專利名稱：按自行增力的結(jié)構(gòu)形式的盤式制動器和用于自行增力的制動器的控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種按權(quán)利要求1的前序部分所述的按自行增力的結(jié)構(gòu)形式的盤式制動器和一種用于控制自行增力的制動器的方法。
背景技術(shù)：
自行增力的制動器在完全不同的結(jié)構(gòu)中已知。自行增力的制動器的經(jīng)典的結(jié)構(gòu)形式是鼓式制動器，在此一個制動塊上升地設(shè)置，使得在制動襯片與鼓之間的摩擦力支持壓緊力。
相反過去在盤式制動器中人們從以下出發(fā)，即正好體現(xiàn)制動器結(jié)構(gòu)形式的基本的優(yōu)點，在僅垂直于環(huán)繞的制動盤嵌接的制動襯片中不產(chǎn)生自行增力的效果，僅一個平行于制動盤軸線作用的操縱裝置以這樣定向的力作用到所述制動襯片上。這對于越重的商用車輛的盤式制動器越適用，在所述商用車輛中操縱優(yōu)選液壓地或者氣動地進行。
但是如果在較沉重的商用車輛中也要安裝具有電動推動的操縱裝置的盤式制動器，那么自行增力的盤式制動器成為優(yōu)選，因為它展示這樣的可能性，即由于制動器的自行增力電機設(shè)計得小于在非自行增力的盤式制動器中可能的情況。
自行增力的盤式制動器在完全不同的實施形式中已知。但是大部分描述的解決方案描述這樣的作用原理，所述作用原理雖然允許自行增力，但是該作用原理通常由于缺乏適合實際情況以及由于煩瑣的結(jié)構(gòu)不適用于實現(xiàn)對于沉重的商用車輛的達到成批量生產(chǎn)的、可經(jīng)濟地制造的盤式制動器并且因此經(jīng)常超越不了理論考慮的階段。

發(fā)明內(nèi)容
在這種背景之前，本發(fā)明的目的是實現(xiàn)一種機電運行的自行增力的盤式制動器，該盤式制動器在簡單的結(jié)構(gòu)中是可廉價地制造的。該盤式制動器應(yīng)該也優(yōu)選提供優(yōu)點，即由于有效的自行增力，電動的驅(qū)動裝置的功率需求相對于可比較的直接機電操縱的制動器也在制動襯片摩擦系數(shù)的界限范圍內(nèi)最小。
本發(fā)明通過權(quán)利要求1的主題解決所述目的。
本發(fā)明這樣實現(xiàn)壓緊單元的設(shè)計，使得該壓緊單元在壓緊運動期間將電動的驅(qū)動裝置的輸出軸的同樣的旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換成制動襯片的一種運動，該運動至少在切向方向(方向U)上的運動分量是非線性的。
有利的結(jié)構(gòu)在從屬權(quán)利要求中可知。
通過本發(fā)明不僅降低對于商用車輛的制動設(shè)備的制造價格，而且由于有效的自行增力，機電的驅(qū)動裝置的功率需求相對于可比較的直接機電操縱的制動器也在制動襯片摩擦系數(shù)的界限范圍內(nèi)顯著減少。甚至按尤其有利的變形方案相對于非自行增力的構(gòu)思可以明顯減少功率需求。
在此也可能的是，與現(xiàn)代的壓縮空氣制動器比較滿足相同的功率要求并且也使得相同的預(yù)定的安裝條件和重量設(shè)定值變得合理。
也可以利用可調(diào)整的斜坡系統(tǒng)，以便實現(xiàn)一個可靠的并且也在由于冷卻而收縮的摩擦體中自動調(diào)整的駐車制動器。因此本發(fā)明另一主要的優(yōu)點在于，通過建議的盤式制動器在沒有附加的必需的操縱部件的情況下也實現(xiàn)可靠作用的駐車制動。
在此具有最大自行增力的斜坡角必須這樣確定，使得在最低可考慮的襯片摩擦系數(shù)時自行增力也還是可能的。
從而在置入的制動器中得到制動器的僅機械的保持作用。在制動襯片和/或制動盤收縮時或者在停止階段期間出現(xiàn)摩擦系數(shù)下降時進行制動器的自動調(diào)整并且進行制動器的自行增力的調(diào)整，以便車輛保持靜止。
優(yōu)選電動的驅(qū)動裝置與一個控制裝置和/或調(diào)節(jié)裝置連接，該控制裝置和/或調(diào)節(jié)裝置設(shè)計用于控制或者調(diào)節(jié)調(diào)整元件或者制動襯片的位置。在此根據(jù)上級單元(例如控制器)的設(shè)定值調(diào)節(jié)制動襯片單元的位置。
控制裝置和/或調(diào)節(jié)裝置優(yōu)選如下運行優(yōu)選的調(diào)節(jié)構(gòu)思的基礎(chǔ)是車輛的制動調(diào)節(jié)或者滯后調(diào)節(jié)，如該調(diào)節(jié)在具有壓縮空氣制動設(shè)備的當今的EBS調(diào)節(jié)的車輛中是常用的。
在這種制動設(shè)備中駕駛員或者自動的車輛系統(tǒng)預(yù)定一個制動期望或者剎車期望或者滯后期望，該期望被轉(zhuǎn)換成“制動”的信號，該信號由EBS系統(tǒng)處理并且轉(zhuǎn)換成車輪制動促動器(氣動缸或者電機)的相應(yīng)的控制，這導(dǎo)致一個相應(yīng)的制動操縱。
在氣動操縱的盤式制動器中通常進行相應(yīng)制動器的操縱缸的單純壓力控制，因為制動壓力＝＞缸力＝＞張緊力＝＞摩擦力的關(guān)系在足夠窄的界限內(nèi)是精確的或者可確定的并且可再現(xiàn)的。
在自行增力的機電操縱的制動器中在促動器調(diào)整參數(shù)與摩擦力之間足夠的精確性通常不再給出。
經(jīng)常采用馬達電流作為這種機電式自行增力的制動器的促動器調(diào)整參數(shù)。但是由例如也與溫度相關(guān)的馬達效率、減速傳動機構(gòu)的效率以及最后自行增力機械的效率結(jié)合制動襯片的摩擦系數(shù)分散(Streuung)得到可獲得的制動作用的如此大的誤差，使得通過馬達電流的制動作用的控制顯得不可能。
已經(jīng)建議直接確定和調(diào)節(jié)摩擦力(WO 03/100282或者以后對于具有楔式操縱裝置的已知的自行增力的制動器EP 0 953 785 B1)。
在這種方法中問題在于，找到用于確定摩擦力的適合的措施。此外得到這樣的困難，即摩擦力以很強的程度通過制動器振動和車輪振動受到影響并且從而是一個可能很難控制的調(diào)節(jié)參數(shù)。
因此應(yīng)該找到對于自行增力的制動器的調(diào)節(jié)方法，該方法也尤其良好地適合受載荷的盤式制動器并且避免與摩擦力調(diào)節(jié)相關(guān)的問題。
總之為了解決所述目的，本發(fā)明實現(xiàn)一種用于控制自行增力的制動器的方法，其中一個由促動器施加的操縱力借助于一個在促動器與制動襯片之間設(shè)置的自行增力裝置加強，其中促動器與一個控制裝置或者調(diào)節(jié)裝置連接，該控制裝置或者調(diào)節(jié)裝置設(shè)計成用于控制促動器，以便調(diào)節(jié)制動襯片單元的位置，其特征在于在調(diào)節(jié)時確定并且補償在由制動系統(tǒng)調(diào)節(jié)的車輪制動器的情況下由誤差引起的制動力差(稱為第三調(diào)節(jié)參數(shù))。
本發(fā)明也實現(xiàn)一種用于進行駐車制動的方法，包括一種按本發(fā)明的制動器，其中以簡單的方式在駐車制動時制動器僅借助于制動柱塞壓緊，直到滾動體使得襯片單元一直移動到盤上，因此自行增力的作用在沒有操縱曲柄的情況下采用。
在此為了確定用于調(diào)節(jié)所需的信號采用盡可能已經(jīng)存在的并且可靠的和已經(jīng)證實的傳感系統(tǒng)。
首先討論第一種變形方案解決方案1第三調(diào)節(jié)參數(shù)下面描述的解決方案設(shè)定一個制動系統(tǒng)，在該制動系統(tǒng)中在車輛調(diào)節(jié)參數(shù)“制動或者滯后”與促動器調(diào)整參數(shù)“電流或者促動器位置”之間引入一個第三調(diào)節(jié)參數(shù)，該第三調(diào)節(jié)參數(shù)基本上確定用于在由制動系統(tǒng)調(diào)節(jié)的車輪制動器的情況下補償由誤差引起的制動力差。
對于每個車輪單獨地確定第三調(diào)節(jié)參數(shù)并且與在其他的車輪上確定的值進行比較。
在與EBS系統(tǒng)的設(shè)定值有不允許的偏差時對于各制動器的設(shè)定值(馬達電流或者促動器位置)相應(yīng)地疊加一個修正因子，用該修正因子補償存在的制動力差。
這個適配過程必要時以較小的步長通過多個制動操縱進行。
作為第三調(diào)節(jié)參數(shù)優(yōu)選分析相應(yīng)車輪的車輪滑動。
在這種方法中意想不到地不必產(chǎn)生在車輪滑動與制動力之間的精確的關(guān)系，而是在各車輪上得到的車輪滑動特性參數(shù)僅適應(yīng)于EBS系統(tǒng)的確定的設(shè)定額定值(Sollwertvorgabe)。尤其在此盡可能精確地適應(yīng)各軸的制動器的車輪滑動特性參數(shù)。各軸的車輪滑動特性參數(shù)的彼此協(xié)調(diào)在第二步驟中在考慮對于各軸的制動系統(tǒng)的必要時不同的設(shè)定值的情況下進行。
有選擇地也可以確定在制動器上作用的張緊力作為第三調(diào)節(jié)參數(shù)。張緊力的確定在制動器的承力的構(gòu)件例如制動鉗上通過變形行程或者構(gòu)件應(yīng)力的測量是可能的。在此所需的傳感器可以設(shè)置在制動器內(nèi)部并且必要時集成到一個設(shè)置在制動器內(nèi)的控制電子裝置內(nèi)。
解決方案2借助于促動器位置或者馬達電流的控制與誤差補償結(jié)合第二解決方案建立在當今的EBS系統(tǒng)的存在的調(diào)節(jié)算法的基礎(chǔ)上，其中僅促動器調(diào)整參數(shù)壓力通過另一系統(tǒng)特定的(systemspezifisch)調(diào)整參數(shù)取代。尤其提供促動器位置和馬達電流作為系統(tǒng)特定的調(diào)整參數(shù)。
在現(xiàn)有技術(shù)的評論中已經(jīng)提及較大的誤差分散，該誤差分散使該方法的應(yīng)用變得困難。所以必須在很大程度上切斷在作用鏈中存在的誤差影響。
這優(yōu)選用一個或者多個下面的措施作用●在制動促動器的操縱之前空氣間隙通過調(diào)整裝置克服，使得空氣間隙在通過制動促動器的真正的制動進給運動開始時已經(jīng)不再作為誤差源存在。
●磨損狀態(tài)和溫度狀態(tài)不同的制動襯片壓縮的影響通過修正因子補償?shù)街苿酉到y(tǒng)的設(shè)定額定值。在此對于每個制動器精確地確定兩個制動襯片的磨損狀態(tài)。同樣通過分析制動器的能量平衡(Energiebilanz)確定該制動器的焓并且從而也確定制動襯片溫度。能量平衡的分析可以通過電子制動系統(tǒng)或者通過在制動器中集成的電子控制裝置進行。
●張緊力-鉗擴張的關(guān)系的因制動器而異的(bremsenindividuell)分散通過校準過程在制動器裝配時補償。在此制動鉗例如在裝配線上最終檢驗時用確定的力加載并且確定在此發(fā)生的擴張或者直接確定為此需要的促動器調(diào)節(jié)行程。確定的力施加優(yōu)選這樣進行，使得在制動鉗中例如取代制動盤而采用承力器并且然后控制用于產(chǎn)生預(yù)定張緊力的促動器。張緊力-促動器位置的這樣確定的關(guān)系現(xiàn)在可以例如保存在一個在制動器中集成的電子裝置中。
●在采用馬達電流作為促動器調(diào)整參數(shù)時，所述的誤差補償以相同的方式應(yīng)用。然后張緊力-馬達電流的關(guān)系在校準過程中進行確定并且如上面描述的那樣保存。在校準過程中也消除至少用于室溫條件的傳動機構(gòu)和電機的誤差影響。在電機上例如在該電機的永久磁鐵上的溫度影響又可借助于上述熱平衡計算進行補償。對于自行增力裝置的確定位置的導(dǎo)致的法向力與許多因素有關(guān)，如●當前的空氣間隙
●垂直于摩擦表面的制動器(鉗)的剛度●尤其是襯片的可變的剛度，所述剛度取決于ο襯片位置ο磨損狀態(tài)，即殘余厚度ο溫度ο以前的發(fā)展情況(Vorgeschichte)(對可壓縮性的影響)ο吸濕性●在制動期間鉗和盤的變化的溫度●在制動襯片與制動盤之間的摩擦系數(shù)(對自行增力效果并且從而對法向力即也對摩擦力的影響)。這本身也取決于ο溫度ο速度如果完全不考慮所述參數(shù)的影響，那么根據(jù)本發(fā)明的教導(dǎo)用于實現(xiàn)確定的壓緊力的斜坡位置的有針對性的控制幾乎是不可能的。
相反通過本發(fā)明以簡單的方式變得可能的是，通過自行增力裝置或者制動襯片的有針對性的跟蹤控制可以實現(xiàn)一個期望的襯片壓緊力并且可以放棄摩擦力的從額定值到實際值的可較難實現(xiàn)的補償，或者但是通過襯片壓緊力或者摩擦力的額定值/實際值的比較允許一個對于制動器的有針對性的預(yù)控制。
按本發(fā)明這如下實現(xiàn)，即干擾量通過考慮相關(guān)的參數(shù)進行補償，該干擾量影響在斜坡位置或者襯片位置與襯片壓緊力之間的相關(guān)性。
在此確定特性曲線，該特性曲線按自行增力裝置(例如斜坡)或者由促動器預(yù)定的調(diào)節(jié)行程的位置確定相應(yīng)的壓緊力。
該特性曲線優(yōu)選持續(xù)實現(xiàn)，以便例如可以考慮如溫度和速度的影響。
制動襯片在制動盤上的貼靠點例如借助于電的促動器的電流或者通過當前的空氣間隙和斜坡幾何形狀的計算進行確定。
特性曲線的坡度與斜坡位置或者襯片位置相關(guān)地適配于a)垂直于摩擦表面的制動器(鉗)的剛度可以按實驗或者通過計算確定并且?guī)缀跏呛愣ǖ摹?br> b)尤其是襯片的可變的剛度，該剛度取決于ο襯片位置或者通過在可容忍的范圍內(nèi)的說明或者通過在襯片更換時在電子控制器中的相應(yīng)參數(shù)的輸入/選擇。
ο磨損狀態(tài)，即殘余厚度連續(xù)地傳感(現(xiàn)有技術(shù))ο溫度或者通過測量或者通過計算例如借助于能量積分、冷卻功率等。
ο以前的發(fā)展情況(對可壓縮性的影響)制動襯片歷史(老化)的記錄，例如借助于能量積分、最大溫度等?？梢园唇?jīng)驗確定襯片剛度與老化之間的關(guān)系。
c)在制動期間鉗和盤的變化的溫度或者通過測量(例如熱元件)或者通過計算。
d)在制動襯片與制動盤之間的摩擦系數(shù)(對自行增力效果的并且從而對法向力即也對摩擦力的影響)。
這本身取決于如下等ο溫度ο速度相關(guān)性的按經(jīng)驗的確定。
有選擇地或者附加地，制動器也可以通過確定作用在襯片與盤之間的法向力進行調(diào)節(jié)。該法向力例如可以通過鉗撐開的傳感進行確定。如果實際的法向力與期望的法向力偏離，那么該法向力可以借助于描述的位移-力-特性曲線適配。
壓緊單元或者壓緊斜坡可以通過一個角度確定地構(gòu)成為壓力斜坡、拉力斜坡或者拉壓斜坡。尤其在拉壓斜坡的情況下有利地選擇自鎖系統(tǒng)作為驅(qū)動裝置，即一個在操縱方向上通過一個不尋常地高/低的摩擦系數(shù)引起的較高的力不會導(dǎo)致斜坡的不能控制的移動。
所述的干擾量補償也可以對于直接操縱(操縱面＝支承面)的系統(tǒng)應(yīng)用作為獨立的變形方案并且也作為本發(fā)明的進一步方案設(shè)定，電機直接地或者通過至少一個或者多個傳動機構(gòu)旋轉(zhuǎn)一個曲柄，該曲柄具有一個作為從動元件的曲柄銷，該曲柄銷用于使制動襯片單元運動，其中曲柄銷平行于制動盤軸線定向。該布置緊湊地構(gòu)成并且可結(jié)構(gòu)簡單地實現(xiàn)。
在此優(yōu)選電機具有一個從動軸，該從動軸平行于制動盤軸線地定向并且該從動軸直接地或者通過其他的中間連接的傳動元件旋轉(zhuǎn)曲柄，該曲柄作用到制動襯片單元上。
如果至少兩個或者更多個優(yōu)選本身軸向長度可改變的制動柱塞的每個壓力面在面向制動襯片單元的側(cè)面上設(shè)有一個具有斜坡形輪廓的凹槽，滾動體相應(yīng)嵌入到該凹槽中，該滾動體一方面支承在制動柱塞的壓力面的斜坡形輪廓上并且另一方面支承在制動襯片單元上，那么自行增力的制動器可以尤其多方面地應(yīng)用并且可靠地調(diào)節(jié)。在此適宜的是，用于操縱壓緊單元的所述至少一個電動的驅(qū)動裝置或者另一電動的驅(qū)動裝置設(shè)計成另外用于驅(qū)動制動柱塞，至少用于改變制動柱塞的軸向長度。
另外根據(jù)本發(fā)明的另一獨立的變形方案，壓緊單元具有至少一個尤其是兩個或者甚至更多個制動柱塞(調(diào)整活塞)，所述制動柱塞平行于制動盤軸線BA地定向并且所述制動柱塞在其一端通過一個支承裝置支承在制動鉗上或者在一個與制動鉗連接的構(gòu)件上，該支承裝置相應(yīng)地允許制動柱塞的至少一個部件繞該制動柱塞的縱軸線旋轉(zhuǎn)。
總之獲得下面的優(yōu)點(分別對于本身并且也在組合中)●通過曲柄的簡單的圓周操縱同軸設(shè)置的驅(qū)動單元優(yōu)選集成的控制電子裝置●絲桿操縱和曲柄操縱的簡單的結(jié)合通過絲桿的貼靠功能-通過曲柄的力行程通過絲桿的貼靠和適配制動-在高載荷制動時的曲柄操縱通過絲桿的駐車制動功能●可靠的并且不復(fù)雜的駐車制動功能通過絲桿預(yù)緊-通過增力系統(tǒng)在沒有曲柄操縱情況下的自動的再張緊必要時通過曲柄操縱的附加的再張緊接通高增力的斜坡角●利用共同的驅(qū)動裝置可轉(zhuǎn)換的分配傳動機構(gòu)自動轉(zhuǎn)換(僅通過絲桿的貼靠功能)外部接通(通過絲桿的駐車制動功能和部分載荷制動功能)●可變的自行增力多級，可轉(zhuǎn)換無級，自動適配和/或外部控制●制動柱塞的受控制的自鎖由自鎖到無自鎖運行的受控制的并且在誤差情況下的自動轉(zhuǎn)換a)自鎖的絲桿和一個無自鎖的前級(折疊式斜坡、球式斜坡等)的接通b)無自鎖的絲桿和一個產(chǎn)生自鎖的前級(自鎖的傳動級等)的接通●無間隙的驅(qū)動裝置用于從驅(qū)動馬達直至襯片壓板的傳力路徑中排除間隙的措施。


下面參考附圖借助于實施例詳細描述本發(fā)明。其中圖1-3顯示相應(yīng)的草圖，各草圖按剖視圖的形式描述按本發(fā)明的盤式制動器的不同變形方案的原理結(jié)構(gòu)，圖4顯示用于描述圖1至3的盤式制動器的原理功能的另一草圖，圖5顯示另一按本發(fā)明的盤式制動器的作為剖視圖的草圖，圖6顯示壓力柱塞的部分區(qū)域的不同的視圖，在圖6a中具有用于貼靠在制動襯片單元上的壓力元件。
具體實施例方式
所示的構(gòu)思方案以其重要特征在下面描述。
首先詳細描述圖1的功能原理，包括在制動柱塞的壓力面5、6上的不可調(diào)整的斜坡坡度。
然后圖3顯示一種具有可無級調(diào)整的斜坡坡度的變形方案并且圖2顯示一種具有可有級調(diào)整的斜坡坡度的變形方案。圖4與圖1相結(jié)合描述基本功能原理。
按本發(fā)明的盤式制動器優(yōu)選地以固定鉗式構(gòu)思為基礎(chǔ)，其中一個單件式或多件式的制動鉗1(也稱作制動器殼體)相對于一個制動盤2不運動地固定在輪軸上。下面描述的構(gòu)思的基礎(chǔ)一定程度上是一個具有外部機電操縱的并且電子調(diào)節(jié)的磨損調(diào)整裝置的固定鉗式制動器。作用原理和所述的特征原則上對于其他的制動器結(jié)構(gòu)形式例如滑動鉗式制動器或者擺動鉗式制動器也是可采用的。僅僅機械/氣動操縱的基本制動器的包含制動操縱裝置的鉗頭通過具有自行增力的機電的壓緊單元代替。一個具有這種方式的氣動操縱的壓緊裝置的固定鉗式制動器例如在DE 36 10569 A1、DE 37 16 202 A1或者EP 0 688 404 A1中顯示。一個具有電動調(diào)整裝置的固定鉗式制動器在WO 02/14 708 A1中顯示。在建議的實施例中(如果期望的話)可以分別在反作用側(cè)上設(shè)置這種電動調(diào)整裝置。
在圖1中制動鉗1僅在其壓緊側(cè)的區(qū)域中表示。實際上該制動鉗優(yōu)選框架形地包圍制動盤的上面的圓周區(qū)域并且固定在一個在此不可見的軸法蘭上。
制動鉗1在其面向具有一條制動盤旋轉(zhuǎn)軸線的制動盤2的側(cè)面上具有一個或多個優(yōu)選兩個開口3、4并且具有一個對應(yīng)數(shù)量的制動柱塞5、6(在此為兩個)，所述制動柱塞平行于制動盤軸線BA地定向。
根據(jù)圖1至4分別設(shè)置兩個彼此平行的制動柱塞5、6。
兩個制動柱塞5、6或者調(diào)整活塞分別直接地或者通過中間連接的元件(在此為滑動軸瓦9、10)支承在制動鉗的背離制動盤的后壁11上。優(yōu)選球7、8與滑動軸瓦9一起用作為支承裝置。
支承裝置這樣設(shè)計，使得它們允許制動柱塞5、6或者調(diào)整活塞繞其自身的縱軸線LA旋轉(zhuǎn)。
在此分別在制動柱塞5、6中并且在制動鉗中構(gòu)成球段形的(球冠形的)凹槽，其中滑動軸瓦9、10置入到其中一個凹槽內(nèi)(在此置入到制動鉗中的凹槽內(nèi))，使得球7、8能夠相對于滑動軸瓦旋轉(zhuǎn)。
球7、8也可以有選擇地作為球形突出部在制動柱塞5、6的面向制動鉗的端部上構(gòu)成(在此未描述)，然后所述球形突出部嵌入到具有滑動軸瓦的制動鉗中的對應(yīng)凹槽內(nèi)。
取代球和凹槽，平面的滑動支承或者環(huán)形的支承等(在此未描述)也是可考慮的。
制動柱塞5、6分別具有一個設(shè)有外螺紋的絲桿12，在該絲桿上可旋轉(zhuǎn)地設(shè)置一個具有對應(yīng)內(nèi)螺紋的套筒形的螺母13。所述螺紋可以根據(jù)設(shè)計的不同情況構(gòu)成為非自鎖的或者自鎖的。
螺母13在其背離制動盤的側(cè)面上具有一個法蘭31，其中壓力彈簧32分別作用在法蘭31與制動鉗1的內(nèi)壁之間，所述壓力彈簧同心地包圍螺母13并且在法蘭上施加一個預(yù)定的力或者使得法蘭31相對于制動鉗內(nèi)壁預(yù)緊。
有選擇地整個機構(gòu)朝壓板張緊。
根據(jù)圖1至4，每個制動柱塞5、6的螺母13設(shè)置在面向制動盤的側(cè)面上并且絲桿12設(shè)置在面向制動鉗內(nèi)部的側(cè)面上。相反的結(jié)構(gòu)也是可考慮的(在此未描述)。
通過在絲桿12上擰螺母13可以調(diào)整每個這樣構(gòu)成的制動柱塞5、6的軸向長度，例如用于補償制動襯片磨損并且在襯片貼靠到制動盤2上的情況下。
制動柱塞5、6(在此為螺母13)在其面向制動盤的側(cè)面上即在其壓力面上分別設(shè)有一個斜坡形的凹槽或者輪廓14，其最深點優(yōu)選位于制動柱塞的縱軸線的范圍內(nèi)。
這尤其較好地在圖6中可見。根據(jù)圖6，兩個彼此旋轉(zhuǎn)90°的“運動軌道”或輪廓14a、14b設(shè)置在制動柱塞5、6的螺母13內(nèi)，所述輪廓分別具有一個相對于縱軸線LA的不同大小的開口角α1、α2。當制動器壓緊時，通過制動柱塞5、6(或者在此為螺母13)以90°繞其縱軸線的旋轉(zhuǎn)，可以利用一個或另一個輪廓14a、14b，這導(dǎo)致制動器的不同的特性(下面還更詳細地描述)。
凹槽或運動軌道14以相對于縱軸線LA的恒定的開口角或者斜坡角α圓錐形地構(gòu)成，或者但是例如根據(jù)一種尤其優(yōu)選的變形方案優(yōu)選按可改變的錐面輪廓例如橢圓錐輪廓的形式構(gòu)成，其相對于制動柱塞5、6的縱軸線LA的斜坡角α在圓周方向(相對于制動柱塞的縱軸線LA)上例如有級地(圖6)或連續(xù)地變化。
在凹槽14中分別嵌入滾動體16，在此該滾動體在優(yōu)選的結(jié)構(gòu)中構(gòu)成為球16。
有選擇地根據(jù)一種有選擇的實施形式，例如圓柱形的或者以另外的方式形成的滾動體(例如桶)是可考慮的，然后它們例如在制動柱塞中的槽形的凹槽上滾動。但是因此如下面變得顯而易見的那樣可能并非本發(fā)明的所有的在圖1至3中給出的實施形式是可實現(xiàn)的。但是根據(jù)圖1的形式的在壓力面內(nèi)具有一個槽的實施例是可實現(xiàn)的。
滾動體16在其背離制動盤的側(cè)面上嵌接到根據(jù)滾動體16的結(jié)構(gòu)的不同情況構(gòu)成的在此為球冠形的滑動軸瓦17內(nèi)，所述滑動軸瓦置入在壓板18中的對應(yīng)成型的凹槽內(nèi)，該壓板貼靠在具有制動襯片材料21的壓緊側(cè)的制動襯片20的支承板19上，該制動襯片在制動鉗1內(nèi)平行于制動盤旋轉(zhuǎn)軸線BA并且在圓周方向U上(或者切向或者平行于切向)相對于制動盤2可運動地設(shè)置。
在壓板18與螺母13之間的夾緊彈簧22使得壓板18在預(yù)緊的情況下保持在螺母13上。有選擇地也可考慮壓板以其他方式例如在殼體(鉗)上張緊。
電的驅(qū)動馬達23用于驅(qū)動制動器，優(yōu)選一個減速傳動機構(gòu)24設(shè)置在該驅(qū)動馬達后面，該減速傳動機構(gòu)的從動軸25作用到另一設(shè)置在絲桿之間的中心的傳動機構(gòu)26尤其是行星齒輪傳動機構(gòu)上。
在此從動軸25驅(qū)動行星齒輪傳動機構(gòu)26的太陽輪27，該太陽輪帶動行星輪28。行星輪28(在此未詳細描述)與太陽輪27和一個內(nèi)齒的和外齒的環(huán)29嚙合。根據(jù)轉(zhuǎn)換狀態(tài)的不同情況(可轉(zhuǎn)換性在此未詳細描述)，該行星輪使得行星星形件(Planetenstern)33或者環(huán)29旋轉(zhuǎn)。環(huán)29以其外齒部與齒輪30嚙合，所述齒輪30安裝到絲桿12上或者成型到所述絲桿上。
為了自動地轉(zhuǎn)換驅(qū)動裝置(例如電機)，可以設(shè)置一個受彈簧載荷的球座圈機構(gòu)(在此未描述)。轉(zhuǎn)換過程也能夠以其他方式實現(xiàn)(例如電磁的)。
在行星星形件33的軸向延長線上設(shè)置一個在此是圓柱形構(gòu)成的并且平行于制動盤軸線設(shè)置的曲柄34，該曲柄在其面向制動盤2的側(cè)面上通過一個偏離中心地(偏心地)構(gòu)成的、同樣平行于制動盤軸線BA平行地定向的曲柄銷35嵌入到在制動襯片單元中的對應(yīng)的開口36內(nèi)，其中開口36具有例如與曲柄銷35的橫截面對應(yīng)的橫截面，或者但是例如滑槽形地尤其是長孔形地構(gòu)成(在此例如垂直于圖平面)。
在圖1的實施例中操縱裝置或者壓緊單元由兩個為了磨損調(diào)整而長度可改變的調(diào)整活塞或者制動柱塞5、6構(gòu)成，它們在其面向制動盤2的壓力面上具有按斜坡輪廓的形式的凹槽14，滾動體16在所述凹槽上運動，該滾動體將由制動器產(chǎn)生的壓緊力傳遞到制動襯片單元上或者傳遞到位于制動襯片上的壓板上。
在制動襯片單元或者壓板18的壓力面內(nèi)滾動體16通過相反地構(gòu)成的斜坡外形(在此未描述)容納，或者(優(yōu)選，因為滾動體特別可靠地引導(dǎo)，在此描述)在滑動支承床(滑動軸瓦17)中容納。
制動襯片單元這樣彈性地壓靠到制動柱塞和調(diào)整活塞5、6上，該制動襯片單元在此由制動襯片20和壓板18的單件式或多件式組合構(gòu)成，使得在它們之間設(shè)置的滾動體16彈性地夾緊在制動襯片單元與制動柱塞之間。
制動器的操縱在制動襯片20貼靠到制動盤上的貼靠過程之后通過壓板連同制動襯片20平行于制動盤的摩擦表面在該制動盤的旋轉(zhuǎn)方向上或者圓周方向上的移動進行。
這種移動優(yōu)選通過曲柄機構(gòu)35、36產(chǎn)生，該曲柄機構(gòu)以從動銷并且在此以曲柄銷35大致在中心在制動襯片單元18、20的壓板18上作用并且平行于制動盤的旋轉(zhuǎn)軸線支承在壓緊殼體(制動鉗)1內(nèi)。
曲柄機構(gòu)的操縱通過電的驅(qū)動裝置例如具有后置的傳動機構(gòu)24的電機23進行。
圖1的特征在于一個恒定的斜坡角α。因此實現(xiàn)一個尤其簡單的結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)的特點在于牢固的結(jié)構(gòu)、良好的運行安全性和較低的制造價格。特別地可以采用極小的輸出功率的電機23。在此提供球16作為廉價的滾動體，該滾動體本身在一定程度上在斜坡表面上定向。為了提高承載能力球也可以在適合的溝道內(nèi)運動。
一種具有作為滾動體16的滾柱的變形方案相反具有一個尤其小的滯后(在此未描述)。
圖2與圖1的變形方案的區(qū)別首先在于，凹槽14的斜坡角在圍繞調(diào)整螺母或者制動活塞5、6的縱軸線的圓周方向上不是恒定的，而是可變化的，使得根據(jù)螺母13的旋轉(zhuǎn)的不同情況存在不同陡的斜坡角α。在此對于不同的旋轉(zhuǎn)情況球溝道設(shè)有不同的坡度。
在此壓緊特性以簡單的方式變化，因為螺母13例如通過一個單獨的優(yōu)選機電結(jié)構(gòu)形式的調(diào)整促動器39(例如另一較小的電機)旋轉(zhuǎn)，該調(diào)整促動器通過一個具有齒輪41的從動軸40旋轉(zhuǎn)螺母13，例如在此該調(diào)整促動器通過從動輪41例如在其中一個螺母13的法蘭的外齒部上驅(qū)動該螺母并且另一螺母13通過皮帶傳動裝置42帶動，該皮帶傳動裝置纏繞兩個螺母13。
圖1至2的可獲得的自行增力程度也可以在摩擦系數(shù)的界限范圍內(nèi)提高。但是轉(zhuǎn)換僅可以在松開狀態(tài)下進行，因為螺母13在制動器的壓緊期間不能旋轉(zhuǎn)。
根據(jù)圖3，斜坡角圍繞制動柱塞5、6的縱軸線LA連續(xù)切向地改變。這用于自動的角度適配。
在此一個軸向于第一行星齒輪傳動機構(gòu)26錯開的另外的第二行星齒輪傳動機構(gòu)37一方面連接到曲柄34與第一行星齒輪傳動機構(gòu)26之間并且又設(shè)置在制動柱塞之間的中心，該第二行星齒輪傳動機構(gòu)具有一個由行星輪43驅(qū)動的從動環(huán)38，該從動環(huán)帶動外齒的螺母13，相反該行星齒輪傳動機構(gòu)的行星星形件44又驅(qū)動曲柄或者使該曲柄繞其縱軸線旋轉(zhuǎn)。
在此在制動壓緊時下面的運行是可能的該制動壓緊分解成以下階段1.克服空氣間隙，2.建立制動力，3.松開制動器，4.調(diào)節(jié)空氣間隙。
階段1克服空氣間隙在制動之前初始情況如下。
首先曲柄34在零位上(圖1)，在該零位上該曲柄例如借助于受彈簧載荷的球座圈保持(在此未描述)。
調(diào)整螺母13在這種情況下借助于壓力彈簧32用摩擦力矩或者保持力矩加載，它始終大于絲桿摩擦力矩。
首先驅(qū)動馬達23在進給的旋轉(zhuǎn)方向上旋轉(zhuǎn)絲桿12。在此行星星形件33在從動機構(gòu)26中通過止動的曲柄卡住。外齒輪或者內(nèi)齒的和外齒的環(huán)29在進給方向上旋轉(zhuǎn)調(diào)整絲桿12，直到制動襯片21貼靠在制動盤2上。
在此調(diào)整螺母13通過足夠高的保持力矩防止旋轉(zhuǎn)。
然后通過建立的反作用力調(diào)整絲桿或者制動柱塞5、6在優(yōu)選(但是不是絕對必要的)可運動的制動盤2(在固定鉗的情況下可軸向運動)上卡住，該制動盤貼靠在反作用側(cè)的襯片上(在此未描述)。
階段2建立制動力由于卡住的調(diào)整絲桿12，在曲柄34上的驅(qū)動力矩現(xiàn)在這樣大大上升，使得該曲柄由止動位置松開。
現(xiàn)在曲柄34在相對于制動盤2的旋轉(zhuǎn)方向上推動制動襯片，直到達到由控制裝置預(yù)定的位置(圖4)。
在此制動襯片的運動分量在圓周方向上(平行于制動盤摩擦表面)或者切向上或者平行于曲柄銷的切向U表現(xiàn)為非線性的，因為在曲柄銷的圓形軌道上首先在圓周方向上比曲柄銷35在其圓形軌道上的過去的運動每單位時間經(jīng)過更大的行程。具有曲柄機構(gòu)的傳動機構(gòu)這樣設(shè)計，使得在電機上和在從動銷上的在圓周方向上的角運動不是轉(zhuǎn)換成制動襯片的線性運動，而是轉(zhuǎn)換成滯后的運動。
現(xiàn)在對三種情況進行區(qū)分。
情況1當前的制動襯片摩擦系數(shù)足夠精確地相當于在凹槽14中或者在調(diào)整螺母13的壓力面中的斜坡傾角的正切。
預(yù)定的位置在這種情況下通過僅較小的調(diào)整力耗費實現(xiàn)。
情況2當前的制動襯片摩擦系數(shù)明顯大于在凹槽14中或者在調(diào)整螺母13的壓力面中的斜坡傾角的正切。
通過過大的自行增力，制動襯片20通過制動盤旋轉(zhuǎn)運動比相應(yīng)于預(yù)定位置的情況下更強且更遠地被帶動。
在制動盤2的運動方向上由制動襯片施加一個旋轉(zhuǎn)力到曲柄34上。
因為電的驅(qū)動馬達23使得行星齒輪傳動機構(gòu)26和第二行星齒輪傳動機構(gòu)37的太陽輪27保持在額定位置上，所以曲柄34并且從而第二傳動機構(gòu)37的行星星形件44的繼續(xù)的旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生第二傳動機構(gòu)37的外齒輪或者內(nèi)齒的和外齒的外環(huán)38并且從而兩個調(diào)整螺母13的旋轉(zhuǎn)。
在此克服兩個調(diào)整螺母13的保持力矩。
通過調(diào)整螺母13的旋轉(zhuǎn)，起作用的斜坡傾角α在減小的自行增力的方向上變化，直到起作用的自行增力足夠精確地適配當前的制動襯片的摩擦系數(shù)。
情況3如果當前的制動襯片摩擦系數(shù)明顯小于在調(diào)整螺母13的壓力面上的凹槽14中的斜坡傾角α的正切，那么制動襯片通過較小的自行增力被不充分地帶動。因此在曲柄34上一個相對較高的驅(qū)動力矩變得需要，以便制動襯片20運動。
由于在傳動機構(gòu)24的空心輪上起作用的反作用旋轉(zhuǎn)力矩，調(diào)整絲桿5、6在自行增力過程的提高的方向上旋轉(zhuǎn)，直到起作用的斜坡傾角α的正切又足夠精確地與制動襯片摩擦系數(shù)協(xié)調(diào)。
階段3松開制動器為了松開制動器，曲柄34并且從而制動襯片20通過電的驅(qū)動馬達回到止動位置上。
在曲柄上為此必需的力需求是較小的，因為自行增力在之前的制動過程中被適配。
在曲柄34卡入到止動位置上時產(chǎn)生一個轉(zhuǎn)矩突變。
通過分析電的驅(qū)動馬達的運行數(shù)據(jù)(例如轉(zhuǎn)速、電能消耗)可知止動位置的到達。
階段4空氣間隙的調(diào)節(jié)及其控制因為現(xiàn)在曲柄34力封閉地止動，在電的驅(qū)動馬達23的繼續(xù)的倒轉(zhuǎn)運動時傳動機構(gòu)26又被激活，通過該傳動機構(gòu)現(xiàn)在往回旋轉(zhuǎn)調(diào)整絲桿12，用于松開制動器并且用于產(chǎn)生確定量的空氣間隙。
通過在第一階段中制動襯片20貼靠到制動盤2上，實現(xiàn)空氣間隙的控制，并且通過從該位置的確定的回行實現(xiàn)空氣間隙的調(diào)節(jié)。
通過電的驅(qū)動馬達的位置信號的分析在空氣間隙調(diào)節(jié)之后磨損值的確定變得可能。
下面簡短地解釋在回行時用于制動的給定的可能性。
在回行時的制動通過適合的措施例如通過車輪轉(zhuǎn)速傳感器(例如ABS傳感器)的旋轉(zhuǎn)信號的相應(yīng)的分析在制動器上/內(nèi)的在一個在此未描述的控制器上或者在制動系統(tǒng)的一個上級的控制器上區(qū)分前進與回行，該控制器與電機連接和/或控制該電機。
通過制動控制在階段1結(jié)束之后在相應(yīng)于制動盤旋轉(zhuǎn)方向的旋轉(zhuǎn)方向上控制曲柄34。下面從其他方向觀察本發(fā)明。
首先再一次詳細討論具有不可調(diào)整的斜坡坡度的圖1的基本原理。為了實現(xiàn)本實施形式首先在制動柱塞5、6內(nèi)具有斜坡形式的凹槽14的實現(xiàn)是必須的。
對應(yīng)地在襯片壓板18中構(gòu)成一個對應(yīng)斜坡或者(更好地)滾動體16在襯片壓板18內(nèi)可旋轉(zhuǎn)地支承，或者斜坡在襯片壓板18中構(gòu)成并且滾動體支承在制動柱塞中(在此未描述)。
為了滾動體16在制動柱塞5、6的螺母13的凹槽起動并且為了使得制動襯片20朝制動盤移動，必需的是，襯片壓板與制動襯片在圓周方向上的移動優(yōu)選通過一個同軸于制動盤縱軸線的并且平行于該制動盤縱軸線設(shè)置的調(diào)整元件(在此是曲柄34)實現(xiàn)。螺母13優(yōu)選在真正的制動過程期間不旋轉(zhuǎn)。
在制動柱塞5、6中的雙向的斜坡外形(在圓周方向U上和與該圓周方向相反)在此在兩個行駛方向上允許自行增力作用。
優(yōu)選地曲柄機構(gòu)14通過具有后置的傳動機構(gòu)24、26的電機23驅(qū)動。
可考慮的是，設(shè)置一個用于制動柱塞的單獨的驅(qū)動裝置，或者但是使得調(diào)整驅(qū)動裝置和曲柄驅(qū)動裝置相結(jié)合(圖1和圖2)。后者具有優(yōu)點，即僅需要一個唯一的用于兩種功能的驅(qū)動馬達。
在此也可考慮，通過單獨的調(diào)整驅(qū)動裝置進行空氣間隙的克服(功能描述的階段1)。
同樣通過曲柄驅(qū)動裝置借助于尤其是“陡的斜坡”在移動開始時進行空氣間隙克服是可考慮的。
在制動柱塞5、6中的雙向的斜坡外形(凹槽14)在此在兩個行駛方向上允許自行增力作用。襯片移動的與車輪旋轉(zhuǎn)方向相關(guān)的控制是可實現(xiàn)的。
根據(jù)圖3，凹槽14或者在制動柱塞中的斜坡構(gòu)成為類似截錐的空心體。滾動體又支承在壓板18中。因此斜坡坡度與襯片摩擦系數(shù)的適配通過制動柱塞5、6的旋轉(zhuǎn)是可能的。制動柱塞5、6的旋轉(zhuǎn)通過一個單獨的驅(qū)動裝置39或者自動地通過一個分支的傳動機構(gòu)26進行，該傳動機構(gòu)使得在從動旋轉(zhuǎn)運動中由驅(qū)動馬達23產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)運動可以傳遞到曲柄34上和制動柱塞5、6的旋轉(zhuǎn)裝置12上。
分支的傳動機構(gòu)26優(yōu)選是一個行星齒輪傳動機構(gòu)。一個在曲柄銷35上變得起作用的移動力(在過小的自行增力時制動襯片單元通過曲柄34的移動或者在過大的自行增力時曲柄34通過制動襯片單元的拉動)在分支的傳動機構(gòu)26中引起反作用力矩，該反作用力矩是力求的，在輸入軸上和/或在制動柱塞5、6上產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)運動?，F(xiàn)在如果在輸入軸上施加一個足夠高的保持力(例如通過驅(qū)動馬達，該驅(qū)動馬達通過其電子控制保持輸入軸的位置)，那么在制動柱塞5、6上進行旋轉(zhuǎn)。
在調(diào)整活塞5、6的旋轉(zhuǎn)方向合適地適配于作用到曲柄銷上的力的方向時，斜坡坡度在過大的自行增力時(襯片單元在曲柄銷上拉動)旋轉(zhuǎn)過陡的斜坡角，并且在過小的自行增力時(曲柄銷移動襯片單元)調(diào)整過平坦的斜坡角，即在自行增力增大的方向上。
在帶有可有級調(diào)整的斜坡坡度的方案中，設(shè)有至少兩個成角度地設(shè)置的不同坡度的斜坡軌道。在此滾動體又滑動支承在襯片壓板18上。
斜坡坡度與襯片摩擦系數(shù)的適配通過將制動柱塞5、6在之前的制動過程之后轉(zhuǎn)換到更好適配的斜坡坡度上進行，其中出現(xiàn)轉(zhuǎn)換的必要性。
制動柱塞5、6的旋轉(zhuǎn)通過一個單獨的驅(qū)動裝置或者自動地例如類似于上述的那樣地進行。
轉(zhuǎn)換過程在制動結(jié)束之后才激活，其中通過傳動機構(gòu)作用到制動柱塞上的調(diào)整旋轉(zhuǎn)運動彈性地存儲在一個傳遞元件內(nèi)并且在松開制動器時由于制動柱塞的然后又減小的旋轉(zhuǎn)阻礙才進行。
阻礙旋轉(zhuǎn)可以通過由于制動力而作用到絲桿上的摩擦力產(chǎn)生或者由于保持力產(chǎn)生，所述保持力通過電的驅(qū)動馬達或者一個連接的耦合裝置例如一個電磁的耦合裝置施加到制動柱塞本身上或施加到傳遞裝置的一個元件上或者所述保持力優(yōu)選通過球或者滾動體并且借助于由制動柱塞傳遞的制動力、在斜坡軌道(溝道)中的形封閉的支座以及偏心于制動柱塞中心的存在的位置產(chǎn)生一個保持力矩，所述球或滾動體在制動過程中在斜坡軌道中位于制動柱塞的中心之外。
斜坡軌道的溝道的結(jié)構(gòu)適宜地以這樣的形式進行，使得在較小壓緊力的范圍內(nèi)即球或者滾動體的較小偏心性的范圍內(nèi)槽深是較小的并且朝制動柱塞的外直徑的方向?qū)崿F(xiàn)一個用于獲得較高承載能力的較大的槽深。
在這種方案中可能性在于，在較小的制動力范圍內(nèi)在制動過程期間直接的轉(zhuǎn)換還是可能的。在出現(xiàn)較高的制動力時球或者滾動體在斜坡溝道內(nèi)才具有這樣一個位置，在該位置上在制動期間的轉(zhuǎn)換不再是可能的。
優(yōu)選為了驅(qū)動制動襯片單元采用一個曲柄機構(gòu)。取代曲柄機構(gòu)其他的壓緊元件如偏心裝置等也是可考慮的，如果它們導(dǎo)致制動襯片單元在圓周方向上的非線性的運動的話。
機電的制動器的控制分別借助于在制動器上的計算單元進行或者例如借助于在車輛上的用于一個或多個制動器的上級的計算機進行，各計算單元必要時是聯(lián)網(wǎng)的。
有選擇地，一個線性的驅(qū)動裝置在很大程度上類似的結(jié)構(gòu)中是可考慮的。取代曲柄銷在此一個齒輪段安裝到驅(qū)動軸上，該齒輪段嵌入到在襯片背面部上的齒條中(在此未描述)。
但是優(yōu)選采用非線性的驅(qū)動裝置。
圖5顯示按本發(fā)明的自行增力的盤式制動器的另一變形方案，該盤式制動器很大程度上相當于圖1的實施例。
如在圖1的實施例中那樣，操縱裝置或者壓緊單元由兩個為了磨損調(diào)整而長度可改變的調(diào)整活塞或者制動柱塞5、6構(gòu)成，它們在其面向制動盤2的壓力面上具有按斜坡輪廓的形式的凹槽14，滾動體16在所述凹槽上運動，所述滾動體將由制動器產(chǎn)生的壓緊力傳遞到制動襯片單元上或者傳遞到位于制動襯片上的壓板上。
附加地設(shè)置一個可轉(zhuǎn)換的耦合裝置，在此例如是一個磁耦合裝置46，尤其是具有雙穩(wěn)定作用的調(diào)節(jié)磁鐵的耦合裝置，該耦合裝置這樣構(gòu)成，使得例如在可軸向運動的徑向齒部48上將曲柄34轉(zhuǎn)換到傳動鏈中和從傳動鏈中斷開。例如對于駐車制動首先或者甚至可以僅通過制動柱塞5、6進行制動，或者但是例如可以僅通過制動柱塞5、6的旋轉(zhuǎn)或者制動柱塞的軸向長度的改變進行較小的適配制動。如果相反引入一個“正常的”運行制動，那么轉(zhuǎn)換耦合裝置并且通過曲柄34進行制動。
作為補充，根據(jù)圖5設(shè)有一個用于旋轉(zhuǎn)制動柱塞的轉(zhuǎn)換裝置47，在此螺母由運動軌道14a轉(zhuǎn)向另外的運動軌道14b。轉(zhuǎn)換裝置47可以構(gòu)成為單獨的電機或者但是構(gòu)成為轉(zhuǎn)換磁鐵等，它例如通過齒條等將其中一個螺母13旋轉(zhuǎn)90°，另一個螺母13例如通過齒圈帶動。在一種這樣的裝置中可以。
還要說明的是，當前的制動器結(jié)構(gòu)在其調(diào)節(jié)特性方面也可以尤其有利地分級。
如果例如進行法向力調(diào)節(jié)，該法向力調(diào)節(jié)按現(xiàn)有技術(shù)作為唯一的調(diào)節(jié)不認為是可用的，那么有利地作用的是，例如通過制動柱塞支承在制動鉗上法向力可非常精確地確定(平行于制動柱塞的縱軸線的力)，因為例如相應(yīng)的傳感器設(shè)置在制動柱塞上和/或鄰接的元件上。
附圖標記列表1 制動鉗2 制動盤3、4 開口5、6 制動柱塞7、8 支承球9、10 滑動軸瓦11后壁12絲桿13螺母14斜坡形的凹槽15凹槽16滾動體17滑動軸瓦18壓板19支承板20制動襯片21制動襯片材料22夾緊彈簧23驅(qū)動馬達24減速傳動機構(gòu)25從動軸26傳動機構(gòu)
27太陽輪28行星輪29環(huán)30齒輪31法蘭32壓力彈簧33行星星形件34曲柄35曲柄銷36開口37傳動機構(gòu)38環(huán)39調(diào)整促動器40從動軸41齒輪42皮帶傳動裝置43行星輪44行星星形件45齒圈46磁耦合裝置47轉(zhuǎn)換裝置α斜坡角LA縱軸線U 圓周方向BA制動盤軸線
權(quán)利要求
1.一種按自行增力的結(jié)構(gòu)形式的盤式制動器，包括電的促動器，其中由促動器施加的操縱力借助于一個設(shè)置在促動器與制動襯片之間的自行增力裝置加強，具有下列特征a)一個壓緊單元，該壓緊單元用于在執(zhí)行制動襯片(20)朝制動盤(2)的壓緊運動的情況下在制動盤(2)一側(cè)壓緊至少一個制動襯片(20)，該壓緊運動可分解成至少一個平行于制動盤旋轉(zhuǎn)軸線(BA)的運動分量和至少一個相對于制動盤旋轉(zhuǎn)軸線(BA)切向地延伸的運動分量(方向U)；b)至少一個電動的驅(qū)動裝置(23)作為促動器用于操縱壓緊單元；其特征在于c)壓緊單元這樣設(shè)計，使得它在壓緊運動期間將電動的驅(qū)動裝置的輸出軸的同樣的旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換成制動襯片(20)的一種運動，該運動至少在切向方向(方向U)上的運動分量是非線性的。
2.按權(quán)利要求1所述的盤式制動器，其特征在于壓緊單元這樣設(shè)計，使得它在壓緊運動期間將電動的驅(qū)動裝置(23)的輸出軸的旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換成制動襯片(20)的至少在切向方向(方向U)上的一種滯后的運動。
3.按權(quán)利要求1或2或者按權(quán)利要求1的前序部分所述的盤式制動器，其特征在于另外壓緊單元具有至少一個尤其是兩個制動柱塞(調(diào)整活塞5、6)，所述制動柱塞平行于制動盤軸線(BA)地定向并且所述制動柱塞在其一端通過一個支承裝置(7、8；9、10)支承在制動鉗(1)上或者支承在一個與制動鉗(1)連接的構(gòu)件上，該支承裝置允許制動柱塞的至少一個部件繞該制動柱塞的縱軸線(LA)旋轉(zhuǎn)。
4.按權(quán)利要求2或3所述的盤式制動器，其特征在于制動柱塞(5、6)在其面向制動襯片單元的側(cè)面上設(shè)有一個壓力面，該壓力面具有一個帶有斜坡形輪廓的凹槽(14)，滾動體(16)相應(yīng)嵌入到該凹槽內(nèi)。
5.按權(quán)利要求4所述的盤式制動器，其特征在于滾動體(16)另外分別嵌入到對應(yīng)的凹槽內(nèi)，即嵌入到在制動襯片單元(18、20、21)中的具有對應(yīng)幾何形狀的凹槽內(nèi)。
6.按權(quán)利要求1、2、3或4所述的盤式制動器，其特征在于滾動體(16)分別嵌入到在制動襯片單元(18、20、21)中的斜坡輪廓內(nèi)。
7.按上述權(quán)利要求任一項所述的盤式制動器，其特征在于滾動體構(gòu)成為球(16)并且凹槽(14)錐面形地構(gòu)成。
8.按上述權(quán)利要求任一項所述的盤式制動器，其特征在于滾動體構(gòu)成為球(16)并且凹槽構(gòu)成為運動軌道。
9.按上述權(quán)利要求任一項所述的盤式制動器，其特征在于滾動體(16)構(gòu)成為滾柱并且凹槽(14)斜坡形或者楔形地構(gòu)成。
10.按上述權(quán)利要求任一項所述的盤式制動器，其特征在于凹槽(14)雙向楔形地或者錐面形地構(gòu)成。
11.按上述權(quán)利要求任一項所述的盤式制動器，其特征在于錐面形的凹槽(14)在圍繞制動柱塞縱軸線(LA)的圓周方向上具有一個相對于制動柱塞縱軸線(LA)的恒定的開口角(α)。
12.按上述權(quán)利要求任一項所述的盤式制動器，其特征在于錐面形的凹槽(14)在圍繞制動柱塞縱軸線(LA)的圓周方向上具有一個相對于制動柱塞縱軸線(LA)的變化的開口角(α)。
13.按上述權(quán)利要求任一項所述的盤式制動器，其特征在于錐面形的凹槽(14)在圍繞制動柱塞縱軸線(LA)的圓周方向上具有一個相對于制動柱塞縱軸線(LA)的有級地或者連續(xù)地變化的開口角(α)。
14.按上述權(quán)利要求任一項所述的盤式制動器，其特征在于滑動軸瓦(17)置入到在制動襯片單元(18、20)的壓板(18)中的凹槽(14)內(nèi)。
15.按上述權(quán)利要求任一項所述的盤式制動器，其特征在于兩個制動柱塞(5、6)分別在其背離制動盤(2)的端部上通過制動鉗的支承裝置優(yōu)選支承球(7、8)或者平面的滑動支承裝置、環(huán)形導(dǎo)向支承裝置等支承在制動鉗(1)的內(nèi)部。
16.按上述權(quán)利要求任一項所述的盤式制動器，其特征在于制動柱塞(5、6)分別具有一個設(shè)有外螺紋的絲桿(12)，螺母(13)以對應(yīng)的內(nèi)螺紋可旋轉(zhuǎn)地設(shè)置在該絲桿上。
17.按上述權(quán)利要求任一項所述的盤式制動器，其特征在于各螺母(13)分別穿過一個在制動鉗中或者在制動鉗上的封閉板中的開口(3、4)并且在其背離制動盤的側(cè)面上具有一個法蘭(31)，其中在法蘭(31)與制動鉗(1)的內(nèi)壁之間分別設(shè)置壓力彈簧(32)。
18.按上述權(quán)利要求任一項所述的盤式制動器，其特征在于電機(23)直接地或者通過至少一個或者多個傳動機構(gòu)(24、26、37)旋轉(zhuǎn)一個曲柄(34)，該曲柄具有一個曲柄銷(35)，該曲柄銷用于使制動襯片單元切向于制動盤即平行于制動盤摩擦表面地運動。
19.按上述權(quán)利要求任一項所述的盤式制動器，其特征在于制動襯片單元具有壓板(18)，該壓板貼靠在制動襯片(20)的制動襯片支承板(19)上。
20.按上述權(quán)利要求任一項所述的盤式制動器，其特征在于曲柄銷(35)平行于制動盤軸線(BA)地延伸并且嵌入到在壓板(18)中的對應(yīng)定向的開口內(nèi)。
21.按上述權(quán)利要求任一項所述的盤式制動器，其特征在于在壓板(18)中的開口(36)設(shè)置在兩個制動柱塞(5、6)之間的中心。
22.按上述權(quán)利要求任一項所述的盤式制動器，其特征在于在壓板(18)中的開口(36)滑槽式地構(gòu)成，優(yōu)先構(gòu)成為長孔，該長孔垂直于一個通過兩個制動柱塞(5、6)的平面延伸。
23.按上述權(quán)利要求任一項所述的盤式制動器，其特征在于設(shè)有另一驅(qū)動裝置或者另一調(diào)整促動器(39)尤其是另一電機，用于驅(qū)動制動柱塞(5、6)的絲桿(12)或者螺母(13)。
24.按上述權(quán)利要求任一項所述的盤式制動器，其特征在于設(shè)有彈簧(32)，所述彈簧通過螺母朝制動襯片單元彈性地預(yù)緊制動鉗。
25.按上述權(quán)利要求任一項所述的盤式制動器，其特征在于設(shè)有一個可轉(zhuǎn)換的傳動機構(gòu)(26)，該傳動機構(gòu)用于在用以驅(qū)動曲柄(34)的位置與用以旋轉(zhuǎn)優(yōu)選制動柱塞(5、6)的絲桿(12)的位置之間轉(zhuǎn)換電機(23)。
26.按上述權(quán)利要求任一項所述的盤式制動器，其特征在于設(shè)有一個用于自動地轉(zhuǎn)換電機的受彈簧載荷的球座圈機構(gòu)。
27.按上述權(quán)利要求任一項所述的盤式制動器，其特征在于傳動機構(gòu)(26)是一個行星齒輪傳動機構(gòu)。
28.按上述權(quán)利要求任一項所述的盤式制動器，其特征在于設(shè)有這樣一個裝置，該裝置用于在凹槽(14)內(nèi)設(shè)有可變化的錐形開口角(α)的制動柱塞(5、6)的自動的旋轉(zhuǎn)定向，尤其是用于螺母(13)的旋轉(zhuǎn)定向，優(yōu)選與摩擦系數(shù)相關(guān)。
29.按上述權(quán)利要求任一項所述的盤式制動器，其特征在于用于制動柱塞尤其是其螺母(13)的定向的裝置構(gòu)成為另外的傳動機構(gòu)，尤其構(gòu)成為另外的行星齒輪傳動機構(gòu)。
30.按上述權(quán)利要求任一項所述的盤式制動器，其特征在于用于制動柱塞尤其是其螺母(13)的自動定向的裝置構(gòu)成為具有電機的另外的驅(qū)動裝置。
31.按上述權(quán)利要求任一項所述的盤式制動器，其特征在于制動鉗是固定鉗。
32.按上述權(quán)利要求任一項所述的盤式制動器，其特征在于在制動盤的與壓緊側(cè)面對置的側(cè)面上設(shè)置單獨的調(diào)整裝置。
33.按上述權(quán)利要求任一項所述的盤式制動器，其特征在于制動鉗是擺動鉗或者滑動鉗。
34.按上述權(quán)利要求任一項所述的盤式制動器，其特征在于電動的驅(qū)動裝置作為促動器與一個控制裝置和/或調(diào)節(jié)裝置連接，該控制裝置和/或調(diào)節(jié)裝置設(shè)計成控制或者調(diào)節(jié)調(diào)整元件的位置并且從而控制或調(diào)節(jié)制動襯片的位置。
35.按上述權(quán)利要求任一項所述的或者按權(quán)利要求1的前序部分所述的盤式制動器，其特征在于電機(23)直接地或通過至少一個或者多個傳動機構(gòu)(24、26、37)旋轉(zhuǎn)一個曲柄(34)，該曲柄具有一個曲柄銷(35)作為從動元件，該曲柄銷用于使制動襯片單元運動，其中曲柄銷平行于制動盤軸線地定向。
36.按上述權(quán)利要求任一項所述的盤式制動器，其特征在于電機具有一個從動軸，該從動軸平行于制動盤軸線地定向并且該從動軸直接地或者通過其他的中間連接的傳動元件旋轉(zhuǎn)曲柄。
37.按上述權(quán)利要求任一項所述的或者按權(quán)利要求1的前序部分所述的盤式制動器，其特征在于至少兩個或者多個制動柱塞(5、6)的每個壓力面在面向制動襯片單元的側(cè)面上設(shè)有一個具有斜坡形輪廓的凹槽(14)，滾動體(16)分別嵌入到該凹槽內(nèi)，該滾動體一方面支承在制動柱塞(5、6)的壓力面的斜坡形輪廓上并且另一方面支承在制動襯片單元上。
38.按上述權(quán)利要求任一項所述的或者按權(quán)利要求1的前序部分所述的盤式制動器，其特征在于用于操縱壓緊單元的所述至少一個電動的驅(qū)動裝置(23)或者另一電動的驅(qū)動裝置設(shè)計成另外用于驅(qū)動制動柱塞，至少用于改變制動柱塞的軸向長度。
39.按上述權(quán)利要求任一項所述的或者按權(quán)利要求1的前序部分所述的盤式制動器，其特征在于壓緊單元另外具有至少一個尤其是兩個制動柱塞(調(diào)整活塞5、6)，所述制動柱塞平行于制動盤軸線(BA)地定向并且所述制動柱塞在其一端通過一個支承裝置(7、8；9、10)支承在制動鉗(1)上或者支承在一個與制動鉗(1)連接的構(gòu)件上，該支承裝置允許制動柱塞的至少一個部件繞該制動柱塞的縱軸線(LA)旋轉(zhuǎn)。
40.用于進行駐車制動的方法，其特征在于在駐車制動時僅借助于制動柱塞壓緊制動器。
41.用于控制自行增力的制動器的方法，尤其是用于控制按上述權(quán)利要求任一項所述的自行增力的盤式制動器的方法，優(yōu)選包括電的促動器，其中由促動器施加的操縱力借助于一個設(shè)置在促動器與制動襯片之間的自行增力裝置加強，其中促動器與一個控制裝置或者調(diào)節(jié)裝置連接，該控制裝置或者調(diào)節(jié)裝置設(shè)計成用于控制促動器，以便調(diào)節(jié)制動襯片單元的位置，其特征在于確定并且補償在由制動系統(tǒng)調(diào)節(jié)的車輪制動器的情況下在調(diào)節(jié)時由誤差引起的制動力差-稱為第三調(diào)節(jié)參數(shù)。
42.用于控制自行增力的制動器的方法，尤其是用于控制按上述權(quán)利要求任一項所述的自行增力的盤式制動器的方法，優(yōu)選包括電的促動器，其中由促動器施加的操縱力借助于一個設(shè)置在促動器與制動襯片之間的自行增力裝置加強，其中促動器與一個控制裝置或者調(diào)節(jié)裝置連接，該控制裝置或者調(diào)節(jié)裝置設(shè)計成用于控制促動器，以便調(diào)節(jié)制動襯片單元的位置，其特征在于至少在如下參數(shù)的基礎(chǔ)上進行調(diào)節(jié)車輛調(diào)節(jié)參數(shù)“制動或者滯后”；促動器調(diào)整參數(shù)“電流或者促動器位置”；和一個第三調(diào)節(jié)參數(shù)，它確定用于補償在由制動系統(tǒng)調(diào)節(jié)的車輪制動器的情況下由誤差引起的制動力差。
43.按上述權(quán)利要求任一項所述的方法，其特征在于第三調(diào)節(jié)參數(shù)對于每個車輪單獨地確定并且與在其他車輪上確定的值進行比較。
44.按上述權(quán)利要求任一項所述的方法，其特征在于在與EBS系統(tǒng)的設(shè)定值有不允許的偏差時對于各制動器的設(shè)定值(馬達電流或者促動器位置)分別疊加一個修正因子，存在的制動力差用該修正因子補償。
45.按上述權(quán)利要求任一項所述的方法，其特征在于補償過程以較小的步長通過多個制動操作進行。
46.按上述權(quán)利要求任一項所述的方法，其特征在于應(yīng)用或者分析相應(yīng)車輪的車輪滑動作為第三調(diào)節(jié)參數(shù)。
47.按上述權(quán)利要求任一項所述的方法，其特征在于在各車輪上得到的車輪滑動特性參數(shù)適應(yīng)于EBS系統(tǒng)的一個確定的設(shè)定額定值。
48.按上述權(quán)利要求任一項所述的方法，其特征在于盡可能精確地適應(yīng)各軸的制動器的車輪滑動特性參數(shù)。
49.按上述權(quán)利要求任一項所述的方法，其特征在于也確定在制動器上作用的張緊力作為第三調(diào)節(jié)參數(shù)。
50.按上述權(quán)利要求任一項所述的方法，其特征在于在制動器的承力的構(gòu)件例如制動鉗上的張緊力的確定通過變形行程或者構(gòu)件應(yīng)力的測量進行。
51.按上述權(quán)利要求任一項所述的方法，其特征在于在用于流體操縱的制動器的調(diào)節(jié)系統(tǒng)的基礎(chǔ)上進行調(diào)節(jié)，其中促動器調(diào)整參數(shù)壓力通過另一系統(tǒng)特定的調(diào)整參數(shù)尤其是促動器位置和/或馬達電流取代。
52.按上述權(quán)利要求任一項所述的方法，其特征在于在制動促動器的操縱之前通過調(diào)整裝置克服空氣間隙，使得空氣間隙在通過制動促發(fā)器的真正的制動進給運動開始時已經(jīng)不再作為誤差源存在。
53.按上述權(quán)利要求任一項所述的方法，其特征在于磨損狀態(tài)和溫度狀態(tài)不同的制動襯片壓縮的影響通過修正因子補償?shù)街苿酉到y(tǒng)的設(shè)定額定值。
54.按上述權(quán)利要求任一項所述的方法，其特征在于對于每個制動器精確地確定兩個制動襯片的磨損狀態(tài)，并且通過分析制動器的能量平衡確定該制動器的焓并且從而也確定制動襯片溫度，其中能量平衡的分析通過電子制動系統(tǒng)或者通過一個在制動器中集成的電子控制裝置進行。
55.按上述權(quán)利要求任一項所述的方法，其特征在于張緊力-鉗擴張的關(guān)系的因制動器而異的分散通過校準過程補償。
56.按上述權(quán)利要求任一項所述的方法，其特征在于張緊力-馬達電流的關(guān)系通過校準過程確定并且補償。
57.按上述權(quán)利要求任一項所述的方法，其特征在于在校準過程中也消除用于室溫條件的傳動機構(gòu)和電機的誤差影響。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種按自行增力的結(jié)構(gòu)形式的盤式制動器，包括一個壓緊單元，該壓緊單元用于在執(zhí)行制動襯片(20)的壓緊運動的情況下在制動盤(2)一側(cè)壓緊至少一個制動襯片(20)，該壓緊運動可分解成至少一個平行于制動盤旋轉(zhuǎn)軸線的運動分量和至少一個相對于制動盤旋轉(zhuǎn)軸線切向地延伸的運動分量(方向U)，并且包括至少一個電動的驅(qū)動裝置(23)用于操縱壓緊單元，其特征在于壓緊單元這樣設(shè)計，使得它在壓緊運動期間將電動的驅(qū)動裝置的輸出軸的旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換成制動襯片(20)的一種運動，該運動在切向方向(方向U)上的運動分量是非線性的。另外建議一種用于控制自行增力的制動器的方法。
文檔編號F16D65/14GK101065596SQ200580040441
公開日2007年10月31日 申請日期2005年9月28日 優(yōu)先權(quán)日2004年10月13日
發(fā)明者J·鮑姆加特納, M·賽登施旺, D·比克, D·甘茨霍恩 申請人:克諾爾商用車制動系統(tǒng)有限公司