CN1046342C - 提高了安全性的圆盘制动器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种圆盘制动器，其中卡规(1)在一个承载部件(3)上滑动，以便对一个圆盘施加摩擦垫，这种制动器安装有一个磨损指示器。按照本发明，该磨损指示器包括一个连续变化传感器，比如一个电容传感器，与能够在一个错误指示情况下发送一个故障***的监视装置连接。本发明使得有可能提高监视制动器正确操作的安全性。

Description

提高了安全性的圆盘制动器

本发明涉及一种用于机动车的圆盘制动器，包括：

-两个能彼此之间相对移动的制动器部件，其中一个是一个卡规，跨在一个制动器圆盘上，以及其中另一个是一个承载部件，固定在机动车上；

-夹紧装置，包括一个圆筒，固定在卡规上，并且面对圆盘，有一个开口，由一个活塞密闭；

-导向装置，当夹紧装置起动时使卡规相对承载部件滑动，这些导向装置包括至少一个导销，固定在一个制动器部件上，以及一个腔孔，在另一个制动器部件中形成，并且导销在其中滑动；

-两个摩擦垫，其中第一个安排在活塞与圆盘的一个第一表面之间，以及其中第二个安排在圆盘的一个第二表面与卡规的一个夹板之间，当夹紧装置起动时这些垫施加于圆盘上；以及

-至少一个电磨损指示器，用于监视至少一个垫的磨损状态，这个指示器包括两个部件，当夹紧装置起动时至少其中一个相对另一个移位，以及包括随这个指示器的第一与第二部件所占有的相对位置的变化，用于显著不断地改变一个电参数的装置。

例如，文件FR-A-2,485,132与EP-A-0,168,303说明了这种类型的制动器。

实际上，现今已知的主要有三种类型的磨损指示器，即连接到垫上的电指示器，同样连接到垫上的声指示器，以及像前述文件所描述的一个那样，在制动器自身上提供的电指示器。

不管它的实施例怎样，由其中它所必须工作的环境的恶劣性质引起，这样的一个磨损指示器易遭受故障的严重危险。

在这些条件下，总有一个不容忽视的危险，就是尽管有一个磨损指示器，它总有可能已发生故障，甚至相当大的制动器垫的磨损可能没有被任何信号所指示。

而且，一个像文件EP-A-0,168,303中所描述的一个那样的磨损指示器假定使用线圈和磁性适当的材料，它们有不可忽视的一个总尺寸和附加成本。

本发明针对这个内容，并且其目的是提出一种圆盘制动器，其中随时间消逝而没有引起注意的垫的严重磨损的危险得到显著减小，但是就成本和总尺寸而论没有受到相当大的限制。

为此，本发明的制动器其主要特征在于，磨损指示器包括一个有两个电极的电容传感器，这个指示器的各个部件构成这个传感器的一个对应电极；电容传感器的一个电极被安装，以便它能在另一个中滑动，这些电极参与构成所述导向装置，并且有一个可变的重叠区；以及这个制动器还包括监视装置，能够周期地测量电气参数，把它的值与至少一个预定的阀值作比较，并且当比较的结果与一个预先记录的正常结果不同时发送一个故障信号。

监视装置有利地包括一个对两个电极之间的电容敏感的电子电路，固定在指示器的一个部件上，并且能够随传感器的电极之间形成的电容的值的变化，产生一个随时间调整的信号，作为一个输出信号。

在一个非常有效的实施例中，电子电路产生一个它从一个电源所接收到的一个电能信号的调整，作为一个输出信号。

况且，例如，磨损指示器的一个电极可能包括导销或一个固定在圆筒上的轴向电极，在这后面情况中，另一个电极包括一个套筒，固定在活塞上。

参照附图作为说明且无限定意思，本发明的其它特点和优点将从下文所给出的描述中清晰地显现出来，其中：

-图1是一个常规圆盘制动器的部分剖面图；

-图2是一个能用在一个按照本发明的制动器中的电容传感器的剖面图；

-图3是一个沿图2直线Ⅲ-Ⅲ的剖面图；

-图4是一个与图2相似的剖面图；

-图5是一个与图2相似的剖面图；

-图6是一个按照本发明的另一个实施例的一个制动器的部分剖面图；

-图7是一个按照本发明的又一个实施例的一个制动器的部分剖面图；

-图8是一个能用于实现本发明的电子电路的示意图；

-图9由图9a至图9f组成，表示能在图8电路的不同点处观测到的波形；以及

-图10是一个按照本发明的一个制动器的平面及部分剖面图。

如图1所示，本发明主要涉及一种用于机动车的圆盘制动器，包括：

-两个能彼此之间相对移动的制动器部件，其中一个是一个卡规1，跨在一个制动器圆盘2上，以及其中另一个是一个承载部件3，固定在机动车上；

-夹紧装置，包括一个圆筒4，它固定在卡规1上，并且面对圆盘，有一个开口4a，由一个活塞5密闭；

-导向装置，当夹紧装置起动时使卡规相对承载部件滑动，这些导向装置包括至少一个导销，比如6和7，固定在一个制动器部件上，以及一个腔孔8，在另一个制动器部件中形成并且导销6在其中滑动；以及

-两个摩擦垫9,10，其中第一个摩擦垫9固定在活塞5与圆盘的一个第一表面2a之间，以及其中第二个摩擦垫10固定在圆盘的一个第二表面2b与卡规的一个夹板1a之间，当夹紧装置起动时这些垫施加于圆盘。

本发明的目的是提供这样一种制动器，即一个电磨损指示器使至少一个垫的磨损状态得到监视，并且这个电磨损指示器具有很大的操作安全性。

总的说来，在某种意义上就其本质所知，该磨损指示器包括两个部件，当用于夹紧制动器的装置起动时，至少其中一个相对另一个移位，这个磨损指示器包括随该指示器的第一与第二部件所占有的相对位置的变化，用于显著不断地改变一个电参数的装置。

按照本发明，如图2至图8所说明，该磨损指示器包括一个具有两个电极的电容传感器，这个指示器的各个部件构成了这个传感器的一个对应电极。

如图2所示，这个传感器的一个第一电极可能主要由导销6构成，在这个图中表示成用一个螺帽11，固定在卡规1上，但是用一个隔离壳层12以及一个环绕螺帽11的隔离构件13与这个卡规电隔离。

例如导销在一个***承载部件3中的导向套筒14中滑动，这个套筒14与导销6借助于一个第二隔离壳层15相互隔离。

此外，一个能够连接到一个可变电势源的第一电接触体16被连接到导销6，以及通过使用卡规1，一个第二接触体17被电连接到承载部件3，它构成电容传感器的第二电极，并且被连接到机动车的地电势。

在这些条件下，并且如本领域技术人员通过附图说明，容易从阅读本说明书中所理解的一样，在接触体16与17之间所能观测到的电容包括一个在卡规1上安装导销而形成的固定值电容，以及一个随导销6与承载部件3之间的重叠长度d而定的可变值电容。

因此，在接触体16与17之间所能观测到的一个电容比值与承载部件及导销的各个相对位置相对应，因此在承载部件与卡规相对移位期间，对承载部件与卡规的各个相对位置，这个值连续地改变。

本发明的磨损指示器还包括监视装置，这些装置将在后文详述，而且它们能够周期地测量接触体16与17之间的电容，把它的值与至少一个预定阀值比较，并且当比较的结果与一个预先记录的正常结果不同时发送一个故障信号。

在图4的实施例中，这些监视装置包括一个对两个电极之间的电容敏感的电子电路18，它固定在磨损指示器的一个部件上，并且能够随传感器的电极之间所形成的电容的值的变化，产生一个随时间调整的信号，作为一个输出信号。

事实上，尽管完全可能按照图2的实施例实现本发明，但是由于存在尤其是由用来把接触体16与17连接到监视装置的导体所引入的寄生电容，使得这样做错综复杂。

因此更可取的是就地测量接触体16与17之间的电容，如图4所示，其中电子电路18通过使用螺拴19固定在导销6上，这个电路有一个测量终端20，与这个导销连接；一个有源电势终端，与中央接触体连接；以及一个接地终端，与接触体17连接。

图8在它的上部说明电子电路18的一个可能示意图。

该电子电路主要包括一个振荡器22，它把图9a可见的一个对称脉冲信号发送到两个单稳态多谐振荡器23与24。

这些多谐振荡器分别与电阻R1和R2以及电容C1和C2连接，电容C1是那个先前描述的电容传感器，以及电容器C2是一个基准电容器。

在这些条件下，多谐振荡器23与24在它们各自的输出端Q+与Q-发送随时间变化作调整的信号，由多谐振荡器23产生的脉冲有一个持续时间，它表示电容C1的值，以及由多谐振荡器24产生的脉冲用作一个基准，它使得能够尤其除去存在的寄生电容，以及随时间或温度的变化在电子元件中的漂移。

更确切地说，多谐振荡器24产生的信号如图9b所示，而图9c说明当电容C1最小时多谐振荡器23产生的信号，以及图9d说明当电容C1最大时多谐振荡器23产生的信号。

多谐振荡器23与24的输出信号由逻辑与门25合成，对与图9b和图9c的那些信号相对应的输入信号，发送一个图9e所示的输出信号，以及对与图9b和图9d的那些信号相对应的输入信号，发送一个图9f所示的输出信号。

门25的输出信号发送到晶体管26，它的作用是当它起动时把终端21与17短路。

又如图8所示，这些终端21和17与一个直流电源27连接，这个功率因此随时间的变化由晶体管26调整。

来自电源27由电路18所接收的能量，通过一个二极管29在一个输入电容器28中由电路18储存，电容器28连接到一个低通滤波器30，它的任务是给电路18的元件发送一个经过调整的电压Vcc。

再如图8所示，监视装置还包括一个微处理器31或任何其它等效装置，用于利用由电容C1的可变值所发送的信息。

既然是这样，微处理器31包括一个输入端31，连接到电源27，后者包括一个二极管，连接在两个电压源之间，以便解决输入端31一个可能的电平匹配问题。

借助于这个装置，微处理器能够接收与门25的输出信号，由此通过把它与微处理器的内部时钟的信号相比较，周期地估计持续时间，并且从此推断出，例如通过查阅一个预先储存在存储器中的对应表，电容C1的值或导销6与卡规的相对位置。

在这些条件下，微处理器31能容易地把电容C1的测量值与容许的正常操作极限所对应的最小和最大值相比较，以便当比较的结果表示测量值在极限值范围以外时，能够发送一个故障信号。

然而，同样可能在存储器中与它们的获得相同步地储存电容C1的最小测量值，例如，通过对测量值的推断，以便给机动车的驾驶员提供一个将来需要更换摩擦垫的指示。

在一个电容传感器故障的情况下，例如由于导销与卡规之间的短路引起，由微处理器31测量的电容表示一个错误值，因此微处理器仍然能够发送一个故障信号。

图5表示电容传感器的一个可能实施例的变异，其中可变电容一方面由导销6产生，以及从另一方面来说由一个导电套筒32产生，这些部件各个相互之间以及与制动器的其余部件之间被电隔离，并且活动接触体21通过在这个导销的一个轴向腔孔34中滑动的一个弹性导电销33，与该导销连接。

图6表示电容传感器的另一个可能实施例的变异，它能与图4和图5的那些同时使用，并且其中电容传感器的一个电极包括一个固定在圆筒4上的轴向电极35，而另一个电极包括一个固定在活塞5上的套筒36构成，例如由活塞5构成并且沿轴向电极35导向。

图7表示电容传感器的又一个可能实施例的变异，它能与图4、图5以及图6的那些同时使用，其中电容传感器的一个电极由一个固定在承载部件或卡规上的套筒37构成，另一个电极包括一个与套筒37隔离的滑动器38，由它导向，并且由一个弹簧39用一个探头40向它压在其上的一个摩擦垫9推动。

如同本领域技术人员通过阅读本描述会容易理解的那样，在所有说明的，尤其是按照图4的讲解在图5、图6以及图7中说明的实施例中，电子电路18可以安装在靠近输出接触体处。

Claims (5)

1．用于机动车的圆盘制动器，包括：

-两个能彼此之间相对移动的制动器部件，其中一个是一个卡规(1)，跨在一个制动器圆盘(2)上，以及其中另一个是一个承载部件(3)，固定在机动车上；

-夹紧装置，包括一个圆筒(4)，它固定在卡规上，并且面对圆盘，有一个开口，由一个活塞(5)密闭；

-导向装置，当夹紧装置起动时使卡规相对承载部件滑动，这些导向装置包括至少一个导销(6)，固定在一个制动器部件上，以及一个腔孔(8)，在另一个制动器部件中形成并且导销在其中滑动；

一两个摩擦垫(9,10)，其中第一个固定在活塞与圆盘的一个第一表面(2a)之间，以及其中第二个固定在圆盘的一个第二表面(2b)与卡规的一个夹板(1a)之间，当夹紧装置起动时这些垫施加于圆盘上；以及

-至少一个电磨损指示器，用于监视至少一个垫的磨损状态，这个指示器包括两个部件(3,6；35,36)，当夹紧装置起动时至少其中一个相对另一个移位，以及包括随这个指示器的第一与第二部件所占有的相对位置的变化，用于显著不断地改变一个电参数的装置(12,13,15,33,34)，

其特征在于，磨损指示器包括一个具有两个电极(3,6；35,36)的电容传感器，这个指示器的各个部件构成了这个传感器的一个对应电极；电容传感器的一个电极被安装，以便它能在另一个中滑动，这些电极参与构成所述导向装置，并且它们有一个可变的重叠区(d)；以及这个制动器还包括监视装置(18,27,31)，它们能够周期地测量这个参数，把它的值与至少一个预定阀值相比较，以及当比较的结果与一个预先记录的正常值不同时，发送一个故障信号。

2．根据权利要求1的圆盘制动器，其特征在于，监视装置包括一个对两个电极之间的电容敏感的电子电路，它固定在指示器的一个部件上，并且能够随传感器的电极之间的电容(C1)的值的变化，产生一个随时间调整的信号，作为一个输出信号。

3．根据权利要求2的圆盘制动器，其特征在于，电子电路产生一个它从一个电源(27)所接收到的一个电能信号的调整，作为一个输出信号。

4．根据上述权利要求任一个的圆盘制动器，其特征在于，磨损指示器的一个电极包括所述导销(6)。

5．根据上述权利要求任一个的圆盘制动器，其特征在于，磨损指示器的一个电极包括一个固定在圆筒(4)上的轴向电极(35)，另一个电极包括一个固定在活塞(5)上的套筒(36)。

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