具有齿轮传动子总成的致动器、和配备有该致动器的鼓式制动器以及制动装置

摘要

本发明涉及用于在机动车、特别是电机动车辆的鼓式制动器内的制动块的致动器。本发明还涉及组装方法以及具有该致动器的鼓式制动器和制动装置。所述致动器具有包括螺杆‑螺母系统的线性致动总成并且能够使所述制动块的第一端彼此分离。所述螺杆‑螺母系统由本身被电动机驱动的传动齿轮装置所驱动。所述传动齿轮装置以预组装子总成(称为齿轮箱)的形式实现并且包括外齿轮，所述外齿轮的所有轴线都与线性致动总成的元件的移位方向平行。

说明书

技术领域

本发明涉及用于机动车(特别是电动车辆)的鼓式制动器的制动块的致动器。本发明还涉及组装方法以及配备有该致动器的鼓式制动器和制动装置。

所述致动器包括具有螺杆-螺母系统的线性致动总成，并且能够使制动块的端部彼此分离。该螺杆-螺母系统由本身被电动机驱动的齿轮装置所驱动。

该传动齿轮装置以被称为齿轮箱的预组装子总成形式实现，并且包括所有轴线都与线性致动总成的元件的位移方向平行的外齿轮。

背景技术

鼓式制动器通常用于机动车中，以实现三种类型的制动：

-行车制动，其在于通常通过制动踏板使车辆减速和/或固定不动；

-驻车制动，其允许通常通过手刹使停着的车辆固定不动；

-紧急制动，其在于在行车制动失效的情况下使车辆减速和/或固定不动，并且通常由与驻车制动相同的装置确保。

在配备有鼓式制动器的大多数车辆中，已知这三种类型的制动由同一鼓式制动器实现。具体地并且通常，驻车制动功能由使杆和位于车厢中的手刹控制器连接的线缆来确保，所述杆在鼓中绕着制动块中的一个的移动端枢轴转动以通过反应连杆使该制动块与另一制动块分离。

手动或者在较小的力下这样致动的鼓式制动器的使用提供可能不足以确保驻车制动以及特别是紧急制动的制动力矩。

鼓式制动器通常包括与轮同轴的鼓，其由与待制动部件联结的中空圆柱体构成。配备有制动衬片的制动块能够与鼓的内侧表面摩擦。为了制动，在块的第一端以与转动相切的方式压在与不转动的底板联结的止挡板上时，块的第二端彼此分离以将衬片施加到鼓的内侧表面。因此，轮的任何转动移动或力向块施加转矩，所述块通过该止挡板将至少部分转矩传递给底板。通常，在称为“单工”模式的运行模式下，两个块在同一侧的两个端部处通常由固定到底板的双活塞液压致动器致动。

在另一类型的鼓式制动器(称为“双伺服式”)中，浮动连杆将力从一个块传递到另一块。特别地，在第一块的第二端通过浮动连杆压在第二块的第二端上期间，致动器使压在鼓上的第一块的第一端彼此分离。这样，第二块的第一端是唯一一个压在止挡板上的。该类型的致动器对于给定的致动力而言是明显更加有效的，但是具有其他缺点，特别是由于其更加难以调节并且不均匀地磨损。

通常，双伺服型鼓式制动器仅用作驻车和紧急制动器，例如将盘式行车制动器的盘的中央帽的内侧作为鼓来使用，称为“盘中鼓”的组合并且在文献EP 0416760中被描述。

另一类型的制动器在于结合用于实现行车制动的单工类型和用于实现驻车和紧急制动的双伺服模式类型。在该精神下，文献FR 2 697 599提出在止挡板附近增设机械致动器。该致动器的一侧压在第一块的第一端上，而另一侧压在作用于另一块的额外的杆的一端上。

此外，鼓式制动器的制动块的电致动是已知的。US 8 011 482描述了一种机构，其中制动块由通过螺杆-螺母系统而平移移位的连杆致动，所述螺杆-螺母系统由齿轮装置致动转动，而所述齿轮装置本身由电动机致动转动。文献EP 2195219提出一种驻车制动系统，其中制动块被通过由蜗杆驱动的轮而平移移位的螺纹元件致动，所述蜗杆与电动机的输出轴转动联结。

本发明的目的在于提出一种用于鼓式制动器的制动块的机动化致动器，其允许简单且灵活的制造和/或组装和/或维护操作并且获得在良好紧凑性中具有良好动力性能的可靠的运行，并且降低或者限制生产成本。

发明内容

本发明涉及用于机动车的鼓式制动器的制动块的线性致动器，其特征在于所述线性致动器包括：

-线性致动总成，其包括由转动的螺纹元件和第二螺纹元件构成的螺杆-螺母系统，线性致动总成被布置以通过驱动所述转动的螺纹元件相对于所述第二螺纹元件转动使制动块的第一端彼此分离而选择性地使所述制动块压靠所述制动器的鼓；

-转动机动化装置；

-包括齿轮的传动子总成，所述齿轮具有平行轴线，彼此啮合并且被安装以将所述机动化装置的转动运动传递给所述转动的螺纹元件。

与使用蜗杆系统的现有技术方案不同，选择使用具有平行轴线的齿轮可能需要更多个部件以获得必要的齿轮减速。但是，本发明提出不使用螺杆系统。

本发明获得了来自机动化装置的良好传动能量效率，这允许获得更大的紧固力或者更高的紧固速度或者允许使用低功率的机动化装置，或者这些性能之间的更好折衷。

根据本发明的其他有利特征：

-所述齿轮为外齿轮。

-所述传动子总成包括三个齿轮。

-所述齿轮是斜齿轮；

-位于传动子总成(4)的输入处的主动齿轮(41)与位于所述传动子总成的输出处的从动齿轮(43)之间的传动比使得角速度减小到小于1/2，例如1/2.5到1/3.5，并且特别是等于1/2.9。

由三个斜齿轮构成的齿轮装置具有两个优点，即，由于斜齿而在啮合期间降低了噪声和振动，并且由于奇数个齿轮而修正在啮合期间由螺旋产生的轴向应力。此外，由主动齿轮的角速度(ω₁)以及从动齿轮的角速度(ω₂)之间的比值ω₁/ω₂＝2.9限定的减速比优化了减速。

根据本发明的另一些有利特征：

-转动的螺纹元件与位于传动子总成的输出处的从动齿轮联结转动地并同轴滑动地安装；

-位于传动子总成的输入处的主动齿轮通过嵌套而与机动化装置转动地耦接；

-传动子总成在支承齿轮的框架内形成预组装元件。

预组装子总成在致动器内的存在极大简化了组装和维护步骤，从而有助于系统性地降低生产和维护成本。其还允许确保齿轮相对于彼此更精确的布置，这确保了改进的能量效率和减少的齿磨损。

根据本发明的有利特征：

-所述线性致动器包括：

o第一壳体，将线性致动总成容纳在致动容置部中，致动容置部

与容纳位于传动子总成的输出处的从动齿轮的容置部相交；

o第二壳体，其与第一壳体一起组装以封闭传动子总成，并且具

有容纳位于传动子总成的输入处的主动齿轮的容置部；

-所述框架包括两个平行板，平行板在彼此之间通过形成横杆的连接部件被保持，并且齿轮被保持在平行板之间；

-所述连接部件中的至少一个由传动子总成的齿轮中的一个的轴形成；

-所述第一壳体和第二壳体中的至少一个的容置部的至少一个壁包括一个或更多个槽，至少一个或更多个槽被布置以在传动子总成在容置部中的插入运动期间形成对横杆的或者齿轮轴的、从框架突出的至少一个头部的平移的引导；

-所述传动子总成的框架包括一个或更多个凸起，凸起向外突出并且其尺寸被确定为压在第一壳体和第二壳体中的至少一个的容置部的壁上；

-所述传动子总成延伸穿过在其上联结安装有致动器的底板的开口，并且机动化装置和螺杆-螺母系统具有基本平行的轴线并且布置在底板的彼此相反的侧；

-所述第一壳体和第二壳体中的一个以基本密封的方式接合在底板的开口中。

本发明的另一方面具有另外的有利特征，根据所述特征，本发明能够包括一种鼓式制动器，在其中两个块被安装在底板上，使得两个块能够彼此分离，以压在由能够相对于底板转动移动的鼓的内部承载的摩擦轨道上，所述线性致动器被布置以使两个块通过其面向彼此的两个第一端彼此分离。

在这种制动器中，根据特征，所述两个块铰接到连杆，连杆能够相对于底板移动并且在块的与第一端相反的第二端附近使块彼此连接，连杆能够从块中的一个向块中的另一个传递使所述另一个块推抵相对于底板固定的锚固件的力。

根据另一特征，所述制动器还包括提供第二制动功能、特别是行车制动功能的第二致动器，所述第二致动器被布置以在第一端相对于底板被止挡的同时使两个块的第二端彼此分离。

最后，根据另一方面，本发明包括一种用于车辆或车辆子总成、特别是用于道路车辆的制动装置，制动装置包括制动盘，制动盘与制动衬片相互作用以实现第二制动功能、特别是行车制动器功能，所述装置包括被布置以确保第一制动功能、特别是驻车和/或紧急制动器功能的制动器，其中鼓与制动盘联结并且同轴。

根据另一方面，本发明还提出一种用于组装所述装置的方法，所述方法：

-包括组装包括多个齿轮的传动子总成的至少一个步骤，所述多个齿轮彼此啮合并且保持在框架内部以形成传动子总成；和/或

-还包括将传动子总成插入到第一壳体中的步骤，所述第一壳体然后与第二壳体一起组装以封闭传动子总成，然后所述壳体中的一个被固定在底板上以将从壳体中的另一个突出的一个或更多个固定脚紧固在所述壳体中的一个和底板之间；和/或

-按照包括在横向于所述齿轮的轴线的平面中的运动将传动子总成插入到第一壳体中；和/或

-在插入到第一壳体中之后，螺杆-螺母系统的至少一部分在传动齿轮装置的输出处的从动齿轮中的轴向孔口中轴向滑动，使得以由所述从动齿轮驱动转动的方式与所述轴向孔口的形状配合。

特别地，本发明允许容易且灵活地适应于车辆或车辆子总成设计者的要求和条件；例如适应于现有车辆或车辆子总成或者集成到正在设计的车辆子总成中。特别地，特别是在电动控制的驻车制动器的情况下，本发明与汽车部件的控制模式的技术发展兼容。本发明还允许利用同一致动器型号实施多种水平的驱动性能。

可设想和并入根据本文中提出的不同可选特征的所有可能的组合的各种实施例。

附图说明

在仔细阅读绝非限制性的实施例的详细描述以及附图之后，本发明的其他优点和特征将变得明显，在这些附图中：

-图1是根据本发明的一个实施例的“双模式”鼓式制动器的立体图；

-图2是在车辆固定不动的情况下驻车制动器夹紧时，图1中的制动器的运行的图解正视图；

-图3是在图1中的机构的驻车制动器的致动器组装之前和图1中的机构的底板的局部分解图；

-图4是在具有电动机的实施例中，图1的机构的驻车或紧急制动器的致动器的局部剖开的立体图；

-图5和6是图4中的驻车或紧急制动器的致动器的分解图；

-图7是在当前优选实施例中、图4的驻车或紧急制动器的致动器的机械传动装置的透视图；

-图8是图4中的驻车或紧急制动器的致动器的机械传动装置的变型的立体图。

具体实施方式

图1示出了根据本发明的一个实施例的“双模式”鼓式制动器。该实施例能够与用于行车制动器模式的不同类型的致动器以及用于驻车或紧急制动器的致动器的不同类型的机动化装置一起实施。

在驻车或紧急制动器模式下，如图2所示，线性致动器2包括线性致动总成3，其压在块12、13的第一端122、132上，以使其彼此分离，并且由此使块压靠制动器的鼓15的摩擦轨道。因此，线性致动器2将所述机构从息止位置或者从行车制动位置带到驻车制动位置，并且例如由使两个块彼此连接的复位弹簧使所述机构返回至息止位置。

图4、5和6示出了驻车或紧急制动器的致动器。在本示例中，包含螺杆-螺母系统的线性致动总成3包括第一活塞33和第二活塞32，所述活塞相对于彼此沿着切向于转动轴线A1的方向D2以线性运动方式移位。如图2所示，该移位将这两个活塞分别压在第一块12和第二块13的两个第一端122、132上。在本示例中，螺杆-螺母系统由传动子总成4致动，所述传动子总成4本身由转动的机动化装置5致动。

传动子总成4转动致动螺杆-螺母系统的转动的螺纹元件31，所述转动的螺纹元件通过螺纹与不转动的螺纹元件(此处包括第二活塞32)啮合。此外，螺纹元件31轴向压靠第一活塞33，两者都具有相对于彼此转动的自由。

更特别地，线性致动总成3的元件中的一个是被称为弹性元件、也被称为“弹簧包”的、能够沿着致动运动的轴线弹性变形的元件33。该弹性元件允许储存线性致动器2致动时的机械能，以在当车辆固定不动时可能产生的各种情况下保持制动力或者吸收变形。因此，线性致动总成3包括与元件33机械地串联安装的螺杆-螺母系统31、32。

在图1和3中的实施例中，驻车或紧急制动器的致动器通过其壳体安装和固定在鼓式制动器的底板10上，使得该壳体及其包含的传动子总成以密封方式接合在底板的开口100中，并且使得螺杆-螺母系统和转动的机动化装置5具有基本平行的轴线并且布置在底板的彼此相反的侧上。此处，围绕线性致动总成3的第一壳体21以基本密封的方式接合在底板10的开口100中。该第一壳体还充当传递块12、13和底板之间的制动或保持力矩的止挡件。该第一壳体例如由压铸件、机加工金属(例如铸铝)制成。

上述实施例是绝非限制性的。特别地，专用于驻车或紧急制动器的线性致动器2的元件能够被结合例如在任何类型的鼓式制动器、特别是单独使用的双伺服型单一模式的鼓式制动器中，或者甚至在盘中鼓型盘式制动器中。

图7示出了在本文提出的实施例中的、包括框架的预组装的传动子总成4(称为齿轮箱)，所述框架支承外斜齿轮41、42、43并且无论外部环境如何都将它们保持在其运行位置中。

预组装子总成在装置内部的存在极大地简化了组装和维护步骤，从而有助于系统性地降低生产成本。此外，这允许更容易和更精确地确保齿轮相对布置的最优值，特别是齿轮中心距，这极大地帮助获得优化的传动效率。

在本示例中，齿轮箱的框架包括例如由金属制成的两个相同的平行板48、49，这两个板在彼此之间通过形成横杆的连接部件471、472、473被保持。所述连接部件被拧紧、铆接或者装合在板中。

齿轮被保持在板之间并且齿轮的轴被布置在板设置的开口中，并且能够充当轴承。一些齿轮(特别是中间齿轮)的轴，此处是中间齿轮42的轴473也充当横杆。

在本示例中，传动子总成4的从动齿轮43通过轴向孔430驱动螺杆-螺母系统的螺母，所述轴向孔具有此处为花键的内部形状431，该内部形状围绕螺母31并且与螺母31的外部形状312配合。从动齿轮43的内部形状431和螺母31的外部形状312一起形成自由平移地滑动连接，并且其各自的几何形状被确定以准许沿着致动方向D2轴向滑动一段长度，所述长度足够允许螺杆-螺母系统充分滑动直到根据待传递的制动或保持力矩的方向被一侧329或另一侧339止挡。

传动子总成4由主动齿轮41驱动，所述主动齿轮本身由组装和固定在线性致动器2的第二壳体23上的减速电动机5驱动。

在该实施例的实施示例中，齿轮箱的齿和尺寸已经被确定以产生由主动齿轮41的角速度和从动齿轮43的角速度之间的比值限定的减速，对于0.89到0.94的效率，其比值大于2并且例如ω_输入/ω_输出＝2.9。

如图5和6所示，线性致动器2的第一壳体21具有传动容置部22，所述传动容置部在底板10的一侧打开并且容纳包括从动齿轮43的传动子总成4的一部分。该容置部22与由贯穿第一壳体的孔形成的并且容纳线性致动总成3的容置部217相交。

线性致动器2的第二壳体23与第一壳体21一起组装，以将传动子总成4以密封方式封闭在其自己的传动容置部24中，所述传动容置部由此容纳齿轮装置的主动齿轮41。

第二壳体23具有脚232，所述脚在壳体21被固定在底板上时穿过底板10的开口100并且向外弯折，以在主壳体21和底板之间延伸并且被紧固在此处。因此，在将第一壳体21固定在底板10上之前，两个壳体21、23的预先组装仅需要非常简单的固定单元，例如简单锁紧装置或者如图6所示的单个螺杆231。

容置部22和24的壁具有槽，所述槽被布置以在齿轮箱被插入时形成对齿轮箱平移的引导，例如通过引导横杆的和齿轮轴的、从平行板48、49朝外部突出的头部。一旦箱4布置在主壳体21中的合适位置，其从动齿轮43就位于线性致动总成3的容置部中的合适位置，所述线性致动总成3的元件31、32、33由此能够穿过从动齿轮43的孔而被插入合适的位置。

第二壳体23还具有容置部25，所述容置部容纳减速电动机5的输出轴并且减速电动机5的壳体以密封且不转动的方式组装在其上。一旦传动子总成4位于次壳体的容置部24中的合适位置，其输入齿轮41就在所述减速电动机的该容置部25中的合适位置，所述减速电动机的输出轴因此能够插入其中。

在图8中所示的变型中，在第一壳体21中对传动子总成4在插入时的引导以及在壳体21、23的容置部中的侧向位置中的保持由传动子总成的框架49的长边中的至少一个上向外突出的三个弹性凸起481、482、483来确保。

术语

1鼓式制动器

10 底板

100底板开口

11 第二致动器-行车制动器

12、13制动块

121、131制动块的第二端

122、132制动块的第一端

15 轮鼓

2线性致动器-驻车或紧急制动器

21 线性致动器的第一壳体

217容纳线性致动总成的容置部

22 容纳传动子总成的容置部

23 线性致动器的第二壳体

231用于将第二壳体紧固到第一壳体的螺杆

232第二壳体的固定脚

24 第二壳体中的用于箱的容置部

25 第二壳体中的用于减速电动机的容置部

3线性致动总成

31 螺杆-螺母系统的螺母

312螺母上的外花键

32 螺杆-螺母系统的螺杆

329压靠肩部-制动力矩传递

33 线性弹性活塞-“弹簧包”

339弹性活塞压靠肩部-制动力矩传递

4传动子总成-齿轮箱

41 第一齿轮-输入齿轮

42 第二齿轮-中间齿轮

43 第三齿轮-输出齿轮

430输出轴向孔

431输出齿轮内花键

471、472横杆

473第二齿轮的轴-充当横杆

48、49保持板

481、482、483弹性保持脚

5转动的机动化装置-减速电动机