CN101203693B - 用于鼓式制动器的杠杆调节器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种鼓式制动器的杠杆调节器(20)，用于调整制动引起的尤其是在制动衬带上的磨损，包括一个过载离合器和一个单向旋转或定向离合器，其特征在于，过载离合器设计为由一个压力弹簧(7)预紧的球斜面离合器(18)。

Description

用于鼓式制动器的杠杆调节器

技术领域

本发明涉及一种用于鼓式制动器的杠杆调节器，用于调整制动引起的尤其是在制动衬带上的磨损，包括一个过载离合器和一个单向旋转或定向离合器。 

背景技术

在重型商用车中，往往采用气动操纵的鼓式制动器作为摩擦制动器。一种优选的结构类型是所谓的S形凸轮-鼓式制动器。 

为了产生制动力，构成或带有制动衬带的制动蹄必须沿径向从内部压到鼓式制动器的鼓上。在S形凸轮-鼓式制动器中，这通过制动轴的旋转实现，制动轴在一个端部具有一个S形的双渐伸线。两个制动蹄以其端部支承在此凸轮上，其中与这些端部对置的端部分别例如可绕一个销子摆动地固定在一个制动器底板上。为了制动过程，制动轴必须随S形凸轮一起旋转，直到制动蹄以期望的力支靠在鼓上为止。所述制动轴的旋转借助一个压缩空气操纵的制动缸实现，它通过杠杆产生一个扭矩并传递到制动轴上。 

因为在制动时制动蹄或制动衬带损耗，所以有必要通过调整装置补偿制动衬带的磨损。为此目的，制动轴必须随S形凸轮一起沿一个方向旋转一个相应的量，制动衬带在制动过程中沿所述方向朝鼓方向移动，由此将制动蹄更近地压到鼓的内侧上。所述方向称为压紧方向。然而在静止位置必须保留一个小的缝隙，以保证无可指摘的松脱特性。这种调节在正常的距离内也可以手动实施。为此必须在制动缸以其活塞杆作用在其上的制动轴的制动杠杆上进行调节。因为手动调整既不能正确满足要求也不能连续地工作，所以所谓的自动杠杆调节器属于具有S形凸轮-鼓式制动器的车辆的标准装备。 

现有各种杠杆调节器***。基本结构非常相似并且主要包括一个蜗轮、一个蜗杆、一个过载或荷载转换离合器、一个单向离合器(大多按圈弹簧原理(Schlingfederprinzip))、一个齿轮、一个齿条和一个所谓的控制盘。所述机构处于一个外壳内，外壳具有一根其上铰接制动缸的杠杆。制动轴借助花键齿与蜗轮接合。 

在杠杆调节器中现有两种功能原理：按一种调整原理，调整在制动过程开始时进行；按另一种原理在制动过程结束时进行，也就是说在松脱过程中调整。 

作为用于说明的例子，在这里可列举EP 0 614 025 B1。在此文件中介绍了用于盘式制动器的调整装置，在这里上述两种功能原理一起使用，为此在制动过程开始时调整并夹紧一个弹性件，它在松脱过程中松弛并导致另一次调整。 

当前在市场上出现的杠杆调节器并不能始终满足关于抗疲劳强度和持续功能特性方面的期望和要求。作为易磨损的构件，形式上为圈弹簧的单向离合器业已证实是适用的。这种构件的功能与摩擦状况、对应面的造型和形状稳定性密切相关。若随着时间的推移出现磨损和/或摩擦状况的改变，则会导致构件继而整个杠杆调节器的功能退化。 

发明内容 

本发明的目的在于，创造一种上述类型的杠杆调节器，它具有一种高坚固性并且关于功能特性方面尽可能小地受摩擦系数波动和制造公差影响。本发明的另一个目的在于能尽可能便宜地制造。 

按本发明，提出一种用于鼓式制动器的杠杆调节器，用于调整制动引起的在制动衬带上的磨损，包括一个过载离合器和一个单向旋转离合器，其特征为，过载离合器设计为由一个压力弹簧预紧的球斜面离合器，并且过载离合器和单向旋转离合器共同构成一个球锁止离合器，其中球锁止离合器包括两个对置设置的斜面轮廓与设置在这些斜面轮廓之间的球。 

按本发明，还提出一种鼓式制动器，包括一个按照本发明所述所述的杠杆调节器。 

按本发明的用于鼓式制动器的杠杆调节器，用于调整制动引起的尤其是在制动衬带上磨损，包括一个过载离合器和一个单向旋转或定向离合器，其特征为，过载离合器设计为由一个压力弹簧预紧的球斜面离合器。 

按一项优选的设计，定向离合器设计为夹紧辊自由轮。在这种情况下基于使用了精确的和与摩擦无关的构件，所以获得了一种准确的功能特性。 

另一项设计规定，球斜面离合器包括对置设置的端面，它们分别设计有球窝，用于设置在它们之间的球。在此特别有利的是，调整机构的所有运动构件设计为球支承，因为如此可以实现高的效率。 

按另一种实施形式规定，过载离合器和定向离合器共同构成一个球锁止离合器。在这种情况下优选的是，球锁止离合器包括两个对置设置的斜面轮廓与设置在它们之间的球，其中按特别优选的设计，斜面轮廓具有至少两种不同的坡度。这是有利的，因为获得了准确的功能特性。自由轮功能和过载功能则仅由造型和预紧力决定，并因此摩擦对功能特性没有任何影响。 

按另一项设计，斜面轮廓具有曲线状结构。 

有利的是，球锁止离合器具有一个锥形离合器，因为按这种优选的设计可以便于构件的制造，从而使调整机构的重要构件可通过无切屑的成型加工进行制造。 

此外规定，斜面轮廓和设置在它们之间的球通过一个扭转弹簧相互保持。 

按本发明的鼓式制动器具有按本发明的杠杆调节器。 

由下面结合附图的详细说明中可得出本发明其他的优点、详情和特征。 

附图说明

现在借助附图示出的实施例详细说明本发明。其中： 

图1本发明杠杆调节器的示例性的第一种实施形式的剖面图； 

图2图1所示杠杆调节器的另一个剖面图； 

图3图1所示杠杆调节器的沿线I-I的剖面图； 

图4图1所示杠杆调节器的控制盘与齿条示意图；和 

图5本发明杠杆调节器的示例性的第二种实施形式的剖面图。 

具体实施方式

在各图中相同的附图标记表示相同或功能上彼此相应的部分。 

图1示出按本发明杠杆调节器20的示例性的第一种实施形式的剖面 图。 

此第一种实施形式的调整机构包括下列零部件：轴1；夹紧套筒2，它在一侧具有设在端侧的第一球窝2.1，而在与轴1的第一端部相邻的另一侧具有轴向轴承2.2；具有外齿3.1的夹紧辊自由轮3；蜗杆4，它具有设在端侧与第一球窝2.1对置设置的第二球窝4.1；用于所谓的球斜面离合器18的多个球5；用于在轴1与蜗杆4之间传递扭矩的多个锁止球6；预紧弹簧7，它具有支承盘12、13和安全环14；蜗轮8；齿条9；控制盘10及固定杠杆11。 

所述杠杆调节器20设置在外壳15内，其中，蜗轮的轴线17垂直图纸平面以及杠杆调节器的轴1的纵轴线与轴线17成直角延伸。在本例中，在轴1的上方在外壳15上设有杠杆16，它与图中未示出的制动缸作用连接。 

一根同样未示出的制动轴处于蜗轮8内部，制动轴在其此处未示出的端部具有一个S形凸轮结构，它按已知的方式操纵鼓式制动器的制动蹄。制动轴沿轴线17的方向延伸并与蜗轮8旋转固定连接。通过沿箭头表示的方向Z操纵杠杆16，将制动衬带彼此压开，而沿方向L操纵杠杆则按已知的方式松开制动衬带。方向Z称为压紧方向，而方向L称为松脱方向。 

夹紧辊自由轮3实施定向离合器的功能以及是一个工业上生产的精确构件，它尤其按长寿命和功能可靠性设计和确定尺寸。 

球斜面离合器18由夹紧套筒2的第一球窝2.1和蜗杆4的第二球窝4.1构成，恰当数量的球5设置在它们之间。球斜面离合器18用作过载或荷载转换离合器以及用预紧弹簧7预紧。预紧弹簧7设置在贴靠着蜗杆4的第一支承盘12与设在轴1的第二端部上的第二支承盘13之间。预紧弹簧7在轴1上的轴向固定在此第二轴端通过安全环14实现，第二轴端与具有夹紧套筒2的第一轴端对置。预紧弹簧7因而通过第一支承盘12和蜗杆4施加轴向压力，它通过第二球窝4.1和球5传递到夹紧套筒2上。 

因此，与摩擦离合器相比，这种结构类型的球斜面离合器的响应扭 矩只通过弹簧预紧力和球窝2.1和4.1的造型确定。球窝2.1和4.1例如设计为斜面状。因为在此实施形式中涉及通过所谓点接触的纯滚运动，所以保证了一种几乎无磨损并因而长寿命的运行，因此这两个功能元件随着时间的推移已经证实有百万倍的可靠性和有按本申请人结构系列SB和SN气动操纵的盘式制动器杰出的形式。 

下面参见图1至5说明此第一种实施形式的功能。 

所述的调整在制动过程的开始时进行。若在所属的制动缸内通过一种介质，在这里是空气，施加压力，则制动缸的活塞杆伸出并通过杠杆16操纵外壳15，此时实施沿压紧方向Z绕轴线17的摆动运动。为此需要的力传递从杠杆16经外壳15的上段、轴1和蜗杆4延伸到蜗轮8，它与制动轴旋转固定连接，如上面已说明并可借助图2和图3所示沿图2中线I-I的剖面图看出的那样。 

现在参见图4，它示意示出控制盘10与杠杆调节器20的齿条9。 

齿条9与杠杆调节器20的轴1通过夹紧辊自由轮3的外齿3.1作用连接，其中，齿条9设置为可沿箭头方向移动。在其下端部它具有一个第一凸块9.1和一个第二凸块9.2，它们隔开间距布置。凸块9.1和9.2分别与第一切口10.1和第二切口10.2啮合，切口被齿10.3隔开并且排列在控制盘10的一个圆周段上。控制盘10通过固定杠杆11固定为，使它相对于外壳15的摆动运动固定不动。 

在运动进程的第一阶段，倒退一个在齿条9的第一凸块9.1与固定不动的控制盘10内的第一切口10.1之间的所谓空行程。由该空行程的大小，亦即凸块9.1和切口10.1的尺寸设计，确定制动蹄与制动鼓之间的通风间隙。 

在下一个阶段，齿条9的第一凸块9.1支靠在控制盘10的第一切口10.1的肩上。在这里现在有两种可能的运行状态。 

情况1：若通风间隙是正确的，与齿条9的第一凸块9.1支靠的同时制动蹄支靠在鼓内壁上。现在由于力量大不再能够移位，然而由于鼓式制动器构件内的弹性所以杠杆调节器20实施进一步旋转。为了能在不损坏调整机构的情况下在杠杆调节器20内实现这一点，形式上为球斜面离 合器18的过载离合器的功能开始生效。在这里球5在球窝2.1、4.1的球斜坡上向上滚动并与此同时克服预紧弹簧7的弹簧预紧力将两个离合器半部，亦即夹紧套筒2和蜗杆4的对置的端面彼此压开。因此可以通过夹紧辊自由轮3的外齿3.1促使进一步旋转，无需旋转蜗杆4和蜗轮8。 

情况2：若在制动蹄与制动鼓之间的通风间隙过大，则通过齿条9和与夹紧辊自由轮3连接的外齿3.1基于夹紧辊自由轮3的锁止作用在球斜面离合器18内引入旋转运动。因为球斜面离合器18的响应扭矩大于要驱动的蜗杆4的扭矩，所以蜗杆与蜗轮8一起旋转。由此减小制动蹄与制动鼓之间的间隙。若在进一步的进程中制动蹄支靠在制动鼓上，则功能流程如针对情况1已说明的那样。 

在制动器松脱时，首先球斜面离合器18(过载离合器)返回静止位置。杠杆调节器20在无荷载的状态下通过复位弹簧反向旋转到静止位置。在这里齿条9的凸块9.1运动到固定不动的控制盘10内的切口10.1支承肩的另一侧。若在操纵制动器时按情况2进行调整，则自由轮3沿松脱方向L反向旋转蜗杆4针对调整过程附加地实施的转角。 

杠杆调节器20的手动反向调整如传统的那样借助适用的工具例如螺丝扳手通过反向旋转调整轴1实现，螺丝扳手套在轴1的第一端部适用的延伸段19上。在这里，球斜面离合器18的两个离合器半部，亦即夹紧套筒2和蜗杆4，彼此压开和旋转，直至球5弹入紧接着的那些夹紧窝或球窝2.1、4.1内。因此蜗杆4可以逆夹紧辊自由轮3的锁止作用旋转。 

以此方式创造了一种有以下有利特征的杠杆调节器20： 

-基于使用精确和与摩擦无关的构件如夹紧辊自由轮3和球斜面离合器18所以有准确的功能特性。 

-因为调整机构所有运动构件设计为球支承，所以有小的功能滞后和高的效率。 

-因为所有运动构件均为球支承并因而可以不产生值得一提的磨损，所以有长的使用寿命和高的持续功能可靠性。 

图5示出按本发明采用进一步发展的调整技术的杠杆调节器20第二种实施形式。在这里突出的优点在于，实现了进一步改进功能特性、简 化制造和是一种对公差不敏感的结构。 

在这种设计中一个突出优点采取以下措施获得，即，将自由离合器功能和过载离合器功能综合在单个组件内，即所谓的球锁止离合器25。 

调整机构包括以下零件：轴1；外齿驱动盘21，它具有端侧的斜面轮廓21.1和轴向球轴承2.2；多个球5；用于将球5支靠在斜面轮廓21上的扭转弹簧22；锥形盘23，它具有端侧的斜面轮廓23.1；具有外锥体24的蜗杆4；多个锁止球6用于传递扭矩；以及预紧弹簧7，它具有配属的支承环12、13和安全环14。 

这些构件设计为可以无切屑并因而经济地制造。因为所有在力作用下运动的构件滚动地尤其在球上点接触地支承，所以保证有长的使用寿命和精确、稳定的功能特性。 

下面参见图1至5说明功能。具有凸块9.1的齿条9和具有切口10.1的控制盘10的功能在这里不作进一步的说明，对此可参见以上的说明。 

在此第二种实施例的情况1中，采取下列措施防止损坏杠杆调节器20内的调整机构，即，令过载功能出现在球锁止离合器25的功能中。从一个由预紧弹簧7确定的力阈值起，球锁止离合器25的球5在具有斜面轮廓21.2和23.1的球窝内沿倾斜的斜面向上滚动。斜面滚道的上升角在一开始明显地较大，以便达到尽可能大的力阈值。在越过响应阈值后，为了保护驱动件离合器扭矩较低是有利的。因此在滚道进一步的径迹中斜面轮廓的上升角在本例中设计为比开始时的小。 

在第二种实施例中的情况2：若在制动蹄与制动鼓之间的通风间隙过大，则通过齿条9和球锁止离合器25在包括锥形盘23和蜗杆4的外锥体24的锥形离合器内引入旋转运动。因为预紧的球锁止离合器25的脱开扭矩大于要驱动的蜗杆4的扭矩，所以蜗杆与蜗轮8一起旋转。由此减小制动蹄与制动鼓之间的间隙。若在进一步的进程中制动蹄支靠在制动鼓上，则功能流程如在情况1中已说明的那样。 

在制动器松脱时，首先球锁止离合器25的球5反向滚动到静止位置。杠杆调节器20在无荷载的状态下通过复位弹簧反向旋转到静止位置。在这里齿条9的凸块9.1运动到固定不动的控制盘10内的切口10.1支承肩 的另一侧。若在操纵制动器时进行调整，则球锁止离合器25的自由轮功能开始生效。因为处于静止位置的球5从预紧弹簧7卸载以及只通过扭转弹簧22以较小的力支靠在球滚道21.1、23.1上，所以现在可以沿松脱方向L反向旋转蜗杆4针对调整过程附加地实施的转角。 

杠杆调节器20的手动反向调整在这里同样如传统的那样借助螺丝扳手通过反向旋转调整轴1实现。在这里，球锁止离合器25的两个离合器半部21.1和23.1，亦即驱动盘21和锥形离合器23、24，彼此压开到这样的程度，即直至球5到达球斜面滚道的端部。基于球滚道的上升角显著改变，所以在这种情况下在球锁止离合器25内不出现自锁。在这里，在锥形离合器23、24内部发生相对运动，因此蜗杆4可以逆位置固定的球锁止离合器25旋转。 

杠杆调节器20的第二种实施形式有以下有利的特征： 

-因为自由离合器功能和过载功能只通过造型和预紧力确定并因而摩擦对于功能特性没有影响，所以有准确的功能特性。 

-因为调整机构所有运动构件设计为球支承，所以有小的功能滞后和高的效率。 

-因为基于球支承的构件不会产生值得一提的磨损，所以有长的使用寿命和高的持续功能可靠性。 

以上说明的这些实施形式仅是示例性的而不限制本发明。技术人员当然而且有可能进行变更和修改。 

例如齿条9也可以有一个第二凸块9.2以及控制盘10也可以有一个第二切口10.2。同样可以有其他的凸块和切口。 

可以设想，可以有两个以上不同上升角的斜面轮廓21.1、23.1或球窝2.1、4.1。当然也可以是曲线形的滚道。 

            附图标记一览表 

1轴                   12第一支承盘 

2夹紧套筒             13第二支承盘 

2.1第一球窝           14安全环 

2.2轴向球轴承         15外壳 

3夹紧辊自由轮         16杠杆 

3.1外齿               17轴线 

4蜗杆                 18球斜面离合器 

4.1第二球窝           19延伸段 

5球                   20杠杆调节器 

6锁止球               21驱动盘 

7预紧弹簧             21.1第一斜面轮廓 

8蜗轮                 22扭转弹簧 

9齿条                 23锥形盘 

9.1第一凸块           23.1第二斜面轮廓 

9.2第二凸块           24外锥体 

10控制盘              25球锁止离合器 

10.1第一切口 

10.2第二切口          L松脱方向 

10.3齿                Z压紧方向 

11固定杠杆 

Claims (8)

1.用于鼓式制动器的杠杆调节器(20)，用于调整制动引起的在制动衬带上的磨损，包括一个过载离合器和一个单向旋转离合器，其特征为，过载离合器设计为由一个压力弹簧(7)预紧的球斜面离合器(18)，并且过载离合器和单向旋转离合器共同构成一个球锁止离合器(25)，其中球锁止离合器(25)包括两个对置设置的斜面轮廓(21.1、23.1)与设置在这些斜面轮廓之间的球(5)。

2.按照权利要求1所述的杠杆调节器(20)，其特征为，单向旋转离合器设计为夹紧辊自由轮(3)。

3.按照权利要求1或2所述的杠杆调节器(20)，其特征为，球斜面离合器(18)包括对置设置的端面，这些端面分别设计有球窝(2.1、4.1)，用于设置在这些球窝之间的球(5)。

4.按照权利要求1所述的杠杆调节器(20)，其特征为，斜面轮廓(21.1、23.1)具有至少两种不同的坡度。

5.按照权利要求1所述的杠杆调节器(20)，其特征为，斜面轮廓(21.1、23.1)具有曲线状结构。

6.按照权利要求1所述的杠杆调节器(20)，其特征为，球锁止离合器(25)具有一个锥形离合器(23、24)。

7.按照权利要求1所述的杠杆调节器(20)，其特征为，斜面轮廓(21.1、23.1)和设置在它们之间的球(5)通过一个扭转弹簧(22)相互保持。

8.鼓式制动器，包括一个按照权利要求1至7之一所述的杠杆调节器(20)。

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