CN114893517A - 一种简化制动间隙自动调整装置及鼓式制动器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种简化制动间隙自动调整装置及鼓式制动器，包括调整臂，调整臂上设置有贯穿的棘轮孔，花键轮设置在棘轮孔中，花键轮内同轴设置有贯穿的花键孔，花键轮与棘轮孔之间设置有棘爪槽，弹片设置在棘爪槽中，棘爪设置在弹片上，花键轮的端面上设置有第二棘齿，第二棘齿与棘环上设置的第三棘齿配合，棘环上设置第一限位凸起，悬挂控制臂上设置有第二限位凸起，悬挂控制臂上设置有扭转螺旋弹簧，调整臂上设置有盖板，盖板与调整臂固定相连，悬挂控制臂和离合控制臂上均设置在盖板上。在本装置中，通过几个零部件的组合，可以实现鼓式制动器的间隙自动调节，本装置的结构简单，零部件的数量少，使得本装置的制造成本低廉。

Description

一种简化制动间隙自动调整装置及鼓式制动器

技术领域

本发明涉及汽车制动技术领域，特别涉及一种简化制动间隙自动调整装置及鼓式制动器。

背景技术

在GB7258-2017(商用车安全技术条件)中的第7.2.7条规定：“制动器应有磨损补偿装置，总质量大于3500kg的货车和专项作业车(具有全轮驱动功能的货车和专项作业车除外)、总质量大于3500kg的半挂车，以及所有危险货物运输车辆的所有行车制动器应装备制动间隙自动调整装置”。

自动调整臂连同鼓式制动器在行业中作为所谓的“自动松紧调整器”而公知并用于调节制动摩擦片和制动鼓之间的间隙。在现有技术中已经被证实为不利的是，间隙在公知的工作原理下尽管有复杂和经过改良的调校机构仍会发生波动，部分情况下甚至高达50％。在现有技术中目前仍遇到这样的问题，即，用于自动调整臂的调校单元的各个组成部分以非常小的公差制造，这带来了高时间成本和高经济成本。此外，在现有技术中被认为不利的是，部分高复杂度的单元的装配是很麻烦的。

由于市场上现有的自调装置由普调臂演变而来，蜗轮蜗杆结构仍然是基础结构，比如专利申请号为2020212194259，专利名称为“一种轻卡用半通斜齿间隙自动调整臂”的中国专利；再比如专利申请号为2020205507047，专利名称为“重型制动间隙自动调整臂”的中国专利，上述专利都采用蜗轮蜗杆结构，该结构的制动间隙自动调整装置会造成装置的零件数量很多，由于近两年原材料价格上涨，因此成本高。零件之间的配合多，失效几率大。并且仍然保留了在自调装置工作过程中不产生作用的手调功能，形成浪费。随着90后逐渐成为商用车消费主体，全自动、免维护的产品越来越受欢迎。所以市场迫切需要结构简单、轻量化及价格低的产品。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种简化制动间隙自动调整装置及鼓式制动器。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

一种简化制动间隙自动调整装置，包括调整臂、弹片、棘爪、花键轮、棘环、扭转螺旋弹簧、盖板、悬挂控制臂和离合控制臂，所述调整臂上设置有贯穿的棘轮孔，所述花键轮设置在所述棘轮孔中且与所述棘轮孔配合，所述花键轮内同轴设置有贯穿的花键孔，所述花键轮与所述棘轮孔之间设置有棘爪槽，所述弹片设置在所述棘爪槽中且与所述棘爪槽配合，所述棘爪设置在所述弹片上且与第一棘齿配合，所述花键轮的端面上设置有第二棘齿，所述第二棘齿与所述棘环一侧端面上设置的第三棘齿配合，所述棘环的另一侧端面上设置若干第一限位凸起，所述悬挂控制臂上设置有与所述第一限位凸起配合的第二限位凸起，所述悬挂控制臂上设置有使所述棘环复位的所述扭转螺旋弹簧，所述调整臂上设置有防止所述花键轮从所述棘轮孔中脱离的所述盖板，所述盖板与所述调整臂固定相连，所述悬挂控制臂和所述离合控制臂分别设置在两侧的所述盖板上。

进一步地，所述棘环、所述盖板、所述悬挂控制臂和所述离合控制臂上均设置有贯穿的通孔，所述通孔与所述棘轮孔同轴设置。

进一步地，所述棘环的端面上等间距设置有若干所述第一限位凸起，若干所述第一限位凸起呈环形且与所述棘轮孔同轴设置，所述悬挂控制臂上等间距设置有若干所述第二限位凸起，所述第二限位凸起与所述第一限位凸起配合，所述扭转螺旋弹簧呈圆形设置在所述环形的内侧或者外侧。。

进一步地，所述第一限位凸起设置有第一固定孔，所述第二限位凸起上设置有第二固定孔，所述扭转螺旋弹簧的一端设置在所述第一固定孔中，所述扭转螺旋弹簧的另一端设置在所述第二固定孔中。

进一步地，所述离合控制臂上等间距设置有若干所述第三限位凸起，若干所述第三限位凸起呈环形且与所述棘轮孔同轴设置，且第三限位凸起上设置的所述斜面与所述棘爪配合。

进一步地，所述棘轮孔的侧壁上等间距至少设置有两个所述棘爪槽，所述棘爪槽中均安装有所述弹片和所述棘爪。

进一步地，所述弹片上设置有截面呈圆弧形的安装槽，所述棘爪的一端设置有与所述安装槽中且与所述安装槽配合，所述棘爪的另一端设置有与所述第一棘齿配合的第四棘齿。

进一步地，所述悬挂控制臂上设置有用于调节所述悬挂控制臂位置的微调孔，所述微调孔呈腰圆形。

进一步地，所述离合控制臂上设置有若干第三限位凸起，所述第三限位凸起上设置有用于解除所述棘爪和花键轮结合的斜面。

一种鼓式制动器，包括凸轮轴、制动机构和轻量化制动间隙自动调整装置，所述凸轮轴的一端设置在所述花键孔内且与所述花键孔配合，所述凸轮轴的另一端与所述制动机构相连。

进一步地，所述制动机构包括制动底板、制动蹄片、复位弹簧、凸轮、制动气室和推杆，所述制动底板上呈对称设置有两个所述制动蹄片，所述制动蹄片通过固定轴设置在所述制动底板上，且所述制动蹄片可绕所述固定轴转动，两个所述制动蹄片的另一端通过所述复位弹簧相连，且其端部与呈S型的所述凸轮配合，所述凸轮与所述凸轮轴固定相连，所述制动蹄片的端部设置有滚轮，所述滚轮与所述制动蹄片接触，所述推杆的一端与所述制动气室相连，所述推杆的另一端与所述调整臂的端部铰接。

本发明的有益效果是：

1)在本装置中，通过调整臂、弹片、棘爪、花键轮、棘环、扭转螺旋弹簧、盖板和悬挂控制臂几个零部件的组合，可以实现鼓式制动器的间隙自动调节，本装置的结构简单，零部件的数量少，使得本装置的制造成本低廉。

2)在本装置中，由于零部件的数量少，所以自动调整间隙更加稳定可靠。

附图说明

图1为鼓式制动器的连接机构图；

图2为轻量化制动间隙自动调整装置的立体结构图一；

图3为棘环与悬挂控制臂之间的连接结构图；

图4为轻量化制动间隙自动调整装置的组装结构剖面图；

图5为轻量化制动间隙自动调整装置的立体结构图二；

图6为棘爪与斜面之间的配合结构图。

图中，1-调整臂，2-弹片，3-棘爪，4-花键轮，5-棘环，6-扭转螺旋弹簧，7-盖板，8-悬挂控制臂，9-微调孔，10-棘轮孔，11-花键孔，12-棘爪槽，13-第一棘齿，14-第二棘齿，15-第三棘齿，16-第一限位凸起，17-第二限位凸起，18-第一固定孔，19-第二固定孔，20-安装槽，21-第四棘齿，22-凸轮轴，23-制动底板，24-制动蹄片，25-复位弹簧，26-凸轮，27-固定轴，28-滚轮，29-制动气室，30-推杆，31-离合控制臂，32-第三限位凸起，33-斜面。

具体实施方式

下面将结合实施例，对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域技术人员在没有付出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

参阅图1-图6，本发明提供一种技术方案：

一种简化制动间隙自动调整装置，包括调整臂1、弹片2、棘爪3、花键轮4、棘环5、扭转螺旋弹簧6、盖板7、悬挂控制臂8和离合控制臂31，调整臂1上设置有贯穿的棘轮孔10，花键轮4设置在棘轮孔10中且与棘轮孔10配合，花键轮4内同轴设置有贯穿的花键孔11，花键轮4与棘轮孔10之间设置有棘爪槽12，弹片2设置在棘爪槽12中且与棘爪槽12配合，棘爪3设置在弹片2上且与第一棘齿13配合，花键轮4的端面上设置有第二棘齿14，第二棘齿14与棘环5一侧端面上设置的第三棘齿15配合，棘环5的另一侧端面上设置若干第一限位凸起16，悬挂控制臂8上设置有与第一限位凸起16配合的第二限位凸起17，悬挂控制臂8上设置有使棘环5复位的扭转螺旋弹簧6，调整臂1上设置有防止花键轮4从棘轮孔10中脱离的盖板7，盖板7与调整臂1固定相连，悬挂控制臂8和离合控制臂31分别设置在两侧的盖板7上。其中，弹片2可以是螺旋弹簧或O型圈弹簧钢丝等，作用是将棘爪3紧紧压在花键轮4上面的第一棘齿13上。棘爪3可以安装在花键轮4上面，第一棘齿13可以设置在调整臂1上的棘轮孔10中。悬挂控制臂8只要能够满足限制棘环5转动即可，可以是任意形状。棘爪3和花键轮4之间以及花键轮4和棘环5之间棘齿的结构不限于图示结构。调整臂1和花键轮4之间的单向传动，可以采用摩擦滚针及楔形块等。在棘轮孔10的两端都设置有盖板7，盖板7通过螺栓与调整臂1固定相连，盖板7的作用是限制弹片2和棘爪3从棘爪槽12中脱离出来，同时也限制花键轮4从棘轮孔10中脱离出来。盖板7起轴向定位调整臂1内部零件的作用，密封的作用，悬挂控制臂8的作用。棘爪槽12与第一棘齿13之间的设置方式有两种：第一种是棘爪槽12设置在棘轮孔10的侧壁上，第一棘齿13设置在花键轮4外圆上且与棘爪3上的第四棘齿21配合；第二种是棘爪槽12设置在花键轮4外圆上，第一棘齿13设置在棘轮孔10的侧壁上且与棘爪3上的第四棘齿21配合。离合控制臂31上设置有若干第三限位凸起32，第三限位凸起32上设置有用于解除棘爪3和花键轮4结合的斜面33。斜面33实际是用于解除第一棘齿13和第四棘齿21之间的配合关系。在本装置中，离合控制臂上31等间距设置有三个第三限位凸起32，三个第三限位凸起32呈环形且与棘轮孔10同轴设置，且第三限位凸起32上设置的斜面33与棘爪33上第四棘齿21的配合。离合控制臂31用于解除调整臂1和花键轮4的结合，实际是解除第一棘齿13与第四棘齿21之间的配合关系，在需要拆除调整臂1及制动抱死时应急时使用，一般情况下离合控制臂31和盖板7固定在一起，避免误操作，其工作原理是，通过第三限位凸起32上的斜面33将第四棘齿21顶起，使得棘爪3上的第四棘齿21与花键轮4上的第一棘齿13实现分离。在调整臂1上设置有离合控制臂31，离合控制臂31与悬挂控制臂8分别设置在棘轮孔10的两端，离合控制臂31上设置有与花键轮4配合的第三限位凸起32，第三限位凸起32的数量与棘爪3的数量相同且配合，在第二限位凸起17与第三限位凸起32的作用下，花键轮4位于棘轮孔10的中部。

在一些实施例中，棘环5、盖板7、悬挂控制臂8和离合控制臂31上均设置有贯穿的通孔，通孔与棘轮孔10同轴设置。棘环5和悬挂控制臂8上的通孔与凸轮轴22配合，不会影响凸轮轴22的转动。盖板7上的通孔直径更大，棘环5上的第一限位凸起16和悬挂控制臂8上的第二限位凸起17均处在盖板7上的通孔内。

在一些实施例中，棘环5的端面上等间距设置有若干第一限位凸起16，若干第一限位凸起16呈环形且与棘轮孔10同轴设置，悬挂控制臂8上等间距设置有若干第二限位凸起17，第二限位凸起17与第一限位凸起16配合，扭转螺旋弹簧6呈圆形设置在环形的内侧或者外侧。本装置中，在棘环5的端面上等间距设置有三个第一限位凸起16，三个第一限位凸起16呈环形设置，悬挂控制臂8上等间距设置有三个第二限位凸起17，任一第二限位凸起17均设置与两个第一限位凸起16之间，扭转螺旋弹簧6可设置在环形内侧，也可以设置在环形的外侧。第一限位凸起16设置有第一固定孔18，第二限位凸起17上设置有第二固定孔19，扭转螺旋弹簧6的一端设置在第一固定孔18中，扭转螺旋弹簧6的另一端设置在第二固定孔19中。扭转螺旋弹簧6紧贴第一限位凸起16和第二限位凸起17的壁设置，扭转螺旋弹簧6在动作过程中不影响凸轮轴22的转动，扭转螺旋弹簧6的长度至少围成一个整圆。

在一些实施例中，棘轮孔10的侧壁上等间距至少设置有两个棘爪槽12，棘爪槽12中均安装有弹片2和棘爪3。弹片2上设置有截面呈圆弧形的安装槽20，棘爪3的一端设置有与安装槽20中且与安装槽20配合，棘爪3的另一端设置有与第一棘齿13配合的第四棘齿21。棘爪3可根据需求设置组数，组与组之间错开设置，以满足减小响应度数的目的。通过弹片2与棘爪3的组合，使得弹片2具有更好的弹性。

在一些实施例中，悬挂控制臂8上设置有用于调节悬挂控制臂8位置的微调孔9，微调孔9呈腰圆形。微调孔9用于微调棘环5、花键轮4与棘爪3之间的关系，在制动气室29的推杆30初始状态下的接合位置(该接合位置为第一棘齿13与第四棘齿21啮合的位置)，当制动气室29推动推杆30时，花键轮4即刻响应。

一种鼓式制动器，包括凸轮轴22、制动机构和轻量化制动间隙自动调整装置，凸轮轴22的一端设置在花键孔11内且与花键孔11配合，凸轮轴22的另一端与制动机构相连。制动机构包括制动底板23、制动蹄片24、复位弹簧25和凸轮26，制动底板23上呈对称设置有两个制动蹄片24，制动蹄片24通过固定轴27设置在制动底板23上，且制动蹄片24可绕固定轴27转动，两个制动蹄片24的另一端通过复位弹簧25相连，且其端部与呈S型的凸轮26配合，凸轮26与凸轮轴22固定相连。制动蹄片24的端部设置有滚轮28，滚轮28与制动蹄片24接触。还包括制动气室29和推杆30，推杆30的一端与制动气室29相连，推杆30的另一端与调整臂1的端部铰接。其中，凸轮轴22由花键轮4带动转动，凸轮轴22转动时会带动凸轮26转动，凸轮26转动时使得制动底板23上的两个制动蹄片24向两侧分开，两个制动蹄片24各自绕着各自的固定轴27转动，固定轴27与制动底板23固定相连。复位弹簧25的作用是使得分开的两个制动蹄片24重新靠近，达到复位的目的。制动气室29为现有技术，制动气室29带动推杆30移动，推杆30带动调整臂1绕凸轮轴22转动。

在一些实施例中，本发明涉及一种用于鼓式制动器的自动调整结构，尤其是载货车鼓式制动器的自动调整结构。根据本发明提出，自动调整结构具有根据此处所述优选实施方式的轻量化制动间隙自动调整装置。在这方面，关于轻量化制动间隙自动调整装置的优点和技术效果参见上述实施方案。自动调整结构拥有与根据本发明的轻量化制动间隙自动调整装置相同的优选实施方式。

在一些实施例中，本发明还涉及一种车辆，尤其是载货车，其具有多个车轮，车轮中的一个、多个或全部利用鼓式制动器制动，其中一个、多个或全部鼓式制动器分别配属有具有轻量化制动间隙自动调整装置的自动调整结构。根据本发明提出，其涉及根据本发明所述的优选实施方式的轻量化制动间隙自动调整装置或者说涉及根据本发明所述的优选实施方式的自动调整结构。

(1)无需自动补偿时

制动器制动时，制动气室29上的推杆30推动调整臂1转动，并通过棘爪3带动花键轮4转动，进而通过凸轮轴22带动凸轮26转动，打开制动蹄片24，使制动蹄片24与制动鼓之间的间隙消除从而产生制动力。在这期间花键轮4的端面第二棘齿14通过第三棘齿15带动棘环5跟着转动，棘环5上的第一限位凸起16与悬挂控制臂8上的第二限位凸起17之间的间隙C逐渐减小到零，扭转螺旋弹簧6使棘环5紧紧贴合花键轮4，并助力棘环5跟着花键轮4转动，避免误判间隙。其中，间隙C为第一限位凸起16与第二限位凸起17之间的间隙圆弧长度。

(2)自动补偿制动间隙时

制动器制动时，当制动蹄片24与制动鼓之间的间隙偏大时，棘爪3继续带动花键轮4转动a角度，花键轮4也有继续带动棘环5转动的趋势，但是棘环5上的第一限位凸起16与悬挂控制臂8上的第二限位凸起17之间的间隙C已经为零，无法继续转动，此时花键轮4和棘环5之间产生相对转动，记录间隙。制动撤除后，制动器中的复位弹簧25带动凸轮26及凸轮轴22转动，凸轮轴22再带动花键轮4往回转动，花键轮4同时带动调整臂1和棘环5往回转动，棘环5和悬挂控制臂8上的间隙C回到初始值后，悬挂控制臂8阻止棘环5、花键轮4、凸轮轴22继续往回转动，从而实现间隙的补偿。自调整臂1在制动气室29的推杆30的拉动下，继续往回转动a角度，棘爪3相对于花键轮4跳齿，直到推杆30回到初始位置。

(3)拆卸调整臂或者复位制动间隙时

当制动蹄片24与制动鼓之间的间隙为零或者想拆卸调整臂1时，转动离合控制臂31，使斜面33将棘爪3顶起，进而使得棘爪3上的第四棘齿21与花键轮4上的第一棘齿13实现分离，花键轮4在复位弹簧25的作用下，往回转动，达到间隙复位的目的，在这个状态下，调整臂1相对于花键轮4可以自由转动，方便拆卸调整臂1。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当理解本发明并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本发明的精神和范围，则都应在本发明所附权利要求的保护范围内。

Claims (10)

1.一种简化制动间隙自动调整装置，其特征在于：包括调整臂(1)、弹片(2)、棘爪(3)、花键轮(4)、棘环(5)、扭转螺旋弹簧(6)、盖板(7)、悬挂控制臂(8)和离合控制臂(31)，所述调整臂(1)上设置有贯穿的棘轮孔(10)，所述花键轮(4)设置在所述棘轮孔(10)中且与所述棘轮孔(10)配合，所述花键轮(4)内同轴设置有贯穿的花键孔(11)，所述花键轮(4)与所述棘轮孔(10)之间设置有棘爪槽(12)，所述弹片(2)设置在所述棘爪槽(12)中且与所述棘爪槽(12)配合，所述棘爪(3)设置在所述弹片(2)上且与第一棘齿(13)配合，所述花键轮(4)的端面上设置有第二棘齿(14)，所述第二棘齿(14)与所述棘环(5)一侧端面上设置的第三棘齿(15)配合，所述棘环(5)的另一侧端面上设置若干第一限位凸起(16)，所述悬挂控制臂(8)上设置有与所述第一限位凸起(16)配合的第二限位凸起(17)，所述悬挂控制臂(8)上设置有使所述棘环(5)复位的所述扭转螺旋弹簧(6)，所述调整臂(1)上设置有防止所述花键轮(4)从所述棘轮孔(10)中脱离的所述盖板(7)，所述盖板(7)与所述调整臂(1)固定相连，所述悬挂控制臂(8)和所述离合控制臂(31)分别设置在两侧的所述盖板(7)上。

2.根据权利要求1所述的一种简化制动间隙自动调整装置，其特征在于：所述棘环(5)、所述盖板(7)、所述悬挂控制臂(8)和所述离合控制臂(31)上均设置有贯穿的通孔，所述通孔与所述棘轮孔(10)同轴设置。

3.根据权利要求1所述的一种简化制动间隙自动调整装置，其特征在于：所述棘环(5)的端面上等间距设置有若干所述第一限位凸起(16)，若干所述第一限位凸起(16)呈环形且与所述棘轮孔(10)同轴设置，所述悬挂控制臂(8)上等间距设置有若干所述第二限位凸起(17)，所述第二限位凸起(17)与所述第一限位凸起(16)配合，所述扭转螺旋弹簧(6)呈圆形设置在所述环形的内侧或者外侧。

4.根据权利要求3所述的一种简化制动间隙自动调整装置，其特征在于：所述第一限位凸起(16)设置有第一固定孔(18)，所述第二限位凸起(17)上设置有第二固定孔(19)，所述扭转螺旋弹簧(6)的一端设置在所述第一固定孔(18)中，所述扭转螺旋弹簧(6)的另一端设置在所述第二固定孔(19)中。

5.根据权利要求1所述的一种简化制动间隙自动调整装置，其特征在于：所述棘轮孔(10)的侧壁上等间距至少设置有两个所述棘爪槽(12)，所述棘爪槽(12)中均安装有所述弹片(2)和所述棘爪(3)。

6.根据权利要求1所述的一种简化制动间隙自动调整装置，其特征在于：所述弹片(2)上设置有截面呈圆弧形的安装槽(20)，所述棘爪(3)的一端设置有与所述安装槽(20)中且与所述安装槽(20)配合，所述棘爪(3)的另一端设置有与所述第一棘齿(13)配合的第四棘齿(21)。

7.根据权利要求1所述的一种简化制动间隙自动调整装置，其特征在于：所述悬挂控制臂(8)上设置有用于调节所述悬挂控制臂(8)位置的微调孔(9)，所述微调孔(9)呈腰圆形。

8.根据权利要求1所述的一种简化制动间隙自动调整装置，其特征在于：所述离合控制臂(31)上设置有若干第三限位凸起(32)，所述第三限位凸起(32)上设置有用于解除所述棘爪(3)和花键轮(4)结合的斜面(33)。

9.一种鼓式制动器，其特征在于：包括凸轮轴(22)、制动机构和如权利要求1-8中任一项所述的轻量化制动间隙自动调整装置，所述凸轮轴(22)的一端设置在所述花键孔(11)内且与所述花键孔(11)配合，所述凸轮轴(22)的另一端与所述制动机构相连。

10.根据权利要求9所述的一种鼓式制动器，其特征在于：所述制动机构包括制动底板(23)、制动蹄片(24)、复位弹簧(25)、凸轮(26)、制动气室(29)和推杆(30)，所述制动底板(23)上呈对称设置有两个所述制动蹄片(24)，所述制动蹄片(24)通过固定轴(27)设置在所述制动底板(23)上，且所述制动蹄片(24)可绕所述固定轴(27)转动，两个所述制动蹄片(24)的另一端通过所述复位弹簧(25)相连，且其端部与呈S型的所述凸轮(26)配合，所述凸轮(26)与所述凸轮轴(22)固定相连，所述制动蹄片(24)的端部设置有滚轮(28)，所述滚轮(28)与所述制动蹄片(24)接触，所述推杆(30)的一端与所述制动气室(29)相连，所述推杆(30)的另一端与所述调整臂(1)的端部铰接。

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