电气控制盘形制动器的制作方法

专利名称:电气控制盘形制动器的制作方法
本发明通常涉及一种液压和电气均可控制的或者只由马达装置控制的盘形制动器。
多年来，盘形制动器一直被用于客车、载重汽车以及航空器。因为人们日益注重于减少车辆的重量及简化其部件，故而要求研制一种由电气控制的制动系统。这种系统必须具有高的可靠性、低成本以及在特定车辆的有限组装空间内有实用性。
本发明提供一种只通过电气或者液压工作的马达控制的或者用于常用制动由液压控制和用于停车制动由马达控制的盘形制动器。这种电气控制的盘形制动器具有高的可靠性、低的成本以及易于在几种车辆的有限组装空间内安装。
本发明包括可由马达装置控制的盘形制动器。所说的制动器包括卡钳，该卡钳具有其中可滑动地安放柱塞的孔，卡钳和柱塞可有效地使一对摩擦件移动到与转子接合，行星齿轮组合件配置在所说的孔内并且包括中心齿轮、行星齿轮以及一对环齿轮，而马达装置与驱动行星齿轮的所说的中心齿轮联结，一个环齿轮固定在所说的卡钳上，另一环齿可由所说的行星齿轮带动转动，另一环齿轮与和所说的柱塞连接的螺旋件啮合，所说的马达装置的运转使所说的另一环齿轮旋转并且使所说的柱塞移动到与所说的摩擦件中的一个接合，以致于卡钳在反作用力下使另一摩擦件移动到与所说的转子接合。
以下，将结合说明实施例的附图对本发明作详细地叙述。
图1为第一实施例的剖视图;
图2为沿图1中2-2线的局部剖视图;
图3为沿图1中3-3线的剖视图;
图4为沿图1中4-4线的剖视图;
图5为沿图1中5-5线的剖视图;
图6为电气控制盘形制动器的第二实施例的剖视图;
图7为图6中的制动器的另一个实施例;
图8为双支承板和盘形制动器的端视图;
图9为双孔盘形制动器的剖视图;
图10为沿图9中10-10线的剖视图;
图11为图9中的制动器的端视图;
图12为双孔盘形制动器的剖视图;
图13为图12中的制动器的端视图。
参照图1，本发明的盘形制动器用数字10表示。盘形制动器10包括一由液压或者电动机控制的制动器。盘形制动器10包含具有带孔16的卡钳外壳14的卡钳12。卡钳12延伸到一对可以彼此相向移动制动转子22的摩擦部件18和20。孔16包括一阶梯式孔，其中设有可滑动的柱塞30，柱塞有一密封件32，在其附近配置以防液压流体从孔16中排出。卡钳外壳14与具有放置电动机40的孔腔26的电动机外壳24连接。马达40可以包括其他类型的马达，例如液压马达。外壳24通过夹紧带43联接在卡钳外壳14上，夹紧带43用螺母和螺栓连接件44保持在一起(见图2)。孔16内设有行星齿轮组合件50，行星齿轮组合件50包括一中心齿轮52，三个行星齿轮54、56和58(见图3)，由支持件61和62两部分组成的支持件60，支承行星齿轮的销钉63以及两个环齿轮70和80。每个环齿轮都有内齿，环齿轮80是可转动的，但齿比固定在卡钳外壳14上的环齿轮的少。可转动的环齿轮80在其附近包括一对密封件84，它们防止液压流体进入行星齿轮组件。可转动的环齿轮80通过锥形键连接件86不可旋转地与螺旋件88联接。螺旋件88有与螺母90的螺纹啮合的外螺纹，并且被支承在柱塞30的开口31中(见图1和5)。螺母90通过键连接件92不可旋转地与柱塞30联接(见图4)。柱塞30借助于连接件93不可旋转地与摩擦部件18联接。设置在螺旋件88周围的是螺旋支承板89，该板在外壳肩胛15和可转动的环齿轮80之间的轴向位置上，支承板89有一为螺旋件88设置的中心开口91。固定位置的支承板89防止螺旋件88在孔16内作轴向移动。位于孔16的另一端的是封闭孔16端头并且与马达40的钢环102接合的马达板100。板100有一用以对准马达40的转轴的开口103，该板还在钢环102中延伸，以便安置马达。钢板100阻止齿轮箱油进入孔腔26和马达40。
行星齿轮组合件具有大的减速比，这由其可转动环齿轮80上的内齿少于固定环齿轮70上的齿来达到。中心齿轮52使行星支持件60以与中心齿轮相同的方向旋转，但由于固定环齿轮70的缘故而速度降低。两个环齿轮70和80具有不同的齿数，其齿数差等于行星齿轮的数目(通常为2或3)。这样，当行星支持件60转动时，行星齿轮的齿与两个环齿轮70和80的相邻的齿啮合，并且行星支持件60每转一周，可转动的环齿轮80前进3齿(对于具有三个行星齿轮的设计来说)或者2齿(对于具有两个行星齿轮的设计来说)。故而，齿轮系的总比率是中心齿轮与行星支持件的速比乘以输出可转动的环齿轮的齿数除以行星齿轮的数目。一种典型的系统可具有18个中心齿轮的齿;72个固定环齿轮的齿;69个输出可转动的环齿轮的齿以及三个行星齿轮。总比率应为( 72/18 +1)× 69/3 ＝115/1
齿数差由修正内齿的工作压力角来达到，以致于具有较少齿的齿轮(最好是可转动的环齿轮80)在比具有较多齿的齿轮高的压力角下啮合。高压力角齿可以由一标准的20°渐开线铣刀以合适的比率在加大的内部齿轮坯料上加工来形成。
螺旋件88可以为提高驱动效率而进行表面减摩处理。然而，对用于停车制动的，必需选择一种单向驱动螺旋，以使在马达电流切断之后制动器仍然有用。释放制动用反转马达转矩。
采用了控制马达转矩(或者电流)的马达控制电路。在停车制动应用中，可以用具有力反馈的手动操纵杆控制可变传感器，例如给控制器信号以提供适合的马达电流的变阻器或者力变换器。或者，可以用停车开关触发制动器而倾斜传感器(inclinationsensor)则把大于适用于坡度的马达电流供给满载的车辆。不论是哪一种系统(不同于弹簧制动器)，都可以控制马达提供足以使车辆停车的转矩，而不必应用过分地使机械装置受负荷的大转矩。另外，因为电流与转矩成比例，当制动器用于停车制动时，可以在达到预定的力水平时来设定基准点，在制动器释放过程中供控制器使用。制动器释放由使马达反转来完成，但为了保持适当的制动调整，则在达到小的制动垫间隙时应停止马达运转。为此，马达控制器在倒转后解松中自动检测在基准点的预定的低水平电流，然后继续使马达转动所要求的转数，这可以建立必要的垫间隙。
驱动轴的平的部分42(见图1和6)可连接手柄，以便可以用手使用制动器或者释放制动器。
参照图6，图中是一电气控制盘形制动器110，该制动器在常用制动及停车制动时均用电动机。图中同样结构的部分将由与上面所采用的相同的数字来表示。卡钳外壳114包括一阶梯形孔116，该阶梯形孔具有延伸到开口119的为电动机40的输出轴提供轴颈支承的、径向延伸壁118。行星齿轮系统150包括固定环齿轮70和可转动的环齿轮180。可转动的环齿轮180的齿比固定环齿轮70的齿少。可转动的环齿轮180包括在其附近配置的密封件84，此齿轮180啮合阶梯形孔116中的径向且向里延伸的环85。柱塞130配置在阶梯形孔116的入口处并且设置在可转动的环齿轮180上。另一密封件184配置在可转动的环齿轮轮180的周围并与柱塞130的开口131的内表面接合。可转动的环齿轮180借助于内环齿轮螺纹185和螺旋件螺纹189与螺旋件188啮合。螺旋件188通过与柱塞130的键连接(件)190作不可转动的固定。柱塞130由与内摩擦件118在一起的键连接件192作不可转动的固定。在本发明的这个实施例中，可转动的环齿轮180直接与固定在不可转动的摩擦件118上的柱塞作不可转动的固定的螺旋件188啮合。这样，当可转动的环齿轮180转动时，螺旋件188轴向地移动使摩擦件118与转子22接合，并通过反作用力，使摩擦件120与转子22的另一侧接合。卡钳外壳114有放置电动机40的延伸部分124。因为可转动的环齿轮180直接与柱塞130作不可转动地固定的螺旋件188啮合，结构的那部分相对上述的实施例在轴向上被大大地缩短。这使电动机40能够被直接地放置在卡钳外壳114的延伸部分124中，电制动器110的总长度被缩短。电气控制盘形制动器110具有与上述同样地操作的行星齿轮系统，但不使用液压来使柱塞130动作。在常用制动和停车制动时都通过电动机40使柱塞130动作。对所有的其他方面来说，盘形电制动器110都和上述第一实施例中所述的操作相同。图7所示为另一种柱塞-螺旋件-可转动的环齿轮结构。螺旋件288通过键连接件286与可转动环齿轮280作不可转动的连接，而螺旋件螺纹289与柱塞230的柱塞螺纹285啮合。
图6的盘形制动器可以用于停车制动，而由一另外的液压盘形制动器作常用制动。图8所示为支承盘形电制动器110和液压操作盘形制动器400两者的双支承板300(两者以虚线轮廓线表示)。
图9所示为双孔盘形制动器310，该制动器具有一对配置在双孔内并由相邻或者平行于传动机构的孔设置的电动马达驱动。双孔盘形制动器310包括与外面摩擦件320啮合的卡钳312，卡钳外壳314具有其中装柱塞330的孔316。每个柱塞330均由加压液压制动流体或者电动机340经行星齿轮组件350移动。每个柱塞330均与邻接转子322设置的内制动垫318接合，柱塞330通过键连接件不可转动地承受与螺旋件388啮合的螺母390。柱塞330通过键连接件393不可转动地与摩擦件318接合。每个行星齿轮组件350均与上述相同，其中包括与可转动的环齿轮380同轴地配置的不可转动的环齿轮370，齿轮组件350包括驱动三个行星齿轮的中心齿轮352。中心齿轮352与由导轮353(见图10)啮合的齿轮351连接。电动机340以平行于孔316的轴配置，并包括驱动轴341及驱动导轮353的驱动齿轮345。导轮353驱动两个齿轮351，其中每一个均经轴与相应的中心齿轮连接。图10所示为盘形制动器310的端部剖视图，双孔盘形制动器的每个孔包括行星齿轮组合件350，而其他结构与图9中所示的相同。盘形制动器310包括由夹紧夹321(见图11)固定就位的外端部塑料壳盖317。夹紧夹321包括使壳盖317固定就位的脚323。如图9所示，卡钳外壳314包括端部315，后者与卡钳外壳314的其余部分连成一体，以便使行星齿轮组合件350和柱塞330均封装在孔316内。位于盘形制动器310的双孔中的行星齿轮组合件350的外径基本上与外柱塞直径相同。这样，齿轮组合件350就小到足以在孔316中组装并提供要求的驱动载荷而容许使用配置在齿轮组合件350两端周围的整体卡钳外壳，以便当它们动作和使柱塞330顶着转子322向外移动时，接受由组合件350作用的反作用载荷或者力。
图12和13为另一个实施例，它包括双孔盘形制动器410，该制动器具有一个只由液压流体压力推动的柱塞和另一个由液压流体压力或者由平行于双孔配置的电动机440带动的行星齿轮组合件450推动的柱塞。与上述相同的结构由相同的数字加上100表示。盘形制动器410包括容纳组装柱塞430、螺旋件488、螺母490以及行星齿轮组合件450的右侧孔416。左侧孔428(见图13)包括只由加压制动流体推动或者移动的典型在盘形制动柱塞(图中未画出)。电动机440配置在与盘形制动器410的纵轴线平行的轴上，并且包括马达轴441，该轴连接在驱动使与中心齿轮452连接的齿轮451啮合的导轮453的驱动齿轮445上。因此，常用制动器可以利用内含液压推动的柱塞的左侧孔428(见图13)，而含有行星齿轮组合件450的右侧孔可由电动机440经导轮453推动用于停车制动以及由液压推动作常用制动之用。
具有行星齿轮组合件的盘形制动器的各种实施例可以用于车辆的驱动线制动。被制动的“转子”可以接在车辆的动力轴上或者由其驱动，而卡钳设置在传动装置上或者后轴组合件上。上述的所有马达可以是电动机，液压马达以及任何其他的合适的动力源。
本发明的其他构造或者改型对本技术领域：
内的技术人员来说将是显而易见的，并且将从对发明的具体应用中使他们自己得到提示。凡由本技术领域：
中的技术人员对本发明作出修改变动以适应具体设计以及采用了这里所揭示的原理对本发明作出的种种改型和修正完全是可以预期得到的，因此均被视为本发明的等同物，将包括在以下权利要求
的范围内。
权利要求
1.一种可由电动机装置控制的盘形制动器，它包括卡钳(12、312、412)，所说的卡钳具有一其中可滑动地安放柱塞(30、130、230、330、430)的孔(16、26、116、316、416)，卡钳(12、312、412)和柱塞(30、130、230、330、430)可有效地使一对摩擦件(18、20；118、120；318、320；418、420)移动到与转子(22、322、422)接合，以及控制柱塞的装置，其特征在于所说的控制装置包括在所说的孔(16、26、116、316、416)内设置的行星齿轮组合件(50、150、350、450)，并且所说的组合件包括中心齿轮(52、352、452)、支持件(60、460)、行星齿轮(54、56、58)和一对环齿轮(70、370、470；80、180、280、380、480)以及与驱动行星齿轮(54、56、58)的所说的中心齿轮(52、352、452)联结的电动机装置(40、340、440)，一个环齿轮(70、370、470)固定在所说的卡钳(12、312、412)上和另一个环齿轮(80、180、280、380、480)可由所说的行星齿轮(54、56、58)转动，所说的另一个环齿轮(80、180、280、380、480)与和所说的柱塞(30、130、230、330、430)连接的螺旋件(88、188、288、388、488)啮合，所说的电动机装置(40、340、440)的运轴使所说的另一个环齿轮(80、180、280、380、480)旋转并且使所说的柱塞(30、130、230、330、430)移动到与所说的摩擦件中的一个(18、118、318、418)接合，以致于卡钳(12、312、412)在反作用力下使另一个摩擦件(20、120、320、420)移动到与所说的转子(22、322、422)接合。
2.根据权利要求
1所述的盘形制动器，其特征在于所说的柱塞(30、330、430)包括在其附近配置的密封件(32、484)和所说的另一个环齿轮(80、380、480)包括一对在其附近配置的密封件(84)，密封件(32、484)和密封对(84)可有效地把流体保持在轴向设置于所说的密封对(84)和密封件(32、484)之间的孔(16、316、416)的一部分中，以便可由液压控制所说的柱塞(30、330、430)。
3.根据权利要求
1所述的盘形制动器，其特征在于所说的另一个环齿轮(86、280、380、480)与所说的螺旋件(88、288、388、488)作固定联结，以便引起它的转动。
4.根据权利要求
3所述的盘形制动器，其特征在于所说的柱塞(30、330、430)通过具有与螺旋件(88、388、488)的螺纹啮合的内螺纹的螺母(90、390、490)与所说的螺旋件(88、388、488)连接。
5.根据权利要求
4所述的盘形制动器，其特征在于所说的螺母(90、390、490)和所说的柱塞(30、330、430)由防止那里之间相对转动的键连接件(92、492)联结在一起。
6.根据权利要求
1所述的盘形制动器，其特征在于所说的制动器包括围绕所说的螺旋件(88)配置的螺旋支承板(89)，螺旋支承板(89)防止所说的螺旋件(88)的轴向移动。
7.根据权利要求
1所述的盘形制动器，其特征在于所说的制动器还包括在卡钳(12)的马达外壳(24)内配置的并可对所说的马达装置(40)对准的马达板(100)。
8.根据权利要求
7所述的盘形制动器，其特征在于所说的马达板(100)为了设置马达装置(40)与孔(26)和马达装置(40)均接合，并且为了不使污染进入所说的行星齿轮组合件(50)而在马达外壳(24)内延伸。
9.根据权利要求
1所述的盘形制动器，其特征在于所说的另一个环齿轮(80、180、280、380、480)的齿比固定环齿轮(70、370、470)的少，以便另一个环齿轮(80、180、280、380、480)以比所说的行星齿轮(54、56、58)慢的转速旋转。
10.根据权利要求
1所述的盘形制动器，其特征在于所说的孔(116)包括在其中配置的并向所说的孔(116)的径向向内突出的环件(85)，所说的环件(85)为所说的另一个环齿轮(180)提供轴向阻止。
11.根据权利要求
1所述的盘形制动器，其特征在于所说的的另一个环齿轮(180)包括带有与螺旋件(188)的螺纹(189)啮合的内螺纹(185)的开口。
12.根据权利要求
11所述的盘形制动器，其特征在于所说的螺旋件(188)不可转动地固定在所说的柱塞(130)上，以便所说的另一个环齿轮(180)的转动引起所说的螺旋件(188)和柱塞(130)轴向移动。
13.根据权利要求
12所述的盘形制动器，其特征在于所说的一个摩擦件(118)和柱塞(130)不可转动地结合在一起。
14.根据权利要求
13所述的盘形制动器，其特征在于所说的另一个环齿轮(180)在其附近包括一对密封件(84、184)，一个密封件(184)与所说的柱塞(130)的内孔(131)的内表面接合，而另一个密封件(84)与卡钳的孔(116)接合。
15.根据权利要求
1所述的盘形制动器，其特征在于所说的卡钳包括整体的外壳(114)，所说的外壳在一端上容纳马达装置(40)的阶梯形孔(116)。
16.一种可由马达装置控制的双孔盘形制动器组合件，其特征在于所说的组合件包括卡钳(312、412)，所说的卡钳具有一对孔(316、416、428)，其中每个孔均设有可滑动地安放的柱塞(330、430)，卡钳(312、412)和柱塞(330、430)可使一对摩擦件(318、320、418、420)移动到与转子(322、422)接合，行星齿轮组合件(350、450)配置在一个孔(316、416)内，并且包括中心齿轮(352、452)、行星齿轮(54、56、58)以及一对环齿轮(370、380、470、480)，马达装置(340、440)在孔(316、416)附近配置且在动作上与驱动行星齿轮(54、56、58)的所说的中心齿轮(352、452)联结，一个环齿轮(370、470)固定在所说的卡钳(312、412)上，另一个环齿轮(380、480)可由所说的行星齿轮(54、56、58)带转，另一个环齿轮(380、480)与和柱塞中的一个(330、430)连接的螺旋件(388、488)啮合，另一个孔(316、428)设有所说的柱塞(330、430)的另一个柱搴，所说的马达装置(340、440)的动作引起所说的另一个环齿轮(380、480)转动，并且至少所说的一个柱塞(330、430)移动到与所说的摩擦件(318、320;418、420)中的一个(318、418)接合，以致于卡钳(312、412)在反作用力下使另一个摩擦件(320、420)移动到与所说的转子(322、422)接合。
17.根据权利要求
16所述的双孔盘形制动器组合件，其特征在于所说的每个孔(316)包括行星齿轮组合件(350)，而马达装置(340)的动作使所说的两个柱塞(330)均移动到与摩擦件(318、320)的所说的一个(318)接合。
18.根据权利要求
17所述的双孔盘形制动器组合件，其特征在于所说的卡钳(312)包括在每个所说的孔(316)附近的整体端部(315)，端部(315)封闭孔(316)的端头且安置所说的行星齿轮组合件(350)。
19.根据权利要求
18所述的双孔盘形制动器组合件，其特征在于所说的卡钳(312)具有在卡钳(312)的一端上配置的外盖(317)，外盖(317)用夹紧带(321)固定就位。
20.根据权利要求
19所述的双孔盘形制动器组合件，其特征在于所说的夹紧带(321)包括一对在所说的盖(317)上延伸的脚(323)并且与卡钳部分接合。
21.根据权利要求
16所述的双孔盘形制动器组合件，其特征在于所说的孔(316、416、428)的另外的孔(316、428)包括可由加压流体移动的柱塞(330)，而行星齿轮组合体(350、450)在可由马达装置(340、440)驱动的一个孔(316、416)内配置。
22.根据权利要求
21所述的双孔盘形制动器组合件，其特征在于马达(440)由电动机并且通过导齿轮(453)和动作上与中心齿轮连接的齿轮(451)与中心齿轮(352)连接。
23.根据权利要求
16所述的双孔盘形制动器组合件，其特征在于所说的孔(416、428)的另一个孔(428)包括只由加压流体来移动的柱塞。
24.根据权利要求
16所述的双孔盘形制动器组合件，其特征在于所说的每一柱塞(330)可由加压流体移动。
专利摘要
电气控制盘形制动器可以由液压和电动机或者 只由电动机来控制。电动机驱动行星齿轮组合件中 的中心齿轮。行星齿轮组合件包括一固定环齿轮和 可转动的环齿轮，可转动的环齿轮的齿比固定环齿轮 的齿少，这样的行星齿轮的转动可使可转动的环齿轮 以较慢的转速转动。可转动的环齿轮与和柱塞连接 的螺旋件啮合。用于常用制动，可用液压流体使柱塞 移动，而用于停车制动则可用电动机使柱塞移动，或 者在常用制动和停车制动时都可用电动机使柱塞移 动。
文档编号F16D65/28GK87106666SQ87106666
公开日1988年7月6日 申请日期1987年9月28日
发明者阿利斯泰尔·戈登·泰格, 保罗·约瑟夫·格雷比尔, 罗伯特·威廉·杰克逊 申请人:阿兰德公司