改进的圆盘刹车制动钳 【技术领域】
本发明涉及圆盘刹车制动钳及其改进。本发明特别地与包括对置的活塞类型的圆盘刹车制动钳相关，因此与这种类型的制动钳相关地说明本发明将会是方便的。然而应当理解，本发明可以用于非对置活塞类型的制动钳。
背景技术
对置活塞制动钳传统上用于高性能车辆，譬如赛车和顶级跑车。人们认为这样的制动钳提供高于非对置活塞制动钳的性能。
当用于高性能汽车中时，制动钳的制动靴支承在位于所述地制动靴径向内缘(相对于转子)上的转矩支座上，并且一个弹簧偏压作用在制动靴的对侧或者径向外缘以在制动过程中对抗制动靴离开支座之一个或者之每一个的移动。所述制动钳的设置方式使得拆卸弹簧后可以经过制动钳壳体径向外侧中的一个开口快速拆卸所述制动靴。然而，要求这些弹簧能够经受很大负荷，以耐受制动过程中由制动靴施加的大负载。这意味着如果要以快速方式进行拆卸和重新组装制动钳需要一定的经验。这是制动钳一般只用在高性能车辆上的原因之一。
假定在壳体中需要有用于拆卸制动靴的开口，以上所述类型的公知的对置活塞制动钳没有合乎要求的强度。制动钳强度一直是人们希望加以最大化的特性。
在公知的圆盘刹车制动钳中磨擦衬倾向于以渐缩的方式磨损，磨损最大处在每个制动靴的前缘，然后向尾端逐渐减轻至磨损最小。为了限制或者降低渐缩磨损量，也就是使磨擦衬磨损均匀或者说较均匀，一些制动钳采用多个活塞驱动制动靴，在此，与前端相比，制动靴的尾端具有较大直径的活塞。因此施加在制动靴尾端的压力较施加在前端的压力大，从而有使磨擦衬磨损均匀的作用。与这种方法相关联的一个缺点是每个制动钳需要至少两个不同尺寸的活塞和相关的密封件及其它部件，从而使制造和组装工艺复杂，并且因此增加成本。
【发明内容】
本发明的目标是克服或者至少减轻一个或多个与现有技术相关联的缺点。
根据本发明提供一种对置活塞圆盘制动钳，包括：一个用于在一个转子的每个对置侧上安装制动靴的制动钳壳体，所述转子在使用时处于所述制动靴之间，安装进所述的壳体中时每个所述制动靴具有径向的内缘和外缘和在其间延伸的侧缘；与各所述制动靴关联的一个活塞，所述活塞在使用时可操作以把相应的制动靴向所述转子推移以与之接合进行制动；第一安装装置，用于把所述的制动靴安装在所述壳体内，和第二安装装置用于把所述的制动钳安装在车轮总成上，所述第二安装装置从所述的壳体伸向转子的一侧，所述的壳体包括：大体上在平行于转子平面且位于所述转子平面对置侧的平面中延伸的侧壁，并且所述侧壁容纳所述活塞；垂直所述侧壁延伸并且连接在所述侧壁之间的端壁；一个轴向伸出部，所述轴向伸出部轴向地从一邻接所述制动靴径向内缘的位置起从所述侧壁中的一个第一侧壁伸向转子，并且完全沿着所述第一侧壁延伸，以连接所述各端壁和所述转子的与所述第二安装装置相对侧的所述第一侧壁。
上述的方案通过提供轴向伸出部为制动钳壳体提高强度。所述伸出部的轴向延伸决定了相对于没有该轴向伸出部可以提高制动钳的强度，但是最大延伸长度由避免与转子接触这一条件决定。
壳体强度的提高主要通过所述侧壁延伸的单个轴向伸出部实现，然而可以通过第二轴向伸出部实现附加的强度提高，所述的第二轴向伸出部从所述对侧壁伸出并且与所述各端壁相连，且邻接所述转子侧的制动靴的径向内缘。所述第二轴向伸出部提供的强度提高低于所述第一轴向伸出部提供的强度提高，因为第二安装装置已经在一定程度上提高所述壳体侧壁的强度。
所述轴向伸出部或者说每个轴向伸出部可以有任何适当的构形，但是优选地每个具有大体上方形或者矩形的构形。
在一个优选的方案中，第一安装装置是从壳体伸出用于与每个制动靴的每个侧边缘接合的安装构件，并且所述接合使得基本上限制所述各制动靴除沿向或者离转子方向的运动以外的运动。与每个制动靴接合的安装构件中的至少一个可以从所述壳体上拆卸以方便从所述壳体上拆卸所述制动靴。
在另一个优选的方案中，在壳体中在所述转子的每个侧面安装两个或者多个制动靴。在此方案中，设有与各制动靴配合的一个活塞，并且设置足够的安装构件与每个制动靴的侧边缘接合。在一个这样的优选方案中，在所述转子的各侧设置一对彼此相邻的制动靴，并且在此方案中，设有三个安装构件，各制动靴的各外侧侧边缘有一个安装构件与之接合，第三个安装构件与邻近的制动靴的侧边缘接合。在此方案中，中心安装构件或者第三安装构件是可以拆卸的，从而只拆卸该构件就可以方便地从壳体拆卸这对制动靴。就是说，该方案可以使得通过拆卸中心安装构件或者第三安装构件就能够消除所述安装构件对制动靴移动的约束，从而可以拆卸所述制动靴。
在另一个方案中，在转子的每侧设置三个相互邻接的制动靴。相应地，可以设置四个安装构件，相邻的制动靴的每端一个，两对相邻的侧边缘的每对之间一个。在该方案中，可以拆卸处于两对相邻的侧边缘的安装构件，以拆卸所述三个制动靴中的每一个。
应当理解，可以设置任何数量的制动靴和相关联的安装构件，并且一般要求位于相邻制动靴的相邻侧边缘之间的安装构件可以拆卸，以拆卸制动靴。然而，变通地，可以每个安装构都是可拆卸的，这不仅为了实现可拆卸构件的灵活性，而且为了首先制动钳中相似零件数量最大化。
在一个变通的方案中，某些安装构件可以是固定的不可拆卸，例如一个或多个安装构件可以铸造成壳体的部分。替代地，这些构件还可以磨擦配合进壳体中的孔内。然而，固定的安装构件的数量受到需要拆卸制动靴之一条件的限制。
在一个优选的方案中，一个或多个安装构件可螺纹旋入地容纳在形成于壳体中的孔内。优选地所述的孔完全地穿过壳体，从而所述构件从壳体的外侧螺纹地旋入进所述的孔内，从而便于从外侧拆卸所述的构件。因此，所述的构件或者每个构件形成为带有向外露头部的螺纹杆或类似物，所述头部具有适于与扳手之类的拧紧工具接合的构形。
所述的安装构件可以以任何适当的方式与制动靴的侧缘接合以按要求限制制动靴的运动。在一个优选的方案中，制动靴的背衬板包括一个形成在侧缘中的槽或者沟，并且安装构件具有用于紧贴地接合所述的槽或者沟表面的外表面。所述的槽或者沟具有任何适当的形状，譬如凹陷形状，而安装构件至少在背衬板的区域内可以在截面上是圆形的。在此方案中，所述的槽或者沟的半径可以稍大于安装构件的半径，以与所述安装构件紧贴地配合。然而，所述的槽或者沟也可以做成其它的形状。
变通地，在安装构件与制动靴之间的接合与以上所述相反，即所述安装构件包括一槽或者沟，而所述刹车板包括与所述的槽或者沟紧贴配合的突起。
所述的安装构件必须从所述壳体伸出，以在其移动至与所述转子接合的过程中保持与所述制动靴接合。当所述制动靴的磨擦衬是新的时候所述移动最小，而在磨掉了磨擦衬所述移动最大。移动的量可以改变，但是通常在磨擦衬磨损掉时最大移动会是2至3毫米。
优选地所述制动靴具有相同形状，以使不同的部件最少。制动靴通常大体上是矩形或者方形结构的，并且如果在所述转子的每侧采用多个制动靴时，它们优选地具有大约等于单个制动靴长度的复合长度。制动靴的数量可以与以上所述不同，并且已经设想采用包括六个制动靴制动钳的方案(所述转子的每个侧面各有三个制动靴)用于其前轮，而有四个制动靴用于其后轮。如果需要，在转子的每个侧面可以有不同数量的制动靴，譬如在一侧上有传统的单个制动靴，而在另一个侧面上有一对制动靴。因此本发明不限于均等数量的制动靴。
本发明的制动钳方案优选地包括偏压装置，用于偏压所述的制动靴对抗振动，为此可以使用一轻弹簧把制动靴偏压至与安装构件接合对抗振动。为此要求的偏压力可以大体上小于以上所述现有技术中所用弹簧的偏压力，因为其用途大不相同，并且不需要对抗现有技术制动钳在制动过程中的绝大部分负荷。
在一个变通的实施形式中，设有一个对置活塞圆盘刹车制动钳，其中所述制动钳壳体用于在所述转子的各对置侧上安装多个制动靴，并且与每个制动靴相关联地各安排一个活塞。所述壳体的端壁和侧壁界定一个开口，并且所述制动钳包括一个垂直所述侧壁横跨所述开口的横条以增加所述壳体的强度在刹车时对抗侧壁向外弯曲，当所述制动钳套在一转子上安装时，可以经所述开口越过所述横条从所述壳体拆卸所述制动靴。
上述具体实施方式的优点在于，既在所述转子的各侧上设置多个制动靴也设置横跨所述壳体开口的横条。在现有技术中，置于转子一侧的单个制动靴的情况下不能够采用横条，因为这样的横条防碍经所述开口从制动钳上拆卸制动靴。然而平行于转子平面的长度较短的制动靴可以经过在所述横条任一侧的壳体拆卸。
如果所述开口和制动靴的相对尺寸允许，可以有不只一根横条。在一六制动靴的制动钳中，转子平面中的壳体的长度可以大于四制动靴制动钳中的相应长度，从而可以在六制动靴的制动钳中采用一对横条，而在四制动靴的制动钳中采用单个横条。
在另一个优选的实施形式中，所述壳体侧壁包括用于容纳各活塞的活塞孔，并且每个所述活塞孔有相同的直径和轴向深度，每个活塞都有相同的直径和长度，从而在刹车时在每个制动靴上都施加相等的压力。
在上述实施形式中，由于所述活塞装置相同而不是不同，所以可以降低制动钳的成本。以前这样的方案是不符合要求的，因为如前面所讨论的磨擦衬会以渐缩的方式磨损。然而，通过在所述转子的每侧采用多个制动靴，每个制动靴在转子旋转方向的长度缩短，意味着尽管每个制动靴的磨擦衬以渐缩的方式磨损，但是渐缩磨损的范围减少。因此，磨擦衬将均匀地磨损，从而延长寿命。
【附图说明】
附图示出一上述类型的本发明的具体实施方式的示例。所述附图的特殊性和相关的描述不代表前述本发明的广义描述的一般性。
图1是根据本发明的圆盘刹车制动钳的立体图。
图2是图1所示刹车制动钳的平面图。
图3是圆盘刹车制动钳的内部结构的视图。
图4是图1所示刹车制动钳的立体图，示出卸下的刹车片和安装销。
图5是剖开两个制动靴圆盘制动钳的刹车片结构的剖视图。
图6是沿图2VI-VI线的剖视图。
图7是与图5类似的视图，示出所述活塞和活塞孔。
【具体实施方式】
图1示出一个如上所述的根据本发明的圆盘刹车制动钳。圆盘刹车制动钳10包括壳体11，所述的壳体11界定一对平行的侧壁12和13及一对端壁14和15，所述的端壁14和15垂直于侧壁12和13延伸并且与之连接。在平面图上壳体11具有大体上为矩形的构形，并且通常用铁或者铝之类的适合金属铸造。然后可以按需要对所述壳体进行机加工。
侧壁12和13在壳体11内界定一个开口16。开口16大体上为矩形，并且由侧壁12和13界定的孔的内表面经过机加工，以安装多个制动靴。在图1中，在每个侧壁12和13上安装三个制动靴17，并且每个制动靴各含有一个金属背衬板18和一个磨擦衬19。尽管制动靴的这些零件可以从图1中看到，但是在图2中显示得更加清楚。
制动靴17以独特的方式用安装构件安装在壳体11内，所述的安装构件在图3和图4中清楚地示出。参见图3，该图中示出图1和2的制动靴，并且可以看到它们并排地对齐并且一组三个制动靴与另一组三个制动靴间隔开。所述的间隔用于容纳一个在所有附图中都没有示出但可以置于所述制动靴组之间的圆盘刹车转子，从而可以把制动靴推移进与转子接合以施加制动作用。
图3中所示的安装构件含有多个螺纹销20，所述的螺纹销20包括设有用于容纳互补形状的拧紧工具的内六角凹槽22的头部21、螺纹杆部23和无螺纹的栓杆部24。螺纹杆部23的直径大于栓杆部24的直径，并且因此在相应部分23和24之间的结合部界定一个台阶25。
参见图4，每个制动靴17大体上是矩形的，具有径向内边缘26、径向外边缘27和侧边缘28和29。从图4中可见，制动靴17不是严格的矩形，因为内边缘26由三个平坦的表面形成、外边缘27是弯曲的并且侧缘28和29稍向内倾斜。可以用诸如图中所示方式或者其它所需任何适当的方式配置所述制动靴的构形。
从图3和4可以看出，侧缘28和29各包括一个部分圆形的槽或者沟30，同时所述磨擦衬也包括一个与沟30同轴地对齐的槽或者沟31。沟30和31的半径都稍大于销20的杆部24的半径，从而沟30和31紧贴地与杆部24配合。如图3中可见，每个安装销20的杆部24置于一个制动靴17的沟30和31中。应当清楚，图3中所示的方案将使得每个制动靴都能够相对于安装销20轴向地移动，但是基本上限制其垂直于杆部24轴的移动。从而，由于所述的方案，每个制动靴可以移动以便于使每个制动靴17的磨擦衬19与置于制动靴组之间的圆盘刹车转子(未示出)接合，但是限制制动靴沿其它方向的移动。该方案进一步示于图5中，尽管图5所示方案是关于在转子的任一侧上只包括一对制动靴的总成。在此方面，根据本发明的圆盘刹车制动钳可以在转子的任一侧上有任何数量的制动靴，从而图5只是一个供选择的方案，所述的方案在其它方面都可以用与图1至图4所示的方案相似的方式操作。
在图5的方案中，制动靴32是与前面各图的制动靴17有相同的结构和尺寸。因此没有必要进一步地说明。类似地，安装构件33具有与前面各图的安装销20相同的结构。同样地，因此没有必要进一步说明这些构件。图5示出在安装构件33的外表面与形成在每个制动靴32中的槽或者沟之间的紧贴的配合。容易从该图看出，所述制动靴的转动受限，或者其提升运动受限，但是如前所述，制动靴可以相对于安装构件33轴向运动。
参见图4，可以通过顶着机加工的壁表面定位每个制动靴并且把每个安装销20插入进壳体11与之螺纹接合而把制动靴17安装在壳体11内。对此，图4示出在壳体11中加工出的孔34，并且在此孔中带有螺纹以与每个安装销20的螺纹杆部23螺丝接合。由于这种方案，在需要拆卸一个或多个制动靴17时可以方便地拆卸安装销20，尽管可以理解不必要拆卸每个安装销20，并且参见图5，可以拆卸中心安装销33以便拆卸每个制动靴32，而不需要再拆卸其它的两个安装销33。在图4的方案中，为了拆卸壳体20的侧壁上的三个制动靴中的每一个，可以卸下图示已从孔34卸下的两个安装销20，不需要再拆卸置于中心销外的其它对安装销。因此可以接受外侧对安装销20永久地固定在壳体11内，或者能够与之一体地形成，而不是固定在壳体内的独立的销。在一个替代方案中，所述销可以磨擦配合在壳体11内的孔中，旨在使它们保持为壳体永久的部分，或者，安装销20的杆部24可以由从侧壁12和13的机加工的表面伸出的铸造的突起形成，而不是独立的可安装的销。
安装销20伸入壳体11的开口16的程度要求足以将每个刹车垫轴向地推动至与所述转子接合，并且还保持与杆部24接合。图6表示经图2VI-VI取的截面图，并且清楚地示出进入并且固定在孔34内的安装销20，而没有螺纹的杆部24伸进开口16中与制动靴17的侧边缘接合。从图6还可以看清，杆部24的长度约为背衬板18的轴向厚度的两倍，从而方便了制动靴17向着置于制动靴之间的转子移动，而没有断开制动靴17与杆部24的连接。可以理解，随着磨擦衬19磨损，制动靴17将要移行较大的距离以接合所述转子，并且这就是提供足够的杆部24的长度的原因。
再参见图1和2，横条35横跨大体上平行于端壁14和15并且垂直所述转子和侧壁12和13的两个平面的开口16。横条35为壳体11的整体铸件的一部分，然而它们也可以作为独立的部件连接起来。如图所示，所述的横条以相等的间距与其本身和端壁14和15间隔开。对于该间隔没有严格的要求，然而它还意味着横条36与中心处一对安装销20对齐。
横条35在刹车时增加壳体11的强度并且对抗侧壁12和13的弯曲。然而如图所示地设置横条35还方便在拆卸所要求数量的安装销20后插入或者拆卸各个制动靴17。从而拆卸一个或多个制动靴时不需要把制动钳10完全地从其装入的车辆的车轮总成上拆卸下来。相反，这是拆卸需要数量的安装销20然后经开口16取出所需要数量的制动靴17的相对简单的方式。图4示出该方法，其中示出两个安装销从壳体11拆下，以便于完全地拆卸三个制动靴17。
参见图6，在制动钳10上应用了另一个强化机构以提高制动钳10的总体强度。在图6中，示出了横条35，然而除此以外，侧壁12包括一个从侧壁12的机加工表面37轴向伸向转子或者对置侧壁13的轴向伸出部36。为了得到强度上的增益，所述的轴向伸出部36与端壁14连接并完全地伸向端壁15并且与之连接。从而该轴向伸出部在效果上是一沿侧壁12的整个内部长度上形成的突缘。
为了进一步提高所述壳体的强度，有一第二轴向伸出部38从侧壁13的机加工表面39伸出。该轴向伸出部轴向向内延伸并且完全地延伸在相应端壁14和15之间。设置轴向伸出部38不如设置对置伸出部36重要，因为由于设置的用于把壳体11安装到车轮的安装关节(knuckle)40已经把所述侧壁强化到一定的程度。关节40可以为任何适当的形状或者形式以达到其安装需要。例如，参见图5，该关节是侧壁13的径向延伸并且包括孔41用于容纳一固定螺栓(图未示)。然而可以采用任何适当的安装构件或者装置把所述壳体安装到所述车轮总成上。
一般通过液压的活塞如前所述使制动靴17或32向圆盘刹车转子移位，如在以前各图中所示使用多个制动靴允许所述活塞及和其相关联的活塞孔能够在整个制动钳上有相同的尺寸。图7示出这种方案，其中活塞42和其相应的孔33和有相同的尺寸。该方案还是会伴随各个制动靴磨擦衬的渐缩的磨损，但是由于制动靴具有沿转子旋转方向降低的长度，每个制动靴的渐缩磨损的程度会小于单个制动靴的渐缩磨损的程度。
应当理解虽然图中示出一个单件的壳体，或者说单壳体结构，然而作为代替，所述壳体可以铸造和机加工成两个零件，然后用螺栓或者其它方式连接在一起。应当理解，制动钳10没有示出接合制动靴17或32的偏压弹簧，然而可以设想，可包括这样的弹簧作为抗振动装置，以迫使所述制动靴与每个安装销20牢固地连接。所述弹簧可以作用在制动靴边缘26或27中的任一个上，并且可以提供单个弹簧接合制动钳10的所有制动靴、或者安装在制动钳10一侧上的所有制动靴，或者各接合一个单个的制动靴。所述弹簧可以取各种不同的形式，尽管设想采用片簧。
本说明书所描述的本发明可以进行变化、修改和/或特定地说明以外的补充，并且应当理解，本发明包括落入以上说明的主旨和范围内的所有的这些变化、修改和/或补充。