技术领域
[0001] 本
发明涉及特别地用于
鼓式制动器系统的制动单元以及用于维护制动单元的方法。
背景技术
[0002] 具有制动单元的鼓式制动器通常在
现有技术中是已知的。在这种情况下，在优选的中空圆柱形
制动鼓内部设置有能够通过驱动单元产生的
力间隔开的制动卡爪组件，其中，制动卡爪被朝向制动鼓的内侧
挤压。然而，在现有技术已知的制动鼓中，已发现不利的是，为了维护制动单元，在制动单元的磨损部件可被装配工取用之前，必须首先拆卸制动鼓以及在大多数情况下与其一起的
车轮或可能的额外地装配的外置
马达。还发现如下的制动单元的组装和拆卸非常复杂，在这些制动单元中，制动卡爪以可枢转的方式悬挂在其第一端处并在相对端处作用有驱动单元的力。此外，由于枢转运动的原因，特别地还由于自增强效应的原因，制动卡爪不以均匀的方式与制动鼓的内侧抵接。因此，已经发展出如下制动单元，在这些制动单元中，制动卡爪不是以可枢转的方式悬挂，而是在挂架单元上被引导，然而，在这些制动单元中，制动器系统的维护(特别是拆卸和组装)特别复杂。
发明内容
[0003] 本发明的目的在于提供一种如下的特别地用于商用车辆的制动单元，制动单元能够以特别简单的方式被组装和拆卸并同时易于制造并且实现足够高的制动作用。
[0004] 该目的通过如
权利要求1所述的制动单元和如权利要求14所述的用于维护制动单元的方法来实现。本发明的其它优点和特征将在
从属权利要求中得到理解。
[0005] 根据本发明，制动单元包括挂架单元和卡爪单元，其中，挂架单元可被固定至商用车辆底盘的固定部并具有第一引导元件和第二引导元件，其中，第一引导元件和第二引导元件彼此间隔开，其中，卡爪单元通过引导元件来防止在引导方向上的位移，其中，卡爪单元通过防护元件来防止沿轴线的位移，防护元件可被固定至引导元件中的一者，其中，卡爪单元能够相对于挂架单元沿着驱动方向位移。因此，制动单元优选地包括商用车辆的鼓式制动器的优选地选择的组件，其中，特别地，挂架单元和至少一个卡爪单元是制动单元的一部分。挂架单元优选地是鼓式制动器的制动器挂架，并可以或优选地被固定至商用车辆底盘的固定部，即商用车辆底盘的车轮悬挂的非旋转部。在这种情况下，挂架单元优选具有
法兰几何结构，法兰几何结构可以通过使用适当相应的法兰被间接地或直接地固定至商用车辆的刚性轴或商用车辆底盘的弹性部件(例如，纵向
连杆)。特别优选地，挂架单元被布置在制动鼓内部并具有第一引导元件和第二引导元件。优选地，制动卡爪被布置在引导元件之间并通过引导元件来防止沿引导方向(即，纵向以及由引导方向确定的方向的反向)的位移。引导元件优选地是挂架单元的两个
铸造部或
锻造部，这两个铸造部或锻造部在制动鼓内延伸并优选具有两个相互平行地定向的引导面以用于引导卡爪单元。在本发明的范围内，引导元件中的至少一者上布置有或优选地固定有防护元件，防护元件能够与卡爪单元
啮合，从而防止卡爪单元相对于挂架单元沿轴线位移。在这种情况下，轴线优选地是商用车辆的车轮悬挂的轴向方向的平行线。也就是说，轴线是商用车辆底盘的车轮的旋
转轴线或
旋转轴线的平行线。在这种情况下，特别优选地，轴线被定向为垂直于引导方向，其中，轴线和引导方向特别优选地限定了平面。还特别优选地，设置有驱动方向，卡爪单元能够相对于挂架单元在驱动方向上位移。在这种情况下，驱动方向优选地被定向为垂直于由轴线和引导方向限定的平面。也就是说，卡爪单元由此被布置在挂架单元上，使得卡爪单元和挂架器单元之间的位移仅可能在驱动方向或与驱动方向相反的方向上。在这种情况下，特别优选地，卡爪单元被驱动单元在驱动方向上施加作用力，其中，驱动单元朝向制动鼓挤压卡爪单元，并因此例如启动用于商用车辆的制动操作。由于使用防护元件来防止卡爪单元沿轴线位移，所以可以通过简单地移除防护元件来从制动鼓中移除卡爪单元，维护卡爪单元并将卡爪单元放回到制动鼓中，并且随后再次插入防护元件，以便将卡爪单元紧固至相应的引导元件。以这种方式，制动单元能够实现特别简单的维护，其中用于构造和制造制动单元的结构复杂性相对较小。优选地，卡爪单元单独地通过防护元件来防止相对于挂架单元的沿轴线的位移。因此，优选地，可以简单地通过拆卸防护元件来从制动器移除卡爪单元。优选地，防护元件防止卡爪单元在制动器的操作期间在整个驱动路径上沿轴线位移，其中，卡爪单元在制动操作期间沿驱动方向在驱动路径上穿行。
[0006] 优选地，第一防护元件以能够拆卸的方式被固定至第一引导元件，并且/或者第二防护元件以能够被拆卸的方式被固定至第二引导元件。在制动单元的拆卸和组装特别简单的第一优选
实施例中，仅在这两个引导元件中的一者上设置防护元件。在这种情况下，卡爪单元不能从挂架单元滑出(这取决于相应引导面在引导元件上沿轴线的倾斜程度)，原因在于，不然的话卡爪单元会在引导元件之间发生倾斜。因此，在制动单元的简单结构的情况下，可以仅通过一个防护元件来提供将卡爪单元以能够拆卸的方式紧固至挂架单元的相应功能。还优选地，特别是在防止倾斜时，可以在每个引导元件上设置防护元件，其中，防护元件中的至少一者是能够拆卸的。也就是说，例如，第一防护元件可被构造为
螺纹销或
螺栓，而第二防护元件例如是凸起，凸起被固定至另一个引导元件，并是不能够拆卸的。在该优选实施例中，卡爪单元可以在稍微倾斜的
位置被插入到两个引导元件之间，并最终可以通过使用第一防护元件(优选地通过与第一防护元件的
螺纹连接)在正确的位置中被防止沿轴线位移。
[0007] 在特别优选的实施例中，防护元件以与引导方向平行的方式被引入(或能够被引入)到引导元件的凹部中，并与(或能够与)啮合几何结构非形状配合和/或形状配合地啮合。在第一优选实施例中，在这种情况下，防护元件可被构造为螺纹销，螺纹销可例如作为手紧螺栓被引入到凹部中并能够被螺纹连接在凹部中，其中，凹部作为
螺纹孔被引入到引导元件中。在这种情况下，引导元件的啮合几何结构是引导元件的凹部中的
内螺纹。在替代的优选实施例中，防护元件也可被构造为弹性夹，弹性夹能够被引入到引导元件中的相应凹部中。弹性夹优选以形状配合和非形状配合的方式被
支撑在凹部中的适当相应的啮合几何结构(例如，凹部或凸起)上，并且因此相对于引导元件被保持在如下的位置，在该位置处，弹性夹防止卡爪单元沿轴线位移。弹性夹的优点在于弹性夹与引导元件之间的连接部的组装和拆卸非常简单。被构造为螺栓元件的防护元件的优点在于，这通常能够例如传递比弹性夹更大的力，并因此以更高的可靠性防止卡爪单元相对于挂架单元位移。
[0008] 特别优选地，凹部具有止动部，防护元件可以以非形状配合的方式被固定至止动部并被防止围绕引导方向的平行线的旋转。特别地，在防护元件被构造为螺纹销或螺栓的优选实施例中，可优选地设置相应的止动几何结构，防护元件能够被朝向止动几何结构推挤。在这种情况下，止动部与防护元件之间的非形状配合连接在制动器的操作期间防止防护元件的不期望的螺纹连接松动。还优选地，也可以在止动部的区域中设置其它啮合装置(例如，齿状几何结构)，该啮合装置的保持力仅可由用户利用特定的旋拧力来克服，以便使防护元件脱离与引导元件的啮合。
[0009] 特别优选地，防护元件具有防护部，防护部能够与卡爪单元的凹槽啮合，使得在防护元件和凹槽之间形成以与轴线平行的方式起作用的侧凹部(Hinterschneidung)。防护元件的防护部优选是防护元件的能够与卡爪单元形状配合地啮合的区域。在这种情况下，卡爪单元优选地具有大体上纵向地或与驱动方向平行地延伸的凹槽，且因此使卡爪单元能够在驱动方向上位移，但是防止沿轴线的位移。也就是说，在这种情况下，凹槽以与驱动方向平行的方式延伸，驱动单元的力沿驱动方向作用在卡爪单元上。在这种情况下，防护元件的防护部被构造成啮合在凹槽中，然而，其中，必须确保卡爪单元相对于防护元件并因此相对于挂架单元的沿驱动方向的平滑运动所需的足够间隔(Spiel)。即，凹槽与防护部之间优选总是存在间隔，从而使卡爪单元能够相对挂架单元容易地位移，并且因此有利于制动操作以及制动操作之后的制动卡爪的缩回。特别优选地，凹槽与防护部之间的形状配合啮合防止卡爪单元沿轴线在两个方向上位移。
[0010] 特别优选地，防护元件被构造为螺纹销，螺纹销可被螺纹连接到引导元件的凹部中并具有圆柱形的防护部。在这种情况下，特别优选地，防护元件被设置为具有啮合部的螺栓，啮合部可以陷入到引导元件的凹部中。防护元件上的啮合部优选地是六
角形插孔或其中，特别地，工具与防护元件之间的良好啮合在制动单元的拆卸和组装期间确保了容易操作。圆柱形防护部被设置在防护元件的与啮合部相对的端部处，并具有比啮合部小的直径。有利地，啮合部的面向防护部的部分移动并与凹部的止动部啮合，其中从引导元件突出的防护部可移动并与卡爪单元的优选地设置的凹槽啮合。使用螺纹销的优点在于，生产特别简单且可以大规模生产，这使得制造制动单元的生产复杂性和生产成本特别低。防护部的圆柱形构造的优点在于，抵接面当防护元件在引导元件中的螺纹连接位置不同时总是相同，且因此防护部的引导面与凹槽一起防止卡爪单元沿轴线位移。
[0011] 在另一优选的实施例中，防护元件形成侧凹部，侧凹部仅防止卡爪单元相对于挂架单元在沿轴线的移除方向上位移，其中，引导元件优选地具有大体上在引导方向上延伸的保持元件，保持元件与卡爪单元一起形成在移除方向的反向上起作用的侧凹部。在这种情况下，移除方向优选地被限定为能够将卡爪单元从制动鼓移除的方向。也就是说，移除方向因此是在制动鼓的开口端部处背离制动鼓的方向。有利地，移除方向平行于轴线。优选地，在这种情况下，防护元件被固定或法兰连接至挂架单元的面向制动鼓的开口侧的一侧，并具有防护部，防护部防止卡爪单元沿移除方向位移。还可优选地在挂架单元的一侧或挂架单元的与防护元件相对的引导元件处设置第二防护元件。或者，引导元件在移除方向的反向上定向的端部处具有保持元件，保持元件与卡爪单元一起形成在移除方向的反向上起作用的侧凹部，以便防止卡爪单元在移除方向的反向上位移。该实施例的优点在于，防护元件可被从制动鼓的开口侧固定至挂架单元，且因此与将防护元件侧向地(也就是说，相对于制动鼓大体上沿径向方向)组装到引导元件中的情况下相比，制动单元甚至可以更加简单地进行拆卸和组装。特别优选地，防护元件通过螺钉或螺栓被固定至相应的引导元件。特别优选地，设置有两个防护元件，其中一个防护元件被固定至引导元件的在移除方向上定向的相应面上。
[0012] 在优选实施例中，引导元件与保持元件、防护元件一起形成大体上U形的几何结构。作为保持元件的替代，还可以设置第二引导元件，这使得制动单元的制造变得标准化并因此节省成本。这种大体上U形的几何结构适于防止卡爪单元相对于挂架单元在移除方向上和移除方向的反向上位移，并同时实现卡爪单元在驱动方向上的位移运动。有利地，在该实施例中，不必在引导元件和/或卡爪单元中设置复杂的引导几何结构(例如，凹槽或凹部)，由此简化了制动单元的制造且可以节约成本。
[0013] 特别优选地，挂架单元至少部分地形成驱动单元的壳体。对于制动单元的特别紧凑的构造，优选地，挂架单元具有形成驱动单元(例如，扩张楔形鼓式制动器的扩张楔形装置)的壳体的部分，驱动单元布置在该部分中。在这种情况下，挂架单元优选地具有中心部，引导元件彼此间隔开地设置在中心部分上，且中心部分具有适于容纳扩张楔形装置的中空空间。此外，挂架单元还优选地具有用于扩张楔形装置的
活塞元件的引导部，特别优选地，挂架单元在这种情况下被构造为一体式铸件，由此可以特别地简化制造并且简化制造挂架单元所需的多个处理步骤。
[0014] 优选地，防护元件以重叠长度啮合在制动卡爪上，其中，在制动单元的组装状态下，卡爪单元与引导元件间隔开最大间隔，其中，最大间隔与重叠长度的比值为0.01至0.6，优选地为0.05至0.4，并特别优选地为约0.05至0.2。为了使卡爪单元能够相对于挂架单元在驱动方向上位移，需要在引导元件的相应啮合面与卡爪单元的相应啮合面之间留有间隔，使得卡爪单元不发生倾斜并被夹持在挂架单元上。间隔优选地足够大，以便在制动卡爪被加热的情况下也能够补偿制动卡爪的膨胀。有利地，防护元件以重叠长度啮合在卡爪单元上，其中，有利地，重叠长度显著地大于挂架单元与卡爪单元之间的最大间隔的值。以这种方式，可以在制动单元的操作期间通过防护元件防止卡爪单元由于摇晃运动或作用在卡爪单元上的较大力而从引导元件滑出。在这种情况下，已经发现(卡爪单元与引导元件之间的)最大间隔与(防护元件与卡爪单元的相应啮合几何结构的)重叠长度的0.01至0.6的优选比值是有利的，原因在于这种关系范围一方面能够在所需可靠性与卡爪单元从引导元件中的脱离之间实现良好的折衷，另一方面能够通过防止引导元件和防护元件的尺寸过大而节省重量。在安全元件优选地表示仅在移除方向上用于卡爪单元的防护元件的各个实施例中，重叠长度优选地是由卡爪单元形成侧凹部的长度。特别是当防护元件啮合在卡爪单元中的凹槽中时，特别优选的0.05至0.4的比值能够使凹槽不被构造得过深，由此卡爪单元中的材料弱化(material weakening)可被保持为尽可能小，且同时确保了有关卡爪单元从挂架单元上的引导元件中的脱离的高
水平的可靠性。已经发现，特别优选的0.05至0.2的范围特别地对于在高负载的商用车辆中的使用是有利的，原因在于在这些商用车辆中，试图既防止材料削弱又必须使制动单元的重量保持为低，以便满足对这种制动器系统的高要求。有利地，在较小的重叠长度的情况下，防护元件也被构造得较短，由此特别地节省重量并且还便于防护元件的安装和移除。
[0015] 在特别优选实施例中，挂架单元具有四个引导元件，这四个引导元件中的两个引导元件分别防止卡爪单元以平行于引导方向的方式位移，其中，第一对的引导元件优选地形成为与第二对的引导元件关于由引导方向和轴线限定的平面平面地对称。挂架单元的平面对称构造特别地使以相同的方式构造的卡爪单元能够在挂架单元的一侧和另一侧使用，并因此能够实现卡爪单元的标准化制造。在这种情况下，特别优选地，在四个引导元件之间中心地布置有挂架单元的被构造为驱动单元的壳体的区域。
[0016] 特别优选地，卡爪单元被恢复元件朝向驱动单元预拉伸。在这种情况下，驱动单元优选地是扩张楔形鼓式制动器的扩张楔形单元并被中心地布置在两个相对的卡爪元件之间。在这种情况下，恢复元件可优选地被构造为
螺旋弹簧或被构造为弹性弯曲元件，并用于再现制动单元的卡爪单元不与制动鼓啮合的状态。在这种情况下，在制动单元的拆卸中，优选地，首先拆卸卡爪单元之间的一个或多个恢复元件，并然后更容易从制动单元中移除卡爪单元。
[0017] 优选地，两个以上的防护元件被设置在引导元件上并防止卡爪单元沿轴线位移。在此情况下，防护元件可布置成沿轴线和驱动方向相对彼此偏移。因此，有利地，通过防护元件防止卡爪单元发生倾斜，且在防护元件中的一者失效的情况下，卡爪单元也可以在挂架单元上被保持其位置上。
[0018] 根据本发明，提供了一种用于保持制动单元的方法，其中，在第一状态下，卡爪单元在制动鼓内部以在驱动方向上能够位移的方式被保持在挂架单元和防护元件上，其中，在第一步骤中，使防护元件脱离与卡爪单元的啮合，其中，在第二步骤中，使卡爪单元沿着轴线位移并将其从制动鼓的内侧移除，其中，挂架单元保持在制动鼓内部。在本发明的范围内，保持方法的优点在于，不必为了触及卡爪单元而必须从制动单元拆卸制动鼓。在这种情况下，特别优选地，可以容易地将安全元件与安装的制动鼓一起拆卸，由此可以在挂架单元不相对于制动鼓位移的情况下容易地将卡爪单元从制动鼓移除。特别优选地，这种维护操作可以从商用车辆的内部进行，而车轮和附加部件可以保持安装在商用车辆的车轮悬挂中。这大大地简化了用于制动单元的操作的维护操作，并因此降低了制动单元的运营成本。由于已经将卡爪单元从制动鼓移除，所以可以以简单的方式将新的衬片元件安装至卡爪单元，并随后再次将其安装到制动器系统中。
[0019] 在优选实施例中，在上述方法步骤之后，将具有新制动衬片的卡爪单元沿轴线插入至制动鼓的内侧并布置在挂架单元的两个引导元件之间，其中，随后使防护元件与卡爪单元啮合，以便防止卡爪单元沿轴线位移。在这种情况下，特别优选地，在卡爪单元已经被引入制动鼓内部之后，设置两个防护元件，每个防护元件与卡爪单元啮合，且因此以有效的方式防止卡爪单元沿轴线或以与轴线平行的方式位移。
附图说明
[0020] 根据参照附图对所选实施例的说明将理解本发明的其它优点和特征，在这些附图中：
[0021] 图1a是根据本发明的制动单元的第一优选实施例的第一视图，
[0022] 图1b是图1a所示的优选实施例的第二视图，
[0023] 图2是根据本发明的制动单元的另一优选实施例的局部截面图，
[0024] 图3是另一优选实施例的局部截面图，且
[0025] 图4是根据本发明的制动单元的另一优选实施例的视图。
具体实施方式
[0026] 在图1所示的根据本发明的制动单元1的优选实施例的视图中，制动单元布置在制动鼓10内部。制动单元1具有挂架单元2并优选地具有两个卡爪单元4。挂架单元2至少具有第一引导元件21和第二引导元件22，其中，这两个引导元件彼此间隔开并且优选地被与挂架单元的额外区域一体地构造。卡爪单元4被布置在引导元件21与引导元件22之间并被防止纵向地或与引导方向F平行地位移。也就是说，卡爪单元4被支撑在第一引导元件21上或被支撑在第二引导元件22上，并由此通过引导元件21、22来防止沿引导方向F的位移。此外，卡爪单元4分别在面向引导元件21、22的一侧具有凹槽41，在凹槽中，防护元件51、52啮合并防止卡爪单元4沿轴线A或以与轴线A平行的方式位移。在这种情况下，轴线A优选地是所示实施例的观察方向，并特别优选地是制动鼓10围绕制动单元1的旋转轴线。防护元件51、52优选地被构造为螺纹销并且被螺纹连接到引导元件21、22中的相应凹部中。在该优选实施例中，挂架单元2优选地被构造成相对于由轴线A和引导方向F限定的平面镜像对称。也就是说，挂架单元2在其下部区域中具有两个引导元件23、24，这两个引导元件以与布置在上部区域中的引导元件21、22大体上相同的方式构造，且在这两个引导元件上也设置有防护元件51、52，并且卡爪单元4被防止沿引导方向F和轴线A的位移。优选地，挂架单元2在四个引导元件21、22、23、24之间被中心地构造为驱动单元6的壳体，其中，驱动单元6向支撑在挂架单元2上的各个卡爪单元4上施加作用力，以便朝向制动鼓10的内侧挤压它们。在这种情况下，卡爪单元4优选地被两个恢复元件12朝向驱动单元6预拉伸。因此，本优选实施例中示出的卡爪单元4可以优选地仅在相对于挂架单元2的一个驱动方向B上位移。
[0027] 图1b示出了图1a所示的制动单元1的优选实施例的在图1a中标记的截面图。在这种情况下，特别地，示出了防护元件51与相应的引导元件21之间的啮合区域。还可以看出，防护元件51各自具有与卡爪单元4的凹槽41形状配合地啮合的防护部55。此外，还示出了重叠长度U，重叠长度优选地是卡爪单元4与引导元件21之间的间隔S的倍数。
[0028] 图2是根据本发明的制动单元1的另一优选实施例的截面图，其中，凹部25被设置在引导元件21中，引导元件21具有被构造为内螺纹的啮合元件26。还可以看出，在凹部25的面向卡爪单元4的一侧处设置有止动部27，由虚线示出的防护元件51可朝向止动部27移动并与止动部抵接，并且可通过与啮合装置26的螺纹连接而被朝向止动部拉伸，从而可以在制动单元1的操作期间防止不期望的螺纹连接松动。此外，防护元件51具有防护部55，防护部55突出并穿过止动部27的右手侧处的缩小凹部，并可以以重叠长度U与卡爪单元4中的凹槽41形状配合地啮合。进一步示出了在卡爪单元4与引导元件21之间设置的间隙，该间隙的宽度为间隔S。在本发明的范围内，特别优选地，间隔S显著地小于重叠长度U。
[0029] 图3是根据本发明的制动单元1的另一优选实施例的截面图，其中，防护元件51不被构造为螺栓，而是板状元件，板状元件优选地借助于螺栓元件沿着轴线A被螺纹连接至引导元件21的一侧。在这种情况下，防护元件51仅防止卡爪单元4相对于挂架单元2沿移除方向E位移。在这种情况下，移除方向E优选地以平行于轴线A的方式延伸。在引导元件21的与防护元件51相对的端部处，引导元件21优选地具有保持部28，保持部28防止卡爪单元4相对于挂架单元2在移除方向E的反向上位移。
[0030] 图4示出了根据本发明的制动单元的另一优选实施例，其中，仅需要一个防护元件52来防止卡爪单元4沿轴线A位移。在这种情况下，如由虚线所示的卡爪单元4在略微倾斜的位置被引入到第一引导元件21与第二引导元件22之间的中间空间中，并在其左上侧啮合到第一引导元件21的凹槽中。此外，引导元件21、22均具有保持部28，保持部28防止卡爪单元4沿着轴线A在至少一个方向上位移。在卡爪单元4被插入到挂架单元2中之后，防护元件52被螺纹连接至第二引导元件并以这种方式将卡爪单元4特别地相对于引导方向F和轴线A紧固在其安装位置中。
[0031] 附图标记列表
[0032] 2 挂架单元 21 第一引导元件
[0033] 22 第二引导元件 23 第三引导元件
[0034] 24 第四引导元件 25 凹部
[0035] 26 啮合元件 28 保持部
[0036] 4 卡爪单元 51 第一防护元件
[0037] 52 第二防护元件 55 防护部防护部
[0038] 10 制动鼓 12 恢复元件
[0039] A 轴线 B 驱动方向
[0040] F 引导方向 E 移除方向
[0041] S 最大间隔 U 重叠长度
