CN106662183A - 车辆用制动致动器 - Google Patents

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General Rich Braking International Corp
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Abstract

本发明涉及一种车辆制动致动器(10)，该致动器包括：‑螺杆(12)，‑具有内螺纹的内机壳(18)，该内机壳以不可逆的连接方式与螺杆(12)接合，‑电机(M)，该电机控制螺杆(12)相对于内机壳(18)的运动或内机壳相对于螺杆的运动，以使得该运动致动制动元件(E)，‑具有螺纹的内辊(14)，这些内辊(14)每根都借助于至少一条螺纹(14A)一方面和螺杆(12)接合，另一方面和内机壳(18)接合，‑具有内螺纹的外机壳(30)，以及‑外辊(28)，每根外辊都一方面与内机壳(18)接合，另一方面与外机壳(30)接合，这些外辊(28)设有至少一条与内机壳(18)的螺纹(18A)方向相反、但与外机壳(30)的螺纹(30A)方向相同的螺纹(28A)。

Description

车辆用制动致动器
技术领域
本发明涉及车辆用制动致动器的领域，更具体地说，本发明涉及机电类型的制动致动器的领域。
背景技术
已知使用液压制动装置的车辆。这样的装置使用液压致动器，尤其是包括活塞的液压致动器，该活塞能够将制动片压在与车轮刚性连接的盘上。
然而，自数年之前起，出现了电气而不是液压致动的机电制动装置。这些制动装置设有机电致动器，该机电致动器尤其具有不仅降低车辆的制造成本而且还通过去除对液压回路的维护而降低车辆的维护成本的优点。
特别地，由申请EP-1 359 338已知一种机电制动装置，该装置使用机电制动致动器，该致动器设置有与电机耦合的滚珠丝杠(visàbilles)。该滚珠丝杠适于将电动机的旋转运动转换成线性运动以推动制动片压在制动盘上。该滚珠丝杠包括螺杆、机壳，和用于减小螺杆和机壳之间摩擦的滚珠。
现有技术的致动器的主要缺陷是与滚珠丝杠的存在相关的，滚珠丝杠的特征之一是可逆性。所谓“可逆性”是指：施加在螺杆上的轴向力产生机壳的旋转，相对应地，施加在机壳上的轴向力产生螺杆的旋转。可以理解，由于螺杆或机壳意外的按照直线运动的移动会影响制动的可靠性并由此有害于车辆乘客的安全，可逆性构成一个严重的缺陷。
此外，考虑到成本问题，使用滚珠丝杠的机电制动致动器的应用不是令人满意的。
发明内容
为此，本发明的主题在于一种车辆制动致动器，其包括：
-螺杆，
-具有内螺纹的内机壳，该内机壳以不可逆的连接方式与螺杆接合，
-电机，该电机控制螺杆相对于内机壳的运动或内机壳相对于螺杆的运动，以使得该运动致动制动元件，
-具有螺纹的内辊，这些内辊每根都借助于至少一条螺纹一方面与螺杆接合，另一方面与内机壳接合，
-具有内螺纹的外机壳，以及
-外辊，每根外辊都一方面与内机壳接合，另一方面与外机壳接合，这些外辊设有至少一条与内机壳的螺纹方向相反、但与外机壳的螺纹方向相同的螺纹。
由此，符合本发明的致动器能够消除上述缺陷。
尤其可以理解的是，这样的制动致动器的优点在于：螺杆和内机壳除了通过电机的旋转运动就不能够相对彼此移动。由此，该致动器避免了螺杆相对于内机壳的任何意外移动。由于这能够改善车辆的制动可靠性，这在致动器用于停车制动类型的配置中时是特别有意义的。此外，通过使用成本不高并且尤其比设有滚珠丝杠的致动器的元件更易于制造的元件，这样的制动致动器具有特别小的成本。
而且，对于该类型的所谓“双层减速”式的致动器，在与外机壳的螺纹接合的外辊的螺纹相同的方向上提供了改善了的减速能力。
此外，由于该致动器包括具有螺纹的内辊，这些辊每根都借助于至少一条螺纹一方面与螺杆接合、另一方面与内机壳接合，所以该致动器起到减速器的作用，从而能够使用高转速旋转的电机。这尤其使得能够使用低成本的发动机。
优选地，螺杆和内机壳每个都包括多条螺纹、优选地三条螺纹。
由此，致动器的减速能力被进一步提高。
例如，每根辊的螺纹都与螺杆的螺纹方向相反、并与内机壳的螺纹方向相同。
由此，减速能力可被提高到直至1/180的比值。
更优选地，辊直接与螺杆和内机壳接合。
可以设置内机壳构成被布置为用于致动制动元件的活塞。
由此，不需要使用平移移动以致动制动元件的额外部件。
有利地，螺杆构成被布置为用于致动制动元件的活塞。
在该情况下也不需要设置用于致动制动装置的活动元件的附加部件。
本发明的主题还在于一种车辆制动装置，该装置包括如上所述的致动器，该致动器被配置为用于致动盘式致动器，优选地浮动卡钳式盘式制动器。
本发明的主题还在于一种设有制动装置的车辆，其中，致动器被配置为用于致动行车制动器或停车制动器。
由此，可以在不同的制动装置配置中设置这样的致动器。
同样地，可设置该装置包括这样的致动器：在该致动器中，螺杆和机壳是由填充有增强物的聚合材料制成的。
附图说明
现在将参照附图说明本发明的作为非限制性例子的五个实施方式，在附图中：
-图1是构成本发明的第一实施方式的致动器的透视图，其中剖视地示出机壳；
-图2是构成本发明的第二实施方式的致动器的剖视图；
-图3是构成本发明的第三实施方式的制动致动器的剖视图；
-图4是构成本发明的第四实施方式的制动致动器的透视图；以及
-图5是构成本发明的第五实施方式的制动致动器的透视图。
具体实施方式
参照图1，在符合本发明的制动致动器中，减速器10包括内部螺杆12、围绕该螺杆布置的辊14、用于承载辊的框架16，以及机壳18。
螺杆12具有三条朝向同一第一方向的螺纹12A。螺杆12的一个端部20被设置为刚性地固定到旋转驱动装置上，例如该致动器的电机M。由此，该减速器被设置为是电气地控制的。螺杆的另一端部包括光滑且中空的自由边缘。
辊14具有螺纹，并具有与螺杆的轴线X平行的纵轴线。这些辊每根都具有与螺杆的螺纹12A直接接合的单一螺纹14A。每根辊14的螺纹14A都朝向与螺杆12的螺纹12A相反的方向。
用于承载辊14的框架16具有与螺杆12共轴的圆柱形形状，并在螺杆长度的一小部分上延伸。该框架16包括纵向容置部21，其配置为用于以围绕螺杆的规则间隔来接收辊。为此，这些容置部21包括朝框架端部开口的镗孔26。辊在其端部处设有定位销24，这些定位销安置在容置部21的镗孔26中。由此，每根辊14都通过其端部被维持在框架16的一个容置部21中。在该例子中，辊的数量是10根，用于承载辊的框架16包括10个容置部，但当然也可以根据所用辊的数量包括另一数量的容置部。由此，每根辊14都被安装为能够在其容置部21中转动。
机壳18构成环绕框架16并被布置为与螺杆12共轴的圆柱形套。机壳18包括内壁，该内壁设有包含六条螺纹18A的内螺纹，螺纹18A被设置为与辊14的螺纹14A的方向相同。机壳18直接和辊接合。机壳18的一个端部22被配置为用于刚性地固定到元件E，该元件E可设置为相对于发动机被平移地移动并由此被滑动地引导。
由此，辊14每根都借助于至少一条与螺杆的一条螺纹12A方向相反但与机壳18的一条螺纹18A方向相同的螺纹14A，一方面与螺杆12、另一方面与机壳18直接接合。
现在将说明减速器10的工作方式。假设减速器10能够被“无刷”类型的电动机M的轴驱动在旋转的两个方向上旋转。当电动机M被沿着第一旋转方向致动时，螺杆12驱动辊14和框架16围绕轴线X旋转。由于辊14和机壳18接合，其旋转运动导致机壳18沿着螺杆的轴线X平移的运动。
换句话说，在螺杆12和辊14之间、辊14和机壳18之间、以及机壳18和螺杆12之间存在沿轴线X的轴向移动。由此，减速器能够基于发动机M的旋转运动而使元件E按照平移运动来移动。元件E例如被连接到用于和盘式制动器的盘接触的制动片。
机壳和元件E的联合平移运动由此被大幅度地减小，这是由螺纹12A、14A、18A在(一方面的)螺杆和辊之间和(另一方面的)辊和机壳之间的数量差、螺杆和机壳之间的直径差、以及螺杆和辊的螺纹方向相反所造成的。
可以理解，在发动机M沿相反方向旋转的情况下，上述的旋转和平移运动反向，由此导致元件E沿着相反的方向平移运动。
现在将在下文中参照图2至图5说明本发明的其它实施方式，在这些图中，与图1的元件相似的元件用相同的附图标记指代。
参照图2，示出了所谓“双层减速”式减速器的减速器23的第二实施方式。适于用作制动致动器的该类型减速器23包括大致和以上所述相同的元件，即具有三条螺纹12A的螺杆12、设有一条与螺杆的螺纹方向相反的螺纹14A的辊14，以及设有六条与辊的螺纹方向相同的内螺纹18A的机壳18。在该实施方式中，该辊被称作内辊14，该机壳被称作内机壳18。这些元件如前述实施方式中那样彼此相对地布置，不同之处在于，发动机M的轴在此是被固定到内机壳18上而不是固定到螺杆12上的。还与前述实施方式不同地，螺杆12被刚性地固定到接收该减速器的机架上，并且发动机M被安装为相对于该机架可沿着轴线X滑动。
该减速器还包括用于增大这样的减速器的减速能力的额外元件。在本例子中，这些额外元件是具有外螺纹的外辊28和外机壳30。
因此，内辊14是围绕螺杆12布置的，而外辊28则被布置在内机壳18的周边，并像内辊14那样地每根都设有单一螺纹28A。外辊28安置在形状大致和前述框架相同的框架26(未示出)中，该框架的直径适于接收内机壳18和外辊28。
外机壳30环绕框架26，并具有与螺杆12共轴的圆柱形形状。外机壳30在其内壁上包括内螺纹，该内螺纹包括六条螺纹30A。用于被平移移动的元件E被刚性地固定到外机壳30的一个端部32上，该端部的任何旋转都被禁止。
外辊28每根都与外机壳30和内机壳18直接接合。每根外辊28的螺纹28A都与内机壳18的螺纹18A方向相反但与外机壳30的螺纹方向相同。
现在将说明符合该第二实施方式的减速器23的工作方式。当电动机M被沿着第一旋转方向致动时，和内机壳18直接接合的内辊14被驱动围绕螺杆的轴线X旋转，并沿着其自身的轴线其本身也旋转。这些旋转运动导致框架和这些辊沿与轴线X平行的平移运动T1的方向平移移动。由于内辊14在螺杆12(该螺杆是固定的)上平移移动，内机壳18和发动机M的轴被内辊14沿与轴线X平行的平移运动T2的方向驱动。
至于外辊28，这些辊被内机壳18驱动旋转，沿与轴线X平行的平移运动T3的方向移动。
最后，外辊28的旋转沿与轴线X平行的平移运动T4的方向驱动外机壳。
参照图3，现在将说明第三实施方式，在该第三实施方式中，如在前述各个实施方式中那样地，减速器是车辆制动装置的机电致动器34，其属于集成到盘式制动器类型的制动装置35的一部分。这样的制动装置35包括所述致动器、制动盘38、制动片40A、40B，以及浮动卡钳(étrier flottant)36。
浮动卡钳36包括附接部分42、盘通道44和压抵钳口48。
浮动卡钳包括附接部分42的那个端部被刚性地固定到致动器34的减速器的外机壳30上。浮动卡钳的另一端部包括压抵钳口48，该压抵钳口与盘38平行地延伸，并承载制动片中的一个40B。在浮动卡钳36的两个端部之间，盘通道42形成盘38和制动片40A、40B的容置部。
传统地，制动片40A、40B侧向地布置在盘38的两侧，并每个都包括被衬垫47覆盖的金属支承件46。可区分出内部制动片40A(其支承件46被刚性地固定到螺杆12的一个端部49)和外部制动片40B(其支承件46被刚性地固定到卡钳的压抵钳口)。可变形的圆形密封件50围绕内部制动片布置，并将内部制动片的边缘连接到外机壳的边缘。为此，制动片、卡钳和机壳每个都包括适于接收密封件的一部分的容置部52。该密封件用于使致动器与外部污染隔离。
致动器34包括所谓双层减速式的减速器，其设计大致和前述第二实施方式相似。各个构成元件因此像前述那样地布置，不同之处在于，在该实施方式中，螺杆12被配置为与轴线X平行地平移，使得螺杆形成这样的活塞：该活塞与制动片连接的那个端部适于接触制动盘38。在该例子中，由发动机驱动的内机壳30在平移上是固定死的。
现在将说明在上述制动装置35中使用的制动致动器34的工作方式。
当电机M被沿着第一旋转方向致动时，内机壳18开始旋转。与内机壳18直接接合的内辊14被驱动围绕其自身的轴线并围绕螺杆12的轴线X旋转。这些辊还沿与轴线X平行的平移运动T1’的方向被移动。
内辊18的旋转由此驱动螺杆12沿着轴线X向着称作“正方向”的方向平移T2’，使得螺杆的端部54推动内部制动片40A并使其压靠在制动盘38上以产生一部分的车辆制动。
此外，内机壳18的旋转驱动外辊28围绕其自身的轴线并围绕轴线X旋转。此外，外辊沿与轴线X平行的平移运动T3’的方向移动。
最后，外辊28的旋转驱动外机壳30沿与轴线X平行的、向着称作“负方向”的T4’方向平移运动，并由此产生卡钳向着该负方向的平移移动。外部制动片40B因此接触制动盘38，由此产生另一部分的车辆制动。盘38因此被压在两个制动片40A、40B之间。
可以理解，当电机M的轴沿另一方向旋转时，前述各个旋转和平移运动反向，并且各制动片远离制动盘地与轴线X平行地平移。
在本发明的第四实施方式中，如图4所示，减速器是设有机壳18、螺杆12和发动机E的制动致动器60。在此，致动器60不包括辊，而螺杆12则按照不可逆的连接方式与机壳18接合。像前述那样地，螺杆12包括三条螺纹12A，机壳包括六条螺纹18A。发动机M的轴被直接固定到螺杆上，而机壳则形成制动活塞。因此，机壳被设置为能够沿着轴线X平移以致动制动装置的活动元件。
根据在图5中示出的第五实施方式，致动器70包括被刚性地固定到发动机M的轴的机壳18，而螺杆12则能够沿着轴线X平移地活动。由此，当发动机M启动时，螺杆形成制动活塞并沿着轴线X平移以致动制动装置的活动元件。
本发明不限于所述各个实施方式，其它实施方式对于本领域的技术人员会是明显的。作为第一实施方式的变型，尤其可以设置电机被连接到机壳18，被平移移动的并使元件E移动的则是螺杆12。
作为第二实施方式的变型，也可以设置减速器包括固定的外机壳30，被平移移动的并承载元件E的则是螺杆12。
同样地，作为第二或第三实施方式的变型，可以设置发动机不被固定到内机壳上，而是直接驱动用于容置辊的两个框架之一旋转。
术语：
10：减速器
12：螺杆
12A：螺杆的螺纹
14：辊；内辊
14A：辊的螺纹；内辊的螺纹
16：框架
18：机壳；内机壳
18A：机壳的内螺纹的螺纹；内机壳的内螺纹的螺纹
18B：内机壳的外壁上的螺纹
20：螺杆的端部
21：容置部
22：机壳的端部
23：所谓“双层减速式”的减速器
24：定位销
26：镗孔
28：外辊
28A：外辊的螺纹
30：外机壳
30A：外机壳的内螺纹的螺纹
32：外机壳的端部
34：制动致动器
35：制动装置
36：浮动卡钳
38：制动盘
40：制动片
42：附接部分
44：盘通道
46：支承件
47：衬垫
50：密封件
52：容置部
54：螺杆的端部
60：制动致动器
70：制动致动器
T1：内辊的平移运动方向
T2：内机壳的平移运动方向
T3：外辊的平移运动方向
T4：外机壳的平移运动方向
T1’：内辊的平移运动方向
T2’：螺杆的平移运动方向
T3’：外辊的平移运动方向
T4’：外机壳的平移运动方向
E：用于被平移移动的元件
M：电机
X：螺杆的轴线

Claims (8)

1.一种车辆制动致动器(10；23；34；60；70)，其特征在于，该致动器包括：
-螺杆(12)，
-具有内螺纹的内机壳(18)，该内机壳以不可逆的连接方式与所述螺杆(12)接合，
-电机(M)，该电机控制所述螺杆(12)相对于所述内机壳(18)的运动或所述内机壳相对于所述螺杆的运动，以使得该运动致动制动元件(E)，
-具有螺纹的内辊(14)，这些内辊(14)每根都借助于至少一条螺纹(14A)一方面和所述螺杆(12)接合，另一方面和所述内机壳(18)接合，
-具有内螺纹的外机壳(30)，以及
-外辊(28)，所述外辊每根都一方面与所述内机壳(18)接合，另一方面与所述外机壳(30)接合，这些外辊(28)设有至少一条与所述内机壳(18)的螺纹(18A)方向相反、但与所述外机壳(30)的螺纹(30A)方向相同的螺纹(28A)。
2.如权利要求1所述的致动器，其中，所述螺杆(12)和所述内机壳(18)每个都包括多条螺纹、优选地至少三条螺纹(12A、18A)。
3.如上述权利要求中任一项所述的致动器，其中，每根内辊(14)的螺纹(14A)都与所述螺杆(12)的螺纹(12A)方向相反，并与所述内机壳的螺纹(18A)方向相同。
4.如上述权利要求中至少任一项所述的致动器，其中，所述内辊(14)直接与所述螺杆(12)和所述内机壳(18)接合。
5.如上述权利要求中至少任一项所述的致动器，其中，所述内机壳(18)构成被布置为用于致动所述制动元件(E)的活塞。
6.如上述权利要求中至少任一项所述的致动器，其中，所述螺杆(12)构成被布置为用于致动所述制动元件(E)的活塞。
7.一种车辆制动装置，该装置包括如上述权利要求中至少任一项所述的致动器，该致动器被配置为用于致动盘式制动器，优选地浮动卡钳式盘式制动器。
8.一种设有如权利要求7所述的制动装置的车辆，其中，所述致动器被配置为用于致动行车制动器或停车制动器。
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