CN100347014C - 空气刹车装置致动器总成 - Google Patents

Abstract

一种空气刹车装置总成，包括预成型气室部件和铸造的浇铸刹车装置，其中铸造的刹车装置壳的一部分在气室部件一部分的周围铸造。

Description

空气刹车装置致动器总成

技术领域

本发明涉及一种空气刹车装置致动器总成，并且尤其涉及用于诸如卡车或公共汽车之类的重型车辆空气致动的轮盘式刹车装置的总成。

背景技术

已公知一种车辆特别是诸如卡车或公共汽车之类的重型车辆的车轮的空气刹车装置致动器总成，所述的总成包括带有气室的铸造的刹车装置壳。所述气室通常是低碳钢的，并且包括前壳和后壳，所述前壳和后壳相互连接形成气密密封。所述前壳通常通过螺丝连接到刹车装置壳的凸缘，以形成对环境封闭的密封。这种对环境封闭的密封是防止水或者诸如刹车尘屑或者污物侵入所必需的。气室包括通过适当的连接装置连接到刹车装置致动器的活塞。

在活塞的隔膜后引入压缩空气，所述压缩空气在推杆中产生负荷。推杆转动而向枢转地安装的操作杆施加一个力以引起它旋转。通过偏心作用，放大了的力施加在一个或者多个可调节的随动杆总成上，所述的一个或者多个可调节的随动杆总成把刹车装置垫片向刹车装置转子推进，引起一对刹车装置转子的滞留作用，从而由于在与随动杆接触的垫片和安装在所述转子的对置面上的另一个刹车垫片之间产生磨擦力而阻滞转子的旋转。

WO-A-98026986公开了一种包括铸造外壳的刹车装置总成，所述的外壳结合有铸造的气室。所述气室要求由低碳钢制造的盖关闭。所述的盖和气室用适当的固定件相互连接以在其间形成气密的密封。

具有用螺丝拧在壳上的分离式气室的现有的刹车装置总成有一些缺点。为了用螺丝把前壳拧在刹车装置壳的凸缘上，需要附加的机加工、零部件和劳动，从而增加成品刹车装置总成的成本。刹车装置壳和前壳之间的环境密闭的密封使所述总成更加复杂。凸缘对刹车装置总成增加了质量并且进一步减少了在刹车装置总成周围的可用空间从而限制了刹车装置总成附近其它部件的设计自由度。

WO-A-98026986的铸造刹车装置壳克服了其中一些问题，但是引起了增加刹车装置总成质量的另一个问题。这是不利的，因为刹车装置总成是簧下质量(unsprung mass)，为了达到车辆悬挂的理想响应，希望减少簧下质量。可以减少铸造的气室壁的厚度以降低刹车装置总成的质量，但是这可能是不希望的，因为承受拉力不能够良好地进行铸造，并且会降低对冲击损伤的抵抗。用低碳钢盖封闭铸造的气室需要不同的连接方法，这会刹车装置进一步添加成品刹车装置总成的成本。

EP 0510930示出一种液压制动器卡钳(caliper)，具有预制的就地铸造的缸筒镗孔衬套。衬套用钢制造，而卡钳本体用铝制造。但是在此要述及的问题是要提供重量轻的卡钳，所述卡钳却具有有良好的可机加工特性和耐磨特性的的缸筒镗孔衬套。这与提供把气室组件连接到刹车装置壳上的可选连接方法的本发明所述及的问题成为对照。

发明内容

本发明提供一种根据独立权利要求的空气致动刹车装置总成。

这样安排的刹车装置总成消除了在壳体铸造以后把气室连接到刹车装置壳上的需要，因为在制造过程中在气室与壳之间形成了机械连接。从而提供一凸缘以使用螺丝固定把气室连接于该凸缘上的需要也被消除了。与现有技术刹车装置总成比较，其使刹车装置总成的无阻尼质量的重量降低。取消凸缘增加了刹车装置总成周围的可用空间，这在设计角度上是有利的。气室和刹车装置壳之间的连接是内在的环境封闭，这进一步消除了提供分离式密封装置的需要。

气室部件可以包括一个前壳，并且所述总成还包括一个通过固定件，譬如夹紧或者卷曲结构，固定到前壳上后壳，以形成气室。在钢制气室的情况下，前和后壳的固定安排可以完全为传统方式，从而保证可靠性并且允许使用现有部件，这进一步降低了成本和库存。

在一个优选的实施形式中，气室部件的形状上严丝合缝配合(form locking)的轮廓包括气室部件的凸缘。所述的凸缘可以是径向向内指向并且可以是连续的。

所述的形状上严丝合缝配合的轮廓可以通过所述部件的开口构成。可选择地，形状上严丝合缝配合的轮廓可以是间断的。优选地这种间断是向外指向的凸起，并且可以绕该部件的圆周连续地延伸或者可以是间断的。

本发明提供一种制造独立权利要求的刹车装置总成制造方法。

可以在铸进刹车装置壳以前预冷气室。这样做的优点在于，铸造时气室被软化的机率较少。预冷也改善了成品刹车装置致动器总成的尺寸容差。

附图说明

下面参照附图，仅以举例方式说明本发明，在附图中：

图1是根据本发明的空气刹车致动器总成装置的截面图。

图2是图1中所示气室的前壳的图示。

图3是图1的刹车装置总成的铸件细节截面图。

图4是根据另一实施形式的图1的刹车装置总成的铸件细节截面图。

图5是根据又一实施形式的图1的刹车装置总成的铸件细节截面图。

图6是根据本发明空气刹车装置致动器总成的又一实施形式的截面图。

具体实施方式

首先参见图1，图中示出根据本发明的空气刹车致动器总成的截面图，总体上用10标出。空气刹车致动器总成10包括铸铁刹车装置壳12和基本上圆柱形的钢气室14。气室14包括前壳16和后壳18，这两者都用钢冲压制成。前壳16和后壳14在卷曲点20被连接在一起。在此后壳18还称为封闭部件，因为它基本上封闭前壳16的开放端。气室14内装活塞22，所述活塞22由弹簧24弹性地偏压向后壳18。活塞22具有臂23(或者称推杆)，所述臂23穿经刹车装置壳12中的一个孔以连接操作刹车转子(未图示)的枢转臂26(或者称操作杆)。刹车操作机构的细节是领域内普通技术人员充分公知的，但是总的来说，刹车装置8中是包括跨圆盘或者说转子(未图示)的卡钳的类型。所述卡钳通常地安装在受制动的车辆(未示)轴上，并且可以相对所述轴纵向滑动。转子安装得与车轮一起旋转。通过在气室14的隔膜28后引入压缩空气致动刹车装置8。隔膜被连接到推杆23，所述推杆23与刹车装置的操作杆径向外端上的插口17配合。操作杆大体上呈“T”形的。操作杆14的下端(观看图1时)在其对端具有弧形的承载表面，所述的承载表面处于安排在卡钳的刹车装置壳12下端的轴承座中，以允许操作杆26可绕一个轴线旋转。操作杆14的下端还设有相对操作杆旋转轴线偏心地安置的套口(未图示)，所述的套口，在旋转时，向一对间隔开的可调节的随动杆总成44传递一个力。这些随动杆总成从致动器向内刹车垫片(未示)的后表面施加输入负荷，从而把刹车垫片的磨擦材料压入与转子磨擦接合。

通过这种转子与内刹车垫片之间的磨擦连接产生一反作用力，所述的反作用力通过随动杆总成44和由刹车装置壳支撑的操作杆26馈回。刹车装置壳12固定到外壳部分上(未图示)。从而通过操作杆26的移动产生的作用力最终由反作用器件传递到外壳部分，所述的外壳部分转而把外制动垫片(未示)压入与转子磨擦接合。因此，在操作杆26沿施加方向APP(参见图1)移动时，转子夹紧在内、外制动垫片之间以产生制动力，用于在从推杆23施加的输入运动的控制下制动车辆。从气室释放的空气压力将引起推杆在复位弹簧24的作用下沿释放方向RLS(参见图1)运动。

随动杆总成是可调节的以补偿制动垫片的磨擦材料的磨损。

对于刹车装置8的运行操作的进一步阐述，读者可参阅US 6435319，该文示出类似的刹车装置和其运行操作。

隔膜28分开前壳16和后壳18。隔膜28在卷边点20处固定在气室14上。活塞22和弹簧24位于隔膜28的其中一侧。前壳28设有空气入口30、31，空气入口30、31与隔膜28的另一侧流体连通。前壳16通过前壳16的径向向内的凸缘34固定在刹车装置壳12上，前壳16在刹车装置壳12的铸造过程中模制进铸造的壳12中。

下面参见图2，该图示出图1中所示气室14的前壳图示。前壳16包括大体为圆柱形的本体部46。在图2中示出带有附加的孔36的凸缘34，所述的附加的孔36在铸造刹车装置壳12的过程中，可使熔化的刹车装置壳12的铸铁能够经此流过。孔36提供附加的强度并且使前壳16保持在壳12中。还在图2中示出在前壳16的外表面上选配的筋40，所述的筋40进一步把前壳保持在壳12中。

图3-5示出根据本发明另一实施形式的图1的刹车装置总成的铸件细节截面图。图3示出带有孔36的凸缘34。图4示出在前壳16的侧壁中的孔38。图5示出另一种安排，其中绕前壳16的部分或者整个圆周设有筋42。从而凸缘34、筋42和孔36提供形状上严丝合缝配合的轮廓，所述形状上严丝合缝配合的轮廓提供前壳16与壳12的机械连接。

前壳16可以在铸造前完全地形成，从而避免任何后续的机加工或者成型操作。可以用常规的方式把刹车装置壳12机加工成成品形状。

在制造刹车致动器总成10的过程中，在前壳16周围铸有刹车装置壳12。在铸造工序前，可以先冷却前壳，以帮助保持前壳的尺寸容差和整体性。以此方式制造刹车致动器总成的好处是降低总成10的重量、提高强度以及改善前壳16与刹车装置壳12的密封。而且，本发明的刹车装置致动器总成10还可整体上减少劳动、组装和制造成本。

可以理解，可以通过本文所述铸造方法结合用于气室14和壳12的相同或不同的材料，这在所用材料有较大的选择范围方面提供进一步的有利之处。例如可以使用不同的铸件材料，譬如铝或者不同等级的铁。可选择地，也可使用铸钢。

可以使用各种连接方法把前壳16固定到后壳18上，可以在圆周地分散位置上局部地把前壳16的部分卷曲到后壳18上。可选择地，前壳16的边缘可以绕后壳18的边缘卷曲，即，所述的边缘卷曲可以在所述边缘的整个360度上进行，以经整个360度的圆周固定这两个壳。以类似的方式，可以在圆周地分散位置上局部地把后壳的部分卷曲到前壳上，或者可选择地，后壳的边缘可以绕前壳的边缘卷曲。可以使用分散的夹持带把前壳的边缘夹持到后壳的边缘上。前、后壳的边缘可以被焊接在一起，既可以在圆周的分散的位置也可以优选地贯穿整个360度的圆周焊接。

总而言之，本发明提供所有公知的把前壳压制在后壳上的连接方法，然而所述的方法不需要特别的前壳的连接特征以把它固定在刹车装置壳上。

现在参见图6，图中示出具有根据本发明的刹车装置致动器总成110的又一个刹车装置总成108。在此情况下，可以以运行模式使用刹车装置总成108，而且还具有停车制动设备。在此情况下，刹车装置壳112、前壳116、隔膜128、弹簧负荷124和推杆123与其在刹车装置总成8中的对应物类似地工作。前壳116与在前壳116的部分周围铸造的铸造刹车装置壳112部分预成形(例如通过压制钢板)。

在此情况下，下刹车装置108包括泊车制动部分150，所述的泊车制动部分150包括中心件152和压制的钢后壳154。中心件152是用铝铸造的，并且作用在于以与后壳18隔离前壳16的后部的相似方式隔离前壳116的后部。因此，中心件152是一种关闭部件。后壳154包括泊车制动弹簧156，所述的泊车制动弹簧156作用在隔膜158上。所述的隔膜158包括推杆160，所述推杆160在以公知的方式进行泊车制动时作用在活塞122上。为了释放泊车制动，经端口160把压缩空气馈入隔膜158左方的区域，从而，当观察图6时，向右迫使隔膜158引起弹簧156压缩，从而引起推杆160脱开与活塞122的接合，从而释放停车制动。

由于中心件152用铝铸造，难于在该铝制部件上提供可形变的边缘。而且前壳116是用压制的钢制造，不可能把前壳焊接在铝制中心件上。因此可以理解，可用于把前壳116连接到中心件152上的连接技术较为受限。然而还可理解，还可以卷曲前壳的一部分至铝中心件上。显然，这样的金属成型技术必须在壳112与前壳铸造在一起以后进行。

Claims (18)

1.一种空气刹车装置致动器总成，包括一个预成型的气室部件和一个铸造的刹车装置壳，其特征在于：所述铸造的刹车装置壳的一部分铸造于所述预成型的气室部件的周围。

2.如权利要求1所述的总成，其特征在于：所述气室部件具有一基本上为圆柱形的本体，所述本体的一端形成所述的气室部件的上述部分。

3.如权利要求2所述的总成，其特征在于：所述的气室部件上述部分具有一个在铸造的刹车装置壳的过程中，接合在所述刹车装置壳内部的形状上严丝合缝地配合的轮廓。

4.如权利要求3所述的总成，其特征在于：所述形状上严丝合缝地配合的轮廓包括所述气室部件的一凸缘。

5.如权利要求4所述的总成，其特征在于：所述的凸缘径向向内指向。

6.如权利要求5所述的总成，其特征在于：所述凸缘是连续的。

7.如权利要求3-6任一项所述的总成，其特征在于：所述形状上严丝合缝地配合的轮廓通过所述气室部件的开口构成。

8.如权利要求3-6中任一项所述的总成，其特征在于：所述形状上严丝合缝地配合的轮廓是间断的。

9.如权利要求8所述的总成，其特征在于：所述间断是一向外指向的凸起。

10.如权利要求9所述的总成，其特征在于：所述向外的凸起沿圆周连续。

11.如权利要求1-6中任一项所述的总成，其特征在于：所述的气室部件包括一个前壳，并且所述总成还包括一个通过固定件装设到所述前壳上以形成一气室的关闭部件。

12.如权利要求11所述的总成，其特征在于：所述的固定件包括所述前壳的形变部分。

13.如权利要求11所述的总成，其特征在于：所述前壳是压制的钢前壳。

14.如权利要求12所述的总成，其特征在于：所述前壳是压制的钢前壳。

15.如权利要求1-6中任一项所述的总成，其特征在于：所述气室部件包括一个前壳，并且所述总成还包括一个具有一用于关闭所述前壳的中心件的泊车刹车装置，其中所述中心件通过固定件固定至前壳上以形成气室，所述固定件包括所述前壳的形变部分。

16.一种制造刹车装置总成的方法，包括以下步骤：

提供预成型的气室部件；

提供铸造刹车装置壳的模具；

将气室部件的一部分中放置在模具中；

用熔化的材料填充模具；

然后让熔化的材料凝固在模具中，从而形成具有连接到刹车装置壳的气室部件的刹车装置总成。

17.如权利要求16所述的方法，其特征在于：还包括先预冷却气室部件，然后立即用熔化的材料填充模具。

18.如权利要求16或17所述的方法，其特征在于：还包括提供关闭部件，并且通过使气室的一区域变形而把气室部件固定在关闭部件上。

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