专利名称：带有动力驱动的整体停车机构的圆盘制动器的制作方法
技术领域：
本发明总的来说涉及一种圆盘制动器，特别涉及一种有操纵用于停车制动作用的圆盘制动器的齿条和齿轮机构的圆盘制动器。
圆盘制动器通常有一个液压操纵的活塞，此活塞能够将所联接的一制动片推靠到转轮的表面上，由于反作用，转轮使制动器卡钳向相反的方向运动，并使另一制动片与转轮的另一表面进入啮合。为实现圆盘制动器活塞的调整和补偿制动片的磨损，至今已有许多设计结构被推出，其共同点是使活塞从相联接的卡钳缸筒渐渐地向外伸出，以使制动片能紧密地贴靠在转轮上。已有设计已提出了用液压或弹簧操纵的圆盘制动器调整机构，这类机构用多种部件和设计结构来实现调整操纵。人们非常希望这种调整机构也能用于停车制动。已有的采用螺杆和螺母组合件的圆盘制动器调整器结构也可以将这类调整机构用于停车制动。但是，最好是利用尽可能简单的调整机构，以使调整和停车制动作用都非常可靠。
本发明提出一种以前用于车辆转向的齿条和齿轮机构的独特组合，与一个螺杆和螺母机构相配用，用以实现圆盘制动器的制动作用。本发明包括一个有一用于移动制动片的动力传动制动机构的圆盘制动器，还包括一带有一个其中装有一活塞的缸筒的制动器座、以及用于为施加制动作用而移动所述活塞和制动片的所述动力传动制动机构，该制动机构包括一啮合于一齿轮的动力传动的齿条，还有，包括一可以由所述齿轮转动的且其上配有一个与所述活塞相啮合的螺母的螺杆的装置，这样，所述齿条的移动会使齿轮转动和螺杆装置工作，于是螺母使活塞和制动片移动，以实现制动作用。
现结合表示出两个实施例的各附图对本发明作详细叙述。
图1是包括本发明的一个双缸筒圆盘制动器的仰视剖视图;
图2是沿图1中线2-2的一个剖视图;
图3是沿图2中线3-3的剖视图;
图4是活塞、螺母和螺杆的视图;
图5是本发明的传动齿轮和螺杆凸缘的立体视图;
图6是传动齿轮和螺杆凸缘的齿的局部放大视图;
图7是本发明的第二实施例的剖视图;
图8是沿图7中线8-8的剖视图;
图9是图8中的圆盘制动器的仰视图;
图10是一个包括本发明的圆盘制动器的制动液压回路图;
图11是另一个包括本发明的圆盘制动器的制动液压回路图。
为了使用常用圆盘制动器卡钳来实现一辆装有圆盘制动器的车的停车制动，必须或者将所有圆盘制动器用于停车，或者在一对圆盘制动器上施加一夹紧力，且这一夹紧力要大于从常用制动器系统能得到的夹紧力。如果必须用动力辅助停车，例如中型和重型卡车就是这种情况，那么一种可用的能源可以是一个由常用制动系统或动力转向系统来保持于充压状态的液压蓄能器，或是任何另一种能源，诸如反锁制动系统。系统内蓄积的压力通常不足以使得通过直接使用常用圆盘制动器活塞能产生所需要的停车力。
本发明通过提供一双筒型圆盘制动器提出了对以上问题的解决办法，它利用一齿条和齿轮制动机构的一单独液压活塞来转动一螺杆，此螺杆对装在每一常用活塞内的一螺母施加推力。参见图1，本发明的圆盘制动器总地以标号10表示，圆盘制动器包括双联的缸筒12和14，每一缸筒中分别有活塞16和18。从暂时用可拆下的塞件17和19封住的开口进来的液压使车辆驾驶员能够用活塞实现常用的制动。这在已有技术中是众所周知的。卡座或称之为制动器壳体20还有位于阶梯孔12和14中的一对螺杆22、24。每一对螺杆的一端有螺纹26，相对于螺母28，29的螺纹，螺纹26的螺旋角较小，这样，一旦实现了停车制动螺杆和螺帽就不能逆转。螺杆22和24上分别装有法兰32、34，它们是通过其上的花键36与螺杆上的花键25相啮合来与各自的螺杆不可相对转动地接合。应该清楚地理解，法兰32和34可以是可从各自螺杆22、24上拆下来的零件，也可以与各自的螺杆制成一体。用常规的冷镦粗工艺可以将法兰制成为螺杆的一构成部分，即制成带有凸缘的螺杆。螺杆凸缘32如图5所示，它有设置在表面38上的径向棘齿39，棘齿39与传动活塞48的对应形状的棘齿49相啮合(参见图5和图6)，这样，传动活塞48向一个方向的转动会使螺杆凸缘32和螺杆22向同一方向转动。每一螺杆22、24设置在各自的阶梯孔中，以其与各自的活塞16、18相反的那一端支承在轴承50内，并由定位弹簧52推向一端。螺杆22、24延伸至壳体之外，并用盖帽54盖住，阻止污染物进入各自的阶梯孔。每一盖帽54都可以拆下，以便于在更换圆盘制动器的制动片时或者如果液压释放系统发生故障时能够用手操动和释放螺杆。传动齿轮47、48每一个都低靠在推力轴承59上，传动齿轮47有圆周向的轮齿51，而传动齿轮48有圆周向的轮齿53(见图5)。壳体有正交于图3所示的螺杆纵向轴线A-A设置的横向孔70(参见图2)，孔70中装有齿条80，其齿81，83分别与传动齿轮的齿51、53相啮合。齿条部件80包括一其上装有密封件82、84的活塞，它与孔70一起形成一施加制动作用的压力控86和一释放压力腔88。孔70的端部71用密封件75封闭。
活塞16和18分别如图4所示那样，与各自的螺母28，29相接合，每一活塞有两对径向延伸和轴向偏置的筋板23和27。筋板23径向地向内延伸，并靠到各自的螺母28、29的沿径向延伸的端面上(见图1)。筋板27径向地向内延伸并插在螺母上的槽口21内，这样，每一螺母和活塞就不能相对转动地接合在一起。筋板27是以一定的间隙插入槽口21内，这样，即使活塞和螺母之间有某种程度的对不准，也不会妨碍螺母和螺杆之间的正确啮合。
参见图1，活塞16、18在壳体20内的安装方向是这样的，即，把筋板23置于缸筒12、14内。图1、3和4A示出了一定位键40，它是用于确保活塞的初始对准和不会转动。键40有卡在活塞上的槽口16A和18A中的两臂41，以阻止活塞在各自螺母移位过程中产生相对转动。
参见图10，其中示出了与本发明的圆盘制动器一起使用的一个新颖的制动回路。回路99包括制动器踏板100，它用于操作施压装置或主控缸102，主控缸102通过管路104连接于按本发明制造的圆盘制动器106和108。回路99包括由电动机99驱动的泵107，以便将油压输送至蓄能器103，并通过管路110和111输至各齿条和齿轮施压腔86(见图2)。每一释放压力腔88连接于释压管路112，管路112又通过管路114，115和119通向液压油箱116。油泵109可以是一个用于车辆动力转向系统、常用制动系统、或一自适应制动系统的泵，并由压力开关118来操纵。因此，就有必要确保当泵用于一不同的功能诸如动力转向时它不能把液压输送到圆盘制动器。管路110和115连通于由停车开关121操纵的三位电磁阀120。图中的电磁阀120表示在一个“不工作”位置，在这一位置上，泵107产生的液压不能传递到圆盘制动器106、108中，但从各自的齿条和齿轮释压腔88返回的液压能自由地通过管路112、114和119与油箱116相连通。用停车开关可以使电磁阀移位，将连接122接通，可用于实现停车制动作用，或将连接124接通，将使液压释放和停车制动作用结束。管路114上有一平衡阀或称为防复合阀130，该阀有一能接受从主控缸102通过先导连接133传来的液压的弹簧偏置的活塞132。活塞132的另一侧接受从管路114来的在腔135内的液压，腔135根据活塞132的位置可以与管路115相通，也通过管路130上的单向阀117与管路115相连接。
为实现常用制动作用和停车制动作用，本发明的圆盘制动器106、108和制动回路99应操纵如下如果车辆驾驶员需要实现常用制动作用，他可踩下制动踏板100，它操作主控缸102，主控缸通过管路104将液压传递到圆盘制动器106和108。圆盘制动器106、108(对应于圆盘制动器10)从原先由进口塞件17、19盖着的开口接受液压制动压力(见图1)，于是液压把活塞16、18向外推至进入与一个没表示出来的内侧制动片相啮合，制动片靠到一个未表示的转子上运动，由于反作用，制动器壳体向相反方向运动，使未表示出来的外侧制动垫进入与转子的另一侧相啮合。车辆驾驶员释放制动踏板就将结束这一常用制动作用。
如果车辆驾驶员需要实现停车制动作用，他可操纵停车开关121，此开关使电磁阀动作，使连接122接通，使从蓄能器103和/或泵107来的液压得以通过管路110、111传递到圆盘制动器的施压腔86。同时，在回油压力腔88内的液压流体被允许通过管路112和114流动到腔135，在其中液压推动弹簧偏置的活塞132并与管路115、119和油箱116相连通。液压传递到每一施压腔86使每一齿条部件80向下运动(见图2)，从而使传动活塞47、48转动。驱动活塞47和48每一个都有各自的与螺杆凸缘32、34的棘齿39、35相啮合的齿轮棘齿45、49(见图1)。由于传动齿轮47、48是以相反方向转动，所联结的齿轮棘齿和在螺杆凸缘上的对应棘齿是右旋和左旋的，所以所产生的螺杆22、24的转动将使各自的活塞产生相应的移动。参见图6，传动活塞48朝箭头D方向的转动将通过棘齿49与棘齿39的啮合使螺杆凸缘32转动。随着螺杆凸缘32转动，与之接合的螺杆也转动并使螺母28移动。螺母28是沿着螺纹26移动，从而使活塞16向外移动靠到联结的制动片上，并且壳体也由于反作用而运动。传动齿轮47、螺杆凸缘34、螺杆24、螺母29和活塞18也以相同的方式工作。由于各螺杆和螺母的螺纹之间的连接是不可逆的，当壳体已被施加了停车制动作用时，制动器就不会放开或逆转，除非用回路99操作。当车辆驾驶员想要释放停车制动机构时，他可操作停车开关121使连接124接通，于是存在管路110内的液压通过管路115和/或管路131传递到腔135、进而管路114和各释放压力腔88，而此时施加制动压力腔86处于通过管路111和119与油箱116相通的状态。由于有单向阀117设置在旁通管路131上，停车制动机构储存压力(来自蓄能器131和/或油泵107)的释放可以通过管路110、阀120和管路115传递到管路114，而不受阀130的活塞132的任何限制。随着释放压力腔88得到液压以及施加制动压力腔86与油箱116连通，各齿条80向上向图2所示的位置移动，使传动活塞向相反方向运动，从而使制动片从转轮上松开。随着传动齿轮48转动而释放停车制动作用，这一传动齿轮向图6中箭头F方向转动，这将使螺杆凸缘32作相对转动，因为各制动片的停车夹紧力都提供一反作用力，这一反作用力会将各螺母、螺杆和螺杆凸缘偏压向传动齿轮。但是，随着停车夹紧力被释放，传动齿轮48逐渐地向箭头S方向运动(见图6)，轴向地离开螺杆凸缘32，因此棘齿49可以滑过对应的棘齿39，棘齿49最终可能脱离螺杆凸缘32的棘齿39。这样，正是用尺寸B表示的齿的高度提供了圆盘制动器的运转间隙，即制动片与转轮之间的间隙。根据制动片表面的磨损、夹紧力、和运转间隙以及在退回释放阶段为释放夹紧力和保持运转间隙所需的一个量，螺母将已沿着各自的螺杆被向前推，这样，螺母和活塞就保持在相对于螺杆调整了的一个位置上。
为了阻止在车辆驾驶员在释放停车制动作用的同时，又把他的脚踏在制动器踏板100上实现常用制动作用的情况下停车制动机构出现超调，每一螺杆凸缘32、34上都装有一密封件31，密封件31封住各自的阶梯孔，这样阶梯孔内得到的常用制动压力就施加在各活塞和螺杆凸缘上，从而保持螺杆凸缘上的棘齿与齿轮上的棘齿相啮合，而使螺杆转动。这样，各传动齿轮和螺杆凸缘的棘齿就通过驾驶员施加的常用制动液压而被液压地加载，因此，传动齿轮不会过早地与各自的螺杆凸缘脱开。
为了限制正在施加常用制动压力时施加停车制动夹紧力，回路99的管路114、115中装有一平衡阀或称为防复合阀130。这将能防止常用液压制动压力和停车机构夹紧载荷施加过度，而一旦施加过渡可能损坏圆盘制动器。当在停车制动机构起作用期间车辆驾驶员施加常用液压制动作用时，常用制动压力从主控缸102通过先导管路133传递到阀130的腔137。这将使活塞132滑过管路115的开口，并限制从释放压力腔88流向油箱116的油流。结果是，只有到释放压力腔88和腔135内建立起足够的压力、使阀130的活塞132移动过释放管路115的开口、并允许释放压力腔内的液压与油箱116相通时，通过管路110、111输送到圆盘制动器的施加制动压力腔86的储存液压才能移动相联接的齿条80。这导致要从通过管路110和111输送的停车制动作用压力中减去由车辆驾驶员通过主控缸产生的常用制动压力。因此，阀130可以防止常用制动作用压力和停车制动作用压力相复合，而一旦出现这种复合就会损坏圆盘制动器106，108。
由于停车制动器机构均匀地作用在圆盘制动器的制动片上，这种制动器适于作为一种紧急制动器，而且不会由于施加不对称载荷而加速壳体的过早失效。同样，用于停车制动作用的夹紧力或制动力比常用制动夹紧力大，但不需要任何更高的液压。由于螺杆和螺母之间的不可逆螺纹连接，停车制动可以通过液压的作用来施加和释放，但在停车方式或释放方式中都不需要压力保持。另外，当常用制动器失灵时，可以施加或释放停车制动器机构，如上所述，可虽然喷射混合喷嘴可以放置在反应器壁的任何地方，不过当喷嘴安放在反应器顶部而聚合物颗粒在稀释剂中的悬浮液从反应器底部取出时，可以得到很好的聚合结果。因此，反应器最好在其顶部装置一个喷射混合喷嘴，而聚合物在稀释剂中的悬浮液宜从反应器底部取出。悬浮液至少部分经喷射混合喷嘴顶部通过它喷射入反应器的上层，单体通过喷射混合喷嘴的侧壁上一个或多个开孔被吸入喷嘴。
本发明方法为了达到聚合物的高生产效率，悬浮液的聚合物浓度应尽可能高。另一方面，每立方米悬浮液所含聚合物的量受实际使用的限制;聚合物浓度太高时悬浮液无法用淤浆泵循环而且再也不能通过喷射混合喷嘴。悬浮液的聚合物浓度宜保持在至少5%(重量)的大小，至多60%(重量)。
为了达到足够高的生产率，反应混合物在反应器应停留一段时间。已经发现，悬浮液在反应器中的停留时间宜为1～30小时。
悬浮液在反应器中优选的停留时间以及悬浮液通过喷射混合喷嘴的优选线速度一起决定了每小时循环的悬浮液体积同反应器体积的比值，该比值宜为2～100。
聚合反应略有放热，如果在较小规模进行聚合，反应器外表面同其体积之比会使得通过反应器壁损失的热比由反应生成的热更多。因此，聚合物在稀释剂中的悬浮液在循环入喷射混合喷嘴时，如果该过程在较小的系统中运转，悬浮液则宜加热。另一方面，如果以管路119和油箱116相通。可变延时器装置350连接于每一电磁阀320、324，并可以独立地对各阀实行不同的延时。当车辆驾驶员想要施加停车制动作用时，他就触发停车开关121，此开关使每一电磁阀暂时的退激，于是他们滑回到图11所示的位置。这就允许管路110中的液压通过管路111A和111与圆盘制动器106、108相通，并如上述那样使停车制动器机构起作用。减压阀330仅允许一个预定大小的制动液压输送到施压管路111A和111。如果驾驶员施加停车制动时车辆正在跑，那么可以再激励电磁阀324，于是将停车制动器隔离于油泵109和蓄能器103。如果车辆驾驶员在施加停车制动之前或之后关闭车辆的发动机，电磁阀324就将保持于退激状态或被退激，以此再施加液压给施加制动管路111。因此，回路可以配置成若车辆发动机不开动起来停车制动器就不会释放。当车辆驾驶员在起动车辆发动机后想要释放圆盘制动器106、108时，他可以把开关121拨动到不起作用的位置，这使电磁阀320移动到激励位置，这样压力管路110就通过被退激的电磁阀324与供油管路111A和释放管路114相连通，与此同时施加制动管路111通过被激励的电磁阀320与释放管路119和油箱116相通。在一段足够制动器106，108完全释放的适当时间之后，可变延时器350使电磁阀324激励，于是制动器106、108被隔离于高压供油管路110。
减压阀330提供和图10中所示的阀130一样的防复合功能。如果车辆驾驶员踩下了制动器踏板100，使主控缸102中产生了压力，这一压力就通过先导管路333传送到减压阀330，因此被传送到管路110的任何压力都将被相应地降低，从而防止损坏圆盘制动器。减压阀330能够有效地从通过管路110、111A和111传送的停车制动作用压力中减去由车辆驾驶员通过主控缸102提供的常用制动压力。
权利要求
1.一种带有用于推动一制动片的动力传动制动机构的圆盘制动器(10、106、108、206)，它包括一带有缸筒(12，14)的制动器壳体(20，220)，缸筒中设置有活塞(16，18，216，218)，所述动力传动制动机构用来推动所述活塞(16，18；216、218)和制动片，以施加制动作用，制动机构包括一与齿轮(47，48；247，248)啮合的动力传动的齿条(80，280)，还有包括一可由所述齿轮(47，48；247，248)转动的、且其上装有用于与所述活塞(16，18；216，218)相啮合的螺母(28，29；228，229)的螺杆(22，24；222，224)的装置，这样，所述齿条(180，280)的移动会使齿轮(47，48；247，248)转动和螺杆(22，24；222，224)装置工作，于是螺母(28，29；228，229)使活塞(16，18；216，218)和制动片移动，以达到施加制动作用。
2.如权利要求1所述的圆盘制动器，其特征在于，齿条80是正交于所述圆盘制动器(10，106，108)的纵向轴线设置的。
3.如权利要求1所述的圆盘制动器，其特征在于，活塞(16，18;216，218)包括一用于容纳所述螺母(28，29;228，229)的内孔，和二对(23，23;27，27)向所述内孔内径向延伸的筋板(23，27)。
4.如权利要求3所述的圆盘制动器，其特征在于，一对(23，23)筋板(23)与所述螺母的径向表面啮合，另一对筋板(27，27)的每一筋板(27)延伸入螺母(28，29)的一径向槽口(21)内以阻止螺母转动。
5.如权利要求1所述的圆盘制动器，其特征在于，齿条(80，280)上装有密封件(82，84;282)，并且是装在一壳体(20，220)内，齿条(80，280)将壳体分成为两个压力腔(86，88;286，288)。
6.如权利要求1所述的圆盘制动器，其特征在于，进一步包括一第二螺杆部件(24，224)，一第二活塞(18，218)，齿轮(48，248)和缸筒(14)，这样，所述齿条(80，280)用于推动每一个活塞(16，18;216，218)以施加停车作用。
7.如权利要求6所述的圆盘制动器，其特征在于，所述齿条(80)设置在所述螺杆部件(22，24)之间，齿条(80)的移动使各螺杆部件(22，24)以相反的方向转动。
8.如权利要求6所述的圆盘制动器，其特征在于，齿条(280)设置成以其一侧的齿(281)与两个齿轮(247，248)相啮合。
9.如权利要求1所述的圆盘制动器，其特征在于，齿轮(47，48;247，248)的一端表面上有棘齿(45，49)，螺杆装置(22，24;222，224)在其与齿轮棘齿相对的表面上有棘齿(39，35)，齿轮和螺杆装置的棘齿(45，49;39，35)相啮合时就会使所述螺杆装置(22，24;222，224)转动和所述螺母(28，29;228，229)的移动。
10.如权利要求9所述的圆盘制动器，其特征在于，所述螺杆装置(22，24;222，224)上的棘齿(39，35)有一预定高度(B)，这一高度决定着所述圆盘制动器(10，106，108，206)的运转间隙。
全文摘要
带有动力驱动的整体停车机构的圆盘制动器包括具有螺杆部件和螺母调整机构的双活塞圆盘制动器。双活塞可以由液压操作的齿条和齿轮停车机构机械地推动用于停车制动。齿条和齿轮停车机构可以设置在卡钳壳体内，且将齿条设置在装在螺杆部件上的传动齿轮之间，或者齿条可以纵向地装在两传动齿轮的同一侧。传动齿轮上有可与螺杆凸缘上的棘齿相啮合棘齿，在释放状态下凸缘棘齿的高度决定着圆盘制动器的制动片的运转间隙。
文档编号F16D65/14GK1067101SQ9210406
公开日1992年12月16日 申请日期1992年5月22日 优先权日1991年5月22日
发明者阿利斯泰尔·戈登·泰恩 申请人:联合信号股份有限公司