用于驻车制动腔室的驻车制动活塞制造技术

提供了一种气动操作车辆制动器的弹簧式制动驱动器，其中驻车制动释放活塞由至少一个冲压驱动器活塞板，优选地，冲压铝制板形成。优选地，弹簧式制动驱动器的动力弹簧的偏压力承受在冲压弹簧座盖构件上，该冲压弹簧座盖构件介于动力弹簧和冲压驱动器活塞板之间。另外，驻车制动释放活塞的柔性隔膜可以通过将支持板附着到连结构件而被夹在冲压驱动器活塞板和冲压支持板之间，其中连结构件包括螺纹插入部以接收手动驱动的驻车制动释放驱动工具。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】弹簧式制动驱动器及其操作方法、车辆制动器组件及车轴组件
技术介绍
及
技术实现思路
本专利技术涉及一种用于车辆制动系统的弹簧式制动驱动器，具体地，涉及一种用于该驱动器的活塞构造。众所周知，所谓的“弹簧式制动”驱动器用于为诸如配备了杠操作的鼓式或盘式制动器的商用卡车、拖拉机、拖车提供行车、驻车或紧急制动操作。弹簧式制动驱动器一般气动地操作，并且供应有来自车辆上的压缩空气源的操作空气。这些驱动器一般还具备故障安全设计，即驱动器在操作工作压力损失时默认为制动施加状态。图1中的截面图显示了现有技术中的弹簧式制动驱动器的实例。驱动器壳体1包括后气缸2，后活塞3可移动地布置在该后气缸2中。后气缸的内壁和后活塞的腔室侧限定后通风腔室4。后活塞的另一侧支撑在制动驱动弹簧5上。这个弹簧在本
里也称为“动力弹簧”或“驻车制动弹簧”，这些术语可互换使用。后通风腔室通过环形密封件6与活塞3的弹簧侧隔开。中间凸缘8(也称为“壁”)将后气缸2和前气缸9分离。中间凸缘8被密封件10贯穿，作为后活塞3的延伸部的驻车制动施加杆11通过密封件10。驻车制动施加杆11能够通过后活塞在中间凸缘8中移动。前气缸9中的前通风腔室7由气缸内壁和前活塞13和环形薄膜14限定。后活塞3和前活塞13通过驻车制动施加杆11非耦合地接触，从而前活塞13能够通过后活塞3并且/或者通过前通风腔室7中的气压在制动施加方向上移动。驱动车辆制动器的制动杆的驱动杆15设置在前活塞13的前侧。图1还显示了设置用于将驱动器1安装在车辆制动器上的安装螺钉16和轻质复位弹簧18，其使前活塞13朝向前腔室7的后方偏压。当图1中的驱动单元没有气压时，制动驱动弹簧5向后活塞3施加高弹簧力，该后活塞3反过来将该力通过驻车制动施加杆11施加到前活塞13，使得驱动杆15施加车辆制动。在这个状态下，车辆制动功能，即驻车制动阻止车辆移动。当要求释放驻车制动器时，后通风腔室4通过通风口(未显示)填充有压缩空气。当通过增加后活塞的前侧的气压而产生的力超过通过驻车施加弹簧5产生的力时，后活塞3和驻车制动施加杆11朝向后气缸2的后方、压缩弹簧5移动，并且使得后气缸2的后方的空气通过后活塞3中的通道(未显示)、排气路径19而被排放到大气。当驻车制动施加杆11朝向后方移动时，先前施加到前活塞13的力被解除，并且复位弹簧18使前活塞13朝向前气缸9的后方偏压，因而使驱动杆15缩回至远离车辆制动器，并且释放车辆制动器。因此，车辆从被制动驱动弹簧5制动的状态移动到车辆可以移动的非制动状态。通过允许压缩空气(通过图1中未显示的端口)进入前通风腔室7，车辆制动在正常操作期间作为一种服务被施加。因为后通风腔室4中的气压持续将驻车制动施加杆11保持在后气缸2的后方，响应于操作者的制动驱动请求，前活塞13和驱动杆15根据需要在前气缸内自由向前和向后移动。弹簧式制动驱动器中的驻车制动活塞(图1中的实例，后活塞3)结构相对复杂，因此一般都由单个块件作为铸造件而形成。铸造活塞大都由铝铸造，铝是一种重量轻且适合于铸造工艺的材料。尽管铸造铝制驻车制动活塞的成本相对较低，但其费用因铝料市场价格波动大而大幅波动。另外，用于形成铸造铝制活塞的工具使用寿命较短，在工具必须替换之前只能进行近似100,000次铸造冲击。工具使用寿命短提高了分配工具成本的铸造铝制活塞部件的成本。铸造铝制制动活塞一般也需要昂贵的加工操作，以在其表面制备橡胶隔膜，以及用于接收驻车制动释放杆和完成通风特性。鉴于当前弹簧式制动驱动器的驻车制动活塞和相关的驱动器组件的前述问题，本专利技术提供了一种改进的驻车制动活塞和弹簧式制动驱动器，相比于现有技术的铸造驻车制动活塞，该改进的驻车制动活塞更简单并且制造和组装成本更低，减少了当驻车制动活塞通过驻车制动释放工具手动地缩回时驱动器壳体上的压力，并且允许使用自通风腔室并因此消除了外部通气的需要以及消除了与其相关联的腐蚀问题。在本专利技术中，先前的铸造铝制驻车制动活塞被冲压活塞布置代替，其中冲压盘附着到驻车制动驱动器隔膜，较佳地，该隔膜夹在相对的冲压板之间。冲压的使用允许使用冲压工具，其使用寿命比铸造工具更长(相比于铸造工具必须替换之前进行近似100,000次铸造冲击，冲压工具替换之前一般能进行一百万次冲压)。较佳地，冲压活塞设计包括螺纹插入部，该螺纹插入部可以将驻车制动活塞固定到驻车制动缩回杆，关于这个特征，等效的铸造铝制驻车制动活塞工具作业利用铸造模具而变得昂贵。因此，本方法提供一种经济的方式，用于以车辆操作员和技术人员已熟知的方式进行驻车制动驱动器的手动缩回。螺纹插入部可通过多种方式形成在或附着到冲压活塞，例如通过点焊接形成在或附着到冲压活塞。另外，可以在冲压件中使用压入螺纹插入部，因为这种插入部允许比铸造驻车制动活塞使用更大直径的通气阀布置。在较佳实施例中，冲压活塞与弹簧座盖元件配对，该弹簧座盖元件较佳地通过冲压形成，并且其在活塞的动力弹簧侧抵接冲压活塞。弹簧座盖元件进一步可以布置成接收动力弹簧的制动侧端，从而弹簧的力被弹簧座盖承受，而不是直接施加在冲压活塞板上。这个构造允许使用具有这样厚度的冲压活塞板和弹簧座盖元件：两者的厚度中的单独一个不足以抵抗动力弹簧所产生的轴向力，但是两者的厚度叠加在一起时，由于在动力弹簧的制动侧端的区域中的这些冲压构件的厚度的双重效果，能够成功地处理动力弹簧的力。这样允许使用不期望的薄的、低成本的驻车制动释放活塞组件(在材料成本和生产成本方面成本低(例如，由于使用更薄的材料片而不需要大力冲压且不会像更厚的材料那样快地磨损工具所引起的较低工具作业成本))，同时还能提供足够的强度以承受通过动力弹簧施加到驻车制动释放活塞的负载。因为弹簧座盖元件和冲压活塞板不必承载大的拉伸负载，因此这些组件之间不需要提供强的连接，例如上述盖和活塞的完全圆周焊接。因此，可以消除例如完全外周焊接、铆接或使用紧固件的高拉伸强度连结方法所耗费的成本和时间。在一些应用中，期望将弹簧座盖元件轻轻地点焊接到冲压活塞，以保证这些组件的同心布置来辅助驱动器装配。可选择地，由于这些组件只在彼此压缩的状态下承受负载，因此在一些应用中，弹簧座盖元件与冲压活塞之间的固定可以一起被免除。其进一步优势在于，如果在冲压活塞上，弹簧座盖元件具有基本圆锥形状，这种布置比圆柱形构造的盖元件提供更大的阻力抵靠拉伸或压缩变形(例如，当手动制动缩回工具拉动座盖元件时或当盖元件的顶端抵靠动力弹簧腔室的后方作为活塞行程止动件时)。这个设计还可以包括在冲压驻车制动活塞中心布置内的隔膜-杆密封元件和内部通气布置以允许腔室通气，消除了允许外部环境空气进入弹簧壳体的动力弹簧部分的需要，从而消除了污染物进入制动驱动器壳体中的可能性。相比于现有技术的铸造驻车制动释放活塞设计中典型使用的弹簧座盖元件，冲压弹簧座盖元件在盖的下方为诸如通气阀的元件提供更大的内部容积。在进一步实施例中，驻车制动缩回杆通过制动驱动器的中间凸缘，并且具有在中间凸缘的与驻车制动驱动器相对的一侧附着到杆的端部。利用这种布置，一旦足够的压力使驻车制动活塞完全缩回到使得板在杆的端部抵接驱动器壳体的中间凸缘的位置，(例如，大约为70-75psi)，压力的进一步增加(例如，到135psi的系统压力的增本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种弹簧式制动驱动器，其特征在于，包括：驱动器中间凸缘构件；弹簧壳体，所述弹簧壳体被构造成附着到所述驱动器中间凸缘构件的第一侧，以形成驻车制动驱动器腔室；行车制动壳体，所述行车制动壳体被构造成附着到所述驱动器中间凸缘构件的第二侧，所述第二侧与所述第一侧相反；驻车制动释放活塞，所述驻车制动释放活塞包括冲压活塞板和柔性隔膜，所述驻车制动释放活塞被构造成将所述驻车制动驱动器腔室分隔成位于所述驻车制动释放活塞的中间凸缘侧的驻车制动释放腔室和位于所述驻车制动释放活塞的相对侧的动力弹簧腔室；驻车制动驱动动力弹簧，所述驻车制动驱动动力弹簧布置在所述动力弹簧腔室中，以偏压所述驻车制动释放活塞使其远离所述弹簧壳体的后壁部分；和弹簧座盖，所述弹簧座盖至少具有凸缘区域，所述凸缘区域布置成传递所述动力弹簧和所述驻车制动释放活塞之间的动力弹簧偏压力。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2011.09.28 US 13/247,4491.一种弹簧式制动驱动器，其特征在于，包括：驱动器中间凸缘构件；弹簧壳体，所述弹簧壳体被构造成附着到所述驱动器中间凸缘构件的第一侧，以形成驻车制动驱动器腔室；行车制动壳体，所述行车制动壳体被构造成附着到所述驱动器中间凸缘构件的第二侧，以形成行车制动驱动器腔室，所述第二侧与所述第一侧相反；驻车制动释放活塞，所述驻车制动释放活塞包括冲压活塞板和柔性隔膜，所述驻车制动释放活塞被构造成将所述驻车制动驱动器腔室分隔成位于所述驻车制动释放活塞的所述驱动器中间凸缘构件侧的驻车制动释放腔室和位于所述驻车制动释放活塞的相对侧的动力弹簧腔室；驻车制动驱动动力弹簧，所述驻车制动驱动动力弹簧布置在所述动力弹簧腔室中，以偏压所述驻车制动释放活塞使其远离所述弹簧壳体的后壁部分；弹簧座盖，所述弹簧座盖至少具有凸缘区域，所述凸缘区域布置成传递所述驻车制动驱动动力弹簧和所述冲压活塞板之间的在所述驻车制动驱动动力弹簧的内径的区域中的动力弹簧偏压力，所述弹簧座盖具有轴向延伸盖部，所述轴向延伸盖部位于所述驻车制动驱动动力弹簧的所述内径以内并且从所述凸缘区域朝向所述弹簧壳体的后壁部分延伸；和驻车制动释放操作杆，所述驻车制动释放操作杆的第一杆端附着到所述驻车制动释放活塞，第二杆端附着到所述行车制动驱动器腔室中的行程限制构件，所述驻车制动释放操作杆具有杆长度，使得当所述驻车制动释放活塞位于完全缩回位置时，在所述弹簧座盖接触所述弹簧壳体之前，所述行程限制构件抵接所述驱动器中间凸缘构件的所述第二侧。2.如权利要求1所述的弹簧式制动驱动器，其特征在于，所述弹簧座盖由冲压板形成。3.如权利要求1所述的弹簧式制动驱动器，其特征在于，进一步包括：支持构件，所述支持构件附着到所述驻车制动释放操作杆；其中，所述柔性隔膜位于所述冲压活塞板和所述支持构件之间。4.如权利要求3所述的弹簧式制动驱动器，其特征在于，所述支持构件是冲压板。5.如权利要求4所述的弹簧式制动驱动器，其特征在于，所述冲压活塞板和所述支持构件中的至少一个由铝或钢形成。6.一种弹簧式制动驱动器，其特征在于，包括：动力弹簧，所述动力弹簧布置在弹簧壳体中以施加偏压力，所述偏压力在制动施加方向上偏压驻车制动释放驱动器；冲压弹簧座盖，所述冲压弹簧座盖至少具有凸缘区域，所述凸缘区域布置成传递所述动力弹簧和所述驻车制动释放驱动器的冲压活塞板之间的在所述动力弹簧的内径的区域中的所述偏压力，所述冲压弹簧座盖具有轴向延伸盖部，所述轴向延伸盖部位于所述动力弹簧的所述内径以内并且从所述凸缘区域朝向所述弹簧壳体的后壁部分延伸；所述冲压活塞板在第一杆端被联接到驻车制动释放操作杆；并且所述驻车制动释放操作杆的第二杆端联接到位于所述弹簧式制动驱动器中的行程限制构件，从而所述行程限制构件在所述冲压弹簧座盖接触所述弹簧壳体之前到达行程停止表面。7.如权利要求6所述的弹簧式制动驱动器，其特征在于，所述动力弹簧和所述驻车制动释放驱动器布置成：所述偏压力使所述冲压弹簧座盖被压缩。8.如权利要求7所述的弹簧式制动驱动器，其特征在于，所述驻车制动释放驱动器包括冲压活塞板。9.如权利要求8所述的弹簧式制动驱动器，其特征在于，所述冲压活塞板和所述冲压弹簧座盖具有材料厚度，所述材料厚度中的单独一个不足以抵抗所述偏压力，但叠加在一起的组合厚度足以抵抗所述偏压力。10.一种车辆制动器组件，其特征在于，包括：制动器，所述制动器包括盘式制动器或鼓式制动器中的一个；弹簧式制动驱动器，所述弹簧式制动驱动器联接到所述制动器，以施加制动驱动力，所述弹簧式制动驱动器包括：驱动器中间凸缘构件；弹簧壳体，所述弹簧壳体被构造成附着到所述驱动器中间凸缘构件的第一侧以形成驻车制动驱动器腔室；行车制动壳体，所述行车制动壳体被构造成附着到所述驱动器中间凸缘构件的第二侧，所述第二侧与所述第一侧相反；驻车制动释放活塞，所述驻车制动释放活塞包括冲压活塞板和柔性隔膜，所述驻车制动释放活塞被构造成将所述驻车制动驱动器腔室分隔成位于所述驻车制动释放活塞的所述驱动器中间凸缘构件侧的驻车制动释放腔室和位于所述驻车制动释放活塞的相对侧的动力弹簧腔室；驻车制动驱动动力弹簧，所述驻车制动驱动动力弹簧布置在所述动力弹簧腔室中，以偏压所述驻车制动释放活塞使其远离所述弹簧壳体的后壁部分；和弹簧座盖，所述弹簧座盖至少具有凸缘区域，所述凸缘区域布置成传递所述驻车制动驱动动力弹簧和所述冲压活塞板之间的在所述驻车制动驱动动力弹簧的内径的区域中的动力弹簧偏压力，所述弹簧座盖具有轴向延伸盖部，所述轴向延伸盖部位于所述驻车制动驱动动力弹簧的所述内径以内并且从所述凸缘区域朝向所述弹簧壳体的后壁部分延伸；和驻车制动释放操作杆，所述驻车制动释放操作杆的第一杆端附着到所述驻车制动释放活塞，第二杆端附着到行车制动驱动器腔室中的行程限制构件，所述驻车制动释放操作杆具有杆长度，使得当所述驻车制动释放活塞位于完全缩回位置时，在所述弹簧座盖接触所述弹簧壳体之前，所述行程限制构件抵接所述驱动器中间凸缘构件的所述第二侧。11.如权利要求10所述的车辆制动器组件，其特征在于，所述弹簧座盖由冲压板形成。12.如权利要求11所述的车辆制动器组件，其特征在于，进一步包括：支持构件，所述支持构件附着到所述驻车制动释放操作杆；其中，所述柔性隔膜位于所述冲压活塞板和所述支持构件之间。13.一种车轴组件，其特征在于，包括：车轴；制动器，所述制动器联接到所述车轴，其中所述制动器包括盘式制动器或鼓式制动器中的一个；弹簧式制动驱动器，所述弹簧式制动驱动器联接到所述制动器，以施加制动驱动力，所述弹簧式制动驱动器包括：驱动器中间凸缘构件；弹簧壳体，所述弹簧壳体被构造成附着到所述驱动器中间凸缘构件的第一侧以形成驻车制动驱动器腔室；行车制动壳体，所述行车制动壳体附着到所述驱动器中间凸缘构件的...

【专利技术属性】
技术研发人员：罗纳尔多·S·普兰坦，布雷特·S·丹纳，
申请(专利权)人：本迪克斯斯派塞基础制动有限责任公司，
类型：发明
国别省市：美国;US