每个转子的多卡钳制动组件的制作方法

文档序号:17554478发布日期:2019-04-30 18:31阅读:131来源:国知局
每个转子的多卡钳制动组件的制作方法

本教导内容涉及一种制动系统,该制动系统每个转子包括两个制动组件,并且优选地对于车辆后角,每个转子包括两个卡钳。



背景技术:

本教导内容致力于提供一种在用于车辆的现有盘式制动系统中使用的改进的驻车制动器。例如,盘式制动系统可与几乎任何车辆(例如,汽车、卡车、公共汽车、火车、飞机等)一起使用。另选地,盘式制动系统可集成到用于制造的组件中或者需要制动器的其他设备中,诸如车床、纸制品或布料的卷绕器、游乐园乘坐装置、风力涡轮机等。然而,本教导内容最适合用于载客车辆(例如,汽车、卡车、运动型多用途车等)。

一般来讲,制动系统包括转子、卡钳主体、支撑托架、位于转子的相对侧的内侧制动衬块和外侧制动衬块。卡钳主体还包括一个或多个指状物(具有或不具有活塞)、一个或多个活塞镗孔以及将一个或多个指状物连接到活塞镗孔或者将两个相对的活塞镗孔连接在一起的桥接器。活塞镗孔各自具有活塞。活塞镗孔各自具有活塞在制动施加和制动缩回期间沿其运动的镗孔轴线。活塞镗孔各自包括流体入口、封闭壁、正面开口和圆柱形侧壁,该圆柱形侧壁包括位于正面开口附近的密封凹槽。通常,流体入口位于活塞镗孔的封闭壁中,使得当施加压力时,流体将流入活塞镗孔。在压力施加期间,流体将推动活塞轴向朝向前开口并与制动衬块接触,制动衬块通常包括压力板和摩擦材料,并且摩擦材料将在一侧接触转子并且相对的制动衬块将在相对侧接触转子,从而产生摩擦以停止转子和连接到制动系统的任何部件的旋转。制动衬块可沿活塞的轴线在邻接部上滑动,或者制动衬块可包括接纳销的孔,并且制动衬块可在延伸穿过制动系统的销上滑动,从而可以产生摩擦力。

然而,当车辆停车时,制动系统可在非制动状态下使用,从而防止车辆的运动。驻车制动器可为分立的制动系统,或者可使用主制动系统的一个或多个部件。驻车制动系统通常包括一个或多个制动衬块和/或制动瓦,该一个或多个制动衬块和/或制动瓦可运动以产生驻车力,从而在车辆不运动期间约束车辆。这些驻车制动系统可由缆线致动,缆线在运动时将同时致动制动衬块和/或制动瓦的装置偏置,以产生驻车力。最近,已经尝试创建一种同时执行行车制动和驻车制动的制动系统。

制动系统和相关驻车制动系统的示例公开于美国专利no.5,090,518、no.5,168,963、no.6,450,586和no.6,488,132,以及美国国际专利申请公布no.wo2016/015247和wo2016/064980中,所有这些专利以引用方式明确并入本文以用于所有目的。具有驻车制动系统将是有吸引力的,该驻车制动系统包括活塞设计简单并且能够独立地操作的多个分立的液压电动致动活塞。具有多活塞拐角模块将是有吸引力的,其中多个活塞是独立的制动组件(系统)的一部分。所需要的是一种控制多个分立的制动组件以协调并共同运作以产生行车制动功能、驻车制动功能或两者的过程。所需要的是多个高效率制动组件,这些高效率制动组件分配工作,使得在无需多活塞卡钳组件的情况下进行制动。具有独立运作但相互配合的多卡钳系统将是有吸引力的。



技术实现要素:

本教导内容提供:一种制动系统,包括:(a)转子;以及(b)两个或更多个制动组件,该两个或更多个制动组件与转子连通,该两个或更多个制动组件各自包括:(i)卡钳;(ii)活塞组件,该活塞组件位于卡钳内;和(iii)马达齿轮单元,该马达齿轮单元与卡钳连通并且被构造成使活塞组件运动以产生制动力;其中活塞组件中的一个或两个都在行车制动施加或释放期间运动;并且其中活塞组件中的一个或两个都在驻车制动施加或释放期间运动。

本教导内容包括:一种方法,包括:(a)同时向第一制动组件和第二制动组件提供信号;(b)一旦检测到第一制动组件与转子之间或第二制动组件与转子之间的接触,使信号在第一制动组件与第二制动组件之间交替;以及(c)使第一制动组件和第二制动组件运动,直到生成或释放预定制动力。

本教导内容提供一种驻车制动系统,该驻车制动系统包括活塞设计简单并且能够独立地操作的多个分立的液压电动致动活塞。本教导内容提供一种多活塞拐角模块,其中多个活塞是独立的制动组件(系统)的一部分。本教导内容提供一种控制多个分立的制动组件以协调并共同运作以产生行车制动功能、驻车制动功能或两者的过程。本教导内容提供多个高效率制动组件,这些高效率制动组件分配工作,使得在无需多活塞卡钳组件的情况下进行制动。本教导内容提供一种独立运作但相互配合的多卡钳系统。

附图说明

图1为位于轮辋内的制动系统的透视图;

图2为图1的制动系统的顶部平面图;

图3a为移除了轮辋的制动系统的顶视图;

图3b为在共同的支撑托架上承载的两个制动组件的顶视图;

图4为制动组件的透视图;

图5为制动组件的局部分解图;

图6为沿线vi-vi截取的图4的制动组件的剖视图;

图7为沿线vii-vii截取的图5的活塞组件的剖视图;

图8为活塞组件的剖视图;

图9为切除了活塞的一部分的活塞组件的顶视图;

图10为制动系统的示意图。

具体实施方式

本文中呈现的解释和说明意在使本领域其他技术人员熟悉本发明、其原理及其实际应用。本领域技术人员可以如可能最适于特定用途的要求地以其许多形式修改和实施本发明。因此,如所述的本发明的特定实施方案并不意在为穷尽的或限制本文的教导内容。因此,本文的教导内容的保护范围应该不仅是参照上述说明来决定,而是应该参考所附权利要求、以及由对所述权利要求赋与的全范围的等同形式确定。所有论文和参考文献(包括专利申请和公布)的公开内容以引用方式并入以用于所有目的。其他组合也是可能的,如将根据所附权利要求获得的,这些权利要求也据此以引用方式并入本书面说明中。

本文的教导内容提供了一种制动系统。该制动系统可用于提供摩擦力,诸如制动力、驻车制动力、止动力或它们的组合。制动系统可以是位于车辆拐角的所有制动元件的组合。制动系统可为两个或更多个制动组件、转子、制动衬块、卡钳或它们的组合。优选地,制动系统为共享共同转子的两个制动组件。制动系统可产生制动力,该制动力为停止转子的旋转、停止车辆的运动或者两者兼有的力。制动系统可产生驻车力,该驻车力为在车辆处于停止位置或在应急状态下防止转子的旋转、车辆的运动或者两者兼有的力。制动系统可为气动制动系统、电动制动系统、液压制动系统或它们的组合。优选地,制动系统为组合式液压系统和电动系统。更优选地,制动系统在一个相中是液压的,在另一个相中是电动的。电动制动系统可使用一个或多个电动马达来致动制动衬块。例如,液压制动系统可在标准制动操作期间致动制动衬块,并且电动制动系统可在驻车时和/或在将制动系统保持在止动构型时致动制动器。制动系统可为相对的制动系统(即,固定卡钳制动系统)或浮动制动系统(即,浮动卡钳)。制动系统可在电动相中使相同的活塞和相同的制动衬块运动,如同在液压相中运动的那样。制动系统可包括一个或多个制动衬块、一个或多个活塞、一个或多个转子、一个或多个制动组件或它们的组合。优选地,每个制动系统均包括一个活塞和一个电动马达,该电动马达以电的方式致动活塞。每个制动系统均可包括由单个马达致动的多个活塞或两个相对的活塞。更优选地,拐角模块包括位于轮辋内部的两个或更多个制动系统和转子。最优选地,两个单活塞制动组件位于车辆的两个或更多个拐角中的轮辋(例如,后轮胎)内。

轮辋可用于支撑轮胎、转子、制动系统、制动组件或它们的组合。轮辋可围绕一个或多个制动组件的全部或一部分。优选地,两个或更多个制动系统位于拐角模块的轮辋内(例如,轮胎与地面接触的车辆舵扇)。轮辋可容纳轮辋和多个制动系统。

一个或多个制动组件用于使一个或多个制动衬块运动成与转子接触以产生驻车制动施加、停止制动施加、释放制动施加或它们的组合。一个或多个制动组件可包括卡钳、制动衬块、支撑托架、一个或多个活塞、一个或多个马达齿轮单元或它们的组合。优选地,每个制动组件均包括单个活塞和单个马达齿轮单元。更优选地,每个制动组件均与另一制动组件一起运作,以停止车辆的运动、防止车辆的运动或者两者兼有。一个或多个制动组件可单独地各自产生制动力。每个制动组件可单独地停止车辆或防止车辆运动。优选地,制动系统包括两个或更多个制动组件。制动组件中的每一个均可与转子连通。优选地,制动组件中的每一个均与制动系统的相同转子连通。制动组件可并排定位。制动组件可以一定角度隔开。该角度可为约180度或更小、约165度或更小、约145度或更小、约125度或更小、约105度或更小、约90度或更小或约60度或更小。制动组件之间的角度可为约15度或更大,约30度或更大,或约45度或更大。可穿过活塞镗孔的中心测量制动组件之间的角度。制动组件可被定位成使得马达齿轮单元可彼此面对并且控制电路(例如,布线)可被分离并施加于每个。制动组件可被定位成使得马达齿轮单元可彼此背离。制动组件可被定位成使得马达齿轮单元可面向相同的方向。当使用不止一个制动组件时,每个制动组件均可使一个或多个制动衬块单独地运动以产生制动力。

当运动成与另一构件(例如,转子、转筒等)接触时,一个或多个制动衬块可用于产生摩擦力(例如,止动力、驻车力、制动力或它们的组合)。一个或多个制动衬块可包括有助于产生摩擦力的一个或多个部分。一个或多个制动衬块可包括压力板和摩擦材料。一个或多个制动衬块可为相对的制动衬块。一个或多个制动衬块可在摩擦力期间接触构件(即,车身组件)的相对侧。例如,制动衬块可接触相对的活塞或两个或更多个相邻活塞和一个或多个相对指状物。可使制动衬块的全部或一部分运动以产生驻车制动力。例如,如果在车身组件、转子或两者的每一侧上存在多个活塞,则可致动转子的每一侧上的单个活塞,从而推动制动衬块的一部分使其与转子接触,以便产生驻车制动力。一个或多个制动衬块可通过活塞、指状物或两者的组合运动成与转子接触。

转子可用于帮助产生摩擦力。转子可在两个或更多个相对的制动衬块之间延伸,使得一个或多个制动衬块接触转子的每一侧以产生摩擦力。转子围绕用于制动系统的旋转轴线旋转。转子可为大体圆形,并且可延伸穿过车身组件,可连接到车身组件,可由车身组件部分包围,或它们的组合。优选地,转子延伸穿过一个或多个制动组件(例如,卡钳),使得内侧制动衬块沿转子的内侧面延伸,并且外侧制动衬块沿转子的外侧面延伸。当转子通过一个或多个制动组件减速时,转子使车辆的对应轮胎停止。制动衬块可通过以下活塞而运动成与转子接触:卡钳中的一个或多个活塞,其运动成与相应制动衬块接触;或活塞,其接触一个制动衬块和运动成与相对的制动衬块接触的卡钳的指状物。

卡钳(例如,车身组件)可用于使两个或更多个制动衬块运动成与转子接触以产生摩擦力。卡钳可在制动施加或释放期间运动(即,为浮动卡钳)。卡钳可被固定成使得车身组件的车身不运动以产生摩擦力(即,固定卡钳)。卡钳可连接到两个或更多个相对的表面、销或两者,并且可在两个或更多个相对的表面、销或两者上滑动,使得产生摩擦力。卡钳可经由一个或多个导向销连接到转向节。卡钳可沿一个或多个导向销运动。卡钳可相对于一个或多个导向销为静态的。卡钳可直接连接到转向节或支撑结构。卡钳可包括内侧和外侧,该内侧和该外侧通过在它们之间延伸的桥接器连接。内侧、外侧或两者可包括以下一个或多个:一个或多个活塞;一个或多个指状物;两个或更多个活塞;或两个或更多个指状物。内侧可位于车身的内侧,并且可不暴露于车辆周围的区域,并且外侧可面对车辆外部的区域。卡钳可活动地连接到支撑托架。

支撑托架可用于将卡钳连接到车辆。支撑托架可为接地的,并且卡钳可相对于支撑托架运动。支撑托架可包括一个或多个销或螺栓,并且卡钳可沿销或螺栓运动。支撑托架可直接连接到卡钳。支撑托架可承载制动衬块。支撑托架可包括承载制动衬块的销或螺栓。支撑托架可有助于承载马达齿轮单元(mgu)。支撑托架可不与马达齿轮单元接触。制动组件可不含支撑托架。支撑托架可经由一个或多个螺栓连接到转向节。单个支撑托架可承载两个或更多个卡钳。单个支撑托架可连接到转向节,并且这些卡钳可各自连接到支撑托架。支撑托架可经由一个或多个螺栓连接到卡钳。一个或多个螺栓可包括防护罩。防护罩可为防尘罩。防护罩可保持润滑。当卡钳通过延伸进出一个或多个活塞组件的一个或多个活塞运动时,防护罩可与卡钳一起运动、沿销运动或者两者兼有。

一个或多个活塞组件(例如,活塞、活塞镗孔、主轴、螺母、滚动元件、旋转到线性致动器或它们的组合)可用于使一个或多个制动衬块运动、产生摩擦力或者两者兼有。一个或多个活塞组件的全部或一部分可用于沿轴线向前和向后运动(即,轴向进出活塞镗孔),使得一个或多个制动衬块产生摩擦力以及免于产生摩擦力。一个或多个活塞组件的一部分可以液压的方式、以气动的方式、以电动的方式或以它们组合的方式运动以产生制动施加、驻车制动施加、制动器释放或它们的组合。优选地,一个或多个活塞组件使用一种使制动衬块运动的方法来产生制动力,并且活塞组件使用另一种使制动衬块运动的方法来产生驻车力。例如,制动力可由活塞组件产生,从而产生液压力以使制动衬块运动,并且驻车力可由活塞组件产生,从而以电动的方式使制动衬块运动。活塞组件可包括至少活塞和活塞镗孔,并且活塞可沿活塞镗孔的轴线延伸。

每个活塞镗孔可用于容纳一个或多个活塞、使活塞运动的一个或多个部件、作为活塞组件的全部或一部分或它们的组合。每个卡钳可包括一个或多个活塞镗孔。每个卡钳可包括多个活塞镗孔。优选地,每个卡钳均包括一个活塞镗孔。活塞镗孔可将活塞组件连接到桥接器、卡钳或两者。一个或多个活塞镗孔可位于卡钳内侧、外侧或者两者兼有。两个或更多个活塞镗孔可仅位于车身组件的内侧或外侧。两个或更多个活塞镗孔可同时位于车身组件的内侧和外侧。活塞镗孔可包括封闭侧和开口侧。封闭侧可为位于活塞组件外部的壁,并且开口侧可位于中心位置,使得活塞可从活塞镗孔朝彼此、朝制动衬块、朝转子或它们的组合运动。活塞镗孔可邻近定位、相对定位、并排定位或它们的组合。活塞镗孔中的每一个均包括活塞镗孔轴线。当使用一个或多个相对的活塞时,活塞镗孔的每个轴线大致对准、大致平行或者两者兼有(例如,±1°)。一个或多个活塞镗孔可各自包括活塞。每个活塞镗孔均可包括的一个或多个部件为一个或多个轴承、一个或多个滚动元件、一个或多个螺纹元件、一个或多个主轴、一个或多个螺母、一个或多个活塞、流体、一个或多个密封件、一个或多个旋转到线性致动器、或它们的组合。

一个或多个活塞可用于运动进出活塞镗孔以产生摩擦力。一个或多个活塞可沿轴线、活塞镗孔轴线或两者运动。一个或多个活塞可用于使一个或多个制动衬块运动。一个或多个活塞可有助于密封活塞镗孔,使得流体被捕集在活塞镗孔、活塞或两者内。一个或多个活塞可具有足够的强度,使得一个或多个活塞可通过流体运动、通过空气运动、通过电气装置运动、或它们的组合以产生摩擦力。一个或多个活塞可有助于密封活塞的开口侧,使得流体、致动装置或两者密封在活塞镗孔内。活塞可由金属、铝、钢、酚醛树脂、塑料、铁、顶盖或它们的组合制成或包括它们。致动装置可包括使活塞运动的一个或多个部件。一个或多个活塞可包括一个或多个螺纹,可与一个或多个滚动元件直接接触,可经由一个或多个滚动元件直接连接到主轴,或它们的组合。一个或多个活塞可包括防旋转装置,使得活塞自由旋转。

防旋转装置可用于防止活塞旋转。防旋转装置可用于允许旋转到线性致动器使活塞运动而不旋转活塞。防旋转装置可位于活塞与活塞镗孔之间。防旋转装置可为活塞、活塞镗孔或两者的一部分。防旋转装置可防止在液压施加、电施加、电释放或它们的组合期间发生旋转。防旋转装置可围绕活塞的外部延伸。防旋转装置可为在活塞与活塞镗孔之间延伸以防止活塞旋转的弹性体件。防旋转装置可为橡胶、硅氧烷、金属、塑料、耐油材料、耐制动液材料或它们的组合。优选地,防旋转装置为o型环。防旋转装置可为弹性挡圈。防旋转装置可为形成到活塞的外部、活塞镗孔的内部或者两者兼有的特征。防旋转装置可为壁(例如,平壁、弧形壁、平坦部分、凸起、凹陷或它们的组合)中的特征,使得在活塞一定程度地旋转时,壁中的特征接触活塞镗孔的壁或连接到活塞镗孔的壁的件,并且防止进一步旋转。防旋转装置可为弹性体件和活塞外壁的组合。防旋转装置可为活塞外壁中的形状和包在活塞外部的材料的组合。在摩擦力产生期间,活塞可通过流体、主轴、球坡道、旋转到线性致动器、驱动齿轮或它们的组合来运动。

一个或多个旋转到线性致动器用于在旋转时使活塞轴向地运动。一个或多个旋转到线性致动器可相对于活塞、马达或两者轴向地静止,同时围绕轴线旋转。一个或多个旋转到线性致动器可通过旋转而轴向地膨胀。一个或多个旋转到线性致动器可包括一个或多个滚动元件,并且优选地包括多个滚动元件。一个或多个旋转到线性致动器可仅在电动制动施加或释放期间旋转。一个或多个旋转到线性致动器可在液压制动施加或释放期间旋转。一个或多个旋转到线性致动器可具有旋转件和静态件。一个或多个旋转到线性致动器可为主轴和螺母、球坡道或两者。

活塞的壁可形成球坡道的一个壁或一个侧。例如,一个或多个滚珠轴承可与活塞的壁直接接触。在另一示例中,滚珠轴承可夹在活塞的壁与球坡道的第一壁之间,使得当球坡道的壁旋转时,活塞轴向地运动。球坡道可具有第一壁和第二壁,其中滚动元件位于第一壁与第二壁之间。第一壁、第二壁或两者可为平坦的。第一壁、第二壁或两者可具有倾斜表面,使得当滚动元件、倾斜表面或两者运动时,球坡道轴向地膨胀或收缩。一个或多个球坡道可不与主轴接触。一个或多个球坡道可通过可旋转第一壁、第二壁或两者的主轴接触。制动系统可不含球坡道。旋转到线性致动器可为球坡道、主轴或两者的组合,以使一个或多个活塞在制动施加、制动释放、驻车制动施加、驻车制动释放或它们的组合期间轴向地运动。

一个或多个主轴可用于使一个或多个活塞运动以产生摩擦力。一个或多个主轴可沿主轴的轴线、活塞的轴线、活塞镗孔的轴线或它们的组合运动。一个或多个主轴可为电动马达、液压装置、气动装置、线性致动器、步进马达、或它们的组合可使主轴沿轴线运动以产生摩擦力的任何构型。一个或多个主轴可用于接触活塞的背面并使活塞和相关联的制动衬块轴向地运动成与转子接触、朝向相对的制动衬块和/或活塞或者两者兼有。一个或多个主轴可以任何方式运动,使得主轴接触活塞并使活塞轴向地运动以产生制动力、驻车力或两者。一个或多个主轴可包括有助于使主轴轴向地运动的一个或多个螺纹。一个或多个主轴可包括螺旋地绕在主轴上并使主轴轴向地移进和移出活塞镗孔的螺纹。螺纹可与螺母或活塞接触,并且在主轴旋转运动时,螺母、活塞或两者可相对于主轴轴向地运动。主轴可在细长部分上包括一个或多个齿轮、一个或多个齿轮部分或者两者兼有,使得主轴可轴向地运动。一个或多个主轴可包括一个或多个螺纹。一个或多个螺纹可为导程螺纹(例如,导螺杆)。优选地,一个或多个主轴包括接纳滚动元件的螺纹,使得主轴为高效率主轴(例如,需要低的力来使主轴相对于螺母或活塞旋转(即,与螺纹主轴相比小于50%的力))。一个或多个主轴可由耐流体,具体地讲耐制动液的任何材料制成。一个或多个主轴可由塑料、酚醛树脂、金属(例如,钢、不锈钢、铝或它们的组合)、聚合物或它们的组合制成。一个或多个主轴可为基本上实心的。优选地,一个或多个主轴可包括一个或多个开孔,并且优选地包括多个开孔,以供流体穿过主轴并与活塞的背面接触,使得流体使活塞运动以产生摩擦力。多个开孔可位于推送部分内。一个或多个主轴可包括推送部分和细长部分。

推送部分可用于接触活塞并使活塞运动到制动位置,以产生摩擦力。推送部分可允许流体穿过,使得可产生液压制动力。推送部分可用于横跨活塞的面均匀地分配压力,使得在制动衬块上施加均匀分布的力。推送部分可大体为平面。推送部分可为多孔的,包括开孔,包括通孔或它们的组合。推送部分可具有轮毂和辐条构型。推送部分可具有镜像活塞形状的形状。推送部分可基本上垂直于活塞镗孔轴线。推送部分可为与细长部分连通的螺母。推送部分和细长部分可为一件式的。优选地,螺母和细长部分为彼此独立地轴向运动的两个件。推送部分可为活塞本身。例如,制动组件可不含螺母,并且细长部分可向活塞直接提供力,使得活塞轴向地运动。推送部分可活动地连接或刚性地连接到细长部分。

细长部分可用于使推送部分沿轴线运动以使活塞运动。推送部分(例如,螺母)和细长部分(例如,主轴)可为两个单独的件。当细长部分与推送部分分离时,细长部分可为主轴。然而,如果推送部分和细长部分是一体的,则它们共同包括主轴。细长部分可与使主轴轴向运动的部件连通(例如,螺母或成与活塞运动连通)。细长部分可为螺纹的,可包括一个或多个轴向驱动结构、台阶、棘轮结构、开孔、凹陷、凹槽、具有滚动元件的凹槽、或它们的组合。细长部分可相对于推送部分旋转。优选地,细长部分和推动部分可一体地移动。一个或多个主轴可围绕轴线旋转,并且当一个或多个主轴旋转时,主轴可沿轴线运动。优选地,一个或多个主轴保持基本上旋转的静态,并且一个或多个部件(例如,螺母或齿轮)围绕主轴旋转以轴向地推进主轴。主轴可旋转地运动,并且螺母、活塞或两者均可旋转地静止。细长部分可为螺纹的,并且可与螺母连通。细长部分(例如,主轴)可旋转以使螺母、活塞或两者轴向地运动,并且细长部分可保持轴向静止。细长部分可与活塞直接接触并且不含螺母。细长部分可具有与活塞螺纹直接接触的螺纹。细长部分可包括凹槽,这些凹槽包括与螺母、活塞或两者接触的滚动元件。滚动元件可为球、圆柱体或两者。当与螺纹连接件比较时,滚动元件可为低摩擦滚动元件。滚动元件可随细长部分旋转而旋转,但可有助于使螺母、活塞或两者轴向地运动。当存在滚动元件时,主轴可为高效率主轴。当在没有滚动元件的情况下存在螺纹时,主轴可为低效率主轴。主轴可通过马达、马达齿轮单元、齿轮组件或它们的组合来旋转。主轴可与马达齿轮单元的齿轮组件直接接触,并且齿轮组件可将扭矩从马达转移到主轴。

齿轮组件用于旋转主轴。齿轮组件用于増加来自马达的扭矩,増加来自马达的旋转速度,减少扭矩,减小来自马达的旋转速度,或它们的组合。齿轮组件可有助于旋转主轴,使得活塞轴向地运动并且产生制动力。齿轮组件可为行星齿轮系统、螺旋齿轮、带、链条、蜗轮、差速器、多级行星齿轮系统、正齿轮组件或它们的组合。优选地,齿轮组件包括一个或多个行星齿轮、太阳齿轮、保持架或它们的组合。齿轮组件可包括连接在一起以旋转主轴的一系列齿轮。齿轮组件可相对于马达的旋转速度増加主轴的速度、扭矩或两者。马达与主轴的齿轮齿数比可为50:1或更大、约75:1或更大、约100:1或更大、约150:1或更大、约200:1或更大、约400:1或更大或约600:1或更大。马达与主轴的齿轮齿数比可为约5000:1或更小;约2500:1或更小;或约1000:1或更小。例如,对于马达的每100转,主轴将旋转1次(即100:1)。齿轮组件可包括从动齿轮、驱动齿轮、太阳齿轮、行星齿轮、环形齿轮或它们的组合。齿轮组件可与马达、马达的驱动齿轮或两者直接接触。

马达可用于向一个或多个装置提供能量,使得生成摩擦力。马达可用于使一个或多个活塞组件直接地和/或间接地运动。马达可用于通过液压力、电动驱动器、气动驱动器或它们的组合致动一个或多个制动衬块。优选地,马达在电动制动施加或电动制动释放期间旋转一个或多个主轴,使得一个或多个活塞轴向地运动。更优选地,每个马达仅可使一个活塞运动。每个马达可旋转并提供扭矩至齿轮组件,并且齿轮组件可増大或减小扭矩并使主轴运动,使得主轴使活塞轴向地运动以产生制动施加或制动释放。每个马达均可以一定速度旋转,使得齿轮组件旋转,并且齿轮组件可増大或减小针对主轴的旋转速度,使得主轴使活塞轴向地运动以产生制动施加或制动释放。马达可包括或连接到一个或多个马达制动器,所述一个或多个马达制动器在马达关闭时防止马达的反向驱动。

所述一个或多个马达制动器可用于在马达关闭时防止活塞的反向驱动。每个马达齿轮单元均可包括一个或多个马达制动器。优选地,每个马达齿轮单元均包括与马达的轴连通的马达制动器。马达制动器可位于与马达的驱动侧相对的马达的背面,在那里马达向旋转到线性致动器提供扭矩。马达制动器可为一个或多个齿轮。马达制动器可为一个或多个蜗轮。马达制动器可为或可包括棘爪、卷绕弹簧、彼此接触的两个板或它们的组合。马达制动器可产生摩擦,使得置于制动衬块上的力的量不能反向驱动活塞。马达制动器防止马达轴旋转,使得旋转到线性致动器在马达关闭、马达器制动打开或者两者兼有时保持轴向静止。马达、马达制动器、齿轮组件或它们的组合可位于单个包装件(例如,马达齿轮单元)中。

马达齿轮单元可用于使活塞轴向地运动以产生制动施加、保持制动施加、制动释放或它们的组合。该系统可包括一个或多个马达齿轮单元。优选地,每个拐角或每个制动系统均包括至少两个马达齿轮单元(即,每个制动组件一个)。每个制动组件均可包括马达齿轮单元。每个马达齿轮单元均可独立于任何其他马达齿轮单元操作。每个马达齿轮单元均可连接到单个制动组件。每个马达齿轮单元均可使单个活塞运动。每个马达齿轮单元均可连接到卡钳的活塞镗孔。每个马达齿轮单元均可连接到从活塞镗孔延伸的延伸悬臂。马达齿轮单元可连接到转向节、卡钳、支撑托架或它们的组合。马达齿轮单元可连接到控制系统、控制单元或两者。多个马达齿轮单元可由控制系统控制。

控制系统可用于在一个或多个制动组件之间,优选地两个或更多个制动组件之间协调制动施加或制动释放。控制系统可控制制动系统(例如,车辆的4个拐角各自中的制动系统)。每个拐角均可包括控制系统。每个制动系统均可单独地控制。拐角中的所有制动系统可共同地控制。控制系统可同时施加两个或更多个制动组件。控制系统可连续地施加或释放拐角中的两个制动组件。控制系统可并行地施加或释放拐角中的两个制动组件。控制系统可施加一个制动组件,然后施加第二制动组件。控制系统可操作一个制动组件,然后操作第二制动组件。控制系统可在两个或更多个制动组件之间交替。控制系统可完全操作一个制动组件,然后完全操作第二制动组件。控制系统可在每次驻车制动施加或释放时仅操作一个制动组件,并且在每次产生或释放驻车制动施加时,可在两个或更多个制动组件之间交替。控制系统可允许用户选择施加一定水平的驻车制动。例如,如果制动系统在大型卡车上,则控制系统可允许用户在仅施加了一个制动组件的情况下选择无负载状态,然后选择高负载状态(例如,连接了拖车、填充了存储区域或者车辆停在山上),使得这两个制动组件均适用。在电动制动施加期间,控制单元可确定是否需要液压辅助来完成制动施加。控制系统可监视制动组件的当前状态,以确定是否需要重新夹持制动组件中的一个或多个。控制系统可确定制动组件的温度以确定是否需要重新夹持。控制系统可包括一个或多个控制单元。

控制单元可用于监视一个或多个制动组件的电流状态,控制一个或多个制动组件的运动,控制由制动组件各自产生的压力量,或它们的组合。控制单元可连接到一个或多个传感器。控制单元可监视电流、电压或两者以确定制动衬块、活塞、主轴或它们的组合的位置。控制单元可连接到监视制动组件的一个或多个传感器。优选地,控制单元通过监视马达的状态、供应给马达的能量、持续时间或它们的组合来监视制动组件。控制单元可在液压制动施加、电动制动施加、制动释放或它们的组合期间监视制动组件、活塞、制动衬块或它们的组合的位置。控制单元可提供对控制系统的反馈,并且控制系统可决定哪个控制单元、制动组件或两者首先提供动力。控制单元可连接到一个或多个阀。控制单元可控制制动器的液压施加和制动器的电动施加。控制单元可基于所感测的状态、输入条件或两者打开或关闭制动组件中的一者或两者的液压系统。例如,控制器可监视是否已连接了拖车,并且如果连接了拖车,则两个制动组件均可液压地操作、电动地操作或者两者兼有。然而,如果没有连接拖车,则只能操作一个制动组件。控制单元可通过一个或多个阀来控制液压系统。

一个或多个阀可用于打开和关闭针对活塞组件中的一个或多个的液压流体。一个或多个阀可各自连接到制动组件。一个或多个阀可为球形阀、闸门阀、球心阀、蝶形阀或它们的组合。一个或多个阀可防止液压流体延伸到一个或多个制动组件,使得不产生液压制动施加。液压系统可不含阀。

液压系统用于使一个或多个活塞在行车制动施加期间运动。液压系统可产生流体压力以运动致动一个制动组件或两个或更多个制动组件。一个或多个液压系统可使液压流体运动到所有制动组件,使得所有制动组件同时施加。液压系统可包括将液压流体施加到制动组件以产生制动施加的一个或多个液压单元。

液压单元用于増加液压系统中的压力以产生制动力。液压单元可将制动液分配给制动组件中的一个或多个。液压单元可交替地将制动液施加到制动组件。每个制动组件均可包括其自身的液压单元。

制动系统可经由一种过程进行控制,并且该过程可执行本文实际上以任何顺序教导的任何步骤。该过程可包括致动一个制动组件,随后致动第二制动组件的步骤。这两个制动组件均可同时致动。可将制动组件关闭,以便致动一个制动组件。制动组件可以电动的方式、以液压的方式或以这两种方式打开和关闭。制动组件可一次重新夹持一个。制动组件可同时重新夹持。制动组件可由一个控制单元或多个控制单元监视。制动组件可彼此独立地受控。一个轮的制动组件可与另一轮的制动组件连接。例如,如果每个轮均包括两个制动组件,则可共同控制每个轮的第一组件,并且可共同控制每个轮的第二组件。因此,如果第一组件在一侧关闭,则第一组件在第二侧关闭(或重新夹持、释放、夹持、压力増大等)。

图1为制动系统2的透视图,该制动系统包括位于轮辋4内的两个制动组件10,10’。制动组件10,10’与转子16连通。制动组件10,10’各自包括卡钳12和支撑托架14,卡钳12沿该支撑托架运动以产生制动力。每个制动组件10,10’均包括马达齿轮单元40,该马达齿轮单元产生或释放制动力(例如,驻车制动施加、行车制动施加或两者)。

图2为制动系统2的侧平面图,其中两个制动组件10,10’(如图所示,固定卡钳)位于轮辋4内并且以角度(α)隔开。轮辋4和转子16包括旋转轴线6。

图3a为制动系统2的顶部平面图,示出了连接到转子16的两个制动组件10,10’。每个制动组件10,10’均包括卡钳12、支撑托架14和马达齿轮单元40,该马达齿轮单元使卡钳12相对于支撑托架14运动以产生制动力。

图3b为连接到单个支撑托架14的两个制动组件10,10’的顶视图。每个制动组件10,10’均包括单独的卡钳12和单独的马达齿轮单元40,使得每个制动组件10,10’均可独立地活动。

图4为制动组件10,10’的透视图。制动组件10,10’包括经由导向销18和螺栓20连接到卡钳12的支撑托架14。防护罩22位于导向销18与螺栓20之间。卡钳12可沿导向销18运动,使得卡钳12相对于支撑托架14运动。马达齿轮单元40连接到卡钳12。

图5为制动组件10,10’的分解图。如图所示,制动组件10,10’的主要部件为卡钳12、支撑托架14、马达齿轮单元40和活塞组件70。活塞组件70可在卡钳12内的活塞镗孔36内运动。活塞组件70包括旋转到线性致动器90。

图6为沿线vi-vi获得的图4的制动组件10,10’的剖视图。如图所示,马达齿轮单元40连接到活塞组件70。马达齿轮单元40包括齿轮组件42,该齿轮组件转换来自马达44的扭矩并将扭矩传递到主轴74。马达齿轮单元40旋转主轴75,使得当主轴75旋转时,活塞72轴向运动成与制动衬块24接触。制动衬块24接触转子(未示出)以产生制动力。

图7为沿线vii-vii截取的图5的活塞组件70的特写剖视图。活塞组件70包括主轴74,该主轴包括多个螺纹78,该多个螺纹与活塞72或螺母80上的多个螺纹78接触,并且当主轴74旋转时,活塞72轴向地运动。

图8为活塞组件70的特写剖视图。活塞组件70包括:活塞70,该活塞包括螺纹78;主轴74,该主轴包括螺纹78;以及多个滚动元件76,所述多个滚动元件位于活塞与主轴之间。当旋转主轴74时,活塞72轴向地运动以产生或释放制动施加。

图9为切除了活塞72的一部分的活塞组件70的顶视图。活塞组件70包括旋转到线性致动器90,该旋转到线性致动器包括可由主轴74轴向运动的活塞72。主轴74和活塞72包括由滚动元件76分隔的螺纹78,使得主轴74的旋转使活塞72旋转地运动。防旋转装置92围绕活塞72的外部延伸。

图10示出了制动系统2的示意图。制动系统包括两个制动组件(10,10’)。制动组件(10,10’)各自连接到液压系统100和控制系统120。液压系统100包括液压单元,该液压单元向制动组件(10,10’)中的一个或两个提供液压流体。液压流体的量可通过位于液压单元102与制动组件(10,10’)中的每一个之间的阀104来控制。控制系统120包括控制单元122,该控制单元向制动组件(10,10’)中的每一个提供电信号,使得每个制动组件可单独地或一起致动。

本文列举的任何数值包括从较低值到较高值以一个单位增量的所有数值,条件是在任何较低值与任何较高值之间存在至少2个单位的分隔。例如,如果陈述工艺变量如温度、压力、时间等的组分或数值的量为例如从1至90,优选从20至80,更优选30至70,其意图是在本说明书中明确列举诸如15至85、22至68、43至51、30至32等数值。对于小于一的数值,可适当地认为一个单位为0.0001、0.001、0.01或0.1。这些仅是具体意图的举例,而且在所列举的最低值与最高值之间的数值的所有可能的组合均被视为以类似的方式明确地表述于本申请之中。本文用来描述元素、成分、部件或步骤的组合的术语“包含”或“包括”的使用也设想了基本上由元素、成分、部件或步骤组成的实施方案。如本文所用,术语“可”意指包括“可”包括的任何描述的属性是任选的。

可通过单个集成元件、成分、部件或步骤来提供多个元件、成分、部件或步骤。另选地,可将单个集成元件、成分、部件或步骤分成单独的多个元件、成分、部件或步骤。用来描述元素、成分、部件或步骤的“一”或“一个”的公开内容并非旨在排除其他元素、成分、部件或步骤。

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