本发明涉及盘式制动器，该盘式制动器具有叉(11)，该叉(11)具有两个相反臂(14)，这两个相反臂(14)各自具有C形轴向座(16)，该C形轴向座(16)设计为容纳具有两个相反侧向凸耳(26)的制动垫(12)，各凸耳(26)容纳具有至少一个较低滑动分支(42)的垫弹簧(40)，其中，板状元件(22)介于凸耳(26)与C形座之间，所述元件(22)具有容纳垫弹簧的滑动分支(42)的第一较低滑动凸缘(24)和座(16)中的第二较高竖直支撑凸缘(25)，其特征在于，板状元件(22)能够在初始自由状态与由垫弹簧(40)引起的至少一个加载状态之间弹性地变形，在该初始自由状态中，滑动凸缘(24)和座(16)的较低面(34)形成第一锐角(α)，在该至少一个加载状态中，滑动凸缘(24)形成小于第一锐角(α)的第二锐角或零角(β)，并且其中，垫弹簧(40)的滑动分支(42)被预加应力。
具有稳定制动垫的盘式制动器，和用于组装和替换垫的相关
方法
技术领域
[0001] 本发明涉及机动车辆盘式制动器。
背景技术
[0002] 本发明涉及机动车辆盘式制动器，其包括：
[0003] - 叉，其具有至少两个大体上竖直地定向的相反臂，臂各自具有：
[0004] • 轴向座，其具有C形区段，该C形区段朝相反臂水平地敞开且由大体水平地定向的较高面和较低面界定；
[0005] • 大体竖直地定向的轴向承重表面，其布置在该座的下方；
[0006] - 至少一个制动垫，其包括：
[0007] • 两个相反侧向组装凸耳，其中的各个容纳在该叉的相关臂的相关座中且由大体水平地定向的较高表面界定；
[0008] • 较低竖直定向表面，其与各凸耳相关且位于相关侧向凸耳的下方；
[0009] - 对于制动垫的各凸耳，垫弹簧附连至制动垫的相关凸耳，且包括至少一个较低滑动分支，且靠着所述相关座的较高面竖直地朝上对凸耳的所述较高表面加载，该至少一个较低滑动分支与所述相关座的较低面协作；
[0010] - 对于叉的各臂，由弹簧钢制成的板状元件至少具有：
[0011] • 较高轴向滑动部分，其具有C形区段，该C形区段容纳且锁定在相关座中，具有第一较低凸缘和第二较高凸缘，该第一较低凸缘称为滑动凸缘，其大体基本上水平地定向且介于垫弹簧的滑动分支与叉的座的所述较低面之间，该第二较高凸缘称为竖直支撑凸缘，其大体水平地定向且介于制动垫的相关凸耳的所述较高表面与所述相关座的较高面之间；
[0012] • 至少一个较低轴向支撑部分，其具有称为横向支撑凸缘的第三凸缘，其延长滑动凸缘，延伸至与滑动凸缘的平面正交的平面中，其布置为与臂的所述横向承重表面接触，且其能够形成用于制动垫的所述相关较低表面的横向止动件。
[0013] 常规盘式制动器包括叉，叉具有至少两个大体竖直地定向的相反臂，臂各自具有侧向座，该侧向座轴向地延伸且具有C形区段，该C形区段朝相反臂水平地敞开，且其包括大体水平地定向的较高面和大体竖直地定向的较低面。
[0014] 座容纳由弹簧钢制成的板状元件，该板状元件具有：至少一个大体基本上水平地定向的较高滑动凸缘，其介于制动垫的凸耳与座的较高面之间；大体竖直地定向的竖直支撑凸缘，其介于制动垫的凸耳与竖直面之间；和弹性固持凸缘，其布置在制动垫的凸耳下方。
[0015] 在该种制动器中，增大弹性固持凸缘的刚度以改善制动垫的固持产生了横向和竖直负载，它们由于弹性凸缘和竖直支撑凸缘的接近度而趋向于使板状元件变形。
[0016] 如果凸耳不在板状元件上施加显著的压力，则这阻止板状元件的尤其是与其竖直支撑凸缘相关的平面对平面接触。
[0017] 这些负载由于板状元件的设计而难以控制。因此，对于由制动垫的凸耳施加的低压力，制动垫相对于制动垫的侧向引导座处于不可预知的位置。
[0018] 而且，在制动期间，当处于横向水平接触时，制动垫跟随盘的旋转且经受旋转扭矩，该旋转扭矩基本上施加在制动垫与盘之间的接触的理论中心上。
[0019] 理论上，所得的力是对齐的，但是，考虑到制造变化和与由元件的变形(如在上面解释的)引起的凸耳与板状元件之间的横向支撑的实际位置有关的不确定性，施加至制动垫(在所述理论中心附近)的所得扭矩可为正的或负的，从而导致制动垫沿盘的旋转方向旋转或逆向地沿相反方向旋转，这导致了制动垫的不稳定行为。
[0020] 为克服此缺点，根据前序部分中所描述的制动器设计，提出使板状元件的竖直支撑面与滑动面分离且与水平支撑面分离。
[0021] 该种盘式制动器在现有技术中为已知的。
[0022] 因此，在该种盘式制动器中，板状元件具有理论上平行于第二较高竖直支撑凸缘的第一较低滑动凸缘。此外，座外侧的第三横向支撑凸缘与第一较低滑动凸缘正交。
[0023] 第一较低滑动凸缘具有锚定或附接突片或舌，其朝下突出且与座的较低面协作以将其自身锚定在所述座的该较低面中。
[0024] 板状元件定位制动垫的凸耳，以便使垫弹簧能够支承负载。优选地，较低凸缘提供对应的预加应力。
发明内容
[0025] 本发明通过提出板状元件的新设计来克服该缺点，以便保证板状元件的竖直支撑元件和垫之间的最佳接触，其能够在配置有其弹簧的凸耳插入并布置在板状元件中时对垫弹簧预加负载。
[0026] 此外，通过分离制动垫的轴向滑动区域，且通过分离竖直和/或径向返回和引导力，有利地稳定制动垫的竖直和/或径向不稳定性。
[0027] 出于该目的，本发明提出在上述类型的盘式制动器，其特征在于，板状元件能够在以下状态之间弹性地变形：
[0028] - 初始状态，在配备有其制动垫弹簧的制动垫的凸耳组装在座中之前，其中，滑动凸缘和座的较低面的平面形成第一锐角，
[0029] - 至少一个加载状态，在配备有其制动弹簧的制动垫的凸耳组装在座中之后，其中，滑动凸缘和座的较低面的平面形成第二锐角或零角，其值小于第一锐角的值，且其中，垫弹簧的所述滑动分支被弹性地预加应力。
[0030] 根据本发明的其他特征：
[0031] - 较高滑动部分的滑动凸缘具有锚舌，该锚舌朝下突出且与座的较低面协作以将其自身锚定在该较低面中且将所述较高部分锁定在相关座中的组装位置中；
[0032] - 板状元件包括轴向固定部分，该轴向固定部分朝上延长第二竖直支撑凸缘，并且其与臂的匹配部分协作以相对于臂轴向地固定板状元件，
[0033] - 滑动凸缘与横向支撑凸缘的连接边缘具有至少一个轴向切口，
[0034] - 该轴向切口跟随该连接边缘的大部分沿连接边缘对称地延伸，
[0035] - 通过垫的凸耳的横向中平面通过所述制动垫在盘式制动器的相关盘上的制动力施加的中点，
[0036] - 叉的座的较低水平面和板状元件的第一较低滑动凸缘布置在制动垫在盘上的制动力施加的中点的下方，
[0037] - 各垫弹簧具有至少一个弯曲分支，该至少一个弯曲分支沿轴向方向延伸且将其滑动分支连接至制动垫的附接分支至制动垫的凸耳，
[0038] - 对于所述第三凸缘的总压缩，和对于等于2.105Pa的制动器的液压促动压力，制动垫的返回力小于或等于通过与其协作的制动盘的旋转引起的制动垫的切向驱动力，[0039] - 制动器具有液压促动活塞，该液压促动活塞具有大致36mm的直径，且对于第三凸缘的总压缩，返回力大致为30N。
[0040] 本发明还涉及用于组装上述类型的盘式制动器的方法，其特征在于，其包括：
[0041] - 第一步骤，在其中，将板状元件锁定到叉的臂的座中，
[0042] - 第二步骤，在其中，将垫弹簧附连至制动垫，弯曲分支布置在制动垫的相同侧面上，
[0043] - 第三步骤，在其中，配备有其两个垫弹簧的制动垫通过首先插入垫弹簧的弯曲分支而插入到叉的臂的座中，以便所述垫弹簧的所述分支通过使第一较低滑动凸缘与第二竖直支撑凸缘分开而对板状元件加载。
[0044] 本发明还涉及用于替换上述类型的盘式制动器的方法，其特征在于，其包括：
[0045] - 第一步骤，在其中，压缩垫弹簧的弯曲分支，
[0046] - 第二步骤，在其中，从叉的臂的座移除配备有其制动弹簧的制动垫，[0047] - 第三步骤，在其中，通过首先插入垫弹簧的弯曲分支而将新制动垫插入叉的臂的座中，以便所述垫弹簧的所述分支通过使第一较低滑动凸缘与第二竖直支撑凸缘分开而对板状元件加载，该新制动垫的凸耳配备有两个制动弹簧。
附图说明
[0048] 在参考附图提供的以下详细描述中给出本发明的其他特征和优点，在附图中：
[0049] - 图1是根据现有技术的制动垫在盘式制动器的叉中的组装的轴向视图；
[0050] - 图2是根据图1中示出的现有技术的制动垫凸耳在叉的座中的组装的细节视图；
[0051] - 图3是根据本发明的制动垫在盘式制动器的叉中的组装的轴向视图；
[0052] - 图4是图3中的组装的详细透视图；
[0053] - 图5是处于其初始状态的在座中示出的板状元件的详细侧视图；
[0054] - 图6是处于其加载状态的在座中示出的板状元件的详细侧视图；
[0055] - 图7是在其初始状态中示出的板状元件的详细侧视图；
[0056] - 图8是处于其初始状态的在座中示出的板状元件的详细透视图；
[0057] - 图9是示出垫弹簧在制动垫的凸耳上的组装的透视图；
[0058] - 图10是垫弹簧在制动垫的凸耳上的组装的轴向剖面图。
具体实施方式
[0059] 在下面的描述和权利要求中，诸如“轴向”、“横向”和“竖直”定向的表达用作对在图中和在描述中给出的定义中示出的二面角(L、T、V)的非限制性引用，而不参考地球重力。
[0060] 在下面的描述中，相同的参考标号指相同部分或具有相似功能的部分。
[0061] 图1示出根据现有技术的制动垫12在盘式制动器10的叉11中的组装。该制动垫12具有两个相反的凸耳26。
[0062] 以已知方式，制动器具有叉11,叉11具有大体竖直地“V”定位的至少两个相反臂14，臂14中的各个具有沿方向“L”轴向地定向的座16，座16具有朝相反臂14水平地敞开的C形区段。
[0063] 各座16具有大体水平地定向的较高面18和大体竖直地定向的平行的较低面20。
[0064] 座16接收且安置由弹簧钢制成的板状元件22，板状元件22具有：至少一个大体水平地定向的较高滑动和支撑凸缘25，其插入到制动垫12的凸耳26与座16的较高面18之间；竖直地定向的竖直支撑凸缘28，其插入到制动垫的凸耳26与竖直面20之间；和弹性固持凸缘30，其布置在制动垫12的凸耳26的下方。
[0065] 在这种制动器中，如果弹性固持凸缘30的刚度增加，以改善制动垫12的固持，则弹性脚30引起横向负载“FT”(整体地在水平方向上)和竖直负载“FV”，如在图2中以虚线示出的，它们倾向于由于弹性凸缘30和竖直支撑凸缘28的接近度而使板状元件变形，如果凸耳26不在所述板状元件22上(尤其是关于其竖直支撑面)施加充足的压力，则这阻止板状元件的平面对平面接触。
[0066] 而且，在制动期间，当横向水平接触时，制动垫12跟随盘的旋转“R”且经受旋转扭矩“CR”，该旋转扭矩“CR”基本上施加在制动垫的摩擦衬片与盘的相关环形轨迹之间的接触的理论中心“O”上。
[0067] 施加在制动垫12的凸耳26上的所得的力(未示出)是对齐的。考虑到制造变化和与由元件22的变形导致的凸耳26与板状元件22之间的横向支撑的实际位置有关的不确定性，施加至制动垫12的所得扭矩可为正的或负的，从而导致制动垫12沿盘的旋转方向“R”或沿相反方向旋转。
[0068] 为克服此缺点，提出使板状元件22的竖直支撑凸缘28与水平支撑和滑动凸缘分离。
[0069] 根据此设计，如在图3和4中所示，各臂14具有轴向座16，轴向座16具有C形区段，该C形区段朝相反臂水平地敞开且由较高面32和大体水平地定向的较低面34界定，且其包括大体竖直地定向并布置在座16下方的轴向承重表面20。
[0070] 根据此设计，制动器10具有至少一个制动垫12，制动垫12具有两个相反的侧向组装凸耳26，凸耳26中的各个容纳在叉11的相关臂14的相关座16中。
[0071] 如在图6、9和10中所示，各制动垫12的各凸耳26由大体水平地定向的较高表面36界定。此外，对于各制动垫12，竖直地定向的较低表面38位于相关侧向凸耳26的下方。
[0072] 此外，制动器10包括垫弹簧40，垫弹簧40附连至制动垫12的相关凸耳26。
[0073] 以已知的方式，垫弹簧40包括至少一个较低滑动分支42，该较低滑动分支42与相关座的较低面34协作且靠着座16的较高面32竖直朝上地推凸耳26的较高表面36。
[0074] 如图10中所示，以已知的方式，这种垫弹簧10通常称为“螺旋弹簧”，且在不限制本发明的情况下，其还可包括靠着制动垫12的凸耳26的较低水平表面45朝上支承的较高分支44。此较高分支44是附接分支或夹具46的一部分，该附接分支或夹具46弹性地夹紧制动垫的凸耳26以将垫弹簧40附连至凸耳26。
[0075] 垫弹簧40还具有弯曲分支48，该弯曲分支48将附接分支46连结至较低滑动分支42。此弯曲分支48主要保证垫弹簧40的弹性。
[0076] 最后，垫弹簧40包括自由分支50，该自由分支50延长较低滑动分支42且封闭外形，以便防止为了组装而存储的弹簧的缠结。
[0077] 凸耳26容纳在座16中，从而使与叉11的各臂14相关的弹簧钢板状元件22介于其间。
[0078] 如在图5至8中更具体地所示，这种板状元件22包括称为滑动部分的轴向地定向的较高部分52，其具有容纳且锁定在相关座16中的C形区段，其包括大体基本水平地定向的第一较低滑动凸缘24，第一较低滑动凸缘24介于垫弹簧40的滑动分支42与叉11的座16的较低面34之间。
[0079] 较高部分52包括大体水平地定向的第二较高竖直支撑凸缘25，该支撑凸缘25介于制动垫的相关凸耳26的较高表面36与相关座16的较高面32之间。
[0080] 板状元件22还具有至少一个较低的轴向地定位的支撑部分54，该支撑部分54具有延长滑动凸缘24的第三横向支撑凸缘28，第三横向支撑凸缘28在与滑动凸缘24的平面正交的平面中延伸，其布置为与臂14的横向承重表面20接触，并且其使得能够形成用于制动垫12的相关较低表面38的横向止动件。
[0081] 在这种盘式制动器中，板状元件22因此具有理论上平行于第二较高竖直支撑凸缘25的第一较低滑动凸缘24。
[0082] 此外，座16外侧的第三横向支撑凸缘28基本正交于第一较低滑动凸缘24。
[0083] 如在图5和6中所示，第一较低滑动凸缘24还具有锚舌56，锚舌56大体为从第一较低凸缘24切出的，其朝下突出，且其与座16的较低面34协作以从而将其自身锚定在座16的该较低面34中，从而保证凸缘25与相关表面之间的平面与平面对向接触。
[0084] 而且，锚舌56被切出以便从滑动凸缘分开，这使得能够选择角度“α”和“β”的值，而不损害板状元件在其座中的正确定位。
[0085] 通过增大刚度，且随后增大由第三凸缘施加的返回力，加重了制动垫的不稳定性和相关噪声和/或振动的风险，而另一方面，通过由盘的旋转而驱动的制动垫引起的“中等”或“强”的制动力来稳定制动垫。
[0086] 有利地，对于由第三凸缘28引起的总(支承)返回压缩，返回力FS小于或等于用于制动器的105帕斯卡(Pa)的促动压力的制动垫的切线驱动力Ftg。
[0087] Ftg等于μ×P×S的乘积，其中，μ等于制动垫的摩擦衬片在盘上的摩擦系数，P等于制动器的液压促动压力，且S等于制动器的液压促动活塞的表面面积。如果P是2.105Pa，则Ftg为μ×2.105×S。
[0088] 对于具有为60mm的直径的液压促动活塞，其中μ为0.5，则FS有利地小于或等于280牛(N)。
[0089] 对于具有为36mm的直径的活塞，FS有利地小于或等于95N，且优选地小于或等于40N，且甚至更加优选地小于或等于30N。对于36mm活塞，FS为例如20N、25N、30N或40N。
[0090] 有利地，该有限的刚度是由于板状元件的几何条件，特别是角度“β”、和如下所述的切口68导致的。
[0091] 本发明提出一种板状元件22的设计，一旦垫弹簧40已插入板状元件22中，其就能够预加载垫弹簧40，从而实现第三凸缘28上的有限刚度。
[0092] 如在图5中所示，板状元件22能够在如图5所示的初始状态(在配备有其垫弹簧14的制动垫12的凸耳26组装在座16中之前)与如图6所示的加载状态(由配备有其垫弹簧40的制动垫12的凸耳26在座16中的组装引起)之间弹性地变形，在初始状态中，第一滑动凸缘24与座的较低面34的平面形成第一锐角“α”，在加载状态中，第一滑动凸缘24和座34的较低面的平面形成第二锐角或零角“β”，其值小于第一锐角“α”的值，且其中，垫弹簧的滑动分支42被弹性地预加应力。
[0093] 在此布局中，在其初始状态中，具有C形区段的较高滑动轴向部分52为基本“关闭”的，第一滑动凸缘24与平行于第二较高竖直支撑凸缘25的所有平面形成锐角。
[0094] 同样地，第三横向支撑凸缘28与臂14的横向承重表面20形成锐角。
[0095] 当垫弹簧40插入板状元件22中时，第一滑动凸缘24与平行于第二较高竖直支撑凸缘25的所有平面形成减小的锐角“β”。同样地，第三横向支撑凸缘28与臂14的横向承重表面20形成锐角“β”。
[0096] 然后垫弹簧40由第一滑动凸缘24预加载，当制动垫12经受因制动垫在制动盘上的摩擦引起的旋转扭矩时，这保证垫弹簧的最小负载和/或预加应力。
[0097] 最后，在由制动垫12引起的垫弹簧40的极端负载情况下，且特别是如果制动垫趋向于沿方向“T”横向/水平地移动，则施加的力趋向于促使第三横向支撑凸缘28靠着臂14的横向承重表面20水平地进行支承，从而保证，基于在上面提及的角度且通过在下面描述的切口68，平面对平面接触能够在低制动压力下更好地吸收力。
[0098] 如在图3中所示，在本发明的优选实施例中，基本上通过制动垫12的凸耳26的横向中平面基本上通过制动垫12在制动盘上的制动力施加的中点“O”。
[0099] 而且，板状元件的竖直面20和凸缘28布置在制动垫在盘上的制动力施加的中点“O”的下方。
[0100] 此布置使得能够基本上确定臂14在制动垫12上的反作用力的施加点的位置，且因此而确定在制动垫12在盘上的制动力施加的中点“O”附近施加的反扭矩。
[0101] 因此，由盘施加在制动垫12上的扭矩和由臂14施加在制动垫12上的反作用扭矩引起的施加至制动垫12的总扭矩始终沿相同方向定向，这保证了制动期间制动垫12的稳定性。
[0102] 如图8所示，为了保证第三横向支撑凸缘的靠着臂14的横向承重表面20的最佳定位，用于将滑动凸缘24连接至横向支撑凸缘28的边缘66包括至少一个轴向切口68。
[0103] 此切口使边缘66的角度刚度能够降低，从而有助于横向支撑凸缘的“打开”或展开。
[0104] 在该情况下，轴向切口68沿连接边缘66对称地延伸，从而在轴向方向上覆盖连接边缘66的大部分宽度。
[0105] 关于上述垫弹簧40，第一较低滑动凸缘24具有在该情况下从第一较低凸缘24切出的锚定或附接突片或舌56,其竖直朝下突出且与座16的较低面34协作，以将其自身锚定至所述座16的该较低面34中。
[0106] 板状元件22还包括轴向固定部分58，该轴向固定部分58朝上延长第二竖直支撑凸缘25，并且其与臂14的匹配部分60协作,以相对于臂14轴向地固定板状元件22。
[0107] 如在图4和8中所示，臂的互补部分60为桩形且具有比座16的轴向长度小的轴向长度，并且板状元件22的固定部分58基本上包括第四竖直凸缘62，夹紧桩形部分60的两个腿64从第四竖直凸缘62延伸，桩形部分60形成与两个相反腿64协作的轴向止动件。
[0108] 用于组装盘式制动器的方法与根据本发明的盘式制动器有关。
[0109] 该组装方法包括第一步骤，在该第一步骤中，使板状元件22定位且锁定在叉11的臂14的相关座16中。
[0110] 该方法包括第二后续步骤，在该第二后续步骤中，将垫弹簧40附连至制动垫12，弯曲分支48布置在制动垫12的相同侧面上。
[0111] 该方法还包括第三步骤，在该第三步骤中，通过首先插入垫弹簧40的弯曲分支48来将之前配备有其两个垫弹簧40的制动垫12插入叉11的臂14的座16中，以便所述弹簧40的这些分支48通过使第一较低滑动凸缘24与第二竖直支撑凸缘25分离而对板状元件22加载，由此对垫弹簧40预加应力。
[0112] 类似地，用于替换制动垫12的方法与根据本发明的盘式制动器有关。
[0113] 最后，在最终步骤期间，通过首先插入垫弹簧40的弯曲分支48来将具有配备有两个垫弹簧40的凸耳26的新制动垫12插入卡钳的臂14的相关座15中，以便垫弹簧40的这些分支48通过使第一较低滑动凸缘24与第二竖直支撑凸缘25“竖直地”分离而对板状元件22加载，从而对垫弹簧40预加应力。
[0114] 本发明提出不受制动垫12的不合时宜的移动损害的盘式制动器，这有助于稳定所述制动垫12，增大所述制动垫12的摩擦衬片的寿命且降低制动噪音。
