CN1839269A - 汽车制动装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种汽车制动装置，其具有自增力的机电的车轮制动器。本发明建议：应用具有自增力机构的车轮制动器，这种机构只是在汽车车轮的一个旋转方向上起作用并因此只在一个行驶方向上起作用。配属于一个前轴(42)的车轮制动器的自增力机构在向前行驶方向上起作用，配属于后轴(44)的车轮制动器的自增力机构例如在向后行驶时起作用。

Description

汽车制动装置
本发明涉及一种具有权利要求1前序部分的特征的汽车制动装置。该汽车制动装置尤其用于机动车辆如轿车和载货车和摩托车。
自增力的机电的车轮制动器是已知的。例如DE 101 51 950 A1就公开了一种这样的制动器，它设计成盘式制动器。为压紧摩擦制动衬层，已知的车轮制动器具有一个机电的操纵机构，该操纵机构具有一个电动机和一个螺杆传动机构作为转动/平移转换的传动机构，用该螺杆传动机构摩擦制动衬层就可以移动并因此可以压在制动盘上。摩擦制动衬层位于制动钳里，该制动钳以其本身已知的方式设计成所谓浮动式制动钳，这就是说，它可以横交于制动盘滑动。一个在摩擦盘的一个对置面上如所述一个位于制动钳里的摩擦制动衬层那样的第二摩擦制动衬层当使一个摩擦制动衬层压紧在制动盘上时就以本身已知的方式通过制动钳的横向移动被压在制动盘的另一面上。也已知有其它结构的机电的操纵机构。
已知的摩擦制动器具有一个楔形机构用于自增力，该楔形机构具有一个布置在一个摩擦制动衬层的用于制动盘的背面上的楔，该楔支承在制动钳里的一个斜面上，该斜面以一个对应于楔角的角度倾斜于制动盘布置。为了操纵制动器机电的操纵机构使摩擦制动衬层在制动盘的一个旋转方向上移动，该制动盘在斜面和制动钳之间的一个变窄的楔形间隙的方向上转动。摩擦制动衬层倾斜地以楔角向着摩擦盘运动并压在摩擦盘上。由旋转的制动盘施加到摩擦制动衬层上的摩擦力对摩擦制动衬层在制动钳的斜面和摩擦盘之间的变窄的楔形间隙的方向上加载。由于摩擦制动衬层通过楔支承在斜面上，因此斜面就按照所谓楔原理相应地在楔上施加一个支承力，该支承力具有一个横交于制动盘的力分量。横交于制动盘的这个力分量是一个压紧力，它使摩擦制动衬层附加于一个由操纵机构所施加的力压紧在制动盘上并因此提高制动力。也就是说制动所需的压紧力中只是一部分由操纵机构所施加，而其余的压紧力由自增力机构引起。
例如也可以设有一个杠杆机构来替代楔形机构，该杠杆机构具有一个杠杆，它在制动时以一个倾斜于制动盘的角度支承住摩擦制动衬层。杠杆的支承角在此相当于楔形机构的楔角。除了机械的自增力机构外例如也已知液压的自增力机构。本发明也并不限于盘式制动器作为车轮制动器，也可以应用其它结构形式的制动器。
在一种楔形机构中假定摩擦系数恒定，那么自增力系数是恒定的。通过应用一个斜面来代替一个楔，斜面的斜角在其走向上有变化，那就可以取决于摩擦制动衬层的移动行程并因此取决于操纵力、压紧力和制动力而使自增力发生变化。例如通过在斜面开始处大的斜面角实现在开始操纵车轮制动器时能快速地横向进给，而通过在斜面末端处小的斜面角在大的压紧力和制动力时实现大的自增力。
EP 953 785 A2中公开了另一种自增力的机电的车轮制动器。前面所述的车轮制动器设计成部分衬层盘式制动器时，而所述的EP 953785 A2则公开了一种全衬层盘式制动器，它具有一个衬层支承环，该衬层支承环与制动盘同轴地布置在其一侧，而且它在其面对制动盘那一侧支承摩擦制动衬层。衬层支承环在背离制动盘的那一侧具有楔形元件，这些楔形元件支承在可转动地和位置不动地支承的辊子上。由于衬层支承环的转动使楔形元件接触到辊子上，因而使衬层支承环在制动盘的方向上运动并使摩擦制动衬层压向制动盘。这里也形成上面所述的基于楔原理的自增力机构。楔形元件具有相互反向倾斜的楔面，因此当制动盘在相反转向时就使衬层支承环同样也在相反的方向上，就是说又在制动盘的旋转方向上旋转。
在实践中所用的自增力的机电的车轮制动器具有用于一个旋转方向的一种自增力机构和另一种用于相反旋转方向的自增力机构，例如具有两个相互反向倾斜的楔形元件，以便对于向前和向后行驶都具有自增力效果。楔角和自增力对于向前和向后行驶来说可以是相同的或不同的。两个旋转方向用的自增力机构的缺点在于：车轮制动器的结构更加复杂并因此更费钱。另外的缺点还在于：必须使摩擦制动衬层总是在旋转方向上移动用于操纵车轮制动器，以实现自增力。当摩擦制动衬层逆着制动盘的旋转方向移动时没有第二自增力机构就会产生压紧力和制动力的自减力作用，这就是说操纵机构必须施加比没有自增力机构时更大的操纵力，以实现摩擦制动衬层以一定的压紧力压向制动盘。这就是为什么对于实际在汽车中的应用来说都只考虑在制动盘的两个旋转方向上具有自增力机构的车轮制动器。
按照本发明的汽车制动装置具有权利要求1的特征，它具有配属于汽车车轮的自增力的机电的车轮制动器。在此本发明规定了：所有的或者至少一部分车轮制动器具有一种仅用于一个行驶方向的自增力机构。原则上汽车制动装置也可以作成所谓混合式制动装置，其中只是一部分车轮制动器是机电操纵的，另外的车轮制动器是液压地或者以其它方式非机电操纵的。
本发明的优点是：通过应用只是在一个旋转方向上具有自增力机构的机电的车轮制动器，至少对于一部分车轮制动器来说就应用了结构更简单并因此制造费用更低廉的车轮制动器。汽车制动装置因此更加价廉。本发明的另外的优点在于：对于只是在一个旋转方向上具有自增力机构的车轮制动器来说不需要对旋转方向或行驶方向进行识别用以操纵制动器，因为用于操纵的摩擦制动衬层总是在同一个方向上移动。本发明的附带优点是摩损调整的方法简单。松开车轮制动器时使摩擦制动衬层足够远地复位，从而出现所希望的气隙，也就是摩擦制动衬层和制动盘之间的所希望的气隙。当摩擦制动衬层发生摩损时摩擦制动衬层并不一直返回至其在摩擦制动衬层无摩损时的初始起始位置上。用于克服气隙的操纵行程因此与摩擦制动衬层的摩损无关并总是不变的。在反向旋转方向时的自减力在按本发明的汽车制动装置中就不得不使用了。这是可以接受的，因为例如在向后行驶时由于在前轴上的动态的轴向载荷的移动，相对较小的制动力就足够了。此时可以考虑，必须设计用于向前行驶时最高速度的车轮制动器，因此对于只用向前行驶时最高速度的一小部分来行驶的向后行驶来说，很小的制动力就完全够了。
权利要求1涉及到：配属于汽车前轴的车轮制动器具有一种只是在向前行驶方向上起作用的自增力机构。也就是说不管怎样，对于轿车必须施加最大制动力的车轮制动器只是在向前行驶方向上具有自增力机构。
为了对于向后行驶同样也实现一种自增力效果，权利要求2规定了：配属于后轴的车轮制动器具有一种只是在向后行驶方向上起作用的自增力机构。
与之不同，权利要求3规定了：配属于后轴的车轮制动器同样也象配属于前轴的车轮制动器那样具有一个只是在向前行驶方向上起作用的自增力机构。在本发明的这种实施方式中重视了在两个汽车轴上在向前行驶方向上的大制动力，因为这里需要最大的制动力。尽管在向后行驶时车轮制动器有自减力作用，但制动力对于向后行驶来说足够了。
权利要求4规定了：配属于后轴的车轮制动器具有在两个行驶方向上起作用的自增力机构。在本发明的这种实施方式中对于后轴应用了如在实践中通用的那样的车轮制动器，它们在两个行驶方向上都有一种自增力作用。因此至少一个轴的车轮制动器即使在向后行驶时也具有一种自增力作用。但是也就不得不采用结构更加复杂和更昂贵的车轮制动器。
按权利要求5所述的结构方案规定：配属于后轴的车轮制动器没有自增力机构。此处后轴的车轮制动器的制动力与车辆的行驶方向无关。这样的车轮制动器由于没有自增力机构而结构更简单并因此更价廉。
并列的独立权利要求8规定了：配属于前轴的机电的车轮制动器具有一种在两个行驶方向上起作用的自增力机构；而配属于后轴的车轮制动器具有一种只在一个行驶方向上起作用的自增力机构。在本发明的这种结构方案中也产生了一种在一个汽车轴上，此处是在前轴上在向后行驶时的自增力效果。在后轴上应用了结构更简单和更价廉的车轮制动器。必要时配属于后轴的车轮制动器也可以实施成没有自增力机构。
以下根据附图所示的实施例对本发明进行详细说明。附图都是简化的示意图。所示为：
图1：一种自增力的机电的盘式制动器；和
图2至6：按照本发明的布置在汽车前轴和后轴上的自增力的机电的车轮制动器的配置方案。
图1所示的按照发明的车轮制动器设计成盘式制动器10。它具有一个浮动式制动钳12，该制动钳横交于制动盘14可移动。制动盘14防转地与一个汽车车轮15连接。在制动钳12里在制动盘14两侧置有两个摩擦制动衬层16，18，其中一个衬层16为了用一个机电的操纵机构20在制动盘14的圆周方向或旋转方向上制动可以移动地而其另一个制动衬层18则不可移动地布置在制动钳12里。操纵机构20具有一个电动机22，用该电动机通过螺杆传动机构24使摩擦制动衬层16可以移动。摩擦制动衬层16通过一个楔26支承在制动钳12的一个斜面28上，楔可以用操纵机构20沿着斜面28滑移。
摩擦制动衬层16通过操纵机构20沿着斜面28在一个变窄的、位于斜面28和制动盘14之间的楔形间隙的方向上移动用来进行制动。制动衬层16因此向着制动盘14方向运动并压在该制动盘上。使制动钳12以其本身已知的方式横交于制动盘14移动并将另外的摩擦制动衬层18压在制动盘14的另一面上，因此使制动盘制动。制动盘14给两个制动衬层16，18加上一个摩擦力，它指向制动盘14的旋转方向。若制动盘14在位于斜面28和制动盘14之间的变窄的楔形间隙的方向上转动的话，那么由旋转的制动盘14施加于压在它上面的、可移动的摩擦制动衬层16上的摩擦力由于支承在斜面28上按照所谓楔原理就引起一个力，它的一个分量横交于制动盘14。该力将制动衬层16附加于操纵机构20压在制动盘14上，两个摩擦制动衬层16，18的压紧力并因此该制动力提高了。这种作用称为自增力作用。盘式制动器10用支承在制动钳12的斜面28上的楔26形成一种具有一个楔形机构的机械的自增力机构。如果制动盘14在相反转动方向上旋转的话，那么楔形机构就引起一种自减力作用，这就是说摩擦制动衬层16，18在制动盘14上的压紧力以及因此盘式制动器10的制动力就小于没有该楔形机构时的制动力。
图2至6表示了一种自增力机电的车轮制动器10的不同配置方案，如在图1中所示的那样，在一个其余并未示出的汽车，尤其是轿车的车轮30，32，34，36上。轿车的车轮制动器不必一定要有图1示意和简化地所表示的结构，也已知有并可以有不同的制动器结构。汽车的制动装置也可以设计成混合式制动装置，这就是说，它例如具有两个机电的车轮制动器10，如它在图1中所示的那样，在一个汽车轴上，而例如在另外的汽车轴上则具有通常的液压的车轮制动器。在图2至6中假定汽车的向前行驶方向为向左并用箭头38表示。车轮30，32，34，36的制动器的自增力方向则分别用一个三角形40表示。在图2至6中并未示出车轮制动器本身。
在图2所示的汽车制动装置里配属于一个前轴42的车轮制动器在向前行驶方向上起到自增力作用，配属于后轴44的车轮制动器则在向后行驶方向上起到自增力作用。也就是说前轴42的车轮制动器在向前行驶时起到自增力的作用，它们在向前行驶制动时由于汽车重量的分布和制动时重量的移位而必须施加最大的制动力。尽管配属于后轴44的车轮制动器在向前行驶时起到自减力作用，其制动力足够，因为后轴44的车轮34，36的车轮制动器在制动时必须施加一个小得多制动力。在向后行驶时一方面速度低于向前行驶时的速度，而另一方面动态的轴向载荷分布则相反，因此前轴的车轮30，32的在向后行驶时自行减力的车轮制动器的制动力就够了。
在图3所示的汽车制动装置中所有四个车轮制动器在向前行驶时都起自增力作用。因此在向前行驶时在所有四个汽车轮子30，32，34，36上可能有大的制动力。因为在向后行驶时行驶速度较低，而且较小的制动力就足够了，因此用向后行驶时起自减力作用的四个车轮制动器总还足够使汽车实现充分的制动。
在图4所示的汽车制动装置中配属于前轴42的车轮制动器在向前行驶时起到自增力作用。配属于后轴44的车轮制动器具有用于车轮34，36的两个旋转方向的自增力机构，并因此可用于汽车的两个行驶方向。这在两个行驶方向上起到自增力作用的、配属于后轴44的车轮制动器在图4中用两个相互相反指向的在其底边上合起来的三角形46来表示。按照本发明的汽车制动装置的这种结构方案的优点在于：所有四个车轮制动器在向前行驶时都起到自增力作用，在向前行驶时需要最大制动力。在向后行驶时配属于后轴44的车轮制动器起到自增力作用。具有用于两个旋转方向的自增力机构的车轮制动器的缺点是费用较高。为此在图1所示的车轮制动器10中必需有一个第二楔26和一个第二斜面28，它们的斜面则与所示的楔26和所示的斜面28的斜面反向。
在图5所示的汽车制动装置中只是配属于前轴42的车轮制动器具有一个自增力机构，它在向前行驶时起作用。该配属于后轴44的车轮制动器没有自增力机构。它们可以机电地或者例如也可以液压或气动地来操作。
在图6所示的汽车制动装置中，配属于前轴42的车轮制动器具有用于两个旋转和行驶方向的自增力机构。配属于后轴44的车轮制动器具有一种自增力机构，其只用于一个旋转和行驶方向，在所示的实施例中在向前行驶方向上该自增力机构起作用。配属于后轴44的车轮制动器当然也可以相反地有一个只是在向后行驶时起作用的自增力机构或者根本就没有自增力机构。

Claims (8)

1.具有自增力的机电的车轮制动器的汽车制动装置，其特征在于，配属于一个前轴(42)的车轮制动器具有一个只是在向前行驶方向上起作用的自增力机构。
2.按权利要求1所述的汽车制动装置，其特征在于，配属于一个后轴(44)的车轮制动器具有一个只是在向后行驶方向上起作用的自增力机构。
3.按权利要求1所述的汽车制动装置，其特征在于，配属于后轴(44)的车轮制动器具有一个只是在向前行驶方向上起作用的自增力机构。
4.按权利要求1所述的汽车制动装置，其特征在于，配属于一个后轴(44)的车轮制动器具有在两个行驶方向上起作用的自增力机构。
5.按权利要求1所述的汽车制动装置，其特征在于，配属于一个后轴(44)的车轮制动器没有自增力机构。
6.按权利要求1所述的汽车制动装置，其特征在于，车轮制动器(10)具有一种机械的自增力机构(26，28)。
7.按权利要求6所述的汽车制动装置，其特征在于，自增力机构(26，28)具有一种楔形机构。
8.具有自增力的机电的车轮制动器的汽车制动装置，其特征在于，配属于一个前轴(42)的车轮制动器具有一个在两个行驶方向上起作用的自增力机构；而配属于一个后轴(44)的车轮制动器具有一个只是在一个行驶方向上起作用的自增力机构。
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