针对电子泊车制动器设计有密封布置的机动车的盘式制动器的制造方法
【专利说明】针对电子泊车制动器设计有密封布置的机动车的盘式制动器
[0001]本发明涉及一种机动车的盘式制动器，其中，所述盘式制动器包括外壳、能相对于外壳旋转的制动盘、至少一个摩擦垫、以及至少一个致动装置，所述致动装置被形成为实现所述制动盘和所述摩擦垫之间的相对移动，以致使所述摩擦垫可接触所述制动盘，其中，所述致动装置具有能沿着活塞纵轴移动的至少一个致动活塞，通过具有密封环的密封布置以液压密封方式在所述外壳内引导该致动活塞，其中，既通过施加形成在所述外壳中的液压腔室的液压又通过机械致动器，使所述致动活塞能在所述外壳内移动，其中，所述密封环被接纳在所述外壳中形成的环形凹槽中。
[0002]在现有技术中已知这种类型的盘式制动器。
[0003]在这种盘式制动器的情况下，通过启动泊车制动功能的致动器布置，致动活塞可既以液压方式(作为正常行车制动的部分)又以机械方式移动。在这两种移动情形下，必须以密封方式在外壳内引导活塞，以防止液压流体溢出液压腔室。为了这样，一般在形成在外壳中的环形凹槽中设置密封环，该密封环以密封方式引导能被移动引导的活塞。在这个背景下，认识到，仅仅在对应环形凹槽中插入密封环的传统密封布置会造成行车制动的情形和过渡时期执行的泊车制动功能的启动之间的交互存在很大困难。这是由于以下事实导致的(不考虑补偿摩擦垫上的磨损的措施)在正常行车制动期间发生的致动活塞的活塞冲程仅包括相对短的距离，其中，在这种行车制动中，密封环由于在活塞的外周表面上的粘附摩擦而粘附于外周表面。换句话讲，在正常行车制动期间，活塞没有滑过密封环。而是密封环由于液压造成的活塞移动而仅仅弹性变形。如果在制动终止时液压腔室中的液压被释放，则由于制动期间密封环的基本完全弹性变形和随后的弹性弛豫，导致致动活塞返回其原始状态，如例如文献DE 30 24 299 A1、US 4，156，532和JP H11-280805 A中描述的。可以按这种方式有效抑制制动盘和承压的制动垫之间的行车制动后的剩余磨损扭矩。特别地，弹性变形后的密封环的复位移动还得到密封环指向液压腔室的那侧存在的液压的支持。这个液压对行车制动时密封环的弹性变形行为和液压被释放时的弹性弛豫和变性恢复有相当大的影响。
[0004]然而，如果现在通过机械致动器启动泊车制动器，则致动活塞发生移动，可以说，不是由于液压腔室中的液压的施加，而是由于机械致动器的启动。在以这种方式启动泊车制动器时，由于在液压腔室中不存在液压，导致液压变形支持消失，因此，使得密封环的变形行为也发生变化。液压不再作用于液压腔室侧的密封环，因此没有足够强地变形并且压贴致动活塞的外周表面来保持粘附摩擦，如正常行车制动的情况一样。因此当借助致动器启动泊车制动器时出现风险，即，当致动活塞移动时，它克服了致动活塞和密封环之间的粘附摩擦，最终滑过密封环达一定距离。如果随后再释放泊车制动器，则密封环由于此滑过现象而不再提供在行车制动期间通常引起的弹性复位移动。这意味着，致动活塞主要保持在其在泊车制动器被启动的状态期间所采取的位置。因此，在泊车制动器的实际释放之后，出现剩余磨损扭矩，在一些情况下，剩余磨损扭矩相当大并且伴随着诸如垫磨损、燃耗增大、发出噪声等缺点。
[0005]为了应对这个问题，根据WO 2007/12086 A1的现有技术建议提供带有倾斜延伸的槽底的环形凹槽，其中，凹槽的深度在返回冲程方向上横向于活塞纵轴连续增大。因此，在以与下山坡力类似的方式作用的复位方向上实现力分量，并且该力分量使密封环移动离开关闭侧的凹槽的侧面。
[0006]文献W0 2012/016612 A1还应对了源自行车制动和泊车制动的启动之间的相互作用的上述问题。然而，在这种解决方案中，不是通过环形凹槽的构造，而是通过定向使用滑动控制系统，抵消泊车制动器启动之后出现的剩余磨损扭矩。
[0007]在文献DE 16 55 485 A中得知其它现有技术。
[0008]本发明的目的是提供在开始描述的那种类型的盘式制动器，其中，即使在借助致动器启动泊车制动器并随后释放泊车制动器时也可通过简单且有成本效益的手段来得到间隙。
[0009]这个目的是通过第一方面的特征来实现的，其中，特别地，规定:环形凹槽具有槽底以及毗邻所述槽底的两个槽壁，所述槽底基本上平行于所述活塞纵轴延伸，其中，在所述活塞纵轴的方向上观察，第一槽壁背离液压腔室并且第二槽壁指向液压腔室，其中，所述第一槽壁经由成圆形或斜面的过渡区域以距所述活塞纵轴的变化距离合并入所述槽底中。
[0010]由于具有基本上平行于所述活塞纵轴延伸的槽底的环形凹槽的根据本发明的构造，导致相对于传统制动器实现外壳和致动活塞之间的密封件的正常行为。不同于这里引用的现有技术，由于槽底是倾斜的，所以没有出现摩擦不期望地增大。真实的是，在所述第一槽壁和所述槽底之间设置所描述的成圆形或斜面的过渡区域。倘若通过机械致动器使致动活塞移动，这样造成密封环被拉入所述过渡区域中，从而对(可以说)所述致动活塞的外周表面施压，由此导致密封环和所述致动活塞的外周表面之间的粘附摩擦增大并且可有效减少所述致动活塞滑过所述密封环。此外，即使因泊车制动功能的启动使所述致动活塞滑过所述密封环，也可确保致动活塞快速恢复致动活塞上的原始密封环位置，以在后续行车制动期间实现所需的弹性复位移动。在本发明中，所述槽底在基本上平行于所述活塞纵轴的轴向延伸方向上形成并且不像现有技术中一样成斜面，由此导致在液压下进行正常行车制动期间的密封环行为相对于传统制动系统基本保持不变。因此，在正常行车制动时，没有出现密封环在致动活塞的外周表面上的非常规强施压，诸如具有成斜面的槽底的现有技术中的情况一样。
[0011]本发明的发展提供了所述过渡区域具有当在包含轴线的剖面中观察时基本上是圆弧形状的轮廓。根据本发明可提供所述圆弧形状的轮廓的半径在0.5_至2_之间的范围内。由于选定了圆弧形状的轮廓，特别地，具有上述半径的圆弧形状的轮廓，导致实现无边缘协调过渡，这些过渡对密封环的寿命没有负面影响。
[0012]此外，根据本发明可提供所述过渡区域被形成为倾斜延伸的过渡表面，相对于所述槽底以35°至55°之间的角度延伸。即使通过这种类型的布置，也可有效实现在开始说明的正面效果。
[0013]本发明的发展提供了所述第一槽壁和/或所述第二槽壁基本上垂直于所述活塞纵轴在所述过渡区域内径向延伸。可提供所述第二槽壁的径向向内区域中终止于一表面部分，所述表面部分偏离相对于所述活塞纵轴的垂直延伸。特别地，本发明提供了在这个背景下所述表面部分是由斜面形成的，所述斜面与所述第二槽壁包围15°至45°之间的角度。据此在所述环形凹槽中形成容积区，液压流体可从液压腔室进入该容积区并且可在该容积区中建立起足够的流体缓冲用于液压变形支持。特别地，因所述表面部分在所述环形凹槽的径向高度的30%至70%的区域上延伸，更容易进行这个过程。
[0014]此外，根据本发明可提供在所述槽底和所述第二槽壁之间设置过渡表面。在这个背景下，所述过渡表面可以被形成为斜面，所述斜面相对于所述槽底以30°至50°的角度延伸。这个措施还支持环形凹槽内的密封元件的所需行为，这是由于这个过渡表面，导致密封元件可保持与第二槽壁相距一定距离，使得在指向第二槽壁的密封环的那侧，可形成足够的流体缓冲，以建立起支持变形的液压。
[0015]基本上根据本发明可提供所述密封环被形成为具有比所述环形凹槽的内径更大的外径，其中，所述密封环的外径优选地形成为相对于所述环形凹槽的内径具有0.5_至
1.2_的径向过大尺寸，优选地具有0.8_的径向过大尺寸。该过大尺寸可根据盘式制动器的构造和尺寸而有所不同。
[0016]为了能够保障不但行车制动过程期间而且泊车制动的启动期间的盘式制动器的所需行为，本发明的发展提供了所述环形凹槽包围的腔体的容积优选地比所述密封环的容积大1.1至1.5倍。
[0017]如在开始已经指示的，根据本发明可提供所述机械致动器被形成为能电子启动的泊车制动器的组件。这种类型的能电子启动的泊车制动器在现代汽车工程中的用量增加，并且引起在开始时针对密封布置的传统构造描述的问题。
[0018]本发明还涉及一种上述类型的盘式制动器的外壳，特别地涉及一种制动钳，所述外壳具有形成液压腔室的筒形活塞容器开口，其中，能沿着活塞纵轴移动的致动活塞可被接纳在所述开口中，通过具有密封环的密封布置以液压密封方式在所述外壳中能移动地引导所述致动活塞，其中，所述密封环可被装配在形成在所述外壳中的环形凹槽中，其中，所述环形凹槽具有槽底以及与所述槽底连接的两个槽壁，所述槽底基本上平行于所述活塞纵轴延伸，其中，在所述活塞纵轴的方向上观察，第一槽壁背离所述液压腔室并且第二槽壁指向所述液压腔室，其中，所述第一槽壁经由成圆形或斜面的过渡区域以距所述活塞纵轴的变化距离合并入所述槽底中。
[0019]以下，以举例的方式参照【附图说明】本发明。
[0020]图1示出穿过包含轴的根据本发明的盘式制动器截取的剖视图；
[0021]图2以放大图示示出图1中标记为II的图片细节；
[0022]图3示出根据图2的视图，其中，省略了密封环和致动活塞；以及
[0023]图4示出根据图3的环形凹槽的轮廓的放大视图。
[0024]图1用包含轴的剖视图示出根据本发明的盘式制动器并且总体用10来指代。这是以制动钳的形式形成的并且包括外壳12，外壳12跨过以已知方式与车辆车轮不可旋转地连接的制动盘14。制动垫16以及另一制动垫18被支承于外壳12中。制动垫18在致动活塞20的作用下能在外壳12中移动，致动活塞20能按照箭头P沿着活塞纵轴A移动。
[0025]致动活塞20是致动装置22的可以可选地以液压方式或以机电方式致动的部分。对于液压致动，规定:借助密封环24以密封方式在活塞容器开口 30中能移动地引导致动活塞20，密封环24在致动活塞20的外周表面28上被接纳在环形凹槽26中。与致动活塞20一起，活塞容器开口 30包围液压腔室32，液压腔室32可装有液压流体并且以已知方式处于压力下。由于被施加压力，导致致动活塞20以所需方式移动，使得制动垫16和18可应用于制动盘14而制动其旋转移动。
[0026]除了这个液压致动之外，还提供机械致动。为此目的，通过机电泊车制动单元34移动致动器36，没有更详细地限定机电泊车制动单元34，并且据此(在没有施加液压的情况下)致动活塞20沿着活塞纵