[发明专利]用于盘式制动器组件的热保护装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种盘式制动器组件的热保护装置。

背景技术

抵靠旋转的制动盘的制动片导致产生很高的温度。尽管由制动片和制动盘之间的摩擦产生的大部分的热量通过热传递直接地从制动盘消散到空气中，但是大量的热量从制动片进入制动卡钳（brake caliper）的结构。特别地，不期望的大量热量可以被传递到制动卡钳内部的热敏组件。

如图1所示，典型的盘式制动器100使用至少一个可移动活塞或推杆（tappet）110，通过制动片130将制动力施加到制动盘120上。盘式制动器100可以包括在制动盘120（未显示）的每侧上互相相对的两个制动片130。制动卡钳140横跨在制动盘120上，制动片130位于推杆110和制动盘120之间。当制动片130处于新的状态时，推杆110处于距离制动盘120最大距离的完全缩回位置，如图1所示。为了克服制动盘120而推动制动片130，推杆110朝着制动盘120移动。由于使用了制动片130，制动片130和制动盘120之间的摩擦使得制动片130和制动盘120的摩擦材料磨损。由于制动片130的厚度减小，推杆110移动接近制动盘120以保持制动片130和制动盘120之间的期望最大间隙，以便使制动空转最少化。最终，当制动片130和制动盘120处于最大磨损条件时，推杆110到达完全伸展位置，如图2所示。

为了保证整个使用寿命中的盘式制动器100的性能，必须保护内部卡钳组件不受环境影响，例如灰尘，化学药品，气体和水。典型地，波纹管（bellow）150被设置成密封制动卡钳140和推杆110之间的环形间隙，并且防止灰尘，化学药品，气体和水进入制动器的内部机构。波纹管150具有粘附到卡钳140的第一表面151和粘附到推杆110的第二表面152。波纹管150的第一表面151可以被直接连接到卡钳140或连接到卡钳140外面的组件，例如螺纹连接到卡钳140（未显示）的盖板。当推杆110朝着制动盘120推进和返回到其静止位置时，波纹管150与推杆110一起伸展和缩回。用这种方法，波纹管150在所有工作条件下保持制动卡钳140和推杆110之间的密封。

一般由硅橡胶制成的波纹管150对高温特别地敏感。必须防止波纹管150和推杆110的直接靠近制动片130的部分（即，在施加制动期间推杆110的达到最高温度的部分）之间的接触，因为推杆110的这部分可能达到熔化或破坏橡胶波纹管150的温度。当大部分缩回的波纹管150聚集成接近推杆110时，这种接触更可能在推杆110处于或接近如图1所示的完全缩回位置时产生。进一步，波纹管150的卷曲在缩回期间不会均匀地折叠（collapse）。反而，卷曲逐渐折叠，单个卷曲能够通过保持在倾斜位置而在一段延长期限的时间来抵抗折叠运动。这样增加当推杆110移动远离制动盘120时波纹管150和推杆110的局部区域之间发生接触的可能性。

波纹管150也易受到制动过程的对流热传递影响。例如，当推杆110处于如图2所示的完全伸展位置时，波纹管150被完全地展开，从而其全部壁长在制动过程中暴露于环境攻击和热量。进一步，波纹管150一般在推杆100被完全伸展时（即当制动片130和制动盘120处于最大磨损条件时）比在制动片130和制动盘120为新的时具有更高温度。这是由于制动盘120和制动片130的减少的热容量以及薄磨损的制动片130的减少的热绝缘效果引起的，该减少的热容量是由制动盘120和制动片130的厚度减少所引起。因此，当推杆110处于完全伸展位置时，波纹管150尤其易受到热降解的影响。

现有的盘式制动器设计包括用于防止波纹管不受在制动过程期间产生的热量的机构。例如，橡胶波纹管可以被金属的螺旋弹簧围绕物包围。然而，因为金属具有高温传导性，所以金属在接触时可能熔化或破坏橡胶波纹管。进一步，由于小的包装空间以及波纹管和金属弹簧的不可控的变形，很难防止金属围绕物和波纹管之间接触。另外，金属围绕物具有低强度的形状，尤其是沿着横向方向和处于完全伸展位置。这样可以导致个别的线圈（coil）跳跃（skip）或阻塞，这样反过来影响金属围绕物的保护功能。还可以平衡制动器的完全释放，和导致行进间隙减少以及热磨合（hot running）制动的可能性。进一步，由于螺旋弹簧的增加阻止高度（block height），在该状态下不可能将推杆从制动盘完全地缩回以改变制动片。