CN106246770A - 刹车间隙自动调节臂 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种刹车间隙自动调节臂，包括臂体，蜗轮、蜗杆轴和蜗杆，及一包括单向活动组件、角位转换组件和联杆的自动调节机构，单向活动组件固定套装在蜗杆轴的一端，外部开设有由上端和下端限定的凹槽；角位转换组件将臂体的左右摆动转换为联杆沿其自身轴向的往复运动，联杆的下部设有一凸起位于凹槽之间。本方案采用单齿角位啮合脱离结构，使自动调节臂在正常刹车区具有自动调节功能，而在间隙区和紧急刹车区不进行取样和调节，具有稳定的刹车间隙自动调节和过调节保护功能，而且结构简洁，制作工艺可做到简易高效，便于批量生产，降低成本；此外其设计合理，组成零件可靠且受力状态好，可大大减少发生故障的机率并能有效的保证产品寿命，实用性强，具有广阔的市场前景。

Description

刹车间隙自动调节臂

技术领域

本发明涉及机动车制动技术领域，特别是用于制动的调节臂，具体是一种可自动进行刹车间隙调节的调节臂，主要用于汽车的鼓式刹车系统中。

背景技术

出于安全、稳定行驶的必要，汽车的鼓式制动器的刹车衬和刹车鼓间要有最佳的刹车间隙。然而，随着汽车行驶使用，刹车衬和刹车鼓间的刹车间隙会因磨损而增大，这就带来汽车行驶时的制动难度进而导致安全隐患。为了把增大的刹车间隙恢复到原来最佳的刹车间隙，现有技术中普遍采用的是用人工手动调节的方法和自动调节的方法。人工手动调节的方法调节刹车间隙不仅麻烦，有时还会因为调节不及时致使安全隐患，自动调节的方法以其及时自动的调节而独具优势，这以国际的大牌调节臂厂商如meriton、bendix、haldex.，crowson和qrunite等自动调节技术为代表，然而这些自动调节技术的最大问题在于其结构复杂，加工制造成本较高，增加了使用成本，不利于更大规模的市场推广。

发明内容

针对上述问题，本发明旨在提供一种结构简约并具有充分的刹车间隙过调节保护功能的刹车间隙自动调节臂。

为实现该技术目的，本发明的方案是：一种刹车间隙自动调节臂，包括臂体，臂体下端部设有蜗轮和蜗杆轴，蜗杆轴上设有与蜗轮匹配的蜗杆，所述蜗轮与刹车凸轮轴连接，还包括一自动调节机构，所述自动调节机构包括单向活动组件、角位转换组件和联杆，其中：单向活动组件固定套装在蜗杆轴的一端；该组件的外部开设有一凹槽，凹槽由上端和下端限定；角位转换组件与联杆的一端连接，将臂体的左右摆动转换为联杆沿其自身轴向的往复运动；联杆的另一端设有一凸起，该凸起位于所述凹槽内；当联杆向上移动时凸起可触碰上端，当联杆向下移动时凸起可触碰下端。

作为进一步的优选，所述角位转换组件为一两孔叉头，该两孔叉头的中部与臂体铰接，该两孔叉头的端部与联杆一端铰接，臂体左右摆动时两孔叉头带动联杆相对于臂体上下移动。

作为进一步的优选，所述角位转换组件为一拨盘，该拨盘可旋转的固定在调节臂上，拨盘的圆周上有一拨盘凹槽，联杆的一端设有一置于该拨盘凹槽内的连接块，臂体左右摆动转换为联杆相对于臂体上下移动。

作为进一步的优选，所述单向活动组件由一单向活动件和一调节环组成，所述调节环固定套装在单向活动件上，所述凹槽开设在调节环的外侧。

作为进一步的优选，所述单向活动件为单向超越离合器。

作为进一步的优选，所述联杆另一端所设的凸起为一单个矩形齿。

作为进一步的优选，所述蜗杆轴伸出于臂体的部分还设有供手动调节用的轴头。

作为进一步的优选，所述蜗轮与刹车凸轮轴为花键连接。

本方案采用单齿角位啮合脱离结构，使自动调节臂在正常刹车区具有自动调节功能，而在间隙区和紧急刹车区不进行取样和调节的过调节保护功能，其有益效果是：具有稳定的刹车间隙自动调节功能，尤其是具有刹车间隙过调节的保护功能，而且结构简洁，制作工艺可做到简易高效，便于批量生产，降低成本；此外其设计合理，组成零件可靠且受力状态好，可大大减少发生故障的机率并能有效的保证产品寿命，实用性强,具有广阔的市场前景。

附图说明

图1为本发明调节臂的主结构剖视示意图；

图2为本发明实施例一调节臂的工作原理之示意图；

图3为本发明实施例一调节臂的自动调节机构结构示意图；

图4为本发明实施例二调节臂的工作原理之示意图；

图5为本发明实施例二调节臂的自动调节机构结构示意图；

图6为本发明所涉刹车鼓调节间隙之原理示意图；

图7为本发明中联杆位于原始位时的结构示意图；

图8为本发明中联杆位于稳定点时的结构示意图；

图9为本发明中联杆于脱离时的结构示意图。

其中:1臂体、2蜗杆、3蜗轮、4凸轮轴、5蜗杆轴、6两孔叉头、7气室、8联杆、9调节环、10单向活动件、11轴头、12凹槽、13上端、14下端、15单个矩形齿、16刹车鼓、17刹车衬、18刹车凸轮、19拨盘、20拨盘凹槽、21拨盘连接车桥孔。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，进一步阐述本发明。在下面的详细描述中，只通过说明的方式描述了本发明的某些示范性实施例。毋庸置疑，本领域的普通技术人员可以认识到，在不偏离本发明的精神和范围的情况下，可以用各种不同的方式对所描述的实施例进行修正。因此，附图和描述在本质上是说明性的，而不是用于限制权利要求的保护范围。

本发明所涉及的刹车间隙自动调节臂的基本结构是采用蜗轮蜗杆形式为受力元件，保证了刹车时所需的机械性能和调节性能，参见附图1、2、4，调节臂以臂体1为主要承载体，臂体内装有蜗杆2和蜗轮3，蜗轮3的内孔一般通过花键联接刹车凸轮轴4(当然也可以是其他的联接方式)，臂体1由刹车气室7通过传动杆推动，带动刹车凸轮轴4转动，进而使得刹车凸轮18旋转，撑开刹车衬17使其与刹车鼓16接触产生摩擦力刹车。随着汽车行驶使用，刹车衬17和刹车鼓16间的刹车间隙会因磨损而增大，这就带来汽车行驶时的制动难度进而导致安全隐患，因而需要及时对该间隙进行调节。通常的手动调节是通过人工通过工具手动旋转蜗杆轴5可带动蜗杆2转动，从而使蜗轮3转动，带动凸轮轴4实现调节刹车衬17与刹车鼓16之间的刹车间隙。而自动调节臂的功能就是在刹车的过程中，随着刹车衬的磨损，蜗杆轴5会相应的适量转动，自动进行刹车间隙调整，而无需人工进行调整。

本发明所述的刹车间隙自动调节臂，它包括臂体1，臂体1的下端部设有蜗轮3和蜗杆轴5，蜗杆轴上设有与蜗轮匹配的蜗杆2，通常这些蜗轮、蜗杆、蜗杆轴等传动件都内置在臂体下端的空腔内；所述蜗轮3与刹车凸轮轴4连接，蜗轮的旋转可以带动刹车凸轮轴的旋转，进而带动刹车凸轮18旋转进行制动；本发明的创新点在于该调节臂还包括一用于自动调节刹车衬17与刹车鼓16之间的刹车间隙的自动调节机构，所述自动调节机构包括单向活动组件、角位转换组件和联杆8，角位转换组件将臂体的左右摆动转换为联杆沿其自身轴向的往复运动，进而通过联杆8驱动单向活动组件，单向活动件再作用蜗杆轴5进而最终作用到刹车凸轮18进行间隙调节，其中：

单向活动组件固定套装在蜗杆轴5的一端；该组件的外部开设有一凹槽12，凹槽由上端13和下端14限定；如图3、5所示的，该单向活动组件只能有一个自由活动方向，例如顺时针方向可以自由旋转，则其逆时针方向的旋转就不能，当顺时针方向旋转时，其不会作用力给蜗杆轴，而逆时针方向旋转时则作用扭力给蜗杆轴，反之亦然。在优选的实施例中，所述单向活动组件由一单向活动件10和一调节环9组成，所述调节环9固定套装在单向活动件10上，所述凹槽12开设在调节环9的一外侧，单向活动件10最佳选用单向超越离合器；当然调节环也可以是与单向活动件一体式设计，单向活动件也可以选择其他能实现该功能的机械件代替。

角位转换组件与联杆8的一端连接，将臂体的左右摆动转换为联杆沿其自身轴向的往复运动；在最佳的实施例中，有两种方式的角位转换组件，分别是图2所示的叉头式和图4所示的拨盘式，也可能是其他的本领域技术人员能够想到的其他方式，只要是能实现将臂体的左右摆动转换为联杆沿其自身轴向的往复运动之功能的，就属于本专利角位转换组件之技术特征的保护界定。

联杆8的另一端(相对于角位转换组件与联杆8的一端)设有一凸起，该凸起位于所述凹槽12内，所述凹槽12的槽宽要大于所述凸起，凸起在该凹槽内有一定的活动空间；当联杆向上移动时凸起可触碰上端13，当联杆向下移动时凸起可触碰下端14。在最佳的实施例中，联杆所设有的凸起为一单个矩形齿15。

为了便于手动调节，所述蜗杆轴伸出于臂体的部分还设有供手动调节用的轴头11，用于实现自动手动双功能。

以下专门针对自动调节功能的构成再进行详细说明如下：

一、本发明采用角位转换。

1.叉头式角位转换(见图2)

在刹车的过程中，主要是气室7充气，使气室推杆带动调节臂做往复运动。通过两孔叉头6，联接气室7，调节臂体1和联杆8，随着刹车动作，该两孔叉头的中部与臂体铰接，该两孔叉头的端部与联杆一端铰接，两孔叉头6将臂体沿蜗轮轴线的摆动传递给联杆8，使联杆8产生一个沿联杆轴向的往复运动。这个直线运动，再由经安装在蜗杆轴5上的调节环9，转换成蜗杆轴5的旋转运动，调节环内孔装有超越式单向离合器，从而实现蜗杆轴5的调整，见图3。

2.拨盘式角位转换(见图4)

在刹车的过程中，气室7充气后，推杆带动调节臂作往复运动，调节臂以蜗轮圆心为轴线摆动，在蜗轮一边装有与蜗轮同轴的拨盘19，该拨盘19可旋转的固定在调节臂1上，拨盘19的一侧有一拨盘凹槽20，联杆8的一端设有一置于该拨盘凹槽20内的连接块，拨盘通过拨盘连接车桥孔21固定于车桥上，拨盘圆周上有一凹槽20可卡住联杆8。联杆位于臂体的槽中，随着臂体的摆动，使联杆产生沿其自身轴向的往复运动，这个直线往复运动，再由经安装在蜗杆轴5上的调节环9，转换成蜗杆轴5的旋转运动，调节环内孔装有超越式单向离合器，从而实现蜗杆轴5的调整，见附图5。

二、采用角位感知回程调节原理

如前所述，刹车的动作是由气室产生推力，推动调节臂产生扭矩来实施的，所以只要有刹车动作，调节臂就会产生摆角，刹车力的大小，由气室压力决定，刹车力越大，所需气室压力越大，气室推杆的行程就越大，调节臂的摆动角度也就越大，这基本上是线性关系。详见表1。

表1

气室压力(MPa)	手拉	0.1	0.2	0.3	0.4	0.5	0.6	0.7	0.8
										推杆行程(mm)	20	28	32	35	38	41	43.5	46.5	49.5
臂体摆角(°)	7.5	10.5	12	13	14	15	16	17	18

现仅针对具体优选的实施例一(参见附图2、3)来详细说明：在正常刹车时，随着刹车衬的磨损，臂体的摆动角角度也相应会增加，增加的摆角会通过联杆在调节环凹槽内的单个矩形齿12向上拉动调节环9，使调节环9产生逆时针转动，产生角位移。由于调节环9与蜗杆轴5之间有单向超越离合器，刹车时的角位移并没有带动蜗杆轴5转动，当刹车完成后，气室推杆返回原位，两孔叉头6带动联杆向下移动，此时，由于调节环的凹槽上端已有位移，致使调节环凹槽下端也产生了逆时针位移，在联杆8回到原位时，联杆8的单个矩形齿12底部使调节环回到原位，由于单向离合器的作用，此时调节环带动蜗杆轴5转动，实现了对蜗轮的传动进而调整了刹车凸轮18的角度，实现了间隙的调节，这就是角位感知回程调节。

该角位感知回程调节的工作状态分为三个区域，见图6、7、8、9，其中：

第一位间隙区，这个区域是刹车衬从原始点到刚刚与刹车鼓接触的区域，它保证在不刹车时，刹车衬脱离刹车鼓，并保持有一定的间隙。该间隙应保持恒定。

第二为正常刹车区，也称之为磨损区，调节区。在这个区域中刹车使用的最多，刹车衬磨损最多，为保证正常的刹车间隙，所以就需要随时调节。

第三是紧急刹车区，在此时，刹车力已很大，刹车衬与刹车鼓抱死，相互之间基本不产生滑动。因此在此区域内不应调节，以免产生过量调节，以至间隙过小，产生抱死现象。

本发明最核心的创新点是采用单齿角位啮合脱离机构的设计，该设计使自动调节臂在上述正常刹车区具有自动调节功能，而在上述间隙区和上述紧急刹车区不进行取样和调节。该机构在具体最优选的实施例中采用的就是联杆的一单个矩形齿15，上下齿面为平面(当然也可以是其他形状)，该单个矩形齿位于调节环凹槽内，凹槽两端大于单个矩形齿的厚度(即所述单个矩形齿需要在凹槽内有一定的活动空间)，其持有的间隙大小在刹车过程中形成间隙区。在间隙区内联杆上的单个矩形齿未接触到调节环的上端，调节环未产生位移。自动调节臂进入正常工作后，刹车衬磨损了，联杆向上移动的量就有所增加，使接触到调节环上端，使之产生位移，那么刹车回程到位后联杆矩形齿底部将推动调节环移动，从而带动蜗杆轴进行自动调节。因此这个点就是自动调节臂的稳定点，正常刹车区就在这个点上，参见附图8。

一般情况下，自动调节臂会工作在稳定点，在紧急刹车时矩形齿会越过稳定点。当紧急刹车时，臂体摆角会随之加大，当超过设计值时，由于臂体摆角加大而带动联杆移动距离长，使调节环转角加大，致使联杆上的单个矩形齿上平面脱离调节环凹槽的上端，在这种情况下，调节环不再产生位移，也就停止了感知取样，回程时也就停止了过度调节，从而起到了过调节保护作用，见图9。

该自动调节臂，是在手动调节臂的基础上，增加了自动调节功能，与国外同类产品相比较具有结构简单，性能可靠，制作容易，成本低廉，经久耐用等特点，便于大规模的市场推广使用。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征及本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (8)

1.一种刹车间隙自动调节臂，包括臂体(1)，臂体(1)下端部设有蜗轮(3)和蜗杆轴(5)，蜗杆轴上设有与蜗轮(3)匹配的蜗杆(2)，所述蜗轮(3)与刹车凸轮轴(4)连接，其特征在于还包括一自动调节机构，所述自动调节机构包括单向活动组件、角位转换组件和联杆(8)，其中：

单向活动组件固定套装在蜗杆轴(5)的一端；该组件的外部开设有一凹槽(12)，凹槽由上端和下端限定；

角位转换组件与联杆(8)的一端连接，角位转换组件将臂体的左右摆动转换为联杆沿其自身轴向的往复运动；

联杆(8)的另一端设有一凸起，该凸起位于所述凹槽(12)内；当联杆向上移动时凸起可触碰上端，当联杆向下移动时凸起可触碰下端。

2.根据权利要求1所述的刹车间隙自动调节臂，其特征在于：所述角位转换组件为一两孔叉头(6)，该两孔叉头的中部与臂体铰接，该两孔叉头的端部与联杆一端铰接，臂体左右摆动时两孔叉头带动联杆相对于臂体上下移动。

3.根据权利要求1所述的刹车间隙自动调节臂，其特征在于：所述角位转换组件为一拨盘(19)，该拨盘可旋转的固定在调节臂上，拨盘的圆周上有一拨盘凹槽(20)，联杆的一端设有一置于该拨盘凹槽内的连接块，臂体左右摆动转换为联杆相对于臂体上下移动。

4.根据权利要求1所述的刹车间隙自动调节臂，其特征在于：所述单向活动组件由一单向活动件(10)和一调节环(9)组成，所述调节环(9)固定套装在单向活动件(10)上，所述凹槽开设在调节环的外侧。

5.根据权利要求4所述的刹车间隙自动调节臂，其特征在于：所述单向活动件(10)为单向超越离合器。

6.根据权利要求1所述的刹车间隙自动调节臂，其特征在于：所述联杆(8)另一端所设的凸起为一单个矩形齿(15)。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的刹车间隙自动调节臂，其特征在于：所述蜗杆轴(3)伸出于臂体的部分还设有供手动调节用的轴头。

8.根据权利要求1至6中任一项所述的刹车间隙自动调节臂，其特征在于：所述蜗轮与刹车凸轮轴为花键连接。