專利名稱：摩擦元件和盤式制動器的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種摩擦元件，尤其涉及摩擦襯塊類型的摩擦元件，并且本發明還涉及包括這種元件的盤式制動器。
背景技術：
特別地，文獻EP 0 475 335 A1公開了一種包括彈簧的摩擦元件，該彈簧被設計用來降低盤式制動器中的制動襯塊的振動。由鋼絲線制成的彈簧包括位于中央部的卷繞段以及沿基本上與該中央卷繞段相切的兩個相反的方向延伸的長度不同的第一和第二臂。通過安裝在卷繞段中的鉚釘將彈簧固定到制動襯塊襯片支撐件的上部，臂的各端被設計成靠在盤式制動器的制動鉗的弓形結構(arch)的內側表面上。該彈簧被安裝在內側和外側摩擦襯塊上，即安裝在制動盤的一側。
盤式制動器是機動車輛安全性能的重要組成部分，因此，必須非?？煽康匕惭b。因而，在設置有這種制動襯塊的盤式制動器的情況下，必須小心地檢查鉚釘的安裝，萬一存在有缺陷的緊固，則可不能在制動器的使用壽命期間保持彈簧，這意味著彈簧具有被置于制動盤和內側摩擦襯塊之間的危險，這樣不能接受地降低了制動器的預期制動水平。
此外，盤式制動器的固有問題是制動襯塊的反沖(recoil)不足，尤其是內側制動襯塊的反沖不足，這在制動盤和摩擦襯塊之間引起殘留摩擦，從而產生摩擦襯片的過早磨損。當前，在使制動器中的壓力放松時，由于制動盤的輕微跳動，內側摩擦襯塊自然地反沖。此外，引起內側摩擦襯塊移動的液壓活塞經由方形密封件(square seal)復位，該方形密封件還保證活塞滑動的密封性。這種設計的盤式制動器運行令人滿意，但應優選提高該盤式制動器的運行方式。
此外，日益需要在機動車輛上的裝置非常安靜地運行。因此，這也是關于制動回路的問題，尤其是對于設置在機動車輛上的盤式制動器。在盤式制動器運行時頻繁出現的噪音在英語中稱為“尖聲(squeal)”。當盤式制動器在低壓力下運行時，出現這種噪音。因此，在相對于承載件和/或制動鉗牢固地保持盤式摩擦襯塊或摩擦襯塊的同時，必須降低這種噪音，并且如果可能消除這種噪音。
此外，為了使產品保持競爭力，還必須獲得低成本價格的盤式制動器。為此，希望具有需要最少零件的簡單、快速構造的盤式制動器。

發明內容
因此，本發明的一個目的是提供一種摩擦裝置，該摩擦裝置提供改進運行的盤式制動器。
本發明的另一目的是提供一種低成本價格的盤式制動器。
本發明的再一目的是提供一種簡單且快速制造制動器的方法。
因此，本發明的一個目的是提供一種盤式制動器，該盤式制動器不僅提供非常低的殘留扭矩并由此使制動襯塊的復位安靜且高效，而且在制造方面提供高水平的可靠性以及低成本價格。
通過設有支撐板的制動襯塊來實現這些目的，其中孔穿透該支撐板，線彈簧的卷繞段被安裝在該孔中，該彈簧包括設計成作用在盤式制動器的弓形結構上的第一臂和第二臂，該第一臂和第二臂具有不同的長度，以朝向承載件對摩擦襯塊施加不對稱的力，由此顯著地降低尖聲，該臂可在摩擦襯塊移動的軸向上彈性變形并施加使摩擦襯塊返回其不工作位置的力。
換句話說，基本圓柱形狀的卷繞段被插入對應直徑的孔中，一個臂在支撐板的其中一側延伸。因為不添加附加零件，由此可減少缺陷安裝的危險，因此本發明提供高度可靠的緊固。此外，由于臂靠在弓形結構上，卷繞段的線圈永久地徑向向外變形，從而改善了彈簧在支撐板的孔中的安裝。
最后，在卷繞段實際上脫離孔的極端情況下，在支撐板的其中一側設置有臂的事實意味著彈簧將保持與制動襯塊連接并且將不會插入在制動盤和制動摩擦襯塊之間。
因此，本發明的主要主題是一種用于盤式制動器的摩擦元件，其包括支撐板和固定在所述支撐板的其中一個面上的摩擦材料，所述支撐板基本上是圓弧的形式，所述摩擦元件還包括朝圓弧的外部徑向延伸的突起，彈簧元件被固定到所述徑向突起，所述彈簧元件由卷繞成線圈的金屬線制成并設有第一臂和第二臂，所述第一臂和第二臂沿基本上與所述線圈相切的兩個相反的方向延伸，其特征在于，所述支撐板包括用于裝配彈簧元件的孔，在所述孔中安裝卷繞段，第一臂和第二臂在支撐板的其中一側延伸；第一臂和第二臂具有不同的長度，以施加朝向摩擦元件前面或后面取向的力。
本發明的另一個主題是用于盤式制動器的摩擦元件，其特征在于，第二臂在制動盤的轉動方向上定位在第一臂前面。由于加強了摩擦元件在制動盤的轉動方向上在盤式制動器的承載件上的抵靠，因此這種特殊配置保證摩擦元件在低制動壓力下非常穩定。
本發明的另一個主題是用于盤式制動器的摩擦元件，其特征在于，第一臂和第二臂的各端被基本上朝向線圈的軸線彎曲。
本發明的另一個主題是摩擦元件，其特征在于，所述摩擦元件包括分別在所述圓弧的第一端和第二端的第一和第二指狀物，第一和第二指狀物能夠分別與在盤式制動器的承載件中形成的第一滑道和第二滑道相互配合。
本發明的另一個主題是一種摩擦元件，其特征在于，所述摩擦元件形成盤式制動器的內側摩擦元件。
本發明的另一個主題是一種盤式制動器，其包括制動鉗、內側摩擦元件、外側摩擦元件和至少一個活塞，該至少一個活塞能夠使內側摩擦元件靠著盤式制動器的第一面，其特征在于，所述盤式制動器包括至少一個根據本發明的摩擦元件，所述彈簧的臂被安裝成在機械壓力下靠在制動鉗的弓形結構的內側面上。
本發明的另一個主題是一種盤式制動器，其特征在于，所述盤式制動器包括設計成固定到機動車輛的車輪支承樞軸(stub axis)上的承載件；制動鉗被安裝成相對于承載件滑動；制動鉗包括突出部，該突出部能夠使外側摩擦襯塊靠著制動盤的第二面；所述盤式制動器包括形狀與內側摩擦襯塊的第一和第二指狀物互補的第一和第二滑道，第一指狀物在制動盤的轉動方向上以有間隙的方式安裝在第一滑道中，使得當內側摩擦襯塊的摩擦材料與制動盤接觸時，內側摩擦襯塊/承載件的組件形成剛性構架。
本發明的另一個主題是一種盤式制動器，其特征在于，外側摩擦襯塊與制動鉗的突出部是一體的。
本發明的另一個主題是一種盤式制動器，其特征在于，通過銷和用于收容所述銷的孔穴的相互配合，相對于制動鉗橫向地保持外側摩擦襯塊，所述銷和所述孔穴由摩擦元件和制動鉗的突出部承載。
本發明的另一個主題是盤式制動器，其特征在于，承載件包括第一銷和第二銷，所述第一銷和第二銷平行于制動盤的軸線延伸并被設計成分別在制動鉗中形成的第一孔和第二孔中滑動。
本發明的另一個主題是一種摩擦元件的制造方法，該制造方法特別包括以下步驟-將彈簧元件的第一臂插入到支撐板的孔中；-使第一臂和第二臂更加靠近在一起，以減小卷繞段的直徑；-將卷繞段插入孔中；-放松復位彈簧的臂，從而卷繞段被牢固地保持在支撐板的孔中。
本發明具有制造非常簡單的優點。
在制動階段結束時，根據本發明的摩擦元件由于臂的彈性而返回到其不工作位置，保持內側摩擦襯塊，并由此在沒有制動時和在低促動壓力下制動時減小由噪音造成的振動。


在以下的說明和附圖的幫助下，將更好地理解本發明，其中，“前”和“后”是相對于制動盤的轉動方向定義的，分別對應于圖中的右和左，“頂部”和“底部”對應于圖中的上部和下部，其中圖1是根據本發明的摩擦元件的主視圖；圖2是根據本發明的盤式制動器的局部透視圖；圖3是包括根據圖1的摩擦襯塊的圖2的盤式制動器的橫向剖面圖；圖4是根據本發明的盤式制動器的第二示例性實施例的局部透視圖。
具體實施例方式
圖1示出了根據本發明的摩擦元件或制動襯塊P，該摩擦元件P包括支撐板2和固定到該支撐板的表面上的摩擦材料3。摩擦元件被彎曲成以便仿照著制動盤的外形。摩擦元件包括由第一圓弧限定的上端6和由第二圓弧限定的下端8，第二圓弧的直徑基本等于第一圓弧的直徑。
摩擦元件包括第一側端10和第二側端12以及第一指狀物14和第二指狀物16，第一指狀物14和第二指狀物16能夠分別與第一滑道18和第二滑道20相互配合，第一滑道18和第二滑道20由承載件承載并提供摩擦元件的軸向引導。
制動襯塊還包括在制動階段結束時用于使制動襯塊返回其不工作位置的彈性元件22。在所示的例子中，復位元件22被以金屬線的形式制成，優選為彈性金屬線，并且以旋轉的形式卷繞以形成基本上均勻圓柱26，金屬線28的兩端形成能夠與制動鉗的弓形結構相互作用的第一臂30和第二臂32。復位彈簧22經由朝第一圓弧的外部徑向突出的突起38牢固地固定到支撐板2。突起38基本上位于支撐板的中央，以基本上處于盤式制動器的對稱面中。
突起38包括用于收容線圈24的圓柱26的孔40，所述孔40的直徑與卷繞段26的直徑基本相等，以使卷繞段26能夠簡單地插入孔40中。當彈簧被安裝在盤式制動器中時，第一臂30和第二臂32趨于沿箭頭C的方向運動分開，從而展開卷繞段并增大其直徑。這樣，在安裝時確認彈簧固定到支撐板。
在圖1和圖2中，在箭頭F表示的制動盤的轉動方向上設置在前面的彈簧22的第一臂30比在制動盤的轉動方向上設置在后面的第二臂32長，該轉動方向由箭頭F表示。這種類型的彈簧在制動襯塊上施加力，該力在制動襯塊的后部大于在其前部，確保使支撐板支承在承載件上，具體是使指狀物16支承在滑道18中。彈簧的這種特定構造降低了在制動壓力小時由制動器產生的噪音(在英語中稱為“尖聲(squeal)”)。
圖2和圖3示出了安裝在根據本發明的盤式制動器中的根據本發明的制動襯塊。該盤式制動器包括制動鉗42、內側摩擦襯塊P1和外側摩擦襯塊(未示出)，制動鉗42相對于固定到車輪支承樞上的承載件44可沿與圖面垂直的軸線X滑動地安裝，內側摩擦襯塊P1和外側摩擦襯塊(未示出)被彼此相對地布置并且被設計成分別抵靠著制動盤(未示出)的第一面和第二面。
內側制動襯塊是根據本發明的摩擦襯塊，該摩擦襯塊安裝在承載件44與制動鉗42之間，并在制動階段通過可滑動地安裝在液壓缸54中的液壓活塞移動。外側摩擦襯塊靠在通過弓形結構50與液壓缸連接的制動鉗的突出部上。通過第一摩擦襯塊P1靠在制動盤的第一面上的作用引起的制動鉗的滑動使外側摩擦襯塊靠著制動盤的第二面。通過可滑動地安裝在孔中的銷保證在制動鉗與承載件之間的滑動，該孔形成在液壓缸兩側的制動鉗中。將容易地理解到，銷可以由制動鉗承載，而孔可以形成在承載件中。
承載件44僅布置在制動盤的一側上。
承載件44包括用于收容指狀物14和16的第一滑道18和第二滑道20，該指狀物14和16用于在其滑動時引導摩擦襯塊P1。第一臂30和第二臂32被安裝以靠在弓形結構50上，從而通過復位彈簧朝底部向內側摩擦襯塊施加力。
外側摩擦襯塊(未示出)例如通過螺紋連接固定到制動鉗的突出部。將參照圖4說明固定方法。
在所示的例子中，盤式制動器是在英語中稱為“推-拉式(push-pull)”型，即在制動襯塊與制動盤的面接觸時施加到制動襯塊的力用來加強盤式制動器。
當內側摩擦襯塊與制動盤的面接觸時，由于指狀物16，內側摩擦襯塊被沿制動盤的轉動方向拖動，拖動該摩擦襯塊的力通過滑道18傳遞到承載件，該摩擦襯塊被“拉”到承載件上，承載件變形，并且以有間隙的方式安裝在滑道20中的指狀物14抵靠并推動承載件，由此加強盤式制動器。
滑道具有與指狀物的形狀互補的形狀，使得當內側摩擦襯塊與制動盤接觸時，承載件和支撐板形成基本剛性構架。
在所示的例子中，弓形結構50包括軸向孔52，該軸向孔52收容突起并且具有足夠的軸向尺寸以使突起能夠朝向制動盤滑動?？?2還使在制動動作過程中產生的熱的消散增強。有利地，臂30和32的自由端被彎曲，以在弓形結構中提供彈簧的良好錨定并且還允許內側摩擦襯塊朝向制動盤滑動超過特定位移。
現在將說明根據本發明的制動器的運行方法。
在制動動作過程中，提高在制動回路中的液壓，使活塞移動，將內側摩擦襯塊P朝向作用盤的第一面推壓。臂30和32的端部變成錨定在弓形結構中，但卷繞段跟隨摩擦襯塊P1，從而臂30、32彈性變形，以使摩擦襯塊P能夠與制動盤接觸。通過作用，制動鉗相對于承載件滑動，并且通過制動鉗的突出部使外側摩擦襯塊靠著制動盤。
當制動停止時，制動回路中的壓力降低，液壓活塞通過提供液壓活塞的密封滑動的方形密封件的作用縮回。由于彈簧22的臂30、32的彈性變形，彈簧22施加軸向彈性復位力，由此摩擦襯塊P1可靠地返回到不工作位置。
在每次制動動作時，摩擦襯塊襯片磨損，但盤式制動器包括磨損補償裝置，該裝置改變液壓活塞的不工作位置，使得要求摩擦襯塊靠著盤的行程不會變長。為了復位彈簧不妨礙磨損補償裝置的促動，彈簧22的臂30、32的尺寸形成為當超過一定力施加到其上時，臂的端部在弓形結構上滑動直至到達弓形結構上的更向前的位置此外，由于在沒有制動時，制動襯塊被牢固地保持在適當位置，所以使用根據本發明的摩擦襯塊還可以降低在英語中稱為“卡嗒聲(rattle)”的噪音，該噪音可能由于在沒有制動時制動襯塊的浮動而產生。
圖4示出了根據本發明的制動器的第二個例子，其中，外側摩擦襯塊P2被固定在制動鉗的突出部58上，該制動鉗的突出部58保持外側摩擦襯塊P2轉動。在所示的例子中，支撐板61的與包括制動襯片的面相對的后部面60包括突出的銷62，該銷62與在制動鉗的突出部中形成的開口64相互配合。開口和銷的尺寸形成為將摩擦襯塊以沒有間隙的方式固定在制動鉗的突出部上。有利地，簧片66在其中央處被固定在支撐板的后部面上，并且包括通過簧片的彈性變形與制動鉗的突出部相互作用的端部。因而，該簧片施加使支撐板和制動鉗的突出部更加靠近在一起的力，以使外側摩擦襯塊軸向固定不動。
上述說明涉及具有滑動盤的制動器和根據本發明的形成內側摩擦襯塊的摩擦襯塊，但容易理解，在具有“固定”盤、包括分別設置在制動盤的兩側上的至少兩個活塞的制動器的情況下，每個制動襯塊是根據本發明的摩擦襯塊。應容易理解到本發明還可應用于具有傳統類型的帶有盤的制動器，其中，銷由制動鉗承載并在承載件中滑動，該承載件在制動盤的兩側延伸，并且在制動盤的轉動方向上不但保持內側制動襯塊而且還保持外側制動襯塊固定。
本發明尤其適于應用到私人車輛的制動系統。
權利要求
1.一種用于盤式制動器的摩擦元件(P)，其包括支撐板(2)和固定在所述支撐板(2)的其中一個面上的摩擦材料(3)，所述支撐板(2)基本上是圓弧的形式，所述摩擦元件(P)還包括突起(38)，其朝所述圓弧的外部徑向延伸；彈簧元件(22)，其被固定到所述徑向突起(38)，所述彈簧元件(22)由卷繞成線圈的金屬線制成并設置有第一和第二臂(30，32)，所述第一和第二臂(30，32)沿基本上與所述線圈相切的兩個相反的方向延伸，其特征在于，所述支撐板(2)包括用于裝配所述彈簧元件的孔(40)，在所述孔(40)中安裝所述卷繞段，所述第一和第二臂(30，32)在所述支撐板(2)的其中一側延伸；所述第一和第二臂(30，32)具有不同的長度，以便施加朝向所述摩擦元件的前部或后部取向的力。
2.根據權利要求1所述的用于盤式制動器的摩擦元件，其特征在于，所述第二臂(32)沿著所述制動盤的轉動方向(F)定位在所述第一臂(30)前面。
3.根據權利要求1或2所述的用于盤式制動器的摩擦元件，其特征在于，所述第一和第二臂(30，32)的各端被基本上朝向所述線圈的軸線彎曲。
4.根據權利要求1～3中任一項所述的摩擦元件，其特征在于，所述摩擦元件包括分別在所述圓弧的第一端(10)和第二端(12)的第一和第二指狀物(14，16)，所述第一和第二指狀物(14，16)能夠分別與在所述盤式制動器的承載件(44)中形成的第一和第二滑道(18，20)相互配合。
5.根據權利要求1～4中任一項所述的摩擦元件，其特征在于，所述摩擦元件形成所述盤式制動器的內側摩擦元件。
6.一種盤式制動器，其包括制動鉗、內側摩擦元件、外側摩擦元件和至少一個活塞，所述至少一個活塞能夠使所述內側摩擦元件靠著所述盤式制動器的第一面，其特征在于，所述盤式制動器包括至少一個如前述權利要求中任一項所述的摩擦元件，所述彈簧的臂(30，32)被安裝成在機械壓力下靠在所述制動鉗(42)的弓形結構(50)的內側面上。
7.根據權利要求6所述的盤式制動器，其特征在于，所述盤式制動器包括設計成固定到機動車輛的車輪支承樞軸上的承載件(44)；所述制動鉗(42)被安裝成相對于所述承載件(44)滑動；所述制動鉗(42)包括突出部，該突出部能夠使所述外側摩擦襯塊靠著所述制動盤的第二面；所述盤式制動器包括形狀與所述摩擦元件的第一和第二指狀物(14，16)互補的第一和第二滑道(18，20)，所述第一指狀物(14)在所述制動盤的轉動方向(F)上以有間隙的方式安裝在所述第一滑道(18)中，使得當所述內側摩擦襯塊的所述摩擦材料與所述制動盤接觸時，所述內側摩擦襯塊/承載件(44)的組件形成剛性構架。
8.根據權利要求6或7所述的盤式制動器，其特征在于，所述外側摩擦襯塊與所述制動鉗的突出部是一體的。
9.根據前述權利要求中任一項所述的盤式制動器，其特征在于，通過銷(62)和用于收容所述銷(62)的孔穴(64)的相互配合，相對于所述制動鉗橫向地保持所述外側摩擦襯塊，所述銷(62)和所述孔穴(64)由所述摩擦元件和所述制動鉗的突出部承載。
10.根據權利要求6～9中任一項所述的盤式制動器，其特征在于，所述承載件(44)包括第一和第二銷，所述第一和第二銷平行于所述制動盤的軸線延伸并被設計成分別在形成在所述制動鉗中的第一和第二孔中滑動。
全文摘要
本發明主要涉及用于盤式制動器的摩擦元件，該摩擦元件包括支撐板，在該支撐板上固定摩擦材料，該摩擦材料被設計成與制動盤的第一面接觸。摩擦元件還包括用于使所述摩擦元件返回其不工作位置的彈性元件，所述彈性元件包括螺旋卷繞段，長度不同的第一和第二臂(30，32)從該螺旋卷繞段延伸出，并且該第一和第二臂(30，32)被設計成彈性地靠在盤式制動器的制動鉗的頂部上。螺旋卷繞段被裝配到設置在支撐板的徑向突起中的孔中。本發明還涉及包括至少一個這種摩擦元件的盤式制動器。
文檔編號F16D55/227GK101035997SQ200580034239
公開日2007年9月12日 申請日期2005年9月23日 優先權日2004年10月8日
發明者N·瓦尼奧赫, P·瑪里迪特科爾迪耶, A·蓋伊, D·芒吉, C·烏德比納 申請人:羅伯特博世有限公司