CN108883747A - 集成式转子制动器 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于液力的变速器单元的转子制动设备，所述转子制动设备具有制动器摩擦衬片(1、1a、1b、1c)和挤压元件(5、5a、5b、5c、5d)，所述转子制动设备构成为，在转子制动器激活时，挤压元件(5、5a、5b、5c、5d)将制动器摩擦衬片(1、1a、1b、1c)压向液力的变速器单元的旋转元件(13)，并且由此能够制动旋转元件(13)，其中，挤压元件(5、5a、5b、5c、5d)是液压缸(5、5a、5b、5c、5d)，所述液压缸至少部分集成在通道板(3)中，其中，具有至少一个用于控制液压缸(5、5a、5b、5c、5d)的供给管路(33、33a)，所述供给管路至少部分集成在通道板(3)中，并且其中，通道板(3)具有用于控制和/或供给其他变速器部件的其他通道(30、31、32)。本发明还涉及一种液力的变速器单元，具有上述转子制动设备。

Description

集成式转子制动器
技术领域
本发明涉及一种用于液力变速器单元的转子制动设备，其这样配置有制动器摩擦衬片和挤压元件，即，挤压元件在转子制动器被操作时将制动器摩擦衬片压向液力变速器单元的旋转元件，并且由此可以使旋转元件被制动。
此外，本发明还涉及一种带有相应的转子制动设备的液力的变速器单元，其中，变速器单元具有液力离合器和/或液力变矩器以及至少一个机械传动级。
背景技术
例如由文献DE 4226665A1已知一种带有转子制动设备的液力变速器和相应地转子制动设备。其中示出带有液力离合器、液力变矩器和多个机械传动级的液力变速器，如尤其在轨道车辆中所用的那样。由于主侧的转轮的旋转通过注油被传递到从侧的转轮，由此实现液力的转矩传递。如果不应发生转矩传递，则将油从间隙中排出。而且即使在间隙空置的情况下也会通过两个转轮之间的空气涡流传递一定的转矩，从而使得变速器的从侧连接部分发生旋转。为避免此情况，例如为了实现在后置的机械传动级中的无干扰换挡，从侧必须能够在确定的运行状态下制动。为此设置了所述转子制动器，所述转子制动器在此情况下与液力变速器部件的从侧轴间接相连，并且由此可以使从侧制动和固定。
尤其这样的转子制动器是已知的，所述转子制动器能够被电磁致动或者被实施为具有可控制装填的齿轮泵。
这种转子制动器的弊端在于，所述转子制动器导致较大的额外结构费用和装配费用并且相对较为昂贵，为此仅极少地并且在少数运行状态下需要所述转子制动器。此外，所述转子制动器还需要额外的结构空间。
发明内容
因此，本发明所要解决的技术问题在于，研发一种用于适当而且可靠的用于液力变速器单元的转子制动设备，所述转子制动设备更简单且成本低廉地构成并且避免上述弊端。
所述技术问题根据一种用于液压的变速器单元的转子制动设备的实施方式解决，所述转子制动设备具有制动器摩擦衬片和挤压元件，所述转子制动设备构成为，在转子制动器激活时，挤压元件将制动器摩擦衬片压向液力的变速器单元的旋转元件，并且由此能够制动旋转元件，其中，挤压元件是液压缸，所述液压缸至少部分集成在通道板中，其中，具有至少一个用于控制液压缸的供给管路，所述供给管路至少部分集成在通道板中，并且其中，通道板具有用于控制和/或供给其他变速器部件的其他通道。使用液压缸作为用于转子制动器的挤压元件提供了突出的优点，即，自始至终就存在的润滑油循环能够用于进行控制。由此省去了转子制动器的单独且耗费的电磁控制以及为此的单独的电缆线股。通过液力控制实现了制动器摩擦衬片的更大的位移和更大的挤压力，所述两个参数尤其与磁体的实施方式无关。由此仅需一个标准磁体阀用于控制并且不再需要为进行挤压而专门适配的电磁体。同时还明显减小了所需的结构空间。不再有在外部构造在变速器上的部件和用于转子制动器的单独的壳体。其他优点通过液压缸的供给管路在通道板中的集成提供，所述通道板已经实施为，能够为其他变速器元件供给控制压力或润滑剂或工质。由此省去了额外的用于控制液压缸的润滑油管路。仅需在通道板中的其他管路或管道。通道板与变速器壳体相连。所述通道板实施为，建立在变速器壳体中油道上的连接，并且这样确保液压流体的连续供应和相应的回流。在通道板上可以安设用于不同管道、利用控制管道或子循环的关断件、计量件或调节件、例如磁体阀。通道板可以设置有遮盖板，所述遮盖板遮盖而且密闭地封闭通道和供给管路。通过这种多件式实施方式更简单地制备通道板。
液压缸在通道板中的集成被理解为，在制动器工作时所施加的制动力被通道板吸收，因为挤压元件支承在通道板上。通道板被用作用于制动部件的承载结构。相应地，通道板必须充分设计，并且可靠地固定在变速器壳体上。转子制动设备可以预组装在通道板上，并且连同通道板作为单元被组装，这提供了更大的简化。为了控制转子制动器优选具有磁体阀，所述磁体阀控制液压流体向压力腔的输入或者压力腔内的压力。
与迄今常见的转子制动器相比，通过液压缸可以形成更高的挤压力和由此的制动力。液压缸本身是已知的。液压缸具有活塞和壳体，活塞可以在所述壳体中往复运动。通过压力腔控制液压缸，能够通过供给管路将液压流体输入所述压力腔中，从而在活塞上施加压力，以便移动活塞并且施加挤压力。液压缸和磁体阀作为统一件或标准件，从而由此得到比单独设计和制造的部件更低的成本。
挤压元件可以直接或间接地通过一个或多个力传递中间件、例如杠杆、连接件或类似部件作用在制动摩擦衬片上。
为了控制转子制动器，原则上具有两种不同的工作方式：
其一，常开原理(Schlieβerprinzip)：在此，转子制动器在旋转元件的静止状态下不被激活。也即制动器摩擦衬片不与旋转元件接触，转子制动器是打开的。该原理主要适用于这样的系统，其中，在运行时才通过变速器动力产生用于液力系统的压力。
其二，常闭原理：在此，转子制动器在旋转元件的静止状态下闭合，制动器摩擦衬片贴靠在旋转元件上并且固定旋转元件。如果要改变为牵引运行，则降低液压缸上的压力，以便使制动器摩擦衬片从旋转元件远离并且打开转子制动器。针对该原理需要这样的系统，所述系统可以与变速器动力无关地形成在液压系统中的压力。
根据本发明的实施方式的其他有利的技术特征更简单且成本低廉地完成转子制动设备。
优选地，液压缸具有壳体，所述壳体完全或至少部分通过通道板构成。也即，活塞在通道板中导引和/或压力腔至少部分通过通道板构成。这提供了特别简单的实施方式的优点。
作为补充或备选，液压缸可以具有滑动套筒，所述滑动套筒完全或者至少部分集成在通道板中。液压缸的活塞在所述滑动套筒中导引。与必须在通道板本身中极精确地加工出凹空相比，通过使用滑动套筒可以更轻易地制造用于导引和密封活塞的表面质量。
此外，还可以具有固持部，所述固持部是液压缸的部件并且构成壳体的至少一部分(活塞能够在所述壳体中往复运动)，并且所述固持部与通道板相连。由此还可以使用具有更长的活塞的液压缸，而无需将通道板在安装位置上特别厚地布置。
有利的是，用于控制液压缸的供给管路完全集成在通道板中。在此，无论是液压流体的入口还是在液压缸的活塞上的压力腔都布置在通道板中。由此实现了特别简单的无需多个安装件的实施方式。
优选地，制动器摩擦衬片可以布置在杠杆上，所述制动器摩擦衬片在制动时与旋转元件接触，所述杠杆绕旋转点可摆动并且具有用于液压缸的作用位置(Angriffsstell)。由此可以从结构上有目的地影响施加在旋转元件上的制动力和制动器摩擦衬片所实施的运动路径。此外还能实现更简单的用于使制动器复位的可能性。
尤其杠杆可以构成为，液压缸的作用位置比制动器摩擦衬片距离所述旋转点更远。由此使制动力相对于通过挤压元件施加在杠杆上的力而言更高。作为备选杠杆还可以构成为，所述作用位置比制动器摩擦衬片离旋转点更近地布置。与活塞在液压缸中的纯移动位移相比，由此实现了制动器摩擦衬片朝旋转元件的更大的运动。
特别优选地具有复位元件、尤其复位弹簧，所述复位元件这样作用在杠杆上，从而使复位元件可以朝与液压缸相反的方向作用。由此当液压缸的压力腔中的压力低于确定的阈值时，使制动器摩擦衬片远离旋转元件运动(常开原理)。由此利用单侧作用的液压缸实现对制动器的有目的的控制。同样良好地可以具有复位元件，所述复位元件布置为，该复位元件使杠杆朝旋转元件的方向运动并且由此可以作用实现制动器的闭合。当压力腔中的压力超过确定的阈值时，制动器摩擦衬片远离旋转元件运动，由此使制动器打开(常闭原理)。在前者所述状况中，制动器没有施加的压力时打开，并且在第二状况中，制动器没有施加的压力时闭合。
而且当不具有杠杆时，可以具有复位元件，所述复位元件作用在液压缸的活塞上，由此当压力腔中的压力低于确定的阈值时，使得制动器摩擦衬片从旋转元件远离。在根据上述第二状况的实施方式中，复位元件发挥作用，使得当压力超过确定的阈值时，制动器摩擦衬片从旋转元件远离。
作为布置在杠杆上的备选，液压缸还可以实施为具有活塞，制动器摩擦衬片布置在所述活塞上。活塞由此直接把制动器摩擦衬片压在旋转元件上。这样实现了特别节省空间的实施方式。
为了在制动器摩擦衬片与旋转元件之间得到更大的接触面，有利的是，具有两个制动器摩擦衬片，所述制动器摩擦衬片可以压向旋转元件。由此将磨损分散到更大的面上，这样实现了更高的耐用时间。
制动器的复位可以通过适当的方式利用液压缸实现，所述液压缸实施为双作用缸。这种液压缸具有第二压力腔，所述第二压力腔可以被液压流体填充，从而使活塞沿相反的方向运动。依据在哪个压力腔中产生更高的压力，可以使制动器被激活或打开。优选地，为了进行控制，在此情况下使用两个磁体阀或适当的换向阀。
总体上，制动器摩擦衬片被理解为能够与旋转元件相接触并且适宜形成用于制动的摩擦力的面。制动器摩擦衬片的材料适合为例如尤其由非磁性金属或人造树脂复合磁性金属或烧结摩擦材料制成的浸渍网。
特别优选地，液力变速器单元配置有根据本发明的转子制动设备。本发明因此还涉及一种液力变速器单元，其具有液力离合器和/或液力变矩器以及至少一个机械传动级。所述技术问题通过一种液力的变速器单元解决，也即由此设置了根据本发明的转子制动设备，所述液力的变速器单元具有所述转子制动设备，其中，所述变速器单元具有液力离合器和/或液力变矩器以及至少一个机械传动级。当间隙中不存在油时，相应的配属于转子制动器转轮可以被固定，并且由此实现了在机械传动级中的换挡。
机械传动级尤其可以是用于在相同传动比情况下进行旋转方向逆转的转向器(Wendegetriebe)或机械换挡变速器或二者的组合。尤其优选地，机械传动级具有中间位置，所述中间位置处于两个待换挡的挡位之间。
有利的是，转子制动器可以利用制动器摩擦衬片直接作用在液力离合器或液力变矩器的转轮上。为此可以设置实施方式为，能够被转子制动器作用的旋转元件通过液力离合器或液力变矩器的从侧上的转轮构成。
作为备选有利的是，能够被转子制动器作用的旋转元件通过轴和/或传动级与液力离合器或液力变矩器的从侧上的转轮抗扭固定地相连。由此将转子制动器的制动力间接传递至转轮。
附图说明
参照附图根据实施方式阐述了本发明的其他有利的实施方式。所述技术特征不仅以所示组合方式优选实施，而且还能够单独地相互组合。在附图中具体示出：
图1示出根据本发明的具有转子制动设备的液力传动器单元的横截面；
图2a示出用于根据本发明的转子制动设备的集成在通道板中的液压缸的一种实施方式；
图2b示出用于根据本发明的转子制动设备的集成在通道板中的液压缸的另一种实施方式；
图2c示出用于根据本发明的转子制动设备的集成在通道板中的液压缸的再一种实施方式；
图3a示出根据本发明的转子制动设备的剖视图；
图3b示出另一种根据本发明的转子制动设备的剖视图；
图3c示出再一种根据本发明的转子制动设备的剖视图；
图4a示出用于转子制动设备的液压缸的另一种变型方案；
图4b示出用于转子制动设备的液压缸的另一种变型方案；
图4c示出用于转子制动设备的液压缸的另一种变型方案。
具体实施方式
以下详细描述附图。
在图1中示出穿过液力变速器单元的示意性横截面。从多种不同的变速器部件中仅示出旋转元件13。其他存在的变速器元件、例如液力部件或机械传动级未示出。旋转元件13优选可以是液力离合器或液力变矩器的从侧上的转轮。然而所述旋转元件也可以是与上述液力部件的从侧通过轴和必要时一个或多个机械传动级抗扭固定地相连的旋转元件。重要的是，通过制动旋转元件可以固定转轮。
变速器壳体10与油槽14相连。通道板3位于变速器壳体10中并且与变速器壳体相连，从而使得存在于通道板3中的用于液压流体的通道和供给管路30、31、32、33与变速器壳体10中的油供给部40、41和油输出部42、43相连。这样实现了液压流体和润滑剂的连续供应。在通道板3中具有不同通道、供给管路或液压循环的网络。由此可以为不同的变速器部件提供润滑剂、提供控制介质或工质。例如减速器或变矩器可以利用液压流体被填充或被排空，或液压缸可以通过压力被控制。存在于通道板3中的通道通过盖板2自下被封闭。这实现了通道板3的更简单的制造。在通道板3上构造不同的阀壳11、12，例如用于磁体阀。还可以具有其他控制元件。
液压缸5作为用于转子制动器的挤压元件集成在通道板3中。液压缸的活塞55在所示实施方式中在壳体中导引，所述壳体至少部分通过通道板构成。此外还具有固持部4，所述固持部自下固定在通道板3上，并且构成液压缸5的壳体的下部区域。同样能良好实现的是，在通道板3中安装具有本身自有的壳体的液压缸5。用于控制液压缸5的供给管路一部分延伸为在通道板中的供给管路33，并且一部分延伸为在固持部中的供给管路34。供给管路可以是管道或孔或类似结构。通过供给管路33、34利用液压流体填充或排空活塞55下方的压力腔50。
转子制动设备具有托架9，所述托架固定在通道板3上，并且杠杆6可旋转地支承在所述托架上。在杠杆6上安置有制动器摩擦衬片1。为了激活转子制动器，利用液压流体填充压力腔50直至确定的压力。由此使活塞55从壳体压向杠杆6并且由此使制动器摩擦衬片1压向旋转元件13。作用的制动力与液压缸的挤压力相比被提高，因为液压缸在杠杆6上的作用位置比制动器摩擦衬片1离旋转点7更远。当压力腔50中的压力低于相应的数值时，通过复位元件8——在此示出为螺旋弹簧将制动器摩擦衬片1挤压离开旋转元件13。这样可以使转子制动器通过液压流体的压力控制被激活和去激活。
在图2a、2b和2c中示出用于液压缸5和用于通向液压缸的供给管路的构造的不同变型方案。不同的实施方式特征还可以以其他组合方式如图所示相互结合。图2a示出一种变型方案，其中，活塞55在滑动套筒51中导引。滑动套筒一部分被集成在通道板3中并且另一部分容纳在固持部4中。通过构造额外的固持部4，可以使用更长的活塞55，而为此不需要更厚的通道板3。此外，通过额外的滑动套筒51可以不需要特别耗费地加工用于活塞55在通道板3中的安装的面。供给管路33从变速器壳体10中的油供给部40得到液压流体，并且将液压流体通过固持部中的供给管路34继续导向活塞55下方的压力腔50。
图2b示出一种变型方案，其中，供给管路33a整个构成为通道板3内部的孔，并且直接通入压力腔50，所述压力腔同样处于通道板3内部。然而为了遮盖其他通道而具有盖板2。
在图2c中示出另一种变型方案，其不具有用于液压缸5的额外固持部。供给管路33实施为通道，所述通道被盖板2封闭。供给管路33又直接通入活塞55下方的压力腔50。
无论根据图2b或2c的变型方案都可以如图2所示设置滑动套筒，活塞55在所述滑动套筒中导引并且可以构成壳体的一部分。
图3a和3b示出另外两个用于具有杠杆的转子制动设备的布置。在图3a中的实施方式与根据图1的实施方式的区别尤其在于，复位元件8a布置在不同位置上。当压力腔50中的压力低于一定数值时，所示螺旋弹簧8a牵引杠杆6a和处于杠杆上的制动器摩擦衬片1远离旋转元件13。在激活转子制动器的情况下，活塞55基于在压力腔50中的压力将杠杆6a和由此制动器摩擦衬片压向旋转元件13。为了在通道板3中容纳液压缸5，通道板在相应位置处加厚地实施。作为带有独立的托架的实施方式(如图1所示)的备选，杠杆6a的固定还可以通过作为通道板3的集成式部件的托架9a实现。
图3b示出一种变型方案，其中，液压缸5a在杠杆6b上的作用位置比制动器摩擦衬片1离旋转点7b更近。由此可以使制动器摩擦衬片经过更大的位移，而为此不需要更长的活塞55a。为了实现活塞55a与杠杆6a之间在作用位置上的更好的接触，活塞55a在作用位置上倾斜地实施，使得斜面对应于杠杆6b在制动器摩擦衬片1压在旋转元件13上时的斜率。
在图3c中，制动器摩擦衬片1a直接安置在液压缸5b的活塞55b上。而且在此液压缸集成在通道板3中，使得不需要额外的固持部，而是在该位置将通道板相应更厚地实施。复位元件未详细示出；然而复位元件可以例如实施为弹簧并且设置为，复位元件直接作用在活塞55b上。
图4a和图4b的实施方式示出具有双作用液压缸的变型方案。双作用液压缸5c、5d除了用于挤压制动器摩擦衬片1的第一压力腔50之外还有第二压力腔52，通过所述第二压力腔可以将活塞55c、55d沿相反的方向挤压远离旋转元件13。在图4a中还示出在活塞55c上的密封元件53，所述密封元件密封活塞腔并且防止自上方的油排放。由此，通道板3中的壳体壁在该区域中不必相对于活塞密封地实施。在图4b中示出一种实施方式，其具有液压缸5d的固持部，所述固持部自上固定在通道板3上并且容纳活塞55d。在侧面示出用于供给管路的连接孔，用于利用液压流体填充和排空压力腔52。通道板3构成液压缸5d的压力腔50的限制壁并且包含相对于该压力腔50的未具体示出的集成式供给管路。
图4c再次使出其他根据本发明的转子制动设备。一方面在此具有两个制动器摩擦衬片1c，从而能够使用更大的制动面，并且另一方面使用不同的复位机构。所述两个制动器摩擦衬片1c布置在支承结构上，所述支承结构与通道板3相连。如果要激活转子制动器，则液压缸5利用活塞挤压在支承结构上，所述支承结构由此变形并且将制动器摩擦衬片1c压在旋转元件13上。如果压力腔50中的压力重新降低，则支承结构变形复位至初始位置，从而使制动器摩擦衬片1c不再与旋转元件13相接触。
附图标记清单
1、1a、1b、1c 制动器摩擦衬片
2 盖板
3 通道板
4 固持部
5、5a、5b、5c、5d 液压缸
6、6a、6b 杠杆
7、7a、7b 旋转点
8、8a 复位元件
9、9a 托架
10 变速器壳体
11、12 阀壳
13 旋转元件
14 油槽
30、31、32 通道板中的油通道
33 通道板中的供给管路
34 固持部中的供给管路
40、41 变速器壳体中的油供给部
42、43 变速器壳体中的油输出部
50 压力腔
51 滑动套筒
52 其他的压力腔
53 密封元件
54 支承结构
55、55a、55b、5c、55d 液压缸的活塞

Claims (15)

1.一种用于液力的变速器单元的转子制动设备，所述转子制动设备具有制动器摩擦衬片(1、1a、1b、1c)和挤压元件(5、5a、5b、5c、5d)，所述转子制动设备构成为，在转子制动器激活时，挤压元件(5、5a、5b、5c、5d)将制动器摩擦衬片(1、1a、1b、1c)压向液力的变速器单元的旋转元件(13)，并且由此能够制动旋转元件(13)，其特征在于，挤压元件(5、5a、5b、5c、5d)是液压缸(5、5a、5b、5c、5d)，所述液压缸至少部分集成在通道板(3)中，其中，具有至少一个用于控制液压缸(5、5a、5b、5c、5d)的供给管路(33、33a)，所述供给管路至少部分集成在通道板(3)中，并且其中，通道板(3)具有用于控制和/或供给其他变速器部件的其他通道(30、31、32)。
2.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，液压缸(5、5a、5b、5c、5d)具有壳体，所述壳体完全或至少部分通过通道板(3)构成。
3.根据权利要求1或2所述的设备，其特征在于，液压缸(5、5a、5b、5c、5d)具有滑动套筒(51)，所述滑动套筒完全或至少部分集成在通道板(3)中。
4.根据上述权利要求中任一项所述的设备，其特征在于，液压缸(5、5a、5b、5c、5d)具有固持部(4)，所述固持部与通道板(3)相连，其中，固持部(4)构成壳体的至少一部分。
5.根据上述权利要求中任一项所述的设备，其特征在于，用于控制液压缸(5、5a、5b、5c、5d)的供给管路(33a)完全集成在通道板(3)中。
6.根据上述权利要求中任一项所述的设备，其特征在于，制动器摩擦衬片(1、1a、1b)布置在杠杆(6、6a、6b)上，所述杠杆绕旋转点(7、7a、7b)可摆动并且具有用于液压缸(5、5a、5b、5c、5d)的作用位置。
7.根据权利要求6所述的设备，其特征在于，杠杆(6、6a)构成为，所述作用位置比制动器摩擦衬片(1、1a)离旋转点更远。
8.根据权利要求6所述的设备，其特征在于，杠杆(6b)构成为，所述作用位置比制动器摩擦衬片(1b)离旋转点更近地布置。
9.根据权利要求6至8中任一项所述的设备，其特征在于，具有复位元件(8、8a)、尤其复位弹簧(8、8a)，所述复位元件作用在杠杆(6、6a、6b)上，从而使复位元件能够朝与液压缸(5、5a、5b、5c、5d)相反的方向作用。
10.根据权利要求1至5中任一项所述的设备，其特征在于，液压缸(5b、5c、5d)具有活塞(55b、55c、55d)，制动器摩擦衬片(1a、1b、1c)布置在所述活塞(55b、55c、55d)上。
11.根据上述权利要求中任一项所述的设备，其特征在于，具有两个制动器摩擦衬片(1c)，所述制动器摩擦衬片能够压向旋转元件(13)。
12.根据上述权利要求中任一项所述的设备，其特征在于，液压缸(5c、5d)被实施为双作用缸。
13.一种液力的变速器单元，具有根据上述权利要求中任一项所述转子制动设备，其中，所述变速器单元具有液力离合器和/或液力变矩器以及至少一个机械传动级。
14.根据权利要求13所述的液力的变速器单元，其特征在于，能够被转子制动器作用的旋转元件(13)通过液力离合器或液力变矩器的从侧上的转轮构成。
15.根据权利要求13所述的液力的变速器单元，其特征在于，能够被转子制动器作用的旋转元件(13)通过轴和/或传动级与液力离合器或液力变矩器的从侧上的转轮抗扭固定地相连。
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