专利名称：三力点蹄鼓式间隙独立自调制动器的制作方法
技术领域：
本实用新型属于车辆控制制动器，尤其是一种用于汽车车轮上三力 点蹄鼓式间隙独立自调制动器背景技术汽车作为人类发明的具有自身能够运动的交通工具，在人类社会活 动及经济活动的一切相关领域，如交通、农业、探矿、石油、水电、林 业、煤炭、建筑、医疗、文教、消防、军事、宇宙空间的发展中，都占 有一定的地位。然而，当汽车在全世界每年以数千万辆的数量急剧增长 的时候，它却给人类带来了始料不及的灾害——车祸的发生。造成车祸的原因很多，人为的如无照驾车和酒醉后驾车；路况不佳； 自然条件变化，还有就是车况欠佳，即制动效能低下，制动失灵，方向 突然偏转和制动时操纵方向失控，轮胎爆裂等都是造成车祸发生的原因。众所周知，汽车的制动装置无论是蹄鼓式制动器(见图1)还是盘 式制动器及其它形式，制动器都是经过摩擦副面受力产生摩擦过程，被 制动的力和制动力达到力平衡转换成材料的摩耗损失及能量变成热能 的形式完成汽车的降速或车辆的停止运动。蹄鼓式制动器制动蹄、制动 鼓都要通过一定时间的磨合，才能保证一定的制动效果。但这种效果存 在的时间很短，随着多次的制动，制动器工作副面磨损较严重，产生鼓 与蹄间的间隙，并通过间隙调整机构将制动蹄随着蹄体起始脚位置向力 作用方向前移，每次前移都会产生制动器执行传力机构两系统自由行程 的逐次变大，这种传力机构的执行力度将逐次变小降低，造成执行力度 的衰减。现有各种形式的制动器都由副面零件和执行推力机构零件组 成，都摆脱不了这种恶性循环制动效能递次衰减的工作过程，这是现有 制动器结构存在执行力衰减的缺点之一。
在间隙自调机构方面，间隙自动调整机构有拉索式自动调节器、 GM杆自动调节器、摇把式、凸轮式、棘轮式、楔块式、轮缸摩擦限位 式及间隙自动调整调整臂这些主要形式。这些调整机构具有一个共有的 特征，就是其间隙的调整都是在蹄鼓式制动器制动蹄的蹄脚的起始端进 行调整工作的，它的推力机构是在制动蹄的起始端上对制动鼓内的两个 制动蹄端进行间隙联^]调节，这种在制动蹄一端进行的不可逆转的、在 支点上相对位移的结构工作中非各蹄独立，各蹄作用在旋转的鼓内的力 作用点及各蹄上的方向和位置不同。不同方位和不同方向各制动蹄副面 存在从动和主动之分，其摩擦副面的受力和摩损是存在差异的，磨损量 是不相等的，因此它的调整精度是有限的，而且存在补偿的过程中，造 成凸轮转角变大和推力及活塞式分泵推力和活塞行程增大影响推力衰 减。上述两点说明现代汽车在制动器力平衡方面的现有技术水平，这与 汽车在高速行驶性时，制动器制动性能必须达到高值的力平衡功能是相 矛盾的。随着改革开放和入世及适应世界汽车工业发展的需求，上述矛 盾便是汽车制动技术界亟待需要解决的难题。发明内容针对上述现代汽车制动器力平衡及间隙自调方面及其它辅助机构 "ABS"防抱死、缓速器等存在的缺陷和不足，本实用新型的目的旨在提 供一种汽车高速制动时制动力容量大，效率很高，力平衡效果很佳的"三 力点蹄鼓式间隙独立自调制动器"，实现了制动蹄间隙间歇性独立自控， 自调，使副面在制动鼓内径向、轴向全方位均等吻合工作的、制动效能 稳定如-的目的。本实用新型的目的是通过以下技术方案来实现 一种三力点蹄鼓式间隙独立自调制动器，由制动底板、上、下支承蹄 肖轴、上、下制动蹄、上、下棘轮联体双工作面凸轮、上、下调位棘爪、上、 下定位棘爪、凸轮轴、棘爪弹簧、棘爪弹簧定位罩、上、下调位棘爪肖轴、 上、下定位棘爪肖轴组成。制动底板的承孔中固结着上、下支承蹄肖轴，上、 下支承蹄肖轴相互对称且分置于制动底板水平轴线的两侧，上、下支承蹄肖 轴里装有上、下制动蹄，在上、下制动蹄的上、下承孔里分别装有上、下棘 轮联体双工作面凸轮，后用螺栓拧紧于制动底板上；制动底板水平轴线上置 有凸轮轴，上、下支承蹄肖轴与凸轮轴三点构成偏置制动圆心的三角形，其 顶角为33.6°。上、下调位棘爪肖轴设置在上、下制动蹄的延伸部，上、下调 位棘爪的棘爪置于上、下调位棘爪肖轴上，并将棘爪和棘爪弹簧定位罩固定 在上、下制动蹄的延伸部位的承孔内，在棘爪和棘爪弹簧定位罩之间置有棘 爪弹簧，棘爪与棘轮齿相啮合；上、下定位棘爪轴承孔设置在靠近上、下支 承蹄肖轴承孔相应位置的制动底板上，上、下定位棘爪置于上、下定位棘爪 肖轴上，并将棘爪和棘爪弹簧定位罩固定在制动底板的定位肖轴的承孔内， 在棘爪和棘爪弹簧定位罩之间置有棘爪弹簧，棘爪与棘轮齿相啮合。上、下支承蹄肖轴中心竖直线与水平轴线的垂足交汇点的间距到制动圆 心与制动圆心到凸轮轴中心的间距比为1: 1.5。调位棘爪肖轴中心到上、下支承蹄肖轴水平轴线的垂足交汇点的间距与 上、下支承蹄肖轴水平轴线的垂足交汇点到凸轮轴中心的间距比为1: 4。上棘轮联体双工作面凸轮、下棘轮联体双工作面凸轮为不同心，偏 心距为8mm的内外双向工作面偏心凸轮。上棘轮联体双工作面凸轮、下棘轮联体双工作面凸轮的棘轮外形为阿基 米德几何曲线与渐开线复合而成曲线型。上调位棘爪与上定位棘爪工作中心的夹角为90。；下调位棘爪与下定位棘 爪工作中心的夹角为90°。本实用新型的优点和产生的有益效果是1、 本实用新型与其它各式各样的间隙自调机构相比，同样具有简 练，工作可靠稳定，各蹄的调节工作脱离了两中蹄联动影响制动效能及 延长，扩大促动力系统自由间隙降低促动力及丧失促动力的问题，保证 了制动促动力的稳定不变及可靠性。2、 用"三力点"将非平衡，非对称的结构达到受力工作时的力平 衡，力对称的稳定关系。3、 木实用新型设定受力工作角的方案解决了副面先摩擦后定点受力 在静摩擦圆锥角内达到了副面制动蹄在制动鼓圆内上下两蹄的定点受 力。4、 在制动蹄的支承轴下设置"棘轮联体双工作面凸轮"。棘轮的外形 曲线由支承轴定位圆心与凸轮轴公转的偏距圆心的等径交汇处，由阿基
米德几何曲线在变径的过程由支承轴定位圆心逐渐变径展开为渐开线 形的展开的异形形状。从结构上解决了各蹄独立限位自调间隙工作及将 制动蹄的起始，起始角保证在最佳工作力值范围内，保证了制动器自始 自终的制动力稳定性及可靠性。5、 用框架结构的偏置解决了制动器制动力及地面制动力的协调偶合 过程，达到先减速后"锁死"的目的，使车轮转动和转动中心的平动在 瞬时反作用力的作用下达到正载法向作用力力值相等及法向力大于平 动切向力的机制，达到具有制动力能力储备的功能，以适应高速运动中 动量变化而弓I起的不安全机制。6、 本发明采用限差补位原理进行间隙随机自动调整，取消了调整臂， 而用机件间紧密锁死联接的配合推力臂方式，解决了现代制动器传力机 构的所有允许间隙影响制动力下降和促动力系统自由间隙扩大造成制 动力丧失的机制，使制动蹄的凸轮起始角或传力活塞始终在最佳位置。 控制制动副副面摩擦过程先偏位，后扶正的工作程序，使制动副在最佳 静摩擦圆锥角内定点受力及两蹄副面在圆内最大直径处的"对称"受力， 在有限间隙的工作台中用结构几何效应将力程损失引向不损力的方向， 并达到增力和稳力的效果。它主要是通过偏置的结构受力时将间隙全部 压紧消除，在支承角方向由凸轮将蹄体向三角形支承点与制动圆的夹角 中行进的方式，嵌进结构与副面的夹角中达到获得最大制动力。瞬心制 动反作用力将平衡瞬心动量，达到车轮稳定停止运动的目的，从结构上 解决了影响副面定点受力及结构间间隙过多的因素外，还要将必须存在 的副面间隙控制在最小或最佳的范围之内。做到了结构简单、制动效能 高，不产生制动噪音，相关摩擦材料处在高效率，低磨耗的环境中，摩 擦块寿命长，节约原材料，养活环境污染。提高制动技术标准及高速制 动时的稳定可靠性及超载超速制动时的有效能力及安全性。7、用瞬心制动技术将制动器制动力与地面制动力偶合在最佳点， 取得了制动过程与最大动质量正比的制动能力，获得了轮胎制动过程与 地面不磨损、副面磨损小、无噪声，最佳制动时间、最佳制动减速度、 最佳制动距离、最大力值及最佳力平衡效果，保证了汽车操纵安全性。
图1是现有蹄鼓式制动器示意图图2是本实用新型的示意图图3a是图2间隙自动调节器示意图图3b是图3a凸轮断面的联体的棘轮示意图具体实施方式
如图2所示， 一种三力点蹄鼓式间隙独立自调制动器，由制动底板l、 上、下支承蹄肖轴2、 2'、上、下制动蹄3、 3'、上、下棘轮联体双工作面 凸轮4、 4'、上、下调位棘爪5、 5'、上、下定位棘爪6、 6'、凸轮轴7、 棘爪弹簧8、棘爪弹簧定位罩9、上、下调位棘爪肖轴10、 10'、上、下定 位棘爪肖轴ll、 11'组成。制动底板l的承孔中固结着上、下支承蹄肖轴2、 2'，上、下支承蹄肖轴2、 2'相互对称且分置于制动底板1水平轴线的两 侧，上、下支承蹄肖轴2、 2'里装有上、下制动蹄3、 3'，在上、下制动蹄 3、 3'的上、下承孔里分别装有上、下棘轮联体双工作面凸轮4、 4'，后用 螺栓拧紧于制动底板1上；制动底板1水平轴线上置有凸轮轴7，上、下支 承蹄肖轴2、2'与凸轮轴7三点构成偏置制动圆心的三角形，其顶角为33.6°。 上、下调位棘爪肖轴IO、 10'设置在上、下制动蹄3、 3'的延伸部，上、下 调位棘爪5、 5'的棘爪置于上、下调位棘爪肖轴IO、 10'上，并将棘爪和棘 爪弹簧定位罩9固定在上、下制动蹄3、 3'的延伸部位的承孔内，在棘爪和 棘爪弹簧定位罩9之间置有棘爪弹簧8，棘爪与棘轮齿相啮合；上、下定位 棘爪6、 6'轴承孔设置在靠近上、下支承蹄肖轴2、 2'承孔相应位置的制动 底板1上，上、下定位棘爪6、 6'置于上、下定位棘爪肖轴ll、 11'上，并 将棘爪和棘爪弹簧定位罩9固定在制动底板1的定位肖轴10、10'的承孔内， 在棘爪和棘爪弹簧定位罩9之间置有棘爪弹簧8，棘爪与棘轮齿相啮合。上、下支承蹄肖轴2、 2'中心竖直线与水平轴线的垂足交汇点的间距到 制动圆心与制动圆心到凸轮轴(7)中心的间距比为l: 1.5。调位棘爪肖轴IO、 10'中心到上、下支承蹄肖轴2、 2'水平轴线的垂足 交汇点的间距与上、下支承蹄肖轴2、 2'水平轴线的垂足交汇点到凸轮轴7 中心的间距比为1: 4。上棘轮联体双工作面凸轮4、下棘轮联体双工作面凸轮4'为不同 心，偏心距为8mm的内外双向工作面偏心凸轮。8
上棘轮联体双工作面凸轮4、下棘轮联体双工作面凸轮4'的棘轮外形为阿基米德几何曲线与渐开线复合而成曲线型。上调位棘爪5与上定位棘爪6工作中心的夹角为90。；下调位棘爪5'与 下定位棘爪6'工作中心的夹角为90。。棘轮的轮齿形状为单向工作的锯齿形。在制动底板l上，由两制动蹄3、 3'的起始端上蹄脚及起始端下蹄脚紧 靠凸轮轴7的工作平面上，以凸轮轴7的转动轴心为一点与上、下制动蹄3、 3'的上、下支承蹄肖轴2、 2'构成顶角为33. 6度的等腰三角形为主要特 徵结构形式。三角形的制动器从结构上主要解决了现有蹄鼓式式制动器间隙 多影响制动效果的衰减及降低的因素。依上、下支承蹄肖轴2、 2'中心竖直 线与水平轴线的交汇点到制动圆心与制动圆心到凸轮轴7中心的间距比为1: 1.5的工作力程之比使制动副面工作时先在侧面磨擦降速，在副面磨擦过程 中，上制动蹄3与下制动蹄3'两蹄的副面受力方向相反，向蹄副面静摩擦 圆锥角逐渐靠近，在上制动蹄3与下制动蹄3'的副面圆锥角相对对称于瞬 心轴轴心时获得最大制动力时将副而"锁定"使滚动圆停止转动。另外该结 构的两个制动蹄副面受力方向不同，副面磨损量是不一致的，因此两蹄的副 面间隙要单独调节，因此设置了如图2所示棘轮联体双工作面凸轮。棘爪肖 轴10中心到上、下支承蹄肖轴2、 2'水平轴线的垂足交汇点与上、下支承 蹄肖轴2、 2'水平轴线的垂足交汇点到凸轮轴7中心间距比为1: 4，以便安 装间隙调位l^爪进行间隙调整工作。间隙调节工作如图3fl所示。上、下棘轮连体双工作面凸轮4、 4'内孔工 作面装配在上、下支承蹄肖轴2、 2'上，外圆装配在上、下制动蹄支承端的 承孔内，靠内承孔大支承蹄肖轴上由调位棘爪5、 5'带动棘轮连体双工作面 凸轮4、 4'旋转，将偏心距为8mm的外圆凸轮在上制动承孔，下制动蹄承 孔内转动，调整各自的转角和蹄体升程在必须的位置，保证设定的间隙。其 间隙调整工作是靠上、下棘轮联体双工作面凸轮4、 4'。上蹄的棘轮由上蹄 体扛杆上的调位棘爪5在棘轮上180度啮合，下蹄的棘轮由下蹄体扛杆的调 位棘爪5'在棘轮上180度啮合。棘轮的型面锯形齿90度处由上蹄的安装在 制动底板1上的定位棘爪6啮合，下蹄的另一端棘齿型面锯形齿在90度由安 装在制动底板1上的定位棘爪6'啮合，完成两蹄的调位，定位工作。其棘 轮的棘齿齿距就是制动副的设定间隙，不另设调整螺栓和锁定螺母。
调整间隙工作是与蹄脚的升程高度有一定的关系，间隙也就是它的棘轮的 齿矩，在制动蹄制动工作中，升程超过齿矩时，棘爪从棘轮上齿上滑动到下一齿，在棘爪弹簧8的作用下压紧在相啮合的棘轮齿上，在上、下蹄3、 3' 完成制动工作后回到初始位置的过程，蹄体在自由状态下带动棘轮联体双工 作面凸轮4、 4'绕轴转动一棘轮齿的角度，将偏心轴公转角相应转动一定齿 距角度，使绕轴转动的凸轮向法线切线方向运动一定的转角，带动蹄体运动， 保证调整蹄体位置调整到设定的间隙，同时定位棘爪6、 6'将棘轮定在新的 一齿位置，如果间隙达不到下一齿的限位间隙，棘爪只能在棘轮锯形齿齿面 上滑动，啮合不到下一齿的位置，做到了结构简单以不将间隙调整过失，间 隙调整满足了车轮制动力稳定性的工作要求。
权利要求1、一种三力点蹄鼓式间隙独立自调制动器，由制动底板(1)、上、下支承蹄肖轴(2、2′)、上、下制动蹄(3、3′)、上、下棘轮联体双工作面凸轮(4、4′)、上、下调位棘爪(5、5′)、上、下定位棘爪(6、6′)、凸轮轴(7)、棘爪弹簧(8)、棘爪弹簧定位罩(9)、上、下调位棘爪肖轴(10、10′)、上、下定位棘爪肖轴(11、11′)组成，其特征是制动底板(1)的承孔中固结着上、下支承蹄肖轴(2、2′)，上、下支承蹄肖轴(2、2′)相互对称且分置于制动底板(1)水平轴线的两侧，上、下支承蹄肖轴(2、2′)里装有上、下制动蹄(3、3′)，在上、下制动蹄(3、3′)的上、下承孔里分别装有上、下棘轮联体双工作面凸轮(4、4′)，后用螺栓拧紧于制动底板(1)上；制动底板(1)水平轴线上置有凸轮轴(7)，上、下支承蹄肖轴(2、2′)与凸轮轴(7)三点构成偏置制动圆心的三角形；上、下调位棘爪肖轴(10、10′)设置在上、下制动蹄(3、3′)的延伸部，上、下调位棘爪(5、5′)的棘爪置于上、下调位棘爪肖轴(10、10′)上，并将棘爪和棘爪弹簧定位罩(9)固定在上、下制动蹄(3、3′)的延伸部位的承孔内，在棘爪和棘爪弹簧定位罩(9)之间置有棘爪弹簧(8)，棘爪与棘轮齿相啮合；上、下定位棘爪(6、6′)轴承孔设置在靠近上、下支承蹄肖轴(2、2′)承孔相应位置的制动底板(1)上，上、下定位棘爪(6、6′)置于上、下定位棘爪肖轴(11、11′)上，并将棘爪和棘爪弹簧定位罩(9)固定在制动底板(1)的定位肖轴(10、10′)的承孔内，在棘爪和棘爪弹簧定位罩(9)之间置有棘爪弹簧(8)，棘爪与棘轮齿相啮合。
2、 根据权利要求1所述的一种三力点蹄鼓式间隙独立自调制动器，其 特征是上、下支承蹄肖轴(2、 2')与凸轮轴(7)构成偏置制动圆心的三角 形，其顶角为33.6°。
3、 根据权利要求l所述的一种三力点蹄鼓式间隙独立自调制动器，其 特征是上、下支承蹄肖轴(2、 2')中心竖直线与水平轴线的垂足交汇点的 间距到制动圆心与制动圆心到凸轮轴(7)中心的间距比为1: 1.5。
4、 根据权利要求1所述的一种三力点蹄鼓式间隙独立自调制动器，其 特征是调位棘爪肖轴(10、 10')中心到上、下支承蹄肖轴(2、 2')水平 轴线的垂足交汇点的间距与上、下支承蹄肖轴(2、 2')水平轴线的垂足交 汇点到凸轮轴(7)中心的间距比为h 4。
5、 按照权利要求l所述的一种三力点蹄鼓式间隙独立自调制动器，其 特征是上棘轮联体双工作面凸轮(4)、下棘轮联体双工作面凸轮(4') 为不同心，偏心距为8mm的内外双向工作面偏心凸轮。
6、 根据权利要求1所述的一种三力点蹄鼓式间隙独立自调制动器，其 特征是上棘轮联体双工作面凸轮(4)、下棘轮联体双工作面凸轮(4')的棘 轮外形为阿基米德几何曲线与渐开线复合而成曲线型。
7、 根据权利要求l所述的一种三力点蹄鼓式间隙独立自调制动器，其 特征是上调位棘爪(5)与上定位棘爪(6)工作中心的夹角为90。；下调位棘 爪(5')与下定位棘爪(6')工作中心的夹角为90。。
8、 根据权利要求1所述的一种三力点蹄鼓式间隙独立自调制动器，其 特征是棘轮的轮齿形状为单向工作的锯齿形。
专利摘要本实用新型属于一种用于汽车车轮上三力点蹄鼓式间隙独立自调制动器。其结构特征是制动底板的承孔中固结着上、下支承蹄肖轴，其相互对称且分置于水平轴线的两侧，上、下支承蹄肖轴里装有上、下制动蹄，在上、下制动蹄的上、下承孔里分别装有上、下棘轮联体双工作面凸轮；制动底板水平轴线上置有凸轮轴，上、下支承蹄肖轴与凸轮轴三点构成偏置制动圆心的三角形；上、下调位棘爪肖轴设置在上、下制动蹄的延伸部，上、下定位棘爪轴承孔设置在制动底板上，棘爪与棘轮齿相啮。本实用新型获得制动器制动工作副面磨损小、无噪声，实现了最佳制动时间、最佳制动减速度、最佳制动距离、最大力值及最佳力平衡效果，保证了汽车操纵安全性。
文档编号F16D65/58GK201027869SQ20072003123
公开日2008年2月27日 申请日期2007年2月6日 优先权日2007年2月6日
发明者崔忠民 申请人:崔忠民