CN113966442A - 用于机动车辆的多盘制动器 - Google Patents

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CN113966442A CN202080043229.7A CN202080043229A CN113966442A CN 113966442 A CN113966442 A CN 113966442A CN 202080043229 A CN202080043229 A CN 202080043229A CN 113966442 A CN113966442 A CN 113966442A
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Abstract

一种用于机动车辆的多盘制动器(1)具有两个多盘机构(7，8)和用于多盘机构(7，8)的制动器致动和/或制动器释放的致动装置(9)，以及用于致动装置、比如特别是斜面单元(9)的平移致动(展开)的电驱动器(16)。在展开操作期间，多盘机构(7，8)由致动装置以计量方式预张紧并产生期望的摩擦接合，并且致动机构的对应反向激活能够实现对应计量的制动器释放。通过电驱动器(16)，多盘制动器(1)的动作可以在现代车辆拓扑中以特别精确、灵敏并且经补偿的方式被整体计量，包含所有外围制动部件和系统，包含再生系统。

Description

用于机动车辆的多盘制动器
本发明涉及一种用于机动车辆的多盘制动器，该多盘制动器具有可旋转的传动轴和相对于传动轴固定的引导装置。根据权利要求1的前序部分的特征，多盘制动器包括多盘布置，进一步包括交替布置的衬片盘和中间盘，其中衬片盘不可旋转地连接至传动轴或引导装置，并且中间盘不可旋转地连接至引导装置或传动轴中的相应另一部件，并且多盘制动器具有用于预张紧(致动)和/或释放多盘布置的致动装置，并且具有作为致动装置的致动驱动器(制动器致动和/或制动器释放)的致动机构/致动器。
湿式多盘制动器已用于农业机械和工业卡车中，并且在实践中是已知的。多盘制动器的特征在于非常高的制动参数C*、恒定摩擦系数和封装设计。通常，多盘布置被布置在油浴中，使得在制动期间产生的热可以容易消散，并且此外，没有制动器磨损物进入环境。此外，这种多盘制动器可以容易整合到传动系中，并且可以容易通过衬片盘和中间盘的大小和数量进行尺寸调整。
在实践中已知的多盘制动器的情况下，致动器由车辆中的液压供应源激活。当多盘制动器用于乘用车中时，还需要能够特别精确地计量制动动力。
本发明基于以下问题：以以下方式开发多盘制动器，即使得特别是在可以附加地或单独地包含一个或多个电气和/或液压车轮制动器和/或多个传动系的电动车辆制动系统(比如特别是再生制动系统)中，所述多盘制动器仍然可以被容易地激活，以使得制动动力(比如特别是所有制动器或协作的部件的总制动动力)仍然可以被容易地计量。
根据本发明，这个问题通过基于权利要求1的表征特征的制动动力的特别简化的计量来解决。根据本发明的设计允许使用电气控制特别灵敏且精确地计量作用力或制动动力。此外，这种电驱动器、特别是可逆旋转驱动器可以在两个方向上高效地驱动致动装置/斜面单元。这使得能够补偿楔形斜面装置的方向相关的增强或释放效果。在向后行驶以及向前行驶时，无论是否采用了上述补偿措施，致动装置在两个方向上的电驱动(制动器致动和/或制动器释放)都可以根据需要实现恒定或经调节的制动动力。此外，在现代车辆拓扑中包含外围系统和部件的电气控制技术在较大程度上成为可能(包含在具有集成再生制动的混合传动系中的制动和制动协作)。通过在制动器释放方向上驱动致动机构来释放多盘制动器，同时通过至少一个复位弹簧对应地复位多盘布置。
根据本发明的另一有利改进，如果电驱动器是具有可以由电动马达驱动的可枢转安装的小齿轮的电动马达的形式，那么制动动力的计量被简化，并且其中小齿轮支撑杠杆元件或凸轮元件。如果杠杆元件或凸轮元件被对称地设计，那么当向前和向后行驶时，可以产生相同的制动扭矩。不对称凸轮使制动扭矩能够适应于向前和向后行驶时的不同要求。
在本发明的优选改进的进一步的特别说明中，致动装置在某程度上被设计为楔形齿轮，即，被设计为斜面装置/斜面(构造)单元，并且在这种情形下，致动机构/致动器/电驱动器可以在两个方向(制动器致动或制动器释放)上更精确地并且高效地且可逆地驱动此斜面单元，以达成制动力调节/制动力控制的目的。斜面单元在所有方向上的相应地、对应地进一步发展的、灵敏的且快速控制或调节的驱动实现了经调节的制动性能和/或恒定的制动器致动感觉，尤其是在向后行驶方向和向前行驶方向上。换句话说，这种改良的改进的进一步的有利效果在于，在短行驶距离的情况下，特别是在控制技术方面，可以对致动装置/斜面装置进行非常灵敏地平移和快速或平移转换的控制干预。通过借助于一个或多个复位弹簧复位多盘布置来释放多盘制动器，并且其中致动机构在释放方向上致动该致动装置/斜面单元。
根据本发明的另一有利改进，如果杠杆元件具有滚子轴承，那么当多盘制动器被致动时的摩擦损失可以保持特别低，并且滚子轴承面向斜面单元的控制臂。通过减小杠杆元件与斜面单元之间的摩擦，滚子轴承提高了多盘制动器的效率并减小了迟滞。
根据本发明的另一有利改进，如果小齿轮被设计为带齿扇区，那么多盘制动器特别紧凑。
根据本发明的另一有利改进，如果电驱动器具有可激活的驻车制动装置，那么可以容易制造机动车辆中常用的驻车制动器，并且驻车制动装置在由致动器设定的位置中阻挡或释放斜面单元。此驻车制动装置优选具有螺线管，该螺线管将小齿轮保持在其位置中或释放其运动。
根据本发明的另一有利改进，如果驻车制动装置具有可电磁激活的棘轮，那么驻车制动装置在结构上特别简单，并且棘轮与小齿轮或电驱动器啮合，以用于阻挡或释放。
根据本发明的另一有利改进，如果斜面单元具有支撑在多盘组上的可旋转斜面盘，那么斜面单元的激活在结构上特别简单，斜面盘在旋转时可以在轴向方向上移位，并且致动器被设计成使斜面盘旋转。
根据本发明的另一有利改进，如果斜面单元具有布置在两个多盘布置之间的两个斜面盘，并且如果一个斜面盘可以在一个方向上被驱动并且另一斜面盘可以在另一方向上被驱动以用于在轴向方向上的移位，那么当向前或向后行驶时，可以以相同方式产生多盘制动器的制动动力的自提升。由于这种设计，取决于轴的旋转方向，多盘制动器的自提升所需的斜面盘可以被选择并且在与多盘布置的邻近盘相同的旋转方向上旋转。这种自提升导致增大的制动扭矩，并因此导致增大的制动参数C*，由此，所需致动力可以减小。
根据本发明的另一有利改进，如果斜面盘各自具有控制臂，那么一个或另一斜面盘取决于电驱动器的驱动方向的可选驱动特别简单，杠杆元件被布置在控制臂之间，并且引导装置的斜面盘具有以一距离彼此相对的支撑臂。
根据本发明的另一有利改进，如果斜面盘具有用于部分接纳球的锥形凹槽，那么斜面单元的摩擦损失可以保持特别低。由于这种设计，球在锥形凹槽的边缘上滚动，并取决于斜面盘的旋转位置而不同地突起。这会产生斜面盘的轴向移位。
根据本发明的另一有利改进，如果引导装置不可旋转地连接至壳体，那么多盘制动器在结构上特别改进。
根据本发明的另一有利改进，如果引导装置具有紧固在壳体中的引导销，那么可以特别经济地制造多盘制动器。
根据本发明的另一有利改进，如果壳体被设计成朝向机动车辆的传动装置开放，那么多盘制动器的冷却特别简单。因为机动车辆中的车辆传动装置在任何情况下都具有油润滑，所以可以在传动装置中提供油以用于冷却多盘制动器。这使得多盘制动器特别适用于机动车辆。
根据本发明的另一有利改进，如果可以取决于传动轴的旋转方向而激活致动器，那么在向前和向后行驶时的预期制动扭矩的产生特别简单。以这种方式，一个斜面盘可以在传动轴的一个旋转方向上旋转，并且另一斜面盘可以在另一旋转方向上旋转。
本发明允许许多实施例。为进一步展示其基本原理，在附图中展示了、并且在下文将描述这些实施例中的一个实施例。在附图中：
图1示出了紧固至传动装置的多盘制动器的前视图，
图2示出了图1的多盘制动器的俯视图，
图3示出了沿着线III-III穿过图1的多盘制动器的剖视图，
图4示出了沿着线IV-IV穿过图2的多盘制动器的剖视图，
图5示出了图1的多盘制动器的一些部件的分解图，以及
图6示出了系统的示意图。
图1示出了多盘制动器1，该多盘制动器具有壳体2，具有作为致动机构的致动机构(即，致动器3)并且具有用于连接机动车辆的传动系(未展示)的、不可旋转地布置在传动轴4上的凸缘5。多盘制动器1的壳体2紧固至机动车辆的示意性地展示的传动装置6。
图2以俯视图示出了图1的多盘制动器1的传动装置6的部分区域。传动轴4可以连接至传动装置6的传动装置输出轴(未展示)。多盘制动器1的壳体2朝向传动装置6开放，使得传动装置6的润滑剂回路到达多盘制动器1并且润滑并冷却该多盘制动器。
图3以沿着线III-III穿过图1的多盘制动器1的剖视图示出多盘制动器1具有两个多盘布置7、8以及多盘布置7、8之间的致动装置，该致动装置呈具有两个斜面盘10、11的斜面单元9的形式。多盘布置7、8交替具有衬片盘12和中间盘13。衬片盘12不可旋转地并且可轴向移位地布置在传动轴4上，而中间盘13不可旋转地并且可轴向移位地布置在引导装置14上。引导装置14具有紧固在壳体2中的引导销15。衬片盘12和中间盘13的轴向移动性受到壳体2和引导装置14的限制。
在制动操作期间，此优选致动装置的斜面盘10、11相对于彼此旋转。斜面盘10、11轴向移动分开，并将多盘布置7、8压在一起。这些引起通过传动装置6可旋转的传动轴4与固定至壳体2的引导装置14之间的摩擦接合。
图4以沿着图2中的线IV-IV穿过多盘制动器1的中心区域的剖视图示出了调整机构/致动器3到致动装置/斜面单元9的连接。调整机构/致动器3具有带有致动器齿轮17的电驱动器16。致动器齿轮17具有小齿轮18，该小齿轮被设计为具有杠杆元件19的带齿扇区。杠杆元件19承载滚子轴承20，并且被布置在两个斜面盘10、11的控制臂21、22之间。此外，斜面盘10、11具有支撑臂23、24，斜面盘以支撑臂而面向引导销15。当小齿轮18被电驱动器16驱动时，杠杆元件19偏转到控制臂22中的一个控制臂，由此，相关联的斜面盘11旋转。因此，此斜面盘11的支撑臂24与下一引导销15相距大距离A。另一斜面盘10通过支撑臂23支撑在下一引导销15'上。
在未展示的进一步的实施例中，杠杆元件19被设计为控制凸轮，并且被布置在小齿轮18的旋转轴线上。
图5以分解图示出了多盘制动器1的一些部件。此处可见，电致动机构/电驱动器具有电动马达25。致动器齿轮17被布置在电动马达25与具有杠杆元件19的小齿轮18之间。在斜面盘10、11的锥形凹槽27中被引导的球26被布置在斜面盘10、11之间。凹槽27与斜面盘10、11的旋转方向相切对齐。由于锥形，球26取决于斜面盘10、11的旋转位置相对于彼此轴向移出，并且斜面盘10、11因此展开。
为了简化附图，未展示用于在致动器3未被激励时释放多盘布置7、8的预张紧/致动的复位弹簧。这种复位弹簧紧固至斜面盘10、11，并将这些斜面盘10、11压靠在布置在斜面盘之间的球26上。
图6示出了与本发明以特别有利的方式结合的机电系统相关的充分不言自明的、示意性的且优选的制动器/传动系的系统关系。多盘制动器1的形式的摩擦制动器F.B与再生作用的行驶(制动)系(R.B.S)协作并连通，以达成产生总制动力效应ΣFb的目的，该总制动力效应由摩擦制动力分量和再生(行驶)制动力分量相加构成。仅为了清楚起见，还应补充的是，如参考图1至图5作为优选解决方案提议以举例方式在结构上示出的是，可机电致动的多盘制动器原则上不打算或者不必包含隐含的释放功能性。这是因为多盘制动器在制动器被致动后不容易自动置于要自动地或无电流地释放的位置中。相反，根据本发明主要提出，基于一个或多个预张紧复位弹簧，单独地从外部施加释放力。因此，根据本发明，在斜面盘10、11与驱动器16之间在制动器释放方向上并非必须存在刚性联接。
1 多盘制动器
2 壳体
3 致动器
4 传动轴
5 凸缘
6 传动装置
7 多盘布置
8 多盘布置
9 斜面单元
10 斜面盘
11 斜面盘
12 衬片盘
13 中间盘
14 引导装置
15 引导销
16 电驱动器
17 致动器齿轮
18 小齿轮
19 杠杆齿轮
20 滚子轴承
21 控制臂
22 控制臂
23 支撑臂
24 支撑臂
25 电动马达
26 球
27 凹槽
Bat.电力供应器(例如，蓄电池/电池/可更换电池)
D.B.R.(行驶制动器请求)＝行驶制动器致动/制动器释放
ECU 电子(制动器)控制单元
Ext.Com.跨系统的外部通信/数据总线
F.B.摩擦制动器
R.B.S.再生(行驶)/制动系统
S(制动器)负载测量装置
ΣFb 总制动力
----信号流
____能量流

Claims (15)

1.一种用于机动车辆的多盘制动器(1)，该多盘制动器具有可旋转的传动轴(4)并具有相对于该传动轴(4)固定的引导装置(14)，该多盘制动器具有包括交替布置的衬片盘(12)和中间盘(13)的多盘布置/多盘组(7，8)，其中，所述衬片盘(12)不可旋转地连接至该传动轴(4)或该引导装置(14)，并且所述中间盘(13)不可旋转地连接至该引导装置(14)或该传动轴(4)中的相应另一部件，该多盘制动器进一步包括用于致动/预张紧该多盘布置/多盘组(7，8)的致动装置，比如特别是斜面单元(9)，并且具有用于致动和/或释放该致动装置(9)的致动机构/致动器(3)，其特征在于，该致动机构/致动器(3)具有电驱动器(16)。
2.如权利要求1所述的多盘制动器，其特征在于，该电驱动器(16)被设计为具有旋转轴的旋转可逆的旋转驱动器。
3.如权利要求1和/或2所述的多盘制动器，其特征在于，该电驱动器(16)具有电动马达(25)，该电动马达具有可由电动马达(25)驱动的可枢转安装的小齿轮(18)，并且该小齿轮(18)支撑杠杆元件(19)或凸轮元件。
4.如权利要求3所述的多盘制动器，其特征在于，该杠杆元件(19)具有滚子轴承(20)，并且该滚子轴承(20)面向该斜面单元(9)的控制臂(21，22)。
5.如权利要求3或4所述的多盘制动器，其特征在于，该小齿轮(18)被设计为带齿扇区。
6.如权利要求1至5中的一项或多项所述的多盘制动器，其特征在于，该电驱动器(16)具有可激活的驻车制动装置(28)，并且该驻车制动装置(28)在由该致动器(3)设定的位置中阻挡或释放该致动装置，例如特别是斜面单元(9)。
7.如权利要求6所述的多盘制动器，其特征在于，该驻车制动装置(28)具有可电磁激活的棘轮(29)，并且该棘轮(29)与该小齿轮(18)或该电驱动器(16)啮合。
8.如权利要求1至7中的一项或多项所述的多盘制动器，其特征在于，该致动装置以斜面单元(9)的形式存在，并且具有支撑在该多盘组(7，8)上的可旋转斜面盘(10，11)，该斜面盘(10，11)能够取决于旋转位置在旋转时在轴向方向上移位，并且该致动器(3)被设计成旋转该斜面盘(10，11)。
9.如权利要求8所述的多盘制动器，其特征在于，该斜面单元(9)具有布置在两个多盘组(7，8)之间的两个斜面盘(10，11)，并且一个斜面盘(10)能够在一个方向上被驱动，而另一斜面盘(11)能够在另一方向上被驱动以用于在该轴向方向上的移位。
10.如权利要求9所述的多盘制动器，其特征在于，该斜面盘(10，11)各自具有控制臂(21，22)，该杠杆元件(19)被布置在这些控制臂(21，22)之间，并且该引导装置(14)的斜面盘(10，11)具有以一距离彼此相对的支撑臂(23，24)。
11.如权利要求8至10中的一项或多项所述的多盘制动器，其特征在于，该斜面盘(10，11)具有用于部分接纳球(26)的锥形凹槽(27)。
12.如权利要求1至11中的一项或多项所述的多盘制动器，其特征在于，该引导装置(14)不可旋转地连接至壳体(2)。
13.如权利要求1至12中的一项或多项所述的多盘制动器，其特征在于，该引导装置(14)具有紧固在该壳体(2)中的引导销(15)。
14.如权利要求1至13中的一项或多项所述的多盘制动器，其特征在于，该壳体(2)被设计成朝向该机动车辆的传动装置(6)开放。
15.如权利要求1至14中的一项或多项所述的多盘制动器，其特征在于，该致动机构/致动器(3)能够取决于该传动轴(4)的旋转方向被致动。
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