CN106662178A - 鼓式制动器 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种特别是用于商用车辆的鼓式制动器，包括第一制动蹄(2)和第二制动蹄(3)，其中第一制动蹄(2)配置成所述鼓式制动器中的制动领蹄，以及其中第二制动蹄(3)配置成所述鼓式制动器中的制动从蹄。在第一制动蹄(2)上能够固定有至少一个领蹄衬片元件(4)，并且在第二制动蹄(3)上能够固定有至少一个从蹄衬片元件(5)，其中固定在第一制动蹄(2)上的领蹄衬片元件(4)的数量多于固定在第二制动蹄(3)上的从蹄衬片元件(5)的数量。

Description

鼓式制动器
技术领域
本发明涉及一种鼓式制动器，特别是用于商用车辆的鼓式制动器。
背景技术
用于商用车辆的鼓式制动器在现有技术中是充分已知的。在这种情况下，配置在制动鼓内侧的两个制动蹄通常通过相应的致动装置间隔开并且压靠在制动鼓的内侧。制动鼓相对于制动蹄的转动运动在与制动鼓接合的制动蹄上产生差动负载。在此过程中，在一个制动蹄上存在“自增力”，而另一个制动蹄以较低的接触力压靠在制动鼓的内侧。这种差动负载分布还导致在制动蹄的各个制动衬片上的不同的磨损量。在过去，对于这个问题进行了以下尝试：例如，通过不同于原来的制动蹄设计，特别是通过制造设计成自增力制动蹄的第一制动蹄类型以及制造用作制动“从”蹄的第二制动蹄类型。然而，两种制动蹄类型的这些不同构造导致更高的制造成本。此外，利用现有技术中已知的解决方案也不可能将相应的制动蹄随后适配于特定的负载分布或特定的制动鼓构造。
发明内容
鉴于现有技术中的这些问题，本发明的目的是提供一种鼓式制动器，其中可以实现鼓式制动器的制动衬片的均匀磨损，并且其允许高灵活性，由此也允许将制动蹄随后适配于各种操作条件。此外，本发明旨在降低鼓式制动器的制造成本。
这些目的通过权利要求1所述的鼓式制动器来实现。从从属权利要求将明显看出本发明的进一步优点和特征。
根据本发明，所述鼓式制动器包括第一制动蹄和第二制动蹄，其中第一制动蹄配置成所述鼓式制动器中的制动领蹄，其中第二制动蹄配置成所述鼓式制动器中的制动从蹄，其中在第一制动蹄上能够固定有或优选固定有至少一个领蹄衬片元件，并且在第二制动蹄上能够固定有或优选固定有至少一个从蹄衬片元件，其中设置在第一制动蹄上的领蹄衬片元件的数量多于设置在第二制动蹄上的从蹄衬片元件的数量。第一制动蹄和第二制动蹄优选以已知的方式设计成弧形元件，其可以枢转地支撑或枢转地支撑在制动鼓内的第一端部上，并且通过在与第一端部相对的第二端部处的致动单元而受到将相应的制动蹄压靠在制动鼓的内表面上的力。在当前情况下，楔形单元优选用作致动单元。作为优选的选择，也可以使用S形凸轮将这两个制动蹄分开并且使制动蹄受到力的作用。第一制动蹄配置成鼓式制动器中的制动领蹄，这意味着在制动操作期间，制动鼓将沿着制动蹄或固定在制动蹄上的领蹄衬片元件的弯曲外侧的周面作用的力传递到制动蹄上，其中力的方向为从致动单元指向用于枢转支撑制动蹄的支撑区域。换句话说，制动鼓将在致动单元向制动蹄传递的致动力的方向上作用的力传递到制动蹄上。因此，在第一制动蹄上出现“自增力”。在本发明的上下文中，第二制动蹄配置成鼓式制动器中的制动从蹄，其中在制动操作期间从制动鼓传递到第二制动蹄的力起到与致动单元的致动力相反的作用。在通过致动单元使第一制动蹄和第二制动蹄受到相等大小的力的情况下，这意味着在制动操作期间，第一制动蹄比第二制动蹄更强地压靠在制动鼓的内侧上。由于第一制动蹄和第二制动蹄上的这种差动接触力，所以在常规制动器中的第一制动蹄和第二制动蹄上存在不同程度的磨损或磨损速度。在本发明的上下文中，现在设想设置在第一制动蹄上的领蹄衬片元件的数量多于设置在第二制动蹄上的从蹄衬片元件的数量。这种更多数量的领蹄衬片元件有利地具有以下这样的效果：第一制动蹄上的与制动鼓内侧之间的可用的有效摩擦面积大于第二制动蹄上的可用的摩擦面积。因此，与第二制动蹄的情况相比，第一制动蹄的更高接触力分布在制动鼓内侧的更大面积上。以这种方式，有利地，在第一制动蹄和第二制动蹄上均可以在配置在第一或第二制动蹄上的相应衬片元件与制动鼓内侧之间实现基本相等的表面压力。在第一制动蹄和第二制动蹄上的这种优选基本相等的表面压力在配置在各个制动蹄上的所有衬片元件上产生基本均匀的磨损。以这种方式，可以延长鼓式制动器的使用周期，原因是制动衬片基本上同时在领蹄衬片元件和从蹄衬片元件上达到其磨损极限，并且因此不会存在以下这种情况：一个制动衬片已经磨损，而配置在相对制动蹄上的制动衬片仍然具有足够的厚度。此外，以这种方式，还可以减少制动衬片中的材料的使用，这使得鼓式制动器的重量减轻，并且在经济上和生态上也是有利的。在当前情况下，衬片元件优选限定为制动衬片承载件，其具有用于与在第一或第二制动蹄上的适当对应的接合部件进行主动接合和/或非主动接合的接合部件，并且在其与制动蹄相对的外侧上具有制动衬片或摩擦衬片。特别优选地，衬片元件和制动蹄之间的连接是可解除的，从而允许衬片元件一旦被完全磨损就进行简单更换，并且允许用具有新的摩擦衬片以及基本相同设计的新衬片元件来替换旧衬片元件。
在优选的实施方案中，至少一个领蹄衬片元件具有与从蹄衬片元件相同的设计。这里，衬片元件的相同设计有利地涉及衬片元件上的用于在与制动鼓的内侧之间产生制动摩擦的有效摩擦面积以及在衬片元件上的用于将衬片元件固定在制动蹄上的紧固部件的配置和设计。通过衬片元件的相同设计，特别优选地可以实现在第一制动蹄和第二制动蹄上的特定类型的衬片元件的互换或通用用途。以这种方式，利用一种相同类型的衬片元件，可以在第一和/或第二制动蹄上提供多种不同的构造，并且同时能够使制造简化，这有利地带来大量的成本节省。这里，作为特别优选的可能性，可以使用同一个机器或同一个工具来制造用于领蹄衬片元件和从蹄衬片元件的衬片元件。衬片元件的简化和标准化制造带来了特别好的节省成本的机会。
作为特别优选的选择，所有的衬片元件(即，第一和第二衬片元件)都由相同的材料形成。由此可以降低制造期间的成本，原因是对于所有的衬片元件仅需要单一的制造过程。简单地通过在制动蹄上选择性地配置特定数量的衬片元件，从而可以有利地实现与由不同材料制成的衬片元件的配置所实现的效果相同的效果。
特别地，可以设置具有不同大小的衬片面积的衬片元件，其以不同的数量配置在第一或第二制动蹄上。以这种方式，凭借相对大量的不同组合可以使两个制动蹄的制动特性相适配。这里，设置不同尺寸的衬片元件为制动蹄与制动器中相应出现的负载的适配提供了更大的自由度，这伴随制造成本的增大。这可能是值得的，原因是因此可以更精确地匹配衬片元件上的磨损。
此外，第一制动蹄优选具有与第二制动蹄相同的设计。这里，第一制动蹄与第二制动蹄相同的设计特别涉及一个或多个衬片元件可以固定在其上的制动蹄的外部几何结构。因此，第一制动蹄优选具有与第二制动蹄相同的具有相同几何配置的接合部件，使得衬片元件可以容易地固定在第一制动蹄和第二制动蹄上。以这种方式，可以简化制动蹄的制造，原因是可以用同一个机器或同一个工具来制造第一制动蹄和第二制动蹄，并且不需要改变制动蹄的设计。
在优选的实施方案中，所述领蹄衬片元件和从蹄衬片元件中的每个都具有摩擦面积，其中所述领蹄衬片元件的摩擦面积的总和提供了领蹄摩擦面积，其中所述从蹄衬片元件的摩擦面积的总和提供了从蹄摩擦面积，其中所述领蹄摩擦面积的大小与所述从蹄摩擦面积的大小之比不等于1，有利地为1.5～4.5，优选为2～4，特别优选为约2.75～3.25。因此，在第一制动蹄上有利地配置有都具有摩擦面积的一个或多个领蹄衬片元件。这里，领蹄衬片元件的摩擦面积的总和定义为领蹄摩擦面积。类似地，从蹄衬片元件上的摩擦面积的总和定义为从蹄摩擦面积。在本发明的上下文中，1.5～4.5的优选比值范围有利地使得一方面可以在从蹄衬片元件和领蹄衬片元件上实现均匀磨损，另一方面，可以避免鼓式制动器的安装空间要求过高。特别地，避免了以下这样的情况：其中在比值大于4.5并且鼓式制动器具有相对较大的结构的情况下，在鼓式制动器中的所有衬片元件的仅相对较小的总摩擦面积是可用的。领蹄摩擦面积与从蹄摩擦面积之比越小，在领蹄摩擦面积上的可以通过相应的面积比来补偿的自增力的比例越小。领蹄摩擦面积与从蹄摩擦面积之比为2～4的优选范围已经证明特别适用于诸如重型货车或公共汽车等商用车辆，在申请人进行的系列测试中，其中特别地，同时可以在鼓式制动器所需的安装空间和鼓式制动器中的所有衬片元件上的良好且均匀的磨损之间实现良好的折衷。特别地，对于其中在第一或第二制动蹄上固定有具有相对较小设计的多个衬片元件的高负载制动器来说，领蹄摩擦面积与从蹄摩擦面积之比为约2.75～3.25的特别优选的范围可以在鼓式制动器中的所有衬片元件上实现特别均匀的磨损，同时还有安装空间的最佳利用和鼓式制动器的足够水平的可用总最大制动力。
作为特别优选的选择，在第一制动蹄上能够固定有或优选固定有具有第一摩擦面积的第一领蹄衬片元件和具有第二摩擦面积的第二领蹄衬片元件，其中第一摩擦面积和第二摩擦面积的大小不同，其中第二摩擦面积与第一摩擦面积之比有利地为0.1～0.8，优选为0.25～0.75，特别优选为约0.45～0.55。特别地，为了增大第一制动蹄和第二制动蹄的设计的可变性，优选的是，特别地，可以在第一制动蹄上使用具有不同大小或具有不同摩擦面积的衬片元件。以这种方式，特别地，可以实现领蹄摩擦面积和从蹄摩擦面积之间的奇数摩擦面积比。这里，特别地，已经发现，可以使用具有第一摩擦面积的第一衬片元件类型以及具有第二摩擦面积的第二衬片元件类型，其中第一领蹄衬片元件和第二领蹄衬片元件的摩擦面积之比应优选在0.1～0.8的范围内。申请人的测试已经表明，当选择这个面积比时，同时在通过衬片元件上的具有基本相同设计的接合元件或接合部简单地将衬片元件固定在制动蹄上和在设定第一制动蹄与第二制动蹄之间的不同面积比时的高可变性之间可获得良好的折衷。这里，第二摩擦面积与第一摩擦面积之比为0.25～0.75的特别优选的范围已经证明特别适用于鼓式制动器的大规模制造，原因是以这种方式，鼓式制动器的设计者通过选择特定数量的从蹄衬片元件和领蹄衬片元件来设定领蹄摩擦面积与从蹄摩擦面积的特定摩擦面积比是一件简单的事情，从而能够根据相应的鼓式制动器来完美地适配耐磨性。0.45～0.55的特别优选的范围允许特别简单地制造衬片元件，原因是第一领蹄衬片元件优选为第二领蹄衬片元件的仅大约一半大小。同时，以这种方式，凭借设置在相应制动蹄上的均匀分布的接合部件，可以基本上自由地选择第一领蹄衬片元件和第二领蹄衬片元件的紧固位置，并且可以沿着制动蹄的周面特别均匀的分配衬片元件。
优选地，所述从蹄衬片元件的摩擦面积等于第一摩擦面积或第二摩擦面积。换句话说，可以选择分别具有第一摩擦面积或第二摩擦面积的领蹄衬片元件中的一个作为从蹄衬片元件。以这种方式，可以相应地减少待制造的不同鼓式制动器部件的数量，从而降低制造成本。
作为特别优选的选择，至少两个领蹄衬片元件具有彼此相同的设计。因此，优选地，进行以下设置：例如，配置在第一制动蹄上的三个领蹄衬片元件中的至少两个具有相同的设计。这里，特别优选地，衬片元件的相同设计涉及衬片元件上的用于固定在第一制动蹄上的紧固部件的配置和几何结构。相应地，通过该优选实施方案，可以减少待制造的衬片元件变体的数量，从而凭借较少量的不同部件还降低了制造成本并减少了组装工作量。
在特别优选的实施方案中，所有的领蹄衬片元件和从蹄衬片元件都具有彼此相同的设计。在特别优选的情况下，其中所有的领蹄衬片元件和从蹄衬片元件都具有彼此相同的设计，其中衬片元件的摩擦面积优选相等并且衬片元件的用于将衬片元件固定在制动蹄上的紧固部件具有相同或等同的设计，简单地通过第一制动蹄和第二制动蹄上的不同数量的衬片元件来确定领蹄摩擦面积与从蹄摩擦面积之间的比例。这里，所有衬片元件具有相同设计的优点在于大大降低了制造成本，原因是可以简单地使用一种相同类型的衬片元件来制造多个不同的鼓式制动器。作为另一个优选的选择，在该实施方案中，第一制动蹄也可以具有与第二制动蹄相同的设计，从而与具有相同设计的衬片元件结合而使得鼓式制动器的制造和组装更简单并因此更便宜。
在另一个优选的实施方案中，在第一制动蹄上固定有三个领蹄衬片元件，在第二制动蹄上固定有一个从蹄衬片元件。申请人的测试已经表明，第一制动蹄上的三个领蹄衬片元件与第二制动蹄上的一个从蹄衬片元件的组合可以在所有的衬片元件上实现特别有利的磨损速度或磨损率，其中可以在商用车辆的鼓式制动器上实现衬片元件的几乎完全的磨损，从而特别确保制动衬片不会由于过早更换而被浪费。以这种方式，可以显著降低装配有根据本发明的鼓式制动器的商用车辆的运行成本。
如果所述衬片元件都具有用于固定在第一制动蹄或第二制动蹄上的紧固部，那么这是有利的，其中所述衬片元件的各紧固部优选具有相同的设计。在当前情况下，优选地，例如，衬片元件的紧固部是铆钉元件可以插入其中的孔的配置，或者优选地，限定在衬片元件上形成的突起，该突起主动接合在制动蹄上的相应的接合几何结构中并且可以主动和/或非主动地固定在制动蹄上。凭借衬片元件上的具有相同设计和配置的紧固部，衬片元件优选可以配置在同样优选具有以相同的方式或以重复图案配置的接合几何结构的制动蹄上的不同的安装位置中。作为紧固部的另一个优选的实施方案，例如，还可以采用诸如衬片元件的燕尾式设计的紧固部等底切几何结构，其接合到在制动蹄的外部区域中的适当对应的凹部中。作为特别优选的选择，衬片元件的紧固部设计成确保衬片元件在制动蹄上的固定是可解除的，无需为此目的而损坏制动蹄或衬片元件的相对较大的部分。
附图说明
从以下参照附图对优选实施方案的说明将明显地看出本发明的进一步优点和特征。毫无疑问，即使没有明确提及，但是在各个附图中示出的各个实施方案也可以具有还可以用在另一个实施方案中的特征，条件是这并没有基于技术条件或以明确方式被排除。在附图中：
图1示出了根据本发明的鼓式制动器的优选实施方案的图，和
图2示出了根据本发明的鼓式制动器的制动蹄的另一个优选实施方案的图。
具体实施方式
在图1所示的鼓式制动器的优选实施方案中，第一制动蹄2和第二制动蹄3以用于鼓式制动器的常规方式在制动蹄的相应下端枢转地支撑在制动器承载件上，其中相应的致动单元(没有附图标记)在制动蹄2,3的图中上部的侧面与制动蹄2,3接合，以使所述制动蹄受到力的作用。在所讨论的例子中，致动单元优选设计成楔形单元。制动鼓由围绕制动蹄的简单点划线示意性地示出，其中图的右侧所示的阴影箭头示出了制动鼓相对于制动蹄2,3的转动方向。因此，图中右侧所示的第一制动蹄2配置成鼓式制动器中的制动领蹄，而图中左侧所示的第二制动蹄3设计成制动从蹄。在第一制动蹄2上优选配置有三个领蹄衬片元件4，并且在每种情况下该领蹄衬片元件都通过优选的紧固部6固定在第一制动蹄2上。优选地，同样地通过紧固部6在第二制动蹄3上仅固定有一个从蹄衬片元件5。毫无疑问，在本发明的上下文中，可以设置不同数量的领蹄衬片元件4和从蹄衬片元件的组合，以设定从蹄衬片元件5的摩擦面积的总和与领蹄衬片元件4的摩擦面积的总和之间的特定比例。衬片元件4,5中的每一个都具有摩擦面积R，当车辆由鼓式制动器制动时其都与示意性示出的制动鼓进行摩擦接触。通过将作为领蹄衬片元件4和从蹄衬片元件5的衬片元件适宜地分配在第一制动蹄和第二制动蹄3上，因此可以设定第一制动蹄2上的可用总摩擦面积与第二制动蹄3上的可用总摩擦面积之间的特定面积比。通过这些不同的总摩擦面积，即使当在第一制动蹄2上出现自增力时，也可以在设置在鼓式制动器中的所有衬片元件4,5上设定均匀的表面压力(即，每单位面积的力)，由此，特别地在衬片元件4,5上产生均匀的磨损，从而所有的衬片元件4,5同时结束使用寿命。
图2示出了用于形成根据本发明的鼓式制动器的第一制动蹄2和第二制动蹄3的另一个优选实施方案。这里，在第一制动蹄2上再次设置有三个领蹄衬片元件4，但是与图1所示的实施方案相比，领蹄衬片元件4具有不同的尺寸。因此，特别地，设置了具有第一摩擦面积R41的第一领蹄衬片元件41。在第一制动蹄2的中央设置有具有第二摩擦面积R42的第二领蹄衬片元件。作为特别优选的选择，第二制动蹄3上的从蹄衬片元件5设置有与第二领蹄衬片元件42相同的摩擦面积R。作为特别优选的选择，使第二摩擦面积R42小于第一摩擦面积R41，以便特别地通过不是仅具有一个从蹄衬片元件5而是具有多个从蹄衬片元件5的配置来实现领蹄摩擦面积R4与从蹄摩擦面积R5的特定面积比。诚然，与在第一制动蹄2和第二制动蹄3上使用标准化衬片元件4,5相比，使用具有不同设计的衬片元件4,5会产生更高一些的制造费用。然而，当使用具有不同设计的衬片元件4,5时，可以在鼓式制动器中实现更大的可变性，其中可以将领蹄摩擦面积R4与从蹄摩擦面积R5之间的特定面积比设定在较小区间内。通过本发明的这个优选实施方案，可以在配置在鼓式制动器中的所有衬片元件4,5上实现均匀的磨损速度，从而允许鼓式制动器更好地适配于各种使用条件。
附图标记列表
2 第一制动蹄
3 第二制动蹄
4 领蹄衬片元件
5 从蹄衬片元件
6 紧固部
R 摩擦面积
R4 领蹄摩擦面积
R5 从蹄摩擦面积
R41 第一摩擦面积
R42 第二摩擦面积

Claims (10)

1.一种鼓式制动器，特别是用于商用车辆的鼓式制动器，包括第一制动蹄(2)和第二制动蹄(3)，其中第一制动蹄(2)配置成所述鼓式制动器中的制动领蹄，
其中第二制动蹄(3)配置成所述鼓式制动器中的制动从蹄，
其中在第一制动蹄(2)上能够固定有至少一个领蹄衬片元件(4)，并且在第二制动蹄(3)上能够固定有至少一个从蹄衬片元件(5)，其中固定在第一制动蹄(2)上的领蹄衬片元件(4)的数量多于固定在第二制动蹄(3)上的从蹄衬片元件(5)的数量。
2.如权利要求1所述的鼓式制动器，
其中至少一个领蹄衬片元件(4)具有与从蹄衬片元件(5)相同的设计。
3.如前述权利要求中任一项所述的鼓式制动器，
其中第一制动蹄(2)具有与第二制动蹄(3)相同的设计。
4.如前述权利要求中任一项所述的鼓式制动器，
其中所述领蹄衬片元件和从蹄衬片元件(4,5)中的每个都具有摩擦面积(R)，
其中所述领蹄衬片元件(4)的摩擦面积(R)的总和提供了领蹄摩擦面积(R4)，
其中所述从蹄衬片元件(5)的摩擦面积(R)的总和提供了从蹄摩擦面积(R5)，
其中所述领蹄摩擦面积(R4)与所述从蹄摩擦面积(R5)之比为1.5～4.5，优选为2～4，特别优选为约2.75～3.25。
5.如前述权利要求中任一项所述的鼓式制动器，
其中在第一制动蹄(2)上能够固定有具有第一摩擦面积(R41)的第一领蹄衬片元件(41)和具有第二摩擦面积(R42)的第二领蹄衬片元件(42)，其中第一摩擦面积和第二摩擦面积的大小不同，
其中第二摩擦面积(R42)与第一摩擦面积(R41)之比有利地为0.1～0.8，优选为0.25～0.75，特别优选为约0.45～0.55。
6.如权利要求5所述的鼓式制动器，
其中所述从蹄衬片元件(5)的摩擦面积(R)等于第一摩擦面积(R41)或第二摩擦面积(R42)。
7.如前述权利要求中任一项所述的鼓式制动器，
其中至少两个领蹄衬片元件(4)具有彼此相同的设计。
8.如权利要求1～4中任一项所述的鼓式制动器，
其中所有的领蹄衬片元件和从蹄衬片元件(4,5)都具有彼此相同的设计。
9.如前述权利要求中任一项所述的鼓式制动器，
其中在第一制动蹄(2)上固定有三个领蹄衬片元件(4)，以及
其中在第二制动蹄(3)上固定有一个从蹄衬片元件(5)。
10.如前述权利要求中任一项所述的鼓式制动器，
其中所述衬片元件(4,5)都具有用于固定在第一制动蹄(2)或第二制动蹄(3)上的紧固部(6)，
其中所述衬片元件(4,5)的各紧固部(6)优选具有相同的设计。
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