CN103256323A - 双转子式力传递组件 - Google Patents

Abstract

一种双转子式力传递组件，包括动力头组件，该动力头组件具有弹簧套、为第一转子产生制动力的多个第一弹簧组以及为第二转子产生制动力的多个第二弹簧组。对每个转子使用单独的弹簧组确保了即使存在不均匀的摩擦面磨损也能在两个转子上施加均匀且相等的压力。

Description

双转子式力传递组件

技术领域

本发明涉及一种力传递组件(总成)，尤其涉及一种经由转子传递力以便在用作制动器时限制轴的转动或者在用作离合器时传递转动的环形力传递组件。

背景技术

本发明中所用的术语“组件”和“力传递组件”是指可起到制动器或者离合器作用的组件，例如分离式动力头盘式制动器。虽然在此描述的组件尤其适于用作制动器组件并且在制动器范围内进行详细论述，但本领域的普通技术人员可以理解，该组件同样能够起到离合器的作用。为简单起见，主要使用术语“组件”，但术语“组件”、“力传递组件”、“制动器组件”、“分离式动力头盘式制动器”和“离合器组件”在下面的说明中是通用的。

已知的组件已经与轴连接以控制动力传递。这些已知的组件已经用于各种用途，例如拉铲挖掘机、铲土机、传送带、剪切机、动力印刷机以及其他机器。当机器具有不同的操作特性时，应当调节组件的力传递能力以便与该组件所应用的机器的操作特性相对应。某些机器需要传递较大的力来使轴转动或者保持轴不转动。

为了适应这些大的力，该组件可向两个而非一个转子施加摩擦力。这种双转子结构允许将等量转矩提供在较小的包中。然而，对一个弹簧组来说很难将相同的压力施加到两个转子上。

希望有一种多转子组件，该组件可在没有人工干预的情况下克服不均匀的摩擦垫磨损并且在两个转子上保持一致的压力。

发明内容

根据本发明的一个方面，用于将力传递至轴的组件包括具有用来容纳轴的中心开口的安装法兰，以及安装到该轴上并且可与该轴一起转动的第一和第二转子。第一和第二转子各自具有至少一个平坦表面。该组件还包括设置在第一转子两相对侧上的第一前、后反作用板，以及设置在第二转子两相对侧上的第二前、后反作用板。这些反作用板均具有至少一个可与转子接合的摩擦面。该组件还包括活塞和联接该活塞以形成流体压力腔的缸体。当加压流体进入该流体压力腔时，该活塞在第一方向上移动；而当加压流体流出该流体压力腔时，该活塞在第二方向上移动。该组件进一步包括可操作地联接到该活塞上的弹簧套(弹簧罩，弹簧壳体)。

该弹簧套本身具有弹簧板、支承在该弹簧板中并且操作性地联接到第一前、后反作用板上的多个第一弹簧组、以及支承在该弹簧板中并且操作性地连接到第二前、后反作用板上的多个第二弹簧组。

附图说明

图1是根据本系统的一个方面的组件的透视图；

图2是沿图1中的线2-2′截取的该组件的剖视图；

图3是图2中所示剖视图的俯视图；

图4是图1中组件的示意图；

图5是用在该组件一个方面的弹簧套的透视图；

图6是沿图5中的线6-6′截取的弹簧套的剖视图；

图7是图5中弹簧套的分解图；以及

图8是图1中组件的部分剖开的视图。

具体实施方式

图1-4和图8示出可在第一接合位置或者制动模式和第二脱开位置或者非制动模式之间操作的组件10。当组件10处于接合位置时(即，当组件10内的流体压力释放时)，该组件10施加摩擦力以保持驱动轴不转动。当制动组件10处于分离位置时(即，当流体压力施加到组件10上时)，组件10允许轴自由转动。

该组件10包括安装法兰12，该安装法兰允许该组件10连接到用户界面(未示出)，例如电机或机器的框架。该组件10还包括第一和第二转子14a、14b，这些转子设计为固定到驱动轴(未示出)上以便与其一起转动。第一转子14a设置在第一前、后反作用板16a、18a之间，而第二转子14b设置在第二前、后反作用板16b、18b之间。前、后反作用板16a、16b、18a、18b各自具有面向相应转子14a、14b以便在转子14a、14b上施加夹持载荷的摩擦面20(例如摩擦垫)。

转子14a、14b可以具有大体柱形的盘状，并且可以各自具有带有孔24的中心毂部22，以将转子14a、14b固定在轴上。毂部22本身可以形成为相应转子14a、14b的一体部分，或者形成为独立部件并且用紧固件附接到转子14a、14b上。在组件10的一个方面中，毂部22可以如图所示地具有接纳在相应直轴上的直孔24，或者毂部22可以具有装配在锥形轴上的锥形孔24。转子14a、14b可以利用轴的端部上的螺纹紧固件(未示出)固定就位。或者，转子14a、14b可以经由直轴或者锥形轴上的无键联接套筒通过毂部22固定就位。各个转子14a、14b均在每个侧面上具有平坦表面26，以用作与反作用板16a、16b、18a、18b的摩擦面20摩擦接合的工作面区域。

摩擦面20本身可以包括处于任何期望构型的任何合适的摩擦材料。例如，摩擦面20可形成为单个环形表面或者形成为多个摩擦垫。如果需要，所述表面或垫是可替换的。本领域技术人员将会理解，摩擦面20可以具有任何成分或构型而不脱离本发明的范围。

组件10还可包括连接到活塞32的缸体38，以使活塞32能相对于缸体38滑动。活塞32设置在缸体38内以形成可容纳加压流体(例如加压空气或液压流体)的流体腔41。在加压条件下，活塞32沿图2和3中箭头A所示的方向移动。该活塞32和缸体38可浮在小引导管43上。小引导管43连到弹簧套36上。

安装法兰12和动力头组件28(在下面详细描述)可与夹紧管37联接在一起并且与引导管40对齐。缸体38和止动器板34可如图8所示地与间隔管39联接在一起，并且与引导管40对齐。这种连接使得止动器板34和缸体38能作为一个滑动部件一起移动。

引导管40本身可以经由任何已知措施-例如经由其相应部件之间的连接力-设置在安装法兰12、止动器板34、弹簧套36、止动器板34和缸体38之间。例如，如可从图3中看出的，引导管40可以夹在安装法兰12和动力头组件28之间。应当指出，组件10可被认为具有如共同受让人的美国公开申请2010/0018831中所述的“浮动”结构，该申请的公开内容结合在此以作参考。更具体而言，当活塞32和缸体38轴向移动时，反作用板16a、18a、16b、18b可在接合和脱开操作期间轴向浮动和移动。引导管40引导反作用板16a、18a、16b、18b的运动。根据本发明的一个方面，前反作用板16a、16b对止动器板34的运动做出反应，后反作用板18a、18b对活塞32的运动做出反应。

图5-7更详细地示出动力头组件28。该动力头组件28包括支承多个第一弹簧组42a和多个第二弹簧组42b的弹簧套36。虽然图示实施例示出八个弹簧组-每种类型42a、42b有4个，但弹簧套36内可包括任意数量的弹簧组。第一弹簧组42a与第一转子14a相关联，第二弹簧组42b与第二转子14b相关联。各弹簧组42a、42b均包括设置在两个弹簧保持器46之间的多个弹簧44。弹簧44和弹簧保持器46在位于弹簧套36内的弹簧孔48中在轴向上自由运动。如图3所示，压板30a、30b设置在动力头组件28的两相对侧上，并且经由螺栓连接或任何其它合适的连接装置连接到弹簧保持器46上。压板30a、30b可形成为楔形区段，其中各区段与动力头组件28的弹簧套36内的弹簧组相对应。前压板30a可以接触活塞32，后压板30b可以接触止动器板34。

第一和第二弹簧组42a、42b以交替方式设置在弹簧套36内，从而第一和第二弹簧组42a、42b将力均匀地分配到反作用板16a、18a、16b、18b以及由此分配到转子14a、14b上。如图7所示，各前、后压板30a、30b与特定弹簧组42a、42b相关联，从而压板30a、30b可彼此独立地运动。根据组件10的一个方面，每个压板30a、30b均可具有一个或多个孔51，以便接纳用于将压板30a、30b连接到其相应弹簧保持器46上的紧固件(例如螺钉)。或者，压板30a、30b和弹簧保持器46可通过任何合适的方法例如铸造来一起形成为整体部件。

因为第一和第二弹簧组42a、42b彼此独立地运动，所以它们可以通过不同程度的伸展来补偿摩擦面20中的不均匀磨损。例如，如果第一转子14a的反作用板16a、18a上的摩擦面20比第二转子14b的反作用板16b、18b上的摩擦面20磨损的更厉害，则第一弹簧组42a将伸展得比第二弹簧组42b更多，以补偿更大的磨损，并且确保大体均匀地将弹簧力施加到第一和第二两个转子14a、14b上。同样地，用第一转子14a作为例子，如果前反作用板16a上的摩擦面20比后反作用板18a上的摩擦面20磨损的更厉害，则第一弹簧组42a将伸展并且在弹簧套36内轴向移动直至碰撞第一转子14a的摩擦面20。因此，两个反作用板16a、18a均在转子14a上施加力。因而，弹簧组42a、42b自动补偿摩擦面20的磨损差异而不需要人工干预。此外，由于前反作用板16a、16b功能性地连接到止动器板34上并且后反作用板18a、18b功能性地连接到活塞32上，因此流体腔41的加压使组件10松开，即使在弹簧44伸展到不同长度时。

力传递夹紧管50将压板30a、30b连接到反作用板16a、16b、18a、18b。如图2和4所示，力传递夹紧管50具有不同的长度，因此压板30a、30b可与其相关联的反作用板16a、16b、18a、18b连接。此外，各压板30a、30b与第一弹簧组42a(以及第一转子14a)或第二弹簧组42b(以及第二转子14b)相关联。根据组件10的一个方面，压板30a、30b连接到其相应转子14a的反作用板16a、18a，并且压板30a、30b连到其相应转子14b的反作用板16b、18b。当弹簧组42a、42b伸展时，该构型在第一和第二转子14a、14b上产生制动转矩。如上所述，由于弹簧组42a、42b以交替方式围绕弹簧套36均匀地间隔开，压力均匀分配到各个转子14a、14b上。此外，如上所述，由于各转子14a、14b均存在单独的、独立动作的弹簧组42a、42b，因此两个转子14a、14b之间的压力分配相等。

现在更详细地描述组件10的操作。当流体腔41内的压力增大时(例如在制动器松开操作期间)，活塞32沿图2和3中箭头A所示的方向朝安装法兰12移动，缸体38沿箭头B所示的方向移离安装法兰12。因为止动器板34经由间隔管39连到缸体38上，所以止动器板34也将移离安装法兰12(沿箭头B的方向)。止动器板34和活塞32相向运动并且压缩弹簧44，使反作用板16a、18a、16b、18b松开转子14a、14b。此时组件10处于脱开位置。

为了接合转子14a、14b，流体从流体腔41排出，释放流体压力。弹簧44伸展，分别将前后压板30a、30b向外压到活塞32和止动器板34上。这将使反作用板16a、18a、16b、18b夹在其相应的转子14a、14b上。此时，组件10处于接合状态。

随时间的流逝，摩擦面20将被磨损，弹簧44将通过更多地伸展来补偿。然而，如果对应于给定转子14a、14b的一个摩擦垫20比其它摩擦垫磨损的更厉害，对应于该转子14a、14b的弹簧组42a、42b将在制动期间伸展一与额外的磨损量相等的附加距离。因此，两个转子14a、14b将继续接收来自摩擦垫20的力。相反，在松开期间，其反作用板16a、18a、16b、18b具有额外磨损的转子14a、14b将在另一个转子14a、14b之前松开。

可以在组件10上安装一个或多个传感器51以测量摩擦面20的磨损量。根据一个方面，传感器51可安装在动力头组件28上以监测弹簧套36分别与前后压板30a、30b之间的距离。这些距离对应于摩擦面20上的磨损量，并且该信息可用来检查磨损而无需人工干预。或者，传感器51可以如图8所示地安装在反作用板16a、18a、16b、18b上，以便更直接地监测摩擦盘20上的磨损量。该数据可发送到用户界面，以便检测摩擦面20是否需要维护和/或更换。

因此，具有上述结构的组件确保反作用板和摩擦垫向两个转子施加均匀、相等的压力。如上所述的组件可自动补偿位于两对以及与给定转子有关的某一对之间的摩擦垫的不均匀磨损，以保持一致地施加压力。该组件还确保所有弹簧都可在需要时脱开，即使它们在补偿期间伸展程度不同。

应当指出，上述教导在本质上仅仅是示例性的并没有打算限制本方面及其应用或使用。虽然已经在说明书中描述并且在附图中展示了特定实施例，本领域技术人员可以理解，在不脱离权利要求所限定的本发明的范围的情况下，可进行各种变化并且用同等物替换其元件。此外，各个实施例之间的特征、元件和/或功能的组合匹配在此时刻是明确预期的，因此，本领域技术人员从本发明可以了解，一个实施例的特征、元件和/或功能可酌情结合到另一个实施例，除非另有描述。此外，在不脱离其实质范围的情况下可进行许多变型来使特定情况或材料适应本发明的教导。因此，需要注意的是，本教导未被限制为作为实现本发明教导的目前可预期的最佳实施方式、以附图图示并且在说明书中描述的特定实施例，而是本发明的范围包括落入上述说明书和所附权利要求内的任一实施例。

Claims (20)

1.一种用于将力传递至轴的组件，包括：

安装法兰，该安装法兰具有用于接纳该轴的中心开口；

第一转子和第二转子，该第一转子和第二转子安装在该轴上并能与该轴一起转动，该第一转子和第二转子各自具有至少一个平坦表面；

设置在第一转子的相对侧上的第一前、后反作用板；

设置在第二转子的相对侧上的第二前、后反作用板，其中，第一和第二前、后反作用板各自具有至少一个摩擦面，该至少一个摩擦面能与第一转子和第二转子上的所述至少一个平坦表面接合；

活塞；

缸体，该缸体联接到该活塞以形成流体压力腔，其中，当加压流体进入该流体压力腔时该活塞在第一方向上运动，当加压流体流出该流体压力腔时该活塞在第二方向上运动；以及

与该活塞操作性地联接的动力头组件，该动力头组件具有：

弹簧套，

多个第一弹簧组，所述多个第一弹簧组支承在该弹簧套内并且操作性地联接到第一前、后反作用板上，以及

多个第二弹簧组，所述多个第二弹簧组支承在该弹簧套内并且操作性地联接到第二前、后反作用板上。

2.如权利要求1的组件，其特征在于，第一弹簧组和第二弹簧组中的每一个都包括：

多个弹簧；和

位于所述多个弹簧的相对端上的第一弹簧保持器和第二弹簧保持器，其中所述第一弹簧保持器和第二弹簧保持器将所述多个弹簧保持在所述弹簧套内。

3.如权利要求1的组件，其特征在于，该弹簧套是环形的，并且具有容纳所述多个第一弹簧组和多个第二弹簧组的多个孔。

4.如权利要求1的组件，其特征在于，第一弹簧组和第二弹簧组以交替的方式布置在该弹簧板中。

5.如权利要求1的组件，进一步包括：

至少一个前压板；

至少一个后压板，其中，所述多个第一弹簧组和多个第二弹簧组中的至少一个设置在所述前压板和后压板之间，其中该前压板操作性地连接到该活塞；和

操作性地连接到该缸体上的止动器板，其中，当加压流体进入该流体腔时，该活塞和该止动器板朝向彼此运动，以便克服第一弹簧组和第二弹簧组中的弹簧力朝向彼此推动该前压板和后压板。

6.如权利要求5的组件，进一步包括将该止动器板连接到该缸体上的多个间隔管。

7.如权利要求5的组件，进一步包括多个夹紧管，该多个夹紧管将前压板连接到第一后反作用板和第二后反作用板以及将后压板连接到第一前反作用板和第二前反作用板。

8.如权利要求1的组件，进一步包括至少一个传感器，以用于测量所述至少一个摩擦面上的磨损。

9.一种用于将力传递至轴的组件，包括：

安装法兰，该安装法兰具有用于接纳该轴的中心开口；

第一转子和第二转子，该第一转子和第二转子安装在该轴上并能与该轴一起转动，该第一转子和第二转子各自具有至少一个平坦表面；

设置在第一转子的相对侧上的第一前、后反作用板；

设置在第二转子的相对侧上的第二前、后反作用板，其中，第一和第二前、后反作用板各自具有至少一个摩擦面，该至少一个摩擦面能与第一转子和第二转子上的所述至少一个平坦表面接合；

活塞；

缸体，该缸体联接到该活塞以形成流体压力腔；

操作性地连接到该缸体的止动器板；

操作性地连接到该活塞的多个前压板；

操作地连接到该止动器板的多个后压板，其中，所述多个第一弹簧组和多个第二弹簧组中的至少一个设置在所述前压板和后压板之间；

设置在前压板和后压板之间的动力头组件，该动力头组件具有：

具有多个孔的环形弹簧套，

操作性地连接到第一前、后反作用板上的多个第一弹簧组，和

操作性地连接到第二前、后反作用板上的多个第二弹簧组，其中，第一弹簧组和第二弹簧组设置在位于该弹簧套内的所述多个孔中，以及

至少两个夹紧管，该至少两个夹紧管将该动力头组件连接到该安装法兰。

10.如权利要求9的组件，其特征在于，第一弹簧组和第二弹簧组中的每一个都包括：

多个弹簧；和

位于所述多个弹簧中的每一个的相对端上的第一弹簧保持器和第二弹簧保持器，其中，该第一弹簧保持器和第二弹簧保持器将所述多个弹簧保持在弹簧板内。

11.如权利要求10的组件，其特征在于，第一弹簧组和第二弹簧组以交替的方式设置在该弹簧板内。

12.如权利要求10的组件，其特征在于，前压板连接到第一弹簧保持器上，后压板连接到第二弹簧保持器上。

13.如权利要求12的组件，其特征在于，该前压板集成有该第一弹簧保持器，该后压板集成有该第二弹簧保持器。

14.如权利要求9的组件，进一步包括将该止动器板连接到该缸体的多个间隔管。

15.如权利要求9的组件，进一步包括多个夹紧管，该多个夹紧管将前压板连接到第一和第二后反作用板并且将后压板连接到第一和第二前反作用板。

16.如权利要求15的组件，进一步包括将止动器板连接到缸体的多个夹紧管，

其中，当加压流体进入该流体腔时，该活塞和该止动器板朝向彼此移动以克服第一弹簧组和第二弹簧组中的弹簧力而朝向彼此推动前压板和后压板，由此使第一前、后反作用板与第一转子脱开并且使第二前、后反作用板与第二转子脱开，

其中，当加压流体流出该流体腔时，第一弹簧组和第二弹簧组中的弹簧力推动该活塞和该止动器板以使之彼此远离，由此使第一前、后反作用板接合第一转子。

17.如权利要求9的组件，进一步包括至少一个传感器，以用于测量所述至少一个摩擦面上的磨损。

18.一种用在力传递组件中的动力头组件，该力传递组件具有第一转子和第二转子，该弹簧套包括：

具有多个孔的环形的弹簧套；

与第一转子相关联的多个第一弹簧组；以及

与第二转子相关联的多个第二弹簧，其中，第一弹簧组和第二弹簧组设置在位于该弹簧套内的所述多个孔中。

19.如权利要求18的弹簧套，其特征在于，第一弹簧组和第二弹簧组中的每一个都包括：

多个弹簧；和

位于所述多个弹簧中每一个的相对端上的第一弹簧保持器和第二弹簧保持器，其中，该第一弹簧保持器和第二弹簧保持器将所述多个弹簧保持在弹簧板内。

20.如权利要求18的弹簧套，其特征在于，第一弹簧组和第二弹簧组以交替的方式布置在该弹簧套内。

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