具有先導駐車制動器殼體的制動器組件的製作方法

2023-05-04 16:49:31 2

具有先導駐車制動器殼體的制動器組件的製作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種具有先導駐車制動器殼體的制動器組件。所述制動器組件可具有固定心軸（24）和主制動器殼體（38），所述主制動器殼體（38）在第一軸向端環狀地連接至所述固定心軸並至少部分地形成第一控制室（64）。所述制動器組件還可以具有駐車制動器殼體（72），其環狀地連接到主制動器殼體的第二軸向端並至少部分形成第二控制室（66）；以及至少一個引導功能部件（96），其設置於駐車制動器殼體的內部環形表面（110）與固定心軸的外部環形表面（112）之間。
【專利說明】具有先導駐車制動器殼體的制動器組件

【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種制動器組件，更具體地，涉及一種具有先導駐車制動器殼體的制動器組件。

【背景技術】
[0002]機械設備，包括輪式裝載機、公路和非公路拖運和專用卡車、機動平路機以及其它類型的重型設備，通常包括藉助前和/或後差速器和兩個基本相同的主減速器(其位於每個差速器和相關聯的牽引裝置之間)驅動地耦合到對面牽引裝置的機械傳動。每個差速器從傳動裝置接收一份功率輸入並產生兩份功率輸出，其通過主減速器引導到牽引裝置。主減速器運行以將差速器輸出的旋轉速度減少到適當的水平，以驅動相關聯的牽引裝置並由此推進機械。
[0003]每個主減速器通常包括固定殼體、可旋轉地置於殼體內部並由差速器驅動的軸線、以及連接在殼體和軸之間的制動器組件。典型的制動器組件包括多個連接以與軸一起旋轉的摩擦板、多個設置在相鄰摩擦板之間並由殼體可旋轉地約束在其周邊的隔板、以及由承壓流體驅動的活塞以將摩擦板和隔板推在一起，從而在板之間產生摩擦力矩以阻礙該軸的旋轉。在1987年4月7日授權給Osenbaugh的美國專利N0.4，655，326中描述了一種示例性的制動器組件。
[0004]普通制動器組件問題涉及流體從組件中的密封件中滲漏。特別是，多個制動器組件安裝到固定殼體並且在制動器組件內側端由固定殼體支撐。在這些結構中，制動器組件可在端部之間的中點處出現下垂和/或在端部處出現不對準從而導緻密封組件洩漏。如果任其發展不制止，這種洩漏可以導致系統故障和環境破壞。


【發明內容】

[0005]本實用新型所述制動器組件，旨在解決上述問題中的一個或多個和/或現有技術中的其他問題。
[0006]本實用新型的一個方面涉及一種制動器組件。該制動器組件可包括固定心軸以及主制動器殼體，該主制動器殼體在第一軸向端環狀連接至固定心軸並至少部分形成第一控制室。所述制動器組件可進一步包括駐車制動器殼體，其環狀連接到主制動器殼體的第二軸向端並至少部分形成第二控制室，以及至少一個引導功能部件(piloting feature),其設置於駐車制動器殼體的內部環形表面與固定心軸的外部環形表面之間。
[0007]本實用新型的另一個方面涉及一種用於制動器組件的引導部件。該引導部件可包括弓形段，所述弓形段具有環形基座部分，其配置為接合駐車制動器殼體的內部環形表面和固定心軸的外部環形表面。該引導部件也可包括凸緣部分，所述凸緣部分從所述環形基座部分徑向向外延伸，並配置為接合所述駐車制動器殼體的軸向端面和密封護圈的軸向端面。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0008]圖1是一種示例性的公開機械的圖示說明。
[0009]圖2是可以與圖1中的設備結合使用的一種示例性的公開主減速器的剖視圖。
[0010]圖3是與圖2的主減速器相關聯的制動器組件的橫截面示意圖。
[0011]圖4是圖3的制動器組件的一部分等比例視圖。

【具體實施方式】
[0012]圖1示出了示例性移動機械10，其具有通過差速器16方式彼此耦合的左主減速器12和右主減速器14。輸入元件，例如驅動軸(圖1中未示出)，可以將機械10的發動機18驅動地連接到差速器16，以及輸出元件20，例如輪，可將主減速器12、14驅動地連接到定位於機械10相對側的牽引裝置22。在一個實施例中，牽引裝置22可以是輪胎，但也可以交替使用其它類型的牽引裝置22。主減速器12、14可驅動地耦合至差速器16，這樣輸入元件的旋轉導致牽引裝置22相應的旋轉。
[0013]如圖2所示，左主減速器14可以包括內部殼體24 (例如，主軸)，所述內部殼體24配置為在第一端26接合機械10 (例如，差速器16的殼體)的固定體並在相對的第二端28支撐行星齒輪裝置30。行星齒輪裝置30可由差速器16通過軸線31驅動，該軸線31從差速器16 (參照圖1)通過而穿過內部殼體24的中心。一個或多個軸承32沿內部殼體24外側隔開以經由一個或多個徑向延伸的腹板34支撐輸出元件20的旋轉。在該結構中，腹板34和輸出元件20可以是一體的或其他方式剛性連接以圍繞內部殼體24 —起旋轉。輸出元件20可由差速器16通過軸線31驅動，並通過行星齒輪裝置30降低速度。儘管圖2中沒有詳細示出，但應當注意右主減速器12可以與左主減速器14基本相同。
[0014]左主減速器12和右主減速器14可以各自裝備有內部制動器組件36，所述內部制動器組件36配置為阻止輸出元件20相對於內部殼體24的旋轉。參考圖3和圖4，制動器組件36尤其是可包括固定主制動器殼體38，其與輸出元件20的腹板34至少部分地形成封閉的環形腔或凹槽40。凹槽40可以配置成接收致動器42、盤堆(disc stack) 44、以及位於致動器42對面的盤堆44的一端的封閉凹槽40的反作用板46。
[0015]主制動器殼體38可以為環狀的且大致中空的結構，其藉助於一個或多個緊固件(例如，藉助於卡環48和一個或多個墊片，其中所述墊片相對於內部殼體24軸向定位主制動器殼體38，下文將更加詳細地加以描述)固定地連接到相對於行星齒輪裝置30的內部殼體24的軸向端(參照圖2)。在示例性實施例中，可通過鑄造工藝形成主制動器殼體38。然而，可以設想，必要時可以替代地通過製造和/或加工工藝形成主制動器殼體38。
[0016]基於本實用新型的目的，機械加工表面可設想為通過材料去除工藝獲得的表面以產生理想的幾何結構。傳統的機械加工工藝包括但不限於車削、鏜孔、鑽孔、銑削、拉削、鋸切、整形、刨削、鉸孔、攻絲、磨削、放電加工、電化學加工、電子束加工、光化學加工和超聲波加工。相比於機械加工面，鑄造表面可以為通過材料添加工藝產生的表面。例如，在特定的幾何設計中，當熔融材料沉積到模具中並冷卻至固體狀態時，可以產生鑄造表面。
[0017]致動器42可包括行車活塞52和駐車活塞54，二者在不同時間單獨或一起工作，以在不同條件下使機器減速、停止、或處於待機狀態。行車活塞52可為環狀並具有一般為L形的橫截面，所述橫截面限定外部環形表面56 (位於L形的背面)、內部環形表面58 (位於L形尖端處)、以及至少一個位於外部環形表面56和內部環形表面58之間的內部臺肩60。外部環形表面56和主制動器殼體38的內部環形表面62 —起可形成第一控制室64。當第一控制室64充滿加壓油，可將行車活塞52推向反作用板46，從而壓縮盤堆44。在機械10的運行過程中，承壓流體也可被導入第二控制室66，其形成於駐車活塞54的端面68和駐車制動器殼體72的外部環形表面70之間。當第二控制室66充滿加壓油，駐車活塞54可被推離行車活塞52。
[0018]在一些實施例中，外部環形表面56不一定形成連續的外表面。換句話說，有可能使用外部環形表面56在主制動器殼體38內引導行車活塞52。在這些實施例中，外部環形表面56可由環形段組成，例如必要時由三個或更多個不同的段組成。
[0019]卡環48可以通過駐車制動器殼體72相對於內部殼體24軸向定位主制動器殼體
38。特別地，駐車制動器殼體72為大致環狀的，並在相對於主制動器殼體38與內部殼體24接合的位置處，藉助於一個或多個緊固件74固定連接到主制動器殼體的軸向端38。密封護圈94可鄰近卡環48軸向定位，並可軸向限制密封護圈94的移動，這樣，可軸向限制引導功能部件96的移動，這樣，可軸向限制固定連接到主制動器殼體38的駐車制動器殼體72的移動。密封件100 (例如，雙O形環面部密封件)可設置於密封護圈94和花鍵92之間的軸向界面處，所述花鍵92與腹板34和輸出元件20相關聯。
[0020]引導部件96可包括幾何結構，其作用相當於引導功能部件，用於徑向定位和支撐駐車制動器殼體72。具體地，如圖3和圖4所示，引導部件96可以為弓形段，所述弓形段具有環形基座部分108 (所述環形基座部分108配置為接合駐車制動器殼體72的內部環形表面110和固定心軸的外部環形表面112)，以及凸緣部分114 (所述凸緣部分114從所述環形基座部分徑向向外延伸，並配置為接合駐車制動器殼體72的軸向端98和密封護圈94的軸向端面116)。在這種配置中，駐車制動器殼體72可位於離內部殼體24理想的徑向距離，並由內部殼體24通過引導組件96的基部108支撐。因此，環形基座部分108的功能可相當於駐車制動器殼體72的引導功能部件。儘管示例性實施例中示出的引導部件是作為單獨和獨立部件的一部分，但是可以設想，必要時引導功能部件(即，至少基部108)可以交替地與駐車制動器殼體72或密封護圈94形成一體。
[0021]如圖4所示，可利用多個引導部件96圍繞駐車制動器殼體72的內周來定位和支撐駐車制動器殼體72。示例性的實施例中包括11個不同的引導部件96，但必要時可以使用任意數量的引導部件96。每個引導部件96可以包括至少一個位於基座部分108內的凹槽118。每個凹槽118可以配置為接收緊固件74中之一，這些緊固件將駐車制動器殼體72連接至主制動器殼體38，從而環形定位引導部件96 (即，防止運行期間部件96圍繞駐車制動器殼體38的內周邊環形移動)。在圖4的示例性實施例中，示出了引導部件96的兩種不同結構，包括第一種結構，其具有與單個緊固件74相關聯的單個凹槽118，以及第二種結構，其具有與多個緊固件74相關聯的多個凹槽118。可以設想必要時，每一個引導部件96可具有任意長度，任意數量的凹槽，並且與任意數量的緊固件74相關聯。
[0022]除了或代替凹槽118，部分或全部引導部件96可被固定至駐車制動器殼體72。特別地，每個引導部件96可包括穿過基部108的鑽孔120，以及從駐車制動器殼體72的軸向端98伸出以接合鑽孔120的定位銷122。在這種結構中，定位銷122可幫助減少運行期間制動器組件36的引導部件96不必要的運動。另外，定位銷122可從駐車制動器殼體38穿過引導部件96以接合引導部件96對側的密封護圈94，並由此幫助減少密封護圈96的環形運動。
[0023]再次參照圖3，主制動器殼體38和駐車活塞54之間可設置多個彈簧76，以將駐車活塞54偏置為與行車活塞52接合。當第二控制室66不供應承壓流體，例如當機械10關閉時，可將駐車活塞54偏置為與行車活塞52接合以壓縮盤堆44，從而在機械10停車時提供牽引裝置22的制動。
[0024]盤堆44可包括多個摩擦板80，多個與摩擦板80交錯的隔板82，和一個位於盤堆44每一端的減震器84。可連接摩擦板80以和輸出元件20 —起旋轉(通過腹板34)，而隔板82可以連接到固定的主制動器殼體38。以這種方式，當啟動致動器42時，摩擦板80可夾在致動器42、隔離板82和反作用板46之間，從而產生抵抗輸出元件20旋轉的摩擦扭矩。致動器42內(即，在第一控制室64內)的流體壓力與抵抗輸出元件20旋轉的摩擦扭矩的幅度相關。
[0025]每個摩擦板80可包括大致板狀的環，其具有多個向內延伸的突出物(如輪齒)，這些突出物配置以接合相應的向外延伸的幾何結構(如花鍵92的輪齒)，這樣，摩擦板80就與輸出元件一起旋轉。各個摩擦板80可由金屬(例如鋼)製造為單個整體部件，並且在其軸向表面設有粘結摩擦材料、塗層、和/或粗糙紋理(例如，交叉的凹槽)以增加摩擦板80的摩擦係數。圖3中所示的制動器組件36包括11塊基本相同的由隔板82彼此隔開的摩擦板80，但摩擦板80的數量應與機械10的摩擦要求一致。
[0026]隔板82，與摩擦板80類似，也可包括大致為板狀的環，其具有多個向內延伸的突出物(如輪齒)，這些突出物配置以接合相應的向外延伸的幾何結構(如主制動器殼體38的輪齒)，這樣，制動器殼體38保持隔板82固定。各個隔板82可由鍛鋼製造為單個整體部件。圖3中所示制動器組件36包括12塊基本相同的隔板82，但也可以使用任意數量的隔板82。
[0027]反作用板46可以是固定構件，可操作地通過主制動器殼體38耦合到內部殼體24。在一些實施例中，可認為反作用板46形成主制動器殼體38的一部分，並封閉包括所述制動器組件36其餘部件的凹槽40。在這種結構中，反作用板46可以用作行車活塞52和駐車活塞54的終點止擋，從而當行車活塞52和/或駐車活塞54被承壓流體推抵盤堆44時，反作用板46可以產生反作用力以有效地將摩擦板480和隔板82夾於其間。密封件104 (例如，雙O形環端面密封)和密封護圈106可設置在反作用板46和腹板部34軸向端之間，以密封制動器組件36的旋轉部件和固定部件之間的滑動界面。例如，密封護圈106可以通過一個或多個緊固件103固定地連接至腹板部34。
[0028]減震器84可為大致環狀的並由例如聚合物(如橡膠)或栓皮的阻尼材料製造，所述阻尼材料粘接到或以其它方式緊固到更加剛性的背襯(圖中未示出)。在一些實施例中，減震器84可接合到端部定位的隔板82。減震器84配置為抑制制動器組件36內的振動。
[0029]工業實用性
[0030]本實用新型的制動器組件可應用於任何需要延長驅動壽命的主減速器。本實用新型的制動器組件可通過新穎幾何結構提供主減速器的長壽命，該幾何結構有助於減少主減速器內密封件洩漏或完全失效的可能性。
[0031]已經確定，制動器組件的循環運行(B卩，施加和釋放活塞作用力至盤堆棧44)可引起與該組件相連的密封件洩漏。具體而言，每當將活塞作用力施加至盤堆44以啟動制動器組件，制動器組件的部件就趨向於相對於相應的內部殼體沿徑向移動。並且每當活塞作用力在啟動後隨即釋放，這些部件就趨向沿徑向下垂回到原先釋放活塞作用力時以前所保持的位置。該循環運行會導緻密封件過早地磨損或移動導致洩漏。制動器組件的部件相對於所述內部殼體的不對準也可引起密封件的洩漏。
[0032]制動器組件的移位和下垂周期的幅度和/或頻率可以減小，如果可以將制動器組件徑向支撐(即，引導)在其軸向中點附近或軸向中點處的話。在本實用新型的制動器組件中，引導部件96的基座部分108可提供這種功能。
[0033]顯然，對於本領域的技術人員來說，對於本實用新型的制動器組件可以作出各種修改和變動而不偏離本實用新型的範圍。考慮到本實用新型制動器組件的說明書和實踐，其它實施例對於本領域的技術人員是顯而易見的。這意味著所述說明書和實施例僅是示例性的，本實用新型的保護範圍應由所附權利要求書及其等同物所限定。
【權利要求】
1.一種制動器組件(36)，其特徵在於包括: 固定心軸(24)； 主制動器殼體(38)，其在第一軸向端環狀地連接至所述固定心軸並至少部分地形成第一控制室(64)； 駐車制動器殼體(72)，其環狀地連接到所述主制動器殼體的第二軸向端並至少部分地形成第二控制室(66);以及 至少一個引導功能部件(96)，其設置於所述駐車制動器殼體的內部環形表面(110)與固定心軸的外部環形表面(112)之間。
2.根據權利要求1所述的制動器組件，其特徵在於，進一步包括密封護圈(94)，其抵靠所述主制動器殼體對面的所述駐車制動器殼體的軸向端定位，所述至少一個引導功能部件是所述密封護圈的主要組成部分。
3.根據權利要求1所述的制動器組件，其特徵在於，所述至少一個引導功能部件是所述駐車制動器殼體的主要組成部分。
4.根據權利要求1所述的制動器組件，其特徵在於，所述至少一個引導功能部件包括多個單獨的引導功能部件，所述多個單獨的引導功能部件圍繞所述駐車制動器殼體的內周邊環狀地設置。
5.根據權利要求1所述的制動器組件，其特徵在於，進一步包括至少一個緊固件(74)，所述緊固件(74)配置為將所述駐車制動器殼體連接到所述主制動器殼體，所述至少一個引導功能部件包括至少一個定位凹槽(118)，所述定位凹槽(118)配置成接收所述至少一個緊固件並環狀地定位所述至少一個引導功能部件。
6.根據權利要求5所述的制動器組件，其特徵在於: 所述至少一個緊固件包括多個緊固件；以及 所述至少一個定位凹槽包括多個定位凹槽，其配置為接收所述多個緊固件並環狀地定位所述至少一個引導功能部件。
7.根據權利要求5所述的制動器組件，其特徵在於，進一步包括至少一個定位銷(122)，其配置為在所述至少一個引導功能部件的第一側把所述至少一種引導功能部件固定至所述駐車制動器殼體，並在至少一種引導功能部件的對側把所述至少一種引導功能部件固定至密封護圈。
8.根據權利要求1所述的制動器組件，其特徵在於，所述至少一個先導控制部件具有L形橫截面，所述L形橫截面配置為接合所述駐車制動器殼體的內部環形表面和軸向端面。
9.根據權利要求1所述的制動器組件，其特徵在於進一步包括: 密封護圈(94)，其位於所述主制動器殼體對面的所述駐車制動器殼體的軸向端；以及 卡環(48)，其配置為接合所述固定心軸並軸向限制所述密封護圈， 所述至少一個引導功能部件是軸向地設置於所述駐車制動器殼體和所述密封護圈之間部件的一部分，以定位所述制動器殼體。
10.根據權利權利要求9所述的制動器組件，其特徵在於進一步包括: 輸出元件(20)，其可旋轉地安裝於所述固定心軸並與所述密封護圈大致軸向對準；以及 第一密封件(100)，其設置在所述輸出元件和所述密封護圈之間的軸向界面處。
【文檔編號】F16D55/12GK203962788SQ201390000198
【公開日】2014年11月26日 申請日期:2013年1月23日 優先權日:2012年1月23日
【發明者】D·C·胡特斯, B·D·布利斯 申請人:卡特彼勒公司