CN117501029A - 结合有机电驻车制动器的盘式制动器 - Google Patents

Abstract

一种盘式制动器，该盘式制动器包括：承载件(11)；至少一个第一制动衬块(P1)，第一制动衬块(P1)以滑动的方式安装在承载件(11)中，第一制动衬块(P1)包括衬块支承件和摩擦材料；以及卡钳(12)，卡钳(12)包括两个可液压致动的活塞(15、16)。盘式制动器包括：第三活塞(18)，第三活塞(18)至少可以由构造成使第三活塞(18)轴向移动的致动器(20)致动，第三活塞(18)布置在两个活塞(15、16)之间；和接合装置，接合装置布置在第三活塞(18)与衬块支承件之间，接合装置包括板(30)，板(30)包括各自与可液压致动的活塞(15、16)对准并且被活塞(15、16)穿过的两个贯通开口(32、34)，并且另一活塞(18)的头部意在与位于两个开口之间的板形成接触。

Description

结合有机电驻车制动器的盘式制动器

技术领域和现有技术

本发明涉及盘式制动器、特别是至少部分电致动的盘式制动器的领域。

盘式制动器的示例包括意在固定至机动车辆的转向节的承载件、相对于承载件浮动安装的卡钳、意在与固定在轮上旋转的制动盘形成接触的两个制动衬块。卡钳包括活塞，活塞可以在加压流体的作用下移动，以将衬块中的一个衬块抵靠在制动盘的一个面上。通过反作用力，卡钳滑动并且将另一衬块抵靠在制动盘的另一面上。

当压力释放时，活塞向后移动并且允许与其接触的衬块移动远离制动盘，制动力被取消。另一衬块也移动远离盘的另一面。

在汽车工业中，驻车制动的功能是在车辆静止时将其固定，以防止车辆意外移动。驻车制动的功能还满足要求独立于行车制动系统的第二制动系统的法律规定，该第二止动系统通常是液压的。

还存在配备有驻车制动器或机电驻车制动器的盘式制动器，该盘式制动器包括在电动马达的作用下允许活塞移动以便使制动衬块抵靠盘的装置。该装置例如是蜗杆并且容纳在活塞中。位于乘客舱中的按钮允许启用驻车制动。行驶期间的制动是通过液压致动实现的。

期望具有一种盘式制动器，其中，活塞在制动衬块上的推力以更平衡的方式分布。

此外，在大型车辆和/或高功率车辆的应用中，规定使用双活塞盘式制动器，也就是说包括两个活塞，这两个活塞被同时致动以使衬块抵靠盘。这种盘式制动器允许产生显著的制动功率。

这种类型的盘式制动器例如在多用途车辆比如运货车或轻型卡车、被称为大型跑车的车或者运动型多用途车辆或SUV中使用。

当希望将机电驻车制动功能与双活塞盘式制动器结合时，需要用于每个活塞的马达和力链。然而，使用两个马达会增加制动器的整体尺寸及其质量。此外，这种结合是复杂的。

发明内容

因此，本发明的目的是提供一种至少具有两个可液压致动的活塞的盘式制动器，该盘式制动器结合了机电驻车制动功能而没有上述缺点。

上述目的通过包括至少两个活塞、推动构件以及位于推动构件与制动衬块之间的接合装置的盘式制动器实现。

至少两个活塞是可液压致动的，并且可以是或不是活塞的推动构件由齿轮马达致动，该元件布置在两个可液压致动的活塞之间。接合装置抵靠衬块支承件搁置，并且包括设置有两个贯通开口的板，两个贯通开口布置成由两个可液压致动的活塞的活塞头部穿过，活塞头部与衬块支承件形成接触。由电动马达致动的推动构件意在支撑抵靠在板的位于两个贯通开口之间的中央区域中的板上。

在中央推动构件与衬块之间的接合板的应用确保了在制动衬块上的平衡和均匀分布。

有利地，驻车制动器的致动通过两个步骤获得：

-至少两个活塞的液压致动，以将衬块施加到盘上。

-通过向电动马达供电来致动推动构件，从而允许增加作用在盘上的力并将衬块锁定在盘上。

-释放两个活塞中的液压压力。

借助两个活塞将制动衬块抵靠在制动盘上的应用自动确保了制动衬块上平衡且均匀的力的分布，并且通过推动构件经由接合板的中央区域将衬块保持在制动盘上确保了保持这种平衡且均匀的力。

换句话说，生产的双活塞制动器包括中央元件，该中央元件经由确保制动衬块上的按压力的平衡和均匀修复的板而压靠制动衬块。

本发明易于实现，并且不需要为其结合而对制动器做出修改。此外，本发明允许使用已经在单活塞盘式制动器中使用的机电驻车制动致动器。

在示例性实施方式中，推动构件是活塞，其也是可液压致动的。

有利地，该接合装置由承载件引导。

本发明涉及一种盘式制动器，该盘式制动器包括：承载件；至少一个第一制动衬块，第一制动衬块以滑动的方式安装在承载件中，所述第一制动衬块包括衬块支承件和摩擦材料；卡钳，卡钳包括用于使所述第一衬块移动的装置，该装置至少包括第一活塞和第二活塞，第一活塞和第二活塞以滑动的方式安装在卡钳中并且是可液压致动的，以便使第一制动衬块相对于承载件移动。制动器还包括至少一个推动构件，推动构件以滑动的方式安装在卡钳中并且至少可以由构造成使推动构件轴向移动的致动器致动，该推动构件在基于横向方向考虑的情况下布置在第一活塞与第二活塞之间。制动器还包括布置在推动构件与衬块支承件之间的接合装置，所述接合装置包括接合板，为了与衬块支承件形成接触，该接合板包括与第一活塞对准并且被第一活塞的活塞头部穿过的第一贯通开口和与第二活塞对准并且被第二活塞的活塞头部穿过的第二贯通开口，并且所述推动构件的头部意在与位于第一开口与第二开口之间的接合板形成接触。

有利地，接合装置的接合板由承载件轴向导引。

优选地，第一开口和第二开口的尺寸使得第一活塞和第二活塞分别在第一开口和第二开口中自由滑动。

板有利地由硬钢制成。

在示例性实施方式中，推动构件是可液压致动的。

在一个示例中，制动器可以包括第二制动衬块，并且其中，卡钳以相对于承载件滑动的方式安装。

本发明还涉及一种用于盘式制动器的接合装置，所述盘式制动器包括至少两个可液压致动的活塞和至少可以电力致动的推动构件，所述装置包括接合板，该接合板构造成容纳在衬块支承件与用于将所述衬块朝向制动盘移动的装置之间，所述接合板包括用于所述两个可液压致动的活塞的通路的两个开口以及实心的中央区域。

接合装置有利地构造成至少由盘式制动器的承载件轴向导引。

有利地，接合板由硬钢制成。

本申请的另一个目的是根据启用驻车制动器的指令来致动根据本发明的盘式制动器的方法，该方法包括：

a)通过施加液压压力来使第一活塞和第二活塞移动，以便通过接合板与衬块支承件直接接触，并且将制动衬块的摩擦材料抵靠在制动盘上。

b)保持液压压力。

c)借助于所述致动器使推动构件移动，以便支承抵靠在接合板上，并且通过接合板进一步将制动衬块的摩擦材料抵靠在制动盘上。

d)将推动构件封锁就位。

e)释放液压压力。

在示例性实施方式中，在步骤a)期间，通过施加液压压力使推动构件移动。

根据停用驻车制动器的指令，该致动方法可以包括：

-通过施加液压压力使第一活塞和第二活塞移动，以便在抵靠制动盘的制动衬块的摩擦材料上施加额外的力。

-保持液压压力。

-借助于所述致动器使推动构件移动远离接合板。

-释放液压压力。

附图说明

根据以下描述和附图将更好地理解本发明，在附图中：

图1是根据本发明的盘式制动器的示例的立体图。

图2是省略了卡钳的图1的制动器的俯视图的示意图。

图3A是根据本发明的示例接合装置的前视图。

图3B是示出了沿着与活塞配合的图3A的装置的沿着平面A-A截取的横截面。

图4A、图4B、图4C、图4D是在驻车制动器的启用阶段期间图1的制动器的不同构型的示意图。

具体实施方式

轴向方向与盘轴线平行，并且横向方向与盘轴线正交。

上游和下游方向在制动期间活塞的轴向运动的方向上进行考虑。

盘式制动器10包括卡钳12，该卡钳12包括后壳14，其中，以滑动的方式沿着轴线x轴向安装有第一制动活塞15和第二制动活塞16。盘式制动器还包括意在固定在轮的转向节上的承载件11。承载件11支承制动蹄或制动衬块P1和P2(图2)。每个制动衬块包括意在与第一活塞15的头部15.1和第二活塞16的头部16.1分别接触或与卡钳头部接触的衬块支承件和意在与制动盘接触的制动衬垫。

盘式制动器包括允许卡钳相对于承载件滑动的两个柱C1和C2。柱中的一个柱C2允许通过使卡钳绕另一柱C1枢转来打开制动器并且允许更换制动衬块。

制动衬块包括凸耳。凸耳侧向向外延伸并且与由承载件承载的凹槽或槽口配合，以便确保衬块相对于盘的轴向导引。在所示的示例中，并且有利地，在凹槽中安装有弹簧R1、R2，并且弹簧R1、R2接纳凸耳。弹簧有助于衬块的滑动，并且可以提供轴向导引和复位功能、或者甚至提供间隙调整功能。

在所示的示例中，盘式制动器10还包括驻车制动模块，该驻车制动模块包括例如被叫做第三活塞的活塞18，该活塞18布置在第一活塞15与第二活塞16之间并且也意在沿着方向x移动。

活塞15、16以滑动的方式安装在连接至液压制动流体回路的卡钳壳中。驻车制动模块包括安装在壳中的齿轮马达组或机电致动器20。齿轮马达组包括电动马达M和减速机构R(示意性地表示)。此外，致动器包括用于将马达轴的旋转运动转换成活塞的轴向运动的装置，这些装置是自锁的。在所示的示例中，这些装置为不可逆的螺杆-螺母类型。例如，由致动器旋转的带螺纹的轴22被拧入承窝中，该承窝在与第三活塞18的头部18.1相反的侧部上承载有该承窝相对于第三活塞18旋转方面的封锁冠状部(未示出)。

螺纹轴在一个方向上的旋转引起第三活塞朝向内衬块的轴向运动，并且螺纹轴在相反的方向上旋转引起第三活塞远离内衬块的轴向运动。

齿轮马达例如与文件FR3024516中所描述的齿轮马达相近或相似。

在所示的示例中，卡钳12为滑动型的。卡钳包括卡钳头部24，卡钳头部24通过意在与制动盘D(在图2中以虚线示出)重叠的弓形部26连接至壳14(在图2中以虚线示出)。考虑到内衬块P1的运动方向，头部24位于外衬块的轴向下游。头部24意在以下述方式朝向盘将推力施加在外衬块P2上。

内衬块P1通过活塞15和16移动成与盘的一个面形成接触，并且由于内衬块与制动盘之间的接触，外衬块P2通过卡钳的运动由于反作用而朝向盘的另一面移动。

在该示例中，意在由盘式制动器制动的盘D的尺寸、制动衬块P1、P2的尺寸、支承衬块的承载件11的尺寸以及至少弓形部26和卡钳头部24的尺寸是双活塞盘式制动器的尺寸，也就是说，盘式制动器包括其中通常安装有意在支撑抵靠在内衬块上的两个活塞的壳。

盘式制动器还包括接合装置，意在确保在驻车制动功能中施加的制动力在内衬块的整个表面上是平衡且均匀的。

接合装置包括意在布置在第一活塞15、第二活塞16与第三活塞18之间的内衬块的上游的板30。

板30的形状和外部尺寸与内衬块支承件的形状和外部尺寸接近或类似，以便支承在内衬块支承件的大表面上。

有利地，板30由承载件导引、特别地板30的径向端部安装在承载件的槽口中。有利地，接合板30参与制动衬块P1的轴向导引。

板30包括意在与内衬块支承件的后面形成接触的下游面30.1和朝向活塞定向的上游面30.2。

由于在制动期间，在由制动盘施加的制动力矩的作用下制动衬块径向移动，板30可以被制动衬块径向驱动。

板30包括布置在板30上的第一贯通开口32和第二贯通开口34，使得当板30安装在承载件中时，第一开口32与第一活塞15对准，并且第二开口与第二活塞16对准。此外，第一开口32和第二开口34定尺寸成允许活塞在有间隙的情况下穿过开口32、34。活塞的外侧表面与内侧表面之间的间隙至少等于内制动衬块的径向运动，以便避免活塞卡在开口中。在所示的示例中，活塞15、16具有圆形截面，并且开口也具有圆形截面。开口的尺寸可以显著大于活塞的横向尺寸。

板30在两个开口之间包括中央区域36，第三活塞18的头部18.1抵靠该中央区域36意在形成接触。该中央区域36是实心的，第三活塞的头部18.1不与制动衬块支承件形成接触，并且经由板30在制动衬块上施加推力。板30的中央区域36与内衬块支承件的中央区域大致对准。有利地，第三活塞18在接合板的中央区域上的支承件是球窝接头连接件。

接合板由刚性材料制成，从而不会弯曲并且允许由第三活塞施加的力均匀分布。例如，板30由硬钢、有利地由与内制动衬块支承件相同的材料制成。

当活塞18仅通过致动器20移动时，活塞18可以由能够在接合板30上施加推力的任何元件代替，例如该元件根据致动器的构型可以是螺母或螺钉。

现在将参照图4A至图4D描述图1的盘式制动器的操作。在图4A至图4D中，仅示出了内制动衬块、活塞和齿轮马达，省略了承载件、卡钳和外制动衬块。

在图4A中，盘式制动器处于静止状态。外衬块垫与制动盘间隔开。

例如，为了实施驻车制动，驾驶员按下位于仪表板上的按钮。在第一阶段期间，第一活塞15和第二活塞16在加压液压流体的作用下移动，穿过板30的活塞头部15.1、16.1支撑抵靠在内衬块支承件上，这具有使内衬块朝向盘移动并且将衬垫抵靠在制动盘上的效果。通过箭头F1示意性地示出了活塞的滑动。活塞15、16穿过板30的滑动是在不与板30接触的情况下完成的。加压流体例如由泵输送。保持液压压力。由第一活塞和第二活塞16施加在衬块上的抵靠制动盘的力由箭头F2(图4B)表示。通过反作用力，制动卡钳相对于承载件滑动并且将外制动衬块压靠在制动盘的另一面上。

在第二阶段期间，启用齿轮马达，从而使第三活塞18朝向板30移动。第三活塞18的头部18.1与板30的中央区域32形成接触并且通过板30在盘的方向上向制动衬块施加额外的力。第三活塞18的滑动由箭头F3表示。由第三活塞18施加至制动衬块的抵靠盘的力由箭头F4表示。当达到预定的力时，齿轮马达停止工作。第三活塞18将内衬块封锁在盘上的紧密位置中(图4C)。

在第三阶段期间，液压压力被释放(图4D)，并且活塞15和16返回其静止位置。

得益于板30的使用，在驻车制动位置中施加至内制动衬块的力以平衡和均匀的方式分布。

通过在第一阶段使用液压活塞，有利地确保了衬块的力在盘上的平衡且均匀的实施。

通过使用刚性板30和压靠制动衬块的中央区域的机电致动器，衬块被封锁就位，并且实施保持平衡且均匀。

由于卡钳相对于承载件的滑动，因此外衬块几乎同时作用抵靠在制动盘的另一面上。

然而，应当理解的是，仅利用齿轮马达的驻车制动器的应用不超出本发明的范围。

驻车制动器的启用也可以是自动的。例如但不限于，在车载计算机检测到发动机已关闭且车辆停在斜坡上的情况。

有利地，为了中断驻车制动，第一活塞和第二活塞抵靠制动衬块，并且然后齿轮马达沿相反的方向启用，以使第三活塞移动远离板30。这种操作模式便于第三活塞的移除。

行车制动由第一活塞和第二活塞提供。

有利地，第三活塞可以在液压系统故障的情况下提供紧急制动。第三活塞能够单独施加约28kN的力。该力的值取决于所使用的致动器。

在另一实施方式中，第三活塞也是电动液压活塞，也就是说第三活塞可以以电力的方式和液压的方式致动。然后提供对制动流体的供应以供应第三活塞在其中滑动的室。有利地，螺母-螺钉连接部浸在制动流体中，从而确保其润滑。然后，第三活塞也在第一阶段期间被移动。在第二阶段期间，第三活塞在齿轮马达的作用下在内制动衬块上施加额外的力，并且被封锁就位。然后释放所有三个活塞的液压压力。

行车制动由第一活塞和第二活塞，或者由第一活塞、第二活塞和第三活塞提供。

有利地，带有驻车制动机构的第三活塞可以在液压系统故障的情况下提供紧急制动。

仅出于比较目的，根据本发明的包括直径为36mm的第一活塞和第二活塞以及直径为36mm的第三活塞的盘式制动器等同于包括各自直径为44mm的两个活塞的双活塞制动器。

根据本发明的包括直径为34mm的第一活塞和第二活塞以及直径为48mm的第三活塞的盘式制动器等同于包括各自直径为48mm的两个活塞的双活塞制动器。

根据本发明的包括直径为36mm的第一活塞和第二活塞以及直径为51mm的第三活塞的盘式制动器等同于包括各自直径为51mm的两个活塞的双活塞制动器。

本发明允许使用与双活塞制动器的活塞相比直径减小的仅通过液压压力而移动的活塞，这允许减少活塞运动所需的制动流体的量。将理解的是，本发明也适用于固定卡钳盘式制动器，也就是说该固定卡钳盘式制动器包括多组活塞和两个推动构件以使每个衬块单独移动。

根据本发明的盘式制动器特别适用于称为大型跑车、运动型多用途车或SUV的重型车辆以及称为“轻型卡车”的轻型多用途车，特别是总质量和负载大于或等于3.5吨的车辆。

附图标记列表

10盘式制动器

12卡钳

11承载件

14壳

15第一活塞

15.1第一活塞的头部

16第二活塞

16.1第二活塞的头部

18第三活塞

18.1第二活塞的头部

20机电致动器

22螺钉

24卡钳头部

26弓形部

30接合板

30.1下游面

30.2上游面

32第一开口

34第二开口

36中央区域

C1第一柱

C2第二柱

P1第一制动衬块

P2第二制动衬块

R1、R2弹簧

X卡钳滑动方向

Claims (13)

1.一种盘式制动器，包括：

至少一个第一制动衬块(P1)，所述至少一个第一制动衬块(P1)以相对于所述盘滑动的方式安装，所述第一制动衬块(P1)包括衬块支承件和摩擦材料，

卡钳(12)，所述卡钳(12)包括：

用于使所述第一衬块移动的装置，所述装置至少包括第一活塞(15)和第二活塞(16)，所述第一活塞(15)和所述第二活塞(16)以滑动的方式安装在所述卡钳(12)中并且是可液压致动的，以便使所述第一制动衬块(P1)相对于所述盘移动，

其特征在于，所述盘式制动器还包括至少一个推动构件(18)，所述至少一个推动构件(18)以滑动的方式安装在所述卡钳(12)中并且至少能够由构造成使所述推动构件(18)轴向移动的致动器(20)致动，所述推动构件(18)在基于横向方向考虑的情况下布置在所述第一活塞(15)与所述第二活塞(16)之间，

所述盘式制动器还包括布置在所述推动构件(18)与所述衬块支承件之间的接合装置，所述接合装置包括：

接合板(30)，为了与所述衬块支承件形成接触，所述接合板(30)包括与所述第一活塞(15)对准并且被所述第一活塞(15)的活塞头部(15.1)穿过的第一贯通开口(32)和与所述第二活塞(16)对准并且被所述第二活塞(16)的活塞头部(16.1)穿过的第二贯通开口(34)，

并且，所述推动构件(18)的头部(18.1)意在与位于所述第一开口(32)与所述第二开口(34)之间的所述接合板(30)形成接触。

2.根据权利要求1所述的盘式制动器，其中，所述接合装置的所述接合板(30)相对于所述盘、特别地相对于具有浮动卡钳的盘式制动器的承载件(11)被轴向地导引。

3.根据权利要求1或2所述的盘式制动器，其中，所述第一开口(32)和所述第二开口(34)的尺寸使得所述第一活塞(15)和所述第二活塞(16)分别在所述第一开口(32)和所述第二开口(34)中自由滑动。

4.根据前述权利要求中的一项所述的盘式制动器，其中，所述板(30)由钢制成、特别地由硬钢制成，并且/或者其中，所述板(30)由与所述衬块支承件的材料相同的材料制成。

5.根据前述权利要求中的一项所述的盘式制动器，其中，所述推动构件(18)是可液压致动的，并且/或者其中，所述推动构件(18)能够由机电致动器致动。

6.根据前述权利要求中的任一项所述的盘式制动器，包括承载件(11)和第二制动衬块，并且其中，所述卡钳以相对于所述承载件滑动的方式安装。

7.根据权利要求1至5中的任一项所述的盘式制动器，包括卡钳壳和第二制动衬块，所述盘式制动器是固定的卡钳盘式制动器。

8.根据前述权利要求中的任一项所述的盘式制动器，所述盘式制动器实施用于根据启用所述驻车制动器的指令启用所述制动器的方法，所述方法包括：

a)通过施加液压压力来使所述第一活塞和所述第二活塞移动，以便通过所述接合板与所述衬块支承件直接接触，并且将所述制动衬块的摩擦材料抵靠所述制动盘上，

b)保持液压压力，

c)借助于所述致动器使所述推动构件移动，以便支撑抵靠在所述接合板上，并且通过所述接合板进一步将所述制动衬块的摩擦材料抵靠在所述制动盘上，

d)将所述推动构件封锁就位，

e)释放液压压力。

9.根据结合权利要求5的前一权利要求所述的盘式制动器，其中，在所述制动器致动方法的步骤a)期间，通过施加液压压力使所述推动构件移动。

10.根据权利要求8或9所述的盘式制动器，其中，根据停用所述驻车制动器的指令，所述致动方法包括：

-通过施加液压压力使所述第一活塞和所述第二活塞移动，以便在抵靠所述制动盘的所述制动衬块的摩擦材料上施加额外的力，

-保持液压压力，

-借助于所述致动器使所述推动构件移动远离所述接合板，

-释放液压压力。

11.一种用于所述盘式制动器的接合装置，所述盘式制动器至少包括两个可液压致动的活塞和至少能够电力致动的推动构件，

所述装置包括接合板(30)，所述接合板(30)构造成容纳在所述衬块支承件与用于将所述衬块朝向所述制动盘移动的装置之间，

所述接合板(30)包括实心的中央区域以及用于所述两个可液压致动的活塞穿过的两个开口(32、34)。

12.根据前一权利要求的用于盘式制动器的接合装置，所述接合装置构造成当所述盘式制动器是带有浮动卡钳的盘式制动器时至少相对于所述盘被轴向地导引、特别地由承载件(11)轴向地导引。

13.根据权利要求11或12所述的用于盘式制动器的接合装置，其中，所述接合板由硬钢制成。