本发明涉及具有螺杆-螺母系统的致动器，特别是用于对机动车的鼓式制动器的制动块进行致动的致动器。本发明还涉及配备有这种致动器的鼓式制动器和制动装置。
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与驻车制动由同一装置确保。
在配备有鼓式制动器的大多数车辆中，这三种类型的制动通常由同一鼓式制动器实现。通常，驻车制动功能由连接位于乘客车厢中的手刹控制器和位于制动器中的杆的线缆确保，所述杆绕着第一制动块枢轴转动并且通过反应杆使第二制动块分离。
这样手动致动或更通常地利用较弱的力致动的鼓式制动器提供了可能不足以实现驻车制动、由其是紧急制动的制动力矩。
最常用的鼓式制动器通常包括与轮同轴的鼓，并且由与待制动部件联结的中空圆柱体构成。在鼓内有制动块。在制动期间，这些制动块的衬片在鼓的内表面上摩擦。为此，在块的第一端以与转动相切的方式压在与不转动的板联结的止挡板上时，致动单元使块的第二端分离。在所述块抵靠鼓的表面时，轮的任何转动运动或力对块施加转矩，所述块通过该止挡板将该转矩传输到所述板。通常，两个块在同一侧的两个端部处通常由固定到所述板的同一双活塞液压致动器来致动。该操作模式被称为“单工”模式。
在另一类型的鼓式制动器(称为“双伺服型”)中，浮动连杆确保将力从一个块到另一块。特别地，在第一块的第二端通过浮动连杆压在第二块的也是浮动的第二端上时，致动器使第一块的压在鼓上的第一端分离。这样，第二块的第一端是唯一一个压在止挡板上的。该类型的制动器明显更加有效，但是具有其他缺点，特别是其更加难以调节并且不规则地磨损。
双伺服型鼓式制动器通常专用作行车和紧急致动器，例如通过将盘式行车制动器的盘的中央帽作为鼓来使用，被称为“盘中鼓式”并且在文献EP 0416760中被描述。
在另一种类型的制动器中，结合了用于实现行车制动的单工模式以及用于实现驻车制动和紧急制动的双伺服模式。在该精神下，文献FR 2697599提出了在止挡板附近增设机械致动器，用于以双向伺服模式控制制动器。该致动器一侧压在块中的一个的一端上，而另一侧压在作用于另一块的额外的杆的一端上。
此外，已知通过螺杆-螺母传动装置来电致动鼓式制动器的制动块。因此，文献US 8 011 482描述了一种机构，其中块由通过螺杆-螺母系统而平移移位的连杆致动，所述螺杆-螺母系统由电动机通过齿轮装置转动致动。文献EP 2 195 219提出了一种驻车制动系统，其中块由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。
文献WO 2005/070736 A2描述了包括螺杆-螺母系统的驻车制动器的致动器。
螺杆-螺母传动装置的原理允许获得非常大的齿轮减速，甚至在螺纹角小时更大。特别地，电机动化装置通常被选择为具有高的转速，这对于给定功率而言限制了其尺寸和重量，但是要求设置非常大的齿轮减速以获得小的位移以及足够的力。然而，观察到由电动机提供的能量的大部分被电动机和块之间的传动单元吸收。
本发明的目的在于提出一种使用于鼓式制动器的制动块的机动致动器，该致动器包括使用螺杆-螺母系统的线性致动总成并且在效率方面被优化。
技术实现要素：
本发明提出一种用于在机动车的鼓式制动器内被安装在板上的制动块的线性致动器，所述线性致动器包括：
传动子总成，所述传动子总成在输入处由转动机动化装置驱动并且在输出处驱动线性致动总成，
所述线性致动总成包括转动元件和第二元件，所述转动元件和所述第二元件通过各自的阳螺纹和阴螺纹共同配合以形成螺杆-螺母系统，所述螺杆-螺母系统被布置以通过在所述转动元件被传动子总成驱动转动的作用下使块的第一端中的彼此分离而选择性地使块抵靠制动器的鼓，其特征在于，螺杆-螺母系统的螺纹的螺旋角β小于摩擦角其中差值不超过所述摩擦角的值的3％，例如
螺旋角被选择为小于摩擦角，以保证致动器的不可逆性，使得来自块的力没有使转动元件转动的危险。因此，致动机动化装置足以应用块，但是并不足以将所施加的块保持抵靠鼓的摩擦轨道。但是，在保持螺旋角小于摩擦角的同时，螺旋角被选择为尽可能地大。已经发现，这允许改进螺杆-螺母系统本身的效率以及甚至从机动化装置到块的致动器总成的效率。
根据本发明的其他有利特征：
-所述螺纹具有梯型剖面；
-所述螺杆-螺母系统的转动元件与传动子总成的轮转动联结并且与其同轴滑动；
-所述阴螺纹与形成润滑剂储备区的一个或更多个槽连通；
-所述线性致动总成被安装为在致动方向上在两个块之间浮动一段行程，所述行程由力矩传递止挡件在所述块端部中的每一个处的抵靠限定；
-所述转动元件通过由具有平行轴线的轮构成的外齿轮装置驱动转动；
-所述转动元件构成螺杆-螺母系统的螺母；
-所述线性致动总成包括能够在由螺杆-螺母系统施加到块的分离力的作用下至少在致动方向上弹性变形的元件。
根据本发明的另一方面，本发明能够包括鼓式制动器，其中所述两个块安装在板上以能够彼此分离，从而压在由能够相对于所述板转动移动的鼓的内部承载的摩擦轨道上，线性致动器被布置以通过所述块的面向彼此的两个第一端使两个块分离。
在这种制动器中，根据一种特征，两个块铰接到连杆，所述连杆能够相对于板移动并且在所述块的、与第一端相对的第二端附近使块彼此连接，所述连杆能够从块中的一个向所述块中的另一个传递使该另一个块推抵相对于板固定的锚固件的力。
根据另一特征，所述制动器还包括确保第二制动功能、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板止挡时使两个块的第二端彼此分离。
最后，根据另一有利特征，本发明包括用于车辆或车辆子总成的制动装置，所述车辆特别是道路车辆，所述制动装置包括制动盘，所述制动盘与制动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与其同轴。
附图说明
根据绝非限制性的实施例的详细描述以及附图，本发明的其他特征和优点将变得明显，在这些附图中：
-图1是在本发明的实施例示例中的“双模式”类型的鼓式制动器在没有鼓的情况下的透视图；
-图2、3和4是以正视图表示图1的制动器在驻车制动器的运行模式的不同位置中的运行的示意图；
o图2：在夹紧期间，车辆固定不动，
o图3：一旦被夹紧，在一个方向上具有保持力矩，和
o图4：一旦被夹紧，在相反方向上具有保持力矩；
-图5是在具有电动机的实施例示例中，图1的机构的驻车制动器的致动器的局部剖开的透视图；
-图6是图5的驻车制动器的致动器的分解图；
-图7是示出了图5的驻车制动器的致动器的以及在图1的实施例中容纳它们的底板的分解图；和
-图8是图示了根据本发明的螺旋角的示意图。
具体实施方式
图1表示在本发明的一个实施例示例中的“双模式”鼓式制动器机构。该实施例能够利用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致动器的不同类型的机动化装置来实施。
在驻车或紧急制动模式下，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，从而使块抵靠制动器的鼓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，并且例如通过使两个块彼此连接的复位弹簧实现返回至息止位置。
在该示例中，线性致动总成3包括第一活塞33和第二活塞32，所述第一活塞和第二活塞绕着转动轴线A1在切向方向D2上通过线性运动相对于彼此移位。如图2中的两个箭头所指示的，通过该移位，两个活塞中的每个都压在块12和13中的各自的第一端122、132上。
如图3和4所示，一旦相对于板10向鼓15施加在方向C4或另一方向C5上的力矩，例如当车辆停在斜坡上或者当在车辆移动时紧急制动器被致动时，鼓就倾向于借助摩擦在该力矩方向上驱动块12、13转动。
图4更具体地示出了顺时针方向上的力矩C5的情况。由于摩擦，第一块12因此受到来自鼓15的力矩C52。通过其与第一端相对的第二端121，第一块12通过铰接件142(例如枢轴连接)或任何其他形状配合(例如彼此接合的槽口)而压在中间元件14上。在第一块12的压力下，中间元件14由此绕着转动轴线A1以基本上切向的方式地将压力C23传递给第二块13的第二端131。第二块13由此压在鼓15的轨道上，并且本身还由于摩擦受到来自鼓的力矩C53。第二块通过其第一端132将该力矩C53传递给第二活塞32。
线性致动总成3被安装为绕着转动轴线A1在一段行程内自由地切向平移，所述行程由在其中心位置的每侧上的止挡件限定。在图4中的转动方向上，在受到的来自鼓15的力矩C52和C53的作用下，块因此具有如下作用：使线性致动总成3在这些力矩方向上(即，在根据向左的白箭头的方向D22上)移位并且直至如图所示的止动位置。
因此，在驻车或紧急制动器模式下，第二块13的第一端132压在致动装置的壳体21上，以将由于块在鼓上的压力而产生的制动或保持力矩传递给板10。
在本示例中，第二块13的第一端132和线性致动总成3的壳体21通过第二活塞32、例如通过合适的结构压在彼此上，在这种情况下，所述结构为活塞所具有的、在图中的点划竖线处面向壳体21外表面的肩部329。
在图4所示的转动方向上，通过其分离的第一端122首先接收鼓的运动的块是在图中左方的块12，该块在其第二端的枢轴部142上枢轴转动并且被支承在所述枢轴部上，从而形成“被压缩”的块。类似地，第二块13由其第二端131如此接收切向力，通过被支承在其第一止动端132上，第二块13也表现为“被压缩”的块。
因此，在驻车或紧急制动器模式下，线性致动器2的致动使该同一制动器总成以双伺服模式运行，对于块的相同的致动力而言，这提供了比行车制动的单工模式下大得多抵靠鼓的压力。
在图3所示的转动方向上，另一方向的力矩C4在另一方向上驱动块12、13和中间元件14，这使线性致动总成3在相反方向D23上根据向右的白箭头移位并且直至图中所示的止动位置。由此，通过在图中的点划竖线处的、第一活塞33的肩部339，左块12的第一端122将制动力矩传递到壳体21。
此处，这种双模式鼓式制动器机构在图1和4被示出为在具有通过液压运行的、行车制动器的第二致动器11和通过电能运行的、驻车和紧急制动器的线性致动器2的示例中。但是，该机构的构造还能够例如通过液压能或直接通过机械控制来运行并因此还具有用于这些致动器中的每个的其他能量类型。在致动第二液压致动器11的情况下，在两个第一端122、132通过活塞32、33的肩部压在壳体21上的同时，两个第二端121、131有力地彼此分离，所述线性致动总成3处于缩回状态。
图5示出了驻车和紧急制动器的线性致动器2。
驻车制动器的功能通常需要能够在没有外部作用的情况下并且在非常小或者甚至没有能量消耗的情况下使装置长时间保持制动，例如几分钟到几个月或者甚至几年。因此，车辆通常包括一种机构，所述机构确保锁定在驻车制动位置的功能，并且通常在构成实现块在鼓上的压力的机械链的元件的尺寸变化的情况下，还确保所述机械链中的力稳定的功能。在传统制动器中，这些功能分别由保持“手刹”操作的部件或杆的棘爪以及由控制线缆(未示出)的弹性来确保。
在图1的实施例中，为了提供压力链中的力的稳定的功能，线性致动器2通过在致动方向D2上的、被称为弹性元件的可弹性变形的元件33使两个块12、13的第一端122、132分离。在该实施例中，该弹性元件33由两个活塞中的一个(此处是第一活塞33)实现，此处，被实现为具有确定的刚度的、可弹性压缩以提供一段行程的第一活塞在不致动线性致动器2的情况下：
-在一个方向上具有尺寸变化的情况下，例如在块的或者产生块12、13抵靠摩擦轨道的压力的机械链的元件(例如使块分离的活塞或机构)的热收缩的情况下或者例如在鼓的热膨胀的情况下，提供维持该块12、13抵靠摩擦轨道的压力；和
-在另一方向上具有尺寸变化的情况下提供限制机构中的力的增大，所述尺寸变化可能例如由当鼓在行车期间作为行车制动器已经被加热之后停车冷却时鼓的热收缩引起。
因此，该弹性元件允许限制并且最经常地避免对在停车期间自动再启动(也称为“再夹紧”)系统的任何需要，所述自动再启动会消耗能量并且受到可能具有严重后果的故障。
在图5的示例中，为了构成该弹性元件，第一活塞33包括具有朝向后的裙部的活塞头332，活塞底333能够在裙部内滑动。活塞头和活塞底通过可压缩的弹性结构331彼此抵靠，所述可压缩的弹性结构在此为锥形钢垫圈(称为“贝勒维尔”垫圈)的堆叠。此处，通过将裙部的端部压接在活塞底333的后部周围而将总成保持在一起。
在图1的实施例中，线性致动总成3包括转动的螺纹元件31和不转动的螺纹元件32，这两个元件相互作用以形成螺杆-螺母系统。在所示示例中，转动的螺纹元件为螺母而不转动的螺纹元件为螺杆。该螺杆-螺母系统在转动的螺纹元件31相对于螺纹元件32转动的作用下产生线性移动。其将转动的元件31受到的力矩转换成使两个元件31、32在方向D2上相对于彼此施力的轴向力(见图2)。
通过选择小于摩擦角的螺旋角，相对于该螺杆-螺母系统的周向的螺纹螺旋角被选择使得获得的力的传动是不可逆的，所述摩擦角将抵抗两个螺纹之间的滑动移动的力表征为特别是其各自的材料、其表面状态以及所用润滑剂的函数。由此获得的不可逆性提供在驻车制动位置中的锁定功能。这意味着活塞32、33从块13、12受到的力由于螺杆-螺母系统的两个元件31、32的螺纹之间的不滑动而被阻断。该力不能导致转动元件31的转动，因此也不能导致螺杆-螺母系统在方向D2上的总长度的变化。此外，该力不被传递给机动化装置，从而使得没有必要锁定电动机或者将电动机保持在负载下。
图8示出了螺母31的螺纹311的一部分，其相对于周向C具有螺旋角β。在由螺杆朝图的左方轴向地施加力的情况下，螺母在螺纹上受到法向力Fn并且受到来自活塞33的反作用力Fr，螺母必须推动所述活塞33以遵循螺杆的轴向移动。这两个力具有在周向C上的合力Fc。但是，螺母的任何转动都伴随着相反的摩擦力Ff，Ff和Fn具有合力Ft，该合力Ft与力Fn形成角度该角度为摩擦角。由于β被选择为小于的事实，摩擦力Ff大于力Fc，并且因此阻止力Fc致使螺母转动。为了附图的清楚起见，根据本发明的和β之间在值方面的差异被放大。
例如，在被润滑部件由钢(例如锻钢)制成的情况下，摩擦系数为0.1到0.2。该摩擦系数的值为0.1确定摩擦角为了力的传递是不可逆的，系统的螺旋角β必须小于摩擦角，即β<5.7°。
螺杆-螺母传动装置的原理允许获得非常大的齿轮减速，在螺旋角小的情况下将更大。
特别是在电动化装置的情况下，机动化装置的类型通常提供了高的转动速度，这需要提供非常大的齿轮减速以获得小的位移以及足够的力。因此，使用非常小的螺旋角似乎是有利的，以提供该齿轮减速并且限制中间齿轮装置的数量。
但是，在该实施例中，螺杆-螺母系统的螺纹的螺旋角被选择为尽可能地大，同时保持小于摩擦角。这允许改进螺杆-螺母系统本身的效率。特别有利的是将该特征与下文描述的传动装置的特征结合，其允许提供更多的齿轮减速，同时维持好的整体效率。
该螺旋角被选择为例如具有比临界角小0.25°、或者甚至小0.15°的值。例如，在摩擦系数为0.1并且螺纹为在15°的梯形剖面的情况下，所选择的螺旋角β将在5.45°到5.7°，或者甚至是5.55°到5.7°，并且优选具有β＝5.6°的值。
对阳螺纹和阴螺纹的摩擦接触发生于在两个螺纹牙顶之间的区域中的螺纹侧面上。在一种型式中，在该区域中、更安全地说沿着阴螺纹的牙顶测量螺旋角。在另一型式中，沿着接触区域的中径圆测量所述角度。根据所选直径，采用相对于摩擦角的或大或小的安全余度。在任何情况下，确保在运行中保证不可逆性，其中包括在极热的条件下以及螺纹侧面磨损的情况下。
优选地，设置在螺母31的内表面中的槽与其螺纹连通以形成润滑剂储备区。
如图5和6所示，螺杆-螺母系统包括活塞中的一个，此处为第二活塞32。其采用不转动的螺杆活塞，所述螺杆活塞包括带螺纹的公部分32以及具有槽322的活塞头，所述槽322容纳块13的边缘。螺杆还被阻止绕着其轴线转动。螺杆活塞32与螺杆-螺母系统的、由具有内螺纹的螺母31构成的另一部分相互作用。可替代地，螺杆-螺母系统的公元件和母元件能够倒置，即螺母是不转动的并且与活塞中的一个实现为单件。在本实施例中，是螺母31转动并且受到致动力。另一活塞33是固定不动的，来对抗绕着其轴线的任何转动。活塞33具有受到来自相应块的第一端122的压力的槽以确保该固定不动。活塞33压在螺母31上，在它们之间可能存在转动滑动。
在该实施例中，转动通过传动子总成4被从减速电动机5传递到线性致动总成3的螺杆-螺母系统，所述传动子总成4包括齿轮，所述齿轮具有平行轴线、彼此啮合并且被安装以将机动化装置的转动运动传递给螺杆-螺母系统的元件中的一个。
这些齿轮的轴线还平行于所获得的线性移动方向D2以及减速电动机5的转动轴线。
该转动通过在这种情况下螺母31所具有的驱动花键312实现的外部形状被传递给螺杆-螺母系统的转动元件31。
线性致动总成3安装在线性致动器2的壳体21中，壳体也被称为主壳体。该壳体21充当板10上的锚固件。所述壳体例如由金属、例如铸铝制成。次壳体23被组装在该主壳体上，以在它们之间以密封(至少对灰尘密封)方式封闭包括多个外齿轮的传动子总成4。
传动子总成4的输出轮43通过轴向孔驱动螺杆-螺母系统的螺母31，所述轴向孔具有在这种情况下为花键的内部形状431，围绕螺母31并且与螺母31的外部形状312配合以实现自由轴向滑动的转动耦接。
分别如图4和3所示，输出轮43的内部形状431和螺母31的外部形状312一起形成连接件，所述连接件确保在致动方向D2上、在一段曲线上自由轴向滑动的转动耦接，所述曲线足以允许线性致动总成3充分滑动直到根据待传递的制动或保持力矩的方向被肩部329或者另一肩部339止挡在主壳体21上为止。
如图7所示，线性致动器2的两个组装壳体的总成以密封方式接合在板10的开口100中。减速电动机5随后被组装到第二壳体23的、在与块相对的一侧(即板的后侧)上从板突出的部分中。借助于在设置在属于主壳体21的凸耳218中的孔口219(图5和6)中接合的螺杆，线性致动器2通过其主壳体21与板10联结。
术语
1 鼓式制动器
10 底板
100 板的开口
11 第二致动器-行车制动器
12、13 制动块
121、131 块的第二端
122、132 块的第一端
14 中间元件-间隙补偿连杆
142 中间元件的铰接件
15 轮鼓
2 线性致动器-驻车制动器
21 主壳体
218 主壳体的固定凸耳
219 主壳体的固定孔
23 次壳体
3 线性致动总成
31 螺杆-螺母系统的开槽螺母
311 开槽螺母的螺纹
312 螺母的外花键
32 形成活塞的、螺杆-螺母系统的螺杆
322 螺杆-活塞的槽
329 螺杆-活塞的抵接肩部-制动力矩的传递
33 线性弹性活塞-“弹簧包”
331 弹性元件-贝勒维尔垫圈堆叠
332 弹性活塞头
333 弹性活塞底
339 弹性活塞的抵接肩部-制动力矩的传递
4 传动子总成
43 输出轮
431 输出轮的内花键
5 减速电动机