制动器致动单元、机电制动器和致动单元的主轴驱动器的制作方法

本发明涉及一种用于机电制动器的制动器致动单元，还涉及一种机电制动器。本发明进一步涉及一种用于根据本发明的制动器致动单元的主轴驱动器，特别是一种循环滚珠主轴驱动器。

背景技术：

1、所提供的主轴驱动器适合于确保制动活塞相对于主轴的线性位移性。因此，制动活塞可以对制动器的至少一个制动衬片施加夹紧力，从而可以产生与制动盘的摩擦接合。主轴绕旋转轴线的旋转实现制动活塞在轴向方向的平移移动，以便为至少一个制动衬片提供夹紧力。由于夹紧力的产生，反作用力随之出现，反作用力一般具有偏心力分量。

2、在机电制动器中，主轴驱动器由电动马达驱动。随着夹紧力的力强度增加，制动盘或摩擦衬片上的施力点会出现位移现象。由于被压缩的摩擦衬片和制动器的制动器壳体(该制动器壳体弯曲)的弹性，夹紧力的施力点在径向方向上移位。同样地，相对于制动盘的旋转移动，施力点在切线方向上移位。因此，由夹紧力引起的反作用力的施力点也同样移位，这些反作用力被制动器壳体吸收。因此，实现制动活塞线性位移的驱动器在其取向和装设方面会变得不稳定。换而言之，由于反作用力的偏心力分量，驱动器的各个部件之间会出现角度偏移。这导致了磨损的增加和力的非最佳几何形状，因此引起的夹紧力受到了不利的影响。

3、一种方法涉及用于驱动器主轴的特殊形状的轴承部件，轴承部件的几何形状适合吸收和补偿反作用力(横向力)的偏心力分量。因此，在主轴驱动器的主轴螺母的螺纹的内径小于支撑主轴的轴承部件的外径的情况下，横向力可以得到补偿。然而，这种轴承部件的制造费用很高，而且具有特殊形状的接触面，这些接触面的磨损相对较高。

4、因此，有必要消除或至少减少现有技术的缺点。

技术实现思路

1、该目的通过如下方面的主题实现。有利的实施方式在以下其它方面和以下描述中体现，其中的每一个实施方式均可以单独或以组合(子组合)的方式构成本公开的各个方面。一些方面是结合不同的变体来解释的。然而，这些特征是相互适用的。

2、根据一个方面，提供了一种制动器致动单元。制动器致动单元具有由电动马达旋转地驱动的主轴以及呈主轴螺母形式的制动活塞，该活塞制动活塞围绕主轴并被配置成按压在制动衬片上。为了使制动活塞的径向构造更加紧凑，制动活塞优选形成为主轴螺母，因为该制动活塞的内侧形成有主轴螺纹。具有圆周面的制动活塞的圆周壁因此与主轴的螺纹融为一体，以便同时形成主轴螺母。因此，制动活塞可以是一体式部件。

3、因此，制动活塞结合了主轴螺母和制动活塞的功能。因此，特别是在相对于主轴的旋转轴线的径向方向上节省了径向安装空间。节省径向安装空间可以使制动活塞的螺纹的内径在径向方向上增大。特别是，内径可以增加而不会导致制动器在径向方向所需的总安装空间增大。

4、增大内径(core diameter)的结果是，由于夹紧力而出现的反作用力的偏心力分量的施力点在径向方向上朝外移位。因此，偏心力分量的影响被减弱了。这直接导致了制动器致动单元的部件的取向和装设的稳定化。总的来说，这样改装的制动器致动单元可以改善对制动活塞的施力，从而改善对制动器的制动衬片的施力，并减少磨损。

5、制动器致动单元优选包括轴向地装设主轴的轴向轴承，其中主轴在制动器操作时(特别是在制动器关闭和/或打开时)支撑在轴向轴承上。

6、“关闭”应理解为其中夹紧力至少阶段性增大的制动器操作；“打开”应理解为其中夹紧力至少阶段性被撤消的制动器操作。制动器的操作可以包括连续的“关闭”和“打开”阶段，例如在防抱死控制的情况下。

7、轴向轴承尤其可以具有轴向滚动轴承。

8、轴向轴承优选具有旋转对称性。因此，轴向轴承可以设计成相对于主轴的旋转轴线在所有侧都是相同的。

9、轴向轴承使得由于操作制动器所产生的夹紧力而出现的反作用力能够被主轴吸收，并至少间接地传递到制动器的制动器壳体，该制动器壳体用作反作用力的力支撑装置。

10、制动活塞的螺纹可选地具有大于轴向轴承的外径的内径(core diameter)。因此，反作用力的偏心力分量的施力点在径向方向上向外移位得很远，以至于布置在轴向轴承的径向外部。这样做的结果是，偏心力分量的影响减小，这些力分量可以被整体补偿，特别是被轴向轴承补偿。因此，制动器致动单元的部件的取向和装设得到了改善，这也使得施加到制动活塞的力得到了优化。

11、为了能够选择如此大的制动活塞的螺纹的内径，必须提供足够的径向安装空间(但不会因此整体上增大制动器的安装空间)，在本例中，特别是在制动活塞还结合了主轴螺母的功能时实现了这一点。

12、主轴驱动器优选具有循环滚珠主轴。在循环滚珠主轴中，滚珠在主轴与作为主轴螺母的制动活塞之间传递力。通过滚珠的滚动移动，摩擦和磨损得以减少。

13、循环滚珠主轴不是自锁定的。这意味着，由于系统中固有的弹性，当制动活塞不再被马达(例如电动马达)主动驱策到延伸位置时，制动活塞会自动移回完全缩回的位置。在制动活塞完全缩回的位置，夹紧力被完全撤消，因此制动器完全“打开”。

14、主轴优选包括位于制动衬片侧的轴部分，该轴部分的横截面加粗并在外侧表面上具有主轴驱动器的传动螺纹。主轴还具有横截面相对较小的驱动轴延长部以及位于轴部分与驱动轴延长部之间的过渡部分。轴向轴承与由过渡部分提供的接触面抵接。换而言之，主轴的径向范围在轴向方向上发生了变化，具体而言，主轴在与制动衬片相对的一端具有相对较小的径向范围，在位于制动衬片侧的一端具有相对较大的径向范围。因为主轴的过渡部分布置在这些部分之间，并且代表了主轴相对于径向范围的变窄，所以过渡部分的外表面可以有利地用于与轴向轴承接触。

15、主轴的过渡部分的接触面尤其可以是旋转对称的。该接触面也可以垂直于轴向方向延伸。过渡部分的接触面优选是平坦形式的。

16、制动器致动单元优选包括制动器壳体，该制动器壳体具有基部，并在其内部中容纳制动活塞。该内部由自由的内部容积所限定，该内部容积被制动器壳体的侧壁和基部所包围，并由侧壁和基部所界定。因为制动活塞可以在轴向方向上移位，所以制动活塞通常也可以只一部分布置在制动器壳体的内部，并且至少可以部分地延伸到外部。

17、在一个特别优选的实施方式中，轴向轴承支撑在制动器壳体的基部上。制动器壳体取向成使得制动器壳体的开口端布置在制动盘和制动衬片的方向上(即，在制动衬片侧)，并且制动器壳体的基部在轴向方向上与之相对。这意味着，产生的夹紧力在轴向方向上朝向制动器壳体的开口端作用，而由此出现的反作用力则朝向基部方向作用。由于轴向轴承支撑在基部上，因此轴向轴承沿反作用力的作用方向布置在基部与主轴之间。因此，轴向轴承能够特别好地吸收反作用力。

18、因此，轴向轴承(例如滚动轴承)的轴承体于是一方面在主轴的过渡部分的接触面上滚动，另一方面在制动器壳体的基部上滚动。

19、优选在轴向轴承的滚动体与制动器壳体的基部之间轴向地布置有轴承垫圈，并且该轴承垫圈通过摩擦接合和/或互锁接合以对抗旋转固设的方式被按压在制动器壳体中。制动器壳体，由于其几何形状，代表比轴承垫圈更复杂的部件。借助轴承垫圈，制动器壳体的基部可以被保护而免受与基部直接接触情况下会产生的被轴向轴承造成的损害，该损害通常是在轴向轴承磨损和反作用力的作用下造成的。因此，如果需要的话，只需更换轴承垫圈或整个轴向轴承，但不一必更换制动器壳体。

20、轴承垫圈尤其可以具有两个相对的平坦接触面，其中一个接触面与制动器壳体的基部接触，另一个接触面被提供成用于供轴向轴承的滚动体在上面滚动。这就产生了一个额外的优点，即在制造方面用于确保制动器壳体的基部的接触面的质量的支出可以更低。

21、于是，轴向轴承的滚动体一方面在主轴的过渡部分的接触面上滚动，另一方面在轴承垫圈的平坦接触面上滚动，该轴承垫圈(该平坦接触表面)同样形成轴承环。

22、制动器致动单元优选具有杯状衬套。于是，杯状衬套和制动活塞布置在制动器壳体内。杯状衬套可以具有基部和侧壁，其中主轴至少间接地支撑在基部上，例如经由轴向轴承和轴承垫圈。杯状衬套具有轴向止挡件，借助于该轴向止挡件，在制动器操作时杯状衬套被支撑在制动器壳体上。因此，反作用力可以从杯状衬套的基部开始经由杯状衬套的侧壁传递到制动器壳体。因此，尽管杯状衬套是集成的，但整个制动器壳体关于需要抵制的反作用力起到了力支撑装置的作用。

23、杯状衬套确保制动器致动单元构成了制动器的封闭的子组件，该子组件可以相对于制动器的其他部分进行界定，例如，也是密封的。这样就减少了装设方面的支出，因为制动器致动单元可以作为一个整体装设。

24、杯状衬套可选地布置在制动器壳体中，从而其对抗旋转进行固设。例如，在制动器壳体与杯状衬套之间可以提供互锁连接，该互锁连接可以防止杯状衬套相对于制动器壳体旋转。

25、为防止杯状衬套旋转而提供的互锁连接可以具有榫槽连接或切向销连接。

26、止挡件可选地是形成在杯状衬套上的径向台肩，或者是附接到杯状衬套的紧固装置。

27、特别地，该径向台肩可以与杯状衬套的侧壁成一体。

28、紧固装置优选包括卡环。卡环可以布置例如杯状衬套的径向凹槽中。该卡环也可以是多层的。

29、杯状衬套特别优选轴向插入制动器壳体中，并在径向上装设在制动器壳体中。这就意味着，制动器壳体具有开口，该开口至少部分地对应于杯状环的外轮廓。因此必须考虑到制造公差和间隙。由于杯状衬套与制动器壳体的开口相配合，因此有利于制作制动器致动单元。

30、在制动器壳体与以线性可移位方式容纳在制动器壳体中的制动活塞之间可选地设置有旋转锁。旋转锁通过防止制动活塞相对于制动器壳体旋转来确保制动活塞的线性移位。

31、旋转锁优选包括狭槽，防旋转元件与该狭槽接合。

32、在制动活塞与制动器壳体之间优选设置有位于制动衬片侧的衬垫。因此，由制动器壳体提供的内部可以相对于制动器的其他部分被密封。特别地，布置在制动器壳体内部的主轴驱动器因此被保护免受污染。

33、制动活塞可选地具有位于制动衬片侧的端壁，当制动器操作时，该端壁按压在制动衬片上。该端壁可以具环形形状的端面。作用在制动衬片上的夹紧力的施力点由此向外径向移位，这使得力就面积方面而言更均匀地施加在制动衬片上。因此，对制动衬片的施力得到了改善。

34、制动器壳体具有或形成制动钳。

35、根据另一个方面，还提供了一种机电制动器。该机电制动器包括：如前所述的制动器致动单元；可朝彼此移动的制动衬片；以及以扭矩传递方式与主轴联接的电动马达。

36、该机电制动器尤其可以适合于用作车辆制动器。

37、根据另一个方面，还提供一种具有如前所述的机电制动器的车辆。

38、本发明还进一步涉及一种用于根据本发明的制动器致动单元的主轴驱动器，特别是一种循环滚珠主轴驱动器，其中主轴驱动器具有待驱动的主轴以及呈主轴螺母形式的制动活塞，该制动活塞围绕主轴并被配置成按压在制动衬片上。

39、特别地，制动活塞具有端面，该端面的中心具有凹陷部，因此，只有围绕凹陷部的环形压力面形成为用于按压在制动衬片上。这种设计在使按压力均匀和将热量从制动衬片转移到活塞方面是积极的。

40、进一步补充规定，主轴具有：位于制动衬片侧的横截面加粗的轴部分，该轴部分的外侧表面上具有传动螺纹；横截面相对较小的驱动轴延长部；以及位于轴部分与驱动轴延长部之间的过渡部分。在过渡部分上形成有用于轴向轴承的球形轴承接触面。该轴承接触面指向轴向方向。

41、车辆可选地包括特别是机动车辆(即，道路车辆)。另选地，车辆也可以包括其他类型的车辆，例如飞行器、船舶、自行车、摩托车等。总的来说，在本例中，车辆被理解为被配置成用于在不同目的地之间运输物体、货物或人员的装置。车辆的实施例是陆地上的车辆(如机动车辆、电动车辆、混合动力车辆等)、铁路车辆、飞行器或水运工具。在本文中，车辆优选被认为是基于道路的车辆，例如，汽车、货车、公共汽车等。

42、关于各方面解释的所有特征可以单独或以组合(子组合)的方式与其他方面结合。