盤式制動(dòng)片底座以及保持系統(tǒng)和方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種用于車輛的盤式制動(dòng)器，并且特別地涉及一種在盤式制動(dòng)器中安裝、移除和保持制動(dòng)片的系統(tǒng)和方法，盤式制動(dòng)器諸如用于商用車的氣動(dòng)的盤式制動(dòng)器。
【背景技術(shù)】
[0002]至少?gòu)?0世紀(jì)70年代起氣動(dòng)的盤式制動(dòng)器經(jīng)歷了在商用車輛上的發(fā)展和應(yīng)用，并且由于在諸如冷卻、抗褪色性和使用可靠性領(lǐng)域的優(yōu)勢(shì)開始替換鼓式制動(dòng)器。德國(guó)專利申請(qǐng)DE 40 32 886 Al，并且特別地該文件的圖1，公開了這種空氣盤式制動(dòng)器的實(shí)例。在該設(shè)計(jì)中，氣動(dòng)隔膜室(氣動(dòng)致動(dòng)器)附接于盤式制動(dòng)器卡鉗外殼的后表面，并且通過線性致動(dòng)器棒將制動(dòng)致動(dòng)力施加到卡鉗內(nèi)的制動(dòng)致動(dòng)器桿。制動(dòng)器的致動(dòng)器桿反過來將由致動(dòng)棒施加的力傳送到一個(gè)或者多個(gè)軸并且倍增，該軸強(qiáng)制制動(dòng)片抵靠制動(dòng)盤或者轉(zhuǎn)子。術(shù)語“制動(dòng)盤”、“轉(zhuǎn)子”和“制動(dòng)轉(zhuǎn)子”在這里可以互換使用。
[0003]如DE 40 32 886 Al的圖1所示，致動(dòng)器大部分安裝在制動(dòng)器卡鉗上，因?yàn)樯逃密囕v輪輞的尺寸僅僅提供用于過去在這種車輛上采用的鼓式制動(dòng)器的足夠的間隙。因?yàn)檐囕喓推漭嗇S之間包覆的產(chǎn)生空間是被限制的，致動(dòng)器必須位于鄰近車輪的空間中?；谙嗤碛?，制動(dòng)片必須被構(gòu)造成符合被限制的可用的徑向空間，并且因此典型地已經(jīng)利用橫向懸掛銷和/或利用配置在制動(dòng)片的整個(gè)外徑的板簧類型金屬條被定位和保持在制動(dòng)器卡鉗或者制動(dòng)器卡鉗支架/底座中的一個(gè)上。制動(dòng)片已經(jīng)通過將制動(dòng)片捕捉在卡鉗底座框架和制動(dòng)器卡鉗的跨設(shè)在制動(dòng)盤上的部分之間被保持。(如本領(lǐng)域的技術(shù)人員會(huì)意識(shí)到的，同樣的制動(dòng)片支撐功能可以通過被設(shè)計(jì)成支撐制動(dòng)片的制動(dòng)器卡鉗支架/底座或者通過與卡鉗底座結(jié)構(gòu)分離的制動(dòng)片支架設(shè)置。為了方便描述，術(shù)語卡鉗支架、卡鉗底座和制動(dòng)片支架可以在不將制動(dòng)器標(biāo)準(zhǔn)支撐結(jié)構(gòu)限制到任何具體的制動(dòng)片和制動(dòng)器卡鉗承載結(jié)構(gòu)的情況下相互替換。)
[0004]常規(guī)的商用車輛空氣盤式制動(dòng)器一般需要安裝輔助的制動(dòng)片保持機(jī)構(gòu)，和/或使用制動(dòng)器卡鉗本身以在工作期間保持制動(dòng)片。這兩種方法，并且特別地使用制動(dòng)器卡鉗作為保持裝置，需要拆卸制動(dòng)片保持機(jī)構(gòu)和/或移除制動(dòng)器卡鉗從而替換磨損的制動(dòng)片和安裝新的制動(dòng)片。因此，在先前的氣動(dòng)盤式制動(dòng)器設(shè)計(jì)中的制動(dòng)片的替換已經(jīng)是勞動(dòng)密集型的，并且因此是成本高的程序。
[0005]現(xiàn)有技術(shù)制動(dòng)片的進(jìn)一步問題為在制動(dòng)操作期間制動(dòng)片旋轉(zhuǎn)和/或振動(dòng)的趨勢(shì)。如圖6所示，當(dāng)制動(dòng)片101抵靠在方向DR上旋轉(zhuǎn)的制動(dòng)盤(圖中未示)的摩擦表面被施加時(shí)，制動(dòng)盤的旋轉(zhuǎn)引起制動(dòng)片101和其相鄰的底座抵接表面(為了清晰圖中未示)之間的運(yùn)動(dòng)和反作用力。具體地，在制動(dòng)片的引導(dǎo)邊緣102，制動(dòng)片試圖響應(yīng)于沿著制動(dòng)片的表面的摩擦力(這里通過越過制動(dòng)片101的表面的力的箭頭表示)在方向LU上向上移動(dòng)。在制動(dòng)片的尾隨邊緣103，制動(dòng)片試圖在方向TD上向下移動(dòng)。然而，因?yàn)橹苿?dòng)片101通過相鄰的底座抵接表面被束縛，制動(dòng)片的總體移動(dòng)大致繞著平行于制動(dòng)盤旋轉(zhuǎn)軸線的軸線旋轉(zhuǎn)。該運(yùn)動(dòng)可以在制動(dòng)施加期間是單側(cè)的，或者可以清楚表明運(yùn)動(dòng)本身在其底座中是制動(dòng)片的中度到重度的振蕩，顯著地增加抵接制動(dòng)片和底座表面的磨損。
[0006]為了防止在其底座中制動(dòng)片的不期望的旋轉(zhuǎn)和/或振動(dòng)(例如，繞著制動(dòng)施加方向旋轉(zhuǎn))，制動(dòng)片背板和相鄰底座支架角狀物需要相對(duì)高的徑向高度以在背板的轉(zhuǎn)角部接觸相鄰框架角狀物之前最小化制動(dòng)片旋轉(zhuǎn)(被稱為“制動(dòng)片跳動(dòng)”或者“制動(dòng)片外旋”的運(yùn)動(dòng))的量，相鄰底座支架角狀物在圓周方向上支撐制動(dòng)片。這個(gè)相對(duì)高的結(jié)構(gòu)反過來將要求制動(dòng)器卡鉗使其對(duì)應(yīng)的底座角狀物的徑向外側(cè)的相對(duì)的內(nèi)表面足夠削減以容納制動(dòng)片和/或底座角狀物的外轉(zhuǎn)角部，制動(dòng)器卡鉗安裝在制動(dòng)片和底座支架的上方。這個(gè)變薄帶來的問題是:因?yàn)橹苿?dòng)器卡鉗的最大外直徑通常是通過非常緊密的間隙束縛到相鄰輪輞的內(nèi)側(cè)，跨設(shè)在卡鉗的作用側(cè)和反作用側(cè)之間的制動(dòng)盤上的制動(dòng)器卡鉗臂可能最終在這個(gè)區(qū)域中比期望的更薄從而容納高的支架底座角狀物和緊密適配的輪輞。這能夠?qū)е略诒^(qū)域上非常高的張力和彎曲應(yīng)力，并且不期望地減少疲勞壽命和使用壽命。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明通過提供一種制動(dòng)片底座和保持裝置與安裝和移除方法而解決這些及其他問題，該安裝和移除方法更容易安裝和移除在原位的制動(dòng)片而不需要制動(dòng)器卡鉗移除或者其他顯著的制動(dòng)器拆卸工作。該解決方案顯著于高空間限制的商用車輛空氣盤式制動(dòng)器應(yīng)用，其中制動(dòng)片在不需要顯著的制動(dòng)器拆卸工作卡鉗的情況下工作，這在先前不被相信具有商業(yè)可行性。
[0008]在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，制動(dòng)器卡鉗底座制動(dòng)片支撐角狀物設(shè)置有在角狀物的面向與制動(dòng)盤相反側(cè)的窄的豎直凹槽或者狹縫。凹槽布置成允許制動(dòng)片在徑向向內(nèi)方向上沿著凹槽向下滑動(dòng)，直到制動(dòng)片到達(dá)安裝位置，該制動(dòng)片具有在其橫向側(cè)的對(duì)應(yīng)厚度的部件。角狀物進(jìn)一步在其基部或者基部附近具有平行于制動(dòng)盤旋轉(zhuǎn)軸線延伸的橫向凹槽，該橫向凹槽布置成接收制動(dòng)片的側(cè)部件，從而當(dāng)制動(dòng)片被制動(dòng)器卡鉗的致動(dòng)器向前推時(shí)制動(dòng)片可以朝向制動(dòng)盤前進(jìn)。在使用期間，制動(dòng)片通過以下的結(jié)合被確實(shí)地保持在制動(dòng)器中:
(i)在底座角狀物中的橫向凹槽，該橫向凹槽防止制動(dòng)片從卡鉗中升高和制動(dòng)片的過分旋轉(zhuǎn)(即，當(dāng)旋轉(zhuǎn)的制動(dòng)盤試圖在制動(dòng)片的另一端向下推的同時(shí)提高制動(dòng)片的一端時(shí)，在卡鉗中的制動(dòng)片的扭絞或者“翻轉(zhuǎn)”);(?)制動(dòng)盤，該制動(dòng)盤防止制動(dòng)片前進(jìn)得太遠(yuǎn)以至于從底座角狀物橫向凹槽中脫出；和(iii)通過制動(dòng)施加裝置，該制動(dòng)施加裝置防止制動(dòng)片退回得太遠(yuǎn)以至于到達(dá)底座角狀物豎直凹槽并且滑出卡鉗的頂部。
[0009]這個(gè)布置也便于簡(jiǎn)易和迅速的制動(dòng)片改變，因?yàn)樵谳喿右瞥酝耆爻坊刂苿?dòng)施加裝置之后移除制動(dòng)片所需的只是，軸向地滑動(dòng)制動(dòng)片背板以到達(dá)底座角狀物豎直凹槽，然后簡(jiǎn)單地使制動(dòng)片從在仍然處于安裝狀態(tài)的制動(dòng)器卡鉗的頂部中的開口中抬起。新的制動(dòng)片然后可以插入到豎直凹槽中直到背板的橫向部件與橫向凹槽對(duì)齊，接下來使制動(dòng)施加裝置在制動(dòng)片后面前進(jìn)足夠距離以防止其退出橫向凹槽。
[0010]本發(fā)明也提供顯著地降低底座角狀物的高度的能力，因此允許在高應(yīng)力區(qū)域中的制動(dòng)器卡鉗厚度被制得更厚以增加強(qiáng)度和卡鉗使用壽命。相對(duì)緊湊的凹槽和在制動(dòng)片背板上相應(yīng)的接合部件的幾何形狀確保在支架內(nèi)制動(dòng)片旋轉(zhuǎn)的量相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)布置被顯著地被限制。因此，因?yàn)椴辉儆斜匾O(shè)置相對(duì)高的底座角狀物以限制制動(dòng)片的旋轉(zhuǎn)(由于現(xiàn)在凹槽限制制動(dòng)片旋轉(zhuǎn))，可以使角狀物更矮。對(duì)于角狀物高度的減少，在角狀物的整個(gè)區(qū)域中在角狀物和制動(dòng)器卡鉗的內(nèi)表面之間新建立的額外的間隙允許卡鉗在這些高負(fù)載區(qū)域中被制得更厚?？ㄣQ材料在這些區(qū)域中的增加提供了附加負(fù)載負(fù)荷截面面積，和局部應(yīng)力水平的響應(yīng)減少和卡鉗疲勞壽命的增加。
[0011]優(yōu)選地制動(dòng)片、底座和/或制動(dòng)器卡鉗可以設(shè)置有振動(dòng)阻尼部件，諸如在背板橫向延伸部上的彈簧負(fù)載支架或者在背板的上表面上和卡鉗或者在卡鉗底座上的彈簧構(gòu)件接合凸耳。
[0012]通過以下參考附圖的詳細(xì)說明，本發(fā)明的其它目的，優(yōu)勢(shì)和新穎特征將變得更加明顯。
【附圖說明】
[0013]圖1是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的盤式制動(dòng)器的斜視圖。
[0014]圖2是圖1中的卡鉗底座支架和制動(dòng)片的斜視圖。
[0015]圖3a、3b和3c分別是圖1和2的制動(dòng)片的側(cè)視圖、前視圖和俯視圖。圖3d是圖3b所示的制動(dòng)片保持部件的實(shí)施例的詳細(xì)視圖。
[0016]圖4a和4b分別是圖1和2的卡鉗底座支架的正視圖和前視圖。圖4c是圖1和2的卡鉗底座支架的截面圖，顯示了底座角狀物的制動(dòng)片引導(dǎo)和保持凹槽的實(shí)施例。
[0017]圖5是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的包括預(yù)加載裝置的制動(dòng)片保持部件的詳細(xì)視圖。
[0018]圖6是制動(dòng)片施加到旋轉(zhuǎn)制動(dòng)盤導(dǎo)致的運(yùn)動(dòng)和力的簡(jiǎn)略視圖。
[0019]圖7a和7b是在制動(dòng)片的下表面具有制動(dòng)片保持部件的制動(dòng)片的選擇性的實(shí)施例的視圖。
[0020]圖8a和8b是具有不對(duì)稱的和旋轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)制動(dòng)片保持部件的制動(dòng)片的選擇性的實(shí)施例的視圖。
【具體實(shí)施方式】
[0021]在圖1所示的實(shí)施例中，商用車輛的盤式制動(dòng)器I包括制動(dòng)盤2、制動(dòng)器卡鉗3，該制動(dòng)器卡鉗3跨設(shè)在制動(dòng)盤2上?？ㄣQ3通常經(jīng)由扭矩板或者制動(dòng)器機(jī)架(圖中未示)附接到卡鉗底座支架4，該卡鉗底座支架4反過來固定到車輛輪軸?？ㄣQ3由致動(dòng)器5致動(dòng)，在這個(gè)實(shí)施例中，為彈簧制動(dòng)致動(dòng)器，該彈簧制動(dòng)致動(dòng)器由車輛的氣動(dòng)壓力控制。致動(dòng)器5作用到被包含在卡鉗3內(nèi)的制動(dòng)片施加機(jī)構(gòu)以按壓制動(dòng)片6抵靠制動(dòng)盤2以使車輛減速。本發(fā)明并不局限于氣動(dòng)致動(dòng)器(例如，可以使用電驅(qū)動(dòng)致動(dòng)器)或者特殊類型的制動(dòng)器卡鉗/底座布置(例如，具有單側(cè)制動(dòng)片施加機(jī)構(gòu)的固定支架和滑動(dòng)卡鉗，或者具有兩側(cè)制動(dòng)片施加機(jī)構(gòu)的固定支架和固定卡鉗)。在這個(gè)實(shí)施例中，