CN1072782C - 盘式制动器卡钳 - Google Patents

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Abstract

一盘式制动器卡钳包括：一骑跨设置在一车辆制动盘上的壳体(1)；一与壳体相连的盖(2)；两个与一制动摩擦块(5)相连的推力套筒(8)，推力套筒(8)可在壳体内沿轴向运动；一与两推力套筒相连的横梁(9)；和一把制动作动筒的制动力传递给横梁的杠杆(17)。与横梁平行的轴承顶套(20)固定连接于盖的内侧。杠杆有一弧形楔(19)，其两圆柱表面(19’，19”)分别与轴承顶套和横梁的对应圆柱面啮合。一调节器机构(28)设置在一旋转支承在顶套内的花键轴(29)上。

Description

盘式制动器卡钳
本发明与一种盘式制动器卡钳有关，它包括有：一骑跨设置于车辆制动盘上的壳体；一与壳体相连的盖；两个推力套筒，它们与一设置有与制动盘制动啮合的制动摩擦块的制动摩擦决保持架相连并可在壳体内相互以一定的间距沿轴向运动；一连接两推力套筒的横梁和一用以把制动力从与卡钳相连的制动作动筒传到横梁上的杠杆。
这种形式的盘式制动卡钳初始目的是用于公路车辆上，但在铁路车辆上应用也十分成功。
这类盘式制动卡钳的先有技术可举出EP-A-0569031和EP-B-0291071号专利所反映的内容作为例子。在这两种设计中，从杠杆到盘式制动卡钳之间力的传递相当复杂。这就意味着这些盘式制动卡钳相对较昂贵并且易损坏。
一种按本发明的结构不太复杂，较便宜，并且更可靠的设计在于与横梁相平行的轴承顶套与盖的内侧固定连接，而且杠杆除包含一被制动作动筒推动的臂之外还包含一弧形楔，该弧形楔的一内圆柱表面与轴承顶套的外圆柱表面相啮合，而弧形楔的一直径大于其内圆柱表面直径的外圆柱表面与横梁的一内圆柱表面相啮合。
一种众所周知的滚针轴承最好一方面设置于弧形楔的内圆柱表面和轴承顶套的外圆柱表面之间，另一方面设置于弧形楔的外圆柱表面和横梁的内圆柱表面之间。
这种类型的圆盘制动器卡钳中所必需有的调节器机构可配置在不同的位置上，这种调节器机构的典型例子可在上面提到过的两件专利出版物中找到。
按照本发明，一调节器机构配置在一旋转地支承在轴承顶套内的花键轴上。因此该调节器机构是配置在卡钳的静止部件上，这样随之带来一些优点。
因此调节器机构最好配置在两轴承顶套之间。
本发明盘式制动器卡钳所用的调节器机构包含有：一调节器壳体；一调节弹簧，其外周面与调节器壳体的一内表面啮合；一与调节弹簧相连的驱动环，该调节弹簧借助于其径向延伸段伸入驱动环的凹槽内来与之相连；一调节器毂套，它借助于内花键与花键轴连接；一设置在驱动环和调节器毂套的同心圆柱面上的单向弹簧，它借助于一径向延伸段与驱动环相连。
调节器壳体最好借助一从表面伸入壳体凹槽内的销子或类似物与弧形楔的内圆柱表面相连。
由此调节器的控制距离或A-尺度的形成可按下述两种情况之一来实现：或是所述销子的直径小于凹槽的圆周尺寸，或是调节器弹簧延伸段的圆周尺寸小于驱动环凹槽的尺寸。
按照一有所改变的实施例，调节器壳体设有外齿轮，外齿轮与一旋转地支承在盖内的齿轮相啮合，该齿轮又与顶杆弧形轭内的一内扇形齿轮相啮合。由于这种设计结构就有可能获得较高的交换率并从而对于过分的松弛能实现快速张紧。
在这种调节器机构中，调节器的控制距离或A-尺度的形成是通过调节器弹簧延伸段的圆周尺寸小于驱动环凹槽的圆周尺寸而实现的。
在上述两种调节器的设计中，花键轴的每一端通过伞齿轮各自与一调节轴相连，调节轴则以内花键与推力套筒连接，推力套筒与制动摩擦块保持架旋转连接并以螺纹方式与横梁连接。
根据本发明的盖和横梁可借助于与盖相连并伸进横梁孔内的螺钉而弹性地连接，在每一螺钉头与一支靠在横梁上的弹簧套筒之间设置有一压缩弹簧。
按这种设计结构，对于横梁和相应地对于推力套筒而言就获得了一恢复力，但即使没有壳体，盖和机构的其它部分仍可作为一个整体单元而保持连接状态，因而壳体可以单独制造。
参阅附图将对本发明作进一步详细描述。
图1是按本发明的一盘式制动卡钳的截面图(沿图2中Ⅰ-Ⅰ线剖取)；
图2是沿图1中Ⅱ-Ⅱ线剖取的一卡钳截面图；
图3是按本发明卡钳内的一杠杆的平面视图；
图4是上述杠杆的侧视图；
图5是按本发明卡钳的一子组件的平面视图(在两平面内)，图中示出图3和图4中所示的杠杆；
图6是图2中央部位的放大视图，图中可较清晰地看到卡钳的调节器部件；
图7是调节器壳体及其内装件的一局部剖视的平面视图；
图8是对应于图1的一放大比例的侧向剖视图，示出了一有所改变的实施例；
图9是与图6相对应的图8所示有所改变的实施例的一截面图。
图1和图2中示出了一盘式制动器卡钳，这种卡钳用在重型公路车辆上尤为适宜。从事本领域的人都知道，这种形式的卡钳是安装在车辆底架内骑跨在一车辆旋转轴(或传动轴)上的制动盘上(未示出)。
盘式制动器卡钳的主要部件有壳体1和盖2，它们借助于螺钉3相互连接在一起。一与盖2相连用来把制动力传给卡钳的制动筒4，通常采用气动式制动筒。制动筒4仅在图1中用双点划线示出。
来自制动筒4的制动力传递给与制动盘(未示出)相啮合的一制动摩擦块5。制动时的反作用力由制动盘另一侧(未示出)处与壳体1相连的一相同的制动摩擦块(未示出)所吸收，这种结构在本行业中已为人所熟知了。
制动摩擦决5与一摩擦块保持架6相连，保持架6又通过一热屏蔽板7与两推力板81相连。推力套筒8旋转地与这些推力板81相连接，于是推力套筒8在壳体1内可作轴向运动和旋转运动。两推力套筒8上制出外螺纹，一具有两个内螺纹孔10(图5)的横梁9与两推力套筒8相连，三者一起构成了制动力传递单元。横梁9具有一伸出部9’，它与壳体1内的一对应凹腔相配合用来导引横梁9。
释放或恢复弹簧11按下述方式设置在壳体1(或更具体说是盖2)与横梁9之间。横梁9在其两端设有孔12。由弹簧11所环绕的螺钉13可自由穿过这些孔12。螺钉13与盖2内的对应孔相连接。每个弹簧11设置在螺钉13的头部与一弹簧套筒14的底端之间，弹簧套筒14以其另一端抵靠在横梁9的肩部上。由于设置上述释放弹簧，尽管恢复力是作用在横梁9与壳体1之间，但包括释放弹簧在内的传递机构作为一个单元件是可行的。按这种配置方式，即使没有壳体1，盖2和机构的其它部件也是能保持连接状态。
在每个推力板81与壳体1之间设有一防护波纹套管15，它用来防止污染物进入壳体1内的机构内。每个波纹套管15在机构制造时已与推力板81连接在一起了，在以后车辆制造时的安装过程中可借助于一由推力板81压入到位的环16使波纹管与壳体1相连。
从制动筒4的活塞杆(未示出)发出的制动力由一杠杆17传递到机构上，特别是传到横梁9上。杠杆17主要是由一从弧形楔19延伸出的臂18构成，弧形楔19具有圆柱形的表面，该表面分别与横梁9和轴承顶套20相对应的圆柱形表面相啮合。每个轴承顶套20借助一切面支靠在盖2上并通过销钉21使顶套与盖连接，于是顶套就可视作盖2的一个组成部分。
通过下文将会清楚，轴承顶套20共有两个，一调节器机构配置在两轴承顶套之间。
弧形楔19的一内圆柱表面19’与轴承顶套20相配合，而弧形楔的一直径比内圆柱表面19’的直径大的外圆柱表面19”与横梁9相配合。两圆柱表面19’和19”相互是偏心的，这一点从图4看得较清楚，外圆柱表面19”的中心位置比内圆柱表面19’的中心位置高。
在内圆柱表面19’与轴承顶套20之间设有带内滚针保持架23的内滚针轴承22。在圆柱表面19”与横梁9之间同样也设有带外滚针保持架25的外滚针轴承24。每个外滚针保持架25被夹持在一淬硬的插入件25’内，该插入件由横梁9内的一销钉25”固定定位(图5和图6)。这些滚针轴承的作用在于使弧形楔与所对应配合面之间的啮合更为有效。
如图1所示，当杠杆17从某位置移至右方(图1中实线表示)或移至左方位置(图1中用虚线表示)时，迫使弧形楔19位于轴承顶套20与横梁9之间，并把横梁9推向图中的左方位置，通过推力套筒8完成了制动作用。为了实现沿轴向导引，杠杆17在两个插入件25’之间设置了一外凸脊26。而且，在内圆柱表面19’和外圆柱表面19”内分别设有下位销27，各自用来作为滚针保持架23和25的周面导向件。
现对本发明盘式制动器卡钳的调节器功能进行说明。调节器机构28设置在轴承顶套20之间，这在图6和图7中可清楚看到。然而，首先参阅图2对其总体配置情况进行叙述。
要给以说明的调节器机构28配置在一花键轴29上，该花键轴29延伸穿过调节器机构28并自由穿过轴承顶套20。在花键轴29的每一端上装有一伞齿轮30，伞齿轮30与一花键调节轴32上的对应伞齿轮31相啮合，花键调节轴32与每个相对应的推力套筒8内的内花键相互啮合。通过调节器机构28使花键轴29转动(其工作方式下文将说明)，调节轴32将同步地转动以使横梁9内的推力套筒8转动并使推力套筒向前运动用以补偿制动摩擦块5的磨损。
在图7中可清晰见到，调节器机构28具有一调节器壳体33。壳体33配置在两轴承顶套20之间，如图6所示，它也位于盖2的一与之适配的凹腔内。调节器壳体具有一与连接在弧形楔19上的销子34(图6)相配合的键槽33’，由此可组成一个能向调节器壳体33传递运动的装置。
调节器壳体33包含以下将进行描述的零件：一调节弹簧35，一导向套36；一单向弹簧37；一驱动环38，一调节器毂套39和一锁定环40，该环装在调节器壳体33的端部用来使所有其它部件连接就位在壳体内。
调节弹簧或摩擦弹簧35的外径稍大于壳体33的内径，两者保持摩擦啮合。弹簧35的一端设有一与驱动环38的对应凹槽38’相啮合的径向延伸段35’。调节器的控制距离或A-尺度可按下述两者之一来形成：键槽33’的圆周尺寸比销子34的直径大；驱动环38内的凹槽38’的圆周尺寸比调节弹簧延伸段35’的圆周尺寸大。单向弹簧或闭锁弹簧37与驱动环38相连，此弹簧的两三圈可与驱动环形成紧紧的啮合以对力的传递提供帮助，而弹簧37剩下的各圈可与毂套39啮合并可沿某一方向共同转动，即沿驱动方向转动。在两弹簧35和37间的导向套36的作用是对弹簧起导引作用并从而有助于获得精确的离合动作。调节器毂套39与花键轴29间是以花键结合的(图6)。
当处于工作冲程时，即当杠杆17在制动筒4作用下移至图1所示左方时以及弧形楔19推动横梁9(及其协同件)至图1所示左方时，首先要移过按上述两种方法所限定的控制距离或A-尺度。在随后继续的工作冲程中，调节弹簧35通过摩擦力与壳体33啮合，并在当制动摩擦块与制动盘之间的空隙超过所设定的控制距离时将转动推力套筒8，以使松驰量(或间隙)减少，直到制动摩擦块与制动盘啮合而建立起反作用力或相应的反作用力矩时为止。调节时力的传递是借助于驱动环38与调节器毂套之间实施驱动的单向弹簧35来实现的。当制动摩擦块与制动盘啮合时，所建立起的力矩达到使壳体33与调节器弹簧35之间产生打滑的程度。
在释放行程中，驱动环38与调节器毂套39之间的单向弹簧37不传递力矩。若制协摩擦块与摩擦盘之间的间隙过大以及此过大的间隙中的一部分已由推力套筒8相对于横梁9的微小转动而消除，那么这种新的相对位置在释放行程中会保持下来。
图8和图9中示出调节器机构的一种改型设计。在这些图中仅对下文要述及的零部件和/或与前述图中的第一实施例中不同的零部件才给出参考标号。
按图8和图9中所示的实施例中，从弧形楔19至调节器壳体33的运动与前述实施例的运动方式不同。此实施例中杠杆17设置有一弧形轭17’，与轴承顶套20同心的弧形轭17’上有一内圆柱扇形齿轮17”。壳体33上设有外齿轮，一与扇形齿轮17”和调节器壳体33两者相齿合的齿轮41旋转地支承在盖2内。这一有所修改的实施例为获得所需功能，调节器壳体33内所包含零件可与第一实施例中相同但要倒过来安装。
按这种设计可获得较高的交换率并在过份松驰时能快速地张紧。

Claims (11)

1．一盘式制动器卡钳包括：一骑跨设在一车辆制动盘上的壳体(1)；一与壳体相连接的盖(2)；两个与制动摩擦块保持架(6)相连的推力套筒(8)，保持架(6)上设有一制动摩擦块(5)，用以与制动盘制动啮合，两推力套筒(8)相互间在壳体内有一定间距并可沿轴向运动；一与两推力套筒相连接的横梁(9)；和一从制动作动筒(4)把制动力传递给横梁(9)的杠杆(17)，杠杆(17)与卡钳相连，其特征在于：与横梁(9)平行的轴承顶套(20)与盖(2)的内侧牢固连接，而且杠杆(17)除包含由制动作动筒(4)所推动的臂(18)外，还包含一弧形楔(19)，所述弧形楔(19)具有一与轴承顶套(20)的外圆柱表面相啮合的内圆柱表面(19’)和一直径大于内圆柱表面直径并与横梁的一内圆柱表面相啮合的外圆柱表面(19”)。
2．一按权利要求1的盘式制动器卡钳，其特征在于：滚针轴承(22,24)一方面设置在弧形楔(19)的内圆柱表面(19’)与轴承顶套(20)的外圆柱表面之间，另一方面设置在弧形楔的外圆柱表面(19”)与横梁(9)的内圆柱表面之间。
3．一按权利要求1的盘式制动器卡钳，其特征在于：调节器机构(28)设置在一旋转地支承在轴承顶套(20)内的花键轴(29)上。
4．一按权利要求3的盘式制动器卡钳，其特征在于：调节器机构(28)设置在两轴承顶套(20)之间。
5．一按权利要求3的盘式制动器卡钳，其特征在于：调节器机构(28)包括有：一调节器壳体(33)；一其外周面与调节器壳体的内表面相啮合的调节弹簧(35)；一与调节弹簧相连的驱动环(38)，连接是借助于调节弹簧(35)的一径向延伸段伸入驱动环的凹槽(38’)内而实现的；一通过其内花键与花键轴(29)相连的调节器毂套(39)；和一借助于其径向延伸段与驱动环相连的单向弹簧(37)，所述单向弹簧设置在驱动环和调节器毂套的同轴圆柱表面上。
6．一按权利要求5的盘式制动器卡钳，其特征在于：调节器壳体(33)通过一从表面伸入一壳体凹槽(33’)内的销子(34)与弧形楔(19)的内圆柱表面(19’)相连接。
7．一按权利要求5的盘式制动器卡钳，其特征在于：调节器的控制距离或A-尺度可按下述两种情况之一而形成：或是销子(34)的直径小于壳体凹槽(33’)圆周尺寸，或是调节器弹簧延伸段(35’)的圆周尺寸小于驱动环凹槽(38’)的圆周尺寸。
8．一按权利要求5的盘式制动器卡钳，其特征在于：调节器壳体(33)设有与旋转地支承在盖(2)内的齿轮(41)相啮合的外齿轮，齿轮(41)则与一杠杆(17)的弧形轭(17’)内的扇形内齿轮(17”)相啮合。
9．一按权利要求8的盘式制动器卡钳，其特征在于：调节器的控制距离或A-尺度形成为调节器弹簧延伸段(35’)的圆周尺寸比驱动环凹槽(38’)的圆周尺寸小。
10．一按权利要求3的盘式制动器卡钳，其特征在于：花键轴(29)的每一端通过伞齿轮(30,31)和以内花键与推力套筒(8)连接的一调节轴(32)相连；而且推力套筒旋转地与制动摩擦块保持架(6)相连并通过螺纹与横梁(9)相连接。
11．一按权利要求1的盘式制动器卡钳，其特征在于：盖(2)和横梁(9)通过延伸穿过横梁的孔(12)并与盖相连的螺钉(13)而弹性地连接，一压缩弹簧(11)设置在每个螺钉头与抵靠在横梁上的一弹簧套筒(14)之间。
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