CN109424676A - 盘式制动器 - Google Patents

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Abstract

一种用于重型车辆的盘式制动器，所述盘式制动器包括：壳体；活塞，所述活塞安装在所述壳体内用于向制动衬块施加致动力，所述活塞具有可旋转部分以调整在制动盘与所述制动衬块之间的运转间隙，并且所述可旋转部分限定旋转轴线；手动调整器装置，所述手动调整器装置驱动地连接到所述可旋转部分；其中，所述手动调整器装置包括第一元件和万向节，所述万向节将所述第一元件驱动地连接到所述可旋转部分，使得所述第一元件以与所述旋转轴线倾斜的角度背离所述可旋转部分延伸。由于所述手动调整器装置的第一元件(调整器轴)以与所述活塞的轴线倾斜的角度背离所述制动器组件的壳体延伸，所以这种安排允许操作者在检查或更换盘式制动器的制动衬块或其他部件时更容易接近所述手动重绕装置。

Description

盘式制动器
技术领域
本发明涉及一种盘式制动器。更具体地但并非排他地，本发明涉及一种气动盘式制动器，所述气动盘式制动器包含用于调整制动衬块相对于制动盘的位置的手动调整器装置。
背景技术
用于重型车辆(例如卡车和公交)的气动盘式制动器通常配备有用以手动地重绕调整器机构的机构，所述调整器机构在摩擦材料磨损时维持衬块到转子的恰当的间隙。所述机构是必需的，以使未磨损的衬块可以装配在被已磨损的更薄的衬块之前占用的空间中。所述机构也可以被要求用于在特定的情况下将衬块朝转子推进、典型地用于在装配新的未磨损的衬块时占据过量间隙。
这种类型的盘式制动器装配在多种多样的车辆上、通常带有不同的可用空间范围，夹钳、以及特别是安装到夹钳上的空气致动器可以装配在所述可用空间范围中。结果是，空气致动器能够以相对于夹钳的多种角度安装。
当空气致动器以特定角度安装时，可以限制接近手动调整器装置的零件，这将需要技术员将扳手、扳钳等等附接到所述手动调整器装置以重绕调整器机构。这对于技术员可能是不方便的，和/或可能需要使用专属的工具来接近。
这个问题对于将手动调整器装置安装在中心的盘式制动器可能是尤其严重的，因为单一活塞制动器可能是这样的情况：手动调整器系统的轴与活塞是共轴的、并且穿过制动夹钳的壳体向内侧延伸，使得在可以通过空气致动器的最低部分来阻止接近的位置上能够接近壳体的内侧面。这种配置的气动盘式制动器的实例是EP 0730107(佩罗特·布雷森)(Perrot Bremsen)。
本发明设法克服、或至少减轻现有技术的问题。
发明内容
根据本发明的一方面，提供了一种用于重型商用车辆的盘式制动器，所述盘式制动器包括：壳体；活塞，所述活塞安装在所述壳体内用于向制动衬块施加致动力，所述活塞具有可旋转部分以调整在制动盘与所述制动衬块之间的运转间隙，并且所述可旋转部分限定旋转轴线；手动调整器装置，所述手动调整器装置驱动地连接到所述可旋转部分；其中，所述手动调整器装置包括第一元件和万向节，所述万向节将所述第一元件驱动地连接到所述可旋转部分，使得所述第一元件以与所述旋转轴线倾斜的角度背离所述可旋转部分延伸。
由于所述手动调整器装置的第一元件(调整器轴)以与所述活塞的轴线倾斜的角度背离所述制动器组件的壳体延伸，所以这种安排允许操作者在检查或更换盘式制动器的制动衬块或其他部件时更容易接近所述手动重绕装置。
所述手动调整器装置可以进一步包括第二元件，其中，所述第二元件将所述万向节驱动地连接到所述可旋转部分。
有利地，这种安排使所述手动调整器装置能够有效地与所述活塞啮合。
所述第一元件可选地具有远离所述万向节的头部，所述头部从所述壳体的外部是可接近的以向所述装置施加扭矩。
这种安排使技术员能够容易地接近所述手动调整器装置以使所述活塞缩回或伸出。
所述头部从外部的内侧面可以是可接近的。
有利地，即使与所述盘式制动器相关联的车轮保持在位，所述内侧面也允许接近所述头部，但同样地在接近所述头部通常会受到所述空气致动器阻碍的位置。
所述第一元件可以以径向向内的角度延伸。
如果空气致动器被安装在所述夹钳壳体的内侧面上，则径向向内的角度有助于避免所述空气致动器的位置。
壳体的壁可以是用于所述第一元件的轴承，并且所述第一元件轴颈安装到所述轴承。
将所述壁用作轴承为有待支撑的第一元件提供了一种方便的方式。
所述轴承被可选地安排用于维持所述角度。
使用所述壁以提供有角度的支撑进一步增强所述支撑安排的方便性。
在所述第一元件与所述壳体的壁之间的界面被可选地安排用于在至少第一轴向方向上限制所述第一元件的运动。
使用所述壁以提供轴向止动件进一步增强所述支撑安排的方便性。
所述第二元件与所述可旋转部分的轴线可以处于基本上平行对准。
所述第二元件可以至少部分地位于所述活塞内。
有利地，这提供了紧凑的安排。
所述第二元件可选地与所述可旋转部分处于直接驱动接合。
所述第一元件可选地是可旋转轴。
所述倾斜角度可选地是在与所述活塞的轴线成1度和60度之间、优选地是在与所述活塞的轴线成5度和45度之间。
所述万向节可以包括球头和套管安排。
有利地，球头和套管是万向节的低成本且可靠的形式，所述万向节具有有限的运动零件。
所述万向节可以包括盘绕的柔性接头。
有利地，灵活的盘绕接头是万向节的低成本且可靠的形式，所述万向节具有有限的运动零件。
所述手动调整器装置的轴线与所述盘式制动器的致动器的推杆的作用线可以在基本上相同的径向平面上。
附图说明
现在将参照附图仅通过举例的方式来描述本发明的实施例，在附图中：
图1是根据本发明的盘式制动器的等距视图；
图2是穿过图1的盘式制动器的周向中点定位的内侧-外侧竖直平面X-X的竖直横截面；
图2A是图2中标记为细节A的部分的放大视图；
图3是图1的盘式制动器的内侧面的视图；
图4是根据本发明的另一实施例的穿过盘式制动器的调整器机构的竖直横截面；并且
图5A类似于图2A，但是是替代性实施例的放大视图。
具体实施方式
致动
图1、图2和图3展示了盘式制动器2。盘式制动器并入了致动机构，所述致动机构包括适用于商用车辆的单一活塞。这种类型的制动器特别地但不排他地适合于较轻负载的重型车辆，例如较小的卡车或牵引车-拖车组合的拖车。
描述了盘式制动器的各个取向。具体地，内侧方向和外侧方向是指当盘式制动器装配到车辆上时的典型取向。在这个取向上，最靠近车辆中心的制动衬块是直接被致动机构致动的衬块并且是内侧衬块，而外侧衬块是安装到夹钳的桥形件部分上的这个衬块。因而内侧可以等同于盘式制动器的致动侧，而外侧等同于反作用侧。术语径向、周向、切向、以及弦向描述了相对于制动器转子的取向。术语竖直和水平描述了关于安装在车轴最顶上的盘式制动器的取向，而应了解的是在使用中此类盘式制动器可以取决于车辆的包装要求而采取任何车轴取向。
盘式制动器2包括夹钳3，夹钳具有用于容纳致动机构的壳体6并且是可滑动地安装在支架4上以便在内侧-外侧方向上进行运动。
从图3的视图可以看到，夹钳3可以经由第一和第二导销3a、3b在支架4上滑动。
内侧制动衬块11a包括成层的摩擦材料并且被安排成使得摩擦材料面向制动器转子10(也被称为制动盘)。内侧制动衬块11a以支架4凹部的形式被安装到制动衬块支撑安排。内侧制动衬块11a是在箭头14(参见图2)方向上、抵靠制动器转子10可运动的。转子10关于轴线X-X旋转。
还提供了也具有成层的摩擦材料的外侧制动衬块11b。外侧制动衬块11b以转子10的支架外侧上的另一凹部形式被安装到另一制动器支撑安排。
提供了适合的装置来将外侧制动衬块11b推抵在转子10的相反侧上。在这个实施例中，此类装置包括桥形件5，所述桥形件被安排成跨于转子10上并且将来自内侧操作轴21的反作用力传输至外侧制动衬块11b。在这个实施例中，壳体6和桥形件5被制造成单一的整体铸件，但是在其他实施例中，所述桥形件可以是栓接或以其他方式固定到所述壳体上的。
参照图2的横截面，内侧致动机构包括单一制动活塞15，所述单一制动活塞在箭头14的方向上(即，内侧-外侧)相对于转子10是可运动的。
为了在箭头14的方向上推动活塞组件，操作轴21关于弯曲表面23(一个可见)进行枢转，所述弯曲表面沿着横向轴线28定位在设置在壳体6的内侧壁上的相应支承表面27上，每个支承表面27被弯曲以接纳弯曲表面23。操作轴21的凹表面(不可见)位于弯曲表面23的对面以接收滚轮(不可见)。滚轮限定轴线，所述轴线平行于横向轴线28并且从所述横向轴线偏移。滚轮接合轭20，所述轭进而被安排用于致动活塞15。
操作轴21进一步包括杠杆24，所述杠杆具有被适配成用于接收制动器致动器31的输出推杆29的凹座25(例如，空气腔室)。在这个实施例中，杠杆24被成形为倒“U”形并且制动器致动器的作用线(从凹座25起)基本上在活塞15的作用线上方。
轭20具有通孔43，所述通孔沿其中心轴向地延伸以接收活塞15。
在箭头26的方向上施加力会引起操作轴21关于弯曲表面进行枢转运动。操作轴21和滚轮的偏移轴线使得轭20在活塞15的方向上移动，从而接触活塞15并且使活塞15将内侧制动衬块11a的摩擦材料13直接推靠到转子10上。来自操作轴21的反作用力经由表面23传输至夹钳3的支承表面27并且随后经由桥形件5传输至外侧制动衬块11b，其中外侧制动衬块11b的摩擦材料13被推抵到转子10上，使得内侧制动衬块11a和外侧制动衬块11b夹紧转子10并且通过摩擦制动力完成制动。
在其他实施例中，例如下面描述的，这种安排可能会被逆转，其中滚轮和壳体6接触，而弯曲表面23被定位成与轭20接触。
磨损调整
下文描述了用于维持转子10与内侧制动衬块11a和外侧制动衬块11b之间的希望的运转间隙的磨损调整器机构30。
通常，操作轴21连接至扭矩限制离合器和单向离合器，所述扭矩限制离合器在这个实施例中是摩擦离合器41(包括交错的输入和输出离合器片)，所述单向离合器在这个实施例中是抱簧39，以便传递操作轴的超过预定量的任何旋转到活塞最多达扭矩的预定水平。
可替代地，如本领域中已知，可以使用球和斜坡安排代替摩擦离合器被用于扭矩限制离合器。抱簧的替代物也可以被用作单向离合器。
活塞15包括可旋转部分和不可旋转部分。在这个实施例中，可旋转部分是具有内阴螺纹的外活塞15a，并且不可旋转部分是具有补充外阳螺纹的内活塞15b。因此，在这个实施例中，内活塞15b位于外活塞15a内。在这个实施例中，抱簧39直接驱动外活塞15a。内活塞15b例如通过被键控到内侧制动衬块11a而被限制旋转。
在替代性实施例中，可旋转部分可以是内活塞15b，并且不可旋转部分可以是外部部分15a。
位于操作轴与内活塞和外活塞之间的上述部件限定了磨损调整器机构30的传输路径并且从操作轴的枢转中获取动力。
外活塞15a被配置用于在调整操作期间旋转，以使活塞15在内侧制动衬块11a的方向上前进。
磨损调整器机构30另外包括位于外侧并与摩擦离合器41接合的压板45。压板45的外侧面通过压缩弹簧47(压缩弹簧47与活塞同中心地安排)起作用、并且产生所需的摩擦量以控制使摩擦离合器41滑动的扭矩。在这个实施例中，压缩弹簧47还充当复位弹簧，以便当制动操作完成并且输出推杆29缩回时将活塞15和操作轴21复位到其制动关闭位置。
为了维持这些制动衬块与转子之间的希望的运转间隙，需要磨损调整器机构30使内侧制动衬块11a周期性地朝向转子10前进以补偿由于磨损造成的摩擦材料13的损失以及材料从转子10的面的较小程度的损失。
在传动路径上设有预定量的游隙或背隙。在运转间隙处于希望的参数之内的正常制动操作中，随着操作轴21枢转，系统中的游隙意味着将不发生调整。
然而如果运转间隙大于期望范围，那么上述游隙被占据。当存在将要被占据的过大的运转间隙时，这个旋转经由摩擦离合器41被传递到抱簧39，从而致使抱簧39围绕外活塞15a在致使抱簧39紧缩的方向上旋转，从而将旋转从驱动转筒传递到从动转筒。在其他实施例中，扭矩限制离合器和单向离合器在调整传动路径上的位置可以是反向的。
由于内活塞15b通过与内侧制动衬块11a接合被限制旋转，所以这致使活塞15加长以减小运转间隙。在摩擦材料13与转子10完全接触的点处，穿过调整器机构的扭矩增大。当这个扭矩增大到比摩擦离合器41的最大扭矩值更高的水平时，摩擦离合器41滑动并且活塞15的进一步延伸被阻止。一旦制动操作结束，压缩弹簧47就起作用以将操作轴21推回到其停置位置。由于抱簧39松弛并且没有将相反的旋转传递到外活塞15a，所以内活塞15b的对应回缩被阻止。
手动调整器装置
一旦摩擦材料13已磨损到其设计极限，那么就有必要更换内侧制动衬块11a和外侧制动衬块11b。为了适应未磨损的新衬块(与已磨损的旧衬块相比)的额外深度，有必要使活塞15重绕回到其回缩位置。
为此目的，提供了一种并入第一元件51b和第二元件51a的手动调整器装置50。第一元件至少是轴。第二元件51a和第一元件51b被安排成首尾相接。万向节70驱动地连接第二元件和第一元件，并且第一元件51b背离第二元件51a以与第二元件的轴线倾斜的角度延伸。
第一元件51b具有在其外部(使用者可接近的)纵向端部处设置的六角头53或其他合适的界面。六角头53具有罩盖(不可见)，所述罩盖位于六角头53上方。在这个实施例中，罩盖是橡胶帽。当需要接近六角头53时，罩盖可以被使用者移除。扳手、扳钳或其他合适的工具可以附接到六角头53上以便实现重绕操作。
第一元件延伸穿过设置在夹钳壳体6的内侧壁57上的孔55，使得六角头53从夹钳壳体6的外部的内侧面是可接近的。
可以看到的是，第一元件51b以径向向内的角度α(即，朝向转子10的旋转轴线X-X倾斜的角度)延伸。如在图2中可以看到的，当如所描绘的安装在夹钳壳体6的内侧壁57上时，径向向内的角度引导第一元件51b的六角头53远离制动器致动器31。结果是，相比于与活塞15的轴线对准向内延伸的轴，有更多的可用空间用于将工具附接在六角头53上以旋转手动调整器装置50。
在第一元件51b与第二元件51a之间的倾斜角度α可以是任何角度，所述角度通过所使用的万向节的形式实际上是可实现的。例如，所述倾斜角度可以是在与活塞15的轴线成1度和60度之间、但更典型地在5度和45度之间。在替代性实施例中，角度可以是在周向方向上、或者在周向和径向的结合方向上。径向角度可以是径向向外。
在这个实施例中，夹钳壳体6的内侧壁57还充当用于第一元件51b的普通轴承，使得第一元件的一部分是用于轴承的轴颈，并且壁有助于维持第一元件51b的期望的角度。
另外，在第一元件51b与壳体的内侧壁57之间的界面被安排用于限制第一元件轴向地向外侧运动。在这个实施例中，套环59围绕第一元件设置，所述套环紧靠内侧壁57的外侧面以限制第一元件向外侧运动。可替代地，其他合适的形式(例如卡环)可以用作止动件、并且可以设置在内侧面上以便也阻止向外侧运动。
具体地，用来限制向内侧运动的界面，可以被用于促进手动调整器轴的安装，例如如果一旦第一元件已经穿过内侧壁57被插入，则万向节70将被附接到第一元件51b上。
在这个实施例中，第二元件51a与活塞15的外活塞15a的轴线处于基本上平行对准。这使得第二元件51a能够更容易地与外活塞15a驱动地啮合。
在这个实施例中，第二元件51a还与外活塞15a同轴地对准、并且此外部分地位于活塞15内。确切地，外活塞15a在内侧端壁17上具有孔18，其中所述孔具有非圆形轮廓。第二元件51a具有对应的外部轮廓以提供直接驱动接合，但是允许相对轴向运动(例如在制动应用期间当活塞向外侧运动时)。如在这个实施例中，第二元件51a的外侧末端可以扩大以限制相对轴向运动。
在图2和图2A中描绘的万向节70包括球头72和套管74安排。球头72和套管74具有非圆形轮廓，例如六角轮廓。球头的形状和元件的邻近变薄部分准许在套管内进行一定程度的铰接，但是虽然如此六角头仍然在这两个部件之间传递扭矩。在其他实施例中，套管和头部的位置可以是反向的。由于手动调整器装置的使用限制在盘式制动器的寿命上，这种安排中的强健性质是有利的，并且接触表面的磨损是最小的。
在替代性实施例中，可以使用万向节的替代形式，例如盘绕的柔性接头、虎克接头(Hookes joint)或等速接头。
位于罩盖的外侧是密封套环56。密封套环56通常是环形的、并且被配置定位在邻近罩盖(未示出)的第一元件51b上。手动调整器装置50被配置成使得它例如通过使用一种或多种适合的润滑剂、诸如PTFE的涂层或者通过并入唇形密封件的套环而可以在密封套环56内自由旋转，唇形密封件使套环与轴之间的接触面积最小化。密封构件的基部与密封套环56接合，以便将润滑剂基本上密封在制动器的壳体6内，并且有助于防止异物材料污染制动器的壳体6。
手动调整器装置的变体
图4展示了根据本发明的第二实施例的并入盘式制动器的手动调整器装置的调整器机构。相同的部件由相同的数字表示，但是添加了前缀“1”。
这个实施例的磨损调整器机构130安装在夹钳壳体内，这与第一实施例的磨损调整器机构类似，但是这个机构与第一实施例的机构不同之处在于活塞115的可旋转部分115a同中心地在不可旋转部分115b内。换言之，可旋转部分115a是内活塞，而不可旋转部分115b是外活塞。
可旋转部分115a是中空的，并且因此，摩擦离合器141的磨损调整器机构130和抱簧139单向离合器被安装在活塞115内，并且摩擦离合器的输出板驱动可旋转部分115a的内表面。另外，在这个实施例中，操作轴121的弯曲表面123的取向与滚轮122是反向的。因此，在这个实施例中，弯曲表面123接合轭120。操作轴121包括杠杆124，所述杠杆具有被适配成用于接收输出推杆(未示出)的凹座125。此外，压缩弹簧147和套环159以与本文描述的第一实施例的压缩弹簧47和套环59类似的方式起作用。接头也包括球头172和套管174安排。
手动调整器装置150相对于磨损调整器机构130的部件同中心地且径向向内地安装，并且第二元件151a延伸穿过磨损调整器机构的径向中心。在与六角头153纵向地相反的外侧末端处，活塞接合末端片158安装在第二元件151a上、并且经由可旋转部分115a的通道142驱动地接合可旋转部分115a。
因此，在手动调整期间使用时，使用者旋转六角头153以旋转手动调整器装置150的第一元件151b。由于在末端片158与可旋转部分115a的通道142之间存在接合，所以引起可旋转部分115a旋转，从而使活塞115重绕回到其原始回缩位置。
图5A展示了根据另一实施例的并入万向节270的盘式制动器202。与第一实施例相比，相同的零件由相同的数字表示，但是添加了前缀“2”。图5A是盘式制动器的与图2A相同的区域的放大视图，并且仅讨论了两者之间的差异。
在这个实施例中，省略第二元件以使得万向节270由第一元件251b提供，所述第一元件与活塞215的可旋转、外部部分215a直接啮合。在这个实施例中，这是通过在第一元件251b上提供球头272并且在活塞的可旋转部分215a上提供非圆形套管274来实现的。当盘式制动器被应用时，可旋转部分215a轴向地运动(大约运动1mm至3mm以占据运转间隙)。第一元件251b被轴向地固定，并且因此球头272能够在非圆形套管274内滑动。但是，非圆形套管274和球头272使来自六角头253的驱动和之前一样能够传递。位于罩盖外侧的是密封套环256。
将了解，可以在本发明的范围内做出很多改变。例如，手动调整器机构可以从活塞的轴线横向地偏移，并且第二元件可以包括被安排用于驱动活塞或链轮和环链或滑轮和皮带安排的齿轮。万向节可以被安排用于准许在第一元件与第二元件之间进行轴向运动。在其他实施例中，可以利用一个以上的万向节。

Claims (15)

1.一种用于重型车辆的盘式制动器，所述盘式制动器包括：
壳体；
活塞，所述活塞安装在所述壳体内用于向制动衬块施加致动力，所述活塞具有可旋转部分以调整在制动盘与所述制动衬块之间的运转间隙，并且所述可旋转部分限定旋转轴线；
手动调整器装置，所述手动调整器装置驱动地连接到所述可旋转部分；并且
其中，所述手动调整器装置包括第一元件和万向节，所述万向节将所述第一元件驱动地连接到所述可旋转部分，使得所述第一元件以与所述旋转轴线倾斜的角度背离所述可旋转部分延伸。
2.如权利要求1所述的盘式制动器，其中，所述手动调整器装置进一步包括第二元件，其中，所述第二元件将所述万向节驱动地连接到所述可旋转部分。
3.如权利要求1所述的盘式制动器，其中，所述第一元件具有远离所述万向节的头部，所述头部从所述壳体的外部是可接近的以向所述手动调整器装置施加扭矩。
4.如权利要求3所述的盘式制动器，其中，所述头部从所述外部的内侧面是可接近的。
5.如权利要求1所述的盘式制动器，其中，所述第一元件以径向向内的角度延伸。
6.如权利要求1所述的盘式制动器，其中，所述壳体的壁是用于所述第一元件的轴承，并且所述第一元件轴颈安装到所述轴承。
7.如权利要求6所述的盘式制动器，其中，所述轴承被安排用于维持所述角度。
8.如权利要求1所述的盘式制动器，其中，在所述第一元件与所述壳体的壁之间的界面被安排用于在至少第一轴向方向上限制所述第一元件的运动。
9.如权利要求2所述的盘式制动器，其中，所述第二元件与所述可旋转部分的轴线处于基本上平行对准。
10.如权利要求2所述的盘式制动器，其中，所述第二元件至少部分地位于所述活塞内。
11.如权利要求2所述的盘式制动器，其中，所述第二元件与所述可旋转部分处于直接驱动接合。
12.如权利要求1所述的盘式制动器，其中，所述第一元件是可旋转轴。
13.如权利要求1所述的盘式制动器，其中，所述倾斜角度是在与所述活塞的轴线成1度和60度之间、优选地是在与所述活塞的轴线成5度和45度之间。
14.如权利要求1所述的盘式制动器，其中，所述万向节包括球头和套管安排，或者其中所述万向节包括盘绕的柔性接头。
15.如权利要求1所述的盘式制动器，其中，所述手动调整器装置的轴线与所述盘式制动器的致动器的推杆的作用线在基本上相同的径向平面上。
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