CN102112771A - 用于盘式制动器的调节装置 - Google Patents

Abstract

一种用于调节气动操纵的盘式制动器(20)的制动摩擦衬片(23)和制动盘(21)的磨损的调节装置(1)，该调节装置具有扭杆操纵的压紧装置，该调节装置优选地可插入盘式制动器(20)的调整轴(25)中并且可借助于轴承座圈(3)安装在盘式制动器(20)的制动钳(22)上，其中：轴向轴承(5)轴向地设计在驱动环(6)的一个侧面上并且具有自由轮功能的滚珠坡道式离合器(7)轴向地设计在驱动环(6)的相对的侧面上；滚珠坡道式离合器(7)具有滚珠(42)、在驱动侧轴向地布置在轴向轴承(5)和其滚珠(42)之间的驱动环(6)和输出侧的离合器环(8)，锥形离合器(9)布置在输出侧的离合器环(8)和用于圆柱弹簧(10)的弹簧套筒(11)之间，其特征在于，具有形状锁止装置的取决于转矩的离合器(16)轴向地布置在锥形离合器(9)和弹簧套筒(11)之间，本发明还涉及一种相应的盘式制动器。

Description

用于盘式制动器的调节装置

技术领域

本发明涉及一种根据权利要求1的前序部分所述的用于盘式制动器，特别是气动操纵的盘式制动器的调节装置。

背景技术

用于盘式制动器的调节装置具有不同的实施方式。由DE 102004 037 771 A1公开了一种用于盘式制动器的调节装置，其中这里内容完整地涉及到该文献。该调节装置特别是在滑动钳结构中适合于气动操纵的盘式制动器。但此外该调节装置也可以应用在气动操纵的固定-或摆动钳盘式制动器中。

气动操纵的盘式制动器同时属于重型商用车辆中的标准设备。

这样的盘式制动器为了产生所需的压紧力而需要机械的传动比，这是因为由于压力水平(现在为大约10bar)和制动缸的受限的结构尺寸而限制了气动加载的制动缸的力。在现在已知的气动操纵的盘式制动器中，传动比在10∶1和20∶1之间。制动缸的活塞冲程在50和75mm之间运动，因此得到大约4mm的压紧行程，用于将制动摩擦衬片压紧到制动盘上。

制动摩擦衬片的摩擦材料厚度在20mm的范围中，这是因为安装了两个摩擦衬片，因此在不考虑盘磨损的情况下得出磨损行程大约为40mm。该行程比上面得出的压紧行程大许多倍。因此必需的是，借助于相应于摩擦衬片磨损的装置调节制动。现有技术是自动地进行磨损调节，因此实现了，即所谓的气隙、在非操纵状态下指的是在制动摩擦衬片和制动盘之间的空隙，不取决于制动摩擦衬片的磨损状态和磨损性能而保持固定。

盘式制动器非常常见地出现在商用车辆中，该盘式制动器具有调节器，其同心地布置在螺纹柱塞的空腔中并且偏心地通过驱动件(例如固定触销，齿轮)由制动杆驱动。在制动过程中，和制动缸的活塞杆连接的制动杆进行旋转运动。在通过调节的连接机构(例如变速叉和固定触销或齿轮)将杆的旋转运动引入到调节器中之前，必须克服所谓的空程。该行程确定了气隙的大小，这是因为在该运动期间并不激活调节，并且压紧行程因此是气隙。在克服了该空程之后使调节器旋转运动，并且通过和螺纹柱塞或螺纹管的链接来开始调节过程。

DE 102004037771A1说明了一种这样的调节器，该调节器在图5中示出。其主要具有以下功能元件：

●轴2

●轴承座圈3

●轴向轴承4

●轴套5

●变速叉，或驱动环6

●滚珠坡道式离合器(Kugelrampenkupplung)7

●离合器环8

●锥形离合器9

●圆柱弹簧10。

关于说明书参阅DE 102004037771A1。

调节装置必须主要实现两个功能：

1.自动调节气隙(正常运行)；和

2.在更换制动摩擦衬片时手动地使调节机构复位。

在安装新的制动摩擦衬片时，必须使得将制动摩擦衬片挤压在制动盘上的承压件复位。这通过螺纹柱塞(螺纹管)的回转进行，螺纹柱塞在出现制动期间通过自动工作的调节装置相应于摩擦衬片磨损向外旋转。

在回转时，调节装置通过手动方式利用螺母扳手从所谓的磨损位置回转进入初始位置。在此必须使调节装置反向于自由轮(Freilauf)的闭锁方向旋转。但因为自由轮具有100％的闭锁效果，因此不可能容易地进行回转。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种具有改进的手动复位功能的调节装置。

该目的通过一种具有根据权利要求1所述特征的调节装置来实现。

该目的也通过一种具有根据权利要求9所述特征的盘式制动器来实现。

与此相应的是一种用于调节气动操纵的盘式制动器的制动摩擦衬片和制动盘的磨损的调节装置，该调节装置具有扭杆操纵的压紧装置，该调节装置优选地可插入盘式制动器的调整轴中并且可借助于轴承座圈安装在盘式制动器的制动钳上，其中：轴向轴承轴向地设计在驱动环的一个侧面上并且具有自由轮功能的滚珠坡道式离合器轴向地设计在驱动环的相对的侧面上；滚珠坡道式离合器具有滚珠、轴向地在驱动侧布置在轴向轴承和其滚珠之间的驱动衬套和输出侧的离合器环，锥形离合器布置在输出侧的离合器环和用于圆柱弹簧的弹簧套筒之间，其特征在于，具有形状锁止装置(Formgehemme)的取决于转矩的离合器轴向地布置在锥形离合器和弹簧套筒之间。

因此可能的是，考虑并且大部分地保留结构空间-和接口设定，由此可以实现简单的更换。此外，具有形状锁止装置的取决于转矩的离合器在手动复位时提供典型的噪声作为声学特征，其以操作者已知的简单的方式为操作者以信号表明一个特定的状态，由此简化了工作过程。

由于锥形离合器优选地是球锥形离合器(Kugelkonuskupplung)，其具有驱动侧的离合器环和与取决于转矩的离合器共同作用的锥形衬套，其中在输出侧的离合器环和锥形衬套之间布置有锥形滚珠，因此可以实现紧凑的结构形式。特别地，因为取决于转矩的离合器设计为由锥形离合器的锥形衬套的一个部段和离合器从动盘所组成的棘轮离合器。形状锁止装置由分别对应一致的轮齿构成。离合器从动盘与弹簧套筒连接。

这种构造提供了下列优点：

●在手动回转时产生已知的、典型的噪声。

●通过在静止位置上保持自由轮的锁止功能而获得较好的耐振动性以防止调整机构旋开。

●成本低廉地通过无削的成型技术来制造部件。

在优选的实施方式中，在锥形离合器的部段上的和在离合器从动盘上的对应一致的轮齿设计为面对设置的端面轮齿。可以成本低廉地通过无削的成型技术来制造这种部件。

调节装置的回转与自由轮的锁止方向相反地进行。取决于转矩的离合器通过端面轮齿的调整能够实现，即在超过特定的转矩时，轮齿“过度咔咔作响(ueberratschen)”。该离合器的预应力通过在调节装置中已有的、优选是可调节的圆柱弹簧实现。取决于转矩的离合器对于较高的传递力矩来说设计为滚珠坡道式离合器。如果棘轮离合器可能会在也可以称为负载控制离合器的滚珠坡道式离合器之前做出反应，则基于与其相联系的高的载荷循环次数可能会导致棘轮离合器的大的磨损。

在该调节装置中安装有在轴向方向上起作用的定向离合器。定向离合器由球斜面系统和摩擦离合器、特别是球锥形离合器构成。

在手动回转时，旋转运动通过轴和弹簧套筒首先导入取决于转矩的棘轮离合器和球锥形离合器中。由此转矩通过在球锥形离合器中的摩擦连接导入滚珠坡道式离合器中。由于球锥形离合器和滚珠坡道式离合器匹配于自行制动，由此产生了夹紧效果。

离合器环和与变速叉相连接的或由其形成一部分的驱动环分别具有一个内轮廓，借助于它们可阻止两个组件在静止位置上继续回转。驱动环和离合器环支撑在抗扭安置的轴套上，该轴套具有匹配于离合器环的和驱动环的内轮廓的外轮廓。当导入的转矩超过棘轮离合器的反应力矩时，导致了“穿过(Durchratschen)”棘轮离合器。随着外轮廓抵靠在驱动环的和离合器环的内轮廓上而实现了，一方面保持自由轮的夹紧效果和另一方面不会导致在滚珠坡道式离合器中的旋转。否则，棘轮离合器可能不会立刻做出反应，而是首先滚珠坡道式离合器可以旋转直到到达在斜轨道上的滚珠的末端位置(滚珠坡道式离合器的转矩＜棘轮离合器的转矩)。

此外设计为，即在当对驱动环的和离合器环的内轮廓的止挡部进行定位时，轴套的外轮廓的止挡部和驱动环的内轮廓与止挡部和驱动环的内轮廓相比略微更早地产生效果。这由此实现，即在外轮廓和内轮廓之间设计有角度间隙(Winkelspiel)，用于使得在外轮廓和驱动环内轮廓之间的止挡部移动到在外轮廓和离合器环内轮廓之间的止挡部之前。

进一步优选的是，即轴套的构成轴向轴承的固定的部段的另一个端部抗扭地固定在安装在制动钳上的轴承座圈上。

轴向轴承设计为由驱动环的一个侧面、滚动体和轴套的轴环构成，该轴套轴向地延伸穿过滚珠坡道式离合器。因此同样减少了部件多样性并且实现了紧凑的结构。

一种盘式制动器，特别是气动操纵的盘式制动器，具有根据上述说明的调节装置。

附图说明

现在参照附图根据示例性的实施方式详细地说明本发明。在此示出：

图1是根据本发明的调节装置的一个实施例的纵截面图；

图2是根据图1的实施例的透视截面图；

图3是根据图1和2的棘轮离合器的放大的透视图；

图4是根据图1在区域X中的实施例的横截面示意图；

图5是根据现有技术的调节装置的局部截面图；和

图6是盘式制动器的示意图。

在附图中相同的参考标号表示具有相同的或类似功能的部件。

具体实施方式

对于根据图6的气动的盘式制动器的结构和功能参照DE 197 29 024 C1的相应的说明书。在图6中在此给出了下列组件：盘式制动器20，制动盘21，制动钳22，制动摩擦衬片23，横梁24，调整轴25和26，承压件27，链轮28，链条29，偏心轮30和扭杆31，该扭杆具有驱动件32，驱动件和调节装置1的变速叉共同作用。调节装置1在此布置在调整轴25中。现在详细说明这样的调节装置1。调节装置1也可能适合于电机操纵的盘式制动器。

对此参照图1和2。

图1是根据本发明的调节装置1的一个实施例的纵截面图，而图2示出了根据图1的实施例的透视截面图。

调节装置1具有以下部件：在其上端部上具有驱动轴头15的轴2；用于将调节装置1固定在制动钳22中的轴承座圈3(参看图6)；轴套4，其防扭转地安装在轴承座圈3上并且具有上轴环，该轴环带有布置在下面的用于轴向轴承4的滚珠的滚动面；和变速叉连接的驱动环6，该变速叉和扭杆31的驱动件32(参看图6)连接；带有离合器环8的滚珠坡道式离合器7，该离合器环和锥形衬套17共同作用，该锥形衬套通过具有形状锁止装置的取决于转矩的离合器16和弹簧套筒11抗扭地连接；圆柱弹簧10，其布置在弹簧套筒11中并且支撑在成型盘13上；和调节件14、例如螺母，其布置在轴2的下端部上并且用于张紧圆柱弹簧10和用于将调节装置1的元件轴向地集中在一起。

在该调节装置1中安装有在轴向方向上起作用的定向离合器(自由轮)。定向离合器由滚珠坡道式离合器7和摩擦离合器或锥形离合器9、特别是球锥形离合器构成。

滚珠坡道式离合器7由驱动环6，斜面滚珠(Rampenkugeln)42或滚动体和离合器环8组成，其中离合器环8具有用于容纳滚珠的上方的部段和构成锥形离合器9的一部分的下方的部段。调节装置1的一般性的功能在DE 102004037771A1中参照图5被详细地说明，这里对此进行参考。

与根据图5的调节装置的第一个区别是具有形状锁止装置的取决于转矩的离合器16，该离合器设计为所谓的棘轮离合器(后面同样是这个名称)，并且在下面还详尽地加以说明。该棘轮离合器16与锥形衬套17的一个部段共同作用并且利用离合器从动盘18与弹簧套筒11抗扭地连接。

作为与根据图5的调节装置的另一个区别，在根据本发明的调节装置1中，轴向轴承4由轴套5的轴环，驱动环6的一个侧面和滚动体构成。延伸穿过滚珠坡道式离合器7的轴套5的下端部直接或通过压力垫圈构成用于锥形衬套17的轴向止挡部。锥形衬套17通过棘轮离合器16由圆柱弹簧10向上挤压，其中这些组件，即棘轮离合器16和锥形离合器9、滚珠坡道式离合器7和轴向轴承4轴向地集中在一起并且挤压在一起。轴套5利用其止挡部用于保持轴承的最小间隙。此外，压力弹簧19布置在离合器环8和驱动环6之间。锥形衬套17可以进一步通过其上部通过(这里示出的)压力垫圈支撑在轴套5的下端部上(下面还进一步说明)。

图3示出了根据图1和2的棘轮离合器16的放大的透视图。棘轮离合器16由具有第一端面轮齿34的锥形衬套17的下方的部段和具有与第一端面轮齿34面对设置的相应的第二端面轮齿35的离合器从动盘18组成。此外，离合器从动盘18具有凹槽36用于与弹簧套筒11连接，不对此进行进一步说明。

以不详细描述的方式，锥形离合器9的锥形衬套17的在图3中位于上方的部段配有槽33用于与锥形滚珠43共同作用。

在所谓的正常运行中，通过制动杆或扭杆31(见图6)将旋转运动导入调节装置的变速叉和驱动环6中。通过滚珠坡道式离合器7(在变速叉6和离合器环8之间)将旋转运动导入球锥形离合器9中。基于滚珠坡道式离合器7和球锥形离合器9的调整导致了自行制动并且因此导致转矩继续传递到在后连接的棘轮离合器16中。最终，转矩从棘轮离合器16被导入弹簧套筒11中并且从那里通过纵向啮合被导入螺纹管或调整轴25，26(见图6)中。

在正常运行中有两种不同的运行状态。

运行状态BZ1：气隙(在制动摩擦衬片23和制动盘21之间的间隙)过大，执行自动调节。非张紧的调整轴25，26的必要的调节力矩小于滚珠坡道式离合器7的负载控制力矩。调整轴25，26因此在无力的操纵阶段发生旋转。

运行状态BZ2：制动摩擦衬片23抵靠在制动盘21上并且调整轴25、26是张紧的。基于在制动器中和制动摩擦衬片23中的变形，制动杆还进行旋转运动直到达到力平衡。接着旋转运动也被继续导入调节装置1的变速叉或驱动环6中。因为调整轴25、26在该阶段中是近似抗扭张紧的，因此现在导致了所谓的负载控制离合器或滚珠坡道式离合器7的反应。在此，在变速叉6和离合器环8之间发生相对运动。通过斜面滚珠42在变速叉6和离合器环8的球形斜面41(见图4)上的滚动使离合器环8在轴向方向上克服圆柱弹簧10的力被压开。离合器环8通过球锥形离合器9将力传递到棘轮离合器16上。因为棘轮离合器16的反应力矩大于滚珠坡道式离合器7的负载控制力矩，因此在棘轮离合器16中不会导致运动并且不会导致磨损应力。

在松开制动器时在调节装置1中导致了运动换向。在此，球形斜面41首先再次使斜面滚珠42向下滚动至初始位置。在达到初始的滚珠位置时，圆柱弹簧10不再通过滚珠坡道式离合器7，而是通过止挡部支撑在轴套5上。球锥形离合器9和滚珠坡道式离合器7因此实际上是无力的。如果在操纵制动器时进行调节，则现在通过回转的变速叉6使得球锥形离合器9自身旋转(自由轮功能)。调整轴25，26因此保留在之前已调整的位置中。

轴2在图1、2中在其上端部上具有驱动轴头15，该驱动轴头对于对应一致的扳手例如具有六边形轮廓。利用放置在其上的工具、例如曲柄状的环形扳手，轴2现在在箭头示出的方向上逆时针旋转。在这样的手动复位中，转矩通过轴2和弹簧套筒11首先被导入棘轮离合器16和球锥形离合器9中。从那里，转矩通过球锥形离合器9的摩擦连接被导入滚珠坡道式离合器7中。因为球锥形离合器9和滚珠坡道式离合器7匹配于自行制动，由此产生了夹紧效果。

离合器环8和变速叉或驱动环6分别具有内轮廓。借助于该内轮廓可以阻止两个组件在静止位置上继续回转。对此图4示出了根据图1在区域X中的实施例的横截面示意图。驱动环6和离合器环8支撑在抗扭安置的轴套5上，其具有与离合器环内轮廓38和驱动环内轮廓39匹配的外轮廓37。当导入的转矩超过棘轮离合器16的反应力矩时，导致了穿过棘轮离合器16。随着在外轮廓37与驱动环6的和离合器环8的内轮廓38和39之间的抵靠而实现了，一方面保持自由轮的夹紧效果，而另一方面不会导致在滚珠坡道式离合器7中的旋转。否则，棘轮离合器16可能不会立刻做出反应，而是首先滚珠坡道式离合器7旋转直到到达在球形斜面41的轨道上的斜面滚珠42的末端位置(滚珠坡道式离合器7的转矩＜棘轮离合器16的转矩)。

在对驱动环6和离合器环8与轴套5的外轮廓37之间的止挡部进行定位时要注意的是，用于驱动环6(驱动环内轮廓39)的止挡部比离合器环内轮廓38的止挡部略微提前起作用，这是因为否则在调节装置1的静止位置上未确保自由轮的夹紧效果。

这由此实现，即使得驱动环内轮廓39的止挡部相对于离合器环内轮廓38的止挡部分别利用轴套5的外轮廓37进行所谓的前移，其方法是设计有角度间隙40。

本发明不限于上述的实施例。本发明可在从属权利要求的范畴中进行修改。

作为离合器16的形状锁止装置也可能的是不同的端面轮齿的组合。

内轮廓和外轮廓37，38，39也可以具有其他的形式。

参考标号表

1调节装置

2轴

3轴承座圈

4轴套

5轴向轴承

6驱动环

7滚珠坡道式离合器

8离合器环

9锥形离合器

10圆柱弹簧

11弹簧套筒

12套筒锥体

13成型盘

14调节件

15驱动轴头

16离合器

17锥形衬套

18离合器从动盘

19扭簧

20盘式制动器

21制动盘

22制动钳

23制动摩擦衬片

24横梁

25第一调整轴

26第二调整轴

27承压件

28链轮

29链条

30偏心轮

31扭杆

32驱动件

33槽

34第一端面轮齿

35第二端面轮齿

36凹槽

37外轮廓

38离合器环内轮廓

39驱动环内轮廓

40角度间隙

41球形斜面

42斜面滚珠

43锥形滚珠

Claims (9)

1.一种用于调节气动操纵的盘式制动器(20)的制动摩擦衬片(23)和制动盘(21)的磨损的调节装置(1)，所述调节装置具有扭杆操纵的压紧装置，所述调节装置优选地可插入所述盘式制动器(20)的调整轴(25)中并且可借助于轴承座圈(3)安装在所述盘式制动器(20)的制动钳(22)上，其中：

(a)轴向轴承(4)设计在驱动环(6)的轴向上的一侧上并且具有自由轮功能的滚珠坡道式离合器(7)设计在所述驱动环(6)的轴向上的相对的侧面上；

(b)所述滚珠坡道式离合器(7)具有滚珠(42)、在驱动侧轴向地布置在所述轴向轴承(4)和所述滚珠坡道式离合器的滚珠(42)之间的所述驱动环(6)和输出侧的离合器环(8)，

(c)锥形离合器(9)布置在所述输出侧的离合器环(8)和用于圆柱弹簧(10)的弹簧套筒(11)之间，

其特征在于，

(d)具有形状锁止装置的取决于转矩的离合器(16)轴向地布置在所述锥形离合器(9)和所述弹簧套筒(11)之间。

2.根据权利要求1所述的调节装置(1)，其特征在于，所述锥形离合器(9)是球锥形离合器，所述球锥形离合器具有所述驱动侧的离合器环(8)和与所述取决于转矩的离合器(16)共同作用的锥形衬套(17)，其中在所述输出侧的离合器环(8)和所述锥形衬套(17)之间布置有锥形滚珠(43)。

3.根据权利要求2所述的调节装置(1)，其特征在于，所述取决于转矩的离合器(16)设计为由所述锥形离合器(9)的所述锥形衬套(17)的一个部段和离合器盘(18)所组成的棘轮离合器，所述锥形衬套的部段和所述离合器盘分别具有对应一致的轮齿，其中所述离合器盘(18)与所述弹簧套筒(11)连接。

4.根据权利要求3所述的调节装置(1)，其特征在于，所述对应一致的轮齿具有布置在所述锥形离合器(9)的部段上的第一端面轮齿(34)和布置在所述离合器盘(18)上的第二端面轮齿(35)。

5.根据前述权利要求中任一项所述的调节装置(1)，其特征在于，所述取决于转矩的离合器(16)对于较高的传递力矩来说设计为所述滚珠坡道式离合器(7)。

6.根据前述权利要求中任一项所述的调节装置(1)，其特征在于，所述驱动环(6)具有驱动环内轮廓(39)，和所述输出侧的离合器环(8)具有离合器环内轮廓(38)，所述驱动环内轮廓和所述离合器环内轮廓与轴向延伸穿过所述滚珠坡道式离合器(7)和所述输出侧的离合器环(8)的轴套(4)的外轮廓(37)共同作用，其中所述轴套在面对所述外轮廓(37)设置的端部上具有构成所述轴向轴承(5)的固定的部段的轴环。

7.根据权利要求6所述的调节装置(1)，其特征在于，在所述外轮廓(37)和所述内轮廓(38、39)之间设计有角度间隙(40)，用于使得在所述外轮廓(37)和所述驱动环内轮廓(39)之间的止挡部移动到在所述外轮廓(37)和所述离合器环内轮廓(39)之间的止挡部之前。

8.根据权利要求6或7所述的调节装置(1)，其特征在于，所述轴套(4)的构成所述轴向轴承(5)的所述固定的部段的另一个端部抗扭地固定在可安装在所述制动钳(22)上的所述轴承座圈(3)上。

9.一种盘式制动器(20)，特别是气动操纵的盘式制动器，具有根据前述权利要求中任一项所述的调节装置(1)。

Images