CN1263966C - 盘式制动器 - Google Patents

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Abstract

一种用于重型道路车辆的盘式制动器，有一个卡钳(1)，该卡钳(1)布置在安装于车辆轮轴上的制动盘(2)处。在卡钳(1)中提供有电马达(3)和两个可操作地与该电马达连接的推杆(11)。该推杆将马达的旋转输入运动转变成线性输出运动，以便传递给盘式制动块(12)，从而将与制动盘进行制动啮合。

Description

盘式制动器
技术领域
本发明涉及盘式制动器，尤其是用于重型道路车辆，该盘式制动器有布置在安装于车辆轮轴上的至少一个制动盘附近的卡钳。
背景技术
近年来，气动操作的盘式制动器越来越经常用于重型道路车辆，例如用于公共车辆、卡车和拖车。显然，该制动器的苛刻要求使得它的设计完全不同于用于轻型车辆的盘式制动器的结构，其通常采用液压操作。
目前的发展方向是在车辆和整个车辆系统中越来越多的功能利用电设备和电控，以便提高性能，例如动态稳定性控制、翻倒保护和防碰撞。
而且，通过利用电力，可以省略空气罐和类似设备。
当然，也研究了将电力用于具有制动盘的重型道路车辆的制动的可能性。
本发明的目的是提供一种用于重型道路车辆的盘式制动器，其中可以采用电力，且该盘式制动器能满足关于制动力、可控性、可靠性、体积、价格等的所有要求。
发明内容
本发明提供了一种盘式制动器，用于重型道路车辆，有一个卡钳，该卡钳布置在安装于车辆轮轴上的至少一个制动盘附近，其中，在卡钳中提供有电马达和至少两个可操作地与该电马达连接的推杆，该电马达在用于制动用途时以一个旋转方向驱动，在用于释放制动器时以相反方向旋转驱动，所述至少两个推杆将马达的旋转输入运动转变成线性输出运动，以便传递给盘式制动块，从而将与该至少一个制动盘进行制动配合，其特征在于：联轴器可操作地布置在电马达和该至少两个推杆之间，当没有电流供给马达时，该联轴器使得它的输出轴不能沿制动器释放方向旋转。
根据本发明，可以这样实现该目的，即在卡钳中提供有电马达和至少两个可操作地与该电马达连接的推杆，所述推杆将马达的旋转输入运动转变成线性输出运动，以便传递给盘式制动块，从而将与该制动盘进行制动配合。
因此，电马达用于制动用途时以一个旋转方向驱动，用于释放制动器时以相反方向旋转驱动。
优选是，当没有电流供给马达时，联轴器使得它的输出轴不能沿释放方向旋转，齿轮箱可操作地布置在电马达和该至少两个推杆之间。通过采用这样的联轴器，在保持制动时不需要通电，这导致耗电量降低、温度降低，且简化控制系统。
优选是，马达、联轴器和齿轮箱彼此同轴。
附图的简要说明
下面将参考附图更详细地介绍本发明，附图中：
图1是本发明的盘式制动器的局部剖示意俯视图；
图2是穿过安装在本发明的盘式制动器中的推杆的剖视图；
图3是推杆的透视图；
图4是穿过一种变化形式的推杆的、缩小比例的剖视图；以及
图5是图4的变化形式的推杆的、缩小比例的透视图。
实施例的说明
本发明的盘式制动器由首先参考的图1示意表示。盘式制动器卡钳1跨过制动盘2安装在车轴上。该车辆优选是重型道路车辆，例如公共车辆、卡车或拖车，不过本发明也可用于其它车辆。
电马达3安装在卡钳1上。它的驱动轴4可以通过马达3沿两个方向旋转，该驱动轴4与联轴器5相连，该联轴器5的类型是这样：当马达3没有供给电流时，该联轴器5使得其联轴器输出轴6沿制动器释放方向不能旋转或进行制动。该联轴器5可以是多个不同设计方案中的任一种：
a)电磁联轴器。当向联轴器中的电磁体供电时，轴6沿制动器释放方向锁定。
b)倒置的电磁联轴器。轴6通过由一弹簧促动的锁定机构而沿释放方向锁定，且当向联轴器中的电磁体供电时，轴6释放。
c)马达促动联轴器。轴6通过机械锁定机构(锁定弹簧类型或薄片类型)而沿释放方向锁定。该机构的功能是，马达3沿制动器释放方向的旋转使得该联轴器解锁，并使得轴6随马达的旋转而旋转。
d)马达促动的倒置的电磁联轴器。轴6通过机械锁定机构(锁定弹簧类型或薄片类型)而沿释放方向锁定。该机构的功能是，马达沿制动器释放方向的旋转使得该联轴器解锁，并使得轴6随马达的旋转而旋转。当向联轴器中的电磁体供电时，轴6也能沿制动器释放方向释放。
后两种类型中的任意一种联轴器5通常用于本发明的制动器中。当总制动器系统由于安全原因需要有两种独立的方式来取消制动力时，可以采用后一种所述类型的联轴器5。
b)和c)类型的联轴器可以补充有手动释放机构。
联轴器轴6再与齿轮箱7相连，以便从联轴器轴6向齿轮箱输出轴8减小转速。优选是，该齿轮机构是行星齿轮，但是也可以考虑其它机构。传动比可以根据特定需求进行选择。
齿轮箱轴8有齿轮9，该齿轮9与两推杆11中的每一个的推杆齿轮10进行齿轮啮合，该推杆11将在后面参考图2和3进一步介绍。三个齿轮9和10可以有相同的直径并以相同转速旋转。不过，根据情况，它们也可以有不同直径。在所示情况下，不同部件布置在一个公共平面内，但是同样可以使有联轴器5的马达3和齿轮箱7布置在与两推杆11的轴线所在平面不同的平面内，这样可以节约设计空间。
推杆11可以执行的普通功能是，将齿轮10的输入旋转运动转变成与第一盘式制动块12相连的部件的输出线性运动。通常，该推杆11可以是螺杆-螺母结构，例如所谓的滚珠丝杠等，但是在实际情况下，也可以选择下面将介绍的其它设计方案。
推杆11在制动盘2的一侧与第一盘式制动块12相连。在制动盘2的另一侧有与卡钳1相连的第二盘式制动块13，这就是所谓的浮动类型，即它能进行一定的、垂直于盘2的运动。
简单地说，当马达3沿其使用方向旋转时，第一盘式制动块12将贴靠在制动盘2上。当马达沿相反方向旋转时，盘式制动块12将从制动盘2上退回。
在所示和所述情况中，推杆11的数目是两个，但是具有超过两个推杆的结构也在本发明的范围内。
下面将参考图2和3介绍各推杆11的设计。
螺纹轴20在其伸出推杆11的端头处有一安装板21，用于安装第一盘式制动块12(图1)。(或者，安装板21可以是旋转地锁定在该轴20上的单独部件。)在安装板21和卡钳1之间有旋转锁定件(未示出)。这样，轴20以不可旋转的方式安装。螺母部件22包括相互成一体的螺母22A和细长管22B。螺母22A与轴20螺纹啮合，该轴20再基本由该管22B包围。螺母部件22在管22B处通过固定在卡钳1(图2)上的固定环23而被引导，而在螺母22A处也通过由锁定环1B保持在卡钳1上的环形滑动件1A而被引导。
推杆齿轮10可通过径向轴承24而在管22B上旋转，并可通过轴向轴承25而相对于固定环23旋转。
通过布置于在一端的环形垫片27和弹簧夹28与在另一端的轴承29之间的压缩弹簧26而向螺母部件22施加沿图2和3中向右的轴向偏压，弹簧夹28在管22上的槽内，该轴承29与卡钳凸缘部分配合，该卡钳凸缘部分如图2所示向下延伸到固定在卡钳上的环23的右侧。
传力滚子30(优选是环绕管22B的外周等间距分布的三个滚子)布置成这样，它们的轴线沿径向朝着轴20，并在推杆齿轮10和螺母22A的彼此相对面上的径向表面(后面将介绍)之间。滚子30可旋转地保持在滚子保持架31(在图3中，为了清楚而省略)上，该滚子保持架31的宽度小于滚子30的直径，因此不会妨碍滚子的自由滚转。
如图3所示，推杆齿轮10和螺母22的所述径向表面10′和22′分别是平行的坡道表面，各坡道表面的倾角或斜度相对于与轴20的轴线垂直的平面来说较小。这些坡道表面10′、22′有端表面10″、22″，滚子30贴靠在该端表面10″、22″上(在压缩弹簧26的偏压下)并处于静止位置，如图3所示。
上面参考图1所述的盘式制动器在用于制动时的功能，尤其是它的在上面参考图2和3所述的推杆11的功能如下，起始状态为：如图1所示，盘式制动块12在离制动盘2一定距离处，且如图3所示，滚子30处于所述静止位置。电马达3沿其用于制动的方向旋转，该旋转通过联轴器5、齿轮箱7和齿轮9传递给各推杆11。
旋转被施加给推杆齿轮10。当制动块12没有触及制动盘2时，在推杆轴20上没有较大的反力。如图3所示，滚子30保持在抵靠着坡道的静止位置，推杆齿轮10的旋转通过滚子30传递给螺母部件22，从而使得轴20沿轴向向前运动，直到盘式制动块12和制动盘2之间建立接触，并形成反力。
这时，当推杆齿轮10继续旋转时，滚子30将开始沿其相应坡道表面10′、22′开始滚转，这样，螺母部件22受到较大的力而沿轴向向前，从而使轴20也向前，以便实现制动用途。
相反，在这之后当马达3沿相反方向旋转以便进行复位行程时，滚子30将首先沿其相应的坡道表面10′、22′滚下，以便重新回到如图3所示位置。在该运动过程中，轴20将返回，这样，反力将减小。当继续旋转时，弹簧26的偏压将使得推杆齿轮10的旋转通过滚子30传递给螺母部件22，该螺母部件22再将轴20拉回。还可以提供这样一种装置：当盘式制动块12和制动盘2之间建立合适的距离或余隙时该装置可保证使该返回旋转结束。例如，可以用所测量的旋转转数来控制该距离或余隙。
坡道表面10′、22′的倾角或斜度可以如图3所示均匀分布在该表面的整个长度上，但是同样可以在该长度上有变化的斜度。例如，可以在该坡道表面的开始阶段有较大的斜度，然后使该斜度减小，以便更好地利用马达3的特性曲线。
根据图2和3的推杆11的一种变化形式如图4和5所示，只介绍变化之处。另外，推杆11没有变化。为了清楚，在图4和5中只采用了理解该变化所需的参考标号。
在图2和3所示的类型中，弹簧结构26-29的主要目的是在滚子和坡道结构30、10′、22′上施加偏压，以便获得上述功能。
在根据图4和5的变化形式中提供了类似的弹簧结构，但是它的压缩弹簧126提供相对较小的力，只用于将推杆11的不同部件保持在一起。
滚子和坡道结构所需的偏压由线圈弹簧132提供，该线圈弹簧由稍微变化的滚子支承架131支承。该线圈弹簧132的各端安装到推杆齿轮10和螺母22A上，如图5所示。
该变化的推杆11的功能与上述相同。
本文中通过盘式制动器与一个制动盘一起使用来表示和介绍该盘式制动器，但是应当知道，当在结构中有超过一个制动盘时，例如有两个制动盘时也可以使用该盘式制动器。

Claims (10)

1.一种盘式制动器，用于重型道路车辆，有一个卡钳(1)，该卡钳(1)布置在安装于车辆轮轴上的至少一个制动盘(2)附近，其中，在卡钳(1)中提供有电马达(3)和至少两个可操作地与该电马达连接的推杆(11)，该电马达(3)在用于制动用途时以一个旋转方向驱动，在用于释放制动器时以相反方向旋转驱动，所述至少两个推杆将马达的旋转输入运动转变成线性输出运动，以便传递给盘式制动块(12)，从而将与该至少一个制动盘(2)进行制动配合，其特征在于：联轴器(5)可操作地布置在电马达(3)和该至少两个推杆(11)之间，当没有电流供给马达(3)时，该联轴器(5)使得它的输出轴(6)不能沿制动器释放方向旋转。
2.根据权利要求1所述的盘式制动器，其特征在于：联轴器(5)包括机械锁定机构，该机械锁定机构沿制动器释放方向锁定，并当马达(3)沿制动器释放方向旋转时解锁。
3.根据权利要求2所述的盘式制动器，其特征在于：锁定机构允许联轴器(5)的输出轴(6)随马达(3)的旋转而旋转。
4.根据权利要求3所述的盘式制动器，其特征在于：联轴器(5)包括电磁体，用于当供电时释放联轴器输出轴(6)。
5.根据权利要求1所述的盘式制动器，其特征在于：联轴器(5)包括电磁体，用于当供电时锁定联轴器输出轴(6)。
6.根据权利要求1所述的盘式制动器，其特征在于：联轴器(5)包括：一个由弹簧驱动的锁定机构，该锁定机构用于沿制动器释放方向锁定联轴器输出轴(6)；以及一电磁体，用于在供电时释放该轴。
7.根据权利要求1所述的盘式制动器，其特征在于：可操作地布置在联轴器(5)和该至少两个推杆(11)之间的齿轮箱(7)是一行星齿轮箱。
8.根据权利要求7所述的盘式制动器，其特征在于：齿轮箱(7)的输出轴(8)有与该至少两个推杆(11)的输入齿轮(10)相配合的齿轮(9)。
9.根据权利要求7所述的盘式制动器，其特征在于：马达(3)、联轴器(5)和齿轮箱(7)彼此同轴。
10.根据权利要求9所述的盘式制动器，其特征在于：当该盘式制动器包括两个推杆时，马达(3)、联轴器(5)和齿轮箱(7)的共同的轴线处在与推杆(11)轴线的公共平面不同的平面内。
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