CN111247352B

CN111247352B - 鼓式制动器

Info

Publication number: CN111247352B
Application number: CN201880060149.5A
Authority: CN
Inventors: H·冯·海恩; M·古克; A·塞福; J·霍夫曼; U·巴赫; M·塞姆施; A·梅斯纳; U·迈耶; M·克鲁泽; W·里特; C·菲利普
Original assignee: Continental Teves AG and Co OHG
Current assignee: Continental Automotive Technologies GmbH
Priority date: 2017-09-29
Filing date: 2018-09-11
Publication date: 2022-10-21
Anticipated expiration: 2038-09-11
Also published as: US11578772B2; DE102017217410A1; KR20220051432A; US20200191218A1; CN111247352A; KR102553993B1; WO2019063278A1; EP3625473A1; BR112020002229A2; EP3625473B1; JP6975311B2; KR20200029554A; JP2020528527A

Abstract

尤其是为了控制可机电致动的制动器，需要检测作用在制动蹄(2，3)的顶接件(5)上的力。因此，顶接件(5)由在负载下变形的实心材料形成，其中，设置有检测该变形的测量装置。在特定的实施例中，顶接件(5)具有两个支腿(11，12)，制动蹄(2，3)支撑在这些支腿上。通过包括磁体(24，25)和霍尔传感器或AMR的测量装置检测支腿(11，12)上的延伸杆(22，23)之间的距离来确定在负载下两个制动蹄之间的变化距离。

Description

鼓式制动器

技术领域

本发明涉及一种鼓式制动器，该鼓式制动器具有制动鼓和两个制动蹄，这些制动蹄能够施加至该制动鼓并且附接在承载板的制动蹄侧上，并且每个制动蹄包括压力端和顶接端，其中，扩张装置布置在这些压力端之间，并且具有负载测量装置的顶接件设置在这些顶接端之间，该负载测量装置用于确定在该顶接件处占主导的负载。

背景技术

在WO 99/53214中描述了这种类型的可电致动的鼓式制动器，其中，扩张装置由电动致动器构成。

为了能够在施加制动时控制或调节致动器，需要作用在鼓式制动器中的力的大小的信息。根据WO 99/53214，负载传感器布置在顶接件的端面上，并且测量制动蹄之一靠在顶接件上的力。

然而，该信息对于控制或调节电动致动器是不够精确的，因为在施加制动时，作用在制动蹄上的摩擦力可能会有所不同，使得每个制动蹄受摩擦力影响的支撑力也会有所不同。因此，制动蹄的该支撑力不能精确地反映作用在鼓式制动器中的力和制动力矩的总量。

发明内容

因此，本发明基于以下目的：创建一种鼓式制动器，该鼓式制动器在顶接件处具有负载测量装置，该负载测量装置反映在施加制动时作用在鼓式制动器中的力的总量。

为了实现该目的，所提出的是，该顶接件作为整体被构造为能够在负载下弹性变形的实心部件，并且设置有检测该顶接件在负载下发生的变形的一个或多个传感器。

由于顶接件的变形是由作用在两侧的支撑力决定的，因此确定例如由于在顶接件中产生的机械应力而引起的变形意味着获得了作用在制动器中的力的值，并且该值适用于控制致动器。

还可以检测变形，使得还可以在各自情况下检测和确定各个制动蹄的制动力矩。

在第一种简单的设计中，该顶接件被构造成砧座的形式，其中，这些顶接端处于该砧座头的相反两端。

在制动过程中，当在砧座头上施加力时，机械应力会在头部中建立并传递到其支座上。

这些机械应力可以优选地通过砧座处的应变仪来检测。因此，在该实施例中，顶接件的变形经由顶接件中的机械应力间接地确定。

在另一个实施例中，该顶接件具有U形形状，该U形形状具有基部和两个支腿，这两个支腿的外侧支撑这些制动蹄的顶接端，其中，该一个或多个传感器是能够检测这些支腿的倾斜的传感器类型，该倾斜在负载下发生变化。

为此，在某些情况下，可以在支腿上设置应变仪。另一种可能性是该一个或多个传感器检测支腿的自由端之间的距离。

例如，这可以使用基于各向异性磁阻效应的霍尔传感器或AMR传感器来进行，为此，支腿设置有磁体，这些磁体起霍尔传感器或AMR传感器的信号发射器的作用。

优选地，这些支腿的自由端可以具有向内定向的突出部，这些突出部的端面通过量度空隙彼此分开，该量度空隙的宽度可以通过围绕两个突出部的端部布置的载流运动线圈来检测，因为运动线圈的电感取决于量度空隙的宽度。

在上述布置中，该顶接件的基部附接至承载板的外侧，其中，这些支腿穿过该承载板中的开口在该制动蹄侧突出，在该制动蹄侧支撑这些顶接端。

优选地，支腿的端部被支撑使得支撑力对量度空隙的影响最大。

在本发明的另一实施例中，该顶接件由附接至该承载板并且邻接该基部内侧的支柱承载，使得这些支腿朝向该承载板定向。

优选地，该支柱与该顶接件一体地构造。

为了将变形乘以引入的力，设置了支腿具有延伸部。

为了将测量装置布置在承载板的背部，这些延伸部延伸穿过该承载板，其中，在这些延伸部的自由端处附接有信号发射器，这些信号发射器与信号接收器协作，以便确定这些延伸部的自由端的位置变化。

信号发射器可以例如是磁体。

延伸部可以与支腿一体地构造。然而，还可想到延伸杆，这些延伸杆插入在支腿的端部中。

支柱在附接至承载板的前侧的支座上，其中，延伸部被引导穿过支座中的开口。这允许信号接收器和用于将信号接收器连接至信号分析单元的插头布置在支座的背离支柱的一侧。

因此，信号发射器和信号接收器、以及在适用的情况下分析电子器件位于承载板的背部，并与制动蹄区域物理分开并密封。因此，来自在制动过程中温度升高的鼓的热量、以及磨损的制动材料不会干扰信号检测和分析。

附图说明

下面将基于三个示例性实施例更详细地说明本发明。这些附图示出：

图1 具有顶接件的第一实施例的制动鼓，

图2 顶接件的第二实施例，以及

图3 顶接件的第三实施例。

具体实施方式

首先参考图1，该图示出了鼓式制动器的轮廓结构以及顶接件的第一实施例。

两个制动蹄2、3布置在联接至轴承载器的承载板1的前部上。每个制动蹄覆盖的弧度均略小于180°，并且每个制动蹄在其外侧承载有制动衬片。为了清晰起见在此未示出的联接至旋转轴的制动鼓围绕两个制动蹄，使得在施加制动时，制动蹄压靠制动鼓，由此产生的摩擦力使轴制动，并且因此使安装在轴上的车轮制动。

为了施加制动，在制动蹄的压力端上布置有可以以多种方式设计的扩张元件4。该扩张元件可以是液压缸或电动致动器。

在制动蹄的另一端（即顶接端）之间，顶接件5布置在承载板1上，并且在该示例性实施例中，顶接件被构造为由金属制成的实心砧座。该砧座具有砧座头6，该砧座头经由支架7转变为支座8。支架7突出穿过承载板1中的开口9，其中，支座8附接至承载板的背部，即背离制动蹄2、3的一侧。

两个制动蹄2、3布置在砧座头6的相反两端面上。当施加制动时，扩张装置4变宽，使得相应的支撑力施加在砧座头6的两个端面上。砧座头6的材料是坚硬的，但仍可弹性变形，使得在支撑力不相等的情况下，这些力会使得砧座头变形和支架7倾斜。

这种变形或倾斜与砧座中的机械应力相关联，这些机械应力可以通过安装在砧座上适当位置的应变仪来检测。

图2中展示了该实施例的变体。在此，两个支腿11、12从基部10延伸，支脚的自由端支撑制动蹄（箭头13）的顶接端。像支座8一样，基部10附接至承载板1的背部，并且支腿11、12朝向承载板1的前部突出穿过开口9。

在施加制动时，支腿被压在一起。可以测量这些支腿的自由端之间的距离。为此，这些支腿优选地具有两个向内定向的突出部14、15，这些突出部的相互面对端形成量度空隙16。量度空隙16的宽度代表了顶接件的变形，并且因此构成了施加在支腿上的力的量度。

可以以各种方式来测量该距离。如果突出部14、15设置有磁体，则突出部的相互间距可以由线性霍尔传感器或AMR传感器（在此均未示出）来检测。然而，还可以想到用运动线圈围绕空隙，该运动线圈的电感随着空隙的宽度而变化，从而形成顶接件5变形的量度。

图3示出了顶接件5的另一实施例，其中基部10布置在承载板1的上方，使得两个支腿11、12指向承载板1。为了实现这一点，从支座21突出的支柱20位于两个支腿之间。因此，在侧视图中，顶接件具有带角的样式化公羊头的形式。支腿11、12、基部10、支柱20和支座21一体地制成。支座21附接至承载板1的前侧。

可想到的是，支座21还直接地螺栓连接（未在此示出）至轴体，因为在承载板上设置有相应的开口，其中在某些情况下，承载板也被螺栓连接在力流中。以此方式，支座21以极大的扭转刚度连接。

两个制动蹄的顶接端支撑在两个支腿11、12的外侧上。

为了能够测量两个支腿之间的距离，支腿具有杆形式的延伸部22、23，这些延伸部穿过支座21中的开口指向承载板1的背部。测量装置位于这里。该测量装置由杆22、23的自由端处的磁体24、25构成。对磁场敏感的传感器（例如霍尔传感器或AMR传感器）布置在电路板26、27上并且与磁体相对。

套环布置在支座21的开口中，以便抵靠开口将杆22、23密封。因此，整个测量布置安装在背离制动装置的一侧，并且因此保护其免受磨损的制动材料和热量的影响。

具有测量装置的顶接件5可以作为一个组件预先组装并附接至承载板1。

每个弹性顶接件5可以与附加值相关联，该顶接件由于其可逆的弹性而被以蓄力器的方式设计，该附加值可以以机械且自动无动力的方式减少或防止破坏性大且过大的施加力的产生（自动无动力功能限制施加力）。另一优点涉及在改变的外围条件下驻车制动功能的改进。例如，当例如在热时施加的制动鼓因降温而收缩时，可以容易地提供自动施加力补偿。在这些改变的外围条件下，常规的鼓式制动器会发生自动增加施加力的不利反应。相反，即使在车辆在严寒下驻车之后并且随后制动鼓在（例如通过太阳辐射）变暖和时温度升高（并且膨胀）时，顶接件5的弹性弹簧作用也会自动发挥作用。在这些改变的外围条件下，常规的鼓式制动器会发生自动减少施加力的不利反应，由于需要额外的调整过程，这可能会触发额外的成本。

附图标记清单

1 承载板

2 制动蹄

3 制动蹄

4 扩张装置

5 顶接件

6 砧座头

7 支架

8 支座

9 开口

10 基部

11 支腿

12 支腿

13 箭头

14 突出部

15 突出部

16 量度空隙

20 支柱

21 支座

22 延伸部

23 延伸部

24 磁体

25 磁体

26 电路板

27 电路板

Claims

1.一种鼓式制动器，该鼓式制动器具有制动鼓和两个制动蹄（2，3），这些制动蹄能够施加至该制动鼓并且附接在承载板（1）的制动蹄侧上，并且每个制动蹄包括压力端和顶接端，其中，扩张装置（4）布置在这些压力端之间，并且具有负载测量装置的顶接件（5）设置在这些顶接端之间，该负载测量装置用于确定在该顶接件（5）处占主导的负载，其特征在于，该顶接件（5）作为整体被构造为能够在负载下弹性变形的实心部件，从而具有自动的、无动力的限制施加力的功能，并且设置有检测该顶接件在负载下发生的变形的一个或多个传感器，并且包括信号分析单元以及至少一个电路板，该信号分析单元以及至少一个电路板布置于所述承载板的背离制动装置的背部那一侧，由此增强信号检测以及分析。

2.如权利要求1所述的鼓式制动器，其特征在于，该顶接件（5）具有砧座的形式，其中，这些顶接端处于该砧座的砧座头（6）的相反两端。

3.如权利要求2所述的鼓式制动器，其特征在于，为了检测该砧座的变形，应变仪附接至该砧座。

4.如权利要求1所述的鼓式制动器，其特征在于，该顶接件（5）具有U形形状，该U形形状具有基部（10）和两个支腿（11，12），这两个支腿的外侧支撑这些顶接端，并且该一个或多个传感器是能够检测这些支腿（11，12）的倾斜的传感器类型，该倾斜在负载下发生变化。

5.如权利要求4所述的鼓式制动器，其特征在于，该一个或多个传感器检测这些支腿（11，12）的自由端之间的距离。

6.如权利要求4或5所述的鼓式制动器，其特征在于，这些支腿（11，12）的自由端具有向内定向的突出部（14，15），这些突出部的端面通过量度空隙（16）彼此分开。

7.如权利要求4或5所述的鼓式制动器，其特征在于，该基部（10）附接至该承载板（1）的外侧，并且这些支腿（11，12）穿过该承载板（1）中的开口在该制动蹄侧突出，在该制动蹄侧支撑这些顶接端。

8.如权利要求4或5所述的鼓式制动器，其特征在于，该顶接件（5）由附接至该承载板（1）并且邻接该基部（10）内侧的支柱（20）承载，使得这些支腿（11，12）朝向该承载板（1）定向。

9.如权利要求8所述的鼓式制动器，其特征在于，该支柱（20）与该顶接件（5）一体地构造。

10.如权利要求8所述的鼓式制动器，其特征在于，这些支腿（11，12）具有延伸部（22，23）。

11.如权利要求10所述的鼓式制动器，其特征在于，这些延伸部（22，23）延伸穿过该承载板（1），并且在这些延伸部的自由端处附接有信号发射器，这些信号发射器与信号接收器协作，以便确定这些自由端的位置变化。

12.如权利要求11所述的鼓式制动器，其特征在于，这些信号发射器是磁体（24，25）。

13.如权利要求11所述的鼓式制动器，其特征在于，该支柱（20）与附接至该承载板（1）的内侧的支座（21）一体地构造，其中，这些延伸部（22，23）被引导穿过该支座（21）中的开口，并且这些信号接收器和用于将这些信号接收器连接至信号分析单元的插头布置在该支座（21）的背离该支柱（20）的一侧。