CN102803780A - 用于盘式制动器的传感器单元 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于检测在盘式制动器处的衬垫磨损的传感器装置（91），所述盘式制动器包括制动钳（1）和制动执行机构（2），所述制动执行机构位于该制动钳（1）中并具有压力件（4），所述压力件（4）直接或间接地与制动衬垫（6）相互作用，使得所述制动衬垫（6）的运动与所述压力件（4）的运动对应。所述传感器装置（91）能作为一个单元向后插入所述制动钳（1）的壳体中。

Description

用于盘式制动器的传感器单元

本发明涉及用于测定尤其是用于多用途车辆的盘式制动器的制动衬片的磨损的传感器单元。

在用于磨损检测的盘式制动器传感器单元的领域中，已知不同的实施方式。

例如从EP0492143已知在调整主轴远离制动盘的一端处检测制动衬片的磨损，利用与补偿磨损导致的间隙或松弛的平移运动相互关联的调整主轴的旋转进行测量。类似方法已在EP0566006中描述。

DE4312377公开了一种传感器装置，其中制动钳中的制动执行机构的位移运动优选地由线性电位计检测。

从EP0784162已知磨损监控装置，其中推力主轴的运动借助于齿轮来检测。为此目的推力轴承包括与传感器单元的小齿轮啮合的齿条。

从申请人的WO2004/111484已知在推力主轴远离制动盘的面向表面处线性地感测该推力主轴的运动。

现有技术的所有解决方案普遍不能确保精确的磨损感测，因为制动执行机构中的公差以及制动钳中的振动和张力始终会影响测量结果，因此对精确度有负面影响。

从现有技术已知的缺点出发，本发明的目的在于提供一种用于测定衬片磨损的传感器单元，所述测定基本上与来自制动钳周围的消极作用解耦。

此外，本发明的目的在于提供一种能被容易地组装和拆卸的传感器单元。

这些目的分别通过根据本发明第一方面的传感器装置来解决。

根据本发明的传感器装置能被用于具有滑动卡钳的盘式制动器中，也可被用于具有固定卡钳的盘式制动器中。

因此，本发明的核心在于所述用于衬片磨损的传感器装置间接地或直接地与推力件相互作用，其中所述传感器装置能作为一个单元被从后部插入所述制动钳的壳体中，并且自由穿过该制动器的壳体达到所述推力件，尤其是平行于所述制动盘的轴线。

所述推力件是所述制动执行机构的一部分，所述推力件与其构造无关地分别直接附接到所述制动衬片和其制动衬垫。所述推力件借助于调整装置被线性调整以便补偿所述制动衬片和所述制动盘之间的由磨损导致的松弛。

所述传感器装置形成为模块，所述模块能整个被更换。为此目的，在所述制动钳的所述壳体中设置相应的接收或固定开口，所述传感器装置能被密封地插入并紧固到所述接收或固定开口中。

所述传感器装置包括用于将所述推力件的线性运动转换成旋转运动的转换元件以及用于检测所述旋转运动的感测元件。

所述转换元件形成为附接到所述推力件的套筒，所述套筒以能相对于静止但可旋转地支承的螺纹元件移位的方式设置。所述套筒与所述螺纹元件接合，使得在所述套筒移位时，所述螺纹元件被设定成与所述推力件的所述线性运动一起旋转。在其远离所述制动盘的端部，所述螺纹元件与至少一个感测元件以无接触的方式协作。

因为所述螺纹元件仅旋转，因此所述感测元件检测所述旋转运动，所述旋转运动将借助于所述感测元件的相应的计算电路被计算成实际存在的磨损，所述磨损由借助所述推力件执行的线性调整运动得出。

优选地，所述至少一个感测元件被形成为霍尔传感器并且以已知的方式与设置在所述螺纹元件的远离所述制动盘的端部处的至少一个磁体相互作用。

在一个优选实施方式中，为了有利于检测磨损，所述螺纹元件的螺距被选择成使得对于所述套筒的整个可能线性位移，所述螺纹元件执行至多一个完整的旋转运动。这样，所述计算电路能被简化，这是因为要相关联的为与最大可能磨损对应的至多一圈。

为了始终确保所述套筒与所述推力件的完美接触，尤其是相对于制动器周围存在的振动和摇动负荷，所述套筒被沿轴向方向偏置。围绕所述螺纹元件的弹簧被支承在所述传感器装置的后壳体部分与所述套筒之间。

基本上，本发明的特征在于以下优点，组装所述传感器单元并且将其固定在所述制动钳中仅需要很少的固定装置。

而且，所述推力件的相对运动并且由此所述制动衬片的相对运动被直接感测，使得所述制动执行机构和所述制动钳两者自身的更多部件不能影响测量结果。

本发明的另外的优点和特征将从如附图所示的实施方式变得显而易见。

图1示出了根据本发明的用于测定衬片磨损的传感器单元在盘式制动器的制动钳中的布置；

图2示意性地示出了处于其起始位置的传感器单元的横截面；

图3示意性地示出了处于延伸状态的传感器单元的横截面。

图1以横截面部分地示出了盘式制动器的制动钳1，从该横截面能识别根据本发明的传感器单元91的布置。

制动执行机构2固定在制动钳1的壳体中的中心杆3上并且在功能上被其引导，该中心杆与本文未示出的制动盘的轴线同轴。

制动执行机构2包括推力件4，该推力件借助于衬垫保持器5与制动衬片6直接协作。即，也在磨损调整期间制动衬片6的平移运动与推力件4的位移运动相同，因为衬垫保持器5与推力件4固定连接。

为了磨损调整的目的，制动执行机构2包括调整装置，该调整装置的功能这里不再进一步说明。

传感器单元91从后部穿过接收或固定开口92而插入制动钳1的壳体中。在面向制动盘的端部处，传感器单元91包括用于与推力件4相连的装置93，所述装置93例如是能再次释放夹或卡扣元件或借助于销的插入式连接件，所述装置93与推力件4的相应的元件协作。

因此，根据本发明的传感器单元91构造成在间隙调整期间检测推力件4相对于制动钳1的相对运动。

传感器单元91自由地横越制动钳1的内部并且平行于杆3的轴线。

关于这一点，传感器单元91一方面在制动钳1中的固定开口92中被引导并且另一方面借助于经由销元件93与推力件4相连接而在相反侧被引导，从而实现没有倾斜的大致严格的轴向运动性。

如图2和图3中能看到的，传感器单元91包括静止的后壳体94，螺纹元件95（例如主轴）在该后壳体94中能旋转但是不能移位地被引导。

壳体94包括后壳体固定装置96，在传感器单元91的被安装状态下，该后壳体固定装置96定位在制动钳1的壳体外。该壳体固定装置96包括感测元件97，该感测元件优选地包括至少一个霍尔元件。连接件98从壳体固定装置96通向板侧计算机网络，以便能够传导实际磨损情况。

壳体固定装置96被附接在壳体支承部99上并且能释放地固定到该壳体支承部。传感器单元91借助于壳体支承部99被紧固在制动钳1的固定开口92中。

一方面壳体支承部99用于可旋转地支承主轴95，并且另一方面用于连接能相对于其移位的转换元件。

包括螺纹段100和柱形段101的主轴95借助于柱形段101而被可旋转地支承在壳体支承部99的引导部102中。关于这一点，主轴95被轴向固定在螺纹段100和柱形段101之间，该柱形段101借助于肩状过渡部106沿远离推力件4的方向轴向地抵接引导部102。沿朝向推力件4的轴向方向，主轴95借助于支承套筒104被轴向定位并且被固定。该支承套筒104因此抵靠盖103被支承，该盖103被插入壳体支承部99。此外，支承套筒104借助于舌簧109与柱形段101的斜切部105接合。

在支承套筒104的后端处设置有引导杯107，至少一个磁体108设置在该引导杯107中从而与主轴95的端部形成旋转固定。

磁体108在感测元件97的霍尔元件上方一定距离处旋转。因此，涉及磨损的无接触检测。

主轴95的螺纹段100包括具有非常大的螺距的螺纹110。该螺纹110借助于销元件111与位移块112啮合。

位移块112能相对于壳体支承部99移动并且包括套筒113，主轴95的螺纹段100延伸到该套筒113中。套筒113终止于端部壳体114，该端部壳体114包括用于与推力件4相连接的销元件93的开口115。套筒113和密封环116一起用于保护螺纹段100不受污垢影响。

如从图2和图3能看到的，包括端部壳体114、套筒113和位移块112的转换单元与推力件4一起朝向制动盘或远离制动盘沿轴向方向移位。从该移位运动能获得用于磨损的调整运动，该移位运动借助于与销元件111的联接而转变为主轴95的旋转运动，继而，从其得到的主轴95的旋转将借助于磁体108的旋转而由霍尔元件97检测，接着相应地在计算电路中计算。

根据本发明，螺纹110的螺距被选择成使得套筒113和位移块112的相应的轴向位移路径的整个可能长度至多导致主轴95旋转一整圈。即，至多直到制动衬片8和制动盘被完全磨损为止而可能进行的用于调整的位移路径，根本不会超过主轴95的360°旋转。从而通过更简单的电路能提高测量精度。

为了始终确保端部壳体114与推力件4的完美接触并且为了始终保持在位移块112的位移运动期间销元件111在螺纹110中的无错误引导，位移块112相对于壳体支承部99被偏置，该偏置由这两个元件之间的弹簧117提供，该弹簧117被联接在这些元件中的相应的凹部118中。借助于波纹管119保护主轴95和弹簧117不受制动钳1的内部的影响，该波纹管119在其一侧借助于卡环或夹紧环120被固定在壳体支承部99上并且在其另一侧被固定在位移块112中的凹槽121中而不会变松。

为了更好地引导和对准传感器单元91使得该传感器单元始终平行于杆22延伸而不会倾斜，壳体支承部99由安装套筒122接收，该安装套筒122被插入制动钳1的固定开口92中。

显而易见的是，根据本发明的传感器单元91能被整体安装到制动钳1中并且能整体从该制动钳1中移除，而不需要操纵制动执行机构2的其它部件或者为了更好的可接近性而从该制动执行机构2移除部件。为了更换失效的感测元件97，也不需要更换整个传感器单元，从壳体支承部99去除壳体固定装置96就足够了。

通过由推力件4执行的线性调整运动而检测磨损的原理使得使用相对简单，因此计算电路的功能可靠。而且，因为没有更多的制动执行机构2的部件会影响待检测的运动，因此能提高测量的精度。

附图标记

1  制动钳

2  制动执行机构

3  杆

4  推力件

5  衬垫保持器

6  制动衬片

91 传感器单元

92 接收/固定开口

93 销元件

94 壳体

95 螺纹元件/主轴

96 壳体固定装置

97 感测元件/霍尔元件

98 连接件

99 壳体支承部

100螺纹段

101柱形段

102引导部

103盖

104支承套筒

105斜切部

106肩状过渡部

107引导杯

108磁体

109舌簧

110螺纹

111销元件

112位移块

113套筒

114端部壳体

115开口

116密封环

117弹簧

118凹部

119波纹管

120夹紧环

121凹槽

122安装套筒

Claims (6)

1.一种用于检测盘式制动器处的衬片磨损的传感器装置（91），所述盘式制动器具有制动钳（1）和设置在该制动钳（1）中的制动执行机构（2），所述制动执行机构（2）包括推力件（4），所述推力件（4）直接或间接地与制动衬片（6）协作，使得所述制动衬片（6）的运动与所述推力件（4）的运动对应，其中所述传感器装置（91）能作为一个单元被从后部插入所述制动钳（1）的壳体中并且自由地横越该制动钳（1）的壳体而达到所述推力件（4）。

2.根据权利要求1所述的传感器装置，其中，所述传感器装置（91）包括：转换元件（95；112），该转换元件用于将所述推力件（4）的线性运动转换成旋转运动；和感测元件（97），该感测元件用于检测所述旋转运动，其中所述转换元件包括附接到所述推力件（4）的线性元件（112、113、114），所述线性元件能相对于螺纹元件（95）移位地设置，所述螺纹元件是静止的但是被能旋转地支承，所述线性元件（112、113、114）被设定成在移位时使所述螺纹元件（95）旋转，并且所述螺纹元件（95）在其远离制动盘的端部处与所述感测元件（97）以无接触的方式协作。

3.根据权利要求2所述的传感器装置，其中，所述感测元件是霍尔传感器（97）并且与至少一个磁体（108）相互作用，所述至少一个磁体被设置在所述螺纹元件（95）的远离所述制动盘的所述端部处。

4.根据权利要求1至3中的任一项所述的传感器装置，其中，所述螺纹元件（95）的螺距被选择成使得在所述线性元件（112、113、114）的整个可能线性移位中，所述螺纹元件（95）最多执行一个整圈。

5.根据权利要求1至4中的任一项所述的传感器装置，其中，所述线性元件（112、113、114）被沿轴向偏置。

6.一种包括根据权利要求1至5所述的传感器装置的盘式制动器。

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