CN1098425C - 停车和工作制动器构造 - Google Patents

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Abstract

本申请公布了一种制动器组件，它能在同一摩擦垫和成对摩擦垫上提供一个停车/紧急制动条件和一个工作制动条件。组件包括一个可转动的转盘(23)，至少一个适于朝转盘(23)制动表面(25)运动的摩擦垫(27)，以产生制动效果。组件还包括一个第一制动产生装置(62，63，40)，它提供了停车/紧急制动条件，可有选择地用于把上述一个摩擦垫(27)推向转盘(23)的制动表面(25)，一个第二制动产生装置(66，32)，它提供了工作制动条件，可与上述第一制动产生装置无关，有选择地用于把上述一个摩擦垫(27)推向转盘(23)的上述制动表面(25)，以及一个第三装置(71，31)，它通常的作用是防止上述第一制动产生装置(62，63，40)把上述一个摩擦垫(27)推向转盘(23)的制动表面(25)。

Description

停车和工作制动器构造
本发明涉及了对制动器组件的改进，特别是对机器和汽车中应用的制动器的改进。
在全世界范围内日益关注提高机器和汽车的操作安全水准和防止对环境的破坏。其关注的突出问题是与常规的“露天”制动器有关。例如，在澳大利亚专利号659227和国际专利申请号PCT/AU95/00529中已公布了一种浸在液体中的封闭制动器构造，它回答了所关注的许多问题。在这些早期专利应用中采用了按常规卡规式构造的常规筒状气缸。但筒状气缸的一个缺点是它们对300mm或以下的高扭矩/小直径制动器，或者对400mm或以上的较大直径高扭矩制动器，不能给出合适的布局设计。以前，曾采用环状气缸设计来满足高扭矩小直径和较大直径卡规式制动器的应用。使用这种环状气缸制动器的一个缺点是环状活塞构造只能作为液压作用的制动器或者弹簧作用的液压制动器。前者构造不适用作为停车制动器，后者在用作工作制动器时存在一些缺点。与环状气缸制动器有关的其它缺点是与制造困难和要求各组制动垫作对称的布置。
所以，一个目的是要提供一种制动器构造，可克服或尽量减少与当前制动器构造有关的缺点。本发明的一个特别优先考虑的目的是对国际专利申请号PCT/AU95/00529所示的浸液式封闭制动器构形，提供一种制动器构造，它可提供有效的停车/紧急制动条件和工作制动条件。
因此，本发明提供了一种制动器构造，包括一个可转动的转盘，至少一个摩擦垫，它适于朝着转盘制动表面运动而产生对它的制动效果，一个第一制动产生装置，它提供了停车/紧急制动条件，可有选择地用于把上述一个摩擦垫推向上述转盘的制动表面，以及一个第二制动产生装置，它提供了工作制动条件，可与上述第一制动产生装置无关，有选择地用于把上述一个摩擦垫推向上述转盘的制动表面。
在另一个方面，本发明提供了一种制动器构造，包括一个可转动的转盘，至少一个摩擦垫，它适于朝着转盘制动表面运动而产生对它的制动效果，一个第一制动产生装置，它提供了停车/紧急制动条件，可有选择地用于把上述一个摩擦垫推向上述转盘的制动表面，一个第二制动产生装置，它提供了工作制动条件，可与上述第一制动产生装置无关，有选择地用于把上述一个摩擦垫推向上述转盘的制动表面，以及一个第三装置，它通常的作用是防止上述第一制动产生装置把上述一个摩擦垫推向上述转盘的制动表面。环绕上述可转动的转盘，在周向相间隔的位置上可设有一个、两个或更多的上述摩擦垫，上述第一或第二制动产生装置至少使两个和最好使全部的上述摩擦垫同时和有选择地发生运动。
上述第一制动产生装置可以很方便地适于提供一个基本不变的力，除非为上述第三装置抵消，可把力至少传到上述一个摩擦垫上。最好是由作用在活塞上的弹簧装置来提供由上述第一制动产生装置产生的基本不变的力。上述第二制动产生装置最好包括有选择地对第一活塞装置供应的压力流体，它被安排成把一个推力传到至少上述一个摩擦垫上。最好是，上述第三装置包括有选择地对第二活塞装置供应的压力流体，它对由弹簧装置在上述第二活塞装置上作用的弹簧力产生一个反作用力。在一个优选实施例中，上述第一活塞装置包括一个环状活塞。在该优选实施例中，第二活塞装置也可以是环状活塞。在第二优选实施例中，上述第一活塞装置可由一个或多个单独的气缸形成。在该实施例中，第二活塞装置也可以由一个或多个单独的气缸形成。可由在上述第一活塞装置的中心气缸旁边放置单独的气缸，方便地形成上述第二活塞装置。
以下将参照附图来描述本发明的几个实际的优选实施例，其中：
图1是本发明第一实施例的平面布局示意图；
图2是沿着图1中II-II线取出的剖面图；
图3是本发明第二优选实施例的剖面示意图；
图4是本发明第三优选实施例的剖面示意图；
参照图1和图2，以布局方式说明了一个制动器组件10，表示了沿周向绕着制动器转盘23的成对制动垫50，51的位置。组件10包括了一个不动的制动器组件外壳12，它环绕着被制动转轴(图中未示)的一端，轴的构形与图3和图4中所示的轴相似。第一个成对制动垫50的位置跨在制动器组件外壳12的垂直中心线52上，相对于转盘23的向前转动方向，第二个成对制动垫51的位置在第一制动垫后面。当然可以理解到，本发明并不限于任何数目的成对制动垫，或者图1中所示的特定构形。
参照图2，外壳12由三个外壳区53、54和55组成，用一系列螺钉56螺接在一起。转盘23位于外壳区54和55之间，并且在受到由摩擦垫27和28组成的成对制动垫50作用之前，可在其中自由转动。垫27、28作用在转盘23的制动面25、26上。
第一制动产生装置57包括一对相互隔开的活塞件58，59，基本上位于外壳区53中相互隔开的孔60，61内。适当设计的弹簧件62、63作用在活塞件58、59上，把活塞的自由表面64、65推到靠在摩擦垫27上。由弹簧件提供的不变力通常对转盘23产生停车或紧急制动效果。采取气缸68中活塞67形式的第二制动产生装置66一般位于外壳区54中活塞58、59之间。通过出入通道装置70把压力流体供应到空间69中，由此活塞67也作用到摩擦垫27上，。设有一个第三装置71，通常用于抵消由弹簧件62、63产生的力。第三装置71包括一个空间72，它位于外壳区53、54之间，并通过通道装置73有选择地供以压力流体，空间72与空间74、75连通，使得压力流体对着弹簧件62、63把活塞件58、59向后推。
制动器组件的操作如下。首先，如果没有压力流体通过通道70、73，则在弹簧件62、63的作用力下，活塞件58、59可基本上自由移动。在该模式中，弹簧件62、63把活塞件58、59向左推(如图中)，从而迫使摩擦垫27靠在转盘23上。转盘23也以键24连接方式安装，因而能作轴向运动，由此垫27的运动造成转盘23的运动，从而由成对垫中的第二垫28产生制动效果。在该模式中，弹簧件62、63提供了停车制动条件。为了提供工作制动条件，把压力流体供应到空间72中，来抵消由弹簧件62、63产生的力。此后，有选择地把压力流体作用到空腔30，从转盘23的制动表面25上移开或释放摩擦垫27，可达到工作制动条件。可以理解到，如在澳大利亚专利号659227和国际专利申请号PCT/AU95/00529中所述，可方便地构成在本实施例或其它规范中公布的摩擦垫27、28，但这对本发明的性能不是主要的。由于万一在液压系统失效情形下，可通过弹簧件62、63和活塞件58、59对摩擦垫27作用一个力，上述构造提供了一种有效的故障保险的紧急/停车制动方式。
现参照图3，环绕被制动转轴11，表示了一个制动器组件10的第二实施例。不动的制动器组件外壳12环绕着轴端13，并由三个区域14、15和16组成，它们由许多螺钉17螺接和由环状密封件18密封。通过一对轴承19、20把轴11支承在外壳12中。此外，在轴11和外壳区14之间提供了一个密封件21，从而在轴端13和外壳12之间提供了一个封闭的空间22。对于这种构造，外壳12适于保持一个液槽，如同在审理中的国际专利申请号PCT/AU95/00529所述。通常液槽的高度不超过密封件21的高度。
在封闭的空间22中，转盘23可用键24连接方式与轴11连接，从而可使转盘23相对于轴11沿轴向移动。转盘23具有一对背对着的环状制动表面25、26，适于与成对的摩擦垫50、51配合，每对具有一对摩擦垫27、28。垫28在外壳区16内装得不会移动，由对着该垫移动的转盘制动来达到由这些垫产生的制动效果。一般在沿直径相对着的位置上和一般在水平面上适当地设置两个这种成对的摩擦垫27、28。
一对背对着的环状空腔29、30安排在外壳中心区15内，环状活塞31、32位于其中。环状密封件33装在环状活塞壁和相邻空腔壁之间，从而建立一个液压空腔，由此供应到空腔29、30的压力流体可使环状活塞31、32沿轴向相互分离。相似地。从这些空腔排除压力流体将使活塞31、32在外部作用力下向内移动。可通过通道34、35供应或排除压力流体。第一环状活塞31具有一个位于外壳区15外面的环状板区36，以及一个位于外壳区15中空腔29内的环状活塞区37。板区36的主要部分位于形成在外壳区14中的环状空穴38内，但板区36包括一个或多个延伸区39，它们适于在外壳区14的凹口(它延伸在空穴38之外)中滑动，从而在容许活塞31轴向运动的同时防止了它的转动。弹簧装置40装在空穴38内，适于对活塞31提供一个基本上不变的轴向力，把活塞31的板区36推向外壳区15。弹簧装置40可包括如图所示的belville垫圈或其它任何弹簧件。第二环状活塞32相似地由环状活塞区41、环状外板区42和径向延伸部分43形成，径向延伸部分43安排成可在容许活塞32轴向运动的同时防止它的转动。摩擦垫27紧固在板区42上，使得其摩擦材料表面对着转盘23的制动表面25。最后，在外壳区15的轴向孔中滑动地装有一系列推杆44，使得推杆的端部适于与环状活塞31、32板区36和42的向内面对面的表面相配合。
活塞31与活塞32和被弹簧40作用在活塞上面的推杆44一起，形成第一制动产生装置57，以提供了停车或紧急制动条件。第二活塞32与有选择地对活塞供应压力流体的装置30一起，形成了第二制动产生装置66，以提供了工作制动条件。通过空腔29和对空腔供应的压力流体一起，提供了第三装置71，以抵消由弹簧40产生的力。
制动器组件的操作如下。首先，如果通过通道34、35没有压力流体供应，则活塞31、32在弹簧装置40所产生的作用力下，基本上可自由移动。在该模式中，弹簧装置40把活塞31推向图中右侧，推杆44相似地把活塞32推向右侧，从而迫使摩擦垫27靠到转盘23上。转盘23也以键24连接方式作移动，从而在摩擦垫28和转盘23之间产生制动效果。在该模式中，弹簧装置提供了停车制动条件。为了提供工作制动条件，把压力流体供应到空腔29，以抵消由弹簧40产生的力。此后，有选择地对空腔30作用压力流体，从转盘23的制动表面25上移去或释放摩擦垫27，从而达到工作制动条件。图4对上述参照图3说明和描述的制动器，说明了一种可供替代的构造。特性相同的部分已用相同的编号表示。在图4实施例中，通过活塞37，把从弹簧装置40产生的推力传到活塞41上延伸的环状边缘区45，从而迫使摩擦垫27靠到转盘23上。另外，图4所示构造的操作与上述图3相似。
由于万一在液压系统失效情形下，可通过弹簧装置40，活塞件31或57，推杆件和活塞件32或66，对摩擦垫27作用一个力，以上参照图3和图4所描述的构造也提供了一种有效的故障保险的紧急/停车制动方式。

Claims (10)

1.一种制动器构造(10)包括：一个可转动的转盘(23)，至少一个摩擦垫(27)，它适于朝着转盘(23)制动表面(25)运动而产生对它的制动效果，一个第一制动产生装置(57)，它包括机械操作的第一活塞(31，58，59)，用于把上述一个摩擦垫(27)推向上述转盘(23)的制动表面(25)，上述第一制动产生装置(57)至少具有一条沿着它产生动作的第一轴线，以及一个第二制动产生装置(66)，它包括第二活塞(41，67)，它提供了服务性制动设施，用于把上述一个摩擦垫(27)推向上述转盘(23)的制动表面(25)，上述第二制动产生装置(66)包括有选择地供到第二活塞(41，47)的一个或多个前开口的缸中的压力流体(35，70)，以将推力传到上述至少一个摩擦垫(27)上，第二活塞(41，47)具有至少一条沿着上述第二制动产生装置(66)产生动作的第二轴线，和第三装置(34，71，74，75)在操作时可防止上述可机械操作的第一制动产生装置(57)将上述一个摩擦垫(27)推向上述转盘(23)的制动表面(25)，上述制动器构造的特征在于：上述一个摩擦垫(27)是单个摩擦垫(27)，上述第二活塞(41，67)有选择地操作并与上述第一活塞(31，58，59)无关，上述第一轴线和上述第二轴线相互在横向上分开，由此在上述第三装置(34，71，74，75)不作动上述第一制动产生装置(57)时提供一个停车制动设施，在第三装置(34，71，74，75)和第二制动产生装置(66)失效时，上述第一制动产生装置(57)提供紧急事故的制动设施，在每种情况下将上述一个摩擦垫(27)机械地推向上述转盘(23)的制动表面(25)。
2.按照权利要求1的一种制动器构造，其特征在于：至少两个上述摩擦垫(27，28)可安排成相互配合的一对(50，51)，上述可转动的转盘(23)安装成可相对于上述摩擦垫(27，28)作轴向运动。
3.按照权利要求2的一种制动器构造，其特征在于：至少提供两对上述的摩擦垫。
4.按照权利要求1到3中任一个的一种制动器构造，其特征在于：上述第一制动产生装置(57)适于提供一个基本不变的力。
5.按照权利要求4的一种制动器构造，其特征在于：由上述第一制动产生装置(57)提供的基本不变的力是由弹簧装置(40，62，63)产生的。
6.按照权利要求1～5的一种制动器构造，其特征在于：上述第三装置(74，75，58，59)包括对第二活塞装置(58，59)有选择供应的以对上述第一制动装置(57)产生一个反向力的压力流体。
7.按照权利要求1的一种制动器构造，其特征在于：上述第二活塞装置包括一个环状活塞(32)。
8.按照权利要求1的一种制动器构造，其特征在于：上述第三装置(74，75，58，59)包括有选择地供到第二活塞(58，59)的压力流体，上述第二活塞(58，59)在一个或多个单独的缸中操作。
9.按照权利要求8的一种制动器构造，其特征在于：上述第二活塞装置(58，59)接纳在单独气缸中，气缸位于接纳上述第一活塞装置(67)的中心气缸的任一侧。
10.按照权利要求9的一种制动器构造，其特征在于：接纳上述第二活塞(58，59)的上述单独的气缸分开安置，并可相对于接纳上述第一活塞(67)的中心气缸独立操作。
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