用于盘式制动器的盘的制动卡钳的制作方法

1.本发明涉及一种制动卡钳的衬垫和一种用于制造所述衬垫的模具，以及涉及一种包括所述衬垫的制动卡钳。


背景技术：

2.具体地，在盘式制动器中，制动卡钳被布置成横跨制动盘的周向外边缘。制动卡钳通常包括具有两个长形元件或部分的本体，这些长形元件或部分被布置成面向盘的相反制动表面。摩擦垫设置在钳的每个长形元件与制动盘的制动表面之间。卡钳体的长形元件中的至少一个长形元件具有至少一个致动器、例如适于容纳液压活塞的气缸，该液压活塞能够在垫上施加推力，从而将垫抵靠盘的制动表面以对车辆施加制动作用。
3.制动卡钳通常被约束至保持牢固地连接至车辆的支撑结构，该支撑结构比方说例如车辆的悬架，更具体地例如机动车辆的悬架的前叉或摇臂。
4.在典型的布置中，两个长形元件中的一个长形元件具有卡钳体附接至支撑结构的两个或更多个附接部分，例如通过提供适于接纳用于固定卡钳的螺钉的比如轴向布置的槽或孔眼、或例如径向布置的通孔，这些螺钉的端部被容纳在设置在卡钳支撑件上的螺纹孔中。
5.在典型的卡钳体结构中，面向制动盘的制动表面布置的长形元件通过横跨制动盘布置的桥状元件而连接在一起。
6.特别地，行车(service)和/或驻车盘式制动器包括与车辆的车轮一起旋转的制动盘。制动垫面向制动盘并被容纳在横跨所述制动盘的制动卡钳中。通过包括液压或特别是在驻车制动器的情况下包括杆的各种类型的致动装置，所述垫被直接或间接偏置以抵靠所述制动盘的相对制动表面。在所谓的浮动卡钳的情况下，该杆固定至旋转轴，该旋转轴启动用于将旋转转换为至少一个制动垫的线性推动位移的机构。
7.在杆、旋转轴和卡钳体之间设置有密封元件或衬垫。
8.该密封元件被压靠在旋转轴的周向部上并被置于设置在卡钳和杆中的适当壳体中。该衬垫被结合至卡钳，并在杆和旋转轴的表面上滑动。
9.这种类型的解决方案是已知的，例如通过us2008135354a1、cn1920324a、us2004245055a1、us2009014257a1、us2015053511a1、us2015308525a1、us9850971b1、us20090107777来得知这种类型的解决方案。
10.然而，在制动操作期间密封元件以及旋转轴和杆的这种连续滑动随着时间的推移会导致松动，这会降低密封率。
11.因此，不能有效地防止水分和外部物质进入卡钳壳体或轴。
12.结果，由于水分和外部物质的渗入，在旋转轴和/或制动垫驱动机构的部分上污垢堆积或形成锈迹，从而在制动器中形成污渍，从而降低了制动性能和最重要的是降低了正确的制动启用性能。


技术实现要素：

13.因此，需求是获得与旋转轴、杆和卡钳体的牢固密封，但同时避免由于水渗入导致的腐蚀而锁定致动器轴。
14.另一迫切的需求是获得衬垫对存在于车辆底部中的污染物的抵抗性，污染物比如为矿物油/汽油/柴油/高压清洗剂。
15.通过所附的根据权利要求1所述的衬垫、根据权利要求8所述的制动卡钳和根据权利要求18所述的模具实现了这些目的和进一步的目的。
16.进一步的目的、解决方案和优点存在于下述实施方式中并且在所附的从属权利要求中要求保护。
17.所提出的解决方案可以使卡钳体的衬垫与旋转轴和杆保持静态接触，因此没有相对运动，从而仅通过对于与卡钳体的接触部而言的滑动作用来进行密封。
18.由于衬垫的所述形状，衬垫可以被装配并保证内部径向密封唇缘部的弹性变形被包括在25％至50％的范围内、优选地在30％至40％的范围内，该范围允许优异的经久耐用的密封，同时不妨碍将衬垫配装在旋转轴的轴密封部分上方的步骤。
19.本发明提出的衬垫形状允许衬垫本身在杆与卡钳体的卡钳滑动表面之间用作弹簧，从而也允许在轴向方向上的弹性压缩，例如，甚至允许在轴向方向上被压缩20％。
20.这种将衬垫简单地安装在旋转轴上的做法仍然可以实现旋转轴与衬垫之间甚至大于120bar的密封性。本发明提出的实施方式可以实现等于ip68的流体密封程度。
21.此外，在密封性能方面，衬垫与杆之间以及衬垫与卡钳体之间的接触增加，但同时不会增加接触压力，尤其是不会增加衬垫与卡钳体之间的接触和滑动压力。这种效果主要通过第一环形外唇缘部与第一环形内唇缘部之间的轴向对准来保证。
22.第一唇缘部的对准或轴向方向上的叠置允许被杆压靠在卡钳体上的第一唇缘部的有效变形，但同时限制衬垫与卡钳体的卡钳滑动表面之间的摩擦作用，从而限制了衬垫磨损，并因此限制了衬垫随着时间的推移而产生的劣化和密封性损失。
23.此外，具有受限摩擦的衬垫的最佳流体密封使在杆开始旋转时由于静摩擦与动摩擦之间的过渡而在杆启动过程中经历的粘附或残余扭矩量降低。这种残余驱动扭矩的降低使得可以拥有更精确和更灵敏的装置，这种要求例如但不仅在设置有反馈驱动的驱动器的电驱动制动器中变得越来越重要。
24.通过第二环形外唇缘部与第二环形内唇缘部之间的进一步轴向对准，在所述第一唇缘部与第二唇缘部之间产生一个向内和一个向外的凹形部，进一步增强了这种效果。
25.这些优点和其他优点通过提供相对于与旋转轴的旋转轴线正交的平面对称的衬垫形状而被增强。
26.衬垫的对称性除了使最佳的低摩擦密封性增强之外，还使组装变得非常简单，因为衬垫的对称性使衬垫可以在其所有取向上使用，在所有取向上是相互等效的。在不提供取向的情况下组装衬垫可以使制动器组装过程更快，同时更安全且始终保证最佳的衬垫性能。
27.使用包含硅树脂的衬垫允许具有出色的密封性能，同时获得适于承受各种侵蚀剂的衬垫，各种侵蚀剂诸如矿物油/汽油/柴油/高压清洗剂之类的化学流体。
附图说明
28.下面通过仅以非限制性示例的方式、同时特别地参考附图提供的各实施方式来描述本发明的各种实施方式，在附图中：
[0029]-图1示出了具有旋转致动构件的致动杆的制动卡钳的轴测图，即从其车内侧观察卡钳的轴测图；
[0030]-图2示出了图1的制动卡钳的以剖视且局部的方式示出的轴测图，其中杆连接至被容纳在卡钳体中的旋转轴；
[0031]-图3示出了图2的卡钳的沿着通过旋转轴的旋转轴线的平面截取的细节的截面；
[0032]-图4示出了工作在杆、旋转轴和卡钳体之间的衬垫的细节的轴测剖面图；
[0033]-图5示出了根据本发明的衬垫的轴测图；
[0034]-图6示出了图5的衬垫的沿着包含轴向方向以及穿过适于将金属环的支撑元件接纳在模具中的相反的两个支撑开口的平面截取的轴测截面图；
[0035]-图7示出了图6中所示部分的侧剖视图；
[0036]-图8示出了图5的衬垫的细节的剖视图。
具体实施方式
[0037]
根据总体实施方式，卡钳体的衬垫11包括环形的衬垫本体12。
[0038]
所述衬垫11包括至少一个内部径向密封唇缘部13，该内部径向密封唇缘部13适于与旋转轴3的外接触表面6接触，旋转轴3具有限定轴向方向a-a的旋转轴线x-x。
[0039]
所述衬垫11包括至少两个第一唇缘部14、15。
[0040]
所述至少两个第一唇缘部14、15是环形的并且从所述衬垫本体12的相反两侧突出，从而形成第一外唇缘部14和第一内唇缘部15。
[0041]
所述第一外唇缘部14和第一内唇缘部15在轴向a-a上对准。
[0042]
所述第一外唇缘部14适于与杆4的至少一个杆支撑表面10进行接触。
[0043]
所述第一内唇缘部15适于与卡钳体7和至少一个卡钳滑动表面9以滑动的方式进行接触。
[0044]
根据实施方式，所述至少两个第一唇缘部14、15从所述衬垫本体12于相反两侧根据相对于所述轴向方向a-a和与所述轴向方向a-a正交的径向方向r-r两者倾斜的方向突出，从而在至少两个第一唇缘部之间形成侧向“v”形的环状部16。
[0045]
所述环状部16具有在径向方向r-r上被定向成背对所述内部径向密封唇缘部13的凹形部。
[0046]
由于两个第一唇缘部14、15的这种倾斜布置，由轴向挤压确定的弹性压缩变形、即沿轴向方向a-a定向的弹性压缩变形的抵抗性比仅在轴向方向a-a上延伸突出的相同的第一唇缘部的轴向压缩的抵抗性小，因为倾斜布置的两个第一唇缘部14、15在倾斜时还会发生弯曲变形。
[0047]
根据实施方式，所述衬垫11包括至少两个环形的第二唇缘部17、18，所述至少两个环形的第二唇缘部17、18从所述衬垫本体12的相反两侧突出，从而形成第二外唇缘部17和第二内唇缘部18。
[0048]
所述第二外唇缘部17和第二内唇缘部18在轴向a-a上对准。
[0049]
所述第二外唇缘部17适于与所述至少一个杆支撑表面10进行接触。
[0050]
所述第二内唇缘部18适于与所述至少一个卡钳滑动表面9以滑动的方式进行接触。
[0051]
根据实施方式，所述至少两个第二唇缘部17、18从所述衬垫本体12于相反两侧根据同一轴向方向a-a突出。
[0052]
由于两个第二唇缘部17、18在轴向方向a-a上的延伸，由轴向挤压确定的弹性压缩变形、即沿轴向方向a-a定向的弹性压缩变形的抵抗性比倾斜定向的唇缘部的变形的抵抗性大，因为在这种情况下，两个第二唇缘部17、18仅以压缩的形式而不以弯曲的形式起作用。
[0053]
根据实施方式，当所述衬垫11被卸载并且因此未受压时，所述第一唇缘部14、15延伸了轴向方向a-a上的第一限定的第一唇缘部轴向延伸量“d”。
[0054]
当所述衬垫11被卸载并且因此未受压时，所述第二唇缘部17、18延伸了轴向方向a-a上的第二限定的第二唇缘部轴向延伸量“d”。
[0055]
根据实施方式，所述第一限定的第一唇缘部轴向延伸量“d”大于所述第二限定的第二唇缘部轴向延伸量“d”。
[0056]
根据实施方式，在所述第一内唇缘部15和所述第二内唇缘部18之间包括有内凹陷部19。
[0057]
根据实施方式，所述内凹陷部19适于容纳润滑流体、例如润滑脂。
[0058]
根据实施方式，所述衬垫11具有关于中平面“p”对称的形状，该中平面例如穿过衬垫本体12的环形延伸部的正交截面的中心线并且正交于所述轴向方向a-a。
[0059]
根据实施方式，所述衬垫11包括至少一个金属环21。
[0060]
所述金属环被至少部分嵌入环形的所述衬垫本体12中。
[0061]
由于金属环21的设置，在旋转轴3、并且特别是轴密封部分5的所述衬垫必须紧密工作抵靠的直径或横向尺寸被限定时，可以对内部径向密封唇缘部的按压进行限定。
[0062]
根据实施方式，所述衬垫11包括弹性材料、例如硅橡胶。
[0063]
根据实施方式，除了支撑开口22之外，所述衬垫11具有关于穿过衬垫本体12的中心线并且与所述轴向方向a-a正交的中平面p对称的形状，该支撑开口22由用于将金属环21保持在模具内的支撑件来创建，该模具用于围绕所述金属环21对所述衬垫本体12进行模制。
[0064]
本发明还涉及一种制动卡钳1，该制动卡钳1包括根据上述实施方式中的任一个实施方式的衬垫。
[0065]
根据一般实施方式，所述制动卡钳1包括至少一个旋转致动构件2。
[0066]
所述旋转致动构件2包括至少一个旋转轴3和与所述旋转轴3相关联的杆3。
[0067]
所述旋转轴3具有旋转轴线x-x，该旋转轴线对轴向方向a-a进行限定。
[0068]
所述旋转轴3包括在外部由外接触表面6限界的轴密封部分5。
[0069]
所述制动卡钳1包括卡钳体7。所述至少一个旋转轴3部分地插入到所述卡钳体7中。
[0070]
所述制动卡钳1还包括衬垫室8。所述衬垫室8至少部分地由所述卡钳体7的至少一个卡钳滑动表面9、所述杆4的至少一个杆支撑表面10、以及所述至少一个旋转轴3的所述外
接触表面6来限界。
[0071]
所述制动卡钳1还包括至少一个衬垫11。
[0072]
所述至少一个衬垫11包括环形的衬垫本体12。
[0073]
所述至少一个衬垫11包括至少一个内部径向密封唇缘部13，所述至少一个内部径向密封唇缘部13与所述至少一个旋转轴3的所述外接触表面6相接触。
[0074]
所述至少一个衬垫11包括至少两个第一唇缘部14、15。
[0075]
所述至少两个第一唇缘部14、15是环形的并且从所述衬垫本体12的相反两侧突出，从而形成第一外唇缘部14和第一内唇缘部15。
[0076]
所述第一外唇缘部14和第一内唇缘部15相互在轴向a-a上对准。
[0077]
所述第一外唇缘部14与所述至少一个杆支撑表面10相接触。
[0078]
所述第一内唇缘部15与所述至少一个卡钳滑动表面9滑动接触。
[0079]
根据实施方式，所述至少两个第一唇缘部14、15从所述衬垫本体12于相反两侧根据轴向方向a-a突出。
[0080]
根据实施方式，所述至少两个第一唇缘部14、15从所述衬垫本体12于相反两侧根据相对于所述轴向方向a-a和与所述轴向方向a-a正交的径向方向r-r两者倾斜的方向突出，从而在所述至少两个第一唇缘部14、15之间形成侧向“v”形的环状部16，该环状部16具有在径向方向r-r被定向成背对所述旋转轴3的凹形部。
[0081]
根据实施方式，所述至少一个衬垫11包括至少两个第二唇缘部17、18，所述至少两个第二唇缘部17、18从所述衬垫本体12的相反两侧突出，从而形成第二外唇缘部17和第二内唇缘部18。
[0082]
环形的所述第二外唇缘部17和第二内唇缘部18在轴向a-a上对准。
[0083]
所述第二外唇缘部17与所述至少一个杆支撑表面10相接触。
[0084]
所述第二内唇缘部18与所述至少一个卡钳滑动表面9滑动接触。
[0085]
根据实施方式，在所述第一内唇缘部15与所述第二内唇缘部18之间包括有内凹陷部19，所述内凹陷部19与所述卡钳滑动表面9一起限界出适于容纳润滑剂、例如润滑油的润滑剂室23。
[0086]
根据实施方式，在所述第一外唇缘部14与所述第二外唇缘部17之间包括有外凹陷部20。
[0087]
根据实施方式，当所述衬垫11被卸载时，因此当所述衬垫11没有通过杆4压靠在卡钳体7上时，所述第一唇缘部14、15延伸了轴向方向a-a上的第一限定的第一唇缘部轴向延伸量“d”。
[0088]
当所述衬垫11被卸载时，因此当所述衬垫11没有通过杆4压靠在卡钳体7上时，所述第二唇缘部17、18延伸了轴向方向a-a上的第二限定的第二唇缘部轴向延伸量“d”。
[0089]
所述第一限定的第一唇缘部轴向延伸量“d”大于所述第二限定的第二唇缘部轴向延伸量“d”。
[0090]
根据实施方式，所述衬垫11具有关于穿过衬垫本体12并且与所述轴向方向a-a正交的中平面“p”对称的形状。
[0091]
根据实施方式，所述衬垫11包括至少一个金属环21。
[0092]
根据实施方式，所述金属环21至少部分地嵌入环形的所述衬垫本体12中。
[0093]
根据实施方式，所述衬垫11包括弹性材料、例如硅橡胶。
[0094]
根据实施方式，除了支撑开口22之外，所述衬垫11具有关于穿过衬垫本体12的中心线并且与所述轴向方向a-a正交的中平面p对称的形状，该支撑开口22由用于将金属环21保持在模具内侧的支撑件来创建，该模具用于围绕所述金属环21对所述衬垫本体12进行模制。
[0095]
根据实施方式，除了至少四个支撑开口22之外，所述衬垫11具有关于穿过衬垫本体12的中心线并且与所述轴向方向a-a正交的中平面p对称的形状，支撑开口22由用于将金属环21保持在模具内侧的支撑件来创建，该模具用于围绕所述金属环21对所述衬垫本体12进行模制。
[0096]
根据实施方式，所述金属环21相对于所述旋转轴3的所述外接触表面6限定有预定的金属环距离m。
[0097]
当所述衬垫11静置时，即所述衬垫11未配装在所述旋转轴3上时，所述内部径向密封唇缘部13在横向于所述轴向方向a-a的径向方向r-r上延伸了比所述金属环距离m更大的实体部。
[0098]
根据实施方式，所述第一唇缘部14、15和所述第二唇缘部17、18在被按压在所述杆4与所述卡钳体7之间时弹性变形。
[0099]
根据实施方式，所述第二唇缘部17、18相对于所述第一唇缘部14、15而言具有更大的刚性。
[0100]
根据实施方式，所述不同的刚度由所述第二唇缘部17、18相对于所述第一唇缘部14、15不同的形状而引起。
[0101]
根据实施方式，所述不同的刚度由于下述事实而引起：所述第二唇缘部17、18包括相对于制造所述第一唇缘部14、15的材料而言在弹性上更具刚性的材料。
[0102]
根据实施方式，提供了至少部分地嵌入在所述衬垫11中的金属环21。根据实施方式，所述金属环21至少部分地置于所述第二外唇缘部17与所述第二内唇缘部18之间，从而使所述第二外唇缘部17和所述第二内唇缘部18的塑性变形小于所述第一外唇缘部14和所述第一内唇缘部15中的一者的塑性变形，所述第一外唇缘部14和所述第一内唇缘部15不具有置于所述第一外唇缘部14与所述第一内唇缘部15之间的任何搁置元件。
[0103]
根据实施方式，所述杆4包括沿轴向方向a-a抵靠所述旋转轴3的旋转轴肩部25的杆抵接表面24，因此在所述杆支撑表面10与所述卡钳滑动表面9之间留有预定的衬垫室距离或高度h。
[0104]
当所述衬垫11被卸载并且因此未受压时，所述第一唇缘部14、15延伸了轴向方向a-a上的第一限定的第一唇缘部轴向延伸量d。
[0105]
所述第一唇缘部轴向部d大于所述衬垫室高度h。
[0106]
根据实施方式，所述杆4包括沿轴向方向a-a抵靠所述旋转轴3的旋转轴肩部25的杆抵接表面24，因此在所述杆支撑表面10与所述卡钳滑动表面9之间留出预定的衬垫室距离或高度h。
[0107]
当所述衬垫11被卸载时，因此当所述衬垫11没有通过杆4压靠在卡钳体7上时，所述第二唇缘部17、18延伸了轴向方向a-a上的第二限定的第二唇缘部轴向延伸量d。
[0108]
所述第二唇缘部轴向延伸量d大于所述衬垫室高度h。
[0109]
根据实施方式，所述衬垫11通过在模具中模制而获得，在该模具中，在衬垫材料被引入到所述模具中时保持至少部分地嵌入在所述衬垫中的金属环21预先插入到模具中并且由模具在内部支撑。
[0110]
本发明还涉及一种用于制造所述衬垫11的模具。
[0111]
所述衬垫模具特别是用于制造根据前述实施方式中的任一个实施方式的衬垫的模具。
[0112]
所述模具包括围绕对轴向方向a-a进行限定的轴线x-x的环形室。
[0113]
与所述轴线x-x正交的内部径向延伸部从所述环形室突出。
[0114]
至少两个另外的轴向延伸部从所述环形室突出。
[0115]
所述至少两个另外的轴向延伸部是环形的并且在所述环形室的相反两侧上突出，从而形成第一外轴向延伸部和第一内轴向延伸部。
[0116]
所述第一外轴向延伸部和第一内轴向延伸部在轴向a-a上彼此对准。
[0117]
附图标记
[0118]
1 制动卡钳
[0119]
2 旋转致动构件
[0120]
3 旋转轴
[0121]
4 杆
[0122]
5 轴密封部分
[0123]
6 外接触表面
[0124]
7 卡钳体
[0125]
8 衬垫室
[0126]
9 卡钳滑动表面
[0127]
10 杆支撑表面
[0128]
11 衬垫
[0129]
12 衬垫本体
[0130]
13 内部径向密封唇缘部
[0131]
14 与杆接触的第一外唇缘部
[0132]
15 与卡钳接触的第一内唇缘部
[0133]
16 第一唇缘部之间的“v”形的环状部
[0134]
17 与杆接触的第二外唇缘部
[0135]
18 与卡钳接触的第二内唇缘部
[0136]
19 内凹陷部
[0137]
20 外凹陷部
[0138]
21 金属环
[0139]
22 支撑开口
[0140]
23 润滑剂室
[0141]
24 杆抵接表面
[0142]
25 旋转轴肩部
[0143]
a-a 轴向方向
[0144]
x-x 旋转轴的旋转轴线
[0145]
d 第一唇缘部轴向延伸量
[0146]
d 第二唇缘部轴向延伸量
[0147]
h 衬垫室高度
[0148]
m 金属环距离。