转子制动器 |
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| 申请号 | CN201720292547.2 | 申请日 | 2017-03-23 | 公开(公告)号 | CN207634563U | 公开(公告)日 | 2018-07-20 |
| 申请人 | 福伊特专利有限公司; | 发明人 | B.亚历山大; F.哈特穆特; | ||||
| 摘要 | 本实用新型涉及一种用于液 力 传动单元的 转子 制动 器装置，其具有制动器 摩擦衬片 (2)和压紧元件(6)，所述转子制动器装置被构造为在转子制动器启用时所述压紧元件(6)能把所述制动器摩擦衬片(2)压在液力传动单元的转动元件(3)上并且由此使得所述转动元件(3)制动，其中，转子制动器装置构造为使得所述制动器摩擦衬片(2)能从转子制动器是打开的初始 位置 首先向所述制动器摩擦衬片(2)与所述转动元件(3) 接触 的制动位置运动，然后在保持该接触的条件下可以沿所述转动元件(3)的圆周方向移动一段距离，使得所述转动元件(3)能由此相应地一同运动。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种用于液力传动单元的转子制动器装置，其具有制动器摩擦衬片(2)和压紧元件(6)，所述转子制动器装置被构造为，在转子制动器启用时所述压紧元件(6)能把所述制动器摩擦衬片(2)压在液力传动单元的转动元件(3)上并且由此使得所述转动元件(3)制动，其特征在于， |
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| 说明书全文 | 转子制动器技术领域[0001] 本实用新型涉及一种用于液力传动单元的转子制动器装置，其具有制动器摩擦衬片和压紧元件，其被构造为在转子制动器启用时压紧元件把制动器摩擦衬片压在液力传动单元的转动元件上并且由此使得转动元件制动。 [0003] 本实用新型也涉及一种用于控制这种传动单元的方法。 背景技术[0004] 例如专利文献DE 4226665 A1公开了一种具有转子制动器装置的液力传动单元和一种相应的转子制动器装置。文献中示出具有液力离合器、液力变矩器和多个机械式传动级的液力传动装置，尤其如用于有轨交通工具的那样。通过主侧转轮的转动通过注油传递到从侧转轮上的方法进行液力传递扭矩。若无扭矩传递，则机油被排出中间空间。然而中间空间排空时通过在两个转轮之间空气的涡流还是会传递一定的扭矩，会使得传动装置的接在从侧的部件转动。为了切换为下级机械式传动级，从侧必须能以确定的运行状态制动。所述转子制动器为此规定，其间接地与液力变速器组件的从侧轴连接并且由此可以制动和固持从侧。 [0005] 在停止状态中或者在从侧的转速低时就可以切换下级机械式传动级。为此，具有齿部的机械式换挡元件通过轴向移动与应当切换的传动装置元件的齿部构成嵌接；这种构造方式例如是爪齿离合器。在此会发生的情况是，在换挡元件和传动装置元件之间出现所谓的对齿位置，就是说两个齿部没有相互嵌入，齿侧向地相撞，使得不可能正常切换。这种状态必须被识别到，切换过程必须被中断并且完整地重复，这很耗费时间。于是就只能非常迟缓地进行正常的牵引运行。实用新型内容 [0006] 本实用新型要解决的技术问题在于，提供一种合适的、用于液力传动单元的转子制动器装置，其可以实现简化的和可靠的换挡而没有不必要的时间延迟。 [0007] 上述对于装置的技术问题按照本实用新型通过按照本实用新型的设计方案解决。在这种设计方案中转子制动器装置构造为，所述制动器摩擦衬片能初始位置从初始位置首先向制动位置运动，在所述初始位置中转子制动器是打开的，并且在所述制动位置中所述制动器摩擦衬片与所述转动元件接触，然后在保持该接触的条件下可以沿转动元件的圆周方向移动一段距离，其中，转动元件可以由此相应地一同运动。按照本实用新型的设计方案由此提供优点，转动元件通过转子制动器的操纵不仅可以被制动，还可以附加地沿圆周方向一定程度地运动。若出现对齿位置，则转子制动器仅须交替式地停用和启用几次，以便顺利实现换挡的相互嵌入。真正的换挡过程、即轴向力在换挡元件上的施加不必为此中断。一旦沿圆周方向的运动进行到解除对齿位置的程度，则换挡元件自动地向传动装置元件的齿部中运动。 [0008] 根据待切换的齿部的分布和形状，沿圆周方向的运动的长度和/或在换挡时自动实施的启用转子制动器的数量可以设计得不同。在转子制动器和控制、尤其启用-停用-更替的数量的相应设计的情况下，可以实现很好的可靠性，使得可以取消用于检测正常换挡的传感器。这与迄今为止已知的、具有用于在释放牵引力之前检查换挡位置的传感器的设计方案不同地提供附加的成本优势。 [0009] 压紧元件可以直接地或者间接地通过一个或者多个传导力的中间元件、例如杠杆、连接部件或者类似物作用在制动器摩擦衬片上。压紧元件例如可以液压式、气动式、电磁式或者电气式形成所需的力。 [0010] 对于转子制动器的控制基本上有两种不同的工作方式： [0011] 其一是常开原理：在此，转子制动器在转动元件静止时不被启用。即制动器摩擦衬片不与转动元件接触，转子制动器是开启的。在具有液压式压紧的转子制动器装置中该原理主要适用于系统在运行中才通过传动动力学形成用于液压系统的压力。 [0012] 另一种是常闭原理：在此，转子制动器在转动元件静止时闭合、制动器摩擦衬片贴靠在转动元件上并且固持转动元件。若切换为牵引运行，则在压紧元件上的压力被减小，以使制动器摩擦衬片运动离开转动元件并且使转子制动器打开。在液压式压紧的情况中，对于该原理所需的系统可以与传动动力学不相关地产生在液压系统中的压力。 [0013] 所述制动器摩擦衬片指的是可以与转动元件形成接触的、并且适用于产生用于制动的摩擦力。适用于制动器摩擦衬片的材料例如尤其是非磁性金属或者合成树脂连接的磁性金属或者烧结摩擦材料制成的、浸渍的组织。 [0015] 尤其地，转子制动器装置可以构造为，压紧元件不仅能控制制动器摩擦衬片从初始位置到制动位置的运动，还能控制沿圆周方向的移动。由此便不再需要第二个促动器，这使得构造可以更有利、更省空间和更简单地控制。 [0016] 尤其优选的是，转子制动器装置具有带有制动器摩擦衬片的杠杆、用于杠杆的支点和用于支点的导引件，支点可以在导引件中移动。转子制动器装置构造为，在转子制动器启用时通过杠杆围绕支点的转动使得制动器摩擦衬片可以从初始位置进入制动位置。压紧元件为此在作用位置上把力传导至杠杆。若压紧力继续作用，则支点就可以在导引件中移动，由此使得制动器摩擦衬片可以进行沿转动元件的圆周方向的运动。在此，转动元件通过该运动相应地沿圆周方向随动。通过这种杠杆机构可以尤其简单和可靠地实现转子制动器的预期的附加功能。通过杠杆还可以把施加在转动元件上的制动力和制动器摩擦衬片可以完成的运动轨迹有针对性地从设计方面影响。此外，可以实现简单的可能性用于制动器的复位。 [0017] 尤其地，杠杆可以构造为使得液压缸的作用位置距离支点比制动器摩擦衬片远。由此相对于通过压紧元件施加在杠杆上的力提高制动力。备选地，杠杆也可以构造为使得作用位置比制动器摩擦衬片更近地布置在支点上。由此可以实现制动器摩擦衬片向转动元件的运动大于相应于活塞在液压缸中的纯的移动路径的运动。 [0018] 在有利的设计方案中，导引件存在于杠杆上并且支点实施为与用于转子制动器的支撑结构固定地连接的销钉或者销栓。备选地，支点可以实施为与杠杆固定地连接的销钉或者销栓，导引件可以存在于支撑结构上。转子制动器通过被视为支撑结构的部件可以与传动单元固定地连接，以便可以支撑压紧力。支撑结构例如可以是一种制动器壳体或者传动装置壳体的一部分。或者也可以配设存在于传动单元上的通道板(Kanalplatte)作为用于支点的支撑结构。然而也可以想到其他的实施方式。固定地连接在此指的是可以传导必要的力。导引件例如可以实施为裂隙或者空槽、轨或者槽或者类似物。 [0019] 尤其有利的是导引件构造为基本上直线式的导引槽。这可以非常简单地制造。 [0020] 对具有杠杆的设计方案的备选是，转子制动器装置可以具有滑槽导引件，滑槽导引件引导制动器摩擦衬片从初始位置向制动位置的运动和其沿圆周方向的移动。由此也可以以更简单和可靠的方式实现按照本实用新型的装置的功能。 [0021] 尤其有利的实施方式是，压紧元件实施为直线式作用的促动器、优选实施为液压缸。相对于电磁式转子制动器，液压缸用作用于转子制动器的压紧元件带来的极大优点在于，可以使用本来就有的机油循环用于控制。由此取消了转子制动器单独的和耗费的电磁式控制，以及为此单独的线束。通过液压式控制可以实现制动器摩擦衬片的更大移动行程和更大压紧力，尤其是两个参数与磁体构造无关。仅需要一个用于控制的标准磁阀，不再需要为压紧而专门调整的电磁体。同时显著减小所需安装空间。通过液压缸可以产生比迄今为止常用的转子制动器更高的压紧力和进而产生更大的制动力。制动缸是已知的。制动缸具有活塞和壳体，活塞可以在壳体中来回运动。通过压力室控制液压缸，液压流体可以通过供应管路导入压力室，以便在活塞上施加压力，用于移动活塞和施加压紧力。存在液压缸和磁阀的标准件，使得由此产生比在单独设计和制造的组件中更低的成本。 [0022] 通过实施为双动式缸的液压缸可以以有利的方式实现制动器的复位。这种液压缸具有第二压力室，第二压力室可以填充液压流体，使得活塞沿相反的方向运动。根据在哪个压力室中产生的压力较高，制动器可以启用或者打开。优选地，为了在这种情况中控制而使用两个磁阀或者合适的切换阀。 [0023] 在按照本实用新型的实施方式中压紧元件也可以实施为电磁式压紧元件。 [0024] 当转子制动器装置构造为压紧元件的力的作用线和制动器摩擦衬片的制动力的作用线在制动位置中在朝向转动元件的直线式延长线上成小于90 °的角度时，可以以有利的方式实现制动器摩擦衬片沿转动元件的圆周方向的运动。由此实现在转动元件上有效施加力并且可以通过杠杆机构和唯一的压紧元件实现需要的运动。 [0025] 尤其有利的是还存在至少一个复位元件、尤其至少一个复位弹簧，其嵌接在杠杆或者压紧元件上，使得在转子制动器启用被取消时可以引起制动器摩擦衬片的与沿圆周方向的移动相反的运动和/或回到初始位置。由此例如在压力缸的压力室中的压力低于确定的阈值时，使得制动器摩擦衬片移动离开转动元件。因而可以通过单侧作用的液压缸实现制动器的有目的的控制。也可以存在多个复位元件，例如一个用于抵抗在初始位置和制动位置之间的移动，另一个用于抵抗沿转动元件的圆周方向的运动。 [0026] 同样可以存在一种复位元件，其布置为使得杠杆或者压紧元件可以沿转动元件的方向运动并且由此在压力室中的压力低于确定的阈值时引起制动器闭合。在先所述的变型设计方案中，制动器在没有施加压力时是打开的，在第二种变型设计方案中，制动器在没有施加压力时是闭合的。在第二种变型设计方案中例如可以通过双动式的液压缸一方面打开制动器，另一方面对制动产生所需的压紧力。 [0027] 尤其有利的是液力传动单元可以装备按照本实用新型的转子制动器装置。因此本实用新型也涉及一种具有液力离合器和/或液力变矩器以及至少一个机械式传动级的液力转动单元。当中间空间中不存在油时，相应的配属转子制动器的转轮可以被固持并且沿圆周方向扭转一段距离。若在机械式传动级中出现齿前齿(Zahn-vor-Zahn)位置，则可以通过简单松开和再启用转子制动器使得与转动元件连接的切换元件扭转一定程度，以便齿来在缺口前和可以向彼此移动。由此可以实现可靠地向机械式传动级的切换。在按照本实用新型的转子制动器的设计方案中说明进一步的优点。尤其地，机械式传动级是用于在相同传动比的情况下改变转动方向的转向装置或者机械式换挡传动装置或者二者的结合。 [0028] 有优势的是，当转子制动器可以通过其制动器摩擦衬片直接作用在液力离合器或者液力变矩器的转轮上。为此，设计方案可以设计为，可以被转子制动器作用的转动元件通过在液力离合器或者液力变矩器的从侧上的转轮构造。 [0029] 备选地有利的是，可以被转子制动器作用的转动元件通过轴和/或传动级不转动地与在液力离合器或者液力变矩器的从侧上的转轮连接。由此使得转子制动器的制动力间接地向转轮上传导。 [0030] 尤其有利的是，传动单元实施为，转子制动器装置具有液压缸作为压紧元件，转子制动器装置集成在液力传动单元的通道板中。 [0031] 除了通过使用液压缸的上述优点之外，通过已经有实施的、液压缸的供应管路集成在通道板中得到进一步的优点，可以向其他的传动元件供应控制压力或者润滑剂或者工质。由此取消用于控制液压缸的额外机油管路。只需要在通道板中的其他管路或者管道。通道板与传动装置壳体连接。通道板实施为构成在传动装置壳体中的油路上的连接并且由此确保连续供应液压流体和相应的回流。在通道板上可以布设闭锁件、计量件或者调节件、例如磁阀用于不同的管道、例如控制管道或者子循环。通道板可以配设盖板，盖板覆盖和密封地封闭通道和供应管路。通过这种多件式的设计方案使得通道板可以简单地制造。 [0032] 尤其有利的是当用于控制液压缸的供应管路完全集成在通道板中。在此，不仅液压流体的供给部布置在通道板内，而且在液压缸的活塞上的压力室也布置在通道板内。由此得到没有太多部件的尤其简单的设计方案。按照本实用新型也可以是供应管路的仅一部分集成在通道板中。 [0033] 通过使得液压缸集成在通道板中，通道板承受在启用制动时施加的制动力，因为压紧元件支承在通道板上。通道板用作用于制动组件的支撑结构。相应地，通道板必须充分设计并且可靠地固定在传动装置壳体上。转子制动器装置可以预安装在通道板上并且作为单元与通道板安装，这是很大的简化。为了控制转子制动器，优选地存在有磁阀，磁阀控制液压流体向压力室中的供应或者压力室中的压力。 [0034] 优选地，液压缸具有壳体，该壳体完全地或者至少部分地通过通道板构造。就是说，活塞被导入通道板和/或压力室至少部分地通过通道板构造。这带来构造非常简单的优点。 [0035] 额外地或者备选地，液压缸可以具有滑动套筒，滑动套筒完全地或者至少部分地集成在通道板中。在该滑动套筒中导引液压缸的活塞。通过使用滑动套筒可以使得制造用于导引和密封活塞的表面质量比必须在通道板自身内精确地加工该凹陷部更容易。 [0036] 此外可以存在有保持件，其是液压缸的一部分并且构成活塞可以在其中来回运动的壳体的至少一部分，保持件与通道板连接。由此也可以使用具有更长活塞的液压缸，而不必使得通道板在安装位置上设计得特别厚。 [0037] 还消除了由于完全分离的转子制动器所导致的额外的设计和安装耗费。按照现有技术通常与其相关的额外耗费是相当昂贵的，因为转子制动器只是偶尔并且在较少的运行状态中被需要。完全分离的转子制动器还需要额外的安装空间。在按照本实用新型的解决方案中，不再有在外部安装在传动装置壳体上的组件，不再有用于转子制动器的单独的壳体。 [0038] 对于用于控制具有按照本实用新型的转子制动器装置的液力传动单元的方法，其特点在于实施下述步骤： [0039] a)通过启用转子制动器装置制动优选自由转动的转动元件 [0040] b)通过转子制动器装置沿圆周方向扭转转动元件 [0041] c)启用用于机械式传动级的换挡装置 [0042] 优选地，步骤b)在步骤a)之后进行。步骤b)之前或者之后或者期间都可进行步骤c)。通过转动元件额外的、确定的扭转可以避免齿对齿位置阻碍换挡。很多优点已经在转子制动器装置中说明。在合适地选择沿圆周方向的移动路径的情况下，一个一次性的运动就足够了。自由转动指的是转动元件不再主动地由驱动机组、例如发动机驱动和加速，而是基本上仅通过惯性作用或者如上所述地通过已经排空的液力传动装置组件的作用运动。 [0043] 尤其有利的是额外地先后执行下述步骤： [0044] d)停用转子制动器装置 [0045] e)重新启用转子制动器装置并且以此重新扭转转动元件 [0046] 其中，用于机械式传动级的换挡装置在此期间保持启用。就是说，一旦不存在对齿位置，换挡元件就自动地滑移进传动元件的齿部中。通过该重复可以实现沿圆周方向更大的移动路径。 [0047] 尤其地，步骤d)和e)一次性或者多次地重复。换挡装置在此也优选地保持启用，就是说轴向力继续作用在换挡元件上，这使得换挡元件在一没有对齿位置时就正常切换。因此例如可以实施一种控制，其在任何情况下都导致顺利换挡，而不论在换挡过程开始时齿处于何种位置。可以取消监视成功换挡和对控制进行确认的传感器。附图说明 [0048] 根据实施例参照附图阐述本实用新型进一步其他有利的实施。所述特征不仅以所示组合有利地实施，也单独地相互组合。附图中： [0049] 图1a-1c示出传动装置的转动元件和按照本实用新型的第一转子制动器装置的示意图 [0050] 图1a初始位置(制动器打开) [0051] 图1b制动位置 [0052] 图1c扭转后的位置 [0053] 图2a-2c示出传动装置的转动元件和按照本实用新型的第二转子制动器装置的示意图 [0054] 图2a初始位置(制动器打开) [0055] 图2b制动位置 [0056] 图2c扭转后的位置 [0057] 图3示出按照本实用新型的第一转子制动器装置集成在通道板中的的示意图[0058] 图4示出按照本实用新型的第二转子制动器装置集成在通道板中的的示意图[0059] 图5示出第一转子制动器装置的变型设计 [0060] 图6示出第二转子制动器装置的变型设计 [0061] 下面详细说明附图。 具体实施方式[0062] 图1a-1c中示出按照本实用新型的用于液力传动单元的转子制动器装置的示意图。额外地示出液力传动单元的转动元件3。未示出存在的其他传动装置元件例如液力组件或者机械式传动级。转动元件3优选地可以是在液力离合器或者液力变矩器的从侧上的转轮。也可以是与上述液力组件的从侧通过轴和必要时的一个或者多个机械式传动级不转动地连接的转动元件。重要的是转轮可以被固持，方法是对转动元件制动。该第一实施方式具有杠杆机构和仅唯一一个压紧元件6。 [0063] 图1a示出转子制动器的初始位置，其中，制动器是打开的，图1b示出制动位置，其中，制动器摩擦衬片2与转动元件3接触。若启用转子制动器装置，则压紧元件6(在此实施为液压缸)通过作用位置压在杠杆1上，使得杠杆1绕支点4转动。支点4是销钉或者销栓或者类似物并且固定地存在于支撑结构上。杠杆1具有导引件5(在此基本上实施为矩形的凹陷部，凹陷部构成直线式导引槽)，杠杆通过导引件支承在支点上。因此，支撑结构与可以承受制动力的传动装置壳体连接。支撑结构例如可以是传动装置壳体的部分。由压紧元件6施加的制动力通过存在于杠杆1上的制动器摩擦衬片2作用在还转动的转动元件3上，由此对转动元件制动。压紧元件6的作用线 w1和制动器摩擦衬片2在转动元件3上的制动力的作用线w2在朝向转动元件3的方向的延长线上构成明显小于90°的角度α。图1c示出进一步施加制动力时的情况。杠杆1沿在支点4上的导引件5移动并且由此使得制动器摩擦衬片2在保持接触的条件下沿圆周方向移动。转动元件以此相应地一同转动。转动元件3通过转子制动器装置的扭转可以与在牵引运行中的转动方向相同或者相反地进行。两种运动，即压紧和继续转动都通过同样的压紧元件6作用。 [0065] 通过所述装置在此可以实现按照本实用新型的方法。通过启用在液力传动单元上的转子制动器装置，使得与液力传动装置组件的从侧连接的转动元件3被制动并且然后通过转子制动器装置还沿圆周方向转动确定的一段距离，传动单元还具有后接的机械式传动级。在这两个步骤期间和/或在此两个步骤之后启用用于机械式传动级的换挡装置，例如在切换元件上施加轴向的力。通过在制动过程中的主动扭转，消除了在机械式传动级中可能出现的对齿位置，使得可以进行换挡。在合适的设计中，可能一次性的操作就足以实现换挡。然而也可以一次性地或者多次地重复包括扭转的制动过程。换挡装置在此优选地保持启用，以便一消除对齿位置就进行换挡。在该装置和控制方法设计得合适时必要时甚至可以取消通过单独的传感器监视换挡位置。换挡进行的更快和更可靠。该系统更可靠并且传动单元可以实施的更有利。 [0066] 图2a-2c示出用于按照本实用新型的实施方式的第二变型设计方案。相同的元件附图标记相同。该变型设计方案与在图1a-1c所示的实施方式的区别在于，支点4a存在于杠杆1a上并且导引件5a位于支撑结构上。此外，杠杆1a设计得更简单。进一步的区别在于，制动器摩擦衬片2位于支点4a 和压紧元件6的作用点之间。通过用于制动器摩擦衬片2的较短的杠杆臂实现较高的制动力。转子制动器装置的功能具有转动元件3的制动和扭转是一样的并且再次在单个附图2a-2c中示出。在此，在向转动元件延长的作用线w1a和作用线w2a之间的角度αa明显地小于90°。 [0067] 图3示出集成在传动单元的通道板8中的第一实施方式。支点4固定地存在于通道板上。通道板8与传动装置壳体连接，使得存在于通道板8中的用于液压流体的通道和供应管路与在传动装置壳体中的机油供应连接。因此可以实现持续供应液压流体。在通道板8中存在有不同的管路、供应管路或者液压循环的网络。由此可以对不同的传动装置元件供应润滑剂、控制介质或者工质。例如可以用液压流体填充减速器或者变矩器或者清空，或者可以用压力控制液压缸。在通道板8上可以安装不同的、例如用于磁阀的阀门壳体。也可以存在有另外的控制元件。在通道板8中的通道通过盖板9封闭。由此可以更简单地和更廉价地制造通道板8。 [0068] 液压缸集成在通道板8中作为用于转子制动器的压紧元件6。液压缸的活塞可以在壳体中导引，壳体至少部分地通过通道板构造。同样可以在通道板8中安装具有合适的壳体的液压缸。用于控制液压缸的供应管路完全或者部分地在通道板中延伸。通过供应管路对液压缸的活塞下的压力室填充或者排空液压流体。 [0069] 在图4中示出与图3相似的视图，示出集成在液力传动单元的通道板8a 中的第二转子制动器装置。 [0070] 图5和图6示出用于线性导引件5、5a的更多的变型设计方案。按照本实用新型，导引件也不必是直线式的。在导引件5、5a上或者在支点4、4a 上可以存在有缓冲器，以便使得移动被缓冲，或者可以存在复位元件、尤其弹簧，其可以实现在低于确定的力时才移动。 [0071] 附图标记列表 [0072] 1、1a 杠杆 [0073] 2 制动器摩擦衬片 [0074] 3 转动元件 [0075] 4、4a 支点(尤其销栓或者销钉) [0076] 5、5a 导引件 [0077] 6 压紧元件 [0078] 7 复位元件 [0079] 8、8a 通道板 [0080] 9 盖板 [0081] w1，w1a 压紧元件的作用线 [0082] w2，w2a 制动力的作用线 [0083] α，αa 作用线之间的角度 |
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