專利名稱:具有停車制動(dòng)功能的制動(dòng)缸的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本發(fā)明涉及如權(quán)利要求1和2的前序部分所述的具有停車制動(dòng)功能的制動(dòng)缸。
背景技術(shù):
所討論的一般型式的制動(dòng)缸, 一方面,有在車輛的常用制動(dòng)中制動(dòng)車輛的 制動(dòng)器的功能。典型地,是用壓縮空氣來驅(qū)動(dòng)那些制動(dòng)缸,在商用車輛上尤其如此。
另一方面,所討論的一般型式的制動(dòng)缸,可以附加地承擔(dān)停車制動(dòng)的功能。 對(duì)于停車制動(dòng),管理規(guī)章的要求是,即使沒有加壓流體的作用也必須保持制動(dòng) 效果。這樣,為了在不加壓的狀態(tài)下能保持制動(dòng)效果,制動(dòng)缸必須能被鎖在其 伸出位置,而這個(gè)位置也取決于制動(dòng)器襯片的磨耗或磨損。
例如從歐洲專利EP 0718168A1知道一種用于這一目的制動(dòng)缸,其用于配
備有可釋放機(jī)械鎖定裝置的壓縮空氣致動(dòng)的車輛制動(dòng)器。這在常用制動(dòng)過程中 仍然是非功能性的,但其可被在輔助和/或停車制動(dòng)過程中轉(zhuǎn)換至鎖定位置。
這種已知構(gòu)造的缺點(diǎn)是設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)相當(dāng)復(fù)雜以及其有齒的機(jī)械鎖定裝置只能進(jìn) 行有級(jí)的調(diào)整。
還從歐洲專利EP0377898A1知道一種帶有活塞桿夾緊裝置的單級(jí)制動(dòng)缸。 與上述的已有技術(shù)相比,其中能夠達(dá)到無限可變的夾緊。這是依靠這樣的作用 來達(dá)到, 一個(gè)圓錐形的夾緊環(huán)壓在活塞桿上而使其在其端部位置(停車位置) 固定不動(dòng)??赏ㄟ^一個(gè)附加的壓縮空氣管路來使夾緊環(huán)產(chǎn)生動(dòng)作。這種已知構(gòu) 造的缺點(diǎn)同樣是設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)相當(dāng)復(fù)雜,并且其夾緊作用會(huì)產(chǎn)生很大的徑向力。
最后,還知道一種被稱為彈簧式制動(dòng)器致動(dòng)器的制動(dòng)缸(DE 3113586A1)。 這類制動(dòng)缸包括一個(gè)強(qiáng)力彈簧,其能夠在彈簧式致動(dòng)器壓力室不加壓的條件下 使制動(dòng)器動(dòng)作。為了釋放彈簧式致動(dòng)器,可用壓縮空氣來壓縮彈簧。這樣的彈
簧式致動(dòng)器已經(jīng)有了就其性質(zhì)而言一體化的停車制動(dòng)功能。如果壓縮空氣發(fā)生 了故障,需要有一個(gè)能夠應(yīng)急釋放彈簧式致動(dòng)器的釋放裝置。
彈簧式制動(dòng)器致動(dòng)器體積相當(dāng)大,因而其不太適用于受限制的空間條件, 諸如其不適于裝在商用車輛的前車輪軸上。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種具有停車制動(dòng)功能的制動(dòng)缸,其能夠可靠地、機(jī) 械上簡(jiǎn)單地、無限可變地固定在停車制動(dòng)位置不動(dòng)。這種固定不動(dòng)很容易被釋 放,以便重新進(jìn)行驅(qū)動(dòng)操控。此外,這種制動(dòng)缸是節(jié)省空間和成本經(jīng)濟(jì)的。
這一目的將用權(quán)利要求1和2所述的本發(fā)明來達(dá)到。
一種簡(jiǎn)單并特別可靠的無限可變鎖定功能是這樣來達(dá)到,就是采用一個(gè)中 心螺桿和一個(gè)夾緊螺母,該螺母可在螺桿上移動(dòng)并在一個(gè)下端位置抵靠在制動(dòng) 缸的活塞上而使其在停車位置固定不動(dòng)。夾緊螺母的傳動(dòng)或帶有固定的夾緊螺 母的螺桿的傳動(dòng)可以用任何能滿足需要的方式來達(dá)到,例如用電動(dòng)機(jī)或用葉輪 和壓縮空氣驅(qū)動(dòng)裝置。由于夾緊螺母的定位只在停車制動(dòng)壓力已經(jīng)建立起來之 后發(fā)生,所以只需克服夾緊螺母在螺桿上的摩擦力,因而很小的傳動(dòng)力就足夠 了。
盡管下面將針對(duì)一種活塞式壓力缸來描述本發(fā)明的鎖定作用,但是采用隔 板式壓力缸在原理上也是可以的。
下面參照附圖更詳細(xì)地說明本發(fā)明,各附圖中
圖1是本發(fā)明的帶有固定的螺桿的制動(dòng)缸的剖視圖2是本發(fā)明的帶有可轉(zhuǎn)動(dòng)的螺桿的制動(dòng)缸的剖視圖; 圖3是夾緊螺母、傳動(dòng)件和中心螺桿的部分剖切立體圖; 圖4是圖1的帶有固定的螺桿的制動(dòng)缸的立體剖視圖; 圖5是一個(gè)采用電動(dòng)機(jī)的傳動(dòng)裝置的部分剖切視圖,它是通過一個(gè)有蝸桿 的傳動(dòng)軸進(jìn)行傳動(dòng);
圖6是一個(gè)釆用電動(dòng)機(jī)的傳動(dòng)裝置的部分剖切視圖,它是通過一個(gè)傳動(dòng)皮
帶進(jìn)行傳動(dòng);
圖7是一個(gè)采用構(gòu)成一體的同軸電動(dòng)機(jī)的傳動(dòng)裝置的部分剖切視圖;以及 圖8是一個(gè)帶有葉輪的壓縮空氣驅(qū)動(dòng)裝置的部分剖切視圖。
具體實(shí)施例方式
圖1的剖視圖表示出本發(fā)明的帶有固定的螺桿6的制動(dòng)缸1。固定的螺桿6
以其上端緊固于制動(dòng)缸1的缸殼體2。制動(dòng)缸1還包括一個(gè)可移位的活塞3, 其借助于密封圈和導(dǎo)環(huán)5相對(duì)密封于制動(dòng)缸殼體2。 一個(gè)復(fù)位彈簧15可迫使 活塞3達(dá)到其上端位置。
在所示的下端位置,或在這一情況中,是在活塞15的停車位置,活塞3 和缸殼體2之間的壓力空間17有其最大的容積。相反,活塞3下面的輔空間 有其最小的容積。
可以通過緊固螺桿14把制動(dòng)缸1緊固于車輛,例如緊固于圓盤制動(dòng)器的制 動(dòng)器殼體。
活塞3向下延伸而形成一個(gè)空心的活塞管4。其借助于密封圈和導(dǎo)環(huán)19相 對(duì)于制動(dòng)缸1的法蘭20被密封和引導(dǎo)?;钊?的下端設(shè)有一個(gè)至圓盤制動(dòng) 器的制動(dòng)臂(未示)的力界面13。通過力界面13可以用任何滿足需要的方式 使實(shí)際的制動(dòng)器(未示)動(dòng)作。換言之,可通過使制動(dòng)臂靠在摩擦表面,諸如 制動(dòng)器圓盤(未示)上來對(duì)制動(dòng)器襯片施壓。
通過一個(gè)氣口 23,可使壓縮空氣進(jìn)入或流出制動(dòng)缸1的壓力空間17。
本發(fā)明的停車制動(dòng)功能用凸伸進(jìn)活塞管4的螺桿6來實(shí)現(xiàn)。在螺桿6上, 設(shè)有可轉(zhuǎn)動(dòng)的夾緊螺母7, 一個(gè)叉形的傳動(dòng)件8 (見圖3和4)可使夾緊螺母7 轉(zhuǎn)動(dòng)。傳動(dòng)件8穿過夾緊螺母7,并且其下端由螺桿6上的銷26引導(dǎo)。
傳動(dòng)件8在其上端緊固于傳動(dòng)主軸(Mitnehmerspindel) 9。傳動(dòng)主軸9安 裝成可借助軸承25轉(zhuǎn)動(dòng)。 一個(gè)驅(qū)動(dòng)軸10可驅(qū)動(dòng)傳動(dòng)主軸9。為此目的,傳動(dòng) 主軸9做成為一個(gè)蝸輪,而驅(qū)動(dòng)軸IO做成為一個(gè)小齒輪或蝸桿。由分隔壁21 把驅(qū)動(dòng)空間22氣密地隔離于壓力空間17。此外,驅(qū)動(dòng)軸IO也相對(duì)于外界(未 示)密封。
圖1所示的本發(fā)明的制動(dòng)缸的功能描述如下。
為了接合停車制動(dòng)器,使壓縮空氣通過氣口 23進(jìn)入壓力空間17。結(jié)果, 活塞3被推向其下端位置,在這一位置上,制動(dòng)器的制動(dòng)襯片(未示)被驅(qū)動(dòng)
而抵靠在制動(dòng)器圓盤或制動(dòng)器鼓上。以這種方式,通過施加可變地可調(diào)整的停 車制動(dòng)壓力可精確地達(dá)到所需要的停車制動(dòng)力。
為了固定住停車制動(dòng)器,例如可用電動(dòng)機(jī)(未示)轉(zhuǎn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)軸10,于是傳 動(dòng)主軸9轉(zhuǎn)動(dòng)以及緊固在其上的傳動(dòng)件8也一起轉(zhuǎn)動(dòng)。結(jié)果,被傳動(dòng)件8傳動(dòng) 的夾緊螺母7在固定的螺桿6上向下運(yùn)動(dòng)到指示的端部位置。接著,活塞3 被固定在最后占有的停車制動(dòng)位置。
至此可將壓縮空氣從壓力空間17排出而不會(huì)釋放制動(dòng)器,于是實(shí)現(xiàn)了停車 制動(dòng)功能。
為了釋放停車制動(dòng)器,首先再一次先把壓縮空氣通入壓力空間17,直到夾 緊螺母7不再受活塞3的力的作用為止。然后,通過轉(zhuǎn)動(dòng)傳動(dòng)軸IO使夾緊螺 母7在固定的螺桿6上回到其上端位置,于是,制動(dòng)缸1又為常用制動(dòng)做好了 準(zhǔn)備。
圖2表示的制動(dòng)缸1與圖1所示的不同,其不同點(diǎn)在于,圖2中的夾緊螺 母7不能轉(zhuǎn)動(dòng),而是被叉形的導(dǎo)桿18固定而不能轉(zhuǎn)動(dòng)??蓪?dǎo)桿18緊固于例 如一個(gè)分隔壁21。與圖l不同,在這一情況中,螺桿16是永久地結(jié)合于傳動(dòng) 主軸9并可借助于傳動(dòng)軸10而轉(zhuǎn)動(dòng)。通過螺桿16的這一轉(zhuǎn)動(dòng),可使不能轉(zhuǎn)動(dòng) 的夾緊螺母7運(yùn)動(dòng)到其下端位置或上端位置,這可參照?qǐng)Dl。圖2所示的停車 制動(dòng)器的工作方式在原理上對(duì)應(yīng)于圖1的停車制動(dòng)器。
圖3是夾緊螺母7、傳動(dòng)件8或?qū)U18、以及中心螺桿6、 16的立體圖。 如上所述,在圖1中,用傳動(dòng)件8可使夾緊螺母7轉(zhuǎn)動(dòng);或在圖2中,夾緊螺 母7被導(dǎo)桿18固定而不能轉(zhuǎn)動(dòng)。借助陰螺紋ll,夾緊螺母7與布置在其內(nèi)的 螺桿6、 16構(gòu)成互鎖關(guān)系。在固定的或可轉(zhuǎn)動(dòng)的螺桿6、 16的下端的銷26穿 過傳動(dòng)件8或?qū)U18上的孔34,而用于分別引導(dǎo)或穩(wěn)定傳動(dòng)件8或?qū)U18 以及螺桿(6、 16)。
圖4以立體圖表示出圖1所示的制動(dòng)缸。與圖1中一樣,在這一情況中, 螺桿6是緊固于缸殼體2(看不見),以及可通過緊固于傳動(dòng)輪9的傳動(dòng)件8 使夾緊螺母7轉(zhuǎn)動(dòng)。其它有標(biāo)號(hào)的零件對(duì)應(yīng)于圖1中的各零件。 圖5到8分別表示出可用于叉形傳動(dòng)件8和可轉(zhuǎn)動(dòng)的螺桿18的幾種不同的
有利的傳動(dòng)方案。
在圖5中,由一個(gè)連接在缸殼體2的外表面上的電動(dòng)機(jī)27驅(qū)動(dòng)傳動(dòng)主軸9。 這個(gè)電動(dòng)機(jī),通過配備有小齒輪或蝸桿28的驅(qū)動(dòng)軸10,并且該小齒輪或蝸桿 28嚙合于傳動(dòng)主軸9的對(duì)應(yīng)的輪齒,可使傳動(dòng)主軸轉(zhuǎn)動(dòng)。根據(jù)轉(zhuǎn)動(dòng)方向,可 以用這種方式使停車制動(dòng)器嚙合或釋放。由于這種蝸輪傳動(dòng)裝置有很大的減速 比,所以可采用高速電動(dòng)機(jī)。
參照?qǐng)D6,或者也可以用循環(huán)傳動(dòng)帶29來進(jìn)行這種傳動(dòng),該循環(huán)傳動(dòng)帶把 電動(dòng)機(jī)27和傳動(dòng)主軸9連接起來。為此目的,傳動(dòng)主軸9應(yīng)做成為一個(gè)傳動(dòng) 皮帶輪。
參照?qǐng)D7,或者可以用布置在缸殼體2里的一個(gè)同軸電動(dòng)機(jī)27來驅(qū)動(dòng)可轉(zhuǎn) 動(dòng)的傳動(dòng)件8 (見圖1)或可轉(zhuǎn)動(dòng)的螺桿16 (見圖2)。在這一情況中,電動(dòng) 機(jī)27包括配備有磁鐵的內(nèi)部電樞31和外部繞組30。
電樞31連接于傳動(dòng)件8或螺桿16。為了容納電動(dòng)機(jī)27,使缸殼體2有一 個(gè)向外突起的部分,這個(gè)部分使制動(dòng)缸1的整個(gè)長(zhǎng)度有所增加。這一實(shí)施例的 優(yōu)點(diǎn)是,可把電動(dòng)機(jī)裝在制動(dòng)缸1內(nèi)而得到保護(hù)。
在圖5到7所示的各實(shí)施例中,在夾緊螺母7已經(jīng)達(dá)到其下端位置或上端 位置時(shí)必須切斷至電動(dòng)機(jī)27的電流。
這可通過感受電動(dòng)機(jī)27的驅(qū)動(dòng)電流來方便地實(shí)現(xiàn)。如果夾緊螺母7的機(jī)械 阻力使電流超過了一個(gè)預(yù)定的數(shù)值,就可以推定是夾緊螺母7已經(jīng)到達(dá)了其兩 個(gè)端部位置之一,于是就可切斷電流。
或者,也可以用安裝在例如傳動(dòng)主軸9上的或安裝在各傳動(dòng)部件的力流線 中的獨(dú)立的力傳感器(未示)來感受機(jī)械阻力在兩個(gè)端部位置的增大。如果不 用這種軸向力傳感器,則還可用徑向力傳感器來檢測(cè)傳動(dòng)扭矩。
作為一種進(jìn)一步的替換,也可以在經(jīng)歷了預(yù)定的時(shí)間間隔之后切斷驅(qū)動(dòng)電 流。以這種方式,可以設(shè)計(jì)成在該時(shí)間內(nèi)確保夾緊螺母7將在螺桿16上走完 整個(gè)距離。
參照?qǐng)D8,或者可把傳動(dòng)主軸9構(gòu)造成一個(gè)葉輪32。可以用壓縮空氣使葉 輪32轉(zhuǎn)動(dòng),通過氣口 33通入壓縮空氣可使其向一個(gè)方向轉(zhuǎn)動(dòng)。為使葉輪向相
反的方向轉(zhuǎn)動(dòng),可以設(shè)置一個(gè)與氣口 33相反的第二氣口 (看不見)。 一個(gè)氣 口作為進(jìn)氣口時(shí)另一個(gè)氣口就用作相應(yīng)的出氣口??梢宰鳛闀r(shí)間的函數(shù)來控制 壓縮空氣進(jìn)入的持續(xù)時(shí)間。也可以按照上述方式設(shè)置力傳感器。
這種變形的優(yōu)點(diǎn)在于,由于無需在外側(cè)設(shè)置零件而使制動(dòng)缸1所要求的空 間變得特別小。
權(quán)利要求
1.一種特別適用于商用車輛的具有停車制動(dòng)功能的制動(dòng)缸(1),該制動(dòng)缸具有缸殼體(2)、活塞(3)和用于使制動(dòng)器動(dòng)作的活塞管(4),這種制動(dòng)缸的特征在于有以下結(jié)構(gòu)特點(diǎn)a)固定的螺桿(6),凸伸進(jìn)所述活塞管(4)內(nèi)并以其上端緊固于所述缸殼體(2);b)夾緊螺母(7),可在所述固定的螺桿(6)上移動(dòng)并在下端位置(停車位置)抵靠在所述活塞(3)上;c)優(yōu)選的是叉形的可轉(zhuǎn)動(dòng)的傳動(dòng)件(8),嚙合在所述夾緊螺母(7)內(nèi);d)用于使所述傳動(dòng)件(8)轉(zhuǎn)動(dòng)的傳動(dòng)裝置(9、10)。
2. —種特別適用于商用車輛的具有停車制動(dòng)功能的制動(dòng)缸(1),該制動(dòng) 缸具有缸殼體(2)、活塞(3)和用于使制動(dòng)器動(dòng)作的活塞管(4),這種制 動(dòng)缸的特征在于有以下結(jié)構(gòu)特點(diǎn)a) 可轉(zhuǎn)動(dòng)的螺桿(16),凸伸進(jìn)所述活塞管(4)內(nèi)并以其上端緊固于傳 動(dòng)主軸(9);b) 不可轉(zhuǎn)動(dòng)的夾緊螺母(7),在所述可轉(zhuǎn)動(dòng)的螺桿(16)上移動(dòng)并在下 端位置(停車位置)抵靠在所述活塞(3)上;c) 優(yōu)選的是叉形的固定的導(dǎo)桿(18),嚙合在所述夾緊螺母(7)內(nèi);d) 用于使所述可轉(zhuǎn)動(dòng)的螺桿(16)轉(zhuǎn)動(dòng)的傳動(dòng)裝置(9、 10)。
3. 如權(quán)利要求1或2所述的制動(dòng)缸,其特征在于,所述傳動(dòng)件(8)或所 述可轉(zhuǎn)動(dòng)的螺桿(16)通過連接于它們的可轉(zhuǎn)動(dòng)的傳動(dòng)主軸(9)來驅(qū)動(dòng)。
4. 如權(quán)利要求3所述的制動(dòng)缸,其特征在于,所述傳動(dòng)主軸(9)是有輪 齒的并由外部的電動(dòng)機(jī)(27)通過設(shè)有蝸桿(28)的傳動(dòng)軸(10)來驅(qū)動(dòng)。
5. 如權(quán)利要求3所述的制動(dòng)缸,其特征在于,所述傳動(dòng)主軸(9)通過循 環(huán)傳動(dòng)帶(29)來驅(qū)動(dòng),而所述循環(huán)傳動(dòng)帶由外部的電動(dòng)機(jī)(27)來驅(qū)動(dòng)。
6. 如權(quán)利要求1或2所述的制動(dòng)缸,其特征在于,所述可轉(zhuǎn)動(dòng)的傳動(dòng)件(8) 或所述可轉(zhuǎn)動(dòng)的螺桿(16)由布置在所述缸殼體(2)里的同軸電動(dòng)機(jī)(27) 來驅(qū)動(dòng)。
7. 如權(quán)利要求3所述的制動(dòng)缸,其特征在于,所述傳動(dòng)主軸(9)構(gòu)造成 葉輪(32)并通過壓縮空氣來驅(qū)動(dòng)。
8. 如權(quán)利要求4一6中的一個(gè)或多個(gè)權(quán)利要求所述的制動(dòng)缸,其特征在于, 當(dāng)機(jī)械阻力使電流增大到一電流時(shí)所述電動(dòng)機(jī)(27)就被斷電。
9. 如權(quán)利要求4一6中的一個(gè)或多個(gè)權(quán)利要求所述的制動(dòng)缸,其特征在于, 在已經(jīng)過預(yù)定的時(shí)間之后所述電動(dòng)機(jī)(27)就被斷電。
10. 如權(quán)利要求4一6中的一個(gè)或多個(gè)權(quán)利要求所述的制動(dòng)缸,其特征在于, 在超過特定的傳動(dòng)力時(shí)所述驅(qū)動(dòng)裝置(27、 32)就被關(guān)閉。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種特別適用于實(shí)用車輛的具有停車制動(dòng)功能的制動(dòng)缸(1)。這種制動(dòng)缸包括缸殼體(2)、活塞(3)和用于使制動(dòng)器動(dòng)作的活塞管(4)。固定的螺桿(6)凸伸進(jìn)活塞管(4)并以其上端固定于缸殼體(4),這個(gè)螺桿用于執(zhí)行停車制動(dòng)功能。軸向可轉(zhuǎn)動(dòng)的叉形傳動(dòng)件(8)嚙合于夾緊螺母(7)而可使該夾緊螺母移動(dòng),這個(gè)夾緊螺母(7)在螺桿(6)上延伸。所述傳動(dòng)件(8)設(shè)有傳動(dòng)裝置(9、10)。對(duì)于停車制動(dòng)功能,當(dāng)傳動(dòng)件(8)被轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)夾緊螺母(7)隨之轉(zhuǎn)動(dòng),同時(shí)制動(dòng)缸承受停車制動(dòng)器產(chǎn)生的壓力,直到夾緊螺母(7)被支承在處在活塞(3)的停車位置的活塞上,并且在缸殼體(2)內(nèi)不承受壓力時(shí)機(jī)械地鎖住活塞(3)。
文檔編號(hào)F16D65/28GK101099050SQ200580046214
公開日2008年1月2日 申請(qǐng)日期2005年10月13日 優(yōu)先權(quán)日2005年1月11日
發(fā)明者F·斯查德 申請(qǐng)人:威伯科有限合伙公司