CN106523550B - 车用间隙可调锥形制动装置 - Google Patents

车用间隙可调锥形制动装置 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种车用间隙可调锥形制动装置，包括筒体，筒体具有第一端口和第二端口，第一端口内设置驻车端盖，第二端口内设置行车端盖，驻车端盖、行车端盖与筒体围成一腔室，在腔室中设置有驻车活塞和行车活塞，驻车活塞的一端可抵靠驻车端盖，另一端可抵靠行车活塞，行车活塞可抵靠行车端盖，驻车活塞上均布有一组轴向延伸的弹簧定位槽，弹簧定位槽中设有驻车弹簧，驻车弹簧紧抵驻车端盖，行车活塞内部中空并在其中空内部设置与行车活塞滑动配合的传动轴。本发明的优点是可在较小的安装空间内实现较大的制动扭矩，制动效果更佳，采用行车、驻车制动器的嵌套一体化设计，无需单独布置驻车制动器，节省了车架空间，给整车布置带来极大方便。

Description

车用间隙可调锥形制动装置
技术领域
本发明涉及一种制动装置，尤其是一种车用间隙可调锥形制动装置，属于车辆制动系统技术领域。
背景技术
据申请人了解，传统的汽车及工程车辆上多采用钳盘式制动器或全盘多片湿式制动器。其中，钳盘式制动器由于价格低廉，制动性能较为稳定，因此应用较为广泛，占据了大部分市场，但是这类制动器在动力源不变的前提下，制动能力的提升只能通过增加制动半径来实现，而尺寸的增加给整车底盘安装空间的分配带来困难，并且钳盘式制动器摩擦副的摩擦面积相对较小，摩擦片磨损较快，更换周期短，结果更是增加了维修及使用成本；全盘多片湿式制动器使用寿命长，对环境适应性强，其多片式结构容易实现系列化，对安装空间的要求较低，但是此类制动器结构复杂，其活塞轴、径比较小，容易导致活塞卡滞现象，并且对具有配合关系的零部件加工精度要求较高，制造成本也高，此外全盘多片湿式制动器摩擦副采用强制油冷，增加了额外配套液压系统和造价，往往使用在对制动器免维护性要求较高的高端工程车辆上。
此外，在汽车及工程车辆采用的各种制动器系统中，行车制动器和驻车制动器均分开布置，因此需要各自独立的安装空间，并且相应的管路等附件的布置也因此而更加复杂，结果当设计结构紧凑的车辆时，直接借鉴上述现有技术必然导致设计空间的分配十分困难甚至无法实现。
经检索发现，中国专利ZL201210443176.5介绍了一种塔式起重机回转制动装置，该装置通过电磁铁进行制动，并且仅为常开制动，中国专利ZL201520686919.0公开了一种弹簧锥面制动装置，该装置通过弹簧进行制动，并且仅为常闭制动，这两种装置均未见有间隙调节装置，因此摩擦间隙难以调整，制动片使用寿命低，更换频繁。
发明内容
本发明的目的在于：针对现有技术存在的缺陷，提出一种结构紧凑、功能齐全、操作安全可靠、使用寿命长的车用间隙可调锥形制动装置。
为了达到以上目的，本发明的车用间隙可调锥形制动装置，包括筒体，筒体具有第一端口和第二端口，第一端口内设置驻车端盖，第二端口内设置行车端盖，驻车端盖、行车端盖与筒体围成一腔室，在腔室中设置有驻车活塞和行车活塞，驻车活塞的一端可抵靠驻车端盖，另一端可抵靠在行车活塞的一端，行车活塞的另一端可抵靠行车端盖，并且在驻车活塞上沿周向均布有一组轴向延伸的弹簧定位槽，弹簧定位槽中设有驻车弹簧，驻车弹簧可紧抵驻车端盖；在筒体的内壁上沿周向具有一与其连为一体的环形凸起部，环形凸起部与驻车活塞之间形成环形的驻车油腔，环形凸起部与行车活塞之间形成环形的行车油腔，行车活塞内部中空并在其中空内部设置与行车活塞滑动配合的传动轴。
本发明的制动装置具有行车、行车制动、驻车三种状态，当制动装置处于行车状态时，驻车油腔中充满高压液体，高压液体推动驻车活塞向驻车端盖一侧水平移动并压缩驻车弹簧，同时由于驻车活塞向驻车端盖一侧移动，导致行车活塞脱离了驻车活塞的压迫，自动向驻车端盖一侧移动，使得行车活塞与传动轴分离，实现摩擦副的分离松释，使得行车活塞与传动轴之间没有摩擦做功，车辆自如行驶；当制动装置处于行车制动状态时，驻车油腔中充满高压液体，高压液体推动驻车活塞向驻车端盖一侧水平移动，驻车活塞压缩驻车弹簧，与此同时行车油腔中也充满高压液体，高压液体推动行车活塞向行车端盖一侧水平移动，导致行车活塞主动压到传动轴上，直至行车活塞压紧传动轴，行车活塞与传动轴之间存在摩擦做功，使得行车活塞趋于静止，实现行车制动；当制动装置处于驻车状态时，驻车油腔、行车油腔中均没有高压液体，此时驻车弹簧恢复到原始状态，同时弹簧恢复力推动驻车活塞向行车端盖一侧移动，由于驻车活塞与行车活塞相抵，驻车活塞能够推动行车活塞向行车端盖一侧同步水平移动，这样行车活塞被动地被驻车活塞压到传动轴上，直至行车活塞压紧传动轴，行车活塞与传动轴之间存在摩擦做功，使得行车活塞趋于静止，实现驻车制动。
进一步的，传动轴包括芯轴，在芯轴的外表面上沿周向均匀制有一组轴向摩擦槽，摩擦槽中设有沿轴向布置的摩擦块，摩擦块与行车活塞构成摩擦副，
再进一步的，摩擦块的长度小于摩擦槽的长度。
更进一步的，摩擦槽的一端槽壁上开有贯穿该槽壁的第一螺纹孔，另一端槽壁上开有贯穿该槽壁的第二螺纹孔，与第一螺纹孔配合设有第一调节螺栓，与第二螺纹孔配合设有第二调节螺栓，第一调节螺栓、第二调节螺栓的尾端均抵在摩擦块上，用于定位摩擦块。
本发明的制动扭矩是摩擦片数相当的盘式制动器制动扭矩的两到三倍，从而在保证制动装置基本功能的前提下，能够满足设计空间狭小车辆的配套设计要求。当摩擦块磨损后，制动装置的制动扭矩下降，此时通过旋松第一调节螺栓并旋紧第二调节螺栓，使摩擦块向左侧滑动，进而实现磨损间隙的补偿，以延长制动装置的使用寿命。因此，制动装置的摩擦间隙可调(本发明中摩擦间隙是指行车活塞的内壁与传动轴的摩擦块之间的间隙)，能够进一步提高制动装置的可靠性，有效延长其使用寿命，节省了维修成本。
进一步的，芯轴的外表面为倾斜的锥面，并且该锥面与行车活塞的内壁相互平行并可滑动配合。
更进一步的，摩擦块的外表面为斜面，该斜面与行车活塞的内壁相互平行配合设置，并且行车活塞的内壁可相对斜面水平移动。
进一步的，驻车活塞、行车活塞均包括活塞主体和位于活塞主体一端的环状凸台，并且驻车活塞与行车活塞相对设置；驻车活塞的环状凸台设置在驻车端盖边缘部分与环形凸起部形成的第一环形间隙中，在驻车活塞的环状凸台上沿周向设有一组用于安装驻车弹簧的弹簧定位槽；行车活塞的环状凸台设置在行车端盖与环形凸起部形成的第二环形间隙中。
再进一步的，在筒体的内壁上对应驻车活塞的环状凸台制有环形的密封圈凹槽一，密封圈凹槽一中设置驻车油腔密封圈一，在环形凸起部上对应驻车活塞的活塞主体制有环形的密封圈凹槽二，密封圈凹槽二中设置驻车油腔密封圈二；在筒体的内壁上对应行车活塞的环状凸台制有环形的密封圈凹槽三，密封圈凹槽三中设置行车油腔密封圈一，在环形凸起部上对应行车活塞的活塞主体制有环形的密封圈凹槽四，密封圈凹槽四中设置行车油腔密封圈二。这样，驻车油腔密封圈一位于驻车油腔的左外侧，驻车油腔密封圈二位于驻车油腔的右内侧，将驻车油腔完全密封，避免漏油，行车油腔密封圈一位于行车油腔的右外侧，行车油腔密封圈二位于行车油腔的左内侧，将行车油腔完全密封，避免漏油。
进一步的，驻车端盖、行车端盖通过一组沿其圆周设置的螺栓分别固定于筒体的两端。
更进一步的，当行车活塞远离行车端盖时，所述行车活塞的内壁与摩擦块的斜面分离，所述摩擦副处于分离松释状态，使得车辆能够行驶；当行车活塞抵靠在行车端盖上时，所述行车活塞的内壁与摩擦块的斜面接触，所述摩擦副处于行车活塞压紧摩擦块的工作状态，使得车辆行车制动或驻车制动。
本发明的优点是可在较小的安装空间内实现较大的制动扭矩，制动效果更佳，并且采用行车、驻车制动器的嵌套一体化设计，无需单独布置驻车制动器，显著节省了车架空间，给整车布置带来极大方便。总之，本发明的制动装置结构简单紧凑，能够充分利用空间，适合与设计空间狭小的各种车辆灵活配置。
附图说明
下面结合附图对本发明作进一步的说明。
图1为本发明一个实施例的结构示意图。
图2为本发明中传动轴的结构示意图。
具体实施方式
实施例一
本实施例的车用间隙可调锥形制动装置，其结构如图1和图2所示，包括筒体3，筒体3具有第一端口和第二端口，第一端口内设置驻车端盖1，第二端口内设置行车端盖6，因此驻车端盖1、行车端盖6通过十二个沿其圆周设置的螺栓14分别固定于筒体3的两端。驻车端盖1、行车端盖6与筒体3围成一腔室，在腔室中设置有相对的驻车活塞2和行车活塞5，其中驻车活塞2、行车活塞5均包括活塞主体和位于活塞主体一端的环状凸台，驻车活塞2的环状凸台设置在驻车端盖1边缘部分与环形凸起部形成的第一环形间隙中，并且驻车活塞2的环状凸台端可抵靠在驻车端盖1的边缘部分，驻车活塞2的活塞主体端可抵靠在行车活塞5上，在驻车活塞2的环状凸台上沿周向均匀设有十个用于安装驻车弹簧7的轴向弹簧定位槽，驻车弹簧7的一端可紧抵驻车端盖1；行车活塞5的环状凸台设置在行车端盖6与环形凸起部形成的第二环形间隙中，行车活塞5的环状凸台端可抵靠在行车端盖6的边缘部分。
另外，在筒体3的内壁上沿周向具有一与其连为一体的环形凸起部，环形凸起部与驻车活塞2之间形成环形的驻车油腔9，环形凸起部与行车活塞5之间形成环形的行车油腔8，驻车油腔9、行车油腔8均具有进、出油孔。在筒体3的内壁上对应驻车活塞2的环状凸台制有环形的密封圈凹槽一，密封圈凹槽一中设置驻车油腔密封圈一13，在环形凸起部上对应驻车活塞2的活塞主体制有环形的密封圈凹槽二，密封圈凹槽二中设置驻车油腔密封圈二12，驻车油腔密封圈一13、驻车油腔密封圈二12密封驻车油腔9。在筒体3的内壁上对应行车活塞5的环状凸台制有环形的密封圈凹槽三，密封圈凹槽三中设置行车油腔密封圈一10，在环形凸起部上对应行车活塞5的活塞主体制有环形的密封圈凹槽四，密封圈凹槽四中设置行车油腔密封圈二11，行车油腔密封圈一10、行车油腔密封圈二11密封行车油腔8。
行车活塞5内部中空并在其中空内部设置与行车活塞5滑动配合的传动轴4。传动轴4包括内部中空的芯轴4-4，芯轴4-4的外表面为倾斜的锥面，锥面与行车活塞5的内壁相互平行并可滑动配合，在芯轴4-4的锥面上沿周向均匀制有八个轴向摩擦槽，摩擦槽中设有沿轴向布置的摩擦块4-3，摩擦块4-3的外表面为斜面，摩擦块4-3的斜面与行车活塞5的内壁相互平行配合设置，并且行车活塞5的内壁可相对于斜面水平移动，使得摩擦块4-3的斜面与行车活塞5的内壁之间形成摩擦副，并且摩擦块4-3的长度小于摩擦槽的长度。摩擦槽的一端槽壁上开有贯穿该槽壁的第一螺纹孔，另一端槽壁上开有贯穿该槽壁的第二螺纹孔，与第一螺纹孔配合设有第一调节螺栓4-1，与第二螺纹孔配合设有第二调节螺栓4-2，所述第一调节螺栓4-1、第二调节螺栓4-2的尾端分别抵靠在摩擦块4-3的两端。
实际使用过程中，传动轴4固定不动：行车时，控制高压液体进入由驻车活塞2与驻车端盖1、筒体3内部腔室组成的驻车制动油缸中，高压液体进入驻车油腔9以推动驻车活塞2向左移动，驻车活塞2压缩驻车弹簧7，使得压缩弹簧7向驻车端盖1收缩，行车活塞5脱离了驻车活塞2的压迫，行车活塞5也同步向左水平移动，导致行车活塞5远离行车端盖6，这样行车活塞5的内壁与摩擦块4-3的斜面分离，实现了摩擦副的分离松释，使得行车活塞5的内壁与摩擦块4-3的斜面之间没有摩擦做功，车辆能够自如行驶；
行车制动时，控制高压液体进入驻车制动油缸中，高压液体进入驻车油腔9以推动驻车活塞2向左移动，同时驻车活塞2压缩驻车弹簧7，使得压缩弹簧7向驻车端盖1收缩，与此同时控制高压液体进入由行车活塞5与行车端盖6、筒体3内部腔室组成的行车制动油缸中，高压液体进入行车油腔8以推动行车活塞5向右水平移动，导致行车活塞5的内壁开始与摩擦块4-3的斜面接触，直至行车活塞5压紧摩擦块4-3，并且行车活塞5抵靠在行车端盖6上，行车活塞5的内壁与摩擦块4-3的斜面之间存在摩擦做功，使得行车活塞5趋于静止，实现行车制动；
驻车制动时，行车制动油缸、驻车制动油缸均不通高压液体，那么驻车弹簧7恢复到原始状态，在驻车弹簧7回复原始状态过程中，驻车弹簧7依次推动驻车活塞2、行车活塞5向右水平移动，导致行车活塞5的内壁开始与摩擦块4-3的斜面接触，直至行车活塞5压紧摩擦块4-3，并且行车活塞5抵靠在行车端盖6上，行车活塞5的内壁与摩擦块4-3的斜面之间存在摩擦做功，使得行车活塞5趋于静止，实现驻车制动。
另外，由于长期使用摩擦块4-3受到磨损，会导致制动装置的制动扭矩下降，此时为了补偿行车活塞5的内壁锥面与摩擦块4-3的斜面之间的磨损间隙，需要先旋送第一调节螺栓4-1，再旋紧第二调节螺栓4-2，使得摩擦块4-3向第一调节螺栓4-1方向移动，这样通过调节摩擦块4-3的位置自动实现了磨损间隙的调整，避免因摩擦块受损导致的制动扭矩下降，进而有效延长了制动装置的使用寿命。
除上述实施例外，本发明还可以有其他实施方式。凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本发明要求的保护范围。

Claims (5)

1.一种车用间隙可调锥形制动装置，包括筒体(3)，所述筒体(3)具有第一端口和第二端口，其特征是，所述第一端口内设置驻车端盖(1)，所述第二端口内设置行车端盖(6)，所述驻车端盖(1)、行车端盖(6)与筒体(3)围成一腔室，在所述腔室中设置有驻车活塞(2)和行车活塞(5)，所述驻车活塞(2)的一端可抵靠驻车端盖(1)，另一端可抵靠在行车活塞(5)的一端，所述行车活塞(5)的另一端可抵靠行车端盖(6)，并且在所述驻车活塞(2)上沿周向均布有一组轴向延伸的弹簧定位槽，所述弹簧定位槽中设有驻车弹簧(7)，所述驻车弹簧(7)可紧抵驻车端盖(1)；在所述筒体(3)的内壁上沿周向具有一与其连为一体的环形凸起部，所述环形凸起部与驻车活塞(2)之间形成环形的驻车油腔(9)，所述环形凸起部与行车活塞(5)之间形成环形的行车油腔(8)，所述行车活塞(5)内部中空并在其中空内部设置与行车活塞(5)滑动配合的传动轴(4)；所述传动轴(4)包括芯轴(4-4)，在所述芯轴(4-4)的外表面上沿周向均匀制有一组轴向摩擦槽，所述摩擦槽中设有沿轴向布置的摩擦块(4-3)，所述摩擦块(4-3)与行车活塞(5)构成摩擦副；所述摩擦块(4-3)的长度小于摩擦槽的长度；在所述摩擦槽的一端槽壁上开有贯穿该槽壁的第一螺纹孔，另一端槽壁上开有贯穿该槽壁的第二螺纹孔，与所述第一螺纹孔配合设有第一调节螺栓(4-1)，与所述第二螺纹孔配合设有第二调节螺栓(4-2)，所述第一调节螺栓(4-1)、第二调节螺栓(4-2)的尾端均抵在摩擦块(4-3)上；所述芯轴(4-4)的外表面为倾斜的锥面，所述锥面与行车活塞(5)的内壁相互平行并可滑动配合；所述摩擦块(4-3)的外表面为斜面，所述斜面与行车活塞的内壁相互平行配合设置，并且所述行车活塞(5)的内壁可相对斜面水平移动。
2.根据权利要求1所述的车用间隙可调锥形制动装置，其特征是，所述驻车活塞(2)、行车活塞(5)均包括活塞主体和位于活塞主体一端的环状凸台，并且所述驻车活塞(2)与行车活塞(5)相对设置；所述驻车活塞(2)的环状凸台设置在驻车端盖(1)边缘部分与环形凸起部形成的第一环形间隙中，在所述驻车活塞(2)的环状凸台上沿周向设有一组用于安装驻车弹簧(7)的弹簧定位槽；所述行车活塞(5)的环状凸台设置在行车端盖(6)与环形凸起部形成的第二环形间隙中。
3.根据权利要求2所述的车用间隙可调锥形制动装置，其特征是，在所述筒体(3)的内壁上对应驻车活塞(2)的环状凸台制有环形的密封圈凹槽一，所述密封圈凹槽一中设置驻车油腔密封圈一(13)，在所述环形凸起部上对应驻车活塞(2)的活塞主体制有环形的密封圈凹槽二，所述密封圈凹槽二中设置驻车油腔密封圈二(12)；在所述筒体(3)的内壁上对应行车活塞(5)的环状凸台制有环形的密封圈凹槽三，所述密封圈凹槽三中设置行车油腔密封圈一(10)，在所述环形凸起部上对应行车活塞(5)的活塞主体制有环形的密封圈凹槽四，所述密封圈凹槽四中设置行车油腔密封圈二(11)。
4.根据权利要求1所述的车用间隙可调锥形制动装置，其特征是，所述驻车端盖(1)、行车端盖(6)通过一组沿其圆周设置的螺栓(14)分别固定于筒体(3)的两端。
5.根据权利要求2所述的车用间隙可调锥形制动装置，其特征是，当行车活塞(5)远离行车端盖(6)时，所述行车活塞(5)的内壁与摩擦块(4-3)的斜面分离，所述摩擦副处于分离松释状态，使得车辆能够行驶；当行车活塞(5)抵靠在行车端盖(6)上时，所述行车活塞(5)的内壁与摩擦块(4-3)的斜面接触，所述摩擦副处于行车活塞(5)压紧摩擦块(4-3)的工作状态，使得车辆行车制动或驻车制动。
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