具有被中间定位的弹簧的弹簧制动促动器制造技术

本发明专利技术提供了一种用于气动操作的车辆制动器的弹簧型制动促动器，制动促动器弹簧定位在促动器的行车制动促动器和车辆停放制动释放促动器之间的中间凸缘的前侧。弹簧被约束在中间凸缘和保持板之间，所述保持板经由穿过中间凸缘的轴连接到车辆停放制动释放促动器。因为保持板和车辆停放制动释放促动器在中间凸缘的相反两侧彼此连接，阻止了弹簧伸展，因此通过实质上消除弹簧能量不可控地释放的潜在可能增加了在促动器制造和维护中的安全性。该促动器构型同时也减小在壳体后部上的结构负载，将弹簧和壳体重量转移到更靠近车辆制动器的地方，以允许更简单的设计和使用诸如塑料或铝等替代材料，以实现更低的成本。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种车辆制动系统用的促动器，尤其涉及一种弹簧型制动促动器。
技术介绍
使用所谓的“弹簧制动”促动器向配备有杆操纵的鼓式(lever-operated drum)或盘式制动器的诸如商用卡车、牵引车和拖车等的车辆提供行车、停放和紧急制动的操作已为人们所公知。弹簧型制动促动器是典型的气动操作促动器，并被提供来自车辆上的压缩空气源的工作气体。这些促动器也被典型地以“故障保护”的方式配置，即，当工作气压丧失时促动器默认履行施加制动的状态。图1中的剖面图显示了一个现有技术的弹簧制动促动器的例子。促动器壳体1包括后气缸2，在该后气缸2内设置可位移的后活塞3。后气缸的内壁和后活塞的腔室侧面限定了后通气室4。后活塞的另一侧面承压在制动促动器弹簧5上。这个弹簧在现有技术中也被认作为“动力弹簧”或“车辆停放制动弹簧”，这些术语可以交互使用。本文为了保持一致，将使用术语“制动促动器弹簧”或“促动器弹簧”。环形密封圈6将后通气室与活塞3的弹簧侧隔离。中间凸缘8(也被认作为“壁”)将后气缸2和前气缸9分离开。中间凸缘8被密封圈10密封，作为后活塞3的延伸的滑杆11穿过该密封圈10。滑杆11能通过后活塞在中间凸缘8中移动。前气缸9内的前通气室7由该气缸内壁、前活塞13和环形隔膜14界定。后活塞3和前活塞13以滑杆11的方式彼此非连接地接触，以便后活塞3能够沿施加制动的方向移动前活塞13。用于操纵车辆制动器的促动杆15设置在前活塞13的前侧。图1也显示了用于把促动器1安装到车辆制动器上的安装螺栓16，以及对前活塞13朝向前室7的后部施加偏压的轻复位弹簧18，和设置来防止制动灰尘等污染物进入前活塞13的前部的前气缸9的部分12中的波纹管式密封器17。当在图1所示的促动器内无气动压力存在时，制动促动弹簧5向后活塞3施加高弹簧力，后活塞3转而通过滑杆11将该力施加到前活塞13以使促动杆15施加车辆制动。在该状态下，车辆制动器作为防止车辆移动的车辆停放制动器。当需要释放车辆停放制动器时，后通气室4通过气门19充满压缩空气。当通过增加气压在后活塞3的前侧产生的力超过制动施加弹簧5产生的力时，后活塞3和滑杆11移向后气缸2的后侧压缩弹簧5。同时，因为滑杆11向后移动，先前施加到前活塞13上的力被释放，复位弹簧18对前活塞13向前气缸9的后部施加偏压，因此促动杆15从车辆制动器退出并解除车辆制动。因此车辆从被制动促动器弹簧5制动的状态变为车辆可以移动的非制动状态。在正常操作中，通过允许压缩空气(经图1中未示的气门)进入前通气室7来施加行车中的车辆制动。因为在后通气室4内的空气压力持续把滑杆11保持在后气缸2的后部，前活塞13和促动杆15在前气缸内自由地前后移动，必要时响应操纵者的制动执行指令。在车辆操作过程中当压缩气体的提供发生故障时，后通气室4内的压力降低。结果，制动促动弹簧5自动地把后活塞3推回到起动(车辆停放)位置。滑杆11压在前活塞13上，前活塞13转而沿制动施加方向推动促动杆15以促动车辆制动。因此，车辆的制动故障保护紧急操作得以确保。现有技术已知的弹簧制动促动器结构复杂，并多少具有制造和维护困难，以及许多内在的问题。首先，为了产生确保在车辆停放或紧急状况下的完全制动所需的非常高的制动施加力，制动促动器弹簧必须强有力。结果，制动促动器弹簧很大，很重，并且当被压缩时储存潜在危险数量的能量。这就要求弹簧制动器壳体制造得厚重，采用相对厚的壳体壁和高强度材料，以便提供可靠的对弹簧的容纳和提供足够的基础以吸收当弹簧压靠该壳体的后端时弹簧的反作用力。在现有技术的促动器中这样的要求特别强烈，壳体连续地受到促动器弹簧施加的非常高的负载，因此壳体必须被设计成能在长年连续处于苛刻的工作条件下可靠地承受这样的负载。最后，这样的厚重壳体构造的需要不得不增加促动器元件的重量、尺寸和成本。与弹簧容纳相关的额外高强度材料的需求的进一步问题是该额外的重量和弹簧自身重量朝着壳体的后端集中在最不希望的地方。这个地方之所以不希望是因为它使这样大的质量远离车辆制动器上的安装凸缘伸出，使得作用在促动器安装凸缘和/或紧固件上的应力达到最大。在维修中观察到很多安装凸缘(也称作“边架”)和/或它们相关的紧固件的故障，说明这些故障是由这样远距离的质量产生的应力的直接结果。现有的弹簧型制动器的另一个问题是假如在促动器制造和维护过程中对制动促动器弹簧处理不当时有潜在的伤害或特性损坏的可能。典型的弹簧制动促动器被构造成具有可从促动器的前部分离的后部。然而，因为后部常常是保持制动促动器弹簧的唯一元件，因此如果移除后部，必须非常小心以确保弹簧仍保持被约束或“锁定”的状态，以免当维护拆卸后部时弹簧或促动器的后部以不可控的方式加速离开壳体。在制造过程中也有相似的关注，在促动器装配的过程中必须小心地控制弹簧以防止它们不经意的弹出。对由于弹簧能量的不可控释放造成的潜在伤害或损害的关注导致对刚性弹簧约束装置的设计、技术员培训和防损害弹簧制动促动器壳体的设计上进行大量投入。尽管如此，不恰当拆卸造成的伤害仍然可能发生。因此为装配和维护提供控制装置和夹具的需要在制造和维护操作中增加了人力和工具成本。对提供坚固的壳体凸缘连接和固定器(例如夹紧机构)以抵抗由完全压缩的制动促动器弹簧产生的分离力的需要导致了额外的成本和元件重量的后果。现有弹簧型制动促动器也易于受到弹簧和后气缸的内部腐蚀。后气缸在后气缸的弹簧侧通常配备至少一个气室通气孔。这些通气孔释放从后室泄漏进促动器壳体的后部的任何压力。当后室卸压，制动促动器弹簧张开到车辆停放位置时，通过通气孔进入气缸的弹簧侧的空气包含湿气形式的水，基于上述事实就出现对于腐蚀问题的关注。雨水、路上的盐分和冰溶化液体也是进入促动器的腐蚀性水和化学物质的来源。来自这种积水的腐蚀导致制动促动器弹簧的故障(例如断裂)，在几乎没有或完全没有外部可见预兆的情况下就破坏了促动器的“故障保护”制动功能。这些水还导致壳体壁危险地变薄，导致壳体的不希望的破裂，随之发生紧急制动能力的丧失，弹簧和后活塞/隔膜的潜在的不可控弹出。常规的弹簧制动促动器的几何形状产生了进一步的问题，即车辆停放制动操纵杆的堵轧。制动促动器弹簧是典型的圈弹簧，是固有的不对称元件，不总是提供与车辆停放制动隔膜的促动杆完全对齐的弹簧力。由于促动器弹簧和车辆停放制动杆的位置和排列，以及当车辆停放制动隔膜完全退回时暴露的操纵杆的非支撑长度，轻微不对称的弹簧力就能造成操纵杆足够远地偏向一侧，显著增加轴和/或它对应的轴承表面和密封元件的摩擦和磨损。假如不加阻止地允许这个过程发展，如此增加的摩擦和磨损至少在理论上会造成使对轴的拖动增加到有效地“堵轧”的程度，即，当后室的压力释放时轴不能移出后室。如果发生了这个情况，促动器就不能执行车辆停放制动或紧急制动功能，制动器的“故障保护”特性就被破坏。鉴于现有的弹簧型制动促动器的一个或多个前述问题，本专利技术提供了一种经改进的促动器，它更安全、更轻、更简单、更可靠、成本更低和/或装配和维护更安全。通过以创新方式实体上重新设置弹簧制动促动器的基本元件，本专利技术去除了对厚重壳体构造和额外的制动促动器弹簧约束装置的需求。在一个实施例中，制动促动器弹簧被重新定位到促动器壳体的前部，占据前本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种弹簧制动促动器，其特征在于，包括：　　　　制动促动器弹簧；　　　　车辆停放制动释放促动器；和　　　　行车制动促动器，　　　　其中，所述制动促动器弹簧设置在行车制动促动器和车辆停放制动释放促动器之间。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：罗纳德S普郎特，肯尼斯E斯盖克尔霍夫，
申请(专利权)人：邦迪克斯商用车系统有限责任公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]