CN106062408B - 车辆制动器、特别是车辆盘式制动器 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种车辆制动器，所述车辆制动器包括提供制动力的压紧装置和用于补偿调节制动器的由磨损引起的空隙的补偿调节装置，所述压紧装置包括力环节、优选压力介质缸和压力增强的杠杆组件。所述补偿调节装置的组成部分是可旋转地设置的、通过所述压紧装置可操纵的驱动元件(25)、可旋转地设置在相同的轴线上的补偿调节元件(26)和在驱动元件(25)和补偿调节元件(26)之间的运动路径中设置的传递装置。为了实现设有用于补偿调节由磨损引起的空隙的补偿调节装置的车辆制动器，在该车辆制动器中，补偿调节结构简单地构造并且需要很少部件，所述传递装置构造为螺旋形的卷绕弹簧(30)，所述卷绕弹簧沿着第一螺旋区段(31)径向地相对于所述驱动元件(25)支撑并且沿着第二螺旋区段(32)径向地相对于所述补偿调节元件(26)支撑，其中，一个径向支撑部处于所述卷绕弹簧(30)的内侧上并且另一个径向支撑部处于所述卷绕弹簧的外侧上。

Description

车辆制动器、特别是车辆盘式制动器
技术领域
本发明涉及一种车辆制动器、特别是车辆盘式制动器，所述车辆制动器包括提供制动力的压紧装置和用于补偿调节制动器的由磨损引起的空隙的补偿调节装置，所述压紧装置包括力环节、优选压力介质缸和压力增强的杠杆组件，其中，所述补偿调节装置的组成部分是可旋转地设置的、通过所述压紧装置可操纵的驱动元件、可旋转地设置在相同的轴线上的补偿调节元件和在驱动元件和补偿调节元件之间的运动路径中设置的传递装置，
背景技术
为了补偿制动衬片磨损和/或制动盘磨损，车辆盘式制动器经常设有补偿调节装置。这根据增大的磨损连续地适配在制动衬片和制动盘之间的间距，并且因此将整个所谓的空隙保持在结构上预给定的范围内。
整合到盘式制动器中的补偿调节装置由DE102011051073A1已知。补偿调节借助于两个相对于彼此可拧紧的螺纹元件进行。螺纹连接具有轴向间隙并且因此具有空行程，该空行程的大小确定补偿调节。补偿调节装置的其他元件是与转矩相关地起作用的过载离合器和单向离合器。单向离合器利用沿周向可运动地设置的、圆柱形的锁定体起作用。这些锁定体可以沿旋转方向在斜坡上运行，由此，沿该旋转方向发生锁定并且因此发生完全的转矩传递。沿反向释放锁定体，从而沿该旋转方向仅发生小的转矩传递。过载离合器在空间上与单向离合器分开地设置并且包括压力加载地置于补偿调节元件的轴向端面中的截球形凹入部中的球。在阻力矩增大时，球离开凹入部。
为了实现补偿调节装置的单向离合器，由WO97/22814、EP0216008B1、EP0730107B1和DE10260597B4已知卷绕弹簧。这是圆柱形的、螺旋形的弹簧体，这些弹簧体在径向预紧的情况下装配在两个轴的圆柱形外面上或两个套筒的圆柱形内面上。沿一个旋转方向进行通过卷绕弹簧的摩擦锁合的完全的、无打滑的转矩传递，反之沿相反的旋转方向仅发生小的转矩传递。
发明内容
本发明的任务在于，提供一种设有用于补偿调节由磨损引起的空隙的补偿调节装置的车辆制动器，其中，补偿调节结构上简单地构造并且需要很少部件。
为了解决该任务，提出一种根据本发明的车辆制动器、特别是车辆盘式制动器，所述车辆制动器包括提供制动力的压紧装置和用于补偿调节制动器的由磨损引起的空隙的补偿调节装置，所述压紧装置包括力环节、优选压力介质缸和压力增强的杠杆组件，其中，所述补偿调节装置的组成部分是可旋转地设置的、通过所述压紧装置可操纵的驱动元件、可旋转地设置在相同的轴线上的补偿调节元件和在驱动元件和补偿调节元件之间的运动路径中设置的传递装置，所述传递装置构造为螺旋形的卷绕弹簧，所述卷绕弹簧沿着第一螺旋区段径向地相对于所述驱动元件支撑并且沿着第二螺旋区段径向地相对于所述补偿调节元件支撑，其中，一个径向支撑部仅处于所述卷绕弹簧的内侧上并且另一个径向支撑部仅处于所述卷绕弹簧的外侧上。
在该车辆制动器中，为了将用于补偿制动器的由磨损引起的空隙的补偿调节元件连续地置于分别沿同一方向的旋转运动中，用作传递装置的螺旋形的卷绕弹簧以如下方式构造，使得所述卷绕弹簧沿着第一螺旋区段径向仅相对于所述驱动元件支撑并且沿着第二螺旋区段径向仅相对于所述补偿调节元件支撑，其中，一个径向支撑部处于所述卷绕弹簧的内侧上并且另一个径向支撑部处于所述卷绕弹簧的外侧上。
这样的卷绕弹簧结合了两个在现有技术中已知的卷绕弹簧的基本结构型式、亦即从外部支撑在两个轴上的且从内部支撑在两个套筒上的卷绕弹簧。两个原理的组合这样进行，即，在卷绕弹簧的一个螺旋区段上仅在其内侧上进行径向支撑，并且在卷绕弹簧的另一个螺旋区段上仅在其外侧上进行径向支撑。这导致，在一个螺旋区段上通过强烈的、仿佛“抓住的”摩擦锁合进行完全的转矩传递，反之在另一个螺旋区段上仅能传递在其大小方面受限制的转矩，这也能够称为空转力矩。这个仅很小的转矩相应于在过载离合器中的分离力矩，如其由补偿调节装置已知的那样。
因此，卷绕弹簧将单向离合器的功能与过载离合器的功能进行组合和结合。与在用于车辆制动器的已知的补偿调节装置中不同地，不需要分开的构件用于实现一方面单向离合器和另一方面过载离合器，从而补偿调节装置需要很少构件并且在结构上简单地构造。
利用一种构造方案提出，所述卷绕弹簧的两个螺旋区段中的每个螺旋区段在多个螺旋或者说螺旋圈上延伸。在此，在两个螺旋区段上的螺旋圈的数量可以是相同的或不同的。优选地，两个螺旋区段中的每个螺旋区段在至少三个螺旋圈上延伸。
所述卷绕弹簧可以是在无应力的状态下在其整个长度上具有恒定直径的圆柱形。
为了最佳地利用在补偿调节装置中存在的结构空间，所述卷绕弹簧可以在无应力的状态下构造成阶梯形的并且包括两个分别圆柱形的纵向区段。在这里，所述弹簧圈在第一纵向区段上具有较小的直径并且在其内侧上具有径向支撑部，反之所述弹簧圈在第二纵向区段上具有相对较大的直径并且在其外侧上具有径向支撑部。
利用另一个构造方案提出，所述杠杆组件的组成部分是支承在制动器的制动器壳体中的摇杆，所述摇杆通过传动装置与所述驱动元件处于旋转连接中。在该结构型式中，所述传动装置优选由构造用于相互嵌接的两个携动件组装而成，其中，一个携动件在所述摇杆上与其偏转轴线有间距地构造，并且另一个携动件在所述驱动元件上与其轴线有间距地构造。
为了提供空行程，所述传动装置可以沿旋转方向具有准确设定的间隙，补偿调节装置在该空行程上还不起作用。
附图说明
下面借助附图描述本发明的实施例，并且给出其他优点。附图中：
图1示出设有补偿调节装置的车辆盘式制动器的沿着压紧轴线的纵剖图；
图2示出相对于图1旋转90°的纵剖图，其中，未描绘出所有部件；
图3a、3b以剖视图示出在驱动元件和补偿调节元件之间设置的卷绕弹簧的第一状况(图3a)和第二状况(图3b)；
图4a、4b以透视剖视图示出在驱动元件和补偿调节元件之间设置的卷绕弹簧的第一状况(图4a)和第二状况(图4b)；
图5对于盘式制动器的第二实施方式同样示出沿压紧轴线的纵剖图。
具体实施方式
图1和2示出盘式制动器的零件的不同的纵剖图，该盘式制动器包括整合的用于补偿调节制动器的由磨损引起的空隙的装置。这样的装置特别是在用于商用车的滑动钳形盘式制动器中用于补偿随着行驶运行带来的制动衬片磨损。
补偿调节装置与车辆制动器的其他零件一起设置在制动器壳体1中，该制动器壳体例如是滑动钳形盘式制动器的制动钳6(图2)的组成部分。此外，盘式制动器的组成部分是在图1中仅局部示出的与车轮连接的制动盘2，在该制动盘的两侧的每侧上各一个制动衬片3对所述制动盘起作用。制动衬片3通常由衬片背板4和真正的摩擦衬片5组装而成。
制动衬片3以制动压力的加载通过可运动到制动衬片上的压模7进行，该压模的底部8贴靠到衬片背板4上。压模7与在制动器壳体1中可纵向运动地设置的压力件10处于适当的螺纹连接9中，用以传递完全的制动力。
在压力件10上与制动盘2背离地支撑压力增强的杠杆组件的摇杆15。出于这个目的，摇杆15在偏转轴线16上旋转支承在制动器壳体1中，并且摇杆背离压力件10设有延长的杠杆臂17。车辆制动器的力环节对该杠杆臂起作用。在由压缩空气操纵的盘式制动器中，该力环节是气动缸、优选膜片缸。由力环节产生的力通过杠杆臂17转化成摇杆15绕其偏转轴线16的偏转，由此，基于杠杆比导致压力件10的进给运动。当没有损耗在制动器中出现时，这相应于压紧力或制动力F。包括力环节和杠杆组件的布置结构共同构成车辆制动器的压紧装置19。
为了压力增强，摇杆15面对压力件10成形为偏心部，该偏心部的偏心面支撑在压力件10的凹腔形的配合面上。优选摇杆15以叉形的结构型式构造，如图1对其示出的那样。在该结构型式中，操纵力和因此制动力F相等地且在中央的轴线A的两侧传递到压力件10上。
制动器在未被制动的部位中分别具有在制动盘2和制动衬片3之间的间距，因此，各部件不相互摩擦。该间距称为空隙S。为了补偿由于磨损在两个制动衬片3上引起的增大的空隙S，车辆制动器设有补偿调节装置20，该补偿调节装置在按照图1和图2的实施方式中尽可能整合到压模7中，该压模出于这个目的背离制动盘设有大的容纳开口21，反之面对制动盘2关闭。
另外，补偿调节装置20的组成部分是支承在轴线A上的且通过摇杆15的作用可扭转的驱动元件25、可旋转地支承在相同的轴线A上的补偿调节元件26以及在驱动元件25和补偿调节元件26之间的运动路径中的传递装置。作为传递装置使用卷绕弹簧30，借助于所述传动装置，补偿调节元件26连续地分别以同一方向的旋转运动进行扭转。卷绕弹簧同样设置在轴线A上。
补偿调节元件26相对于压模7无相对转动，但可轴向运动。出于这个目的，如按照图1和图2的实施方式对其示出的那样，压模7可以在其内侧上设有纵向凹槽34，在补偿调节元件26的外部上成形的突出部或凸起部35在所述纵向凹槽中可纵向运动地引导。获得补偿调节元件26相对于压模7的不可扭转的纵向引导。通过凸起部，也补偿在螺纹套筒7的压紧过程中相对于补偿调节元件26的偏转运动。
驱动元件25沿轴线A的纵向位置固定地设置在制动器壳体1中，并且设有径向臂37，该径向壁能与设置在摇杆15上的销38耦联。销38与偏转轴线16具有间距A1。
径向臂37和销38共同构成传动装置，通过该传动装置，驱动元件25能由摇杆15驱动，即使摇杆15支承在横向于驱动元件25的旋转轴线A的偏转轴线16上。因此，在该传动装置的范围内，销38构成第一携动件38，并且径向臂37构成第二携动件37。通过该传动装置结构型式，摇杆15绕偏转轴线16的偏转导致驱动元件25绕补偿调节装置的轴线A的旋转。传动装置38、37以间隙起作用。在该间隙的范围内不携动并且因此不操纵驱动元件25，因为空隙正常。
对于总体上轴向的结构方式，不仅驱动元件25而且补偿调节元件26置于在轴线A上设置的杆40上。杆40以未详细说明的方式不可轴向运动，但相对于制动器壳体1和/或制动钳6可旋转运动。补偿调节元件26优选无相对转动地与中央的杆40连接。在这种情况下，驱动元件25可旋转运动地支承在杆40上。
借助于中央的杆40，补偿调节装置20能够完全复位到其初始位置中，这通常在以新的制动衬片更换损耗的制动衬片时进行。
用于在驱动元件25和补偿调节元件26之间的旋转传递的卷绕弹簧30将单向离合器的功能与过载离合器的功能进行组合和结合。因此，与在已知的补偿调节装置中不同地，不需要分开的构件用于实现这两个功能。
在图1和2中描述的、由唯一一个连续的螺旋组成的卷绕弹簧30构造成阶梯形的并且包括两个分别圆柱形的纵向区段。在这里，弹簧圈在图2中设置在右边的第一螺旋区段31中具有较小的直径并且在其内侧上具有靠在驱动元件25上的径向支撑部，而弹簧圈在图2中设置在左边的第二螺旋区段32中具有相对较大一点的直径，并且在其外侧上具有靠在补偿调节元件26上的径向支撑。优选的是，主要出于生产技术的原因，弹簧圈的厚度在螺旋线的整个长度上是恒定的。
如果卷绕弹簧30的两个端部反向扭转，则在一种情况下引起卷绕弹簧的直径的稍微减小，并且在另一种情况下、亦即在旋转方向相反的情况下出现卷绕弹簧的直径的稍微增大。这些技术联系是已知的，并且在现有技术中在卷绕弹簧用作单向离合器或过载离合器时使利用所述技术联系。在这里，卷绕弹簧30沿着一个螺旋区段31径向地支撑在驱动元件25上，并且沿着另一个螺旋区段32径向地支撑在补偿调节元件26上。然而特征在于，一个径向支撑部仅在卷绕弹簧的内侧上进行或者说处于那里，并且另一个径向支撑部仅在卷绕弹簧30的外侧上进行或者说处于那里。
现在，借助附加的图3a、3b、4a和4b说明卷绕弹簧30的技术细节和其一方面与驱动元件25并且另一方面与补偿调节元件26的配合作用。
螺旋区段31的内侧构成靠在驱动元件25的圆柱形的外侧44上的径向支撑部R1。外侧44在这里是构造在驱动元件25上的轴颈或轴区段。反之，另一个螺旋区段32的外侧构成靠在补偿调节元件26上的圆柱形的内侧46上的径向支撑部R2。在这里，内侧46是补偿调节元件26中的孔。
图3a描述在制动器的压紧开始时的状况，亦即在增大的空隙S(图1)还未消除时。驱动元件25在该空隙消除时才置于旋转中。在经过正常的空隙之后，驱动元件通过摇杆15置于沿旋转方向d1的旋转中，并且通过第一螺旋区段31携动卷绕弹簧30。该卷绕弹簧将转矩通过第二螺旋区段32传递到补偿调节元件26上。在卷绕弹簧的另一侧上、亦即在区段32上，附加地进行转矩传递。在这种情况下，可以最大程度地传递转矩，该转矩不大于在这里是过载力矩的空转力矩。进行补偿调节，并且补偿在此期间出现的制动器磨损。
仅在制动衬片3还未贴靠在制动盘2上时，卷绕弹簧30将转矩进一步传递到补偿调节元件26上。
然而，一旦整个空隙S(图1)变为零、亦即压模7通过制动衬片3贴靠到制动盘2上，则补偿调节元件26由于在螺纹9中的强烈增大的摩擦不再能扭转，由此，出现螺旋的扩宽并且消除在第一螺旋区段31上的空转力矩。该扩宽又导致在第一螺旋区段31上的滑转，由此，实现过载离合器的效果。
在制动器脱开时，摇杆15使驱动元件25沿相反的旋转方向d2旋转。在螺旋区段31上构造摩擦锁合的转矩、亦即卷绕弹簧30径向收缩一点。该收缩在另一个螺旋区段32上导致空转。产生的空转力矩这样小地设计，使得补偿调节元件26不能扭转。为此的前提在于，在补偿调节元件26上的制止力矩大于空转力矩。在这里，在补偿调节元件26上的制止力矩通过盘形弹簧49产生，该盘形弹簧对在制动钳6中的紧固和中央的杆40起作用。通过在杆40和补偿调节元件26之间的形锁合传递制止力矩。阻止了以前进行的磨损补偿又发生抵消。
这两种情况也在图4a和4b中再一次说明。在此，沿第一旋转方向、亦即在压紧或补偿调节的情况下，M1是空转力矩，并且M2是通过扩宽在R2中调节的锁定力矩。M2在这种情况下大于M1。
在按照图4b的回程中，锁定力矩M3明显大于空转力矩M4。在R2中，螺旋收缩一点。
为了以新的制动衬片3更换旧的制动衬片，补偿调节装置必须手动移动到其起始位置中。为此，中央的杆40和与其连接的补偿调节元件26沿旋转方向d2旋转。旋转运动不传递到驱动元件25上，因为螺旋区段32在径向支撑部R2上缩小并且在补偿调节元件26中滑转(空转)。
在按照图5的第二实施方式中，相同作用的构件设有相同的附图标记，如在按照图1和2的第一实施方式中那样。与第一实施方式的第一个区别在于，卷绕弹簧30向内支撑在补偿调节元件26上，并且向外支撑在驱动元件25上。为了卷绕弹簧30的两个径向支撑部R1、R2的贴靠，补偿调节元件26具有圆柱形的轴区段56，并且驱动元件25具有圆柱形的孔54。
此外，与第一实施方式的区别在于，在这里不可扭转地在制动器壳体中引导的压模7直接与补偿调节元件26处于螺纹连接9A中，该补偿调节元件为此设有内螺纹。补偿调节元件26为了接收压紧力通过轴向轴承47支撑在压力件10A上。如在第一实施方式中那样，在这里未进一步示出的压紧装置的摇杆支撑在压力件10A上。
此外，在图5中，卷绕弹簧30没有阶梯部、亦即卷绕弹簧在其整个长度上具有恒定的内半径和外半径。
通过盘形弹簧48，在这里如在图1中那样设有作为携动件37的径向臂的驱动元件25从另一侧支撑在压力件10A上。
附图标记列表
1 制动器壳体
2 制动盘
3 制动衬片
4 衬片背板
5 摩擦衬片
6 制动钳
7 压模
8 底部
9 螺纹连接
9A 螺纹连接
10 压力件
10A 压力件
15 摇杆
16 偏转轴线
17 杠杆臂
19 压紧装置
20 补偿调节装置
21 容纳开口
25 驱动元件
26 补偿调节元件
30 卷绕弹簧、传递装置
31 第一螺旋区段
32 第二螺旋区段
34 纵向凹槽
35 突出部
37 径向臂、第二携动件
38 销、第一携动件
40 中央的杆
41 驱动小齿轮
44 外侧
46 内侧
47 轴向轴承
48 盘形弹簧
49 盘形弹簧
54 孔
56 轴区段
A 补偿调节装置的轴线
A1 轴线
d1 旋转方向
d2 旋转方向
F 制动力
M1 空转力矩
M2 锁定力矩
M3 锁定力矩
M4 空转力矩
R1 径向支撑部
R2 径向支撑部
S 空隙

Claims (11)

1.车辆制动器，所述车辆制动器包括提供制动力的压紧装置(19)和用于补偿调节制动器的由磨损引起的空隙的补偿调节装置(20)，所述压紧装置包括力环节、即压力介质缸和包括压力增强的杠杆组件，其中，所述补偿调节装置(20)的组成部分是可旋转地设置的、通过所述压紧装置(19)可操纵的驱动元件(25)、可旋转地设置在相同的轴线(A)上的补偿调节元件(26)和在驱动元件(25)和补偿调节元件(26)之间的运动路径中设置的传递装置，其特征在于，所述传递装置构造为螺旋形的卷绕弹簧(30)，所述卷绕弹簧沿着第一螺旋区段(31)径向地相对于所述驱动元件(25)支撑并且沿着第二螺旋区段(32)径向地相对于所述补偿调节元件(26)支撑，其中，一个径向支撑部(R1)仅处于所述卷绕弹簧(30)的内侧上并且另一个径向支撑部(R2)仅处于所述卷绕弹簧的外侧上。
2.按照权利要求1所述的车辆制动器，其特征在于，靠在所述补偿调节元件(26)上的径向支撑部(R2)处于所述卷绕弹簧(30)的外侧上，并且靠在所述驱动元件(25)上的径向支撑部(R1)处于所述卷绕弹簧的内侧上。
3.按照权利要求1所述的车辆制动器，其特征在于，靠在所述补偿调节元件(26)上的径向支撑部(R2)处于所述卷绕弹簧(30)的内侧上，并且靠在所述驱动元件(25)上的径向支撑部(R1)处于所述卷绕弹簧的外侧上。
4.按照权利要求1、2或3所述的车辆制动器，其特征在于，两个螺旋区段(31、32)中的每个螺旋区段在多个螺旋圈上延伸。
5.按照权利要求4所述的车辆制动器，其特征在于，两个螺旋区段(31、32)中的每个螺旋区段在至少三个螺旋圈上延伸。
6.按照权利要求1至3中任一项的车辆制动器，其特征在于，所述卷绕弹簧(30)在无应力的状态下以在其整个长度上恒定的内半径和外半径构造成圆柱形的。
7.按照权利要求1至3中任一项的车辆制动器，其特征在于，所述卷绕弹簧(30)在无应力的状态下构造成阶梯形的，并且一件式由弹簧圈的分别具有不同直径的两个圆柱形的纵向区段组装而成。
8.按照权利要求7所述的车辆制动器，其特征在于，所述弹簧圈在一个纵向区段上具有较小的直径并且在其内侧上具有靠在所述驱动元件(25)上的径向支撑部，并且所述弹簧圈在另一个纵向区段上具有相对较大的直径并且在其外侧上具有靠在所述补偿调节元件(26)上的径向支撑部。
9.按照权利要求1的车辆制动器，其特征在于，所述杠杆组件的组成部分是支承在车辆制动器的制动器壳体(1)中的摇杆(15)，所述摇杆通过传动装置(38、37)与所述驱动元件(25)处于旋转连接中。
10.按照权利要求9所述的车辆制动器，其特征在于，所述传动装置由构造用于相互嵌接的两个携动件(38、37)组装而成，其中，一个携动件(38)在所述摇杆(15)上与其偏转轴线(16)有间距(A1)地设置，并且另一个携动件(37)在所述驱动元件(25)上与其轴线(A)有间距地设置。
11.按照权利要求9或10所述的车辆制动器，其特征在于，所述传动装置(38、37)沿旋转方向具有间隙，从而在所述间隙的范围内不操纵所述驱动元件(25)。
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