用于固定钳盘式制动器的、根据转动方向加工的盘式制动器衬片的制作方法

本发明涉及一种用于固定钳-部分衬片-机动车盘式制动器的、根据转动方向加工/预加工的、不对称地改进的、背板构造中的盘式制动器衬片，以及涉及同一种盘式制动器衬片在相应适应性设计的固定钳盘式制动器系统中优选成对的应用，其中为了不能转动地保持摩擦衬片以及为了可平行移动地引导摩擦衬片，在匹配一致地配置的固定钳壳体中接纳了两个分别相对彼此以及分别相对于轮转动轴线平行地定向地布置的销，以及其中所述销为了力-或扭矩支承和/或引导对应于空间自由度针对性地与该摩擦衬片背板协作。

背景技术：

从wo2005/064188a1中已知一种高功率固定钳制动器，其原则上可以承受向前行驶和向后行驶的相同负荷。摩擦衬片相对于摩擦衬片中心轴线对称地组装，并且被设计为ω形结构。相对于摩擦衬片中心轴线，在固定钳制动器壳体中根据两个相同设计的销支承部存在准冗余的、对称设计的摩擦衬片轴承+摩擦衬片销引导件。两个销支承部在径向方向上定位在一致且相同的水平上，并且径向地布置在理论摩擦力施加点以下，该理论摩擦力施加点大致与制动活塞轴线的径向定向的高度水平齐平。在这种情况下，将保持力引入到固定钳制动器壳体中的力流—即周向制动力传递—通过穿孔的背板的孔壁在布置在前侧的各个销处释放。倾斜力矩-或转矩支承由两个销提供。由于在改变车轮转动方向之后进行制动，因此始终在引入周向制动力方面存在接触更换/设备更换，从而不存在固定支承结构。交替地，相应另一个销实现了转动锁止，从而摩擦衬片不会枢转脱离接合。该摩擦衬片支承-和引导件在摩擦衬片背板中包括两个始终镜面对称地布置的孔眼/接纳开口。该摩擦衬片支承的配合使得周向力分别传递到前侧的销中，伴随的结果是，力流中的负荷变化与销更换相联系。无噪音负荷变化特性要求：相应的高精度的、因此在关于两个销支承部的摩擦衬片支承以及引导方面严格的尺寸公差；在力流中涉及的组件的特殊的精度，例如尤其将销和作为销接纳孔的孔眼精确匹配地插入到意向的背板中。这种精密机械的配合的结果是相应的成本负担。另一方面，车轮制动器市场原则上欣赏对称形成的摩擦衬片背板构造，因为它们原则上有美学效果，能够方便制动器维护过程，还可以实现有效地减少废料地利用钣金带材。

技术实现要素：

因此，本发明的目的主要是提出一种新型的建议，以改进用于机动车固定钳盘式制动器的摩擦衬片支承，同时避免诸如nvh和转动方向变化引起的啪嗒声等问题，并避免高昂的零件成本以及避免耗费的壳体加工。原则上，本发明通过如下方面与完全对称加工的、与转动方向无关地设计的主流相反：在避免转动方向无关的冗余的情况下通过简化地归纳地定义了一种新型的且非对称地支承的摩擦衬片保持部以及摩擦衬片引导件(该摩擦衬片引导件包含根据转动方向选择性地连接的背板组装结构)来提出一种支承部。因此，本发明基于固定地规定固定支承结构a的原理结合了一组特别实际的要求，该要求基于以下基本假设：沿前进方向，即首要转动方向v+始终要求最大的制动功率wb，而后退转动方向v-在符合实际的负荷组内导致减小的制动能量输入wb。本发明还包括一种新型的摩擦衬片构造，尤其是其成对使用摩擦衬片作为放在一起出售的易损件代替件。同时还提出了一种建议，该建议涉及把相应地新型构造的固定钳盘式制动器系统作为用于摩擦衬片组件的、针对性地匹配地调整的接纳组件，以及其中以相同方式要求保护并记录在根据本发明的制动系统组装连同本发明的公开内容中。

根据本发明，根据转动方向加工的盘式制动器衬片1包括作为摩擦材料3的载体的背板2，以便与能转动的制动盘4配合，该能转动的制动盘被固定在车辆上的固定钳盘式制动器壳体搭接，以及其中由带状平坦的钢板材料分割出相对于摩擦衬片中心轴线y不对称的背板2，摩擦材料3在很大程度上居中地以及间接地或直接地固定在背板2的前侧6上，并且具有沿直径方向彼此对置、不含摩擦材料的支承侧面7、8以及其中背板2相对于摩擦衬片中心轴线y不对称地形成。因为背板2在其相对于首要转动方向v+定位在前侧的支承侧面7上具有带有孔9的固定制动力保持件，该固定制动力保持件沿径向偏移地布置在制动活塞轴线k下方，该孔用于接纳保持销。因此，一方面规定了位置固定的、固定放置的摩擦衬片固定支承结构a。由此根据本发明，即使当应该通过转动方向更换/车辆行驶方向更换来改变负荷方向，也绝没有规定了用于保持力传输的位置更换或销更换。在后侧在背板2处分配了支承侧面8，支承侧面2以其引导部件/扭矩支承件/扭转锁定件相对于活塞轴线k径向向外地横移地布置。该引导件作为带有用于接纳导向销的接纳凹部的、边缘敞开的开口10存在。通过这种措施，(相对于首要转动方向v+)在后侧规定了固定分配的摩擦衬片轴承b。基于其根据本发明在侧面固定分布地布置的保持-和引导功能性，本发明第一次实现了令人惊讶的简单的零件制造+尺寸公差。此外，由于保持力支承件的转动方向更换避免了力流中的中断或不利的更换。换句话说，本发明规定了静态固定地定位的固定支承结构-和浮动支承结构构造，且同时力流不中断。

附图说明

本发明的特别优选的变型或优选的实施方式的功能关系和结构细节都可以从参照附图的详细描述中获得。在这种情况下，附图在其各个图示中部分示出地或示意性处理地，以不同比例交替放大或缩小地，以及以不同的视角或剖面，部分地以概括的图表设计示出了：

图1a示出了原理简图，其目的在于，以根据本发明的根据转动方向设计的固定钳摩擦衬片1的优选设计方案为例，阐明对不同的、区分地更换的制动允许条件来说，根据设计为可自主移位的保持销接触·在背板2的固定分配的孔9中经由固定支承部a的固定加工的保持部；

图1b示出了包括四分之三圆弧形的圆弧孔变体的备选的固定支承结构变体；

图2以根据本发明的根据转动方向接纳的固定钳摩擦衬片1的优选设计方案为例示出了关于形状-，位置和尺寸公差情况的原理简图，该固定钳摩擦衬片具有固定分配的固定支承结构a—该固定支承结构包括圆形横截面形状的保持销18和半圆拱形构造的圆拱孔/孔眼9(该圆拱孔/孔眼径向在活塞纵轴线k下方偏移)，以及具有用于圆形横截面的导向销19的浮动支承结构b，该浮动支承结构在径向上在活塞轴线k的上方大大偏移；

图3示出了原理图，其中结合基本的系统-/试验台结构和重要的摩擦衬片设计变体比较了关于噪声事件的不同的测量结果，其中比较了预先已知的标准保持部与根据本发明优选设计的圆拱固定支承部；

图4以缩小的比例示出了第一优选的摩擦衬片变体的背板后视图，其中在开口10的区域中，迎角α约为0°；

图5相对于固定支承部a以放大的比例示出了图4的细节v，其具有半圆拱形的圆拱孔/孔眼/窗口9，用于将圆形横截面的保持销18接纳在摩擦衬片背板2中；

图6相对于浮动支承部b放大了图4中的细节vi，具有边缘敞开地分开的接纳凹部11以用于引导销19，以及具有在背侧安置的边缘半径r1,3(参见右侧边缘的剖面e)；

图7以透视图示出摩擦衬片1，连同使用了根据图4的第一背板变体2；

图8以减小的比例示出了第二优选的摩擦衬片设计方案变体的背板后视图，并且在开口10的区域中具有大约α＝15°的迎角；

图9放大地示出了图8中的细节ix，具有半圆拱形突出的圆拱孔/孔眼/窗口9，用于将保持销18接纳在摩擦衬片背板2中作为固定支承部a；

图10放大了图8中的细节x，具有为了浮动支承部b用于引导销19的边缘敞开分开的接纳凹部11，以及具有在背侧安置的0.5x30°的倒角(参见图10下方的部分剖面e-e)；以及

图11在使用像图4中的第二优选的背板变体的情况下透视地示出了摩擦衬片1。

下面主要以一些可能的摩擦衬片设计变型为重点来解释本发明，尽管制动器的所有适配和相关的组件或零件都包括在本发明的保护范围内。

具体实施方式

重点是从根本上说是新型的、不对称地分开的摩擦衬片背板几何形状。为此，背板2包括固定分配/设置的固定支承结构a，该固定支承结构作为边缘封闭的贯通开口或孔或孔眼9以具有规定的高度h和具有规定的宽度b的圆拱窗的设计分割出。通过与假想的车轮转动轴线m/制动盘转动轴线沿直径方向彼此对置地(在简图中主要在垂直上方)在上方放置圆拱，使孔9适于与具有逐渐减小的圆形横截面的保持销18符合目的地接触。

在另一个更精确的设计方案中，这种圆拱结构，即在长孔的意义上的孔9，也可以变形或由多个简单的圆弧段和由多个直线段组成。同样也可以设想由不同形状的几何部分或曲线段组成的结构。因此在任何情况下，附图均示出了以长孔方式延展的孔结构，其高度h被规定为至少略大于其宽度b，并且其中高度h的尺寸平行于摩擦衬片中心轴线y。因此，圆形横截面形式的保持销18垂直于其保持力流方向定向，也就是说，其可以以很小的间隙横向地接纳在其孔接纳部中。由此例如有利地实现了，基于这种自清洁运行设计，可以自动去除临时存储的磨损-或腐蚀产物或由于相互的相对位移而引起的污物。

优选地形成的圆拱窗户基本上具有半圆拱形，该半圆拱形以预定的公称半径如此跨过两个基本上相对彼此平行定向的窗框12、13，使得拱形物分别无缝地过渡到相关的窗框12、13中。在此为两倍的公称半径规定了至少略过大的公差，从而圆形横截面形的保持销18伴随着过渡配合或以小的间隙以仍能简单安装的方式可接纳在孔9中。在孔9的下部中，两个窗框12、13通过基本平坦形成的窗框基座14彼此连接。窗框基座14和半圆拱基本上彼此相对设置。每个窗框基座14基本上垂直于横向地定向，即垂直于其窗框12、13。可以将具有规定的圆形半径的四分之一圆边缘弧分别插入在窗框基座14和窗框12、13之间，从而避免了拐角或圆形截面的保持销可以有利地嵌套在孔结构中。在此，所涉及的圆半径可以分别具有不同的尺寸。四分之一圆边缘弧圆半径优选地尺寸设计成基本上小于保持销直径的一半。通过不同的半径有利地避免了固定或腐蚀损坏。在该优选实施方式的另一优选设计方案中，两个四分之一圆边缘弧设计为具有相对彼此尺寸不同的半径以及相对彼此对置地定向。由此实现了在成对的弯曲接触面之间在支承性能(表面压力降低)中特别符合性能的、目标导向的相互的匹配。在进一步更符合性能的规范中，根据本发明还提出，分配在前侧的四分之一圆边缘弧的半径大于分配在后侧的四分之一圆边缘弧的半径。作为下限尺寸定义，建议四分之一圆边缘弧的半径本身分别小于半圆拱的半径。另一方面，对上限尺寸定义适用是，两个四分之一圆边缘弧的半径(总计计算)应与跨度的半圆拱的半径大致重合。例如，四分之一圆边缘弧的半径的尺寸被确定为比半圆拱的半径小大约20％-80％。

下文将详细讨论支承侧面8的区域中浮动支承结构b的设计细节。原则上，基于背板2的相对简单的防转动/扭矩锁定就足够了。在此优选的结构设计包括在边缘处敞开的开口10，该开口具有接纳凹部11和基本上彼此平行的开口面15、16，以及具有在底部侧的底切部作为引导销19的通道。根据底切部，在这种情况下确保了，通过引导销19的力流没有切向的保持力。换句话说，引导销19仅传递横向力。

因此，确保了引导销19从任何保持任务中释放出来，并且仅仅专门用于能够防止摩擦衬片1不受控制地扭转。

为了实现整体的防抬起保护，建议开口10的开口面15、16完全或至少在引导销接纳部的部分区段基本上相互平行地定向，以及该开口面以规定的横移的方式设置为具有大约在0°-±45°之间的迎角α。试验还表明，迎角α＝+15°可以获得特别有利的结果。

在改进的伤害保护方面还允许规定了，背板2的环绕的、分开的边缘在所有侧面上或选择性地，并且或者已经在背板冲裁坯件上或者然而至少在摩擦衬片预制件上优选设计为机加工地磨碎的，磨平的，折断的、规定地倒角的或倒圆的。尤其在背板2的后侧17上的拱形窗口或开口10应分别具有规定的形状，这或者通过具有半径r的环绕地半圆形倒圆的边缘实现，或者备选地通过至少约0.5×30°的规定的倒角边缘实现，或通过这些变体的显著变化的混合形式进行替换，从而确保无损坏的可安装性。

本发明最终定义了一种根据转动方向加工的固定钳盘式制动器衬片1，其具有特别缩短的公差链，该公差链根据如下公式δd±d+δd±d＝δs±s仅通过增加或减去两个公称尺寸来定义，这两个公称尺寸包括在直接在固定支承结构侧涉及a固定支承结构的尺寸的范围内其上尺寸和下尺寸，即在a)保持销直径d(包括其各自的尺寸公差δd)和b)背板2中的销接纳开口d(包括其各自的尺寸公差δd)之间。

在此，根据本发明，通过在背板2和保持销18之间在一侧上固定分配的固定支承部缩短了公差链，并且其中在保持销18和引导销19之间的给定的销间隔l不影响将保持力的力流引入到固定钳壳体5中。

在本发明的另一有利的设计方案中，为了避免混淆可以规定，孔9和开口10具有相互不同的或相同尺寸的直径，并且其中所配属的保持销18和引导销19自身相互匹配，即具有相同或不同尺寸的直径，从而仅仅实现了进行正确的相互装配配对。例如，基于形锁合法则或相互一致的匹配，可以自动地在结构上排除，引导销19与孔9错误地配对，或者还可以避免将保持销19错误地与开口10组合。

在俯视图中，用于保持和引导的器件在背板2上如此布置，使得它们分别在横向上彼此对角线地间隔开并且相对于活塞轴线k径向偏移。可以如此实现该布置，即在不同的支承点之间存在最大的径向偏移的。

本发明还涉及一种带有制动钳壳体5的固定钳盘式制动器，该制动钳壳体用于不能转动地支承至少两个在致动方向上平行地可相对彼此相对移动地被引导地支承的布置的以及分别可活塞致动的盘式制动器衬片1，所述盘式制动器衬片在两侧布置为朝向转动的制动盘4的相互平行的摩擦表面，这通过经由固定支承结构a分别位置固定地规定地把制动力引导至制动钳壳体5中，以及设置了为此位置固定的摩擦衬片浮动支承结构b而实现，以及其中还存在至少一个摩擦衬片1，该摩擦衬片可以满足根据以上详细描述的布置的一个或多个的任意特征组合。

根据本发明，特别可取的是提供一种作为安装组件松散地捆扎且以外包装加工的盘式制动器衬片替换组件，其中作为部分组件存在两个基本上相对彼此镜面对称地构造的、基于转动方向组成的盘式制动器衬片1，该盘式制动器衬片满足上述特征中的至少一个，或者是备选地或组合地它们的任意一个组合，以及其中该安装组件适合于和确定用于上述固定钳机动车部分衬片盘式致动器的重新制造、维修和/或保养，特别是用于修理。

在由此建议的该任务的解决方案中，背板2是盘式制动器衬片1的新型的、中心的且单独预制的组件。在此，由带状平板钢板材料制成的背板2被分开，并且相对于中心轴线y具有不对称分配的关于销18、19的支承部和引导部。摩擦衬片背板2相对于其自身的中心轴线y不对称地分开，尤其是精细地或激光切割地，并且用作用于很大程度上对称于该中心轴线施加的、固化的摩擦材料混合物3的载体，该摩擦材料混合物基本上在中心处以及间接地或直接地固定在前侧6上。背板2还具有支承侧面7、8，它们彼此沿直径方向对置地偏移并且不含有摩擦材料，且该支承侧面能够形成彼此不对称的明显的凸起。从基于附图的描述中得出细节和详情。

根据本发明，通过将用于在制动力传递保持销的衬片载体(背板)中形成固定支承结构a的销接纳开口在上部区域中设有圆弧形，尤其是半圆形的轮廓，本发明允许了将注意力集中在固定支承结构a上。作为一种特殊形式，原则上可以设计成半圆形的轮廓或也可以设计为自由形状轮廓。

根据本发明，“缩短”了背板和保持销之间的间隙情况和公差计算，因为它仅受到在固定支承结构侧在a-固定支承结构处定义的、在a)保持销直径(包括其各自的公差)和b)制动衬片载体中销接纳开口(包括其各自的公差)之间的尺寸的影响。由此使得在保持销和引导销之间的长度l的距离/间隔中的粗糙化的公差更大。换句话说，固定支承结构a和浮动支承结构b之间的间距l中的公差对nvh结果(吱嘎声)没有任何特殊的反作用。因此，长度l的粗糙化的公差起到对制造成本非常有利的作用(降低成本)。热引起的尺寸变化不会导致任何功能性的损坏。根据本发明，以下缩短的公差链被定义为结构性摩擦衬片支承部的基本解决方案公式：

δd±d+δd±d＝δs±s

在本发明的改进方案中，也可以在a-固定支承结构的销接纳部处规定，上文规定的拱形或备选地半椭圆形轮廓处，在保持销的接纳部中在右下象限中在约3点钟至6点钟之间补上了额外一个弯曲部/曲率，由此产生的“密切部”实现了当力方向逐渐改变时逐步引导的过渡，并且由此有助于避免条件变化后各个接触点中突然的变化。因此，可以简单地减小地设计径向间隙。

根据本发明，仅通过基于a轴承(固定支承结构)的直径公差计算来影响背板2和衬片引导销19之间的间隙情况。对公差计算来说，尤其保持销18与引导销19之间的间距l(即a-固定支承结构与b-浮动支承结构之间的距离)无关紧要。根据本发明，热引起的尺寸变化也没有任何影响。本发明的有利优点源自以下事实：可以基于细化公差、减小组件的尺寸稳定性或壳体的粗糙化的加工通过更低的成本来实现对于nvh和避免吱嘎噪音来说减小的间隙情况。更换转动方向后，新的轮廓允许了，在成本更有利的尺寸稳定性下对于前进-和后退行驶来说在相应单个标示的接触点(基于制动负荷)处在衬片载体的开口中在唯一的衬片保持销和配属的销接纳部之间的固定支承结构a处明确且直接调整接触状态。在与噪声产生相关的负荷区域中不存在多点接触。当增加或减少制动负荷和更换方向时，接触点连续地过渡。这些连续的过渡还改善了在崎岖不平的道路上行驶时的吱嘎声。

因此，按照根据本发明的背板2，以特别简化、经济且极其有利的可枢转安装的方式示出了在盘式制动器衬片1与机动车部分衬片盘式制动器之间静态确定的并且同时以舒适为导向的安装。

根据放错原理通过结构集成的编码排除了错误安装或混淆。例如，在一个实施方案中，孔11和开口13具有不同或相同尺寸的直径，并且其中配属的保持销21和引导销22在其方面还具有合适且相同或不同尺寸的直径。

附图标记列表：

wb制动能量

v+前进转动方向(首要转动方向)

v-后退转动方向

a固定支承结构

b浮动支承结构

l距离

δl距离公差

d保持销直径

δd保持销直径公差

d保持销接纳部

δd保持销接纳部公差

r公称半径

rx/r半径

s公差

δs公差偏差

rad径向方向

ax轴向方向

t切线方向

k活塞轴线

m车轮-/(制动盘-)转动轴线

y摩擦衬片中心轴线

·接触点

α迎角[°]

h高度

b宽度

1(机动车)盘式制动器衬片

2背板

3摩擦材料

4制动盘

5固定钳盘式制动器壳体

6前侧

7支承侧面

8支承侧面

9孔/孔眼

10边缘敞开的开口

11接纳凹部

12窗框

13窗框

14窗框基座

15开口面

16开口面

17背面

18支承-或保持销

19转矩支承-或引导销