CN115978113A - 一种带闸片间隙自动调整功能的主动式液压制动夹钳 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种带闸片间隙自动调整功能的主动式液压制动夹钳。它解决了现有在制动缓解后闸片和制动盘无法有效分离等技术问题。包括具有两个闸片的制动架，制动架一侧设有制动缸体，制动缸体内具有导向轴，导向轴上活动设有与其中一个闸片相连的活塞体，制动缸体内设有能带动活塞体沿导向轴滑动从而使位于活塞体一侧的闸片朝另一个闸片方向运动的制动驱动机构，活塞体内设有弹性复位结构，在导向轴和活塞体之间设有能相对于导向轴轴向滑动设置且能作用于弹性复位结构一端的周向弹性抱紧机构。优点在于：该装置利用了回位弹簧和矩形弹簧配合动作自动产生设定间隙，实现在制动缓解后闸片和制动盘的有效分离，提高制动盘和闸片的使用寿命。

Description

一种带闸片间隙自动调整功能的主动式液压制动夹钳

技术领域

本发明属于轨道交通车辆制动技术领域，具体涉及一种带闸片间隙自动调整功能的主动式液压制动夹钳。

背景技术

随着国民经济的快速发展，城市化进程加快，人民群众对轨道交通的出行安全性提出了更高要求。制动夹钳单元作为制动系统的最终执行装置，在紧急制动时必须安全可靠地保证车辆在规定制动距离内停车，以确保行车安全。现有主动式液压制动夹钳在实施缓解后，因活塞杆缺少相应的复位结构而不能自动复位，导致闸片与制动盘无法完全分离，并依靠制动盘转动过程中自身的跳动，产生部分闸片间隙，在此过程中会造成制动盘与闸片间的摩擦发热，造成不同程度的异常磨耗，同时也容易发生闸片偏磨现象，严重时使制动盘及闸片失效，从而使制动摩擦系数降低，不能有效确保轨道车辆在规定制动距离停车，影响行车安全。

为了解决现有技术存在的不足，人们进行了长期的探索，提出了各式各样的解决方案。例如，中国专利文献公开了一种轨道交通用制动油缸及其制动夹钳单元[202111419027.0]，其所述制动油缸包括油缸，所述油缸上设置进油口，所述制油缸内配置活塞，所述活塞的活塞杆一端伸出所述油缸，所述油缸内容置能沿所述油缸的轴线方向产生弹性变形的弹性密封元件，所述弹性密封元件的内部设置与所述进油口连通的密封油腔；所述弹性密封元件套设在所述活塞上，所述弹性密封元件的一端连接油缸的内腔壁，另一端连接所述活塞；所述弹性密封元件与所述油缸的活塞杆伸出端的距离大于或等于所述弹性密封元件的工作行程。

上述方案在一定程度上解决了现有制动夹钳在缓解状态时活塞杆不能自动复位的问题，但是该方案依然存在着诸多不足，例如在制动缓解后闸片和制动盘无法有效分离，两个油缸动作不同步造成闸片偏磨等问题。

发明内容

本发明的目的是针对上述问题，提供一种带闸片间隙自动调整功能的主动式液压制动夹钳。

为达到上述目的，本发明采用了下列技术方案：一种带闸片间隙自动调整功能的主动式液压制动夹钳，包括具有两个闸片的制动架，所述的制动架一侧设有制动缸体，所述的制动缸体内具有轴向设置的导向轴，所述的导向轴上活动设有与其中一个闸片相连且滑动设置在制动缸体内的活塞体，且所述的制动缸体内设有能带动活塞体沿导向轴滑动从而使位于活塞体一侧的闸片朝另一个闸片方向运动的制动驱动机构，所述的活塞体内设有弹性复位结构，且在导向轴和活塞体之间设有能相对于导向轴轴向滑动设置且能作用于弹性复位结构一端的周向弹性抱紧机构。周向弹性抱紧机构抱紧在导向轴的外侧，当制动驱动机构有足够大的轴向力作用在活塞体或者弹性复位结构上时，周向弹性抱紧机构可以在导向轴上滑动，弹性复位结构推动活塞体往闸片方向移动，两个闸片压住制动盘从而实现了制动；同时弹性复位结构停止对活塞体的推力，活塞体跟随着周向弹性抱紧机构和导向轴开始回位，闸片消失对制动盘的压制力从而得到缓解。

在上述的一种带闸片间隙自动调整功能的主动式液压制动夹钳中，所述的活塞体远离与闸片相连的一端具有中间螺孔，所述的中间螺孔一端设有能将中间螺孔封闭的阀座体。

在上述的一种带闸片间隙自动调整功能的主动式液压制动夹钳中，所述的阀座体包括呈圆筒状且与活塞体相连的阀座筒状部，所述的阀座筒状部一端设有呈环形且供导向轴滑动穿过的阀座盘状部，且所述的活塞体远离与闸片相连的一端具有活塞凹槽，所述的阀座盘状部位于活塞凹槽内且与活塞凹槽底部相互抵靠。导向轴上位于阀座体处具有与阀座盘状部卡接的凹槽，有利于当阀座体移动时带动导向轴，阀座体通过阀座筒状部与活塞体螺纹相连，有利于更好的带动活塞体移动，避免出现松脱现象活塞体无法完好复位导致制动和启动出现问题。

在上述的一种带闸片间隙自动调整功能的主动式液压制动夹钳中，所述的制动驱动机构包括位于制动缸体内且位于阀座盘状部一侧的油腔，在制动缸体上设有与油腔相连通的接头。当压力油加入油腔时推动阀座盘状部向闸片移动，当压力油流出油腔时缓解阀座盘状部的推力停止向闸片移动，通过在油腔加入或流出压力油从而实现车辆的启动和制动。

在上述的一种带闸片间隙自动调整功能的主动式液压制动夹钳中，所述的弹性复位结构包括滑动套设在导向轴上且位于中间螺孔内的弹簧座体，且所述的弹簧座体周向外侧套设有回位弹簧，所述的回位弹簧一端作用于弹簧座体一端，所述的回位弹簧另一端作用于阀座体的阀座盘状部上。推动阀座体时，阀座体移动而弹簧座体静止，位于弹簧座体和阀座体之间的回位弹簧开始收紧，回位弹簧两端的收紧力全部作用在阀座盘状部和弹簧座体上，当阀座体停止受力时，回位弹簧抵住弹簧座体将阀座体推回原位。

在上述的一种带闸片间隙自动调整功能的主动式液压制动夹钳中，所述的弹簧座体一端具有弹簧座环形部，所述的弹簧座环形部一端端面和中间螺孔底部之间相互抵靠形成贴合面，且所述的弹簧座环形部另一端具有与弹簧座环形部同轴设置的弹簧座筒状部，且所述的弹簧座筒状部一端和阀座盘状部之间形成间隙，所述的回位弹簧套设在弹簧座筒状部周向外侧且回位弹簧一端作用于弹簧座环形部远离贴合面的一端。回位弹簧设置在阀座盘状部和弹簧座环形部之间，当阀座体向闸片移动，间隙消失同时回位弹簧开始收紧，并且弹簧座环形部与中间螺孔底部之间的贴合面分离，从而实现了对制动盘的制动效果，当阀座体停止移动时，回位弹簧开始复位抵住阀座盘状部，并恢复弹簧座筒状部和阀座盘状部之间的间隙，同时制动盘与闸片之间出现大于等于间隙的距离，然后中间螺孔底部与弹簧座环形部相贴合。

在上述的一种带闸片间隙自动调整功能的主动式液压制动夹钳中，所述的周向弹性抱紧机构包括形成于弹簧座体具有弹簧座环形部一端周向内侧的环形槽，且所述的环形槽内设有抱紧弹簧，且所述的抱紧弹簧一端作用于中间螺孔的底部，另一端作用于环形槽与弹簧座体周向内侧之间的环形台阶上。当抱紧弹簧受到推力的时候开始收紧，一端会锁紧导向轴，另一端会对环形台阶进行抵抗，避免弹簧座体跟随着来回移动。

在上述的一种带闸片间隙自动调整功能的主动式液压制动夹钳中，所述的抱紧弹簧为与导向轴过盈配合的矩形弹簧，且所述的矩形弹簧与导向轴的抱紧力大于回位弹簧的预紧力。抱紧力大于预紧力有利于阀座体的移动，防止弹簧座体跟随着阀座体一起移动造成制动或启动异常。如果抱紧力小于预紧力时，弹簧座体会被阀座体推着移动，在阀座体停止受力的时候，就会出现无法复位的现象，一直对制动盘进行制动，影响车辆的启动。

在上述的一种带闸片间隙自动调整功能的主动式液压制动夹钳中，所述的制动缸体呈筒状且一体成型于制动架上，所述的制动缸体远离闸片的一端通过若干安装螺栓设有能将制动缸体一端封闭的缸盖体，且所述的缸盖体内端延伸至制动缸体周向内侧且缸盖体内端周向外侧通过密封圈与制动缸体周向内侧密封，所述的制动缸体靠近闸片的一端周向内侧和活塞体周向外侧之间设有密封组件。密封组件有利于活塞体在制动缸体内移动时提供一些阻力，同时也防止压力油从闸片处流出影响制动效果，缸盖体与制动缸体通过密封圈进行密封，防止压力油流出影响卫生，也避免资源浪费。

在上述的一种带闸片间隙自动调整功能的主动式液压制动夹钳中，所述的闸片与活塞体之间设有隔板，且所述的隔板通过内六角沉头螺钉与活塞体相连，两个闸片的一端分别安装在制动架上的第一安装轴上且两个闸片的另一端分别安装在制动架上的第二安装轴上。在活塞体移动时闸片可以跟随移动，从而可以快速让闸片与制动盘分离产生安全间隙，避免出现闸片偏磨现象。

与现有的技术相比，本发明的优点在于：

1.该装置采用了矩形弹簧和导向轴过盈连接结构，结构简单，定心性好，能承受冲击载荷，在阀座体的冲击振动载荷下也能较可靠的工作，并且对导向轴的强度削弱小。

2.该装置利用了回位弹簧和矩形弹簧配合动作自动产生设定间隙，实现了在制动缓解后闸片和制动盘的有效分离，同时也实现了闸片和制动盘间隙的自动调整，减少磨损，从而提高制动盘和闸片的使用寿命。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

图2是本发明的局部剖视图。

图3是本发明的图2中A处的局部放大图。

图4是本发明中制动缸体的局部爆炸图。

图中：制动架1、闸片11、制动盘12、安装螺栓13、缸盖体14、密封圈15、隔板16、内六角沉头螺钉17、第一安装轴18、第二安装轴19、制动缸体2、导向轴21、活塞体22、中间螺孔23、制动驱动机构3、油腔31、接头32、弹性复位结构4、弹簧座体41、回位弹簧42、弹簧座环形部43、弹簧座筒状部44、贴合面45、间隙46、周向弹性抱紧机构5、环形槽51、抱紧弹簧52、矩形弹簧521、环形台阶53、阀座体6、阀座筒状部61、阀座盘状部62、活塞凹槽63、密封组件7。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步详细的说明。

如图1-4所示，一种带闸片间隙自动调整功能的主动式液压制动夹钳，包括具有两个闸片11的制动架1，制动架1一侧设有制动缸体2，制动缸体2内具有轴向设置的导向轴21，导向轴21上活动设有与其中一个闸片11相连且滑动设置在制动缸体2内的活塞体22，且所述的制动缸体2内设有能带动活塞体22沿导向轴21滑动从而使位于活塞体22一侧的闸片11朝另一个闸片11方向运动的制动驱动机构3，活塞体22内设有弹性复位结构4，且在导向轴21和活塞体22之间设有能相对于导向轴21轴向滑动设置且能作用于弹性复位结构4一端的周向弹性抱紧机构5。周向弹性抱紧机构5抱紧在导向轴21的外侧，当制动驱动机构3有足够大的轴向力作用在活塞体22或者弹性复位结构4上时，周向弹性抱紧机构5可以在导向轴21上滑动，弹性复位结构4推动活塞体22往闸片11方向移动，两个闸片11压住制动盘12从而实现了制动；同时弹性复位结构4停止对活塞体22的推力，活塞体22跟随着周向弹性抱紧机构5和导向轴21开始回位，闸片11消失对制动盘12的压制力从而得到缓解。

如图3所示，活塞体22远离与闸片11相连的一端具有中间螺孔23，中间螺孔23一端设有能将中间螺孔23封闭的阀座体6。

结合图3和图4所示，阀座体6包括呈圆筒状且与活塞体22螺纹相连的阀座筒状部61，阀座筒状部61一端设有呈环形且供导向轴21滑动穿过的阀座盘状部62，且活塞体22远离与闸片11相连的一端具有活塞凹槽63，阀座盘状部62位于活塞凹槽63内且与活塞凹槽63底部相互抵靠。导向轴21上位于阀座体6处具有与阀座盘状部62卡接的凹槽，有利于当阀座体6移动时带动导向轴21，阀座体6通过阀座筒状部61与活塞体22螺纹相连，有利于更好的带动活塞体22移动，避免出现松脱现象活塞体22无法完好复位导致制动和启动出现问题。

其中，制动驱动机构3包括位于制动缸体2内且位于阀座盘状部62一侧的油腔31，在制动缸体2上设有与油腔31相连通的接头32。当压力油加入油腔31时推动阀座盘状部62向闸片11移动，当压力油流出油腔31时缓解阀座盘状部62的推力停止向闸片11移动，通过在油腔31加入或流出压力油从而实现车辆的启动和制动。

进一步地，弹性复位结构4包括滑动套设在导向轴21上且位于中间螺孔23内的弹簧座体41，且弹簧座体41周向外侧套设有回位弹簧42，回位弹簧42一端作用于弹簧座体41一端，回位弹簧42另一端作用于阀座体6的阀座盘状部62上。推动阀座体6时，阀座体6移动而弹簧座体41静止，位于弹簧座体41和阀座体6之间的回位弹簧42开始收紧，回位弹簧42两端的收紧力全部作用在阀座盘状部62和弹簧座体41上，当阀座体6停止受力时，回位弹簧42抵住弹簧座体41将阀座体6推回原位。

具体来说，弹簧座体41一端具有弹簧座环形部43，弹簧座环形部43一端端面和中间螺孔23底部之间相互抵靠形成贴合面45，且弹簧座环形部43另一端具有与弹簧座环形部43同轴设置的弹簧座筒状部44，且弹簧座筒状部44一端和阀座盘状部62之间形成间隙46，回位弹簧42套设在弹簧座筒状部44周向外侧且回位弹簧42一端作用于弹簧座环形部43远离贴合面45的一端。回位弹簧42设置在阀座盘状部62和弹簧座环形部43之间，当阀座体6向闸片11移动，间隙46消失同时回位弹簧42开始收紧，并且弹簧座环形部43与中间螺孔23底部之间的贴合面45分离，从而实现了对制动盘12的制动效果，当阀座体6停止移动时，回位弹簧42开始复位抵住阀座盘状部62，并恢复弹簧座筒状部44和阀座盘状部62之间的间隙46，同时制动盘12与闸片11之间出现大于等于间隙46的距离，然后中间螺孔23底部与弹簧座环形部43相贴合。

如图4所示，周向弹性抱紧机构5包括形成于弹簧座体41具有弹簧座环形部43一端周向内侧的环形槽51，且环形槽51内设有抱紧弹簧52，且抱紧弹簧52一端作用于中间螺孔23的底部，另一端作用于环形槽51与弹簧座体41周向内侧之间的环形台阶53上。当抱紧弹簧52受到推力的时候开始收紧，一端会锁紧导向轴21，另一端会对环形台阶53进行抵抗，避免弹簧座体41跟随着来回移动。

其中，抱紧弹簧52为与导向轴21过盈配合的矩形弹簧521，且矩形弹簧521与导向轴21的抱紧力大于回位弹簧42的预紧力。抱紧力大于预紧力有利于阀座体6的移动，防止弹簧座体41跟随着阀座体6一起移动造成制动或启动异常。如果抱紧力小于预紧力时，弹簧座体41会被阀座体6推着移动，在阀座体6停止受力的时候，就会出现无法复位的现象，一直对制动盘12进行制动，影响车辆的启动。

结合图1和图2所示，制动缸体2呈筒状且一体成型于制动架1上，制动缸体2远离闸片11的一端通过若干安装螺栓13设有能将制动缸体2一端封闭的缸盖体14，且缸盖体14内端延伸至制动缸体2周向内侧且缸盖体14内端周向外侧通过密封圈15与制动缸体2周向内侧密封，制动缸体2靠近闸片11的一端周向内侧和活塞体22周向外侧之间设有密封组件7。密封组件7有利于活塞体22在制动缸体2内移动时提供一些阻力，同时也防止压力油从闸片11处流出影响制动效果，缸盖体14与制动缸体2通过密封圈15进行密封，防止压力油流出影响卫生，也避免资源浪费。

结合图1、图2和图3所示，闸片11与活塞体22之间设有隔板16，且隔板16通过内六角沉头螺钉17与活塞体22相连，两个闸片11的一端分别安装在制动架1上的第一安装轴18上且两个闸片11的另一端分别安装在制动架1上的第二安装轴19上。在活塞体22移动时闸片11可以跟随移动，从而可以快速让闸片11与制动盘12分离产生安全间隙，避免出现闸片11偏磨现象。

本实施例的原理在于：

压力油通过接头32进入油腔31内，油腔31内的压力升高，推动活塞体22朝闸片11方向移动，阀座体6和弹簧座体41之间的间隙46消失，弹簧座体41和活塞体22之间的贴合面45分离，回位弹簧42收紧压紧力升高，油腔31内的压力油进一步增加，矩形弹簧521沿导向轴21朝闸片11方向移动，同时推动隔板16直至闸片11与制动盘12贴合从而实现制动；压力油通过接头32从油腔31流出，油腔31内的压力下降，活塞体22在回位弹簧42的作用下朝缸盖体14方向移动复位，直至弹簧座体41和活塞体22之间形成贴合面45，阀座体6和弹簧座体41之间产生间隙46，闸片11与制动盘12分离同时作用在制动盘12上的压力消失从而实现制动缓解。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

尽管本文较多地使用了制动架1、闸片11、制动盘12、安装螺栓13、缸盖体14、密封圈15、隔板16、内六角沉头螺钉17、第一安装轴18、第二安装轴19、制动缸体2、导向轴21、活塞体22、中间螺孔23、制动驱动机构3、油腔31、接头32、弹性复位结构4、弹簧座体41、回位弹簧42、弹簧座环形部43、弹簧座筒状部44、贴合面45、间隙46、周向弹性抱紧机构5、环形槽51、抱紧弹簧52、矩形弹簧521、环形台阶53、阀座体6、阀座筒状部61、阀座盘状部62、活塞凹槽63、密封组件7等术语，但并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本发明的本质；把它们解释成任何一种附加的限制都是与本发明精神相违背的。

Claims (10)

1.一种带闸片间隙自动调整功能的主动式液压制动夹钳，包括具有两个闸片(11)的制动架(1)，所述的制动架(1)一侧设有制动缸体(2)，所述的制动缸体(2)内具有轴向设置的导向轴(21)，所述的导向轴(21)上活动设有位于其中一个闸片(11)一侧且滑动设置在制动缸体(2)内的活塞体(22)，且所述的制动缸体(2)内设有能带动活塞体(22)沿导向轴(21)滑动从而使位于活塞体(22)一侧的闸片(11)朝另一个闸片(11)方向运动的制动驱动机构(3)，其特征在于，所述的活塞体(22)内设有弹性复位结构(4)，且在导向轴(21)和活塞体(22)之间设有能相对于导向轴(21)轴向滑动设置且能作用于弹性复位结构(4)一端的周向弹性抱紧机构(5)。

2.根据权利要求1所述的一种带闸片间隙自动调整功能的主动式液压制动夹钳，其特征在于，所述的活塞体(22)远离与闸片(11)相连的一端具有中间螺孔(23)，所述的中间螺孔(23)一端设有能将中间螺孔(23)封闭的阀座体(6)。

3.根据权利要求2所述的一种带闸片间隙自动调整功能的主动式液压制动夹钳，其特征在于，所述的阀座体(6)包括呈圆筒状且与活塞体(22)螺纹相连的阀座筒状部(61)，所述的阀座筒状部(61)一端设有呈环形且供导向轴(21)滑动穿过的阀座盘状部(62)，且所述的活塞体(22)远离与闸片(11)相连的一端具有活塞凹槽(63)，所述的阀座盘状部(62)位于活塞凹槽(63)内且与活塞凹槽(63)底部相互抵靠。

4.根据权利要求3所述的一种带闸片间隙自动调整功能的主动式液压制动夹钳，其特征在于，所述的制动驱动机构(3)包括位于制动缸体(2)内且位于阀座盘状部(62)一侧的油腔(31)，在制动缸体(2)上设有与油腔(31)相连通的接头(32)。

5.根据权利要求3或4所述的一种带闸片间隙自动调整功能的主动式液压制动夹钳，其特征在于，所述的弹性复位结构(4)包括滑动套设在导向轴(21)上且位于中间螺孔(23)内的弹簧座体(41)，且所述的弹簧座体(41)周向外侧套设有回位弹簧(42)，所述的回位弹簧(42)一端作用于弹簧座体(41)一端，所述的回位弹簧(42)另一端作用于阀座体(6)的阀座盘状部(62)上。

6.根据权利要求5所述的一种带闸片间隙自动调整功能的主动式液压制动夹钳，其特征在于，所述的弹簧座体(41)一端具有弹簧座环形部(43)，所述的弹簧座环形部(43)一端端面和中间螺孔(23)底部之间相互抵靠形成贴合面(45)，且所述的弹簧座环形部(43)另一端具有与弹簧座环形部(43)同轴设置的弹簧座筒状部(44)，且所述的弹簧座筒状部(44)一端和阀座盘状部(62)之间形成间隙(46)，所述的回位弹簧(42)套设在弹簧座筒状部(44)周向外侧且回位弹簧(42)一端作用于弹簧座环形部(43)远离贴合面(45)的一端。

7.根据权利要求6所述的一种带闸片间隙自动调整功能的主动式液压制动夹钳，其特征在于，所述的周向弹性抱紧机构(5)包括形成于弹簧座体(41)具有弹簧座环形部(43)一端周向内侧的环形槽(51)，且所述的环形槽(51)内设有抱紧弹簧(52)，且所述的抱紧弹簧(52)一端作用于中间螺孔(23)的底部，另一端作用于环形槽(51)与弹簧座体(41)周向内侧之间的环形台阶(53)上。

8.根据权利要求7所述的一种带闸片间隙自动调整功能的主动式液压制动夹钳，其特征在于，所述的抱紧弹簧(52)为与导向轴(21)过盈配合的矩形弹簧(521)，且所述的矩形弹簧(521)与导向轴(21)的抱紧力大于回位弹簧(42)的预紧力。

9.根据权利要求4所述的一种带闸片间隙自动调整功能的主动式液压制动夹钳，其特征在于，所述的制动缸体(2)呈筒状且一体成型于制动架(1)上，所述的制动缸体(2)远离闸片(11)的一端通过若干安装螺栓(13)设有能将制动缸体(2)一端封闭的缸盖体(14)，且所述的缸盖体(14)内端延伸至制动缸体(2)周向内侧且缸盖体(14)内端周向外侧通过密封圈(15)与制动缸体(2)周向内侧密封，所述的制动缸体(2)靠近闸片(11)的一端周向内侧和活塞体(22)周向外侧之间设有密封组件(7)。

10.根据权利要求1所述的一种带闸片间隙自动调整功能的主动式液压制动夹钳，其特征在于，所述的闸片(11)与活塞体(22)之间设有隔板(16)，且所述的隔板(16)通过内六角沉头螺钉(17)与活塞体(22)相连，两个闸片(11)的一端分别安装在制动架(1)上的第一安装轴(18)上且两个闸片(11)的另一端分别安装在制动架(1)上的第二安装轴(19)上。

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