技术领域
[0001] 本
发明涉及用于收回活塞的装置，该活塞适于驱动用于如下类型的制动卡钳的至少一个
垫片，所述类型的制动卡钳包括跨越
制动盘设置的本体，该制动盘具有旋
转轴线和垂直于该
旋转轴线的两个相对的摩擦表面。上面提到的活塞适于轴向地平移，因此使得每个垫片通过
力而
接触抵靠盘的相应摩擦表面，产生与盘的旋转方向相反的制动摩擦
扭矩。以被用户控制而执行制动动作的方式，上面提到的活塞在形成在卡钳本体中的相应座内被可滑动地驱动，并且被由供给设备提供的制动
流体的压力
偏压。
[0002] 换句话说，
盘式制动器的制动动作通过作用于制动流体的压力上而执行，该制动动作推动活塞朝向盘出来，该活塞使得垫片抵靠盘的制动表面、通过摩擦将车辆的
动能转换成
热能、并且产生制动力，该制动力通过制动其运动而阻碍盘的旋转并且因此阻碍车辆的前向运动。
[0003] 用于收回的装置允许活塞在加压制动流体的偏压结束时返回到相应的座中，以允许垫片移动远离盘的摩擦表面并且防止垫片甚至在偏压结束之后还非故意地保持与盘接触。实际上，这将导致残余制动扭矩存留的缺点，具有不利影响是：运动中的车辆的效率方面的不可接受的减小，以及垫片和盘的严重、快速消耗。
[0004] 而且，在高制动压力的情况下，卡钳本体也可能弹性地
变形，从而在作用在盘摩擦表面上的推力的反作用的作用下，卡钳本体相对于盘的摩擦表面打开。在制动流体的这种偏压结束时，通过也使活塞和垫片移动得更接近盘的摩擦表面，卡钳本体弹性地恢复它的初始形态。实际上，活塞将执行总返回行程，该总返回行程与由于
垫圈的弹性返回而产生的第一贡献和由于卡钳本体的弹性返回而产生的第二贡献的总和相同。在这样的情况下，即使在制动流体偏压结束之后，垫片可能保持被压在盘的摩擦表面上，伴随上面提到的不利后果。
[0005] 事实上，在
现有技术中已经被发现的一个问题是，在制动动作结束时，相对于活塞在卡钳本体中的静止
位置，活塞可以保持部分地伸出一定量，该一定量取决于制动动作中制动卡钳及其部件的变形。
[0006] 在本
说明书中，在制动动作结束时活塞返回至卡钳本体中的量将被称为“回退”。
背景技术
[0007] 从JP 64-21826 U、JP 09-0606666 A2、JP 10292834中，已知了一种用于收回活塞的装置，该装置使用弹性元件，特别是使用作用在活塞上的垫圈。
[0008] 这种垫圈被容纳在缸表面中的环形座中，并且由于力而作用在活塞侧表面上，在加压制动流体的偏压期间该垫圈在活塞的滑动方向上弹性变形，因此积累弹性形变
能量。这种能量然后在制动流体的偏压结束时释放，该垫圈弹性地恢复它的形态并且拉动缸内的活塞。
[0009] 随着垫片磨损，活塞朝向外部前进一定量，该一定量等于垫片的磨损量，活塞的侧表面相对于垫圈滑动。偏压结束时，垫圈弹性地恢复它的原始形状，并将活塞拉回仅仅与变形成比例的量。
[0010] 因此，这个已知的用于收回活塞的装置具有与卡钳本体的变形相关的固有的操作变化性的缺点。
[0011] 从本
申请的相同拥有者的名下的WO 2010064265(A1)中，已知了另外一种用于收回活塞的装置，该装置具有弹性元件，该弹性元件被设置成其径向表面通过力而接触抵靠活塞侧表面，并且该径向表面面向邻接表面，该邻接表面相对于制动流体设置在弹性元件的相对侧上，并且面向邻近该邻接表面的第一室和第二室，其中在制动动作期间在活塞滑动的作用下，以及在制动流体的压力(该压力超过与卡钳本体的弹性变形相对应的流体压力
阈值)的作用下，这些室适于容纳弹性元件的相应的变形部分。
发明内容
[0012] 虽然这种装置良好确定地克服了针对高压力值补偿卡钳本体的弹性返回的问题，但是感觉到需要提供一种用于收回活塞的装置，该装置能够产生不仅补偿垫圈的弹性变形、而且还补偿整个系统的弹性变形的总回退，使得在没有制动动作的情况下，垫片返回以便保证垫片能与盘摩擦表面脱离。
附图说明
[0013] 根据本发明的装置的另外的特性和优点从下文对本发明优选实施实例的描述中将变得明显，这些优选实施实例参考附图，以指示性的、非限制性的实例方式给出，在附图中：
[0014] 图1以轴测视图示出了用于盘式制动器的卡钳，该卡钳跨越制动盘(部分剖视)设置；
[0015] 图2以轴测视图示出了沿着图1的卡钳的平面II-II的截面，其中垫片和制动盘被省略，突出了垫片的推动活塞、收回装置和防尘盖；
[0016] 图3以横截面图示出了图1的卡钳的细节，所述细节涉及用于活塞的座以及用于弹性本体和弹性环的环形座；
[0017] 图4图示了图3的横截面，其中，活塞被容纳在用于活塞的座中，该座没有防尘盖；
[0018] 图5显示了在没有根据本发明的装置的情况下的回退的真实趋势与理想的趋势(当制动流体的压力变化时恒定的回退)之间的对比。
[0019] 图6显示了在没有根据本发明的装置的情况下的回退的真实进度与具有本发明的装置时测量的回退的真实进度之间的对比。
[0020] 图7以截面图示出了根据本发明的用于收回的装置的细节，其中弹性元件由于活塞的输出运动的作用而变形，而弹性环没有可感觉到的变形；
[0021] 图8以截面图显示了图7的细节，其中弹性元件推动弹性环直到环最大限度膨胀；
[0022] 图9至图19c以侧视图表示了环的一些
实施例，这些环的实施例适于限定活塞相对于活塞座的不同收回程度。
具体实施方式
[0023] 下文中将引用“轴向方向”以意指与制动盘的旋转轴线重合或者平行的方向；“毂方向”意指面向毂或者面向车辆内部的方向的侧部(side)或者方向；“
车轮方向”意指面向车辆的车轮的方向的侧部或者方向；“径向方向”意指与制动盘的径向方向重合或者平行的方向；“退出”或者“向前”或者“出来”意指如下方向，即活塞从它位于卡钳本体中的预期的座中退出的路径的方向；“收回”或者“拉回”或者“返回”意指如下方向，即活塞进入它位于卡钳本体中的预期的座中的路径的方向；“弹性元件”意指在表面上的施加压力或者力接触的元件，特别地但是不必需地、是指用以防止一些事件(例如，制动流体从该元件的一侧流到另一侧)的元件(例如，合成材料的元件)，该元件用其平面表面作用在活塞的密封表面上以将加压制动流体的容纳室与外部分开。
[0024] 根据一般的实施例，制动卡钳3包括跨越制动盘5设置的卡钳本体4(图1)。所述盘具有旋转轴线X-X和相对的摩擦表面6、7，制动垫片(图中未示出)作用在该相对的摩擦表面上。所述垫片被容纳在所述卡钳本体4中，以便能够在轴向方向(平行于轴线X-X的方向)上滑动至制动盘从而分别作用在所述相对的摩擦表面6、7上。所述活塞设有防尘盖200，该防尘盖被固定到在活塞的侧表面11中提供的座，并且被固定在卡钳本体4中提供的活塞10的座的端口202处。
[0025] 所述卡钳本体4还包括适于接收活塞2(图4)的至少一个活塞座10。所述活塞2包括侧表面11，该侧表面适于在所述活塞座10中滑动以便能够被从所述座中出来的制动流体偏压从而影响所述垫片中的至少一个抵靠制动盘的所述摩擦表面。
[0026] 室被设置在所述座10和所述活塞2之间，所述室适于接收通过制动流体入口(在图中没有显示出)供给的制动流体，制动流体入口通过制动流体
导管201与所述室以及流体供给和压力控制设备流体连通，该压力例如是基于车辆(包括所述卡钳的
制动系统被安装于其上)的驾驶员的制动命令或者是基于用于管理车辆的驾驶(例如以矫正车辆动态行为)的控制单元的命令而施加的。
[0027] 所述装置包括与活塞座10同轴的环形座26。这种环形座26包括垂直于轴向方向并且被在设置活塞的输出的方向上的轴向邻接表面40，以及面向活塞2的侧表面11设置的径向底表面28。
[0028] 所述装置包括至少一个弹性元件12，该至少一个弹性元件设置成其第一径向表面13通过力接触抵靠所述活塞侧表面11，以及设置成其第二径向表面14通过力接触抵靠卡钳本体4。
[0029] 有利地，所述弹性元件12还是
密封件，该密封件密封接触抵靠活塞的侧表面11以及狭缝或者环形座26的底表面28，所述狭缝或者环形座舍子在卡钳本体中，面向活塞2座10并且适于接收所述弹性元件12。
[0030] 根据一个实施例，所述弹性元件12包括位于加压流体侧处的第三轴向表面15，该第三轴向表面背向所述垫片并且适于被制动流体影响。
[0031] 根据一个实施例，所述弹性元件12包括位于活塞退出侧处的第四轴向表面16，该第四轴向表面面朝垫片。
[0032] 有利地，所述弹性元件12的第四表面16通过其一部分17面向第一室18，该第一室被设置在活塞的侧表面附近并且朝向所述活塞侧表面11开放。
[0033] 而且，用于收回的装置包括至少一个弹性环21，该至少一个弹性环容纳在环形座26中并且轴向地(插入)设置在弹性元件12和位于与制动流体相对的侧上的轴向邻接表面
40之间。环21具有内周边表面41和外周边表面42。
[0034] 有利地，在内周边表面41和活塞2的侧表面11之间，形成有第一室18，该第一室具有大体上环形的形状并且朝向活塞侧表面11以及朝向弹性元件21开放。该第一室适于容纳弹性元件12的变形部分100。
[0035] 用于收回的装置还包括第二室20，第二室20面向所述外周边表面42并且被设置在所述外周边表面42和座26的所述径向底表面28之间，所述第二室20适于允许环21变形直至环的膨胀形态。
[0036] 有利地，这种第二室20是大体上环形的和连续的。
[0037] 在实践中，通过径向地膨胀，环21逐渐地占据包含在该第二室20中的空间。
[0038] 第二室20的这种连续环形结构提供了环形间隙，该环形间隙具有随环21的直径变化(当环变形时)而变化的厚度。
[0039] 因此，环21能够自由膨胀而不会遇到阻碍。
[0040] 由于上面提到的第二室20，环21能够以能感觉到的方式膨胀，从而因此使得第一室18也能感觉到地改变其体积，以允许弹性元件12的部分100的均匀的能感觉到的形变。
[0041] 根据一个可能的实施例，例如，环是这样的，即，其变形指数在13和14之间，其中变形指数被定义为环的
刚度与具有垫片的卡钳本体的刚度之间的比。
[0042] 室18和20具有取决于环21和弹性元件12的膨胀的可变容积。
[0043] 根据一个实施例，弹性环还包括第一基部表面和第二基部表面，在环的相对的侧部上，其第一表面19与弹性元件12的第四表面16邻接接触。
[0044] 根据一个实施例，所述第一基部表面19通过其边缘定义了第一室18的端口，静止的弹性元件12从该端口面向所述第一室18。所述基部表面19适于当它被加压流体偏压时
支撑所述弹性元件12。
[0045] 根据一个实施例，所述基部表面19被径向地收回，以便相对于所述第一室18最大程度远离活塞2的侧表面11，并且因此留下所述弹性元件12可以面向所述第一室18的开口。
[0046] 根据一个实施例，环21具有内径向尺寸R1和外径向尺寸R2，其中R1和R2分别定义了环被嵌入在其间的两个同轴圆柱形表面的半径。
[0047] 根据一个实施例，所述环21具有适合于在所述环21和所述活塞侧表面11之间留下预定间隙D1的内径向尺寸R1，以便通过支承在卡钳4的本体中提供的环形座26的
侧壁上而形成所述第一室18。
[0048] 有利地，所述环21是能径向地弹性变形的，特别地，它是能在具有内径向尺寸R1和外径向尺寸R2的静止形态与具有外半径R2’和大于R1的内径向尺寸R1’的变形形态之间径向膨胀地变化的，所述变形由弹性元件12(在相对于活塞2的侧表面11的相反方向上)施加在环21的内周边表面41上的偏压的径向分量引起。
[0049] 由弹性元件12施加的这种偏压可以由活塞2的输出的运动引起，弹性本体的所述第一表面13通过力接触在活塞侧表面11上，并且通过制动工作的期间制动流体施加在弹性元件12的第三表面15上的压力引起。
[0050] 作为环的逐渐膨胀的结果，当内半径R1’在由弹性本体12施加的力的径向分量的作用下增大时，室18的体积也增大，因此穿入室18内的弹性本体12的部分100也增大。
[0051] 因此，由于变形部分100更大，所以弹性元件12能够积累的弹性能量大于如果环21没有膨胀时它能够积累的弹性能量。在这种条件下，变形部分100相对于其不静止形态前进一段RB2，该段大于如果环没有被膨胀时它将前进的段RB1。在通过制动流体压力的偏压结束时(即，因而在制动动作结束时)，弹性元件12和环21趋向于返回到它们的静止形态，传递积累的能量并且趋向于将活塞拉回一个总段RB2(大于RB1)。
[0052] 因此，总的回退RB2将是仅由于弹性元件12的弹性回程RB1而产生的第一贡献与由于环21的弹性回程而产生的第二贡献的结果。
[0053] 用这样的方式，弹性元件能够以成比例的方式不仅补偿弹性本体的弹性变形，而且还补偿由于制动流体的高压力导致的卡钳本体的弹性变形。
[0054] 换句话说，由制动流体的压力导致的活塞2朝向盘的前进在活塞向前方向上拉动弹性元件12的变形部分100一段RB1。当活塞到达与垫片通过力接触在盘摩擦表面上相对应的点时，因为流体的压力增大，卡钳3也开始变形，并且同时活塞前进与卡钳的变形对应的另外的段，垫片保持通过力接触抵靠盘摩擦表面。在这种情况下，活塞的总的前进是RB2。在制动流体的作用结束时，弹性元件12和环21返回到它们的初始形态，将活塞拉回一段RB2，完全地补偿系统的总的变形。
[0055] 根据一个实现，环21能够以多种形状制成，其中一些实例被描述在图9至图19c中。特别地，环21包括适合于当被偏压时促进环21的径向变形能力的减轻装置。
[0056] 例如，这种减轻装置包括位于内周边表面41上的至少一个内径向凹槽，所述凹槽是轴向地开口的。
[0057] 根据一个实施例，环21包括位于外周边表面42上的至少一个外径向凹槽23，所述凹槽是轴向地开口的。
[0058] 在一个实施例中，每对相邻的内径向凹槽或者外径向凹槽23定义了插入齿27。
[0059] 根据一个实施例，环21在所述第一周边表面41和第二周边表面42之间的至少一个上包括数量在26和36个之间的齿27。
[0060] 在一个可能的实现中，减轻装置包括轴向笔直地穿过环21的至少一个凹槽或者孔44。
[0061] 根据一个实施例，减轻装置包括轴向地穿过的多个凹槽或者孔44，每个所述贯穿的凹槽或者孔优选地设置在各自的齿27中。
[0062] 根据一个实现，减轻装置包括沿着所述环21形成的至少一个周缘通道45。
[0063] 在一个实现的实施例中，所述环21包括等间距间隔的多个所述内凹槽和多个所述外凹槽23。
[0064] 根据一个实现的实施例，内凹槽和所述外凹槽23以相等的数量形成。
[0065] 根据可能的实现，内凹槽和所述外凹槽23彼此交错地设置，所述环21特别地具有螺旋形状，如例如图12和18中显示的一样。环21的这种形状给环21赋予了与在径向方向上的更高的可变形性相对应的在圆周方向上的高可膨胀性。实际上，由于制动流体的压力和活塞2的前进，弹性元件12的偏压的径向分量作用在所述环21上，因此允许显著地加宽第一室18的体积，以允许弹性元件12的更大的部分100穿入所述第一室18中并且允许在活塞2上的更长的返回行程。
[0066] 在一个可能的实施例中，环的位于内凹槽和外凹槽处的最小厚度(d)(被定义为弦厚度d)选择在0.5毫米和3毫米之间、优选地在0.6毫米和2.5毫米之间、特别地在0.6毫米和0.8毫米之间的值。
[0067] 根据一个实施例，环21可以由热塑性
树脂、特氟隆 或者全氟烷
氧基共聚物PFA(perfluoroalkoxy copolymer PFA)制成。
[0068] 根据一个实施例，环形座的径向底表面28包括倾斜部分29以便减小环形座26在与盘相对的侧部上的径向尺寸，并且圆柱形部分30适于定义第二室20的一部分，并且根据一个实施例该圆柱形部分适于容纳所述环21。
[0069] 在一个可能的实施例中，环具有位于所述内周边表面和面向所述弹性元件的环的基部表面之间的斜面，所述斜面适于促进弹性元件在活塞的输出的方向上的形变。
[0070] 用于收回活塞的装置的操作方法将在下文中描述。
[0071] 实际上，根据本发明的第二方面，上面提到的需求通过以下方法来满足，所述方法驱动用于收回制动卡钳(3)的活塞(2)的装置(1)，所述制动卡钳包括跨越制动盘(5)设置的卡钳本体(4)，所述制动盘具有垂直于定义了轴向方向的旋转轴线(X-X)的摩擦表面(6、7)，并且相对的垫片容纳在所述卡钳本体中以便能够在轴向方向上滑动到制动盘，从而分别作用在所述相对的摩擦表面上，所述卡钳本体还包括适于容纳活塞(2)的至少一个活塞座(10)，活塞(2)设有侧表面(11)，该侧表面适于在所述活塞座中滑动以便能够被从所述座中出来的制动流体偏压，从而影响所述垫片中的至少一个抵靠制动盘的所述摩擦表面。
[0072] 更详细地，所述方法包括通过制动流体的压力影响在与活塞的输出方向相对的表面(15)上的弹性元件的一部分的步骤。
[0073] 而且，本方法包括弹性变形的步骤，在活塞(2)的输出的方向上，弹性元件(12)的一部分(100)与活塞的侧表面(11)接触，所述部分通过力作用在环(21)上，该力取决于流体的所述压力并且适于被分解成径向分量和轴向分量，所述弹性元件(12)积累第一量的弹性形变能量。
[0074] 该方法包括通过所述力的所述径向分量在径向方向上使得环(21)朝向外部弹性地膨胀的进一步步骤，积累第二量的弹性形变能量。
[0075] 在一个实现中，上面提到的方法包括去除制动流体的压力的步骤，允许环(21)的弹性返回，所述环(21)释放在径向方向上向内作用在弹性元件的所述变形部分(100)上的所述第二量的弹性形变能量，所述弹性元件(12)部分地拉回并且沿着第一回退段轴向地拉动活塞(2)，并且此外，允许弹性元件(12)的变形部分(100)的弹性返回，所述弹性元件(12)释放沿着第二回退段轴向地拉动活塞(2)的所述第一量的弹性形变能量。
[0076] 换句话说，弹性元件(12)的第一径向表面(13)被设置成与活塞(2)接触，使得该第一径向表面通过从卡钳本体的活塞座中出来的活塞的运动拉动，使弹性元件(12)的部分(100)在第一室(18)中弹性变形，并且推动所述弹性元件抵靠弹性环(21)的第一基部表面(19)。
[0077] 当活塞(2)出来时并且到达结束行程点时，随着通过力而在垫片和盘之间的接触，当制动动作继续时以及当制动流体的压力增大时，弹性本体继续变形，因此占据第一室18并且施加增大的力抵靠弹性环(21)。
[0078] 该力可以被分解，例如沿着轴向分量和径向分量被分解。力的径向分量在朝向外部的径向方向上作用在弹性环的内周边表面(41)上，趋向于弹性地加宽该内周边表面。因此，环(21)也弹性变形。以这样的方式，部分(100)积累第一量的弹性形变能量，并且弹性环(21)积累第二量的弹性形变能量。当制动流体的压力增大时，卡钳(3)、垫片和活塞也弹性变形，并且活塞的输出的行程取决于由各个变形给出的贡献的和。
[0079] 当制动流体的动作停止时，环(21)趋向于返回它的静止形态同时回缩并且逐渐地释放先前(当制动流体被加压时)积累的第二量的弹性能量。在弹性环的这种返回步骤的期间，它通过朝向内的力的径向分量作用在部分(100)上，迫使弹性元件(12)部分地拉回，因此沿着第一回退段拉动活塞。
[0080] 弹性元件(12)当它拉回时也释放先前轴向地积累的第一量的弹性形变能量，沿着第二回退段拉动活塞。
[0081] 这样，总的回退由第一贡献和第二贡献的总和给出，因此活塞的回程高于仅依靠弹性元件的回程，但是它考虑并且补偿了整个系统的变形。
[0082] 调节活塞的收回的一些示例性的方法将在下文中描述。
[0083] 通过选择具有预定变形指数和在环的内周边表面41和活塞的侧表面11之间的预定内半径R1的环21，可以限定第一室18的量，该第一室的量适合于容纳通过从活塞座出来的活塞的相对运动拉动的弹性元件的弹性变形，因此将回程的量限定为活塞的第一收回行程，该回程的量是当制动动作停止时由弹性元件(通过弹性元件和活塞之间通过力的接触)通过其第一表面13将施加于活塞。
[0084] 通过选择具有预定数量和尺寸的外凹槽23和内凹槽的环21，可以限定：
[0085] -制动流体的最小压力阈值，该制动流体的最小压力阈值确定与期望补偿的卡钳本体的可感觉到的弹性变形的阈值成比例的弹性环的可感觉到的变形；
[0086] -当制动动作停止时，将通过弹性元件和环的弹性回程而施加的拉回的量，其也考虑卡钳本体的变形。
[0087] 由于上文中所已经阐述的，能够理解如何特别容易地调节制动卡钳，以使得在非常不同的操作条件下该制动卡钳也具有期望的回退。为了获得整个制动系统的更有效的性能，甚至可以对存在于相同卡钳中或者相同机动车的多个卡钳中的不同装置进行不同的调节。
[0088] 图5和6显示了现有技术与本发明的不同收回性能之间的对比。
[0089] 特别地，它们在纵坐标(53和63)中以毫米为单位显示活塞的回程，并且在横坐标(54和64)中显示制动流体的压力。
[0090] 在图5中，活塞回程(通过活塞相对于卡钳本体的最终位置而测量)的进度52与理想的进度51相比较。在这种情况下，装置没有使用环21。
[0091] 而图6显示了没有环21的活塞回程的进度62与具有弹性环21的活塞回程的进度61之间的对比。可以看出的是，在使用根据本发明的环21的情况下，获得了与图5的理想进度51相似的进度。
[0092] 针对上文中描述的装置的优选实现方案，在不背离所附
权利要求的范围的前提下，本领域技术人员为了满足特定需求、偶然需求能够做出大量
修改、适应性变化以及用其他功能等同元件的元件替换。
