专利名称：卡车的空气制动器的制作方法
技术领域：
本发明涉及用于卡车的制动器系统和制动器的致动器系统。本发明尤其涉及气动空气制动系统，所述的气动空气制动系统用于在森林运输工业中所使用的大型卡车上。
本发明是于1999年2月2日授权给Marc Hunter的美国专利US 5，865，277号的改进，该专利的全部内容在此被引为参考。
已知的鼓式制动器具有优于盘式制动器的某些优点。这些优点包括在某些状况下极高的制动力和在进行制动并且产生温度变化时能持续作用制动力。
包括许多制动蹄的鼓式制动器需要致动系统来扩张制动蹄，其中所述制动蹄在被连结到车轮上的制动鼓内扩张。在一种类型的致动机构中，是通过一凸轮来扩张制动蹄，其中凸轮安装在一轴上，而该轴由一背板携带的轴承以及一隔开的支承件支承，该支承件被固定到车辆的一簧上(un-sprung)部分上。凸轮轴大致在背板与隔开的支承件之间沿大致平行于车轴或用来固定背板的车桥壳体(桥壳)的方向延伸。在这样的机构中，隔开的支承件被焊接或螺纹连接到车轴或车桥桥壳本身上。
用于汽车和卡车车轮的传统的制动机构通常包括圆柱形制动鼓，其被安装成随每一车轮旋转。成对的半圆柱形制动蹄被安装在一桥壳的相对侧面，在扩张位置与收缩位置之间向内和向外转动。制动衬片被设置在制动蹄与制动鼓之间并且随制动蹄伸张而在其间被压缩。凸轮设置在制动蹄的自由端之间，所述的自由端用于促使其进入扩张的位置并释放它们以便弹簧收缩。凸轮由被连接到车辆的脚踏板或手操作杆上的连杆系控制。
一种现行的鼓式制动器系统具有与制动鼓接触的制动蹄。轮缸致动制动蹄的顶部，同时具有一分离连杆，其被一缆索操纵，该缆索使制动蹄与制动鼓接触。
在大多数鼓式制动器中，无论是手动、液压、还是气动致动，都是通过收缩弹簧来相互连接弧形的制动蹄。当未使用制动器时，通过收缩弹簧使制动蹄保持离开旋转的制动鼓。当使用制动器时，即在液压或气动系统中，液压或气动缸的加压迫使活塞连杆克服制动蹄而向外移动，并且促使制动蹄啮合旋转的制动鼓。
迄今为止，在制动器构造中利用相对不可挠屈的制动蹄仍然是一种传统的实践，其中，这种制动蹄通常是通过加固腹板来增强其抗挠曲的。这样的制动蹄通过向一个蹄的一端施加力而被压靠到旋转的制动鼓上，其中所述的力是通过例如气动缸或液压缸施加的；并且在蹄的相对的另一端设置一固定座用于固定制动蹄，防止其随制动鼓作圆周运动。在这样的构造中，将一对转矩蹄在相邻端连接起来也是一种传统的作法，从而可利用一单个制动缸来在一对制动蹄的第一制动蹄的自由端或相向的另一端施加致动力，从而单个的固定座可位于该对制动蹄的第二制动蹄相邻的自由端，以接收沿该对制动蹄表面产生的摩擦力。在后者的布置中，沿第一制动蹄的表面所产生的摩擦力作为致动力被传递给第二制动蹄的一端。
在传统的空气制动系统中，通过行车制动(控制)管线和紧急制动(补给)管线来供给加压的空气。控制管线经继动器阀连接，以操作行车制动器，所述的行车制动器与每一车轮气动相连。为了保证行车制动系统具有足够的容量来提供反复的行车制动应用，制动系统还包括经继动器阀连接的一行车贮存器或贮存箱，从而可以从一相对大的储存容积向行车制动器供给压力。贮存器通过补给(紧急)加压系统加压，该补给加压系统也向车辆的紧急或驻车制动器提供压力。紧急或驻车制动器通常借助于被偏置的弹簧的力以弹簧来操作，以通过使用紧急补给系统内的压力来释放制动器。
在先有技术的气动空气制动系统中，紧急制动器或者是带有独立于空气管线的辅助空气箱的空气罐，或者是依赖于S凸轮系统的独立系统。在这样的气动系统中，当空气管线失去空气压力时，一个阀门检测空气压力的损失并且从辅助空气箱排出所有的空气。空气最终会漏出并且在空气罐内不会留下压力。这样，需要使用木块作为备用。
S凸轮系统不依赖于辅助空气箱，因为该系统包括位于空气罐内的弹簧。当制动压力施加时，就压缩弹簧，从而减轻制动蹄的压力。
传统的制动器在卡车、卡车挂车、或半挂车上经常失效，尤其是当搬运重型负荷时。通常，当卡车从陡坡向下行驶时，需要反复使用制动器以保持可控制的速度。由于制动器失效而失控的卡车已夺去许多卡车驾驶员和乘客的生命，并且造成有价值的货物的损失。
如上所述，制动器是通过制动器的致动器来操作。因此已知多种构造的制动器致动器。通常操作机械鼓式制动器致动器，将大致由缆索机构施加的力传递给两个半圆形的制动蹄，从而向制动鼓施加力并获得制动功能。传统的制动器致动器通常经活塞或被连接到驾驶员的制动支杆来迫使制动蹄抵靠到制动鼓上。
先有技术给蹄鼓式制动器提供了机械制动器致动器。在这样的致动器的一种已知形式中，用来输入力的操作杆和支杆件可转动地相互连接，并且适于分别与鼓式制动器的制动蹄的外端部分啮合。致动器可通过向操作杆施加力而伸张，从而将制动蹄作用到制动鼓上。在该已知的致动器中，操作杆和支杆件部分可平行于制动器背板滑动地支承在相对于背板固定的表面上，以沿垂直于背板的方向反作用于这些部件中产生的力。
其他现有技术包括提供一单件机构，它采用支杆的形式，该支杆与一对制动蹄的腹板啮合。该支杆可转动以张开制动蹄，并且通过啮合相邻于制动器背板的部件的一表面的滚子被支承在固定的邻接件的表面上。
如上所述，卡车和挂车通常提供一膜片腔，迫使空气进入该腔来操作操作杆，以作用制动器。如果由于任何原因压缩器失效，以致在压力储存箱内不能保持适当量的压力，或者产生空气泄漏，以致于发生紧急情况，或者如果驾驶员驾驶车辆下一陡坡并且突然发现没有足够的空气压力作用于制动器，其结果对卡车的驾驶员、其他驾驶员、或卡车上的货物来说都将是灾难性的。
该问题在先有技术中是通过提供附加的装置而得以解决的，该附加装置是气动操作装置与弹簧装置二者的组合，它用于与卡车、拖拉机、或挂车的制动器机构配合，以确保不会发生上述事故。可以使用这样传统的制动机构，其中允许压缩空气流入膜片腔内，以作用制动器。制动器操作装置也包括适当的辅助机构，带有被偏压以作用制动器的压缩弹簧，但是，通过允许压缩空气进入该辅助机构，可以克服弹簧的这个趋势并且弹簧不可能作用制动器。然而，如果空气压力失效，或者空气压力下降，辅助机构将趋于慢慢地作用制动器。在空气压力突然失效的情况中，驾驶员将不能作用制动器，因此，辅助机构就会自动地释放，并且通常由空气压力保持在非操作位置的弹簧将变得能起作用并将自动地作用制动器。
近年来，在试图为重型车辆的流体驱动的凸轮致动的制动器机构的流体马达、凸轮轴、和相关的相互连接的连杆建立满意的安装结构，人们一直在努力的探索各种方案。
在空气制动器领域中，一种可接受的先有技术的商用设计是在车轴上安装致动膜片或缸，其中致动膜片或缸的轴线垂直于制动器凸轮轴的旋转轴线，该凸轮轴平行于被制动的车轮的旋转轴线的延伸线。
先有技术的鼓式制动器组件的一个问题是其构造和装配复杂，并且通常包括大量零部件。这样大量的零部件导致装配制动器组件和将其安装到车辆上成为昂贵而费时。
鼓式驻车制动器组件的另一问题是制动鼓制动蹄摩擦衬片通过磨损制动鼓的内表面不会适当地嵌合。除非在作用制动器时的衬片的直径与制动鼓的直径之间具有近乎完美的匹配，制动鼓制动蹄将不会恰当地接触制动鼓的整个表面，从而只能产生较低的制动力。
在包括凸轮的鼓式制动器中，在背板和支承件内的凸轮轴轴承必须准确地对齐，以防止在完全装配时这些轴承内的凸轮轴被卡死。已知在托架被焊接或螺纹连接到位后，除非特别仔细，托架内的轴承通常不会与背板内的轴承准确地对齐。这造成轴被卡死在其轴承内。当零部件被焊接到位时，为了使强度最大，增加了保证正确的轴承对齐的困难。在背板与支承件的制造过程中，这些板和件是以冲压或其它方式成形，并且通常包含必需的孔等等，这些孔是在所述的板和件被焊接到车轴上或桥壳上之前加工的。虽然可以用惯用的夹具或其它装置在焊接过程中保持这些板和件定位，但要把它们保持在所希望的准确的位置极为困难，因此当被焊接到位时，这些板和件将难以恰当地对齐，以固结其它零部件。还需要精确地加工零部件。在凸轮轴的隔开的轴承情况下，尤其需要这样的正确的对齐。
在鼓式制动器中，当制动衬片磨损时，会产生制动失效，并且凸轮通常不能有效地作用制动器，以致于不能使车辆停止。也会由于制动鼓过热或膨胀而产生这种结果，从而不能获得正确的制动蹄啮合。
操作制动器控制连杆的缆索也需进行调节，但通常该缆索会生锈，以致于不能调节。
在实践中已发现鼓式制动器内的收缩弹簧偶然会变得不能操作。因此，需要提供这样的制动器，其收缩不是用弹簧装置来提供，但能可靠地致动。
空气制动器的一个问题是传统的弹簧操作系统的失效会导致制动器失去其制动力，造成车辆的危险操作。
许多类型的制动器致动器通常包括过多的零部件，这使得装配复杂化，并且通常会使得相配的制动蹄端部会发生不希望的垂直和横向运动。
制动器致动系统内的操作杆与支杆件的滑动是不希望的，因为它会影响制动效率。
在用于流体驱动的、凸轮致动的制动器机构的安装结构中，需要解决的问题有许多。在这样的安装中，一个主要的问题是流体马达的位置，其必须位于不会被车辆道路上的障碍物损坏的位置。第二个问题是在流体马达的安装中，必须采用这样的方式，以致于当制动器被作用时致动机构的凸轮轴不会受到偏转。第三个问题是在流体马达及相关的连杆的安装中，凸轮轴轴承必须准确地对齐并且凸轮轴轴线必须相对于制动蹄正确地设置。第四个问题是这种致动机构的流体马达必须这样安装，以使其与弹簧悬架或车轴的稳定连杆不发生干涉。
由于各种形式的车轴及其稳定机构，过去必须给每一种形式的车轴及其相关的稳定机构提供一种完全不同的安装结构，而不是提供通用的安装结构。
需要向着车辆的纵向中心线将致动器很好地安装在车轴上，以免与弹簧、半径杆、转矩杆和其它车辆零部件干扰。因此，凸轮轴相对长并且在相对的端部被支承在托架内的轴承中，由此致动器被分别安装在车轴和制动器背板上。这种安排需要专门的致动器安装托架，必须准确地定位以对齐凸轮轴轴承。不期望的长凸轮轴也难以对齐和难以保持对齐。在装配过程中和操作时的高制动力矩条件下，它还具有弯曲的趋势。
已经有许多专利对上述问题提出解决方案。这些专利如下Lawrence R．Buckendale的于1943年10月12日授权并且转让给Timken-Detroit车轴公司的美国专利US 2，331，652号；Isacc W．Simpkins的1946年10月22日授权的美国专利US 2，409，908号；Ralph K．Super的于1950年7月25日授权的并且转让给Timken-Detroit车轴公司的美国专利US 2，516，160号；Brian Ingram等的于1987年10月27日授权的并且被转让给Lucas Industries Public有限公司的美国专利US 4，702，352号；Walther F．Scheel的于1956年7月24日授权的并且被转让给Rockwell弹簧与车轴公司的美国专利US 2，755，890号；Stanley P．Kissinger的于1960年8月16日授权的美国专利US 2，949，171；Timothy J．Hunt等的于1989年12月19日授权并且被转让给Lucas Industries Public有限公司的美国专利US 4，887，698；Nui Wang的于1993年9月21日授权的并且被转让给制动器与离合器工业澳大利亚Pty有限公司的美国专利US 5，246，093号；Frank W．Brook，Sr．等的于1996年7月21日授权的并且被转让给通用汽车公司的美国专利US 5，531，298号。
本发明的第一个目的是提供用于大型卡车的气动制动系统，该气动制动系统结构简单，并可提供最大可能的安全性。
本发明的第二个目的是提供一种改进的安装结构，用于流体压力致动的制动机构的流体马达轴和相互连接的连杆。
本发明的第三个目的是提供用于制动器的改进的制动器致动机构安装结构，由此制动器致动装置可相对于制动蹄准确地对齐，并且其中马达与致动连杆被安装成几乎可以消除来自于路面障碍物的损伤危险。
本发明的第四个目的是提供被支承在车轴外端的改进的制动器致动机构安装结构。
本发明的第五个目的是提供简化结构和改善力的传递效率的制动器致动器。
本发明的第六个目的是提供改进的制动器控制装置。
本发明的第七个目的是提供一种新型的车辆制动器组件，包括被固定到车轴或桥壳上的托架并且具有由固定到托架上的部件携带的致动机构。
本发明的第八个目的是提供用于制动机构致动器的车轴组件。
本发明的第九个目的是提供一种制动器致动机构，位于新的单一组件内，带有制动机构和致动器。
本发明的第十个目的是提供新的流体制动器的致动器，它可位于被保护的位置。
本发明的第十一个目的是提供单个制动蹄制动鼓式制动器，它无需回位弹簧即可操作。
本发明的气动制动系统致动带有气动缸的制动蹄，并且是对或者需要手动，或者需要借于自动松紧调节器进行调节的这些系统的改进。
本发明提供的改进的致动器系统，包括制动器和连接到空气罐上的压缩空气源的制动器系统，该空气罐包括推杆，用于在制动器作用位置与制动器释放位置之间操作横向制动器致动器杆。该改进的致动器系统包括非对称的操作件，它可相对转动地连结到固定的车轮支承件上，而车轮支承件绕车轮的车轴同心设置。非对称的操作件包括被连结到横向制动器致动器杆上的凸耳。可操作地连接到非对称的操作件上的制动器臂组件包括一对径向相对的弧形制动器臂，每一制动器臂包括内部弧形沟槽件。该弧形沟槽件的一端终止于空心的圆筒形轴套，而另一端终止于一对横向隔开的凸耳，在所述凸耳内具有贯穿的对齐孔。内部固定板与外部固定板将非对称操作件夹持于其间，并且也可相对转动地连结到固定的车轮支承件上，该车轮支承件绕车轮的车轴同心地设置。该对固定板被不可转动地固定到非对称的操作件上。第一分叉的连杆可转动地连结在第一沟槽件的凸耳与固定板之间，并且第二分叉的连杆可转动地连结在第二沟槽件的凸耳与固定板之间。第一空心的圆筒形轴套可转动地连结到相对于第二分叉连杆连结处的固定板上；并且第二空心的圆筒形轴套可转动地连结到相对于第一分叉连杆连结处的固定板上。当致动空气罐时，推杆推动横向致动器杆，沿逆时针方向转动非对称的操作件，从而促使弧形制动器臂从非作用位置向径向向外的制动作用方向移动，并且摩擦地啮合径向向内的制动衬片。当从空气罐排出压缩空气时，空气罐的推杆使横向致动器杆运动，沿顺时针方向转动非对称的操作件，从而促使弧形制动器臂沿制动器释放作用的径向向内的方向运动到非作用位置，并且脱离与径向向内的制动衬垫的摩擦啮合。
本发明还提供一改进的致动器系统，包括制动器与被连接到空气罐上的压缩空气源的制动器系统，该空气罐包括一推杆，用于在制动器作用位置与制动器释放位置之间操作一横向制动器致动器杆。该改进的致动器系统包括非对称的操作件，其可相对转动地连结到固定的车轮支承件上，所述车轮支承件绕车轮的车轴同心设置并且以上进行了完整的描述，因此不再进一步描述。
本发明还提供卡车、卡车-挂车、或半挂车以及制动器系统的组合的改进，该制动器系统包括制动器和连接到空气罐上的压缩空气源，所述的空气罐包括一推杆，用于在制动器作用位置与制动器释放位置之间操作一横向制动器致动器杆，还包括改进的制动器致动器系统。该改进的制动器致动器系统包括非对称的操作件，其可相对转动地连结到固定的车轮支承件上，所述车轮支承件绕车轮的车轴同心地设置并且在上面进行了完整的描述，因此不再进一步描述。
本发明还提供制动器系统的组合，包括制动器与被连接到空气罐上的压缩空气源，所述的空气罐包括一推杆，用于在制动器作用位置与制动器释放位置之间操作一横向制动器致动器杆，该推杆操作横向制动器致动器杆，还包括一改进的系统。该改进的致动器致动系统包括非对称的操作件，可相对转动地连结到固定的车轮支承件上，所述车轮支承件绕车轮的车轴同心地设置并且在上面进行了完整的描述，因此不再进一步描述。
本发明还提供卡车、卡车-挂车、或半挂车的组合，该卡车-挂车或半挂车具有多个车轴，在每一车轴的每一端具有气动操作的鼓式制动器组件，还具有容纳所述车轴的桥壳；制动器系统，包括制动器与被连接到空气罐上的压缩空气源，所述的空气罐包括一推杆，用于在一制动器作用位置与制动器释放位置之间移动一横向制动器致动器杆，所述推杆操作所述的横向制动器致动器杆，和一改进的致动器系统。该改进的致动器系统包括非对称的操作件，其可相对转动地连结到固定的车轮支承件上，所述车轮支承件绕车轮的车轴同心地设置并且在上面进行了完整的描述，因此不再进一步描述。
本发明的第一特征是推杆包括其上的垂直齿，被释放棘爪作用，从而意外的释放除该空气罐外的空气压力，会造成该释放棘爪保持该推杆向下，并且从而保持制动作用。
本发明的第二特征是内部固定板包括一对径向隔开的外部车轴杆，空心圆筒形轴套同心地可转动地设置在该外部车轴杆内。
本发明的第三特征是空气罐包括用于向该推杆作用压力的一第一膜片，该膜片从行车贮存器被供给加压的空气。
本发明的第四特征是空气罐包括包括用于向该推杆作用压力的第二膜片，该第二膜片被该空气罐内的弹簧操作。
本发明的第五特征是组合包括一空气腔安装件，其被固定到桥壳上邻近于该桥壳的每一端，并且一空气腔被安装在空气腔安装件上，该空气腔被连接到压缩空气源上。按照该第五特征的第一具体特征，该组合还包括被固定到桥壳上的横向角铁，并且包括被固定到横向角铁上的释放棘爪，推杆包括其上的垂直齿，其与释放棘爪配合，从而意外地释放除所述空气罐外的空气压力会造成释放棘爪保持推杆向下，并且从而保持一制动作用。按照本发明该第五特征的第二具体特征，所述的组合还使得推杆与一横向致动器杆可操作地相连，其中横向致动器杆可操作地连接到非对称件上。
按照本发明的第六特征，该组合包括被固定到所述桥壳上的一横向角铁，并且还包括被固定到所述横向角铁上的一释放棘爪，推杆包括其上的垂直齿，其与释放棘爪配合，从而意外的释放除所述空气罐外的空气压力，会造成所述释放棘爪保持所述推杆向下，并且从而保持一制动作用。
按照本发明第七特征，推杆与一横向致动器杆可操作地相连，其中横向致动器杆可操作地连接到所述非对称件上。
在可使用根据本发明的实施例的制动器系统的车轮中，制动衬片结构可直接应用到车轮的支承装置上。该支承装置可包括一向内朝向的圆筒形表面，其中衬片结构直接安装在该表面上。或者，车轮可具有一支承装置，用于将一制动衬片组件固定到该车轮上，该制动衬片组件包括被固定到环形制动衬片载架上的制动衬片结构。然后通过制动衬片载架与支承装置之间的配合，将制动衬片组件安装到车轮上。在这种布置中，载架可拆卸地固定在位，其中制动衬片结构径向向内地面向车轮的旋转轴线。
本发明优于先有技术的一个优点是可降低零部件的数量，降低结构与装配的复杂性。
本发明的第二个优点是无需凸轮与凸轮轴，从而消除了与先有技术的凸轮和凸轮轴有关的问题。
本发明的第三个优点是无需用于致动制动蹄的缆索，从而消除了缆索生锈的问题。
本发明的第四个然优点是无需与无作用的收缩弹簧问题相关的收缩弹簧。
本发明的第五个优点是不依赖空气罐中的弹簧，从而使得卡车的危险操作的可能性最小。
本发明的第六个优点是无需致动活塞或支杆，从而避免了制动蹄不希望的运动的问题。
本发明的第七个优点是无需可滑动的操作杆和支杆致动器，从而避免了对制动效率的影响。
本发明的第八个优点是无需安装流体马达、凸轮轴、和相关的连杆机构的问题，因为取消了凸轮与凸轮轴。
图1和图2示出了典型的空气制动器的操作示意图。
图3是先有技术的传统紧急制动器控制阀的示意图，它包括紧急补给管线、行车供给管线、组合式行车与紧急弹簧制动器、和行车供给贮存器。
图4是局部透视图，示出了装备有根据本发明的实施例的空气制动器系统的车轴与车轮，其中为简洁起见，未示出车轮与轮胎。
图5是图4的一部分的放大视图，表示制动器臂与致动机构。
图6是图4中所示实施例的分解视图。
图7是局部剖视侧视图，表示制动器轴线与致动机构。
图8是侧视平面图，表示制动器轴线与致动机构。
图9和10是根据本发明的实施例的制动系统的视图，分别表示处于“打开”和“闭合”方位的制动蹄。
在描述本发明的实施例前，下面将给出对一典型空气制动器及其操作的简要描述。如图1和图2所示，典型的空气制动器包括容纳有压缩空气的辅助贮存器(AR)，其被连接到一中央阀上，该中央阀包括可操作／可关闭的压缩空气旁路(BP)和可操作／可关闭的排气口(EX)。中央阀(CV)被连接到弹簧加载的制动缸(BC)上，该制动缸包括气缸活塞(CP)，其被连接到制动器杆(BR)上并且抵靠弹簧(S)而操作。制动器杆(BR)被连接到制动蹄(BS)上，所述制动蹄受压而啮合车轮(W)。中央阀(CV)通过压缩空气管线(AL)被连接到主要的压缩空气源上。
图1表示制动器“被作用”的位置，而图2表示制动器“被释放”的位置。
如图1和2所示，这些传统的空气制动器的操作如下。为了作用制动器，如从中央阀(CV)引出的压缩空气管线(AL)内的反向箭头所示，降低压缩空气管线(AL)内的空气压力。这就从辅助贮存器(AR)内释放压缩空气，使之通过中央阀，因为压缩空气旁路(BP)打开并且排气口(EV)关闭，空气就进入制动缸(BC)内。压缩空气作用在气缸活塞(CP)的暴露面上，促使其向右移动，克服弹簧(S)的反作用力。这就促使制动器杆(BR)向右并且促使制动蹄(BS)与车轮(W)接触，使得制动蹄(BS)夹紧车轮(W)。
为了释放制动器，如空气管线(AL)内的箭头所示反转通向中央阀(CV)的空气管线(AL)内的空气压力。由于排气口(EV)打开并且压缩空气旁路(BP)关闭，因此压缩空气就在中央阀(CV)内反转，通向辅助贮存器(AR)内。制动缸(BC)内的压缩空气被释放并且制动缸(BC)通向中央阀(CV)，并且经排气口(EV)排出。弹簧(S)促使制动器杆(BR)向左并且使制动蹄(BS)脱开在车轮(W)上的夹紧。在辅助贮存器(AR)内再次建立起空气压力。
在描述本发明的实施例前，将给出对先有技术的典型的空气制动器的简要描述。图3表示制动器组件“B”的示意图。该组件包括制动器管线“L”，所述管线由S-CAM“C”经松紧调节器“A”操作。该制动器通过推杆“R”作用，所述的推杆或者由行车制动器“F”的膜片“D”驱动，或者由弹簧制动器“K”的弹簧“S”驱动。弹簧制动器“K”通常被称为驻车／紧急制动器。弹簧制动器“K”由空气压力通常被保持在“释放”的位置，其中空气压力作用在膜片“E”上，其压力是从紧急制动控制阀组件经供给管线接收。控制阀组件的压力经来自于软管快速接头“EG”的紧急供给管线提供，所述的软管快速接头被连接到用于向制动系统供给压力的空气压缩器上。制动器组件“B”通常由行车制动器“F”通过作用于膜片“D”上的空气压力控制。膜片被压缩空气致动，所述的压缩空气经从行车软管快速接头延伸的控制管线接收，所述的控制管线也被连接到压缩器输送源上并且延伸通过继动阀“V”。行车制动器“F”的压力也经行车贮存器“T”输送，该压力被通过紧急供给管线12与控制阀组件10的压缩空气加压。
虽然任何制动器结构都可采用本发明的紧急制动器结构，例如传统的制动衬片／制动蹄结构和盘式制动器结构，在申请人的美国专利US 5，865，277中描述和要求保护一种非常有用的制动器结构，该专利于1999年2月2日授权，其整个内容在此被引为参考。
在描述本发明的优选实施例前，希望解释本发明特别适于提供涉及上述美国专利US 5，865，277的制动系统的制动器系统。因此，本发明特别适用于带有车轮的车辆制动系统中，所述的车轮使用可旋转地被驱动或可自由转动的车轮支承件，其沿着车轮的旋转轴线被固定到车辆的非旋转部件上。车轮支承件被全部公开在上述美国专利US 5，865，277中，其内容在此被引为参考，因此无需进一步描述。
下面参照图4至图10描述本发明的实施例。
轮缘制动器组件900包括圆筒形桥壳910，其内具有车轴911，该车轴具有主圆柱形部分911a、截锥形部分911b和直径小于主部分911a的一末端圆柱形部分911c。由912表示的制动器臂组件绕车轴911同心地设置。该制动器臂组件912包括上部弧形制动器臂913和下部弧形制动器臂914。在上部弧形制动器臂913的下侧设置有弧形沟槽件915。弧形沟槽件915在一端917处终止于一对横向隔开的凸耳919、921，其中，每一凸耳设有对齐孔923，而在另一端925处终止于主空心圆筒形轴套927上。
在下部弧形制动器臂914的下侧(内面侧)设有弧形沟槽件916。该弧形沟槽件916在一端918处终止于一对横向隔开的凸耳920、922，其中，每一凸耳设有一对齐孔922；并且在另一端926处终止于主空心圆筒形轴套928上。
上部弧形沟槽件913与分叉的连杆929相连，该分叉的连杆包括两个横向隔开的臂931、933，其中每一臂设有一对齐孔935，并且它们通过第二空心圆筒形轴套937连接。第二空心圆筒形轴套937通过销939可旋转地保持在凸耳919、921之间，其中，销939穿过对齐孔923和第二空心圆筒形轴套937的空心的芯部。
下部弧形沟槽件914与分叉的连杆930相连，该分叉的连杆包括两个横向隔开的臂932、934，其中，每一臂设有一对齐孔936，并且它们通过第二空心圆筒形轴套938连接。第二空心圆筒形轴套938通过销940可旋转地保持在凸耳920、922之间，其中，销940穿过对齐的孔924和第二空心圆筒形轴套938的空心的芯部。
内部固定板940被牢固地固定到桥壳910的一端942上，其中，车轴911a经贯穿的中央孔944伸出。
内部固定板940设有5个孔，以容纳5个隔开的螺栓组件946、948、950、952、954。每一隔开的螺栓组件946、948、950、952、954分别包括带螺纹的空心圆筒形件947、949、951、953、955，它们适于通过装置(未示出)固定到内部固定板940上。上部弧形沟槽件913的主空心圆筒形轴套927绕隔开的螺栓组件946的带有螺纹的空心圆筒形件947可旋转地设置，并且被固定到下部弧形沟槽件914上的分叉连杆930的对齐孔936绕隔开的螺栓组件948的带螺纹的空心圆筒形件949设置。类似地，下部弧形沟槽件914的主空心圆筒形轴套928绕隔开的螺栓组件952的带有螺纹的空心圆筒形件953可旋转地设置，并且被固定到上部弧形沟槽件913上的分叉连杆929的对齐孔935绕隔开的螺栓组件950的带螺纹的空心圆筒形件953设置。
包括绕车轴911a及具有贯穿孔965的凸耳964安装的空心圆筒形轴毂的非对称的操作组件960靠置于在圆筒形桥壳910的端部967的轴套966上。操作组件960通过销969固定到轴套967上。
外部固定板970邻近于操作组件960并且通过使用螺栓971、972、973、974、975而被固定到内部固定板940上，其中，螺栓971、972、973、974、975分别被固定到5个隔开的螺栓组件946、948、950、952、954的带螺纹的外端内。可注意到4个隔开的螺栓946、948、950、952用来将制动器臂组件912固定到固定板940、970上，而第五个隔开的螺栓组件954则用来确保将两个固定板940、970固定到一起。因此操作组件960被设置在分叉连杆930的两个臂932、934之间。制动器的致动器杆980被固定到在操作组件960的凸耳964内的孔965内。
被固定到桥壳910的外表面990上的是空气腔安装件991。作为“空气罐”所知的空气腔992被安装到安装件991上。空气罐992包括被固定到横向制动器的致动器杆上的非独立的推杆993。
推杆可以设有锯齿，其与被固定到横向角铁994上的释放棘爪(未示出)相配。如果在制动作用过程中空气意外地损失，则棘爪将保持推杆993向下，并且由此保持制动器系统的完整。
在本发明的制动器的操作中，当致动制动器时，空气就从空气罐释放并且向下推动推杆。这进而向下推动横向制动器制动器，促使致动器组件逆时针转动，由此促使固定板沿逆时针方向转动，并且使得制动器臂抵靠制动衬片而运动。
重新加压空气罐造成相反的作用，以释放制动器。
本发明的系统不能调节。弹簧制动器的行程为3．07英寸并且是置于板外的空气罐。致动器首先被设定为由空气罐推动2．5英寸。此后，如果摩擦材料被磨损变成金属-金属之间的摩擦，则仍然具有继续使用的可能。
作为保证，带有垂直齿的棘爪将减小空气压缩器的使用。如果其失效，空气制动器将仍然具有所需的行程以使车辆停止。空气罐可能需要较长的行程。如果是这种情况，则棘爪就会收紧松弛度，使得压缩器避免不必要的运转。如果棘爪失效，可能不能保持空气供给，因此传统空气罐内的弹簧将锁止制动器。这是第二备用件。直到再次建立空气供给前，驾驶员将不能继续进行制动。
权利要求
1． 用于制动器系统的致动器系统，所述制动器系统包括制动器和被连接到空气罐上的压缩空气源，所述的空气罐包括一推杆，用于在制动器作用位置与制动器释放位置之间操作一横向制动器致动器杆，其特征在于所述致动器系统包括一非对称的操作件，可相对转动地连结到一固定的车轮支承件上，并且绕一车轮的一车轴同心地设置，所述非对称的操作件包括被连结到所述横向制动器致动器杆上的一凸耳；一制动器臂组件，包括一对径向相相向的弧形制动器臂，每一所述制动器臂包括一内部弧形沟槽件，所述弧形沟槽件的一端终止于一空心的圆筒形轴套，另一端终止于一对横向隔开的凸耳，在所述凸耳内具有贯穿的对齐孔；一内部固定板与一外部固定板，将所述非对称操作件夹持于其间并且也可相对转动地连结到所述固定的车轮支承件上，所述车轮支承件绕所述车轮的所述车轴同心地设置，所述固定板被不可转动地固定到所述非对称的操作件上；第一分叉的连杆，可转动地连结在第一沟槽件的凸耳与所述固定板之间；第二分叉的连杆，可转动地连结在第二沟槽件的凸耳与固定板之间；第一空心圆筒形轴套，可转动地连结到相对于所述第二分叉连杆连结处的所述固定板上；以及第二空心圆筒形轴套，可转动地连结到相对于所述第一分叉连杆连结处的所述固定板上；从而，当致动所述空气罐时，所述推杆推动所述横向致动器杆，沿逆时针方向转动所述非对称的操作件，从而促使所述弧形制动器臂从一非作用位置向径向向外的制动作用方向移动，并且摩擦地啮合径向向内的制动衬片，而当从所述空气罐排出压缩空气时，在所述空气罐内的所述推杆使所述横向致动器杆运动，沿顺时针方向转动所述非对称的操作件，从而促使所述弧形制动器臂沿一制动器释放作用的径向向内的方向，运动到非作用位置，脱离与所述径向向内的制动衬垫的摩擦啮合。
2．根据权利要求1所述的致动器系统，其特征在于所述的内部固定板包括一对径向隔开的外部车轴杆，所述的空心圆筒形轴套同心和可转动地设置在该外部车轴杆内。
3．根据权利要求1或2所述的致动器系统，其特征在于所述的内部固定板包括一对径向隔开的内部车轴杆，所述的分叉连杆通过该内部车轴杆可转动地固定到所述内部弧形沟槽的所述凸耳上。
4．由下列特征构成的组合(a)制动器系统，所述制动器系统包括制动器和连接到空气罐上的压缩空气源，所述的空气罐包括一推杆，用于在制动器作用位置与制动器释放位置之间移动一横向制动器致动器杆，所述推杆操作所述的横向制动器致动器杆；以及(b)根据权利要求1至3所述的致动器系统。
5．根据权利要求4所述的组合，其特征在于所述的空气罐包括用于向所述推杆作用压力的第一膜片，所述膜片从行车贮存器供给加压的空气。
6．根据权利要求4或5所述的组合，其特征在于所述的空气罐包括用于向所述推杆作用压力的第二膜片，所述第二膜片被所述空气罐内的弹簧操作。
7．由下列特征构成的组合(a)卡车、卡车-挂车、或半挂车，所述卡车、卡车-挂车、或半挂车具有多个车轴，在每一车轴的每一端具有气动操作的鼓式制动器组件，还具有容纳所述车轴的一桥壳；(b)制动器系统，包括制动器与被连接到空气罐上的压缩空气源，所述的空气罐包括一推杆，用于在制动器作用位置与制动器释放位置之间移动一横向制动器致动器杆，所述推杆操作所述的横向制动器致动器杆；以及(c)根据权利要求1至3的致动器系统。
8．根据权利要求7所述的组合，其特征在于包括空气腔安装件，其被固定到所述桥壳上邻近所述桥壳的每一端，并且空气腔被安装在所述空气腔安装件上，所述空气腔被连接到压缩空气源上。
9．根据权利要求7或8所述的组合，其特征在于包括固定到所述桥壳上的横向角铁，并且包括固定到所述横向角铁上的释放棘爪，所述推杆包括在其上的垂直齿，所述垂直齿与所述的释放棘爪配合，从而意外的释放除所述空气罐外的空气压力，会造成所述释放棘爪保持所述推杆向下，并且从而保持制动作用。
10．根据权利要求7、8或9所述的组合，其特征在于所述的推杆与一横向致动器杆可操作地相连，其中所述横向致动器杆可操作地连接到所述非对称件上。
全文摘要
本发明提供了一种用于制动器系统的改进的致动器系统,该制动器系统包括一个制动器和连接到空气罐上的一个压缩空气源。
文档编号F16D51/28GK1282693SQ0010924
公开日2001年2月7日 申请日期2000年6月19日 优先权日1999年6月17日
发明者马克·汉特 申请人:马克·汉特