汽车制动间隙自动调整臂
技术领域
本发明属于汽车技术领域，涉及一种调整臂，特别是一种可以对汽车制动间隙进行自动调整的汽车制动间隙自动调整臂。
背景技术
汽车在制动时，一般是利用制动蹄与制动鼓之间相接触时所产生的摩擦力来实现的。在行车的过程中，制动蹄与制动鼓之间会频繁地接触摩擦，由于磨损作用，制动蹄与制动鼓之间的间隙会磨损性变大，这会影响到汽车在行驶过程中制动机构行驶的安全性。为了提高行车的安全性，在现有的汽车制动机构中往往设有自动调整臂或手动调整臂。这些调整臂可以对制动蹄与制动鼓之间因磨损后所增大的间隙进行补偿性调整，从而使两者之间的制动间隙能够保持在一个恒定的值，改善了汽车制动机构工作的安全性。
在现有的自动调整臂中一般包括壳体、控制单元、蜗轮、蜗杆、齿条、回位弹簧、单向离合器等零件。如现有的授权公告号CN 2690661Y，专利号200420020337.0的一种改良结构的汽车制动间隙自动调整臂：包括一个壳体，在壳体内装有蜗轮和与蜗轮相配合的蜗杆，蜗杆的一端套有单向离合器，在壳体上套接一个控制臂和缺口控制盘，其特征在于，所述的单向离合器包括离合环、齿轮和螺旋弹簧，三者均套接于蜗杆上，离合环和齿轮并列设置，螺旋弹簧装于它们的内孔中，且其两端分别与离合环和齿轮固连，在离合环的内侧面开有花键，在蜗杆上对应于离合环的位置开有与离合环花键相匹配的花键；在壳体内设有一根齿条，齿条的上部与齿轮相啮合，齿条的下端有一个拐脚，此拐脚嵌于缺口控制盘的缺口中。
上述结构的自动调整臂，当制动器保持着正常的制动间隙时：此时调整臂作制动摆动，齿条的拐脚在缺口控制盘的缺口里相对摆动而无任何移动，即齿条不作上下滑动，蜗杆相对于蜗轮不作转动，即不作制动间隙的调整；当制动器产生过量间隙时，齿条拐脚在制动的最后阶段随着调整臂角位移的加大，齿条拐脚被缺口控制盘的缺口推动向上滑移一个微量，也就是齿条带动齿轮转动一个角度；当制动解除时，调整臂被制动气室的回位弹簧拉回至气室的初始状态，调整臂逐渐回转，当到最后阶段缺口控制盘缺口上面与齿条拐脚接触并逐渐向下滑移，即齿条向下移动并带动齿轮和蜗杆转动一个角度，也就使蜗轮和凸轮轴转动一个角度，从而达到制动过量间隙的自动微量调整。
上述结构的自动调整臂在使用过程中存在诸多缺陷：
1、因缺口两侧与齿条捌脚的频繁接触，磨损量会逐步增大，制动时空行程的距离逐步增大，最终造成齿条无法推动齿轮转动；另外，弹簧不能保证齿条能恢复到初始位置，所以此结构的调整臂无法正确补偿制动蹄与制动鼓之间因磨损后所增大的间隙值；
2、单向离合器采用离合套、螺旋弹簧及齿轮的结构，禽合套通过花键与蜗杆轴连接，并通过螺旋弹簧来实现齿轮的单向转动，此单向离合器结构复杂、受螺旋弹簧弹性角的影响稳定性较差，无法长期保证齿轮的单向离合功能。
发明内容
本发明的目的是针对现有的技术存在上述问题，提供了一种结构简单、稳定性好的汽车制动间隙自动调整臂。
本发明的目的可通过下列技术方案来实现：一种汽车制动间隙自动调整臂，包括调整臂本体、设于调整臂本体内的蜗杆轴、相互啮合的蜗轮和蜗杆以及连接在调整臂本体上的控制盘，所述的调整臂本体能相对控制盘转动，所述的蜗杆轴内端穿设在蜗杆内与蜗杆固连，其特征在于，所述的蜗杆轴的外端设有单向离合器，所述的单向离合器包括弹簧和筒状的离合套，所述的离合套外圆周上设有凹槽，所述的离合套套在蜗杆轴上且离合套的端面与蜗杆轴之间设有单向离合结构，所述的弹簧套在蜗杆轴上，其两端分别作用在离合套和调整臂本体上；所述的调整臂本体内还设有一摆杆，所述的摆杆的一端嵌在控制盘上，另一端具有弯起的挡头，所述的挡头伸入到离合套的凹槽内与离合套之间具有间隙，当调整臂本体相对控制盘转动时，所述的挡头能在凹槽内移动或带动离合套转动。
本发明的汽车制动间隙自动调整臂中的控制盘固连在车身上，调整臂的蜗轮连接在凸轮轴上。离合套通过弹簧顶压在蜗杆轴上，通过单向离合结构，离合套能相对蜗杆轴转动或和蜗杆轴同步转动。摆杆的一端嵌在控制盘上能相对控制盘转动，另一端位于离合套的凹槽内。在制动过程中：当制动蹄与制动鼓之间具有正常的间隙时，调整臂相对控制盘转动，此时摆杆转动，挡头直线移动带动离合套转动，但是离合套不会带动蜗杆轴转动。当制动蹄与制动鼓的间隙因磨损变大到一个额定值时，调整臂在正常制动间隙转动角度的情况下，再转过一个角度，此时摆杆也再转动，挡头在凹槽内向上移动，并顶压离合套，离合套压缩弹簧沿蜗杆轴内端移动，周向通过与蜗杆轴之间的单向离合结构相对蜗杆轴转动，但离合套不带动蜗杆轴转动；当制动力撤销时，调整臂相对控制盘回转，此时摆杆也回转，挡头在凹槽内向下移动，并最终推动离合套通过单向离合结构带动蜗杆轴转动，蜗杆转动一个角度，也使蜗轮和凸轮轴转动一个角位移，从而达到制动过量间隙的自动调整。
在上述的汽车制动间隙自动调整臂中，所述的蜗杆轴的外端具有凸肩，上述的离合套的一端面能顶靠在凸肩上。
在上述的汽车制动间隙自动调整臂中，所述的单向离合结构包括离合套一端面上呈环形分布的单向齿一和蜗杆轴的凸肩上呈环形分布的单向齿二，所述的单向齿一能与单向齿二啮合。
单向离合结构为蜗杆轴凸肩上的单向齿二和离合套端面上的单向齿一，离合套通过单向齿一和单向齿二配合时的单向性能相对蜗杆轴自由转动，或者带动蜗杆轴同步转动。
在上述的汽车制动间隙自动调整臂中，所述的控制盘上开设有开口槽，所述的摆杆的一端具有能与开口槽配合的凸头，所述的凸头设置在开口槽内并能在开口槽内转动。凸头的尺寸大于相连摆杆的其它尺寸，凸头位于开口槽内能转动从而使摆杆能相对控制盘摆动。
在上述的汽车制动间隙自动调整臂中，所述的开口槽具有弧形的内侧面，在开口槽处开设有贯穿内侧面的开口，所述的凸头具有弧形的外侧面，所述的摆杆伸入开口，其凸头的外侧面与开口槽的内侧面配合形成转动连接。此结构使摆杆能在开口的范围内摆动。
在上述的汽车制动间隙自动调整臂中，所述的开口小于二分之一个圆弧。此设置能防止凸头从开口槽的开口处滑出。
在上述的汽车制动间隙自动调整臂中，所述的控制盘的边沿上具有挡沿。当调整臂转动时，挡沿能抵靠在调整臂本体上，挡沿用于限制调整臂绕控制盘转动的角度。
在上述的汽车制动间隙自动调整臂中，所述的调整臂本体内固连有开口弹簧，所述的蜗杆轴设置在开口弹簧内，并与开口弹簧轴向固定周向转动连接。开口弹簧与调整臂固定连接，而开口弹簧与蜗杆轴轴向也固定连接，从而限制了蜗杆轴的轴向移动。
在上述的汽车制动间隙自动调整臂中，所述的蜗杆轴与蜗杆过盈配合。此结构使蜗杆不相对蜗杆轴作轴向运动，减少了空行程的距离。
在上述的汽车制动间隙自动调整臂中，所述的离合套上开设有三条凹槽，所述的三条凹槽具有不同的槽宽。此设置以满足刹车时空行程大小的需要，所需空行程较大，则安装时选用较宽的凹槽；所需空行程较小，则安装时选用较窄的凹槽。
与现有技术相比，本发明的汽车制动间隙自动调整臂具有以下优点：
1、本发明中将摆杆与控制盘设置成铰接的结构，摆杆与离合套设置成可分离的结构，不但避免了现有调整臂采用齿条结构所存在的缺陷，而且简化了结构、降低了成本；
2、单向离合器为直接通过离合套与蜗杆轴之间的单向齿实现单向转动或带动蜗杆轴同步转动，结构简单、加工方便，使用中单向离合功能稳定；
3、蜗杆与蜗杆轴紧配合并通过开口弹簧限制了蜗杆轴轴向移动，减少了空行程的距离，结构简单、安装方便。
附图说明
图1是本汽车制动间隙自动调整臂的局部剖面结构示意图。
图2是本汽车制动间隙自动调整臂图1中A-A的剖面结构示意图。
图3是本汽车制动间隙自动调整臂中摆杆的结构示意图
图4是本汽车制动间隙自动调整臂中图3的左视图。
图5是本汽车制动间隙自动调整臂中蜗杆轴的结构示意图。
图6是本汽车制动间隙自动调整臂中离合套的剖面结构示意图。
图7是本汽车制动间隙自动调整臂图2中B-B的剖面结构示意图。
图8是本汽车制动间隙自动调整臂中控制盘与盖板连接时的结构示意图。
图中，调整臂本体1、容纳腔11、蜗杆轴2、凸肩21、单向齿二22、蜗轮3、蜗杆4、控制盘5、定位套51、上翻边51a、下翻边51b、凸沿51c、垫板52、开口槽52a、开口52b、内侧面52c、挡沿53、支架6、离合套7、单向齿一71、凹槽72、弹簧8、摆杆9、凸头91、缺口91a、外侧面91b、挡头92、垫片100、开口弹簧101、盖板102、螺钉103。
具体实施方式
以下是本发明的具体实施例并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。
如图1、图2所示，本发明的汽车制动间隙自动调整臂包括调整臂本体1、盖板102、蜗杆轴2、蜗杆4、蜗轮3、单向离合器、控制盘5、摆杆9、垫片100和开口弹簧101。
调整臂本体1具有容纳蜗杆轴2、蜗杆4和蜗轮3的空腔，蜗杆轴2、蜗杆4和蜗轮3设置在调整臂本体1的空腔内。如图5所示，蜗杆轴2的外端具有凸肩21，凸肩21上设有呈环形分布的单向齿二22。蜗杆轴2的内端穿设在蜗杆4内与蜗杆4固定连接，本发明中的蜗杆轴2与蜗杆4通过过盈配合而固定连接，蜗杆4与设置在调整臂本体1内的蜗轮3啮合。
如图2、图5、图6和图7所示，单向离合器包括均套在蜗杆轴2上的离合套7和弹簧8。筒状的离合套7外圆周面上具有三条凹槽72，该三条凹槽72贯穿离合套7的一个端面，三条凹槽72具有不同的槽宽。设置三条不同槽宽的凹槽72以满足刹车时空行程大小的需要：所需空行程较大，则安装时选用较宽的凹槽72；所需空行程较小，则安装时选用较窄的凹槽72；离合套7的另一端面上具有呈环形分布的单向齿一71，该单向齿一71能与蜗杆轴2上的单向齿二22配合，本发明中的单向齿一71和单向齿二22均具有20个齿。垫片100和开口弹簧101套在蜗杆轴2上，离合套7、弹簧8、垫片100和开口弹簧101从蜗杆轴2的外端依次往里设置。弹簧8一端顶靠在离合套7的端面上，另一端顶靠在垫片100上，本发明中的弹簧8为压缩弹簧。开口弹簧101设置在垫片100与调整臂本体1之间，其外侧的四个角顶压在调整臂本体1上与调整臂本体1固定连接，内侧夹持在螺杆轴上用于限制蜗杆轴2轴向移动，从而使蜗杆4不会发生轴向运动，减少空行程的距离。
如图1和图8所示，盖板102通过螺钉103固定在调整臂本体1上，控制盘5与盖板102连接。本发明中的控制盘5包括定位套51、垫板52和支架6，环状的定位套51具有上翻边51a和下翻边51b。盖板102、垫板52和支架6上均具有通孔，盖板102、垫板52和支架6套在定位套51上，盖板102位于垫板52和支架6之间，定位套51的上翻边51a顶压在支架6上与支架6固定连接，下翻边51b顶靠在垫板52上通过销轴与垫板52固连，下翻边51b和垫板52具有向外侧突出的挡沿53，销轴设置在挡沿53上，盖板102能相对定位套51、垫板52和支架6三者转动。在垫板52上设有开口槽52a，开口槽52a具有弧形的内侧面52c，开口槽52a具有贯穿内侧面52c的开口52b，本发明中的开口52b小于二分之一个圆弧，在下翻边51b上具有伸入到弧形开口槽52a的凸沿51c。
如图1、图3和图4所示，摆杆9的一端具有凸头91，凸头91的一端面上具有缺口91a，凸头91具有弧形的外侧面91b，凸头91的尺寸大于相连摆杆9的其它尺寸，凸头91伸入开口52b其外侧面91b与开口槽52a的内侧面52c配合形成转动连接，凸沿51c设置在凸头91的缺口91a处。凸头91位于小于二分之一个圆弧的开口52b的开口槽52a内，使得转动时凸头91不会从开口52b处脱开，另外开口槽52a的开口52b大小也限制了摆杆9的转动角度；定位套51上的凸沿51c及盖板102又限制了凸头91从开口槽52a的轴向上滑出。摆杆9的另一端具有弯起的挡头92，挡头92设置在离合套7的一条凹槽72，挡头92与凹槽72具有间隙，在挡头92顶压离合套7转动时，挡头92能滑出凹槽72位于调整臂本体1预设的容纳腔11内。
挡沿53设置在用来容纳蜗杆4用的调整臂本体1的空腔内，当调整臂转动时，挡沿53在该空腔内摆动，挡沿53摆动的范围为调整臂本体1的两个侧壁之间。此设置的作用使调整臂转动时摆杆9的挡头92移动时最大距离为到容纳腔11所在位置，而不会使挡头92移动时顶压到调整臂本体1，从而影响调整臂的使用寿命和调整精度。
本发明的汽车制动间隙自动调整臂中的支架6固连在车身上，调整臂的蜗轮3连接在凸轮轴上。如图1中所示，制动时调整臂以蜗轮3的轴心线为中心逆时针转动。当制动蹄与制动鼓之间具有正常的间隙时：调整臂逆时针转动α角度，摆杆9绕控制盘5逆时针转动，摆杆9的挡头92相对凹槽72向上移动推动离合套7转动一个角度，但转动角度小于18度，即离合套7没有相对蜗杆轴2滑过一齿；当制动力撤销时，调整臂顺时针转动，摆杆9的挡头92相对凹槽72向下移动，此时摆杆9不会通过离合套7带动蜗杆轴2转动。当制动蹄与制动鼓的间隙因磨损变大到一个额定值时，调整臂需在转动α角度的情况下，再逆时针转动一个角度，此时摆杆9上的挡头92推动凹槽72的上边沿使离合套7的单向齿一71与蜗杆轴2的单向齿二22相对滑动，离合套7顶压压缩弹簧沿轴向移动，离合套7转动一个角度，转动角度大于18度，即离合套相对蜗杆轴2转过一个齿，此时挡头92与离合套7分离，挡头92位于容纳腔11内，离合套7上的单向齿一71与蜗杆轴2上的单向齿二22又处于啮合状态；当制动力撤销时，调整臂顺时针回转，摆杆9的挡头92相对凹槽72向下移动又回到凹槽72内，在调整臂顺时针转动α角度内，挡头92都在凹槽72内移动，但不顶压离合套7的下边沿，当转动超过α角度时，挡头92顶压离合套7的下边沿，离合套7通过单向齿一71推动蜗杆轴2的单向齿二22，从而带动蜗杆轴2与离合套7同步转动，蜗杆4和蜗杆轴2一起转动，也就使蜗轮3和凸轮轴转动一个角度，从而达到制动过量间隙的自动微量调整。
尽管本文较多地使用了调整臂本体1、容纳腔11、蜗杆轴2、凸肩21、单向齿二22、蜗轮3、蜗杆4、控制盘5、定位套51、上翻边51a、下翻边51b、凸沿51c、垫板52、开口槽52a、开口52b、内侧面52c、挡沿53、支架6、离合套7、单向齿一71、凹槽72、弹簧8、摆杆9、凸头91、缺口91a、外侧面91b、挡头92、垫片100、开口弹簧101、盖板102、螺钉103等术语，但并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本发明的本质；把它们解释成任何一种附加的限制都是与本发明精神相违背的。