自動駐車制動器的製作方法

2023-05-12 08:44:31 1

專利名稱：自動駐車制動器的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種允許作用在盤式制動器上的自動駐車制動器，特 別涉及一種彈簧加載裝置，所述彈簧加載裝置被包括到操作盤式制動 器的活塞中。該彈簧加載裝置可以被預先調節以考慮到制動盤和制動 村片變冷卻的現象。
本發明因此還涉及一種預先調節這種自動駐車制動器的方法。
背景技術：
例如，從文獻US 103 02 357和EP 0 866 236得知使用插置在線路 中的彈性部件，在自動駐車制動器中傳遞的制動力沿著所述線路傳遞， 以便減少熱效應。然而這些系統不足夠緊湊，並且難以修改以便能把 它們包括到制動器活塞中而不增加活塞的尺寸。
此外，在包括在制動鉗(calipers)中並且在現有技術(參見US 6.394.235和DE 199 34 161)中已知的自動駐車制動系統中，除了驅 動電動馬達的電流的測量之外，不測量制動力，所述電動馬達操作自 動駐車制動器的致動器。
當驅動電動馬達的電流達到設定的水平時，用於使車輛固定不動 的力停止(halted )。
然而，沒有考慮會影響驅動電動馬達的電流和使車輛固定不動所 需要的制動力之間的對應關係的各種因素，例如溫度。

發明內容
本發明描述了一種帶有彈性特性的緊湊並且簡單的裝置，該裝置 適於目前應用廣泛的各種尺寸的活塞。藉助根據本發明的裝置，不需 要增加制動器的尺寸。根據本發明的這種制動器使得可以補償由於冷卻引起的熱弛豫，並且允許監測用於使車輛固定不動的力。
因此本發明提供了一種能補償熱弛豫的簡單並且緊湊的裝置，此 外，該裝置也能夠提供關於用於使車輛固定不動的有效載荷的精確信 息。
因此本發明涉及作用在盤式制動器上的自動駐車制動器，該自動 駐車制動器包括位於制動器的活塞的腔體內的彈性裝置，所述裝置用
來經由腔體的進口接收制動力，並將它們傳遞到所述活塞的腔體的端 部，以便使所述活塞可以在盤式制動器的制動襯塊上施加制動力。根
據本發明，設有
彈簧，其允許將壓力施加至活塞腔體的端部；
第一墊圏，其位於腔體的進口和彈簧之間；
加壓裝置，其允許將壓力施加至所述第一墊圏，以便使該第一墊 圏預加載彈簧。
加壓裝置有利地包括設有外螺紋(或者是在其外周表面上螺紋形 成(threaded)的環)的第一螺母，並且腔體進口的內壁包括內螺紋， 所述第一螺母螺紋旋擰到所述內螺紋中。
另外，有利地設有
一中心核心件，所述中心核心件沿著彈簧和墊圈的軸線定位，意 在經由第一極端壓靠在活塞腔體的端部上，中心核心件的第二極端超 過第一墊圈朝向腔體進口凸出並包括螺紋部分，
第二螺母，該第二螺母螺紋旋擰在所述螺欲部分上，用來相對於
活塞腔體的端部調節中心核心件的位置，並且壓靠在第一墊圏上，以
便將制動力傳遞至活塞腔體的端部。
在所述彈簧和活塞腔體的端部之間也有利地設有第二墊圏。
根據本發明的一優選的實施例，設置在活塞腔體中的所述彈簧包 括一組堆疊的(a stack of)彈簧盤。
此外，該堆彈簧盤有利地具有內部和外部徑向凸起部，所述凸起 部能在槽中滑動，所述槽一方面設置在中心核心件外周表面中，另一 方面設置在活塞腔體的內表面中。這將使得可以防止中心核心件相對於活塞轉動。
彈簧盤具有外周凹口，從而允許制動流體在活塞腔體內容易地流動。
因為同樣原因，作為替代方案，活塞腔體的內表面具有槽或間隔件。
根據一實施例的可替代形式，所述堆彈簧盤容納在柔性封裝物中， 因此這使得可以防止制動流體進入所述堆彈簧盤。
本發明還涉及一種調節如上文所述的駐車制動器的方法。該方法
包括
-在活塞腔體內放置彈簧、墊圏和加壓裝置，
-然後對應於待施加至彈簧的預載荷將壓縮力施加至彈簧，
-接下來，以這種方式調節加壓裝置，以便使其壓靠在所述墊圏上。
如果加壓裝置是螺紋旋擰在活塞腔體的開口中的所述第一螺母， 則加壓裝置的調節包括檸緊該螺母，直到其和所述墊圏接觸為止。
本方法還包括在不施加壓縮力的情況下調節所述第二螺母的位 置，以及測量因施加壓縮力而引起的中心核心件移動的距離。
本發明的方法還包括測量施加的壓縮力和測量中心核心件的行 程。還檢測特性(力/行程)曲線的斜率變化，從而檢測將提供良好 調節的行程，並且在不施加力的情況下調節第二螺母的位置。


在以下的描述中和附圖中，本發明的各種目的和特徵將會變的較 清楚，在附圖中
圖l是根據本發明的裝置的分解圖2是根據本發明的裝置的軸向剖視圖3a至3b是根據本發明的自動駐車制動器的操作曲線。
具體實施方式
如圖l和圖2所示，本發明的裝置由設置在制動器活塞2的腔體 11中的一組堆疊的彈簧盤l組成。所述堆疊的彈簧盤用來壓靠在活塞 腔體的端部12上，所述端部與活塞的用作壓力面14的面在同一側上， 所述壓力面14將壓力傳遞至制動襯塊。
沿所述堆疊的彈簧盤的軸線定位有中心核心件3。 在核心件3上螺紋連接有墊圏5，該墊圈5允許壓力施加至所述 堆疊的彈簧盤。
活塞的腔體ll的進口 13設有內螺紋。設有外螺紋的第一螺母4 螺紋旋擰在制動器活塞腔體11的進口 13的內螺紋中，並且允許壓力 施加在墊圏5上，以便將所述堆疊的彈簧盤壓縮抵靠在腔體的端部12 上。在後面將會看到，這種布置使得可以確定所述堆疊的彈簧盤上的 初始載荷或預載荷。
另外，第二螺母9螺紋旋擰在從墊圏5中露出的中心核心件3的 末端上，並且允許調節可容納在所述堆疊的彈簧盤內的核心件的長度。 如將看到的，這種布置使得可以確定所述堆疊的彈簧盤的最大壓縮量。
為了完整性並且為了裝置的調節的精確性，在活塞的腔體的端部 中設有一止推墊圏10。所述堆疊的彈簧盤1經由該止推墊圏10壓靠 在活塞的腔體的端部上。
在以上描述的裝置中，通過自動駐車制動系統供給的制動力經由 中心核心件3通過所述堆疊的彈簧盤1和止推墊圈IO傳遞到制動器活 塞2。
因此從圖2可以看到，通過將螺母4螺紋旋擰到活塞的腔體中， 墊圈5被迫向下移動(圖2中)。該墊圈繼而壓靠在所述堆疊的彈簧盤 l上，因而所述堆疊的彈簧盤被壓縮在墊圈IO和活塞的端部之間。所 述堆疊的彈簧盤因而被預加載。
另外，中心核心件能穿過墊圏5在軸向方向上自由滑動。螺母9 同樣能在螺母4中在軸向方向上自由滑動。
螺紋旋擰在中心核心件3上的螺母9允許相對於墊圏5調節中心 核心件的位置，並且最終允許相對於墊圏IO調節中心核心件的末端的位置。這意味著可以調節核心件3的末端和墊圈IO之間的間隙X,從 而限定彈簧的行程。
在所述堆疊的彈簧盤的預載荷被克服以前，所述堆疊的彈簧盤不 發揮彈性作用。
圖3a示出根據本發明的制動系統的操作曲線。
圖3a示出這種裝置在自動駐車制動器的操作期間的總體操作特性。
圖3a的曲線因此代表了應用於制動盤的系統的總體特性，在所述 系統中通過兩個螺母4和9限制層疊的彈簧盤的行程。該曲線可以分 成五個不同的區域，標記為I至V。
這些區域是通過間接測量施加至制動器裝置的力獲得的，例如通 過驅動電動操作馬達的電流。
Fl對應於通過檸緊的螺母4限定的所述堆疊的彈簧盤上的預載 荷。該預載荷能夠限定為等於使車輛固定不動所需的最小制動力。
F2是在所述堆疊的彈簧盤的最大壓縮量時的力的水平，F2通過 在中心核心件3上的螺母9的螺紋旋擰確定。
行程Sl-S2代表所述堆疊的彈簧盤的最大壓縮量。該行程對應於 圖2所示的距離X，並且為每個應用確定成以便使所述堆疊的彈簧盤 的壓縮量(行程)足以補償由於系統的熱弛豫引起的行程。因此必須 以必要的精度設置堆疊的彈簧盤上的螺母4的力。
例如，行程Sl-S2 =X的值可為0.3 mm。
在區域I中，力非常低，因為它對應於必須克服的制動系統的空 行程(dead travel )。
在區域n中，通過駐車制動器產生的力低於堆疊的彈簧盤上的預
載荷的大小。制動器卡鉗(calipers)的彈性決定了駐車制動系統的特 性，而彈性加載裝置沒有影響。
當施加的力達到堆疊的彈簧盤上的預載荷Fl的大小時，所述堆
疊的彈簧盤開始被壓縮，直到達到區域m為止。
在區域m中，制動系統的彈性有很明顯的變化，因此，與區域n的曲線斜率相比，可看到曲線斜率的顯著變化。
當施加的力達到對應於堆疊的彈簧盤的最大壓縮量(彈簧目前不
可能進一步壓縮)的水平時，系統達到區域IV。
在區域IV中，彈簧加載裝置不再起作用，系統的特性通過盤式制
動器裝置單獨確定，尤其通過盤式制動器的卡鉗確定。
如果通過操作駐車制動器的部件(例如電動馬達)產生的力增大， 直到達到其最大值為止(例如直到電動馬達卡住為止)，則到達力和行
程都不再增加的點V。
這是為什麼根據圖3b的特性操作是優選的。
圖3b使用在駐車制動器應用循環期間作為行程的函數的力的曲 線示出了根據本發明的系統的優選操作。該曲線和圖3a的曲線類似。
力增大，直到在間接測量力期間識別出在區域m之後的第二斜率
變化點為止。 一達到所述第二斜率變化點，力的增大就停止。以這種 方式繼續進行，保證了制動力保持在所要求的制動力以上，也保證了 即使在熱弛豫之後也能維持力的強度。
以這種方式確定彈簧加載裝置的螺母9的位置，以便使彈簧加載 裝置的對應的壓縮量足以補償由於熱弛豫引起的行程。
圖3c示出系統的特性，特別是制動裝置在冷卻時的行程。由於襯 片和制動盤由於冷卻而收縮，因此行程和制動力下降，但通過彈簧加 載裝置的膨脹限制，以便使制動力總是保持在所要求的制動力大小Fl 以上。
精確地已知(例如在預調節期間)對應於彈簧加載裝置的兩個螺 母4和9的位置的力的值。它們可以用來標定在每個特定應用期間用 來測量力的間接函數。
所述操作曲線還允許監測駐車制動系統的部件。在間接測量力期 間在兩個斜率變化點處的力的大小之間的比率對應於彈簧加載裝置的 預載荷和最終載荷的比率。測量的值及其比率因此可以儲存在一存儲 器中，並且和計劃的比率相比較。因而，可監測在彈簧加栽裝置中的 可能的變化。上面所提到的方法的精確性取決於預調節螺母4和9的位置的精 確性。
為了獲得預載荷力和堆疊的彈簧的行程的儘可能精確的調節，同 時考慮所有部件上的彈性公差，預調節方法包括獨立地調節兩個螺母 4和9的位置。
組裝的活塞設置在能在中心核心件3和活塞2之間施加軸向壓縮 力的裝置中。該力需要能在0與20kN量級的最大值之間變化。施加 該力的同時測量力和行程。
使用用於轉動螺母的特殊工具來調節螺母的位置。
在墊圏5上施加一力，該力對應於待施加值堆疊的彈簧盤的預載 荷。螺母4因而能容易地螺紋旋擰到活塞的腔體ll中，直到它接觸墊 圈5並因此能在堆疊的彈簧盤1上設置預載荷為止。
接下來，在釋放力的過程中，可以測量中心核心件的返回行程。 當力不再施加至該裝置時，螺母9的位置可改變，並通過施加力然後 去除力而再次測量行程。在曲線3a至3b中看到的斜率變化的檢測可 用來檢測在斜率變化點的力F1和F2的值，因而使得可以調節中心核 心件3移動的軸向i^巨離X。
當預調節已進行時，螺母4和9的位置可以用任何方法固定，例 如，通過破壞螺母螺紋旋檸到其中的螺紋，通過在螺紋上應用焊接點， 或者通過其它方法。
另外，墊圏5具有諸如6和6，的徑向凸起部，所述徑向凸起部可 分別在中心核心件的槽7和活塞的槽8中滑動。例如，凸起部6向墊 圈5的內側凸出並在中心核心件3的槽7中滑動。凸起部6，向墊圏5 的外側凸出並在活塞的腔體11的槽8中滑動。
這些部件防止中心核心件3轉動。核心件3中的槽7足夠長，以 甚至當核心件從墊圏10拉開以便例如更換襯片時也能執行該功能。
為了允許制動器活塞正確地操作，本發明另外將彈簧盤設計成具 有特殊的外周形狀，以便允許制動流體在盤之間傳輸。
例如，在圖1中可以看到，盤在其外周上具有凹口 15。作為替代方案，可以在活塞的內壁上設有槽和/或間隔件，從而產生路徑，制動 流體能沿所述路徑傳輸。
還可以設計成使所述堆疊的彈簧盤塗覆有橡膠膜。
在上文中，已提供一組堆疊的彈簧盤，但是該彈簧加載裝置可以 有不同的設計或釆用任何其它形式。
根據本發明的裝置因此包括一活塞，該活塞的腔體尺寸足夠大， 以便使其能容納一組堆疊的彈簧盤，並且能沿著活塞的軸線定位螺紋/ 螺母裝置，以調節自動駐車制動器的制動力的施加。像這樣的布置使 得可以避免額外增加活塞的尺寸，並且也因此能夠避免額外增加制動 器的尺寸。
所述堆疊的彈簧盤不影響腳踏制動器(service brake)的操作。 其在致動駐車制動器所需的有限範圍上增加了制動器的彈性。
在當前的自動駐車制動系統中，通過經由一減速箱作用在螺紋-螺母傳動裝置上的電動馬達產生使車輛固定不動所需的力。在根據本 發明的裝置中，制動器操作力從電動馬達經由堆疊的彈簧盤傳遞到制 動器活塞。
所述堆疊的彈簧盤通過螺母4和墊圈5預加載，以便在達到預載 荷力之前，彈簧不發揮彈性作用。
根據特定應用選擇預栽力的大小，以便使其等於使車輛固定不動 所需的最小力，甚至在制動裝置的任何熱弛豫之後駐車制動器也必須 保證該最小力。例如，該值大約在13-15kN的範圍內。
根據本發明的實施例，堆疊的彈簧盤的剛性選擇成或多或少等於 制動裝置(鉗式制動器)的總體剛性，以便當駐車所需的力達到預載 荷的大小時，通過馬達產生的彈力大約加倍。
通過檢測驅動馬達的電流的增加水平，能以下文所述的方式容易 地識別操作特性的斜率變化，並且該變化可容易地識別。
用於控制駐車制動器的單元因而得到信息，該信息為產生的駐車 力已達到可以接受的最小值。
根據該駐車制動器操作模式，如果不需要補償熱弛豫，則可停止應用循環。
如果需要補償熱弛豫，則實施循環繼續進行。
根據盤式制動器的部件的特性，可以為每個特定應用估計最大的
熱弛豫效果。該效果將對應於襯片厚度的總體上大約0.2 mm的減少 量。為了克服這個缺點，必須確保堆疊的彈簧盤甚至在制動裝置冷卻 後也^皮壓縮至少相同的量。
另外，比駐車所需的制動力大的制動力會對制動裝置有害。這是 為什麼根據本發明的裝置使得可以調節通過自動駐車制動系統施加的 制動力的原因。
權利要求
1.一種作用在盤式制動器上的自動駐車制動器，所述自動駐車制動器包括位於制動器的活塞(2)的腔體(11)內的彈性裝置，所述裝置用於經由所述腔體的進口(13)接收制動力，並將所述制動力傳遞到所述活塞的腔體(11)的端部(12)，以便使所述活塞能在所述盤式制動器的制動襯塊上施加制動力，彈簧(1)，所述彈簧允許壓力施加至活塞腔體的端部(12)，第一墊圈(5)，所述第一墊圈位於所述腔體的進口(13)和所述彈簧(1)之間；加壓裝置(4)，所述加壓裝置允許壓力施加至所述墊圈(5)，以便使其預加載所述彈簧(1)，其特徵在於，第一螺母(4)，所述第一螺母設有外螺紋或在其外周表面上螺紋形成的環，並且所述腔體(13)的進口(11)的內壁包括內螺紋，所述第一螺母(4)螺紋旋擰到該內螺紋中，中心核心件(3)，所述中心核心件沿著所述彈簧(1)和墊圈(5)的軸線定位，並且經由第一末端壓靠在活塞腔體的端部(12)上，所述中心核心件的第二末端超過第一墊圈向所述腔體的進口(13)凸出，並包括螺紋部分，第二螺母(9)，所述第二螺母螺紋旋擰在所述螺紋部分上，並且用於相對於所述活塞的腔體(11)的端部(12)調節所述中心核心件的位置，並且壓靠在所述第一墊圈上，以便將制動力傳遞到所述活塞的腔體的端部。
2. 根據權利要求l所述自動駐車制動器，其特徵在於，所述自動 駐車制動器包括在所述彈簧(1)和所述活塞的腔體的端部(13)之間 的第二墊圈(10)。
3. 根據權利要求l所述的自動駐車制動器，其特徵在於，所述彈 簧(1)包括一組堆疊的彈簧盤。
4. 根據權利要求3所述的自動駐車制動器，其特徵在於，所述彈簧盤具有內部和外部徑向凸起部(6， 6，)，所述內部和外部徑向凸起 部可在槽(7， 8)中滑動，所述槽一方面設置在所述中心核心件的外 周表面中，另一方面設置在所述活塞的腔體(11)的內表面中。
5. 根據權利要求3所述的自動駐車制動器，其特徵在於，所述彈 簧盤具有外周凹口 (15)。
6. 根據權利要求3所述的自動駐車制動器，其特徵在於，所述活 塞的腔體(11)的內表面具有槽或間隔件。
7. 根據權利要求3所述的自動駐車制動器，其特徵在於，所述堆 疊的彈簧盤容納在柔性封裝物中。
8. —種調節根據上述權利要求中的任意一項所述的駐車制動器 的方法，其特徵在於，所述方法包括在活塞(2)的腔體(11)中設置 彈簧(1)、墊圈(5)和加壓裝置，將一壓縮力施加至所述彈簧(1)， 然後以這種方式調節所述加壓裝置，以便使所述加壓裝置壓靠在所述 墊圏(5)上。
9. 根據權利要求8所述的方法，其特徵在於，所述加壓裝置包括 所述第一螺母(4)，所述第一螺母螺紋旋擰到活塞的腔體(11)的開 口 (13)中，並且調節加壓裝置的步驟包括擰緊所述第一螺母，直到 所述第一螺母和所述墊圏(5)接觸為止。
10. 根據權利要求9所述的方法，其特徵在於，所述方法包括在不 施加壓縮力的情況下調節所述第二螺母(9)的位置，以及測量由於施 加壓縮力引起的中心核心件移動的距離。
11. 根據權利要求9所述的方法，其特徵在於，所述方法包括測量 施加的壓縮力、測量所述中心核心件(3)的行程和檢測特性(施加的力/行程)曲線的斜率的變化，從而檢測將提供良好調節的行程，所述 第二螺母的位置是在不施加力的情況下調節的。
全文摘要
本發明涉及一種作用在盤式制動器上的自動駐車制動器，其中制動器的活塞包含一腔體，該腔體容納一彈簧(1)，該彈簧能支撐在活塞腔體的基部(12)上。根據本發明，在腔體進口(13)和彈簧(1)之間設有一墊圈(5)，一支承裝置(4)可支撐在墊圈(5)上，以便使墊圈在彈簧(1)上施加預載荷力。
文檔編號F16D65/18GK101317023SQ200680044262
公開日2008年12月3日 申請日期2006年10月4日 優先權日2005年10月5日
發明者C·科拉多, F·奧諾拉託, M·舍夫齊克, N·特麗思塔諾, P·帕塔諾 申請人:羅伯特博世有限公司