CN101526116B - 一种汽车自动调整臂 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种汽车自动调整臂，属于汽车机械技术领域。它解决了现有的汽车制动机构中存在的安全性低、通用性差、成本高等技术问题。本汽车自动调整臂，包括壳体、控制臂、大蜗轮和大蜗杆，在控制臂上固连有齿环，在壳体内设有与大蜗杆连接的单向离合机构和控制离合机构离合的控制机构，控制机构包括连接在壳体上与齿环相啮合的齿轮和与单向离合机构连接的小蜗杆，小蜗杆与壳体轴向滑动连接，该齿轮与小蜗杆周向固定轴向滑动连接，在壳体上设有限制并调节小蜗杆滑动行程的限位件，在小蜗杆上设有当无制动时使小蜗杆复位后与限位件保持设定间隙的复位弹簧。本汽车自动调整臂能调节制动间隙设定值、具有输出间隙值范围大、通用性强等优点。

Description

一种汽车自动调整臂

技术领域

本发明属于汽车机械技术领域，涉及一种调整臂，特别是一种汽车自动调整臂。

背景技术

汽车的正常制动是利用制动蹄与制动鼓之间接触摩擦作用而实现的。由于在行车的过程中，制动蹄与制动鼓之间会频繁地接触摩擦，制动蹄与制动鼓之间由于磨损作用而使两者之间的间隙变大，这会影响到汽车在行驶过程中制动机构的使用安全性。现有的汽车制动机构中往往设有一个可自动调整制动蹄与制动鼓之间制动间隙的调整臂，该调整臂在汽车制动机构工作过程中可以补偿制动蹄与制动鼓之间的磨损间隙，从而使两者之间的制动间隙能够保持在一个恒定的值，改善了汽车制动机构工作的安全性。

中国专利申请号为200710055529.3公开为“一种汽车制动间隙自动调整臂”，它包括一个壳体，壳体内装有蜗轮和蜗杆轴；蜗杆轴的一端设有大弹簧、弹簧座和调整螺盖；蜗杆轴上套接一个齿型超越离合器；齿型超越离合器的被动螺旋齿轮与间隙控制装置的主动螺旋齿轮相啮合；间隙控制装置包括行星轮、齿轮轴、主动螺旋齿轮；在主动螺旋齿轮的左端设有阻尼机构：包括调整螺钉、弹簧、钢珠；在蜗轮孔内装有与蜗轮同轴的控制臂组件，控制臂组件包括装在蜗轮孔内且与蜗轮同轴的太阳轮，齿形连接套、盖板和控制臂组合而成，太阳轮与行星轮相啮合。

间隙控制装置中的主动螺旋齿轮与齿型超越离合器中的被动螺旋齿轮啮合；主动螺旋齿轮的左端是螺旋齿，右端为三个扇形凸块，每个扇形凸块的圆心角为α；行星轮的右端为与太阳轮啮合的直齿轮，左端开有三个扇形凹槽。每个扇形凹槽的圆心角为β。当主动螺旋齿轮的三个扇形凸块插入行星轮的三个扇形凹槽内后，在凸块和凹槽之间出现α-β＝γ的扇形空间。γ角度即为行星轮在制动系统正常制动时的空转角度，即为间隙控制装置所设定的予留间隙。

由上可知，γ角度即为行星轮在制动系统正常制动时的空转角度，是一个固定值的。固定的空转角度只能适用于一种或者多种刹车系统，而不适用的则需要重新设计这个γ角度，通用性差。为了保证这个γ角度的范围，主动螺旋齿轮和行星轮的加工制造有较高的精度要求，增加了制造成本，适用范围减少。

发明内容

本发明的目的是针对现有的汽车自动调整臂存在上述的问题，提供一种能调节制动间隙设定值、输出间隙值范围大、通用性强的一种汽车自动调整臂。

本发明的目的可通过下列技术方案来实现：一种汽车自动调整臂，包括壳体、与壳体连接的控制臂、设置在壳体内的大蜗轮和与大蜗轮啮合连接的大蜗杆，在控制臂上固连有齿环，在壳体内设有与大蜗杆连接的单向离合机构和控制离合机构离合的控制机构，其特征在于，所述的控制机构包括连接在壳体上与齿环相啮合的齿轮和与上述的单向离合机构连接的小蜗杆，小蜗杆与壳体轴向滑动连接，该齿轮与小蜗杆周向固定轴向滑动连接，在壳体上设有限制并调节小蜗杆滑动行程的限位件，在小蜗杆上设有使小蜗杆复位后能与限位件保持设定间隙的复位弹簧。

本汽车自动调整臂可以自动调节制动鼓和制动蹄之间的制动间隙，并可调节自动间隙设定值范围。使用时，将控制臂固定在车桥上，调整臂的壳体可以绕着控制臂转动，大蜗轮与制动机构连接，壳体与刹车踏板机构连接。

当刹车制动时，壳体整个被推动绕控制臂转动，由于齿环固定在控制臂上不与壳体一起运动，与齿环啮合连接的控制机构中的齿轮被带动转动，从而带动小蜗杆转动。小蜗杆与单向离合机构连接，且小蜗杆是与壳体轴向滑动连接，齿轮与小蜗杆周向固定轴向滑动连接，小蜗杆与限位件之间具有间隙，这样，小蜗杆在没有轴向限制的情况下，不会带动单向离合机构动作，反而自己本身在单向离合机构的作用下沿着小蜗杆的轴向向限位件靠近，直到顶到限位件上。

如果在刹车制动时，小蜗杆还没移动到限位件处就已经汽车制动，则表示制动鼓和制动蹄之间的制动间隙在正常的制动范围内。如果在刹车制动时，小蜗杆移动到限位件处还没有制动，表示制动鼓和制动蹄之间的制动间隙过大，踩刹车的行程将增大，这样，增大部分的行程则会带动小蜗杆继续转动，由于小蜗杆的轴向被限位件限制住，小蜗杆会带动单向离合机构动作使离合机构处于离的状态；在汽车制动完成后解除制动时，壳体整个反向转动，此时，与齿环啮合的齿轮也反向转动，从而带动小蜗杆反向转动，小蜗杆在反向移动回到原来位置后，增大部分的行程则继续带动小蜗杆反向转动，从而带动单向离合机构，单向离合机构则处于合的状态且与大蜗杆连接，从而带动大蜗杆转动，大蜗杆则带动大蜗轮转动，而转动的部分正好是制动间隙增大的部分，从而实现自动调整制动鼓和制动蹄之间的制动间隙。

本方案中，限位件与小蜗杆的设定间隙是可以调节的，如果这个制动间隙的设定值H调节小，那么制动鼓和制动蹄之间的制动间隙在刹车制动时也会被自动调节小。设置复位弹簧可以使小蜗杆快速准确的复位。

在上述的汽车自动调整臂中，所述的离合机构包括套接在大蜗杆上的小蜗轮和与大蜗杆固连的固定套，在小蜗轮和固定套内设有其两端分别接在小蜗轮和固定套上能实现小蜗轮和固定套离合的螺旋离合弹簧，上述的小蜗杆与小蜗轮啮合连接。螺旋离合弹簧在正常的状态下为张开状态，其周缘顶压在小蜗轮和固定套上，实现两者合的状态。当刹车制动时，小蜗杆带动小蜗轮转动时，小蜗轮顺着螺旋离合弹簧的螺旋方向，螺旋离合弹簧的缩小，其周缘与小蜗轮和固定套均脱离，小蜗轮和固定套处于离的状态，小蜗轮的转动不会带动固定套转动，从而不会带动大蜗杆转动。当车制动解除时，由于没有螺旋离合弹簧没有受力，张开恢复为原来的状态，螺旋离合弹簧蜗轮和固定套固连，实现合的状态，在小蜗杆带动小蜗轮反向转动时，小蜗轮带动固定套转动，从而带动大蜗杆转动，最终带动大蜗轮转动以调节制动鼓和制动蹄之间的制动间隙。

在上述的汽车自动调整臂中，所述的小蜗杆固连在一根小蜗杆轴上，小蜗杆轴的一端穿设在壳体中，另一端与上述的齿轮周向固定轴向滑动连接，所述的齿轮具有一个呈圆筒状的齿轮轴，在齿轮轴的端部的内侧壁上沿着齿轮轴的轴向至少设有一个滑槽，上述的小蜗杆轴的端部穿设在齿轮轴内且在该端部设有能在滑槽中滑动的定位键。通过这种结构实现小蜗杆与壳体滑动连接，与齿轮也是轴向滑动连接，并可通过齿轮带动小蜗杆转动。

在上述的汽车自动调整臂中，所述的壳体上设有调节通孔，上述的限位件一端设置在调节通孔内且与调节通孔之间通过螺纹相连接，另一端向小蜗杆方向伸出调节通孔，限位件呈圆筒状，所述的小蜗杆轴的另一端穿设在限位件内。小蜗杆轴的另一端穿设在限位件内，使小蜗杆可以轴向滑动，而小蜗杆和限位件之间距离即为设定间隙H，转动限位件就可以调节限位件和小蜗杆的距离，因此，本自动调整臂的制动间隙是个范围，这个范围决定了制动间隙的正常范围可以是3.4°直到9.4°，范围比同类产品大。

在上述的汽车自动调整臂中，所述的大蜗杆的一端伸出壳体，上述的固定套套接在大蜗杆的该端，在固定套和大蜗杆之间设有相匹配锥形齿轮副，在大蜗杆的另一端设有两端分别作用在壳体和大蜗杆上的止推弹簧。在止推弹簧的作用下，大蜗杆顶压在固定套上，而固定套和大蜗杆之间为锥形齿轮副，即花键结构，两者周向固连。转动大蜗杆伸出壳体的一端，由于大蜗杆受到大蜗轮和离合机构的限制，无法带动大蜗轮转动，因此，克服止推弹簧的作用力使大蜗杆向脱离固定套的方向移动，在扭转力足够大时，大蜗杆与固定套脱离，并带动大蜗轮转动一定的角度，实现手动放大制动间隙的功能。

在上述的汽车自动调整臂中，所述的大蜗杆上套有轴套，上述的小蜗轮、固定套和螺旋离合弹簧均套设在轴套外，在大蜗杆上套有轴承，所述的小蜗轮压在轴承的外圈，轴套压在轴承的内圈。通过设置轴套和轴承使得小蜗轮的转动更加顺畅。

与现有技术相比，本汽车自动调整臂具有以下的优点：

1、小蜗轮、螺旋离合弹簧、离合器三者组成单向离合器为“无级离合器”，对间隙的调整为无级，对间隙调整及时准确。

2、控制臂通过齿环、齿轮、小蜗杆来驱动大蜗轮，由于齿环与齿轮；小蜗杆与小蜗轮之间均圆周运动，故控制臂的固定点为任意位置，这样产品通用性强、安装方便。

3、调整臂的输出间隙值是通过改变调节螺母的位置来控制设定间隙值H(调节螺母与小蜗杆之间的间隙)的大小来实现的，故虽然各种调整臂的输出值存在差别，但用于装配的零件却是一样的，因而产品的成本可大大降低。

4、本结构调整臂输出间隙值范围广，使产品正常间隙角可从3.4°直到9.4°。目前市面上的类似产品间隙角只能从7.4°到9.4°。

附图说明

图1是本汽车自动调整臂图2中B-B的结构示意图。

图2是图1中A-A的结构示意图。

图3是图2中控制机构的放大结构示意图。

图4是图1中单向离合机构的放大结构示意图。

图中，壳体1；控制臂2；大蜗轮3；大蜗杆4；齿环5；挡板6；盖体7；止推弹簧8；小蜗轮9；固定套10；螺旋离合弹簧11；锥形齿轮副12；轴套13；轴承14；齿轮15；小蜗杆16；限位件17；复位弹簧18；滑槽19；定位键20；齿轮轴21；小蜗杆轴22；调节通孔23。

具体实施方式

以下是本发明的具体实施例并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。

如图1、图2、图3和图4所示，本汽车自动调整臂，包括壳体1、控制臂2、大蜗轮3、大蜗杆4、齿环5、单向离合机构和控制机构，实现自动调节制动鼓和制动蹄之间的制动间隙，并可调节自动间隙设定值范围。

具体来说，控制臂2固定在车桥上，在控制臂2上固定一个齿环5，齿环5的齿是设置在齿环5的内圈，大蜗轮3设置在壳体1内且与齿环5同轴心线设置，壳体1连接在控制臂2上可相对于控制臂2转动。大蜗杆4设置在壳体1内且与大蜗轮3相啮合，大蜗杆4的一端穿出壳体1并其端部设有六角体，这样可以使用扳手等工具拧动大蜗杆4，在该端的壳体1内设有单向离合机构和控制单向离合机构离合的控制机构；大蜗杆4的另一端位于壳体1内，该端面通过螺钉固连着一个挡板6，在壳体1上设有一个盖体7，在盖体7和挡板6之间设有使大蜗杆4连接在单向离合机构上的止推弹簧8。

单向离合机构包括套接在大蜗杆4上的小蜗轮9和与大蜗杆4固连的固定套10，在小蜗轮9和固定套10内设有其两端分别接在小蜗轮9和固定套10上实现小蜗轮9和固定套10离合的螺旋离合弹簧11，小蜗杆与小蜗轮9啮合连接。螺旋离合弹簧11在正常的状态下为张开状态，其周缘顶压在小蜗轮9和固定套10上，实现两者合的状态。当刹车制动时，小蜗杆带动小蜗轮9转动时，小蜗轮9顺着螺旋离合弹簧11的螺旋方向，螺旋离合弹簧11的缩小，其周缘与小蜗轮9和固定套10均脱离，小蜗轮9和固定套10处于离的状态，小蜗轮9的转动不会带动固定套10转动，从而不会带动大蜗杆4转动。当车制动解除时，由于没有螺旋离合弹簧11没有受力，张开恢复为原来的状态，螺旋离合弹簧11蜗轮和固定套10固连，实现合的状态，在小蜗杆带动小蜗轮9反向转动时，小蜗轮9带动固定套10转动，从而带动大蜗杆4转动，最终带动大蜗轮3转动以调节制动鼓和制动蹄之间的制动间隙。

在固定套10和大蜗杆4之间设有相匹配锥形齿轮副12，在止推弹簧8的作用下，大蜗杆4与固定套10周向固连。大蜗杆4上套有轴套13，小蜗轮9、固定套10和螺旋离合弹簧11均套设在轴套13外，在大蜗杆4上套有轴承14，小蜗轮9压在轴承14的外圈，轴套13压在轴承14的内圈。

控制机构包括连接在壳体1上与齿环5相啮合的齿轮15和与小蜗轮9啮合的小蜗杆16，小蜗杆16与壳体1轴向滑动连接，该齿轮15与小蜗杆16周向固定轴向滑动连接，在壳体1上设有限制并调节小蜗杆16滑动行程H的限位件17，在小蜗杆16上设有当无制动时使小蜗杆16复位与限位件17保持制动间隙的复位弹簧18。

在壳体1上设有调节通孔23，限位件17呈圆筒状，其一端设置在调节通孔23内且与调节通孔23之间通过螺纹相连接，另一端向小蜗杆16方向伸出调节通孔23；小蜗杆16固连在一根小蜗杆轴22上，小蜗杆轴22的一端穿设在限位件17内，另一端与齿轮15周向固定轴向滑动连接。小蜗杆轴22的另一端穿设在限位件内，使小蜗杆16可以轴向滑动，而小蜗杆16和限位件17之间距离即为设定间隙H，转动限位件17就可以调节限位件17和小蜗杆16的设定间隙H，因此，本自动调整臂的制动间隙是个范围，这个范围决定了制动间隙的正常范围可以是3.4°直到9.4°，范围比同类产品大。

齿轮15具有一个呈圆筒状的齿轮轴21，在齿轮轴21的端部的内侧壁上沿着齿轮轴21的轴向设有两个对称设置的滑槽19，蜗杆轴的端部穿设在齿轮轴21内且在该端部设有能在滑槽19中滑动的定位键20。

使用时，将控制臂2固定在车桥上，调整臂的壳体1可以绕着控制臂2转动，大蜗轮3与制动机构连接，壳体1与刹车踏板机构连接。

当刹车制动时，壳体1整个被推动绕控制臂2转动，由于齿环5固定在控制臂2上不与壳体1一起运动，与齿环5啮合连接的控制机构中的齿轮15被带动转动，从而带动小蜗杆16转动。小蜗杆16与单向离合机构连接，且小蜗杆16是与壳体1轴向滑动连接，齿轮15与小蜗杆16周向固定轴向滑动连接，小蜗杆16与限位件17之间具有间隙，这样，小蜗杆16在没有轴向限制的情况下，不会带动单向离合机构动作，反而自己本身在单向离合机构的作用下沿着小蜗杆16的轴向向限位件17靠近，直到顶到限位件17上。

如果在刹车制动时，小蜗杆16还没移动到限位件17处就已经汽车制动，则表示制动鼓和制动蹄之间的制动间隙在正常的制动范围内。如果在刹车制动时，小蜗杆16移动到限位件17处还没有制动，表示制动鼓和制动蹄之间的制动间隙过大，踩刹车的行程将增大，这样，增大部分的行程则会带动小蜗杆16继续转动，由于小蜗杆16的轴向被限位件17限制住，小蜗杆16会带动单向离合机构动作使离合机构处于离的状态；在汽车制动完成后解除制动时，壳体1整个反向转动，此时，与齿环5啮合的齿轮15也反向转动，从而带动小蜗杆16反向转动，小蜗杆16在反向移动回到原来位置后，增大部分的行程则继续带动小蜗杆16反向转动，从而带动单向离合机构，单向离合机构则处于合的状态且与大蜗杆4连接，从而带动大蜗杆4转动，大蜗杆4则带动大蜗轮3转动，而转动的部分正好是制动间隙增大的部分，从而实现自动调整制动鼓和制动蹄之间的制动间隙。

限位件17与小蜗杆16的设定间隙是可以调节的，如果这个制动间隙的设定值调节小，那么制动鼓和制动蹄之间的制动间隙在刹车制动时也会被自动调节小。设置复位弹簧可以使小蜗杆16快速准确的复位。

除了自动调整外，还可以实现手动调整。转动大蜗杆4伸出壳体1的一端的六角体，由于大蜗杆4受到大蜗轮3和离合机构的限制，无法带动大蜗轮3转动，因此，克服止推弹簧8的作用力使大蜗杆4向脱离固定套10的方向移动，在扭转力足够大时，大蜗杆4与固定套10脱离，并带动大蜗轮3转动一定的角度，实现手动调节制动间隙。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

尽管本文较多地使用了壳体1；控制臂2；大蜗轮3；大蜗杆4；齿环5；挡板6；盖体7；止推弹簧8；小蜗轮9；固定套10；螺旋离合弹簧11；锥形齿轮副12；轴套13；轴承14；齿轮15；小蜗杆16；限位件17；复位弹簧18；滑槽19；定位键20；齿轮轴21；小蜗杆轴22；调节通孔23等术语，但并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本发明的本质；把它们解释成任何一种附加的限制都是与本发明精神相违背的。

Claims (5)

1.一种汽车自动调整臂，包括壳体(1)、与壳体(1)连接的控制臂(2)、设置在壳体(1)内的大蜗轮(3)和与大蜗轮(3)啮合连接的大蜗杆(4)，在控制臂(2)上固连有齿环(5)，在壳体(1)内设有与大蜗杆(4)连接的单向离合机构和控制单向离合机构离合的控制机构，其特征在于，所述的控制机构包括连接在壳体(1)上与齿环(5)相啮合的齿轮(15)和与上述的单向离合机构连接的小蜗杆(16)，小蜗杆(16)与壳体(1)轴向滑动连接，该齿轮(15)与小蜗杆(16)周向固定轴向滑动连接，在壳体(1)上设有限制并调节小蜗杆(16)滑动行程的限位件(17)，在小蜗杆(16)上设有使小蜗杆(16)复位能与限位件(17)保持设定间隙的复位弹簧(18)；所述的壳体(1)上设有调节通孔(23)，上述的限位件(17)一端设置在调节通孔(23)内且与调节通孔(23)之间通过螺纹相连接，另一端向小蜗杆(16)方向伸出调节通孔(23)，限位件(17)呈圆筒状，所述的小蜗杆轴(22)的另一端穿设在限位件(17)内。

2.根据权利要求1所述的一种汽车自动调整臂，其特征在于，所述的离合机构包括套接在大蜗杆(4)上的小蜗轮(9)和与大蜗杆(4)固连的固定套(10)，在小蜗轮(9)和固定套(10)内设有其两端分别接在小蜗轮(9)和固定套(10)上能实现小蜗轮(9)和固定套(10)离合的螺旋离合弹簧(11)，上述的小蜗杆(16)与小蜗轮(9)啮合连接。

3.根据权利要求1或2所述的一种汽车自动调整臂，其特征在于，所述的小蜗杆(16)固连在一根小蜗杆轴(22)上，小蜗杆轴(22)的一端穿设在壳体(1)中，另一端与上述的齿轮(15)周向固定轴向滑动连接，所述的齿轮(15)具有一个呈圆筒状的齿轮轴(21)，在齿轮轴(21)的端部的内侧壁上沿着齿轮轴(21)的轴向至少设有一个滑槽(19)，上述的小蜗杆轴(22)的端部穿设在齿轮轴(21)内且在该端部设有能在滑槽(19)中滑动的定位键(20)。

4.根据权利要求2所述的一种汽车自动调整臂，其特征在于，所述的大蜗杆(4)的一端伸出壳体(1)，上述的固定套(10)套接在大蜗杆(4)的该端，在固定套(10)和大蜗杆(4)之间设有相匹配锥形齿轮副(12)，在大蜗杆(4)的另一端设有两端分别作用在壳体(1)和大蜗杆(4)上的止推弹簧(8)。

5.根据权利要求1或2或5所述的一种汽车自动调整臂，其特征在于，所述的大蜗杆(4)上套有轴套(13)，上述的小蜗轮(9)、固定套(10)和螺旋离合弹簧(11)均套设在轴套(13)外，在大蜗杆(4)上套有轴承(14)，所述的小蜗轮(9)压在轴承(14)的外圈，轴套(13)压在轴承(14)的内圈。

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