CN114526299A - 一种气压盘式制动器用间隙单向调整机构 - Google Patents

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傅科鹏
王建民
段海洋
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Abstract

本发明公开了一种气压盘式制动器用间隙单向调整机构，主动推杆安装在主动齿轮上，从动推杆安装在从动齿轮上，主动齿轮通过中间齿轮与从动齿轮啮合，主动推杆和从动推杆均安装在推动板上；主动推杆与主动转轴连接，单向离合轴承安装在主动转轴上，外部安装调整套；推力臂与圆柱销固定连接，圆柱销置于调整套相应的开槽内。本发明不改变原有制动器安装尺寸、结构和安装方式；通过本发明结构的应用，能改善气压盘式制动器总成的调整机构组件间隙补偿效果可靠性，使调整机构组件提供更稳定的制动间隙；避免原小矩形弹簧出现迟滞或扭转，引起单向间隙补偿效果不佳；避免因原小矩形弹簧力矩衰减和疲劳失效，提升调整机构组件耐久可靠性。

Description

一种气压盘式制动器用间隙单向调整机构
技术领域
本发明涉及汽车制动领域，尤其涉及一种气压盘式制动器用间隙单向调整机构。
背景技术
众所周知，商用车一般以气压作为制动系统工作介质，气压盘式制动器是商用汽车底盘气制动系统中的重要执行元件，其与车桥上的制动气室连接，通过气管接入底盘制动系统，盘式制动器的内外摩擦片与制动盘之间设置有一定间隙，用于保证车轮自由转动不会出现高温拖磨情况。当车辆需要制动时，驾驶员踩下制动踏板，通过制动系统各元件的控制，使制动气室的推杆推出，推力传递给盘式制动器上的推力臂组件，推力臂组件促动推力座推动推动板产生位移和夹紧力，消除内外摩擦片和制动盘之间的间隙后，促使内外摩擦片夹紧制动盘，从而产生制动力矩，使车辆减速或者停止。松开制动踏板后，制动气室排出气压，制动气室推杆回到初始位置，盘式制动器内部的调整机构随动回复到初始位置，解除制动力矩；当摩擦片磨损后，调整机构总成间隙补偿机构产生作用，自动对磨损后的间隙进行单向补偿，确保摩擦片与制动盘之间的间隙恒定，从而保证车辆制动效果。调整机构组件现多采用小矩形弹簧内径配合精度来实现机构的单向间隙补偿，众所周知弹簧是钢丝旋绕结构，制造特点造成弹簧内径尺寸公差控制有难度，在需要单向补偿时，弹簧会出现迟滞或扭转，导致单向间隙补偿效果不佳；且弹簧特性会因使用次数的增加存在力矩衰减和疲劳失效，从而降低调整机构组件可靠性，导致制动器功能失效。本发明用于调整机构组件实现间隙单向调整补偿，并应用于商用车气压盘式制动器。
发明内容
本发明目的在于针对现有技术的不足，提出一种气压盘式制动器用间隙单向调整机构。
本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：一种气压盘式制动器用间隙单向调整机构，推力臂、圆柱销、主动转轴、单向离合轴承、调整套、主动推杆、推力座、主动齿轮、推动板、中间齿轮、从动齿轮和从动推杆；
所述主动推杆安装在主动齿轮上，所述从动推杆安装在从动齿轮上，所述主动齿轮通过中间齿轮与从动齿轮啮合，所述主动齿轮、中间齿轮和从动齿轮均安装在推力座上；所述主动推杆和从动推杆均安装在推动板上；所述主动推杆与主动转轴连接，所述单向离合轴承安装在主动转轴上，外部安装调整套；所述推力臂与圆柱销固定连接，且安装在推力座相应圆弧内，所述圆柱销置于调整套相应的开槽内。
进一步地，中间齿轮内径与推力座为间隙配合，中间齿轮绕轴心线自由转动。
进一步地，调整机构还包括转动圈，所述单向离合轴承外径过盈压入转动圈内径构成整体组件，放入调整套内径，并与调整套内径采用间隙配合，能够绕轴心线转动。
进一步地，所述单向离合轴承和转动圈装入调整套后安装大钢丝挡圈，用于限制调整套位置，确保调整套可以绕轴心线转动，而不会发生轴向位移脱出。
进一步地，调整机构还包括大矩形弹簧，所述大矩形弹簧外径过盈压入调整套内孔和转动圈内孔组成整体组件，传递转动扭矩，调整套能够驱动转动圈绕轴心线转动。
进一步地，调整机构还包括小钢丝挡圈，所述单向离合轴承内径与主动转轴杆部外径配合，单向离合轴承驱动主动转轴实现绕轴心线单向转动，小钢丝挡圈装入主动转轴相应的沟槽内，用于对单向离合轴承的转动进行限位。
进一步地，所述圆柱销过盈配合压入推力臂侧孔内，推力臂转动带动圆柱销在调整套的开槽内滑动。
进一步地，调整机构还包括垫圈，所述垫圈安装在调整套内孔的环形槽内；用于限制大矩形弹簧位置，避免大矩形弹簧在工作过程中出现轴向窜动脱出。
本发明的有益效果：本发明不改变原有制动器安装尺寸、结构和安装方式；通过本发明结构的应用，能改善气压盘式制动器总成的调整机构组件间隙补偿效果可靠性，使调整机构组件提供更稳定的制动间隙；避免原小矩形弹簧出现迟滞或扭转，引起单向间隙补偿效果不佳；避免因原小矩形弹簧力矩衰减和疲劳失效，提升调整机构组件耐久可靠性。
附图说明
图1为本发明结构示意图；
图2为本发明机构初始状态示意图；
图3为本发明机构预动作状态示意图；
图4为本发明机构间隙补偿状态示意图；
图5为本发明机构回位状态示意图。
图中、1.保持架、2.推力臂、3.圆柱销、4.主动转轴、5.小钢丝挡圈、6.单向离合轴承、7.大钢丝挡圈、8.转动圈、9.大矩形弹簧、10.垫圈、11.调整套、12.主动推杆、13.推力座、14.主动齿轮、15.推动板、16.中间齿轮、17.从动齿轮、18.从动推杆、19制动气室、20底板、21从动转轴。
具体实施方式
以下结合附图对本发明具体实施方式作进一步详细说明。
如图1所示，本发明提供的一种气压盘式制动器用间隙单向调整机构，主要由保持架1、推力臂2、圆柱销3、主动转轴4、小钢丝挡圈5、单向离合轴承6、大钢丝挡圈7、转动圈8、大矩形弹簧9、垫圈10、调整套11、主动推杆12、推力座13、主动齿轮14、推动板15、中间齿轮16、从动齿轮17和从动推杆18等部件组成。
主动齿轮14铆接固定在主动转轴4上，主动推杆12旋入主动转轴4后组成第一组件；从动齿轮17铆接固定在从动转轴21上，从动推杆18旋入从动转轴21后上组成第二组件；中间齿轮16装在推力座13上组成第三组件，中间齿轮16内径与推力座13为间隙配合，中间齿轮16可以绕轴心线自由转动；第一组件、第二组件装入第三组件的推力座13对应的两处通孔内，且主动齿轮14与中间齿轮16啮合，中间齿轮16与从动齿轮17啮合；主动推杆12和从动推杆18装入推动板15相应部位并固定无法转动；单向离合轴承6外径过盈压入转动圈8内径组成第四组件，第四组件外径放入调整套11内径并装入大钢丝挡圈7组成第五组件，第四组件外径与调整套11内径采用间隙配合，第四组件可以绕轴心线转动；大矩形弹簧9外径一端过盈压入第五组件的调整套11内孔，另一端压入转动圈8内孔组成小组件F；大矩形弹簧9起到单向传递扭矩的功能，由于弹簧存在螺旋角，在弹簧的旋入方向弹簧收缩外径变小可以转动，在弹簧旋出方向弹簧撑开外径变大抱死。其外径过盈压入调整套11内孔后，该过盈量使大矩形弹簧9能传递一定的转动扭矩，通过大矩形弹簧9的连接，使调整套11、转动圈8为一体，调整套11可以驱动转动圈8绕轴心线转动，当调整套11被驱动转动时，在大矩形弹簧过盈量产生的扭矩范围内，调整套的转动可以通过该弹簧传递给转动圈，当来自转动圈的阻力矩大于过盈量的扭矩时，弹簧外径与调整套内径出现打滑，用于保护调整机构不被损坏。
调整套11内孔设计有环形槽，垫圈10安装在调整套11内孔槽内，垫圈10用于限制大矩形弹簧9位置，避免大矩形弹簧9在工作过程中出现轴向窜动脱出。
第五组件套入主动转轴4外径，单向离合轴承6内径与主动转轴4杆部外径配合，小钢丝挡圈5装入主动转轴4相应的沟槽内，用于对第五组件固定限位，第五组件可以绕轴心线转动，单向离合轴承6可以驱动主动转轴4实现绕轴心线单向转动；圆柱销3过盈配合压入推力臂2侧孔内组成第六组件，第六组件装入推力座13相应圆弧内，圆柱销3置于调整套11相应的开槽内，推力臂2转动带动圆柱销3在调整套11的开槽内滑动。上述部件组成第七组件，保持架1装入第七组件组成调整机构。保持架1两端结构分别为一平面和四处卡爪，其平面放置在推力臂上方，其四处卡爪分别放入底板20相应的沟槽内。保持架1用于固定单向调整机构各部件，使其组成一个可以独立流转和销售的小总成，方便在线安装和售后维修安装。
本发明利用推力臂驱动单向机构实现预设间隙和超量间隙补偿，是在制动器制动动作过程完成间隙补偿调整。具体工作原理如下：
1、初始状态：如图2所示，车辆行驶状态，制动气室19的推杆球头与推力臂2的球窝自然接触，圆柱销3与调整套11开口左侧面M1接触，圆柱销3与调整套11开口右侧面M2形成预设间隙L，推动板15外露为初始状态L0，调整机构处于未工作状态。
2、预动作状态：如图3所示，车辆需要制动时，制动系统管路来的气压P进入制动气室19，制动气室推杆球头促动推力臂2绕圆心O进行转动，当推力臂2带动圆柱销3转动一定的角度α1后，圆柱销3与调整套11开口右侧面M2刚好接触，推力臂2完成消除预设间隙L的空行程动作，推力臂2在空行程动作中推动推力座13产生位移，推动板15推出位移为L0+k1。
3、间隙补偿状态：单向离合轴承是标准件，其单向功能是其自身自带的，通过轴承内部结构实现单向功能，单向轴承绕轴心线做顺时针和逆时针转动，顺时针方向转动时抱紧传递扭矩，逆时针转动时松开自由转动。如图4所示，当摩擦片磨损后，在完成第2步预动作后，制动间隙并未完全消除，此时在制动气室推杆力的作用下，推力臂2带动圆柱销3绕圆心O继续转动一定的角度α2，圆柱销3带动调整套11开口右侧面M2进行转动，调整套11带动第五组件的单向离合轴承6往自锁方向转动，并驱动主动转轴4实现绕轴心线单向转动，主动转轴4通过主动齿轮14驱动中间齿轮16传递给从动齿轮17，进而带动从动推杆18，实现第一组件、第二组件同步转动产生位移,推动板15推出位移为L0+K2，即实现制动间隙补偿，具体为：主动推杆和从动推杆一端固定在推动板上，其杆部设计有螺纹，并分别旋入主动主动转轴4、从动转轴21内螺纹中，主动推杆和从动推杆在旋转方向受推动板的固定约束无法转动，只能产生轴向位移。当推力臂转动时促动调整套转动过程中，通过啮合的齿轮组使主动主动转轴4、从动转轴21同步发生转动，而主动推杆和从动推杆在旋转方向受约束不能转动，主动转轴4、从动转轴21的旋转通过螺纹使主动推杆和从动推杆向外推出，从而消除摩擦片磨损后的超量制动间隙。
4、回位状态：如图5所示，作用于制动气室的气压P排出后，制动气室推杆回复初始状态，推力臂2带动圆柱销3绕圆心O向初始状态复位，圆柱销3同步带动调整套11开口左侧面M1进行转动，第五组件的单向离合轴承6往自由松动方向空转，主动转轴4与第五组件脱离，第五组件向初始状态复位并不会带动主动转轴4同步转动，保持在第3步实现的补偿量。
5、通过第1至第4步的反复动作，调整机构实现间隙自动补偿功能。
上述实施例用来解释说明本发明，而不是对本发明进行限制，在本发明的精神和权利要求的保护范围内，对本发明作出的任何修改和改变，都落入本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种气压盘式制动器用间隙单向调整机构，其特征在于，包括推力臂(2)、圆柱销(3)、主动转轴(4)、单向离合轴承(6)、调整套(11)、主动推杆(12)、推力座(13)、主动齿轮(14)、推动板(15)、中间齿轮(16)、从动齿轮(17)和从动推杆(18)；
所述主动推杆(12)安装在主动齿轮(14)上，所述从动推杆(18)安装在从动齿轮(17)上，所述主动齿轮(14)通过中间齿轮(16)与从动齿轮(17)啮合，所述主动齿轮(14)、中间齿轮(16)和从动齿轮(17)均安装在推力座(13)上；所述主动推杆(12)和从动推杆(18)均安装在推动板(15)上；所述主动推杆(12)与主动转轴(4)连接，所述单向离合轴承(6)安装在主动转轴(4)上，外部安装调整套(11)；所述推力臂(2)与圆柱销(3)固定连接，且安装在推力座(13)相应圆弧内，所述圆柱销(3)置于调整套(11)相应的开槽内。
2.根据权利要求1所述的一种气压盘式制动器用间隙单向调整机构，其特征在于，中间齿轮(16)内径与推力座(13)为间隙配合，中间齿轮(16)绕轴心线自由转动。
3.根据权利要求1所述的一种气压盘式制动器用间隙单向调整机构，其特征在于，调整机构还包括转动圈(8)，所述单向离合轴承(6)外径过盈压入转动圈(8)内径构成整体组件，放入调整套(11)内径，并与调整套(11)内径采用间隙配合，能够绕轴心线转动。
4.根据权利要求3所述的一种气压盘式制动器用间隙单向调整机构，其特征在于，所述单向离合轴承(6)和转动圈(8)装入调整套(11)后安装大钢丝挡圈(7)；用于限制调整套(11)位置，确保调整套(11)可以绕轴心线转动，而不会发生轴向位移脱出。
5.根据权利要求1所述的一种气压盘式制动器用间隙单向调整机构，其特征在于，调整机构还包括大矩形弹簧(9)，所述大矩形弹簧(9)外径过盈压入调整套(11)内孔和转动圈(8)内孔组成整体组件，传递转动扭矩，调整套(11)能够驱动转动圈(8)绕轴心线转动。
6.根据权利要求1所述的一种气压盘式制动器用间隙单向调整机构，其特征在于，调整机构还包括小钢丝挡圈(5)，所述单向离合轴承(6)内径与主动转轴(4)杆部外径配合，单向离合轴承(6)驱动主动转轴(4)实现绕轴心线单向转动，小钢丝挡圈(5)装入主动转轴(4)相应的沟槽内，用于对单向离合轴承(6)的转动进行限位。
7.根据权利要求1所述的一种气压盘式制动器用间隙单向调整机构，其特征在于，所述圆柱销(3)过盈配合压入推力臂(2)侧孔内，推力臂(2)转动带动圆柱销(3)在调整套(11)的开槽内滑动。
8.根据权利要求1所述的一种气压盘式制动器用间隙单向调整机构，其特征在于，调整机构还包括垫圈(10)，所述垫圈(10)安装在调整套(11)内孔的环形槽内；用于限制大矩形弹簧(9)位置，避免大矩形弹簧(9)在工作过程中出现轴向窜动脱出。
9.根据权利要求1所述的一种气压盘式制动器用间隙单向调整机构，其特征在于，调整机构还包括保持架(1)，所述保持架(1)两端结构分别为一平面和四处卡爪，其平面放置在推力臂上方，其四处卡爪分别放入底板相应的沟槽内，保持架(1)用于固定单向调整机构各部件。
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