CN114026347A - 用于可旋转元件的电动鼓式制动器 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于乘用机动车辆的可旋转元件的电动鼓式制动器，其中该鼓式制动器具有制动鼓和与所述制动鼓不可相对转动地连接的制动表面、以及电磁铁结构，其中多个制动蹄可以通过该电磁铁结构被推靠在制动鼓上，并且其中该鼓式制动器具有预加载结构，该预加载结构将电磁铁结构预加载到与制动表面隔开的位置。

Description

用于可旋转元件的电动鼓式制动器
技术领域
本发明涉及一种用于乘用机动车辆的可旋转元件的电动鼓式制动器，特别是用于轴的电动鼓式制动器。因此它是一种乘用机动车辆鼓式制动器。
背景技术
传统的液压驱动鼓式制动器长期以来一直用于乘用机动车辆。鼓式制动器的一种相对新的设计是双联鼓式制动器，例如在文件EP 2 518 360 A1中所披露的。
US 2 377 277 A中披露了一种可通过液压和电磁组合驱动的鼓式制动器，该鼓式制动器包括变阻控制并包括一个特殊的环状制动蹄。在此，在柔性制动蹄的两端之间的凹槽中设置有液压扩张装置，并且电磁驱动器通过横向柔性杠杆连杆作用在所述制动蹄的一端。
发明内容
本发明的一个目的是提供一种已知鼓式制动器的可替代的或者更好的设计。根据本发明，借助于根据权利要求1所述的电动鼓式制动器来实现这个目标。例如可以从从属权利要求中采用有利的配置。
本发明涉及一种用于乘用机动车辆的可旋转元件的电动鼓式制动器，其中可旋转元件可以例如是轴。该鼓式制动器具有与可旋转元件不可相对转动地连接的制动鼓。该鼓式制动器具有与制动鼓不可相对转动地连接的制动表面。在此，制动表面可以附接到与制动鼓分离的元件上，或者也可以在制动鼓上形成。
该电动鼓式制动器具有电磁铁结构，该电磁铁结构具有至少一个电线圈，该至少一个电线圈在通电时产生磁场，该磁场将电磁铁结构推向制动表面，使得电磁铁结构随制动表面在有限范围内同时旋转。这尤其意味着，典型地，在电线圈没有通电的情况下，电磁铁结构不会随制动表面同时旋转，更确切地说是相对于鼓式制动器的基本结构(例如紧固件或者壳体)并不旋转。
电动鼓式制动器具有至少两个制动蹄。电磁铁结构和这些制动蹄被布置成使得当电磁铁结构旋转时，电磁铁结构将制动蹄推靠在制动鼓上。特别是，这使得鼓式制动器能够被驱动。
根据优选实施例，该电动鼓式制动器具有预加载结构，该预加载结构将电磁铁结构预加载到与制动表面隔开的位置。这使得可以避免在根据现有技术的实施例中出现的电磁铁结构与制动表面之间的持续摩擦接触。这尤其允许在需要针对高速和长距离来配置的汽车应用中实现更高运行效率和更高的可靠性。应该提到的是，将电磁铁结构预加载到与制动表面隔开的位置的实施例可以视为是本发明的一个独立方面。
根据一个可能的实施例，制动表面形成在制动鼓上。根据另一个可能的实施例，所述制动表面形成在盘上，该盘与制动鼓分离并且与可旋转元件不可相对转动地连接。
电磁铁结构可以特别是被设计为环形。已经发现这对于典型鼓式制动器是有利的。然而，其他的几何形状也是可行的。
根据优选实施例，电磁铁结构可以具有带有E形或者W形横截面的轭。这尤其使得提供两个电线圈成为可能，其中，通常，每一电线圈分别布置到E形或者W形的相应一个沟槽中。应该提到的是，具有E形或者W形轭的电磁铁结构的设计可以被视为是本发明的一个独立方面。
因此，根据优选实施例，电动鼓式制动器具有两个电线圈。由此尤其可以实现高冗余。例如，如果一个线圈出现故障，则可使用第二个线圈来驱动鼓式制动器。然而，也可以仅使用一个线圈或者多于两个线圈。
优选地，每个电线圈被布置在电磁铁结构的轭的相应的沟槽中。例如，轭可以具有上述已经提到的E形或者W形。然而，其他形状也是可能的，也就是说，用于接纳线圈的沟槽也可以以某种其他方式布置在轭中。
预加载结构优选地具有多个弹簧。通过这种方式，可以以简单的方式实现期望的预加载效果。
该电动鼓式制动器优选地在电磁铁结构与制动蹄之间具有多个测力装置。通过这种方式，能够以有利的方式监控电磁铁结构作用在制动蹄上的力。除了测力装置之外或者代替测力装置，例如也可以使用压力测量装置、位移测量装置和/或应变测量装置。
在优选实施例中，制动鼓的端面由钢制成。所述制动鼓尤其在制动蹄的摩擦区域中可以由灰铸铁制成。已经发现这种材料的组合对典型的应用是有利的。
根据有利的实施例，电磁铁结构可以具有由磁性金属片制成的轭。所述电磁铁结构也可以具有摩擦区域，该摩擦区域在激活状态下与制动表面接合。所述摩擦区域尤其可以由球墨铸铁制成。已经发现这种实施例以及材料的组合对于典型应用是有利的。应该提到的是，由至少两种材料以及优选地由此处指定的材料形成电磁铁结构可以视为是本发明的一个独立方面。
该电动鼓式制动器可以优选地具有用于将电磁铁结构机械地保持在制动表面上的止动机构。通过这种止动机构，特别是在激活状态下，即使例如线圈的通电结束，也能够维持鼓式制动器的效果。例如，这使得鼓式制动器可以用作停车制动器。
根据有利的实施例，电动鼓式制动器可以部分地或者全部地布置在液体或者传动油中。这尤其允许减少摩擦以及有利的冷却。
该电动鼓式制动器尤其可以是双联鼓式制动器(Duo-Duplex-Trommelbremse)。已经发现这里描述的实施例对于鼓式制动器的这种实施例特别有利。
电磁铁结构尤其可以具有多个凸轮，当电磁铁结构旋转时，这些凸轮与制动蹄接合以驱动制动蹄。这种通过凸轮的驱动构成了一种简单且可靠的驱动可行方案。
可旋转元件尤其可以是轴。这种轴例如可以是乘用机动车辆的驱动轴或者轮轴。在这种部位上，通常需要制动动作来制动乘用机动车辆。
制动鼓尤其可以由铝制成，并具有内置的导磁制动表面。由于使用铝，这种设计提供的特别优势是重量特别轻。
根据一个实施例，多个线圈可以与轴向线圈芯以圆形分布的方式布置。这允许在相应的布置中使用多个线圈。
根据本发明的电动鼓式制动器特别是常开/断电分离(stromlos offene)制动器。这意味着只有通过通电才能起作用，否则制动器不会施加制动动作。
这里描述的电动鼓式制动器可以特别有利地用于具有电驱动机的车辆中，电驱动机可以通过相应的电机施加一部分的车辆减速。例如，鼓式制动器可以在位于车轮中心的电驱动装置方面使用。特别是，所述鼓式制动器也可以用于紧急制动操作或者更加剧烈的制动操作。然而，这并不限制根据本发明的鼓式制动器可能的使用性；原则上，鼓式制动器可以用于可旋转元件的任何制动。
上述已经进一步提到的测量装置例如可以配置为用于制动力矩的测量装置。例如，测量装置可以集成在磁性驱动器与蹄之间的连接中。
例如，用于控制线圈通电的电子器件和/或逻辑结构可以布置得紧邻鼓式制动器。例如，电子器件和/或逻辑结构可以布置在ESP控制单元或者一些其他汽车控制单元中。
预加载结构或者回位元件(例如呈弹簧或者类似物的形式)尤其可以确保电磁铁结构与制动表面之间的间隙。
如上所述，通过在摩擦区域中使用球墨铸铁或者使用具有类似积极特性的材料，尤其可以优化磨损性能。
附图说明
进一步的特征和优点将由本领域技术人员参考附图从以下描述的示例性实施例中得出。在附图中：
图1：示出了电动鼓式制动器的分解图，以及
图2：示出了电磁铁结构的截面图。
具体实施方式
图1示出了根据本发明示例性实施例的电动乘用机动车辆鼓式制动器10。
电动鼓式制动器10具有基板20。两个凸出部22、24形成在所述基板上，凸出部承载下面将描述的其他部件。
鼓式制动器10具有第一制动蹄30和第二制动蹄35。相应的制动衬片32、37应用到制动蹄30、35的径向外侧。
鼓式制动器10具有电磁铁结构40。电线圈50布置在所述电磁铁结构中。电磁铁结构40在当前情况下为环形设计，线圈50同样为环形设计。
指向基板20的第一凸轮42和第二凸轮44布置在电磁铁结构40上。当鼓式制动器10与所示取向示出的部件组装在一起时，凸轮42、44不与制动蹄30、35相接合。然而，如果电磁铁结构40旋转，则凸轮42、44将制动蹄30、35径向向外推出。这与鼓式制动器10的激活相对应。
鼓式制动器10具有中间元件60。尤其可以将中间元件60安装到相应的车轮轴承上。
鼓式制动器10具有盘70，在该盘上形成有指向基板20的制动表面，因此制动表面在图1中不可见。盘70安装在中间元件60上。
鼓式制动器10还具有制动鼓80。
当图1中所示部件组装在一起时，盘70与制动鼓80固定连接，即与制动鼓80一起旋转。制动鼓80还连接到比如驱动轴等可旋转元件(未示出)，其中鼓式制动器10的制动动作旨在作用于所述可旋转元件上。相比之下，基板20通常固定安装在车辆中，使得可旋转元件与制动鼓80和盘70一起相对于基板20旋转。
电磁铁结构40通过带有两个示意性示出的弹簧26的预加载结构25被预加载到其基本位置，使其与盘70隔开。由此可以避免电磁铁结构40的持续摩擦。如果线圈50通电，由于磁性作用，电磁铁结构被拉靠到盘70的制动表面上。由于盘70旋转，所以特别是由于由此产生的摩擦，电磁铁结构40也随之旋转。通过这种方式，如以上已经进一步描述的，两个制动蹄30、35向外推出，由此制动衬片32、37与制动鼓80接合。这会产生制动动作。
应该提到的是，电磁铁结构40与盘70的制动表面之间的摩擦已经产生了摩擦。这也已经产生了制动动作，从而将两个制动动作加在一起。
所示设计与双联鼓式制动器的设计相对应。
图2示出了电磁铁结构40的略微修改形式，其也可以用于图1的实施例中。在此，电磁铁结构40具有E形的轭46，从而在轭46中产生两个沟槽。线圈50、55分别布置在这些沟槽的每一个中，这些线圈彼此电独立。在当前情况下，因此提供了具有两个线圈50、55的实施例。这增加了冗余。
朝向盘70的制动表面，电磁铁结构40具有摩擦区域48，该摩擦区域可以由不同于轭46的材料形成。特别地，球墨铸铁可以用于摩擦区域48。已经发现，这对于预期用途而言有利地特别耐用，这会在每次制动操作时产生摩擦。
需要指出的是，为了更快地停用鼓式制动器10，可以主动减少剩余磁化。为此，可以向磁铁施加交变的、下降的电流振幅。
已经发现所示和所描述的实施例是一种廉价的电驱动器，该电驱动器可以承受长的使用寿命以及抗腐蚀和/或污染。正如本申请发明人所发现的那样，可以消除持续摩擦。所示鼓式制动器尤其可以采用封装设计，从而实现高可用性。鼓式制动器可以以紧凑的方式集成在一系列安装空间中。鼓式制动器也可以设计为不带液压供应装置的干式制动器，并且通常仅需要电连接即可激活。
要指出的是，可以在权利要求和说明书中将特征组合描述，例如以便于理解，然而这些特征也可以彼此分开使用。本领域技术人员将理解，这些特征也可以彼此独立地与其他特征或特征组合相结合。
从属权利要求中的从属引用可以表征各个特征的优选组合，但不排除其他特征组合。
附图标记列表:
10：电动鼓式制动器
20：基板
22：凸出部
24：凸出部
25：预加载结构
26：弹簧
30：制动蹄
32：制动衬片
35：制动蹄
37：制动衬片
40：电磁铁结构
42：凸轮
44：凸轮
46：轭
48：摩擦区域
50：线圈
55：线圈
60：中间元件
70：盘
80：制动鼓

Claims (15)

1.一种用于乘用机动车辆的可旋转元件的电动鼓式制动器(10)，其中，该鼓式制动器(10)具有：
-制动鼓(80)，该制动鼓与可旋转元件不可相对转动地连接，
-制动表面，该制动表面与制动鼓(80)不可相对转动地连接，
-电磁铁结构(40)，该电磁铁结构具有至少一个电线圈(50，55)，该至少一个电线圈在通电时产生磁场，该磁场将电磁铁结构(40)推向制动表面，使得电磁铁结构(40)随制动表面在有限范围内同时旋转，以及
-至少两个制动蹄(30，35)，
-其中，电磁铁结构(40)和这些制动蹄(30，35)被布置为使得当电磁铁结构(40)旋转时这些制动蹄(30，35)被电磁铁结构(40)推靠在制动鼓(80)上，
-其中，鼓式制动器(10)具有预加载结构(25)，该预加载结构将电磁铁结构(40)预加载到与制动表面隔开的位置。
2.根据权利要求1所述的电动鼓式制动器(10)，
-其中，制动表面形成在制动鼓(80)上或者形成在盘(70)上，盘与制动鼓(80)分离并且与可旋转元件不可相对转动地连接。
3.根据前述权利要求中任一项所述的电动鼓式制动器(10)，
-其中，电磁铁结构(40)被设计为环形。
4.根据前述权利要求中任一项所述的电动鼓式制动器(10)，
-其中，电磁铁结构(40)具有带有E形或者W形横截面的轭(46)。
5.根据前述权利要求中任一项所述的电动鼓式制动器(10)，
-其中，电磁铁结构(40)具有两个电线圈(50，55)。
6.根据权利要求5所述的电动鼓式制动器(10)，
-其中，每个电线圈(50，55)布置在电磁铁结构(40)的轭(46)的相应的沟槽中。
7.根据前述权利要求中任一项所述的电动鼓式制动器(10)，
-其中，预加载结构(25)具有多个弹簧(26)。
8.根据前述权利要求中任一项所述的电动鼓式制动器(10)，
-电动鼓式制动器在电磁铁结构(40)与制动蹄(30，35)之间具有多个测力装置。
9.根据前述权利要求中任一项所述的电动鼓式制动器(10)，
-其中，电磁铁结构(40)具有由磁性金属片制成的轭(46)和/或具有由球墨铸铁制成的并且在激活状态下与制动表面接合的摩擦区域(48)。
10.根据前述权利要求中任一项所述的电动鼓式制动器(10)，
-电动鼓式制动器具有用于将电磁铁结构(40)机械地保持在制动表面上的止动机构。
11.根据前述权利要求中任一项所述的电动鼓式制动器(10)，
-电动鼓式制动器部分地或者全部地布置在液体或者传动油中。
12.根据前述权利要求中任一项所述的电动鼓式制动器(10)，
-其中，鼓式制动器(10)是双联鼓式制动器。
13.根据前述权利要求中任一项所述的电动鼓式制动器(10)，
-其中，电磁铁结构(40)具有多个凸轮(42，44)，当电磁铁结构(40)旋转时，多个凸轮与这些制动蹄(30，35)接合以驱动制动蹄。
14.根据前述权利要求中任一项所述的电动鼓式制动器(10)，
-其中，制动鼓(80)由铝制成，并具有内置的导磁制动表面。
15.根据前述权利要求中任一项所述的电动鼓式制动器(10)，
-其中，多个线圈(50，55)与轴向线圈芯以圆形分布的方式布置。
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