用于鼓式制动器的具有微调装置的张开装置
阅读说明：本技术 用于鼓式制动器的具有微调装置的张开装置 (Opening device with fine adjustment device for drum brake ) 是由 U·巴赫 M·格德克 H·冯海因 A·塞弗 J·霍夫曼 A·梅斯纳 W·里特尔 F·佩 于 2019-09-25 设计创作，主要内容包括：本发明涉及一种用于鼓式制动器(4)的改进的张开装置(1),其包括具有其中可借助于弹簧加载的卡锁装置(12)锁止的微调螺钉(9)的集成的微调装置(8),为了在减小的力水平时可靠的微调功能,张开装置设置成,卡锁装置(12)实现微调螺钉(9)的规定的空转行程(L),通过在第一环绕方向上作用的第一止挡部(13)和在相反的环绕方向上作用的第二止挡部(14)在结构上确定空转行程。(The invention relates to an improved release device (1) for a drum brake (4), comprising an integrated fine adjustment device (8) having a fine adjustment screw (9) which can be locked by means of a spring-loaded detent device (12), wherein, for a reliable fine adjustment function at reduced force levels, the release device is designed in such a way that the detent device (12) implements a defined idle travel (L) of the fine adjustment screw (9), which is determined structurally by a first stop (13) acting in a first circumferential direction and a second stop (14) acting in the opposite circumferential direction.)
技术领域
本发明涉及一种根据权利要求1的前序部分所述的用于鼓式制动器的张开装置以及一种相应的鼓式制动器。
背景技术
已知的是，在车辆、尤其是电动车中使用设计成行车制动器的鼓式制动器。鼓式制动器通常具有旋转驱动的张开单元。在此，大多具有连接在之后的减速器的电动机用作用于张开单元的驱动部。
此外，在这种类型的张开单元中已知的是，为了将驱动部的旋转运动转换成驱动部平动的张开运动，使用简单的且稳定的球坡道组件。在球坡道组件中，在两个盘之间在加工到其中的、在周向方向上相反地定向的斜坡之间夹紧大多三个或更多的球，从而在盘中的一个旋转时球在斜坡中滚动并且由此将盘彼此压开。
在此，在球斜坡组件中典型的特征是相对小的行程，该行程受到由于结构空间原因严重受限的球和盘的直径以及斜坡的深度限制。通过球斜坡组件单独的行程大多不能充分平衡鼓式制动器的制动衬面的由于运行带来的磨损。因此已知的是，张开单元设有具有集成的微调装置的球斜坡组件，以补偿磨损距离。
作为背景技术，在此例如参考专利文献DE 10 2014 226 270 A1。其中，描述了具有两个球斜坡组件的张开装置，在其中，通过旋转单独的、相对于张开轴线同轴地布置的有螺纹的微调螺钉，实现沿微调方向微调磨损距离，其中，借助于卡锁装置防止微调螺钉在相反方向上的旋转。
在通常的具有集成的微调装置的并且特别的具有陡的球斜坡组件的已知的张开装置中不利的是，在高的张开力下进行微调，这引起在微调过程期间相对高的内部的力水平。例如在释放过程中，这可引起在可旋转的组件之间更高的摩擦力，并且负面地影响其它方面，例如在向回旋转时的效率，调节过程的稳定性，摩擦副以及其它构件的磨损，等。
发明内容
因此，本发明的目的是，提供一种用于鼓式制动器的具有集成的微调装置的改进的张开装置，其尤其是实现了在更小的力水平下可靠的微调功能。
根据本发明，该目的通过具有根据权利要求1所述的特征组合的张开装置实现。从属权利要求给出其它根据本发明的实施方案和改进方案。
本发明规定，卡锁装置实现微调螺钉的规定的空转行程，通过两个在环绕方向上作用的、彼此间隔开的止挡部在结构上确定该空转行程。
由此，当已经降低了张开力的大部分时，有针对性地使为了微调所需的微调螺钉的拧紧有针对性地延迟到在释放过程期间的运行点上。因此，可在低作用的力下实现微调，减小摩擦和磨损，增长使用寿命，并且通过避免尤其是附着摩擦引起的力突变使调节过程变均匀。通过显著减小用于微调装置的组件的负载，可省去在张开装置之外附加的微调器。
在一种优选的实施方式中，张开装置以能旋转的方式被驱动，并且具有至少一个球斜坡组件用于将旋转的驱动运动转换成平移的张开运动。
由此，张开装置在张开方向上设计成尤其硬且稳定，并且可使用在任意机动车类型中，尤其是电动车中。
此外，本发明规定，微调装置具有锁紧元件，锁紧元件布置成相对于微调螺钉轴向弹性预紧，并且卡锁装置布置在锁紧元件和微调螺钉之间。
由此，可尤其有效地、节省空间地且稳定地实现用于自动微调的同轴的驱动部，但是在新的制动器中也可实现初次调整，此外，驱动部与张开力脱耦。
为了进一步改善地、尤其稳定地且不复杂地控制微调，卡锁装置可包括在微调螺钉上构造在端侧的第一卡锁齿部和在锁紧元件上构造在端侧的第二卡锁齿部，以与第一卡锁齿部共同作用的方式，第二卡锁齿部在形成轴向作用的力的情况下允许在一个周向方向上相对彼此的转动，锁止在相反方向上相对彼此的转动。
当锁紧元件相对于张开活塞在周向方向上以能转动的方式支承在止挡部之间时，可尤其简单且可靠地实现根据本发明的空转行程。
在此，止挡部可简单且稳定地构造成凹口的扇形区域的侧边，另一构件的径向突出部抵靠在该侧边上。在此，通过与突出部的宽度一起设计扇形角度，可明确地且可靠地在结构上确定空转行程。
当在张开活塞中构造凹口并且锁紧元件具有至少一个带有至少一个布置在该处的径向突出部的柄时，可实现组件的尤其有效的可制造性，突出部伸入凹口中。因此，例如通过简单地冲压由板材料制造张开活塞。
为了在结构紧凑的同时还简单地与电子机械的操纵驱动部共同作用，张开装置可通过驱动套操纵，为此，驱动套至少局部地设有外齿部并且以能旋转的方式支承在张开装置的壳体中。
本发明的优选的实施方式规定，在驱动套中布置具有拧入其中的微调螺钉的微调活塞和支撑活塞，其中，微调活塞和支撑活塞相对于驱动套以不能转动的方式并且可轴向移动地支承，并且其中，支撑活塞可轴向地在微调活塞的方向上支撑在微调螺钉上。
尤其优选地，通过第一球斜坡组件构造在微调活塞和第一张开活塞之间并且第二球斜坡组件构造在张开活塞和第二张开活塞之间，可扩展本发明。
由此，实现了张开装置的尤其紧凑的且刚性的结构，张开装置具有适宜于连续的调节曲线和高的效率的对称的力曲线以及数量更少的平移地有摩擦地运动的组件。
此外，本发明要求保护一种鼓式制动器，鼓式制动器包括至少一个根据本发明的张开单元。在此，在不同类型的鼓式制动器中，例如在双伺服或简单鼓式制动器中，同样可成功使用根据本发明的张开单元。
附图说明
从以下描述中得到本发明的其它特征、优点以及应用方案。其中：
图1示出了在取下制动鼓时具有根据本发明的张开单元的鼓式制动器的俯视图，
图2以轴向截面示出了根据本发明的张开单元的第一实施方式，
图3以具有示意的力流走向的的部分截面图空间上示出了根据本发明的张开单元的第二实施方式，
图4示出了在未被操纵的初始位置中的根据图3的实施方式，
图5示出了直接在经过空转行程之后在操纵的位置中的根据图3的实施方式，
图6示出了在开始微调过程之前在相对于图5继续操纵的位置中的根据图3的实施方式，
图7示出了在开始微调过程时在切换点中在相对于图6继续操纵的位置中的根据图3的实施方式，
图8示出了在开始微调之前在空转行程返回之后在释放位置中的根据图3的实施方式，
图9示出了在微调期间在相对于图8继续进级的释放位置中的根据图3的实施方式，
图10示出了在制动操纵和微调时张开装置的力-位移-图。
具体实施方式
因为鼓式制动器和球斜坡组件的基本工作原理已经充分已知，以下仅仅阐述对于本发明重要的功能特性。
图1
图1示例性地示出了在取下制动鼓时的鼓式制动器4。张开装置1使具有固定在该处的制动衬面25的两个制动蹄2、3向着未示出的制动鼓彼此张开。通过制动衬面25的磨损，为了制动所需的张开行程连续增大直至限定的磨损极限。通过以下描述的、布置在壳体5中的微调装置8逐级地补偿增大的磨损距离。
为了避免衬面25不对称地、不均匀地贴靠在制动鼓上，在此张开装置1的壳体5可浮动地沿着张开轴线A支承。
图2
图2以穿过张开轴线A的轴向截面示出了在未微调的初始状态中的张开装置1的实施方式。在该实施方式中，由未示出的电子机械的驱动单元通过旋转的驱动运动操纵张开装置1。在此，通过径向的外齿部22将扭矩引导到借助于径向轴承31、32以可绕张开轴线A旋转地支承在壳体5中的驱动套21中，例如通过未示出的齿轮或驱动皮带。
在驱动套21之内，防止旋转地并且轴向可移动地支承微调活塞23和支撑活塞24。为此，在微调活塞23或支撑活塞24上设置径向的肋部29、29'，径向的肋部滑动地在驱动套21中的纵向槽30中被引导。
微调螺钉9通过螺纹16形状配合地与微调活塞23相连接，从而在绕张开轴线A旋拧微调螺钉9时微调活塞23轴向偏移。在此，支撑活塞24轴向地在微调活塞23的方向上支撑在微调螺钉9上。
此外，张开装置1在其壳体5中具有两个张开活塞10和11，在该实施方式中，张开活塞通过中间连接的盘形弹簧作用到制动蹄接纳部26、26'上。支撑活塞10、11可轴向地相对于壳体5移动并且防止旋转地支承在周向方向上。
在本发明中，可应用特定地不同地实施防旋转部的实施形式。在所示出的实施方式中，例如通过制动蹄接纳部26、26'实现防旋转部，制动蹄接纳部在周向方向上利用其容纳槽36、36'支撑在平的制动蹄2、3上。
在微调活塞23和张开活塞10之间或在支撑活塞24和张开活塞11之间分别构造球斜坡组件7。在通过驱动单元操纵驱动套21时，使张开活塞24和微调活塞23一起旋转，并且通过球斜坡组件6、7引起两个张开活塞10、11的平移张开。
微调装置8包括锁紧元件15，锁紧元件基本上与张开轴线A同轴地布置在支撑活塞24之内。通过支撑在支撑活塞24上的弹簧元件31，始终使锁紧元件15弹性地相对于微调螺钉9轴向预紧。
在锁紧元件15和微调螺钉9之间，在此布置以两个互补地接合到彼此中的轴向的卡锁齿部17、18的形式的卡锁装置12。第一卡锁齿部17端侧地构造在微调螺钉9上，并且第二卡锁齿部18端侧地构造在锁紧元件15上。两个卡锁齿部17、18分别设计成具有多个分布在圆周上的齿37、37'的棘轮齿部的形式，在其中，分别一个齿侧面实施成更缓的斜坡，并且另一齿侧面实施成更陡的斜坡端面。通过卡锁齿部17实现在锁紧元件15和微调螺钉9之间在仅仅一个周向方向上相对彼此的转动。
图3
在图3中示部分剖切地示出了张开装置1的另一优选的实施方式。与根据图2的实施方案不同地，在此，通过径向伸出的引导凸鼻27实现两个张开活塞10、11的旋转固定，引导凸鼻伸入在壳体5中的轴向的引导槽28中。此外，弹簧元件31设置成螺旋弹簧而不是在图2中的盘形弹簧叠。
此外，在此简化地示出了通过张开装置1的力流，通过从制动蹄2、3作用到张开装置1上的张开力Fs引起该力流。因为支撑活塞24与微调螺钉9和微调活塞23一起浮动地支承在驱动套21中，在制动蹄2、3张开时支撑活塞轴向地处于力平衡中。
图4
图4示出了根据图3的张开装置1。
锁紧元件15可在周向方向上相对于张开活塞11旋转地支承在两个止挡部13、14之间。在两个止挡部13、14之间的旋转角度在结构上定义了空转行程L。
为此，在锁紧元件15上构造有柄33，并且在柄上构造两个肋形的径向突出部20、20'，例如具有两个楔的楔形轴的形式。
在张开活塞11中布置凹口19，在此，凹口实施成轴向缺口。然而，在本发明中同样允许沉孔形的凹口。凹口在横截面中具有中心孔的形式，中心孔具有两个径向从孔中伸出的、基本上扇形的局部35、35'。扇形的局部35、35'的侧边形成止挡部13、14或13'、14'。锁紧元件15利用柄33伸入凹口19中，使得突出部20位于局部35中。因此，锁紧元件15可相对于张开活塞11受限地在空转行程L之内旋转，其中，通过突出部20利用其侧端面或者抵靠止挡部13或者抵靠止挡部14，实现限制。
空转行程L与卡锁齿部17中的齿数以及螺纹16的螺距一起是用于微调装置8的特性的决定性参数。
根据另一、在此未示出的根据本发明的实施方式，对于确定的应用，可以如下方式将柄33和凹口19的关联性互换，即，柄33利用一个或多个突出部20，…，设置在张开活塞11上并且凹口19设置在锁紧元件15中。由此，虽然张开活塞11的制造成本更高，但是对此例如可提高其在总成中的倾斜安全性。
在所示出的实施方式中，柄33设计成用于在横截面中轴对称地具有两个相对的相同的突出部20、20'。然而，在本发明中，随时允许具有仅仅一个或多于两个突出部的其它不同的变型方案或与相应适配的凹口19一起非对称的实施方案。
在此处示出的未被操纵的初始状态中，突出部20贴靠在止挡部14上。
图5
在制动时，在操纵方向B上操纵驱动套21并且驱动套与微调活塞23、微调螺钉3、支撑活塞24和锁紧元件15一起旋转，直至经过空转行程L并且突出部20抵靠在止挡部13上。
图6
在继续操纵时，受到止挡部13的限制，锁紧元件15保持竖立，然而微调活塞23与微调螺钉3和支撑活塞24一起旋转继续旋转。在此，由微调螺钉9或锁紧元件15使卡锁齿部17、18向彼此移动，锁紧元件15轴向地克服弹簧元件31的弹簧力向张开活塞11的方向移位。
如果制动衬面25的磨损在限定的阈值之下，在该位置下限制张开行程，并且张开装置1在制动过程结束之后完全可逆地从该状态中返回。
图7
如果制动衬面25的磨损高于阈值，张开行程增大，使得驱动套21继续相对于根据图6的位置旋转。由此，齿37、37'越过彼此，并且卡锁齿部17、18由于弹簧元件31的弹簧力卡锁在改变的周向方向错位的位置中。由此，开始微调过程。
图8
在制动器释放之后，从根据图7的位置开始，驱动套21与微调活塞23、微调螺钉3、支撑活塞24和锁紧元件15一起转回，直至在反方向上重新再一次经过空转行程L，并且突出部20抵靠在止挡部14上。在这种旋转时，张开活塞10、11同样轴向地与张开方向S相反地缩回，由此相应地降低在球斜坡组件6、7中的力水平。
图9
在释放方向上继续运动时，在根据图8的位置之后开始微调活塞23的微调。
通过卡锁装置17在锁止元件15通过止挡部14保持，防止继续旋转微调螺钉9。然而，因为驱动套21与微调活塞23一起继续旋转到初始位置，使微调活塞在螺纹16上相对于微调螺钉9旋转，并且轴向地移动微调距离N。由此，在未被操纵的初始位置中，在张开活塞10和11之间的轴向距离增大。由此，平衡了制动衬面25的磨损。
在此，基本上仅仅还有相对小的摩擦力在螺纹16中作用并且在支撑活塞23和微调螺钉9之间的接触面上作用，由于空转行程L，消除了在球斜坡组件6、7中高的夹紧力。
图10
在图10中，示出了在制动操纵和微调时的根据本发明的张开装置1的简化的力-位移-图。
实线表示在新状态b0时以及在低于为微调确定的阈值Wv时的磨损状态b1、b2时的操纵。虚线bn表示伴有成功的微调的操纵。
垂直的轴示出了通过张开活塞10、11作用到系统上的张开力Fs的水平。水平的轴示出了张开行程Ws或与此相关的旋转角度αs。
在操纵开始时的阶段I中，首先经过空转行程L(根据图4、5的位置)。在此，使制动蹄2、3靠到制动鼓上并且相对于制动鼓张紧，制动力Fs提高到其运行值Fsb。
在阶段II中，卡锁齿17、18开始彼此旋转，然而不需要越过齿37、37'(根据图6的位置)。根据磨损状态b1、b2，连续地增大驶过的张开行程Ws。在该阶段中，张开装置1在制动器释放时并且张开力Fs消除时在没有微调的情况下能完全可逆地返回初始状态中。
在切换点U中，越过齿37、37'，卡锁装置12卡锁在新的位置中并且开始微调过程(根据图7的位置)。
在阶段III中，在制动器释放之后，首先返回空转行程L直至止挡部14，在此，张开力Fs显著降低到其在微调时的剩余值Fsn(根据图8的位置)。
在阶段IV中，在夹紧力Fs减小时，进行微调活塞23相对于微调螺钉9的旋转，产生微调距离N(根据图9的位置)。
附图标记清单
1 张开装置
2 制动蹄
3 制动蹄
4 鼓式制动器
5 壳体
6 球斜坡组件
7 球斜坡组件
8 微调装置
9 微调螺钉
10 张开活塞
11 张开活塞
12 卡锁装置
13 止挡部
14 止挡部
15 锁紧元件
16 螺纹
17 卡锁齿部
18 卡锁齿部
19 凹口
20 突出部
21 驱动套
22 外齿部
23 微调活塞
24 支撑活塞
25 制动衬面
26 制动蹄接纳部
27 引导凸鼻
29 引导槽
29 肋部
30 纵向槽
31 弹簧元件
32 径向轴承
33 柄
34 孔
35 局部
36 容纳槽
37 齿
A 张开轴线
B 操纵方向
L 空转行程
N 微调距离
S 张开方向