CN1075878C - 带有自动调整机构的盘式制动器 - Google Patents

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Abstract

在一个带有自动调整机构的盘式制动器中，一个螺母(12)拧紧在一个轴向可滑动但不可转动的心轴(11)上。螺母(12)连接到连接零件(13)上。一个辅助活塞(32)可滑动地布置在制动活塞(4)的孔(31)中并且通过一个轴向锁定的咬接连接(35，37，38)与螺母(12)连接。

Description

带有自动调整机构的盘式制动器
本发明涉及一种带有自动调整机构的盘式制动器。
欧洲专利第0 403 635号公布了这种类型的调整机构。在已知的机构中，一个拧紧在心轴上的螺母与一个具有一个锥形摩擦表面的连接零件和一个辅助活塞一起形成了一个组合件，该活塞可以在制动活塞的孔中滑动。这种类型的机构需要心轴、组合件和制动活塞孔的精确同轴定位。这样就要求最高精度的制造公差并且增加了制造成本。另外，组合件的用作辅助活塞的部分能够与螺母一起旋转是绝对必要的。另一方面，需要辅助活塞的液压密封装置，在已知机构中它必须容易地旋转。这种装置对于制造成本来说也是不利的。
另外，欧洲专利申请0 249 522A1公开了一种自动调整机构，其中同样设有辅助活塞和调整螺母，然而是作为分离元件。辅助活塞具有轴向伸长部分，轴向伸长部分借助紧固盘轴向固定于调整心轴上的螺母上。辅助活塞穿过制动活塞的底部在孔内延伸，并且在面对制动盘的一侧仅由一罩盖住。罩可以为了装配而移去。这就使在装配时(例如，为了替换制动片)可接近辅助活塞并且允许沿着轴推回摩擦离合器从而打开摩擦离合器，这样就允许整个制动活塞容易地在轴向移动。但是，该已知的调整机构没有指出任何用来阻止在高液压作用情况下过分的再次调整的机构，并且另外，辅助活塞和调整螺母之间的连接也不必要的复杂。
本发明的一个目的是改善带有自动调整机构的已知盘式制动器，从而允许更大的制造公差和降低制造成本。
按照本发明该目的可由这种盘式制动器来实现，它包括一个液压致动机构，它具有可在制动缸内滑动的制动活塞；一个机械致动机构，它具有轴向可滑动的、不可转动的心轴和拧紧在心轴上的螺母，心轴传递轴向致动作用力给制动活塞；一个连接零件，它不能转动地与螺母连接并且有一个锥形摩擦表面，锥形摩擦表面在盘式制动器的机械致动中与制动活塞上的摩擦表面配合来阻止螺母的转动；用于制动器液压致动时在轴向弹性地保持连接零件的部件，使轴向移动的制动活塞与连接零件脱离接合，只要液体压力没有超过预定的值，就允许螺母在心轴上转动进行调整机构的再次调整；一个可以在制动活塞的轴向孔中滑动并与螺母连接的辅助活塞，辅助活塞在轴的一侧暴露在液体压力下，在另一侧暴露在大气压力下，使得当液体压力超过由弹性保持力确定的预定值时，连接零件又将其摩擦表面压向制动活塞的摩擦表面，其中辅助活塞和连接件设在分开的构件上，其中辅助活塞用一个轴向可锁定的咬接连接机构与螺母连接，并且辅助活塞容纳在螺母的孔中，并且在它的外面有一个环状凹槽，这个环状凹槽与螺母的孔内部的环状凹槽对齐，一个开口式金属环被插入到环状凹槽中作为一个连接零件。
这种解决方法主要是将辅助活塞和连接零件作为两个独立制造的零件，并将零件的各部分可拆卸地连接起来。在连接区域，可以使用在这两个零件之间预留的间隙来衬偿同轴度。按照一有益的实施例变型的一种咬接连接机构允许辅助活塞布置密封，因为螺母可能被安排在啮合连接上并可相对辅助活塞旋转，所以辅助活塞不需要被容易地转动。当需要时，螺母和辅助活塞甚至可以使用不同的材料。
本发明优先选用的一种方式的是连接零件与螺母成一体设计。这就确保螺母的螺纹和连接零件的锥形摩擦表面制造简单。在这种情况下，辅助活塞可能具有特别简单的形状。
咬接连接的第一个有利的实施例在于辅助活塞装在螺母的孔中，在它的外部有一个环状凹槽，此环状凹槽与螺母孔内部的环状凹槽对齐。作为连接零件，一个开口金属环作为连接件弹性地插入环状凹槽中。
金属环可以由一段金属线弯曲而成，并可具有圆形横截面或矩形横截面的形状。
本发明的进一步结构中，该咬接连接是可以脱开的，例如，当辅助活塞被液体的高压推向轴的一端，另一方面，螺母保持在轴的另一端时。这样一种情况可能发生于当螺母因故障不能转动时，或者只有在液压致动后才允许螺母转动的调整机构中。当处于这种情况时，制动活塞出现了特别长的驱动行程，一个轴向固定的辅助活塞将滑出制动活塞的孔并将导致液压致动机构的彻底失效。但若此时的咬接连接是可脱离的，则辅助活塞将总保持在制动活塞的孔中，上面所描述的干扰将仅仅使咬接连接脱离，而不会出现液体渗漏。
当至少一个环状凹槽具有一个斜坡式倾斜的槽壁时，金属环一旦受到轴向负荷就沿斜坡式侧斜的槽壁径向滑出，这样就简单地脱离了咬接连接。
为了填充液压液体到制动缸中，必须放出那里包含的空气。这样一种排气行为通常是在填充供给液之前将空气抽出(真空-排气)。问题涉及到一些与内腔分离的制动缸内部的空间。例如，紧固在心轴上的螺母与辅助活塞一起形成了一个封闭的空腔，从这个空腔中空气只能沿具有小横截面的槽逸出。本发明优先选用的方式是螺母具有一个径向的排气孔，通过它空气可以迅速地从空腔中排出。本发明的另一种变型是辅助活塞具有一排气槽，此排气槽一个从封闭空腔首先沿着环形活塞端面径向延伸，然后，槽沿着轴向在辅助活塞的外表面延伸，直到达到没有被螺母覆盖的区域。
下面将利用附图详细解释本发明的实施例。
在图中，
图1是根据本发明的盘式制动器自动调整机构的第一个实施例的剖视图。
图2是一张类似图1的局部视图，示出了一第二个实施例的自动调整机构。
图3和图4每个都显示了本发明进一步选用方式的局部剖视图。
这些附图示出了带有自动调整机构的盘式制动器制动外壳的一部分，其中自动调整机构布置在制动缸3的缸孔2的内部。制动缸3是液压致动机构的一部分，液压致动机构包括一个在制动缸3中沿轴向滑动的制动活塞4。制动活塞4被一个弹性的环形密封件5相对于缸孔2密封，并被一个褶皱的弹性防尘皮碗6保护免受污染。制动缸3的内部7填充液压液体。
在内部7的液压液体被加压，用于制动缸3的液压驱动。液压推动制动活塞4从制动缸3向图左端移动，以推动制动片(未显示)到制动盘(未显示)上。
制动外壳1也包括一个机械致动机构8，机械致动机构8通常包括一个可转动地支承的轴9，一个加压件10，一个可以轴向滑动但不能转动的心轴11，螺母12拧紧在心轴11上。螺母12与具有锥形摩擦表面14的连接件13设计成一个整体。在空的制动活塞4内部是一个相配的摩擦表面15，锥形摩擦表面14上可以被压到该摩擦表面15上。心轴11和螺母12通过没有自锁啮合的螺纹16互相连接。
为了开动机械致动机构8，布置在无摩擦的滚子轴承17内的致动轴9逆时针转动。由此设置在偏心凹槽18内的加压件10向左移动，这个运动传递给心轴11。心轴11具有能够在制动外壳1的引导孔21内部滑动的引导部分20，并且通过密封圈19液体密封。进一步，心轴11具有支承盘22，支承盘22用作金属丝弹簧23的一个末端支座。金属丝弹簧23的另一端支持在一个金属薄板碗形件24上，而金属薄板碗形件24则通过金属环25固定在制动外壳1内。金属丝弹簧23通过支承盘22在心轴上作用向右的轴向力，此轴向力与致动方向相反。心轴11沿致动方向被向左推，拖动螺母12并使连接零件13的摩擦表面14压到制动活塞4的摩擦表面15上，使得螺母12不能转动地保持和支持在制动活塞4上。因此，致动方向的轴向力完全被传递到制动活塞4上，制动活塞4因此沿轴向向左移动，推动制动片(未显示)到制动盘(未显示)上。
为了终止机械致动，致动轴9顺时针转回，然后，金属丝弹簧23通过支承盘22沿轴向将心轴11移动到右边。
在制动活塞4内部设置有一第二金属丝弹簧26。弹簧26的一端压在止推环27上，止推环27固定在制动活塞4上不能滑动，弹簧26的另一端压在一个可移动的盘式环28上。可以轴向移动的、但不可转动的盘式环28通过滚珠轴承29轴向推向可转动的螺母12的支承表面30。由此使螺母12向左移动，并使其摩擦表面14压上制动活塞4的摩擦表面15。结果是在盘式制动器的非工作状态下在摩擦表面14和15之间形成的摩擦离合器总是闭合的。
当液压致动时制动活塞4向左移动。由于制动片磨损的增加，制动活塞4的移动一超过由无自锁啮合的螺纹16决定的轴向少量间隙，螺母12就会被处于静止位置的心轴11阻止进一步的轴向移动。制动活塞4的进一步的轴向移动导致摩擦表面14和15之间的摩擦离合器打开。这使螺母12可相对心轴11转动。金属丝弹簧26通过滚珠轴承29作用在螺母12上的轴向力使螺母12借助于无自锁啮合的螺纹16在心轴11上转动，直到螺母12的向左的轴向移动足够复原摩擦表面14、15的啮合并从而结束螺母12的转动。当然，由弹簧26产生的向左的轴向力不能超过由弹簧23产生的向右的轴向力。
一个辅助活塞32可以在制动活塞4的孔31中滑动，并且用密封圈33作液体密封。辅助活塞32的右轴端暴露在液体压力下，左轴端暴露在大气压力下。通过一小槽34容许这种暴露，即小槽34从孔31的底部延伸出来，连接腔的内部和外部。辅助活塞32通过辅助的可锁定的咬接连接连接螺母12。咬接连接由如下组成：辅助活塞32外部的环状凹槽35，螺母12的孔36的内部环状凹槽37，和一个嵌入对齐的环状凹槽35和37的开口的金属环38。金属环38用一段金属丝弯成，具有圆形横截面。
图2中所示的本发明的修改了的实施例中，金属环39具有矩形设计的横截面。环39嵌入相应修改的螺母12的环状凹槽和修改的辅助活塞32的环状凹槽41。为了使各自的金属环38、39更容易嵌入，螺母12在它的孔36的出口处有一个斜坡口42。
辅助活塞32的功能是当制动活塞4上有高压存在时执行向左的轴向移动。由于咬接连接，辅助活塞32趋于拖动螺母12沿轴向左移动。这导致摩擦离合器由于摩擦面14贴上摩擦面15而闭合。螺母12现在成为不可转动的，当制动活塞4沿轴向左进一步移动时，螺母12趋于拖动心轴11向同样的轴向移动。只要由液压产生的作用在辅助活塞32上的向左的轴向力小于由金属丝弹簧23和液压产生的作用在心轴11上的向右的轴向力，这个动作就不会实现。然而，当液压超过了预定值时，辅助活塞32的力将超过金属丝弹簧23的反作用力和液体的反作用力，心轴11与螺母12和制动活塞4一起向左移动。在这种情况下由于螺母12在心轴11上的转动，调整机构不能再次调整。
上面所说的在高液压作用下阻止再次调整的目的是高液压产生特别大的夹紧力。然而，制动外壳1具有弹性，当作用非常高的夹紧力时将轻微的弯曲(膨胀)。由于制动外壳1的膨胀产生的制动活塞4的更长致动行程如果被调整机构的再次调整所补偿，盘式制动器将锁定在液压致动的终点，这是因为制动外壳1的弹性变形恢复了它的初始形状，不允许制动活塞4执行相应的返回移动。
在图3中显示的本发明的一种实施例中，螺母12具有一个排气管43，它提供了在由螺母12产生的空腔45、心轴11、辅助活塞32和制动缸3的内部7之间的连接。
在图4中显示的本发明的变型中，辅助活塞32具有一个排气槽44，它从空腔45沿活塞端面46径向延伸，然后进行偏向，在平行于轴向的方向在辅助活塞32的外表面47上延伸，直到达到没有被螺母12覆盖的区域。

Claims (8)

1．带有自动调整机构的盘式制动器，包括一个液压致动机构，它具有可在制动缸(3)内滑动的制动活塞(4)；一个机械致动机构(8)，它具有轴向可滑动的、不可转动的心轴(11)和拧紧在心轴(11)上的螺母(12)，心轴(11)传递轴向致动作用力给制动活塞(4)；一个连接零件(13)，它不能转动地与螺母(12)连接并且有一个锥形摩擦表面(14)，锥形摩擦表面(14)在盘式制动器的机械致动中与制动活塞(4)上的摩擦表面(15)配合来阻止螺母(12)的转动；用于制动器液压致动时在轴向弹性地保持连接零件(13)的部件(23)，使轴向移动的制动活塞(4)与连接零件(13)脱离接合，只要液体压力没有超过预定的值，就允许螺母(12)在心轴(11)上转动进行调整机构的再次调整；一个可以在制动活塞(4)的轴向孔(31)中滑动并与螺母(12)连接的辅助活塞(32)，辅助活塞(32)在轴的一侧暴露在液体压力下，在另一侧暴露在大气压力下，使得当液体压力超过由弹性保持力确定的预定值时，连接零件(13)又将其摩擦表面(14)压向制动活塞(4)的摩擦表面(15)，其中辅助活塞(32)和连接件(13)设在分开的构件(32,12)上，其特征在于，
辅助活塞(32)用一个轴向可锁定的咬接连接机构(35,37,38,39,40,41)与螺母(12)连接，并且辅助活塞(32)容纳在螺母(12)的孔(36)中，并且在它的外面有一个环状凹槽(35,41)，这个环状凹槽与螺母(12)的孔内部的环状凹槽(37,40)对齐，一个开口式金属环(38,39)被插入到环状凹槽(35,37,40,41)中作为一个连接零件。
2．按权利要求1所述的盘式制动器，其特征在于，连接零件(13)与螺母(12)设计成一个整体。
3．按权利要求1所述的盘式制动器，其特征在于，金属环(38)由一段金属丝弯成。
4．按权利要求1所述的盘式制动器，其特征在于，金属环(39)具有矩形横截面形状。
5．按上述权利要求1所述的盘式制动器，其特征在于，咬接连接机构的咬接连接是可以脱离的。
6．按权利要求1所述的盘式制动器，其特征在于，至少一个环状凹槽具有斜坡式倾斜槽壁。
7．按权利要求1到6中任一项所述的盘式制动器，其特征在于，螺母(12)具有一个大致径向的排气管(43)。
8．按权利要求1到6中任一项所述的盘式制动器，其特征在于，辅助活塞(32)具有至少一个排气槽(44)，这个排气槽从一个封闭空腔(45)沿着环形活塞端面(46)径向延伸，然后，从那以后，槽沿着轴向在辅助活塞(32)的外表面(47)延伸，直到达到没有被螺母(12)覆盖的区域。
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