[发明专利]制动活塞和活塞鼻部

说明书

本申请是申请日为2012年1月13日，申请号为201280005419.5，发明名称为“制动活塞和活塞鼻部”的申请的分案申请。

本申请要求2011年1月14日提交且题为“Brake Pistons and Piston Noses”的美国临时专利申请序列号61/433,194的权益，该申请通过引用并入本文，如同以其全部在本文进行阐述。

技术领域

本发明涉及制动活塞和活塞鼻部，例如用于自动圆盘制动器系统中。

背景技术

在圆盘制动器卡钳中，在应用液压力的活塞和保持摩擦产生材料的块组件的背部之间存在直接接触。摩擦产生材料典型地是非常好的热导体，且背板材料通常是也很导热的高强度钢。活塞于是对于卡钳主体和活塞后面空腔中液压流体成为传导路径。液压流体具有其可运行的有限温度范围，因此其必须与将产生该范围之上的温度的热传递隔离开。

活塞可由许多材料制成，诸如钢、铝、不锈钢、钛或工程复合物诸如酚醛塑料和陶瓷。优选地，用于活塞的材料和用于卡钳主体的材料一样，使得由热膨胀导致的尺寸变化将和卡钳的主体一样影响活塞，且特别地使得关键尺寸将近似一起改变。这样做将关键构件诸如活塞、活塞密封件、活塞槽和活塞孔之间的关系或公差保持在较窄的范围中。适当公差的这种保持增加到卡钳性能和耐用性。

但是，当前最好的实践是由多于一种材料制造可用在高温度环境中的活塞(例如高性能制动系统)，比如，由铝制成(其中也使用铝卡钳)的活塞主体与不锈钢、钛或陶瓷的鼻部配合。

存在尝试限制热导性的常规活塞鼻部设计。这些常规设计包括通过材料选择(例如不锈钢、钛或陶瓷)和/或通过使用具有减小横截面的结构来减小传导性热传递的特征。

如图1-3所示的一种常规设计使用包括附接到铝活塞主体12的陶瓷鼻部10的简单设计。一般来讲，该设计简单地依赖于材料的选择(陶瓷)以减小热导性。在图4-6中示出的另一种常规设计使用附接到铝活塞主体22的钛鼻部20。但是，除了对鼻部20使用低热导性材料(钛)之外，该设计还通过成形鼻部20来减小热导性，以便减小活塞和制动块之间的接触面积，即，仅仅使用外环24作为接触表面且钻出通过环24的孔25。在活塞鼻部20的现有的实施中，环24是5或8毫米(mm)高且具有直径分别为3或5mm的孔25。

最后，在另一种常规设计(未示出)中，通过在活塞和制动块的高强度钢背衬之间使用薄的典型1mm厚的低热导性材料片来解决热传递，该低热导性材料诸如不锈钢或钛。

发明内容

本公开除了别的之外还涉及活塞鼻部的构造以改进其性能。关于以上讨论的最后的常规方法，本发明人发现该解决方案的问题在于该薄的低热导性材料片典型地由于高温和通过活塞鼻部所给予的非一致的力而变形。当那发生时，板不在是平的，而相反呈现波形。另外，本发明人发现该薄的金属材料层呈现类似弹簧的特性，作用类似可压缩弹簧，且因而在直接的力施加在制动块之前需要由活塞移动较长或可变的距离。在制动块背部上实现的活塞力的该延迟由于增加了接合制动器所需要的时间以及制动踏板必须移动的距离而不利地影响制动系统性能。

本发明通过除别的之外还使用是宽的且包括小的略微抬起的部分的顶部表面而解决该问题。

因此，本发明的一个实施方式涉及制动活塞，其包括：活塞主体；以及顶部表面，其中顶部表面比活塞主体宽且具有相对于顶部表面的其他部分被略微抬起的小部分，使得在使用时只有小抬起部分与制动块的背板接触。

在一个实施方案中，所述顶部表面在围绕所述活塞主体的圆周的每个位置处延伸超过活塞主体的外边缘至少1毫米的距离。

在一个实施方案中，所述顶部表面在围绕所述活塞主体的圆周的每个位置处延伸超过活塞主体的外边缘至少2毫米的距离。

在一个实施方案中，较宽的顶部表面提供对于热辐射的屏蔽。

在一个实施方案中，所述小抬起部分由一致大小且一致角度间隔开的抬起区域的环组成。

在一个实施方案中，所述环的外边缘至少近似对应于所述活塞主体的外边缘。

在一个实施方案中，所述一致大小且一致角度间隔开的抬起区域通过一致大小且一致角度间隔开的间隙分开。

在一个实施方案中，只有所述一致大小且一致角度间隔开的抬起区域高于所述顶部表面的其他部分。

在一个实施方案中，所述顶部表面通过安装在所述活塞主体的顶部上的单独的活塞鼻部构件提供。

在一个实施方案中，所述活塞主体由铝制成且所述活塞鼻部构件由钛制成。