專利名稱：制動(dòng)墊的平衡支承的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種圓盤制動(dòng)器同時(shí)更具體地，涉及一給予制動(dòng)墊平衡支承的裝置。本發(fā)明的原理可以不考慮制動(dòng)圓盤和結(jié)合的制動(dòng)墊的數(shù)目而使用。
背景技術(shù)：
本發(fā)明針對(duì)但不限于具有固定的限制器(caliper)的制動(dòng)器。
通常制動(dòng)墊設(shè)置在背板或其它墊支承上，該背板被接納在一個(gè)限制器或其它具有相同功能的裝置中。在制動(dòng)過(guò)程中由制動(dòng)墊和制動(dòng)圓盤之間的夾緊制動(dòng)力引起的摩擦力被傳遞到限制器之類。該摩擦力作為一個(gè)墊支承與限制器之類之間接觸表面中的反作用力被接受而產(chǎn)生圓盤上的制動(dòng)扭矩。
該摩擦力通常具有水平與垂直分量?jī)烧?，該兩分量可以合成為一個(gè)具有一定方向和一定幅值的力。該方向與幅值是摩擦力不同分量的和。
制動(dòng)時(shí)理想情況是，由制動(dòng)扭矩引起的合成反作用力在與墊支承與限制器或其它型式的夾持器間的接觸區(qū)域垂直的一個(gè)平面中被接受。此外，該合成反作用力應(yīng)該被總體上平衡意味著該合成反作用力處于墊支承與限制器之間的接觸區(qū)域的高度以內(nèi)。這意味著該反作用力將從墊支承直接向下傳遞到限制器中，不給墊支承以任何旋轉(zhuǎn)的趨勢(shì)。每當(dāng)制動(dòng)墊未總體被平衡，它在制動(dòng)時(shí)將具有旋轉(zhuǎn)的趨勢(shì)。所述旋轉(zhuǎn)可以在任意的方向，這取決于反作用力實(shí)際的作用點(diǎn)。該合成的反作用力的作用點(diǎn)的位置根據(jù)磨損、制動(dòng)力、溫度等的分布而變化。
該反作用力和作用點(diǎn)應(yīng)尤其分別歸于制動(dòng)墊、墊支承和/或限制器的尺寸與設(shè)計(jì)，以及在限制器中支撐制動(dòng)墊的入口與位置。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一個(gè)目的是制動(dòng)墊應(yīng)以平衡方式被支撐。這是這樣完成的，即設(shè)計(jì)制動(dòng)器以優(yōu)化反作用力的作用點(diǎn)，并且反作用力在單一平面中被接受。由于在實(shí)際中構(gòu)成優(yōu)化情況的條件有很大變化，這也應(yīng)該意味不是在希望的單一平面中和作用點(diǎn)接受力的分量。
為實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的，本發(fā)明提供了一種圓盤制動(dòng)器，包括一限制器之類和被安裝到限制器之類上的一個(gè)制動(dòng)致動(dòng)機(jī)構(gòu)外殼，限制器之類包圍一個(gè)或多個(gè)制動(dòng)圓盤和一個(gè)或多個(gè)制動(dòng)墊，其特征在于一個(gè)或多個(gè)制動(dòng)墊被接納在背板上或其它墊支承上和/或限制器之類中，并且該限制器之類和墊支承被設(shè)計(jì)成以在制動(dòng)過(guò)程中在垂直于限制器之類與每一個(gè)墊支承之間的接觸表面的平面中接受合成的反作用力。
本發(fā)明的另一個(gè)目的是，墊支承與限制器之間的接觸壓力應(yīng)該盡可能低。通過(guò)具有低的接觸壓力降低了損壞的危險(xiǎn)，降低了不正常工作的危險(xiǎn)。
本發(fā)明的其它目的與優(yōu)點(diǎn)當(dāng)閱讀以下優(yōu)選實(shí)施例的詳細(xì)描述時(shí)對(duì)本領(lǐng)域的技術(shù)人員來(lái)說(shuō)將是顯而易見的。


下面借助實(shí)例并參照附圖將更詳細(xì)地描述本發(fā)明，附圖中圖1是包括本發(fā)明的圓盤制動(dòng)器的透視圖；圖2是根據(jù)本發(fā)明的背板和制動(dòng)墊裝置第一實(shí)例的透視圖；圖3是根據(jù)本發(fā)明的背板和制動(dòng)墊裝置第二實(shí)例的透視圖；圖4是制動(dòng)墊的總的頂視圖，表示不同的量。
具體實(shí)施例方式
在圖1中表示圓盤制動(dòng)器的一個(gè)實(shí)例。該圓盤制動(dòng)器具有一個(gè)限制器6、一個(gè)制動(dòng)致動(dòng)器7、一個(gè)制動(dòng)致動(dòng)機(jī)構(gòu)外殼8、背板1、12和兩個(gè)制動(dòng)圓盤10。在所示實(shí)施例中制動(dòng)致動(dòng)機(jī)構(gòu)外殼8是限制器6的一個(gè)整體部分。制動(dòng)致動(dòng)器7被固定到制動(dòng)致動(dòng)機(jī)構(gòu)外殼8上。在距制動(dòng)致動(dòng)機(jī)構(gòu)外殼8最遠(yuǎn)的一側(cè)上一個(gè)端板9被固定到限制器6上。制動(dòng)圓盤10被以這樣一種方法接納在輪轂11上，使得圓盤10在輪轂11上可軸向自由滑動(dòng)。技術(shù)人員意識(shí)到，該制動(dòng)圓盤10可以不同的方法被接納在輪轂11上以給出軸向滑動(dòng)。在所示實(shí)例中有兩個(gè)制動(dòng)圓盤10，但根據(jù)本發(fā)明的原理也可應(yīng)用具有其它制動(dòng)圓盤10數(shù)量的制動(dòng)器。
由于制動(dòng)致動(dòng)器7和制動(dòng)致動(dòng)機(jī)構(gòu)外殼8的確切設(shè)計(jì)對(duì)本發(fā)明來(lái)說(shuō)是不重要的，因而此處不再延伸說(shuō)明。
背板1、12設(shè)有制動(dòng)墊2，該墊放在兩側(cè)以與制動(dòng)圓盤10接觸。放在中間的背板1在兩側(cè)上具有制動(dòng)墊2以便與兩側(cè)上的制動(dòng)圓盤10配合。具有制動(dòng)墊2的一個(gè)背板12放在機(jī)構(gòu)一側(cè)用于與一個(gè)制動(dòng)圓盤10配合。此外，端板9具有凹口(未表示)以接納制動(dòng)墊2，該制動(dòng)墊與制動(dòng)圓盤10的一個(gè)配合。在其它實(shí)施例中(未表示)，一個(gè)背板也被放置在鄰近端板處且不在該端板的凹口中。
為了簡(jiǎn)化的原因，該制動(dòng)墊2表示成接納在背板1、12上。但是，本專業(yè)技術(shù)人員應(yīng)知道，制動(dòng)墊2可以接納在其它類型的墊支承上和/或墊本身形成為直接支承在一個(gè)限制器之類中。因此，在本說(shuō)明書中在某種程度上可互換地使用表述“背板”、“墊支承”、“制動(dòng)墊”等。同樣“限制器”用于廣泛的概念，并且也試圖涵蓋具有類似功能的裝置。
背板1、12以一種滑動(dòng)的方式被接納在限制器6的開口中。背板1、12的端部與限制器6接觸，同時(shí)，因此，在每個(gè)背板1、12與限制器6之間形成接觸表面，或接觸區(qū)域。根據(jù)制動(dòng)圓盤10的旋轉(zhuǎn)方向在制動(dòng)過(guò)程中形成的一個(gè)反作用力在每個(gè)背板的一端傳遞到限制器6。
放置在中間的背板1具有一在制動(dòng)墊2的位置上方延伸的上部3。所述上部3的端部具有一與中央部分相比的延伸區(qū)域4。該延伸區(qū)域要與限制器6接觸。該背板1以這樣的方式被放置在限制器6中，即該端部3將緊靠限制器6中一開口的邊緣。反作用力的一部分將傳遞至遍及背板1和限制器6之間的接觸區(qū)域。在所示實(shí)施例中大約制動(dòng)力的一半將通過(guò)放在中間的背板1被傳遞。因此，放在中間的背板必須能夠接受比放在機(jī)構(gòu)和限制器6的端板9上的背板12更大的力。還有最靠近機(jī)構(gòu)外殼的背板12具有一上部和與限制器6接觸的延伸區(qū)域14。所述延伸的區(qū)域14指向與機(jī)構(gòu)外殼8相背，即沿朝限制器6的中心的方向。
由于延伸區(qū)域4、14與背板1、12和限制器6之間的表面接觸，與沒有延伸區(qū)域的背板相比較，將降低接觸壓力。從上面看該延伸區(qū)域4、14具有彎曲的形狀，該彎曲的最寬部分在背板1、12的端部。背板1、12的延伸區(qū)域4、14在徑向也具有彎曲的形狀。延伸區(qū)域4、14的外和內(nèi)半徑變化，使得最寬部分在背板1、12的端部。即使在所示實(shí)例中延伸區(qū)域形成彎曲狀，本專業(yè)技術(shù)人員應(yīng)意識(shí)到，它們可以以任何方式構(gòu)成給出延伸的接觸區(qū)域。
理想地，由背板1、12吸收的制動(dòng)力應(yīng)該是在垂直于背板1、12與限制器6之間的接觸區(qū)域的方向被接受。此外，力分量的位置應(yīng)處于接觸區(qū)域以內(nèi)。只要這些條件應(yīng)用該背板1、12將沒有在任何方向的旋轉(zhuǎn)趨勢(shì)。如果有任何力分量不是垂直地作用到接觸區(qū)域或者如果反作用力的作用點(diǎn)被置于接觸區(qū)域的外面，該背板1、12將具有旋轉(zhuǎn)的趨勢(shì)?？梢允贡嘲?、12從限制器6旋轉(zhuǎn)出或向著制動(dòng)器的中心旋轉(zhuǎn)。
由于以上所指的理想狀態(tài)不是經(jīng)常能保證的，部分是由于這樣一個(gè)事實(shí)，即在整個(gè)時(shí)間上根據(jù)磨損、制動(dòng)力的幅值、溫度等的分布這些狀態(tài)是變化的，就一定有裝置接受不是作用在要求的平面中的制動(dòng)力。在所示實(shí)施例中，這些力借助于夾具13來(lái)接受。該夾具13在機(jī)構(gòu)一側(cè)被固定到限制器6，并穿過(guò)每個(gè)背板1、12中的兩個(gè)開口5、15同時(shí)具有一個(gè)部分座落并可能固定到限制器6的端板9上。但是，本專業(yè)技術(shù)人員應(yīng)明白，可以使用任何固定裝置。在另一個(gè)實(shí)施例中，一根棒取代該夾具。所述棒也固定到限制器6上并分別穿過(guò)背板1和端板9的開口。在一個(gè)變型中，在機(jī)構(gòu)一側(cè)的背板12在中間沒有上部，同時(shí)該棒被接納在背板12的頂部。背板1、12對(duì)旋轉(zhuǎn)的任何趨勢(shì)將被夾具13、棒或其它適于抵消旋轉(zhuǎn)趨勢(shì)的裝置所抵消。
通過(guò)以一種適當(dāng)?shù)姆椒ㄔO(shè)計(jì)制動(dòng)器，如果不滿足理想的情況，有可能控制背板1、12或其它型式的墊支承將只在一個(gè)方向具有旋轉(zhuǎn)的趨勢(shì)。通過(guò)這樣一種裝置，人們將僅僅需要擔(dān)心如何在一個(gè)方向接受力。這可以通過(guò)將反作用力的作用點(diǎn)放在這樣的位置來(lái)完成，即距理想位置的任何法向偏差將給出同方向的旋轉(zhuǎn)趨勢(shì)。
背板1、12的延伸區(qū)域的尺寸由接納背板1、12的限制器6的開口的尺寸來(lái)限制。此外，由于在制動(dòng)時(shí)制動(dòng)墊2被磨損所以減小了二背板1、12之間的空間。這也應(yīng)用于在中部端板9和背板1之間的距離。因此，延伸區(qū)域的最大尺寸必須不超過(guò)有損害制動(dòng)器功能的危險(xiǎn)的尺寸。通過(guò)將背板1、12放置在端板9的凹口中就無(wú)需在那一側(cè)的任何背板。由于沒有背板，限制器6的開口的尺寸可以減小，因而減小了制動(dòng)器的整個(gè)尺寸。對(duì)所有的制造商來(lái)說(shuō)這是一個(gè)總的目的，就是減小制動(dòng)器的尺寸以便能夠使制動(dòng)器可適應(yīng)不同車輛的現(xiàn)有空間。
總的可以這樣說(shuō)，制動(dòng)墊2的磨損正比于制動(dòng)墊2在制動(dòng)時(shí)的運(yùn)動(dòng)和致動(dòng)力。
為了能夠以這樣一種方法設(shè)計(jì)限制器之類，以及背板、或其它墊支承，使得在制動(dòng)時(shí)反作用力在一個(gè)平面中被傳遞。重要的是了解合成反作用力的作用點(diǎn)在什么地方。借助以下關(guān)系式有可能對(duì)對(duì)稱墊構(gòu)形和均勻摩擦力分布建立所述的作用點(diǎn)。
Heq=Ry+Ri2·αsinα]]>式中，Heq是從一個(gè)平面通過(guò)制動(dòng)圓盤中心的垂直距離，反作用力的作用點(diǎn)應(yīng)放置在該中心處以便平衡墊支承；Ry和Ri是從制動(dòng)圓盤的中心分別到制動(dòng)墊2的外和內(nèi)側(cè)的半徑；以及α是穿過(guò)制動(dòng)墊2的中心和穿過(guò)制動(dòng)圓盤中心的一條線與制動(dòng)墊2各端之間的夾角。
在圖4中標(biāo)出以上幾個(gè)量。
如果反作用力的作用點(diǎn)處在二背板1、12之間的接觸區(qū)域里面，并且反作用力垂直于該接觸區(qū)域，則二背板1、12被平衡。如此處所使用的通過(guò)“平衡”意味著二背板1、12沒有與限制器6有關(guān)的旋轉(zhuǎn)的趨勢(shì)。因此，通過(guò)使用該關(guān)系式就有可能以這樣一種方式采用限制器6，使得二背板1、12之間的接觸表面以及限制器被放置在一個(gè)優(yōu)化的高度。
如果滿足上述關(guān)系式，則二背板1、12將處于平衡。如果不滿足該關(guān)系式，則二背板1、12由于過(guò)低的接觸壓力，將具有轉(zhuǎn)出限制器6的趨勢(shì)。如果Heq增加，則二背板1、12要轉(zhuǎn)出限制器6的趨勢(shì)降低。因此，二背板1、12應(yīng)該被支撐在盡可能高的位置，以便使作用于二背板1、12轉(zhuǎn)出限制器6的轉(zhuǎn)矩最小化。應(yīng)該注意，最大高度，即最大Heq可能不夠，并因此，可能需要夾具13等以便阻止背板1、12被轉(zhuǎn)離限制器6。此外，當(dāng)墊被磨損時(shí)，由于溫度的變化等，作用點(diǎn)將移動(dòng)。這就意味著另一個(gè)危險(xiǎn)，即在某些例子中作用點(diǎn)可能處在接觸區(qū)的外面使背板1、12有一個(gè)旋轉(zhuǎn)的趨勢(shì)。
上述關(guān)系式是優(yōu)化制動(dòng)力作用點(diǎn)位置的一種可能的方法。一種明顯的選擇是使用類似的公式調(diào)節(jié)例如非對(duì)稱墊構(gòu)形和/或不均勻摩擦力分布。優(yōu)化的另一和不同的方法就是用試驗(yàn)來(lái)確定。
權(quán)利要求
1.一種圓盤制動(dòng)器的背板(1，12)，圓盤制動(dòng)器包括一限制器(6)之類和被安裝到限制器(6)之類上的一個(gè)制動(dòng)器致動(dòng)機(jī)構(gòu)外殼(8)，限制器之類包圍一個(gè)或多個(gè)制動(dòng)圓盤(10)和一個(gè)或多個(gè)用于接納一個(gè)或多個(gè)制動(dòng)墊(2)的背板(1，12)，其特征在于，背板(1，12)具有用于與限制器(6)接觸的延伸區(qū)域(4，14)，從而提供了接觸表面，并且延伸區(qū)域(4，14)是在制動(dòng)墊(2)位置上方延伸的上部(3)的端部，該上部(3)是背板(1，12)的整體部分，并且延伸區(qū)域(4，14)的寬度基本大于在制動(dòng)墊(2)區(qū)域中背板(1，12)其余部分的寬度。
2.按照權(quán)利要求1的背板，其特征在于，從上方看和在徑向看該延伸區(qū)域(4、14)具有彎曲的形狀，所述彎曲的形狀在背板(1，12)的端部給出最寬的部分。
3.按照權(quán)利要求1或2的背板，其特征在于，背板(1)的相反兩側(cè)上有制動(dòng)墊(2)。
4.按照權(quán)利要求3的背板，其特征在于，背板(1)的延伸區(qū)域(4、14)在背板(1)兩側(cè)均是在制動(dòng)墊(2)之上延伸。
5.按照權(quán)利要求1或2的背板，其特征在于，背板(12)的延伸區(qū)域(14)僅向著限制器(6)之類的“中心”延伸。
6.按照前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)的背板，其特征在于，所述的背板具有吸收反作用力的任何旋轉(zhuǎn)分量的裝置。
7.按照權(quán)利要求6的背板，其特征在于，吸收反作用力的任何旋轉(zhuǎn)分量的裝置具有接納在每個(gè)背板的一開口中的棒的形狀，并且該棒的每一端連接到限制器(6)之類上。
8.按照權(quán)利要求7的背板，其特征在于，棒的一端接納在限制器(6)之類的一開口中，并且棒的另一端借助于一固定裝置固定到限制器(6)之類上。
9.按照權(quán)利要求6的背板，其特征在于，吸收反作用力的任何旋轉(zhuǎn)分量的裝置具有穿過(guò)每一背板(1，12)中的開口(5、15)的夾具(13)的形式，并且夾具(13)被固定到限制器(6)之類上。
10.按照上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)的背板，其特征在于，當(dāng)制動(dòng)墊(2)表現(xiàn)為最大磨損時(shí)，延伸區(qū)域(4)的尺寸與背板(1，12)之間的距離相適。
全文摘要
本發(fā)明有關(guān)圓盤制動(dòng)器，圓盤制動(dòng)器包括限制器(6)、一個(gè)或多個(gè)制動(dòng)器圓盤(10)和一個(gè)或多個(gè)制動(dòng)墊(2)。該制動(dòng)墊(2)被接納在背板(1、12)或其它墊支承上。該限制器(6)和墊支承被設(shè)計(jì)成當(dāng)在垂直于限制器(6)與每個(gè)墊支承之間的接觸表面的平面中制動(dòng)時(shí)接受合成反作用力。
文檔編號(hào)F16D65/095GK101055006SQ20071009177
公開日2007年10月17日 申請(qǐng)日期2003年9月8日 優(yōu)先權(quán)日2002年9月10日
發(fā)明者J·格里珀馬克 申請(qǐng)人:哈爾德克斯制動(dòng)產(chǎn)品股份公司