性的详细描述，将更好地理解上述以及其它目的、特征和优点，其中：
图1是示出了卡车形式的车辆的示例实施例的侧视图；
图2是根据示例实施例的车轮制动装置的立体图；
图3是更详细地示出了图2的车轮制动装置的部件的分解图；
图4是示出了当车轮未经受制动动作时、根据示例实施例的车轮制动装置的剖视图；并且
图5是示出了当车轮经受制动动作时、根据示例实施例的车轮制动装置的剖视图。
具体实施方式
现在将在下文中参考附图更全面地描述本公开，在附图中示出了本公开的示例性实施例。然而，本公开可以以许多不同的形式来实施，且不应被解释为限于本文中阐述的实施例；相反，提供这些实施例是为了充分性和完整性。在整个说明书中，相同的附图标记表示相同的元件。
特别参考图1，提供了卡车形式的车辆10，根据本公开的车轮制动装置100特别适用于该卡车。车辆100包括一对前轮12和一对后轮14。尽管图1中未绘出，但该车辆还可以包括另外一对车轮。此外，如图所描绘的，所述一对前轮12包括车轮制动装置100，该车轮制动装置100布置成以可控方式降低车辆10的速度。车轮制动装置100是通过控制布置在车辆驾驶室中的制动踏板或者通过合适的控制系统来操作。尽管未描绘出，但后轮14也可以包括与前轮12类似的车轮制动装置100。
为了更详细地描述该车轮制动装置，参考图2至图5，图2至图5示出了根据其各种示例实施例的车轮制动装置。首先，与图2相结合地特别参考图1，车轮制动装置100包括第一制动衬块装置102和第二制动衬块装置150，它们分别包括各自的制动衬块104、104'以及各自的背撑板(backing plate)116、116'，该背撑板116、116'布置为所述制动衬块的支撑件。此外，制动盘106布置在第一制动衬块装置102与第二制动衬块装置150之间。制动盘106连接到车辆的车轮(未示出)，由此，车轮制动装置100布置成在车辆10的运行期间以可控方式降低车轮的旋转速度。
此外，车轮制动装置100还包括制动钳108，该制动钳108至少部分地容纳制动衬块装置102、150以及制动盘106。可以看出，制动钳108包括彼此连接的第一制动钳部分108'和第二制动钳部分108”。而且，第一制动钳部分108'和第二制动钳部分108”形成制动钳108的开口111。通过开口111，可触及该制动衬块装置的部件，由此简化了这些部件的维护。
此外，车轮制动装置100包括止动杆110。止动杆110连接在第一制动钳部分108'与第二制动钳部分108”之间。详细地，止动杆110通过螺纹连接而连接到第二制动钳部分108”，并且轴向地延伸越过第一制动衬块装置102和第二制动衬块装置150以及制动盘106中的每一个，从而在开口111的径向上方形成一个桥。如图2中进一步描绘的，止动杆110在第一制动衬块装置102附近的宽度(即，垂直于该车轮制动装置的轴向方向的延伸尺寸)小于在第二制动衬块装置150附近的宽度。此外，如图4中所示，止动杆110在第一制动衬块装置102的背撑板116上方的位置处优选具有增加的厚度。优选地，该增加的厚度降低了错误组装车轮制动装置100的风险。
车轮制动装置100还包括弹性构件114(在下文中被称为弹性弹簧114)。弹性弹簧114连接在第一制动衬块装置102与止动杆110之间。在图2和图3所描绘的示例实施例中，弹性弹簧114包括环部136，连接构件138(在此为螺钉的形式)穿过该环部136将弹性弹簧114连接到第二制动衬块装置102的背撑板116。因此，弹性弹簧114连接到背撑板116的第二表面120，该第二表面120背对着第一制动衬块104以及制动盘106。
此外，弹性弹簧114包括以V形构造布置的第一弹簧腿122和第二弹簧腿124。因此，环部136布置在弹性弹簧114的V形形状下方。第一弹簧腿122和第二弹簧腿124分别连接到所述止动杆的第一轴向延伸侧表面126和第二轴向延伸侧表面128。如图2中可见，止动杆110的第一轴向延伸侧表面126和第二延伸轴向侧表面128均具有与面向制动衬块装置102和制动盘106的表面法线垂直的表面法线。此外，V形弹性弹簧114通过预张紧力连接到止动杆110，该预张紧力在朝向彼此的方向上推动第一腿122和第二腿124。因此，当将弹性弹簧114连接到止动杆110时，在第一腿122与止动杆110的第一轴向延伸侧表面126之间以及在第二腿124与止动杆110的第二轴向延伸侧表面128之间产生压缩力。此外，第一轴向延伸侧表面126和第二轴向延伸侧表面128包括在与第一腿122和第二腿124连接的界面处的相应凹部130、132。
此外，车轮制动装置100包括连接到第二制动衬块装置150的背撑板116'的衬块保持弹簧302。因此，衬块保持弹簧302布置在制动盘106的与弹性弹簧114的位置相反的轴向侧上。衬块保持弹簧302通过在背撑板116'的上表面上的两个径向延伸突出部304连接到第二制动衬块装置150的背撑板116'。这些突出部304布置在衬块保持弹簧302的相应开口306中。此外，衬块保持弹簧302包括表面部306，该表面部306具有背对背撑板116'的表面法线。衬块保持弹簧302的表面部306布置成与止动杆110接触。因此，止动杆110和衬块保持弹簧302防止第二制动衬块装置150的径向延伸运动。
为了更详细地描述弹性弹簧114的功能，参考图4和图5。图4示出了处于非制动状态(其中，车轮自由旋转)的车轮制动装置100，而图5示出了处于制动状态(其中，车轮基本上被阻止旋转)的车轮制动装置100。
从图4开始，制动衬块装置102未被致动，并且在第一制动衬块104与制动器106之间存在间隙402，使得车轮自由旋转。如上所述，弹性构件114连接在第一制动衬块装置102的背撑板116与止动杆110之间。详细地，当所述制动器如图4中所示地未被致动时，在弹性构件114中没有轴向张力或仅有小的轴向张力。
当车轮制动装置100此后如图5所示地被致动时，第一制动衬块装置102的制动衬块104布置成与制动盘106连接，使得制动衬块104压靠在制动盘106上，用于产生制动扭矩。由此，弹性弹簧114已经移动了图4中所示的轴向距离402。因此，在弹性弹簧114中已经产生了增加的轴向张力Fax。详细地，当使用例如制动器缸或其它致动装置来施加制动时，在弹性弹簧中产生在远离制动盘106的轴向方向上的张力Fax。当释放该制动器时，轴向张力Fax将在远离制动盘的轴向方向上推动第一制动衬块装置102。
此外，由于弹性弹簧114被以上述V形形状布置，所以当将该弹性弹簧连接在第一制动衬块装置102与止动杆110之间时，也产生在径向方向上的力分量。由此，弹性弹簧114还起到防止第一制动衬块装置102径向运动的作用，其类似于针对上述衬块保持弹簧302所描述的功能。
应当理解，本发明不限于上文所述和附图中示出的实施例；相反，本领域技术人员将认识到，可以在所附权利要求书的范围内进行许多修改和变型。例如，连接到第二制动衬块装置150的衬块保持弹簧302可以被与连接在第一制动衬块装置102与止动杆110之间的弹性弹簧类似的弹性弹簧代替。

Claims (11)

1.一种制动衬块装置(102)，所述制动衬块装置(102)包括背撑板(116)和弹性构件(114)，
其中，所述背撑板(116)被布置成在所述背撑板的第一表面上支撑制动衬块(104)，以用于在所述制动衬块装置的与所述第一表面垂直的轴向方向上接合制动盘(106)，
其中，所述弹性构件(114)连接到所述背撑板(116)的与所述第一表面相反的第二表面(120)，并且被布置成接合止动杆(110)，所述止动杆(110)在使用时在轴向方向上延伸越过所述制动衬块装置(102)，
其中，所述弹性构件(114)被布置成在制动动作期间被张紧，从而在释放制动器时在远离所述制动盘(106)的轴向方向上推动所述制动衬块装置(102)，并且
其中，所述弹性构件(114)进一步被布置成在远离所述止动杆(110)的方向上产生径向力分量，以防止所述制动衬块装置(102)的径向运动。
2.根据权利要求1所述的制动衬块装置(102)，其中，所述弹性构件(114)是弹性弹簧(114)，所述弹性弹簧包括以V形构造布置的第一弹簧腿(122)和第二弹簧腿(124)，其中，所述第一弹簧腿(122)和所述第二弹簧腿(124)分别连接到所述止动杆(110)的第一轴向延伸侧表面(126)和第二轴向延伸侧表面(128)。
3.根据权利要求2所述的制动衬块装置(102)，其中，所述第一轴向延伸侧表面(124)和所述第二轴向延伸侧表面(126)各自包括与所述止动杆(110)的面向所述制动衬块装置(102)和所述制动盘(106)的表面法线垂直的表面法线。
4.根据权利要求2或3所述的制动衬块装置(102)，其中，所述弹性弹簧(114)通过预张紧力连接到所述第一轴向延伸侧表面和所述第二轴向延伸侧表面，以用于在朝向彼此的方向上推动所述第一弹簧腿和所述第二弹簧腿。
5.根据权利要求1-3中的任一项所述的制动衬块装置(102)，其中，所述弹性构件(114)包括布置在所述弹性构件(114)的下端部处的环部(136)，所述弹性构件通过连接构件(138)连接到所述制动衬块装置(102)，所述连接构件(138)穿过所述环部(136)并连接到所述制动衬块装置(102)中。
6.根据权利要求5所述的制动衬块装置(102)，其中，所述环部包括径向延伸的椭圆形状。
7.根据权利要求1-3中的任一项所述的制动衬块装置(102)，其中，所述弹性构件(114)被构造成实现传统的衬块保持弹簧的功能。
8.根据权利要求1-3中的任一项所述的制动衬块装置(102)，其中，所述弹性构件(114)是弹性弹簧。
9.一种用于车辆的车轮的车轮制动装置(110)，所述车轮制动装置包括根据任一前述权利要求所述的制动衬块装置(102)。
10.一种车辆，其包括根据权利要求1-8中的任一项所述的制动衬块装置(102)。
11.一种零件套装，其包括制动衬块(104)和根据权利要求1-8中的任一项所述的制动衬块装置(102)。
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