专利名称：人力制动器组件的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种人力制动器组件。更具体地，本申请涉及一种用于气动制动器的人力制动器组件，其在气动系统故障或没有设置气动器时使用。
背景技术：
气动盘制动器通常用于重型车辆中，如用于卡车或公共汽车等的制动。这样的制动器通常如下运作加压空气被导入到空气室隔板的后面，其对推杆加载。推杆转而施力于可枢转地安装的操作轴杆而使该操作轴杆旋转。通过偏心作用，将放大的力施加于一个或多个将制动瓦片推向制动转子的挺杆组件，从而在制动转子上产生夹持作用。由于在与挺杆接触的瓦片和另一安装在转子另一面上的制动瓦片间产生摩擦，从而延迟了转子的旋转。
为了符合安全规范，当停泊装有气动制动器的车辆时，必须在不依靠加压空气的情况下机械地施加制动作用，以克服由于空气泄漏而解除制动力的风险，上述制动力的解除会带来严重的后果。通常，在上述类型的气动制动器中，驻车制动(parking brake)功能通过在后室中加入一个大弹簧以在没有加压空气时对推杆加载而实现的。
在要求英国申请GB 0410841.1优先权的待审专利申请中，申请人提出使用与处于致动位置的操作轴杆的表面相接合的机械闩锁来代替传统弹簧式驻车制动器的方案。为了使操作该闩锁式驻车制动器的能源需求最小化，在该闩锁与该操作轴杆即将接触和脱离之前，应用行车制动(service brake)以施加和解除驻车制动。
在通常情况下，制动控制系统确保需要驻车制动运作时施加行车制动。但是，如果由于故障而没有为行车制动施加充足的压力，则其将不可实现。类似地，在制动器的组装和维护期间，可能没有与其装在一起的空气室来施加行车制动操作所需的力。
发明内容
本发明的目的在于提供一种无需加压空气而可人力施加行车制动的组件。
因此，本发明第一方面提供了一种用于气动制动器的人力制动器组件，所述组件包括一个相对于制动器固定的具有螺纹的支架，和一个相配的螺杆，所述螺杆相对于制动器的驱动传递路径中的构件可调节地定位，使得旋入螺杆可驱动并施加该制动器。
本发明的第二方面提供一种操作用于气动制动器的人力制动器组件的方法，所述人力制动器组件包括一个相对于制动器固定的具有螺纹的支架，和一个相配的螺杆，所述杆相对于制动器的驱动路径中的一构件可调节地定位，使得旋入螺杆可驱动并施加该制动器，所述方法包括将所述螺杆旋入具有螺纹的支架中，直至该制动器发生作用步骤。
下面参照附图仅以举例方式描述本发明的实施方式，其中图1为适于与本发明的一实施方式的组件一起使用的盘式制动器的垂直截面图；图2更详细地示出闩锁式驻车制动器；图3和图4为结合本发明一实施方式的组件的空气室的局部剖视图；及图5示出了本发明第二实施方式的组件。
具体实施例方式
参照图1，制动器8为如下类型其包括一个不可转动地固定于车辆车轴或悬架上的托架9，该托架9具有一个滑动安装于其上的制动钳10。制动钳10跨置在一个安装用以与待制动的车轮(图未示)一同旋转的盘或转子12上。制动器8通过在连接于推杆11的隔板13后面引入加压空气而致动。推杆与位于制动器操作轴杆14径向外侧端的承窝17相配合。操作轴杆14的内侧端在其相对端部处具有弧形支承表面42，该弧形支撑表面42位于设置在制动钳内壳体部16下端的支承座43上，从而使操作轴杆14可绕延伸入图1的纸面中的轴线转动。操作轴杆14的内侧端设有相对于操作轴杆的旋转轴线偏心定位的槽穴(pockets)，随着旋转，其产生要传递至辊20的力。辊20转而将所施加的载荷传递至一对内挺杆构件22。该内挺杆构件22旋入而与对应的外挺杆构件24接合，外挺杆构件24将来自致动器的载荷施加于内制动瓦片25的后部，从而对制动瓦片的摩擦材料加压，使其与转子12摩擦接合。
转子和内制动瓦片25之间的摩擦接合产生反作用力，该反作用力通过挺杆构件22与24、辊20以及操作轴杆14反馈，并由内壳体部16承受。由于制动钳10相对转子12可滑动地安装，且跨置于转子上，所施加的由操作轴杆14运动而产生的力最终通过反作用传递到另一安装在转子12相对侧的制动瓦片25上，该制动瓦片25也被压向与转子摩擦接合。因此，随着操作轴杆14的运动，转子12被夹在内、外制动瓦片25之间，而产生了在从隔板13和推杆11所施加的输入运动的控制下，用于制动车辆的制动力。隔板13、推杆11、操作轴杆14、辊20、内挺杆构件22和外挺杆构件24构成了制动器8的驱动传递路径。
图2示出了一个闩锁52，其与操作轴杆14后部的螺旋形表面接触以提供制动器8的驻车制动功能的。闩锁52可在一个电机(图未示)的驱动下进入或伸出图2的纸面，以接合或断开驻车制动。为了最小化成本和空间的需求，电机的功率输出相对较低。这意味着驻车制动仅可在通过推杆11施加行车制动时施加或解除，从而电机不必克服闩锁52和支顶表面62间的较大摩擦。
而这意味着如果在施加驻车制动时行车制动出现故障，则装有该制动器的车辆可被有效固定而不会例如被牵引拖移。类似地，在移除了空气室的情况下，如果在车辆维修期间施加驻车制动，则维修人员无法为了例如更换制动器转子而解除驻车制动。
参照图3和图4，详细示出了结合有本发明一实施方式的组件的空气室。可以看出，所述室包括一个壳体80，壳体80具有一个设置为与制动钳10的内侧后表面面对面接触的前壁82，并通过螺栓84安装在其上。前壁82设有一个孔(不可见)，推杆11可穿过该孔突出并在图3和图4所示的位置之间移动。
空气室还包括一个通过大体为圆柱形的侧壁88与前壁82间隔设置的后壁86。后壁86设有一个与推杆11轴向对正的内螺纹端口90，通常情况下，该端口90可与将加压空气供应到隔板13后面区域的车辆空气压缩机和阀装置的供气管路连接，以驱动推杆11并施加制动作用，且允许空气的释放。可选择地，端口90可用作诊断用的压力测试端口等。侧壁88设有另一个端口91，端口91也可用作空气输入端口或空气输出端口，或是用作诊断端口。
在空气室内部，可以看出，推杆11靠近后壳体部86的端部终止于一圆形压力板92，其用于在加压空气导入时最小化施加于隔板13的应力。一坚韧的隔板插入件93设置在压力板92上，与推杆11和输入端口90轴向对齐。插入件93防止了由于图4和下述讨论的螺杆的插入而破坏隔板13，并且可用任意具有足够承载强度的适当材料制成，以耐受将杆插入而施加制动所引起的载荷。所述适当材料例如包括塑料或陶瓷。插入件与隔板13一体模制而形成气密密封，或者在另一实施例中，插入件可与所述板一体形成并设置有一个沟槽，隔板位于该沟槽中而提供气密密封。在另一变化中，插入件93可拆卸地连接于板92，隔板13卡于其间而形成气密密封。
参照图4，可以看出，螺杆94已经插入端口90并通过旋入而与压力板92的插入件93接触。所述杆优选包括一个六边形或其他形状的头部95，用以能够连接一标准扳手或扳钳，从而可施加转矩来转动杆94并因此施加制动。在另一实施例中，这样的一个头部可由一个垂直于螺杆94的纵向轴线的一体臂来代替，从而不需要另外的工具。可在头部中设置适当的转矩限制装置，以防止由于通过杆94施加过大载荷而使制动器毁坏。
在某些实施例中，杆与插入件93接触的端部可设有低摩擦涂层和/或比杆的其它部分软的材料，以进一步减小插入件93和/或压力板92毁坏的风险，或为插入件93提供位移。当不需要时，杆94可存放于空气室15，从而需要时易于获取。在某些实施例中，如果端口90不是用作空气进入端口，杆94可在收回位置永久性地旋入该端口，从而使用时几乎可立即获取。为了保护其免于由于腐蚀等受到毁坏，可在杆上放置一个可拆卸的盖子直至需要使用杆时。
组件的操作如下所述如果没有装配于端口90，将螺杆94旋入端口并转动至推杆11驱动操作轴杆14为止。转动螺杆94以充分施加制动作用，直到阻止驻车制动闩锁52分离的摩擦阻力减小为止。然后，反向驱动电机以释放驻车制动闩锁。如果需要再次施加驻车制动，则再次使用该组件来施加行车制动，驱动电机再次施加闩锁52，然后收回螺杆94。
转到图5，其示出本发明另一实施方式。该实施方式提供了当空气室15自制动钳10拆下时，用于施加驻车制动的工具。在制动器的组装或维护期间，手边没有空气室时，需要这样的工具。组件包括一个横梁115，横梁115具有一对安装在其上的螺栓184，螺栓184的相互间距设置为与制动钳10后面上通常用于安装空气室的螺孔相匹配。在优选的实施方式中，螺栓184可安装得使间距可进行调节，例如，通过将螺栓184设置在横梁115上的槽形孔中进行调节。这样使组件可适应各种不同的制动钳型式。另外，横梁115可设置成使具有不同直径和螺纹类型的多种螺栓连接于其上，使组件可与更多种制动钳一起使用。
横梁115在该些螺栓184中间的适当位置处设置有一个螺纹孔190，而使螺杆194可穿过其安装。如前述实施方式，杆194具有一个头部195，从而扳手和扳钳可与其配合，但在其他实施方式中可代之而具有一个固定于同一位置的固定把手。杆194可装有一个转矩限制装置。杆196的相对端成形为与操作轴杆14的径向最外端的承窝17互补配合，采用与其所代替的推杆11相同的方式。在该实施方式中，可以看出，端部196被倒圆从而与该承窝配合。在其他实施方式中，螺纹孔190可枢转有限的角度(例如，通过设置在横梁115上的不可旋转的球窝接头)以使螺杆的端部在运动而施加制动作用时，沿着操作轴杆的承窝17限定的弧形行进。
使用组件时，在所有需要的对正调节完成后，螺栓184首先旋入制动钳10后表面上的对应孔中。然后将适合的扳手或扳钳装在螺杆194的头部195，并且进行转动，直至操作轴杆14被驱动到足以使得驻车制动闩锁52可释放或施加的程度。然后，收回杆194并且旋开螺栓184以移除组件。
应指出的是，本文中诸如“内”、“外”、“上”及“下”的术语是为了容易标记而不应当理解为是限制性的。在本申请的文本中，术语“人力”应理解为表示并非构成部分设置在制动器中用于行车或驻车制动的常规装置的组件，而是仅仅在制动器组装、维护或紧急情况下使用的组件。尽管使用了术语“人力”，其并不排除落入本发明范围内的可连接于动力工具的组件或自身带有动力源的组件。
可以理解，可以在本发明范围内进行多种变化。例如，可以在以与图1所示位置相差90度安装的空气室上使用适当组件，例如在制动钳上方或侧部。如果空气室没有处于适当位置的输入端口，可以仅仅为了使用螺杆的目的而设置一个螺纹孔。该孔可以设有一个盖子而在不使用时封闭该孔。例如，本发明还可用在其它类型气动盘式制动器上，如固定制动钳的制动器等。
权利要求
1.一种用于气动制动器的人力制动器组件，所述组件包括一个具有螺纹的支架以及一个相配的螺杆，所述支架相对于制动器固定，所述螺杆相对于位于该制动器的驱动传递路径中的一个构件可调节地定位，使得旋入该螺杆可驱动并施加该制动器。
2.如权利要求1所述的人力制动器组件，其中，所述具有螺纹的支架设置在所述制动器的空气室上。
3.如权利要求2所述的人力制动器组件，其中，所述具有螺纹的支架设置在所述空气室的后面上。
4.如权利要求2或3所述的人力制动器组件，其中，所述具有螺纹的支架平常用作空气输入/输出端口或是诊断端口。
5.如前述权利要求中任一项所述的人力制动器组件，其中，所述支架定位成使得所述螺杆容置于其内时，所述螺杆与所述传递路径的一个推杆基本轴向对正。
6.如权利要求1所述的人力制动器组件，其中，所述具有螺纹的支架设置在一个可拆卸地固定于所述制动器上的机架上。
7.如权利要求6所述的人力制动器组件，其中，所述机架设置为可拆卸地固定在为所述制动器的空气室设置的安装装置上。
8.如权利要求7所述的人力制动器组件，其中，所述机架设有两个或更多个螺栓，所述螺栓设置为旋入所述空气室的安装装置中。
9.如权利要求8所述的人力制动器组件，其中，所述机架包括一个延伸于所述螺栓之间且设置有所述具有螺纹的支架的横梁。
10.如权利要求6至9中任一项所述的人力制动器组件，其中，所述具有螺纹的支架定位成当所述杆容置于其内时，所述杆可与所述制动器传递路径上的一个操作轴杆的推杆承窝相接合。
11.如前述权利要求中任一项所述的人力制动器组件，其中，所述螺杆具有一个第一端部，所述第一端部的形状和所述传递路径中的构件与其相接触的触点的形状相应。
12.如前述权利要求中任一项所述的人力制动器组件，其中，所述螺杆具有一个第二端部，所述第二端部具有与扳手等类似物连接的构型。
13.如前述权利要求1至5、11或12中任一项所述的人力制动器组件，其中，所述传递路径中的构件设有与所述杆相接触的加强插入件。
14.一种包括如前述权利要求中任一项所述的组件的空气室、制动钳或制动器。
15.一种操作如前述权利要求中任一项所述组件的方法，包括将螺杆旋入具有螺纹的支架，直至该制动器发生作用的步骤。
全文摘要
一种用于气动制动器的人力制动器组件，所述组件包括一个具有螺纹的支架以及一个相配的螺杆，所述支架相对于制动器固定，所述螺杆相对于制动器的驱动传递路径中的构件可调节地定位，使得旋入螺杆可驱动并施加该制动器。
文档编号F16D65/28GK1696530SQ20051006938
公开日2005年11月16日 申请日期2005年5月16日 优先权日2004年5月14日
发明者罗伊斯顿·伦纳德·莫里斯 申请人:英国美瑞特重型车制动系统有限公司