可电动运行的鼓式制动模块的制作方法

本实用新型涉及一种用于机动车的可电动运行的鼓式制动模块。

背景技术：

所述类型的鼓式制动模块包括机电式执行器，所述机电式执行器固定在锚板的后侧上，用于驱动旋转-平移变换器，所述旋转-平移变换器用于将旋转的驱动转动运动变换成制动蹄的平移的操作运动(B)，所述制动蹄在锚板的背离执行器的内侧上设置在制动鼓中，由此，所述制动蹄可朝制动鼓的方向实施操作运动，其中，大致居中地在制动蹄之间设置有尤其是用于驻车制动操作的杠杆式扩张装置。

由DE 198 02 082 A1公知了一种预装配的鼓式制动模块，具有无电流闭锁的扩张杠杆装置(扩张锁)，其包括在锚板的后侧上的丝杠-螺母传动装置，用于在驻车制动使用情况下应用。在此，力流无损失地闭合，其方式是扩张杠杆装置直接与电动机联接并且支撑在所述电动机上，其中，传动装置为了提高效率可包含滚动体。为了保证在双助力制动器情况下的应用中所需的可运动性，整个执行器组件柔性地保持在车轮制动器的盖板的后侧上。该系统可实现镜像对称地构造的制动蹄。

无绳索铰接的可机电操作的双助力鼓式制动器已由EP 594 233 B1公知。在此，电动机设置在锚板的后侧上。电机轴线相对于制动鼓的转动轴线呈直角布置并且驱动可转动地且轴向上不可移动地安置的丝杠。丝杠相对于电机轴线平行地设置在制动鼓中，并且支承在壳体中。丝杠与可轴向移动地且不可扭转地支承在壳体中的元件配合，该元件加载杠杆传动装置。这种结构形式除了功率确定得相对大的电动机之外还需要其它非常特殊地 构造的构件，因此不允许在尺寸系列方面简单变化。

在双助力类型的驻车制动型式的特别有效率的鼓式制动器中，扩张装置用于使例如由车辆驾驶员通过肌肉操作的制动杠杆或机电地通过中央执行器(绳索执行器)作用于传动装置的操作元件的平移行程这样变换和分配，使得两个制动蹄以彼此一致的力彼此相对在径向上扩张分开。其结果是，两个制动蹄强制地与转子(制动鼓)接触，制动力于是通过支撑座引入到与车辆固定的锚板上。在此，扩张装置原则上构造成杠杆传动装置，在制动蹄与铰接在所述制动蹄上的操作杠杆之间包括至少一个具有最高抵抗能力的刚性的弹簧桥，执行机构的操作元件作用在所述操作杠杆上。尤其是DE 696 200 C1以及DE 1 022 920 C1同样公开了刚性的扩张装置，所述扩张装置纯粹在结构上保证杠杆传动装置在存在的作用力下不可弯曲。由DE 10 2004 039 479 A1也可获知，扩张装置/杠杆传动装置应构造得尽可能刚性。具有传统杠杆扩张传动装置与中央或车轮制动执行机构的可机电操作的机动车驻车制动设备由DE 41 29 919 A1获知。

WO 2012/104395 A2描述了一种具有有效的固定支承着的车轮制动执行器并且无扩张锁的鼓式制动模块，所述车轮制动执行器具有集成的旋转-平移变换器。鼓式制动器的热力学的长度变化可得到补偿。为此，操作杠杆在端侧铰接在制动蹄之一上，其中，该操作杠杆与执行器的操作元件(绳索)联接。该结构需要特殊的制动蹄。

由WO 2009/030726 A1公知了一种用于操作机电式双助力鼓式制动器的电子式倾度相关的作用力调整装置，具有电子控制单元。在此，所调整的扩张位移用位移传感装置通过控制单元检测，设置在鼓内部的扩张装置集成有借助于螺母-丝杠装置实现的旋转-平移变换器以及构造成碟形弹簧叠的弹簧力储存器。所述弹簧力储存器需要附加的安装空间。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于，在结构空间利用有利的情况下提供通用的有效的且进一步简化的鼓式制动模块，所述鼓式制动模块可容易地维护并且 成本低廉地且仍可变地匹配于现代的电动的车轮制动执行器的应用和特点。

根据本实用新型，按照所述问题的第一解决方案，首次提出一种新型的杠杆式扩张装置，所述新型的杠杆式扩张装置可有目的弹性变形地且浮动地安置在制动蹄之间，并且在无电的位移传感装置的情况下也工作。具体地，扩张装置浮动地且大致居中地设置在两个制动蹄之间；所述扩张装置包括至少两个铰接地彼此连接并且分别支撑在一个制动蹄上的传动杠杆；所述扩张装置的传动杠杆中的至少一个与执行器的操作元件联接，所述执行器与旋转-平移变换器一起设置在锚板的后侧上；所述执行器用于使所述制动蹄朝制动鼓的方向实施均匀的平移指向的且在传动上变速的扩张运动；所述传动杠杆中的至少一个集成有至少一个弹簧机构，所述弹簧机构能通过制动作用力而弹性地、可逆地以确定的方式变形。因此，本实用新型脱离传统杠杆式扩张锁中的结构原则，根据该结构原则，杠杆扩张传动装置原则上构造得不可挠曲。其结果是，双助力鼓式制动器的特殊的热膨胀效应可纯粹在结构上在无特殊电子监控装置的情况下、即无电流地且故障安全地在投入小的情况下得到补偿。另外，根据本实用新型，弹性与制动蹄的部件分开。

在本实用新型的另一个构型中，杠杆式扩张装置的弹簧桥或铰接在所述弹簧桥上的操作杠杆构造成具有确定的弹性挠曲性，使得所述弹簧桥/操作杠杆在存在的作用力下以确定的方式弹簧弹性地挠曲，即以双功能作为弹簧力储存器起作用。具体地，弹簧桥在一个端部上具有用于靠置在第一制动蹄的一部分上的接收部；在所述弹簧桥的与所述接收部对置地设置的端部上可摆动地铰接着操作杠杆，所述操作杠杆一方面具有第一杠杆臂并且另一方面具有第二杠杆臂，所述第一杠杆臂具有用于所述执行器的操作元件的接口，所述第二杠杆臂具有用于制动蹄的一部分的接收部。优选地，所述第二杠杆臂构造得比所述第一杠杆臂短；所述两个杠杆臂尺寸确定得比所述弹簧桥的长度短。所述扩张装置以其接收部与壳体松动地或夹紧地且铰接支承地设置在所述制动蹄之间。在所述弹簧桥的铰接点与接收 部之间延伸一直线的力作用线，其中，所述弹簧桥的横截面至少在弧形地弯曲的弹簧腿的区域中基本上完全与所述作用线间隔开地设置并且配备有确定的弯曲阻力矩。操作元件与所述扩张装置的操作杠杆之间的联接点对称地在中心轴线的区域中安置在所述制动蹄的接收部之间。

在本实用新型的另外特别有利的构型中，弹性的弹簧桥/操作杠杆构造成弧形并且可在弹性范围内变形。

所述问题的另一解决方案原则上在于，机电式鼓式制动-车轮制动执行器的壳体弹性预张紧地、可纵向移动预确定位移地且相对于车轮轴线平行地被引导地设置在制动支架、如尤其是锚板上。在执行器与锚板之间夹入至少一个预张紧的弹簧，所述弹簧用作储备器。与车轮制动器固定的引导栓用于对执行器进行平行引导，所述引导栓被接收在设置在执行器侧的套筒中。所述引导系统的相反设置和运动学特征也是可以的。止挡在此限制执行器的最大的移动位移。该解决方案的特殊优点在于，可挠曲性的更改——为了适配于对应的车辆使用情况——可简单地通过改变和调整弹簧系统来实现。

附图说明

由结合借助于附图进行的说明获知两个解决方案的其它细节和特征。附图中表示：

图1第一问题解决方案的示意性原理，

图2第二问题解决方案的实施形式，

图3第一问题解决方案的实施形式的侧视图，

图4根据图3的扩张装置的实施形式的分解视图，

图5在弹簧弹性地变形的状态中图3和图4的仅一个弹簧桥，

图6构造成板压制成形件的弹簧桥，

图7车轮制动执行器的大致按比例的纵向剖面，包括杠杆式扩张装置，

图8涉及扩张装置的安装状况和铰接的细节的立体视图。

具体实施方式

用于设置在机动车的车桥构件上的可电动操作的鼓式制动模块1按照图7包括锚板2，所述锚板具有可运动地支承在所述锚板上的制动蹄3、4，所述制动蹄在部分地示出的制动鼓10内部设置在锚板2的内侧5上。在锚板2的后侧/外侧6上固定有被电动驱动的执行器7，所述执行器通过传动装置8和连接在后面的操作元件9(操作索)这样地通过浮动地接入的杠杆式扩张装置(扩张锁)10作用在制动蹄3、4上，使得所述制动蹄3、4可朝制动鼓11的方向实施平移操作运动B，以便实施行车和/或驻车制动功能。在此，扩张装置10在鼓式制动器的中心轴线M上大致居中地且浮动地安置在基本上构造得对称的制动蹄3、4之间。在双助力鼓式制动器中，与浮动地安置的扩张装置10正对着地在制动蹄3、4之间安置有与锚板固定的支撑装置(所谓的支撑座)，所述支撑装置在电动制动作用和接着的助力建立(所述助力建立与制动鼓11的独特的转入(Eindrehvorgang)过程相联系)之后最后用于支持制动力。机电式执行机构7的传动装置12包括传动装置壳体13，所述传动装置壳体承载电动机14。使用直流电压的电动机14机械地或电子地换向，并且是可廉价提供的标准类型。

电机14的轴线A1相对于丝杠-螺母装置15的轴线A2隔开距离x地且平行地布置。全部实施形式或解决方案的共同点在于，在执行器7与锚板2之间可设置有连接在中间的保持件，以便可实现简单地匹配和适配于机动车中的不同的空间和安装情况。保持件是传动装置壳体13的一体的组成部分，或者是分开的构件。全部解决方案的另一个特点在于，执行器7逆着车辆的向前行驶方向、即关于向前行驶方向优选在车轮轮毂之后，例如关于车轮轮毂在三点钟位置，密封地设置在锚板2上。由此，执行器7得到特别好的保护以免环境影响、如空气暴露和岩石塌方。具有小的超出量(通过轴线A1、A2的平行度)的执行器7的小的结构长度和操作元件9的即使有限的柔性原则上可实现可自由适配地安置在锚板2上。

驱动和传动系在此意义下具有多级的、尤其是两级的齿轮传动装置和/ 或带传动装置和/或蜗杆传动装置和/或行星传动装置(前述类型的混合组合是可能的且值得期望的)作为减速类型的变矩器。执行器7借助于集成的丝杠-螺母装置15而包括旋转-平移变换。在传动系中，优选两级的齿轮传动装置可实现例如7:1至25:1之间的范围内的减速比。如果连接在后面的扩张装置10在制动蹄3、4之间可实现例如4～6:1的减速，则总体上实现例如125:1的减速比。此外有旋转-平移变换器的附加减速作用，这可通过整个驱动系实现进一步提高的总减速作用。通过这种多级的传动系，对电动机14的成本和功率要求明显降低。

由图7在横剖面中可看到执行器结构。执行器7在此作为可分开操纵的结构单元刚性地固定在锚板2的后侧6上。旋转-平移变换器作为丝杠-螺母装置15集成在传动装置壳体13中。为此，丝杠在传动装置壳体13中无相对扭转地、易于接近地且可平移运动地、无间隙地被引导。

如从图7也获知的那样，传动装置壳体13构造成多件式。传动装置壳体13接收多个传动结构元件，所述传动结构元件主要用于转矩变换(小的输入转矩，高的输出转矩)，并且也可借助于自锁实现无电流的驻车制动功能。电机轴和传动装置轴的轴线A1、A2彼此相对平行地以距离X错位地设置。至少某些传动结构元件可至少部分地具有成本低廉的塑料材料。优选在旋转-平移变换器(丝杠装置15)中设置有无电流的自锁，由此，驱动系的电机侧其余部分原则上在最大程度上不承受作用力。

对于涉及特别有效的摩擦降低的机电式制动功能的这种应用，在原则上金属地构造的驱动螺母与原则上金属地构造的丝杠之间存在多个未示出的滚动体。驻车制动功能在“无电流松开的”方案中通过分开的固定、锁止或锁死装置来实现。特别有利的装置例如已由DE 19826785 A1公知，该文献的公开内容在固定装置的原理方面在此全面地一起包含在内。

制动操作力的力流如下。从制动蹄3、4和操作元件9出发，制动作用力通过丝杠-螺母装置15到达所述丝杠-螺母装置的驱动螺母中。驱动螺母通过轴承16可转动地设置在传动装置壳体13中且轴向固定地支撑在锚板2的后侧6上。

从所述基本结构出发，下面探讨根据图1、3～8的新型的杠杆式扩张装置10的细节。图3示出在松开的状态中根据本实用新型的扩张装置的细节，其中，操作状态用点划线来解释。杠杆式扩张装置10在制动鼓11的内部设置在锚板2的内侧5上并且通过操作元件9平移地操作。变速比i在几何上基本上通过操作杠杆19上的杠杆比a1/a2来确定。在此，所述操作杠杆的变速效果降低，因为随着操作的继续，杠杆臂a1的有效长度逐渐缩短，而杠杆臂a2的有效长度逐渐增大。扩张装置10由此将由操作元件9引入的平移运动均匀地、但动态地减速并分配到两个制动蹄3、4。反之，扩张装置10将所引入的力以所述的传动效率i变速。执行器7被这样通电，使得制动蹄3、4以确定的张紧力施加在制动鼓11上。根据车辆倾度，在该施加过程之后进行自动的转入过程，所述转入过程具有与转动方向无关地进行的助力效果，所述助力效果使车辆固定。因为热停机并且在此期间冷却的鼓式制动设备的热力学收缩要求损坏保护，所以杠杆式扩张装置10具有集成的确定弹性的、即可以可逆地张紧的弹簧机构17(弹簧储存器)，所述弹簧机构具有ΔS＝至少1mm的最小弹性。所述弹性同时提供制动作用力储备以及制动鼓收缩过程的补偿。为此，对于节省结构空间的结构形式，杠杆式扩张装置10的至少一个构件设置有双功能作为准弹簧弹性的杠杆式传动构件。如由图所获知的那样，杠杆式扩张装置10具有至少一个弹簧桥18和至少一个灵活地铰接在弹簧桥18上的操作杠杆19，该操作杠杠19的一部分与执行机构7的操作元件9连接。在此，扩张装置10的杠杆的摆动轴线径向指向地且相对于鼓式制动器的中心轴线M平行地设置。

在优选实施形式中，杠杆构件、即弹簧桥18的一个腿如可看到的那样作为弓形弹簧或弯曲弹簧在最广义上按照欧拉弯曲式纵弯杆的原理构造成弧形，以便获得期望的弹簧作用。在此，弹簧桥18通过制动作用力在其胡克范围(线性范围)内承受纵弯负荷并且相应地弹性变形(参见图5)。弹簧机构17的特性曲线直接与弯曲阻力矩相关，即与弹簧腿20的所实施的弯曲阻力剖面相关。因此，优选考虑弹簧桥18的弹簧腿20的造型和横截面几何特征，以便改变其弹簧属性。另一个影响参量涉及弹簧腿20的所 使用的材料的弹性模量。优选为此至少所述的弹簧桥18如弹性弯曲梁那样完全由硬的弹簧弹性的钢材料(工具钢或弹簧钢)制成。在此，扩张装置10优选首先在成形技术上由板材料制成，然后进行必要的热处理，最后进行装配。作为替换方案，可使用增强的复合材料作为集成的弹簧机构17，其方式是整个杠杆由复合材料构造。不言而喻，取代弹簧桥18或者也作为其补充，操作杠杆19也可构造成弹性的弹簧，而不偏离本实用新型。也可考虑，在扩张装置10中可使用其它弹簧原理，例如扭力和/或扭转弹簧原理。可使用线材弹簧弓。

模块式制造通过将杠杆式扩张装置(扩张锁)10构造成包括具有摆动轴线的弹簧桥18和操作杠杆19的可分开操纵的组件(扩张装置模块)而得到支持。

如图所示，弹簧桥18的弹簧腿20基本上在力作用线WL的一侧延伸，所述力作用线使端侧的力作用点的中心Z1、Z2在最短的线上彼此连接。

弹簧机构17的集成杠杆的结构形式由于弹簧桥18的双功能而有利地不要求附加的分开的结构元件、安装空间、预张紧元件或类似元件。因此，本实用新型尤其是与下列优点相联系：期望的弹性尤其是成本低廉地在无特殊制动蹄3、4的情况下以及也在无特殊附加的储存器构件的情况下节省结构空间地来实现。同时提供期望的弹性的张紧力储备。所述整体的弹性消除了以下危险：在热停机以及双助力鼓式制动器冷却之后出现损坏或不可松开的锁止。在此，根据本实用新型的扩张锁本身的弹性的工作能力(张紧力储备)即使在所涉及的制动器构件的设置过程之后也以无电流的方式以及结构空间中性地保证法定要求的最低制动作用力。不言而喻，根据本实用新型的扩张装置不是可仅仅用于双助力类型的鼓式制动器。

根据本实用新型，根据本实用新型的弹性的扩张装置10可实现与特别稳定的在很大程度上刚性的、即非弹性地构造的电的车轮制动执行器进行系统组合。

根据本实用新型，杠杆式扩张装置/扩张锁10设置有智能形式的集成的固有弹性，其方式是整体地在传动杠杆中集成地提供期望的力/位移弹簧 特性曲线。因此，主要包括两个杠杆、一个轴承座、一个或多个轴线以及可能情况下其它在力流中邻接的构件的新型的扩张装置10同时可实现期望的(储存器)弹簧属性。与此相对，邻接的部件在很大程度上构造成刚性的。

在根据本实用新型的扩张装置10的一个实施形式中，通过将操作元件9的联接点对称地安置在制动蹄3、4的接收部之间，可实现在无需预给定方向的情况下装配扩张装置10。换言之，鼓式制动模块由此满足规定：执行器7居中地安置在用于制动蹄3、4的接收部之间地来设置。

关于扩张装置10的制造，首先提出，扩张装置10的弹簧桥18由弹簧钢精密冲制。在其它方面，也可形成扩张装置10的刚性部分，其方式是多个钢板大致多层地彼此连接(参见图4中的焊接的操作杠杆19)。作为替换方案，弹簧桥18或操作杠杆19构造成成形的/压制的板成形件。

再一次描述第一解决方案的优点：

·储存能量的弹簧弹性的扩张装置10

·部件的简单模块式装配

·结构空间中性，在无附加需要的安装空间的情况下的弹簧属性

·浮动的支承，在不改变单/双助力制动器的经受考验的部件的情况下的集成

·扩张开的操作行程以及执行器7的由此更精确的控制和调节

·在扩张装置10与执行器7的操作元件9之间可进行对称中心的连接——操作杠杆19可延长

·车轮制动器可构造成点对称的，在制动蹄3、4方面也是如此——这可实现用于制动蹄3、4的相同件策略

·通过直接使用胡克定理在很大程度上无迟滞的弹簧功能——弹性模量免维护地且在结构上与材料相关地被预给定——因此无需如在碟形弹簧中那样依赖于润滑材料。

下面探讨根据图2的另一解决方案。在此，执行器7除了其在锚板2上的保持之外原则上如图7中那样构造。因此，下面仅描述原则上的区别， 而彼此一致的特征在图2中设置有彼此一致的参考标号。

执行器7关于锚板2的后侧6可平行地相对于所述后侧受限制移动地被引导且弹性预张紧地、即挠曲地设置在锚板2上。平行引导装置30可通过至少两个具有彼此一致的止挡33、34的引导栓31、32构成，其中，引导栓31、32的外直径可移动地被接收在引导套筒35、36中，或者反之。原则上，引导栓31、32固定地设置在锚板2上，执行器7、确切地说其壳体接收被插入的套筒35、36。作为替换方案，引导栓31、32固定地设置在执行器7上，而引导套筒35、36固定地设置在锚板2上。重要的是在所述平行引导装置中严格的平行度和摩擦自由度以及一致地相同地确定尺寸的和安置的止挡33、34，由此，执行器7的最大的移动位移均匀地受到限制并且避免了在引导装置中的卡住。止挡33、34例如尤其是可通过凸台或螺钉头构造。另外，在执行器7与锚板2之间弹性预张紧地设置有至少一个弹簧机构37。例如所述弹簧机构37涉及盘状的波形弹簧，所述波形弹簧具有特别刚性的力-位移特征。出于特性曲线方案目的，多个弹簧机构37可彼此相对串联地或并联地连接，以便调整用于不同的车辆或制动器应用的期望的弹簧特性曲线。可以提出，使用多个具有彼此一致地相同或彼此不同的弹簧特性曲线的波形弹簧，以便使所形成的总弹簧特性曲线适配于期望的应用情况。根据各个弹簧机构37的构型及其堆叠方法，在此意义下可产生累进的或递减的特性曲线部分。不言而喻，可在系统组合中附加地设置有传统的或有利地根据本实用新型的扩张装置10(参见第一问题解决方案)。

系统的运行是这样的：在制动作用力的力流中在锚板2与执行器7之间连入一个或多个弹性地预张紧的弹簧机构37(优选波形弹簧)。所述弹簧机构37的弹性这样确定，使得对于车辆的热停机而言提供足够的位移储量用于补偿制动鼓11的热力学收缩。换言之，制动鼓11的热力学收缩在驻车制动的状态中导致执行器7在箭头方向E上弹性地朝锚板2的后侧6的方向被加载。

另外，执行器7的这种弹动地弹性的连接在避免制动运行中的噪声辐 射方面有利地起作用。平行引导系统优选是密封的，由此，污染不可浸入或达到中间空间。出于协同原因，可使用栓引导系统，如其在浮钳盘式制动器中出于保持件与浮式制动钳之间的平行引导的目的所使用的那样。对全部部件、如尤其是弹簧机构37的主要要求是其耐用的设计，由此，所述弹簧机构在负荷下不会开始屈服或蠕动，即其弹簧特性曲线不容易变化。这有利地通过使用金属的波形弹簧得到保证。波形弹簧可以以低的投入通过其几何尺寸、通过卷绕形式以及通过材料选择适配于期望的应用情况。

如已所示，两个根据本实用新型的解决方案基于弹簧机构17、37，以便有利地补偿特别有效率且可机电操作的双助力鼓式制动器的应用特点和负荷情况，而无需附加的电子装置或传感装置。

参考标号清单

1 鼓式制动模块

2 锚板

3 制动蹄

4 制动蹄

5 内侧

6 后侧

7 执行器

8 传动装置

9 操作元件

10 扩张装置

11 制动鼓

12 传动装置

13 传动装置壳体

14 电机

15 丝杠-螺母装置

16 轴承

17 弹簧机构

18 弹簧桥

19 操作杠杆

20 弹簧腿

30 平行引导装置

31 引导栓

32 引导栓

33 止挡

34 止挡

35 引导套筒

36 引导套筒

37 弹簧机构

Ax 轴向方向(车轮转动轴线)

a1、a1′ 杠杆臂

a2、a2′ 杠杆臂

B 扩张运动

ΔS 弹性(至少1mm)

E 箭头方向

F 力

H 行程

i 传动比

l 长度(弹簧桥-未受负荷)/l＝l′+ΔS

M 中心轴线

R 径向方向

T 切向方向

WL 作用线

Z1、Z2 中心