CN109695644A - 高效多活塞致动组件 - Google Patents

Abstract

本发明题为“高效多活塞致动组件”。一种制动系统包括：(a)制动组件，其包括：(i)卡钳，所述卡钳包括：(1)两个或更多个活塞镗孔，(2)活塞，其位于两个或更多个活塞镗孔中的每一个中，以及(3)主轴，其延伸到两个或更多个活塞镗孔中的每一个中，主轴可旋转地移动以线性移动在两个或更多个活塞镗孔内的每个活塞以产生制动力；(ii)马达齿轮单元，其与两个或更多个活塞镗孔中的每一个连通并且连接到每个主轴，主轴延伸到两个或更多个活塞镗孔中的每一个中；其中每个主轴包括接纳多个滚动元件的螺纹，并且当每个主轴旋转时，位于两个或更多个活塞镗孔中的每一个中的两个或更多个活塞通过相应的主轴被移动以产生制动力或释放制动力。

Description

高效多活塞致动组件

技术领域

本教导内容涉及一种制动系统，该制动系统包括每个卡钳两个或更多个活塞，并且优选地每个卡钳两个活塞，每个活塞包括用于致动每个活塞的高效马达齿轮单元。

背景技术

本教导内容致力于提供一种在用于车辆的现有盘式制动系统中使用的改进的驻车制动器。例如，盘式制动系统可与几乎任何车辆(例如，汽车、卡车、公共汽车、火车、飞机等)一起使用。另选地，盘式制动系统可集成到用于制造的组件中或者需要制动器的其他设备中，诸如车床、纸制品或布料的卷绕器、游乐园乘坐装置、风力涡轮机等。然而，本教导内容最适合用于载客车辆(例如，汽车、卡车、运动型多用途车辆等)。

一般来讲，制动系统包括转子、卡钳主体、支撑托架、位于转子的相对侧的内侧制动衬块和外侧制动衬块。卡钳主体还包括一个或多个指状物(具有或不具有活塞)、一个或多个活塞镗孔以及将一个或多个指状物连接到活塞镗孔或者将两个相对的活塞镗孔连接在一起的桥接器。活塞镗孔各自具有活塞。活塞镗孔各自具有活塞在制动施加和制动缩回期间沿其移动的镗孔轴线。活塞镗孔各自包括流体入口、封闭壁、正面开口和圆柱形侧壁，该圆柱形侧壁包括位于正面开口附近的密封凹槽。通常，流体入口位于活塞镗孔的封闭壁中，使得当施加压力时，流体将流入活塞镗孔中。在压力施加期间，流体将推动活塞轴向地朝向前开口并与制动衬块接触，制动衬块通常包括压力板和摩擦材料，并且摩擦材料将在一侧接触转子并且相对的制动衬块将在相对侧接触转子，从而产生摩擦以停止转子和连接到制动系统的任何部件的旋转。制动衬块可沿活塞的轴线在邻接部上滑动，或者制动衬块可包括接纳销的孔，并且制动衬块可在延伸穿过制动系统的销上滑动，使得可以产生摩擦力。

然而，当车辆驻车时，制动系统可在非制动状态下使用，使得防止车辆的运动。驻车制动器可为分立的制动系统，或者可使用主制动系统的一个或多个部件。驻车制动系统通常包括一个或多个制动衬块和/或制动蹄片，该一个或多个制动衬块和/或制动蹄片可移动以产生驻车力，使得在车辆非运动期间约束车辆。这些驻车制动系统可由缆线致动，缆线在移动时将同时致动制动衬块和/或制动蹄片的装置偏置以产生驻车力。最近，已经尝试创建一种同时执行行车制动和驻车制动两者的制动系统。

制动系统和相关联的驻车制动系统的示例公开于美国专利No.5,090,518、No.5,168,963、No.6,450,586和No.6,488,132，以及美国国际专利申请公布No.WO2016/015247和WO2016/064980中，所有这些专利以引用方式明确并入本文以用于所有目的。具有驻车制动系统将为有吸引力的，该驻车制动系统包括设计简单并且能够独立地操作的多个致动活塞。具有多活塞卡钳将为有吸引力的，该多活塞卡钳包括可通过液压、电动、气动或它们的组合的方式移动的高效活塞。所需要的为一种控制多个分立的制动组件以协调并共同运作以产生行车制动功能、驻车制动功能或两者的过程。所需要的为分配工作的多个高效制动组件。具有独立运作但相互配合的多卡钳系统将为有吸引力的。

发明内容

本教导内容提供了：一种制动系统，所述制动系统包括：(a)制动组件，所述制动组件包括：(i)卡钳，所述卡钳包括：(1)两个或更多个活塞镗孔，(2)活塞，所述活塞位于两个或更多个活塞镗孔中的每一个中，以及(3)主轴，所述主轴延伸到两个或更多个活塞镗孔中的每一个中，主轴可旋转地移动以线性移动在两个或更多个活塞镗孔内的每个活塞以产生制动力；(ii)马达齿轮单元，该马达齿轮单元与两个或更多个活塞镗孔中的每一个连通并且连接到每个主轴，所述主轴延伸到两个或更多个活塞镗孔中的每一个中；其中每个主轴包括接纳多个滚动元件的螺纹，并且当每个主轴旋转时，位于两个或更多个活塞镗孔中的每一个中的两个或更多个活塞通过相应的主轴被移动以产生制动力或释放制动力。

本教导内容包括：一种方法，所述方法包括：(a)同时向第一马达齿轮单元中的第一马达和第二马达齿轮单元中的第二马达两者提供信号；(b)一旦检测到在制动衬块与转子之间的接触，使信号在第一马达齿轮单元中的第一马达与第二马达齿轮单元中的第二马达之间交替；(c)施加第一马达齿轮单元中的第一马达或第二马达齿轮单元中的第二马达，并在第一马达齿轮单元中的第一马达与第二马达齿轮单元中的第二马达之间交替，直到生成预定的制动力；以及(d)关闭第一马达和第二马达，使得向第一马达施加马达制动器，并且向第二马达施加马达制动器。

本教导内容提供了：一种驻车制动系统，所述驻车制动系统包括设计简单并且能够独立地操作的多个致动活塞。本教导内容提供了：一种多活塞卡钳，所述多活塞卡钳包括可通过液压、电动、气动或它们的组合的方式移动的高效活塞。本教导内容提供了：一种控制多个分立的制动组件以协调并共同运作以产生行车制动功能、驻车制动功能或这两者的过程。本教导内容提供了：分配工作的多个高效制动组件。本教导内容提供了：一种独立运作但相互配合的多卡钳系统。

附图说明

图1为制动系统的透视图；

图2为图1的制动系统的顶部平面图；

图3为沿线III-III的图2的剖视图；

图4为沿线IV-IV的图2的剖视图；

图5为切除了活塞的一部分的活塞组件的顶视图；

图6为活塞组件的剖视图；

图7为制动系统的示意图。

图8为具有四个马达齿轮单元的固定卡钳的透视图；并且

图9为图8的固定卡钳的底视图。

具体实施方式

本文中呈现的解释和说明意在使本领域其他技术人员熟悉本发明、其原理及其实际应用。本领域技术人员可以如可能最适于特定用途的要求地以其许多形式修改和实施本发明。因此，如所述的本发明的特定实施方案并不意在为穷尽的或限制教导内容。因此，教导内容的范围应该不仅是参照上述说明来决定，而是应该参考所附权利要求、以及由对所述权利要求赋与的全范围的等同形式确定。所有论文和参考文献(包括专利申请和公布)的公开内容以引用方式并入以用于所有目的。其他组合也是可能的，如将根据所附权利要求获得的，这些权利要求也据此以引用方式并入本书面说明中。

本文的教导内容提供了一种制动系统。该制动系统可用于提供摩擦力，诸如制动力、驻车制动力、止动力或它们的组合。制动系统可以为位于车辆拐角的所有制动元件的组合。制动系统可以为制动组件、转子、制动衬块、卡钳、两个或更多个活塞、两个或更多个马达齿轮单元或它们的组合。优选地，制动系统为双活塞制动组件和转子。制动系统可产生制动力，该制动力为停止转子的旋转、停止车辆的运动或者两者的力。制动系统可产生驻车力，该驻车力为在车辆处于停止位置或在应急情况下防止转子的旋转、车辆的运动或者两者的力。制动系统可为气动制动系统、电动制动系统、液压制动系统或它们的组合。优选地，制动系统为组合式液压系统和电动系统。更优选地，制动系统在一个相中为液压的，在另一个相中为电动的。电动制动系统可使用一个或多个电动马达来致动制动衬块。例如，液压制动系统可在标准制动操作期间致动制动衬块，并且电动制动系统可在驻车时和/或在将制动系统保持在止动构型时致动制动器。制动系统可为相对的制动系统(即，固定卡钳制动系统)或浮动制动系统(即，浮动卡钳)。制动系统可在电动相中移动相同的活塞和相同的制动衬块，如同在液压相中移动的那样。制动系统可包括一个或多个制动衬块、两个或更多个活塞、一个或多个转子、制动组件或它们的组合。优选地，每个制动系统均包括两个活塞和两个马达齿轮单元，每个马达齿轮单元具有以电的方式致动活塞的电动马达。每个制动系统可包括由单个马达致动的多个活塞或两个相对的活塞。更优选地，双活塞制动组件位于车辆的两个或更多个拐角中的轮辋(例如，后轮胎)内。

轮辋可用于支撑轮胎、转子、制动系统、制动组件或它们的组合。轮辋可围绕一个或多个制动组件的全部或一部分。优选地，具有两个或更多个活塞的制动系统位于拐角模块的轮辋内(例如，轮胎与地面接触的车辆舵扇)。轮辋可容纳轮辋和多个制动系统。

一个或多个制动组件用于使一个或多个制动衬块移动成与转子接触以产生驻车制动施加、停止制动施加、释放制动施加或它们的组合。一个或多个制动组件可包括卡钳、制动衬块、支撑托架、两个或更多个活塞、两个或更多个马达齿轮单元或它们的组合。优选地，每个制动组件包括两个或更多个活塞和两个或更多个马达齿轮单元。更优选地，每个制动组件或制动组件的每个活塞与另一制动组件或另一活塞一起运作，以停止车辆的运动、防止车辆的运动或者两者。一个或多个制动组件可单独地各自产生制动力。每个制动组件可单独地停止车辆或防止车辆运动。优选地，制动系统包括具有多个活塞的一个制动组件。制动组件中的每一个可与转子连通。每个制动组件包括两个或更多个制动衬块，所述制动衬块沿活塞镗孔的轴线轴向地移动以产生制动力。

当移动成与另一构件(例如，转子、转筒等)接触时，一个或多个制动衬块可用于产生摩擦力(例如，止动力、驻车力、制动力或它们的组合)。一个或多个制动衬块可包括有助于产生摩擦力的一个或多个部分。一个或多个制动衬块可包括压力板和摩擦材料。摩擦材料可以不含铜、钢、钢纤维、陶瓷纤维或它们的组合。一个或多个制动衬块可为相对的制动衬块。一个或多个制动衬块可在摩擦力期间(即，转子每一侧上的一个或多个制动衬块)接触构件(即，车身组件)的相对侧。例如，制动衬块可接触相对的活塞或两个或更多个邻近活塞和一个或多个相对指状物。可使制动衬块的全部或一部分移动以产生驻车制动力。例如，如果在车身组件、转子或两者的每一侧上存在多个活塞，则可致动转子的每一侧上的一个或多个活塞，使得推动制动衬块的一部分使其与转子接触，以便产生驻车制动力。一个或多个制动衬块可通过活塞、指状物或两者的组合移动成与转子接触。

转子可用于帮助产生摩擦力。转子可在两个或更多个相对的制动衬块之间延伸，使得一个或多个制动衬块接触转子的每一侧以产生摩擦力。转子围绕用于旋转轴线旋转。转子可为大体圆形，并且可延伸穿过车身组件，可连接到车身组件，可由车身组件部分包围，或它们的组合。优选地，转子延伸穿过一个或多个制动组件(例如，卡钳)，使得内侧制动衬块沿转子的内侧面延伸，并且外侧制动衬块沿转子的外侧面延伸。当转子通过一个或多个制动组件减速时，并且转子停止车辆的对应轮胎。转子可以由钢、铁、含铁材料或它们的组合制成。制动衬块可通过以下活塞而移动成与转子接触：卡钳中的一个或多个活塞，其移动成与相应制动衬块接触；或活塞，其接触一个制动衬块和移动成与相对的制动衬块接触的卡钳的指状物。

卡钳(例如，车身组件)可用于使两个或更多个制动衬块移动成与转子接触以产生摩擦力。卡钳可在制动施加或释放期间移动(即，为浮动卡钳)。卡钳可被固定成使得卡钳的主体不移动以产生摩擦力(即，固定卡钳)。卡钳可连接到两个或更多个相对的表面、销或两者，并且可沿两个或更多个相对的表面、销或两者滑动，使得产生摩擦力。卡钳可经由一个或多个导向销连接到转向节。卡钳可沿一个或多个导向销移动。卡钳可相对于一个或多个导向销为静态的。卡钳可直接连接到转向节或支撑结构。卡钳可包括内侧侧和外侧侧，该内侧侧和该外侧侧通过在它们之间延伸的桥接器连接。内侧侧、外侧侧或两者可包括以下一个或多个：一个或多个活塞；一个或多个指状物；两个或更多个活塞；或两个或更多个指状物。内侧侧可位于车身的内部，并且可不暴露于车辆周围的区域，并且外侧侧可面对车辆外部的区域。卡钳可移动地连接到支撑托架。卡钳可以没有单独的支撑托架，并且可用作其自己的支撑托架。

支撑托架可用于将卡钳连接到车辆。支撑托架可为接地的，并且卡钳可相对于支撑托架移动。支撑托架可包括一个或多个销或螺栓，并且卡钳可沿销或螺栓移动。支撑托架可直接连接到卡钳。支撑托架可承载制动衬块。支撑托架可包括承载制动衬块的销或螺栓。支撑托架可有助于承载马达齿轮单元(MGU)。支撑托架可不与马达齿轮单元接触。制动组件可不含支撑托架。支撑托架可经由一个或多个螺栓连接到转向节。单个支撑托架可承载两个或更多个卡钳。支撑托架可经由一个或多个螺栓连接到卡钳。一个或多个螺栓可包括防护罩。防护罩可为防尘罩。防护罩可保持润滑。当卡钳通过延伸进出一个或多个活塞组件的一个或多个活塞被移动时，防护罩可与卡钳、沿销或者两者一起移动。

一个或多个活塞组件(例如，活塞、活塞镗孔、主轴、螺母、滚动元件、旋转到线性致动器或它们的组合)可用于移动一个或多个制动衬块、产生摩擦力或者两者。一个或多个活塞组件的全部或一部分可用于沿轴线向前和向后移动(即，轴向地进出活塞镗孔)，使得一个或多个制动衬块产生摩擦力以及免于产生摩擦力。一个或多个活塞组件的一部分可以液压的方式、以气动的方式、以电动的方式或以它们组合的方式移动以产生制动施加、驻车制动施加、制动器释放或它们的组合。优选地，一个或多个活塞组件使用一种使制动衬块移动的方法来产生制动力，并且活塞组件使用不同的使制动衬块移动的方法来产生驻车力。例如，制动力可由活塞组件产生，从而产生液压力以移动制动衬块，并且驻车力可由活塞组件产生，从而以电动的方式使制动衬块移动。活塞组件各自可包括活塞和活塞镗孔，并且活塞可沿活塞镗孔的轴线延伸。

每个活塞镗孔可用于容纳一个或多个活塞、移动活塞的一个或多个部件、作为活塞组件的全部或一部分或它们的组合。每个卡钳可包括两个或更多个活塞镗孔。每个卡钳可包括多个活塞镗孔。优选地，每个卡钳包括两个或更多个活塞镗孔。每个卡钳可包括约四个或更多个、约六个或更多个、约八个或更多个、或甚至约十个或更多个活塞镗孔。活塞镗孔可全部位于一侧(例如，外侧侧)。活塞镗孔可位于卡钳的相对侧(例如，内侧侧和外侧侧)。活塞镗孔可将活塞组件连接到桥接器、卡钳或两者。一个或多个活塞镗孔可位于卡钳内侧侧、外侧侧或者两者。两个或更多个活塞镗孔可仅位于车身组件的内侧侧或外侧侧。两个或更多个活塞镗孔可同时位于车身组件的内侧侧和外侧侧两者上。活塞镗孔可包括封闭侧和开口侧。封闭侧可为位于活塞组件外部的壁，并且开口侧可位于中心，使得活塞可从活塞镗孔朝彼此、朝制动衬块、朝转子或它们的组合移动。活塞镗孔可邻近定位、相对定位、并列定位或它们的组合。活塞镗孔中的每一个包括活塞镗孔轴线。当使用一个或多个相对的活塞时，活塞镗孔的每个轴线大致对准、大致平行或者两者(例如，±1°)。一个或多个活塞镗孔可各自包括活塞。每个活塞镗孔可包括的一个或多个部件为一个或多个轴承、一个或多个滚动元件、一个或多个螺纹元件、一个或多个主轴、一个或多个螺母、一个或多个活塞、流体、一个或多个密封件、一个或多个旋转到线性致动器、或它们的组合。

一个或多个活塞可用于移动进出活塞镗孔以产生摩擦力。一个或多个活塞可沿轴线、活塞镗孔轴线或两者移动。一个或多个活塞可用于移动一个或多个制动衬块。一个或多个活塞可有助于密封活塞镗孔，使得流体被捕集在活塞镗孔、活塞或两者内。一个或多个活塞可具有足够的强度，使得一个或多个活塞可通过流体被移动、通过空气被移动、通过电气装置被移动、或它们的组合以产生摩擦力。一个或多个活塞可有助于密封活塞的开口侧，使得流体、致动装置或两者密封在活塞镗孔内。活塞可由金属、铝、钢、酚醛树脂、塑料、铁、顶盖或它们的组合制成或包括它们。致动装置可包括移动活塞的一个或多个部件。一个或多个活塞可包括一个或多个螺纹，可与一个或多个滚动元件直接接触，可经由一个或多个滚动元件直接连接到主轴，或它们的组合。一个或多个活塞可包括抗旋转装置，使得活塞自由旋转。

抗旋转装置可用于防止活塞旋转。抗旋转装置可用于允许旋转到线性致动器移动活塞而不使活塞旋转。抗旋转装置可位于活塞与活塞镗孔之间。抗旋转装置可为活塞、活塞镗孔或两者的一部分。抗旋转装置可防止在液压施加、电施加、释放或它们的组合期间旋转。抗旋转装置可围绕活塞的外部延伸。抗旋转装置可为在活塞与活塞镗孔之间延伸以防止活塞旋转的弹性体件。抗旋转装置可为橡胶、硅氧烷、金属、塑料、耐油材料、耐制动液或它们的组合。优选地，抗旋转装置为O型环。抗旋转装置可为弹形挡圈。抗旋转装置可为形成到活塞的外部、活塞镗孔的内部或者两者的结构。抗旋转装置可为壁(例如，平壁、弧形壁、平坦部分、凸起、凹陷或它们的组合)中的结构，使得在活塞一定程度地旋转时，壁中的结构接触活塞镗孔的壁或连接到活塞镗孔的壁的件，并且防止进一步旋转。抗旋转装置可为弹性体件和活塞外壁的组合。抗旋转装置可为活塞外壁中的形状和卷绕在活塞外部的材料的组合。在摩擦力产生期间，活塞可通过流体、主轴、滚珠坡道、旋转到线性致动器、驱动齿轮或它们的组合被移动。

一个或多个旋转到线性致动器用于在旋转时轴向地移动活塞。一个或多个旋转到线性致动器可相对于活塞、马达或两者轴向地静止，同时围绕轴线旋转。一个或多个旋转到线性致动器可通过旋转而轴向地膨胀。一个或多个旋转到线性致动器可包括一个或多个滚动元件，并且优选地包括多个滚动元件。一个或多个旋转到线性致动器可仅在电动制动施加或释放期间旋转。一个或多个旋转到线性致动器可在液压制动施加或释放期间旋转。一个或多个或多个旋转到线性致动器可具有旋转件和静态件。一个或多个旋转到线性致动器可为主轴和螺母、滚珠坡道或两者。

活塞的壁可形成滚珠坡道的一个壁或一个侧。例如，一个或多个滚珠轴承可与活塞的壁直接接触。在另一示例中，滚珠轴承可夹在活塞的壁与滚珠坡道的第一壁之间，使得当滚珠坡道的壁旋转时，活塞轴向地移动。滚珠坡道可具有第一壁和第二壁，其中滚动元件位于第一壁与第二壁之间。第一壁、第二壁或两者可为平坦的。第一壁、第二壁或两者可具有斜坡表面，使得当滚动元件、斜坡表面或两者移动时，滚珠坡道轴向地膨胀或收缩。一个或多个滚珠坡道可不与主轴接触。一个或多个滚珠坡道可通过旋转第一壁、第二壁或两者的主轴接触。制动系统可不含滚珠坡道。旋转到线性致动器可为滚珠坡道、主轴或两者的组合，以在制动施加、制动释放、驻车制动施加、驻车制动释放或它们的组合期间轴向地移动一个或多个活塞。

一个或多个主轴可用于移动一个或多个活塞以产生摩擦力。一个或多个主轴可沿主轴的轴线、活塞的轴线、活塞镗孔的轴线或它们的组合移动。一个或多个主轴可为电动马达、液压装置、气动装置、线性致动器、步进马达、或它们的组合可沿轴线移动以产生摩擦力的任何构型。一个或多个主轴可用于接触活塞的后侧并轴向地移动活塞和相关联的制动衬块成与转子接触、朝向相对的制动衬块和/或活塞或者两者。一个或多个主轴可用于以任何方式移动，使得主轴接触活塞并轴向地移动活塞以产生制动力、驻车力或两者。一个或多个主轴可包括有助于使主轴轴向地移动的一个或多个螺纹。一个或多个主轴可包括螺旋地绕在主轴上并使主轴轴向地移进和移出活塞镗孔的螺纹。螺纹可与螺母或活塞接触，并且在主轴旋转运动时，螺母、活塞或两者可相对于主轴轴向地移动。主轴可在细长部分上包括一个或多个齿轮、一个或多个齿轮部分或者两者，使得主轴可轴向地移动。一个或多个主轴可包括一个或多个螺纹。一个或多个螺纹可为导程螺纹(例如，导螺杆)。优选地，一个或多个主轴包括接纳滚动元件的螺纹，使得主轴为高效率主轴(例如，需要低的力来使主轴相对于螺母或活塞旋转(即，与螺纹主轴相比小于50％的力))。一个或多个主轴可由耐流体，并且具体地讲耐制动液的任何材料制成。一个或多个主轴可由塑料、酚醛树脂、金属(例如，钢、不锈钢、铝或它们的组合)、聚合物或它们的组合制成。一个或多个主轴可为基本上实心的。优选地，一个或多个主轴可包括一个或多个开孔，并且优选地包括多个开孔，以供流体穿过主轴并与活塞的背侧接触，使得流体移动活塞以产生摩擦力。多个开孔可位于推送部分内。一个或多个主轴可包括推送部分和细长部分。

推送部分可用于接触活塞并移动活塞到制动位置，以产生摩擦力。推送部分可允许流体穿过，使得可产生液压制动力。推送部分可用于横跨活塞的面均匀地分配压力，使得在制动衬块上施加均匀分布的力。推送部分可大体为平面。推送部分可为多孔的，包括开孔，包括通孔或它们的组合。推送部分可具有轮毂和辐条构型。推送部分可具有镜像活塞形状的形状。推送部分可基本上垂直于活塞镗孔轴线。推送部分可为与细长部分连通的螺母。推送部分和细长部分可为一件式的。优选地，螺母和细长部分为彼此独立地轴向地移动的两个件。推送部分可为活塞本身。例如，制动组件可不含螺母，并且细长部分可向活塞直接提供力，使得活塞轴向地移动。推送部分可移动地连接或刚性地连接到细长部分。

细长部分可用于移动推送部分沿轴线以移动活塞。推送部分(例如，螺母)和细长部分(例如，主轴)可为两个单独的件。当细长部分与推送部分分离时，细长部分可为主轴。然而，如果推送部分和细长部分为一体的，则它们共同包括主轴。细长部分可与轴向地移动主轴的部件连通(例如，螺母或移动成与活塞连通)。细长部分可为螺纹的，可包括一个或多个轴向驱动结构、台阶、棘轮结构、开孔、凹陷、凹槽、具有滚动元件的凹槽、或它们的组合。细长部分可相对于推送部分旋转。优选地，细长部分和推动部分可一体地移动。一个或多个主轴可围绕轴线旋转，并且当一个或多个主轴旋转时，主轴可沿轴线移动。一个或多个主轴保持基本上旋转地静态，并且一个或多个部件(例如，螺母或齿轮)围绕主轴旋转以轴向地推进主轴。优选地，主轴可旋转地移动，并且螺母、活塞或两者均可旋转地静止。细长部分可为螺纹的，并且可与螺母连通。细长部分(例如，主轴)可旋转以轴向地移动螺母、活塞或两者，并且细长部分可保持轴向地静止。细长部分可与活塞直接接触并且不含螺母。细长部分可具有与活塞螺纹直接接触的螺纹。细长部分可包括凹槽，这些凹槽包括与螺母、活塞或两者接触的滚动元件。滚动元件可为滚珠、圆柱体或两者。当与螺纹连接件比较时，滚动元件可为低摩擦滚动元件。滚动元件可随细长部分旋转而旋转，但可有助于轴向地移动螺母、活塞或两者。当存在滚动元件时，主轴可为高效率主轴。当在没有滚动元件的情况下存在螺纹时，主轴可为低效率主轴。主轴可通过马达、马达齿轮单元、齿轮组件或它们的组合来旋转。主轴可与马达齿轮单元的齿轮组件直接接触，并且齿轮组件可将扭矩从马达转移到主轴。

齿轮组件用于旋转主轴。齿轮组件用于增加来自马达的扭矩，增加来自马达的旋转速度，减少扭矩，减小来自马达的旋转速度，或它们的组合。齿轮组件可有助于旋转主轴，使得活塞轴向地移动并且产生制动力。齿轮组件可为行星齿轮系统、螺旋齿轮、带、链条、蜗轮、差速器、多级行星齿轮系统、正齿轮组件或它们的组合。优选地，齿轮组件包括一个或多个行星齿轮、太阳齿轮、保持架或它们的组合。齿轮组件可包括连接在一起以旋转主轴的一系列齿轮。齿轮组件可相对于马达的旋转速度增加主轴的速度、扭矩或两者。马达与主轴的齿轮齿数比可为50:1以上、约75:1以上、约100:1以上、约150:1以上、约200:1以上、约400:1以上或约600:1以上。马达与主轴的齿轮齿数比可为约5000:1以下；约2500:1以下；或约1000:1以下。例如，对于马达的每100转，主轴将旋转1次(即100:1)。齿轮组件可包括从动齿轮、驱动齿轮、太阳齿轮、行星齿轮、环形齿轮或它们的组合。齿轮组件可与马达、马达的驱动齿轮或两者直接接触。

马达可用于向一个或多个装置提供能量，使得生成摩擦力。马达可用于直接地和/或间接地移动一个或多个活塞组件。马达可用于通过液压力、电动驱动器、气动驱动器或它们的组合致动一个或多个制动衬块。优选地，马达在电动制动施加或电动制动释放期间旋转一个或多个主轴，使得一个或多个活塞轴向地移动。更优选地，每个马达仅可移动一个活塞。每个马达可旋转并提供扭矩至齿轮组件，并且齿轮组件可增大或减小扭矩并移动主轴，使得主轴轴向地移动活塞以产生制动施加或制动释放。每个马达均可以一定速度旋转，使得齿轮组件旋转，并且齿轮组件可增大或减小针对主轴的旋转速度，使得主轴轴向地移动活塞以产生制动施加或制动释放。马达可包括或连接到一个或多个马达制动器，所述一个或多个马达制动器在马达关闭时防止马达的反向驱动。

所述一个或多个马达制动器可用于在马达关闭时防止活塞的反向驱动。每个马达齿轮单元均可包括一个或多个马达制动器。优选地，每个马达齿轮单元均包括与马达的轴连通的马达制动器。马达制动器可位于与马达的驱动侧相对的马达的后侧，在那里马达向旋转到线性致动器提供扭矩。马达制动器可为一个或多个齿轮。马达制动器可为一个或多个蜗轮。马达制动器可为或可包括棘爪、卷绕弹簧、彼此接触的两个板或它们的组合。马达制动器可产生摩擦，使得置于制动衬块上的力的量不能反向驱动活塞。马达制动器防止马达轴旋转，使得旋转到线性致动器在马达关闭、马达器制动打开或者两者时保持轴向地静止。马达、马达制动器、齿轮组件或它们的组合可位于单个包装件(例如，马达齿轮单元)中。

马达齿轮单元可用于轴向地移动活塞以产生制动施加、保持制动施加、制动释放或它们的组合。该系统可包括一个或多个马达齿轮单元。优选地，每个拐角或每个制动系统均包括至少两个马达齿轮单元(即，每个制动组件一个)。每个制动组件可包括一个或多个马达齿轮单元。每个马达齿轮单元可独立于任何其他马达齿轮单元操作。全部马达齿轮单元可连接到制动系统中的单个制动组件。每个马达齿轮单元均可移动单个活塞。每个马达齿轮单元可连接到卡钳的活塞镗孔。每个马达齿轮单元可连接到并从活塞镗孔延伸的延伸悬臂。马达齿轮单元可连接到转向节、卡钳、支撑托架或它们的组合。马达齿轮单元可连接到控制系统、控制单元或两者。多个马达齿轮单元可由控制系统控制。

控制系统可用于在一个或多个制动组件之间，并且优选地两个或更多个制动组件之间协调制动施加或制动释放。控制系统可用于在两个或更多个马达、马达齿轮单元或这两者之间协调制动施加或制动释放。控制系统可控制制动系统(例如，车辆的4个拐角各自中的制动系统)。每个拐角均可包括控制系统。每个制动系统均可单独地控制。拐角中的所有制动系统可共同地控制。控制系统可同时施加两个或更多个制动组件、两个或更多个马达齿轮单元或两者。控制系统可连续地施加或释放两个或更多个制动组件或者两个或更多个马达齿轮单元。控制系统可并行地施加或释放两个或更多个制动组件或者两个或更多个马达齿轮单元。控制系统可施加一个制动组件，并且再施加第二制动组件或一个马达齿轮单元，并且然后施加另一个马达齿轮单元。控制系统可操作一个制动组件，并且然后操作第二制动组件。控制系统可在两个或更多个制动组件或者两个或更多个马达齿轮单元之间交替。控制系统可完全操作一个制动组件或马达齿轮单元，并且然后完全操作第二制动组件或马达齿轮单元。控制系统可在每次驻车制动施加或释放时仅操作一个制动组件或马达齿轮单元，并且在每次产生或释放驻车制动施加时，可在两个或更多个制动组件之间交替。例如，如果制动组件在卡钳的一侧包括三个活塞，则三个活塞的中心的马达齿轮单元可仅施加中心活塞。控制系统可允许用户选择施加一定水平的驻车制动。例如，如果制动系统在大型卡车上，则控制系统可允许用户在仅施加了一个马达齿轮单元的情况下选择无负载状态，并且然后选择高负载状态(例如，连接了拖车、填充了存储区域或者车辆驻车在山上)，使得施加两个或更多个马达齿轮单元。在电动制动施加期间，控制单元可确定是否需要液压辅助来完成制动施加。控制系统可监视制动组件的当前状态，以确定是否需要重新夹持制动组件中的一个或多个。控制系统可确定制动组件的温度以确定是否需要重新夹持。控制系统可包括一个或多个控制单元。

控制单元可用于监视一个或多个制动组件、马达齿轮单元、马达或它们的组合的电流状态，控制一个或多个制动组件的运动、当前位置，控制由每个制动组件产生的压力量，或它们的组合。控制单元可连接到一个或多个传感器。控制单元可监视电流、电压或两者以确定制动衬块、活塞、主轴、旋转到线性致动器或它们的组合的位置。控制单元可连接到监视制动组件的一个或多个传感器。优选地，控制单元通过监视马达的状态、供应给马达的能量、持续时间或它们的组合来监视制动组件。控制单元可在液压制动施加、电动制动施加、制动释放或它们的组合期间监视制动组件、活塞、制动衬块或它们的组合的位置。控制单元可提供对控制系统的反馈，并且控制系统可决定哪个控制单元、制动组件或两者首先提供动力。控制单元可连接到一个或多个阀。控制单元可控制制动器的液压施加和制动器的电动施加两者。控制单元可基于所感测的状态、输入条件或两者打开或关闭制动组件中的一者或两者的液压系统。控制单元可通过一个或多个阀来控制液压系统。

一个或多个阀可用于打开和关闭针对活塞组件中的一个或多个的液压流体。一个或多个阀可各自连接到制动组件。一个或多个阀可为滚珠形阀、闸门阀、球心阀、蝶形阀或它们的组合。一个或多个阀可防止液压流体延伸到一个或多个制动组件，使得不产生液压制动施加。液压系统可不含阀。

液压系统用于在行车制动施加期间移动一个或多个活塞。液压系统可产生流体压力以移动或致动一个或多个活塞或者两个或更多个活塞。一个或多个液压系统可移动液压流体到所有制动组件，使得所有制动组件同时施加。液压系统可包括将液压流体施加到制动组件以产生制动施加的一个或多个液压单元。

液压单元用于增加液压系统中的压力以产生制动力。液压单元可将制动液分配给制动组件中的一个或多个、活塞中的一个或多个、或这两者。液压单元可交替地将制动液施加到制动组件。每个制动组件均可包括其自身的液压单元。

制动系统可经由一种过程进行控制，并且该过程可执行本文实际上以任何顺序教导的任何步骤。该过程可包括致动一个活塞，随后致动第二活塞的步骤。所有制动活塞可同时致动。可关闭一个马达齿轮单元，使得少于所有的活塞被致动。制动组件可以电动的方式、以液压的方式或以这两种方式打开和关闭。活塞可一次重新夹持一个。活塞可同时全部重新夹持。制动组件可由一个控制单元或多个控制单元监视。制动组件可彼此独立地受控。一个轮的制动组件可与另一轮的制动组件连接。例如，如果每个轮均包括两个马达，则可共同控制每个轮的第一马达，并且可共同控制每个轮的第二马达。因此，如果一侧上第一马达关闭，则第二侧上的第一马达也会关闭(或重新夹持、释放、夹持、压力增大等)。第一马达齿轮单元中的第一马达、第二马达齿轮单元中的第二马达或这两者可被致动，可同时致动、连续致动、交替致动或它们的组合。可关闭所有马达，并且可以施加马达制动器以防止每个马达的反向驱动。在释放马达制动器之前，可以重新打开马达。在马达重新打开之前，可以释放马达制动器。通过释放一个或所有马达制动器并打开马达以重新施加制动力，可以重新夹持每个制动致动器。马达制动器可以重新打开，并且马达可以关闭。

图1为制动系统2的透视图。制动系统2包括在转子4上方延伸的制动组件10。制动组件10包括支撑托架12和卡钳14，其中一对马达齿轮单元40连接到卡钳14。

图2为制动系统2的顶视图。制动系统2包括制动组件10，该制动组件包括支撑托架12、卡钳14和两个活塞镗孔16。每个活塞镗孔16连接到马达齿轮单元40。

图3为沿线III-III截取的图2的制动组件10的侧剖视图。制动组件10包括卡钳14和支撑托架12。卡钳14具有活塞镗孔16，该活塞镗孔包括活塞18和连接到马达齿轮单元40的主轴42。马达齿轮单元40包括马达72、马达制动器72和旋转地移动主轴42的齿轮组件70。主轴42螺母48位于活塞18内，并且主轴42和螺母48中的每一者包括螺纹44。主轴42经由滚动元件46与螺母48连通，该滚动元件在主轴上有效地提供轴向力，使得主轴围绕其轴线纵向移动。主轴42的一端由轴承50支撑，该轴承允许主轴42围绕其轴线旋转，从而使螺母48和活塞18轴向地移动。

图4为沿线IV-IV截取的图2的制动组件10的顶部剖视图。制动组件10包括支撑卡钳14的支撑托架12和一对相对的制动衬块20，所述制动衬块通过卡钳14被轴向地移动。卡钳14包括两个活塞组件30，每个活塞组件包括活塞镗孔16，所述活塞镗孔各自包括具有螺母48的活塞18和位于其中的主轴42。螺母48和主轴42各自包括保持多个滚动元件46的螺纹44，使得主轴42的旋转运动轴向地移动螺母48。每个主轴42的一端由轴承50支撑。主轴42连接到马达齿轮单元40，该马达齿轮单元包括一个或多个齿轮组件70和连接到马达制动器72的马达72。

图5为部分切除活塞18的活塞组件30的局部剖视图。旋转到线性致动器52包括主轴42，该主轴包括在活塞18中可见的由多个滚动元件46连通的螺纹44(即，不存在螺母)。如图所示，活塞18被部分切除，使得可以看到主轴42。主轴42在一端与轴承50连接，该轴承支撑主轴42并允许其旋转。

图6为部分切除活塞18的活塞组件30的剖视图。旋转到线性致动器42包括位于活塞18中的主轴42，并且主轴42经由多个滚动元件46与螺母48连通，所述滚动元件位于主轴42和螺母48的螺纹44内。当主轴42在轴承50的支撑下旋转时，螺母48轴向地移动活塞18，使得产生制动力。

图7示出了制动系统2的示意图。制动系统2包括两个马达齿轮单元(40,40’)。马达齿轮单元(40,40’)中的每一个连接到液压系统100和控制系统120。液压系统100包括液压单元102，该液压单元向马达齿轮单元(40,40’)中的一个或两个提供液压流体。液压流体的量可通过位于液压单元102与马达齿轮单元(40,40’)中的每一个之间的阀104来控制。控制系统120包括控制单元122，该控制单元向马达齿轮单元(40,40’)中的每一个提供电信号，使得每个马达齿轮单元(40,40’)可单独地或一起致动。

图8为制动组件10的透视图。制动组件包括卡钳14，并且四个马达齿轮单元40连接到卡钳14中的活塞镗孔(未示出)。

图9为制动组件10的底视图。制动组件包括卡钳14，该卡钳包括四个活塞镗孔16。一对制动衬块20位于卡钳14内。每个活塞镗孔16连接到马达齿轮单元40，并且每个马达齿轮单元40移动位于卡钳14内的活塞(未示出)。

本文列举的任何数值包括从较低值到较高值以一个单位增量的所有数值，条件是在任何较低值与任何较高值之间存在至少2个单位的分隔。例如，如果陈述工艺变量诸如例如温度、压力、时间等的组分或数值的量为例如从1至90，优选从20至80，更优选30至70，其意图是在本说明书中明确列举诸如15至85、22至68、43至51、30至32等数值。对于小于一的数值，可适当地认为一个单位为0.0001、0.001、0.01或0.1。这些仅是具体意图的举例，而且在所列举的最低值与最高值之间的数值的所有可能的组合均被视为以类似的方式明确地表述于本申请之中。本文用来描述元素、成分、部件或步骤的组合的术语“包含”或“包括”的使用也设想了基本上由元素、成分、部件或步骤组成的实施方案。如本文所用，术语“可”意指包括“可”包括的任何描述的属性为任选的。

可通过单个集成元件、成分、部件或步骤来提供多个元件、成分、部件或步骤。另选地，可将单个集成元件、成分、部件或步骤分成单独的多个元件、成分、部件或步骤。用来描述元素、成分、部件或步骤的“一”或“一个”的公开内容并非旨在排除其他元素、成分、部件或步骤。

Claims (14)

1.一种制动系统，所述制动系统包括：

a.制动组件，所述制动组件包括：

i.卡钳，所述卡钳包括：

1.两个或更多个活塞镗孔，

2.活塞，所述活塞位于所述两个或更多个活塞镗孔中的每一个中，以及

3.旋转到线性致动器，所述旋转到线性致动器在所述两个或更多个活塞镗孔中的每一个中，所述旋转到线性致动器可旋转地移动以线性移动在所述两个或更多个活塞镗孔内的每个所述活塞中以产生制动力；

ii.马达齿轮单元，所述马达齿轮单元与所述两个或更多个活塞镗孔中的每一个连通并且与每个所述旋转到线性致动器连通，所述旋转到线性致动器延伸到所述两个或更多个活塞镗孔的每一个中；

其中每个所述旋转到线性致动器包括接纳多个滚动元件的螺纹，并且当每个所述旋转到线性致动器旋转时，位于所述两个或更多个活塞镗孔中的每一个中的所述两个或更多个活塞通过相应的旋转到线性致动器被移动以产生制动力或释放制动力。

2.根据权利要求1所述的制动系统，其中所述两个或更多个活塞镗孔中的每一个包括具有螺纹的螺母，并且每个所述螺母经由所述多个滚动元件与所述旋转到线性致动器中的一个的主轴连通，并且所述螺母通过所述主轴的旋转被轴向地移动，使得通过所述螺母的轴向运动产生所述制动力或释放所述制动力。

3.根据权利要求1所述的制动系统，其中所述旋转到线性致动器中的每一个包括主轴，所述主轴与位于所述两个或更多个活塞镗孔中的每一个中的所述活塞中的一个直接接触，并且所述活塞包括接纳所述多个滚动元件的螺纹，使得所述主轴的旋转引起所述活塞的轴向运动以产生所述制动力或释放所述制动力。

4.根据权利要求1所述的制动系统，其中所述卡钳直接连接到车辆的转向节，并且所述制动系统包括转子，并且所述卡钳围绕所述转子延伸，使得所述卡钳的一部分位于所述转子的第一侧上，并且所述卡钳的一部分位于所述转子的第二侧上。

5.根据权利要求1所述的制动系统，其中所述卡钳直接连接到车辆的转向节，所述两个或更多个活塞镗孔为相对的活塞镗孔，并且在产生所述制动力期间，所述活塞沿朝向相对的活塞镗孔的方向在所述两个或更多个活塞镗孔内移动。

6.根据权利要求1所述的制动系统，其中所述滚动元件为滚珠轴承、圆柱体或两者，或者所述旋转到线性致动器为滚珠坡道。

7.根据权利要求1所述的制动系统，其中所述马达齿轮单元包括马达和一个或多个齿轮组件，所述齿轮组件从所述马达向所述旋转到线性致动器的主轴提供扭矩，使得所述主轴旋转并轴向地移动所述活塞。

8.根据权利要求1所述的制动系统，其中所述马达齿轮单元包括马达制动器，所述马达制动器在产生所述制动力并且所述马达齿轮单元中的马达关闭时防止所述主轴的反向驱动。

9.根据权利要求1所述的制动系统，其中所述两个或更多个活塞镗孔为三个活塞镗孔，并且所述三个活塞镗孔中的每一个包括所述马达齿轮单元中的一个，并且在标准驻车制动施加期间仅致动连接到所述三个活塞镗孔的中间活塞镗孔的所述马达齿轮单元。

10.根据权利要求1所述的制动系统，其中与所述两个或更多个活塞镗孔中的每一个连通的所述马达齿轮单元与控制系统连通，并且所述控制系统一起施加每个所述马达齿轮单元或在每个所述马达齿轮单元之间交替。

11.一种方法，所述方法包括：

a.同时向第一马达齿轮单元中的第一马达和第二马达齿轮单元中的第二马达两者提供信号；

b.一旦检测到在制动衬块与转子之间的接触，使所述信号在所述第一马达齿轮单元中的所述第一马达与所述第二马达齿轮单元中的所述第二马达之间交替；

c.施加所述第一马达齿轮单元中的所述第一马达或所述第二马达齿轮单元中的所述第二马达，并在所述第一马达齿轮单元中的所述第一马达与所述第二马达齿轮单元中的所述第二马达之间交替，直到生成预定的制动力；以及

d.关闭所述第一马达和所述第二马达，使得向所述第一马达施加马达制动器，并且向所述第二马达施加马达制动器。

12.根据权利要求1所述的方法，其中在满足预定条件之后，重新夹持所述第一马达、所述第二马达。

13.根据权利要求12所述的方法，其中所述预定条件为一定量的时间。

14.根据权利要求11所述的方法，其中在所述第一马达、所述第二马达或两者重新打开之前释放所述马达制动器。