CN110832294A - 用于自动校准制动衬块的装置 - Google Patents

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Abstract

在用于自动校准包括摩擦材料(26)和支撑板或背板(12)的配备传感器的制动衬块的装置(1)中，提供了用于在装置的操作期间稳定装置(1)的支撑基座(2)，用于管理装置(1)的至少一个控制面板(6)，衬块保持装置，机械应力装置，所述机械应力装置在衬块上生成与剪切力组合的法向力或与扭矩组合的法向力并且配置成再现在车辆的实际制动期间作用在衬块上的典型力，用于检测法向力和剪切力的传感器或用于检测法向力和扭矩的传感器。

Description

用于自动校准制动衬块的装置
描述
众所周知，客户与供应商的关系是基于以与质量相称的价格提供确定质量的产品的原理。
在这方面，从供应商的角度来看，质量控制技术具有根本的意义，对客户的产品质量保证也是如此。
因此，目前，质量管理的目标是生产极度减少数量的缺陷零件。
每个生产系统都会受到误差的影响。
在对机动车辆的制动衬块进行质量控制的情况下，通常通过在生产预定数量的衬块后取出样品衬块，然后在偏远位置对其进行分析来执行该操作。
如果判断衬块是合格的，即没有缺陷，则同样将判断样品衬块所属的整个产品批次是合格的。
不能对大量的衬块进行这种控制，而只能对有限数量的衬块进行控制，因此不能在衬块生产线上应用。
此外，如果衬块不是传统类型，而是配备有传感器，即，配备有能够获取关于车辆制动的信息的传感器，则衬块的质量控制对于当前技术而言变得不可行。
例如，在用于制造配备传感器的衬块的生产线中，与标准衬块相比的主要区别在于存在全新的称为校准的制造步骤。
校准过程是在生产线末端或其中间阶段应用的测试，目的是评估配备传感器的衬块的技术和功能特性，并且它也是实际的校准过程，旨在确保配备传感器的衬块实际上充当绝对传感器。
本发明本身设定的任务是提供一种用于自动校准制动衬块的装置，其不具有现有技术的限制。
该任务通过一种用于配备传感器的制动衬块的自动校准装置和一种包括摩擦材料和支撑板或背板的配备传感器的制动衬块来实现，其特征在于，所述装置包括用于在其操作期间稳定所述装置的固定支撑基座，用于管理所述装置的至少一个控制面板，衬块保持装置，机械应力装置，所述机械应力装置在所述衬块上生成与剪切力组合的法向力或与扭矩组合的法向力，并且配置成再现在车辆的实际制动期间作用在所述衬块上的典型力，用于检测所述法向力和所述剪切力的传感器或用于检测所述法向力和所述扭矩的传感器，所述保持装置包括用于用所述机械应力装置锁定所述摩擦材料的第一锁定装置和用于将所述衬块锁定到所述固定基座上的第二锁定装置。
图1是根据本发明的装置的示意性侧视立面图；
图2是传统衬块和将用根据本发明的装置校准的配备传感器的衬块的背板的示意性平面图；
图3是根据本发明的装置的变型实施例的侧视立面图；
图4是装置的变型实施例的后视立面图，其中机械应力装置由根据本发明的环形螺钉限定；
图5是根据本发明的装置的图4的变型实施例的侧视立面图；
图6是根据本发明的装置的变型实施例的详细侧视立面图；
图6a示出了接触装置的示例；
图7是根据本发明的装置的变型实施例的第二元件的透视图；
图8是根据本发明的装置的螺纹杆的示意性侧视立面图；
图9是根据本发明的装置的螺纹杆的示意性前视立面图；
图10示出了出于安全原因具有用于封闭机器的笼罩以及显示屏和在操作期间用于关闭笼罩的双折叠门的完整布局；
图11示出了本发明的另一实施例。
特别参考上述附图，用于自动校准的装置整体上用附图标记1表示，包括用于在装置操作期间稳定装置的支撑基座2。
基座2优选地是金属的，并且由于施加的高水平的压力和力，相对于车辆的制动装置，在衬块的校准和压缩期间为整个装置提供稳定性和支撑。
在下文中，衬块将指一种类型的配备传感器80的衬块，其包括金属支撑元件、由金属支撑元件支撑的摩擦材料块、以及由金属支撑元件支撑并置于摩擦材料块和金属支撑元件之间的一个或多个传感器。
传感器能够在车辆上使用期间检测在摩擦材料块和待制动的元件之间使用时交换的力，所述元件由约束到车轮的盘限定。
配备传感器的衬块有可能检测和/或预测许多问题的产生，例如制动衬块上的异常磨损，例如原因是即使未启动制动，它们也会“接触”盘，例如由于制动卡钳的不良调节，而不是在制动期间产生不希望的噪音、振动和振鸣。
自动校准装置1包括至少一个控制面板6，衬块保持装置，机械应力装置，所述机械应力装置在衬块上生成与剪切力组合的法向力或与扭矩组合的法向力，并且配置成再现在车辆的实际制动期间作用在所述衬块上的典型力，以及用于检测法向力和剪切力的传感器或用于检测法向力和扭矩的传感器。
在装置1上有用于对其进行管理的控制面板6，所述控制面板包括用于在校准操作期间出于紧急原因而阻止校准测试的所有按钮。
面板还必须具有用于开始和选择待执行的校准测试的服务按钮，以及用于显示与正在进行的测试有关的信息(例如，与所施加的压力和/或力和/或扭矩有关的信息)的屏幕5。
面板6还必须能够提供校准测试报告，其说明在校准过程期间由装置测量并与衬块的类型有关的值，以及其统计值，例如平均最大值、最小值和标准偏差，以及最后，校准参数和根据参数的初始预定值给出关于测试是否通过的指示。
面板6必须考虑ECU的控制，以便测量衬块并将其与安装在装置1中的传感器的测量同步，并用作与衬块比较的参考。
现在，我们将参考图1-10中所示的实施例。
在第一技术方案中，装置1包括至少一个流体动力压缩机3，用于在大约5至150巴之间的压力下操作，生成压力斜线并将最佳压力施加在待校准的衬块4上。
装置1还具有与支撑基座2关联并适于至少机械地支撑机械应力装置的至少一个支撑柱7，所述机械应力装置在该情况下是压力装置，其大体上由8表示，用于在衬块4上生成预定压力，并且在所述第一技术方案中，由第一流体动力活塞15限定，所述第一流体动力活塞适于将必要的压力传递到衬块4，从而获得超过法向力的剪切力，如在车辆的制动卡钳中的实际制动那样。
如将在下面进一步看到的，在第二优选技术方案中，压力装置8由第一活塞15和第二活塞50限定。
还有大体上用9表示的调节装置，用于调节压力装置8以便除法向力外还在衬块4上施加剪切力。
衬块保持装置4包括第一锁定装置10和第二锁定装置11，所述第一锁定装置用于用压力装置8锁定衬块4的摩擦材料26，所述第二锁定装置用于再次在基座2上锁定衬块4，以便再现在车辆的制动期间作用在衬块上的典型力。
特别地，第一锁定装置10包括第一轮廓边缘32，所述第一轮廓边缘再现衬块4的摩擦材料26的构造，从而在由压力装置8在其上施加压力期间将其最佳地锁定，以便能够在衬块的校准期间以尽可能均匀的方式传递剪切力。
第二锁定装置11包括第二轮廓边缘40，所述第二轮廓边缘再现衬块4的金属板12或背板的构造，从而在其上施加压力期间将其锁定，以便能够在衬块的校准期间传递剪切力，同时避免其相对于基座2的移位。
衬块的金属板12或背板方便地具有插针13a，用于例如经由连接器13借助于接触装置保持衬块4与校准装置1的电接触，所述接触装置可以手动或自动致动并且必须具有控制杆，从而使得当在校准测试开始时将衬块定位在校准装置中时能够以非常精确的方式在插针和连接器之间建立接触。
图6a示出了包括例如带有减震器100的机构的接触装置，所述机构能够使连接器13的触点在其位置不是最佳的情况下缩回，以免通过在不正确的接触期间弯曲它们而损坏它们，以及用于自动接触的机械化系统101，所述机械化系统仅作为示例包括通过连杆103的系统连接到用于支撑带有减震器100的机构的板104的专用机动平移轴102。
如上所述，装置1还包括用于测量法向力和剪切力的压力传感器23和力传感器24；它们以使关于实际检测并经由压力装置8传递到衬块4的值的测量的可靠性最大化的方式定位。
更具体地，在第一技术方案中，压力装置8包括至少第一流体动力活塞15，其有利地由至少一个支撑柱7支撑并且可以经由调节装置9倾斜。
柱7还为可以使用油或空气的流体动力系统的第一活塞和压缩机3提供机械支撑。
此外，在该解决方案中，调节装置9由柱7本身限定，其用于在50°至80°的范围内以68.2度的最优值(最优值显然取决于制动衬块的标称摩擦系数)来改变第一活塞的入射角。
为了改变该角，柱7必须能够相对于基座2向后倾斜或向上移动。
一旦第一活塞以期望角正确地定位，装置1具有未示出的锁定装置，用于在随后的校准测试期间完全安全地永久固定该角。
该装置还具有用于在所述衬块的校准之前和之后提升第一活塞15的机构，用于用待校准的衬块移除已校准的衬块。
特别地，提升机构可以例如借助于用于柱7的纵向运动的至少一个引导件20而获得。
引导件20必须设置有螺母或其他锁定系统，用于永久地固定所选择的角。
还应当规定，第一锁定装置10包括第一活塞15的销17的水平，用于使得能够以对所述参数具有良好控制的方式在校准期间精确读取在第一活塞的轴线和衬块4位于其上的基座2的平面之间形成的角的装置19，所述参数对于获得肯定的校准结果至关重要。
在变型实施例中，压力装置8可以包括电动马达，所述电动马达启动位于第一活塞上的环形螺钉(未示出)以便实现其运动。
进一步规定，基座2必须具有这样的质量和形状，使得确保高机械强度，以便避免在施加压力期间整个装置1发生任何移位或掉落。
此外，基座2一定不能变形。
基座2的上部还必须具有用于安装和移除第二锁定装置11的螺纹孔，所述第二锁定装置必须在每一种情况下进行更换以在衬块4的尺寸改变时提供必要的使用灵活性。
必须选择所有机械部件，从而确保结构和机械稳定性，并防止在密集的校准周期后发生磨损。
这可以通过装置1的部件的结构尺寸确定和选择具有高机械强度的耐腐蚀不锈钢材料来实现。
基座2还必须具有支撑立柱21以充分支撑柱7。
如图所示，柱7连接到引导件20以使其能够相对于基座2纵向移动，使得在后者的内部布置有所有数据传输电缆和电源电缆，以及用于向第一活塞提供所需推力的油或压缩气体的所有管。
此外，柱7必须尺寸确定成不发生变形，所述变形可能会改变力的传递方式，甚至会使整个装置失效，例如通过阻止入射角的正确设置以及校准过程期间衬块4的装载和卸载。
压力传感器23位于柱7中以允许测量适于与安全阀22配合的流体动力或气体回路的流体动力压力。
在该装置中还有用于从流体动力系统装载和卸载油或气的阀22a。
有利地，如图所示，第一活塞15在衬块4上施加压力，并且通过连接毂25连接到柱7并且连接到流体动力回路。
第一活塞必须具有这样的长度，使得在第一锁定装置10处终止，以便易于安装和移除，但同时又稳固且可靠，以便确保相对于衬块4的正确定位并使得能够实现后者上尽可能均匀的压力以及剪切力在衬块4的摩擦材料26上的最佳传递。
在任何校准周期之前，第一活塞15必须能够侧向或垂直移动以确保易于接近衬块4，使得它们可以定位或从装置1移除。
还可以提供自动装置27以将油或气的压力设置为零，以使得在校准过程开始之前将衬块4在第二锁定装置中定位在正确位置并在正确定位待校准的新衬块4之后恢复油或气的压力。
在衬块的校准期间，必须通过连接到流体动力回路的专用传感器28来检查和测量向第一活塞15供应压力的流体动力回路的压力。
实际传递到活塞并随后传递到衬块4的力借助于例如适宜地定位在销17上或第一活塞15的铰链25中或在基座2上或在用于这样的测量的任何其他等效位置的测力传感器29在法线方向和衬块4的表面的切向上精确地测量。
所有传感器都必须连接到控制面板6，以便在校准期间能够持续、连续地测量力。
推动第一活塞的油的流体动力压力必须具有介于5巴至160巴之间的值，并且对于<25巴的减小压力值精度至少为5％，对于大于25巴的值精度为2-3％。
详细地，用于锁定摩擦材料26的第一锁定装置10必须能够略微倾斜，从而适应衬块4的表面轮廓，并且这借助于第一技术方案中的销17来实现，或者如我们将看到的，借助于优选技术方案中的第一轴承54和第二轴承55来实现。
第一锁定装置10具有联接机构30，用于以这样的方式相对于第一活塞15锁定或释放它，使得其可以根据待校准的衬块的构造或在损坏或磨损的情况下进行改变。
第一锁定装置由第一模板31限定，所述第一模板必须具有这样的形状和边缘32，使得精确地再现衬块4的摩擦材料26的轮廓。
取决于衬块的形状和型号，边缘32的高度必须为约2mm。
为了防止损坏摩擦材料26，将边缘32的边界稍微倒圆并且可能使用软材料来减小在衬块的摩擦材料的相应边缘上的机械应力将是有利的。
在不同的实施例中，第一模板31可以集成到第一活塞中，而在该情况下没有边缘32。
在这样的情况下，期望使用不锈钢或与车辆制动盘中使用的材料相似的材料，以便在衬块的校准期间在摩擦材料26上具有相同的摩擦系数。
衬块4的第二锁定装置11作用在其背板12上，并且包括可由不锈钢制成的壳体板40，所述壳体板以这样的方式通过适合于其固定的螺钉和螺栓直接连接到基座2，使得尽管有巨大的力作用在其上，但仍确保长期的操作稳定性。
壳体板40具有第二模板41，所述第二模板具有边缘42，所述边缘准确地再现衬块4的背板或金属板12的轮廓。
壳体板40还具有连接系统，所述连接系统具有上述插针13a以在其校准期间允许与衬块4的电连接，并且在校准过程期间发送电子系统采集必要数据所需的信号。
插针13a必须可移除地关联在壳体板40中，并且以与衬块4的连接器13的位置兼容的方式定位，所述位置可以在每一种情况下根据待校准的衬块的具体型号而变化。
在衬块4的后板的壳体板40的出口处，有用于传输信号的电缆(未示出)，所述电缆具有用于接收集成到制动衬块中的所有传感器的信号所必需的多个电线，所述电线具有标准长度，通常(但不一定)小于1米，并且包含在与电子控制单元(ECU)的插针13a兼容的电缆中，所述电子控制单元专门用于测量和接收衬块的信号。
在优选的变型实施例中，如上所述，压力装置8包括第一活塞15和至少第二活塞50，然而使用所述第一活塞是为了能够仅在衬块4上施加法向力，所述第二活塞用于在其上施加法向力或剪切力。
有利地，第一活塞15和第二活塞50彼此垂直地布置在基座2上。
在该解决方案中，基座2支撑两个主柱7，所述两个主柱保持第三横杆51固定，所述第三横杆具有将第一活塞15支撑在竖直位置以向衬块4提供竖直压力的功能。
横杆51不是倾斜的而是固定的，原因是剪切力由第二活塞50提供，平行于基座2的平面，并且因此平行于摩擦材料26的表面。
特别地，第二活塞50布置成将力直接传递到衬块4的一侧上的表面，并且特别是侧向地传递到摩擦材料26。
第一和第二活塞15和50分别由第一和第二电动马达52和53驱动。
第一和第二电动马达将提供必要的能量以供应经由第一和第二活塞施加在衬块4上的适当力。
与先前的解决方案相比，该优选的技术方案确保若干优点。
首先，可以单独地施加两个法向力和水平力，从而可以仅对衬块进行可压缩性测试，在该情况下衬块也可以不是配备传感器的类型，而是传统的制动衬块，没有能够传输施加在其上的力的值的传感器。
以该方式，可以在垂直于其表面的方向上仅在衬块上施加压缩力而不施加剪切力，并且可以根据施加在衬块上的压力来测量厚度的变化。
该可能性非常重要，原因是它提供了一个参数，所述参数对于表征配备传感器的衬块和传统衬块的生产和制造过程非常重要，并且几乎可以实现100％的生产控制。
第二优点是增加了在给定压力下传递不同剪切力的灵活性，可以理解，可以始终通过设置施加在衬块(在该情况下是配备传感器的)上的两个法向力和水平力之间的比率来恢复由公式
Figure BDA0002338080610000071
限定的最佳条件。
特别地，第一和第二活塞在第一元件上施加竖直力和水平力，所述第一元件直接作用在由第二元件保持固定的衬块上，所述第二元件容纳衬块和插针13a以允许衬块和用于接收衬块的信号的外部电子电路之间的电连接。
用于吸收来自第一活塞15和第二活塞50的力的第一吸收元件56在衬块4的摩擦材料的暴露表面上具有平坦夹持表面。
第一和第二活塞15和50在基座2附近具有第一和第二轴承54和55以向第一和第二元件56和57提供最小的倾斜能力以消除它们和第一和第二活塞之间的摩擦力，并且仅保持衬块和钢板之间的摩擦力的贡献，以便提供制动卡钳中的盘和衬块之间的摩擦过程的真实表示。
第一和第二轴承54和55在其内部具有测力传感器58和59，所述测力传感器能够传递与施加在衬块上的压力有关的数据。
以该方式，有利地，在衬块4的表面上，特别是在摩擦材料26的一侧上，由于在衬块和第一元件56之间产生的摩擦力而获得稳定性。
在这种情况下，为了避免机械故障，必须满足条件
Figure BDA0002338080610000081
其中μs是静摩擦系数。
在背板12的一侧上，将使用第二元件57；它具有基座60，所述基座具有用于再现背板12的轮廓的凹部61，其具有在4至6mm的范围内的厚度和根据衬块的型号而变化的形状。
凹部61具有至少3-4mm的厚度，以使得在校准操作期间能够在衬块4上侧向保持并限制其所有侧向运动。
第二元件57还具有用于将如上所述在该情况下配备传感器的衬块与装置1的电气部分电连接的连接器13。
第二元件57还具有两个手柄62以允许在衬块更换之后或仅仅由于磨损而简化地将其移除。
第二元件将通过适合于该目的且未示出的机械附接点保持固定至基座2。
同样在该情况下，压力装置可以具有适于在衬块上施加压力的环形螺钉76。
还应当规定，在优选的变型实施例中，第一活塞具有用于调节其与基座2的距离的螺纹杆71和用于保持其端部的弹簧操作压紧器72，其完全平行于衬块的表面作用在衬块上。
弹簧操作压紧器的垂直度借助于对准凸轮73适当地调节。
鉴于前述内容，控制面板6能够根据在设置校准过程本身时限定的校准协议正确地运行校准过程是非常重要的。
特别地，控制面板能够在总体硬件或软件控制不正确的情况下通过阻止任何校准运行来确保执行校准的操作者和技术人员的安全，能够管理校准的开始和停止，能够允许和管理液压或电气系统的装卸和卸载以及一般的维护操作，能够管理将在校准系统中校准的衬块的装载和移除，能够根据过程和测试协议控制和保持力和压力的水平，能够存储校准过程期间传感器的数据以及中央或区域数据库上的数据，能够发送和接收校准系统的数据或校准设置，能够管理校准后在制动衬块上打印以便打印永久性数据矩阵并因此存储接收值以允许衬块的结构和功能特性的可追溯性的步骤。
在涉及压力的情况下，在流体动力回路上或借助于驱动活塞的电动马达，并且在涉及施加力的情况下，通过使用由测力传感器测量的法向力，必须执行衬块的校准控制。
在校准期间检测到的压力值的数量将优选地最小为4且最大为10。
压力值优选地必须对应于以巴表示的以下任何值：
Pi＝5+(i-1)*145/(N-1)
其中，i是特定测量点的索引，并且N是将在校准期间测量的点的总选择数量。
在该情况下，假定在5至150巴之间的恒定特定间隔。
控制面板必须具有电源输入，优选110/220VAC，以便为整个装置1供电。
必须适当设置电气绝缘和接地，从而避免泄漏电流和EMC排放或抗扰性和静电放电(ESD)的问题。
特别地，必须避免朝向基部或朝向衬块的任何电流泄漏，以便消除校准期间数据测量的任何干扰。
控制面板还必须具有与外部单元(例如PC)接口的可能性，所述外部单元配置成使得能够下载校准数据或衬块的数据矩阵(DataMatrix)，并且其还必须控制优选-10、10V类型的触发器以管理校准步骤并协调各种电子部件以用于采集衬块传感器的数据。
在校准过程期间，用于压缩衬块的每个压力值必须在通常在1s到10s之间的时段内保持稳定，所述时段应当在校准设置阶段由控制面板中的软件配置。
最后，面板还应当具有指示器(例如LED)，以实现实时读取和监测经由安装在装置1中的压力和力传感器观察到的值。
这使得在相对于在设置阶段期间固定的预定值发生异常的情况下，总是有可能启动控制和警报。
由于本发明的装置1，校准过程在压力和剪切力方面基本上对应于实际条件，并且在车辆制动期间对应于制动卡钳的条件。
特别地，与压力相关的法向力和与摩擦力相关的剪切力之间的比率必须尽可能地接近车辆的制动衬块和盘之间的实际摩擦系数。
根据本发明的装置1的操作如下。
摩擦系数的值从设计阶段已知并在校准过程开始时进行调节。
根据以下公式调节活塞的入射角并改变其倾斜角直到达到期望值：
Figure BDA0002338080610000101
其中Ft是切向力，FN是法向力，并且θ是活塞轴线和制动衬块的摩擦材料的表面平面之间的角。
该公式非常重要，原因是它考虑到摩擦材料在压力下的非线性行为，这是由于其弹性常数取决于压力。
因此，由于力将以与车辆的实际制动条件不同的方式传递，因此在力的比率方面未能达到接近摩擦系数的条件将导致衬块的不正确校准。
在衬块4的正常校准中，在已借助于合适的软件(其不是本发明的主题)设置校准参数之后，将装置1设置为衬块装载/卸载模式以便于第一活塞15的移动，并且使衬块能够正确定位在第二锁定装置11中。
第一活塞用第一锁定装置10重新定位以用于以这样的方式锁定摩擦材料26，使得其边缘32完美地附着到摩擦材料的边缘。
然后通过恢复流体动力回路的压力将装置1设置回校准模式，从而将第一活塞锁定在预定位置。
安全笼罩70再次关闭，使得可以开始衬块的校准。
根据通过软件建立和限定的点的数量，将自动并按顺序执行测试。
在没有这种限定的情况下，将根据默认设置执行校准，即通过在5、53.3、101.6和150巴下执行4次测量，保持4秒，压力增加到下一个值的间隔是5秒并保持其稳定。
在校准结束时，根据先前的指定，装置1自动停止，并且通过配置软件将所有数据保存在预定义文件中。
在衬块的校准期间，传感器的值也必须经由专用的LED指示器从控制面板5实时可见。
在校准结束时，操作者必须将机器设置为制动衬块卸载模式，通过释放块的锁定机构来打开安全笼罩70，并且移动第一活塞以接近衬块并将其移除。
将重复整个过程以校准新的衬块。
在具有彼此垂直布置的第一活塞和第二活塞的装置的情况下，操作与仅具有第一活塞的装置的操作相同，原因是仅施加力的方法改变，而结果不变。
该机器的另一重要附加功能是能够在线测量生产衬块的100％的可压缩性，因此确保高质量标准。这可能是由于包括优选应用于图6中的活塞15的附加模块，所述附加模块包括用于测量两个固定点之间的距离的系统，一个固定点在推动器上，另一固定点在待校准的衬块靠置在其上的基座上。可以借助于激光测量系统方便地执行该测量，所述激光测量系统在任何情况下都确保精度在约一微米内。以该方式，例如，如果仅施加法向力，则可以同时测量所施加的压力以及由此产生的衬块的摩擦材料和/或下层的压缩，其提供衬块本身的可压缩性的值。
最后，我们将参考图11中所示的本发明的实施例。
在先前的情况下，为了再现制动装置所承受的相同的竖直或压力负荷和相同的剪切负荷在衬块上所需的力由单个活塞或两个活塞生成。
在该情况下，应力装置包括将扭矩施加到衬块103的机动盘105和将法向力施加到衬块103的竖直活塞101。
衬块保持装置10包括竖直活塞101的终端压板104。
压板104支撑衬块103并将其压在盘105上。
更精确地，用于在装置的操作期间使装置稳定的支撑基座包括具有支撑竖直活塞101的立柱100的结构。
竖直活塞101由马达102(优选电动马达)驱动，以便提供活塞101施加在衬块103上的法向力。
压板104具有用于在不完美的平面度的情况下进行微调的轴承，从而提供尽可能均匀的压力。
如在现实世界中发生的那样，活塞101将衬块压在盘105上。
盘105可以是在配备有相同制动装置和受到校准的相同制动衬块的车辆中使用的实际制动盘，或者它可以是由与制动盘相同的材料制成的盘。
工具106用于将在尺寸和材料上也可以不同的盘105安装在校准装置上。
盘105和衬块103的位置必须以适于模拟与车辆的制动装置中相同的条件的方式来选择，具有与车辆的制动装置中所提供的相同的半径。
然后将工具106集成到校准装置中以支撑盘105，并使扭力能够传递到衬块103，从而模拟在制动装置的制动期间衬块所经受的制动扭矩。
由于复制制动装置所经历的条件所需的高压间隔产生的巨大竖直力(1-180巴)，因此工具106是机械稳固的，并且允许在衬块103处围绕盘105的轴线进行很小的扭转运动，如在车辆中实际发生的。
为了实现这些运动，提供了轴承，所述轴承刚性地固定到校准装置的基座上以确保机械稳固性，并同时确保围绕盘105的轴线的旋转运动。
同样在该情况下，校准装置还包括用于使工具106和由其固定支撑的盘105旋转的马达107，以及用于将马达107连接至旋转支撑工具106的轴109的联接器108，例如差动联接器。
通过差动联接器108，无需使用特别大或大功率的马达即可获得大约6000-10000Nm的扭矩值。
系统的机械稳定性由以下条件保证：
Figure BDA0002338080610000121
其中μ是特定衬块103的标称静摩擦系数。
为了避免旋转运动并保持静态测量，上述条件是必要的。
在该情况下，FN代表竖直力，而Ft由制动扭矩τ＝RFt得出，其中R代表制动装置的实际半径，所述实际半径将与该制动装置的测力测量中使用的半径相同。
为了再现制动装置所经历的条件，优选地应当使测量距离前述条件不远。
提供扭矩值的特定控制以在测试期间在压力增加时保持上述条件。
本发明的该实施例的特殊性在于，由马达107提供实际扭矩以使衬块受到扭转运动，并且通过摩擦材料上的剪切力而产生变形，与制动装置中发生的正好一样。
因此，主要区别在于提供了实际扭矩而不是剪切力以产生与先前说明和描述的解决方案基本相同的效果。
因此，在该情况下，直接控制扭矩而不是剪切力。
最后，在该特定情况下，必须提供一个扭矩传感器(未示出)，用于直接测量传递到衬块的扭矩。
该扭矩传感器必须沿着驱动轴109定位，优选地位于容纳盘105的联接器18或工具106附近。
而且，例如激光类型的位置传感器(未示出)可以定位在压板104上以测量在衬块103被压缩时传感器和盘105之间的距离的变化，从而也能够进行可压缩性测量。

Claims (24)

1.一种用于自动校准配备传感器的制动衬块(4)的装置(1)和一种包括摩擦材料(26)和支撑板或背板(12)的配备传感器的制动衬块，其特征在于，所述装置(1)包括用于在其操作期间稳定所述装置(1)的固定支撑基座(2)，用于管理所述装置(1)的至少一个控制面板(6)，用于所述衬块(4)的保持装置，机械应力装置，所述机械应力装置在所述衬块(4)上生成与剪切力组合的法向力或与扭矩组合的法向力，并且配置成再现在车辆的实际制动期间作用在所述衬块(4)上的典型力，用于检测所述法向力和所述剪切力的传感器或用于检测所述法向力和所述扭矩的传感器，所述保持装置包括用于用所述机械应力装置锁定所述摩擦材料的第一锁定装置(10)和用于将所述衬块锁定到所述固定基座(2)上的第二锁定装置(11)。
2.根据权利要求1所述的用于自动校准配备传感器的制动衬块(4)的装置(1)和配备传感器的制动衬块(4)，其特征在于，所述装置包括与所述支撑基座(2)关联并且适于机械地支撑所述应力装置的至少一个支撑柱(7)，以及用于调节所述应力装置的调节装置(9)。
3.根据前述权利要求中的一项或多项所述的用于自动校准配备传感器的制动衬块(4)的装置(1)和配备传感器的制动衬块(4)，其特征在于，所述装置包括提升机构(20)，用于在所述衬块的校准之前和之后提升所述应力装置以用于用待校准的衬块移除已校准的衬块。
4.根据前述权利要求中的一项或多项所述的用于自动校准配备传感器的制动衬块(4)的装置(1)和配备传感器的制动衬块(4)，其特征在于，所述第一锁定装置(10)包括至少第一轮廓边缘(32)，所述第一轮廓边缘再现所述衬块(4)的所述摩擦材料(26)的构造，从而在由所述机械应力装置施加于其上的压力期间锁定所述摩擦材料，以便能够在校准期间以尽可能均匀的方式传递剪切力。
5.根据前述权利要求中的一项或多项所述的用于自动校准配备传感器的制动衬块(4)的装置(1)和配备传感器的制动衬块(4)，其特征在于，所述第二锁定装置(11)包括第二轮廓边缘(40)，所述第二轮廓边缘再现所述衬块的所述金属板或背板(12)的构造，从而在由所述应力装置施加在其上的压力期间将其锁定，以便能够在校准期间传递剪切力，同时避免所述衬块在所述基座(2)上的移位。
6.根据前述权利要求中的一项或多项所述的用于自动校准配备传感器的制动衬块(4)的装置(1)和配备传感器的制动衬块(4)，其特征在于，所述金属板(12)具有插针(13a)，用于经由连接器(13)保持所述衬块与所述装置(1)的电接触。
7.根据前述权利要求所述的用于自动校准配备传感器的制动衬块(4)的装置(1)和配备传感器的制动衬块(4)，其特征在于，所述装置(1)具有用于缩回所述连接器(13)的触点的机构，以便避免损坏所述连接器并保持所述衬块与所述装置(1)的电接触，以及机械化自动接触系统(101)。
8.根据前述权利要求中的一项或多项所述的用于自动校准配备传感器的制动衬块(4)的装置(1)和配备传感器的制动衬块(4)，其特征在于
所述应力装置至少包括第一流体动力活塞(15)。
9.根据权利要求8所述的用于自动校准配备传感器的制动衬块(4)的装置(1)和配备传感器的制动衬块(4)，其特征在于，所述调节装置(9)通过相对于所述基座(2)移动所述柱(7)改变所述第一活塞(15)的入射角。
10.根据权利要求9所述的用于自动校准配备传感器的制动衬块(4)的装置(1)和配备传感器的制动衬块(4)，其特征在于，所述装置(1)包括用于在所述装置的操作期间固定所述入射角的锁杆。
11.根据权利要求9和10中任一项所述的用于自动校准配备传感器的制动衬块(4)的装置(1)和配备传感器的制动衬块(4)，其特征在于，所述入射角介于50°至80°之间，并且优选地介于67°至69°之间，使得入射角的正切尽可能地接近正经历校准的衬块/盘的摩擦系数的标称值。
12.根据权利要求8至11中的一项或多项所述的用于自动校准配备传感器的制动衬块(4)的装置(1)和配备传感器的制动衬块(4)，其特征在于，所述应力装置包括电动马达，所述电动马达启动所述第一活塞的臂上的环形螺钉。
13.根据权利要求8至12中的一项或多项所述的用于自动校准配备传感器的制动衬块(4)的装置(1)和配备传感器的制动衬块(4)，其特征在于，所述应力装置包括用于施加所述法向力的所述第一活塞(15)和用于施加所述剪切力的至少第二流体动力活塞(50)，所述第一和第二活塞(15和50)彼此垂直地布置在所述基座(2)上。
14.根据权利要求8至13中的一项或多项所述的用于自动校准配备传感器的制动衬块(4)的装置(1)和配备传感器的制动衬块(4)，其特征在于，所述第一活塞和第二活塞(15和50)分别由第一和第二电动马达(52和53)驱动。
15.根据权利要求8至14中的一项或多项所述的用于自动校准配备传感器的制动衬块(4)的装置(1)和配备传感器的制动衬块(4)，其特征在于，所述装置(1)包括第一吸收元件(56)，用于吸收相应地来自所述第一活塞(15)和所述第二活塞(50)的竖直力和水平力，所述第一吸收元件(56)具有在所述衬块(4)的摩擦材料的裸露表面上的平坦夹紧表面。
16.根据前述权利要求所述的用于自动校准配备传感器的制动衬块(4)的装置(1)和配备传感器的制动衬块(4)，其特征在于，所述装置(1)包括第二壳体元件(57)，所述衬块(4)固定在其中并且所述插针(13a)容纳在其中。
17.根据权利要求15和16中任一项所述的用于自动校准配备传感器的制动衬块(4)的装置(1)和配备传感器的制动衬块(4)，其特征在于，所述第一和第二活塞(15和50)在所述基座(2)附近具有第一和第二轴承(54和55)。
18.根据前述权利要求中的一项或多项所述的用于自动校准配备传感器的制动衬块(4)的装置(1)和配备传感器的制动衬块(4)，其特征在于，所述第一锁定装置由第一模板(31)限定，所述第一模板必须具有这样的形状和边缘(32)，使得精确地再现所述衬块(4)的摩擦材料(26)的轮廓。
19.根据前述权利要求中的一项或多项所述的用于自动校准配备传感器的制动衬块(4)的装置(1)和配备传感器的制动衬块(4)，其特征在于，所述衬块(4)的所述第二锁定装置(11)作用在其背板(12)上，并且包括壳体板(40)，所述壳体板以这样的方式通过适合于其固定的螺钉和螺栓直接连接到所述基座(2)，使得尽管有巨大的力作用在其上，但仍确保长期的操作稳定性。
20.根据前述权利要求所述的用于自动校准配备传感器的制动衬块(4)的装置(1)和配备传感器的制动衬块(4)，其特征在于，所述壳体板(40)具有第二模板(41)，所述第二模板具有边缘(42)，所述边缘精确地再现所述衬块(4)的背板或金属板(12)的轮廓。
21.根据前述权利要求中的一项或多项所述的用于自动校准配备传感器的制动衬块(4)的装置(1)和配备传感器的制动衬块(4)，其特征在于，所述装置包括用于测量所述配备传感器的衬块(4)的可压缩性的装置。
22.根据权利要求21所述的用于自动校准配备传感器的制动衬块(4)的装置(1)和配备传感器的制动衬块(4)，其特征在于，所述可压缩性测量装置包含在向待校准的制动衬块提供压力的所述第一活塞中，并且存在于测量所述第一活塞和所述制动衬块的基座表面之间的距离的系统中。
23.根据权利要求21所述的用于自动校准配备传感器的制动衬块(4)的装置(1)和配备传感器的制动衬块(4)，其特征在于，所述可压缩性测量装置存在于测量所述摩擦材料的压缩期间所述活塞和所述衬块的基座之间的距离的相对变化的系统中。
24.根据权利要求1所述的用于自动校准配备传感器的制动衬块(4)的装置(1)和配备传感器的制动衬块(4)，其特征在于，所述应力装置包括将所述扭矩施加到所述衬块(103)的机动盘(105)和将所述法向力施加到所述衬块(103)的竖直活塞(101)，所述竖直活塞(101)终止于压板(104)，所述压板支撑所述衬块(103)并将其压在所述盘(105)上。
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