CN102734351A - 气动收缩型鼓式制动器组件 - Google Patents

气动收缩型鼓式制动器组件 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种气动收缩型鼓式制动器组件。鼓式制动器具有附接到毂中央区域的两相对轴向侧的旋转密封件，用于密封毂和制动鼓。通过取下壳体侧板和制动鼓，两个旋转密封件就可被接近以便在维护中更换，而不需要取下毂。

Description

气动收缩型鼓式制动器组件
本发明为2010年3月17日由Szpak等人提交的名为“PNEUMATICCONSTRICTING DRUM BRAKE ASSEMBLY(气动收缩型鼓式制动器组件)”的美国专利申请No.12/726007的部分继续申请，该部分继续申请要求了2009年3月18日由Szpak等人提交的名为“PNEUMATICCONSTRICTING DRUM BRAKE ASSEMBLY(气动收缩型鼓式制动器组件)”的美国专利申请No.61/161095的优先权，以上两个申请全文通过引用并入本文中。
技术领域
本发明涉及气动收缩型鼓式制动器组件及其制造方法。
背景技术
在气动鼓式制动器、尤其是具有绕制动鼓设置的可充气管件的气动鼓式制动器的维护中，在阻止制动尘和外界物质进入旋转鼓的中央毂区域方面遇到问题。
此外，在某些应用场合中，例如对于风力涡轮机，电气引线或部件穿过制动器的中央区域设置，有必要防止湿气、制动尘和外界物质进入这些部件。在使用旋转密封件来防止湿气、制动尘和外界物质进入制动器中央区域的情形下，需要提供接近密封件的检修口以用于在维护中进行更换。为了更换密封件，就必须将包括毂在内的制动器从其可操作的连接的轴或齿轮箱上完全拆除，而这些操作在风力涡轮机应用场合中在塔顶进行时相当困难和复杂，因此相当昂贵。因而，希望提供一种具有密封的中心毂和鼓区域的气动收缩型鼓式制动器组件，在维护中进行更换时能容易地接近密封件，而不需要完全拆卸制动器或拆除毂。
发明内容
本发明公开了一种气动操作的收缩型鼓式制动器，该鼓式制动器具有在旋转鼓的毂的两轴向相对侧为该毂设置的旋转密封件，所述密封件用于密封该旋转鼓的毂的内部使之不受诸如湿气、制动尘和外界物质等外部污染物的影响。本发明的制动器组件具有在壳体相对侧设有旋转密封件的中央区域。只需取下侧板和制动鼓，而不需要从输入轴上取下毂，即可从壳体的与输入轴相对的一侧接近两个密封件以进行更换。
附图说明
图1是本发明的一种形式的制动器组件的侧视图，示出装好的盖板；
图2是图1的制动器的沿剖面线B-B的剖视图；
图3是图1的制动器组件的分解图；
图4是图2的局部视图，示出处于未被致动状态的制动器；
图5是与图4类似的视图，示出处于被致动状态的制动器；
图6是本发明的另一种形式的制动器的侧视图；以及
图7是图6的制动器的装配图。
具体实施方式
附图的图1-5示出一总体上以10标记的制动器组件，该制动器组件具有固定的制动元件或壳体12，在该示例性示出的实施例中，该固定制动元件或壳体12具有柱形杯状构型，其容纳有围绕该壳体内部设置的、可充气的环状管件14；管件14围绕环状排列的、设置在该壳体内部的制动元件16。鼓20具有环状内毂22，该内毂22由辐条24支承并具有中空的内部。
在充气后，管件14膨胀，使制动元件16沿径向向内收缩，并使其径向内表面与旋转鼓20的外表面或周面18摩擦接合以实施制动作用。
设有一对环状密封件26、28，其中在旋转鼓的毂22的轴向相对的两侧上各设置一个密封件，所述密封件在毂上固定成随其转动。在所示的示例性实施例中，密封件26、28各自包括分别设置在其上的较薄的刮擦部27、29；刮擦部27、29可与密封件一体形成。密封件24、26可由任何合适的材料、例如弹性体材料制成。刮擦部27、29分别可操作地以转动密封接合方式接触静止的密封表面30、31，所述密封表面设置在壳体上的相应位置。所述密封表面中的一个、例如表面30可包括轴承安装部、例如示例性示出的适配环。应当理解，该环30可包括用于毂22的安装轴承(未示出)。
一防护盖件32安装在壳体12的凸缘34上。在所示的示例性实施例中，轴承安装部/密封适配环30安装在壳体盖件32上；然而，也可以提供其他为密封圈26提供固定的密封表面的设置，例如，使轴承安装部与盖件32一体形成。
在工作中，当通过空气供给连接部40为环状管件14充气时，该环状管件14使制动元件16沿径向向内移动或收缩(如图5所示)到制动鼓的外表面18上。在图4和图5所示的示例性实施例中，在可充气管件14和制动元件16之间装入一个或多个释放弹簧39。
参考图6和7，本发明的另一种形式的制动器组件总体以标号100标记，其具有大致环形构造的毂102，该毂具有适于连接到输入轴上的向内延伸的腹板部104，输入轴例如为由虚线表示的用于风力涡轮机齿轮箱的齿轮轴106，该轴一般由在108处以虚线表示的轴承支承在未示出的齿轮箱结构中。毂腹板104具有多个贯通设置的安装孔110，以便能够通过合适的紧固件——例如图6中虚线表示的螺栓112——连接到输入轴106。如果需要，腹板104可具有例如由参考标号114表示的额外的开孔，以减轻毂的重量。
总体由116标记的制动鼓具有设置于其外周面上的总体平直的圆柱形摩擦或制动表面118，和径向向内延伸的腹板120，该腹板也可具有多个例如由参考标号122表示的孔，用于减轻鼓的重量。腹板120具有多个周向间隔布置的孔124，其中容纳紧固件如螺栓126，该螺栓螺纹连接于设置在毂102中的相应位置的孔128。
总体由130标记的壳体具有大致环状的结构，其在一个轴向侧具有向内延伸的腹板部132，该腹板部通过与毂102的周边紧密相邻的内周部134接纳在毂102上。壳体130在腹板132的轴向相对侧具有径向向外延伸的凸缘136，该凸缘具有多个周向间隔的安装孔138，用于附接到固定结构、例如图6中在140处由虚线表示的齿轮箱壳体或外壳，并且使用合适的紧固件例如头部下方设有绝缘垫圈144的螺栓142附接到该壳体。
壳体130内设置有靠在其内周面上的环状的可充气件146，其可操作地连接至设置在壳体130中用于充气的进气配件148。
绕制动鼓的摩擦表面118设置有多个由参考标号150标记的拱形制动元件或部段，每个制动元件均具有贯通形成的由参考标号152标记的狭槽，每个狭槽均具有容纳于其中并轴向伸出的扭力杆154。
总体由156标记的侧板或盖件接纳在壳体130上并通过合适的紧固件例如穿过多个周向间隔的孔160设置的带螺纹的螺栓158连接到该壳体130。螺栓158与图7所示的位于凸缘136的径向向内处的相应的螺孔162螺纹接合。
侧板156具有环绕设置的多个周向间隔的孔164，扭力杆154的一端以紧密配合的方式接纳在各个孔中。每个扭力杆154的轴向相对端接纳到壳体152的腹板132中设置的对应定位的孔166中。设置在制动元件中的狭槽152在径向方向上延伸，以允许制动元件的径向移动；然而，狭槽的宽度与扭力杆154紧密配合，以防止在切向或周向上的移动，使得制动元件在可充气的胆(气囊，bladder)146充气时径向向内收缩移动且对制动鼓表面118施加摩擦力。
壳体腹板132的内表面上安装了环状密封件168，其可操作以密封毂102的外周，并通过合适的方法例如用卡子170(见图7)和螺纹紧固件172(见图6)保持在壳体腹板上，该螺纹紧固件与壳体的腹板上由参考标号174标记的相应的螺孔(见图7)相对应。在本示例中，密封件168为刷式密封件；且如图所示，该密封件可从壳体内部接近以便取下螺栓172。
具有径向向外延伸的凸缘178(见图7)的环状垫圈176设置有多个周向间隔的孔180(见图7)，每个孔均可容纳贯通的紧固件，例如与设置在鼓腹板120中的孔184螺纹接合的螺栓182。从图示的布置可明显看出，如果需要，可从壳体的盖板侧取下垫圈176。
第二旋转密封件186安装在环状安装板188上，该环状安装板通过合适的紧固件连接在侧板156的内侧面上，所述紧固件例如为周向间隔布置并与设置在安装板188上相应位置处的螺孔190接合的螺栓191。密封件186通过多个周向间隔的夹子192连接在安装板188内表面上，所述夹子192通过紧固件例如从环状安装板188的内侧与之螺纹接合的螺栓194(见图7)固定在安装板188的内表面上。在本示例中，采用刷式旋转密封件来连接垫圈176的外表面是令人满意的；然而，也可采用其他类型的密封件，例如弹性的环状唇形密封件。
在维护中，通过取下侧板156中的螺栓158和螺栓126，并从毂和壳体取下鼓以允许接近旋转密封件168，可从壳体的与毂102相对的一侧接近两个旋转密封件168和186。很明显，这不用从安装座取下壳体130或从输入轴取下毂102即可完成，从而在必须更换时能够容易地接近密封件。本发明的气动收缩型鼓式制动器已经应用于风力涡轮发电机齿轮箱，在该应用场合产生大量的动力并需要具有直径约813mm的鼓式制动器表面的制动器组件。
本发明的鼓式制动器提供了一种简单、相对低成本的技术来密封毂内部，使其免受诸如湿气、制动尘和外界物质等外部污染物的影响。旋转密封件设置在毂的轴向相对侧并固定于设置在壳体上对应位置处的固定表面，以实现中央区域制动鼓和毂的旋转密封。在维护时通过取下壳体侧板和制动鼓可从毂的一个轴向侧接近旋转密封件，而不需取下毂。
以上参照实施方式阐述了示例性实施例。明显地，通过阅读和理解上述具体说明，其他人可以得出变型和替代方案。上述示例性实施例应当解释为包括落在所附权利要求或其等效方案的范围内的所有变型和替代方案。

Claims (14)

1.一种气动收缩型鼓式制动器，包括：
(a)转毂，该转毂适于附接到一输入轴上；
(b)制动鼓，该制动鼓具有环状外制动表面和向内延伸的腹板，该腹板从一侧可拆卸地附接到所述毂上；
(c)多个可径向移动的制动元件，所述制动元件环绕所述制动表面设置；
(d)设置在所述制动元件之上的壳体，该壳体包括可从所述一侧拆除的侧板；
(e)第一环状密封件，该密封件可操作地设置成用于所述壳体和所述转毂之间的密封，该密封件可从所述一侧拆除；
(f)可充气件，该可充气件设置在所述壳体与所述制动元件之间，并可操作以在充气时将所述制动元件向内移动至与所述制动表面相接触；
(g)环状垫圈，该环状垫圈附接到所述鼓腹板上；
(h)第二环状密封件，该密封件设置成用于所述侧板和所述垫圈之间的密封，其中所述侧板和鼓可从所述一侧拆除，以允许更换所述第一和第二环状密封件。
2.根据权利要求1所述的鼓式制动器，其中，所述第一和第二环状密封件包括刷式密封件。
3.根据权利要求1所述的鼓式制动器，其中，所述鼓腹板利用多个螺纹紧固件可拆卸地附接到所述毂上。
4.根据权利要求1所述的鼓式制动器，其中，所述壳体包括流体压力入口，该流体压力入口可操作地连接至所述可充气件以向所述可充气件提供加压空气。
5.根据权利要求1所述的鼓式制动器，其中，所述侧板利用螺纹紧固件可拆卸地附接到所述壳体上。
6.根据权利要求1所述的鼓式制动器，其中，所述垫圈利用螺纹紧固件可拆卸地附接到所述鼓腹板上。
7.根据权利要求1所述的鼓式制动器，其中，所述第二环状密封件附接到安装在所述侧板上的环状适配板上。
8.根据权利要求1所述的鼓式制动器，其中，所述适配板可拆卸地安装在所述侧板上。
9.根据权利要求1所述的鼓式制动器，其中，所述第二环状密封件利用螺纹紧固件附接到安装在所述侧板上的环状适配环上。
10.一种制造气动收缩型鼓式制动器的方法，包括：
(a)提供转毂，该转毂适于附接到一输入轴上；
(b)提供具有环状制动表面和向内延伸的腹板的制动鼓，并从所述转毂的一侧将所述腹板可拆卸地附接到所述转毂上；
(c)环绕所述制动表面设置多个可径向移动的制动元件；
(d)在所述制动元件之上设置壳体，该壳体包括可从所述一侧拆除的侧板；
(e)在所述壳体上设置第一环状旋转密封件，该密封件可从所述一侧拆除并可用于所述壳体和所述转毂之间的密封；
(f)在所述壳体和所述制动元件之间设置可充气件，用于在充气时将所述制动元件向内移动至与所述制动表面相接触；以及
(g)将环状垫圈附接到所述鼓腹板上，并设置第二环状旋转密封件用于所述垫圈和所述侧板之间的密封。
11.根据权利要求10所述的方法，其中，设置第一和第二环状密封件的步骤包括设置刷式密封件。
12.根据权利要求10所述的方法，其中，将所述鼓腹板可拆卸地附接到所述转毂上的步骤包括使用螺纹紧固件。
13.根据权利要求10所述的方法，其中，设置第二环状密封件的步骤包括将一适配环附接到所述侧板上，并将所述第二环状密封件安装到所述安装板上。
14.根据权利要求10所述的方法，其中，设置壳体的步骤包括设置具有利用螺纹紧固件可拆卸地附接的侧板的壳体。
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