裝有聚合物活塞的液壓制動器的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明特別而非限制性地涉及一種風(fēng)力渦輪機(jī)的液壓制動器夾板。所述制動器夾板包括柱形孔、具有活塞頭和活塞裙的活塞?；钊曰钊^面朝制動片的取向被接收在柱形孔中。所述制動器夾板包括連接至或者可連接至液壓流體源的流體連接部，用于將液壓流體引入柱形孔的在活塞頭(1b)下方的孔隙中，從而使活塞運(yùn)動。所述活塞至少部分地通過一種聚合材料或多種聚合材料形成，并且優(yōu)選地完全通過一種聚合材料或多種聚合材料形成。
【專利說明】裝有聚合物活塞的液壓制動器

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明特別而非限制性地涉及一種風(fēng)力渦輪機(jī)的液壓制動器夾板。所述制動器 夾板包括柱形孔、具有活塞頭和活塞裙的活塞?；钊曰钊^面朝制動片的取向被接收在 柱形孔中。所述制動器夾板包括連接至或者可連接至液壓流體源的流體連接部，用于將液 壓流體引入柱形孔的在活塞頭下方的孔隙中，從而使活塞運(yùn)動。所述活塞至少部分地通過 一種聚合材料或多種聚合材料形成，并且優(yōu)選地完全通過一種聚合材料或多種聚合材料形 成。

【背景技術(shù)】
[0002] 本文中涉及的液壓制動器目前是用由金屬制成的活塞來生產(chǎn)。活塞被可滑動地而 又密封地接收在設(shè)于夾板內(nèi)的柱形孔中?；钊捎谄湓谥苿悠系倪\(yùn)動而起作用，這就增 加了制動盤和制動片之間的摩擦。由于活塞的運(yùn)動和從活塞施加到制動片上的壓力是通過 在設(shè)置活塞的液壓缸內(nèi)的、在活塞下方的孔隙中的加壓液壓流體來提供，因此必須在活塞 裙和缸壁之間提供密封。這樣的密封通過通常由聚合材料制成的、設(shè)置在缸壁的凹槽中的 柔性密封件來實(shí)現(xiàn)，所述柔性密封件填充設(shè)置在活塞裙和缸壁之間的間隙。
[0003] 盡管該方案已經(jīng)證實(shí)在活塞經(jīng)常于車輛制動時被激活并通過液壓流體而相對于 缸壁運(yùn)動的系統(tǒng)中是一種有效的解決方案，但是已經(jīng)發(fā)現(xiàn)在不必經(jīng)常激活制動器的風(fēng)力渦 輪機(jī)的應(yīng)用領(lǐng)域中，存在由于活塞和缸壁的腐蝕以及由于同樣也會破壞密封的污物夾帶而 使活塞運(yùn)動受到阻礙的風(fēng)險(xiǎn)。另外，在較長的停止?fàn)顟B(tài)期間，密封可能也會變得不太有效。
[0004] 此外，活塞在柱形孔中的運(yùn)動導(dǎo)致使密封、活塞自身和柱形孔受損的摩擦。這樣的 磨損經(jīng)常導(dǎo)致泄漏，從而限制了可獲得的制動效果。
[0005] 另外，已知的制動器夾板需要精密的機(jī)械加工例如磨削、拋光、珩磨等以獲得合適 的摩擦特性以及夾板和活塞之間的配合。
[0006] 已知夾板的經(jīng)常令人關(guān)注的問題是活塞可能會楔入柱形孔內(nèi)，使得無法獲得活塞 的運(yùn)動，并且由此無法獲得制動效果。
[0007] 此外，已知夾板的質(zhì)量經(jīng)常由于強(qiáng)度要求和用于部件的金屬成分而過高，這經(jīng)常 是不利的。
[0008] 因此，一種改進(jìn)的用于風(fēng)力渦輪機(jī)應(yīng)用的制動器夾板將是有利的，并且特別是一 種更加高效和/或可靠的用于風(fēng)力渦輪機(jī)的制動器將是有利的。
[0009] 本發(fā)明進(jìn)一步的目標(biāo)是提供一種現(xiàn)有技術(shù)的替代方案。
[0010] 特別地，可以將本發(fā)明的目標(biāo)視為是提供一種風(fēng)力渦輪機(jī)的液壓制動器夾板，一 種風(fēng)力渦輪機(jī)的液壓制動系統(tǒng)，以及一種裝有液壓制動器夾板的風(fēng)力渦輪機(jī)和/或一種解 決了現(xiàn)有技術(shù)中的上述問題的系統(tǒng)。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0011] 本發(fā)明在第一方面涉及風(fēng)力渦輪機(jī)的液壓制動器夾板。所述制動器夾板優(yōu)選地可 以包括柱形孔、具有活塞頭和活塞裙的活塞。所述制動器夾板適用于容納制動片，制動片由 此也可以認(rèn)為是被包括在夾板中?；钊曰钊^面朝制動片的取向被接收在柱形孔中，并 且夾板通常進(jìn)一步包括連接至或者可連接至液壓流體源的流體連接部，用于將液壓流體引 入在活塞頭下方的柱形孔的孔隙中，從而使活塞運(yùn)動?；钊辽俨糠值赝ㄟ^一種聚合材料 或多種聚合材料形成，并且優(yōu)選地完全通過一種聚合材料或多種聚合材料形成。
[0012] 在本文中，優(yōu)選使用的聚合材料是指由聚合物構(gòu)成的材料，所述聚合物是重復(fù)的 結(jié)構(gòu)單元構(gòu)成的大分子（高分子）。這些子單元通常通過共價化學(xué)鍵連接。盡管術(shù)語聚合 物有時被用于表示塑料，但是聚合物實(shí)際上涵蓋了包括天然材料和合成材料在內(nèi)的、具有 多種不同性質(zhì)的一大類材料。
[0013] 已經(jīng)發(fā)現(xiàn)由聚合材料制成的活塞提供了多種優(yōu)點(diǎn)，在這里和下文中列舉了其中的 一部分優(yōu)點(diǎn)。
[0014] 例如，由于通過活塞提供的柔性傾向于將活塞裙壓向柱形孔的壁部，因此可以容 易地獲得在柱形孔的壁部和活塞裙之間避免液壓流體泄漏的密封。這種靠接提供了密封， 并且該密封在液壓流體中的壓力增加時活塞裙壓向壁部的靠接也增加的意義上是"自增 強(qiáng)"的。
[0015] 此外，與常規(guī)活塞由金屬制成且通過設(shè)置在活塞和柱形孔之間的橡膠密封件來提 供密封相比，提供的密封對于活塞裙和柱形孔的表面上的缺陷和/或磨損較不敏感。
[0016] 與常規(guī)夾板相比，由于活塞能夠因柱形孔中的壓力而在柱形孔內(nèi)膨脹，因此本發(fā) 明的夾板被認(rèn)為對于活塞和柱形孔的圓度較不敏感。
[0017] 此外，即使在活塞應(yīng)該變成楔入柱形孔內(nèi)的情況下，由于活塞的柔性在楔入情況 下可以導(dǎo)致活塞頭撓曲且例如使制動片向制動盤運(yùn)動，因此可以提供關(guān)于獲得制動作用的 更高的確定性。
[0018] 另外，與常規(guī)的活塞和柱形孔的構(gòu)造相比，實(shí)際上由于在表面光滑度上的要求較 低，因此本發(fā)明的夾板和活塞的生產(chǎn)也表現(xiàn)得更加簡單并且還可以更加便宜。
[0019] 正如本文所公開的那樣，根據(jù)本發(fā)明的活塞至少部分地或者完全地通過一種聚合 材料或多種聚合材料的組合制成。這樣的材料通常是橡膠材料，并且在某些實(shí)施例中活塞 完全由這樣的相交材料制成?？蛇x地，活塞可以是分層結(jié)構(gòu)，其中內(nèi)芯材料提供活塞的強(qiáng)度 且比內(nèi)芯材料更軟的外層提供活塞和柱形孔之間的密封效果。
[0020] 至少部分地通過聚合材料制成的活塞通?？梢园▋?nèi)芯材料由非聚合材料例如 金屬制成的結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)至少部分地被聚合材料覆蓋以提供密封效果。此外，至少部分地通 過聚合材料制成的活塞通常也可以包括在活塞中封裝非聚合元件的活塞結(jié)構(gòu)，例如活塞頭 可以包括例如由金屬制成的嵌入盤且其余的活塞部分由聚合材料制成。
[0021] 優(yōu)選地，活塞裙的至少一部分沿柱形孔的周邊靠接柱形孔的壁部并對柱形孔的壁 部偏壓，從而提供活塞和柱形孔之間的液壓流體密封。即使柱形孔內(nèi)的壓力不足以高到使 活塞變形，這通常是未要求制動力的情況，所述偏壓也可以提供密封。通常，通過活塞裙的 所述部分的尺寸大于柱形孔的尺寸，以使得在活塞被接收在柱形孔中時活塞裙的所述部分 被壓縮來提供活塞裙的至少一部分對壁部的偏壓。
[0022] 活塞至少部分地由聚合材料制成，且活塞優(yōu)選地是分層結(jié)構(gòu)，分層結(jié)構(gòu)包括聚合 物構(gòu)成的內(nèi)芯材料和優(yōu)選地由聚酯彈性體制成的外層，聚合物構(gòu)成的內(nèi)芯材料比優(yōu)選地由 聚酯彈性體制成的外層更硬，或者內(nèi)芯材料是金屬。這樣的分層結(jié)構(gòu)可以具有由內(nèi)芯材料 提供的硬度和機(jī)械強(qiáng)度，且外層由于可以給出適合于柱形孔表面的可能性而提供密封性 質(zhì)。優(yōu)選地，外層覆蓋內(nèi)芯材料的外表面,其中內(nèi)芯材料的外表面是內(nèi)芯材料面朝制動片和 柱形孔的表面。但是，內(nèi)芯材料面朝制動片的表面的一部分也可以不覆蓋外層。在進(jìn)一步 優(yōu)選的實(shí)施例中，外層也覆蓋內(nèi)芯材料的內(nèi)表面，其中內(nèi)芯材料的內(nèi)表面是面向與外表面 相反的方向的表面。
[0023] 內(nèi)芯材料通常由聚合物制成，聚合物的特征在于是硬質(zhì)聚合物，這優(yōu)選地意味著 材料在23°C的硬度是高于60的"Shore D"級硬度。但是，高于40或高于80的硬度也可以 是優(yōu)選的。
[0024] 典型地和優(yōu)選地，
[0025] -聚合物是熱塑性聚酯樹脂（PBT)、聚甲醛（Ρ0Μ)、聚砜（PSU)、聚苯硫醚（PPS)或 其組合，優(yōu)選地通過玻璃纖維、芳族聚酸胺纖維和/或碳纖維強(qiáng)化，且
[0026] -金屬是鋼或鋁，并且
[0027] -聚酯彈性體是熱塑性聚氨酯（TPU)、丁腈橡膠、氟橡膠和/或熱塑性聚酯彈性體 (TPE-E)。
[0028] 這樣的分層結(jié)構(gòu)結(jié)合了兩種材料（內(nèi)芯材料和外層材料）的性質(zhì)。內(nèi)芯材料提供 了為活塞賦予其形狀的硬度，而外層則是為活塞賦予其密封效果的材料。此外，即使是由兩 種材料構(gòu)成，活塞也能夠在一道鑄造工序中制成。這就使得鑄造工藝比兩道或多道鑄造工 序更加經(jīng)濟(jì)，不過該鑄造工藝需要能夠在相同的溫度下鑄造兩種材料。分層結(jié)構(gòu)的另一個 優(yōu)點(diǎn)是外層可以加工為完全封裝內(nèi)芯材料，這樣可以提供安全防護(hù)從而確保液壓將活塞裙 向外推壓緊靠柱形孔。
[0029] 用于內(nèi)芯和外層的材料的指定組合優(yōu)選地選擇為使得材料彼此粘合以避免外層 從內(nèi)芯材料上脫離或避免內(nèi)芯材料從外層上脫離。材料經(jīng)常被選擇為使得材料熔合在一起 (烙接在一起）。
[0030] 在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例中，活塞在單次鑄造中由兩種材料制成。外層的厚度和內(nèi) 芯材料的厚度可以在活塞的不同位置相應(yīng)地有所改變。另外，外層不僅受限于定位以形成 活塞的外表面，而且還可以形成活塞的內(nèi)表面。但是，外層的典型尺寸是在活塞頭處約為 0. 5mm以及介于在活塞裙下部的0. 5mm和在活塞裙上部的1. 6mm之間。
[0031] 在優(yōu)選的實(shí)施例中，活塞裙的外表面可以優(yōu)選地是截頭圓錐形，活塞裙的最下部 具有最寬的尺寸，并且靠接柱形孔的壁部并對柱形孔的壁部偏壓的活塞裙部分優(yōu)選地是活 塞裙的最下部。
[0032] 在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例中，活塞可以包括環(huán)形凸緣，環(huán)形凸緣優(yōu)選與活塞一體地 被加工在活塞裙上并環(huán)繞活塞。環(huán)形凸緣靠接柱形孔的壁部并對柱形孔的壁部偏壓。這樣 的環(huán)形凸緣可以有助于活塞和柱形孔的壁部之間的密封。優(yōu)選地，通過在活塞被接收在柱 形孔中之前將環(huán)形凸緣成形為使其尺寸大于柱形孔的尺寸，以使得在活塞被接收在柱形孔 中時環(huán)形凸緣被壓縮來提供環(huán)形凸緣對壁部的偏壓。
[0033] 附加于此或單獨(dú)使用地，夾板可以優(yōu)選地包括排放通道，排放通道用于泄漏的流 體并與泄流元件流體連通，泄流元件在環(huán)形凸緣的下方的位置環(huán)繞活塞裙。這樣的排放通 道可以使液壓流體轉(zhuǎn)向在活塞和缸壁之間的柱形孔流出遠(yuǎn)離制動片和制動盤，這些液壓流 體如果與制動片和制動盤相接觸就能限制可獲得的制動效果。
[0034] 泄流元件可以優(yōu)選地包括多孔或可滲透的環(huán)形元件，多孔或可滲透的環(huán)形元件與 排放通道流體連通并且在環(huán)形凸緣的下方的位置環(huán)繞活塞裙。這樣的環(huán)形元件實(shí)際上具有 防止排放通道阻塞的效果，原因是活塞在液壓流體的壓力影響下的變形達(dá)到使活塞表面阻 止排放通道開放的程度。
[0035] 在很多優(yōu)選實(shí)施例中，活塞是杯形的，在活塞被接收在柱形孔中時活塞的開口端 面向柱形孔內(nèi)部。典型地和優(yōu)選地，活塞裙的內(nèi)表面是截頭圓錐形，活塞裙的最下部具有最 寬的尺寸。
[0036] 根據(jù)本發(fā)明的風(fēng)力渦輪機(jī)的液壓制動器夾板可以優(yōu)選地包括具有背板的制動片， 背板通常由復(fù)合材料或鋼以及漸縮形狀的制動材料制成。
[0037] 背板可以優(yōu)選被平滑地接收在凹口中，凹口在夾板中設(shè)置在活塞頭的上方，使得 制動片能夠跟隨活塞向制動盤的運(yùn)動同時被阻止沿制動盤的旋轉(zhuǎn)方向運(yùn)動。由此，制動器 夾板能夠各納制動片。
[0038] 本發(fā)明在另一方面涉及一種風(fēng)力渦輪機(jī)，包括根據(jù)本發(fā)明所述的風(fēng)力渦輪機(jī)的液 壓制動器夾板。
[0039] 優(yōu)選地，制動器夾板可以被設(shè)置為形成風(fēng)力渦輪機(jī)的停機(jī)制動的一部分以使風(fēng)力 渦輪機(jī)的轉(zhuǎn)子停機(jī)，和/或制動器夾板可以優(yōu)選地被設(shè)置為形成偏航制動的一部分。
[0040] 要注意的是，盡管參照常規(guī)的風(fēng)力渦輪機(jī)液壓制動器公開了本發(fā)明并且已經(jīng)發(fā)現(xiàn) 本發(fā)明解決了與常規(guī)的風(fēng)力渦輪機(jī)液壓制動器相關(guān)的很多問題，但是應(yīng)該意識到本發(fā)明具 有更廣的應(yīng)用范圍，例如用于一般車輛（汽車、電動車、自行車燈）和一般的制動器。由此， 本發(fā)明還涉及一般性的制動器和制動器夾板。
[0041] 本文公開的各個方面和實(shí)施例均可與任意的其他方面和實(shí)施例相結(jié)合。本發(fā)明的 各個方面將參照一下介紹的實(shí)施例來進(jìn)行說明并變得顯而易見。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0042] 現(xiàn)將參照附圖更加詳細(xì)地介紹本發(fā)明。附圖示出了實(shí)施本發(fā)明的方式，但不應(yīng)被 解讀為限制了落在所附權(quán)利要求集合的保護(hù)范圍內(nèi)的其他可行的實(shí)施例。
[0043] 圖1示意性地示出了根據(jù)本發(fā)明的夾板的三維剖視圖，
[0044] 圖2示意性地示出了根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的制動器夾板的二維剖視圖（制動片 以及撥叉均已從圖中省略），
[0045] 圖3示意性地示出了根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例的制動器夾板的二維剖視圖（制動片 以及撥叉均已從圖中省略），
[0046] 圖4示意性地示出了根據(jù)本發(fā)明第三實(shí)施例的制動器夾板的二維剖視圖（制動片 以及撥叉均已從圖中省略），
[0047] 圖5示出了活塞的剖視圖；僅示出了四分之一個活塞，以及
[0048] 圖6示意性地示出了圖5中的活塞，示出了半個活塞。

【具體實(shí)施方式】
[0049] 參照圖1進(jìn)行說明，圖1示意性地示出了用于風(fēng)力渦輪機(jī)應(yīng)用的風(fēng)力渦輪機(jī)液壓 制動器夾板11。要注意的是，盡管參照常規(guī)的風(fēng)力渦輪機(jī)液壓制動器公開了本發(fā)明并且已 經(jīng)發(fā)現(xiàn)本發(fā)明解決了與常規(guī)的風(fēng)力渦輪機(jī)液壓制動器相關(guān)的很多問題，但是應(yīng)該意識到本 發(fā)明具有更廣的應(yīng)用范圍，例如用于一般車輛（汽車、電動車、自行車燈）和一般的制動器。
[0050] 如圖1所不，制動器夾板11包括柱形孔3、制動片10、具有活塞頭la和活塞裙lb 的活塞1。柱形孔3在夾板11中設(shè)置為圓柱形的孔且活塞1具有圓形的橫截面。夾板11 通常由金屬制成，但是也可以考慮應(yīng)用其他的材料例如陶瓷或包括Kevlarare在內(nèi)的復(fù)合 材料。
[0051] 活塞1被可滑動而又密封地接收在柱形孔中，正如以下更加詳細(xì)公開的那樣。如 圖1所不，活塞1以活塞頭la面朝制動片9的取向被接收在柱形孔3中?；钊^la被加 工成平坦的，以與背板8的平坦表面相配合。但是，其他的形狀也可以設(shè)置用于活塞頭la 和背板8。
[0052] 在圖1所示的實(shí)施例中，背板8通常由復(fù)合材料或鋼制成，其中漸縮形狀的制動材 料9被設(shè)置在制動盤10和活塞頭la之間。通常，背板實(shí)際上用作對制動片9的引導(dǎo)件并 且被平滑地接收在凹口 12中，凹口 12在夾板11中設(shè)置在活塞頭的上方，使得制動片10能 夠跟隨活塞向制動盤10的運(yùn)動同時被阻止沿制動盤10的旋轉(zhuǎn)方向運(yùn)動。另外，凹口 12可 以成形為使得制動片10相對于制動盤10和夾板11具有固定的取向。由此，制動器夾板能 夠各納制動片。
[0053] 夾板11進(jìn)一步包括連接至或者可連接至液壓流體源的流體連接部4,用于將液壓 流體引入柱形孔3的在活塞頭lb下方的孔隙中。當(dāng)液壓流體以相對于周圍的壓力有所升 高的壓力被送入該孔隙中時，壓力將施加在活塞的內(nèi)表面上，將活塞1和制動片9壓向制動 盤10。這將在夾板11被安裝用于液壓制動器時壓縮夾板11。要注意的是詞語"壓縮"夾 板11也包括夾板未被成形為夾鉗形狀的撥叉且在與活塞相對的側(cè)面上具有抗壓部分的情 況。另外，夾板也可以與活塞一起設(shè)置在制動盤10的兩側(cè)。
[0054] 活塞1至少部分地由聚合材料形成。這就導(dǎo)致活塞有柔性并且響應(yīng)于送入柱形孔 的在活塞頭lb下方的孔隙中的壓力而至少略微地變形。活塞裙lb的變形將朝向柱形孔的 壁部并增加活塞裙靠接缸壁的壓力。這將在活塞裙lb和缸壁之間形成密封，這在很多情況 下將阻止液壓流體從柱形孔沿活塞裙lb漏出。要注意的是密封效果將隨著液壓流體的壓 力的增大而增強(qiáng)，這被認(rèn)為是有利的。
[0055] 另外，聚合材料在很多情況下都允許活塞向制動盤運(yùn)動，不過活塞裙lb在缸壁上 的靠接可以增加壁部和活塞裙lb之間的摩擦。但是，如果摩擦變得過大，使得活塞不能再 在液壓缸內(nèi)滑動，那么由于活塞1的柔性允許活塞頭lb朝向制動盤10變形而仍然可以提 供制動作用。
[0056] 因此，在很多優(yōu)選的實(shí)施例中并且如圖1所公開的那樣，活塞裙la的至少一部分 沿柱形孔3的周邊靠接柱形孔3的壁部并對柱形孔3的壁部偏壓，從而提供活塞1和柱形 孔3之間的液壓流體密封。如圖1所示，活塞的靠接位置通常在活塞裙的最下部。正如以 下要進(jìn)一步詳細(xì)說明的那樣，與漸縮的活塞有關(guān)，活塞裙lb靠接壁部的部分的尺寸經(jīng)常取 決于液壓流體的壓力。
[0057] 活塞裙lb的至少一部分對柱形孔3的壁部的偏壓通常用于在活塞頭1下方的孔 隙中的壓力與周圍的壓力可比較時獲得實(shí)際存在的密封。這樣實(shí)際上具有在壓力上升期間 (或沒有制動動作的停止期間）的壓力不足以通過活塞裙lb的變形來提供密封的情況下限 制液壓流體漏出的風(fēng)險(xiǎn)的有利效果。活塞裙lb的至少一部分對壁部的這種偏壓通常通過 使活塞裙lb的設(shè)計(jì)用于由于偏壓而靠接的所述部分的尺寸大于柱形孔3的尺寸，以使得在 活塞1被接收在柱形孔3中時活塞裙lb的所述部分被壓縮來提供。
[0058] 活塞1通常是分層結(jié)構(gòu)，分層結(jié)構(gòu)包括聚合物構(gòu)成的內(nèi)芯材料21和聚酯彈性體構(gòu) 成的外層20 (例如參見圖5)。內(nèi)芯材料21比外層20更硬并且可以稱作硬質(zhì)聚合物，這通 常意味著聚合材料具有高于60的"Shore D"級硬度。
[0059] 聚合物優(yōu)選地選自熱塑性聚酯樹脂（PBT)、聚甲醛（Ρ0Μ)、聚砜（PSU)、聚苯硫醚 (PPS)或其組合，優(yōu)選地通過玻璃纖維、芳族聚酸胺纖維和/或碳纖維強(qiáng)化。在內(nèi)芯材料是 金屬的實(shí)施例中，金屬優(yōu)選地選擇鋼或鋁。聚酯彈性體優(yōu)選地選自熱塑性聚氨酯（TTO)、丁 腈橡膠、氟橡膠和/或熱塑性聚酯彈性體（TPE-E)。
[0060] 這樣的分層結(jié)構(gòu)實(shí)際上具有通過內(nèi)芯材料提供機(jī)械強(qiáng)度并且通過外層提供低摩 擦和期望的密封性質(zhì)的優(yōu)點(diǎn)。
[0061] 正如圖2更加清楚地示出的那樣，活塞裙lb的外表面經(jīng)常加工為截頭圓錐形，活 塞裙lb的最下部具有最寬的尺寸，并且靠接柱形孔3的壁部并對柱形孔3的壁部偏壓的活 塞裙部分是活塞裙的最下部。這樣的截頭圓錐形的活塞裙lb易于設(shè)置到柱形孔3中并且 經(jīng)常由于活塞的變形增大了靠接柱形孔3的壁部的區(qū)域以及這些區(qū)域靠接柱形孔3的壁部 的壓力來提供隨壓力的升高而逐漸增強(qiáng)的密封。
[0062] 還是如圖2所示，活塞1是杯形的（也就是說活塞包括凹部），在活塞1被接收在 柱形孔3中時活塞的開口端面向柱形孔3的內(nèi)部。這就增加了液壓流體的壓力可以起作用 的區(qū)域。活塞通常設(shè)置為杯形使得活塞裙的內(nèi)表面是截頭圓錐形，活塞裙的最下部具有最 寬的尺寸。如圖2所示，活塞裙lb的截頭圓錐形的外部和內(nèi)部形狀的彼此之間的區(qū)別在于 活塞裙的下部是最薄的，并且活塞裙lb的厚度向著活塞頭逐漸增加。
[0063] 參照圖3,活塞1可以包括環(huán)形凸緣5。環(huán)形凸緣5被加工成與活塞一體并且被定 位在活塞裙lb上以在活塞頭la下方和活塞裙lb的下部以上的位置環(huán)繞活塞1。環(huán)形凸 緣5靠接柱形孔并用作密封件以阻止液壓流體通過由活塞裙lb的下部壓向柱形孔3的壁 部的靠接提供的密封漏出。
[0064] 環(huán)形凸緣5也可以對柱形孔3的壁部偏壓。通過將環(huán)形凸緣5成形為使其尺寸大 于柱形孔3的尺寸，以使得在活塞1被接收在柱形孔3中時環(huán)形凸緣5被壓縮來提供環(huán)形 凸緣5對壁部的偏壓。
[0065] 盡管環(huán)形凸緣5被公開為與活塞1 一體地加工，但是環(huán)形凸緣5也可以是設(shè)置在 活塞1內(nèi)提供的配合凹口中的單獨(dú)元件。由于對柱形孔3的壁部的偏壓，在很多情況下都 不需要在凹口中對這樣單獨(dú)的環(huán)形凸緣進(jìn)行固定；但是環(huán)形凸緣例如也可以通過膠合來固 定。
[0066] 參照圖4,夾板11可以包括用于泄漏的流體的排放通道7,泄漏的流體是通過由活 塞裙lb的最下部壓向柱形孔3的壁部的靠接提供的密封而漏出的流體。
[0067] 排放通道7經(jīng)常而非必須地與泄流元件6流體連通，泄流元件6是在活塞頭la的 下方以及活塞裙靠接柱形孔3的下部以上的位置環(huán)繞活塞裙lb的杯形元件的形式。在環(huán) 形凸緣5存在時，泄流元件6位于環(huán)形凸緣5和活塞裙靠接柱形孔3的下部之間。
[0068] 泄流元件6通常包括多孔或可滲透的環(huán)形元件，多孔或可滲透的環(huán)形元件與排放 通道7流體連通并且在環(huán)形凸緣4的下方的位置和活塞裙靠接柱形孔3的下部以上的位置 環(huán)繞活塞裙lb。泄流元件6通常設(shè)置在設(shè)于柱形孔3的壁部內(nèi)的凹口中，如圖4所示具有 延伸到凹口以外的部分。
[0069] 根據(jù)本發(fā)明的活塞1可以使用常規(guī)的用于包括聚合材料的分層結(jié)構(gòu)的生產(chǎn)技術(shù) 來生產(chǎn)，所述生產(chǎn)技術(shù)通常包括模制和精加工?；钊筶b的外表面被設(shè)置用于提供密封效 果。類似地，夾板通過使用常規(guī)的生產(chǎn)方法來生產(chǎn)，并且柱形孔3的表面通常也要進(jìn)行珩 磨。
[0070] 圖示出了根據(jù)本發(fā)明的活塞1的剖視圖；僅示出了四分之一個活塞1?；钊?在 單次鑄造中由兩種聚合材料制成。外層20的厚度和內(nèi)芯材料21的厚度可以在活塞的不同 位置相應(yīng)地有所改變。另外，外層20不僅受限于定位以形成活塞的外表面，而且還可以如 圖5所示形成活塞的內(nèi)表面。但是外層20的典型尺寸是在活塞頭處約為0. 5_以及介于 在活塞裙lb下部的0· 5mm和在活塞裙lb上部的1. 6mm之間。
[0071] 活塞頭的厚度通常約4. 7mm，且活塞裙lb在活塞頭la處的厚度約為4. 6mm并漸變 為在活塞裙lb的端部處的厚度約為0. 5mm。
[0072] 與圖5中的活塞相對應(yīng)的柱形孔3具有90mm的直徑。對應(yīng)的活塞在活塞頭la處 測量具有89mm的直徑并且在活塞裙lb這一段測量具有約90. 2mm至90. 3mm的直徑。要注 意的是圖5中的實(shí)施例僅反映了一個示例且不應(yīng)以限制性的方式解讀。圖6以示意性的視 圖示出了圖5中的活塞（示出了半個活塞）。
[0073] 根據(jù)本發(fā)明的制動器可以優(yōu)選地形成風(fēng)力渦輪機(jī)的制動系統(tǒng)的一部分。這樣的系 統(tǒng)包括用于通過如上文公開的那樣向夾板11中輸送加壓的液壓流體例如液壓油來控制制 動動作的控制裝置。夾板11將響應(yīng)于接收加壓的液壓油而使活塞1向制動片運(yùn)動并迫使 制動片接觸要進(jìn)行減速或使之停止的運(yùn)動部。盡管運(yùn)動部經(jīng)常包括常規(guī)的制動盤，但是本 發(fā)明并不局限于包括這樣的常規(guī)制動盤的系統(tǒng)。
[0074] 在風(fēng)力渦輪機(jī)的應(yīng)用中，根據(jù)本發(fā)明的夾板和制動器可以優(yōu)選地設(shè)置為停機(jī)制動 器以使風(fēng)力渦輪機(jī)的轉(zhuǎn)子停機(jī)和/或設(shè)置為偏航制動。
[0075] 盡管已經(jīng)結(jié)合具體的實(shí)施例介紹了本發(fā)明，但是本發(fā)明不應(yīng)解讀為以任何方式受 限于給出的示例。本發(fā)明的保護(hù)范圍由所附的權(quán)利要求的集合給出。在權(quán)利要求的語境 中，術(shù)語"包括"或"包含"并不排除其他可能的元件或步驟。而且，例如用"一"或"一個" 限定的引用內(nèi)容不應(yīng)被解讀為排除多個的含義。權(quán)利要求中相對于圖中所示元件使用的附 圖標(biāo)記不應(yīng)被解讀為限制了本發(fā)明的保護(hù)范圍。此外，不同權(quán)利要求中提及的各個特征可 以有利地加以組合，并且不同權(quán)利要求中提及的這些特征并不排除未必可行和有利的特征 組合。
【權(quán)利要求】
1. 一種用于風(fēng)力渦輪機(jī)的液壓制動器夾板，所述制動器夾板（11)包括： -柱形孔（3)， -制動片（9)或者適用于容納制動片（9)的部分， -具有活塞頭（la)和活塞裙（lb)的活塞（1)，活塞（1)以活塞頭面朝制動片（9)的取 向被接收在柱形孔（3)中，以及 -連接至或者可連接至液壓流體源的流體連接部（4)，用于將液壓流體引入在活塞頭 (lb)下方的柱形孔（3)的孔隙中，從而使活塞運(yùn)動， 其中， -活塞（1)至少部分地通過一種聚合材料或多種聚合材料形成。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于風(fēng)力渦輪機(jī)的液壓制動器夾板，其中活塞裙（la)的至少 一部分沿柱形孔（3)的周邊靠接柱形孔（3)的壁部并對柱形孔（3)的壁部偏壓，從而提供 活塞（1)和柱形孔（3)之間的液壓流體密封。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的用于風(fēng)力渦輪機(jī)的液壓制動器夾板，其中通過活塞裙 (lb)的所述部分的尺寸大于柱形孔（3)的尺寸，以使得在活塞（1)被接收在柱形孔（3)中 時活塞裙（lb)的所述部分被壓縮來提供活塞裙（lb)的至少一部分對壁部的偏壓。
4. 根據(jù)先前權(quán)利要求中的任意一項(xiàng)所述的用于風(fēng)力渦輪機(jī)的液壓制動器夾板，其中活 塞是分層結(jié)構(gòu)，分層結(jié)構(gòu)包括聚合物構(gòu)成的內(nèi)芯材料和優(yōu)選地由聚酯彈性體構(gòu)成的外層， 聚合物構(gòu)成的內(nèi)芯材料比優(yōu)選地由聚酯彈性體構(gòu)成的外層更硬，或者內(nèi)芯材料是金屬。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的用于風(fēng)力渦輪機(jī)的液壓制動器夾板，其中： -聚合物是熱塑性聚酯樹脂（PBT)、聚甲醛（POM)、聚砜（PSU)、聚苯硫醚（PPS)或其組 合，優(yōu)選地通過玻璃纖維、芳族聚酸胺纖維和/或碳纖維強(qiáng)化， -金屬是鋼或鋁，并且 -聚酯彈性體是熱塑性聚氨酯（TPU)、丁腈橡膠、氟橡膠和/或熱塑性聚酯彈性體 (TPE-E)。
6. 根據(jù)先前權(quán)利要求中的任意一項(xiàng)所述的用于風(fēng)力渦輪機(jī)的液壓制動器夾板，其中活 塞裙（lb)的外表面是截頭圓錐形，活塞裙的最下部具有最寬的尺寸，并且靠接柱形孔（3) 的壁部并對柱形孔（3)的壁部偏壓的活塞裙部分是活塞裙的最下部。
7. 根據(jù)先前權(quán)利要求中的任意一項(xiàng)所述的用于風(fēng)力渦輪機(jī)的液壓制動器夾板，其中活 塞包括環(huán)形凸緣（5)，環(huán)形凸緣（5)優(yōu)選與活塞一體地被加工在活塞裙（lb)上并環(huán)繞活塞 (1)，所述環(huán)形凸緣（5)靠接柱形孔（3)的壁部并對柱形孔（3)的壁部偏壓。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的用于風(fēng)力渦輪機(jī)的液壓制動器夾板，其中通過環(huán)形凸緣（5) 的尺寸大于柱形孔（3)的尺寸，以使得在活塞（1)被接收在柱形孔（3)中時環(huán)形凸緣（5) 被壓縮來提供環(huán)形凸緣（5)對壁部的偏壓。
9. 根據(jù)權(quán)利要求7或8所述的用于風(fēng)力渦輪機(jī)的液壓制動器夾板，其中夾板（11)包括 排放通道（7)，排放通道（7)用于泄漏的流體并與泄流元件（6)流體連通，泄流元件（6)在 環(huán)形凸緣（5)的下方的位置環(huán)繞活塞裙（lb)。
10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的用于風(fēng)力渦輪機(jī)的液壓制動器夾板，其中泄流元件（6)包括 多孔或可滲透的環(huán)形元件，多孔或可滲透的環(huán)形元件與排放通道（7)流體連通并且在環(huán)形 凸緣（4)的下方的位置環(huán)繞活塞裙（lb)。
11. 根據(jù)先前權(quán)利要求中的任意一項(xiàng)所述的用于風(fēng)力渦輪機(jī)的液壓制動器夾板，其中 活塞是杯形的，在活塞（1)被接收在柱形孔（3)中時活塞的開口端面向柱形孔（3)內(nèi)部。
12. 根據(jù)權(quán)利要求11所述的用于風(fēng)力渦輪機(jī)的液壓制動器夾板，其中活塞裙（lb)的內(nèi) 表面是截頭圓錐形，活塞裙的最下部具有最寬的尺寸。
13. 根據(jù)先前權(quán)利要求中的任意一項(xiàng)所述的用于風(fēng)力渦輪機(jī)的液壓制動器夾板，其中 制動片包括背板（8)，背板（8)通常由復(fù)合材料或鋼以及漸縮形狀的制動材料（9)制成，并 且其中背板（8)被平滑地接收在凹口（12)中，凹口（12)在夾板（11)中設(shè)置在活塞頭（la) 的上方，使得制動片（10)能夠跟隨活塞向制動盤（10)的運(yùn)動同時被阻止沿制動盤（10)的 旋轉(zhuǎn)方向運(yùn)動，由此容納制動片（9)。
14. 一種風(fēng)力渦輪機(jī)，包括根據(jù)先前權(quán)利要求中的任意一項(xiàng)所述的液壓制動器夾板。
15. 根據(jù)權(quán)利要求14所述的風(fēng)力渦輪機(jī)，其中制動器夾板被設(shè)置為形成停機(jī)制動的一 部分以使風(fēng)力渦輪機(jī)的轉(zhuǎn)子停機(jī)和/或其中制動器夾板被設(shè)置為形成偏航制動的一部分。
【文檔編號】F16J1/00GK104067033SQ201280068103
【公開日】2014年9月24日 申請日期:2012年12月20日 優(yōu)先權(quán)日:2011年12月21日
【發(fā)明者】P·S·尼爾森, P·霍恩斯科夫 申請人:S.B.專利控股有限責(zé)任公司