CN104067033A - 装有聚合物活塞的液压制动器 - Google Patents
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Abstract
本发明特别而非限制性地涉及一种风力涡轮机的液压制动器夹板。所述制动器夹板包括柱形孔、具有活塞头和活塞裙的活塞。活塞以活塞头面朝制动片的取向被接收在柱形孔中。所述制动器夹板包括连接至或者可连接至液压流体源的流体连接部，用于将液压流体引入柱形孔的在活塞头(1b)下方的孔隙中，从而使活塞运动。所述活塞至少部分地通过一种聚合材料或多种聚合材料形成，并且优选地完全通过一种聚合材料或多种聚合材料形成。
Description
技术领域
本发明特别而非限制性地涉及一种风力涡轮机的液压制动器夹板。所述制动器夹板包括柱形孔、具有活塞头和活塞裙的活塞。活塞以活塞头面朝制动片的取向被接收在柱形孔中。所述制动器夹板包括连接至或者可连接至液压流体源的流体连接部，用于将液压流体引入柱形孔的在活塞头下方的孔隙中，从而使活塞运动。所述活塞至少部分地通过一种聚合材料或多种聚合材料形成，并且优选地完全通过一种聚合材料或多种聚合材料形成。
背景技术
本文中涉及的液压制动器目前是用由金属制成的活塞来生产。活塞被可滑动地而又密封地接收在设于夹板内的柱形孔中。活塞由于其在制动片上的运动而起作用，这就增加了制动盘和制动片之间的摩擦。由于活塞的运动和从活塞施加到制动片上的压力是通过在设置活塞的液压缸内的、在活塞下方的孔隙中的加压液压流体来提供，因此必须在活塞裙和缸壁之间提供密封。这样的密封通过通常由聚合材料制成的、设置在缸壁的凹槽中的柔性密封件来实现，所述柔性密封件填充设置在活塞裙和缸壁之间的间隙。
尽管该方案已经证实在活塞经常于车辆制动时被激活并通过液压流体而相对于缸壁运动的系统中是一种有效的解决方案，但是已经发现在不必经常激活制动器的风力涡轮机的应用领域中，存在由于活塞和缸壁的腐蚀以及由于同样也会破坏密封的污物夹带而使活塞运动受到阻碍的风险。另外，在较长的停止状态期间，密封可能也会变得不太有效。
此外，活塞在柱形孔中的运动导致使密封、活塞自身和柱形孔受损的摩擦。这样的磨损经常导致泄漏，从而限制了可获得的制动效果。
另外，已知的制动器夹板需要精密的机械加工例如磨削、抛光、珩磨等以获得合适的摩擦特性以及夹板和活塞之间的配合。
已知夹板的经常令人关注的问题是活塞可能会楔入柱形孔内，使得无法获得活塞的运动，并且由此无法获得制动效果。
此外，已知夹板的质量经常由于强度要求和用于部件的金属成分而过高，这经常是不利的。
因此，一种改进的用于风力涡轮机应用的制动器夹板将是有利的，并且特别是一种更加高效和/或可靠的用于风力涡轮机的制动器将是有利的。
本发明进一步的目标是提供一种现有技术的替代方案。
特别地，可以将本发明的目标视为是提供一种风力涡轮机的液压制动器夹板，一种风力涡轮机的液压制动系统，以及一种装有液压制动器夹板的风力涡轮机和/或一种解决了现有技术中的上述问题的系统。
发明内容
本发明在第一方面涉及风力涡轮机的液压制动器夹板。所述制动器夹板优选地可以包括柱形孔、具有活塞头和活塞裙的活塞。所述制动器夹板适用于容纳制动片，制动片由此也可以认为是被包括在夹板中。活塞以活塞头面朝制动片的取向被接收在柱形孔中，并且夹板通常进一步包括连接至或者可连接至液压流体源的流体连接部，用于将液压流体引入在活塞头下方的柱形孔的孔隙中，从而使活塞运动。活塞至少部分地通过一种聚合材料或多种聚合材料形成，并且优选地完全通过一种聚合材料或多种聚合材料形成。
在本文中，优选使用的聚合材料是指由聚合物构成的材料，所述聚合物是重复的结构单元构成的大分子(高分子)。这些子单元通常通过共价化学键连接。尽管术语聚合物有时被用于表示塑料，但是聚合物实际上涵盖了包括天然材料和合成材料在内的、具有多种不同性质的一大类材料。
已经发现由聚合材料制成的活塞提供了多种优点，在这里和下文中列举了其中的一部分优点。
例如，由于通过活塞提供的柔性倾向于将活塞裙压向柱形孔的壁部，因此可以容易地获得在柱形孔的壁部和活塞裙之间避免液压流体泄漏的密封。这种靠接提供了密封，并且该密封在液压流体中的压力增加时活塞裙压向壁部的靠接也增加的意义上是“自增强”的。
此外，与常规活塞由金属制成且通过设置在活塞和柱形孔之间的橡胶密封件来提供密封相比，提供的密封对于活塞裙和柱形孔的表面上的缺陷和/或磨损较不敏感。
与常规夹板相比，由于活塞能够因柱形孔中的压力而在柱形孔内膨胀，因此本发明的夹板被认为对于活塞和柱形孔的圆度较不敏感。
此外，即使在活塞应该变成楔入柱形孔内的情况下，由于活塞的柔性在楔入情况下可以导致活塞头挠曲且例如使制动片向制动盘运动，因此可以提供关于获得制动作用的更高的确定性。
另外，与常规的活塞和柱形孔的构造相比，实际上由于在表面光滑度上的要求较低，因此本发明的夹板和活塞的生产也表现得更加简单并且还可以更加便宜。
正如本文所公开的那样，根据本发明的活塞至少部分地或者完全地通过一种聚合材料或多种聚合材料的组合制成。这样的材料通常是橡胶材料，并且在某些实施例中活塞完全由这样的相交材料制成。可选地，活塞可以是分层结构，其中内芯材料提供活塞的强度且比内芯材料更软的外层提供活塞和柱形孔之间的密封效果。
至少部分地通过聚合材料制成的活塞通常可以包括内芯材料由非聚合材料例如金属制成的结构，该结构至少部分地被聚合材料覆盖以提供密封效果。此外，至少部分地通过聚合材料制成的活塞通常也可以包括在活塞中封装非聚合元件的活塞结构，例如活塞头可以包括例如由金属制成的嵌入盘且其余的活塞部分由聚合材料制成。
优选地，活塞裙的至少一部分沿柱形孔的周边靠接柱形孔的壁部并对柱形孔的壁部偏压，从而提供活塞和柱形孔之间的液压流体密封。即使柱形孔内的压力不足以高到使活塞变形，这通常是未要求制动力的情况，所述偏压也可以提供密封。通常，通过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时活塞裙的所述部分被压缩来提供活塞裙的至少一部分对壁部的偏压。
活塞至少部分地由聚合材料制成，且活塞优选地是分层结构，分层结构包括聚合物构成的内芯材料和优选地由聚酯弹性体制成的外层，聚合物构成的内芯材料比优选地由聚酯弹性体制成的外层更硬，或者内芯材料是金属。这样的分层结构可以具有由内芯材料提供的硬度和机械强度，且外层由于可以给出适合于柱形孔表面的可能性而提供密封性质。优选地，外层覆盖内芯材料的外表面，其中内芯材料的外表面是内芯材料面朝制动片和柱形孔的表面。但是，内芯材料面朝制动片的表面的一部分也可以不覆盖外层。在进一步优选的实施例中，外层也覆盖内芯材料的内表面，其中内芯材料的内表面是面向与外表面相反的方向的表面。
内芯材料通常由聚合物制成，聚合物的特征在于是硬质聚合物，这优选地意味着材料在23℃的硬度是高于60的“Shore D”级硬度。但是，高于40或高于80的硬度也可以是优选的。
典型地和优选地，
-聚合物是热塑性聚酯树脂(PBT)、聚甲醛(POM)、聚砜(PSU)、聚苯硫醚(PPS)或其组合，优选地通过玻璃纤维、芳族聚酸胺纤维和/或碳纤维强化，且
-金属是钢或铝，并且
-聚酯弹性体是热塑性聚氨酯(TPU)、丁腈橡胶、氟橡胶和/或热塑性聚酯弹性体(TPE-E)。
这样的分层结构结合了两种材料(内芯材料和外层材料)的性质。内芯材料提供了为活塞赋予其形状的硬度，而外层则是为活塞赋予其密封效果的材料。此外，即使是由两种材料构成，活塞也能够在一道铸造工序中制成。这就使得铸造工艺比两道或多道铸造工序更加经济，不过该铸造工艺需要能够在相同的温度下铸造两种材料。分层结构的另一个优点是外层可以加工为完全封装内芯材料，这样可以提供安全防护从而确保液压将活塞裙向外推压紧靠柱形孔。
用于内芯和外层的材料的指定组合优选地选择为使得材料彼此粘合以避免外层从内芯材料上脱离或避免内芯材料从外层上脱离。材料经常被选择为使得材料熔合在一起(熔接在一起)。
在本发明的优选实施例中，活塞在单次铸造中由两种材料制成。外层的厚度和内芯材料的厚度可以在活塞的不同位置相应地有所改变。另外，外层不仅受限于定位以形成活塞的外表面，而且还可以形成活塞的内表面。但是，外层的典型尺寸是在活塞头处约为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之间。
在优选的实施例中，活塞裙的外表面可以优选地是截头圆锥形，活塞裙的最下部具有最宽的尺寸，并且靠接柱形孔的壁部并对柱形孔的壁部偏压的活塞裙部分优选地是活塞裙的最下部。
在本发明的优选实施例中，活塞可以包括环形凸缘，环形凸缘优选与活塞一体地被加工在活塞裙上并环绕活塞。环形凸缘靠接柱形孔的壁部并对柱形孔的壁部偏压。这样的环形凸缘可以有助于活塞和柱形孔的壁部之间的密封。优选地，通过在活塞被接收在柱形孔中之前将环形凸缘成形为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时环形凸缘被压缩来提供环形凸缘对壁部的偏压。
附加于此或单独使用地，夹板可以优选地包括排放通道，排放通道用于泄漏的流体并与泄流元件流体连通，泄流元件在环形凸缘的下方的位置环绕活塞裙。这样的排放通道可以使液压流体转向在活塞和缸壁之间的柱形孔流出远离制动片和制动盘，这些液压流体如果与制动片和制动盘相接触就能限制可获得的制动效果。
泄流元件可以优选地包括多孔或可渗透的环形元件，多孔或可渗透的环形元件与排放通道流体连通并且在环形凸缘的下方的位置环绕活塞裙。这样的环形元件实际上具有防止排放通道阻塞的效果，原因是活塞在液压流体的压力影响下的变形达到使活塞表面阻止排放通道开放的程度。
在很多优选实施例中，活塞是杯形的，在活塞被接收在柱形孔中时活塞的开口端面向柱形孔内部。典型地和优选地，活塞裙的内表面是截头圆锥形，活塞裙的最下部具有最宽的尺寸。
根据本发明的风力涡轮机的液压制动器夹板可以优选地包括具有背板的制动片，背板通常由复合材料或钢以及渐缩形状的制动材料制成。
背板可以优选被平滑地接收在凹口中，凹口在夹板中设置在活塞头的上方，使得制动片能够跟随活塞向制动盘的运动同时被阻止沿制动盘的旋转方向运动。由此，制动器夹板能够容纳制动片。
本发明在另一方面涉及一种风力涡轮机，包括根据本发明所述的风力涡轮机的液压制动器夹板。
优选地，制动器夹板可以被设置为形成风力涡轮机的停机制动的一部分以使风力涡轮机的转子停机，和/或制动器夹板可以优选地被设置为形成偏航制动的一部分。
要注意的是，尽管参照常规的风力涡轮机液压制动器公开了本发明并且已经发现本发明解决了与常规的风力涡轮机液压制动器相关的很多问题，但是应该意识到本发明具有更广的应用范围，例如用于一般车辆(汽车、电动车、自行车灯)和一般的制动器。由此，本发明还涉及一般性的制动器和制动器夹板。
本文公开的各个方面和实施例均可与任意的其他方面和实施例相结合。本发明的各个方面将参照一下介绍的实施例来进行说明并变得显而易见。
附图说明
现将参照附图更加详细地介绍本发明。附图示出了实施本发明的方式，但不应被解读为限制了落在所附权利要求集合的保护范围内的其他可行的实施例。
图1示意性地示出了根据本发明的夹板的三维剖视图，
图2示意性地示出了根据本发明第一实施例的制动器夹板的二维剖视图(制动片以及拨叉均已从图中省略)，
图3示意性地示出了根据本发明第二实施例的制动器夹板的二维剖视图(制动片以及拨叉均已从图中省略)，
图4示意性地示出了根据本发明第三实施例的制动器夹板的二维剖视图(制动片以及拨叉均已从图中省略)，
图5示出了活塞的剖视图；仅示出了四分之一个活塞，以及
图6示意性地示出了图5中的活塞，示出了半个活塞。
具体实施方式
参照图1进行说明，图1示意性地示出了用于风力涡轮机应用的风力涡轮机液压制动器夹板11。要注意的是，尽管参照常规的风力涡轮机液压制动器公开了本发明并且已经发现本发明解决了与常规的风力涡轮机液压制动器相关的很多问题，但是应该意识到本发明具有更广的应用范围，例如用于一般车辆(汽车、电动车、自行车灯)和一般的制动器。
如图1所示，制动器夹板11包括柱形孔3、制动片10、具有活塞头1a和活塞裙1b的活塞1。柱形孔3在夹板11中设置为圆柱形的孔且活塞1具有圆形的横截面。夹板11通常由金属制成，但是也可以考虑应用其他的材料例如陶瓷或包括Kevlarare在内的复合材料。
活塞1被可滑动而又密封地接收在柱形孔中，正如以下更加详细公开的那样。如图1所示，活塞1以活塞头1a面朝制动片9的取向被接收在柱形孔3中。活塞头1a被加工成平坦的，以与背板8的平坦表面相配合。但是，其他的形状也可以设置用于活塞头1a和背板8。
在图1所示的实施例中，背板8通常由复合材料或钢制成，其中渐缩形状的制动材料9被设置在制动盘10和活塞头1a之间。通常，背板实际上用作对制动片9的引导件并且被平滑地接收在凹口12中，凹口12在夹板11中设置在活塞头的上方，使得制动片10能够跟随活塞向制动盘10的运动同时被阻止沿制动盘10的旋转方向运动。另外，凹口12可以成形为使得制动片10相对于制动盘10和夹板11具有固定的取向。由此，制动器夹板能够容纳制动片。
夹板11进一步包括连接至或者可连接至液压流体源的流体连接部4，用于将液压流体引入柱形孔3的在活塞头1b下方的孔隙中。当液压流体以相对于周围的压力有所升高的压力被送入该孔隙中时，压力将施加在活塞的内表面上，将活塞1和制动片9压向制动盘10。这将在夹板11被安装用于液压制动器时压缩夹板11。要注意的是词语“压缩”夹板11也包括夹板未被成形为夹钳形状的拨叉且在与活塞相对的侧面上具有抗压部分的情况。另外，夹板也可以与活塞一起设置在制动盘10的两侧。
活塞1至少部分地由聚合材料形成。这就导致活塞有柔性并且响应于送入柱形孔的在活塞头1b下方的孔隙中的压力而至少略微地变形。活塞裙1b的变形将朝向柱形孔的壁部并增加活塞裙靠接缸壁的压力。这将在活塞裙1b和缸壁之间形成密封，这在很多情况下将阻止液压流体从柱形孔沿活塞裙1b漏出。要注意的是密封效果将随着液压流体的压力的增大而增强，这被认为是有利的。
另外，聚合材料在很多情况下都允许活塞向制动盘运动，不过活塞裙1b在缸壁上的靠接可以增加壁部和活塞裙1b之间的摩擦。但是，如果摩擦变得过大，使得活塞不能再在液压缸内滑动，那么由于活塞1的柔性允许活塞头1b朝向制动盘10变形而仍然可以提供制动作用。
因此，在很多优选的实施例中并且如图1所公开的那样，活塞裙1a的至少一部分沿柱形孔3的周边靠接柱形孔3的壁部并对柱形孔3的壁部偏压，从而提供活塞1和柱形孔3之间的液压流体密封。如图1所示，活塞的靠接位置通常在活塞裙的最下部。正如以下要进一步详细说明的那样，与渐缩的活塞有关，活塞裙1b靠接壁部的部分的尺寸经常取决于液压流体的压力。
活塞裙1b的至少一部分对柱形孔3的壁部的偏压通常用于在活塞头1下方的孔隙中的压力与周围的压力可比较时获得实际存在的密封。这样实际上具有在压力上升期间(或没有制动动作的停止期间)的压力不足以通过活塞裙1b的变形来提供密封的情况下限制液压流体漏出的风险的有利效果。活塞裙1b的至少一部分对壁部的这种偏压通常通过使活塞裙1b的设计用于由于偏压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中时活塞裙1b的所述部分被压缩来提供。
活塞1通常是分层结构，分层结构包括聚合物构成的内芯材料21和聚酯弹性体构成的外层20(例如参见图5)。内芯材料21比外层20更硬并且可以称作硬质聚合物，这通常意味着聚合材料具有高于60的“Shore D”级硬度。
聚合物优选地选自热塑性聚酯树脂(PBT)、聚甲醛(POM)、聚砜(PSU)、聚苯硫醚(PPS)或其组合，优选地通过玻璃纤维、芳族聚酸胺纤维和/或碳纤维强化。在内芯材料是金属的实施例中，金属优选地选择钢或铝。聚酯弹性体优选地选自热塑性聚氨酯(TPU)、丁腈橡胶、氟橡胶和/或热塑性聚酯弹性体(TPE-E)。
这样的分层结构实际上具有通过内芯材料提供机械强度并且通过外层提供低摩擦和期望的密封性质的优点。
正如图2更加清楚地示出的那样，活塞裙1b的外表面经常加工为截头圆锥形，活塞裙1b的最下部具有最宽的尺寸，并且靠接柱形孔3的壁部并对柱形孔3的壁部偏压的活塞裙部分是活塞裙的最下部。这样的截头圆锥形的活塞裙1b易于设置到柱形孔3中并且经常由于活塞的变形增大了靠接柱形孔3的壁部的区域以及这些区域靠接柱形孔3的壁部的压力来提供随压力的升高而逐渐增强的密封。
还是如图2所示，活塞1是杯形的(也就是说活塞包括凹部)，在活塞1被接收在柱形孔3中时活塞的开口端面向柱形孔3的内部。这就增加了液压流体的压力可以起作用的区域。活塞通常设置为杯形使得活塞裙的内表面是截头圆锥形，活塞裙的最下部具有最宽的尺寸。如图2所示，活塞裙1b的截头圆锥形的外部和内部形状的彼此之间的区别在于活塞裙的下部是最薄的，并且活塞裙1b的厚度向着活塞头逐渐增加。
参照图3，活塞1可以包括环形凸缘5。环形凸缘5被加工成与活塞一体并且被定位在活塞裙1b上以在活塞头1a下方和活塞裙1b的下部以上的位置环绕活塞1。环形凸缘5靠接柱形孔并用作密封件以阻止液压流体通过由活塞裙1b的下部压向柱形孔3的壁部的靠接提供的密封漏出。
环形凸缘5也可以对柱形孔3的壁部偏压。通过将环形凸缘5成形为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中时环形凸缘5被压缩来提供环形凸缘5对壁部的偏压。
尽管环形凸缘5被公开为与活塞1一体地加工，但是环形凸缘5也可以是设置在活塞1内提供的配合凹口中的单独元件。由于对柱形孔3的壁部的偏压，在很多情况下都不需要在凹口中对这样单独的环形凸缘进行固定；但是环形凸缘例如也可以通过胶合来固定。
参照图4，夹板11可以包括用于泄漏的流体的排放通道7，泄漏的流体是通过由活塞裙1b的最下部压向柱形孔3的壁部的靠接提供的密封而漏出的流体。
排放通道7经常而非必须地与泄流元件6流体连通，泄流元件6是在活塞头1a的下方以及活塞裙靠接柱形孔3的下部以上的位置环绕活塞裙1b的杯形元件的形式。在环形凸缘5存在时，泄流元件6位于环形凸缘5和活塞裙靠接柱形孔3的下部之间。
泄流元件6通常包括多孔或可渗透的环形元件，多孔或可渗透的环形元件与排放通道7流体连通并且在环形凸缘4的下方的位置和活塞裙靠接柱形孔3的下部以上的位置环绕活塞裙1b。泄流元件6通常设置在设于柱形孔3的壁部内的凹口中，如图4所示具有延伸到凹口以外的部分。
根据本发明的活塞1可以使用常规的用于包括聚合材料的分层结构的生产技术来生产，所述生产技术通常包括模制和精加工。活塞裙1b的外表面被设置用于提供密封效果。类似地，夹板通过使用常规的生产方法来生产，并且柱形孔3的表面通常也要进行珩磨。
图示出了根据本发明的活塞1的剖视图；仅示出了四分之一个活塞1。活塞1在单次铸造中由两种聚合材料制成。外层20的厚度和内芯材料21的厚度可以在活塞的不同位置相应地有所改变。另外，外层20不仅受限于定位以形成活塞的外表面，而且还可以如图5所示形成活塞的内表面。但是外层20的典型尺寸是在活塞头处约为0.5mm以及介于在活塞裙1b下部的0.5mm和在活塞裙1b上部的1.6mm之间。
活塞头的厚度通常约4.7mm，且活塞裙1b在活塞头1a处的厚度约为4.6mm并渐变为在活塞裙1b的端部处的厚度约为0.5mm。
与图5中的活塞相对应的柱形孔3具有90mm的直径。对应的活塞在活塞头1a处测量具有89mm的直径并且在活塞裙1b这一段测量具有约90.2mm至90.3mm的直径。要注意的是图5中的实施例仅反映了一个示例且不应以限制性的方式解读。图6以示意性的视图示出了图5中的活塞(示出了半个活塞)。
根据本发明的制动器可以优选地形成风力涡轮机的制动系统的一部分。这样的系统包括用于通过如上文公开的那样向夹板11中输送加压的液压流体例如液压油来控制制动动作的控制装置。夹板11将响应于接收加压的液压油而使活塞1向制动片运动并迫使制动片接触要进行减速或使之停止的运动部。尽管运动部经常包括常规的制动盘，但是本发明并不局限于包括这样的常规制动盘的系统。
在风力涡轮机的应用中，根据本发明的夹板和制动器可以优选地设置为停机制动器以使风力涡轮机的转子停机和/或设置为偏航制动。
尽管已经结合具体的实施例介绍了本发明，但是本发明不应解读为以任何方式受限于给出的示例。本发明的保护范围由所附的权利要求的集合给出。在权利要求的语境中，术语“包括”或“包含”并不排除其他可能的元件或步骤。而且，例如用“一”或“一个”限定的引用内容不应被解读为排除多个的含义。权利要求中相对于图中所示元件使用的附图标记不应被解读为限制了本发明的保护范围。此外，不同权利要求中提及的各个特征可以有利地加以组合，并且不同权利要求中提及的这些特征并不排除未必可行和有利的特征组合。
Claims (15)
1.一种用于风力涡轮机的液压制动器夹板，所述制动器夹板(11)包括：
-柱形孔(3)，
-制动片(9)或者适用于容纳制动片(9)的部分，
-具有活塞头(1a)和活塞裙(1b)的活塞(1)，活塞(1)以活塞头面朝制动片(9)的取向被接收在柱形孔(3)中，以及
-连接至或者可连接至液压流体源的流体连接部(4)，用于将液压流体引入在活塞头(1b)下方的柱形孔(3)的孔隙中，从而使活塞运动，
其中，
-活塞(1)至少部分地通过一种聚合材料或多种聚合材料形成。
2.根据权利要求1所述的用于风力涡轮机的液压制动器夹板，其中活塞裙(1a)的至少一部分沿柱形孔(3)的周边靠接柱形孔(3)的壁部并对柱形孔(3)的壁部偏压，从而提供活塞(1)和柱形孔(3)之间的液压流体密封。
3.根据权利要求1或2所述的用于风力涡轮机的液压制动器夹板，其中通过活塞裙(1b)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)中时活塞裙(1b)的所述部分被压缩来提供活塞裙(1b)的至少一部分对壁部的偏压。
4.根据先前权利要求中的任意一项所述的用于风力涡轮机的液压制动器夹板，其中活塞是分层结构，分层结构包括聚合物构成的内芯材料和优选地由聚酯弹性体构成的外层，聚合物构成的内芯材料比优选地由聚酯弹性体构成的外层更硬，或者内芯材料是金属。
5.根据权利要求4所述的用于风力涡轮机的液压制动器夹板，其中：
-聚合物是热塑性聚酯树脂(PBT)、聚甲醛(POM)、聚砜(PSU)、聚苯硫醚(PPS)或其组合，优选地通过玻璃纤维、芳族聚酸胺纤维和/或碳纤维强化，
-金属是钢或铝，并且
-聚酯弹性体是热塑性聚氨酯(TPU)、丁腈橡胶、氟橡胶和/或热塑性聚酯弹性体(TPE-E)。
6.根据先前权利要求中的任意一项所述的用于风力涡轮机的液压制动器夹板，其中活塞裙(1b)的外表面是截头圆锥形，活塞裙的最下部具有最宽的尺寸，并且靠接柱形孔(3)的壁部并对柱形孔(3)的壁部偏压的活塞裙部分是活塞裙的最下部。
7.根据先前权利要求中的任意一项所述的用于风力涡轮机的液压制动器夹板，其中活塞包括环形凸缘(5)，环形凸缘(5)优选与活塞一体地被加工在活塞裙(1b)上并环绕活塞(1)，所述环形凸缘(5)靠接柱形孔(3)的壁部并对柱形孔(3)的壁部偏压。
8.根据权利要求7所述的用于风力涡轮机的液压制动器夹板，其中通过环形凸缘(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)中时环形凸缘(5)被压缩来提供环形凸缘(5)对壁部的偏压。
9.根据权利要求7或8所述的用于风力涡轮机的液压制动器夹板，其中夹板(11)包括排放通道(7)，排放通道(7)用于泄漏的流体并与泄流元件(6)流体连通，泄流元件(6)在环形凸缘(5)的下方的位置环绕活塞裙(1b)。
10.根据权利要求9所述的用于风力涡轮机的液压制动器夹板，其中泄流元件(6)包括多孔或可渗透的环形元件，多孔或可渗透的环形元件与排放通道(7)流体连通并且在环形凸缘(4)的下方的位置环绕活塞裙(1b)。
11.根据先前权利要求中的任意一项所述的用于风力涡轮机的液压制动器夹板，其中活塞是杯形的，在活塞(1)被接收在柱形孔(3)中时活塞的开口端面向柱形孔(3)内部。
12.根据权利要求11所述的用于风力涡轮机的液压制动器夹板，其中活塞裙(1b)的内表面是截头圆锥形，活塞裙的最下部具有最宽的尺寸。
13.根据先前权利要求中的任意一项所述的用于风力涡轮机的液压制动器夹板，其中制动片包括背板(8)，背板(8)通常由复合材料或钢以及渐缩形状的制动材料(9)制成，并且其中背板(8)被平滑地接收在凹口(12)中，凹口(12)在夹板(11)中设置在活塞头(1a)的上方，使得制动片(10)能够跟随活塞向制动盘(10)的运动同时被阻止沿制动盘(10)的旋转方向运动，由此容纳制动片(9)。
14.一种风力涡轮机，包括根据先前权利要求中的任意一项所述的液压制动器夹板。
15.根据权利要求14所述的风力涡轮机，其中制动器夹板被设置为形成停机制动的一部分以使风力涡轮机的转子停机和/或其中制动器夹板被设置为形成偏航制动的一部分。
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| EP4080684A1 (en) * | 2021-04-20 | 2022-10-26 | Preci-Dip Sa | Piston assembly and spring-loaded contact |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3265167A (en) * | 1964-07-10 | 1966-08-09 | Goodyear Tire & Rubber | Integral molded piston and lining for brakes and method for forming thereof |
| US5249649A (en) * | 1991-06-03 | 1993-10-05 | Emmons J Bruce | Disc brake caliper of continuous hoop type |
| DE102009019662A1 (de) * | 2008-05-21 | 2009-11-26 | Continental Teves Ag & Co. Ohg | Kolben für einen Bremssattel |
| CN101595324A (zh) * | 2007-01-31 | 2009-12-02 | 富米乐公司 | 用于制动卡钳的活塞及包括这种活塞的制动卡钳 |
| CN201751622U (zh) * | 2010-07-16 | 2011-02-23 | 南方天合底盘系统有限公司 | 盘式制动器制动卡钳 |
Family Cites Families (20)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US1746733A (en) * | 1927-02-26 | 1930-02-11 | M G Brumbly | Pump piston |
| US2330563A (en) * | 1940-02-05 | 1943-09-28 | Olaer Patent Co | Plastic composition and packing device |
| US2307671A (en) | 1941-09-20 | 1943-01-05 | Gen Tire & Rubber Co | Piston for fluid actuated devices |
| US2548008A (en) * | 1947-06-23 | 1951-04-10 | Loomis N Franklin | Disk brake construction |
| US3176595A (en) * | 1963-05-22 | 1965-04-06 | Galland Henning Mfg Company | Plastic piston assembly |
| US3902405A (en) * | 1971-06-09 | 1975-09-02 | Nino F Costarella | Ringless piston |
| US4214507A (en) * | 1977-08-24 | 1980-07-29 | Vries Donald S Jr De | One-piece plastic piston |
| US4281590A (en) * | 1979-01-02 | 1981-08-04 | Weaver Joe T | Piston construction for reciprocating pumps |
| US4605104A (en) * | 1982-06-14 | 1986-08-12 | Morton Thiokol, Inc. | Actuator device |
| FR2548321B1 (fr) * | 1983-06-29 | 1988-07-22 | Teves Gmbh Alfred | Agencement cylindre-piston pour frein, a piston au moins partiellement en ceramique |
| JPS62137434A (ja) | 1985-12-05 | 1987-06-20 | Nissin Kogyo Kk | デイスクブレ−キ |
| US4813343A (en) * | 1988-01-28 | 1989-03-21 | Schaefer Kenn A | Ringless piston construction |
| JPH07208514A (ja) * | 1994-01-19 | 1995-08-11 | Tokico Ltd | ディスクブレーキ |
| US5492202A (en) * | 1995-02-06 | 1996-02-20 | Ford Motor Company | Vibration damping brake piston for a motor vehicle |
| US5562186A (en) * | 1995-03-23 | 1996-10-08 | Dana Corporation | Piston seal |
| DE19534220A1 (de) * | 1995-09-15 | 1997-03-20 | Teves Gmbh Alfred | Bremskolben |
| US6382367B1 (en) * | 1999-01-28 | 2002-05-07 | Lucas Industries Plc | Actuating piston for a hydraulically and mechanically actuable, spot type disc brake |
| DE29917061U1 (de) * | 1999-09-28 | 2001-02-22 | Heinrich Baumgarten KG, Spezialfabrik für Beschlagteile, 57290 Neunkirchen | Kolben für einen Zylinder |
| EP1637761B1 (de) | 2004-09-15 | 2008-08-27 | Franz Mitsch | Hydraulische Scheibenbremse mit einer elastischen Betätigungseinrichtung |
| US8348030B2 (en) * | 2010-06-21 | 2013-01-08 | Akebono Brake Corporation | Piston with improved displacement properties |
-
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Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3265167A (en) * | 1964-07-10 | 1966-08-09 | Goodyear Tire & Rubber | Integral molded piston and lining for brakes and method for forming thereof |
| US5249649A (en) * | 1991-06-03 | 1993-10-05 | Emmons J Bruce | Disc brake caliper of continuous hoop type |
| CN101595324A (zh) * | 2007-01-31 | 2009-12-02 | 富米乐公司 | 用于制动卡钳的活塞及包括这种活塞的制动卡钳 |
| DE102009019662A1 (de) * | 2008-05-21 | 2009-11-26 | Continental Teves Ag & Co. Ohg | Kolben für einen Bremssattel |
| CN201751622U (zh) * | 2010-07-16 | 2011-02-23 | 南方天合底盘系统有限公司 | 盘式制动器制动卡钳 |
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