用于盘式制动器的滑动布置结构.pdf

本发明涉及一种用于盘式制动器的滑动布置结构，所述滑动布置结构包括：制动钳(2)，其适于接合制动盘；以及第一和第二支承轴承(3，4)，用于将所述制动钳固定到车辆的制动器支架，使得制动钳可以相对于制动盘轴向地滑动，其中，第一支承轴承(3)包括第一导向销(6)和第一导向衬套(15)，并且第二支承轴承(4)包括第二导向销(7)和第二导向衬套(8)，其中所述第一导向销(6)和导向衬套(15)在它们的滑动表面之间基本上没有间隙，而所述第二导向销(7)和导向衬套(8)在它们的滑动表面之间具有间隙；其中，第二导向衬套(8)包括内环形金属构件(12)和外环形金属构件(10)，在两者之间具有由弹性材料制成的环形构件(11)，并且其中衬套被安装成使得衬套(8)的中心(18)与导向销(7)的中心(17)偏置。由此，消除了当制动器不工作时由振动所产生的制动器噪音。

1.  一种用于盘式制动器的滑动布置结构，包括：
制动钳(2)，其适于接合制动盘；
第一和第二支承轴承(3，4)，用于将所述制动钳固定到车辆的制动器支架，使得制动钳可以相对于制动盘轴向地滑动，其中，第一支承轴承(3)包括第一导向销(6)和第一导向衬套(15)，并且第二支承轴承(4)包括第二导向销(7)和第二导向衬套(8)，其中所述第一导向销(6)和第一导向衬套(15)在它们的滑动表面之间基本上没有间隙，而所述第二导向销(7)和第二导向衬套(8)在它们的滑动表面之间具有间隙；
其特征在于：
第二导向衬套(8)包括内环形金属构件(12)和外环形金属构件(10)，在两者之间具有由弹性材料制成的环形构件(11)，并且，衬套(8)安装成使得衬套(8)的中心(18)与导向销(7)的中心(17)偏置。

2.  根据权利要求1所述的滑动布置结构，其中所述第二导向衬套(8)沿所述衬套的第一径向方向具有第一耐压力，且沿所述衬套的第二径向方向具有第二耐压力。

3.  根据权利要求2所述的滑动布置结构，其中所述第一径向方向和所述第二径向方向相互垂直。

4.  根据权利要求2或3所述的滑动布置结构，其中所述衬套的所述第一径向方向对应于由两个导向销(6，7)限定的平面。

5.  根据权利要求2至4中的任何一项所述的滑动布置结构，其中所述第一耐压力低于所述第二耐压力。

6.  根据权利要求5所述的滑动布置结构，其中所述较低的第一耐压力通过在环形弹性材料(11)的至少一部分内的一个或多个空腔(13)提供。

7.  根据上述权利要求中的任何一项所述的滑动布置结构，其中弹性材料(11)结合到内环形金属构件(12)和外环形金属构件(10)。

8.  根据上述权利要求中的任何一项所述的滑动布置结构，其中环形内构件(12)由低摩擦材料制成，例如黄铜或黄铜合金。

9.  根据上述权利要求中的任何一项所述的滑动布置结构，其中外环形金属构件(10)包括在制动钳(2)内，使得弹性材料(11)直接地结合到所述制动钳(2)。

10.  一种用于盘式制动器内的滑动布置结构的导向衬套，其中所述导向衬套(8)包括内环形金属构件(12)和外环形金属构件(10)，在两者之间具有由弹性材料制成的环形构件(11)，所述衬套(8)沿所述衬套的第一径向方向具有第一耐压力，且沿所述衬套的第二径向方向具有第二耐压力。

11.  根据权利要求10所述的导向衬套，其中较低的耐压力通过在环形弹性材料的至少一部分内的一个或多个空腔提供。

12.  根据权利要求10或11所述的导向衬套，其中环形外构件(10)是钢环，环形内构件(12)由低摩擦材料制成，并且弹性材料(11)结合到所述外和内构件。

13.  一种用于车辆的盘式制动器，其包括根据权利要求1至9中的任何一项所述的滑动布置结构。

14.  一种包括多个根据权利要求13所述的盘式制动器的车辆。

用于盘式制动器的滑动布置结构
技术领域
本发明涉及用于诸如卡车、公共汽车等车辆的盘式制动器的滑动布置结构，所述盘式制动器包括适于接合制动盘的制动钳以及两个支承轴承，所述支承轴承用于将所述制动钳安装到车辆的制动器支架，使得制动钳可以相对于制动盘轴向地滑动，其中第一支承轴承包括基本上没有间隙的第一导向销和第一导向衬套，第二支承轴承包括具有间隙的第二导向销和第二导向衬套。
背景技术
这种类型的盘式制动器已公开于专利文献WO 03/025413 A1中。滑动盘式制动器包括固定轴承和浮动轴承，其中浮动轴承包括导向衬套，所述导向衬套具有椭圆截面的内部开口，圆形的轴承螺栓插入所述内部开口内。想法是允许轴承螺栓在导向衬套内只沿一个方向移动。目的是吸收制造公差，并且在车辆的制动期间允许制动钳的移动，并同时消除制动器噪音，例如卡嗒声。此解决方案可以补偿在制造制动器时、即当制动器是新的时的一些公差，但是，它不能补偿由磨损导致的公差。因此，当制动器是新的且尤其是当制动器已经使用时，将不可避免地存在一定的间隙和一些卡嗒声噪音。在现有技术中已经公知带有不同孔尺寸和形状的类似衬套。
然而，已知类型的盘式制动器的缺点是，当盘式制动器没有工作时，制动钳松弛地安装。这导致车辆的盘式制动器产生卡嗒声噪音，特别是当行驶在粗糙路面上时，此时振动传递到盘式制动器的制动钳，由此，由于浮动轴承的公差，沿垂直于滑动盘式制动器的两个导向衬套的方向产生敲击噪音。
所有制动器制造商面临的问题是，允许制动钳在两个导向销上自由地滑动，以便提供浮动制动钳。因此，导向销和衬套之间的间隙因此应当尽可能小，以避免噪音。同时，必须补偿制造公差，以避免制动钳卡住导向销。并且，制动钳不允许倾斜，因为这将导致进一步卡住。因此一些间隙是必需的。一种通用的解决方案是，当安装制动钳时使用不对称的安装装置。调节此不对称的安装装置，以补偿在制动器的安装期间的公差。尽管当制动器是新的时这些安装装置可以正常工作，但是，它们将不能补偿磨损，并且也不能补偿由制动作用所导致的动态负荷。JP 55054732、JP 58061340和GB 2311107中描述了这样的盘式制动器。
例如，在DE 4411700、DE 2514383、JP 2002/276699、JP 2000/027904和JP 11117959中示出了为无噪音盘式制动器提供滑动制动钳的其他实例。同样，当盘式制动器是新的时这些解决方案可以工作，但是，它们将不能补偿磨损，并且也不能补偿由制动作用所导致的动态负荷。
这导致车辆的盘式制动器产生卡嗒声噪音，特别是当车辆行驶在粗糙路面上时，此时振动传递到盘式制动器的制动钳。由此，由于浮动轴承的公差，沿垂直于滑动盘式制动器的两个导向衬套的方向产生敲击噪音。当盘式制动器没有工作时，将产生此卡嗒声噪音，并且可以在车辆的驾驶室内听到，特别是在发动机后置的公共汽车内。此问题在重型车辆上尤其显而易见，例如卡车或者公共汽车，这是因为前述车辆中制动器内的零件的质量大于轿车的。
发明内容
基于此背景，本发明的目的是提供一种前述类型的用于盘式制动器的滑动布置结构，其中降低甚至消除了在不工作制动状态期间的噪音。
通过用于盘式制动器的滑动布置结构实现此目的，其中，第二导向衬套包括内和外环形金属构件，在两者之间具有由弹性材料制成的环形构件，并且其中衬套安装成使得衬套的中心与导向销的中心偏置。
通过本发明，保留了带有浮动制动钳的盘式制动器的优点，但是，消除了处于不工作制动状态的噪音。根据本发明的盘式制动器具有所期望的能力以提供两个导向销之间的位置公差，并且同时消除由导向销和衬套之间的间隙所导致的敲击噪音。另外，本发明的滑动布置结构可以补偿由导向销和/或衬套上的磨损所导致的公差。
在第一实施例中，衬套以这样的方式安装，即第二导向销相对于第二衬套不对称地安装，即，导向销的中心与衬套的中心偏置。因此，沿通过两个导向销的方向，衬套将被压缩或预拉紧。此外，衬套设置有大于导向销的直径的内径。由此，第二导向销中心相对于衬套的中心稍微偏置，使得在导向销和衬套壁之间产生力。弹性材料的尺寸被设计成吸收全部制造公差，并且对于所有的公差情况也允许衬套的预定的最小预拉紧。沿导向销的轴线方向，滑动力必须与导向销和衬套材料之间的适当的摩擦力相平衡。当制动钳上的力沿垂直方向作用时，导向销的接触表面沿径向方向在衬套内滑动或滚动，而不是左右跳动。由于预拉紧，导向销的接触表面将与衬套始终接触，因此噪音将被消除。
优选地，衬套的环形外构件是钢环，并且弹性材料结合到外环的内侧。此外，环形内构件优选地由诸如黄铜的低摩擦材料制成，结合到弹性材料。弹性材料优选为橡胶或者塑料。
在本发明的另一个实施例中，衬套显示了沿对应于由两个导向销限定的平面的其径向方向的第一耐压力以及沿对应于与所述导向销平面垂直的其径向方向的第二耐压力，其中第一耐压力低于第二耐压力。优选地，较低的第一耐压力通过在环形弹性材料的至少一部分内的一个或多个空腔提供。由此，可以用简单的方式沿衬套的不同方向获得有利的刚度(stiffness)差异。弹性材料层优选相对较厚，使得可以沿两个方向提供相当大的耐压力差异。
在本发明的第二方面中，还提供了用于诸如卡车、公共汽车等车辆中的盘式制动器的制动钳的导向衬套，其中，所述导向衬套包括内环形金属构件和外环形金属构件，在两者之间具有由弹性材料制成的环形构件，所述弹性材料沿弹性导向衬套的两个不同的径向方向具有不同的耐压力。
附图说明
下面参照附图更详细地描述本发明，其中：
图1是根据本发明的盘式制动器的局部视图；
图2是根据本发明的支承轴承的详细的剖面分解视图，和
图3是安装在根据本发明的制动钳内的支承轴承的详图。
具体实施方式
图1示出了用于公用车辆、特别是卡车或者公共汽车的盘式制动器的制动钳2。制动钳2跨越制动盘(未示出)，并且制动钳2以公知的方式可移动地紧固到车辆的制动器支架(未示出)。
制动钳2可沿着两个导向销轴向移动。制动钳2可滑动地安装在第一支承轴承3和第二支承轴承4上，所述第一支承轴承3包括第一导向销6，所述第二支承轴承4包括第二导向销7。由此，制动钳2可滑动地安装在两个平行放置的导向销6、7上，使得制动钳2可以在第一位置和第二位置之间滑动，其中，在所述第一位置制动器工作，在所述第二位置制动器不工作，即制动块不将任何压力施加到制动盘上。制动钳还将在导向销上滑动，以补偿制动块的磨损。
第一轴承3包括第一衬套15，所述第一衬套15被压入制动钳2的孔16内。衬套15是被压入孔内的环形金属构件，并且被用作孔的衬里。目的是获得低摩擦和紧密配合，与导向销之间基本上没有间隙。衬套优选地由低摩擦材料制成，例如黄铜合金。这种衬套在现有技术中是公知的，不再进一步描述。导向销6延伸通过衬套15，并且固定到制动器支架(未示出)。第二支承轴承4包括衬套8，所述衬套8被压入制动钳2的孔9内。导向销7延伸通过衬套8，并且固定到制动器支架(未示出)。
参照图2和3，其更详细地示出了本发明。第二导向销7被安装成延伸通过导向衬套8，所述导向衬套8安装在制动钳2内的孔9内。衬套8包括外圆柱形构件10，优选地，所述外圆柱形构件10优选具有圆形的截面形状，并且被压入制动钳2的具有相应尺寸的孔9内。衬套8进一步包括内构件12，其也具有圆形的截面形状。在外环10和内环12之间，设置有弹性材料11，优选为橡胶或者塑料。
衬套8的外构件10具有外径，所述外径以如此方式与制动钳2的孔9的直径相对应，即，用压配合将衬套安装在制动钳2的孔9内。内构件12具有内圆形开口14，其内径大于导向销7的直径。衬套8以如此方式安装在制动钳2内，即，衬套8的中心18与导向销7的中心17偏置，使得在导向销和衬套壁之间产生力。此安装将预拉紧第二轴承，使得实现了两个导向销之间的位置公差。由于预拉紧，导向销7将始终由衬套8支承。因此，此预拉紧将因此消除由现有技术中的导向销和衬套之间的间隙所导致的敲击噪音。预拉紧还将补偿由导向销和/或衬套上的磨损所导致的公差。弹性材料的尺寸被设计成吸收全部制造公差，并且对于所有的公差情况也允许衬套的预定的最小预拉紧。
因为制动钳被安装成使得两个轴承被预拉紧，所以，当制动器不工作时，导向销7不会撞击衬套8的内构件12，而是导向销7将沿着r表示的箭头以径向方式向内构件12滑动或滚动。由于导向衬套8的弹性材料11的压缩，以预应力方式安装第二导向销7确保了导向销7与衬套8的内构件12的接触表面之间的始终接触。
如图3所示，弹性橡胶材料设置有空腔13，它们优选地是通孔，使得它们对组装制动器的工人或安装机器来说是可视的。在内环12的每一侧，这些空腔13设置在彼此相对的两个扇形(sectors)内。设置这两个扇形内的空腔13，使得当衬套安装在制动钳内时，，衬套8沿对应于由两个导向销6、7限定的平面的其径向方向具有第一耐压力。此平面用箭头X表示。衬套8沿垂直于所述导向销平面的方向具有第二耐压力，其中第一耐压力低于第二耐压力。还可以通过沿不同方向采用不同的材料来获得不同的耐压力。因此，如图3所示，通过导向销和衬套的偏置安装，在衬套8的一侧上的弹性材料稍微压缩，在衬套的另一侧上的弹性材料稍微膨胀。
本发明的另一个优点是，衬套8相对于第二导向销的预拉紧还将补偿导向销7和衬套8的内构件中的磨损。同样还将补偿第一导向销6和衬套15中的磨损。通常，导向销由硬钢制成，而衬套由例如黄铜合金的低摩擦材料制成，其具有比导向销低的耐磨性。因此，本发明允许使用带有更低摩擦和可能较低的耐磨性的衬套材料，以进一步改善制动器的性能，因为磨损将得到补偿。
在本发明的第一实施例中，已经描述了带有圆形截面的导向衬套。在另外的实施例中，还可能使用带有椭圆截面的导向衬套，或者带有圆形的外构件和椭圆形的内构件的导向衬套。还可能将弹性材料直接地附接到制动钳，因此，圆形的外构件将是多余的。
以上参照优选实施例描述了本发明。然而，意识到的是，在不背离如所附权利要求所限定的本发明的范围的情况下，可以提供其他的实施例。举例来说，弹性材料可以用除橡胶以外的其他材料来提供，并且，该材料在不同的扇形中可以设置有不同的密度，以取代空腔，或者作为对其的补充。