用于車輛的盤式制動(dòng)器的制造方法
【專利摘要】一種用于車輛、特別是商用車的盤式制動(dòng)器，該盤式制動(dòng)器包括設(shè)置在制動(dòng)盤兩側(cè)的帶有制動(dòng)襯片的制動(dòng)塊、用于壓緊制動(dòng)塊之一的壓緊裝置和用于將壓緊力傳遞到制動(dòng)盤的另一側(cè)、亦即反作用側(cè)的制動(dòng)塊上的制動(dòng)鉗，其中，所述盤式制動(dòng)器的制動(dòng)鉗具有由成型的空心型材制成的鉗框架。
【專利說明】用于車輛的盤式制動(dòng)器

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種用于車輛的，特別是用于商用車的盤式制動(dòng)器，該盤式制動(dòng)器包括設(shè)置在制動(dòng)盤兩側(cè)的帶有制動(dòng)襯片的制動(dòng)塊、用于壓緊制動(dòng)塊之一的壓緊裝置和用于將壓緊力傳遞到制動(dòng)盤的另一側(cè)一亦即反作用側(cè)一的制動(dòng)塊上的制動(dòng)鉗。

【背景技術(shù)】
[0002]用于重型商用車的壓縮空氣操縱的盤式制動(dòng)器的制動(dòng)鉗由于設(shè)計(jì)自由度和生產(chǎn)的便利性而通常構(gòu)造成鑄造結(jié)構(gòu)。在此使用較高強(qiáng)度等級(jí)的球墨鑄鐵作為材料。
[0003]在DE 37 16 202中示出一種同類型的盤式制動(dòng)器。在該文獻(xiàn)中公開的盤式制動(dòng)器被氣動(dòng)操縱并且因而主要適合于用在商用車領(lǐng)域中，在實(shí)踐中，所述盤式制動(dòng)器也已被證實(shí)在商用車領(lǐng)域中是成功的。使用由鑄鐵制成的制動(dòng)鉗作為用于將壓緊力傳遞到反作用側(cè)的制動(dòng)塊上的力傳遞裝置。
[0004]該制動(dòng)器結(jié)構(gòu)如商用車的所有車橋構(gòu)件那樣承受很大的減輕重量的壓力，因?yàn)闇p輕重量一方面提高可能的凈載重，另一方面車橋構(gòu)件的所謂的非簧載質(zhì)量的降低也有助于保護(hù)載重和改善行駛特性和并且因而改善交通安全性。制動(dòng)器的重量優(yōu)化已經(jīng)取得如此程度的進(jìn)步，使得在利用可用的鑄造材料，并且不提聞制動(dòng)甜的斷裂危險(xiǎn)和/或不提聞制動(dòng)鉗的變形并進(jìn)而不導(dǎo)致惡化的運(yùn)行性能(行程、響應(yīng)時(shí)間、壓縮空氣需求、不平的襯片磨損等)的情況下似乎難以進(jìn)一步改善。
[0005]作為備選材料，鋼看起來是適合的，因?yàn)楹芨叩膹?qiáng)度結(jié)合高的斷裂延伸率和因而高的疲勞久強(qiáng)度是可獲得的，并且與迄今使用的鑄鐵材料相比，在相同應(yīng)力的情況下提高了約35%的彈性模量保證鉗變形小。為了在制造成本低的情況下實(shí)現(xiàn)所希望的小的重量，使用鋼板看起來是適合的。一種用于實(shí)現(xiàn)鋼板鉗作為復(fù)合結(jié)構(gòu)的初步方案在DE 196 42384 Al中描述。
[0006]在DE 196 42 384 Al中提出一種壓縮空氣操縱的盤式制動(dòng)器，該盤式制動(dòng)器的用于將壓緊力傳遞到反作用側(cè)、亦即在制動(dòng)鉗的反作用側(cè)的制動(dòng)塊上的力傳遞裝置按照環(huán)繞封閉的框架的方式構(gòu)成，該框架吸收壓緊力。模塊體接納制動(dòng)機(jī)構(gòu)并且能實(shí)現(xiàn)該制動(dòng)機(jī)構(gòu)的預(yù)裝配。封閉的框架通過成型工藝由金屬板制成。
[0007]制動(dòng)鉗的一種廣泛的全鋼板結(jié)構(gòu)從成本結(jié)構(gòu)方面沒有競爭力，因?yàn)樗玫匿摪灏氤善返南履_料對(duì)由鋼板制成的制動(dòng)鉗的成本結(jié)構(gòu)產(chǎn)生明顯消極的作用。高的材料成本份額明顯由制動(dòng)鉗框架的復(fù)雜幾何結(jié)構(gòu)造成，由于該復(fù)雜幾何結(jié)構(gòu)在全鋼板結(jié)構(gòu)中必然產(chǎn)生高的下腳料份額。
[0008]但首要的開發(fā)目的是優(yōu)化盤式制動(dòng)器的重量和成本。由于占主導(dǎo)的構(gòu)件重量和因而還有其在盤式制動(dòng)器的成本結(jié)構(gòu)方面的主導(dǎo)性，特別專注于制動(dòng)鉗以降低重量和成本是適合的。其中，制動(dòng)鉗重量的降低在降低空載重量方面具有明顯的作用，這特別是在商用車制動(dòng)器中是一個(gè)重要的方面，因?yàn)榈偷能囕v空載重量允許裝載更大的凈載重。
[0009]此外，通過制動(dòng)鉗的較小的重量降低車上的非簧載質(zhì)量，這對(duì)車輛的靈活性和對(duì)行駛舒適性產(chǎn)生積極作用，這例如特別是在轎車中、但也在旅游巴士中是一個(gè)同樣重要的方面。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0010]因此，本發(fā)明的目的在于，創(chuàng)造一種盤式制動(dòng)器，該盤式制動(dòng)器避免上述缺點(diǎn)并且該盤式制動(dòng)器能成本低廉和因而經(jīng)濟(jì)地制造，并且相對(duì)于具有一件式鑄造的制動(dòng)鉗的盤式制動(dòng)器具有明顯的重量優(yōu)勢(shì)和成本優(yōu)勢(shì)。
[0011]本發(fā)明通過如下方式解決所述目的，即，本發(fā)明創(chuàng)造一種具有制動(dòng)鉗的盤式制動(dòng)器，該制動(dòng)鉗在反作用側(cè)具有由成型的鋼空心型材制成的鉗框架用以將壓緊力傳遞到制動(dòng)塊上。
[0012]該制動(dòng)鉗框架現(xiàn)在可以與例如制成為金屬板深沖件的鉗頭通過焊接而相連接，但與鑄造的鉗頭的組合同樣也是可能的。
[0013]在該制造方法中，材料損失降低到最小。在生產(chǎn)空心型材時(shí)僅需修剪棱邊。例如由金屬板制成的鉗頭構(gòu)成盆形的深沖件，該深沖件同樣可以在沒有較大下腳料的情況下制造。必需的焊接操作減少為鉗框架與鉗頭的連接。
[0014]U形的鉗框架由空心型材形成，其中，造型在很大程度上由制動(dòng)盤、外側(cè)制動(dòng)襯片以及圍繞車輪制動(dòng)器旋轉(zhuǎn)的輪輞和輪轂決定。車輪的各旋轉(zhuǎn)部件的距離可保持得越小，就為制動(dòng)器提供越大的結(jié)構(gòu)空間，用以實(shí)現(xiàn)聞的制動(dòng)功率。
[0015]出于這個(gè)原因，為鉗框架提供的結(jié)構(gòu)空間非常窄。鉗框架的將制動(dòng)器的壓緊力傳導(dǎo)到背面上的側(cè)向拉桿必須位于制動(dòng)盤和輪輞之間的環(huán)形間隙中，并且在此提供足夠的間隙，以吸收制動(dòng)盤的熱膨脹、制造公差和由載荷引起的變形。鉗框架的將由拉桿傳遞的反作用力導(dǎo)入外側(cè)制動(dòng)襯片中的后背需要高的抗彎剛度，因?yàn)榻?jīng)由該特征明顯決定鉗變形。另一方面，由鉗后背要求的軸向結(jié)構(gòu)空間應(yīng)當(dāng)盡可能小，以便制動(dòng)盤在其安裝位置方面可以最大程度地向外移動(dòng)，以實(shí)現(xiàn)有利的轉(zhuǎn)向半徑。
[0016]這些邊界條件的結(jié)果是，拉桿在徑向方向上構(gòu)成為非常扁平的并且相對(duì)寬地跨越制動(dòng)盤，以便實(shí)現(xiàn)必需的用于傳遞拉力的橫截面。而鉗后背為了實(shí)現(xiàn)最大可能的抗彎剛度在軸向方向上設(shè)計(jì)成盡可能厚的，由此產(chǎn)生接近正方形的橫截面。
[0017]在由空心型材制成的鉗框架中，現(xiàn)在存在由直徑和壁厚恒定的一段管造型出這些完全不同的橫截面形狀和尺寸要求的困難。造型的要求例如是，環(huán)繞的中性纖維的長度在每個(gè)橫截面中必須一定與在管的平均直徑上的圓周線的長度相等。
[0018]按照本發(fā)明的盤式制動(dòng)器的其他有利的實(shí)施方式可由從屬權(quán)利要求中得出。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0019]在附圖中示出并且在下文中更詳細(xì)地描述按照本發(fā)明的盤式制動(dòng)器的實(shí)施例。
[0020]圖中:
[0021]圖1示出按照本發(fā)明的盤式制動(dòng)器的一種實(shí)施方案，該盤式制動(dòng)器包括一個(gè)包圍壓緊裝置的鑄造件和一個(gè)由成型的鋼空心型材制成的鉗框架，該鉗框架形成制動(dòng)鉗的反作用側(cè)的部件；
[0022]圖2示出根據(jù)圖1的按照本發(fā)明的盤式制動(dòng)器的實(shí)施方案的空間分解圖；
[0023]圖3示出根據(jù)圖1的按照本發(fā)明的盤式制動(dòng)器的由成型的鋼空心型材制成的鉗框架的空間視圖；
[0024]圖4示出根據(jù)圖1的按照本發(fā)明的盤式制動(dòng)器的由成型的鋼空心型材制成的鉗框架的根據(jù)圖3的剖面IV-1V的剖視圖；
[0025]圖5示出根據(jù)圖1的按照本發(fā)明的盤式制動(dòng)器的由成型的鋼空心型材制成的鉗框架的根據(jù)圖3的剖面V-V的剖視圖；
[0026]圖6示出根據(jù)圖1的按照本發(fā)明的盤式制動(dòng)器的由成型的鋼空心型材制成的鉗框架的根據(jù)圖3的剖面V1-VI的剖視圖。

【具體實(shí)施方式】
[0027]在圖1中示出按照本發(fā)明的盤式制動(dòng)器I的一種實(shí)施例。出于簡化的原因僅僅示出盤式制動(dòng)器I的制動(dòng)鉗2。制動(dòng)鉗2具有殼體3，該殼體接納盤式制動(dòng)器I的壓緊裝置(未示出)。殼體3在本實(shí)例中以鑄造工藝制造并且因此優(yōu)選由具有較高強(qiáng)度的球墨鑄鐵制造。此外，制動(dòng)鉗具有U形架形狀的鉗框架4，該鉗框架固定在殼體3上。
[0028]在圖2中可看出鉗框架4在殼體3上的固定。為此，殼體3具有多個(gè)口袋式凹部5，這些凹部具有長孔式的幾何結(jié)構(gòu)并且在兩側(cè)設(shè)置在殼體3上。成對(duì)對(duì)稱設(shè)置的口袋式凹部5朝向殼體3的反作用側(cè)端部敞開。鉗框架4在拉桿6的兩個(gè)端部上分別具有關(guān)于由豎直的對(duì)稱軸線VSA定義的對(duì)稱平面彎曲了 90度的凸肩12。凸肩12的幾何結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)成與口袋式凹部5輪廓相符的，從而凸肩7在鉗框架4的裝配狀態(tài)下伸進(jìn)口袋式凹部5中。
[0029]在圖3中詳細(xì)示出U形架形狀的鉗框架4。鉗框架4的拉桿6具有帶有平行的側(cè)面的橢圓形橫截面7，該橫截面在圖4或圖6中可看出。鉗框架4的將兩個(gè)拉桿6相連接的區(qū)段具有D形的橫截面8，該橫截面同樣在圖4中可看出。其中，橫截面幾何結(jié)構(gòu)的鼓肚形的部分位于橫截面的背離制動(dòng)盤的一側(cè)并且橫截面的平行于拉桿6的豎直對(duì)稱軸線的部分位于面向制動(dòng)盤的一側(cè)。在鉗框架4的拉桿6和鉗后背10之間的90度彎曲部9具有過渡橫截面11，該過渡橫截面通過在鉗框架4的兩個(gè)拉桿6上的帶有平行的側(cè)面的橢圓形橫截面7和在鉗框架4的鉗后背10上的D形橫截面8的過渡產(chǎn)生并且在圖5中可看出。
[0030]對(duì)于本發(fā)明重要的是，鉗框架4的壁厚t在鉗框架4的每個(gè)任意點(diǎn)處大小相等并且也未被制造鉗框架4必需的成型過程明顯改變，從而在那些變形程度高的區(qū)域內(nèi)也為鉗框架4產(chǎn)生第二階的相應(yīng)高的面積矩，這些面積矩不由于對(duì)于方法典型的材料收縮在變形區(qū)的拉伸區(qū)域內(nèi)減小。由此可以在強(qiáng)度方面優(yōu)化地并且面向應(yīng)力地利用鉗框架4的材料。
[0031]為了在鉗框架4的整個(gè)橫截面上實(shí)現(xiàn)基本上恒定的壁厚t，按照本發(fā)明提出一種多級(jí)的成型工藝，其中，成型工藝的第一級(jí)提供在鉗后背10的區(qū)域內(nèi)的質(zhì)量預(yù)分布，因?yàn)榉駝t在成型過程中不可能實(shí)現(xiàn)在D形橫截面8的區(qū)域內(nèi)相對(duì)于在鉗框架4的兩個(gè)拉桿6上的具有平行的側(cè)面的橢圓形橫截面7的區(qū)域內(nèi)恒定的壁厚t，所述橢圓形橫截面比在鉗后背10的區(qū)域內(nèi)的D形橫截面8具有更小的橫截面積。
[0032]此外，按照本發(fā)明規(guī)定，多級(jí)成型工藝的最后一級(jí)是內(nèi)部高壓成型工藝，通過該內(nèi)部高壓成型工藝特別是成型出在鉗后背10區(qū)域內(nèi)的D形橫截面8和在鉗框架4的鉗后背10與拉桿6之間的90度彎曲部9區(qū)域內(nèi)的過渡橫截面11。
[0033]利用適當(dāng)?shù)某尚头椒ā⒗甾D(zhuǎn)動(dòng)彎曲將鉗框架基本幾何結(jié)構(gòu)以及凸肩12引入到空心型材中，其中，空心型材優(yōu)選具有帶有平行的側(cè)面的橢圓形橫截面7。
[0034]由鋼管制成的鉗框架與鑄造鉗殼體形鎖合地連接并且附加地焊接(圖1和圖2)。但同樣也可設(shè)想螺紋連接，當(dāng)相應(yīng)的包含螺母螺紋的螺紋嵌件焊接到管端部中時(shí)。
[0035]在金屬板制動(dòng)器殼體的情況下，連接僅僅通過焊接進(jìn)行。
[0036]上述幾何結(jié)構(gòu)僅僅應(yīng)理解成示例性的。為了提高例如鉗后背10的抗彎剛度，有意義的也可以是，使管壁在彼此相對(duì)的面、例如襯片貼靠面和相對(duì)的外壁上局部向內(nèi)變形，使得這些彼此相對(duì)的部分面可以彼此貼靠并且焊接。
[0037]附圖標(biāo)記列表
[0038]I 盤式制動(dòng)器
[0039]2 制動(dòng)鉗
[0040]3 殼體
[0041]4 鉗框架
[0042]5 口袋式凹部
[0043]6 鉗框架
[0044]7 帶有平行的側(cè)面的橢圓形橫截面
[0045]8 D形橫截面
[0046]9 90度彎曲部
[0047]10 鉗后背
[0048]11 過渡橫截面
[0049]12 凸肩
[0050]VSA 豎直的對(duì)稱軸線
[0051]HSA 水平的對(duì)稱軸線
[0052]t 壁厚
【權(quán)利要求】
1.用于車輛、特別是商用車的盤式制動(dòng)器(1)，包括設(shè)置在制動(dòng)盤兩側(cè)的帶有制動(dòng)襯片的制動(dòng)塊、用于壓緊制動(dòng)塊之一的壓緊裝置和用于將壓緊力傳遞到制動(dòng)盤的另一側(cè)、亦即反作用側(cè)的制動(dòng)塊上的制動(dòng)鉗(2)，其特征在于，所述盤式制動(dòng)器(1)的制動(dòng)鉗(2)具有由成型的空心型材制成的鉗框架(4)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的盤式制動(dòng)器(1)，其特征在于，所述鉗框架(4)具有至少一個(gè)拉桿(6)。
3.根據(jù)上述權(quán)利要求之一所述的盤式制動(dòng)器(1)，其特征在于，所述鉗框架(4)具有至少一個(gè)鉗后背(6)。
4.根據(jù)上述權(quán)利要求之一所述的盤式制動(dòng)器(1)，其特征在于，所述鉗框架(4)具有至少一個(gè)用于將鉗框架(4)固定在制動(dòng)鉗(2)上的凸肩(12)。
5.根據(jù)上述權(quán)利要求之一所述的盤式制動(dòng)器(1)，其特征在于，所述拉桿(6)具有帶有平行的側(cè)面的基本上橢圓形的橫截面(7)。
6.根據(jù)上述權(quán)利要求之一所述的盤式制動(dòng)器(1)，其特征在于，所述鉗后背(10)具有基本上D形的橫截面(8)。
7.根據(jù)上述權(quán)利要求之一所述的盤式制動(dòng)器(1)，其特征在于，所述凸肩(12)具有帶有平行的側(cè)面的基本上橢圓形的橫截面。
8.根據(jù)上述權(quán)利要求之一所述的盤式制動(dòng)器(1)，其特征在于，所述鉗框架(4)的空心型材具有恒定的壁厚(t)。
9.根據(jù)上述權(quán)利要求之一所述的盤式制動(dòng)器(1)，其特征在于，所述鉗框架(4)材料接合地固定在制動(dòng)鉗(2)的殼體(3)上。
10.根據(jù)上述權(quán)利要求之一所述的盤式制動(dòng)器(1)，其特征在于，所述鉗框架(4)形鎖合和/或力鎖合地固定在制動(dòng)鉗(2)的殼體(3)上。
11.用于根據(jù)權(quán)利要求1至10所述的盤式制動(dòng)器(1)的鉗框架(4)的成型方法，其特征在于，所述成型方法包括質(zhì)量預(yù)分布到鉗后背(10)的區(qū)域中。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的用于盤式制動(dòng)器(1)的鉗框架(4)的成型方法，其特征在于，所述質(zhì)量預(yù)分布到鉗后背的區(qū)域中是鐓鍛工藝。
13.用于根據(jù)權(quán)利要求1至10所述的盤式制動(dòng)器(1)的鉗框架(4)的成型方法，其特征在于，所述成型方法包括彎曲工藝。
14.根據(jù)權(quán)利要求11所述的用于盤式制動(dòng)器(1)的鉗框架(4)的成型方法，其特征在于，所述彎曲工藝是轉(zhuǎn)動(dòng)彎曲工藝。
15.用于根據(jù)權(quán)利要求1至10所述的盤式制動(dòng)器(1)的鉗框架(4)的成型方法，其特征在于，所述成型方法包括內(nèi)部高壓成型工藝。
【文檔編號(hào)】F16D55/226GK104334906SQ201380025213
【公開日】2015年2月4日 申請(qǐng)日期:2013年4月19日 優(yōu)先權(quán)日:2012年4月20日
【發(fā)明者】J·鮑姆加特納, A·韋特 申請(qǐng)人:克諾爾商用車制動(dòng)系統(tǒng)有限公司