CN1175299A - 用于液力马达的制动装置 - Google Patents

Abstract

用于液力马达的制动装置,其包括:分别安装在液力马达的机罩上和缸体上的固定侧摩擦板和可动侧摩擦板;用于将固定侧摩擦板压力接触可动侧摩擦板的活塞;将活塞压向使两组摩擦板彼此压力接触在一起的方向的弹簧;以及位于机罩和活塞之间的,将引入其中的高压油施压于活塞,以将两组摩擦板分开的驱动活塞储压室。其中制动装置还包括:用于当活塞在两组摩擦板彼此分开的方向上运动时,限制固定侧摩擦板和可动侧摩擦板之间间隙的止动件,因此,活塞在分离两组摩擦板的方向上运动时的行程大于该间隙的尺寸。

Description

用于液力马达 的制动装置

本发明涉及用于液力马达的制动装置，它可用于液动力铲或类似部件的转向液力马达。

背景技术

通常的液力马达具有可转动地支承在壳体上的轴，该轴配合在与其共同转动的缸体上。缸体中有一组彼此周向间隔分布并平行于该轴的缸孔。每个缸孔具有一个与其滑配的活塞，在缸孔中用活塞限定出缸室。同时上述轴具有与其相配的推力球，后者依次又具有一配合插入其中的靴，以便通过沿旋转斜盘延伸而相对于该轴倾斜。推力球与靴的设计使其可与轴共同转动，并由一弹簧供给上述旋转斜盘能量。上述每一活塞的前端又通过一万向节与靴相联。如果从液力压力源输出的高压流体，依次地供入和排出每个缸孔的储压室，而使活塞产生往复运动，那么上述的旋转斜盘和靴将周向地推引活塞而使轴与缸体共同转动。

同时，用于上述液力马达的制动装置具有一组可动的侧摩擦板，和一组固定的侧摩擦板，它们分别被安装在缸体上和机罩上，因此它们可在平行于轴的方向上彼此交错地安装。在摩擦板的对面安装有一活塞，该活塞在弹簧的作用下适于被推向第一侧或摩擦板，并且在驱动活塞储压室中的压力流体的作用下被推向与第一侧相反的第二侧。借助于使活塞在弹簧的作用下把固定侧摩擦板和可动侧摩擦板压力接触在一起，可使缸体进入制动态，因而不可能进行转动，借助于向驱动活塞储压室供入增压流体，可使活塞抵抗弹簧而位移，从而使得固定侧摩擦板和可动侧摩擦板彼此分离，将缸体引导到非制动态，于是有可能进行转动。

在这种液力马达制动装置中，对驱动活塞储压室供应增压流体可建立非制动态，而对驱动活塞储压室中的增压流体予以排除则可建立制动态。可看出从非制动态转向制动态的时间周期取决于活塞位移的距离和速度，即驱动活塞储压室内的压力流体完全排出所需的时间周期。

同时，从驱动活塞储压室中将压力流体完全排出所需的时间周期，决定于非制动态与制动态之间的容积差，即活塞驱动储压室中的有效容积以及高压流体的排出速度。

另一方面，对于用于转动液力铲中的上部车身的转向液力马达来说，可以看出，液力马达只有在通过将操作阀移向中位而使操作停止后，由于上车身的惯性还要再转几圈后才能停止。

因此，如果制动装置进入制动态，同时液力马达运作停止，施加于液力马达上的制动力就会变得很大，因此有可能损坏液力马达并可能经受到大的冲击。为了消除这些不利因素，需要在使制动装置进入制动态时，在液力马达操作开始后带有一些滞后，这样，仅在确保液力马达完全停转后才可以进行。

因此，迄今为止的惯常作法是，将驱动活塞储压室与单向阀及慢速回流阀一起配置在高压流体供给管线中，该结构能使高压流体平稳地流入驱动活塞储压室，以便在短时间周期内建立非制动态，但是驱动活塞储压室中的高压流体必须能从中通过油门缓慢地流出，以使得制动装置缓慢地进入制动态。

附带提及，应注意现有技术的制动装置的结构，使得当制动无效时，固定侧摩擦板与可动侧摩擦板之间的间隙可通过活塞来调节。这就使得活塞在制动态与非制动态之间的位置差别(活塞移动距离)减少，而使得活塞的有效容积减少，这样就要求油门的打开面积极小，因此活塞可以缓慢移动，也就延长了到达建立制动态的时间周期。

换句话说，如果活塞的移动距离增加，则固定侧摩擦板与可动侧摩擦板之间的间隙就要放大，并且转动或摆动会造成摩擦板的固定侧或可动侧上出现空行程。这就会出现可动侧摩擦板与缸体倾斜地配合，将引起任何这样的摩擦板在制动态下的损坏，以及制动力的不足。因此迄今为止在固定侧摩擦板与可动侧摩擦板之间通常采用小的间隙。

但是已认识到，如果采取这样的措施，则在加工制造带小面积的小孔油门时会引起机加工的问题。此外，由于机加工所能达到的精度所限，油门孔的小孔面积尺寸不能稳定，并且也会遇到高压流体温度的改变而对结构产生很大的影响，这样就增加了将制动装置引入所希望的制动态所需要的时间周期的不稳定性。

应注意到，如果活塞的直径加大，则其有效容积就可以加大，但也相应地需要更大的机罩，最终也要增大液力马达本身。

迄今还有一个方案来解决使用上述慢速回流阀所造成的不便的问题，即可以采用一个电磁阀，该电磁阀的设计使得建立或切断制动装置的驱动活塞储压室与液压源及油箱的联通，并采用一个控制器，该控制器的设计使得向电磁阀供电，因此如果在控制器已接受到指示液压马达停转的信号后，经过预定的时间周期电磁阀充电，使驱动活塞储压室与油箱接通，以便将制动装置进入所期望的制动状态。

但是需要采用的电磁阀和控制器的上述结构的制造成本很高。

因此本发明的目的是提供一种液力马达制动装置，该装置在缓慢地从非制动态转换至制动态的过程中，不需要采用大型液力马达，而且成本较低。

发明摘要

为达到上述目的，按照本发明提供液力马达的制动装置的第一基本方案，由机罩与缸体组成，制动装置包括：安装在机罩上的固定侧摩擦板；安装在缸体上的可动侧摩擦板；用于将上述两组摩擦板彼此压紧接触的活塞；用于推动活塞在第一方向上位移，以期建立使上述两组摩擦板彼此压紧接触的第一状态的弹簧；以及位于机罩和活塞之间，在高压作用下将活塞沿第二方向推动的驱动活塞储压室，该高压被引入驱动活塞储压室，以建立使两组摩擦板彼此分离的第二状态；进一步还包括：

活塞在第二方向运动时，用于控制固定侧摩擦板和可动侧摩擦板之间的间隙的止动件，活塞在第二方向上的位移距离大于上述间隙的尺寸。

根据上述结构可以看出：当活塞沿固定侧摩擦板和可动侧摩擦板彼此分离的方向移动时，活塞的冲程(移距)可能加大，而摩擦板间的间隙并不增大，这样就增加了驱动活塞储压室的有效容积。由于在非制动态下使增加的压力流体量也可流入驱动活塞储压室，则压力流体流出驱动活塞储压室所需的时间就会延长，因此就成比例地延长了进入制动态所需的时间。同时，由于驱动活塞储压室的有效容积增大了，则不需要大大缩小油门的面积。例如可以采用直径不小于0.5mm的油门孔，这就可使到达制动态以前的时间周期内不稳定程度减小。而且，因为不需要采用大直径的活塞，所以液力马达本身的尺寸也不大。

在上述结构中应注意到，最好还设置：向液力马达供应高压流体的方向控制阀；和驱动活塞储压室相连的传感管道，用于探测来自方向控制阀的负载压力，并使活塞在该负载压力下被驱动。

还有，在上述的结构中，可以设置用于向液力马达供应压力流体的方向控制阀和液力导向阀，其输出侧与驱动活塞储压室相连，用于将导向压力流体供给方向控制阀，将方向控制阀换向，并使活塞在导向压力下驱动。

按照前述各种结构，可以看出，采用负载压力或导向压力都可以不必要包括转换阀等，所以降低了设备的制造成本。

附图简要说明

参照下文中的详细说明，以及所附的对本发明的一些实施例作说明的附图，可以更好地了解本发明。这里应注意这些附图中的实施例并非用于限制本发明，而是为了便于对本发明作出解释和理解本发明。

在附图中：

图1是本发明制动装置的第一实施例中的液力马达纵剖面视图；

图2是按照图1中II-II线所作的横截面图；

图3是按照图1中III-III线所作的横截面图；

图4是本发明上述第一实施例的液压系统线路图；

图5是本发明制动装置的第二实施例的液压系统线路图；

下文中将参照相应的附图对本发明的适用于液力马达的制动装置最佳实施例加以描述。

如图1所示，将圆筒形壳体1与端板2连接在一起组成了马达机罩3，轴5可转动地被支承于机罩中。缸体4以花键连接形式连于轴5上，因此能够与轴5共同转动。缸体4上有多个圆筒形的缸孔6，这些缸孔6彼此间周向间隔分布，并且每个缸孔均与轴5平行延伸。每个缸孔6都有一个活塞7滑动地插入其中。轴5还带有一推力球32与其成花键连接。推力球32上有一与其配合的靴9，靴9通过沿旋转斜盘10延伸而相对轴5倾斜，这样推力球32和靴9与轴5一起共同转动。此外，还在推力球32与缸体4之间放置有弹簧34和销35，以便供给能量将推力球32与靴9推向旋转斜盘10。且活塞7的前端通过球31万向连接到靴9上。从未示出的压力流体源中输出的压力流体，供入和排出缸孔6中的压力腔8，以使活塞7作往复运动，旋转斜板10与靴9共同作用，以便周向导引柱塞7，于是使轴5以及缸体4转动。这些零件基本上组成了一个液力马达。

并且上述的壳体1的内表面具有台阶构形，其包括有小直径内表面11、中直径内表面12和大直径内表面13。小直径内表面11和缸体4的外表面4a，分别具有安装在上的一组固定侧摩擦板14与一组可动侧摩擦板15，因此它们可以在平行于轴5的方向上交替安置，但不可以转动。

例如如图2所示，小直径内表面11具有多个周向相互间隔的凹槽11a，而在固定侧摩擦板14a的外表面4a上，周向彼此间隔分布有一组分别配合在凹槽11a中的突起14a。另外，缸体4的外表面4a上周向间隔地分布有一组凹槽4b，同时在可动侧摩擦板15的内表面上，也周向彼此间隔地分布有一组分别配合在凹槽4b中的突起15a。

上述壳体1的中直径内表面12上安装有一环状止动件16，例如可以是一个开口环，它用于控制固定侧摩擦板14与可动侧摩擦板15之间的间隙，以使间隙尽量小。

上述活塞17可滑动地安设在由大直径内表面13、中直径内表面12和小直径内表面11限定的间隙中，并具有分别与大直径内表面13，中直径内表面12、和小直径内表面11相配合的大直径基部18、中直径中间部19与小直径前端部20的中空阶梯构形。活塞17的大直径基部18和中直径中间部19可滑动地插入大直径内表面13和中直径内表面12中，以限定驱动活塞储压室21。小直径前端部20的直径小于环状止动件16。

弹簧22置于上述端板11与活塞17之间，并向右推动活塞17，以使小直径前端部20从止动件16向摩擦板一侧突出，然后使固定侧摩擦板14和可动侧摩擦板15压力接触在一起。这样就使缸体4固紧在机罩3上，于是形成制动状态，该状态即使缸体4制动。另一方面，如果高压流体导入驱动活塞储压室21，活塞17就反抗弹簧22的力而推向左方，从而使固定侧摩擦板14与可动侧摩擦板15脱开。这样就造成缸体4从制动态放松而进入非制动态。

参见图3，上述壳体1中制出一开孔23，它经流体孔24连通驱动活塞储压室21。流体孔24中设有一慢速回流阀25，它的构造具有一个在流体孔24中可被弹簧28推向阀座24a的，具有狭孔26的阀头27。此外，还有一组连续地插入阀头27的，每个都具有狭孔29的副阀头30。在这种结构中，从开孔23流进的高压流体，将阀头27和副阀头30强制打开，以便使流体平稳地流入驱动活塞储压室21。高压流体流入驱动活塞储压室21的方式，设计成经过狭孔29与26缓慢地进入开孔23，然后流出开口23，这些零部件共同构成了制动装置。

在以这种方式构成制动装置时，如果驱动活塞储压室被供入了高压流体，那么活塞17将克服弹簧22的弹力并在一个方向上移动，其中活塞17的前端面17a从处于端部位置上的固定侧摩擦板14上脱开，而到达止动件16左面。在这种情况下，活塞17移动了如此长的一段距离L。

随着活塞移动了上述距离，可以看到驱动活塞储压室21中的有效容积增加了。这样，当活塞17被弹簧22推压进入制动态时，由于单位时间内增加的流体量将从驱动活塞储压室内流出，如果慢速回流阀25中的油门(狭孔)开度增加，直到固定侧摩擦板14与可动侧摩擦板15压力接触在一起以前，所花费的时间周期长，这就导致制动装置缓慢地进入制动态。

同样，可以看到在非制动态下，活塞17的前端面17a远离了固定侧摩擦板14的端部位置。但应注意，由于两组摩擦板14和15间的间隙保持很小，所以不论在固定或可动侧摩擦板14、15上都不引起无效行程。

图4中显示出了上述的本发明第一实施例的液压管路系统图。其中液压泵40带有的泄油通道41与一组方向控制阀42相连接，方向控制阀42彼此平行设置，并设计成可将压力流体，送入例如转向液力马达M或未示出的机构操作缸等的致动器。每个方向控制阀42在其一入口侧各设有分别相联的压力补偿阀43，其带有单向阀44和减压阀45。减压阀结构采用通常的形式，并可在致动器负载压力P0及负载压力探测线路46的负载压力P1的作用下执行压力补偿动作。应注意负载压力探测线路46的设计，使得在一组致动器同步运行时，即在其中获得了最大的负载压力。

上述负载压力探测线路46，通过液力定时器47与液力马达M的驱动活塞储压室21相联。液力定时器47由单向阀48和油门49构成，这样，使负载压力探测线路46的负载压力，可以平稳地导入驱动活塞储压室21，除非在驱动活塞储压室21中的压力流体可以平稳地流出。应注意在该连结形式中负载压力探测线路46通过油门50与油箱51相连。

对于在第一实施例中以这种形式构成的液压线路系统，应注意到，在没有方向控制阀42操作时(即每个都处于其中位A时)，在负载压力探测线路46中没有任何负载压力产生，结果就使得驱动活塞储压室21中的压力下降至几乎为零。因此制动装置将进入制动态，以使转向液力马达M制动。

当方向控制阀42中的一个或另一个操作时(即占据第一或第二供压位置B或C时)，负载压力将导入负载压力探测线路46，并随后供入驱动活塞储压室21，这样就使制动装置进入非制动态。

于是使用这种结构，其中在方向控制阀42运行时采用探测出的负载压力，使制动装置进入非制动态的方法，无论转向液力马达M何时转动，或未示出的工作机构缸体何时运行，制动装置都将自动进入非制动态；而无论液力马达何时停转，或工作机构缸体何时停止操作，制动器都将自动进入制动态。因此就不必再采用使制动器在制动态与非制动态之间有选择地进行转换的转向阀或控制器。

这里应注意，当液动力铲的上部在其偏置挖掘位置上接合时，为了液力地夹持液动力铲的上部，则要在工作机缸体运行时将制动装置处于非制动态。

更具体地说，这就是为什么液动力铲通常设置于下部车体上，而上部被一转动液力马达带动旋转，并在其上安装包括悬臂、工作臂和铲斗的挖掘机，因此它们各自均可随工作机缸体上下转动。这样，在偏置挖掘阶段中出现的超量转动扭矩就可以作用在上述上部上。这就是说如果制动装置处于制动态，大的力量将作用在液力马达上(包括减速齿轮组)，可能会在液力马达或减速齿轮组上造成破坏或产生其它的问题，例如非正常的滑动声的产生。这就需要通过将制动装置引入非制动态来对该上部加以液力支承。

图5中示出本发明制动装置的第二实施例的液压系统线路。在这种情况下，带排液通道53的导向压力泵52，配置有转向液力导向阀54和工作机液力导向阀55。液力导向阀54具有分别与一方向控制阀42的第一、二压力接收部42a、42b相连通的第一、二输入管道56、57，同时液力导向阀55具有分别与另一方向控制阀42的第一、二压力接收部42a、42b相连通的第三、四输出管道58、59。

此外，应注意上述第一、二输入管道56、57中的高压流体(即导向压力流体)，适宜于在第一往复阀60处由第一传感管道61进行检测，而第一传感管道61与第三输出管道58中的高压流体，宜于在第二往复阀62处由第二传感管道63进行检测。第二传感管道63经液压定时器47与制动装置中的驱动活塞储压塞21相联接。

对于具有这种结构的本发明第二实施例来说，可以看出，当转向液压导向阀54开始运行，使液力马达在正反两方向转动，以便向第一和第二输出管线56、57供应导向压力流体时，或者当工作机液力导向阀55开始在一个挖掘方向运行，而把导向压力供给第三输出管道58时，第二传感管道63就将接收到导向压力流体。由此将压力流体供入驱动活塞储压室21，以便使制动装置进入非制动态。因此也同样可以实现上述第一实施例中的运行操作及效果。

在图4、5的设备中，液力泵的构成是变容型式的，其中容量通过由控制活塞71摆动旋转斜盘70来增减。控制活塞71适宜在增、减压的方向上，通过自行排放供入小直径储压室72和大直径储压室73的压力而滑动。控制阀74使自行排放压力供入大直径储压室73，控制阀的结构使其可通过负载压力和自行排放压力能可转换地操作。

如上文中所述可以了解：根据本发明，由于驱动活塞储压室21具有增大了的有效容积，以及增加的压力流体量在非制动态下流入驱动活塞储压室21，所以驱动活塞储压室21中的压力流体，从中流出花费的时间以及在到达制动态以前所花费的时间也就成比例地增加了。

所以可以看出：如果构成液力定时器47的油门49的开度面积增加，而活塞17的直径减小，则制动装置从非制动态转向制动态的过程减慢。结果是使得在到达制动态以前的时间周期的波动程度降低，并使得液力马达本身的尺寸不增大。

还可以看出，本发明的制动装置使所用的负载压力或导向压力从制动态转换到非制动态或者相反转换，因此就不再需要执行该功能的转换阀等部件，从而降低了其制造成本。

至此，虽然本发明以某些图解实施例作出了描述，但对本专业的普通技术人员来说，显而易见，在不偏离本发明的实质和范围的情况下，可以有很多替换，删减和增加形式，因此应理解本发明并不局限于上述的特定实施例，而是包括了在所附的权利要求中描述的特征构成的范围内的全部可能的实施例和其全部的等同方案。

Claims (3)

1.用于液力马达的制动装置，具有机罩和缸体，该制动装置包括：

安装在所述机罩上的固定侧摩擦板；

安装在缸体上的可动侧摩擦板；

用于将固定侧摩擦板与可动侧摩擦板彼此压力接触在一起的活塞；

用于将所述活塞推向第一方向，以期建立将上述两组摩擦板彼此压力接触的第一状态的弹簧；

位于所述机罩和所述活塞之间的驱动活塞贮压室，用以在导入驱动活塞贮压室中的高压作用下将活塞推向第二方向，以便建立使两组摩擦板彼此分开的第二状态；

用于所述活塞在第二方向移动时控制所述固定侧摩擦板和可动侧摩擦板之间的间隙的止动件；

所述活塞在所述第二方向上移动的距离大于所述间隙的尺寸。

2.如权利要求1所述的用于液力马达的制动装置，其中设置有：向液力马达供应压力流体的方向控制阀；与所述驱动活塞储压室连接的，用于探测从所述方向控制阀输出的负载压力，并使所述活塞在该负载压力下驱动的传感管道。

3.如权利要求1所述的用于液力马达的制动装置，其中设置有：用于向液力马达供应压力流体的方向控制阀；其输出侧与驱动活塞储压室相连，并利用流入其中的导向压力流体对方向控制阀进行转换，而使所述活塞在所述导向压力下驱动的液力导向阀。

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