制動系統的制作方法

本發明涉及制動系統，特別地，涉及一種用于商用車輛的楔驅動鼓式制動器。

背景技術：

從現有技術中已知如何在制動系統(例如用于商用車輛的楔驅動鼓式制動器)中組織再調節裝置，所述再調節裝置會補償制動器的制動襯片上的磨損，由此即使是在磨損增加的情況下也能夠實現盡可能均勻的制動特性。在該再調節裝置上設有例如螺釘元件，該螺釘元件與相應的螺紋嚙合并且通過相對于螺紋的旋轉來補償楔驅動鼓式制動器的制動蹄上的制動襯片的任何磨損。在該過程中，螺釘元件通過其與螺紋的嚙合而行進基本上對應于制動襯片的厚度減小的再調節路徑。因此，現有技術中已知的用于防止再調節裝置的螺釘元件扭轉的技術方案被證明是不利的，這是因為會對它們產生不希望的滑動摩擦，而這會導致所涉及部件的磨損并且還可能導致楔驅動鼓式制動器的力傳遞元件傾斜。

技術實現要素：

本發明所要解決的問題是提供一種制動系統，其能夠將再調節裝置的功能與在低磨損和組件的最小可能重量的情況下的制動力的最佳力傳遞結合。

通過根據權利要求1的制動系統來解決該問題。在從屬權利要求中將顯現本發明的其它優點和特征。

根據本發明，優選設計為楔驅動鼓式制動器的制動系統包括制動蹄和楔單元，其中，所述制動蹄包括第一連接元件，所述楔單元包括螺釘元件，所述螺釘元件能夠在所述楔單元上繞著旋轉軸線轉動；所述制動蹄包括力傳遞部，所述力傳遞部將由所述楔單元施加的制動力傳遞到所述制動蹄；并且所述第一連接元件包括固定部，所述固定部確保所述螺釘元件不會繞著所述旋轉軸線扭轉。有利地，制動系統包括兩個制動蹄，其分別布置在楔單元的兩側并且通過楔單元施加的作用力而彼此分離，從而使它們與制動鼓的內側嚙合。為了說明根據本發明的制動系統，在下文中將對制動蹄和楔單元之間的相互作用進行詳盡說明。楔單元包括螺釘元件，所述螺釘元件優選為再調節裝置的一部分。特別優選地，螺釘元件為螺栓形元件，其被安裝成使得其能夠在再調節裝置上旋轉，并且其具有與再調節裝置的另一元件嚙合的外螺紋，其中，與螺釘元件相對應的元件的旋轉會導致螺釘元件沿著旋轉軸線移動。楔單元不能防止螺釘元件繞著旋轉軸線扭轉。因此，在本發明的背景下，制動蹄設置有帶有固定部的第一連接元件，第一連接元件的固定部確保螺釘元件不會繞著旋轉軸線扭轉。優選地，制動蹄包括第一連接元件和第二連接元件，其中，固定部設置在至少一個連接元件上，優選地設置在第一連接元件上。例如，固定部是連接元件的腹板區域，該區域適于與楔單元的螺釘元件接合，使得確保螺釘元件不會繞著旋轉軸線扭轉。優選地，在固定部和螺釘元件之間提供形狀配合接合。優選地，螺釘元件為螺栓形或具有螺紋的(中空)圓柱形體，并且特別優選地，螺釘元件為楔驅動鼓式制動器的楔單元的再調節裝置的一部分。優選地，第一連接元件是片狀的彎曲部件，該部件特別地用作其上附接有制動蹄的制動襯片的另一彎曲片狀元件的托架。因此，在本發明的背景下，第一連接元件有利地起到支撐其上附接有或能夠附接制動襯片的所謂襯片板(lining sheet)的作用以及防止楔單元的螺釘元件繞著旋轉軸線扭轉的作用。有利地，旋轉軸線是楔單元的優選為活塞形的部件或元件沿其移動的軸線，這樣的移動將制動蹄壓至制動鼓的內側。因此，有利地，旋轉軸線還是這樣的軸線：力沿著該軸線從楔單元傳遞至制動蹄。螺釘元件有利地布置在具有螺紋的配合部件上，使得螺釘元件的扭轉同時會導致螺釘元件沿著旋轉軸線位移。另一方面，在防止螺釘元件繞著旋轉軸線扭轉的情況下，螺釘元件的配合部件(例如調節螺母)的扭轉會導致螺釘元件沿著旋轉軸線位移。在本發明的背景下，螺釘元件被設置成在固定部接合時確保螺釘元件不會繞著旋轉軸線扭轉，即，螺釘元件基本上不會繞旋轉軸線轉動，以此特別地節省部件并實現制動系統的簡單且穩健的設計。在本發明的背景下，第一連接元件的固定部被設置為起到這種防扭轉作用，因此不需要例如開口銷等額外的固定元件。另外，制動蹄包括力傳遞部，該力傳遞部將楔單元施加的制動力傳遞到制動蹄，并且有利地將制動蹄壓在制動鼓的內側。因此，在本發明的背景下，防止螺釘元件扭轉的功能和在楔單元和制動蹄之間進行力傳遞的功能是分離的。由于防止扭轉功能和力傳遞功能是分離的，因此，能夠特別地防止所涉及部件(例如第一連接元件、螺釘元件和力傳遞部)的楔形變(wedging)。同時，力傳遞部針對純力傳遞而被優化，即，繞著旋轉軸線作用的力不會被力傳遞部被傳遞，使得力傳遞部僅傳遞在楔單元和制動蹄之間作用的法向力。以這種方式，由于在楔單元和制動蹄的各參與表面之間幾乎不發生(優選地，不發生)不期望的滑動摩擦，因此能夠顯著減少制動系統的磨損，特別是顯著減少楔單元、螺釘元件和制動蹄之間的力傳遞區域的磨損。

特別優選地，固定部不參與制動力的傳遞。因此，在該特別優選的實施例中，楔單元和制動蹄之間的制動力僅通過力傳遞部被傳遞，而第一連接元件的固定部不參與制動力的傳遞。以這種方式，能夠優化固定部，特別是優化固定部的用于防止扭轉(即，用于施加防止螺釘元件繞旋轉軸線扭轉的扭矩或周向力)的幾何形狀，同時使固定部基本上不經受任何其它的力。以這種方式，特別地，能夠減小或甚至避免固定部的滑動摩擦以及固定部相對于楔單元的螺釘元件偏斜的風險。同時，有利地，針對法向力的傳遞優化了制動蹄上的力傳遞部，使得只有制動力被傳遞，而制動蹄的力傳遞部不承擔防止螺釘元件扭轉的任務。

有利地，固定部與螺釘元件的接合部接合，其中，接合部具有橫向于旋轉軸線的直線延伸。優選地，螺釘元件的接合部是螺釘元件的外表面，其至少在橫向于旋轉軸線的一個方向上是直線的或水平的。換言之，這意味著螺釘元件具有這樣的外表面：該外表面被設計成或適于作為與第一連接元件的固定部優選地形狀匹配接合的接合部，其中該外表面至少在一個方向上直線延伸或水平延伸。特別地，為了能夠吸收制動蹄相對于楔單元的輕微擺動，在螺釘元件的接合部上可以優選地沿著橫向于該直線延伸方向延伸的方向設置輕微的彎曲。當在制動器的操作期間制動蹄被壓在制動鼓的內側并且制動鼓變寬并因而呈現出略微錐形形狀時，會發生制動蹄的這樣的輕微擺動。以這種方式，制動蹄進而會出現輕微的傾斜。在本發明的背景下，制動蹄的擺動運動被設置為在距制動蹄的樞轉平面1度至7度的范圍內，優選地，在距制動蹄的樞轉平面2度至5度的范圍內，并且能夠容易地通過適當設計的螺釘元件的接合部而被吸收。優選地，制動蹄的樞轉平面制動蹄是這樣的平面：制動蹄沿著該平面被楔單元移動并壓向制動鼓。接合部的吸收制動蹄的輕微擺動的設計同時防止了由固定部導致的接合部的偏斜。

在另一個優選實施例中，固定部和/或接合部具有實質地平坦表面。平坦表面在本文中是指基本上完全位于一個平面中或者與一個平面一致或平行的表面。基本上，平面意味著制造公差以及甚至輕微的材料變形可能在制動系統的使用期間導致平面幾何形狀的偏差，盡管這些在本發明的背景下是允許的。特別優選地，固定部具有基本平坦表面，而螺釘元件上的接合部優選地具有沿著一個方向的直線延伸以及在橫向于該方向的各方向上的輕微彎曲，以便有利地補償如上所述的制動蹄的擺動運動或制動蹄的傾斜運動。在另一特別優選實施例中，固定部和接合部均設置有平坦表面，其中，固定部和接合部的平坦表面能夠實現特別良好的形狀配合，并因此確保了特別牢固和可靠地防止螺釘元件扭轉。換言之，平坦表面被認為是基本不彎曲的表面。

有利地，力傳遞部能夠抵靠在螺釘元件的支撐表面上，其中，支撐表面和/或力傳遞部基本上橫向于旋轉軸線延伸。在此情況下，基本上橫向于旋轉軸線意味著：當制動蹄在制動過程中樞轉時，當然會發生力傳遞部相對于旋轉軸線的輕微傾斜。在本發明的背景下，在這種情況下出現的傾斜角同樣應當落入“橫向于旋轉軸線”的范圍內。螺釘元件的支撐表面優選地垂直于旋轉軸線延伸，而力傳遞部具有同樣基本上垂直于旋轉軸線定向的表面，盡管在制動過程期中該表面會從垂直于旋轉軸線的狀態相對于旋轉軸線略微樞轉。垂直定向的支撐表面和力傳遞部的相應配合表面的獨特優點在于可基本上平行于旋轉軸線發生力傳遞。有利地，很少或不會出現橫向于旋轉軸線作用的力分量。有利地，將很少或不會存在橫向于相應的力傳遞表面作用的滑動摩擦或推力，并且能夠顯著減少制動系統的磨損。因此，力傳遞部和螺桿栓元件上的相應支撐表面不僅與螺釘元件的防扭轉無關，而且還被設計為使得在力傳遞部和支撐表面上的各個對應的力傳遞表面盡可能僅出現法向力，從而能夠顯著減少由于摩擦或表面磨耗而導致的磨損。

優選地，力傳遞部包括以可旋轉的方式安裝在制動蹄上并且沿著螺釘元件滾動的滾動元件。特別優選地，滾動元件抵靠在螺釘元件的支撐表面上滾動。優選地，滾動元件被可旋轉地保持或支撐在制動蹄的力傳遞部的區域中，并且將由楔單元施加的力傳遞至制動蹄。特別優選地，滾動元件具有圓柱形或略微凸起或桶形的外部幾何形狀，并且特別地，滾動元件的柱體或旋轉軸線被定向為橫向于或優選地垂直于螺釘元件的旋轉軸線。滾動元件確保由楔單元傳遞的制動力和特別優選地由螺釘元件傳遞的制動力會垂直地作用在滾動元件上，同時滾動元件會平衡制動過程中制動蹄的樞轉運動，并且當產生滾動摩擦時僅將制動力傳遞至制動蹄。特別優選地，滾動元件被支撐在在制動蹄上的作為力傳遞幾何形狀的板件上，而在滾動元件的旋轉安裝區域中，很少或不會吸收制動力，有利地僅吸收1-10％的制動力。以這種方式，能夠減小滾動元件在其旋轉安裝區域中與制動蹄或者與第一連接元件和第二連接元件的摩擦。有利地，制動蹄的所述板件具有略微彎曲的形狀，使得即使在制動蹄樞轉時，也始終能夠分別確保從楔單元到滾動元件以及從滾動元件到制動蹄的所述板件的直線的且垂直的力傳遞。特別優選地，滾動元件僅將平行于旋轉軸線作用的力從螺釘元件傳遞到制動蹄。換言之，這特別意味著，滾動元件不會在楔單元和制動蹄之間吸收或傳遞任何扭矩。因此，滾動元件有利地不進行任何防扭轉操作，而是僅用來在楔單元與制動蹄之間傳遞線性力，特別優選地，僅用來從螺釘元件向制動蹄傳遞線性力。以這種方式，能夠有利地減少滾動元件的表面磨損并且能夠有利地降低在制動系統的使用期間滾動元件卡在螺釘元件上的危險性。

進一步優選地，滾動元件在其背離螺釘元件的一側支撐在板件上，其中，板件將由滾動元件傳遞的制動力傳遞到制動蹄。在制動蹄的相應的配合幾何結構上的滾動元件旋轉引導件優選地被設計為細長孔，而在楔單元和制動蹄之間的力傳遞期間，優選地，這些細長孔不吸收制動力或者僅吸收可忽略不計的制動力部分。有利地，所述板件完全吸收由滾動元件傳遞的制動力。以這種方式，如上所述，在滾動元件的旋轉軸承的安裝區域中能夠減小摩擦和磨損。

特別優選地，制動系統包括第二連接元件，其中，第一連接元件和第二連接元件分別具有固定部，并且第一連接元件的固定部和第二連接元件的固定部優選地被定向為相對于位于第一連接元件和第二連接元件之間的平面平面對稱。在本發明的背景下，該優選實施例構成了制動系統的特別簡單設計，其中，固定部以簡單的方式被設置在制動蹄的兩個連接元件中的每一者上，這兩個固定部在它們的中央具有相應的螺釘元件(螺釘元件具有至少兩個相應的接合部)接合幾何形狀，并且這兩個固定部通過形狀配合而防止扭轉。特別優選地，螺釘元件在其外表面上具有六邊形表面形狀，其中，第一連接元件上的固定部和第二連接元件上的固定部與螺釘元件上的接合部的兩個對置的表面分別接合。固定部有利地至少在一個方向上具有平面或直面，這會防止螺釘元件繞旋轉軸線扭轉。以這種方式，僅通過對制動系統的制動蹄稍微進行修改，能夠提供針對楔單元的再調節裝置的螺釘元件的防扭轉功能，這一方面具有低的磨損，另一方面還可提供有利地設計的制動蹄。在本發明的背景下，具有第一連接元件和第二連接元件(優選地平行于第一連接元件布置)的優選的制動蹄具有良好的扭轉剛度(這是由低重量和非常高的表面慣性矩導致的)，這防止了彎曲和扭轉。因此，即使對于商用車輛中常見的大制動力，所述制動蹄也具有良好的形狀穩定性。

在特別優選的實施例中，在固定部和接合部之間設置有重疊區域，其具有平行于旋轉軸線測量的重疊長度，其中，重疊長度為0.5cm至8cm，優選為0.8cm至4cm，特別優選為1cm至1.5cm左右。在本文中提出的重疊長度的范圍(從0.5cm到8.0cm)代表在本發明的背景下發現的優選折衷方案，這在一方面具有防止螺釘元件的防扭轉部件滑動的充分的安全性，并且同時由于避免了固定部和接合部之間的重疊區域的尺寸過大而使制動系統保持為低重量。已經證明重疊長度的下限0.5cm是良好的極限值，具有該極限值能夠足夠安全地在高比例應用范圍內確保防止扭轉。

優選地，重疊長度與驅動單元的螺釘元件的最大位移路徑的比率為0.2至1.2，優選為0.5至1，特別優選為約0.6至0.75。在本發明的背景下，螺釘元件的最大位移路徑優選是由驅動單元的再調節和螺釘元件的操作路徑產生的路徑總和。螺釘元件的操作路徑是螺釘元件優選地沿著旋轉軸線從制動過程開始直到達到最大制動力時所行進的路徑。螺釘元件的最大位移路徑會產生制動蹄的一定的樞轉，因此還會使制動蹄的固定部相對于螺釘元件上的接合部傾斜。為了即使在固定部相對于接合部的最大傾斜處仍具有足夠的重疊長度并且因此確保充分地防止螺釘元件扭轉，優選地，所述重疊長度與最大位移路徑的最小比率為0.2。同時，為了節省重量，應當避免尺寸過大，并且優選地，所述重疊長度與所述最大位移路徑的比率不應超過值1.2。對于中等重量級別的商用車輛及其拖車來說，0.5至1的優選比率范圍是兼顧安全性和低重量的良好折衷方案。對于也特別適合在未鋪裝的道路上行駛的重載商用車輛來說，0.6至0.75的特別優選的比率范圍是能夠兼顧安全性和輕重量結構的特優折衷方案。

附圖說明

本發明的其它優點和特征將從下面結合附圖對根據本發明的制動系統的選定實施例的說明中顯現出來。當然，僅在一個附圖中示出的單獨的特征也能夠應用于其它附圖的實施例中，只要其沒有因技術情況而被明確排除或阻止。

圖1是根據本發明的制動系統的優選實施例的示意圖。

圖2a)是根據本發明的螺釘元件的優選實施例的俯視圖。

圖2b)是圖2a示出的螺釘元件的側視圖。

圖3示出了根據本發明的制動系統的優選實施例。

圖4是圖3示出的詳細視圖的放大圖。

圖5a)至圖5c)是根據本發明的制動系統的另一優選實施例的局部截面圖。

圖6是根據本發明的制動系統的其他優選實施例的示意圖。

具體實施方式

圖1示出了具有第一連接元件2和第二連接元件3的制動蹄1，其中，第一連接元件2和第二連接元件3具有固定部5，該固定部被設計用來防止楔單元6的螺釘元件62的扭轉。制動蹄1的固定部5優選通過形狀配合與螺釘元件62上的相應地設計和布置的接合部64接合。每次接合，固定部5與接合部64均形成具有重疊長度L的重疊部7。優選地，楔單元6經由螺釘元件62沿著制動蹄1的旋轉軸線A傳遞制動力(在圖示的實施例中優選地指向左側)。為此，螺釘元件62有利地具有力傳遞表面66，該力傳遞表面能夠與制動蹄的相應力傳遞部4接合。有利地，力傳遞部4和力傳遞表面66基本上垂直于旋轉軸線A地定向。

圖2a示出了在根據本發明的螺釘元件62的優選實施例上沿旋轉軸線A的俯視圖。這具有兩個相對于彼此成平面對稱的接合部64。此外，螺釘元件62在螺釘元件62的朝向觀察者的端面處具有支撐表面66。圖2b用側視圖示出了圖2a示出的螺釘元件62的實施例。這里，示出了接合部64優選地延伸為平面或平坦的形狀。因此，換言之，接合部64在圓柱形或螺釘形的螺釘元件62上構成局部平坦化。可選地，優選地，螺釘元件62具有形成為六邊形(特別是外六角形)的外部幾何形狀，其中，在螺釘元件62的不同安裝位置處能夠與固定部5接合。

圖3示出了制動系統的優選實施例，在圖示中，楔單元可以與布置在其右側和左側的兩個制動蹄1嚙合。在圖左側示出的制動蹄1被圖示為處于其最大磨損狀態，而右側的制動蹄1則配備有新的制動襯片，因此其比左側示出的制動蹄1更靠近楔單元6。在楔單元6的螺釘元件62的接合部64與轉向觀察者的第一連接元件2之間設置有重疊區域7(參見圖4)，在該區域中，第一連接元件2的固定部5與螺釘元件62形狀配合地接合。以這種方式，可防止螺釘元件62繞著旋轉軸線A扭轉。此外，優選地示出了楔單元6被固定到制動器托架并且優選地被形成為與制動器托架一體化，并且楔單元6通過制動器托架被固定至商用車輛的車軸。

圖4示出了圖3的實施例的詳細視圖。特別地，示出了制動蹄1和楔單元6之間的接合區域，在該區域中，楔單元6的螺釘元件62將驅動力傳遞至制動蹄1的力傳遞部4。螺釘元件62具有接合部64，第一連接元件2和/或第二連接元件3的固定部5與該接合部接合以防止螺釘元件62繞著旋轉軸線A扭轉。在制動蹄1的力傳遞部4中，優選地布置有滾動元件42，該滾動元件將楔單元6沿著旋轉軸線A施加的力傳遞至制動蹄1，優選地傳遞到第一連接元件2和第二連接元件3。為此，優選地，滾動元件42以滾動方式支撐在螺釘元件62的支撐表面66上，滾動元件42抵靠著支撐表面66的優選的滾動運動比在其它情況下產生的滑動摩擦造成更小的摩擦和磨損。

圖5a)至圖5c)示出了滾動元件42的優選實施例。圖5a)中的滾動元件42大致呈桶形，圖5b)中的滾動元件為圓柱形，而圖5c)中的滾動元件為大致球形。在所有四個圖示中，滾動元件與螺釘元件62的支撐表面66接合。同時，第一連接元件2和第二連接元件3會防止螺釘元件62繞著朝向觀察者的旋轉軸線A扭轉。

圖6示出了根據本發明的制動系統的其它優選實施例的示意圖，其中，在制動蹄1的力傳遞部4處設置有板44，滾動元件42支撐在該板上。在滾動元件的與板44相反的側上，滾動元件優選地受到驅動單元6的力。在制動蹄1的后續的移位和樞轉過程中，滾動元件42抵靠著板44和支撐表面66滾動，并且優選地不發生滑動摩擦而僅發生滾動摩擦。為了使滾動元件42能夠相對于制動蹄1位移，將滾動元件42安裝在被形成為第一連接元件2和/或第二連接元件3上的細長孔的凹部中。優選地，滾動元件42在細長孔中被松散地引導，使得基本上僅經由支撐表面66和板44進行從驅動單元6到制動蹄1的力傳遞。

附圖標記列表

1 制動蹄

2 第一連接元件

3 第二連接元件

4 力傳遞部

42 滾動元件

44 板

5 固定部

6 驅動單元

62 螺釘元件

64 接合部

66 支撐表面

7 重疊區域

L 重疊長度

A 旋轉軸線