專利名稱：卡車的空氣制動器的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及用于卡車的制動器系統(tǒng)和制動器的致動器系統(tǒng)。本發(fā)明尤其涉及氣動空氣制動系統(tǒng)，所述的氣動空氣制動系統(tǒng)用于在森林運輸工業(yè)中所使用的大型卡車上。
本發(fā)明是于1999年2月2日授權給Marc Hunter的美國專利US 5，865，277號的改進，該專利的全部內(nèi)容在此被引為參考。
已知的鼓式制動器具有優(yōu)于盤式制動器的某些優(yōu)點。這些優(yōu)點包括在某些狀況下極高的制動力和在進行制動并且產(chǎn)生溫度變化時能持續(xù)作用制動力。
包括許多制動蹄的鼓式制動器需要致動系統(tǒng)來擴張制動蹄，其中所述制動蹄在被連結到車輪上的制動鼓內(nèi)擴張。在一種類型的致動機構中，是通過一凸輪來擴張制動蹄，其中凸輪安裝在一軸上，而該軸由一背板攜帶的軸承以及一隔開的支承件支承，該支承件被固定到車輛的一簧上(un-sprung)部分上。凸輪軸大致在背板與隔開的支承件之間沿大致平行于車軸或用來固定背板的車橋殼體(橋殼)的方向延伸。在這樣的機構中，隔開的支承件被焊接或螺紋連接到車軸或車橋橋殼本身上。
用于汽車和卡車車輪的傳統(tǒng)的制動機構通常包括圓柱形制動鼓，其被安裝成隨每一車輪旋轉。成對的半圓柱形制動蹄被安裝在一橋殼的相對側面，在擴張位置與收縮位置之間向內(nèi)和向外轉動。制動襯片被設置在制動蹄與制動鼓之間并且隨制動蹄伸張而在其間被壓縮。凸輪設置在制動蹄的自由端之間，所述的自由端用于促使其進入擴張的位置并釋放它們以便彈簧收縮。凸輪由被連接到車輛的腳踏板或手操作桿上的連桿系控制。
一種現(xiàn)行的鼓式制動器系統(tǒng)具有與制動鼓接觸的制動蹄。輪缸致動制動蹄的頂部，同時具有一分離連桿，其被一纜索操縱，該纜索使制動蹄與制動鼓接觸。
在大多數(shù)鼓式制動器中，無論是手動、液壓、還是氣動致動，都是通過收縮彈簧來相互連接弧形的制動蹄。當未使用制動器時，通過收縮彈簧使制動蹄保持離開旋轉的制動鼓。當使用制動器時，即在液壓或氣動系統(tǒng)中，液壓或氣動缸的加壓迫使活塞連桿克服制動蹄而向外移動，并且促使制動蹄嚙合旋轉的制動鼓。
迄今為止，在制動器構造中利用相對不可撓屈的制動蹄仍然是一種傳統(tǒng)的實踐，其中，這種制動蹄通常是通過加固腹板來增強其抗撓曲的。這樣的制動蹄通過向一個蹄的一端施加力而被壓靠到旋轉的制動鼓上，其中所述的力是通過例如氣動缸或液壓缸施加的；并且在蹄的相對的另一端設置一固定座用于固定制動蹄，防止其隨制動鼓作圓周運動。在這樣的構造中，將一對轉矩蹄在相鄰端連接起來也是一種傳統(tǒng)的作法，從而可利用一單個制動缸來在一對制動蹄的第一制動蹄的自由端或相向的另一端施加致動力，從而單個的固定座可位于該對制動蹄的第二制動蹄相鄰的自由端，以接收沿該對制動蹄表面產(chǎn)生的摩擦力。在后者的布置中，沿第一制動蹄的表面所產(chǎn)生的摩擦力作為致動力被傳遞給第二制動蹄的一端。
在傳統(tǒng)的空氣制動系統(tǒng)中，通過行車制動(控制)管線和緊急制動(補給)管線來供給加壓的空氣?？刂乒芫€經(jīng)繼動器閥連接，以操作行車制動器，所述的行車制動器與每一車輪氣動相連。為了保證行車制動系統(tǒng)具有足夠的容量來提供反復的行車制動應用，制動系統(tǒng)還包括經(jīng)繼動器閥連接的一行車貯存器或貯存箱，從而可以從一相對大的儲存容積向行車制動器供給壓力。貯存器通過補給(緊急)加壓系統(tǒng)加壓，該補給加壓系統(tǒng)也向車輛的緊急或駐車制動器提供壓力。緊急或駐車制動器通常借助于被偏置的彈簧的力以彈簧來操作，以通過使用緊急補給系統(tǒng)內(nèi)的壓力來釋放制動器。
在先有技術的氣動空氣制動系統(tǒng)中，緊急制動器或者是帶有獨立于空氣管線的輔助空氣箱的空氣罐，或者是依賴于S凸輪系統(tǒng)的獨立系統(tǒng)。在這樣的氣動系統(tǒng)中，當空氣管線失去空氣壓力時，一個閥門檢測空氣壓力的損失并且從輔助空氣箱排出所有的空氣?？諝庾罱K會漏出并且在空氣罐內(nèi)不會留下壓力。這樣，需要使用木塊作為備用。
S凸輪系統(tǒng)不依賴于輔助空氣箱，因為該系統(tǒng)包括位于空氣罐內(nèi)的彈簧。當制動壓力施加時，就壓縮彈簧，從而減輕制動蹄的壓力。
傳統(tǒng)的制動器在卡車、卡車掛車、或半掛車上經(jīng)常失效，尤其是當搬運重型負荷時。通常，當卡車從陡坡向下行駛時，需要反復使用制動器以保持可控制的速度。由于制動器失效而失控的卡車已奪去許多卡車駕駛員和乘客的生命，并且造成有價值的貨物的損失。
如上所述，制動器是通過制動器的致動器來操作。因此已知多種構造的制動器致動器。通常操作機械鼓式制動器致動器，將大致由纜索機構施加的力傳遞給兩個半圓形的制動蹄，從而向制動鼓施加力并獲得制動功能。傳統(tǒng)的制動器致動器通常經(jīng)活塞或被連接到駕駛員的制動支桿來迫使制動蹄抵靠到制動鼓上。
先有技術給蹄鼓式制動器提供了機械制動器致動器。在這樣的致動器的一種已知形式中，用來輸入力的操作桿和支桿件可轉動地相互連接，并且適于分別與鼓式制動器的制動蹄的外端部分嚙合。致動器可通過向操作桿施加力而伸張，從而將制動蹄作用到制動鼓上。在該已知的致動器中，操作桿和支桿件部分可平行于制動器背板滑動地支承在相對于背板固定的表面上，以沿垂直于背板的方向反作用于這些部件中產(chǎn)生的力。
其他現(xiàn)有技術包括提供一單件機構，它采用支桿的形式，該支桿與一對制動蹄的腹板嚙合。該支桿可轉動以張開制動蹄，并且通過嚙合相鄰于制動器背板的部件的一表面的滾子被支承在固定的鄰接件的表面上。
如上所述，卡車和掛車通常提供一膜片腔，迫使空氣進入該腔來操作操作桿，以作用制動器。如果由于任何原因壓縮器失效，以致在壓力儲存箱內(nèi)不能保持適當量的壓力，或者產(chǎn)生空氣泄漏，以致于發(fā)生緊急情況，或者如果駕駛員駕駛車輛下一陡坡并且突然發(fā)現(xiàn)沒有足夠的空氣壓力作用于制動器，其結果對卡車的駕駛員、其他駕駛員、或卡車上的貨物來說都將是災難性的。
該問題在先有技術中是通過提供附加的裝置而得以解決的，該附加裝置是氣動操作裝置與彈簧裝置二者的組合，它用于與卡車、拖拉機、或掛車的制動器機構配合，以確保不會發(fā)生上述事故?？梢允褂眠@樣傳統(tǒng)的制動機構，其中允許壓縮空氣流入膜片腔內(nèi)，以作用制動器。制動器操作裝置也包括適當?shù)妮o助機構，帶有被偏壓以作用制動器的壓縮彈簧，但是，通過允許壓縮空氣進入該輔助機構，可以克服彈簧的這個趨勢并且彈簧不可能作用制動器。然而，如果空氣壓力失效，或者空氣壓力下降，輔助機構將趨于慢慢地作用制動器。在空氣壓力突然失效的情況中，駕駛員將不能作用制動器，因此，輔助機構就會自動地釋放，并且通常由空氣壓力保持在非操作位置的彈簧將變得能起作用并將自動地作用制動器。
近年來，在試圖為重型車輛的流體驅動的凸輪致動的制動器機構的流體馬達、凸輪軸、和相關的相互連接的連桿建立滿意的安裝結構，人們一直在努力的探索各種方案。
在空氣制動器領域中，一種可接受的先有技術的商用設計是在車軸上安裝致動膜片或缸，其中致動膜片或缸的軸線垂直于制動器凸輪軸的旋轉軸線，該凸輪軸平行于被制動的車輪的旋轉軸線的延伸線。
先有技術的鼓式制動器組件的一個問題是其構造和裝配復雜，并且通常包括大量零部件。這樣大量的零部件導致裝配制動器組件和將其安裝到車輛上成為昂貴而費時。
鼓式駐車制動器組件的另一問題是制動鼓制動蹄摩擦襯片通過磨損制動鼓的內(nèi)表面不會適當?shù)厍逗?。除非在作用制動器時的襯片的直徑與制動鼓的直徑之間具有近乎完美的匹配，制動鼓制動蹄將不會恰當?shù)亟佑|制動鼓的整個表面，從而只能產(chǎn)生較低的制動力。
在包括凸輪的鼓式制動器中，在背板和支承件內(nèi)的凸輪軸軸承必須準確地對齊，以防止在完全裝配時這些軸承內(nèi)的凸輪軸被卡死。已知在托架被焊接或螺紋連接到位后，除非特別仔細，托架內(nèi)的軸承通常不會與背板內(nèi)的軸承準確地對齊。這造成軸被卡死在其軸承內(nèi)。當零部件被焊接到位時，為了使強度最大，增加了保證正確的軸承對齊的困難。在背板與支承件的制造過程中，這些板和件是以沖壓或其它方式成形，并且通常包含必需的孔等等，這些孔是在所述的板和件被焊接到車軸上或橋殼上之前加工的。雖然可以用慣用的夾具或其它裝置在焊接過程中保持這些板和件定位，但要把它們保持在所希望的準確的位置極為困難，因此當被焊接到位時，這些板和件將難以恰當?shù)貙R，以固結其它零部件。還需要精確地加工零部件。在凸輪軸的隔開的軸承情況下，尤其需要這樣的正確的對齊。
在鼓式制動器中，當制動襯片磨損時，會產(chǎn)生制動失效，并且凸輪通常不能有效地作用制動器，以致于不能使車輛停止。也會由于制動鼓過熱或膨脹而產(chǎn)生這種結果，從而不能獲得正確的制動蹄嚙合。
操作制動器控制連桿的纜索也需進行調(diào)節(jié)，但通常該纜索會生銹，以致于不能調(diào)節(jié)。
在實踐中已發(fā)現(xiàn)鼓式制動器內(nèi)的收縮彈簧偶然會變得不能操作。因此，需要提供這樣的制動器，其收縮不是用彈簧裝置來提供，但能可靠地致動。
空氣制動器的一個問題是傳統(tǒng)的彈簧操作系統(tǒng)的失效會導致制動器失去其制動力，造成車輛的危險操作。
許多類型的制動器致動器通常包括過多的零部件，這使得裝配復雜化，并且通常會使得相配的制動蹄端部會發(fā)生不希望的垂直和橫向運動。
制動器致動系統(tǒng)內(nèi)的操作桿與支桿件的滑動是不希望的，因為它會影響制動效率。
在用于流體驅動的、凸輪致動的制動器機構的安裝結構中，需要解決的問題有許多。在這樣的安裝中，一個主要的問題是流體馬達的位置，其必須位于不會被車輛道路上的障礙物損壞的位置。第二個問題是在流體馬達的安裝中，必須采用這樣的方式，以致于當制動器被作用時致動機構的凸輪軸不會受到偏轉。第三個問題是在流體馬達及相關的連桿的安裝中，凸輪軸軸承必須準確地對齊并且凸輪軸軸線必須相對于制動蹄正確地設置。第四個問題是這種致動機構的流體馬達必須這樣安裝，以使其與彈簧懸架或車軸的穩(wěn)定連桿不發(fā)生干涉。
由于各種形式的車軸及其穩(wěn)定機構，過去必須給每一種形式的車軸及其相關的穩(wěn)定機構提供一種完全不同的安裝結構，而不是提供通用的安裝結構。
需要向著車輛的縱向中心線將致動器很好地安裝在車軸上，以免與彈簧、半徑桿、轉矩桿和其它車輛零部件干擾。因此，凸輪軸相對長并且在相對的端部被支承在托架內(nèi)的軸承中，由此致動器被分別安裝在車軸和制動器背板上。這種安排需要專門的致動器安裝托架，必須準確地定位以對齊凸輪軸軸承。不期望的長凸輪軸也難以對齊和難以保持對齊。在裝配過程中和操作時的高制動力矩條件下，它還具有彎曲的趨勢。
已經(jīng)有許多專利對上述問題提出解決方案。這些專利如下Lawrence R．Buckendale的于1943年10月12日授權并且轉讓給Timken-Detroit車軸公司的美國專利US 2，331，652號；Isacc W．Simpkins的1946年10月22日授權的美國專利US 2，409，908號；Ralph K．Super的于1950年7月25日授權的并且轉讓給Timken-Detroit車軸公司的美國專利US 2，516，160號；Brian Ingram等的于1987年10月27日授權的并且被轉讓給Lucas Industries Public有限公司的美國專利US 4，702，352號；Walther F．Scheel的于1956年7月24日授權的并且被轉讓給Rockwell彈簧與車軸公司的美國專利US 2，755，890號；Stanley P．Kissinger的于1960年8月16日授權的美國專利US 2，949，171；Timothy J．Hunt等的于1989年12月19日授權并且被轉讓給Lucas Industries Public有限公司的美國專利US 4，887，698；Nui Wang的于1993年9月21日授權的并且被轉讓給制動器與離合器工業(yè)澳大利亞Pty有限公司的美國專利US 5，246，093號；Frank W．Brook，Sr．等的于1996年7月21日授權的并且被轉讓給通用汽車公司的美國專利US 5，531，298號。
本發(fā)明的第一個目的是提供用于大型卡車的氣動制動系統(tǒng)，該氣動制動系統(tǒng)結構簡單，并可提供最大可能的安全性。
本發(fā)明的第二個目的是提供一種改進的安裝結構，用于流體壓力致動的制動機構的流體馬達軸和相互連接的連桿。
本發(fā)明的第三個目的是提供用于制動器的改進的制動器致動機構安裝結構，由此制動器致動裝置可相對于制動蹄準確地對齊，并且其中馬達與致動連桿被安裝成幾乎可以消除來自于路面障礙物的損傷危險。
本發(fā)明的第四個目的是提供被支承在車軸外端的改進的制動器致動機構安裝結構。
本發(fā)明的第五個目的是提供簡化結構和改善力的傳遞效率的制動器致動器。
本發(fā)明的第六個目的是提供改進的制動器控制裝置。
本發(fā)明的第七個目的是提供一種新型的車輛制動器組件，包括被固定到車軸或橋殼上的托架并且具有由固定到托架上的部件攜帶的致動機構。
本發(fā)明的第八個目的是提供用于制動機構致動器的車軸組件。
本發(fā)明的第九個目的是提供一種制動器致動機構，位于新的單一組件內(nèi)，帶有制動機構和致動器。
本發(fā)明的第十個目的是提供新的流體制動器的致動器，它可位于被保護的位置。
本發(fā)明的第十一個目的是提供單個制動蹄制動鼓式制動器，它無需回位彈簧即可操作。
本發(fā)明的氣動制動系統(tǒng)致動帶有氣動缸的制動蹄，并且是對或者需要手動，或者需要借于自動松緊調(diào)節(jié)器進行調(diào)節(jié)的這些系統(tǒng)的改進。
本發(fā)明提供的改進的致動器系統(tǒng)，包括制動器和連接到空氣罐上的壓縮空氣源的制動器系統(tǒng)，該空氣罐包括推桿，用于在制動器作用位置與制動器釋放位置之間操作橫向制動器致動器桿。該改進的致動器系統(tǒng)包括非對稱的操作件，它可相對轉動地連結到固定的車輪支承件上，而車輪支承件繞車輪的車軸同心設置。非對稱的操作件包括被連結到橫向制動器致動器桿上的凸耳?？刹僮鞯剡B接到非對稱的操作件上的制動器臂組件包括一對徑向相對的弧形制動器臂，每一制動器臂包括內(nèi)部弧形溝槽件。該弧形溝槽件的一端終止于空心的圓筒形軸套，而另一端終止于一對橫向隔開的凸耳，在所述凸耳內(nèi)具有貫穿的對齊孔。內(nèi)部固定板與外部固定板將非對稱操作件夾持于其間，并且也可相對轉動地連結到固定的車輪支承件上，該車輪支承件繞車輪的車軸同心地設置。該對固定板被不可轉動地固定到非對稱的操作件上。第一分叉的連桿可轉動地連結在第一溝槽件的凸耳與固定板之間，并且第二分叉的連桿可轉動地連結在第二溝槽件的凸耳與固定板之間。第一空心的圓筒形軸套可轉動地連結到相對于第二分叉連桿連結處的固定板上；并且第二空心的圓筒形軸套可轉動地連結到相對于第一分叉連桿連結處的固定板上。當致動空氣罐時，推桿推動橫向致動器桿，沿逆時針方向轉動非對稱的操作件，從而促使弧形制動器臂從非作用位置向徑向向外的制動作用方向移動，并且摩擦地嚙合徑向向內(nèi)的制動襯片。當從空氣罐排出壓縮空氣時，空氣罐的推桿使橫向致動器桿運動，沿順時針方向轉動非對稱的操作件，從而促使弧形制動器臂沿制動器釋放作用的徑向向內(nèi)的方向運動到非作用位置，并且脫離與徑向向內(nèi)的制動襯墊的摩擦嚙合。
本發(fā)明還提供一改進的致動器系統(tǒng)，包括制動器與被連接到空氣罐上的壓縮空氣源的制動器系統(tǒng)，該空氣罐包括一推桿，用于在制動器作用位置與制動器釋放位置之間操作一橫向制動器致動器桿。該改進的致動器系統(tǒng)包括非對稱的操作件，其可相對轉動地連結到固定的車輪支承件上，所述車輪支承件繞車輪的車軸同心設置并且以上進行了完整的描述，因此不再進一步描述。
本發(fā)明還提供卡車、卡車-掛車、或半掛車以及制動器系統(tǒng)的組合的改進，該制動器系統(tǒng)包括制動器和連接到空氣罐上的壓縮空氣源，所述的空氣罐包括一推桿，用于在制動器作用位置與制動器釋放位置之間操作一橫向制動器致動器桿，還包括改進的制動器致動器系統(tǒng)。該改進的制動器致動器系統(tǒng)包括非對稱的操作件，其可相對轉動地連結到固定的車輪支承件上，所述車輪支承件繞車輪的車軸同心地設置并且在上面進行了完整的描述，因此不再進一步描述。
本發(fā)明還提供制動器系統(tǒng)的組合，包括制動器與被連接到空氣罐上的壓縮空氣源，所述的空氣罐包括一推桿，用于在制動器作用位置與制動器釋放位置之間操作一橫向制動器致動器桿，該推桿操作橫向制動器致動器桿，還包括一改進的系統(tǒng)。該改進的致動器致動系統(tǒng)包括非對稱的操作件，可相對轉動地連結到固定的車輪支承件上，所述車輪支承件繞車輪的車軸同心地設置并且在上面進行了完整的描述，因此不再進一步描述。
本發(fā)明還提供卡車、卡車-掛車、或半掛車的組合，該卡車-掛車或半掛車具有多個車軸，在每一車軸的每一端具有氣動操作的鼓式制動器組件，還具有容納所述車軸的橋殼；制動器系統(tǒng)，包括制動器與被連接到空氣罐上的壓縮空氣源，所述的空氣罐包括一推桿，用于在一制動器作用位置與制動器釋放位置之間移動一橫向制動器致動器桿，所述推桿操作所述的橫向制動器致動器桿，和一改進的致動器系統(tǒng)。該改進的致動器系統(tǒng)包括非對稱的操作件，其可相對轉動地連結到固定的車輪支承件上，所述車輪支承件繞車輪的車軸同心地設置并且在上面進行了完整的描述，因此不再進一步描述。
本發(fā)明的第一特征是推桿包括其上的垂直齒，被釋放棘爪作用，從而意外的釋放除該空氣罐外的空氣壓力，會造成該釋放棘爪保持該推桿向下，并且從而保持制動作用。
本發(fā)明的第二特征是內(nèi)部固定板包括一對徑向隔開的外部車軸桿，空心圓筒形軸套同心地可轉動地設置在該外部車軸桿內(nèi)。
本發(fā)明的第三特征是空氣罐包括用于向該推桿作用壓力的一第一膜片，該膜片從行車貯存器被供給加壓的空氣。
本發(fā)明的第四特征是空氣罐包括包括用于向該推桿作用壓力的第二膜片，該第二膜片被該空氣罐內(nèi)的彈簧操作。
本發(fā)明的第五特征是組合包括一空氣腔安裝件，其被固定到橋殼上鄰近于該橋殼的每一端，并且一空氣腔被安裝在空氣腔安裝件上，該空氣腔被連接到壓縮空氣源上。按照該第五特征的第一具體特征，該組合還包括被固定到橋殼上的橫向角鐵，并且包括被固定到橫向角鐵上的釋放棘爪，推桿包括其上的垂直齒，其與釋放棘爪配合，從而意外地釋放除所述空氣罐外的空氣壓力會造成釋放棘爪保持推桿向下，并且從而保持一制動作用。按照本發(fā)明該第五特征的第二具體特征，所述的組合還使得推桿與一橫向致動器桿可操作地相連，其中橫向致動器桿可操作地連接到非對稱件上。
按照本發(fā)明的第六特征，該組合包括被固定到所述橋殼上的一橫向角鐵，并且還包括被固定到所述橫向角鐵上的一釋放棘爪，推桿包括其上的垂直齒，其與釋放棘爪配合，從而意外的釋放除所述空氣罐外的空氣壓力，會造成所述釋放棘爪保持所述推桿向下，并且從而保持一制動作用。
按照本發(fā)明第七特征，推桿與一橫向致動器桿可操作地相連，其中橫向致動器桿可操作地連接到所述非對稱件上。
在可使用根據(jù)本發(fā)明的實施例的制動器系統(tǒng)的車輪中，制動襯片結構可直接應用到車輪的支承裝置上。該支承裝置可包括一向內(nèi)朝向的圓筒形表面，其中襯片結構直接安裝在該表面上。或者，車輪可具有一支承裝置，用于將一制動襯片組件固定到該車輪上，該制動襯片組件包括被固定到環(huán)形制動襯片載架上的制動襯片結構。然后通過制動襯片載架與支承裝置之間的配合，將制動襯片組件安裝到車輪上。在這種布置中，載架可拆卸地固定在位，其中制動襯片結構徑向向內(nèi)地面向車輪的旋轉軸線。
本發(fā)明優(yōu)于先有技術的一個優(yōu)點是可降低零部件的數(shù)量，降低結構與裝配的復雜性。
本發(fā)明的第二個優(yōu)點是無需凸輪與凸輪軸，從而消除了與先有技術的凸輪和凸輪軸有關的問題。
本發(fā)明的第三個優(yōu)點是無需用于致動制動蹄的纜索，從而消除了纜索生銹的問題。
本發(fā)明的第四個然優(yōu)點是無需與無作用的收縮彈簧問題相關的收縮彈簧。
本發(fā)明的第五個優(yōu)點是不依賴空氣罐中的彈簧，從而使得卡車的危險操作的可能性最小。
本發(fā)明的第六個優(yōu)點是無需致動活塞或支桿，從而避免了制動蹄不希望的運動的問題。
本發(fā)明的第七個優(yōu)點是無需可滑動的操作桿和支桿致動器，從而避免了對制動效率的影響。
本發(fā)明的第八個優(yōu)點是無需安裝流體馬達、凸輪軸、和相關的連桿機構的問題，因為取消了凸輪與凸輪軸。


圖1和圖2示出了典型的空氣制動器的操作示意圖。
圖3是先有技術的傳統(tǒng)緊急制動器控制閥的示意圖，它包括緊急補給管線、行車供給管線、組合式行車與緊急彈簧制動器、和行車供給貯存器。
圖4是局部透視圖，示出了裝備有根據(jù)本發(fā)明的實施例的空氣制動器系統(tǒng)的車軸與車輪，其中為簡潔起見，未示出車輪與輪胎。
圖5是圖4的一部分的放大視圖，表示制動器臂與致動機構。
圖6是圖4中所示實施例的分解視圖。
圖7是局部剖視側視圖，表示制動器軸線與致動機構。
圖8是側視平面圖，表示制動器軸線與致動機構。
圖9和10是根據(jù)本發(fā)明的實施例的制動系統(tǒng)的視圖，分別表示處于“打開”和“閉合”方位的制動蹄。
在描述本發(fā)明的實施例前，下面將給出對一典型空氣制動器及其操作的簡要描述。如圖1和圖2所示，典型的空氣制動器包括容納有壓縮空氣的輔助貯存器(AR)，其被連接到一中央閥上，該中央閥包括可操作／可關閉的壓縮空氣旁路(BP)和可操作／可關閉的排氣口(EX)。中央閥(CV)被連接到彈簧加載的制動缸(BC)上，該制動缸包括氣缸活塞(CP)，其被連接到制動器桿(BR)上并且抵靠彈簧(S)而操作。制動器桿(BR)被連接到制動蹄(BS)上，所述制動蹄受壓而嚙合車輪(W)。中央閥(CV)通過壓縮空氣管線(AL)被連接到主要的壓縮空氣源上。
圖1表示制動器“被作用”的位置，而圖2表示制動器“被釋放”的位置。
如圖1和2所示，這些傳統(tǒng)的空氣制動器的操作如下。為了作用制動器，如從中央閥(CV)引出的壓縮空氣管線(AL)內(nèi)的反向箭頭所示，降低壓縮空氣管線(AL)內(nèi)的空氣壓力。這就從輔助貯存器(AR)內(nèi)釋放壓縮空氣，使之通過中央閥，因為壓縮空氣旁路(BP)打開并且排氣口(EV)關閉，空氣就進入制動缸(BC)內(nèi)。壓縮空氣作用在氣缸活塞(CP)的暴露面上，促使其向右移動，克服彈簧(S)的反作用力。這就促使制動器桿(BR)向右并且促使制動蹄(BS)與車輪(W)接觸，使得制動蹄(BS)夾緊車輪(W)。
為了釋放制動器，如空氣管線(AL)內(nèi)的箭頭所示反轉通向中央閥(CV)的空氣管線(AL)內(nèi)的空氣壓力。由于排氣口(EV)打開并且壓縮空氣旁路(BP)關閉，因此壓縮空氣就在中央閥(CV)內(nèi)反轉，通向輔助貯存器(AR)內(nèi)。制動缸(BC)內(nèi)的壓縮空氣被釋放并且制動缸(BC)通向中央閥(CV)，并且經(jīng)排氣口(EV)排出。彈簧(S)促使制動器桿(BR)向左并且使制動蹄(BS)脫開在車輪(W)上的夾緊。在輔助貯存器(AR)內(nèi)再次建立起空氣壓力。
在描述本發(fā)明的實施例前，將給出對先有技術的典型的空氣制動器的簡要描述。圖3表示制動器組件“B”的示意圖。該組件包括制動器管線“L”，所述管線由S-CAM“C”經(jīng)松緊調(diào)節(jié)器“A”操作。該制動器通過推桿“R”作用，所述的推桿或者由行車制動器“F”的膜片“D”驅動，或者由彈簧制動器“K”的彈簧“S”驅動。彈簧制動器“K”通常被稱為駐車／緊急制動器。彈簧制動器“K”由空氣壓力通常被保持在“釋放”的位置，其中空氣壓力作用在膜片“E”上，其壓力是從緊急制動控制閥組件經(jīng)供給管線接收?？刂崎y組件的壓力經(jīng)來自于軟管快速接頭“EG”的緊急供給管線提供，所述的軟管快速接頭被連接到用于向制動系統(tǒng)供給壓力的空氣壓縮器上。制動器組件“B”通常由行車制動器“F”通過作用于膜片“D”上的空氣壓力控制。膜片被壓縮空氣致動，所述的壓縮空氣經(jīng)從行車軟管快速接頭延伸的控制管線接收，所述的控制管線也被連接到壓縮器輸送源上并且延伸通過繼動閥“V”。行車制動器“F”的壓力也經(jīng)行車貯存器“T”輸送，該壓力被通過緊急供給管線12與控制閥組件10的壓縮空氣加壓。
雖然任何制動器結構都可采用本發(fā)明的緊急制動器結構，例如傳統(tǒng)的制動襯片／制動蹄結構和盤式制動器結構，在申請人的美國專利US 5，865，277中描述和要求保護一種非常有用的制動器結構，該專利于1999年2月2日授權，其整個內(nèi)容在此被引為參考。
在描述本發(fā)明的優(yōu)選實施例前，希望解釋本發(fā)明特別適于提供涉及上述美國專利US 5，865，277的制動系統(tǒng)的制動器系統(tǒng)。因此，本發(fā)明特別適用于帶有車輪的車輛制動系統(tǒng)中，所述的車輪使用可旋轉地被驅動或可自由轉動的車輪支承件，其沿著車輪的旋轉軸線被固定到車輛的非旋轉部件上。車輪支承件被全部公開在上述美國專利US 5，865，277中，其內(nèi)容在此被引為參考，因此無需進一步描述。
下面參照圖4至圖10描述本發(fā)明的實施例。
輪緣制動器組件900包括圓筒形橋殼910，其內(nèi)具有車軸911，該車軸具有主圓柱形部分911a、截錐形部分911b和直徑小于主部分911a的一末端圓柱形部分911c。由912表示的制動器臂組件繞車軸911同心地設置。該制動器臂組件912包括上部弧形制動器臂913和下部弧形制動器臂914。在上部弧形制動器臂913的下側設置有弧形溝槽件915?；⌒螠喜奂?15在一端917處終止于一對橫向隔開的凸耳919、921，其中，每一凸耳設有對齊孔923，而在另一端925處終止于主空心圓筒形軸套927上。
在下部弧形制動器臂914的下側(內(nèi)面?zhèn)?設有弧形溝槽件916。該弧形溝槽件916在一端918處終止于一對橫向隔開的凸耳920、922，其中，每一凸耳設有一對齊孔922；并且在另一端926處終止于主空心圓筒形軸套928上。
上部弧形溝槽件913與分叉的連桿929相連，該分叉的連桿包括兩個橫向隔開的臂931、933，其中每一臂設有一對齊孔935，并且它們通過第二空心圓筒形軸套937連接。第二空心圓筒形軸套937通過銷939可旋轉地保持在凸耳919、921之間，其中，銷939穿過對齊孔923和第二空心圓筒形軸套937的空心的芯部。
下部弧形溝槽件914與分叉的連桿930相連，該分叉的連桿包括兩個橫向隔開的臂932、934，其中，每一臂設有一對齊孔936，并且它們通過第二空心圓筒形軸套938連接。第二空心圓筒形軸套938通過銷940可旋轉地保持在凸耳920、922之間，其中，銷940穿過對齊的孔924和第二空心圓筒形軸套938的空心的芯部。
內(nèi)部固定板940被牢固地固定到橋殼910的一端942上，其中，車軸911a經(jīng)貫穿的中央孔944伸出。
內(nèi)部固定板940設有5個孔，以容納5個隔開的螺栓組件946、948、950、952、954。每一隔開的螺栓組件946、948、950、952、954分別包括帶螺紋的空心圓筒形件947、949、951、953、955，它們適于通過裝置(未示出)固定到內(nèi)部固定板940上。上部弧形溝槽件913的主空心圓筒形軸套927繞隔開的螺栓組件946的帶有螺紋的空心圓筒形件947可旋轉地設置，并且被固定到下部弧形溝槽件914上的分叉連桿930的對齊孔936繞隔開的螺栓組件948的帶螺紋的空心圓筒形件949設置。類似地，下部弧形溝槽件914的主空心圓筒形軸套928繞隔開的螺栓組件952的帶有螺紋的空心圓筒形件953可旋轉地設置，并且被固定到上部弧形溝槽件913上的分叉連桿929的對齊孔935繞隔開的螺栓組件950的帶螺紋的空心圓筒形件953設置。
包括繞車軸911a及具有貫穿孔965的凸耳964安裝的空心圓筒形軸轂的非對稱的操作組件960靠置于在圓筒形橋殼910的端部967的軸套966上。操作組件960通過銷969固定到軸套967上。
外部固定板970鄰近于操作組件960并且通過使用螺栓971、972、973、974、975而被固定到內(nèi)部固定板940上，其中，螺栓971、972、973、974、975分別被固定到5個隔開的螺栓組件946、948、950、952、954的帶螺紋的外端內(nèi)?？勺⒁獾?個隔開的螺栓946、948、950、952用來將制動器臂組件912固定到固定板940、970上，而第五個隔開的螺栓組件954則用來確保將兩個固定板940、970固定到一起。因此操作組件960被設置在分叉連桿930的兩個臂932、934之間。制動器的致動器桿980被固定到在操作組件960的凸耳964內(nèi)的孔965內(nèi)。
被固定到橋殼910的外表面990上的是空氣腔安裝件991。作為“空氣罐”所知的空氣腔992被安裝到安裝件991上?？諝夤?92包括被固定到橫向制動器的致動器桿上的非獨立的推桿993。
推桿可以設有鋸齒，其與被固定到橫向角鐵994上的釋放棘爪(未示出)相配。如果在制動作用過程中空氣意外地損失，則棘爪將保持推桿993向下，并且由此保持制動器系統(tǒng)的完整。
在本發(fā)明的制動器的操作中，當致動制動器時，空氣就從空氣罐釋放并且向下推動推桿。這進而向下推動橫向制動器制動器，促使致動器組件逆時針轉動，由此促使固定板沿逆時針方向轉動，并且使得制動器臂抵靠制動襯片而運動。
重新加壓空氣罐造成相反的作用，以釋放制動器。
本發(fā)明的系統(tǒng)不能調(diào)節(jié)。彈簧制動器的行程為3．07英寸并且是置于板外的空氣罐。致動器首先被設定為由空氣罐推動2．5英寸。此后，如果摩擦材料被磨損變成金屬-金屬之間的摩擦，則仍然具有繼續(xù)使用的可能。
作為保證，帶有垂直齒的棘爪將減小空氣壓縮器的使用。如果其失效，空氣制動器將仍然具有所需的行程以使車輛停止。空氣罐可能需要較長的行程。如果是這種情況，則棘爪就會收緊松弛度，使得壓縮器避免不必要的運轉。如果棘爪失效，可能不能保持空氣供給，因此傳統(tǒng)空氣罐內(nèi)的彈簧將鎖止制動器。這是第二備用件。直到再次建立空氣供給前，駕駛員將不能繼續(xù)進行制動。
權利要求
1． 用于制動器系統(tǒng)的致動器系統(tǒng)，所述制動器系統(tǒng)包括制動器和被連接到空氣罐上的壓縮空氣源，所述的空氣罐包括一推桿，用于在制動器作用位置與制動器釋放位置之間操作一橫向制動器致動器桿，其特征在于所述致動器系統(tǒng)包括一非對稱的操作件，可相對轉動地連結到一固定的車輪支承件上，并且繞一車輪的一車軸同心地設置，所述非對稱的操作件包括被連結到所述橫向制動器致動器桿上的一凸耳；一制動器臂組件，包括一對徑向相相向的弧形制動器臂，每一所述制動器臂包括一內(nèi)部弧形溝槽件，所述弧形溝槽件的一端終止于一空心的圓筒形軸套，另一端終止于一對橫向隔開的凸耳，在所述凸耳內(nèi)具有貫穿的對齊孔；一內(nèi)部固定板與一外部固定板，將所述非對稱操作件夾持于其間并且也可相對轉動地連結到所述固定的車輪支承件上，所述車輪支承件繞所述車輪的所述車軸同心地設置，所述固定板被不可轉動地固定到所述非對稱的操作件上；第一分叉的連桿，可轉動地連結在第一溝槽件的凸耳與所述固定板之間；第二分叉的連桿，可轉動地連結在第二溝槽件的凸耳與固定板之間；第一空心圓筒形軸套，可轉動地連結到相對于所述第二分叉連桿連結處的所述固定板上；以及第二空心圓筒形軸套，可轉動地連結到相對于所述第一分叉連桿連結處的所述固定板上；從而，當致動所述空氣罐時，所述推桿推動所述橫向致動器桿，沿逆時針方向轉動所述非對稱的操作件，從而促使所述弧形制動器臂從一非作用位置向徑向向外的制動作用方向移動，并且摩擦地嚙合徑向向內(nèi)的制動襯片，而當從所述空氣罐排出壓縮空氣時，在所述空氣罐內(nèi)的所述推桿使所述橫向致動器桿運動，沿順時針方向轉動所述非對稱的操作件，從而促使所述弧形制動器臂沿一制動器釋放作用的徑向向內(nèi)的方向，運動到非作用位置，脫離與所述徑向向內(nèi)的制動襯墊的摩擦嚙合。
2．根據(jù)權利要求1所述的致動器系統(tǒng)，其特征在于所述的內(nèi)部固定板包括一對徑向隔開的外部車軸桿，所述的空心圓筒形軸套同心和可轉動地設置在該外部車軸桿內(nèi)。
3．根據(jù)權利要求1或2所述的致動器系統(tǒng)，其特征在于所述的內(nèi)部固定板包括一對徑向隔開的內(nèi)部車軸桿，所述的分叉連桿通過該內(nèi)部車軸桿可轉動地固定到所述內(nèi)部弧形溝槽的所述凸耳上。
4．由下列特征構成的組合(a)制動器系統(tǒng)，所述制動器系統(tǒng)包括制動器和連接到空氣罐上的壓縮空氣源，所述的空氣罐包括一推桿，用于在制動器作用位置與制動器釋放位置之間移動一橫向制動器致動器桿，所述推桿操作所述的橫向制動器致動器桿；以及(b)根據(jù)權利要求1至3所述的致動器系統(tǒng)。
5．根據(jù)權利要求4所述的組合，其特征在于所述的空氣罐包括用于向所述推桿作用壓力的第一膜片，所述膜片從行車貯存器供給加壓的空氣。
6．根據(jù)權利要求4或5所述的組合，其特征在于所述的空氣罐包括用于向所述推桿作用壓力的第二膜片，所述第二膜片被所述空氣罐內(nèi)的彈簧操作。
7．由下列特征構成的組合(a)卡車、卡車-掛車、或半掛車，所述卡車、卡車-掛車、或半掛車具有多個車軸，在每一車軸的每一端具有氣動操作的鼓式制動器組件，還具有容納所述車軸的一橋殼；(b)制動器系統(tǒng)，包括制動器與被連接到空氣罐上的壓縮空氣源，所述的空氣罐包括一推桿，用于在制動器作用位置與制動器釋放位置之間移動一橫向制動器致動器桿，所述推桿操作所述的橫向制動器致動器桿；以及(c)根據(jù)權利要求1至3的致動器系統(tǒng)。
8．根據(jù)權利要求7所述的組合，其特征在于包括空氣腔安裝件，其被固定到所述橋殼上鄰近所述橋殼的每一端，并且空氣腔被安裝在所述空氣腔安裝件上，所述空氣腔被連接到壓縮空氣源上。
9．根據(jù)權利要求7或8所述的組合，其特征在于包括固定到所述橋殼上的橫向角鐵，并且包括固定到所述橫向角鐵上的釋放棘爪，所述推桿包括在其上的垂直齒，所述垂直齒與所述的釋放棘爪配合，從而意外的釋放除所述空氣罐外的空氣壓力，會造成所述釋放棘爪保持所述推桿向下，并且從而保持制動作用。
10．根據(jù)權利要求7、8或9所述的組合，其特征在于所述的推桿與一橫向致動器桿可操作地相連，其中所述橫向致動器桿可操作地連接到所述非對稱件上。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種用于制動器系統(tǒng)的改進的致動器系統(tǒng),該制動器系統(tǒng)包括一個制動器和連接到空氣罐上的一個壓縮空氣源。
文檔編號F16D51/28GK1282693SQ0010924
公開日2001年2月7日 申請日期2000年6月19日 優(yōu)先權日1999年6月17日
發(fā)明者馬克·漢特 申請人:馬克·漢特