本发明涉及一种按照权利要求1的前序部分的用于商用车的盘式制动器。
背景技术:
在这样的也作为滑动钳盘式制动器已知的盘式制动器中,借助导向杆参照制动盘能轴向移动地保持制动钳,其中,各导向杆与制动钳的滑动套筒相对应地分别形成一个轴向滑动轴承。
导向杆借助螺钉紧固在相对于制动钳位置固定的制动器支架上,该螺钉被引导穿过导向杆的孔。在此,螺钉以其头部支撑在导向杆的下沉部的底部上,并且在另一侧以其螺纹杆旋入制动器支架中。
导向杆以端面贴靠在制动器支架的相配的表面上,其中,高强度的膨胀螺钉用作螺钉,该膨胀螺钉在预紧的情况下将导向杆压紧到制动器支架上。
由操作决定地,在导向杆在制动器支架上的连接区域中可能出现变形,从而弯曲力矩是起作用的,该弯曲力矩就这方面来说妨碍螺纹连接的轴向预紧,使得该预紧不再足以使导向杆可靠地保持在制动器支架上。由此存在导向杆相对于制动器支架发生相对转动的危险,结果,轴向预紧力下降并且螺纹连接松动。
虽然已经尝试通过紧固器件、例如设置在螺钉头部与导向杆的下沉部之间的垫片来防止螺钉松动,然而已经表明,在行驶运行中导向杆首先在至制动器支架的接口区域中松动。
因为导向杆的端面是硬化过的,所以使用扇形盘、齿盘、张紧盘或类似物形式的紧固元件同样不适合于实现足够的紧固。
当制动器支架的朝向导向杆的表面配设有减少摩擦系数的例如由磷酸锌制成的涂层时,也出现导向杆与制动器支架的连接松动的问题。
由于在导向杆与制动器支架之间的摩擦锁合减小,导向杆转动的风险提高,该转动如提到的那样可能导致螺钉的预紧力损失以及制动器完全失灵的危险,然而至少该制动器的功能性受限制。
基本上,盘式制动器经证明是与安全性有关的构件,从而导向杆松开和最终制动钳松开的所描述的潜在危险要求较短的用于检查的检修时间间隔。
技术实现要素:
本发明的任务在于,这样进一步开发一种相同型式的盘式制动器,使得用少的设计耗费改进该盘式制动器的功能和运行安全性。
该任务通过具有权利要求1、14或21的特征的盘式制动器解决。
按照本发明的用于商用车的盘式制动器的第一实施方案包括骑跨制动盘的制动钳,该制动钳能移动地保持在借助螺钉与位置固定的制动器支架连接的至少一个导向杆上。螺钉被引导穿过导向杆。导向杆在其贴靠在制动器支架上的端面上具有至少在周向的和/或径向的部分区域中一体成型的压制元件,所述压制元件在形成形锁合和/或摩擦锁合的情况下被压制地嵌接到制动器支架中。
备选地或附加地,导向杆的端面所贴靠的、制动器支架的贴靠面具有至少在周向的和/或径向的部分区域中一体成型的压制元件,所述压制元件在形成形锁合和/或摩擦锁合的情况下被压制地嵌接到导向杆的端面中。
在按照本发明的盘式制动器的第二实施方案中,导向杆具有突出部,该突出部在形成形锁合的情况下不可相对转动地接纳在制动器支架的与该突出部适配的凹部中。
在按照本发明的盘式制动器的第三实施方案中,导向杆的贴靠在制动器支架上的端面和制动器支架的用于至少接纳导向杆的端面的凹部构成为锥面形的。
现在,通过盘式制动器的按照本发明的构造形式实现紧固导向杆,该紧固与一方面导向杆的和另一方面制动器支架的彼此贴靠的表面的涂层无关,并且即使由运行引起的弯曲应力尤其是通过由于出现的载荷发生所述变形而作用在导向杆上,螺钉的预紧力由于该紧固也保持不变。在任何情况下可排除螺纹连接松动,由此不出现关于现有技术描述的问题。
本发明的进一步有利的设计方案在从属权利要求中表征。
导向杆的端侧的按照本发明至少在端面的周向的和/或径向的部分区域中构成的压制元件可以在导向杆在该区域中被硬化之前优选作为齿部、优选平齿部或滚花引入。
与此相比,制动器支架在与导向杆的接触侧上就这方面来说是未处理的或者说未加工的,亦即制动器支架的材料明显比导向杆的硬化过的材料软。因此,导向杆的端侧的压制元件或者说形成的齿部、棱边或尖端在拧紧期间通过拧紧压力压入制动器支架的相对置的对接面中,从而按照本发明得到形锁合和/或摩擦锁合。
在端面的径向的部分区域中的压制元件可以存在于周向的内部的和/或外部的圆环中,其中,邻接地构成平面,该平面相对于压制元件沿轴向突出或下沉,亦即在这种情况下压制元件相对于平面伸出。在一种优选的实施方式中,压制元件存在于外圆环中。
还可设想的是,端面的周向的部分区域在部段区域中交替地构成为平面或配设有压制元件,其中,优选各部段区域以彼此相同的角距设置。在此,相应设有至少三个部段区域、亦即三个部段区域构成为平面并且分别在两个这样的平面之间设有一个具有压制元件的部段区域。
这个平面或这些平面确保导向杆相对于制动器支架精确成直角地定位并且最终确定压制元件的刺入深度,因为这些压制元件如此深地压入制动器支架的贴靠面中,直至导向杆的平面贴靠在制动器支架上。
可以经由不同的方法将压制元件制造为三维结构。在这里,示例性地提到滚压、滚花、辊压、挤压、滚铣、拉拔、凿、深冲、激光、腐蚀、压制或喷丸处理。除了喷射之外,产生定义的结构。而在喷射时可以利用侵蚀性的、尤其是角形的颗粒产生高的粗糙部,该粗糙部的尖端构成压制元件。
以有序的结构存在的压制元件可以通过带有径向延伸的沟槽的滚花、左滚花、右滚花、具有凸出的尖端的左右滚花(刻纹)、具有凹入的尖端的左右滚花、具有凸出的尖端的十字滚花或具有凹入的尖端的十字滚花来制成。在不同的区域中可以不同地结构化压制元件,其中,沟槽可以具有不对称的沟槽几何形状。
如提到的那样,在硬化导向杆连同端面之前制造压制元件。这可以通过切削加工进行。压制元件的数量和形状能根据出现的载荷以及相应的应用情况确定,其中,压制元件的高度可以是同样大的或不同的。
为了制造导向杆,在第一方法步骤中通过钻孔或铣削引入通孔以接纳螺钉。优选地,这借助阶梯钻头在一步中实现。在接着的方法步骤中,切削地、尤其是通过车削来制造导向杆的外轮廓,其中,产生端面的尺寸精确性。
该端面首先在端面的形成外环的整个面区域上延伸,后续这样地加工该面区域,使得该面区域一方面具有成型压制元件并且另一方面形成平面。
在通过车削的该切削加工之后,例如利用旋转的、尤其是圆柱形的工具、例如滚花工具实现引入成型压制元件。此后,至少在具有压制元件的端面区域中实现硬化导向杆。
备选地,例如感应地硬化导向杆的圆柱形外表面、亦即侧面。在另一种备选的实施方式中,例如可以表面硬化或加压硬化导向杆或导向杆的端面。
还可设想,通过无切屑的制造方法、例如通过成型来制造导向杆和压制元件,成型例如通过冷挤压或类似的方式。
此外,本发明的特征在于其成本有利的实现,因为按照本发明的多个实施方案不需要另外的构件来紧固导向杆。在此,特别的适配措施同样是不必要的、尤其是不在相对于已经在使用中的导向杆可能保持不变的制动器支架上。这意味着,例如在维护或修理工作中,新的导向杆可以替换现有的导向杆,而为此不需要特别的措施。
在一种按照本发明的盘式制动器的上述的第二实施方案的进一步改进方案中(其中导向杆具有突出部,该突出部在形成形锁合的情况下不可相对转动地接纳在制动器支架的与该突出部相适配的凹部中),导向杆的突出部的外侧面和制动器支架的凹部的内侧面构成为多边形的、例如构成为四边形或六边形。
在另一种备选的实施方案中,突出部的外侧面和制动器支架的凹部的内侧面构成为部分环形的。在此,特别优选地,突出部的外侧面的部段和制动器支架的凹部的内侧面的部段被削平地成形为所谓的扳手面。
通过突出部形锁合地接纳在制动器支架中,同样地以简单的方式实现导向杆相对于制动器支架不可相对转动地紧固。
按照又一种备选的实施方案,代替制动器支架的用于接纳导向杆的突出部的凹部,贴合到制动器支架上的防转动环安放在构成有削平部段的突出部上,该防转动环具有平行于螺钉延伸的孔,在该孔中接纳有防止防转动环相对于制动器支架转动的销,该销延伸到在制动器支架中的相应的孔中。
该实施方案的特征在于,在制动器支架上仅须安置一个用于接纳销的孔,以便因此实现相对于制动器支架不可相对转动地紧固导向杆。
按照另一种优选的实施方案,突出部的外侧面的部段和制动器支架的凹部的内侧面的部段配设有接纳部,在该接纳部中置入有配合榫。
还可设想的是,为了防止转动,在突出部的外侧面的至少一个部分区域上一体成型有压制元件,所述压制元件在形成形锁合和/或摩擦锁合的情况下被压制地嵌接到制动器支架中。在此,压制元件特别优选地构成为滚花或齿部。
关于按照本发明的盘式制动器的上述的第三实施方案,其中,导向杆的贴靠在制动器支架上的端面和制动器支架的用于至少接纳导向杆端面的凹部构成为锥面形的,导向杆的端面构成为优选朝向螺钉上升的。
由此,实现改进地对导向杆进行定心以及增大导向杆的端面在制动器支架上的贴合面。
备选地,导向杆的端面构成为朝向螺钉下降的。由此,确保导向杆的外边缘固定地贴合在制动器支架的表面上。
备选地或附加地,可设想将导向杆和/或螺钉与制动器支架粘接。
备选地或附加地,还可设想使导向杆在其贴靠在制动器支架上的端面上配设有金刚石喷涂层,以便进一步提高在导向杆与制动器支架之间的摩擦系数。
按照一种进一步优选的实施方案,为了防止导向杆从制动器支架松开,在螺钉的螺钉头部与螺钉头部在导向杆中的贴合面之间设置有滑环。
由此能实现导向杆的转动,而螺钉不从制动器支架松开。
在又一种备选的实施方案中,为了防止螺钉松开,在导向杆中的在其中接纳有螺钉的孔偏心于导向杆的转动轴线地位移。这两个轴线之间的距离在此优选大于1.5mm、进一步优选大于3mm。
附图说明
以下借助附图描述本发明的实施例。
在图中:
图1以剖切的俯视图示出按照本发明的盘式制动器的部分局部;
图2以透视图详细地示出盘式制动器的制动器支架;
图3按照图2中的标记iii以透视的部分局部视图示出盘式制动器的导向杆;
图4a-e示出在引入压制元件之前盘式制动器的导向杆的实施方案的不同图示;
图5按照在图4d)中的标记v示出导向杆的部分局部的细节图;
图6按照图4b)中的标记vi示出图4中的导向杆的部分局部的细节图;
图7-11示出在引入在这里构成为尖齿部的压制元件之后导向杆的一种实施方案的与图4-6对应的图示;
图12示出具有带有倒角的端面的尖齿部的导向杆的一种备选实施方案的配设有压制元件的部分的透视图;
图13示出按照图12的导向杆的齿部的侧视图;
图14和15示出按照图12的导向杆的齿部的进一步的细节图示;
图16示出具有占据导向杆的整个端面的压制元件的导向杆的另一实施方案的透视图;
图17示出在图16中所示出的导向杆的纵剖视图;
图18和19示出在图16中所示出的导向杆的齿部的放大图;
图20示出在端面的径向外部区域中具有尖齿部的导向杆的另一实施方案的纵剖面的透视图;
图21示出具有径向居中设置的尖齿部的导向杆的另一实施方案的与图20对应的图示;
图22示出具有一体成型在径向的和周向的部分区域中的压制元件的导向杆的另一实施方案的局部的透视图;
图23示出固定在制动器支架上的导向杆以及粘接在制动器支架上的导向杆的剖视图;
图24示出具有带有扳手面的部分环形的突出部的导向杆的另一实施方案的局部的透视图;
图25示出具有带有用于配合榫的接纳部的部分环形的突出部的导向杆的另一备选实施方案的局部的透视图;
图26和27示出具有导向杆的锥面形构成的端面的导向杆的和制动器支架的相应成型的接纳部的固定在制动器支架上的另外实施方案的剖视图;
图28是导向杆的另一实施方案的局部的透视图,在该导向杆中突出部的侧面配设有滚花;
图29示出可安放到具有扳手面的突出部上的防转动环的透视图;
图30示出导向杆的另一实施方案的局部的透视图,该导向杆具有偏心于导向杆的转动轴线设置的接纳孔以接纳用来将导向杆紧固在制动器支架上的螺钉;和
图31示出固定在制动器支架上的导向杆的另一实施方案的剖视图,在该实施方案中滑环设置在螺钉头部与在导向杆中的贴靠台阶之间。
具体实施方式
在以下的附图说明中,术语如“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”等仅参照盘式制动器的、制动器支架的、导向杆的、压制元件等等的在相应的图中选择的示例性的图示和位置。这些术语不应理解成限制性的、亦即由于不同的工作位置或镜像对称的设计或诸如此类,这些参照关系可能改变。
在图1中示出按照本发明的用于商用车的盘式制动器的一部分区域,在该部分区域中骑跨制动盘的制动钳8借助导向杆4可移动地保持在位置固定的、即车辆侧的制动器支架1上。导向杆4与位置固定的制动器支架1借助螺钉5连接。在此,螺钉5被引导穿过导向杆4。
导向杆4在其贴靠在制动器支架1上的端面9上具有至少在周向的和/或径向的部分区域中一体成型的压制元件12,这些压制元件在形成形锁合和/或摩擦锁合的情况下被压制地嵌接到制动器支架1中。
在该例子中长度为100至120mm且外径为30至40mm的导向杆4是轴向滑动轴承的组成部分,并且在防移动地保持在制动钳8中的滑动套筒14中被引导。
导向杆4在这里利用构成为带头螺钉的螺钉5保持在制动器支架1上,其中,螺钉5的螺纹杆6旋入制动器支架角形件2的螺纹孔中。被引导穿过导向杆4的轴向孔10的螺钉5的头部15支撑在导向杆4的下沉部7的底部上。下沉部7优选用保护盖34覆盖以防止污染。保护盖34在此优选构成为能套到或能拧到导向杆4的端部上的保护罩。
在详细地绘出连接有导向杆4的制动器支架1的图2中,如在图1中同样可以看出的那样,导向杆4在端侧贴靠在制动器支架1上,其中,导向杆4具有同中心的突出部11,该突出部插入制动器支架1的与该突出部适配的凹部中。
图3示出导向杆4的一个区段的放大图。相对于突出部11在径向外侧相邻的环绕的环面形成导向杆4的端面9,该端面在周向的外部边缘区域中配设有以齿部形式的压制元件12,而同样同中心延伸的平面13相邻于所述压制元件朝向突出部11延伸。该平面13相对于压制元件12凹入,其中,压制元件12可以高约0.07至0.11mm。
在图3中能特别清楚地看出齿部的布置结构。在该图中还可以看出,压制元件12由径向定向的、在横截面中分别描绘一个等腰三角形轮廓的齿构成。
按照本发明,压制元件12在导向杆4的紧固的、亦即装配的状态中在形成形锁合的情况下被压制到制动器支架1的相配的贴靠面中。
图4至6示出按照本发明的导向杆4的实施方案在将压制元件12引入到导向杆4的端面9的为此设置的压制环面12a上之前的初级阶段。
在此,图4a和4b以透视图示出导向杆4,而图4c以侧视图示出导向杆4。图4d示出导向杆4的通过在图4c中用字母d标记的剖面的剖视图。在此,在图4d中可清楚地看出在导向杆4中居中延伸的轴向孔10和该轴向孔的扩宽的区域,该轴向孔用于接纳螺钉5,该扩宽的区域用来在下沉部7中接纳螺钉5的头部15。
图4e示出按照图4a的导向杆4的俯视图。
图5示出在图4d中用v标记的局部的导向杆4的局部细节。相应地,图6以透视图示出如在图b中用vi标记的局部。
如尤其是在图5和6中能良好地看出的那样,环形区段12a相对于导向杆4的端面9的在该实施方案中沿径向更靠内的平面13略微突出,在该环形区段中以接下来的切削方法引入压制元件12。
沿径向更靠内地,示出突出部11及其侧面20和端面29。还可设想的是,将压制元件12引入突出部11的端面29中,在形成形锁合的情况下在拧紧螺钉5时将所述压制元件压制到制动器支架1的相配的贴靠面中。
沿轴向在压制元件12的下方,凹槽30被引入导向杆4的侧面中,该凹槽用于接纳密封元件31、尤其是波纹管的端部,如例如在图1或图23中示出的那样。在这里构成为波纹管的密封元件31的另一端部固定在制动钳8的空隙中,导向杆4支承在该空隙中。
图7至图9示出借助图4至6所描述的导向杆4处于如下状态,在该状态中环面12a在加工完成的情况下加工有在这里有序分布的棱边以形成压制元件12。
如在图10和11示出的那样,压制元件12优选地构成为楔形齿部。这些构成为楔形齿部的压制元件12的各个齿33在这里构成有相对于导向杆4的纵向轴线沿径向延伸的具有相同高度的棱边。在此,在图10中所示出的局部细节对应于在图7b中用x标记的局部。在图11中所示出的局部细节对应于导向杆4的在图7b中用xi标记的局部。
在图12至15所示的实施方案中,各压制元件12同样构成为环形设置的齿部12。在这里,各个齿的根部的径向延伸尺寸比各个齿的上棱边长。与此相应地,在这里压制元件12的各个齿33的端面32构成为倾斜的,由此在拧紧螺钉时对制动器支架1的贴靠面上起作用的压力增大。
在图12至15所示的实施方案中,平面13设置在位于径向外部的压制元件12与突出部11之间。
在按照本发明的导向杆4的在图16至19中所示出的所述另一实施方案中,压制元件12设置在一个同中心的环形区域中。在这里所示出的实施方案中,导向杆4的端面9完全覆盖有压制元件12。压制元件12在这里又构成为具有沿径向延伸的棱边的齿部,所述棱边构成为沿径向向外轻微升高的。
图20示出按照本发明的导向杆4的另一实施方案的局部,该导向杆具有从端面9的周向外棱边沿径向向内延伸的构成为齿部的压制元件12,在该端面中沿径向更靠内的环形面构成为平面13。在该实施方案中,平面13直接连接到导向杆4的轴向孔10上以接纳螺钉5。在该导向杆4中未设置突出超过端面9的突出部11。
还能设想的是,如在图21中所示出的那样,两个同中心设置的平面13设置在导向杆4的端面9上,其中,压制元件12一体成型在这两个平面13之间。
齿部还可以构成为楔形齿部来代替构成有对称的齿。
可选地,压制元件12构成为具有相同高度或不同高度的有序或无序分布的尖端或棱边。
尤其是,在一种特别的实施例中,压制元件12构成为滚花或齿部,如例如在在图28中所示的实施方案中的那样。
此外,在一种特别的实施例中,平面13设置在相对于压制元件12在内部的和/或在外部的同中心的环形区域中。
此外,在一种特别的实施例中,平面13相对于压制元件12沿轴向凹入或相对于压制元件12伸出。
此外,在一种特别的实施例中,具有压制元件12的区域和具有平面13的区域沿周向交替地分别构成为部段区域,如在图22中所示出的那样。
在那里所示出的实施例中,优选以彼此间相同的角距分别设置至少三个部段区域。
此外,在一种特别的实施例中,齿部12构成为平面齿部,该平面齿部的齿面沿径向定向。
此外,在一种特别的实施例中,齿部12构成为楔形齿部。
此外,在一种特别的实施例中,压制元件12具有比制动器支架1在导向杆4的贴靠区域中大的硬度。
此外,在一种特别的实施例中,导向杆4在引入压制元件12之后至少在所述压制元件的区域中被硬化。
还可设想的是,用粘接剂16润湿导向杆4的端面9并且由此尤其是附加地将导向杆4与制动器支架1粘接。
同样可设想的是,导向杆4的端面9配设有金刚石喷涂层,以便提高端面9的粗糙度。由此实现,在制动器支架1上拧紧螺钉5时金刚石喷涂层嵌入制动器支架1的贴合面中。
同样可设想的是,将金刚石盘插入导向杆4的端面9与制动器支架1上的贴合面之间,来代替喷涂这样的金刚石喷涂层。在此,各个金刚石的颗粒尺寸相应地与制动器支架1的材料相协调。
备选于或附加于在导向杆4的端面9上设置压制元件12,在一种在图24中所示的备选实施方案中,导向杆4具有突出部11,该突出部在形成形锁合的情况下不可相对转动地接纳在制动器支架1的与该突出部相适配的凹部中。在这里所示出的实施方案中,导向杆4的突出部11的外侧面20和制动器支架1的凹部的内侧面构成为部分环形的。尤其是,突出部11的外侧面20的一个部段和制动器支架1的凹部的内侧面的一个部段成形为削平的,并且因此沿螺钉5的转动方向形成突出部11与制动器支架1的凹部的内侧面的形锁合。
还可设想的是,导向杆4的突出部11的外侧面20和制动器支架1的凹部的内侧面构成为多边形的、例如构成为四边形或六边形。
还可设想的是,突出部11被贴合在制动器支架1上的如在图29中示出的防转动环21围绕。
在此,防转动环21和制动器支架1具有平行于螺钉5延伸的孔26,在该孔中接纳有防止防转动环21相对于制动器支架1转动的销。
在图25所示的所述另一实施方案中,突出部11的外侧面20的一个部段和制动器支架1的凹部的内侧面的一个部段具有接纳部18,在该接纳部中置入用于阻止导向杆4围绕螺钉5的转动轴线转动运动的配合榫。
还可设想的是,突出部11的外侧面20的至少一个部分区域具有一体成型在该部分区域上的压制元件12,所述压制元件在形成形锁合和/或摩擦锁合的情况下被压制地嵌接到制动器支架1中。在图28所示的实施方案中,压制元件12构成为滚花。
为了对导向杆4定心以及增大导向杆4的端面9,在另一种在图26中示出的实施方案中,导向杆4的贴靠在制动器支架1上的端面9和制动器支架1的用于至少接纳导向杆4的端面9的凹部构成为锥面形的。
在该实施方案中,导向杆4的端面9构成为朝向螺钉5上升的。
在图27所示的实施方案中,导向杆4的端面9构成为朝向螺钉5下降的。
在按照本发明的导向杆4的在图30中所示的所述另一实施方案中,在导向杆4中的孔10偏心于导向杆4的转动轴线a4位移,在该孔中接纳有螺钉5。由此,导向杆4的转动轴线和螺钉5的转动轴线a10不是同中心的,这同样抵抗导向杆4转动。在此,所提到的这两根轴线的位移尺寸优选大于1.5mm,特别优选大于3mm。
在图31所示的实施方案中,在螺钉5的螺钉头部15与螺钉头部15在导向杆4中的贴合面28之间设置有滑环27。由此能实现:导向杆4可以相对于制动器支架1转动,而不松开螺钉5与制动器支架1的螺纹连接。
附图标记列表
1制动器支架
2制动器支架角形件
4导向杆
5螺钉
6螺纹杆
7下沉部
8制动钳
9端面
10孔
11突出部
12压制元件
12a环
13平面
14滑动衬套
15头部
16粘合剂
17扳手面
18接纳部
19贴靠面
20外侧面
21防转动环
22环形体
23通孔
24扳手面
25突起
26孔
27滑环
28贴合面
29端面
30凹槽
31密封元件
32斜面
33齿
34保护盖
a4导向杆的转动轴线
a10在导向杆中的孔的中心轴线