專利名稱：摩擦件用的導向彈簧和至少配裝一個這種彈簧的盤式制動器的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種導向和夾持摩擦件的、特別是墊片類摩擦件用的彈簧，也涉及至少裝有一個這種彈簧的盤式制動器。
談及盤式制動器摩擦墊的軸向平穩(wěn)導向時，人們都知道采用裝設在軛架上的彈簧。配有這種剎車裝置的車輛在剎車狀態(tài)下，作用到每個旋轉(zhuǎn)圓盤上的摩擦墊都要承受指向支承架一個零件的切向力。已知類型的彈簧，對抗一個反力，由于最小允許偏差的影響，就批量生產(chǎn)而論，該反力是不能被控制的。這樣，一個負加速度非常大的剎車過程會增大能使摩擦墊沖向支承架的力，而這個力卻大于彈簧承受的反作用力。摩擦墊切向沖向支承架會產(chǎn)生一種使汽車乘客感到刺耳的噪音，這種噪音被稱作“klonk”噪音，此外這可能被誤認為是機械故障的特征噪音。
本申請人發(fā)現(xiàn)不能很好地控制摩擦墊的切向?qū)蚴窃从谖从行У貙椈摄^掛于軛架上。此外，一個弓形件通常連接兩個相互面對的彈簧，第一個彈簧夾持第一個能夠作用于圓盤第一主面上的第一摩擦墊的一端，而另一個彈簧則夾持作用于圓盤第二主面(與所述第一主面相對的面)上的第二摩擦墊的相應一端。這就是對每一種寬度的軛架必須配備專用彈簧的原因。
因此，本發(fā)明的一個目標是提供一種彈簧，使該彈簧在對抗受導摩擦件通過所述彈簧直接或間接作用于支承架(特別是軛架)的切向沖量時，能保證完成有效的軸向?qū)颉?br> 本發(fā)明的另一目標是提供一種能施加一個巨大反作用力的彈簧。
本發(fā)明的另一目標包括提供一種具有一定尺寸，但卻是小尺寸的彈簧。
本發(fā)明還有一個目標，就是涉及一種使用壽命長的，包括在嚴酷運行條件下使用壽命長的彈簧。
本發(fā)明還有一個目標，即提供一種耐腐蝕彈簧。
本發(fā)明的另一目標是提供一種能夠安裝在多種不同的盤式制動器，特別是具有不同寬度的軛架的盤式制動器上的彈簧。
本發(fā)明的另一目標涉及一種至少包括一個，最好包括四個這種彈簧的盤式制動器。
本發(fā)明的另一目標是提供一種非?？煽康谋P式制動器。
本發(fā)明還有一個目標，就是提供一種適度成本價格的盤式制動器。
本發(fā)明的另一目標是提供一種特別寧靜的盤式制動器。
借助基于本發(fā)明的彈簧可達到上述各項目標，這種彈簧包括能與安裝在盤式制動器的支承架上，特別是軛架上的輔助部件協(xié)同運行的部件。彈簧的部件與支承架上的這些部件配合，既能確保兩個部件聯(lián)鎖，又能使彈簧定位于支承架上。有利的是彈簧的一端附于支承架上，而另一端則是自由端，理想的是這個自由端在安裝摩擦件之前，在自由狀態(tài)下具有很寬的移動范圍。
本發(fā)明基本上涉及一種供盤式制動器的摩擦件用的軸向和徑向夾持彈簧，該彈簧包括能與安裝在支承架上的輔助部件協(xié)同運行的部件，其特征在于所述兩個部件的協(xié)同運行能確保兩者相互聯(lián)鎖。
根據(jù)本發(fā)明的特點，這種彈簧的特征就在于由彈簧承載的部件包括一個插入件，該插入件在搭接鎖定運行狀態(tài)下通過與插入腔配合能夠與所述插入腔協(xié)同運行。
本發(fā)明的另一方面是這種彈簧的特點在于所述彈簧是一個由沖壓成型的彎折板材構(gòu)成的片簧，同時，也在于插入件是一個突塊。
根據(jù)另一特點，所述彈簧從側(cè)面看大致呈數(shù)字“5”的形狀。
本發(fā)明還涉及一種盤式制動器，其特征在于該裝置至少包括一個基于本發(fā)明的彈簧。
本發(fā)明的另一個內(nèi)容是這樣一種盤式制動器，其特征在于包括由兩個摩擦件構(gòu)成的摩擦墊，每個墊都有兩個徑向相對的突緣，而每個突緣都由基于本發(fā)明的一個彈簧來導向。
本發(fā)明的另一個內(nèi)容仍然是這樣一種盤式制動器，其特征在于彈簧支承架包括一個軛架，該軛架具有一個配置在圓盤第一主面對面的第一支臂和位于所述第一圓盤主面相反方向的、與圓盤第二主面相對的第二支臂，兩個支臂借助至少一個弓形件來連接。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，這種盤式制動器的特征在于僅僅是彈簧的一端系掛于支承架上，而它的另一端則是自由端。
本發(fā)明另外一個方面是這種盤式制動器的特點在于在靜止狀態(tài)下，彈簧的自由端與支承架保持一定的距離。
本發(fā)明還涉及到這樣一種盤式制動器，其特征在于摩擦件是具有正方形突緣的摩擦墊，而且每個彈簧都限定了一個為具有正方形突緣的剎車墊軸向?qū)蛴玫暮聿俊?br> 本發(fā)明的另外一些特征和優(yōu)點將在下面通過實例(但不僅限于所述實例)結(jié)合附圖詳細說明時顯示出來，附圖包括

圖1-基于本發(fā)明的一種彈簧的最佳實施例透視圖；圖2-圖1彈簧轉(zhuǎn)動90°后的透視圖；圖3-基于本發(fā)明的一種盤式制動器的一種軛架的頂視圖，圖中示出軛架的下部配裝有剎車墊，而圖的上部分未示出剎車墊和上部右邊的彈簧；圖4-圖3的軛架在安裝剎車墊之前的側(cè)視圖；圖5-已安裝好剎車墊的軛架側(cè)視圖；圖6-配裝一個剎車墊并承受該墊施加的相當于安裝一個實際剎車墊所形成的力的圖3中軛架的示意性局部側(cè)視圖；圖7-局部示意圖，示出摩擦墊在安裝妥后和在靜止狀態(tài)下，即摩擦墊在未被驅(qū)動情況下該摩擦件所施加的各種力；圖8-在剎車運行期間的類似示意圖；圖9-在強力剎車運行過程中的類似示意圖；圖10-基于本發(fā)明最佳實施例的彈簧的位置和隨之而形成的變形與彈簧承受的反作用力的關系曲線圖；以及圖11-示出兩條與上圖相同的曲線，但力的標度被擴大。
在圖1-11中，相同的零件將標出相同的參考編號。在下面的說明中，“軸向力”系指按與X軸線(圖3)，即相當于圓盤1的軸線(在圖4和5中為想象軸線)相平行的方向作用的力。切向力意指與圓盤1共軸作用的力。徑向力表示是沿圓盤1的半徑方向作用的力。
圖1～9示出基于本發(fā)明的彈簧3的最佳實施例。在側(cè)視圖中，彈簧3有點像數(shù)字“5”，從而限定出一個用于套裝到支承架9的零件7上的(典型的是套裝到軛架9上的突出部分7上的)第一喉部5和容納摩擦件15的突緣13的(典型是容納剎車墊突緣的)第二喉部。
第一喉部5的形狀與它容納的突出部分7相適配。在所闡述的有利的實例中，軛架9的突出部分7基本上是一個具有正方形底面的直角平行六面體，其高度軸向延伸。在這個有利的實例中，喉部5基本上呈U形。明智的是U形喉部各面中的一個面17，最好是遠離第二喉部11并與其面對的一個面，包括一個向突出部分7施加相當大的力的軸向側(cè)緣19。
彈簧可靠地緊固在支承架9上，實際上是本發(fā)明的一個基本特征。如果彈簧3鎖定在支承架9上和最好鎖定在突出部分7上，所述特征也許會以一種有利的方式進一步改進。在鎖定狀態(tài)下使組裝的零件中的一個零件的插入件與位于另一個零件上的凹槽或插入腔相配合實現(xiàn)了這種鎖定。在這個所述的具有無限優(yōu)點的實例中，插入件是安裝在彈簧3的喉部5的側(cè)面17上的一個突塊21，插入腔則是在突出部分7上加工成型并面對突塊21(圖4-9中的頂面)的一個軸向槽23。有利的是突塊21是在面17上切削加工而成。使突塊21具有一定的彈性，例如通過加工兩個從突塊邊緣延伸出的小片25使其具有彈性也許是明智的。
雖然沿槽23的中間平面配置突塊21的方案并未脫離本發(fā)明的范圍，但在突塊21和中間平面27之間保持一個α角，以便有效地抵抗按箭頭29所示方向施加的拉力和很好地阻止箭頭31所示的傾復力矩也許是有利的。α角最好是在3°至87°之間，在10°至60°之間更好，但在25°～50°范圍內(nèi)就非常好。在所示有利的實例中，α角等于45°。在最佳實例中，突塊21的斜度與彈簧側(cè)面17端部的斜度相同，同時突塊延伸到邊緣19以外，以便進入突出部分7的槽23內(nèi)。
此外，當彈簧3的喉部被驅(qū)使到突出部分7處和突塊21進入槽23時，突塊21的傾斜度能夠使基于本發(fā)明的彈簧3以搭接鎖定動作迅速貼附于支承架9的突出部分7上。
在圖示的實例中，槽23在突出部分7的整個軸向長度上延伸，從而使所述槽的加工更容易。為突塊21加工覆蓋突出部分7的部分軸向長度的凹口或插入腔23未超出本發(fā)明的范圍。加工這樣的凹腔是一個費用較高的過程，但的的確確能有效地阻止彈簧3在它的支承架9上發(fā)生軸向位移。
彈簧3可以配裝防止彈簧軸向位移的其它部件。在所示的實例中，彈簧3包括第一突塊33和第二突塊35，兩個突塊都與各面和根部(如果喉部是U形的話)成直角，并盡量頂著突出部分7的各個軸向相對面。當剎車裝置被釋放時(即當摩擦件15離開圓盤1時)，為了阻止彈簧3在突塊35上的位移，設計用于阻止剎車時彈簧位移的突塊33的寬度，大于突塊35的寬度?？梢匝赝粔K33和35的根部切制凹口37，以改善突塊的配合性。應當理解的是，采用其他將彈簧3緊固于支承架9上的方法，例如用鉚釘或螺栓穿經(jīng)彈簧上的螺栓孔固定的方法并未超出本發(fā)明的范圍。正如在下面對照圖6-11所作的充分說明那樣，在一種有利的方法中，基于本發(fā)明的彈簧3可以一端被緊固，另一端保持自由端。然而使用兩端都緊固于支承架9上的彈簧并未脫離本發(fā)明的范圍。
有利的是基于本發(fā)明的剎車裝置包括四個基于本發(fā)明的彈簧3，也就是說在每個摩擦件的每個切向端都安裝一個。在一種明智的方法中，剎車裝置包括四個單獨的相同彈簧。因此，在軸向?qū)挾炔煌膭x車裝置上也可配裝同一類型的彈簧。然而，在圓盤1的兩側(cè)都裝設相互面對并用弓型件將兩者相互連接的彈簧的方案都未脫離本發(fā)明的范圍。
喉部11的形狀與摩擦件的突緣形狀相匹配。因而應當采用半圓形或基本半圓形斷面的喉部11來控制尖部為圓形的摩擦墊。圖示有利的實例示出了一種容納“正方形尖部”摩擦墊突緣的U形喉部。U形喉部11的兩個相對側(cè)面39和41之間的徑向距離基本上等于摩擦墊尖部或突緣的徑向長度。喉部11的側(cè)面39對應于喉部5的、與側(cè)面17相對的側(cè)面。有利的是喉部11包括一個用來使摩擦墊15的尖部軸向插入喉部11的第一導向突緣43，和一個用來使摩擦墊15的尖部切向插入喉部11的第二導向突緣45。在一種有利的方法中，喉部11的自由端41加裝了一個翼肋47，以改善抗扭強度。這樣一來，靜止狀態(tài)下，摩擦墊15的尖部，在彈簧3的喉部11內(nèi)的軸向位置變化所導致的摩擦墊15的磨損并不影響導向剛度。
有利的是彈簧3的各個角隅都被加工成圓弧狀，這樣就不會有尖刺，從而防止了機械師在維修過程中受到刺傷的可能性。
基于本發(fā)明的彈簧3包括一塊沖壓成型的彎折不銹鋼板，其厚度最好小于1毫米，例如等于0.4+0.03毫米。可以采用不銹鋼材，例如Z10CN 18.08，Z12CN 17.07級不銹鋼材，或SAE 30301或30302類鋼材。
在基于本發(fā)明的剎車裝置的最佳實例中，軛架9包括兩個臂49和51，兩臂分別設置于圓盤1的兩個側(cè)面并用一個按軸向方向延伸和徑向處于圓盤1之外的弓形件53將兩臂的各一個端部相互連接起來。弓形件53具有接納口55，該口用于承納支承施力裝置的叉形件(未示出)上的控制件，所述施力裝置通常受液壓控制，用于將摩擦件15推向圓盤1兩個相對主面的裝置。然而采用其他支承架9或摩擦件15的其他施力裝置都未超出本發(fā)明的范圍。
圖10給出了說明基于本發(fā)明的彈簧3在承受較小切向力(圖6-9中的Ft)時的性能的有滯后現(xiàn)象的曲線57。彈簧位置標示在X軸上，以毫米計，作用于彈簧上的應力標示在Y軸上，以牛頓計。
但在說明性的附圖6-9中僅部分地示出了摩擦件15。
在圖6中，摩擦件15緊夾在彈簧3的喉部11的兩個面39和41之間。這對應于應力約為17牛頓和移動量在2～1.2毫米之間時的曲線57的大致水平區(qū)域59。曲線上的點61對應于摩擦件15和U形喉部11的根部65之間的一個接觸點63(圖7)。應當注意，接觸點63位于根部65和彈簧3喉部11的側(cè)面41的交叉點附近。點67對應于根部65和支承在軛架上的面39的交叉點。在對應于一個界于1.2毫米至0.62毫米之間的移動范圍的區(qū)域69之中，接觸點63向點67的方向移動，最終到達點71，該點相當于圖8中示出的狀態(tài)。在剖視圖中，彈簧3喉部11的根部65顯示出有一個朝向摩擦件15的凹狀面，該面與摩擦件15有一個接觸點73。根部65在點67和75處支承于軛架9上。這種結(jié)構(gòu)有效地防止了摩擦件15觸及軛架9，如果觸及將會發(fā)出令人生厭的噪音，即所謂“Klonk”。在點77處表明恢復到剎車釋放運行。圖11中的曲線79表明在不斷增大的切向力作用下，彈簧3喉部11的根部65不斷受到擠壓，當切向力超過51daN(1個daN相當于10牛頓)時便形成如圖9所示的平面接觸。該平面接觸對應于點81。為了繪制圖11中的曲線79，已將縱座標標度擴大到以daN(10牛頓)計。
在圖11的左邊，曲線83表示測量點的剛性。用曲線57和79示出的測量結(jié)果已經(jīng)考慮了這個測量點的剛性。
考慮到所涉及的各種力，圖9中示出的對應于發(fā)出所謂“klonk”噪音的狀態(tài)是十分罕見的，在通常實踐中從未發(fā)生過，這種狀態(tài)只不過相當于一次極緊急剎車狀態(tài)。這反而成為一項優(yōu)點。在正常使用情況下，彈簧3與軛架的接觸面是非常小的。典型的做法是用經(jīng)過耐腐蝕處理的鑄鐵，例如用鋅合金來制造軛架。眾所周知，與這種材質(zhì)的軛架接觸會使彈簧腐蝕。因此，基于本發(fā)明的彈簧3，由于其特定的結(jié)構(gòu)，展現(xiàn)出的耐腐蝕性高于已知類型的彈簧?；诒景l(fā)明的彈簧3的耐腐蝕表面處理仍然未超出本發(fā)明范圍這一事實也是千真萬確的。
本發(fā)明更特別涉及汽車工業(yè)。
本發(fā)明主要適用于設計和制造汽車的剎車裝置。
權(quán)利要求
1.一種用于盤式制動器的摩擦件(15)的軸向?qū)蚝蛷较驃A持彈簧，包括能與支承在支承架(9)上的輔助部件(7)協(xié)同運行的部件(5)，其特征在于所述部件(5，7)的協(xié)同運行確保兩者相互聯(lián)鎖。
2.按照權(quán)利要求1所述的彈簧，其特征在于支承在彈簧(3)上的部件(5)包括一個在搭接鎖定操作中借助與插入腔的接合能與插入腔(23)協(xié)同運行的插入件(21)。
3.按照權(quán)利要求1或2所述的彈簧，其特征在于所述彈簧是由一塊沖壓成型的彎折板材構(gòu)成的片簧；且插入件(21)是一個突塊。
4.按照權(quán)利要求1至3中任何一項權(quán)利要求所述的彈簧，其特征在于所述彈簧從側(cè)面看大致呈數(shù)字“5”的形狀。
5.一種盤式制動器，其特征在于它包括上述各項權(quán)利要求中任一項權(quán)利要求所述的至少一個彈簧。
6.按照權(quán)利要求5所述的盤式制動器，其特征在于它包括兩個由摩擦件構(gòu)成的墊(15)，每個墊具有兩個徑向相對的突緣(13)，每個突緣(13)由按權(quán)利要求1至4中任一項權(quán)利要求所述的彈簧(3)導向。
7.按照權(quán)利要求5或6所述的盤式制動器，其特征在于彈簧(3)的支承架(9)包括一個軛架(9)，軛架(9)具有一個與圓盤(1)第一主面相對配置的第一臂(49)和一個第二臂(51)，其位置與所述第一圓盤(1)面相反方向上的圓盤(1)第二主面相對，兩個臂(49，51)借助至少一個弓形件(53)連接。
8.按照上述各項權(quán)利要求中任一項權(quán)利要求所述的盤式制動器，其特征在于彈簧(3)只有一端(5)向下系掛于支承架(9)上，它的另一端是自由端。
9.按照權(quán)利要求8所述的盤式制動器，其特征在于在靜止狀態(tài)下彈簧(3)自由端的位置與支承架(9)隔開一段距離。
10.按照上述各項權(quán)利要求中任一項權(quán)利要求所述的盤式制動器，其特征在于摩擦件(15)是具有正方形突緣(13)的墊；且每個彈簧(3)都限定了一個用于為制動襯片的正方形突緣(13)軸向?qū)虻暮聿?11)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種導向和夾持摩擦件,特別是夾持摩擦墊用的彈簧和一種至少具有一個這種彈簧的盤式制動器。本發(fā)明的彈簧(3)包括能與安裝在支承架,特別是安裝在盤式制動器軛架上的匹配部件協(xié)同運行的部件。當彈簧(3)固定在支承架上時,彈簧(3)的部件和支承架的部件彼此配合能保證兩者相互鎖定。有利的是彈簧(3)只有一端固定在支承架上,與彈簧相對的另一端在安裝摩擦件之前處于自由狀態(tài),最好所述另一端有較大的間隙。本發(fā)明在汽車工業(yè)領域,特別是對汽車剎車裝置的制造特別有用。
文檔編號F16D65/092GK1384904SQ00814877
公開日2002年12月11日 申請日期2000年10月20日 優(yōu)先權(quán)日1999年10月26日
發(fā)明者阿蘭·巴里約, 奧利維耶·庫比克, 克里斯托夫·肖沃, 斯特凡娜·博內(nèi) 申請人:羅伯特博施有限公司