CN113260540A - 提供显著适用性的用于鼓式制动器的减速箱 - Google Patents
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Abstract
一种用于鼓式制动器的停车制动机械致动器(7)的减速马达,该减速马达包括电动马达(21)和减速箱(32),该电动马达包括沿着第一轴线延伸的输出轴(24),该减速箱包括沿着第二轴线延伸的输出轴,其中,所述减速箱(32)包括阶梯式切向啮合的正齿轮(34,35,36,37,38),每个阶梯式齿轮包括齿轮和同轴的小齿轮,这些齿轮和同轴的小齿轮以旋转的方式彼此叠置且彼此固定,所述阶梯式齿轮(34,35,36,37,38)被安装成能够围绕相互平行的轴(AX34,AX35,AX36,AX37,AX38)旋转。
Description
技术领域
本发明涉及汽车车辆制动器领域,并且更具体地,涉及一种用于操作鼓式制动器的蹄片的齿轮传动马达组件,以提供减小的整体尺寸。
背景技术
在汽车工业中,机电停车制动器的作用是使静止的车辆停止,以防止该车辆意外移动。此外,机电停车制动器满足了对车辆中独立于通常液压的行车制动系统的第二制动系统的法律要求,并特别是通过其自诊断能力实现其它舒适性和安全性功能。
从文献FR3016015中已知,除了最初提供的液压致动器之外,还可以在鼓式制动器中安装机械致动器。在图1中用1标记的这种鼓式制动器包括围绕轴线AX旋转的背板2,该背板配备有第一弧形蹄片3和第二弧形蹄片4,该第一弧形蹄片和第二弧形蹄片可径向移动,使得弧形蹄片可以压靠在鼓形件的圆柱形内表面(未示出)上。
蹄片3和4各自具有由呈圆圈部分形式的平坦的金属板制成的的连接板3a、4a,连接板承载制动器衬片3b、4b,并且蹄片径向相对地安装,蹄片的端部支承在由背板2承载的液压轮缸6和机械致动器7上。这些蹄片3和4通过两个复位弹簧8和9进一步朝向彼此偏置,并各自通过弹簧10、11压靠在背板2上。
磨损卷绕杆12沿着轮缸6延伸,该磨损卷绕杆具有第一端部和第二端部,该第一端部支承在第一蹄片3的连接板3a上,该第二端部支承在第二蹄片4的连接板4a上。
在使用鼓式制动器1时,轮缸6根据被称为“单一”的第一操作模式被致动,该第一操作模式提供特别适于制动在行车中的车辆的渐进式制动。该轮缸包括在其端部处由两个活塞封闭的液压室,当液压压力增加时,活塞会移开并推动蹄片3和4的相关端部。
机械致动器7又通过使蹄片的相关端部移开来提供停车和紧急制动,以特别是当轮缸6不起作用时,根据所谓的“双伺服”操作模式来提供车辆的轮的快速且有力的锁定。该致动器由具有轴线AY的电动马达21致动。
实际上,与使用机械致动器相关的困难之一在于需要将与电动马达的低转矩相关的高转速转换成具有足够负载的低移位。为此,文献FR3016015教导了提供一种减速模块,该减速模块将马达21的旋转传递给机械致动器7,更确切地,将由该马达直接致动的轴线AY马达小齿轮的旋转传递给该机械致动器。该减速模块以轴线AY为中心,并包括轴线AY行星齿轮系的多个阶梯,以便在联接到机械致动器7的轴线AY输出齿轮处测量的输出与在马达小齿轮处测量的输入之间提供有效的减速。此外,马达21和减速模块一起容纳在圆柱形容置部中。
马达21和减速模块的组合要求马达的轴线被布置成平行于行星齿轮系的轴线,并且减速模块的轴线被布置成平行于机械致动器7的齿形轮的轴线。这导致齿轮传动马达的大的整体尺寸。
然而,在轮处的可用空间相对较小。此外,该空间根据车辆模型在尺寸和形状上有很大变化。因此,希望具有小的整体尺寸的齿轮传动马达,以便于该齿轮传动马达集成到不同的车辆模型中。
发明内容
因此,本发明的目的是提供一种例如用于致动鼓式制动器的停车制动器的齿轮传动马达,该齿轮传动马达具有使其能够适应变化形状和尺寸的可用空间的架构。
上述目的通过具有外部接触的齿轮系的齿轮传动马达来实现,该齿轮系包括阶梯式齿轮。每个阶梯式齿轮包括小齿轮和齿形轮,小齿轮和齿形轮是同轴的,并彼此可旋转地叠置成一体,一个阶梯式齿轮的小齿轮与相邻的阶梯式齿轮的齿形轮啮合。小齿轮和齿形轮的轴线彼此平行。
通过本发明的优点,阶梯式齿轮相对于彼此的布置是相对自由的。然后,减速箱的一般形状可以适应于可用空间的构造。实际上,例如,减速箱可以具有相对直线的形状、弯曲的形状或甚至S形状。因此,这种减速箱的结构在选择齿轮传动马达的外部形状方面提供了一些自由。
此外,有利地,减速箱可以沿着小齿轮和齿形轮的轴线的方向相对薄且平坦。因此,该减速箱可以被布置在小的空间中。
在一个示例中,电动马达的轴线平行于齿轮和齿形轮的轴线。在一个特别有利的示例中,马达的轴线与阶梯式齿轮的轴线相交,并且角传动装置将马达连接到减速箱。然后,马达可以被布置为齿轮系的连续,并且齿轮传动马达可以提供甚至更容易集成的形状。
换言之,所制作的减速模块包括一系列小齿轮和齿形轮,有利地由阶梯式齿轮形成,该减速模块能够以多种形状展开,以适应可用空间的几何形状。
因此,本发明的一个主题是一种用于鼓式制动器的机械停车制动致动器的齿轮传动马达,该齿轮传动马达包括电动马达和减速箱,电动马达包括沿着第一轴线延伸的输出轴,减速箱包括沿着第二轴线延伸的输出轴线,所述减速箱包括切向啮合的阶梯式齿轮,每个阶梯式齿轮包括齿形轮和小齿轮,齿形轮和小齿轮是同轴的,并彼此可旋转地叠置成一体,所述阶梯式齿轮被安装成围绕彼此平行的轴可旋转地移动。
优选地,减速箱仅包括阶梯式齿轮。
有利地,该阶梯式齿轮至少部分地交替,使得齿轮传动马达具有总体上大致平坦的形状。
减速箱可以包括板,并且该轴可以与板成一体,阶梯式齿轮围绕该轴可旋转移动地安装。
在一个示例性实施例中,板包括被布置在不同的平行平面中的至少两个部分。
有利地,齿轮传动马达包括容置部,该容置部包括形成底部的第一部分和形成盖的第二部分,板被布置在容置部的底部中。
例如,减速箱包括介于四个到六个之间的阶梯式齿轮。
在一个示例性实施例中,电动马达的输出轴正交于轴,阶梯式齿轮围绕该轴可旋转。
优选地,齿轮传动马达具有角传动装置,该角传动装置包括在输出轴和减速箱之间的冠状齿轮。
减速箱的输出轴线可以平行于轴,阶梯式齿轮围绕该轴可自由旋转地安装。
本发明的另一个主题是一种鼓式制动器,该鼓式制动器包括鼓形件、背板、两个蹄片、附接到背板的机械致动器和根据本发明的齿轮传动马达。
优选地,齿轮传动马达被安装在背板上,使得轴平行于鼓形件的轴线,阶梯式齿轮围绕该轴可自由旋转地安装。
本发明的另一个主题也是一种用于制作根据本发明的齿轮传动马达的方法,该方法包括:
-制造板以及与该板成一体的轴,
-围绕该轴安装阶梯式齿轮,
-提供包括底部和盖的容置部,
-将装配有阶梯式齿轮的板安装在容置部的底部中,
-安装容置部的盖。
本发明的另一个主题是一种用于制作电动机械地致动的鼓式制动器的方法,该方法包括:
-制造鼓式制动器,
-按照根据本发明的制作方法来制作齿轮传动马达,
-安装齿轮传动马达,使得在减速箱的输出端处的阶梯式齿轮通过角传动装置驱动机械致动器的齿形轮,
-将齿轮传动马达附接到鼓式制动器的背板。
附图说明
使用以下描述和附图将更好地理解本发明,在附图中:
图1是根据现有技术的具有电动停车制动致动器的鼓式制动器的透视图。
图2A是根据本发明的一个示例性实施例的装配有齿轮传动马达的鼓式制动器的透视图,未示出鼓形件和齿轮传动马达容置部的盖。
图2B是图2A的制动器的透视图,其中机械致动器是可见的以及角传动装置在减速箱和机械致动器之间。
图3是图2在马达输出端处的角传动装置的详细视图。
图4是图3的角传动装置的侧视图。
图5是在车辆底盘上安装齿轮传动马达和鼓式制动器的透视图,省略了鼓形件。
图6是根据本发明的另一个示例性实施例的装配有齿轮传动马达的鼓式制动器的透视图,未示出鼓形件和齿轮传动马达容置部的盖。
具体实施方式
在图2A和图2B中,可以看到与包括电动停车制动致动器7的鼓式制动器1相关的根据本发明的齿轮传动马达MR1的一个有利示例的透视图。
齿轮传动马达MR1包括电动马达21以及传动模块或减速箱32。
在所示的示例中,电动马达21及其输出轴24沿着轴线AY延伸,并且传动模块32的输出轴线沿着正交于轴线AY和AZ的轴线AZ延伸。
在该示例中,传动模块旨在平行于背板2延伸。
传动模块的运动链呈所谓的复合减速的形式,其中齿轮元件呈外部接触的阶梯式齿轮的线性系的形式,优选地,阶梯式齿轮的数量为四个至六个。在图2A和图2B的示例中,存在五个阶梯式齿轮34、35、36、37和38。
阶梯式齿轮34、35、36和37分别包括呈齿形轮34a、35a、36a、37a形式的第一阶梯和呈小齿轮34b、35b、36b、37b形式的第二阶梯,这些小齿轮刚性地连接到对应的齿形轮,小齿轮的直径小于对应的齿形轮的直径。齿轮38包括齿形轮38a和齿圈38b。
阶梯式齿轮34、35、36、37和38各自被布置成围绕不同的固定轴AX34、AX35、AX36、AX37和AX38可旋转地安装,这些轴中的每一个轴彼此平行并以沿着减速方向,即从马达小齿轮到机械致动器7的顺序布置。特别地,这些阶梯式齿轮的尺寸使得形成一个齿轮的输出端的小齿轮与下一个齿轮的齿形轮啮合,齿形轮34a形成运动链的输入元件,而小齿轮38b形成该链的输出元件。物理轴AX34、AX35、AX36、AX37和AX38由几何轴线来描绘。
呈阶梯式齿轮系形式的减速箱的实施也提供了呈减速箱可以采用的形式的大的自由。实际上,阶梯式齿轮的轴线的相对布置是自由的,仅轴线之间的距离被设定为确保小齿轮和齿形轮的切向啮合。结果,齿轮系可以具有或多或少延伸的形状,并且因此可以最佳地适于轮周围的可用环境。在所示的示例中,齿轮的轴线大致沿着圆弧布置,并且该圆弧可以具有较大或较小的曲率半径。实际上,在保持减速比的同时,齿轮系可以或多或少地退绕。在其它示例性实施例中,齿轮轴线沿着S曲线或沿着直线布置。
此外,阶梯式齿轮的实施使得减速链的长度能够减少,并且因此使得马达的突出部分能够减少,这可能不利于齿轮传动马达的运行,并且因此长期不利于制动器。
然而,包括与阶梯式齿轮啮合的单个齿形轮和小齿轮的传动模块不脱离本发明的范围。
此外,在不改变减速比的情况下可以将一个或多个惰轮添加到减速链中,例如以延长减速链以便进一步使马达偏移。
非常有利地,并且如图2A和图2B所示,一些或全部阶梯式齿轮是交替的。在图2A中,小齿轮35b和37b与齿形轮36a在同一侧。这使得减速箱能够相对平坦且薄,使得该减速箱可以更容易地沿着鼓形件集成。例如,齿轮传动马达的厚度介于1cm到8cm之间,优选地介于1.5cm到5cm之间,更优选地介于2cm到3cm之间,例如厚度为2.5cm。
在图5中,可以看到容纳在鼓式制动器的背板2和汽车车辆的底盘C之间的齿轮传动马达,该齿轮传动马达被附接到鼓式制动器的背板。应注意到,齿轮传动马达的平坦且细长的形状使得该齿轮传动马达能够容纳在狭窄的空间中,并且此外使得马达能够布置在用于接纳马达的较宽的区域中。有利地,根据本发明的减速箱使得马达能够相对于鼓式制动器的机械致动器偏移。如上所述,该偏移例如可以通过将一个或多个惰轮插入到减速链中而延长减速链来调节。
非常有利地,轴AX34至AX38与图6中可见的单个板53成一体,阶梯式齿轮围绕轴旋转,该板安装在容纳齿轮系的容置部54的底部中。轴垂直于板。例如,轴通过模制与板53制成为一体件,或者轴由金属材料制成并在塑料材料板中二次模制而成或者轴被组装到塑料材料板。优选地,板53由金属板制成,有利地由钢制成。
在一个示例性实施例中,轴与容置部成一体,在这种情况下没有板的实施。
在所示的示例中,板包括在两个平行的平面中延伸的两个部分53.1和53.2。轴AX34和AX35被附接到部分53.1,并且轴AX36、AX37和AX38被附接到部分53.2。这种多平面布置可能通过沿着阶梯式齿轮轴线方向、由小齿轮和齿形轮的啮合提供的自由度来实现。这种将轴线分布在多个平行的平面中的可能提供了额外的自由,以使减速箱的形状适应环境。实际上,如果环境需要具有一个或多个凹槽的容置部,板53可以被成形为遵循这些凹槽而不改变阶梯式齿轮链的减速特性。在一个示例中,板包括三个部分,两个部分在一个平面中,并且另一个部分在平行于两个部分的平面并连接两个部分的不同平面中。
根据本发明的减速箱在正交于齿轮的轴线的平面中以及还沿着阶梯式齿轮的轴线的方向提供了大的形状自由。
单个板的实施的优点在于,减速链可以预先制作,并且可以容易地安装在容置部中。
非常有利地,该容置部容纳马达和减速箱,这简化了齿轮传动马达的组装和密封程序。在所示的示例中,容置部包括两个部分,第一部分54.1包括底部,承载阶梯式齿轮的轴线的板53抵靠在该底部上,并且第二部分54.1形成盖。非常有利地,底部54.1容纳马达和减速箱,并且盖54.2覆盖马达和减速箱。
在图2A和图2B的示例中,底部具有凹槽。盖的形状也可以适应环境和/或齿轮的轮廓。
第一部分和第二部分可以关于穿过第一部分和第二部分之间的连接区域的平面对称。
有利地,容置部通过模制塑料材料制成。
有利地,容置部54包括用于将齿轮传动马达附接到鼓式制动器、更具体地将减速箱附接到背板的装置56,以限制可能损坏齿轮传动马达和/或产生不希望的噪音的齿轮传动马达的运动。例如,用于将齿轮传动马达附接到背板的装置56包括在齿轮外部沿着X方向穿过容置部54的螺钉孔58,并且螺钉将安装在该螺钉孔中,螺钉与背板中设置的对应的孔配合。
有利地,螺钉孔58形成用于将板相对于容置部的底部54.2定位的装置。在所示的示例中,螺钉孔包括由与容置部的底部54.2相同的材料制成的管,并且凹口60形成在板53的外边缘中。凹口接纳螺钉孔的管。
可替代地,可考虑用于定位螺钉孔的不同装置。
非常有利地并且如图2A和图2B所示,电动马达的轴线正交于阶梯式齿轮的轴线,因此在平面中与齿轮系的形状连续延伸。然后,齿轮传动马达具有能够围绕轴线遵循鼓形件的外围边缘的形状。在该示例中,齿轮传动马达MR1具有连接马达21和传动模块32的第一角传动装置44和连接传动模块的输出端和致动器7的第二角传动装置46。
有利地,第一角传动装置44为冠状齿轮类型的角传动装置,并且包括小齿轮25和冠状齿轮34a,小齿轮25与平坦的齿形轮34a啮合。小齿轮25与电动马达21的输出轴24接合。
冠状齿轮34a具有轮,该轮具有在轮的一侧上形成圈的齿。在图3中,可以看到冠状齿轮被单独示出。
具有冠状齿轮的角传动装置提供了在小齿轮25的轴线相对于冠状齿轮34a的轴线的取向方面提供自由的优点,即在选择角传动装置的角度方面提供了大的自由。实际上,AX34轴和AY轴线之间的角度α可以从30°到135°之间变化。这为马达和传动模块之间的取向提供了广泛的选择,以使齿轮传动马达的形状适应于可用空间的形状。此外,对安装精度的要求降低。
另外,小齿轮25的齿相对于冠状齿轮34a的齿的位置可以变化。在图4中,啮合长度Le对应于小齿轮的齿与冠状齿轮34a的齿接合的区域的长度。小齿轮25可以相对于冠状齿轮布置有间隙j。间隙j介于+/-1/100mm到+/-10mm之间,有利地介于+/-1/10mm到+/-5mm之间,优选地介于+/-1mm到+/-3mm之间,甚至更优选地介于+/-2mm之间。
由冠状齿轮使得能够形成的该组装间隙有助于在齿轮传动马达的各种元件的布置中提供更大的自由。对安装精度的要求也更宽松。
另外,具有冠状齿轮的角传动装置提供97%至99%的效率。相比之下,具有伞形齿轮的角传动装置的效率比具有冠状齿轮的角传动装置的效率低大约30%。
有利地,在所示的示例中,第二角传动装置也具有冠状齿轮。由小齿轮37b驱动的齿形轮38a在其表面中的一个表面上,即在图2A和图2B所示的上表面上承载小齿轮38b,该小齿轮与传动装置52的齿形轮50啮合,该传动装置将齿轮传动马达的旋转传递给致动器7。传动装置52包括具有平行轴线的轮48、50。
小齿轮38b包括齿圈。小齿轮38b和齿形轮48形成致动器的第二角传动装置的冠状齿轮。
在所示的示例中,传动装置52包括齿形轮48和齿形轮50,齿形轮使得支承在制动器蹄片的端部上的活塞移分,并使活塞朝向鼓形件移开。
根据一个替代方案,第一角传动装置和第二角传动装置是锥形角传动装置。根据另一个替代方案,角传动装置中的一个是冠状齿轮类型的角传动装置,另一个是锥形角传动装置。
在图6中,可以看到根据本发明的齿轮传动马达MR2的另一个示例,该齿轮传动马达仅在输出段处包括角传动装置46。在该示例中,电动马达的输出轴直接驱动齿形轮34a。每个啮合的齿形轮/小齿轮对的减速适于使得总减速符合预期。实际上,在该示例中,相对于图2A和图2B中的示例去除了一个减速阶梯。
在未示出的另一个示例中,在输出端处的齿形轮与致动器的齿形轮的齿直接啮合。在这种情况下,阶梯式齿轮的轴线正交于图2A和图2B中的阶梯式齿轮的轴线。
因此,根据本发明的齿轮传动马达可以容易地集成到宽范围的形状和尺寸的轮空间中,并且因此可以应用于不同的车辆模型。由于可以通过改变阶梯式齿轮轴线的相对布置而不改变减速箱的特征,例如不改变由减速箱提供的减速比来改变齿轮传动马达的形状,则该齿轮传动马达相对容易地适应给定的空间。这种适应不需要耗费时间和昂贵的新开发。
附图标记
1:鼓式制动器
2:背板
3:第一蹄片
4:第二蹄片
3a、4b:制动器连接板
3b、4b:制动器衬片
6:液压轮缸
7:机械致动器
8、9:复位弹簧
10,11:侧向弹簧
12:磨损卷绕杆
21:电动马达
24:输出轴
25:小齿轮
32:减速箱
34;35、36、37、38:阶梯式齿轮
34a、35a、36a、37a、38a:齿形轮
34b、35b、3.6b、37b、38b:小齿轮44:第一角传动装置
46:第二角传动装置
48:传动装置
50、52:传动装置的齿形轮
53:板
53.1、53.2:板的部分
54:容置部
54.1:容置部的第一部分
56:用于将齿轮传动马达附接到板的装置
58:螺钉孔
60:凹口
AX、AY:轴线
AX34、AX35、AX36、AX37、AX38:齿轮34、35、36、37、38的轴
C:底盘
Le:啮合长度
MR1、MR2:齿轮传动马达。
Claims (14)
1.一种用于鼓式制动器的机械停车制动致动器(7)的齿轮传动马达,所述齿轮传动马达包括电动马达(21)和减速箱(32),所述电动马达包括沿着第一轴线延伸的输出轴(24),所述减速箱包括沿着第二轴线延伸的输出轴线,其中,所述减速箱(32)具有切向啮合的阶梯式齿轮(34,35,36,38,38),每个阶梯式齿轮包括齿形轮和小齿轮,所述齿形轮和所述小齿轮是同轴的,并彼此可旋转地叠置成一体,所述阶梯式齿轮(34,35,36,37,38)被安装成围绕彼此平行的轴(AX34,AX35,AX36,AX37,AX38)可旋转地移动。
2.根据权利要求1所述的齿轮传动马达,其中,所述减速箱(32)仅包括阶梯式齿轮(34,35,36,37,38)。
3.根据权利要求1或2所述的齿轮传动马达,其中,所述阶梯式齿轮至少部分地交替,使得所述齿轮传动马达具有总体上大致平坦的形状。
4.根据权利要求1、2或3所述的齿轮传动马达,其中,所述减速箱(32)包括板(53),并且其中,所述轴(AX34,AX35,AX36,AX37,AX38)与所述板(53)成一体,所述阶梯式齿轮(34,35,36,37,38)围绕所述轴可自由旋转地安装。
5.根据权利要求4所述的齿轮传动马达,其中,所述板(53)包括被布置在不同的平行平面中的至少两个部分(53.1,53.2)。
6.根据权利要求4或5所述的齿轮传动马达,所述齿轮传动马达包括容置部(54),所述容置部包括形成底部的第一部分(54.1)和形成盖的第二部分,所述板(53)布置在所述容置部(54)的所述底部中。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的齿轮传动马达,其中,所述减速箱(32)包括四个至六个阶梯式齿轮(34,35,36,37,38)。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的齿轮传动马达,其中,所述电动马达(21)的所述输出轴正交于所述轴(AX34,AX35,AX36,AX37,AX38),所述阶梯式齿轮(34,35,36,37,38)围绕所述轴可旋转。
9.根据权利要求8所述的齿轮传动马达,所述齿轮传动马达具有角传动装置(44),所述角传动装置包括在所述输出轴和所述减速箱(32)之间的冠状齿轮。
10.根据权利要求1至9中任一项所述的齿轮传动马达,其中,所述减速箱(32)的所述输出轴线平行于所述轴(AX34,AX35,AX36,AX37,AX38),所述阶梯式齿轮(34,35,36,37,38)围绕所述轴可自由旋转地安装。
11.一种鼓式制动器,所述鼓式制动器包括鼓形件、板(2)、两个蹄片(3,4)、附接到所述板(2)的机械致动器(7)和根据权利要求1至10中任一项所述的齿轮传动马达。
12.根据权利要求11所述的鼓式制动器,其中,所述齿轮传动马达被安装到所述板,使得所述轴(AX34,AX35,AX36,AX37,AX38)平行于所述鼓形件的轴线,所述阶梯式齿轮(34,35,36,37,38)围绕所述轴可自由旋转地安装。
13.一种用于制作根据权利要求4所述的齿轮传动马达的方法,所述方法包括:
-制造所述板(53)以及与所述板成一体的所述轴(34,35,36,37,38),
-围绕所述轴(AX34,AX35,AX36,AX37,AX38)安装所述阶梯式齿轮(34,35,36,37,38),
-提供包括底部(54.1)和盖(54.2)的容置部(54),
-将装配有所述阶梯式齿轮(34,35,36,37,38)的所述板(53)安装在所述容置部(54)的所述底部(54.1)中,
-安装所述容置部(54)的所述盖(54.2)。
14.一种用于制作电动机械地致动的鼓式制动器的方法,所述方法包括:
-制作鼓式制动器,
-按照根据权利要求13所述的方法制作齿轮传动马达,
-安装所述齿轮传动马达,使得在所述减速箱的输出端处的所述阶梯式齿轮通过角传动装置驱动机械致动器的齿形轮,
-将所述齿轮传动马达附接到所述鼓式制动器的所述板。
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