SE530966C2 - Skivbroms och en extra bromsaktuator därför - Google Patents

Description

25 30 530 'H58 Den elektromekaniska aktuatorn kan även användas för "parklock", d v s då har den blott en aktueringsbibehållande funktion.

Det är generellt fördelaktigt om system kan konstrueras i modulforrn. Enligt uppfinningen kan parkeringsbromsalduatorn därför konstrueras som en modul, vilken kan införas mellan servicebromsaktuatorn och skivbromscalipern. Eftersom det i fordonschassit tillgängliga utrymmet ofta är mycket begränsat, skall modulens ytterdimensioner hållas vid ett minimum.

På grund av svängningsrörelsen hos hävarrnen i skivbromscalipern under bromsansättning kommer tryckstången från servicebrornsaktuatorn inte blott att ha en axiell rörelse utan även en viss radiell eller pendelliknande rörelse. Denna rörelse kommer att tillåtas i en parkeringsbromsaktuator enligt uppfinningen.

En parkeringsbromsaktuator av det ovan angivna slaget kan enligt uppfinningen praktiskt kännetecknas av en drivhylsa, som är roterbart lagrad i ett hus hos aktuatorn, och en elmotor för rotation av drivhylsan, en drivsockel, genom vilken tryckstången sträcker sig, samt organ for att överföra drivhylsans roterande rörelse till en axiell rörelse hos tryckstången genom medverkan av drivsockeln.

För att uppnå den modulära konstruktionen kan parkeringsbromsaktuatoms tryckstång vara glidbart monterad som en förlängning av en kolvstång hos servicebromsaktuatorn. l en första utföringsform av aktuatorn enligt uppfinningen har drivsockeln yttre spår eller en yttre gänga för ingrepp med en inre gänga i drivhylsan, varvid det finns organ för att förhindra rotation av drivsockeln, och tryckstången är försedd med en fläns, med vilken drivsockeln kan samarbeta.

Vid användning som en normal parkeringsbromsaktuator måste anordningen ha en låg inre friktion. Detta uppnås genom att drivsockeln har roterbara rullar försedda med spår.

Aktuatorn kan emellertid även användas för att uppnå en "parklocH-funktion.

Här ansätts bromsen av servicebromsaktuatorn, och aktuatorn utnyttjas blott för att låsa bromsen i det ansatta läget. I detta fall är den inre friktionen av mindre vikt, och en billigare och enklare konstruktion, i vilken drivsockeln har en yttre gänga, kan användas.

I den första utföringsforrnen, som anges ovan, kan organen för att förhindra rotation av drivsockeln vara fingrar på en insats i huset, vilka fingrar sträcker sig in mellan rullarna. 10 15 20 25 30 35 530 BBS I en andra utföringsform av aktuatorn enligt uppfinningen har drivsockeln inre spår eller en inre gänga för ingrepp med en yttre gänga på tryckstången, varvid det firms organ för att roterbart förbinda drivsockeln med drivhylsan. Härigenom kan en aktuator med minskad axiell längd uppnås, vilket kan vara av betydelse i många fall.

Vid normal parkeringsbromsning har drivsockeln företrädesvis roterbara rullar försedda med spår.

I en förenklad version för "parklock"-användning kan drivsockeln själv ha en inre gänga.

I den andra utföringsfonnen kan organen för att roterbart förbinda drivsockeln med drivhylsan vara fingrar på en insats i drivhylsan, vilka fingrar sträcker sig in mellan rullarna.

Det är välkänt i facket att svårigheter med parkeringsbromsfunktionen kan uppträda, då bromsskivan kallnar och krymper något. För att tillförsäkra att parkeringsbromsen kommer att vara säkert ansatt, även då bromsskivan svalnar, kan en förspänd tryckfiäder vara anordnad mellan huset och ett axiallager för drivhylsan eller mellan drivhylsan och axiallagret.

Ett arrangemang enligt uppfinningen har många fördelar: Bromskonstruktionen är modulariserad, så att hjul som inte behöver en parkeringsbroms eller en extra aktuator kan ha samma komponenter som andra hjul med undantag för den elektromekaniska aktuatom.

Elektrisk aktuering minskar behovet av ledningar och ventiler, som används vid vanligen använda, fjäderbaserade, pneumatiska aktuatorer och gör det möjligt att reducera vikt, kostnader och det krävda installationsutrymmet.

Den elektromekaniska aktuatorn kan ha mindre totaldimensioner än en fjäderbaserad, pneumatisk aktuator.

Genom att den elektromekaniska aktuatorn monteras mellan servicebromsaktuatorn och calipem finns det inget behov av extra hål eller modifikationer, vilket är fallet vid montering av en bromsaktuator på baksidan av servicebromsalrtuatorn.

Parkeringsbromsaktuatorn enligt uppfinningen möjliggör en bågformad rörelse av tryckstången från servicebromsaktuatorn, vilket ytterligare underlättar en kombination med nuvarande konstruktioner av servicebromsaktuatorer och bromsansättningsmekanismer med ett minimum av modifikationer.

De föreslagna aktuatorerna kan användas som enbart "parklocU-anordningar, i vilket fall aktuatorkonstruktionen kan förenklas och minimeras. 10 l5 20 25 30 35 530 3GB Kort beskrivning av ritningarna Uppfinningen skall beskrivas närmare i det följande under hänvisning till de bifogade ritningarna, på vilka fig 1 är en isometrisk vy av en extra bromsaktuator enligt uppfinningen inkorporerad som en modul i en konventionell skivbroms, fig 2 är en vy av delar av en första utföringsform av den extra bromsaktuatorn med delar bortbrutna av illustrationsskäl, fig 3 är en sektionsvy genom en skivbroms med den extra bromsaktuatorn enligt fig 2 i ett inaktivt eller icke ansatt läge, fig 4 motsvarar fig 3 men visar den extra bromsaktuatom i ett aktivt eller ansatt läge, fig 5 är en vy huvudsakligen motsvarande fig 2 av en modifierad extra bromsaktuator enligt uppfinningen, fig 6 är en vy också huvudsakligen motsvarande fig 2 men med modifikationen enligt fig 5 och med en viss förenkling för "parklocH-ändalnål, fig 7 är en sektionsvy motsvarande fig 3 av en andra utfiiringsform av en extra bromsaktuator enligt uppfinningen, fig 8 är en vy huvudsakligen motsvarande fig 2 (även om partier är bortbrutna) av den andra utföringsforrnen samt fig 9 är en sektionsvy av en extra bromsaktuator, som är en modifikation av aktuatorn enligt fig 3.

Detaljerad beskrivning av utföringsformer Fig 1 illustrerar en konventionell skivbromscaliper 1 med en servicebromsaktuator 2. l den utsträckning som är nödvändig för riktig förståelse för uppfinningen visas ett exempel på en caliper 1 och en servicebromsaktuator 2 ytterligare i fig 3 och 4. Arrangemanget är primärt avsett för användning på tunga landsvägsfordon, såsom lastbilar, trailers och bussar, men andra användningar kan tänkas.

Calipern - för en s k "spot"-skivbroms - kan vara av den fasta eller den glidande typen och kan användas tillsammans med en eller flera bromsskivor anordnade axiellt glidande eller icke glidande.

Servicebromsaktuatorn 2 visas som en pneumatiskt aktuerad aktuator men kan lika gärna vara hydrauliskt eller elektriskt aktuerad.

En extra elektromekanisk eller elektriskt aktuerad bromsaktuator eller -modul 3 enligt uppfinningen är monterad mellan skivbromscalípern 1 och servicebromsaktuatorn 10 15 20 25 30 530 BBB 2. Modulen 3 kan primärt användas antingen för normal parkeringsbromsning eller som en s k "parklock", såsom kommer att framgå nedan. Den kan emellertid även användas som ett Supplement till eller ett alternativ till servicebromsaktuatorn. Termen "parkeringsbromsaktuator" används nedan för enkelhetens skull.

Modulen 3 med genomgående borrningar kan fästas vid calipern 1 med samma skruvar 4 som servicebromsaktuatorn 2. Om dessa skruvar 4 är för korta, kan hylsor 5 monteras därpå.

Såsom framgår av fig 3, finns det en kolvstâng 6 i servicebromsaktuatom 2. En delvis hylsformad tryckstång 7 hos parkeringsbromsmodulen 3 är glidbart monterad därpå som en förlängning därav. I likhet med kolvstången 6 har den en rundad ände för samarbete med en svängbar förstärkningshävarrn 8 i calipern 1. Hävarmen 8 kan definieras som ett inmatningselement hos en bromsansättningsmekanism i calipern 1.

Tryckstången 7 är försedd med en fläns 9.

Parkeringsbromsmodulen 3 har ett hus 10, i vilket en drivhylsa ll med en inre gänga 12 är roterbart lagrad med hjälp av två radiallager 13, 14 och ett axiallager 15.

Drivhylsan 11 har ett yttre kugghjul 16 anslutet till en elmotor 17 via en motortransmission 18, 19 (i ett med huset 10 gemensamt hus). Såsom kommer att framgå, kan motortransmissionen vara av typen rak växel, skruvväxel eller konisk växel.

En hylsforrnad drivsockel 20 är anordnad runt tryckstången 7 i drivhylsan ll.

Rullar 21 (i det visade fallet tre rullar) är roterbart lagrade (vardera på en axel 22 med ett axiallager 23 och ett radiallager 24) på lika avstånd runt drivsoekeln 20.

Varje rulle 21 har yttre spår (icke gängor) för ingrepp med drivhylsans 11 inre gänga 12; spåren har en geometri motsvarande den hos gängan 12. Dessa spår är axiellt förskjutna på de olika rullama 21. Med tre på samma avstånd från varandra anordnade rullar 21 kommer den axiella förskjutningen att vara 1/3 av gängstigningen.

Rullama 21 kan vara cylindriska och ha axlar parallella med aktuatoms längsgående symmetriaxel, men det kan alternativt vara fördelaktigt att anordna rullarnas 21 axlar vinkelrätt mot gängoma, d v s med en viss lutning i förhållande till aktuatorns längdaxel, i kombination med en viss bombering av rullarna.

Gängingreppet mellan gängan 12 och rullarna 21 är företrädesvis självlåsande.

En insats 25 är inpressad i husets 10 ände (till vänster i figurerna) för att vara icke-roterbar. Insatsen 25 har fingrar 26, som når in i utrymmena mellan rullarna 21 (och utan att inverka på deras rörlighet) för att göra drivsockeln 20 icke-roterbar. 10 15 20 25 30 35 530 956 Den centrala öppningen i drivsockeln 20 har en storlek för att tillåta fri radiell rörelse hos tryckstången 7 däri vid skivbromsansättning i ingrepp med caliperhävarmen 8. I det i fig 3 visade viloläget hos parkeringsbromsmodulen 3 med dess drivsockel 20 ur ingrepp med tryckstångsflänsen 9 kommer servicebromsaktuatorn 2 med dess kolvstång 6 och tryckstång 7 att vara fri att manövrera caliperhävarmen 8 för servicebromsning.

När parkeringsbromsning önskas, kopplas elmotom 17 in för att rotera drivhylsan 1 1. Rullarna 21 rullar i gängan 12 och förflyttar drivsockeln 20 framåt eller till vänster i figurerna och sålunda - via tryckstångsflärisen 9 - tryckstången 7 i bromsansättningsriktningen. Servicebromskolven och dess kolvstång 6 förblir opåverkade och i det icke ansatta läget under denna parkeringsbromsansättning.

Fig 4 illustrerar arrangemanget i ett fullt ansatt parkeringsbromstillstånd. Fig 4 är ej försedd med några hänvisningsbeteckningar för tydlighets skull.

Parkeringsbromslossning åstadkoms genom rotation av elrnotom 70 i den motsatta riktningen. Ändamålet med fig 5, som inte är försedd med hänvisningsbeteckningar för tydlighets skull, är att illustrera användningen av en skruvväxel mellan elmotorn och drivhylsan istället för den raka växeln som illustreras i fig 2. Med användningen av en skruvväxel kan elmotoms axel vara vinkelrät mot drivhylsans.

I en ej illustrerad modifikation kan en forspänd tryckfjäder vara anordnad mellan huset 10 och axiallagret 15 eller mellan drivhylsan ll och axiallagret 15. Denna fjäder skall vara förspänd till ett värde som är något lägre än den kraft som används för en normal parkeringsbromsansättning.

Funktionen hos den förspända fjädern är att låta bromsskivan svalna och krympa med kvarvarande parkeringsbromskraft åstadkommen av fjädern.

Fig 6 illustrerar en något förenklad version av utfóringsformen enligt fig 3. I vissa fall krävs inte en normal parkeringsbromsfuriktion utan blott en "parklock"- funktion, d v s bromsen ansätts av servicebromsaktuatom och kan låsas i det ansatta läget av en s k "parklock"-aktuator. Fig 6 visar sålunda en sådan aktuator. Elmotom åstadkommer inte något kraftslag i detta fall utan förflyttar blott drivsockeln åt vänster i ñguren för dess "parklock"-funktion och åt höger för lossning. Detta betyder att en större andel friktionsförluster kan tillåtas, så att rullama 21 hos den tidigare utföringsforrnen kan uteslutas och ersättas av en konventionell gängverkan.

Fig 7 och 8 visar en andra utföringsforrn av en parkeringsbromsaktuator med liknande funktionskännetecken som den som visas i fig 1-5 men med en mera kompakt 10 15 20 25 30 530 SEB konstruktion. Eftersom aktuatorn kan fiamställas med en kortare axiell längd, kan dess installationsutrymme reduceras, vilket kan vara av stor fördel i fordon, där det tillgängliga utrymrnet ofta är ytterst begränsat. Samma hänvisningsbeteckningar används för de olika delarna som i fig 1-5 men med tillägget av ett "A".

Följande delar kan sålunda ígerikännas (varvid vissa lager är uteslutna): kolvstången 6, tryckstången 7A, hävarmen 8, huset 10A, drivhylsan 11A, axiallagret 15A, det yttre kugghjulet 16A, elmotorn 17A, motortransmissionen 18A, 19A, drivsockeln 20A, rullarna 21 A, flänsen 25A, fingrarna 26A och returfjädern 27.

Huvudskillnaden i förhållande till den första utföringsforinen enligt fig 1-5 är att tryckstången 7A här är försedd med yttre gängor, med vilka rullarna 21A hos drivsockeln 20A samarbetar. För att tillförsäkra den avsedda funktionen kan tryckstången 7A hindras från rotation exempelvis med hjälp av en icke roterbar anslutning till förstärkningshävarmen 8.

Om blott en "parklock"-funktion krävs, kan rullarna 21A ersättas med en konventionell gängsamverkan, såsomi fig 6.

Såsom framgått ovan och i figurerna finns det organ i de två utföringsforrnerna av uppfinningen, visade exempelvis i fig 3 respektive 7, för överföring av den roterande rörelsen hos drivhylsan 1 1 respektive 11A till en axiell rörelse hos tryckstången 7 respektive 7A genom medverkan av drivsockeln 20 respektive 20A.

I den första utföringsforrnen, exempelvis visad i fig 3, finns ett ingrepp mellan innergängan 12 i drivhylsan 11 och de yttre spåren hos drivsockeln 20, som hålls mot rotation med hjälp av fingrarna 26 i huset 10 och förs i ingrepp med flänsen 9 på tryckstången 7.

I den andra utföringsformen, exempelvis visad i fig 7, står drivsockelns 20A inre spår i ingrepp med den yttre gängan på tryckstången 7A, och drivsockeln 20A roteras av de med drivhylsan 11A förbundna fingrarna 26A.

Pig 9 visar en modifikation av den första utföringsformen som visas i fig 2-4 men tydligast i fig 3. Allmänt sett är modifikationen att parkeríngsbromsaktuatorii är integrerad i servicebromsaktuatorn för att bilda en integrerad enhet. Huvudändainålet med rnodifikationen är att ytterligare reducera utrymmeskravet för arrangemanget.

I fig 9 har delar som motsvarar delar i fig 3 samma hänvisningsbeteckningar med tillägget av bokstaven "B". De följande delarna kan sålunda återfinnas i fig 9, även om de i vissa fall har en något annorlunda konstruktion i förhållande till motsvarande del i fig 3: kolvstången 6B, tryckstången 7B, flänsen 9B, drivhylsan llB, den inre 10 15 530 955 gängan 12B, lagren l3B och 15B, det yttre kugghjulet 16B, drivsockeln 2GB, rullarna 2lB, insatsen 25B, fingrarna 26B och returfjädern 27B.

Hänvisningsbeteckningen 10B avser ett hus, vilket är gemensamt för servicebromsaktuatorn till höger i fig 9 och parkeringsbromsaktuatorn till vänster.

En skillnad mellan utföringsforrnen enligt fig 3 och dess modifikation i fig 9 är även att ytterdiametem hos kolvstången 6B är mindre än innerdiametem hos tryckstången 7B längs huvuddelen av dess längd, så att det finns ett radiellt spel mellan dessa tvâ delar under parkeringsbromsslaget eller -ansättningen för att möjliggöra relativa radialrörelser under ansättning vid ingreppet med caliperhävarmen 8, fig 3.

Tack vare den visade och beskrivna konstruktionen kan kolvstången 6, 6B med tryckstången 7, 7A, 7B fritt utföra sitt bågforrnade ansättningsslag vid servicebromsning. Vid parkeringsbromsning är organen för att möjliggöra den bågforrnade rörelsen antingen en liten sidorörelse hos membranet i servicebromsaktuatorn eller det radiella spelet mellan kolvstången 6B och tryckstången 7B, såsom visas i fig 9 och beskrivs ovan. Den senare möjligheten föredras för närvarande för alla utföringsformer.

Claims (22)

10 15 20 25 30 35 530 955 PATENTKRAV

1.Skivbroms, innefattande en skivbromscaliper (1), som har en bromsansättningsmekanism med ett inmatningselement (8), och en servicebromsaktuator (2), vilken ger inrnatningselementet en bromsansättningslcraft via en tryckstång (7;7A;7B), kännetecknad av en elektromekanisk bromsaktuator (3), som är anordnad mellan calipern (1) och servicebromsaktuatorn (2) och ansätter sin kraft, när så önskas, på tryckstången (7;7A;7B).

2. Skivbroms enligt krav 1, varvid den elektrornekaniska aktuatorn (3) innefattar en elektrisk motor (17).

3. Skivbroms enligt krav 1, varvid den elektromekaniska aktuatorn (3) används för parkeringsbromsansättning och/eller för servicebromsansättning.

4. Skivbroms enligt krav 2, varvid den elektromekaniska aktuatorn (3) används för "parklock", d v s blott har en aktueringsbibehållande funktion.

5. Skivbroms enligt krav 1, varvid bromsansättningsmekanismens inmatningselement är en svängbar förstärkningshävarm (8).

6. Skivbroms enligt något tidigare krav, varvid det finns organ för att låta den elektromekaniska aktuatom (3) samarbeta med en tryckstång (7;7A;7B) med en bågformad rörelse.

7. Skivbroms enligt något föregående krav, varvid den elektromekaniska aktuatorn (3) är monterad som en modul mellan skivbromscalipem (1) och servicebromsaktuatorn (2).

8. Skivbroms enligt något föregående krav, varvid servicebromsaktuatom (2) är pneumatiskt manövrerad.

9. Skivbroms enligt krav 1, varvid den elektromekaniska aktuatom (3) innefattar en drivhylsa (1 l;l 1A;1 IB) som är roterbart lagrad i ett hus (10;lOA;lOB) hos aktuatorn (3), och en elmotor (17) for rotation av drivhylsan, en drivsockel (20;20A;20B) , genom vilken tryckstången (7;7A;7B) sträcker sig, samt organ (12,2l ,25,26,9;2lA,25A,26A; 1 2B,2lB,25B,26B) för att överföra drivhylsans roterande rörelse till en axiell rörelse hos tryckstången genom medverkan av drivsockeln.

10. Skivbroms enligt krav 9, varvid den elektromekaniska aktuatorns (3) tryckstång (7 ;7A;7 B) är glidbart monterad som en förlängning av en kolvstång (6;6B) hos servicebromsaktuatorn (2).

11. 1 1. Skivbroms enligt krav 9, varvid drivsockeln (20;2OB) har yttre spår eller en yttre gänga för ingrepp med en inre gänga (12;l2B) i drivhylsan (1 l;1lB), varvid det 10 15 20 25 531) 955 10 finns organ (25,25;25B,26B) för att förhindra rotation av drivsockeln, och varvid tryckstången (7;7B) är försedd med en fläns (9;9B,) med vilken drivsockeln kan samverka.

12. Skivbroms enligt krav 11, varvid drivsockeln (20;20B) har roterbara rullar (21 ;2lB) försedda med spår.

13. Skivbroms enligt krav ll, varvid drivsockeln (20;20B) har en yttre gänga.

14. Skivbroms enligt krav 11, varvid organen för att förhindra rotation av drivsockeln (20;20B) är fingrar (26;26B) på en insats (25;25B) i huset (l0;l0B), vilka fingrar sträcker sig in mellan rullama (21 ;2lB).

15. Skivbroms enligt krav 9, varvid drivsockeln (20A) har inre spår eller en inre gänga för ingrepp med en yttre gänga på tryckstången (7A), varvid det finns organ (25A,26A) för att roterbart förbinda drivsockeln med drivhylsan (l1A).

16. Skivbroms enligt krav 15, varvid drivsockeln (20A) har roterbara rullar (2lA) försedda med spår.

17. Skivbroms enligt krav 15, varvid drivsockeln (20A) har en mindre gänga.

18. Skivbroms enligt krav 15, varvid organen för att roterbart förbinda drivsockeln (20A) med drivhylsan (11) är fingrar (26A) på en insats (25A) i drivhylsan, vilka fingrar sträcker sig in mellan rullama (2lA).

19. Skivbroms enligt krav 12 och 14 eller 15 och 17, varvid en törspänd tryckfiäder är anordnad mellan huset (10;10A;l0B) och ett axiallager (15;15A;15B) för drivhylsan (11;l 1A;1lB) eller mellan drivhylsan och axiallagret.

20. Skivbroms enligt krav 9, varvid huset (IOB) för den elektromekaniska bromsaktuatorn är integrerat med huset för servicebromsaktuatorn.

21. Skivbroms enligt krav 6 och 10, varvid kolvstångens (6B) ytterdiaineter är mindre längs huvuddelen av dess längd än tryckstångens (7B) innerdiarneter.

22. Elektromekanisk bromsaktuator för användning i en skivbroms enligt något av föregående krav.