CN102112772A - 用于盘式制动器的调节装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及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，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(34)、在驱动侧轴向地布置在轴向轴承(5)和其滚珠(34)之间的驱动衬套(33)和输出侧的离合器环(8)，锥形离合器(17)布置在输出侧的离合器环(8)和用于圆柱弹簧(12)的弹簧套筒(14)之间，其特征在于，锥形离合器(17)具有输出侧的离合器环(8)以及和弹簧套筒(14)连接的锥形衬套(11)，并且在输出侧的离合器环(8)和锥形衬套(11)之间布置了夹紧滚珠(10)，本发明还涉及一种具有调节装置(1)的盘式制动器(20)。
Description
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 102004037771A1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(例如固定触销或齿轮)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。该行程确定了所谓的气隙的大小，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 102004037711A1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5
●轴套，或间隔衬套19
●变速叉，或驱动环6
●滚珠坡道式离合器(Kugelrampenkupplung)7
●锥形离合器17
●圆柱弹簧12。
关于说明书参阅DE 102004037711A1。
调节器的一个重要的元件是方向离合器。由滚珠坡道式离合器7和锥形离合器17的组合中得到该功能。
由制动杆将旋转运动导入带有驱动环6的变速叉中和导入调节器的滚珠坡道式离合器7中。在滚珠坡道式离合器7中产生的轴向力在锥形离合器17中引起了取决于摩擦系数、锥角和摩擦半径的摩擦扭矩。
为了不出现锥形离合器17的滑行，必须如在所有的取决于摩擦的自由轮系统中那样满足自行制动的条件，即产生的摩擦力或产生的摩擦扭矩必须大于需要传递的离合器压紧力或需要传递的接合力矩：
Mkonuskupplng(锥形离合器)＞MRampenkupplng(斜面离合器)。
在发展的过程中体现出，即锥形离合器17的设计在给出的边界条件内非常有问题。
为了当锥形离合器17中的摩擦系数非常小(大约0.07)时也能提供更可靠的夹紧效果，所需要的是，锥形离合器17设计有相对较陡的锥角αk。在此，问题在于在轴向方向上的分离性能。在较长的运行中可能会出现，即锥形离合器17在去负荷时不再分离并且作为结果不再提供自由轮功能。
发明内容
本发明的目的在于，提供一种带有锥形离合器的调节装置，其中消除了或显著地减少了上述的缺点并且实现了另外的优点。
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7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，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、在驱动侧轴向地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，锥形离合器具有输出侧的离合器环以及和弹簧套筒连接的锥形衬套，并且在输出侧的离合器环和锥形衬套之间布置了夹紧滚珠。
锥形离合器设计带有夹紧滚珠。利用夹紧滚珠实现了，即由于滚珠的滚动运动可以使内部的锥形衬套在轴向方向上在微不足道的摩擦制动的情况下运动。通过将滚珠安置在轴向延伸的纵向沟槽中实现了，即在切线方向上与之相反地存在基于摩擦的闭锁作用。
该结构具有以下优点：
●当锥角非常小时也在轴向方向上的没有问题的分离性能。
●在切线方向上的高的摩擦作用。
●通过将滚珠安置在沟槽中实现了，即在滚珠和对应接触面之间存在线接触并且因此存在相对有利的赫兹的压力。
●成本低廉地通过无削的成型技术制造部件。
●节省结构空间的构造。
有利的设计方案在从属权利要求中给出。
在一个实施方式中提出，锥形衬套具有外轮廓，该外轮廓与弹簧套筒的内轮廓对应一致，以用于实现抗扭的连接。由此可以实现简单的装配，其中同时实现了形状配合的旋转连接。
在一个可替换的实施方式中，锥形衬套和弹簧套筒设计成一个整体，由此减少了部件数量和装配时间。
在另一个实施方式中提出，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构造。
此外提出，延伸穿过滚珠坡道式离合器的轴套的一个端部直接或通过压力垫圈构成用于锥形衬套的轴向止挡部。由此实现并保持了简单的装配和集中以及轴向轴承和滚珠坡道式离合器的最小的间隙。
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示出了在锥体上的摩擦作用的原理图；
图2示出了根据本发明的调节装置的一个示例性的实施方式的局部截面图；
图3示出了根据图2的上方区域的放大的局部截面图；
图4示出了锥形衬套的示例性的透视图；
图5示出了根据现有技术的调节装置的局部截面图；和
图6示出了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 19729024C1的相应的说明书。在图6中给出了下列组件：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1，2和3。
图1示出了在锥体上的摩擦作用的原理图，并且图2示出了根据本发明的调节装置1的一个示例性的实施方式的局部截面图。图3示出了根据图2的上方区域的放大的局部截面图。
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，其防扭转地和轴承座圈3连接并且具有上轴环，该轴环带有布置在下面的用于轴向轴承5的滚珠的滚动面；和变速叉连接的(变速叉-)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11共同作用，该锥形衬套和弹簧套筒14抗扭地连接；圆柱弹簧12，其布置在弹簧套筒14中并且支撑在成型盘15上；和调节件16、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12和用于将调节装置1的元件轴向地集中在一起。滚珠坡道式离合器7由驱动衬套33、滚珠或滚动体和离合器环8组成，驱动衬套是驱动环6的下方的部段，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17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。
作为与根据图5的调节装置的第一个区别，轴向轴承2在根据本发明的调节装置1中由轴套4的轴环、驱动环4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4的下端部直接或通过压力垫圈构成用于锥形衬套9的轴向止挡部。锥形衬套11通过弹簧套筒14由圆柱弹簧12向上挤压，其中这些组件，即锥形离合器17、滚珠坡道式离合器7和轴向轴承5轴向地集中在一起并且挤压在一起。轴套4利用其止挡部用于保持轴承的最小间隙。
和现有技术的显著区别在于，锥形离合器17设计为球-锥形离合器。
锥形离合器在周向方向上确保了高度的夹紧安全性和在轴向方向上确保了没有问题的分离性能。
为了在周向方向上获得高的夹紧安全性，在锥形离合器中需要尽可能小的锥角αk。图1对此进行了说明。由此实现了，即作用在摩擦面上的法向力FNorm(法向)尽可能得大。适用的是下述关系式：
FNorm＝FAxial(轴向)/cosαk。
因为对于摩擦力来说适用的是下述关系式：
FReib(摩擦)＝FNorm×μ
因此可以和摩擦半径相联系得出高的摩擦扭矩。
如在图3中示出的，锥形离合器17设计带有夹紧滚珠10。利用夹紧滚珠10实现了，即由于夹紧滚珠10的滚动运动可以使内部的锥形衬套11在轴向方向上在微不足道的摩擦制动的情况下运动。通过将夹紧滚珠安置在轴向延伸的滚珠滚动槽9中实现了，即在切线方向上与之相反地存在基于摩擦的闭锁作用。
该结构具有以下优点：
●当锥角非常小时也在轴向方向上的没有问题的分离性能。
●在切线方向上的高的摩擦作用。
●通过将夹紧滚珠10安置在滚珠滚动槽9中实现了，即在夹紧滚珠10和对应接触面之间存在线接触并且因此存在相对有利的赫兹的压力。
●成本低廉地通过无削的成型技术制造部件。
图4在透视图中示出了带有滚珠滚动槽9的锥形衬套11。
锥形衬套11在该实施例中在其背离锥形离合器17的侧面上具有径向的轮廓，该轮廓用于形状配合地容纳在弹簧套筒14的上端部中。因此确保了简单的装配。
本发明并不限于上面说明的实施例。本发明可在从属权利要求的范畴中进行修改。
因此锥形衬套11和弹簧套筒14例如可以设计成一个整体。
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滚珠滚动槽
10夹紧滚珠
11锥形衬套
12圆柱弹簧
13驱动轴头
14弹簧套筒
15成型盘
16调节件
17锥形离合器
18套筒锥体
19间隔衬套
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驱动衬套
34滚珠
Claims (7)
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，其中：
(a)轴向轴承(5)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)的轴向的相对侧上；
(b)所述滚珠坡道式离合器(7)具有滚珠(34)、在驱动侧轴向地布置在所述轴向轴承(5)和所述滚珠坡道式离合器的所述滚珠(34)之间的驱动衬套(33)和输出侧的离合器环(8)；
(c)锥形离合器(17)布置在所述输出侧的离合器环(8)和用于圆柱弹簧(12)的弹簧套筒(14)之间，
其特征在于，
(d)所述锥形离合器(17)具有所述输出侧的离合器环(8)以及和所述弹簧套筒(14)连接的锥形衬套(11)，并且
(e)在所述输出侧的离合器环(8)和所述锥形衬套(11)之间布置了夹紧滚珠(10)。
2.根据权利要求1所述的调节装置(1)，其特征在于，所述锥形衬套(11)具有基本上轴向延伸的、用于容纳所述夹紧滚珠(10)的滚珠滚动槽(9)。
3.根据权利要求1或2所述的调节装置(1)，其特征在于，所述锥形衬套(11)具有外轮廓，所述外轮廓与所述弹簧套筒(14)的内轮廓对应一致，以用于实现抗扭的连接。
4.根据权利要求1或2所述的调节装置(1)，其特征在于，所述锥形衬套(11)和所述弹簧套筒(14)设计成一个整体。
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，所述轴向轴承(5)设计为由所述驱动环(6)的一个侧面、滚动体和轴套(4)的轴环构成，所述轴套轴向地延伸穿过所述滚珠坡道式离合器(7)。
6.根据权利要求5所述的调节装置(1)，其特征在于，延伸穿过所述滚珠坡道式离合器(7)的所述轴套(4)的一个端部直接或通过压力垫圈(35)形成用于所述锥形衬套(9)的轴向止挡部。
7.一种盘式制动器(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)。
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