CN118128847A - 用于滑动卡钳式的机动车辆局部加衬的盘式制动器的摩擦衬片组件 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于滑动卡钳式的机动车辆局部加衬的盘式制动器的摩擦衬片组件，该摩擦衬片组件具有背板并且具有固定到该摩擦衬片组件上的金属片复位弹簧，该机动车辆局部加衬的盘式制动器具有制动器保持器，安排在制动盘的两侧上的摩擦衬片组件在该制动器保持器上被可滑动地引导，其中，该复位弹簧能够通过至少一个弹簧支腿被轴向地夹紧在该制动器保持器与该摩擦衬片组件之间，其方式使得该复位弹簧将释放间隙应用到该摩擦衬片组件上。该弹簧支腿在该背板的锤头形卡爪上延伸，其中，由于摩擦材料厚度减小，该弹簧支腿被设计成在制动作用下以限定的方式可塑性变形，其结果是恒定尺寸的释放间隙施加于该摩擦衬片组件上。

Description

用于滑动卡钳式的机动车辆局部加衬的盘式制动器的摩擦衬 片组件
本申请是申请日为2017年2月10日，申请号为201780008284.0，发明名称为“用于机动车辆局部加衬的盘式制动器的摩擦衬片组件”的申请的分案申请。
本发明涉及一种摩擦衬片组件，该摩擦衬片组件具有用于调节滑动卡钳式的机动车辆局部加衬的盘式制动器的释放间隙的金属片复位弹簧，该机动车辆局部加衬的盘式制动器包括相对于该车辆固定的制动器保持器，安排在相关联的制动盘的两侧上的摩擦衬片组件在该制动器保持器上被可滑动地引导，并且该摩擦衬片组件具有包括致动系统的壳体，该壳体在制动盘和该摩擦衬片组件上延伸、并且被可滑动地安装在该制动器保持器上，并且其中，该复位弹簧被夹紧在该制动器保持器与该摩擦衬片组件之间，该复位弹簧被固定在该摩擦衬片组件的背板上并且通过轴向弹簧作用借助弹簧支腿被弹性地支撑在制动器保持器上。
参见Breuer/Bill，Bremsenhandbuch[Brake Handbook]，ISBN-13978-3-8348-0064-0，2006年9月第3版，Vieweg Verlag，第99页，图像7至图像14，基本上已知具有拉动摩擦衬片组件的局部加衬式的滑动卡钳盘式制动器。
对于所有机动车辆盘式制动器的运行，在摩擦衬片组件区域中使预定限定的释放间隙形成所需尺寸越来越重要。这是因为，为了确保在机动车辆正处于行驶而未被制动时没有残余制动扭矩起作用，摩擦衬片组件的摩擦材料不应接触制动盘。这导致的理论要求是：在释放时，摩擦材料应该自动地与制动盘保持限定的且均匀预定的距离，包括所有磨损尺寸(摩擦材料和制动盘磨损)。这个距离被称为释放间隙。过大的释放间隙导致制动踏板行程长，而过小的释放间隙导致产生残余制动扭矩，其结果是导致不必要的高能耗。实际上，腐蚀和污染加剧了释放间隙的问题。
因此，根据DE 102 38 734A1，存在已知的摩擦衬片组件，这些摩擦衬片组件提供了用于调节释放间隙目的的相对于摩擦衬片固定的金属片复位弹簧。据此，复位弹簧通过基部而被永久地固定在摩擦衬片组件背板后侧，所述后侧背离摩擦材料。弹性弹簧支腿以总是以弧形径向向外弯曲或者以弧形切向向外弯曲的方式安排。进一步地，复位弹簧通过同样由金属片制成的单独的衬片引导元件而被间接地夹紧在制动器保持器上并被锁定在其上，从而防止石头的影响并且进一步避免制动器保持器昂贵的机加工。进一步地，摩擦衬片组件的背板在制动器保持器中设有推动支撑。在非常特别优选的形式中，复位弹簧具有两个对称接合的弹簧支腿，以用于避免倾斜的倾向。衬片引导元件可以进一步具有接合在弹簧支腿的开口中的接片。不幸的是，已知的复位弹簧不能根据摩擦材料的磨损而使释放间隙保持恒定。相反，在这种概念中，由于弹簧臂总是以相同的方式接触，所以释放间隙随着摩擦材料和制动盘的磨损增加而增大。因此，尽管在所有情况下都完全且可靠地避免了残余制动扭矩，但是随着摩擦材料的磨损增加，由于空载路径增加而同时导致踏板行程延长。
本发明的目的是提供一种新颖且改进的摩擦衬片组件的开发，该摩擦衬片组件具有用于根据摩擦材料的磨损而使释放间隙形成所需尺寸的复位弹簧，该组件有助于避免已知的组件的缺点，即不妨碍踏板行程，并且针对高效生产和简单组装而降低了复杂性，同时在操作方面稳健。
根据本发明的特征组合的基本原理包括至少一个摩擦衬片组件，该摩擦衬片组件具有固定在其上的复位弹簧，该复位弹簧的弹簧臂在锤头形卡爪上延伸，并且其中，设置的弹簧臂能够具有在制动作用下由于摩擦材料和/或制动盘的摩擦磨损而受控的塑性变形，以便确保复位弹簧在摩擦衬片上施加受控且恒定尺寸的预定释放间隙。简言之，根据本发明，首次通过接合在限定的位置、包括复位弹簧的弹簧臂的变形特性实现了自动地使这些摩擦衬片组件中的释放间隙形成所需尺寸，从而完全解决了设定目标。因此，本发明使其自身与在通常使用过程中摩擦衬片组件的弹簧根本不应塑性变形的偏见截然相反。
参考附图，并与附图一起分别更详细地描述了本发明的进一步的细节、还以及各种实施例。
在附图中：
图1a和图1b示出了旨在用于根据DE 102 38 734A1的基本解释的已知的浮动卡钳盘式制动器，该浮动卡钳盘式制动器具有相对于摩擦衬片固定的金属片复位弹簧，
图2和图3以透视图和详细视图的形式示出了根据第一实施例的从前方和从后方观察的具有复位弹簧的滑动卡钳盘式制动器，
图4以透视图的形式将其作为单独部分示出了来自图2和图3的复位弹簧，
图5和图6示出了根据第二实施例的从前方和从后方观察的具有复位弹簧的滑动卡钳盘式制动器的透视细节图，并且
图7和图8示出了根据第三实施例的从前方和从后方观察的具有复位弹簧的滑动卡钳盘式制动器的透视细节图。
根据图1a和b，已知的机动车辆局部加衬的盘式制动器1包括相对于车辆固定的制动器保持器2，在该制动器保持器上安装有具有致动系统的壳体3，其方式使得该壳体可以轴向滑动，但不能转动。为了以允许壳体3进行相对轴向滑动运动的方式支撑该壳体，制动器保持器2具有两个销型引导件4。在这种安排中，壳体3在可转动的转子(未示出)上、尤其是在制动盘上以及安排在该制动盘的两侧(内侧、外侧)上的摩擦衬片组件5上延伸。两个摩擦衬片组件5进而通过在侧向上切向伸出的突起6以可轴向滑动但不可转动的方式在制动器保持器2的引导轮廓8的定位凹部上进行引导，并且设有切向“推动”支撑。在这种情况下，所有方向指示都涉及假想的车轮旋转轴线D，包括转子或制动盘转动轴线，或涉及所解释的坐标系统。更确切地说，制动器保持器2具有两个保持器臂7，这两个保持器臂在制动盘上延伸并且将定位凹部与用于突起6的引导轮廓8结合。摩擦衬片组件5通过引导轮廓8以不可转动的引导方式被容纳在保持器臂7中或其上，该引导轮廓区分这些定位凹部。为了增加保持器臂7的刚性，其自由端通过连接板9彼此相连接。
为了改善这种机动车辆局部加衬的盘式制动器1的释放行为，即在释放之后自作用自动设定制动盘与摩擦衬片组件5之间的限定的释放间隙，在每个摩擦衬片组件5上设置至少一个或优选地两个复位弹簧10，所述复位弹簧被设置为由未经切割而形成的扁材制成的金属片部件。
下面的描述涉及图2至图8中的实施例的具体解决方案，其中，与DE 102 38 734A1相对照，周向制动负荷的传输是通过支撑所有摩擦衬片组件5来确保的，其方式使得摩擦衬片组件通过在制动器保持器2的引导轮廓8中的锤头形卡爪6在张力下悬浮，也就是说张力施加到入口侧上的相应的卡爪6上，其结果是，在背板14中存在拉伸应力。
在图2至图8的所有说明性实施例中，两个钢板复位弹簧10以固定的方式被设置在每个摩擦衬片组件5上，这些钢板复位弹簧的弹簧支腿13在锤头形卡爪6上延伸。原则上，每个复位弹簧10在摩擦衬片组件5与制动器保持器2或保持器臂7之间轴向地操作。因此，壳体3未被包含在复位弹簧10的力流中。相应地，在机动车辆局部加衬的盘式制动器1的释放过程中，通过复位弹簧10主动地将摩擦衬片组件5拉离相关联的制动盘表面，复位弹簧10在摩擦衬片组件5上施加轴向弹簧力分量。图中所展示的复位弹簧10中的每一个连接到相应的摩擦衬片组件5上并且相对于制动器保持器2被轴向地支撑。
根据图2至图4所示的第一形式，复位弹簧10具有保持接片16，该保持接片接合在摩擦块侧的背板14上并且合并到滑动靴形件15或弹簧支腿13中，从而确保弹簧至少部分地配合在锤头形卡爪6上或其周围，并且其中，背板14能以衣夹的方式被夹紧在复位弹簧10的保持接片16与弹簧支腿13之间。换言之，保持接片16与弹簧支腿13之间的U形或C形弯曲部分形成整体式紧固夹，该紧固夹适于以衣夹的方式夹紧背板14。因此，具有整体式紧固夹的复位弹簧10以基本上可移除的方式被固定在背板14上。然而，对于特别要求紧固的情况，基部11可以被另外永久地紧固在背板14上。如图5和图6中所示的第二实施例的附图中所披露的，在摩擦材料侧上的附加紧固点12(比如尤其是铆钉或者背板14和基部11的相互穿透、铆固或凹陷)适于此目的并具有优势。然而，原则上也可以设想固定在背板14上的其他辅助(即附加)材料、非强制性或强制性装置，而不超出本发明的范围。
所有实施例的对应特征在于，制动器保持器2直接由弹簧支腿13的自由端22即时作用。在本发明的所有实施例中，弹簧支腿13的弯曲或成曲形，在所有情况下都以向内取向(即朝向车轮旋转轴线)的方式形成。根据图2至图4中的第一实施例，弹簧支腿13弯曲成具有径向向下的曲率，即，其具有向下卷绕的构形，其结果是对液体的自然滴落行为具有特别有利的影响，并且同时，壳体3中的壁凹部23被用于弹簧支腿13的整合。因此，实现了复位弹簧10的改善的自洁作用，并且此构形尤其对于摩擦衬片组件5的引导系统中的污染、腐蚀和磨损具有抵抗力。优选的第一形式进一步确保了最大的弹簧行程，有利地适配于锤头形卡爪6与保持器臂7之间的连接板9的结合。
如已经讨论的那样，弹簧支腿13优选地围绕锤头形卡爪6的中心Z或在其上延伸，并且为了允许摩擦衬片组件5回缩特别均匀，由自由端22引入的力同样可以靠近中心发生，即接近摩擦衬片组件5的重心或者居中地接近制动器保持器2中的引导轮廓8的重心。为了实现额外减少摩擦衬片组件5相对于制动器保持器2的任何倾斜趋势，复位弹簧10的紧固点12可以被设计成径向向内偏移，即在车轮旋转轴线D的方向上偏移，并且在保持器臂7上凹陷，并且其中，自由端22可以在制动器保持器2上的伸出的配对支承件23上延伸。
在图4中可以看到根据图2和图3所示的第一实施例的有利的复位弹簧10的细节。与具有自由端22(该自由端以弧形曲率径向向内弯曲，即向下弯曲)的弹簧支腿13相邻接的首先是沿轴向取向安排的滑动靴形件15，然后是径向冲压的保持接片16，并且其中，具有高度简化的构造，因为用于复位弹簧10的连续弯曲操作的所有弯曲轴线B、B’、B”被安排成彼此平行。弹簧支腿13可以进一步具有多个穿孔或者可以沿纵向方向设有单个连续孔口17，以便调节弹簧刚度。取决于所选材料的等级，原则上，孔口1可以在弹簧支腿13的整个曲线上延伸，以确保弹簧支腿13的曲线尽可能平滑地与摩擦材料的相应磨损阶段相匹配，并且具有相互平衡的塑性变形比例和弹性返回行程。代替或者除了孔口17之外，弹簧支腿13可以在某个区域或某些区域中可替代地或者完全地设有一个或多个护条(sicke)或其他轮廓18，其适于根据需要使弹簧支腿13的弹簧刚度和弹塑性行为适配(即成型)于摩擦材料19与系统的其他边界条件相配合的磨损行为。特别优选的是，在冷压工艺中，在复位弹簧10的钢板上压印出轮廓18或护条，其结果是由于钢材料中的冷硬化作用，在弹簧支腿13中实现了有利的自硬化。因此，在制造轮廓18的过程中，根据成形程度，弹簧支腿13的弹塑性行为可以根据需要设定，即成比例。在这一点上，明确地注意到，根据摩擦材料19在摩擦衬片组件5的寿命中的磨损程度，弹簧支腿13的特定和自动的塑性变形是期望的。通过此措施，对于每种磨损状态实现了适当且自动地使释放间隙形成所需尺寸。不言而喻的是，用于调整某个部分或某些部分中的弹簧行为的上述措施能以与紧固夹的部分基本对应的方式施加，唯一区别在于，在所有情况下都明显避免了紧固夹的区域中的任何塑性变形。
通过插入所述滑动靴形件15，使摩擦衬片组件5相对于保持器臂7上的径向支撑件更容易滑动。保持接片16可以设置有弯曲且弹簧弹性的止动支腿20，该止动支腿能以倒钩的方式强制地接合在背板14中的相关联的凹部中。在此不言而喻的是，除了在弹簧支腿13与保持接片16之间的衣夹状夹紧之外还存在这些辅助固定装置，以便由此为复位弹簧10与摩擦衬片组件5之间的固定提供安全且可靠的组装和可更换的变型。
在所有实施例中，弹簧支腿13原则上可以通过其自由端22直接即时地(即以便宜的方式)搁置在配对支承件24(该配对支承件可以将支座与制动器保持器2的未加工的铸造表面结合)上。这原则上也适用于图5和图6中的说明性实施例。在此形式中，在制造过程中，立方形扁平片状坯料设有侧向的且大致居中延伸的凹口21、切口或槽缝，以便由此产生两个相互连接的、具有大致相等强度的平行的弹簧支腿13a、b，这些弹簧支腿以斜方形或菱形相对于彼此展开，并且因此可以彼此成一定角度弯曲，如从图中可以看到的那样。此处，所描述的冷硬化效果同样可以被利用来获益。
图5和图6中所示的第二形式还以凹陷的方式整合到壳体3的壁凹部23中。然而，与图2至图4和图7至图8中所示的实施例相对照，图5和图6中所示的复位弹簧10仅在背板14的后侧的一部分上延伸，仅通过基部11而被永久地紧固在背板14的后侧上，并且完全不围绕背板14延伸，从而限制了金属片的消耗。对于这种轴向特别紧凑的设计，对制动器保持器2上的支座进行机加工以确保与弹簧支腿13b的自由端22的限定接触可能是特别可取的。这种构形的一个显着优点是在最小可能的轴向总高度的情况下使扁平片状材料的使用效率最大化，其结果是实现了有效形成的最佳成本/收益比，并且同时，通过成本的略微增加，实现了用于特别关键的安装空间的小型复位弹簧。
图7和图8中所示的第三实施例组合了第一形式和第二形式的一些特征。此处，弯曲成蜿蜒形状并且以平坦且紧密配合的方式弯曲的并且原则上具有U形构形的弹簧支腿13在壁凹部23中的定位基本上类似第二形式，但是额外整合了紧固夹功能，其结果是，总体上，再一次提供了可更换的复位弹簧10，该复位弹簧包括保持接片16、滑动靴形件15、以及弹簧支腿13，并且其中，保持接片16的锤头形卡爪6在远端处围绕背板14弹性地(以衣夹的方式)延伸。然而，在这种情况下，所连接的弹簧支腿13不沿径向方向延伸(参见图2至图6)，而是相对于背板14沿切向方向(即以沿圆周方向延伸的方式)对齐。如上所述，对应地可以具有弹簧支腿13的轮廓18或穿孔，以便仿形复位弹簧的弹塑性变形行为。一个或多个孔口17同样是可以的。然而，与第一实施例相比，弹簧支腿13以环形或蜿蜒的方式弯曲若干次。特别地，弹簧支腿可以弯曲成双S形，即能以大量人为加长的形式提供，这使得其弹簧特性成为可能，并且特别是使得在此复位弹簧10中保持准备好的弹性和/或塑料备用行程以便背离摩擦材料19补偿相对大量的磨损成为可能。一方面通过这种增加储存的弹簧备用行程以及另一方面通过弹簧构形(以平坦且受保护的方式嵌入到制动器保持器2、壳体3与摩擦衬片组件5之间的周围区域中、嵌入到壁凹部23中)，获得稳健的设计，针对暴露于石头的影响、特别是SUV(运动型多用途车辆)的粗糙的越野应用，此设计是尤其推荐的。弹簧支腿13相对于背板14的取向也被修改。因此，与第一形式(图2至图4)中的弧形弹簧支腿13的固定和取向相比，第三形式(图7和图8)中的蜿蜒弹簧支腿13以在卡爪6的远端处扭转90°的方式应用，即切向地搁靠在摩擦衬片组件5的背板14上。因此，对于所有那些具有锤头形卡爪6的增强摩擦衬片组件5，背板后侧的所述锤头形卡爪用于弹簧固定件受到限制(因为例如存在一个或更多个凸起部分，如在EP 1 217 247 B1中)，推荐第三形式。
附图标记清单
1机动车辆局部加衬的盘式制动器
2 制动器保持器
3 壳体
4 销型引导件
5 摩擦衬片组件
6 卡爪
7 保持器臂
8 引导轮廓
9 连接板
10 复位弹簧
11 基部
12 紧固点
13 弹簧支腿
14 背板
15 滑动靴形件
16 保持接片
17 孔口
18 轮廓
19 摩擦材料
20 止动支腿
21 凹口
22 端部
23壁凹部(Nische)
24 配对支承件
Ax 轴向方向
B、B’、B”弯曲轴线
D 车轮旋转轴线
R 径向方向
T 切线方向
Z 中心

Claims (11)

1.一种用于滑动卡钳式的机动车辆局部加衬的盘式制动器(1)的摩擦衬片组件(5)，该摩擦衬片组件具有背板(14)并且具有固定到该摩擦衬片组件上的金属片复位弹簧(10)，该机动车辆局部加衬的盘式制动器具有相对于该车辆固定的制动器保持器(2)，安排在制动盘的两侧上的摩擦衬片组件(5)在该制动器保持器上被可滑动地引导，并且该摩擦衬片组件具有壳体(3)，该壳体在该制动盘和这些摩擦衬片组件(5)上延伸、并且可滑动地安装在该制动器保持器(2)上，并且其中，该复位弹簧(10)能够通过至少一个弹簧支腿(13)被轴向地夹紧在该制动器保持器(2)与该摩擦衬片组件(5)之间，其方式使得该复位弹簧(10)将释放间隙应用到该摩擦衬片组件(5)上，其特征在于，该弹簧支腿(13)在该背板(14)的锤头形卡爪(6)上延伸，并且其中，由于摩擦材料厚度减小，该弹簧支腿(13)被设计成在制动作用下以限定的方式可塑性变形，其结果是恒定尺寸的释放间隙施加于该摩擦衬片组件(5)上，
该弹簧支腿(13)具有自由端(22)，在弹性预载作用下，该自由端立即且直接地搁置在该制动器保持器(2)的配对支承件(24)上，位于该保持器上的用于该弹簧支腿(13)的自由端(22)的支座在车轮旋转轴线D的方向上径向向内偏移，该弹簧支腿(13)在该锤头形卡爪(6)的中心Z上延伸，该弹簧支腿(13)具有用于分段调整钢板材料的弹塑性弹簧行为的轮廓(18)，该轮廓是一个或多个护条。
2.如前述权利要求1所述的摩擦衬片组件(5)，其特征在于，该复位弹簧(10)具有弯曲轴线B、B’、B”，这些弯曲轴线在该复位弹簧(10)上彼此平行对齐设置，以便用于柔性形成该弹簧支腿(13)、该保持接片(16)、该滑动靴形件(15)、以及该止动支腿(20)。
3.如前述权利要求1或2所述的摩擦衬片组件(5)，其特征在于，这些弯曲轴线B、B’、B”是以切向取向设置。
4.如前述权利要求1至3中的一项或多项所述的摩擦衬片组件(5)，其特征在于，在保持器臂(7)或该配对支承件(24)上的连接板(9)上以轴向凹陷的方式形成。
5.如权利要求4所述的摩擦衬片组件(5)，其特征在于，该弹簧支腿(13)的自由端(22)搁置在具有该支座的该配对支承件(24)上，其中该配对支承件(24)和/或该支座在至少一个方向上具有凸起设计，并且其中，该弹簧支腿(13)至少局部地在该配对支承件(24)上延伸。
6.如前述权利要求中的一项或多项所述的摩擦衬片组件，其特征在于，该复位弹簧(10)至少在某个区段或某些区段中通过钢板材料的冷成形而具有冷硬化设计。
7.如前述权利要求中的一项或多项所述的摩擦衬片组件，其特征在于，该复位弹簧(10)包括用于可释放地固定在该背板(14)上的弹性紧固夹，该紧固夹具有该弹簧支腿(13)、滑动靴形件(15)以及保持接片(16)中的至少一部分，并且其中，该紧固夹至少局部地围绕该背板(14)延伸并且弹性地夹紧该背板。
8.如前述权利要求中的一项或多项所述的摩擦衬片组件，其特征在于，该复位弹簧(10)被设计为具有凹口(21)的基本上立方形的扁平片状坯料，该凹口是侧向张开的并且大致沿着对称轴线居中延伸，其结果是该凹口(21)限定了两个连接的相互平行的具有大致相等强度的弹簧支腿(13a，b)。
9.如前述权利要求中的一项或多项所述的摩擦衬片组件，其特征在于，该弹簧支腿(13)以凹陷的方式安排在该壳体(3)的壁凹部(23)中。
10.如前述权利要求中的一项或多项所述的摩擦衬片组件，其特征在于，该弹簧支腿(13)被扭曲成蜿蜒形状，比如尤其是双S形状，并且在切线方向T上基本上平行于该背板(14)定向，并且其中，该紧固夹被固定在该背板(14)上的卡爪(6)的远端上。
11.一种滑动卡钳盘式制动器，该滑动卡钳盘式制动器具有制动器保持器(2)和壳体(3)，并且包括结合了前述权利要求1至10中的一项或多项的特征、具有复位弹簧(10)的摩擦衬片组件(5)，其特征在于，该复位弹簧(10)的弹簧支腿(13)被夹紧在该摩擦衬片组件(5)的背板(14)与该制动器保持器(2)之间，其方式使得恒定尺寸的释放间隙连续自动地施加于该摩擦衬片组件(5)上，该弹簧支腿具有受控的弹塑性变形能力。
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