TWI600843B - 碟式剎車裝置及用於碟式剎車裝置的剎車內襯墊 - Google Patents

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Description

碟式剎車裝置及用於碟式剎車裝置的剎車內襯墊
本發明係有關於如申請專利範圍第1項所述之碟式剎車裝置以及有關於用於碟式剎車裝置的剎車內襯墊。
此類碟式剎車裝置主要用於商用車輛。在起動夾合裝置時，為了剎車，夾合側上的剎車內襯墊以及接著反作用側上的剎車內襯墊都壓頂剎車碟。該等剎車內襯墊通常位在固定位址剎車底板(brake backing plate)的內襯墊軸桿中，其中在剎車裝置作用期間，它們沿著剎車碟的周向抵頂剎車底板焊頭(horn)，而吸收在剎車期間發生的力或作用於剎車內襯墊的剎車力矩。
在剎車裝置的夾合(亦即，剎車內襯墊抵頂剎車碟的兩面)期間，夾合力在剎車碟的軸向起作用，導致剎車卡鉗(brake calliper)的負載以及在剎車力(braking force)適當高的情形下使其變形使得剎車卡鉗在面向剎車碟軸線的一側軸向擴大。因此，剎車卡鉗中位於對面以及形成貼著面向以插置剎車內襯墊之組裝開口之內襯墊底板之支承面(bearing surface)的後端壁區域會更強力地壓頂內襯墊底板。這意謂內襯墊底板在反作用側的壓力分布是可變的。
在剎車內襯墊在反作用側上的壽命期間，不均勻支承壓力導致高磨損，即所謂磨擦襯墊(friction pad)在面向組裝開口之區域中的徑向斜磨損。
因此，此區域在磨擦襯墊其餘部份仍有適當厚度時已 達磨損極限。因此必須在早期階段更換剎車內襯墊，這顯然與使用壽命要儘可能地長對立。
為了改善這種情況，德國專利第DE 29 25 785 A1號在申請專利範圍第1項之前言的提議是：相對於在剎車卡鉗的後端壁與在面向剎車卡鉗之組裝開口區的反作用端剎車內襯墊之間的鄰近區域，在比較寬的無功能位置(non-functioning position)中形成間隙。這造成內襯墊底板面向剎車卡鉗之後端壁的背面向組裝開口傾斜。
不過，這導致在剎車內襯墊的製造期間有實質生產工程問題。在此，通常是藉由在高壓及升高溫度下擠壓來塗敷磨擦襯墊於內襯墊底板上。在製程中，內襯墊底板的背面用加壓治具的平面型止推軸承支撐。用以吸收在鉛垂方向之加壓壓力的必要支撐物不能保證通過背面的斜坡，結果無法充分均勻地敷上磨擦襯墊。這導致磨擦襯墊的使用壽命減少，以及在某些條件下，限制剎車內襯墊的整體操作安全性。
除此之外，必須另外抱怨的是，通過減少內襯墊底板之支撐而產生的側向力會導致昂貴的加壓治具高度磨損。
整體上，此剎車內襯墊因而無法滿足優化使用壽命以及最大成本效益生產的需求。
本發明係基於以下目標：進一步開發一種通用型碟式剎車裝置以及用於碟式剎車裝置之剎車內襯墊藉此優化使用壽命及改善操作安全性。
解決此目標係藉由具有如申請專利範圍第1項所述之特徵的碟式剎車裝置以及具有如申請專利範圍第4項之特徵的剎車內襯墊。
通過本發明可達成：剎車內襯墊在反作用側上的剎車誘發磨損會均勻地發生，因而可得到更長的使用壽命。
在此，剎車卡鉗的變形在所描述的意義上可接受。事實上，甚至更輕的剎車卡鉗實施例有可能，因為僅僅以此目的而言，本發明碟式剎車裝置在處於未剎車位置時必須適當地調整在剎車卡鉗之後端壁與反作用側上之剎車內襯墊之間有較大的間隙，亦即，相對於鄰近區域，加寬面向剎車卡鉗之組裝開口的區域。
通過本發明有可能設計更輕的剎車卡鉗以很好地滿足對於優化碟式剎車裝置之重量的持續要求。特別是，這導致燃料消耗量減少從而降低作業成本而不影響功能安全性。此外，通過新剎車卡鉗設計的材料減少也可有利地影響生產成本。
除此之外，本發明的優點是剎車碟在軸向通過習知為“錐化”之剎車熱而產生的變形不要緊，只要剎車內襯墊此時可閃躲剎車碟在組裝開口區“錐化”期間的最大擴大。因此，可改善磨擦襯墊與剎車碟之間的壓力分布以及減少剎車碟的裂縫敏感度，它到現在還被抱怨。
取決於夾合力從而剎車卡鉗的變形程度，剎車卡鉗的後端壁會逐漸抵頂剎車內襯墊的內襯墊底板，其中源自受力和剎車卡鉗之後端壁與內襯墊底板間之支承面積的表面 壓力在整個夾合期間實質保持不變。
本發明有較寬的間隙係通過凹槽實現，其尺寸取決於剎車卡鉗的變形特性以及與內襯墊底板中界定長邊的邊緣隔開。
由於有位於磨擦襯墊對面之凹槽的背面整體平行於攜載磨擦襯墊的側面，在製造剎車內襯墊期間，經安置成剛好與加壓方向橫亙的內襯墊底板在加壓治具中可得到全面支撐。
內襯墊底板之背面中分配給內襯墊底板之長邊的至少兩個邊緣區為平面型從而形成全面支撐。
可將該凹槽設計成相鄰的平面型區域有大面積，這保證有良好的熱傳遞，以及均勻地引進力。
接著，根據優化使用壽命以及高度操作安全的需要，這是實現磨擦襯墊之均勻強度的先決條件。
除此之外，在加壓期間，通過均勻的力分布，可減少加壓治具的磨損，結果本發明可導致生產及作業成本大幅減少。
剎車內襯墊的輪廓通常對應至剎車碟，亦即，它們形成為圓形環節。凹槽的輪廓與該壁之支承面的輪廓對應以及延伸幾乎有內襯墊底板的整個長度或被分段成可與剎車卡鉗之設計及變形特性對應。在此，凹槽對於徑向軸線可呈對稱或不對稱。
取決於要求，可將內襯墊底板的凹槽設計成可以銳邊的方式或平坦地過渡至對於凹槽呈凸起的鄰近區域，其中 過渡的角度適合在操作期間所預期的變形。凹槽的深度取決於生產可能性，然而它特別取決於內襯墊底板的強度以及在0.5至2毫米之間為較佳。
除了通過切割加工來生產凹槽以外，也可通過成型方法來生產凹槽，例如通過衝壓或其類似者。也可想到通過腐蝕法來生產凹槽或在內襯墊底板的形成期間引進它作為在鑄造操作期間的鑄件。
與內襯墊底板的單元成形相反，可加入內襯墊底板的插件也可引進凹槽。
在任何情形下，有可能隨後將新剎車內襯墊插入現有的剎車卡鉗，例如作為更換部件，藉此也用現有剎車系統體現本發明的優點。
本發明的其他有利組態列於申請專利範圍的附屬項。
圖式簡單說明
以下用附圖描述本發明的示範具體實施例。
第1圖圖示在無功能位置之示意側面截面圖的本發明碟式剎車裝置。
第2圖根據第1圖圖示在功能位置的碟式剎車裝置。
第3圖至第5圖圖示本發明示範具體實施例的後視圖。
第6a圖至第6b圖及第7a圖至第7c圖各自沿著直線A-A繪出本發明剎車內襯墊之示範具體實施例的橫截面圖。
第8圖圖示剎車內襯墊之另一示範具體實施例的後視圖。
第9圖圖示第8圖之剎車內襯墊的橫截面圖。
第1圖及第2圖示意圖示碟式剎車裝置之一部份，其中第1圖顯示碟式剎車裝置處於尚未被完全夾合時的位置，而第2圖顯示處於剎車裝置完全作用時的位置。
該碟式剎車裝置包含被設計成滑動卡鉗的剎車卡鉗1，其係包含剎車碟3，以及其中係配置剎車內襯墊5於夾合側上以及配置剎車內襯墊4於反作用側上，在剎車裝置作用時，用夾合裝置8可使其壓頂剎車碟3的兩側。
在此，反作用側上的剎車內襯墊4用攜載在剎車卡鉗1後端壁2上之磨擦襯墊7的內襯墊底板6來支撐本身，圖中以影線圖示它的支承面。
在剎車卡鉗1的後端壁2與反作用側上的剎車內襯墊4之間，在面向組裝開口11的區域中，形成較寬的間隙(相對於鄰近區域)，剎車內襯墊4、5可經由該間隙插入，在剎車裝置的無功能位置(對應至第1圖)中，舉例圖示於第3圖及第8圖之間隙的長度至少對應至在處於接觸壓力位置時壁2支承於內襯墊底板6上的長度L。
此間隙係通過設於內襯墊底板6中面向壁2之背面12上的凹槽9來形成，可根據第6a圖至第6b圖及第7a圖至第7c圖的示範具體實施例改變凹槽9的橫截面輪廓。在此，背面12平行於攜載磨擦襯墊的側面13。
如上述，第1圖顯示在無功能位置的碟式剎車裝置，其中剎車卡鉗1採取起始形式，第2圖圖示剎車卡鉗1在剎車裝置完全作用期間所得到的變形。
顯而易見，剎車卡鉗在背離組裝開口11的側面上張開，使得位於對面的壁2可接合凹槽9，凹槽9的輪廓係適合壁2的輪廓。
第3圖至第7a至c圖圖示剎車內襯墊4在反作用側上的內襯墊底板6，其中第3圖至第5圖顯示凹槽9的輪廓，其係適合剎車卡鉗之支承面的個別輪廓。
在第4圖中，內襯墊底板6設有配置於徑向軸線11’兩側上的兩個凹槽，與其匹配的壁2的接觸表面區係放入其中。在此，係以對於徑向軸線11’呈鏡像對稱的方式配置兩個凹槽9。
在第5圖中，同樣可看到內襯墊底板6的兩個凹槽9，不過它們對於徑向軸線11’呈不對稱，它們的配置同樣取決於壁2的變形特性。
第6a圖至第6b圖以橫截面圖圖示凹槽9。在此具體實施例版本中，凹槽9為銳邊設計，第7a圖至第7c圖圖示其範例，凹槽9包含較低區域，其係由在側邊上呈弧凸的較高區域14向較低區域變平，其中初始為由上邊緣區14開始及平行於背面12之平表面9’的第7a圖凹槽9係併入斜坡9”。
相反地，在第7b圖，凹槽9被設計成只是在邊緣區14方向延伸的斜坡9”。要不然，以彼此對齊的方式配置邊緣區14與位於對面之背面12的區域，亦即，在平行於側面13的共同平面中。因此，內襯墊底板6在此區域中的厚度相同。
與圖示於第3圖至第5圖的實施例相同，有圖示於第8圖之版本的凹槽9也配置於內襯墊底板6中分配給外凸邊的上 半部(亦即，面向凸形外側的半部中)。
在此實施例中，凹槽9導入插入內襯墊底板6的插件10。顯然，也可以第7a圖及第7b圖提議的形式裝設凹槽9於插件10中。
1‧‧‧剎車卡鉗
2‧‧‧後端壁
3‧‧‧剎車碟
4、5‧‧‧剎車內襯墊
6‧‧‧內襯墊底板
7‧‧‧磨擦襯墊
8‧‧‧夾合裝置
9‧‧‧凹槽
9’‧‧‧平表面
9”‧‧‧斜坡
10‧‧‧插件
11‧‧‧組裝開口
11’‧‧‧徑向軸線
12‧‧‧背面
13‧‧‧側面
14‧‧‧較高區域
L‧‧‧長度
第1圖圖示在無功能位置之示意側面截面圖的本發明碟式剎車裝置。
第2圖根據第1圖圖示在功能位置的碟式剎車裝置。
第3圖至第5圖圖示本發明示範具體實施例的後視圖。
第6a圖至第6b圖及第7a圖至第7c圖各自沿著直線A-A繪出本發明剎車內襯墊之示範具體實施例的橫截面圖。
第8圖圖示剎車內襯墊之另一示範具體實施例的後視圖。
第9圖圖示第8圖之剎車內襯墊的橫截面圖。
1‧‧‧剎車卡鉗
2‧‧‧後端壁
3‧‧‧剎車碟
4、5‧‧‧剎車內襯墊
6‧‧‧內襯墊底板
7‧‧‧磨擦襯墊
8‧‧‧夾合裝置
9‧‧‧凹槽
11‧‧‧組裝開口

Claims (8)

  1. 一種用於商用車輛的碟式剎車裝置，其係具有設計成滑動卡鉗的一剎車卡鉗並且包含一圓碟，在該剎車卡鉗中配置一剎車內襯墊於夾合側上以及於反作用側上，該剎車內襯墊在經由一夾合裝置而進行剎車時係被壓頂於該剎車碟的兩側，其中在該反作用側上的該剎車內襯墊用攜載在該剎車卡鉗之後端壁上之一磨擦襯墊的一內襯墊底板支撐本身，以及在該剎車卡鉗之該後端壁與在該反作用側上之該剎車內襯墊之間面向該剎車卡鉗之一組裝開口的一區域中，在無功能位置中形成比鄰近區域寬些的一間隙，該間隙的長度至少對應至在處於接觸壓力位置時該壁支承於該內襯墊底板上的長度，其特徵在於：該間隙係通過導入至該內襯墊底板之背面的至少一凹槽所形成，該背面係與攜載該磨擦襯墊的側面平行而且為平面型，其中該凹槽與該內襯墊底板中界定長邊的邊緣保持隔開地延伸；又，該凹槽的橫截面輪廓係順應該壁的接觸角度，在該剎車裝置通過該剎車卡鉗之變形而夾合的期間，該接觸角度係通過剎車力改變。
  2. 如申請專利範圍第1項之碟式剎車裝置，其中該間隙沿著該組裝開口的方向逐漸擴大。
  3. 一種用於碟式剎車裝置的剎車內襯墊，其係具有一內襯墊底板與固定於其上的一磨擦襯墊，其特徵在於：該內襯墊底板的背面係背離該磨擦襯墊以及與攜載該磨擦襯墊之側面平行而且為平面型，該背面包含沿著該內襯 墊底板之縱向延伸的至少一凹槽，該至少一凹槽係與該內襯墊底板中界定長邊的邊緣保持隔開地延伸；又，該凹槽的橫截面輪廓係順應該壁的接觸角度，在該剎車裝置通過該剎車卡鉗之變形而夾合的期間，該接觸角度係通過剎車力改變。
  4. 如申請專利範圍第3項之剎車內襯墊，其中該凹槽呈彎曲或至少微彎。
  5. 如申請專利範圍第3項或第4項之剎車內襯墊，其中該凹槽係配置於該內襯墊底板中面向凸形外側的半部中。
  6. 如申請專利範圍第3項或第4項之剎車內襯墊，其中該凹槽係設計成銳邊狀或在背離該凸形側的該側面上至少橫截面是扁平的。
  7. 如申請專利範圍第3項或第4項之剎車內襯墊，其中該凹槽係設於陷在該內襯墊底板內的一插件中。
  8. 如申請專利範圍第3項或第4項之剎車內襯墊，其中係以對於徑向軸線呈對稱或不對稱的方式配置該等多個凹槽。
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