用于鼓型制动器的s-形凸轮的制作方法

专利名称:用于鼓型制动器的s-形凸轮的制作方法
本发明涉及一种用于外张内靴式鼓型制动器中的旋转S-形凸轮，特别是涉及一种用于外张内靴式鼓型制动器中的经改进了的S-形凸轮。
外张内靴式鼓型制动器中的S-形凸轮从作为参考的美国专利第2，369，259;2，710，076;3，096，856;3，275，103;3，398，814;4，206，834;4，260，042;4，526，254和4，552，254号中看出是众所周知的，这些已公开的先有技术在此作为参考。
这种先有技术的S-形凸轮鼓型制动器虽然取得了商业上的成功，但由于两次换衬间磨损的增加，这种先有技术的S-形凸轮鼓型制动器需要不断地改进。改进对车辆驾驶员需要换衬的指示，增加凸轮翻动的阻力和/或改进不同牌号的为人们所中意的制动器之间的互换性。
根据本发明，先有技术S-形凸轮鼓型制动器的性能是由于采用了改进的S-形凸轮而提高的。经改进了的S-形凸轮允许在两次制动器换衬间隔期内有更大的衬磨损;改进了对车辆驾驶员需要换衬的指示;进一步减小了凸轮翻动或翻转的可能性并且提高了不同牌号制动器之间的互换性。
上述特征是由于提供这样一种S-形凸轮而实现的。该S-形凸轮具有一个与制动靴凸轮从动件接合的由三个部分组成的工作表面。第一部分在凸轮不旋转移动的位置与凸轮从动件接合，通常它与凸轮从动件(一般是滚子)外形轮廓相一致，并提供较高的升起量。这样可在径向完全退回位置使用较厚的衬片，使制动靴在径向伸展量减小。同时为了慢慢地贴合也应最低限度地适当使S-形凸轮旋转。第二部分从第一部分延伸出，包括几乎所有剩下的有用工作表面，其形状是，在横截面上基本上呈螺旋渐开线形展开，该部分占整个制动器工作表面的大部分。
工作表面的第三部分从第二部分延伸出并急剧地沿经向向外伸展以获得很大的升起高度，并且降低了工作表面的机械效益，低的机械效率和高的升起量提供了一个易检测的制动效果，以警告驾驶员制动器需要换衬，同时能更充分地利用靴衬并且不会导致因凸轮翻转和翻动而使得衬片、鼓和/或靴过分磨损。
因此，本发明的一个目的是提供一种全新的而且改进了的用于外张内靴式鼓型制动器的S-形凸轮旋转启动器。
本发明上面所谈到的及其它目的和优点在通过阅读优选实施方案和有关附图的详细说明之后将会变得更加明显。
图1是先有技术S-形凸轮外张内靴式鼓型制动器的外侧面平面图。
图2是本发明S-形凸轮的放大前视图。
图3是本发明S-形凸轮的侧视图。
为参考方便，一些技术名词将用于下列描述，不作限定。名词“向上”、“向下”、“向右”、“向左”、“顺时针”、“逆时针”所指的方向在图中被标明。名词“向内”和“向外”分别指的是其方向朝着和远离所描述装置或标明部件的几何中心。所述的技术名词将包括上述特别提到的、由此派生出的以及相似的词。术语“制动器”在本文中的应用是打算包括各类摩擦偶件装置，诸如离合器、制动器以及相似的装置。
一种典型的先有技术S-形凸轮外张内靴式鼓型制动器的组件10如图1所示。鼓型制动器组件10包括一个通常可转动的鼓12(见剖示部分);一个制动器支承件或轮辐件14不可转动地由许多相配的固定件紧固于车辆的相应部位，这些相配的固定件是诸如销钉或可穿过销钉园孔16的相应装置(未示);一个制动靴枢轴或铰链轴18固定于轮辐件14上。一对包括一个制动器衬套支承板22的相对的、通常是拱形的制动靴20，一个由适当的摩擦材料制成的制动器衬片24以及腹板26;还包括制动靴回复弹簧28、制动靴夹持弹簧30和S-形凸轮件32。这些构件使制动靴20和制动衬片24以枢轴或铰链轴18为支点径向地向外移动直至与制动鼓12摩擦地接合，这就是众所周知的车辆制动方法。
凸轮32不可转动地或整体地与凸轮轴(未示)固定在一起。凸轮轴与制动启动器连杆元件39联接，并使其能转动，这个连杆元件39象先有技术中众所周知的自动或手动松紧调节器一样。牢固地固定于制动器轮辐件14上的制动启动器支承托架40用于固定一个诸如气泵或类似装置的制动启动器41。由工作原理可知，通过松紧调节器和凸轮轴可以把启动气泵的启动动作传递到凸轮32上去。以上所简单描述的以凸轮外张内靴式鼓型制动器、并通过松紧调节器和启动器来启动的凸轮制动系统的构造和工作过程在先有技术中是众所周知的，可结合作为参考文献的美国专利第3，497，037;3，096，857;和3，507，369;所公开的内容进一步详细理解它。
凸轮从动件42(优选形式为滚子)可转动地与制动靴腹板26的一端联接并且相对地挤压在受回复弹簧28偏压力作用的凸轮32的工作表面外轮廓上。如图1所示凸轮32从所示位置逆时针旋转将使得凸轮从动件42和制动靴受径向向外的作用力，这就可以启动制动靴20以铰链轴18为支点径向向外枢转直至使制动摩擦材料24与制动鼓12摩擦接触。随后，当凸轮32顺时针旋转时将使得制动靴径向向枢转使制动器处于如图1所示的释放位置。
本发明的S-形凸轮100和S-形凸轮轴组件102分别如图2和图3所示。参考图3，S-形凸轮轴组件102包括一个凸轮轴件104和一个不能相对转动地与凸轮轴件安装在一起的S-形凸轮100。在凸轮轴104的内侧端106上制有花键槽108或相当的部件以便能使凸轮轴组件102与启动器连杆39不能相对转动地固定在一起，从而使它们可绕同一凸轮轴心线110旋转。若使用相同的尺寸，本发明的S-形凸轮100可直接用来替换如图1所示的那种先有技术的S-形凸轮32，该种S-形凸轮32是用于S-形凸轮外张内靴式鼓型制动器内的组件，诸如鼓型制动器组件10。
当在这种外张内靴式鼓型制动器中使用组件时，S-形凸轮100沿箭头112所示方向逆时针旋转，使得制动靴径向向外扩展与制动组件10接合，或者S-形凸轮100沿箭头114所示方向顺时针旋转，使得制动靴径向向内退回与制动组件10呈脱离状态。S-形凸轮100上有一对工作表面116，这对工作表面116如先有技术中众所周知的那样是彼此为近乎镜面逆象。每个工作表面116的优选形式是包括三个部分，即部位118、120和122，这些将在下面予以更详细地描述。
在图2中以点画线画出了一个在S-形凸轮100处于全顺时针旋转位置即完全脱离状态下的滚子式凸轮从动件。点124特指工作表面116和滚子式凸轮从动件42的接触点。当凸轮100逆时针方向转动时，滚子式凸轮从动件42的转轴44将以枢轴18为转轴径向向外沿126线枢转。应注意到，位于S-形凸轮124点上方的部分128通常与滚子42的外轮廓相一致，因此就可使制动靴完全径向向内退回，这样就可以使用径向厚度较厚的制动衬片24，而且也同样能使与其相对的制动鼓容易安装。凸轮的升高量或升起速度将通过在给定的旋转量情况下，从工作表面116到凸轮旋转轴110之间的距离变化来限定。众所周知，凸轮的升高量或升起速度越大，则机械效率就越低。
凸轮工作表面116的第一部分118从点124开始延伸到点130或相应的升起高度处，工作表面第一部分118的作用是在使凸轮100尽可能小地适当转动的情况下，使摩擦制动衬片24进入(或完全进入)与制动鼓12的摩擦接触状态，(即使两者松弛地接合)但并不为摩擦制动衬片24和制动鼓12之间提供摩擦接触力。作为一种实用型式，考虑到凸轮从动件的尺寸和制造需要，每个凸轮工作表面116的最合适的有效面积是160度园心角所覆盖的弧面。因此，重要的是第一部分118使制动衬片与制动鼓迅速地呈几乎接触状态，因为制动靴的这种径向向外运动即不摩损摩擦制动衬片也不制动车辆，所以在希望得到快速升高量或升起速度的同时并不需要很高的机械效益。
工作表面116的第二部分120从点130延伸到点132，它包括全部工作表面116的相当大的一部分。第二部分120从横截面看基本上完全是螺旋渐开线，其升高速度基本为常数，且大小适度。
当凸轮100处在滚子42和其工作表面116的第二部分120接触的工作期间里，制动衬片在固定的、经设计选择的凸轮的机械效益的情况下产生磨擦和制动扭矩。选择工作表面第二部分120这样的截面轮廓是为了使当滚子42与第二部分120接触时凸轮的机械效益基本保持常数。因此，在工作表面116的第二部分120工作期间其凸轮的机械效率基本上与其它S-形凸轮制动器机械效率相等，这就大大提高了不同牌号S-形凸轮制动器之间的互换性。
工作表面116的第三部分122从点132延伸到点134，且基本上是径向向外弯曲并直线上升，其递增速度大于第二部分120的螺旋渐开线的递增速度。为了比较，图中画出了第二部分120螺旋渐开线继续延伸部分点画线136。因为第三部分122比第二部分120升起速度大得多，因此将对转动凸轮100加一个显著减小了的增值扭矩力。这种减小了的增值转矩力或降低了的机械效益很容易引起车辆驾驶员的注意，所以这第三部分122的作用是作为“警告斜面”向驾驶员指出车辆制动器需要换衬了。此外，高的升起速度增加了摩擦材料24的利用率，低的机械效率使得由于制动衬片、制动靴和/或制动鼓的磨损使凸轮翻转或翻倒的可能性降低到最小程度。
如以上所述，S-形凸轮100的全部应用工作表面116是从点124延伸到点134。角度138(即角124-110-134)大约等于160°-165°。工作表面116的第一部分118是从点124延伸到130。角度140(即角124-110-130)大约为28°至30°。工作表面116的第二部分120是从点130延伸到132。角度142(即角130-110-132)约等于124°-126°，工作表面116的第三部分122从点132延伸到点134。角度144(即角132-110-134)约等于10°。
很重要的一点是应注意到工作表面116和122部分的平均升起速度至少是工作表面116的120部分的升起速度的两倍以便在两者之间提供一种有益的不同操作特性。
虽然为了简单明了起见，本发明只说明了一个优选实施方案，但本领域的技术人员能够对此项发明进行各种改进和修改以满足其特殊的需要。因此，凡是结合本发明原理所产生的各种变化和改进都属本发明范围，它们将包括在附后的权利要求
所涉及的内容里。
权利要求
1.一种用于外张内靴式制动器(10)的S一形凸轮件，所述制动器(10)包括一对位于制动鼓(12)内的枢轴固定的制动靴(20)，所述每个制动靴都带有一个凸轮从动件(42)，并使之与凸轮件的工作表面(116)相接触，所述的凸轮件沿(112)所示的第一转动方向转动使所述的制动靴从完全脱离状态相对制动鼓径向向外移动，所述的凸轮件沿(114)所示的相反方向转动时，使所述的制动靴相对所述的制动鼓径向回复，所述的每个工作表面都包括当S形凸轮件处于完全非工作状态时与所述的凸轮从动件相接触的第一部分(118)和大体上从所述第一部分沿着相反的方向旋转延伸的第二部分(120)；所述的第二部分其横截面基本上呈螺旋渐开线，以便提供基本上为常数的第一升起速度，所述的S形凸轮其特征是所述的每个工作表面的第三部分(122)都沿着所述的相反的转动方向从第二部分开始延伸，所述的第三部分从横截面看沿径向向外直线地延伸，从而提供一个比所述的第一升起速度大很多的第二升起速度。
2.如权利要求
1所述的S形凸轮件，其中所述的第二升起速度至少是第一升起速度的两倍。
3.如权利要求
1所述的S形凸轮件，其中所述的第一部分限定了一个比第一升起速度大的第三升起速度，通过沿所述的第一转动方向旋转把所述的凸轮从动件移过所述的第一部分以便有效地使所述的制动靴(如果基本上处于未摩擦状态)从完全退回状态进入与所述制动鼓产生最初接触的状态。
4.如权利要求
2所述的S形凸轮件，其中所述的第一部分限定了一个比第一升起速度大的第三升起速度，通过沿所述的第一转动方向旋转把所述的凸轮从动件移过所述的第一部分以便有效地使所述的制动靴(如果基本上处于未摩擦状态)从完全退回状态进入与所述制动鼓产生最初接触的状态。
5.如权利要求
1所述的S形凸轮件，其中当所述的S形凸轮沿所述的第一转动方向转动使得所述的凸轮从动件与所述的工作表面的第二部分接触时S形凸轮的机械效益比当所述的S形凸轮沿所述的第一转动方向转动使得所述的凸轮从动件与所述的工作表面的第三部分接触时S形凸轮的机械效益大。
6.如权利要求
3所述的S形凸轮件，其中当所述的S形凸轮沿所述的第一转动方向转动使得所述的凸轮从动件与所述的工作表面的第二部分接触时S形凸轮的机械效益比当所述的S形凸轮沿所述的第一转动方向转动使得所述的凸轮从动件与所述的工作表面的第三部分接触时S形凸轮的机械效益大。
7.如权利要求
1所述的S形凸轮件，其中所述的凸轮从动件是一个其横截面基本上是圆形的滚子形件42，所述的凸轮从动件的外形恰好与所述工作表面的第一部分外形轮廓紧密相符。
8.如权利要求
2所述的S形凸轮件，其中所述的凸轮从动件是一个其横截面基本上是圆形的滚子形件，所述的凸轮从动件的外形恰好与所述工作表面的第一部分外形轮廓紧密相符。
9.如权利要求
3所述的S形凸轮件，其中所述的凸轮从动件是一个其横截面基本上是圆形的滚子形件，所述的凸轮从动件的外形恰好与所述工作表面的第一部分外形轮廓紧密相符。
10.如权利要求
5所述的S形凸轮件，其中所述的凸轮从动件是一个其横截面基本上是圆形的滚子形件，所述的凸轮从动件的外形恰好与所述工作表面的第一部分外形轮廓紧密相符。
专利摘要
一种改进了的用于外张内靴式鼓型制动器10的S形凸轮100。在S形凸轮工作表面116的端部提供了一个相当大的升起量或相当低的机械效益的警告斜面部分122，以便向驾驶员指示需要对制动衬片进行更换并减小发生凸轮翻转的可能性。
文档编号F16D51/22GK87106179SQ87106179
公开日1988年5月11日 申请日期1987年9月3日
发明者乔治·保罗·马修斯 申请人:伊顿公司