專利名稱：制動器的制作方法
技術領域：
本發明涉及如權利要求1前序所述的、用于車輛轉輪的至少一根軸的制動器。
德國專利DE1069019中公開了一種機械操作的車輛輪轂的內蹄式制動器的操作裝置，從中可以了解到可被用于制動輕型車輛的制動蹄裝置的一般工作原理。這兩個制動蹄克服彈力地通過轉動凸輪叉開并如此繞轉動中心轉動，即制動蹄觸碰到制動鼓。升起的制動蹄與下降的制動蹄相比具有較強的制動效果，但在這種情況下，磨損也比較嚴重。因此，沒用多長時間，就在兩個制動蹄上形成了不同的制動摩擦襯片厚度，由此在由制動桿操作的凸輪上出現了卡緊。由于在兩個制動蹄與凸輪之間的轉動中心分別具有一個固定于制動盤上的轉動點，所以不可能就其對制動鼓的壓緊力而在兩個制動蹄之間產生平衡。制動器隨著磨損的加劇而喪失了制動力，這是因為下降制動蹄的遞增質量必須承受制動力。
一種如德國專利DE949329所述的多蹄式制動器避免了上述與貼靠制動鼓有關的平衡制動蹄的缺陷，所述多蹄式制動器最好被設計成尤其是用于車輛的雙內蹄式制動器并且它在靜止位置上具有一個制動蹄對中裝置，其中彼此相反的且由一個按照已知方式浮動安裝的叉開機構分開的制動蹄端通過起到對中裝置作用的回拉彈簧相連，所述回拉彈簧大致在中央沿制動鼓徑向支承在固定摩擦體上。浮動安裝的叉開機構通過燕尾槽與制動軸相連，所述制動軸安裝在用于操作多制動蹄式制動器的制動桿上，所述燕尾槽在兩個制動蹄的施力方向上形成移動。制動軸的轉動通過燕尾槽被傳遞給叉開件，制動作用可以通過制動蹄貼靠制動鼓而不受阻礙，并且在任何情況下，總是通過不變的貼靠力實現制動。當磨損加劇時，磨損大的上升制動蹄可以比磨損小的下降制動蹄更大地進行重新調整。因此，制動作用與如德國專利DE1069019所述的制動器相比沒有變化。
也被設計用來制動與自行車轉輪相連的制動鼓的本文所提出的制動器是上述制動器的另一個繼續發展形式，其中尤其是制動蹄制造的簡化以及與制動桿一起制造凸輪有助于成本低廉地制造制動器，該制動器是這樣的制動器具有一個與一支架相連的制動蹄，其中支架可以與一制動器支架如此連接，即制動蹄同時在制動器支架上對中。制動蹄被設計成類似于內帶式制動器并且它最好在其整個外周上具有一個制動摩擦襯片。支架在一個連接部上如此與制動蹄相連，即制動蹄具有兩個自由的制動半蹄，它們朝向連接部兩側具有能夠使制動半蹄彈動的區域，。能夠在制動半蹄上制造出加強筋，所述加強筋保證了制動半蹄形狀受控制地貼靠制動鼓。制動半蹄被預壓緊在一個直接同制動桿相連的凸輪上，從而凸輪可被夾緊在制動半蹄端之間。此外，如此設計制動半蹄端，即凸輪在這樣的外形中被夾緊，即所述形狀在未壓緊狀態下給凸輪提供一個明確位置。凸輪如已知的那樣直接與制動桿相連并且它在制動器支架中沒有支承。在操作制動桿時，使凸輪轉動并將制動半蹄向外壓向制動鼓，其中對各制動蹄來說，壓緊力通過凸輪在制動摩擦襯片調整狀態下及在使用不久后的自動對中并隨著制動摩擦襯片的磨損而保持不變。
還可以將環繞的制動摩擦襯片分成兩個摩擦半片，由此可以節約材料，但或許在制動件對中地安裝制動器時可能產生負面影響。當在制動器支架上安裝制動蹄時，必須作為制動桿的一體構件地安裝制動蹄，因為制動器支架具有一個將制動桿固定在其安裝位置上的突肩，從而制動桿在使用時是不可能滑脫的。可以如此設計突肩，即制動桿是不可能拆卸的。對于支架與制動桿螺紋連接的情況來說，制動蹄與制動桿可以脫離制動器支架并被拆散成零散部件。
可以成本低廉地制造制動器，因為根據本發明提出了，制動蹄由深沖板件制成，其中支架是深沖件的一體組成部分。深沖杯件的底面是如此沖壓出來的，即制動半蹄的加強筋以及支架通過其孔可固定地保持不動，其中連接部和區域都可以被設計用于彈動和預壓緊制動半蹄。大致在連連接部對面的制動半蹄的凸輪接觸位置同樣是通過沖壓工序制成的，在這里可能要求將在外周上的邊緣分別分開，其中為分離而設置的縫隙的寬度由制動半蹄的所需預壓力確定。
作為上述由深沖板件構成的制動器的替換形式，提出了由輕型材料構成的制動器，它可以被制成實心件，其中給制動半蹄上的加強筋設計出這樣的阻力矩，即它適應于對各制動半蹄制動過程的各自的要求。下降的制動半蹄可以通過這種方式以大壓緊力作用于制動過程，而上升的制動蹄可以以小壓緊力作用于制動過程。由于在某些環境中且尤其是在潮濕環境中，鼓式制動器比干燥環境更敏銳地反應，可以如此設計阻力矩，即即使在不利環境中，在自動制動之前也不會出現自動加強。
由于制動蹄和制動鼓必須準確地對中，所以支架具有一個中心孔，它對中于轉輪輪轂的軸上。另一個可能性是，在制動器支架中保持相對輪轂軸的對中，其中只要位置精確地在制動器支架上固定制動蹄就行了。這樣的固定可以通過用于將支架固定在制動器支架上的孔來實現。
因此，本發明的任務是提供可經濟制造的制動件，其中尤其是省去了用于制動蹄和制動桿的轉動支承結構。
在權利要求1和10的特征部分中描述了完成上述任務的解決方案。從屬權利要求給出了其它設計方案。
在五張附圖中示出了制動器的兩個實施例，其中
圖1示出了具有一帶有環繞制動摩擦襯片的制動蹄和一制動桿的制動器支架；圖2示出了帶支架的制動蹄，所述支架在連接部與制動蹄相連并且是一個深沖杯件的組成部分，它可以由制動蹄和支架制成；圖3示出了支架對中地位于制動器支架上的制動蹄和制動桿和在預壓力下設置在制動蹄內的凸輪；圖4示出了另一個帶支架的制動蹄實施例；圖5示出了帶凸輪的圖4所示的制動蹄，所述凸輪通過其特殊形狀控制著力作用于制動蹄的方向；圖6示出了帶有制動桿的圖5所示的制動蹄，所述制動桿通過擋塊和在制動蹄上的突起固定了其位置。
用1表示車輪制動器的制動器支架，因而根據圖1-3所示，帶制動桿2的制動蹄3與該制動器支架相連。制動蹄3與制動器支架1的連接是通過一個帶中心孔8的支架7實現的，制動蹄3通過所述中心孔而在一個車輛轉輪軸上對中。支架7和制動器支架1具有孔9，兩個部件可以通過所述孔相連。支架7在一個連接部10上與制動蹄3相連，由此形成了第一制動半蹄19和第二制動半蹄20，它們可以繞區域11、12彈性地轉向連接部10的兩側。第一制動半蹄19具有制動蹄端6，第二制動半蹄20具有制動蹄端5，在它們之間設置了一個與制動桿2相連的凸輪4。制動蹄端5、6通過區域11、12被預壓緊，從而凸輪被夾緊在制動蹄端5、6之間并且在制動桿2靜止不動時處于預壓力下。制動蹄端5、6具有這樣的形狀，即它包圍住凸輪4并且它在制動器支架1的平面內使凸輪不可能移動。對于支架7被裝在制動器支架1上的情況來說，制動器支架1上的懸置部16的作用是使制動桿2與凸輪4也不能在垂直于制動器支架1的方向上移動。
一層制動摩擦襯片包圍著制動蹄3，所述制動摩擦襯片通過制動桿2帶動凸輪4轉動的方式而與在車輛轉輪上的制動鼓摩擦接觸。如圖2所示，支架7和制動蹄3具有杯件17的結構，它可以是深沖而成的，其中也可以通過后續的支架7加工工序而在第二制動半蹄20上形成一個加強筋14并在第一制動半蹄19上形成一個加強筋15。在上述加工過程中，也可以制作出制動蹄端5、6的外形，其中制動蹄3在外徑上具有一個縫隙18，所述縫隙的寬度必須是這樣設計的，即不僅要在制動摩擦襯片13和制動鼓之間充分留有空間，而且要在凸輪4上的制動蹄端5、6之間產生足夠的預壓力。
根據圖4、5，示出了一個制動蹄3a，它具有第一制動半蹄19a和第二制動半蹄20a，它們通過連接部10a與支架7相連，其中制動半蹄19a、20a分別具有區域11、12，所述區域位于緊鄰連接部10a并允許制動半蹄19a、20a彈回。第一制動半蹄19a在制動蹄端6a上具有加強筋15a，第二制動半蹄20a在制動蹄端5a上具有加強筋14a。制動蹄端5a、6a分別形成了用于S形凸輪4a的外形，所述凸輪處于兩個制動半蹄19a、20a的預壓力下并在其靜止位置上因其在制動蹄端5a、6a上的外形而不可能移出其在制動器支架1平面內的位置。S形是如此選擇的，即在凸輪4a擺動時，分別在制動蹄端5a、6a上形成了一個力P，它的作用方向大致與制動蹄端5a、6a的運動方向重合。至少在制動器調整狀態下如此獲得的運動作用于凸輪4a與制動蹄端5a、6a之間的接觸部，從而產生了最小摩擦并且通過制動桿2傳入制動器的力可以非常有效地被傳遞給制動蹄3。
根據圖6，示出了一個制動桿2，它與凸輪4b相連并具有一個擋塊21，所述擋塊與制動蹄端6b共同作用以便將制動桿2的位置固定在其靜止位置上。對置的制動蹄端5b在其接觸凸輪4b的接觸部處被設計成圓形并且它被預壓向制動蹄端6b，從而使制動桿2逆時針轉動并使其擋塊21抵靠在制動蹄端6b上。為防止凸輪4b滑離其在制動蹄端5b、6b之間的位置，在制動蹄端5b上設置了一個突起22，它防止了凸輪徑向滑向制動器內。制動蹄端5b、6b的倒圓部是如此設計的，即在制動桿2相對凸輪4b移動時，出現了下滾運動，這實際上是無摩擦地進行的并且制動器通過這種方式提供了很感性的定量控制的可能性。
如圖4-6所示，制動器可以是由實心件構成的制動器，它最好是鋁制的。制動半蹄19a、20a又被相對預壓緊，以便給凸輪4a或4b提供上述位置。這樣一來，加強筋14a、15a可被設計成最大達到制動摩擦襯片13的寬度的任意寬度，由此可以實現防止制動器在不利的濕滑條件下自動制動的阻力矩。
如圖3、4所示，連接部10、10a將制動蹄3、3a分成幾乎等長的制動半蹄19、19a和20、20a。根據所規定的制動器應用場合，這些制動半蹄可以被設計成具有或高或低的制動功能，這可以通過延長或縮短上升的第一制動半蹄19、19a而實現。如果延長第一制動半蹄，則在保持凸輪4、4a操作力不變的情況下，增強制動作用。連接部10、10a可以相對凸輪4、4a的位置隨意移動，這意味著，本發明制動器的工作原理適用于許多不同的應用領域。
本發明的制動器具有這樣的優點，即可以簡單且大批量地機加工制造所述制動器并且它的工作效率高，因此，結果只需要較小的操作力并且具有可簡化的操作件。
權利要求
1．用于車輛轉輪如自行車輪或輪椅或殘疾人車輛的轉輪的至少一根軸的制動器，以制動與轉輪相連的制動鼓，它具有-一個制動器支架(1)；-至少一個制動蹄(3，3a)；-一個制動桿(2)，它具有至少一個設置在兩個制動蹄端(5，5a，5b，6，6a，6b)之間的凸輪(4，4a，4b)；其特征在于，制動蹄(3，3a)具有一個與制動器支架(1)相連的并使制動蹄(3，3a)對中于制動器支架(1)上的支架(7)。
2．如權利要求1所述的制動器，其特征在于，支架(7)通過一個環套轉輪軸的中心孔(8)而在制動器支架(1)上對中。
3．如權利要求1或2所述的制動器，其特征在于，支架(7)具有孔(9)，它通過這些孔與制動器支架(1)相連并也能有選擇地對中。
4．如權利要求1-3之一所述的制動器，其特征在于，支架(7)在一個連接部(10，10a)上與制動蹄(3，3a)相連，這些連接部將制動蹄(3，3a)分成兩個繞連接部(10，10a)自由擺動的制動半蹄(19，19a；20，20a)。
5．如權利要求1所述的制動器，其特征在于，制動蹄(3，3a)相對凸輪(4，4a，4b)被彈性地預壓緊。
6．如權利要求1-5之一所述的制動器，其特征在于，在其靜止位置上，第一制動半蹄(19，19a)通過其制動蹄端(5，5a，5b)被彈性地預壓向凸輪(4，4a，4b)，而第二制動半蹄(19，19a)同樣在其靜止位置上通過其制動蹄端(6，6a，6b)被彈性地預壓向凸輪(4，4a，4b)。
7．如權利要求1-6之一所述的制動器，其特征在于，制動蹄(3，3a)指向支架(7)連接部(10，10a)兩側具有這樣的區域(11，12)，即制動半蹄(19，19a；20，20a)在所述區域內優選地能夠彈動。
8．如權利要求7所述的制動器，其特征在于，在區域(11，12)內制動蹄(3a)壁厚被設計成是變化的，以便當其在制動張開時保持制動蹄(3a)呈圓形。
9．如權利要求1-8之一所述的制動器，其特征在于，制動蹄(3，3a)在上升制動蹄上具有加強筋(15，15a)，所述加強筋的作用是，當其在制動狀態下叉開時，考慮到上升制動蹄(3，3a)在其在連接部(10，10a)的兩側叉開到制動蹄外的制動鼓上時的自動加強作用而盡可能地平衡制動蹄的壓力。
10．如權利要求8或9所述的制動器，其特征在于，加強筋(15a)尤其是沿制動蹄(3a)的一個上升部分具有阻力矩，這個阻力矩當在不利環境下制動時將由此出現的自動加強作用限制到一個小于自動制動的數值。
11．如權利要求1-10之一所述的制動器，其特征在于，制動蹄(3)及其支架(7)是由一個深沖杯件(17)制成的，其中支架(7)及加強筋的外形是通過沖壓形成的。
12．用于車輛轉輪如自行車輪或輪椅或殘疾人車輛的轉輪的至少一根軸的制動器，以制動與轉輪相連的制動鼓，它具有-一個制動器支架(1)；-至少一個制動蹄(3，3a)；-一個制動桿(2)，它具有至少一個設置在兩個制動蹄端(5，5a；6，6a)之間的凸輪(4，4a)；其特征在于，凸輪(4，4a)通過預壓緊的制動蹄端(5，5a；6，6a)被明確定位，同時在制動器中具有制動桿(2)的支承部。
13．如權利要求12所述的制動器，其特征在于，制動蹄端(5，5a；6，6a)具有這樣的形狀，即它環繞凸輪(4，4a)并由此可以將制動桿(2)支承在各自的可行角位上。
14．如權利要求12或13所述的制動器，其特征在于，凸輪(4a)具有S形截面，這在凸輪(4)開始轉動前在制動蹄端(5a，6a)的運動方向上產生了一個力(P)。
15．用于車輛轉輪如自行車輪或輪椅或殘疾人車輛的轉輪的至少一根軸的制動器，以制動與轉輪相連的制動鼓，它具有-一個制動器支架(1)；-至少一個制動蹄(3a)；-一個制動桿(2)，它具有至少一個設置在兩個制動蹄端(5b，6b)之間的凸輪(4b)；其特征在于，凸輪(4b)不僅通過預壓緊的制動蹄端(5b，6b)而且通過一個在制動桿(2)的擋塊(21)和一在制動蹄端(5b)上的突起(22)而被明確定位，同時在制動器內具有制動桿(2)的支承部。
16．如權利要求1或15所述的制動器，其特征在于，制動蹄(3a)由輕金屬制成。
17．如權利要求15或16所述的制動器，其特征在于，制動蹄(3a)與支架(7)一起被設計成實心件。
18．如權利要求15所述的制動器，其特征在于，至少其中一個制動蹄端(5b，6b)被設計成圓形，它在制動時滾向凸輪(4b)平面。
19．如權利要求1-18之一所述的制動器，其特征在于，制動桿(2)在制動器的一個外形和一個懸置部(16)之間被保持在其位置上并且防止了它沿轉輪軸方向滑落出。
全文摘要
本發明涉及用于自行車轉輪的至少一根軸的制動器,以制動與該轉輪相連的制動鼓,它具有一制動器支架、一個制動蹄、一帶有位于制動蹄的端部之間并在那里被預壓緊的凸輪的制動桿,其中制動蹄通過一支架與制動器支架相連,凸輪無支承地與制動桿相連并可以通過該制動桿轉動。本發明的制動器具有這樣的優點,既它可以簡單且大批量地機加工制造并可以通過有建設性的措施影響其性能并且它具有很高的工作效率,從而只需要較小的操作力并具有可簡化的操作件。
文檔編號F16D51/04GK1283753SQ0012266
公開日2001年2月14日 申請日期2000年6月21日 優先權日1999年6月21日
發明者F·舒密特, T·胡伯, E·沙夫雷恩, J·勞 申請人:Sram德國有限公司