CN100354546C - 盘式制动器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种具有闸卡爪的盘式制动器，包括闸盘、滑动件，所述滑动件能以与闸卡爪内闸盘表面相垂直的方式移动并与闸盘相配合，及包括旋转杆和旋转体的夹紧装置。本发明的第一实施例中，旋转杆包括一半球形控制面，在旋转接触位置内旋转体布置在所述的半球形控制面上。通过摆动转杆所述的径向瓦块式轴承，旋转体和旋转杆相互变换位置，为施加制动力而使滑动件移动。然后旋转体在控制面上完成一种全转动运动。

Description

盘式制动器

技术领域

本发明涉及一种用于机动车，特别是重型载重汽车的盘式制动装置，带有以可与相对闸盘表面垂直的方式在闸卡爪内被移动并与闸盘接触的一个滑动件。该滑动件则是通过包括一个转杆的动力传输装置来移动而抵靠到闸盘上的。

背景技术

本领域研究现状包括许多惯用的手段用于从液动和气动旋转杆将力传递至滑动件或横杆。

因而，如在DE2057322C3专利文献中就披露的一种用于带有局部瓦块的盘式刹车的启动装置。安装有以机械方式启动的闸操纵杆，通过垂直并移位于制动活塞移动轴线的轴使其能在闸卡爪壳体内旋转。为了从制动杆到滑动件或制动活塞传递机械启动压力，滚动轴承用的是滚柱轴承，并将其固定在相对的管道内，一面在滑动件的前侧而另一面在制动杆内。制动杆本身安装于闸卡爪盖内的半圆柱形导引轨道内，圆柱形槽径向定位并在与圆柱形滚柱插入的导引轨道相对一侧偏心移动。在相反一侧圆柱形滚柱延伸到一个槽内并支撑在制动盘上，所述的槽具有与制动盘表面相平行的平面。将滚柱定位以使其能在制动杆的槽内偏心地滑动到导引轨道内，在滚柱起作用过程中，它朝着滑动件的方向移动，然后可将此元件朝着制动盘的方向移动。从而滚柱在滑动件的水平槽内移动，以至于以尽可能防止侧向力的方式调节所述槽的宽度。

此外，在DE2614 321C3专利文献中披露了在制动器内一方面将旋转杆设置在远离制动盘一侧上，通过其上的滚动面制动盘本身可以支撑在水平相邻表面上，另一方面，在朝对制动盘一侧，通过滚柱的导引轨道，旋转杆反过来旋转地定位在滑动件或压杆的前侧平面上。以这种设置，旋转杆和滑动件之间就应该能够获得高的传动比。通过销轴承将旋转杆定位在闸卡爪上，在制动盘一侧上的控制轨道具有一种增加了传递力的外形轮廓，这一外形轮廓在控制轨道内通过凸轮状提升杆能够将力传递至滚柱并最终传递到滑动件。

DE3716 202A1专利文献中公开了在旋转杆偏心部分和与闸盘径向面平行的滑动件之间设置压力盘，由滑动件上的水平滚柱轴承支撑该压力盘以限定其滑动轨迹。通过半圆形滚柱轴承将旋转杆的偏心部分旋转定位在闸卡爪内压力盘相对一侧上。在起动制动的过程中，形成旋转杆偏心部分并朝向闸盘的凸轮在压力盘上移动。

EP0553 105B1专利文献中披露了本领域内另外一种盘式制动器夹紧装置，在转杆的偏心部分和滑动件之间设置了滚柱轴承形式的固定装置，它将旋转杆与偏心于转杆转轴的滑动件相连接。一个螺栓装在了两端相对的半圆柱形槽内，其一端在旋转杆内而另一端在滑动件内，通过半圆柱形旋转杆将旋转杆支撑靠在远离螺栓一侧的闸卡爪上。在这一夹紧装置内，螺栓、旋转杆偏心部分以及滑动件相对转动，由此产生力的传递。螺栓独立旋转定位在旋转杆和滑动件两部件之间，要求滑动件定位在闸卡爪内以使其能旋转或倾斜。然而缺点是当起动制动时，制动瓦片不能精确地与闸盘平行定位，从而导致运行不平稳。

在EP0942191B1专利文献中也可以了解到如何通过第一径向瓦块式轴承将朝着闸盘方向上的制动杆偏心部分与滑动件相连，以及通过第二径向瓦块式轴承将远离闸盘方向上的制动杆偏心部分与支座相连，所述支座的形状为回转体并与闸卡爪紧密相连。

目前本领域公知的用于在盘式制动器夹紧装置内传递力的上述构造和机构存在几多不同的缺点。

例如，在DE20 577 322C3专利文献中披露的滑动装置，通过具有增加的摩擦力，特别在盘式制动器内具有极强压力的螺栓，在磨损和效率方面表现出极强的负面效果。

本领域目前都知道使用传统的滚柱轴承可以避免上述摩擦和磨损效应，即如在EP0553 305B1或EP0942 191B1中所披露的。然而，在本领域目前披露的实施例中显示的另外一个缺点表明，为了实现无故障力传递，滑动件或横梁必须倾斜，正如已经指出的一样，这一设置导致了闸盘上的制动瓦片使用的不规则以及与此相关的不规则的磨损。

然而大体上，上述的倾斜对于力传递来说是不能合乎要求的，仅在理论上可以接受。为了避免由摩擦、磨损和迟滞引起的问题同时也是为了防止力传递元件在滑动件或横梁上的侧向移动，DE3716202A1专利文献提出了压力盘结构。但在这一发明专利中显示的结构相当复杂，由于必须设计和生产额外的部件导致成本提高。

此外，根据本领域对盘式制动器的研究现状，所有关于在夹紧装置中进行力传递的共性是由于应用上的特殊机构和在制动或制动分离期间的特别次序，不能通过确定的方式控制动力传递。

发明内容

在上述提出的关于本领域现状的缺点的基础上，本发明的目的是以在夹紧系统中设置力传递机构的方式完善普通形式的盘式制动器，在制动过程采用所述的力传递机构可避免摩擦和磨损产生的负面影响，并产生较高的效率和动力传动比，所述的力传递机构包括的部件制造简单且成本低。

另外，本发明进一步的目的是依据观察需要和结构参数建立力传递的准确定义。特别地，本发明的目的是在力传递效果上获得渐进性，也就是说，制动过程最后与制动过程开始相比具有更高更强的制动力。

发明目的在第一实施例中和第二实施例中得到实现。

根据本发明，一种盘式制动器具有闸卡爪，闸卡爪包括闸盘、滑动件以及包括一旋转杆的夹紧装置，所述滑动件能以与闸卡爪内闸盘表面相垂直的方式移动并与闸盘相配合，所述的旋转杆可以在一个第一径向瓦块式轴承中绕转轴旋转到与该闸盘表面相垂直的旋转表面，而所述的旋转杆在远离作用端的一端上装备有向外成半球形的一个支撑面，而所述的支撑面是圆柱形的并环绕转轴转动，利用径向与支撑面相对的具有凹入式半球形内部的控制面让所述的旋转杆以偏心方式定位，

还具有一个旋转体，所述旋转体能与控制面接触转动且可在一个第二径向瓦块轴承中转动，其中该控制面的每部分的曲率半径都大于旋转体的半径，并且由旋转杆和旋转体组成的一个结构体位于该滑动件和闸卡爪的一个圆柱形支撑面之间且与之相接触，即以这样一种方式，当旋转杆在径向瓦块式轴承内摆动时，通过旋转体和旋转杆的往复位移而使滑动件移动，从而在该滑动件的移动过程中，该旋转杆的转轴的位置得以改变。

根据本发明第一实施例，在旋转杆远离气动螺栓或液压缸接触的作用端的一侧上有带有圆柱状半球形外部的安装面，它围绕着转杆瞬时位置的转轴。控制面与圆柱支撑面径向相对并相对支撑面偏心布置。控制面具有凹入式半球形内部的形状。

在控制面上有一个旋转体，例如旋转连接的滚柱。换言之，旋转体随着力传递产生相对运动，并在控制面上作纯滚动，也就是说，没有滑动或摆动现象发生。

将旋转杆定位在至少一径向瓦块式轴承内旋转。根据本发明，制动力通过包括旋转杆和旋转体的特别定位的结构体传递到滑动件或横梁。结构体一端位于滑动件上，另一端位于闸卡爪的支撑面上，从而当旋转杆在径向瓦块式轴承内旋转并通过旋转体和旋转杆的相互移动，滑动件在闸盘方向移动。

因此，在旋转运动过程中旋转杆的旋转轴线的瞬时定位点在其旋转面上连续移动，也就是说，朝着闸盘方向移动。结果在旋转运动过程控制面假定旋转轴线的瞬时位置同样变化，并遵循一个近似圆形的轨迹。在本发明中，由于旋转杆没有稳定的旋转轴，其浮动定位在旋转体和滑动件之间。

根据本发明，实质上旋转杆控制面的每个单个部分的曲率半径都比旋转体的半径大。控制面的这一结构保证了在制动起动过程中旋转体在控制面上产生纯滚动。由于这种纯滚动，即因为在夹紧装置中不发生移动部件的滑动或滚动，从而根据本发明可以避免在盘式制动器中的摩擦因素和相应的磨损。由于这一原因，在这种结构下从旋转杆到滑动件的力传递凭着高效率和高效用而性能突出。

因为当制动器起动时旋转体能在控制面上向下滚动，确定了必要的自由度同时避免滑动件不必要的倾斜，从而滑动件可以沿精确的纵轴线移动。一个另外的优点是，由于制动瓦片水平、平行地在闸盘上接触，不会出现无规则的摩擦，并由此保持低磨损。

在本发明实施例另外的结构中，以下述方式构造控制面，即控制面每部分的曲率半径与其他部分不同，也就是说，不存在与控制面任一部分具有相同曲率半径的部分。选择单个部分的曲率半径以使控制面在凹形两侧加宽。根据本发明控制面加宽的程度由选择的单个部分曲率半径决定，如果旋转体在控制面上向下滚动，以能获得规定的力传递的方式选择控制面的加宽程度。

为了获得渐进的力传递效果，由此作用在闸盘上的制动力在滑动件仍具有微小行程的制动过程最后比滑动件在闸盘方向具有更长行程的制动过程开始更大，本发明设置了从控制杆作用端观察控制面在其下部比其上部更宽的特征。在控制杆在控制面内的旋转运动过程中，旋转体朝着作用端方向或朝着控制面上部方向向下滚动。所以，随着旋转杆在控制面上部的继续的旋转运动，为了获得所需的渐进的作用力，需要比相对于制动起动开始的下部具有更大的弯曲倾角。

在本发明盘式制动器实施例另一个更好的结构中，将旋转体安装在与旋转杆控制面相对的一侧，以至于其能通过第二径向瓦块式轴承旋转。

很清楚在这一结构中，大体上可以考虑两个起动方向。因此，首先能通过第一径向瓦块式轴承将旋转杆支撑面与滑动件相连，并通过第二径向瓦块式轴承将旋转体与闸卡爪相连。然而其次也能通过第一径向瓦块式轴承将旋转杆支撑面与闸卡爪相连，然后通过第二径向瓦块式轴承将旋转体与滑动件相连。换句话说，可以将包括第一径向瓦块式轴承、旋转杆、旋转体以及第二径向瓦块式轴承的结构体的各个部件的顺序相对于起动方向在滑动件和闸卡爪之间颠倒。

在本发明盘式制动器的另一个结构中，设置至少一个背带，它远离闸盘的一端形成了用于径向瓦块式轴承之一的轴瓦。背带与用作封闭闸卡爪内一开口的盖接触，所述的盖在其朝着闸盘的方向一侧上包括在闸卡爪内，在安装过程中通过所述的盖能够插入夹紧系统中的部件。因为通过弹簧将滑动件另外支撑在盖上，可以通过至少一个背带这一结构将整个夹紧系统固定在一起。

在另一个更好的结构中，夹紧系统有两个背带，旋转杆定位于其间，以至可以自由移动，背带上侧、下侧以及其后部完全包围着滑动件。

滑动件可以是单个压力杆。但本发明也把一横杆称作滑动件，两个平行的调整轴定位在其内。齿轮机构定位在横杆和盖之间，其可以是任何所需的机构并用作使调整轴相互同步。

本发明的两种结构的盘式制动器是性能突出的，因为它们运行方式单一，此外还可以简单的，市场上可以买得到的构件生产。

可以从下述实施例及附图中了解到本发明盘式制动器的其他有益的结构和特性。

附图说明

图1表示根据本发明第一实施例的力传递系统在起动方向的示意图；

图2表示力传递系统在相反的起动方向的示意图；

图3表示在本发明第一实施例中装配的夹紧系统的立体图；

图4表示图中的夹紧系统的剖面图。

具体实施方式

图1表示位于制动力产生元件，例如液压缸(在此未示出)，和传递制动力至闸盘的元件之间力传递的结构体1的示意图。

结构体1实质上由旋转杆2和旋转体3组成。

旋转杆2在远离其作用端4上具有第一支撑面5，例如可以由液压缸的活塞杆作用在旋转杆2的作用端上。该支撑面3具有圆柱状半球形外部。

控制面6在径向上与第一支撑面5相对。一方面，控制面6以偏心方式定位在第一支撑面3上，另一方面，其具有凹入状半球形内部。

旋转体与控制面6接触，也就是说，在旋转杆2的制动传动和旋转期间，旋转体3在控制面6上发生纯滚动，而在此过程中没有滑动和移动。

换句话说，这样构造控制面6以至于在旋转体3的柱面和此控制面6之间总是有点接触或线接触。根据本发明，为了实现上述目的，旋转体3的半径总是小于每个单件内控制面6的曲率半径。

由旋转杆2和旋转体3组成的结构体1位于滑动件7和闸卡爪9的支撑面8之间，所述的滑动件7用来在闸盘上传递制动力，所述的支撑面8位于所述滑动件7相对的一侧。

因此，旋转杆2以上述“浮动”方式定位以至于在其旋转过程中及在滑动件7在旋转面E上移动过程中旋转轴H的瞬时位置连续变化，所述的旋转面E垂直与闸盘表面运动。旋转轴H在旋转轴E上与朝向闸盘方向的滑动件7一起运动。

在图1显示的实施例中，滑动件7在左侧，也就是说，向左旋转旋转杆2的起动方向与图1中指向的左侧相同。

依靠径向瓦块式轴承10将旋转杆2的支撑面5与滑动件7相连。在与径向瓦块式轴承10相对的位置，依靠第二径向瓦块式轴承11将旋转体3固定在闸卡爪9的支撑面上以使旋转体3能够旋转。

如图1所示，控制面6相对于旋转体3的柱面，在旋转杆2支持点上的控制面6和旋转体3的柱面之间的接触点两侧以凹面形式加宽。因此，根据本发明，在制动或分离过程依据制动所需的不同的力传递过程，通过在控制面6每部分设置不同的曲率半径的方式选择特殊的曲率半径。

例如，在制动过程中为了获得渐进的制动力，也就是说，在制动过程最后的制动力大于制动过程开始的制动力，以使控制面6的下部6”比上部6’更宽的方式形成控制面6。因此，在制动过程的最后，在径向瓦块式轴承10内旋转旋转杆2及旋转杆2和旋转体3的偏心相互移动过程中，滑动件7可产生更高的压力，所述的旋转体3在控制面6的6’部分上向下滚动。

然而，由旋转杆2和旋转体3组成的结构体1也能用其相反方向上的部件定位在滑动件7和闸卡爪9之间。在图2中可以看到这种变化。图中滑动件7位于右侧，随向左旋转的旋转杆2以相反方向向右移动。为了实现这一目的，通过第一径向瓦块式轴承10将旋转杆2保持与闸卡爪9和旋转体3相连，通过第二径向瓦块式轴承11将位于控制面6相反一侧的旋转体3与滑动件7相连。

图3显示的是包含图1结构的夹紧系统的立体图。滑动件7被构造成横梁形状，包括两个调整轴12。通过齿轮机构13使两个调整轴12相互同步。

齿轮机构13位于滑动件7和盖14之间，用于封闭闸盘一侧闸卡爪9一部分内的一个开口。

图4显示图3中的夹紧系统的截面。背带15以围绕滑动件7和由旋转杆2和旋转体3组成的结构体1的方式与盖14相接触。因此，背带15还有第二径向瓦块式轴承的轴承座。

根据图3中显示的本发明的构造，所述的盘式制动器具有两个背带15，它以在中部包围旋转杆2的方式位于作为滑动件7的横杆周围。通过背带15能够将结构体固定在一起，所述的结构体包括滑动件7、径向瓦块式轴承10，11、旋转杆2、旋转体3、同步齿轮机构13以及盖14，为了更好的安装也可能包括其他部件。

在图1和4中显示的构造很清楚地表明，通过由旋转杆2和旋转体3构成的力传递系统1，能够产生一个简单且成本经济的结构体，其中可以避免滑动摩擦带来的负面效应。此外，控制面6在一特定过程同与其接触并能滚动的旋转体3特别结合能够确保在制动器的制动或分离过程中力传递各个过程。

Claims (9)

1.一种盘式制动器，具有闸卡爪(9)，所述闸卡爪包括闸盘、滑动件(7)以及包括一旋转杆(2)的夹紧装置，所述滑动件(7)能以与闸卡爪(9)内闸盘表面相垂直的方式移动并与闸盘相配合，所述的旋转杆(2)可以在一个第一径向瓦块式轴承(10)中绕转轴(H)旋转到与该闸盘表面相垂直的旋转表面(E)，而所述的旋转杆(2)在远离作用端(4)的一端上装备有向外成半球形的一个支撑面(5)，而所述的支撑面是圆柱形的并环绕转轴(H)转动，利用径向与支撑面(5)相对的具有凹入式半球形内部的控制面(6)让所述的旋转杆(2)以偏心方式定位，

还具有一个旋转体(3)，所述旋转体(3)能与控制面(6)接触转动且可在一个第二径向瓦块轴承(11)中转动，其中该控制面(6)的每部分的曲率半径都大于旋转体(3)的半径，并且由旋转杆(2)和旋转体(3)组成的一个结构体(1)位于该滑动件(7)和闸卡爪(9)的一个圆柱形支撑面(8)之间且与之相接触，即以这样一种方式，当旋转杆(2)在径向瓦块式轴承(10)内摆动时，通过旋转体(3)和旋转杆(2)的往复位移而使滑动件(7)移动，从而在该滑动件(7)的移动过程中，该旋转杆(2)的转轴(H)的位置得以改变。

2.如权利要求1所述的盘式制动器，其特征在于，所述的控制面(6)以凹入形式加宽，从而控制面(6)每部分的曲率半径是不同的。

3.如权利要求2所述的盘式制动器，其特征在于，所述的控制面(6)的下部(6”)具有比其上部(6’)更大的加宽。

4.如权利要求1至3中任意一项所述的盘式制动器，其特征在于，通过第一径向瓦块式轴承(10)将支撑面(5)与滑动件(7)相连，通过第二径向瓦块式轴承(11)将与控制面(6)相对一侧上的旋转体(3)与闸卡爪(9)相连。

5.如权利要求4所述的盘式制动器，其特征在于，背带(15)与盖(14)配合，所述的盖(14)封闭闸卡爪向着闸盘一侧上的闸卡爪(9)内的一个开口，所述的背带(15)具有第二径向瓦块式轴承(11)的轴承座(16)。

6.如权利要求5所述的盘式制动器，其特征在于，两个背带(1 5)在旋转杆(2)的两侧上包围旋转杆(2)。

7.如权利要求1至3中任意一项所述的盘式制动器，其特征在于，通过所述的第一径向瓦块式轴承(10)将支撑面(5)与闸卡爪(9)相连，通过第二径向瓦块式轴承(11)将与控制面(6)相对一侧上的旋转体(3)与滑动件(7)相连。

8.如权利要求1所述的盘式制动器，其特征在于，所述的滑动件(7)被作成具有两调整轴(12)的横杆形状。

9.如权利要求8所述的盘式制动器，其特征在于，通过位于盖(14)和滑动件(7)之间的齿轮机构(13)将所述的两个调整轴(12)相连。

Images