CN102112768B - 可气动操纵的盘式制动器 - Google Patents

Abstract

一种可气动操纵的盘式制动器，具有：搭接制动盘(2)的制动钳(1)；可以在两侧压紧到制动盘(2)上的制动摩擦衬片(3)，其中一个压紧侧的制动摩擦衬片可以借助于压紧装置的可围绕偏心轴摆动的制动杆(5)来操纵，其中可加载压缩空气的制动缸(18)的挺杆(19)作用在制动杆(5)上，该盘式制动器这样设计，即设有自增力装置，该自增力装置具有自增力因数，该自增力因数这样选择，即制动器在制动之后自动松开；和制动杆(5)至少支撑在安置在制动钳(1)中的、构成偏心旋转轴的球形的轴承元件(10)上并且抵靠在布置在挺杆作用的方向上在轴承元件(10)上方的轴承滚珠(9)上，该轴承滚珠定位在与压紧侧的制动摩擦衬片(3)相连接的制动柱塞(6)中。

Description

可气动操纵的盘式制动器

技术领域

本发明涉及一种可气动操纵的盘式制动器。

背景技术

一种这样的可气动操纵的盘式制动器例如由EP0553105B1以及EP1230491B1是已知的。

在一个端部上设计为偏心轮的、支撑在制动钳上的制动杆，由于所要传递的操纵力很高，因此很紧凑地制成为锻件，或者由高强度的铸铁材料制成。

由于杠杆传动比很大，例如i＝L1:e＝15.6:1(L1＝杠杆臂的长度，e＝偏心度)，该杠杆传动比由所要施加的制动力和制动缸的施加的力之间的比值得出，由此又得出制动杆的相应大的摆动角，因此偏心轮轴承有相应高的摩擦损失。为了减少该损失采用围住偏心轮轴承的滚动轴承半壳体。

杠杆结构这样设计，即由于从支撑的滚动轴承到偏心轮轴承上的力传递不会引起制动钳中的由此产生的变形。

当然，为了实现这样的滚动轴承支撑必然导致很高的生产投入，并且制造成本相应也很高。

此外，一种这样的滚动轴承支撑当然是相对易受干扰的，这不利于最佳的耐用度。

因此在所列举的EP1230491B1中提出，仅仅采用滑动轴承以用于使制动杆支撑在制动钳上，滑动轴承除了制造成本低廉之外特征还在于特别好的坚固性。

当然所应用的免维护的滑动轴承的摩擦系数高于滚动轴承的滚动阻力值很多倍，这当然就对由制动缸所要施加的制动力的提供产生影响。

由于轴承直径相对较大，从偏心旋转轴到压紧侧的制动摩擦衬片上的作用点之间产生间距，由此产生附加的、作用于制动杆上的弯曲力矩。为了使得制动杆的由此产生的变形保持较小，将该制动杆设计得非常紧凑，尽管此时所述的变形以及由此引起的增大的制动缸行程需求并不能完全避免。

总体上，已知的这种类型的盘式制动器，尤其是在所需要的结构空间、现有的重量和效率方面都不适于满足就此所提出的要求。

发明内容

本发明的目的在于，对这种类型的盘式制动器这样地加以改进，即对这种盘式制动器在其结构空间、重量、其效率和其制造成本方面都进行优化。

该目的通过一种盘式制动器来实现，具有：搭接制动盘的制动钳，可以在两侧压紧到制动盘上的制动摩擦衬片，其中一个压紧侧的制动摩擦衬片可以借助于压紧装置的可围绕偏心轴摆动的制动杆来操纵，其中可加载压缩空气的制动缸的挺杆作用在制动杆上，其中，设有自增力装置，该自增力装置具有自增力因数，自增力因数被选择为使得制动器在制动之后自动松开；和制动杆至少支撑在安置在所述制动钳中的、构成偏心旋转轴的球形的轴承元件上并且抵靠在布置在挺杆作用的方向上在所述轴承元件上方的轴承滚珠上，轴承滚珠定位在与压紧侧的所述制动摩擦衬片相连接的制动柱塞中，其中，在制动柱塞的两侧，与制动柱塞平行地并且间隔开地分别布置有一个冲头，冲头利用一个端部支撑在制动钳上和利用冲头的另一个端部通过轴承滚珠支撑在所述制动摩擦衬片上，并且每个冲头都保持在导向板中，所述导向板在所述制动盘的轴线方向上可平移地安置在制动器支架中，其中，制动杆具有成型的球形帽以用于容纳所述轴承元件，并具有成型的凸起部以用于容纳所述轴承滚珠，其中挺杆在端面侧装入在所述制动杆的轴承球形帽中，并且制动杆设有在所述凸起部和所述轴承球形帽之间的凹处，以用于增强刚性，所述冲头利用所述冲头的面对所述制动摩擦衬片的端部区域保持在所述导向板中，扭杆传动比i＝L1(所述球形帽至所述轴承球形帽的中心间距)：e(偏心度＝所述球形帽至所述凸起部的中心间距)在从7:1至10:1的范围中。

通过根据本发明设置的、迄今为止仅仅在可电动机械操纵的盘式制动器中使用的自增力装置，降低了制动缸的功率需求，由此引起了在制动器的运行性能保持不变的情况下显著的结构空间减小。

随着相对较小的自增力因数已经可以实现的是大大减小结构尺寸。在此，自增力通过楔形-或斜面角的相应的尺寸设计而这样选择，即在制动摩擦衬片的最大可能的摩擦系数的情况下也还实现了制动器的更安全的自动松开。

与电动的盘式制动器不同的是，用于压紧制动器的力产生装置不必也用于松开。

结构尺寸的减小尤其是可以通过较小的行程来实现，该行程例如从65mm减小到24mm。同时也使所需要的操纵能量减小到从前的操纵能量的三分之一。

这可以明显减小制动杆的滑动轴承元件的尺寸，因此也减小了作用于制动杆上的弯曲力矩。

除了这种所追求的并且通过本发明所产生的效果之外，也明显减少了轴承摩擦，这一方面通过较小的尺寸，另一方面通过使制动杆的所需要的摆动角最小化来实现，这就改善了机械效率。

所述的摆动角减小由杠杆传动比的减小而得出，该杠杆传动比正如开头所述那样，在一种根据现有技术的盘式制动器中为15.6:1，而通过本发明则使得杠杆传动比处于从7:1至10:1的范围中，优选为7.5:1，也就是说明显变小了。

借助于本发明因此可以减小制动缸的结构长度，同样也实现了节省重量，这符合于与此相关的要求，由这些要求总体上可以实现节省燃油。对此也有利的是，可以通过制动杆的减小的弯曲应力对其以重量优化的方式进行设计，其中制动杆仅仅与相对于制动盘的旋转轴来说在中心作用在轴平面中的制动柱塞对应一致，制动柱塞通过两个在此布置在两侧的、在一侧作用在制动钳上并且在另一侧作用在压紧侧的制动摩擦衬片上的冲头支撑住，冲头将其反作用力直接导出到制动钳中。

制动杆优选地无需切屑加工地制成为成型件并且可以设计为具有铸造的轴颈的相对壁薄的锻件，在某种程度上可以说设计为精密-锻件，或设计为板状成型件。原则上当然也可以考虑由一种高强度的铸铁材料利用随后的切屑加工来制造。

根据本发明的另一种思路，制动杆设有折弯的，至少局部环绕的边缘，通过这种结构实现了在重量小的情况下的高的刚度。此外还可以引入加强筋或类似结构。

为了提高强度可以对制动杆部件进行硬化或调质。

以球形帽的形式的轴承容纳部设有一种减小摩擦-和/或磨损的涂层或者衬有金属-复合-滑动轴承-轴瓦。

为了对调节装置进行驱动，可以在制动杆上压出适合于啮合入调节-驱动轮中的齿形轮廓或者该齿形轮廓可以作为单独的部分例如通过焊接方式来固定。

附图说明

以下根据附图来说明本发明的一个实施例。附图所示为：

图1以截面俯视图示出了根据本发明的盘式制动器的局部截面；

图2以透视图示出了盘式制动器的另一个局部截面；

图3以透视图示出了盘式制动器的制动杆；

图4示出了穿过根据图3中的线IV-IV的制动杆的纵截面图。

具体实施方式

在图1和2中示出了自增力的盘式制动器，具有：保持在位置固定的制动器支架8上的制动钳1；压紧侧的制动摩擦衬片3和未示出的反作用侧的制动摩擦衬片，这些制动摩擦衬片可以压向制动盘2。

为了压紧制动摩擦衬片，设有制动杆5和制动柱塞6的形式的压紧装置，通过该装置可以使压紧侧的制动摩擦衬片3在轴向方向上，相对于制动盘2的旋转轴而运动。

在此，可加载压缩空气的制动缸18(图2)通过连接的挺杆19作用在制动杆5上，其中制动杆5在挺杆19的作用部位中具有轴承球形帽20，该轴承球形帽压紧到挺杆19的成球形的端面上。

制动杆5可以围绕偏心旋转轴向制动柱塞6旋转，该偏心旋转轴由两个球形的轴承元件10构成，这些轴承元件在一侧装入制动杆5的球形帽13中和在另一侧装入制动钳1的球形帽延长部11中，其中球形帽延长部11实际上分别构成一个支座。

在形成两个端轴承的轴承元件10和对应的球形帽13之间，设有匹配于轴承滚珠9的、在制动杆5中的凸起部12，轴承滚珠9装入该凸起部中，该轴承滚珠在另一侧固定在制动柱塞6上。

在此，制动杆5的偏心度由球形帽13或轴承元件10至凸起部12或装入的轴承滚珠9的中心间距来确定，其中轴承滚珠9相对于轴承球形帽20来说布置在轴承元件10的上方。

根据本发明此外还设有具有撑开轴承14的自增力装置，该撑开轴承分别分配有冲头7，这些冲头与调节装置23啮合，以用于根据磨损情况来调节制动摩擦衬片3。

冲头7利用其面对制动摩擦衬片3的端部区域保持在导向板4中，该导向板可以在制动器支架8中在压紧方向上平移。

每个撑开轴承14具有在对应的冲头7中在端面侧装入的并且在其中定位在滑动轴承轴瓦17中的轴承滚珠16，该轴承滚珠在另一侧装入球形帽形的凹处中，该凹处的侧壁按照上升的坡道15的形式来设计。

在制动时，也就是当借助于制动杆5将制动摩擦衬片3压向制动盘2时，就产生圆周力，通过这种力，在制动摩擦衬片3至冲头7的间距有变化的情况下，使制动摩擦衬片3在制动盘2的旋转方向上移动。

在松开制动器时，通过未示出的复位弹簧使制动摩擦衬片3复位至所谓的消除应力的起始位置上，在该位置上，轴承滚珠16实际上无功能地进入到制动摩擦衬片3的凹处中。

在图3和4中示出了制动杆5的一个实施例，该制动杆在这里例如设计为板状成型件。

可以见到，制动杆5具有一个大约为梯形的侧面，在侧面的宽边上向外翻折出两个球形帽13，而在相面对的端部区域上在相同方向上形成了轴承球形帽20。

在两个球形帽13之间，在轴承球形帽20的方向上与其间隔开地装入球形帽形的凸起部12，并且利用其凹形的内侧面反向于球形帽13的和轴承球形帽20的造型设置。

为了对制动杆5进行加固，该制动杆总体上具有局部环绕的、折弯的边缘22，该边缘在凸起部12的向外翻折的方向上延伸并且仅仅在对应于轴承球形帽20的端部区域中凹进。

此外为了提高弯曲强度，在凸起部12和轴承球形帽20之间装有凹处21。

参考标号表

1制动钳23调节装置

2制动盘

3制动摩擦衬片

4导向板

5制动杆

6制动柱塞

7冲头

8制动器支架

9轴承滚珠

10轴承元件

11球形帽延长部

12凸起部

13球形帽

14撑开轴承

15坡道

16轴承滚珠

17滑动轴承轴瓦

18制动缸

19挺杆

20轴承球形帽

21凹处

22边缘

Claims (9)

1.一种可气动操纵的盘式制动器，具有：搭接制动盘(2)的制动钳(1)；可以在两侧压紧到所述制动盘(2)上的制动摩擦衬片(3)，其中一个压紧侧的制动摩擦衬片可以借助于压紧装置的可围绕偏心轴摆动的制动杆(5)来操纵，其中可加载压缩空气的制动缸(18)的挺杆(19)作用在所述制动杆(5)上，其特征在于，设有自增力装置，所述自增力装置具有自增力因数，所述自增力因数这样地选择，即制动器在制动之后自动松开；和所述制动杆(5)至少支撑在安置在所述制动钳(1)中的、构成偏心旋转轴的球形的轴承元件(10)上并且抵靠在布置在挺杆作用的方向上在所述轴承元件(10)上方的轴承滚珠(9)上，所述轴承滚珠定位在与压紧侧的所述制动摩擦衬片(3)相连接的制动柱塞(6)中，其中，在所述制动柱塞(6)的两侧，与所述制动柱塞平行地并且间隔开地分别布置有一个冲头(7)，所述冲头利用一个端部支撑在所述制动钳上和利用所述冲头的另一个端部通过轴承滚珠(16)支撑在所述制动摩擦衬片(3)上，并且每个所述冲头(7)都保持在导向板(4)中，所述导向板在所述制动盘(2)的轴线方向上可平移地安置在制动器支架(8)中，其中，所述制动杆(5)具有成型的球形帽(13)以用于容纳所述轴承元件(10)，并具有成型的凸起部(12)以用于容纳所述轴承滚珠(9)，其中，所述挺杆(19)在端面侧装入在所述制动杆(5)的轴承球形帽(20)中，并且所述制动杆(5)设有在所述凸起部(12)和所述轴承球形帽(20)之间的凹处(21)，以用于增强刚性，所述冲头(7)利用所述冲头的面对所述制动摩擦衬片(3)的端部区域保持在所述导向板(4)中，扭杆传动比i＝L1(所述球形帽13至所述轴承球形帽20的中心间距)：e(偏心度＝所述球形帽13至所述凸起部12的中心间距)在从7:1至10:1的范围中。

2.根据权利要求1所述的可气动操纵的盘式制动器，其特征在于，设有两个轴承元件(10)，在所述轴承元件之间布置了所述轴承滚珠(9)。

3.根据权利要求1或2所述的可气动操纵的盘式制动器，其特征在于，所述轴承元件(10)支撑在所述制动钳(1)的球形帽延长部(11)上。

4.根据权利要求1或2所述的可气动操纵的盘式制动器，其特征在于，所述扭杆传动比为7.5:1。

5.根据权利要求3所述的可气动操纵的盘式制动器，其特征在于，所述扭杆传动比为7.5:1。

6.根据权利要求1或2所述的可气动操纵的盘式制动器，其特征在于，所述制动杆(5)至少局部环绕地设有折弯的边缘(22)。

7.根据权利要求5所述的可气动操纵的盘式制动器，其特征在于，所述制动杆(5)至少局部环绕地设有折弯的边缘(22)。

8.根据权利要求1或2所述的可气动操纵的盘式制动器，其特征在于，所述制动杆(5)设计为板状成型件或铸件。

9.根据权利要求7所述的可气动操纵的盘式制动器，其特征在于，所述制动杆(5)设计为板状成型件或铸件。