专利名称：具有活塞回退装置的盘式制动器卡钳的制作方法
具有活塞回退装置的盘式制动器卡钳本发明涉及这种类型的盘式制动器卡钳，包括横跨制动盘布置的本体，该本体具有用于在所述制动器卡钳内操作的活塞的回退装置(roll-back device)。所述盘包括旋转轴线和相对的摩擦表面。衬垫容纳在所述卡钳本体内，从而可在盘的轴向方向上滑动，以便分别在所述相对的摩擦表面上操作。所述卡钳本体进一步包括至少一个座，所述至少一个座适合于密封地容纳活塞，并且随之适合于在加压制动流体朝着所述衬垫按压所述活塞时将所述衬垫中的至少一个压紧抵靠在所述盘的摩擦表面上。特别地，在制动流体施加在活塞上的压力终止时，活塞回退装置允许以预定的量将活塞返回到卡钳本体的座内，从而防止衬垫在盘上施加剩余的不需要的制动作用，或者剩余的制动转矩，甚至是在车辆驾驶员所控制的制动系统内不施加压力的情况下。JP10292834、US6044936、US4387901、US3421604、US3377076 以及 EP0092896 Al 中已知将在活塞上操作的垫圈用作活塞的回退部件。
该垫圈容纳在活塞座或缸体的表面的座内并且按压在活塞上，以便在活塞的运动方向上变形，并且在活塞被加压制动流体按压而移动的同时保留一表面与活塞接触。在活塞上的制动流体压力终止后，由于活塞而弹性并轴向变形的垫圈回复最初的形状，从而将活塞拉入缸体内。如果在制动动作的过程中，被活塞压紧的衬垫磨损超过垫圈的变形极限，那么活塞开始相对于变形的垫圈滑动，以弥补衬垫的磨损度。在制动动作终止时，活塞通过垫圈返回的程度仅仅与垫圈的变形成比例。虽然从多个角度来说这些已知的活塞回退装置都较令人满意，但是这些活塞回退装置显示了固有的操作可变性，该操作可变性与垫圈执行在缸体与活塞之间提供密封并且用作用于回退活塞的弹性件的双重功能的事实相关。因此，弹性回退受到在活塞上操作的制动流体的压力的干扰，达到回退被认为随着时间不恒定的程度。而且，垫圈靠近由于盘与衬垫之间的摩擦而产生的热源会造成制动流体的温度不期望地升高，继而可能在流体内形成蒸汽气泡。高温也可造成构成垫圈的材料的物理特征快速退化，从而在这种情况下，还导致活塞回退装置操作可变性较高。在W007057929中已知使用在构成活塞的两个部件之间操作的弹性装置来确定活塞的回退。该装置包括这样的活塞,该活塞包括活塞本体和与所述活塞本体同轴的套筒，刮刀件(scraper element)容纳在设置于卡钳本体内的座内，从而按压抵靠在套筒的表面上，弹性装置设置在所述套筒与所述活塞本体之间。当按压活塞以便从活塞的座内出来时，该活塞引起弹性装置的压缩。在终止制动流体压力后，弹性装置将活塞本体带入与套筒抵接的位置，从而确定预定程度的活塞回退。由于具有多个构成活塞的部件，该已知活塞回退装置在结构方面更复杂，因此更难以组装。文献W000169102显示了与之前的W007057929相似的活塞回退装置，其中，在缸体
上操作的垫圈的座设置于活塞内。同样，在这种情况下，该装置的复杂性造成构成该活塞的部件难以机加工以及导致活塞的组装复杂。本发明的目的在于提供具有活塞回退装置的盘式制动器卡钳，所述活塞回退装置能够克服现有技术的缺点，尤其是获得能够允许精确地且可反复地回退活塞的装置，同时该装置容易构造和组装。通过根据权利要求I所述的制动卡钳活塞回退装置实现这个目的。根据一般性的实施方式，盘式制动器卡钳包括横跨制动盘布置的卡钳本体。这个制动盘具有定义轴向方向的旋转轴线。制动盘具有彼此相对的摩擦表面，衬垫在所述摩擦表面上容纳在卡钳内，以便基本上在轴向方向上可滑动地操作。所述卡钳本体包括至少一个活塞座，所述至少一个活塞座适合于容纳活塞，所述活塞具有与活塞座配合的侧向表面，以便被从所述活塞座流出的加压制动流体推动，以便使所述衬垫中的至少 一个压紧抵靠在制动盘的所述摩擦表面中的其中一个上。有利地，所述活塞具有带有轴线的基本圆柱形的活塞本体，该活塞本体的对称轴线或推力轴线基本平行于制动盘的旋转轴线布置。所述活塞本体也具有与所述推力轴线垂直布置的径向方向。根据一个实施方式，所述活塞本体紧凑地制成，或者换言之，制成为单体件，例如，这是由于如下的事实通过从杆中去除碎屑(chip)的机加工操作来获得该活塞本体，或者通过单次铸造随后机加工去除碎屑来获得该活塞本体，或者也通过锻造或拉拔操作来获得该活塞本体。根据一个实施方式，也使用若干个部件来提供所述活塞本体，然而，这些部件通过不可移除的方式彼此组装并紧固。优选地，所述活塞本体具有底部，该底部适合于面向设置在卡钳本体内活塞座的底部并且适合于接收制动流体的推力。根据一个实施方式，所述活塞本体还具有从所述底部朝着至少一个衬垫突出的圆柱形壁。根据一个实施方式，所述活塞本体具有第一环形座，所述第一环形座设置在所述圆柱形壁内并处于沿径向方向至少部分地叠置在活塞的底壁上的位置中。所述第一环形座接纳垫圈，所述垫圈在所述活塞与所述活塞的活塞座之间操作，以便提供适合于防止制动流体从卡钳本体渗漏的流体密封。根据一个实施方式，所述垫圈被接纳在所述第一环形座内，从而基本上防止在活塞的操作过程中，所述垫圈在与推力轴线平行的方向上、在活塞与活塞座之间的任何变形。根据一个实施方式，第一垫圈被接纳在所述第一座内，以便防止所述第一垫圈在推力轴线的方向上发生任何相关的轴向变形或弹性变形，从而防止所述第一垫圈为活塞回退或弹性返回到活塞座内提供任何实质相关的帮助。根据一个实施方式，所述活塞本体还具有第二环形座，所述第二环形座布置在所述圆柱形壁内。该第二环形座与第一环形座不同，并且该第二环形座相对于所述第一环形座布置在与活塞的底部相对的侧部上。根据一个实施方式，该第二环形座接纳第二垫圈。有利地，该第二环形座具有的形状适合于允许所述第二垫圈发生受控弹性变形。根据一个实施方式，所述第二环形座具有的形状适合于允许第二垫圈在与推力轴线平行的方向上发生受控弹性变形。
有利地，所述第二环形座接纳垫圈，以使得所述垫圈能够按压在活塞与活塞座之间，并且允许所述垫圈在推力轴线的方向上发生塑料变形，从而在活塞相对于活塞座进行相对运动的期间，适应所述第二环形座的形状，并且使得所述垫圈被弹性地预加载，以便在制动动作终止时将活塞以预定程度返回活塞座内或回退。从下面参照附图，对根据本发明装置的仅以非限制实例方式提供的优选实施方式的描述中，本发明的装置的其他特性和优点将是显而易见的，附图中图I为制动卡钳的朝向制动盘轴线的正交投影图；图2为图I的制动卡钳的正视图；图3为沿着图I的制动卡钳的线III-III的横截面图；图4为图3中用参考标号IV表示的缸体装置和制动卡钳活塞的横截面详图；
图5为沿着图I的制动卡钳的线III-III的横截面视图，其中，活塞显示为处于与图3中不同的操作条件下；图6为图5中用VI表示的缸体装置和制动卡钳的活塞的横截面详图；图7为活塞的根据图9的线VII-VII的横截面视图；图8为图7的活塞的径向视图；图9为图7的活塞的仰视图；
图10为具有分开的部件的制动卡钳活塞的轴测图；图11为沿着穿过图10活塞的活塞推力轴线的平面的横截面正交视图；图12a为又一实施方式中的具有分开的部件的制动卡钳活塞的正视图；图12b为沿着穿过图12活塞的活塞推力轴线的平面的横截面正交视图；图12c为另一实施方式中的具有分开的部件的制动卡钳活塞的正视图；图13为根据又一实施方式的具有分开的部件的活塞的正视图；图14显示了图13的具有分开部件的活塞在根据推力轴线的正交横截面内的视图；图15a为显示出活塞在五个制动周期内根据时间返回到活塞座内的趋势或回退趋势的曲线图；图15b为显示出活塞在五个制动周期内根据时间返回到活塞座内的趋势或回退趋势的曲线图，其中回退的程度预先确定为比图15a的小10倍；图16为显示出现有技术的活塞解决方案与本文所述的活塞解决方案之间进行比较的示图，其中，该示图显示了在考虑其他条件等同的情况下，车辆的制动踏板根据制动器施加的制动转矩的行程；图17为根据另一实施方式的活塞的横截面图；图18为根据又一实施方式的活塞的横截面图；图19为图18的活塞的正视图，其中一些部件是透明的以便示出下层的部件；图20、图21和图22显示了具有分开的部件的图18的活塞的正视图或横截面视图；以及图23为卡钳本体的接纳两个活塞的部件的横截面正视图。后文中，应该参照“轴向方向”或“推力方向”来表示与可关联制动盘的旋转轴线基本平行的方向；“推力轴线”来表示与可关联盘的旋转轴线基本平行的轴线径向方向”表示与制动盘的旋转轴线基本垂直的方向；“拔出”或“前行”或“离开”表示活塞从其设置卡钳本体内的座中撤出的行进方向；“回退”或“返回”或“后退”表示活塞进入其设置在卡钳本体内的座中的行进方向；“逆行(knock back)”表示活塞由于施加与制动流体的作用不同的作用的装置而从活塞的设置在卡钳本体内的座中撤出的行进方向边缘”表示固体的两个面连接的位置。根据具有活塞回退装置的制动卡钳的一个一般性实施方式，制动卡钳I包括卡钳本体2，该卡钳本体横跨具有旋转轴线X-X以及相对摩擦表面4、5的制动盘3布置。制动卡钳I将衬垫6、7接纳在卡钳本体2内，从而允许所述衬垫沿制动盘3的轴向方向X-X滑动以及在所述相对的摩擦表面4、5上产生作用。根据一个实施方式，所述卡钳本体2包括至少一个活塞座8，该活塞座适合于接纳活塞9，所述活塞具有侧向表面10且适合于在所述活塞座8内滑动，从而被从所述座中流出的加压制动流体推动，以便将所述衬垫6、7中的至少一个压紧抵靠制动盘3的所述摩擦表面4、5的其中一个上。
根据一个实施方式，所述活塞9具有基本圆柱形的活塞本体11，所述活塞本体具有与制动盘的旋转轴线X-X基本平行的推力轴线T-T并且具有与所述推力轴线T-T垂直的径向方向R_R。根据一个实施方式，所述活塞的所述活塞本体11为单体件。根据一个实施方式，所述活塞本体具有底部12和圆柱形壁13。根据一个实施方式，所述活塞本体11具有第一环形座14，该第一环形座设置于所述圆柱形壁13内并且至少部分径向地叠置在所述底部12上。根据一个实施方式，所述第一环形座14接纳第一垫圈15，该第一垫圈在所述活塞9与所述活塞座8之间操作以便提供流体密封，该流体密封实现对流体的加压，还防止制动流体渗漏。根据一个实施方式，所述第一垫圈15被接纳在所述第一环形座14内，以便防止在活塞操作的过程中，所述第一垫圈在与推力轴线T-T平行的方向上、在活塞与活塞座之间发生任何变形。根据一个实施方式，所述活塞本体11具有设置在所述圆柱形壁13内的第二环形座16。有利地,所述第二座16与所述第一座14不同，并且所述第二座相对于所述第一座14布置在与底部12相对的侧部上。换言之，所述第二座16布置成最靠近所述第一座14的衬垫。根据一个实施方式，所述第二环形座14接纳第二垫圈17，并且所述第二环形座具有的形状适合于所述垫圈17的受控弹性变形。根据一个实施方式，所述第二垫圈17在所述活塞9与所述活塞座8之间操作，并且所述第二垫圈适合于在推力轴线T-T的方向上弹性变形，并所述第二垫圈在活塞9相对于活塞座8进行相对运动的期间适应所述第二环形座14的形状，以便被弹性预加载，并且在制动作用终止时将活塞9以预定程度返回到活塞座8内，或者进行回退RB。根据一个实施方式，所述活塞本体9包括内部中空部分18。根据一个实施方式，所述活塞本体的形状基本构造为界定内部腔的玻璃杯的形状。有利地，所述内部中空部分18具有横向于推力轴线T-T并从所述底部12开始增大的尺寸。根据一个实施方式，所述中空部分18优选地由两个部分19、20构成，这两个部分中的第一部分19靠近底部12布置，并且具有横向于推力轴线T-T计算的尺寸，所述尺寸比第二部分20的横向于推力轴线T-T计算的尺寸小。根据一个实施方式，所述圆柱形壁13具有基本恒定的径向厚度21。根据一个实施方式，所述圆柱形壁13包括两个部分22、23，这两个部分中第一部分22用作衬垫6、7与所述环形座14、16之间的垫片，而第二部分23布置地离衬垫6、7较远以便产生适合于接纳垫圈15、17的结构。根据一个实施方式，圆柱形壁13的第一部分22包括减轻装置24。 根据一个实施方式，圆柱形壁13的第一部分22包括减轻孔25。根据一个实施方式，圆柱形壁13的第一部分22包括纵向减轻槽46。根据一个实施方式，所述第二环形座16布置在圆柱形壁13的叠置在中空部分18的第二部分20上的部分23内，所述第二部分与中空部分18剩余的第一部分19相比具有更小的直径。根据一个实施方式，所述第一环形座14包括垂直于推力方向T-T布置的两个侧向面 26、27。根据一个实施方式，所述第一垫圈15优选地包括稱接到定位环(retentionring) 29的“0型环”垫圈28，所述“0型环”垫圈和定位环都被接纳在所述第一环形座14内，并且其中，所述定位环29包括与所述第一环形座14的侧向面26、27配合的相对侧壁30、31。根据一个实施方式，所述第一垫圈15包括定位环29，该定位环具有与环形座14相对并且适用于通过与活塞座8的内部滑动表面33配合来提供流体密封的表面32。根据一个实施方式，所述第一垫圈15包括定位环29，该定位环具有面向下层垫圈28并且形状构造为部分接纳所述垫圈28的表面34。根据一个实施方式，所述定位环28具有面向“0型环”垫圈的表面34，该表面具有带圆弧形横截面的环形槽。根据一个实施方式，所述第一垫圈15包括接纳在所述环形座14内的定位环28，以便基本上防止所述第一垫圈围绕径向方向R-R的旋转以及沿着推力轴线T-T的移动。根据一个实施方式，所述第二环形座16在最靠近活塞本体的底部布置的边缘35附近包括倒圆部36，该倒圆部限定适合于在垫圈部分37进行弹性变形的过程中接纳所述垫圈部分的容积38或腔室，所述弹性变形通过从活塞座8撤出活塞9的运动来确定。根据一个实施方式，所述第二垫圈17优选地为基本四边形的。根据一个实施方式，所述第二环形座16限定容积38，该容积的尺寸设计为接纳垫圈17的一部分或预定量37，以便活塞9以预期的量回退RB进入活塞的活塞座8内。根据一个实施方式，所述第二环形座16与所述第一环形座14间隔的距离等于或小于沿着推力方向T-T计算时所述第一座的宽度45。根据一个实施方式，所述第二环形座16与所述第一环形座14间隔的距离t等于或小于沿着推力方向T-T计算时所述第二座的宽度46。根据一个实施方式，所述第二环形座16包括其在离活塞本体的底部12最远的边缘39附近的第二倒圆部40，该第二倒圆部适合于确定用以在垫圈17弹性变形的过程中接纳所述垫圈的部分42的逆行容积(knock back volume)41,所述弹性变形通过活塞9返回而压入活塞的活塞座8内的运动来确定。根据一个实施方式，所述第二环形座16限定逆行容积41，该逆行容积的尺寸设计为接纳垫圈17的预定部分42，以便获得预定程度的“逆行” KB。根据一个实施方式，活塞本体11的所述底部12包括适合于接纳弹性件44的底部座43，该弹性件根据推力方向T-T在活塞9与活塞座8之间操作。根据一个实施方式，所述底部12包括配置成能够实现所述弹性件44的正确定心的底部座43。根据一个实施方式，在所述底部12与所述活塞座8之间，优选地设置有弹簧44，该弹簧具有在活塞9从活塞座8中撤离的整个行程中基本恒定的弹性常数。
根据一个实施方式，在所述底部12与所述活塞座8之间具有弹性件44，该弹性件能够确保活塞9所需要的“逆行”，同时也考虑到第二垫圈17可能的逆行动作。由于第一环形座的布置，S卩，在径向方向上至少部分地叠置到活塞的底壁，制动流体可保持远离衬垫，从而远离可改变制动流体特性的其中一个热源，比如，该热源可将制动流体加热到沸腾的程度，因此使得实际上不可能制动车辆。提供远离衬垫所引起的热源布置的垫圈，也允许确保垫圈的材料较少经受对其化学/物理性质的损害，因此，避免密封的操作多变性以及活塞弹性返回到活塞座内或回退，同时确保限定回退以便所述回退具有预定较低程度的可能性，同时确保这些回退后退总是随着时间而恒定或重复并且可靠。图15a和图15b显示了将回退设为0. 2mm和0. 02mm时进行测试的结果。这些曲线图显示了活塞根据时间行程，并且清晰地显示了回退在五个或六个操作周期内是如何精确并且极其地具有重复性，以及显示出回退具有允许将回退程度降低到有利于增大即时制动的可靠程度。提供回退程度小、但是随着时间恒定并反复的回退，这就允许甚至在高性能的车辆内使用这种装置，在高性能车辆中驾驶员想要感受到车辆制动装置的制动对于对该制动装置的控制反应极快。由于活塞已经在先前制动的过程中通过回退装置返回后，活塞应再次在衬垫附近进行小的行程，因而还确保了制动装置的反应性。同样，如图16中所示，通过测试，在根据现有技术的活塞运行状况(虚线)与根据本说明提供的活塞运行状况(实线)之间进行比较，表示制动踏板的行进(或制动泵的行进)是根据制动流体或制动转矩的压力，与现有技术的解决方案相比，所提出的解决方案明确地更具刚性(更水平的线)，从而更即时准确。提供在根据任何一个前述实施方式中所示的活塞，允许提供用于减轻活塞本体的装置，尤其是设置在活塞本体部分内，从而分离垫圈与衬垫，比如如图12a和图12b中所示，在这些图中，比如孔25减轻活塞，或者比如如图12c所示，在该图中，纵向槽46 (优选地为盲槽)减轻活塞。上述实施方式允许同时进行更简单以及更精确的机加工操作。比如，与在活塞座中的卡钳本体内提供环形座相比，在活塞本体上机加工环形座更简单更精确。同样，更精确地机加工所述座，允许更精确地预先限定所述垫圈在推力轴线的方向上的塑料变形的程度，从而精确地预先限定活塞回退的程度。
提供适合于接纳活塞与活塞座之间的密封垫圈的第一环形座，其中该第一环形座的形状能够基本上防止垫圈在推力轴线的方向上发生塑料变形，这允许分开机械部件，由于这些机械部件旨在允许活塞弹性返回到活塞座内，从而确保流体的密封，并因此优化材料的设计和选择，并且确保甚至更精确的回退。提供第一密封垫圈允许保持制动流体远离第二回退垫圈，防止制动流体(尤其在被加压时)在第二回退垫圈上的冲击，并且确保甚至更可靠且可重复的操作。更低程度的回退以及更大的精确度允许确保制动卡钳内可能提供的所有活塞的精确均匀的回退，从而防止产生局部残留的制动转矩，因此确保衬垫更均匀地磨损。然而，在不背离下面权利要求书的保护范围的情况下，为了满足可能的以及特定的需求的目的，对于上述装置的优选实施方式，本领域的技术人员可通过其他功能上等同的部件来大量修改、调整以及替换这些部件。如图13和图14中所示，活塞还可以彼此牢固连接的两个部件的形式提供。虽然 与单体式活塞的解决方案相比，该解决方案没有同等地精确，但是与现有解决方案相比，该解决方法更有效。根据另一个实施方式，第一垫圈15被接纳在第一环形座14内，以便防止在活塞操作的过程中，所述第一垫圈在与推力轴线T-T平行的方向上发生任何变形。根据另一个实施方式，所述第一垫圈15包括定位环29，该定位环接纳在所述第一环形座14内，以便基本上防止所述第一垫圈围绕径向方向R-R旋转并且沿着推力轴线T-T移动。根据另一个实施方式，所述第二环形座16限定容积38，该容积的尺寸设计为接纳垫圈17的预定量37，以便活塞9以预定的所需程度或量回退RB进入该活塞的活塞座8内。根据另一个实施方式，在所述底部12与所述活塞座8之间具有弹性件44，该弹性件能够确保活塞9所需要的“逆行”，同时也考虑到第二垫圈17可能的逆行动作。根据又一实施方式，所述活塞本体11内部形成腔体200，该腔体具有沿着穿过推力轴线T-T的平面基本钟形的截面，以便增大活塞本体从推力端201经过而到达活塞的底部12的壁的厚度。这种从推力端和底部增大的厚度，允许增大活塞本体的刚度以及机械抵抗性，并且在需要提供用于深垫圈的座的情况下，避免使活塞的壁弱化。根据制动卡钳活塞回退装置的一般性实施方式，所述制动卡钳401包括横跨制动盘403布置的卡钳本体402，所述制动盘具有旋转轴线404以及相对的摩擦表面405。制动卡钳401在所述卡钳本体402内接纳衬垫406，以便允许所述衬垫在制动盘403的轴向方向上滑动，以及在所述相对摩擦表面405上进行作用。所述卡钳本体402进一步包括至少一个活塞座407，所述至少一个活塞座适合于密封地接纳活塞408，当朝着所述衬垫按压所述活塞408时，所述活塞适合于将所述衬垫406中的至少一个压紧抵靠制动盘403的所述摩擦表面405上。有利地,所述活塞408包括活塞本体409以及同轴地布置在所述活塞本体409外侧的套筒410。优选地，适合于与活塞座配合的刮刀件411被接纳在设置于活塞内的座412内，在活塞的操作过程中所述刮刀件基本上防止其在活塞的运动方向或轴向方向或推力方向T-T上发生变形。根据一个实施方式，所述刮刀件411作为所述活塞的部件中的至少一个，以适合于确定克服活塞运动的抵抗作用的压力，交替地从活塞本体409或从套筒410来在活塞座上进行操作。换言之，所述刮刀件411在设置于卡钳本体内的活塞座的密封表面413上施加摩擦作用，该摩擦作用在活塞座的密封表面(所述摩擦作用在该密封表面上操作)处与刮刀临时整合，直到超过制动流体的推力阈值。还提供了弹性装置414，所述弹性装置适合于弹性地压紧至少所述套筒，并且适合于在被活塞的运动推动时弹性地屈服直到压缩或直到活塞的邻接位置。有利地，所述弹性装置414具有预定的弹性常数，该弹性常数确定活塞上的弹性作用。该弹性作用按压活塞408使活塞返回到其座内，并且该弹性作用容易被活塞上的制动流体的压力所施加的制动作用克服。预先确定弹性装置414的弹性作用的程度，并且该弹性作用显著低于克服由所述刮刀件411所施加的运动的抵抗作用，以使得在活塞408运动的过程中，就在弹性装置到达最大压缩屈服量或者按压所述弹性装置的部件达到邻接部之后，所述刮刀件411能够实现刮刀件本身与活塞的该刮刀件在上面进行操作的部件之间的相对滑动。换言之，在制动流 体在活塞408上进行作用的过程中，弹性装置首先屈服而达到预定值，该预定值由弹性装置的压缩或者由预定的邻接部给出，并且紧随其后，在刮刀与活塞的该刮刀在上面进行操作的部件之间发生相对滑动。根据一个实施方式，弹性装置414的作用小于刮刀件411的摩擦作用，但是大于可能存在的其他密封件426的作用。在刮刀件411与该刮刀件在上面进行操作的活塞座之间进行相对滑动的过程中，防止刮刀件在活塞的运动方向或轴向方向上的任何显著变形。换言之，在制动流体的制动作用停止后，无论活塞是否由于弹性装置回退进入该活塞的座内，刮刀件都不会发生能够使活塞基本恢复或返回的任何大幅的轴向变形。同样换言之，刮刀件不会帮助活塞返回到该活塞的座内。根据一个一般性的实施方式，所述活塞408具有用于将活塞受弹性装置414的按压而引起的返回415停止的表面，所述表面适合于配合回退邻接表面416，从而限制弹性装置414的活塞408上的返回，从而限制活塞408以预定程度“R”返回到活塞座407内或是回退。根据一个实施方式，所述活塞408包括活塞本体409以及与所述活塞本体409同轴布置的套筒410。所述套筒410布置在活塞本体409的外侧，并且具有外部密封表面413。刮刀件411被接纳在设置于活塞本体内的座412内，以便按压抵靠活塞座的密封表面。刮刀件的所述座412配置成在所述刮刀件411与所述密封表面之间进行相对滑动运动的过程中，基本防止刮刀件发生轴向变形。弹簧414设置在所述套筒410与所述活塞本体409之间，并且所述弹簧适合于弹性且轴向地压紧所述套筒和所述活塞本体从而使所述套筒和所述活塞本体相互远离彼此移动。在通过活塞408的运动被按压时，所述弹簧414适合于弹性下降直到其发生压缩，即，被按压到达到最大压缩的情况，或者达到将所述活塞本体409带入与所述套筒410邻接的位置。所述弹簧414具有预定弹性常数，该预定弹性常数确定活塞408上的弹性作用，该弹性作用显著小于刮刀件411所施加的轴向摩擦作用，以使得当按压活塞408使该活塞从其活塞座407中撤离时，在所述刮刀件411与活塞座的所述密封表面之间发生相对滑动之前，抵着所述弹簧414压缩活塞本体409，或者抵着所述套筒410压缩邻接部。根据一个实施方式,所述活塞本体409包括止动表面415,该止动表面适合于与套筒410的邻接表面416相互作用，从而限制活塞本体409以预定程度返回到活塞座407内，在制动流体的压力终止后，通过弹性装置或弹簧414的作用确定该返回。有利地，所述刮刀件411包括保持装置419，所述保持装置适合于将刮刀件装置411保持在座412内，从而防止在活塞408的运动过程中所述刮刀件装置的轴向变形。有利地，所述刮刀件装置411为垫圈。优选地，所述保持装置419为座412的布置成与所述活塞推力轴线T-T正交的壁。优选地，所述保持表面419延伸，直到靠近而不接触活塞座407的相对的密封表
面。 有利地，所述刮刀装置411由EPDM材料80制成。根据一个实施方式，所述刮刀装置411为具有矩形横截面的环形。有利地，刮刀装置411的保持座412具有底部和至少一个侧壁。优选地，刮刀装置411的保持座412的所述侧壁延伸，直到靠近而不接触相对的密
封表面。有利地，刮刀装置411的保持座412的所述侧壁布置成基本上正交于与活塞座的侧向表面一致的作用表面。根据一个实施方式，缸体-活塞单元包括密封装置426。所述密封装置426被接纳在设置于活塞408内的第二座427内，并且所述密封装置抵着活塞座407的侧向表面进行操作。优选地，用于密封装置426的所述座427包括凹槽，该凹槽具有所述底部的部分以及与所述密封装置426在上面作用的表面基本正交布置的侧壁。根据一个实施方式，所述底壁480平行于轴向或推力方向T-T布置。有利地,所述座427径向地布置，并至少部分地与活塞本体的底部的壁叠置。根据一个实施方式，所述密封装置426包括“0型环”垫圈428。有利地，所述密封装置包括定位环429，该定位环具有滑动地配合到密封装置的所述座427内的相对的侧壁。优选地，所述定位环429具有与该定位环的座相对的表面，该表面基本平行于活塞座的密封装置426在上面进行操作的表面。有利地，所述定位环429在密封装置在上面操作的表面上构成支撑滑动。优选地，所述定位环429由TURC0N 材料制成。根据一个实施方式，活塞408具有压缩邻接表面420，该压缩邻接表面适合于与压缩部421上的反邻接表面配合，以便在活塞408从其座407内抽出的过程中限制弹性装置414的最大压缩。有利地，活塞具有止动邻接部415，该止动邻接部与止动表面416配合，以便在由于弹性装置414的作用被按压时，限制活塞408回退进入该活塞的座407内。优选地,在活塞408返回到其座407内后,弹性装置的最大压缩邻接部420与止动邻接部415之间的距离具有预定程度的值。有利地，在活塞408返回到其座407内后，可调节弹性装置的最大压缩邻接部420与止动邻接部415之间的距离。根据一个实施方式，活塞本体409包括底部盘430以及底部圆柱形延伸部431，该底部圆柱形延伸部与以推力件433结束的推力圆柱形延伸部432配合。有利地，所述底部圆柱形延伸部431具有预定的轴向延伸部。有利地，所述推力圆柱形延伸部432具有预定的轴向延伸部。根据一个实施方式，所述推力件433包括衬垫支撑环。优选地，所述推力件包括散热器本体。有利地，所述推力件433包括用于冷却空气通过的装置和/或用于操作活塞408和衬垫406的座434。根据一个实施方式，所述活塞本体包括至少两个部件底部本体435和衬垫支撑本体或推力本体436。有利地，所述底部本体435包括底部盘430和底部圆柱形延伸部431，以及可调节的连接装置437。 有利地，所述衬垫支撑本体436包括衬垫支撑件或推力件433以及推力圆柱形延伸部432，以及反连接装置438。优选地，所述连接装置437以及反连接装置438包括用于可调节螺纹连接的螺纹部分。根据一个实施方式，将比如经校准的垫片439设置在所述底部本体435与所述推力本体436之间，从而调整所述底部本体与所述推力本体相互之间的距离。根据又一实施方式，所述底部圆柱形延伸部431连接到所述推力圆柱形延伸部432，以便调整弹性装置414的压缩邻接部420与活塞止动表面415之间的距离。有利地，所述套筒410接纳在所述底部盘430与所述推力件433之间。优选地，所述套筒410具有预定的轴向延伸部。有利地，套筒410的第一端包括适合于与活塞止动表面415配合的邻接表面416。对于其他的优点，套筒410的第二端包括反邻接表面421，该反邻接表面在弹性装置压缩后适合于与活塞408的弹性装置414的压缩邻接部420配合。根据一个实施方式，所述套筒包括适合于接纳弹性装置414的座440。有利地，所述座440包含在套筒410的与衬垫406相对的端部内。优选地，所述套筒410包括用于弹性装置14的下凹座440以及一延伸部，该延伸部在端部处包括用以限制弹性装置414的压缩的反邻接表面421。根据一个实施方式，制动卡钳401包括至少两个装置，用于调节在相对的位置处布置在所述至少两个装置之间的缸体-活塞单元的回退。根据又一实施方式，卡钳包括卡钳本体，该卡钳本体具有在轮毂侧443上延伸的部分，该部分适合于面向制动盘403的面朝车辆轮毂的侧部，该卡钳本体还具有延伸到车轮侧444的部分，该部分适合于面向制动盘403的面朝车轮的侧部，该卡钳本体还具有至少两个端部桥接器445，所述至少两个端部桥接器适合于连接延伸到轮毂侧443和车轮侧444的所述部分的端部。有利地，延伸到轮毂侧443和车轮侧444的部分以及至少两个端部桥接器445制成为单体件。根据一个实施方式，套筒410具有卸放或纵向减轻件446。根据一个实施方式，所述底部圆柱形延伸部431具有纵向布置的减轻孔。根据一个实施方式，套筒410内部具有减轻轴向件446。
有利地，所述壁内部的界定所述减轻腔体446的隆起(Crest)447形成用于引导套筒410的表面。根据一个实施方式，适合于在衬垫上操作的活塞408的所述推力件433包括设置有径向臂的盘形件。有利地，所述径向臂彼此连接。根据又一实施方式，通过齿轮-电机装置将所述活塞408推压前进，从而从该活塞的座407中撤出。有利地，所述齿轮-电机装置包括电动机。下面显示包括活塞回退装置的卡钳的操作模式。对活塞本体施加压力(比如通过增大由引入在活塞座或缸体与活塞本体之间界定的腔室内的制动流体所施加的压力)，会造成活塞本体部分地从其座内撤出。
弹性装置在活塞本体上持续地施加弹性返回作用，这种作用适合于持续地压紧该活塞本体以使该活塞本体返回到其座内。在活塞从活塞的座中拉出的运动过程中，假定刮刀件保持在其座内以使得在被按压时该刮刀件不经历任何轴向变形，以及假定当存在活塞体时，这个刮刀件在活塞座的适合于施加基本大于弹性装置的所述弹性返回作用的刮擦作用和轴向摩擦作用的密封表面上施加压力，那么在允许所述刮刀件与活塞的所述密封表面之间的相对滑动，以便允许制动盘的制动表面上的衬垫压力施加所需要的制动作用以及有可能补偿制动衬垫的磨损之前，在所述刮刀件不经历任何实质性的轴向变形的情况下克服弹性返回作用，并且在初始就避免了所述刮刀件与所述密封表面之间的相对滑动，直到所述弹性装置压缩或者所述活塞到达邻接表面为止。在停止所需要的制动作用后，释放由制动流体施加在活塞本体上的压力，并且通过弹性装置的弹性作用，其返回到活塞本体或者进入活塞本体的设置在卡钳内的座内。根据特定的操作模式，活塞本体抵靠邻接部而停止返回，以便活塞返回卡钳内的行程具有限定的程度。所提出的装置能够同时获得活塞返回或回退的特别即时的制动以及精确的控制。尤其地，该装置具有特别高的操作重复性。以上描述允许理解如何特别容易调节制动卡钳，以使得所述制动卡钳即使在彼此很不同的操作条件下也具有所需要的回退。这甚至允许不同地调节同一个卡钳内或相同电动车辆的卡钳内的不同装置，以便整个制动系统具有更有效的性能。
权利要求
1.一种盘式制动器卡钳(1)，包括横跨制动盘(3)布置的卡钳本体(2)，所述制动盘具有限定轴向方向(X-X)的旋转轴线以及相对的摩擦表面(4、5)，所述卡钳(I)包括衬垫(6、7)，所述衬垫被接纳在所述卡钳本体(2)内以便能基本在所述制动盘(3)的轴向方向(X-X)上滑动，以便分别在所述相对的摩擦表面(4、5)上进行操作，所述卡钳本体(2)包括适合于接纳活塞(9 )的至少一个活塞座(8 )，所述活塞具有适合于在所述活塞座(8 )内滑动的侧向表面(10)，以便被从所述座流出的加压制动流体推压以使所述衬垫(6、7)中至少一个压紧抵靠在所述制动盘(3)的所述摩擦表面(4、5)中的一个上，其中 -所述活塞(9 )具有基本圆柱形的活塞本体(11)，所述活塞本体具有基本平行于所述制动盘的旋转轴线(X-X)的推力轴线(T-T)并且具有垂直于所述推力轴线(T-T)的径向方向(R-R)； -所述活塞本体(11)具有底部(12)和圆柱形壁(13)； -所述活塞本体(11)具有第一环形座(14)，所述第一环形座设置在所述圆柱形壁(13)内并且至少部分地沿径向叠置在所述底部(12)上； -所述第一环形座(14)接纳垫圈(15)，所述垫圈在所述活塞(9)与所述活塞座(8)之间操作，以便提供能够防止所述制动流体渗漏的流体密封； -所述第一座(14)具有基本方形的横截面,具有横向于推力方向(T-T)的侧壁以及基本平行于所述推力方向(T-T)的底部，以便接纳所述刮刀状垫圈，在所述活塞(9)相对于所述活塞座(8)相对运动的过程中，所述刮刀状垫圈在所述推力方向(T-T)方向上基本不变形； -所述活塞本体(11)具有布置在所述圆柱形壁(13)内的第二环形座(16)； -所述第二座(16)与所述第一座(14)不同，并且相对于所述第一座(14)布置在与所述底部(12)相对的侧部上； -所述第二环形座(14)具有的形状适合于接纳在所述座内的垫圈(17)的受控弹性变形； -来自以下项目的其中之一 在所述活塞(9)与所述活塞座(8)之间操作且被接纳在所述第二座(14)内的所述垫圈(17)， 或者布置在所述活塞本体的两个部分之间的弹性装置， 适合于在所述活塞(9)相对于所述活塞座(8)相对运动的过程中在所述推力轴线(T-T)的方向上弹性变形，从而被弹性预加载，并且在制动作用终止后将所述活塞(9)以预定程度返回到所述活塞座(8)内或者进行回退(RB)。
2.根据权利要求I所述的卡钳(1)，其中，所述活塞本体(9)包括内部中空部分(18)，所述中空部分具有横向于所述推力轴线(T-T)从所述底部(12)开始增大的尺寸。
3.根据前述权利要求中任一项所述的卡钳(1)，其中，所述中空部分(18)优选地由两个部分(19、20)构成，这两个部分中靠近所述底部(12)的部分(19)具有横向于所述推力轴线(T-T)的相对于第二部分(20)更小的尺寸。
4.根据前述权利要求中任一项所述的卡钳(1)，其中，所述圆柱形壁(13)具有基本恒定的径向厚度(21)。
5.根据前述权利要求中任一项所述的卡钳(1)，其中，所述圆柱形壁(13)包括两个部分(22、23)，这两个部分中的第一部分(22)用作所述衬垫(6 ;7)与所述环形座(14、16)之间的垫片，而更远离所述衬垫(6 ;7)布置的第二部分(23)产生适合于接纳所述垫圈(15、17)的结构。
6.根据前述权利要求中任一项所述的卡钳(1)，其中，所述圆柱形壁(13)的第一部分(22)包括减轻装置(24)。
7.根据前述权利要求中任一项所述的卡钳(1)，其中，所述圆柱形壁(13)的第一部分(22)包括减轻孔(25)。
8.根据前述权利要求中任一项所述的卡钳(1)，其中，所述第二环形座(16)布置在所述圆柱形壁(13)的叠置在中空部分(18)的第二部分(20)上的部分(23)内，该第二部分相对于所述中空部分(18)的剩余第一部分(19)具有更小的直径。
9.根据前述权利要求中任一项所述的卡钳(1)，其中，所述第一环形座(14)包括垂直于所述推力方向(T-T)布置的两个侧向面(26、27)。
10.根据前述权利要求中任一项所述的卡钳(1)，其中，所述第一垫圈(15)优选地包括耦接至定位环(29)的“0型环”垫圈(28)，所述“0型环”垫圈和所述定位环都被接纳在所述第一环形座(14)内，并且其中，所述定位环(29)包括与所述第一环形座(14)的侧向面(26、27)配合的相对的侧壁(30、31)。
11.根据前述权利要求中任一项所述的卡钳(1)，其中，所述第一垫圈(15)包括定位环(29),该定位环具有与所述环形座(14)相对并适合于通过与所述活塞座(8)的内部滑动表面(33 )配合来提供密封的表面(32 )。
12.根据前述权利要求中任一项所述的卡钳(1)，其中，所述第一垫圈(15)包括定位环(29)，该定位环具有面向下层垫圈(28)并且形状设计为不允许所述垫圈(28)在所述推力方向(T-T )上变形的表面(34 )。
13.根据前述权利要求中任一项所述的卡钳(1)，其中，所述第二垫圈(17)优选地为基本四边形的。
14.根据前述权利要求中任一项所述的卡钳(I)，其中，所述第二环形座(16)在最靠近所述活塞本体的底部的边缘(35)附近包括倒圆部(36)，该倒圆部限定适合于在垫圈部分(37)弹性变形的过程中接纳所述垫圈部分的容积(38)，该弹性变形通过从所述活塞座(8)撤离的活塞(9)的运动来确定。
15.根据前述权利要求中任一项所述的卡钳(I)，其中，所述第二环形座(16)在离所述活塞本体的底部(12)最远的边缘(39)附近包括第二倒圆部(40)，该第二倒圆部适合于产生用以在垫圈(17)弹性变形的过程中接纳所述垫圈的部分(42)的逆行容积(41)，该弹性变形通过所述活塞(9)收回到所述活塞的活塞座(8)内的运动来确定，或者其中，所述第二环形座(16)限定尺寸设计为接纳垫圈(17)的预定部分(42)以便获得预定的“逆行”的逆行容积(41)。
16.根据前述权利要求中任一项所述的卡钳(1)，其中，所述活塞本体(11)的所述底部(12)包括适合于接纳弹性件(44)的底部座(43)，所述弹性件根据所述推力方向(T-T)在所述活塞(9)与所述活塞座(8)之间操作。
17.根据前述权利要求中任一项所述的卡钳(I)，其中，所述底部(12)包括配置成能够实现所述弹性件(44 )的正确定心的底部座(43 )。
18.根据前述权利要求中任一项所述的卡钳(I)，其中，在所述底部(12)与所述活塞座(8 )之间优选地具有弹簧(44 )，所述弹簧能够具有在所述活塞(9 )从所述活塞座(8 )撤离的整个行程中基本恒定的弹性常数。
19.根据前述权利要求中任一项所述的卡钳(I)，其中，所述第二环形座(16)与所述第一环形座(14)间隔的距离等于或小于所述第一座的沿着所述推力方向(T-T)计算的宽度(45)。
20.根据前述权利要求中任一项所述的卡钳(I)，其中，所述第二环形座(16)与所述第一环形座(14)间隔的距离等于或小于所述第二座(16)的沿着所述推力方向(T-T)计算的宽度(46)。
21.根据前述权利要求中任一项所述的卡钳(1)，其中，所述第二环形座(16)限定尺寸设计为接纳垫圈(17)的预定量(37)的容积(38)，以便实现所述活塞(9)以预期程度或量回退(RB)进入所述活塞座(8)。
22.根据前述权利要求中任一项所述的卡钳(I)，其中，所述活塞的所述活塞本体(11)为单体件；
23.根据前述权利要求中任一项所述的卡钳(I)，其中，所述第二环形座(14)接纳在所述活塞(9)与所述活塞座(8)之间操作的垫圈(17)，该垫圈适合于在所述活塞(9)相对于所述活塞座(8)相对运动的过程中在所述推力轴线(T-T)的方向上弹性变形进而适配所述第二环形座(14)，从而被弹性预加载，并且在所述制动作用终止后使所述活塞(9)以预定程度返回到所述活塞座(8)内或者进行回退(RB)。
24.根据前述权利要求中任一项所述的卡钳(1)，其中，所述活塞本体(11)内部形成腔体(200)，该腔体具有沿着穿过所述推力轴线(T-T)的平面的基本钟形的截面，以便增大所述活塞本体的从推力端(201)经过而到达所述活塞的底部(12)的壁的厚度。
25.根据前述权利要求中任一项所述的卡钳(1)，其中，包括用于返回制动卡钳活塞的装置，所述制动卡钳包括横跨制动盘布置的卡钳本体，所述制动盘具有旋转轴线以及相对的摩擦表面，衬垫被接纳在所述卡钳本体内，以便能在所述制动盘的轴向方向上滑动以分别在所述相对的摩擦表面上操作，所述卡钳本体进一步包括适合于密封地接纳活塞的至少一个活塞座，当朝着所述衬垫按压所述活塞时，所述活塞适合于将所述衬垫中的至少一个推压抵靠在所述制动盘的所述摩擦表面上，其中，所述活塞包括活塞本体以及在所述活塞本体外部并且与所述活塞本体共轴布置的套筒，适合于与所述活塞配合的垫圈件被接纳在一座内，该座基本上防止所述垫圈件在所述活塞的操作过程中在所述活塞的运动方向上发生变形，所述垫圈件被接纳在第一环形座内，所述第一环形座设置在所述活塞的壁内并且至少部分地沿径向叠置在所述活塞的底部上，所述垫圈件以适合于确定克服所述活塞的运动的抵抗作用的压力在所述活塞座或缸体上操作，弹性装置适合于弹性地压紧至少所述套筒，并且在被所述活塞的运动推压时适合于弹性地屈服直到其压缩或直到邻接位置，所述弹性装置具有预定的弹性常数，该弹性常数确定用于将所述活塞返回到所述活塞的座内的弹性作用，所述弹性装置的弹性作用的所述程度显著低于克服由所述刮刀件施加的运动的抵抗作用，以使得在所述活塞运动的过程中，仅在所述弹性装置到达最大压缩屈服量或邻接部之后，所述刮刀件允许所述刮刀件本身与所述活塞的所述刮刀件在上面操作的部件之间进行相对滑动，从而防止在滑动的过程中在所述刮刀件的活塞的运动方向上发生大幅变形。
全文摘要
本发明涉及盘式制动器卡钳(1)，能够实现活塞(9)精确且反复的回退，活塞具有基本圆柱形的活塞本体(11)，活塞本体具有底部(12)和圆柱形壁(13)；所述活塞本体(11)具有接纳垫圈(15)的第一环形座(14)，该垫圈在所述活塞(9)与所述活塞座(8)之间操作，以便提供能够防止制动流体渗漏的流体密封；所述活塞本体(11)具有布置在所述圆柱形壁(13)内的第二环形座(16)，该第二环形座的形状适合于接纳在所述座内的垫圈(17)的受控弹性变形；所述垫圈(17)在所述活塞(9)与活塞座(8)之间操作，并且在活塞(9)相对于活塞座(8)相对运动的过程中，该垫圈适合于在推力轴线(T-T)的方向上弹性变形，从而被弹性预加载，并且在制动作用终止后将活塞(9)以预定程度返回到活塞座(8)内或者进行回退(RB)。
文档编号F16D65/14GK102770683SQ201080064344
公开日2012年11月7日 申请日期2010年12月23日 优先权日2009年12月24日
发明者卢卡·杰尔菲, 拉法埃洛·克尔诺尔提, 阿尔贝托·普雷维塔利 申请人:福乐尼·乐姆宝公开有限公司