具有齒輪傳動子總成的致動器、和配備有該致動器的鼓式制動器以及制動裝置的制作方法

文檔序號：11850581閱讀：342來源：國知局

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本發明涉及用于機動車(特別是電動車輛)的鼓式制動器的制動塊的致動器。本發明還涉及組裝方法以及配備有該致動器的鼓式制動器和制動裝置。

所述致動器包括具有螺桿-螺母系統的線性致動總成，并且能夠使制動塊的端部彼此分離。該螺桿-螺母系統由本身被電動機驅動的齒輪裝置所驅動。

該傳動齒輪裝置以被稱為齒輪箱的預組裝子總成形式實現，并且包括所有軸線都與線性致動總成的元件的位移方向平行的外齒輪。

背景技術：

鼓式制動器通常用于機動車中，以實現三種類型的制動：

-行車制動，其在于通常通過制動踏板使車輛減速和/或固定不動；

-駐車制動，其允許通常通過手剎使停著的車輛固定不動；

-緊急制動，其在于在行車制動失效的情況下使車輛減速和/或固定不動，并且通常由與駐車制動相同的裝置確保。

在配備有鼓式制動器的大多數車輛中，已知這三種類型的制動由同一鼓式制動器實現。具體地并且通常，駐車制動功能由使桿和位于車廂中的手剎控制器連接的線纜來確保，所述桿在鼓中繞著制動塊中的一個的移動端樞軸轉動以通過反應連桿使該制動塊與另一制動塊分離。

手動或者在較小的力下這樣致動的鼓式制動器的使用提供可能不足以確保駐車制動以及特別是緊急制動的制動力矩。

鼓式制動器通常包括與輪同軸的鼓，其由與待制動部件聯結的中空圓柱體構成。配備有制動襯片的制動塊能夠與鼓的內側表面摩擦。為了制動，在塊的第一端以與轉動相切的方式壓在與不轉動的底板聯結的止擋板上時，塊的第二端彼此分離以將襯片施加到鼓的內側表面。因此，輪的任何轉動移動或力向塊施加轉矩，所述塊通過該止擋板將至少部分轉矩傳遞給底板。通常，在稱為“單工”模式的運行模式下，兩個塊在同一側的兩個端部處通常由固定到底板的雙活塞液壓致動器致動。

在另一類型的鼓式制動器(稱為“雙伺服式”)中，浮動連桿將力從一個塊傳遞到另一塊。特別地，在第一塊的第二端通過浮動連桿壓在第二塊的第二端上期間，致動器使壓在鼓上的第一塊的第一端彼此分離。這樣，第二塊的第一端是唯一一個壓在止擋板上的。該類型的致動器對于給定的致動力而言是明顯更加有效的，但是具有其他缺點，特別是由于其更加難以調節并且不均勻地磨損。

通常，雙伺服型鼓式制動器僅用作駐車和緊急制動器，例如將盤式行車制動器的盤的中央帽的內側作為鼓來使用，稱為“盤中鼓”的組合并且在文獻EP 0416760中被描述。

另一類型的制動器在于結合用于實現行車制動的單工類型和用于實現駐車和緊急制動的雙伺服模式類型。在該精神下，文獻FR 2 697 599提出在止擋板附近增設機械致動器。該致動器的一側壓在第一塊的第一端上，而另一側壓在作用于另一塊的額外的桿的一端上。

此外，鼓式制動器的制動塊的電致動是已知的。US 8 011 482描述了一種機構，其中制動塊由通過螺桿-螺母系統而平移移位的連桿致動，所述螺桿-螺母系統由齒輪裝置致動轉動，而所述齒輪裝置本身由電動機致動轉動。文獻EP 2195219提出一種駐車制動系統，其中制動塊被通過由蝸桿驅動的輪而平移移位的螺紋元件致動，所述蝸桿與電動機的輸出軸轉動聯結。

本發明的目的在于提出一種用于鼓式制動器的制動塊的機動化致動器，其允許簡單且靈活的制造和/或組裝和/或維護操作并且獲得在良好緊湊性中具有良好動力性能的可靠的運行，并且降低或者限制生產成本。

技術實現要素：

本發明涉及用于機動車的鼓式制動器的制動塊的線性致動器，其特征在于所述線性致動器包括：

-線性致動總成，其包括由轉動的螺紋元件和第二螺紋元件構成的螺桿-螺母系統，線性致動總成被布置以通過驅動所述轉動的螺紋元件相對于所述第二螺紋元件轉動使制動塊的第一端彼此分離而選擇性地使所述制動塊壓靠所述制動器的鼓；

-轉動機動化裝置；

-包括齒輪的傳動子總成，所述齒輪具有平行軸線，彼此嚙合并且被安裝以將所述機動化裝置的轉動運動傳遞給所述轉動的螺紋元件。

與使用蝸桿系統的現有技術方案不同，選擇使用具有平行軸線的齒輪可能需要更多個部件以獲得必要的齒輪減速。但是，本發明提出不使用螺桿系統。

本發明獲得了來自機動化裝置的良好傳動能量效率，這允許獲得更大的緊固力或者更高的緊固速度或者允許使用低功率的機動化裝置，或者這些性能之間的更好折衷。

根據本發明的其他有利特征：

-所述齒輪為外齒輪。

-所述傳動子總成包括三個齒輪。

-所述齒輪是斜齒輪；

-位于傳動子總成(4)的輸入處的主動齒輪(41)與位于所述傳動子總成的輸出處的從動齒輪(43)之間的傳動比使得角速度減小到小于1/2，例如1/2.5到1/3.5，并且特別是等于1/2.9。

由三個斜齒輪構成的齒輪裝置具有兩個優點，即，由于斜齒而在嚙合期間降低了噪聲和振動，并且由于奇數個齒輪而修正在嚙合期間由螺旋產生的軸向應力。此外，由主動齒輪的角速度(ω₁)以及從動齒輪的角速度(ω₂)之間的比值ω₁/ω₂＝2.9限定的減速比優化了減速。

根據本發明的另一些有利特征：

-轉動的螺紋元件與位于傳動子總成的輸出處的從動齒輪聯結轉動地并同軸滑動地安裝；

-位于傳動子總成的輸入處的主動齒輪通過嵌套而與機動化裝置轉動地耦接；

-傳動子總成在支承齒輪的框架內形成預組裝元件。

預組裝子總成在致動器內的存在極大簡化了組裝和維護步驟，從而有助于系統性地降低生產和維護成本。其還允許確保齒輪相對于彼此更精確的布置，這確保了改進的能量效率和減少的齒磨損。

根據本發明的有利特征：

-所述線性致動器包括：

o第一殼體，將線性致動總成容納在致動容置部中，致動容置部

與容納位于傳動子總成的輸出處的從動齒輪的容置部相交；

o第二殼體，其與第一殼體一起組裝以封閉傳動子總成，并且具

有容納位于傳動子總成的輸入處的主動齒輪的容置部；

-所述框架包括兩個平行板，平行板在彼此之間通過形成橫桿的連接部件被保持，并且齒輪被保持在平行板之間；

-所述連接部件中的至少一個由傳動子總成的齒輪中的一個的軸形成；

-所述第一殼體和第二殼體中的至少一個的容置部的至少一個壁包括一個或更多個槽，至少一個或更多個槽被布置以在傳動子總成在容置部中的插入運動期間形成對橫桿的或者齒輪軸的、從框架突出的至少一個頭部的平移的引導；

-所述傳動子總成的框架包括一個或更多個凸起，凸起向外突出并且其尺寸被確定為壓在第一殼體和第二殼體中的至少一個的容置部的壁上；

-所述傳動子總成延伸穿過在其上聯結安裝有致動器的底板的開口，并且機動化裝置和螺桿-螺母系統具有基本平行的軸線并且布置在底板的彼此相反的側；

-所述第一殼體和第二殼體中的一個以基本密封的方式接合在底板的開口中。

本發明的另一方面具有另外的有利特征，根據所述特征，本發明能夠包括一種鼓式制動器，在其中兩個塊被安裝在底板上，使得兩個塊能夠彼此分離，以壓在由能夠相對于底板轉動移動的鼓的內部承載的摩擦軌道上，所述線性致動器被布置以使兩個塊通過其面向彼此的兩個第一端彼此分離。

在這種制動器中，根據特征，所述兩個塊鉸接到連桿，連桿能夠相對于底板移動并且在塊的與第一端相反的第二端附近使塊彼此連接，連桿能夠從塊中的一個向塊中的另一個傳遞使所述另一個塊推抵相對于底板固定的錨固件的力。

根據另一特征，所述制動器還包括提供第二制動功能、特別是行車制動功能的第二致動器，所述第二致動器被布置以在第一端相對于底板被止擋的同時使兩個塊的第二端彼此分離。

最后，根據另一方面，本發明包括一種用于車輛或車輛子總成、特別是用于道路車輛的制動裝置，制動裝置包括制動盤，制動盤與制動襯片相互作用以實現第二制動功能、特別是行車制動器功能，所述裝置包括被布置以確保第一制動功能、特別是駐車和/或緊急制動器功能的制動器，其中鼓與制動盤聯結并且同軸。

根據另一方面，本發明還提出一種用于組裝所述裝置的方法，所述方法：

-包括組裝包括多個齒輪的傳動子總成的至少一個步驟，所述多個齒輪彼此嚙合并且保持在框架內部以形成傳動子總成；和/或

-還包括將傳動子總成插入到第一殼體中的步驟，所述第一殼體然后與第二殼體一起組裝以封閉傳動子總成，然后所述殼體中的一個被固定在底板上以將從殼體中的另一個突出的一個或更多個固定腳緊固在所述殼體中的一個和底板之間；和/或

-按照包括在橫向于所述齒輪的軸線的平面中的運動將傳動子總成插入到第一殼體中；和/或

-在插入到第一殼體中之后，螺桿-螺母系統的至少一部分在傳動齒輪裝置的輸出處的從動齒輪中的軸向孔口中軸向滑動，使得以由所述從動齒輪驅動轉動的方式與所述軸向孔口的形狀配合。

特別地，本發明允許容易且靈活地適應于車輛或車輛子總成設計者的要求和條件；例如適應于現有車輛或車輛子總成或者集成到正在設計的車輛子總成中。特別地，特別是在電動控制的駐車制動器的情況下，本發明與汽車部件的控制模式的技術發展兼容。本發明還允許利用同一致動器型號實施多種水平的驅動性能。

可設想和并入根據本文中提出的不同可選特征的所有可能的組合的各種實施例。

附圖說明

在仔細閱讀絕非限制性的實施例的詳細描述以及附圖之后，本發明的其他優點和特征將變得明顯，在這些附圖中：

-圖1是根據本發明的一個實施例的“雙模式”鼓式制動器的立體圖；

-圖2是在車輛固定不動的情況下駐車制動器夾緊時，圖1中的制動器的運行的圖解正視圖；

-圖3是在圖1中的機構的駐車制動器的致動器組裝之前和圖1中的機構的底板的局部分解圖；

-圖4是在具有電動機的實施例中，圖1的機構的駐車或緊急制動器的致動器的局部剖開的立體圖；

-圖5和6是圖4中的駐車或緊急制動器的致動器的分解圖；

-圖7是在當前優選實施例中、圖4的駐車或緊急制動器的致動器的機械傳動裝置的透視圖；

-圖8是圖4中的駐車或緊急制動器的致動器的機械傳動裝置的變型的立體圖。

具體實施方式

圖1示出了根據本發明的一個實施例的“雙模式”鼓式制動器。該實施例能夠與用于行車制動器模式的不同類型的致動器以及用于駐車或緊急制動器的致動器的不同類型的機動化裝置一起實施。

在駐車或緊急制動器模式下，如圖2所示，線性致動器2包括線性致動總成3，其壓在塊12、13的第一端122、132上，以使其彼此分離，并且由此使塊壓靠制動器的鼓15的摩擦軌道。因此，線性致動器2將所述機構從息止位置或者從行車制動位置帶到駐車制動位置，并且例如由使兩個塊彼此連接的復位彈簧使所述機構返回至息止位置。

圖4、5和6示出了駐車或緊急制動器的致動器。在本示例中，包含螺桿-螺母系統的線性致動總成3包括第一活塞33和第二活塞32，所述活塞相對于彼此沿著切向于轉動軸線A1的方向D2以線性運動方式移位。如圖2所示，該移位將這兩個活塞分別壓在第一塊12和第二塊13的兩個第一端122、132上。在本示例中，螺桿-螺母系統由傳動子總成4致動，所述傳動子總成4本身由轉動的機動化裝置5致動。

傳動子總成4轉動致動螺桿-螺母系統的轉動的螺紋元件31，所述轉動的螺紋元件通過螺紋與不轉動的螺紋元件(此處包括第二活塞32)嚙合。此外，螺紋元件31軸向壓靠第一活塞33，兩者都具有相對于彼此轉動的自由。

更特別地，線性致動總成3的元件中的一個是被稱為彈性元件、也被稱為“彈簧包”的、能夠沿著致動運動的軸線彈性變形的元件33。該彈性元件允許儲存線性致動器2致動時的機械能，以在當車輛固定不動時可能產生的各種情況下保持制動力或者吸收變形。因此，線性致動總成3包括與元件33機械地串聯安裝的螺桿-螺母系統31、32。

在圖1和3中的實施例中，駐車或緊急制動器的致動器通過其殼體安裝和固定在鼓式制動器的底板10上，使得該殼體及其包含的傳動子總成以密封方式接合在底板的開口100中，并且使得螺桿-螺母系統和轉動的機動化裝置5具有基本平行的軸線并且布置在底板的彼此相反的側上。此處，圍繞線性致動總成3的第一殼體21以基本密封的方式接合在底板10的開口100中。該第一殼體還充當傳遞塊12、13和底板之間的制動或保持力矩的止擋件。該第一殼體例如由壓鑄件、機加工金屬(例如鑄鋁)制成。

上述實施例是絕非限制性的。特別地，專用于駐車或緊急制動器的線性致動器2的元件能夠被結合例如在任何類型的鼓式制動器、特別是單獨使用的雙伺服型單一模式的鼓式制動器中，或者甚至在盤中鼓型盤式制動器中。

圖7示出了在本文提出的實施例中的、包括框架的預組裝的傳動子總成4(稱為齒輪箱)，所述框架支承外斜齒輪41、42、43并且無論外部環境如何都將它們保持在其運行位置中。

預組裝子總成在裝置內部的存在極大地簡化了組裝和維護步驟，從而有助于系統性地降低生產成本。此外，這允許更容易和更精確地確保齒輪相對布置的最優值，特別是齒輪中心距，這極大地幫助獲得優化的傳動效率。

在本示例中，齒輪箱的框架包括例如由金屬制成的兩個相同的平行板48、49，這兩個板在彼此之間通過形成橫桿的連接部件471、472、473被保持。所述連接部件被擰緊、鉚接或者裝合在板中。

齒輪被保持在板之間并且齒輪的軸被布置在板設置的開口中，并且能夠充當軸承。一些齒輪(特別是中間齒輪)的軸，此處是中間齒輪42的軸473也充當橫桿。

在本示例中，傳動子總成4的從動齒輪43通過軸向孔430驅動螺桿-螺母系統的螺母，所述軸向孔具有此處為花鍵的內部形狀431，該內部形狀圍繞螺母31并且與螺母31的外部形狀312配合。從動齒輪43的內部形狀431和螺母31的外部形狀312一起形成自由平移地滑動連接，并且其各自的幾何形狀被確定以準許沿著致動方向D2軸向滑動一段長度，所述長度足夠允許螺桿-螺母系統充分滑動直到根據待傳遞的制動或保持力矩的方向被一側329或另一側339止擋。

傳動子總成4由主動齒輪41驅動，所述主動齒輪本身由組裝和固定在線性致動器2的第二殼體23上的減速電動機5驅動。

在該實施例的實施示例中，齒輪箱的齒和尺寸已經被確定以產生由主動齒輪41的角速度和從動齒輪43的角速度之間的比值限定的減速，對于0.89到0.94的效率，其比值大于2并且例如ω_輸入/ω_輸出＝2.9。

如圖5和6所示，線性致動器2的第一殼體21具有傳動容置部22，所述傳動容置部在底板10的一側打開并且容納包括從動齒輪43的傳動子總成4的一部分。該容置部22與由貫穿第一殼體的孔形成的并且容納線性致動總成3的容置部217相交。

線性致動器2的第二殼體23與第一殼體21一起組裝，以將傳動子總成4以密封方式封閉在其自己的傳動容置部24中，所述傳動容置部由此容納齒輪裝置的主動齒輪41。

第二殼體23具有腳232，所述腳在殼體21被固定在底板上時穿過底板10的開口100并且向外彎折，以在主殼體21和底板之間延伸并且被緊固在此處。因此，在將第一殼體21固定在底板10上之前，兩個殼體21、23的預先組裝僅需要非常簡單的固定單元，例如簡單鎖緊裝置或者如圖6所示的單個螺桿231。

容置部22和24的壁具有槽，所述槽被布置以在齒輪箱被插入時形成對齒輪箱平移的引導，例如通過引導橫桿的和齒輪軸的、從平行板48、49朝外部突出的頭部。一旦箱4布置在主殼體21中的合適位置，其從動齒輪43就位于線性致動總成3的容置部中的合適位置，所述線性致動總成3的元件31、32、33由此能夠穿過從動齒輪43的孔而被插入合適的位置。

第二殼體23還具有容置部25，所述容置部容納減速電動機5的輸出軸并且減速電動機5的殼體以密封且不轉動的方式組裝在其上。一旦傳動子總成4位于次殼體的容置部24中的合適位置，其輸入齒輪41就在所述減速電動機的該容置部25中的合適位置，所述減速電動機的輸出軸因此能夠插入其中。

在圖8中所示的變型中，在第一殼體21中對傳動子總成4在插入時的引導以及在殼體21、23的容置部中的側向位置中的保持由傳動子總成的框架49的長邊中的至少一個上向外突出的三個彈性凸起481、482、483來確保。

術語

1 鼓式制動器

10 底板

100 底板開口

11 第二致動器-行車制動器

12、13 制動塊

121、131 制動塊的第二端

122、132 制動塊的第一端

15 輪鼓

2 線性致動器-駐車或緊急制動器