CN101186204A - 将圆锥滚子用于斜面型制动钳的车辆停车制动系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种将圆锥滚子用于斜面型制动钳的车辆停车制动系统，其中因为斜面型制动钳中安装有圆锥滚子，该制动钳在停车制动系统操作过程中经由轴向力产生停车制动力，通过圆锥滚子的轴向表面接触，产生稳定的轴向力和获得较大的接触面积，这样该系统不需要很高精度地锻造，而该高精度是斜面型制动钳中的滚珠在进行点接触时所需要的，因此制造工艺变得容易。

Description

将圆锥滚子用于斜面型制动钳的车辆停车制动系统

技术领域

本发明涉及一种车辆停车制动系统，尤其涉及一种将圆锥滚子用于斜面型制动钳的车辆停车制动系统，该制动钳通过面接触操作产生保持轮盘的轴向力。

背景技术

一般而言，用于将车辆临时停放或停止于倾斜马路例如斜坡上的停车制动系统，被设计成利用手拉电缆来压制车轮和通过操作驾驶座一侧的停车杆而制动，并且与利用液压经过踏板来压制车辆的普通制动系统不同。

这些停车制动系统包括：手动操作的停车杆、通过设置于停车杆上的棘轮组件(未示出)被拉动或释放并且通过操作释放制动器用的释放钮而制动的停车制动电缆、以及设置在将左右后车轮连接起来的左右电缆之间以均匀分配操作力的均衡器。

停车制动系统一般当车轮被强大的压力锁定时进行工作，该压力是通过停车制动器的操作力将衬垫压在轮鼓上而产生的。

取代将衬垫压在轮鼓上的方法是，利用使用制动钳的方法，该方法中车轮位于两个衬垫之间以执行制动。构成这种停车制动系统并将制动力施加于车轮上的制动钳称为BIR制动钳(将滚珠用于斜面型制动钳中)。

以下是BIR制动钳的操作方法：当拉动停车杆时，BIR制动钳内产生轴向力，制动钳内的滚珠在轴向力的拉动下沿着斜面路径移动，由于滚珠的位置沿着斜面路径的变化从而增加的轴向力通过将衬垫压在车轮上而充当停车制动力。

但是，当BIR制动钳在停车制动系统中产生停车制动力时，通过停车制动系统的操作力而产生的轴向力(将衬垫推向轮盘的力)仅依赖于滚珠沿着斜面路径的移动，并且，在产生轴向力的过程中，具有滚珠用路径的斜面应该均匀成形有精细的加工面，用于精确传递轴向载荷。所以，这种制动钳难以制造。

而且，因为主要产生轴向力的滚珠位于两个轴体之间，形成用于滚珠滚动和移动的双重斜面路径，所以需要花很长时间来制造表面均匀且精细的斜面。

此外，因为如上的难以制造的斜面要经过精细锻造，所以由于局限性更难以制造该斜面和获得所希望的质量。

发明内容

本发明的目的是，通过采用将圆锥滚子安装于斜面型制动钳中就容易进行制造工艺而无需很高的精度锻造，所述的很高精度锻造是斜面型斜面中的滚珠进行点接触所需的，在停车制动器的操作过程中，该斜面型制动钳通过轴向力产生停车制动力，圆锥滚子的轴向面接触产生具有较大接触面积的稳定轴向力。

本发明提供一种将圆锥滚子用于斜面型制动钳的车辆停车制动系统，其包括停车制动操作部，制动钳单元，制动力传递部和制动力产生部。制动钳单元产生操作力以在操作停车杆的同时经由均衡器均匀拉动停车电缆。制动钳单元将拉动停车电缆的力转换成旋转力和轴向力，并覆盖轮盘的两侧以将衬垫压在所述的两侧以及在操作停车制动操作部的同时保持制动力。制动力传递部轴向移动衬垫以在制动钳壳体内挤压轮盘的侧面，该制动钳壳体形成制动钳单元的整体形状。制动力产生部包括输入斜面轴体(inputramp)，轴向移动件，输出斜面轴体(output ramp)和弹簧。输入斜面轴体具有与电缆连接器相连的一端，该电缆连接器在制动钳壳体的外侧被固定于停车电缆上，并且由于电缆连接器的拉力而旋转。轴向移动件具有通过沿着输入斜面轴体上所形成的V型横截面的路径凹槽滚动而移动的圆锥滚子。输出斜面轴体具有用于圆锥滚子滚动的V型横截面路径凹槽，并通过圆锥滚子的移动而被轴向推动，该输出斜面轴体轴向挤压制动力传递部。当输出斜面轴体轴向移动时，弹簧被压缩并且当轴向力释放时，该弹簧将弹性恢复力施加于输出斜面轴体上。

输入斜面轴体的杆和电缆连接器相连的部分可用密封帽覆盖以密封填充于制动钳壳体中的油。此外，所述输入斜面轴体的杆和电缆连接器相连的部分可具有弹性材料制成的密封环。输出斜面轴体与容纳弹簧的支架壳体相耦合，该支架壳体由锁定突部锁定，该锁定突部从压板的外圆周表面突起，该压板限定输出斜面轴体的杆的端部。

输入斜面轴体可包括杆和旋转板。杆可从制动钳壳体的外侧伸出，并可与电缆连接器相连以当停车电缆被拉动时进行旋转。旋转板可具有V型横截面凹槽以安装轴向移动件的圆锥滚子。

轴向移动件可包括固定板和圆锥滚子。固定板可位于输入斜面轴体和输出斜面轴体之间。圆锥滚子可被旋转地组装于固定板中并定位于输入斜面轴体和输出斜面轴体的路径凹槽中。

输出斜面轴体可包括压板和杆。压板可具有V型横截面的路径凹槽以安装轴向移动件的圆锥滚子。杆可从压板伸出，并具有比压板小的直径以装配弹簧。

轴向移动件可由装配入中心孔内的支撑轴支撑。支撑轴的两端可分别插入输入斜面轴体的旋转板的中心孔以及输出斜面轴体的压板的中心孔内。

附图说明

为了更好地理解本发明的特征和目的，下面参照附图详细描述本发明，其中：

图1所示为根据本发明的一个实施例将圆锥滚子用于斜面型制动钳的停车制动器的构造的视图；

图2A所示为当停车制动器工作时在制动钳中产生轴向力的制动力产生部的操作图；

图2B所示为当停车制动器工作时在制动钳中产生轴向力的制动力产生部的操作图。

具体实施方式

图1所示为根据本发明的一个实施例将圆锥滚子用于斜面型制动钳的停车制动系统的构造的视图。参照图1，根据本发明的一个实施例，停车制动系统包括：停车制动操作部1，它通过均衡器均匀分配车内操作杆的操作力；停车电缆2，其经由均衡器被拉动并传递在停车制动操作部1的操作过程中产生的操作力；以及制动钳单元3，当拉动停车电缆2时，该制动钳单元3通过旋转产生停车制动力并将该停车制动力转换成将衬垫5压在轮盘D上的轴向力。

制动钳单元3包括：覆盖车轮轮盘D两侧的制动钳壳体4；制动力产生部7，其安装在制动钳壳体4中以根据拉动停车电缆2的力产生旋转力；以及制动力传递部6，其利用制动力产生部7中产生的轴向力将衬垫5移至轮盘D的两侧从而保持停车制动力。

至于制动力传递部6，当拉动停车电缆2时，一个轴体旋转另一轴体相应地进行轴向移动，而制动力传递部6通过轴向力轴向移动并将衬垫5压在轮盘D上，结果产生停车制动力。这种操作与普通的BIR(斜面中的滚珠)制动钳相同，也是利用经过滚珠和斜面传递的轴向力将衬垫5压在轮盘上。

制动力产生部7包括：输入斜面轴体8，其端部与紧固至停车电缆2上的电缆连接器15相连并通过经电缆连接器15的拉力进行旋转，该停车电缆2被从制动钳单元3的外侧拉动；轴向移动件9，当输入斜面轴体8旋转时，该轴向移动件9通过接触输入斜面轴体8而产生轴向力；以及输出斜面轴体10，其通过轴向移动件9产生的轴向力轴向移动，并产生将衬垫5压在轮盘D上的制动力；以及弹簧11，当输出斜面轴体10轴向移动时该弹簧被压缩，并当轴向力释放时该弹簧11将弹性恢复力施加于输出斜面轴体10上。

弹簧11是卷簧。

输出斜面轴体10与限制弹簧11位置的支架壳体12相耦合，其被锁定至锁定突部10d上，该锁定突部10d沿着压板10b的外圆周突出，该压板10b为输出斜面轴体10的杆10a的端部。支架壳体12位于制动钳壳体4内使得支架壳体12不能移动。

锁定端12a形成为沿着输出斜面轴体10的压板10b的圆周方向具有预定的宽度和长度，并且该锁定端12a有孔以便输出斜面轴体10的突起的锁定突部10d插入，同时在锁定端12a的对面形成容纳面以支撑弹簧11。至于整个结构，环绕并容纳弹簧11的部分狭窄并且仅锁定端12a的外圆周上形成有预定间隔的开口。

一个具有预定大小的孔穿过锁定端12a形成，以锁定输出斜面轴体10的锁定突部10d。所述大小被确定为其不限制锁定突部10d在输出斜面轴体10轴向移动时进行相应移动的行程。其它孔穿过除了锁定突部10d用的那部分之外的其它部分而形成，从而主要减小锁定端12a所形成的框架。

支架壳体12的锁定端12a通常多于一个，优选以120°的三个预定位置相等设置，从而稳定地分布力。锁定突部10d从杆10a一端的压板10b突起并形成于输出斜面轴体10上，与锁定端12a对应，这样它们通过锁定支架壳体12的锁定端12a来锁定弹簧11。

当被传递至电缆连接器15的停车电缆2的拉力被转换成旋转力时，制动力传递部6将旋转力转换成轴向力以将衬垫5压在轮盘D上。更具体地说，如图2所示，当轴向移动件9以纵向面接触的方式移动时，制动力传递部6移动，该轴向移动件9位于输入斜面轴体8和输出斜面轴体10上所形成的路径凹槽之间。

轴向移动件9包括：位于输入斜面轴体8和输出斜面轴体10之间的固定板9a，以及旋转组装在固定板9a上并且位于输入斜面轴体8和输出斜面轴体10的路径凹槽8c，10c中的圆锥滚子9b。

以规则间隔形成于输入斜面轴体8的旋转板8b上以及输出斜面轴体10的压板10b上的路径凹槽8c，10c彼此面对并且具有V型横截面，如图2B所示，轴向移动件9的圆锥滚子9b纵向位于V型横截面区域中。

因为每个路径凹槽8c，10c具有V型横截面，与轴向移动件9的圆锥滚子9b为表面接触，并且该圆锥滚子9b沿着V型横截面的凹槽滚动，所以通过与滚珠相比，在锻造中无需以高精度加工斜面路径凹槽8c，10c，这样提高了生产力。

输入斜面轴体8和输出斜面轴体10的每个路径凹槽8c，10c以及轴向移动件9的圆锥滚子9b可以多于一个，但它们都优选以120°的三个预定位置设置。

圆锥滚子9b为纵向锥形柱体，其一端的直径大于另一端，当将其组装入固定板9a时，圆锥滚子9b较大直径的一端面向固定板9a的外侧。

圆锥滚子9b的两端由固定板9a支撑，这样圆锥滚子9b可像轴承中的滚珠那样自由旋转。例如，通过将圆锥滚子9b的两个端部的突起插入固定板9a上的凹槽内，或者通过将固定板9a的圆锥滚子9b用的容纳凹槽中所形成的突起插入圆锥滚子9b的两个端部的凹槽内，或者通过在固定板9a的圆锥滚子9b用的容纳凹槽中形成凹槽然后将穿过圆锥滚子9b的销轴的两端插入所述凹槽内，可将圆锥滚子9b组装入固定板9a内。

通过将支撑轴16装入轴向移动件9的中心通孔中，并且支撑轴16的两端分别插入输入斜面轴体8的旋转板8b的中心孔内以及输出斜面轴体10的压板10b的中心孔内，所述支撑轴16可支撑轴向移动件9。

密封帽13装至输入斜面轴体8的杆8a上，该杆8a与电缆连接器15相连从而密封制动钳壳体4中所填充的油，而密封环14被插入密封帽13与杆8a之间。

密封帽13形成一突起，该突起在制动钳壳体4当中向主体外突起一小直径，并环绕输入斜面轴体8的杆8a以减少其露出的部分。

现在参照附图详细描述本发明的一个实施例的操作。

根据本发明的一个实施例，停车制动系统将圆锥滚子用于斜面型制动钳中，该制动钳借助面接触产生轴向力，这样它不需要很精细地锻造，而这却是借助线接触产生轴向力的BIR制动钳所需的，在本发明系统的操作过程中通过产生足够的轴向力来控制轮盘D。

如图1所示，在将圆锥滚子装入斜面的过程中，该圆锥滚子经由在如上述构成的停车制动器的制动钳中旋转和轴向移动而产生停车制动力，制动力产生部7，制动力传递部6，以及衬垫5都相继连接于制动钳壳体4中，该制动钳壳体4形成整体外形并覆盖轮盘D的两侧。

位于制动力传递部6前面的制动力产生部7被组装成使得装配有支撑轴16的轴向移动件9位于输入斜面轴体8与输出斜面轴体10之间，其中支架壳体12被锁定至锁定突部10d上并且弹簧11与制动力传递部6在支架壳体12中接触，所述的制动力传递部6将轮盘D两侧的衬垫5压在轮盘D上，所述锁定突部10d从输出斜面轴体10的压板10b突起。

输入斜面轴体8经由轴向移动件9与输出斜面轴体10相连，并且杆8a的一端位于制动钳壳体4的外侧，电缆连接器15与杆8a的上述端相连。

输入斜面轴体8的杆8a与电缆连接器15相连，并提供密封以防止填充于制动钳壳体4内的油(润滑剂)泄漏。相应地，输入斜面轴体8的杆8a穿过制动钳壳体4，密封环14被附加设置至杆8a被装配的部分。

关于将轴向移动件9组装于输入斜面轴体8和输出斜面轴体10之间的初始条件，如图2A和2B所示，圆锥滚子9b被纵向插入V型横截面的路径凹槽8c，10c内，所述路径凹槽形成于输入斜面轴体8的旋转板8b和输出斜面轴体10的压板10b上。

在停车制动系统的工作过程中，当圆锥滚子9b沿着路径凹槽8c、10c滚动时，由于圆锥滚子的直径，需加宽输入斜面轴体8和输出斜面轴体10之间的间隙，轴向移动件9的圆锥滚子9b的初始位置被确定，从而由于这种加宽产生停车制动力，通过轴向移动输出斜面轴体10，该停车制动力允许制动力传递部6将衬垫5移向轮盘D。

根据本发明的一个实施例，将圆锥滚子用于斜面型制动钳的停车制动系统的操作与将滚珠用于斜面型制动钳的普通停车制动系统非常类似，现在参照附图描述该系统。

当构成停车制动操作部1的杆(一般的停车杆)被拉动以停车制动车辆时，如图1所示，作用在该杆上的拉力经由均衡器拉动停车电缆2，并作为安装在车轮轮盘D上的制动钳单元3中的轴向力。制动钳单元3中的轴向力将衬垫5压在轮盘D的两侧并最终作为停车制动力。

现详细描述制动钳单元3的操作。当停车电缆2拉动与该停车电缆2相连的电缆连接器15时，制动力产生部7旋转并产生轴向力于轮盘D上，其中该制动力产生部7的一端固定于电缆连接器15上。

当制动力产生部7工作时，输入斜面轴体8由于电缆连接器15的拉力而旋转(例如顺时针)，轴向移动件9随着输入斜面轴体8旋转而轴向移动，输出斜面轴体10由于轴向移动件9的移动而轴向移动。

如图2A和2B所示，圆锥滚子9b通过沿着形成于输入斜面轴体8的旋转板8b上的路径凹槽8c自由旋转和滚动，轴向移动件9的圆锥滚子9b移至彼此面对的输入斜面轴体8和输出斜面轴体10的V型横截面路径凹槽8c，10c的端部。因此，当滚动时，圆锥滚子9b将输出斜面轴体10的压板10b推离输入斜面轴体8的旋转板8b。

当圆锥滚子9b如上所述地移动时，彼此面对的输入斜面轴体8和输出斜面轴体10之间形成间隙L，与轴向间隙L相对应的力F轴向推动输出斜面轴体10，然后输出斜面轴体10相应地推动制动力传递部6。

由于轴向移动件9的圆锥滚子9b以预定距离设置，所以它们在输入斜面轴体8上均匀移动，并同时将均匀的轴向力F施加于输出斜面轴体10上。

当输出斜面轴体10在轴向行程中被推动时，它压缩弹簧11，也即，压缩压板10b和支架壳体12之间的弹簧11，并挤压制动力传递部6，该压板10b在输出斜面轴体10中形成杆10a用的端部。通过将衬垫5移向轮盘D，挤压制动力传递部6的力被转换成停车制动力。

输出斜面轴体10的轴向行程不受支架壳体12限制，因为与支架壳体12锁定端12a的孔相对应的输出斜面轴体10的锁定突部10d在这些孔内移动并且支架壳体12不限于在制动钳壳体4内移动。

当停车制动系统被释放时，其操作与该停车制动系统进行工作的操作相反。当通过释放停车制动操作部1而松开停车电缆2并且释放拉动电缆连接器15的力时，具有电缆连接器15固定于其一端的制动力产生部7借助于弹簧11的弹性恢复力而轴向移动并且旋转(与在停车制动系统操作过程中的方向相反，也即轴向远离轮盘的方向和逆时针方向)。相应地，施加于轮盘D上的压力通过制动力产生部7的移动而释放，停车制动部被解锁。

因此，制动力产生部7的输入斜面轴体8的旋转力被释放并且输入斜面轴体8旋转(逆时针)至初始状态，输出斜面轴体10的压板10b被弹簧11的弹性恢复力推动，与轴向移动件9的圆锥滚子9b相互作用。

轴向移动件9的圆锥滚子9b沿着输出斜面轴体10的压板10b的路径凹槽10c移动。如图2B所示，位于V型横截面的路径凹槽10c的端部上的圆锥滚子9b由于摩擦而自由滚动并向内移动。

当圆锥滚子9b移动时，输入斜面轴体8借助于电缆连接器15所释放的拉力而逆时针旋转并返回至初始位置。相应地，圆锥滚子9b同样也相对于输出斜面轴体10的路径凹槽10c以及输入斜面轴体8的路径凹槽8c移动。

由于轴向移动件9的圆锥滚子9b在输入斜面轴体8和输出斜面轴体10的V型横截面路径凹槽8c和10c内移动，如图2A所示，输出斜面轴体10和输入斜面轴体8经由被轴向移动件9紧密挤压的旋转板8b和压板10b返回至初始状态。

当输入斜面轴体8，轴向移动件9，和输出斜面轴体10返回至初始位置时，制动力产生部7的轴向间隙L减小。相应地，制动力传递部6和衬垫5相继返回至初始位置，施加在轮盘D上的压力被释放并且停车制动系统被解锁。

如上所述，根据将圆锥滚子用于斜面型制动钳的停车制动系统，由于圆锥滚子安装于斜面型制动钳中，在停车制动系统操作过程中该制动钳通过轴向力产生停车制动力，通过圆锥滚子的轴向表面接触，产生稳定的轴向力并获得较大的接触面积，这样它不需要很高精度的锻造，而这种高精度是斜面型制动钳中的滚珠进行点接触所需的，因此简化了制造工艺。

虽然出于例示的目的披露了本发明的优选实施例，但本领域技术人员应理解的是，在不违背随附的权利要求中所披露的本发明的范围和宗旨的情况下，可以进行各种修改、添加和替换。

Claims (13)

1.一种将圆锥滚子用于斜面型制动钳的车辆停车制动系统，包括：停车制动操作部，其产生操作力以在操作停车杆的同时经由均衡器均匀拉动停车电缆；制动钳单元，其将拉动停车电缆的力转换成旋转力和轴向力，并且覆盖轮盘两侧以将衬垫压在该两侧以及在操作停车制动操作部的同时保持制动力；制动力传递部，其将衬垫轴向移动以在制动钳壳体内挤压轮盘两侧，该制动钳壳体形成制动钳单元的整体形状；制动力产生部，其包括：输入斜面轴体，该输入斜面轴体的一端与电缆连接器相连，该电缆连接器在制动钳壳体的外侧被紧固于停车电缆上，该输入斜面轴体由于电缆连接器的拉力而旋转；轴向移动件，其具有通过沿着输入斜面轴体上所形成的V型横截面路径凹槽滚动从而移动的圆锥滚子；输出斜面轴体，其具有用于圆锥滚子滚动的V型横截面路径凹槽，圆锥滚子的移动轴向推动该输出斜面轴体，而该输出斜面轴体轴向挤压制动力传递部；以及弹簧，当输出斜面轴体轴向移动时该弹簧被压缩并且当轴向力被释放时该弹簧将弹性恢复力施加于输出斜面轴体上。

2.根据权利要求1所述的将圆锥滚子用于斜面型制动钳的车辆停车制动系统，其特征在于，所述圆锥滚子与输入斜面轴体和输出斜面轴体的路径凹槽表面接触。

3.根据权利要求2所述的将圆锥滚子用于斜面型制动钳的车辆停车制动系统，其特征在于，所述圆锥滚子和路径凹槽都是以120°的三个预定位置相等设置。

4.根据权利要求2所述的将圆锥滚子用于斜面型制动钳的车辆停车制动系统，其特征在于，所述输入斜面轴体包括杆和旋转板，该杆从制动钳壳体外侧伸出并且与电缆连接器相连以当停车电缆被拉动时进行旋转，该旋转板具有V型横截面凹槽以安装轴向移动件的圆锥滚子。

5.根据权利要求4所述的将圆锥滚子用于斜面型制动钳的车辆停车制动系统，其特征在于，所述输入斜面轴体的杆和电缆连接器相连的部分被密封帽覆盖，从而防止制动钳壳体中所填充的油泄漏并进一步提供弹性材料制成的密封环。

6.根据权利要求2所述的将圆锥滚子用于斜面型制动钳的车辆停车制动系统，其特征在于，所述轴向移动件包括固定板和圆锥滚子，该固定板位于输入斜面轴体和输出斜面轴体之间，该圆锥滚子可旋转地组装于固定板中并定位于输入斜面轴体和输出斜面轴体的路径凹槽内。

7.根据权利要求6所述的将圆锥滚子用于斜面型制动钳的车辆停车制动系统，其特征在于，所述轴向移动件通过将一支撑轴从一中心孔装入而被支撑，该支撑轴的两端分别被插入输入斜面轴体的旋转板的中心孔以及输出斜面轴体的压板的中心孔内。

8.根据权利要求6所述的将圆锥滚子用于斜面型制动钳的车辆停车制动系统，其特征在于，所述圆锥滚子为纵向锥形柱体，其一端的直径小于另一端，当圆锥滚子被组装于固定板内时具有较大直径的端部面向外侧。

9.根据权利要求2所述的将圆锥滚子用于斜面型制动钳的车辆停车制动系统，其特征在于，所述输出斜面轴体包括压板和杆，该压板具有V型横截面路径凹槽以安装轴向移动件的圆锥滚子，该杆从压板伸出并且具有比压板小的直径以装配弹簧。

10.根据权利要求9所述的将圆锥滚子用于斜面型制动钳的车辆停车制动系统，其特征在于，所述输出斜面轴体与支架壳体耦合，该支架壳体容纳弹簧并由锁定突部锁定，该锁定突部从压板的外圆周突起，该压板形成输出斜面轴体的杆的端部。

11.根据权利要求10所述的将圆锥滚子用于斜面型制动钳的车辆停车制动系统，其特征在于，所述支架壳体包括锁定端和锁定端开始延伸的部分，所述锁定端上有孔，并有一定的长度和宽度以插入和锁定输出斜面轴体的锁定突部；锁定端开始延伸的部分在直径上减小以形成弹簧用的容纳面。

12.根据权利要求10所述的将圆锥滚子用于斜面型制动钳的车辆停车制动系统，其特征在于，所述支架壳体的锁定端以及输出斜面轴体的锁定突部都是以120°的三个预定位置相等设置。

13.根据权利要求11所述的将圆锥滚子用于斜面型制动钳的车辆停车制动系统，其特征在于，所述锁定端上的孔的长度被确定为使得该长度不限制锁定突部在输出斜面轴体轴向移动的同时通过该输出斜面轴体进行移动的行程。

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