盘式制动器及用于盘式制动器的制动衬片.pdf

本发明涉及一种具有至少一个可绕旋转轴线旋转地支承的制动盘和一制动钳的盘式制动器。所述制动钳包括固定到车辆上的支架(16)、钳壳体(9)和至少一个制动衬片(20)。支架的支架臂(17)和钳壳体轴向接合在制动盘周围，钳壳体和制动衬片可沿轴向移动地支承在支架上，其中在支架臂中设有轴向延伸的、带有径向背离制动盘的外止挡部(26)、并带有径向朝向制动盘的内止挡部(27)的导引槽；制动衬片以导引凸起部而钳壳体(9)以至少一个导引齿(25)接合在导引槽中。在钳壳体和制动衬片之间有效地沿径向设置预紧件，使得钳壳体的导引齿(25)径向贴靠在外止挡部(26)上并相对于内止挡部(27)形成一径向间隙Si。

1.  一种盘式制动器，具有至少一个可绕旋转轴线旋转地支承的制动盘和一制动钳，
-所述制动钳包括固定到车辆上的支架、钳壳体和至少一个制动衬片，
-其中支架的支架臂和钳壳体轴向接合在制动盘周围，
-钳壳体和制动衬片可沿轴向移动地支承在支架上，
-并且在支架臂中设有轴向延伸的导引槽，
-该导引槽带有径向背离制动盘的外止挡部，
-并且该导引槽带有径向朝向制动盘的内止挡部，
-其中制动衬片通过导引凸起部接合在导引槽中，而钳壳体通过至少一个导引齿接合在导引槽中，
其特征在于，在钳壳体(9，9’)和制动衬片(19，19’，20)之间沿径向(6)有效地设置预紧件(22，23)，使得钳壳体(9，9’)的导引齿(24，25，25’)径向贴靠在外止挡部(26)上，并且相对于内止挡部(27)形成一径向间隙(S_i)。

2.  根据权利要求1所述的盘式制动器，其特征在于，制动衬片(19，19’，20)的导引凸起部(21)径向贴靠在内止挡部(27)上，并相对于外止挡部(26)存在一径向间隙(S_a)。

3.  根据权利要求1或2所述的盘式制动器，其特征在于，钳壳体(9，9’)包括朝向车辆的轴向内侧的壳体分支(10，10’)、背离车辆的轴向外侧的壳体分支(11，11’)、和起连接作用的壳体桥(12，12’)，其中导引齿(25，25’)设置在轴向外侧的壳体分支(11，11’)上。

4.  根据权利要求3所述的盘式制动器，其特征在于，在轴向外侧的壳体分支(11，11’)上设有两个导引齿(25)，所述导引齿分别接合在支架臂(17)的导引槽(18)中。

5.  根据权利要求4所述的盘式制动器，其特征在于，在轴向内侧的壳体分支(10)上设有两个导引齿(24)，所述导引齿分别接合在支架臂(17)的导引槽(18)中。

6.  根据前述权利要求之任一项或多项所述的盘式制动器，其特征在于，在支架(16’)和轴向内侧的壳体分支(10’)之间有效地设有至少一个销导引结构(40)。

7.  根据前述权利要求之任一项或多项所述的盘式制动器，其特征在于，所述销导引结构(40)包括导引销(43)和销接纳部(41)；钳壳体(9’)借助于所述销导引结构(40)和导引齿(25’)沿径向(6)和周向(7)固定在支架(16’)上。

8.  根据权利要求7所述的盘式制动器，其特征在于，设有两个销导引结构(40)。

9.  根据前述权利要求之任一项或多项所述的盘式制动器，其特征在于，所述间隙(S_i，S_a)至少为1毫米。

10.  一种用于盘式制动器的制动衬片，所述盘式制动器具有至少一个可绕旋转轴线旋转地支承的制动盘和一制动钳，其中所述制动钳包括固定到车辆上的支架、钳壳体和至少一个制动衬片，其中支架的支架臂和钳壳体轴向接合在制动盘周围，钳壳体和制动衬片可沿轴向移动地支承在支架上；在支架臂中设有轴向延伸的导引槽，所述导引槽具有径向背离制动盘的外止挡部并具有径向朝向制动盘的内止挡部，其中制动衬片通过导引凸起部接合在导引槽中，而钳壳体通过至少一个导引齿接合在导引槽中，其特征在于，在制动衬片(19，19’，20)上设有预紧件(22，23)，所述预紧件在制动衬片(19，19’，20)和钳壳体(9，9’)之间产生沿径向(6)起作用的预紧力(F)，使得钳壳体(9，9’)的导引齿(24，25，25’)径向贴靠在外止挡部(26)上并相对于内止挡部(27)形成一径向间隙(S_i)，并且制动衬片(19，19’，20)的导引凸起部(21)径向贴靠在内止挡部(27)上并相对于外止挡部(26)存在一径向间隙(S_a)。

11.  根据前述权利要求之任一项或多项所述的制动衬片，其特征在于，制动衬片(19，19’，20)包括背板(30)和摩擦衬片(29)，并且在背板(30)上设有轴向凸起部(31)，钳壳体(9，9’)能沿周向(7)支承在所述轴向凸起部上。

12.  根据权利要求11所述的制动衬片，其特征在于，制动衬片(19，19’，20)的凸起部(31)与背离车辆的轴向外侧的壳体分支(11，11’)进行形锁合的协同作用。

13.  根据权利要求12所述的制动衬片，其特征在于，制动衬片(19，19’，20)的凸起部(31)与制动活塞(14)协同作用，该制动活塞与朝向车辆的轴向内侧的壳体分支(10，10’)进行形锁合的协同作用。

14.  根据权利要求12和13所述的制动衬片，其特征在于，所述制动衬片(19，19’，20)构造成结构相同。

15.  根据权利要求14所述的制动衬片，其特征在于，在背板(30)上设有两个凸起部(31)，所述凸起部沿周向(7)彼此隔开一段距离，使得所述凸起部(31)的内间距(A_i)对应于制动活塞(14)的外径(D_K)，并且所述凸起部(31)的外间距(A_a)对应于轴向外侧的壳体分支(11，11’)中的接纳部(35)的接纳尺寸(D_a)。

16.  根据前述权利要求之任一项或多项所述的制动衬片，其特征在于，制动衬片(19，19’，20)的预紧件(22)构造成具有球形横截面(Q)的板簧(22)。

盘式制动器及用于盘式制动器的制动衬片
技术领域
本发明涉及一种具有至少一个可绕旋转轴线旋转地支承的制动盘和一制动钳的盘式制动器。所述制动钳包括固定到车辆上的支架、钳壳体和至少一个制动衬片。支架的支架臂和钳壳体轴向接合在制动盘周围，钳壳体和制动衬片可沿轴向移动地支承在支架上，其中在支架臂中设有轴向延伸的、带有径向背离制动盘的外止挡部、并带有径向朝向制动盘的内止挡部的导引槽，其中制动衬片以导引凸起部接合在导引槽中，钳壳体以至少一个导引齿接合在导引槽中。
背景技术
由US 3,625,314已知这种盘式制动器。其中可以看出，钳壳体和制动衬片如何接合在支架的导引槽中。为了有利地构成制动衬片和钳壳体在支架上沿轴向的可移动性，在支架中设有多种多样实施形式的滑板。在此依然存在这样的问题，即在制动钳内出现污染和/或腐蚀的情况下，支架中的可移动性被消极地影响。由此，制动衬片在操纵制动器后不能最佳地从制动盘移开，从而产生残余的制动力矩。这导致燃料消耗增大，并导致制动衬片的磨损增加。
发明内容
本发明的目的是提供一种盘式制动器，该盘式制动器避免了现有技术的缺点，其中特别是能优化钳壳体和制动衬片在支架中的可移动性。
按照本发明，所述目的通过权利要求1的特征这样来实现，即在钳壳体和制动衬片之间设置沿径向有效的预紧件，使得钳壳体的导引齿径向贴靠在外止挡部上并相对于内止挡部形成径向间隙S_i。
本发明的又一设计方案公开：制动衬片的导引凸起部径向贴靠在内止挡部上，并相对于外止挡部设有径向间隙S_a。按照本发明的设计形式使得一方面制动衬片和钳壳体在它们在支架中的导引和支承的方面形成一预紧的功能单元，并处于支架中的预定的位置。由此预防噪声形成，因为借助于预紧力可防止构件在间隙范围内的拍击。在按照本发明的实例中表现出双重作用，即不仅制动衬片而且钳壳体作为单个构件相对于支架中的导引槽具有沿径向的较大间隙。因此在产生污染和腐蚀时可防止粘住/卡住，因为该大的间隙难以堵塞。导引凸起部或者导引齿与支架的导引槽中的止挡部之间的间隙S_i、S_a优选至少为1毫米。
本发明的有利的设计方案包括，钳壳体包括朝向车辆的轴向内侧的壳体分支、背离车辆的轴向外侧的壳体分支、和连接所述壳体分支的壳体桥，其中导引齿设置在轴向外侧的壳体分支上。此外，根据实施形式的不同，有利的是在轴向外侧的壳体分支上设有两个导引齿，这两个导引齿分别接合在支架臂的导引槽中。
一种有利的实施形式公开：在轴向内侧的壳体分支上设有两个导引齿，这两个导引齿分别接合在支架臂的导引槽中。因此钳壳体仅通过轴向内侧的壳体分支上的和外侧壳体分支上的导引齿支承在支架臂的导引槽中。在此，导引槽主要承担这样的任务，即仅在一个径向方向上、即径向向外地固定钳壳体。钳壳体沿另一径向方向、即向内朝向制动盘的旋转轴线的支承通过预紧件并通过制动衬片来实现。
另一实施形式公开：在支架和径向内侧的壳体分支之间有效地设有至少一个销导引结构。因此，钳壳体在朝向车辆的内侧壳体分支上借助于销导引结构沿径向和周向固定在支架上，并在背离车辆的外侧壳体分支上通过导引齿沿径向支承在支架上。在此，销导引结构包括导引销和销接纳部。
本发明还包括用于盘式制动器的制动衬片。该盘式制动器具有至少一个可绕旋转轴线旋转地支承的制动盘和一制动钳，该制动钳包括固定到车辆上的支架、钳壳体和至少一个制动衬片，其中支架的支架臂和钳壳体轴向接合在制动盘周围。钳壳体和制动衬片沿轴向可动地支承在支架上，其中在支架臂中设有轴向延伸的导引槽，该导引槽具有径向背离制动盘的外止挡部和径向朝向制动盘的内止挡部，其中制动衬片以导引凸起部、而钳壳体以至少一个导引齿接合在导引槽中。按照本发明，在制动衬片上设有预紧件，所述预紧件在制动衬片和钳壳体之间产生沿径向起作用的预紧力，使得钳壳体的导引齿径向贴靠在外止挡部上并相对于内止挡部形成一径向间隙S_i，并且使得制动衬片的导引凸起部径向贴靠在内止挡部上并相对于外止挡部存在一径向间隙S_a。这种具有预紧件的制动衬片首次有利地实现了带有间隙和导引齿的钳壳体导引、以及带有间隙和导引凸起部的制动衬片导引。因为由此能分别在制动衬片的导引凸起部和导引槽之间确定间隙S_i，并能在导引齿和导引槽之间确定间隙S_a，从而尽管存在间隙，但仍能产生制动衬片和钳壳体的确定的位置。
在此，制动衬片包括背板和摩擦衬片，并且在该背板上设有一轴向凸起部，钳壳体能沿周向支承在该轴向凸起部上。因此，钳壳体首先通过导引齿和制动衬片沿径向支承在支架的导引槽中。钳壳体沿周向的支承通过一轴向外侧的制动衬片的轴向凸起部实现，该凸起部与背离车辆的、轴向外侧的钳壳体分支进行形锁合的协同作用。为此，钳壳体也能通过制动衬片的凸起部支承，该凸起部与制动活塞进行形锁合的协同作用。制动活塞又设置在朝向车辆的轴向内侧的壳体分支中的操纵装置中。
如果钳壳体沿周向的支承通过内制动衬片和外制动衬片的凸起部实现，则有利的是，这两个制动衬片构造成结构相同。在此合适的是，在背板上设置两个凸起部，这两个凸起部沿周向彼此隔开一段距离，使得所述凸起部的内间距对应于制动活塞的外径，并且所述凸起部的外间距对应于轴向外侧的壳体分支中的接纳部的接纳尺寸。制动衬片的、特别是具有凸起部的背板的结构相同性导致较高的件数，因而导致规模经济，因此导致较低的制造成本。
预紧件与制动衬片相连接并能构成线形弹簧或者板簧。如果存在板式设计，则板簧能以有利的方式设计成具有球形横截面。这导致制动衬片在支架中的有利的可移动性，因为板簧的球形、倒圆的接触面不易于钩在壳体桥的支承面上。
附图说明
通过对附图的说明可以清楚地看到本发明的其它细节。
图中：
图1示出制动钳第一实施形式的透视图，
图2示出根据图1的制动钳的另一透视图，
图3示出根据图1的制动钳的外壳体分支的轴向视图，
图4示出根据图1的制动钳在制动活塞位置处的轴截面视图，
图5a)示出根据图1的制动钳在用于外侧壳体分支中的制动衬片的接纳部的位置处的轴截面视图，以及5b)示出接纳部的轴截面视图，
图6示出钳壳体在制动衬片凸起部的区域内的剖视图，
图7示出制动衬片导引部的细节视图，
图8示出制动钳另一实施形式的透视图，
图9示出根据图8的制动钳的另一透视图，
图10示出制动钳另一实施形式的轴向视图，
图11示出根据图10的制动钳的透视图，
图12示出根据图4的制动衬片的一种实施形式，
图13示出根据图10的制动衬片的一种实施形式，
图14a)示出根据图12和13的弹簧的细节视图，以及14b)示出根据图14a的弹簧的剖视图。
具体实施方式
在图1至7中以及在图8和9中以不同的视图和剖视图示出盘式制动器1的制动钳8、8’的第一实施形式和第二实施形式。此外，在图10和11中示出盘式制动器50的制动钳51的类似的实施形式，该实施形式在本发明框架内不相关地并且独立地公开。因为所有实施例原则上类似地构建，所以下面共同说明盘式制动器1、1’、50的功能原理。
制动钳8、8’、51接合在示意性示出的制动盘2周围，该制动盘可绕旋转轴线3旋转地支承。轴向5、径向6和周向7相对于旋转轴线3取向。钳壳体9、9’、54包括轴向内侧的壳体分支10、10’、55，该壳体分支还包括一操纵装置13并在安装状态下朝向车辆。此外，钳壳体9、9’、54包括一壳体桥12、12’、57，该壳体桥使轴向外侧的壳体分支11、11’、56与内侧的壳体分支10、10’、55相连接。在钳壳体9、9’、54和支架16、16’、59之间设有制动衬片19、20、52、53，其中预紧件23、22将制动衬片19、20、52、53相对于钳壳体9、9′、54压紧到支架16、16′、59上，以实现限定的位置并防止产生噪声。钳壳体9、9’、54可在轴向5上移动地支承在支架16、16’、59上。
如果操纵盘式制动器，则在操纵装置13中建立液压压力，从而将制动活塞14从缸15中推出。轴向内侧的制动衬片19、52由此向制动盘2运动，直至其贴靠在该制动盘上。因此，操纵装置13或者内部活塞侧的壳体分支10、10’、55从制动盘2移开，并通过壳体桥12、12’、57朝向相对的外侧壳体分支11、11′、56处的制动盘侧拉动该相对的外侧壳体分支。由此，也将外侧的制动衬片20、53压到制动盘2上，并且两个制动衬片19、20、52、53在制动盘2的摩擦面部分上施加法向力。
在下文中将说明不同实施例的不同之处，其中这些不同之处主要在于制动衬片和钳壳体导引部。第一实施形式的钳壳体9沿径向6的支承通过四个导引齿24、25来实现，所述导引齿接合在支架16的支架臂17的导引槽18内。为此，导引槽18具有一基本上沿周向7延伸的外止挡部26，钳壳体9的导引齿24、25沿径向6贴靠在该外止挡部26上，由此，钳壳体9在径向的一个方向上的运动可能性被限制。此外，导引槽18包括一基本上沿周向7延伸的内止挡部27，制动衬片19、20的导引凸起部21在径向6上贴靠在该内止挡部上。制动衬片19、20和钳壳体9沿径向6的确定的支承借助于设计成线形弹簧23的预紧件这样来实现，即线形弹簧23在制动衬片19、20和钳壳体9的壳体桥12的支承面28之间产生径向起作用的预紧力F。由于该预紧力F，制动衬片19、20被压离钳壳体9，由此，制动衬片19、20的导引凸起部21在预紧力下贴靠在内止挡部27上，并且导引齿24、25在预紧力下贴靠在导引槽18中的外止挡部26上。因为导引槽18在径向6上具有比导引凸起部21和导引齿24、25大的外尺寸，所以在制动衬片19、20的导引凸起部21和外止挡部26之间产生间隙S_a，并且在导引齿24、25和内止挡部27之间产生间隙S_i(图3、4)。所述间隙S_i、S_a有利地约为至少1毫米。此外，线形弹簧23与制动衬片19、20相连接。通过制动衬片19、20和钳壳体9的处于预紧力F下的限定的支承，可有效地防止产生噪声，因为各单个部件沿径向6的运动可能性受到了显著的限制。
如图5至7所示，钳壳体9沿周向7的固定间接地通过制动衬片19、20来实现。为在钳壳体9和制动衬片19、20之间建立形锁合，在制动衬片19、20的背板30的背离摩擦衬片29的侧面上分别设有两个轴向凸起部31。这些凸起部31在周向上包括两个具有内间距A_i的内贴靠面32和两个具有外间距A_a的外贴靠面33。
轴向外制动衬片20和外壳体分支11之间的沿周向7的形锁合这样实现，即在外壳体分支11的朝向制动盘2的内侧34上设有用于凸起部31的接纳部35。在此，接纳部35沿周向7的接纳尺寸D_a对应于凸起部31的所述两个外贴靠面33的外间距A_a。接纳部35在图5a、5b和图6中详细示出，其中该接纳部可作为铣削部形成在壳体分支11的内侧34上。
根据图4和6可以理解钳壳体9的内壳体分支10与轴向内制动衬片19沿周向7的交叠。在此，凸起部31的内间距A_i这样选择，使得该内间距对应于制动活塞14的外径D_K。这样，钳壳体9通过内壳体分支10并通过制动活塞14沿周向7与内制动衬片29间接地相连接。为了在钳壳体9可能径向运动时——由间隙S_i决定——保持制动活塞14和凸起部31之间的沿周向7的连接，凸起部31在径向6上设计成细长的。因此，凸起部31在钳壳体9径向运动时也贴靠在制动活塞14的最大外径D_K上。
在解释完钳壳体9与制动衬片19、20的几何交叠后，以图7中制动衬片导引部的局部视图阐述制动衬片19、20沿周向7的支承。为此，在支架臂17上设有径向延伸的支架止挡部36，该支架止挡部过渡到支架倾斜部37，该支架倾斜部又通入导引槽18的内止挡部27。支架倾斜部37相对于支架止挡部36沿径向6以角度α倾斜。在这种情况下，角度α为45度。但在本发明框架内也可设想，将角度α设置成大于或小于45度。
在制动衬片19、20的背板30上以与支架臂17几何互补的方式设有衬片止挡部38和与其相邻的衬片倾斜部39。制动衬片19、20的止挡部尺寸B_a和支架臂17的止挡部间距H_a沿周向7这样选择，使得在背板30和支架臂17之间沿周向7形成切向间隙S_t。在制动情况下——并且在制动盘2沿旋转方向4旋转时，周向力引起制动衬片19、20移动，使得衬片倾斜部39首先贴靠到支架臂17的支架倾斜部37上，然后衬片止挡部38才与支架臂17的支架止挡部36接触。为实现压制地将周向力传递到支架16中，根据支架倾斜部37和衬片倾斜部39，制动衬片19、20必须沿径向6升高提升尺寸S_v，从而背板30的导引凸起部21不再贴靠在内止挡部27上。制动衬片19、20在制动时的位置由虚线轮廓线L示出。通过在各制动操作中使制动衬片19、20移动提升尺寸S_v和切向间隙S_t，能有效地防止制动衬片19、20粘在支架臂17中，因为污物和腐蚀残渣由此分离和破裂，并从导引槽18中落下。
在图8和9中示出制动钳8’的另一实施形式，该实施形式在衬片导引部和钳壳体9’与制动衬片19、20的交叠方面与前述实施形式相同。主要的不同之处在于钳壳体9’在支架16’上的导引。使用一设置在内壳体分支10’和支架16’之间的销导引结构40。在此，轴向延伸的导引销43与支架16’固定连接，并且在位于壳体分支10’上的过程中被具有平衡件(Ausgleichsmittel)42如轴套的销接纳部41包围。这样，钳壳体9’沿轴向5可动地支承在支架16’上，并利用平衡件42沿周向7和径向6固定。为了也限制钳壳体9’在轴向外壳体分支11’上沿径向6的运动可能性，在其上设有至少一个导引齿25’。该导引齿25’与前述实施形式类似地接合在支架臂17的导引槽18中，并在预紧力F下贴靠在外止挡部26上。
盘式制动器50的制动钳51的在图10和11中示出的实施形式包括与前述两个实施形式类似的支承原理，其中这里制动衬片52、53的止挡部和钳壳体54的止挡部沿径向6以可选的方式形成在支架59的支架臂60上。这将在下面独立地和与本发明无关地公开。代替在支架臂60的导引槽61内设置外止挡部和内止挡部，一径向衬片止挡部62和径向壳体止挡部63形成在导引板条61上。外壳体分支56的导引齿58接合在导引板条61下方。因此钳壳体54借助于销导引结构64固定在内壳体分支55上，并通过导引齿58沿径向6固定在外壳体分支56上。钳壳体54沿周向7的支承可通过壳体桥57上的贴靠面58来实现。与图7的衬片实施形式类似地，在制动衬片52、53上和在支架59的导引板条61上设有衬片倾斜部65和支架倾斜部66，它们与沿周向7的间隙和周向力协同作用以防止制动衬片52、53粘住。
图12至14示出带有有利地设计成板簧22的预紧件的制动衬片19’、52’的两种实施形式。在图12中示出制动衬片19′，该制动衬片可应用在根据图1至9的实施例中，因此这里不再对其详细说明。图13中的制动衬片52’可安装在根据图9和10的制动钳51中。这里，形成为板簧22的预紧件具体实施形式的最突出的特征在于：这些能与制动衬片19’、52’的背板30、67连接的板簧22具有固定段44和弹簧臂45，其中所述弹簧臂45设计成具有球形横截面Q。由此沿径向和轴向有利地实现了不同的刚性，该双重作用使得制动衬片19’、52’在支架16、16’、59中具有有利的可移动性。板簧22的球形的、倒圆的接触面不易于钩在壳体桥12、12’、57的支承面28上。
附图中所示的特征也可相互组合并且不局限于各个实施例。
附图标记列表
1 盘式制动器             4 旋转方向
2 制动盘                 5 轴向
3 旋转轴线               6 径向
7  周向             35  接纳部
8  制动钳           36  支架止挡部
9  钳壳体           37  支架倾斜部
10 壳体分支         38  衬片止挡部
11 壳体分支         39  衬片倾斜部
12 壳体桥           40  销导引结构
13 操纵装置         41  销接纳部
14 制动活塞         42  平衡件
15 缸               43  导引销
16 支架             44  固定段
17 支架臂           45  弹簧臂/弹簧支架
18 导引槽           50  盘式制动器
19 制动衬片         51  制动钳
20 制动衬片         52  制动衬片
21 导引凸起部       53  制动衬片
22 板簧             54  钳壳体
23 线形弹簧         55  壳体分支
24 导引齿           56  壳体分支
25 导引齿           57  壳体桥
26 外止挡部         58  导引齿
27 内止挡部         59  支架
28 支承面           60  支架臂
29 摩擦衬片         61  导引板条
30 背板             62  径向衬片止挡部
31 凸起部           63  径向壳体止挡部
32 贴靠面           64  销导引结构
33 贴靠面           65  衬片倾斜部
34 内侧             66  支架倾斜部
67  背板          F  预紧力
                  H_a 止挡部间距
α  角度           L  轮廓线
A_i  内间距        Q  横截面
A_a  外间距        S_a 间隙
B_a  止挡部尺寸    S_i 间隙
D_a  接纳部尺寸    S_t 切向间隙
D_K  外径          S_v 提升尺寸