專利名稱：降低了殘余摩擦力矩的盤式制動(dòng)器的制作方法
降低了殘余摩擦力矩的盤式制動(dòng)器本發(fā)明涉及用于機(jī)動(dòng)車的盤式制動(dòng)器，該盤式制動(dòng)器包括至少一個(gè)制動(dòng)盤、至少一個(gè)摩擦片和至少一個(gè)操作機(jī)構(gòu)，該操作機(jī)構(gòu)適用于造成該制動(dòng)盤和該摩擦片之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，從而該摩擦片至少部分摩擦制動(dòng)抵接于該制動(dòng)盤。該操作機(jī)構(gòu)包括可移動(dòng)地容納在該盤式制動(dòng)器的殼體中的至少一個(gè)操作活塞并包括密封件，該密封件具有第一密封面和第二密封面，用于相對(duì)于該殼體密封該操作活塞，其中，第一密封面構(gòu)造用于產(chǎn)生與該殼體的接觸面的密封接觸，第二密封 面構(gòu)造用于產(chǎn)生與該操作活塞的接觸面的密封接觸?，F(xiàn)有技術(shù)公開(kāi)了各種結(jié)構(gòu)型式的盤式制動(dòng)器。例如，文獻(xiàn)DE102006018953A1例如示出一種盤式制動(dòng)器，其具有固定摩擦片和活動(dòng)摩擦片以及用于將活動(dòng)摩擦片壓在制動(dòng)盤上的操作機(jī)構(gòu)。操作機(jī)構(gòu)為此具有制動(dòng)活塞，它可軸向移動(dòng)地容納在活動(dòng)鞍塊的孔中并借助密封圈如方形圈在孔中被密封。如果活動(dòng)的剎車摩擦片利用活塞在操作方向上被壓緊到制動(dòng)盤上，則密封圈彈性變形。當(dāng)松開(kāi)活動(dòng)的剎車鞍塊時(shí)，密封圈又回復(fù)其初始形狀并且通過(guò)這種方式與操作方向相反地將活塞又回拉到剎車鞍塊的孔中一段?；顒?dòng)的摩擦片被抬離制動(dòng)盤，從而所謂的氣隙出現(xiàn)在制動(dòng)盤和活動(dòng)的摩擦片之間。術(shù)語(yǔ)“氣隙”在此是指制動(dòng)盤和摩擦片之間的間隙。密封件的彈性回復(fù)作用在實(shí)踐中也被稱為“退回作用”。可通過(guò)現(xiàn)有技術(shù)獲得的氣隙雖然具有能消除盤式制動(dòng)器的制動(dòng)盤和摩擦片之間的殘余摩擦力矩的優(yōu)點(diǎn)，但牽涉到制動(dòng)器操作行程延長(zhǎng)的缺點(diǎn)，這是因?yàn)楸仨毥?jīng)過(guò)氣隙，直到制動(dòng)器表現(xiàn)出作用，就是說(shuō)，留下活塞必須走過(guò)的行程，直到通過(guò)其運(yùn)動(dòng)使摩擦片緊貼于制動(dòng)盤。此外，當(dāng)已經(jīng)出現(xiàn)顯著的摩擦片磨損時(shí)，制動(dòng)活塞必然被重新定位，就是說(shuō)，可以跟隨摩擦片磨損而動(dòng)，以免氣隙進(jìn)一步增大。在這樣的情況下，操作力超過(guò)密封件在接觸面處接觸制動(dòng)活塞的靜摩擦極限，從而密封件因此相對(duì)于制動(dòng)活塞被重新定位。這樣的重新定位到進(jìn)一步遠(yuǎn)離的(即跟隨摩擦片的)位置中在預(yù)定范圍內(nèi)是必然的，并用于相對(duì)于制動(dòng)盤自動(dòng)重新定位摩擦片，進(jìn)而也用于避免增大的操作行程。但可能出現(xiàn)以下情況，這樣的重新定位在尚未在摩擦片上出現(xiàn)相應(yīng)磨損時(shí)就已出現(xiàn)的，這尤其源自于密封件相對(duì)于操作活塞可能有的靜摩擦狀態(tài)的條形寬度。在這樣的情況下，在其它方面有利的彈性回復(fù)作用可能反過(guò)來(lái)并造成摩擦片在剎車后無(wú)法再像最初期望的那樣被拉動(dòng)離開(kāi)制動(dòng)盤。取而代之的是，相對(duì)于摩擦片重新定位的密封件有可能甚至阻止回復(fù)運(yùn)動(dòng)，結(jié)果，摩擦片滯留于制動(dòng)盤上，甚至被密封件緊壓于制動(dòng)盤，這可能導(dǎo)致顯著的、在制動(dòng)結(jié)束后還起效的殘余摩擦力矩(Restschleifmoment)。所期望的密封件作用的這種作用反轉(zhuǎn)尤其可能出現(xiàn)在液壓式制動(dòng)力產(chǎn)生機(jī)構(gòu)和機(jī)械式力產(chǎn)生機(jī)構(gòu)共同地或彼此獨(dú)立地作用于盤式制動(dòng)器之時(shí)，這種情況例如是機(jī)電驅(qū)動(dòng)式手剎制動(dòng)器。即，在單純以機(jī)械方式對(duì)操作活塞施加作用力的特別不利的情況下，取消了液壓式壓力施加，由此一來(lái)，密封件不像其它情況下那樣，不僅通過(guò)組裝預(yù)緊力外，而且還通過(guò)液壓預(yù)緊來(lái)抵靠操作活塞。因此，密封件和操作活塞之間的靜摩擦由于缺少附加的液壓預(yù)緊力而減小到低于常規(guī)狀況。結(jié)果，使操作活塞相對(duì)于密封件發(fā)生不希望的打滑變得容易。上述的缺點(diǎn)雖然可以通過(guò)復(fù)雜的結(jié)構(gòu)措施或者針對(duì)密封件的特殊材料選擇來(lái)避免，但是這些措施的成本非常高。因此，本發(fā)明的任務(wù)是提供上述類型的盤式制動(dòng)器，它防止出現(xiàn)高的殘余摩擦力矩以及在制動(dòng)器可感受到的啟用之前提供小的氣隙并且同時(shí)可以省掉上述成本高昂的措施。該任務(wù)將通過(guò)上述類型的盤式制動(dòng)器來(lái)完成，其中，所述密封面中的至少一個(gè)密封面包括如此構(gòu)成的滑動(dòng)面，該滑動(dòng)面在該操作活塞相對(duì)于該殼體移動(dòng)時(shí)保持與接觸面的密封接觸并還容許該活塞相對(duì)該殼體低摩擦地運(yùn)動(dòng)。
在這樣的密封件實(shí)施方式中，密封件對(duì)相應(yīng)的操作活塞的移動(dòng)施以小的阻力，從而不會(huì)出現(xiàn)從現(xiàn)有技術(shù)中知道的密封件彈性回復(fù)作用(退回效果)。通過(guò)這種方式，有效阻止不希望有的重新定位和由此造成的殘余摩擦力矩的上述不利效果。同時(shí)，借助本發(fā)明密封件的低摩擦密封實(shí)現(xiàn)了操作活塞簡(jiǎn)單返回其初始位置。密封件還可以由橡膠彈性材料制成。通過(guò)這種方式，尤其對(duì)于液壓操作機(jī)構(gòu)來(lái)說(shuō)，可以獲得非常良好的密封件密封效果。而且，該密封件可以形成在殼體的或者操作活塞的槽狀的凹口中。在一個(gè)實(shí)施方式中，槽狀的凹口至少部分形成在殼體的內(nèi)周面上。但作為另選方式，該槽狀的凹口也可以至少部分形成在該操作活塞的外周面上。槽狀的凹口此時(shí)可以與該殼體或者操作活塞一體構(gòu)成，或者由構(gòu)成這樣的槽的多個(gè)零件形成。特別有利的是，密封件由低摩擦材料制成，例如由橡膠彈性材料制成，其具有較低的摩擦系數(shù)，如EPDM(三元乙丙橡膠)。EPDM彈性體還帶來(lái)以下優(yōu)點(diǎn)，它具有高的化學(xué)耐受性。作為替代或者補(bǔ)充，該密封件可以至少在滑動(dòng)面的區(qū)域內(nèi)具有減摩涂層，由此可以顯著減小密封件和各接觸面之間的靜摩擦。該密封件還可以至少在滑動(dòng)面的區(qū)域內(nèi)具有至少一個(gè)朝向相應(yīng)接觸面突出的接觸部。此時(shí)也可以想到構(gòu)成異型接觸面的多個(gè)接觸部。因此，已經(jīng)可以如此減小滑動(dòng)面和相應(yīng)接觸面之間的摩擦，即減小了突出的接觸部的有效摩擦面。在一個(gè)特定實(shí)施方式中，密封件可以具有基本上呈矩形的橫截面形狀，其特點(diǎn)是具有四個(gè)相互分隔的且一體形成在角處的棱脊?fàn)畹慕佑|部。還可以規(guī)定，與密封件滑動(dòng)面接觸的接觸面由低摩擦材料制成或者涂覆有這樣的低摩擦材料。通過(guò)該措施也可以顯著減小有效摩擦力。還可以規(guī)定，與操作活塞的縱軸線相關(guān)，密封槽具有一徑向高度和一軸向?qū)挾?，該徑向高度和軸向?qū)挾戎仍?. 68至0. 75范圍內(nèi)。徑向高度此時(shí)被定義為密封槽的與操作活塞縱軸線相關(guān)的徑向延伸尺寸，而軸向?qū)挾缺硎狙刂僮骰钊v軸線的密封槽延伸尺寸。實(shí)際上，0.71的比例被證明是特別優(yōu)選的比例。還可以規(guī)定，密封件具有包絡(luò)面，即對(duì)應(yīng)于密封槽形狀的包絡(luò)形狀，其所描繪出的密封件的包圍體積在密封件的拆除狀態(tài)下比由槽構(gòu)成的且設(shè)置用于容納該密封件的自由容積大了 12%至18%。如果密封件在安裝狀態(tài)中容納在該槽中，其包絡(luò)體因?yàn)槊芊饧膹椥宰冃味s小，結(jié)果，密封件可容納在該槽中。本發(fā)明還涉及應(yīng)用在符合上述特征的盤式制動(dòng)器中的密封件。以下，將結(jié)合附圖
來(lái)舉例描述本發(fā)明，其中圖I以局剖側(cè)視圖表示本發(fā)明盤式制動(dòng)器的第一實(shí)施方式；圖2以根據(jù)圖I的視圖表示本發(fā)明盤式制動(dòng)器的第二實(shí)施方式；圖3示出圖I的局部A的細(xì)節(jié)圖。圖I示出根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施方式的用于機(jī)動(dòng)車的盤式制動(dòng)器10，其中，該盤式制動(dòng)器是以液壓方式操作的。在圖2中示出了另一實(shí)施方式，只要具有相同的元件，該另一實(shí)施方式就具有相同的附圖標(biāo)記。不過(guò)，它們分別前綴有數(shù)字I。盤式制動(dòng)器10包括制動(dòng)盤12和與汽車車輪懸掛裝置(未示出)相連的制動(dòng)鉗14以及多個(gè)摩擦片16、18，該制動(dòng)鉗跨夾著制動(dòng)盤12，這些摩擦片彼此對(duì)置地容納在制動(dòng)鉗14中。這些摩擦片16、18面對(duì)制動(dòng)盤12的摩擦面并且通過(guò)抵靠制動(dòng)盤12產(chǎn)生期望的制動(dòng)力。盤式制動(dòng)器10還具有操作機(jī)構(gòu)20，它用于使摩擦片16、18抵接于制動(dòng)盤12。操作機(jī)構(gòu)20為此具有操作活塞22，操作活塞容納在殼體26內(nèi)的一個(gè)孔24中，在這里，操作活塞22的縱軸線L與殼體孔24的孔軸線重合。在圖I所示的實(shí)施方式中，操作活塞22的操作以液壓方式完成，在這里，操作活塞22與殼體26 —起形成液壓壓力腔D。此外，為了相對(duì)于殼體26密封操作活塞22，還設(shè)有密封件28。如圖I所示且如圖3具體所示，密封件28容納在槽30里，該槽形成在殼體26中。密封件28具有第一密封面，第一密封面產(chǎn)生與殼體26的內(nèi)周面46、在所示的實(shí)施例中是與槽30的槽底面32的密封接觸。密封件28還具有第二密封面，第二密封面產(chǎn)生與操作活塞22的外周面42的密封接觸。在圖I至圖3所示的密封件28的實(shí)施方式中，該密封面由密封件28的、四個(gè)相互間隔且一體形成于密封件28的各角處的棱脊?fàn)罱佑|部34a、34b和38a、38b提供。此時(shí)，與殼體26的內(nèi)周面46接觸的兩個(gè)接觸部34a、34b構(gòu)成第一密封面，與操作活塞22的外周面42接觸的兩個(gè)接觸部38a、38b構(gòu)成第二密封面。第二密封面此時(shí)作為滑動(dòng)面，其容許操作活塞22相對(duì)于密封件28和殼體26盡量低摩擦地滑動(dòng)。關(guān)于操作活塞22的縱軸線L，密封槽30具有一徑向高度H和一軸向?qū)挾菳，該徑向高度和該軸向?qū)挾戎仍?. 68至0. 75范圍內(nèi)。實(shí)際上，0. 71的優(yōu)選比例被證明是非常有利的。另外，相應(yīng)的密封件28相對(duì)于密封槽30具有12%至18%的過(guò)盈，也就是說(shuō)，在密封件28拆下?tīng)顟B(tài)中的密封件28的包絡(luò)體的體積比密封槽30的自由容積大了 12%至18%。在如圖3所示，在密封件28的安裝狀態(tài)中，該密封件被相應(yīng)地彈性變形，從而密封件可容納在密封槽30中。當(dāng)操作盤式制動(dòng)器10時(shí)，液體通過(guò)輸入部36被送入壓力腔D，由此，在壓力腔內(nèi)形成正壓，該正壓造成該腔D的膨脹。在這樣的膨脹中，使操作活塞22相對(duì)于其初始位置沿著其縱軸線L朝向制動(dòng)盤12移動(dòng)，即在圖I中朝右移動(dòng)，而殼體26連同活動(dòng)支承的制動(dòng)鉗14相對(duì)于其初始位置向左移動(dòng)，結(jié)果使得摩擦片16和18抵接于制動(dòng)盤12。在此，操作活塞22相對(duì)于殼體26基本上低阻力地從殼體26的孔24中移出一段。
在制動(dòng)作用施加結(jié)束后，液體通過(guò)輸入部36再次從該腔D中排出。因?yàn)槟Σ亮π。圆僮骰钊?2可以在此情況下沒(méi)有來(lái)自密封件28的顯著阻力地又滑回到其初始位置，進(jìn)入殼體26的孔24內(nèi)。附加地如此輔助盤式制動(dòng)器10的松開(kāi)過(guò)程，即，盤式制動(dòng)器10在承受壓力時(shí)具有彈性，該彈性不僅包括制動(dòng)鉗14的彈性，還包括摩擦片16、18的彈性，在松開(kāi)制動(dòng)器10時(shí)，所述彈性連同摩擦片16、18 —起被“重置”。通過(guò)這種方式，實(shí)現(xiàn)了盡可能簡(jiǎn)單高效的操作活塞22和制動(dòng)鉗14的彼此相對(duì)回位，由此可避免在制動(dòng)盤12上的殘余摩擦力矩。在圖2所示的第二實(shí)施方式中，盤式制動(dòng)器110單純以液壓方式、單純以機(jī)械方式或以液壓機(jī)械組合方式來(lái)操作，就像例如關(guān)于所謂的手剎制動(dòng)器所知道的那樣。在此實(shí)施方式中，操作機(jī)構(gòu)120也包括操作活塞122，該操作活塞容納在殼體126的孔124里。操作活塞122借助操縱機(jī)構(gòu)150通過(guò)機(jī)械操作按照已知的方式相對(duì)于制動(dòng)鉗114 被移動(dòng)，g卩，制動(dòng)活塞122在圖2所示的視圖中朝右移動(dòng)，而制動(dòng)鉗114朝左移動(dòng)，從而摩擦片116、118抵接于制動(dòng)盤112。因此，通過(guò)操縱機(jī)構(gòu)150并借助傳動(dòng)活塞152，機(jī)械操作力不僅被傳遞給操作活塞122，也被傳遞給殼體126，用于使它們彼此相對(duì)移動(dòng)。還可以設(shè)有以下未進(jìn)一步描述的常見(jiàn)的磨損補(bǔ)償機(jī)構(gòu)154。在此實(shí)施方式中，密封件128的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)按照關(guān)于圖I和圖3所描述的方式，幫助操作活塞122相對(duì)于殼體126實(shí)現(xiàn)幾乎無(wú)阻力的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，結(jié)果可以有效減小或至少顯著減少在松開(kāi)盤式制動(dòng)器110后作用在制動(dòng)盤112上的殘余摩擦力矩，并且同時(shí)提供小的氣隙。
權(quán)利要求
1.一種用于機(jī)動(dòng)車的盤式制動(dòng)器(10;110), 其中，該盤式制動(dòng)器(10;110)包括至少一個(gè)制動(dòng)盤(12;112)、至少一個(gè)摩擦片(14，16; 114，116)和至少一個(gè)操作機(jī)構(gòu)(20; 120)，該操作機(jī)構(gòu)適用于造成該制動(dòng)盤(12; 112)和該摩擦片(14，16; 114，116)之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，從而該摩擦片至少部分摩擦制動(dòng)接觸該制動(dòng)盤(12; 112)， 其中，該操作機(jī)構(gòu)(20; 120)包括 至少一個(gè)操作活塞(22; 122)，所述操作活塞以能夠移動(dòng)的方式容納在該盤式制動(dòng)器(10; 110)的殼體(26; 126)中；和 密封件(28;128)，該密封件具有第一密封面和第二密封面，以便相對(duì)于該殼體(26; 126)密封該操作活塞(22;122)，其中，所述第一密封面構(gòu)造用于產(chǎn)生與該殼體(26; 126)的接觸面的密封接觸，所述第二密封面構(gòu)造用于產(chǎn)生與該操作活塞(22; 122)的接觸面的密封接觸， 其特征在于， 所述密封面中的至少一個(gè)密封面包括如此構(gòu)成的滑動(dòng)面，即，該滑動(dòng)面在該操作活塞(22; 122)相對(duì)于該殼體(26; 126)移動(dòng)時(shí)保持與接觸面的密封接觸并還容許該操作活塞(22; 122)相對(duì)該殼體(26; 126)低摩擦地運(yùn)動(dòng)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的盤式制動(dòng)器(10;110)，其特征在于，該密封件(28; 128)由橡膠彈性材料制成。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的盤式制動(dòng)器(10;110)，其特征在于，該密封件(28; 128)容納在該殼體(26; 126)的或者該操作活塞(22; 122)的槽狀的凹口 (30; 130)中。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的盤式制動(dòng)器(10;110)，其特征在于，該槽狀的凹口(30; 130)至少部分形成在該殼體(26; 126)的內(nèi)周面(46; 146)上。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的盤式制動(dòng)器(10;110)，其特征在于，該槽狀的凹口(30;130)至少部分形成在該操作活塞(22; 122)的外周面(42; 142)上。
6.根據(jù)前述權(quán)利要求之一所述的盤式制動(dòng)器(10;110)，其特征在于，該密封件(28; 128)由低摩擦材料制成，所述低摩擦材料例如是低摩擦的橡膠彈性材料。
7.根據(jù)前述權(quán)利要求之一所述的盤式制動(dòng)器(10;110)，其特征在于，該密封件(28; 128)至少在所述滑動(dòng)面的區(qū)域內(nèi)具有減摩涂層。
8.根據(jù)前述權(quán)利要求之一所述的盤式制動(dòng)器(10;110)，其特征在于，該密封件(2 8; 12 8)至少在所述滑動(dòng)面的區(qū)域內(nèi)具有至少一個(gè)朝向相應(yīng)接觸面突出的接觸部(38a, b; 138a, b)。
9.根據(jù)前述權(quán)利要求之一所述的盤式制動(dòng)器(10;110)，其特征在于，與所述滑動(dòng)面接觸的所述接觸面是由低摩擦材料制成的，或者涂覆有低摩擦材料。
10.根據(jù)前述權(quán)利要求之一所述的盤式制動(dòng)器(10;110)，其特征在于，相對(duì)于所述操作活塞(22)的縱軸線(L)，該密封槽(30; 130)具有一徑向高度和一軸向?qū)挾?，該徑向高度和該軸向?qū)挾戎仍贠. 68至O. 75范圍內(nèi)。
11.根據(jù)前述權(quán)利要求之一所述的盤式制動(dòng)器(10;110)，其特征在于，該密封件(28; 128)具有包絡(luò)面，由該包絡(luò)面包圍的體積比容納該密封件(28; 128)的該槽(30; 130)的體積大12%至18%。
12.—種密封件(28; 128)，其用在具有如權(quán)利要求I至11所述的特征的盤式制動(dòng)器(10; 110)中。
全文摘要
本發(fā)明涉及用于機(jī)動(dòng)車的盤式制動(dòng)器(10)，盤式制動(dòng)器(10)包括至少一個(gè)制動(dòng)盤(12)、至少一個(gè)摩擦片(14,16)和至少一個(gè)操作機(jī)構(gòu)(20)，該操作機(jī)構(gòu)適于造成制動(dòng)盤(12)和摩擦片(14,16)之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，從而摩擦片至少部分摩擦制動(dòng)接觸制動(dòng)盤(12)，操作機(jī)構(gòu)(20)包括可移動(dòng)地容納在盤式制動(dòng)器(10)的殼體(26)中的至少一個(gè)操作活塞(22)并包括密封件(28)，該密封件具有第一密封面和第二密封面，用于相對(duì)于殼體(26)密封操作活塞(22)，其中，第一密封面構(gòu)造用于產(chǎn)生與殼體(26)的接觸面的密封接觸，第二密封面構(gòu)造用于產(chǎn)生與操作活塞(22)的接觸面的密封接觸，其中至少一個(gè)密封面包括如此構(gòu)成的滑動(dòng)面，即，該滑動(dòng)面在操作活塞(22)相對(duì)殼體(26)移動(dòng)時(shí)保持與接觸面的密封接觸并且還容許操作活塞(22)相對(duì)殼體(26)低摩擦地運(yùn)動(dòng)。
文檔編號(hào)F16D65/14GK102713329SQ201180006978
公開(kāi)日2012年10月3日 申請(qǐng)日期2011年1月25日 優(yōu)先權(quán)日2010年1月29日
發(fā)明者E·沃爾夫 申請(qǐng)人:盧卡斯汽車股份有限公司