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CN1798932A - 制动钳的定位 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种具有钳(1)的盘式制动器，该钳可以环绕一或多个制动盘(2)。至少一个制动盘(2)可滑动地容纳在轮毂(3)上或者作为和轮毂(3)相连的一部分。根据本发明，上述钳(1)被安装在一个滞后位置上。在所述的滞后位置上，从制动盘正常转向(7)的方向上看，上述制动衬块装置的至少一部分被设置在一个垂直在上述轮轴中心之上的假想点(5)之后的0－180°范围内。本发明用于制动器，其中制动衬块(8)仅仅作用在整个圆周的限制部分上。

Description

制动钳的定位
技术领域
本发明涉及盘式制动器。尤其是涉及这种制动器在释放状态下的性能。
盘式制动器通常具有一个固定钳或者一个滑动钳。本发明致力于一种具有固定钳或滑动钳以及一或多个制动盘的盘式制动器，上述制动盘中至少一个可以滑动。本发明涉及盘式制动器，仅有制动衬块作用在整个圆周的限制部上(“Teilbelag”)。还可以有这样的制动器，即其中的制动衬块沿着制动盘几乎作用在整个圆周上(“Vollbelag”)。本发明并不由后一种制动器来完成。
现有技术
滑动制动盘通常通过齿、花键等收容在套筒、轮毂等中，或者还可以通过任何其他的机构在旋转方向施以固定连接而在轴向方向施以滑动连接。上述轮毂、套筒等收容在轮轴上并与其相连，根据制动器的形式和材料，上述制动盘也可以容纳在轮毂上的套筒内，并和轮轴相连，或者上述制动盘还可以直接容纳在轮毂内，不需要使用套筒。为了能够滑动，在制动盘内周上的齿、花键等和轮毂或套筒外周上的齿、花键之间要有一些间隙。
在释放状态下，上述制动盘可在轴向自由移动到一定程度。
如果在释放状态下，相对于轮毂或套筒的转轴，制动盘被放置在倾斜位置，上述制动盘就会受车轮旋转的影响而在轴向上移动。这种移动的方向受上述倾斜方向和车轮旋转方向所影响。在释放条件下，制动盘是必然要倾斜的，且这种形式的制动器大部分都会随机产生倾斜。每一制动盘的最大倾斜角通常由制动盘两侧的制动衬块之间的距离或者齿或花键连接的间隙所确定。制动盘在和制动衬块相接触之前进行正常移动。制动衬块和制动盘之间的这样接触在车轮旋转时会产生所不希望的制动动作，即通常所谓的拖动(dragging)。拖动不会导致任何有关车辆驱动的严重问题，但是却会引起制动盘和制动衬块发热，制动盘和制动衬块磨损，以及过度能量消耗等问题。因此制动衬块的寿命，甚至制动器的寿命都会受这种拖动的消极影响。
在释放状态下和制动衬块相接触，存在着这样的危险即在直接和制动衬块接触时制动盘会被锁定在某个位置上。这种现象通常称之为自锁。驾驶员不会观察到制动器被施以自锁，从而会导致制动器甚至车轮总成的严重损坏。而且如果制动器突然被施加以所不希望的自锁，就会导致危险的形势。自锁的危险性受下列几个因素所影响，例如轮毂和制动盘之间的径向间隙，制动衬块间的距离，制动衬块的位置和轮毂的转向等。
如果而且只要制动盘在垂直位置时即和套筒或轮毂成直角时，就不会沿着轮毂或套筒轴向移动。
发明内容
本发明的一个目的就是防止或至少减少产生拖动的危险。而且，还可以避免或者至少减小在释放状态下自锁的危险性。
可以理解，本发明的任一部分中都不应该忽略拖动的危险性。
根据本发明，上述制动钳或者更精确的是制动衬块被设置得能够自动地减小制动盘的倾斜，没有拖动的危险。
在本发明的一个方面中，制动盘相对轮轴的最大倾斜量被限定为每一制动盘和相邻制动衬块之间的距离。通过这样的设置，就会获得一些优点。
附图简述
图1是一个盘式制动器实施例的分解视图，
图2是说明制动钳相对制动盘的位置的原理图，
图3是用于解释拖动如何产生的且示出上述制动器的原理图。
优选实施例详述
在说明书中所使用的措词“轴向的”，“径向的”和类似表达都是相对于轮轴及其相连的制动器而言的。
在图1中，示出了盘式制动器的一个实施例。本领域普通技术人员可以认识到本发明的原理可以应用为具有多种不同结构的盘式制动器。仅在下面特别叙述对本发明理解有重要作用的部分。
如图所示的盘式制动器具有一个钳1，环绕两个收容在轮毂3上的制动盘2。上述制动盘2在内周上具有花键4，该花键4和轮毂3外周上的花键4相咬合。制动衬块8以常用方式可滑动地收容在上述钳1内。制动衬块8通过收容在钳1内的推板6和制动机构11而加以利用。制动扭矩分别通过制动盘2和轮毂3的花键4或齿从制动盘2传递到轮毂3，从而到车轮。
在说明书中以及在随后的权利要求书中，有时使用了措词“制动衬块装置”，该措词是用于涵盖制动衬块，包括制动器内衬材料，背板，推板，导向装置和/或支承装置在内。在这里，措词“摩擦区域”，“表面区域”和类似的措词都是指在制动过程中和制动盘相连的衬块部分。
通过花键4，制动盘2在旋转方向上进行固定，而在轴向上却可以滑动连接。为了使制动盘能够轴向移动，在制动盘2和轮毂3之间接触的花键上需要有间隙。由于重力原因，在制动器释放时，这种间隙将使制动盘2处于中心稍微低于轮毂3中心的位置上。制动盘2的垂直位移将制动盘2和轮毂3之间的接触点集中到它们界面的上部上。在轮毂3上由车轮产生的旋转通过这些接触点传递到制动盘2上。因此，驱动力就集中在上述界面的上部分。在制动器释放状态，在制动盘2和轮毂3之间界面的下部分上没有制动盘2和轮毂3之间的接触点。在释放状态下，这与制动盘2是否倾斜无关。在旋转过程中，这可以称之为滚动接触式即接触点分别出现在制动盘2和轮毂3上的变换花键4对之间。
在其他实施例(未示出)中，使用了另一些制动盘2，其中一个制动盘2可以在轴线上固定。在每一制动盘2的两侧都设置着制动衬块8。即使固定有离推板最远的制动衬块8，制动衬块8也能够在轴向方向上可移动地容纳在上述制动钳1内。在制动过程中，上述制动机构11会将推板6压紧在相邻的制动衬块8上，从而压靠在制动盘2上。当制动衬块8和制动盘2彼此压紧在一起时就会产生制动。
制动衬块8具有周向延伸部，它们仅仅是整个圆周的一部分，最好是小于180°。本领域的技术人员认识到上述制动衬块的精确形式还可以进行变化，不受本发明的影响。每一制动衬块8或制动衬块装置相对制动盘2的位置都会影响拖动的危险性。在图2中，在制动盘2的顶部上示出了一个假想点5。上述假想点5被垂直放置于轮轴的中心之上，且设置在制动盘2的外周上。上述假想点5表示在制动器释放时上述制动盘2上来自于轮毂3的合成驱动力的作用点的倾斜位置。如上所述，这是由于上述接触点被放置于制动盘2和轮毂3之间界面的上部分。上述钳1以及制动衬块8或至少制动衬块8的摩擦区域的主要部分被放置在这样的位置上，即在制动盘转向7的方向上看，上述衬块被设置在假想点5之后的0°-180°范围内(如图2所示的右侧)。在该说明书中，上述钳1的位置被称之为“滞后位置”。因此，如果钳1被放置得使上述衬块处于0°-180°范围内，或者至少制动衬块8的摩擦区域的主要部分处于制动盘转向7上的上述假想点5之前(在图2中的左侧)，则上述位置被称之为“前导位置”。
通过将衬块8或制动衬块装置的摩擦区域的主要部分设置在上述滞后位置上，在用于减小拖动的滞后位置区域，衬块8的表面区域的主要部分作用在制动盘2上。最好是在滞后位置上，衬块8大于75％的表面区域都作用在上述制动盘2上，用于减小拖动。更优选的在滞后位置上，几乎所有的衬块8的表面区域都作用在制动盘2上，用于减小拖动。可以理解，出于某些应用或其他工程的考虑，例如一些轴上和一些车辆上的空间限制，衬块8的整个表面区域可以不作用在制动盘2的滞后位置上，但是这并不否定本发明。
当车辆受驱动时，所示的制动盘转向7就是向前方向。如果该车辆在相反方向上受驱动，则制动盘2就会在相反方向上转动。
相对于制动盘2的转向7，上述制动衬块8具有前缘9和后缘10。在这里，该措辞前缘9是制动衬块8的第一部分，如果放置在旋转的制动盘2上，在图2中箭头7的方向上旋转，就会受到抵抗。
当制动器释放时，每一制动盘2和相邻的制动衬块8之间就会产生距离。为了使制动盘2能够轴向移动，在制动盘2和轮毂3之间的花键接触内需要有一个间隙。如果制动盘2相对转动轮毂3倾斜了γ，就会轴向移动。这种轴向移动是制动盘2和轮毂3之间的相互作用为滑动接触形式的结果，从而使上述倾斜不受旋转自身的影响。根据实验，制动盘2和轮毂3的旋转清楚地表明上述倾斜不会改变且上述制动盘2轴向移动。上述制动盘2的轴向位移如图3所示。可能的最大倾斜量γ由下列几个因素所限定，例如制动盘2和相邻制动衬块8之间的轴向距离或者制动盘2和轮毂3的花键4之间的间隙。在图3中，在所示的转向7上，用实线示出了在前导位置上的钳1和制动衬块8，用虚线示出了在另一滞后位置上的制动衬块8。当钳1设置在前导位置上时，制动盘2将受到一个分力，用以在制动盘2和制动衬块8相碰时将制动盘2保持在倾斜位置上。但是，如图3中的虚线所示，如果钳1或更精确地，上述制动衬块8被设置在滞后位置上，在和制动衬块8相碰且在制动盘2上产生摩擦力时，制动盘2就会受到一个用以将制动盘2弄直的分力。这是因为衬块8产生的摩擦力作用在轮毂3的旋转驱动力之后(从图2中可以理解)。即如图3所示，如果制动盘2在相反的方向上倾斜也可以扳直上述制动盘2。随后，制动盘2就会轴向移动到图中的左侧，但是当制动盘2所在一侧上的衬块8产生的摩擦力也作用在轮毂3的驱动力之后时，制动盘2仍会变直。如上所述，轮毂3输出的合成旋转驱动力作用在制动盘2和轮毂3之间界面的上部。因此将制动盘2弄直就可以减小上述倾斜量γ。
所以为了防止产生拖动或更坏的自锁，根据本发明，倾斜的制动盘2通过定位制动衬块8或制动衬块装置来变直。当制动衬块8或制动衬块装置的位置受钳1的位置影响时，还可以说那就是钳1的定位，有助于制动盘2的变直。因此在释放状态下倾斜的制动盘2和一个制动衬块8或制动衬块装置相接触时，上述制动盘2就会变直。变直了的即没有倾斜的(γ＝0°)制动盘2不会轴向移动，因此不会产生拖动。
如上所述，可以示出的是如果上述钳1被放置在滞后位置上，则相比较于钳1被放置在前导位置上，就可以大大减小拖动的危险性。更准确的是，那不是钳1的位置，而更重要的是制动衬块8或制动衬块装置的位置。但是从原理上讲，对于所有制动器，上述钳1的位置都和制动衬块8的位置相重合。为了保证所需的效果，至少一部分制动衬块装置应该被设置在一条经过假想点5和上述轴中心的假想线之后的至少一段距离处。
在图2中，假想线12经由上述轴的中心和在制动盘2顶部的假想点5。而且示出了假想线12和制动衬块8的后缘10之间的角度α，以及假想线12和制动衬块8的前缘9之间的角度β。上述角度α应该＞0°，而角度β应该＜180°。在优选实施例中，上述角度α在0°-180°之间，优选在0°-135°之间，更优选在0°-90°之间。上述角度β在0°-180°之间，优选为在45°-180°之间，更优选在90°-180°之间。
如上所述，在释放状态下，制动盘2的最大倾斜量受制动衬块8和制动盘2之间的间隙、或轮毂3和制动盘2之间连接的间隙(距离)、或者它们和/或本领域技术人员所熟知的其他因素相结合等条件所影响。在第一种情况中，是指制动盘2在衬块8上导向。与其类似，后一种情况是指制动盘2在花键4(齿)上导向。通过利用衬块8的导向，就会产生一些优点。其中一个优点就是不再需要特定的导向装置或宽的制动盘中心，以使制动盘和轮毂3导向连接。这就可以节省了重量，而且还可以避免制动盘2因轮毂3(套筒)和制动盘2的花键或齿分别产生自锁而堵塞。此外，在花键(齿)的制造过程中也不需要闭合公差。因此就可以使制动盘2和轮毂3的制造简单而又有效。

Claims (8)

1、一种盘式制动器，具有钳(1)，该钳可以容纳一或多个制动衬块(8)并环绕一或多个制动盘(2)，其中至少一个制动盘(2)可滑动地容纳在轮毂(3)上或者和轮毂(3)相连的一部分上，上述轮毂(3)收容在轮轴内，一或多个制动衬块(8)作为制动衬块装置的部件，其特征在于，上述钳被安装得使在从制动盘正常转向(7)的方向上看，上述制动衬块装置的至少一部分被设置在一个垂直地位于上述轮轴中心之上的假想点(5)之后的0-180°范围内。
2、如权利要求1所述的盘式制动器，其特征在于，上述制动衬块(8)的表面区域的主要部分被设置在上述假想点(5)之后。
3、如权利要求1或2所述的盘式制动器，其特征在于，上述制动衬块(8)的至少50％表面区域被设置在一个滞后(lagging)位置上。
4、如权利要求1或2所述的盘式制动器，其特征在于，上述制动衬块(8)的至少75％表面区域被设置在一个滞后位置上。
5、如权利要求1或2所述的盘式制动器，其特征在于，上述制动衬块(8)的100％表面区域都被设置在一个滞后位置上。
6、如前述权利要求任一项所述的盘式制动器，其特征在于，在制动盘转动方向(7)上，经由上述轮轴中心和上述制动盘(2)的假想点(5)的垂直线(12)和制动衬块(8)的后缘(10)之间的角度(α)在0°-180°之间，优选在0°-135°之间，更优选在0°-90°之间。
7、如前述权利要求任一项所述的盘式制动器，其特征在于，在制动盘转动方向(7)上，经由上述轮轴中心和上述制动盘(2)的假想点(5)的垂直线(12)和制动衬块(8)的前缘(9)之间的角度(β)在0°-180°之间，优选为在45°-180°之间，更优选在90°-180°之间。
8、如前述权利要求任一项所述的盘式制动器，其特征在于，制动盘(2)和上述轮轴的转轴之间的最大角度(γ)受制动盘(2)和相邻制动衬块(8)之间的间隙所限制。
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