CN113483038A - 一种带自补偿的制动器及其制动方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种带自补偿的制动器及其制动方法，属于驻车制动设备。包括制动盘和设置在所述制动盘两侧制动单元；所述制动单元包括：钳体与挡板形成一个环形的安装空间，可沿着所述安装空间轴向左右运动的活塞；套装在所述活塞内表面远离所述挡板的一侧、可沿着所述安装空间径向保持张开或收缩的调节锥套；一端套装在所述调节锥套上、与所述调节锥套间隙配合或过盈配合的活塞推杆，与所述活塞推杆另一端相连接、适于压紧制动盘的摩擦片。本发明的制动器属于固定式驻车制动器，通过液压油回位，碟簧压紧力全部转换成驻车制动力，由于没有被其他零件消耗，制动效率高，也不需要外部动力源，即能够实现磨损自动补偿。

Description

一种带自补偿的制动器及其制动方法

技术领域

本发明属于驻车制动设备，尤其是一种带自补偿的制动器及其制动方法。

背景技术

目前市场上多为浮动式行驻车夹钳，例如：一种带驻车制动的盘式制动器（CN201322072）、一种带驻车制动的液压盘式制动器（CN204284270U）、钳盘式停车制动器（CN2813385）、卡钳式驻车制动器（CN103573868 A）。

发明人在仔细研究现有技术后，发现现有制动器的至少存在如下技术缺陷：1、整体结构比较复杂，传动部件较多，轴向尺寸较长，不适合空间受限场合；2、传动组件容易出现磨损，当传动零件出现损耗之后，将大大减低制动的可靠性，而且难以实现自补偿；3、由于现有的制动器的动力及补偿机构来源于一侧，另一侧被动贴紧和补偿，单侧传动路线较长，不仅对传动机构提出了比较高的要求，而且很容易出现偏磨损。

发明内容

为了克服上述技术缺陷，本发明提供一种带自补偿的制动器及其制动方法，以解决背景技术所涉及的问题。

本发明提供一种带自补偿的制动器，所述制动器包括钳体，设置在所述钳体两内侧的制动单元，以及设置在所述制动单元中间的制动盘；所述制动单元包括：

挡板，设置在所述钳体的两侧，并与所述钳体形成环形的安装空间；

活塞，为中空筒状结构，在所述活塞内表面远离所述挡板的一侧设置有第一锥面，安装在所述安装空间内部，所述活塞可沿着所述安装空间轴向左右运动；

调节锥套，为弹性套环，套装在所述活塞内表面远离所述挡板的一侧，与所述第一锥面接触处设置有第二锥面，所述调节锥套可沿着所述安装空间径向保持张开或收缩；

活塞推杆，其一端套装在所述调节锥套上，与所述调节锥套间隙配合或过盈配合，所述活塞推杆适于传递或中断活塞的左右运动；

摩擦片，与所述活塞推杆另一端相连接，所述摩擦片适于压紧制动盘实现制动。

优选地或可选地，所述钳体的截面形状为的“冂”形。

优选地或可选地，所述活塞为一体成型结构，其包括：为中空筒状结构的本体部，设置在所述本体部中部、与所述钳体的密封连接的环形安装部。

优选地或可选地，在所述安装部的一侧，所述活塞与所述钳体形成液压油腔，所述液压油腔适于驱动所述活塞向靠近挡板的一侧运动；

在所述安装部的另一侧，套装有蓄能状态的碟簧，所述碟簧适于驱动所述活塞向远离挡板的一侧运动。

优选地或可选地，所述钳体上部设置有进油口，与所述液压油腔相连通。

优选地或可选地，所述调节锥套包括

环形部，套装在所述活塞推杆上；

多个弹性片，与所述环形部相连接，相互之间间隔有预定距离，形成一个环形套环，保持向外张开的趋势；

第二锥面，形成于所述弹性片外表面，与所述第一锥面相贴合；

螺纹部，设置在所述弹性片内部，与所述活塞推杆相啮合。

优选地或可选地，所述调节锥套和活塞推杆之间为螺纹连接或卡槽嵌合连接。

优选地或可选地，在所述第一锥面上设置有挡圈，所述挡圈适于调节并限定所述调节锥套位置。

本发明还提供一种基于所述带自补偿的制动器的制动方法，其特征在于，所述制动方法包括如下步骤：

驻车制动时，碟簧推动活塞压紧调节锥套，调节锥套压紧活塞推杆，并推动摩擦片向前移动预定距离，实现制动；

驻车缓解时，液压油进入液压油腔内，活塞反向移动，调节锥套不再受力，逐渐恢复正常状态，调节锥套内径变大，与活塞推杆松开，活塞推杆及摩擦片留在原位置。

优选地或可选地，当所述摩擦片出现摩擦后，所述制动方法还包括如下步骤：

获得调节锥套与活塞推杆出现距的相对位移，由于所述摩擦片的磨损量与相对位移相等，即可确定摩擦片的磨损量。

本发明涉及一种带自补偿的制动器及其制动方法，相较于现有技术，具有如下有益效果：

1、本发明的制动器采用对称结构，两侧碟簧压紧产生制动力，通过油压使活塞回位，保证车辆正常行驶，由于无其它传动部件，系统响应时间短，轴向尺寸小，特别适合空间受限的场合。

2、通过碟簧等弹性元件提供驻车制动力，动力源安全可靠，结构简单，无需要借助任何外力，即可实现间隙调节，避免了紧急情况下的无法调节。

3、通过选用不同系列碟簧或同一种碟簧采用不同组合方式，即可得到不同制动力的制动器，便于实现系列化。

4、通过液压油缓解，传动简单可靠，又避免制动力浪费，节约成本，制动效率高。

5、钳体两侧均可实现磨耗间隙制动补偿，避免偏磨情况下无法补偿。

6、通过零件位置比较，实时确定磨耗间隙，不需要通过人工或者传感器等获得，既提高检测效率，降低成本，准确性也高。

7、根据摩擦片实时磨损量，精确调节活塞初始位置，不需要进行人工手动测量，也不需要添加任何传感器，降低了维护运营等成本。

8、活塞初末位置从未改变，始终保持一致，既能保证了驻车制动力始终保持恒定，也能保证液压系统响应时间始终一致，运行平稳，方便后期维修保养。

综上所述，本发明的制动器属于固定式驻车制动器，通过液压油回位，碟簧压紧力全部转换成驻车制动力，由于没有被其他零件消耗，制动效率高。磨损量不需要人工频繁测量比较，也不需要外部动力源，即能够实现磨损自动补偿。整体结构紧凑，适合空间受限场合。

附图说明

图1是本发明中制动器的结构示意图。

图2是本发明中制动单元的结构示意图。

图3是本发明中调节锥套的结构示意图。

图4是本发明中调节锥套的状态示意图。

图5是本发明中活塞与活塞推杆连接的局部放大图。

附图标记为：制动单元10、制动盘20、钳体30、挡板11、碟簧12、活塞13、调节锥套14、活塞推杆15、挡圈16、摩擦片17、液压油腔18、本体部131、安装部132、第一锥面133、第二锥面141、环形部142、弹性片143、螺纹部144、进油口181、密封圈182。

具体实施方式

在下文的描述中，给出了大量具体的细节以便提供对本发明更为彻底的理解。然而，对于本领域技术人员而言显而易见的是，本发明可以无需一个或多个这些细节而得以实施。在其他的例子中，为了避免与本发明发生混淆，对于本领域公知的一些技术特征未进行描述。

参阅附图1至5，一种带自补偿的制动器，所述制动器包括：钳体30，设置在所述钳体30两内侧的制动单元10，以及设置在所述制动单元10中间的制动盘20。其中，所述制动单元10包括：挡板11、碟簧12、活塞13、调节锥套14、活塞推杆15、挡圈16、摩擦片17、液压油腔18、本体部131、安装部132、第一锥面133、第二锥面141、环形部142、弹性片143、螺纹部144、进油口181、密封圈182。

所述挡板11固定在车体上，用于安装制动器，并与车体保持相对固定。

所述钳体30的截面形状为的“冂”形，所述钳体30的两侧与所述挡板11相连接，所述钳体30与所述挡板11形成两个环形的安装空间，用于容纳和安装制动单元10。

所述活塞13为一体成型结构，可沿着所述安装空间轴向左右运动；具体地，所述活塞13包括：为中空筒状结构的本体部131，设置在所述本体部131中部、通过密封圈182与所述钳体30的密封连接的环形安装部132。在所述本体部131内表面远离所述挡板11的一侧设置有第一锥面133，用于改变驻车制动力的传动方向，在所述第一锥面133上设置有挡圈16，用于调节并限定调节锥套14位置。通过安装部132将封闭空间分割为两个独立的空间，用于安装动力源；在所述安装部132的一侧，所述活塞13与所述钳体30形成液压油腔18，液压油腔18内的液压油驱动所述活塞13向靠近挡板11的一侧运动；在所述安装部132的另一侧，套装有蓄能状态的碟簧12，碟簧12适于驱动所述活塞13向远离挡板11的一侧运动。

调节锥套14套装在所述活塞13内表面远离所述挡板11的一侧，所述调节锥套14为弹性套环，参阅附图3，其包括：环形部142，套装在所述活塞推杆15上；多个弹性片143，与所述环形部142相连接，相互之间间隔有预定距离，形成一个环形套环，保持向外张开的趋势；第二锥面141，形成于所述弹性片143外表面，与所述第一锥面133相贴合；螺纹部144，设置在所述弹性片143内部，与所述活塞推杆15相啮合，所述调节锥套14可沿着所述安装空间径向保持张开或收缩；活塞推杆15一端套装在所述调节锥套14内部，与所述调节锥套14间隙配合或过盈配合，传递或中断活塞13的左右运动。其中，所述活塞推杆15初始位置通过调节锥套14保证，调节锥套14本身质量轻，可以灵活弹性变形。结构原理如下图4所示，调节锥套14周向有开口，正常状态时，调节锥套14开口打开，内径较大，压紧状态时，调节锥套14开口闭合，内径变小。

所述摩擦片17与所述活塞推杆15另一端相连接，摩擦片17适于压紧制动盘20实现制动。由于所述摩擦片17长期与制动盘20之间相互摩擦，不可避免的出现磨损，因此，需要对制动盘20进行自补偿。在本实施例中，所述制动器采用对称结构，两侧碟簧12压紧产生制动力，通过油压使活塞13回位，保证车辆正常行驶，由于无其它传动部件，无需要借助任何外力，即可实现间隙调节，实现自补偿，避免了紧急情况下的无法调节。

所述钳体30上部设置有进油口181，与所述液压油腔18相连通。当车辆行驶时，向驻车制动器上方油口通入一定压力液压油，推动活塞13进一步压紧碟簧12，活塞13不再压紧调节锥套14和活塞推杆15，进而摩擦片17与制动盘20分开，实现驻车制动缓解。另外，钳体30的左右两侧设计了联通油路，不仅可以通过一个进油口181实现左右两侧活塞13同时动作，而且保证了两侧活塞13的受力大小相同，减小摩擦盘出现偏磨损的几率。

在进一步实施例中，为了提高制动器的应用范围，可根据实际使用情况，通过选用不同系列碟簧12或同一种碟簧12采用不同组合方式，例如：叠合组合，由多个相同方向、相同规格的碟簧12组成，具有低形变、高载荷的性能；对合组合，由多个相向、同规格的一组碟簧12组成，具有高形变、低载荷的性能；复合组合，由叠合和对合组成，具有高形变、高载荷的性能。即可得到不同制动力的制动器，可应用于重、中、轻型汽车上，方便系列化。

在进一步实施例中，所述调节锥套14和活塞推杆15轴向设计成螺纹或其他可以连接的形状卡槽嵌合连接机构，便于调节锥套14和活塞推杆15连接配合。如图5所示，所述调节锥套14和活塞推杆15为螺纹连接，其中，所述螺纹采用的是超细牙，螺距很小，故存在很小的向后位移。具体地，当活塞推杆15带动调节锥套14向后运动时，需要调节锥套14完全脱离螺纹槽或卡槽后，才能完全实现脱离，在未完全脱离时，活塞推杆15会随着调节锥套14向后运动了一段距离，然后实现了摩擦片17与制动盘20的脱离。

为了方便理解带自补偿的制动器及其制动方法的技术方案，对其制动方法做出简要说明：假设摩擦片17初始行程为A，驻车制动时，碟簧12推动活塞13压紧调节锥套14，参阅附图5，调节锥套14压紧活塞推杆15，并推动摩擦片17向前移动A距离。驻车缓解时，活塞13反向移动，调节锥套14不再受力，逐渐恢复正常状态，调节锥套14内径变大，与活塞推杆15松开，活塞推杆15及摩擦片17留在原位置。活塞13移动B距离后，安装在活塞13上的挡圈16接触到调节锥套14后，拉动调节锥套14跟随活塞13返回，活塞13移动A距离后到达缓解极限位置，调节锥套14行程为A-B。

摩擦片17磨损后，假设磨损量为Δ，驻车缓解时，活塞13、调节锥套14移动过程与上文的制动方法的移动过程相同，活塞推杆15及摩擦片17留在原位，活塞13移动（A+Δ）到缓解极限位置,调节锥套14行程为（A-B+Δ）,即调节锥套14与活塞推杆15出现距离为Δ的相对位移，用以补偿摩擦片17磨损，驻车制动时，制动过程相同，活塞13行程为A，保证驻车制动力值相同。

通过以上制动方法可知，活塞13的始末位置始终一致，即碟簧12的压缩量始终一致，保证了驻车制动力一致。摩擦片17的磨损通过调节锥套14和活塞推杆15的相对位移，实现自动补偿。同时，获得调节锥套14与活塞推杆15出现的相对位移，即可确定所述摩擦片17磨损量Δ，工作人员可以根据判断获得调节锥套14与活塞推杆15出现的相对位移，判断是否需要更换摩擦片17。

另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。

Claims (10)

1.一种带自补偿的制动器，其特征在于，所述制动器包括钳体，设置在所述钳体两内侧的制动单元，以及设置在所述制动单元中间的制动盘；所述制动单元包括：

挡板，设置在所述钳体的两侧，并与所述钳体形成环形的安装空间；

活塞，为中空筒状结构，在所述活塞内表面远离所述挡板的一侧设置有第一锥面，安装在所述安装空间内部，所述活塞可沿着所述安装空间轴向左右运动；

调节锥套，为弹性套环，套装在所述活塞内表面远离所述挡板的一侧，与所述第一锥面接触处设置有第二锥面，所述调节锥套可沿着所述安装空间径向保持张开或收缩；

活塞推杆，其一端套装在所述调节锥套上，与所述调节锥套间隙配合或过盈配合，所述活塞推杆适于传递或中断活塞的左右运动；

摩擦片，与所述活塞推杆另一端相连接，所述摩擦片适于压紧制动盘实现制动。

2.根据权利要求1所述的带自补偿的制动器，其特征在于，所述钳体的截面形状为的“冂”形。

3.根据权利要求2所述的带自补偿的制动器，其特征在于，所述活塞为一体成型结构，其包括：为中空筒状结构的本体部，设置在所述本体部中部、与所述钳体的密封连接的环形安装部。

4.根据权利要求3所述的带自补偿的制动器，其特征在于，在所述安装部的一侧，所述活塞与所述钳体形成液压油腔，所述液压油腔适于驱动所述活塞向靠近挡板的一侧运动；

在所述安装部的另一侧，套装有蓄能状态的碟簧，所述碟簧适于驱动所述活塞向远离挡板的一侧运动。

5.根据权利要求4所述的带自补偿的制动器，其特征在于，所述钳体上部设置有进油口，与所述液压油腔相连通。

6.根据权利要求1所述的带自补偿的制动器，其特征在于，所述调节锥套包括

环形部，套装在所述活塞推杆上；

多个弹性片，与所述环形部相连接，相互之间间隔有预定距离，形成一个环形套环，保持向外张开的趋势；

第二锥面，形成于所述弹性片外表面，与所述第一锥面相贴合；

螺纹部，设置在所述弹性片内部，与所述活塞推杆相啮合。

7.根据权利要求1所述的带自补偿的制动器，其特征在于，所述调节锥套和活塞推杆之间为螺纹连接或卡槽嵌合连接。

8.根据权利要求1所述的带自补偿的制动器，其特征在于，在所述第一锥面上设置有挡圈，所述挡圈适于调节并限定所述调节锥套位置。

9.一种基于权利要求1至8任一项所述的带自补偿的制动器的制动方法，其特征在于，所述制动方法包括如下步骤：

驻车制动时，碟簧推动活塞压紧调节锥套，调节锥套压紧活塞推杆，并推动摩擦片向前移动预定距离，实现制动；

驻车缓解时，液压油进入液压油腔内，活塞反向移动，调节锥套不再受力，逐渐恢复正常状态，调节锥套内径变大，与活塞推杆松开，活塞推杆及摩擦片留在原位置。

10.根据权利要求9所述的带自补偿的制动器的制动方法，其特征在于，当所述摩擦片出现摩擦后，所述制动方法还包括如下步骤：

获得调节锥套与活塞推杆出现距的相对位移，由于所述摩擦片的磨损量与相对位移相等，即可确定摩擦片的磨损量。

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