一種制動缸間隙調整機構的製作方法

2023-04-25 00:34:47 1

本發明涉及一種間隙調整機構，尤其是一種制動缸間隙調整機構，屬於車輛制動技術領域。

背景技術：

據申請人了解，目前常見的帶有間隙調整功能的制動夾鉗單元結構中，其穩定狀態下的緩解間隙通常由制動缸最大無調整行程決定，該行程取決於制動缸間隙調整機構的相關零件尺寸。長期以來，傳統制動缸的結構決定了其零件尺寸確定後最大無調整行程也相應確定，從而使制動夾鉗穩定狀態下的緩解間隙為一確定值。若要改變緩解間隙，必須替換制動缸間隙調整機構中的相關零件。

檢索發現，申請號為CN201210221661.8的中國專利文獻公開了一種單元制動缸，包括制動缸體、復位機構和間隙調整機構，所述制動缸體上設有進氣口，制動缸體內裝有制動活塞，所述制動活塞包括與制動缸體內壁配合的活塞本體和從活塞本體中部向一側延伸的活塞管；所述制動缸體的一端固定連接有缸蓋；缸蓋與制動活塞的活塞本體之間設有緩解彈簧；所述缸蓋具有中心管，制動活塞的活塞管的外周與缸蓋的中心管內壁滑動配合，且端部伸出中心管之外；所述復位機構包括絲杆；所述間隙調整機構包括引導螺母組成和調節螺母組成，所述引導螺母組成包括活塞管蓋、引導螺母、引飛彈簧、第一軸承以及錐套，所述調節螺母組成包括調節螺母、錐齒滑套、調節彈簧以及第二軸承，該技術方案比現有技術（參見200980853.2）結構簡單、調節靈敏精準，然而該專利公開的技術方案間隙調整機構的間隙在不更換零部件的情況下無法調整，因此適應性欠佳。

此外，申請號為CN200820218260.6的中國專利公開了一種常用單元制動缸中的間隙調整機構，可以實現在不更換零部件的情況下對間隙調整量的調節，因此提高了制動缸乃至整個制動夾鉗裝置適應不同碟片間隙需求的靈活性。然而，其制動缸的基本結構和作用原理與前述二專利存在明顯差異，其調節機構的調隙擋和調整卡圈受到軸向載荷作用，而調整卡圈的調節方向也為軸向，因此容易由於工作載荷導致螺紋鬆動，必須採取其他防松措施保障間隙調整的穩定，因此增加了結構的複雜性。

技術實現要素：

本發明的目的在於：針對上述現有技術存在的問題，通過結構改進，提出一種通過簡便調節即可按需調節制動缸最大無調整行程值、且穩定可靠的制動缸間隙調整機構，從而實現對制動夾鉗穩定狀態下緩解間隙值的適應性調控。

為了達到以上目的，本發明制動缸間隙調整機構的基本技術方案為：包括相互固連的缸體、缸蓋和缸蓋管，所述缸蓋管內腔嵌套有與之形成軸向移動副的活塞管，所述活塞管的內端與位於缸體內的活塞軸向固連，所述缸蓋管與活塞之間裝有緩解彈簧；所述活塞管的外端與管狀的引導阻調器本體固連，所述缸蓋管上軸向開有方鍵槽和楔形調整塊安裝槽；所述引導阻調器本體內安裝端面嚙合的錐套及引導螺母，所述錐套和引導螺母遠離嚙合的一端分別抵靠於阻調彈簧和引飛彈簧；所述引導螺母的內孔裝有內端與調節螺母旋合的調節絲杆軸，所述調節螺母外裝有端面與之可嚙合的錐齒滑套；所述錐齒滑套的外圓與徑向延伸出缸蓋管上方鍵槽的方鍵固連，所述缸蓋管的楔形調整塊安裝槽裝有徑向位置可調的楔形調整塊，所述方鍵和楔形調整塊的相鄰端分別具有外楔形面和內楔形面。

採用本發明後，不僅使單元制動缸的原有功能未變，而且由於楔形調整塊的徑向位置可調，當楔形調整塊徑向位移時，其與方鍵相鄰端的外楔形面和內楔形面軸向間距隨之改變，從而實現由方鍵在缸蓋管方鍵槽內最大軸向相對位移所決定的制動缸最大無調整行程值的可調。並且本發明楔形調整塊的調節方向為徑向，與軸向的載荷方向正交，楔形調整塊安裝槽上安裝的若干導向銷為楔形調整塊提供了有效的軸向支撐，因此有效防止了工作時軸向載荷導致的鬆動，，確保了制動夾鉗緩解間隙值的穩定。

本發明的完善如下：

所述缸蓋管通過螺紋與缸蓋連接，且沿軸向開有方鍵槽和楔形調整塊安裝槽。

所述缸蓋管的楔形調整塊安裝槽和楔形調整塊上的匹配位置開有若干個導向銷安裝孔與調節螺釘安裝孔，所述楔形調整塊通過導向銷和調節螺釘安裝在缸蓋管上。

所述楔形調整塊與缸蓋管的楔形調整塊安裝槽的接觸面上，安裝有波形彈簧。

所述活塞管上沿軸向開有鍵槽，所述鍵槽周向分布位置及槽寬與缸蓋管上方鍵槽相匹配。

所述活塞管外側沿軸向安裝有緩解彈簧，所述緩解彈簧一端與活塞內側接觸、另一端與缸蓋管端部接觸。

所述調節螺母外圓面安裝調節彈簧，所述調節彈簧一端與調節彈簧擋圈端面接觸、另一端與調節彈簧軸承接觸。

所述調節螺母前段周向具有與錐齒滑套端齒匹配的端齒。

所述引導阻調器本體一端階梯外圓柱面上具有將引導阻調器模塊安裝於活塞管上的螺紋、另一端內圓柱面上具有安裝引導阻調器端蓋的螺紋。

所述引導螺母安裝在引導阻調器端蓋內，其內孔具有與絲杆螺紋相配合的梯形螺紋。

所述引導螺母與引導阻調器端蓋之間，沿軸向分別安裝引導螺母軸承和引飛彈簧；所述引導螺母軸承的端面由引導螺母階梯面限位，所述引飛彈簧一端與引導螺母軸承接觸、另一端與引導阻調器端蓋內側端面接觸。

所述引導螺母一端有與錐套上端齒匹配的周向端齒，所述錐套周向上分布有將其嵌套在引導阻調器端蓋內孔相應鍵槽內的導向鍵。

所述引導阻調器本體的內孔一側階梯面處安裝阻調墊片，所述調阻墊片內孔處周向具有與調節螺母上相應鍵槽配合的鍵。

所述阻調彈簧安裝在引導阻調器本體內孔另一階梯面與錐套的階梯面之間。

所述阻調彈簧的彈力大於引飛彈簧的彈力。

附圖說明

下面結合附圖對本發明作進一步的說明。

圖1 為本發明一個實施例的結構示意圖。

圖2為圖1實施例的調節機構局部剖視放大結構示意圖。

圖3為圖1實施例楔形調整塊調節前的結構示意圖。

圖4為圖1實施例楔形調整塊調節後的結構示意圖。

圖5為圖1實施例配合夾鉗在緩解狀態的結構示意圖。

圖6為圖1實施例配合夾鉗在制動狀態的結構示意圖。

圖7為圖1實施例調節螺母端面齒完全嚙合和完全脫開狀態比較示意圖。上部為調節螺母端面齒完全嚙合，下部為調節螺母端面齒完全脫開。

圖中：111-缸體；112-缸蓋；113-缸蓋管；115-楔形調整塊；116-導向銷；117-波形彈簧；118-調節螺釘；121-活塞；122-活塞管；123-密封圈；131-調節螺母；132-錐齒滑套；133-調節彈簧；134-調節彈簧軸承；135-調節彈簧擋圈；141-引導阻調器本體；142-引導阻調器端蓋；143引導螺母；144-引飛彈簧；145-錐套；146-阻調墊片；147-阻調彈簧；148-引導螺母軸承；151-軛；152-調節軸絲杆；153-復位螺母；154-復位螺母波形彈簧；155-復位螺母密封圈；197-防塵罩；198-方鍵；199-緩解彈簧。

具體實施方式

實施例一

本實施例的制動缸間隙調整機構基本結構如圖1和圖2所示，包括相互固連的缸體111、缸蓋112和缸蓋管113，缸蓋管113內腔嵌套有與之形成軸向移動副的活塞管122，活塞管122的內端與位於缸體內的活塞121軸向固連，缸蓋管113與活塞之間裝有緩解彈簧199；活塞管122的外端與管狀的引導阻調器本體141固連，缸蓋管113上軸向開有方鍵槽和楔形調整塊115安裝槽。引導阻調器本體141內安裝端面嚙合的錐套145及引導螺母143，錐套145和引導螺母143遠離嚙合的一端分別抵靠於阻調彈簧147和引飛彈簧143。引導螺母143的內孔裝有內端與調節螺母131旋合的調節絲杆軸152，調節螺母131外裝有端面與之可嚙合的錐齒滑套132。錐齒滑套132的外圓與徑向延伸出缸蓋管113上方鍵槽的方鍵198固連，缸蓋管113的楔形調整塊安裝槽裝有徑向位置可調的楔形調整塊115，方鍵198和楔形調整塊115的相鄰端分別具有外楔形面和內楔形面。

為了便於理解，將本實施例的制動缸間隙調整機構按連接關係的緊密性及功能主要分成五大功能模塊：缸體模塊、活塞模塊、間隙調整模塊、引導阻調模塊、調節軸模塊。此外，還包括一些非模塊零件：緩解彈簧199、方鍵198、防塵罩197等。

缸體模塊由缸體111、缸蓋112、缸蓋管113、楔形調整塊115、導向銷116、波形彈簧117和調節螺釘118組成。缸體111與缸蓋112組成其主體結構，二者可通過螺栓螺母或卡簧、鋼絲等方式限位聯接，構成位置固定的腔體為活塞模塊提供運動工作空間。缸蓋管113通過螺紋與缸蓋112連接，為活塞模塊提供運動支撐導向，其上沿軸向開有方鍵槽和楔形調整塊115安裝槽。在缸蓋管113的楔形調整塊安裝槽和楔形調整塊115上的匹配位置開有若干個導向銷安裝孔與調節螺釘安裝孔，楔形調整塊115通過導向銷116和調節螺釘118安裝在缸蓋管113上。在楔形調整塊115與缸蓋管113的楔形調整塊安裝槽的接觸面上，還安裝有若干個波形彈簧117，可為楔形調整塊115提供彈性支撐並為調節螺釘118提供一定防松預緊。

活塞模塊由活塞121、活塞管122和活塞密封圈123組成。其中，活塞121與活塞管122可通過螺紋副或卡簧限位方式在軸向上固定連接。活塞密封圈123通過過盈配合方式直接安裝在活塞121外緣，在活塞模塊裝入缸體模塊時與缸體111內腔接觸，起到氣體密封作用。活塞管122上沿其軸向開有鍵槽，其周向分布位置及槽寬與缸蓋管113上方鍵槽相匹配，主要為方鍵198的軸向運動提供空間；活塞管122非與活塞121連接的一端的內圓面上有螺紋，用於與引導阻調模塊連接。活塞管122外側沿軸向安裝有緩解彈簧199，其一端與活塞121內側接觸，另一端與缸蓋管113端部接觸，在制動缸排氣緩解時可為活塞模塊提供復位軸向力。

間隙調節模塊主要由調節螺母131、錐齒滑套132、調節彈簧133組成。調節螺母131沿軸向穿過錐齒滑套132並與其軸線重合。調節彈簧擋圈135通過鋼絲或卡簧限位安裝在調節螺母131一端外圓面。調節彈簧軸承134安裝在調節螺母131和錐齒滑套132之間，為二者相對轉動提供支撐，並由錐齒滑套132上的階梯孔端面進行軸向限位。調節彈簧133沿軸向安裝於調節螺母131外圓面，其一端與調節彈簧擋圈135端面接觸，另一端與調節彈簧軸承134接觸，用於在調節螺母131與錐齒滑套132之間提供一個軸向復位力。調節螺母131前段周向具有端齒，並與錐齒滑套132上端齒匹配。在調節彈簧133的作用下，在不承受外部載荷情況時，調節螺母131與錐齒滑套132的端齒相互嚙合，並限制二者軸向與周向的相對運動。調節螺母131的非安裝調節彈簧133的另一端的外圓面上沿軸向有開槽，可將引導阻調模塊中的阻調墊片146上的鍵嵌套在其中；調節螺母131的內孔上有梯形螺紋，與調節軸模塊的絲杆152螺紋相配合。錐齒滑套132外圓周向布置有方鍵198安裝孔，方鍵198可通過螺釘固定在錐齒滑套132上，並通過端蓋112上方鍵槽為其提供周向限位。

引導阻調模塊主要由引導阻調器本體141、引導阻調器端蓋142、引導螺母143、引飛彈簧144、錐套145、阻調墊片146、阻調彈簧147和引導螺母軸承148組成。引導阻調器本體141一端階梯外圓柱面上具有螺紋，用於將引導阻調器模塊安裝於活塞管122上；另一端內圓柱面上也具有螺紋，用於安裝引導阻調器端蓋142。引導螺母143安裝在引導阻調器端蓋142內，其內孔上有梯形螺紋，與調節軸模塊的絲杆152螺紋相配合。在引導螺母143與引導阻調器端蓋142之間，沿軸向分別安裝引導螺母軸承148和引飛彈簧144。其中，引導螺母軸承148的端面由引導螺母階梯面限位，為引導螺母143和引導阻調器端蓋142之間的相對轉動提供支承；引飛彈簧144一端與引導螺母軸承148接觸，另一端與引導阻調器端蓋142內側端面接觸，用於在二者之間提供一個軸向復位力。引導螺母143一端有周向端齒，與錐套145上的端齒匹配，在引飛彈簧144的作用下，在不承受外部載荷情況時，引導螺母133與錐套145的端齒相互嚙合，並限制二者軸向與周向的相對運動。錐套145在周向上分布有導向鍵，將其嵌套在引導阻調器端蓋142內孔相應鍵槽內，用於限制二者之間的周向相對轉動和單向軸向限位。阻調墊片146安裝在引導阻調器本體141內孔一側的階梯面處，其內孔處沿周向具有鍵，用於與調節螺母131上相應鍵槽配合。阻調彈簧147安裝在引導阻調器本體141內孔另一階梯面與錐套145的階梯面之間。在正常安裝和工作狀態下，阻調彈簧147的彈力遠大於引飛彈簧144的彈力，在其作用下，錐套145導向鍵的端面與引導阻調器端蓋142的鍵槽端面貼合，並使得錐套145另一端的端面與阻調墊片146端面在軸向上保持一定間隙。

調節軸模塊主要由軛151、絲杆152、復位螺母153、復位螺母波形彈簧154和復位螺母密封圈155組成。軛151的上下端具有與制動夾鉗槓桿相連接的接口孔，孔內安裝有襯套113，為調節軸模塊與制動夾鉗槓桿的安裝與相對轉動提供支承作用。絲杆152的梯形螺紋用於與調節螺母131和引導螺母143配合，光杆一端伸入並安裝於軛151的中心孔。絲杆152光杆階梯面具有端齒，與軛151上端齒相嚙合；光杆端部沿徑向有通孔，並通過彈性銷與復位螺母153固定連接。復位螺母153與軛151之間沿軸向安裝有復位螺母波形彈簧154，用於保持軛151與絲杆152端齒面嚙合。復位螺母153外側與軛151之間安裝有復位螺母密封圈155，用於防塵防水。

在缸蓋112外側端面與軛151內側端面附近分別開有周向槽，用於在二者之間安裝防塵罩197。

參見圖3至圖7所示，本實施例與傳統帶有間隙調整功能的制動缸相比，方鍵198採用楔形截面設計，其實際可運動空間則由缸蓋管113上的方鍵槽和楔形調整塊115共同組成。通過調整調節螺釘118可調節楔形調整塊115在缸蓋管113上的安裝高度，即調節了楔形調整塊115楔形面的高度，從而改變了方鍵198在方鍵槽內的軸向可運動距離即最大無調整行程S1。由制動缸的間隙調整原理可知，當活塞實際空走行程S大於最大無調整行程S1與調節螺母131的端齒嚙合高度N之和，調節螺母131與錐齒滑套132相互的端齒完全分離，觸發間隙調整機構發生間隙調整動作，因此，經過多次間隙調整動作之後，制動夾鉗的緩解間隙Sp制動盤與閘片在緩解狀態下的間隙應保持在S1+N/i附近，其中，i為制動夾鉗槓桿比。通過調節螺釘118調整楔形調整塊115的高度，改變其楔形面與方鍵198楔形面之間的軸向距離，即改變S1，即可調節制動夾鉗的緩解間隙。

當缸體111內充入壓縮空氣時，壓縮空氣推動活塞模塊壓縮緩解彈簧199向外側移動。引導阻調模塊與活塞管122通過螺紋固定連接，其隨活塞模塊一起向外側移動。在制動夾鉗的閘片與制動盤抱緊之前，制動缸兩端可視為自由端，即基本不受來自槓桿的軸向制動載荷。此時在引導阻調模塊內部，由於阻調彈簧147彈力遠大於引飛彈簧144，在引飛彈簧144的共同作用下，引導螺母143與錐套145的端齒相嚙合，引導螺母143無法相對調節軸發生旋轉，調節軸與引導螺母143在軸向上的相對位置不變，即引導螺母143通過梯形螺紋帶動調節軸一起同步向外運動。由於方鍵198的周向限位，在調節彈簧133的作用下，調節螺母131與錐齒滑套132的端齒相嚙合，調節螺母131無法相對調節軸發生旋轉，調節軸通過梯形螺紋帶動間隙調節模塊一起同步向外運動，方鍵198也隨之在方鍵槽內移動。

當制動夾鉗的閘片與制動盤之間的間隙Sp較大時，在閘片與制動盤未夾緊之前制動缸的實際空走行程S較大。若實際空走行程S大於方鍵198的最大無調整行程S1+調節螺母131端齒嚙合高度N時，在制動缸充氣過程中，方鍵198與整個間隙調節模塊一起先隨活塞模塊向外運動，當方鍵行程達到S1時，其楔形面與楔形調整塊接觸，其軸向運動受到限位。在此之後，調節螺母131在調節軸絲杆152的帶動下繼續向外側運動，調節螺母131與錐齒滑套132的端齒面開始分離，當繼續運動一個端齒嚙合高度N後，端齒完全分離，調節螺母131的周向運動約束解除，在調節彈簧133的作用下開始發生間歇性旋轉，從而使得調節軸絲杆152相對調節螺母131向外伸出。制動缸排氣後，在緩解彈簧199的作用下，活塞向內側運動，間隙調節模塊、引導阻調模塊和調節軸模塊將整體隨之向內側運動，方鍵198也向內側運動。由於在充氣過程中，活塞的行程大於方鍵198的行程，因此，在復位過程中，當方鍵198受到方鍵槽內側端面的軸向限位後，間隙調節模塊將停止軸向移動，在調節螺母131和調節軸絲杆152螺紋配合的作用下，調節軸也無法繼續軸向移動。而活塞將帶動引導阻調器模塊繼續向內側移動，在引導螺母143和調節軸絲杆152螺紋配合的作用下，引導螺母143將壓縮引飛彈簧144，引導螺母143與錐套145的端齒將發生分離，錐套145對引導螺母143的轉動限位解除，在引飛彈簧144的作用下，引導螺母143將發生間歇性轉動，從而使引導螺母143相對調節軸絲杆152發生軸向相對位移，並使得引導阻調模塊實現向內側的完全復位。在制動缸充排氣動作前後，由於調節軸相對間隙調節模塊和引導阻調模塊發生了軸向相對位移，即也相對活塞模塊向外伸出，使得動作前後制動缸的長度伸長，反應到制動夾鉗的閘片端其雙側間距變小，碟片間隙減小，即發生了間隙調整動作。

若楔形調整塊115的安裝高度為H1時，方鍵198的最大無調整行程為S1；當楔形調整塊115的安裝高度增加ΔH後，方鍵198的最大無調整行程也將隨之增加ΔS，且ΔS=ΔH/tan(a)，其中a為方鍵198和楔形調整塊115楔形面與水平面的夾角。而調整後的制動夾鉗緩解間隙則增加了ΔSp=ΔS/i=ΔH/(tan(a)×i)的雙側距離。

此外，方鍵118和楔形調整塊115的楔形面應採用附圖所示的楔形面配合方式，即在方鍵198楔形面與楔形調整塊115楔形面接觸後，方鍵198對楔形調整塊115的作用力方向為沿楔形面斜向上，此時在調節螺釘118的拉力作用下，可實現對楔形調整塊115的精確限位。

除上述實施例外，本發明還可以有其他實施方式。凡採用等同替換或等效變換形成的技術方案，均落在本發明要求的保護範圍。