CN113669384B - 一种全盘多片干式可调节驻车制动器 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种全盘多片干式可调节驻车制动器，包括制动器壳体以及通过紧固件依次固定安装在制动器壳体后端的活塞壳体和碟簧支撑盖，所述制动器壳体、活塞壳体和碟簧支撑盖形成一个封闭的腔体，所述腔体内从前至后依次安装有摩擦片组、活塞和碟簧组件，所述碟簧组件适于推动活塞压紧摩擦片组实现制动；所述碟簧组件的前端与活塞之间设有碟簧调整垫，所述制动器壳体和活塞壳体之间设有壳体调整垫，通过调整碟簧调整垫和活塞壳体的厚度适于补偿摩擦片组的磨损。本发明整体性好，制动效率高，在实际使用时，可根据需要，通过多种方式来调整驻车制动力大小，而不需要重新设计，结构设计简洁，制造成本低，可适应不同车型，应用前景广泛。

Description

一种全盘多片干式可调节驻车制动器
技术领域
本发明涉及车辆制动技术领域，尤其涉及一种全盘多片干式可调节驻车制动器。
背景技术
驻车制动器，通常是指机动车辆安装的手动刹车，简称手刹，在车辆停稳后用于稳定车辆，避免车辆在斜坡路面停车时由于溜车造成事故，同时当行车制动效能失效后，驻车制动器可以临时使用或配合行车制动器进行紧急制动。
目前市场上多为浮动式行驻车夹钳，普遍结构比较复杂，传动部件较多，轴向尺寸较长。动力及补偿机构来源于一侧，另一侧被动贴紧和补偿。而全盘多片干式行驻车制动器普遍采用多组圆柱螺旋弹簧提供驻车制动力，对弹簧一致性要求高，且使用后，无法调节驻车制动力大小。如公开号为CN204900607U的中国专利《一种多片干式制动器》，通过多组圆柱螺旋弹簧提供驻车制动力，虽然增加了驻车制动力，但是增加了成本，而且需要保证所有弹簧尺寸和刚度具有一致性，否则容易导致驻车制动不平稳，驻车制动力不均匀等情况，弹簧参数设计完成后，无法再调节驻车制动力。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术的不足之处而提出一种全盘多片干式可调节驻车制动器，在实际使用时，可根据需要，通过多种方式来调整驻车制动力大小，而不需要重新设计，结构设计简洁，制造成本低，能够保证稳定的驻车制动力，可适应不同车型，应用前景广泛。
实现本发明目的技术方案是：
一种全盘多片干式可调节驻车制动器，包括制动器壳体以及通过紧固件依次固定安装在制动器壳体后端的活塞壳体和碟簧支撑盖，所述制动器壳体、活塞壳体和碟簧支撑盖形成一个封闭的腔体，所述腔体内从前至后依次安装有摩擦片组、活塞和碟簧组件，所述碟簧组件适于推动活塞压紧摩擦片组实现制动；所述碟簧组件的前端与活塞之间设有碟簧调整垫，所述制动器壳体和活塞壳体之间设有壳体调整垫，所述紧固件穿过所述壳体调整垫，所述壳体调整垫上设有与所述紧固件相匹配的开口，拧松但不拧掉紧固件，所述壳体调整垫即可通过所述开口与所述紧固件分离；通过调整碟簧调整垫的厚度和/或壳体调整垫的厚度适于补偿摩擦片组的磨损；所述活塞壳体上还设有拧入碟簧支撑盖的调节螺栓；所述碟簧组件包括多个相互对合或叠合的碟簧；所述活塞的前部和后部与活塞壳体之间分别设有密封圈和耐磨支撑环，所述耐磨支撑环的外周面上设有弹性体材质制成的环形圈。
进一步地，所述摩擦片组包括多个沿横向均匀分布的环形第一钢片，相邻第一钢片之间安装有回位弹簧并同轴设有环形摩擦片；所述第一钢片或摩擦片的其中一个与制动器壳体沿轴向活动连接，另一个的内圈设有花键。
进一步地，所述制动器壳体上设有第一销孔，所述活塞壳体上对应设有第二销孔，所述第一钢片或摩擦片的外周上设有贯穿前后的导向销轴，所述导向销轴的一端***第一销孔内，另一端***第二销孔内，从而实现第一钢片或摩擦片与制动器壳体的连接，同时限定了第一钢片或摩擦片只能沿轴向移动，保证制动稳定性。
进一步地，所述摩擦片包括第二钢片以及对称固定设于第二钢片两侧的摩擦块，所述摩擦块通过整体烧结或者粘接的方式与第二钢片固定连接。
进一步地，所述摩擦片包括第二钢片、摩擦块、摩擦块背板和铆钉，所述摩擦块与摩擦块背板通过烧结或粘接固定连接后再通过铆钉对称铆接到第二钢片的两侧。
进一步地，所述活塞的后部设有环形凹槽，所述碟簧组件预压缩后安装在环形凹槽内；所述活塞壳体上设有拧入碟簧支撑盖的调节螺栓。
进一步地，所述碟簧组件包括多个相互对合或叠合的碟簧。
进一步地，所述碟簧支撑盖上均布有多个磨耗监测口，所述磨耗监测口适于安装位移传感器、机械式磨耗测量工具或通入卡尺。
进一步地，所述活塞的后端面与磨耗监测口对应位置设有螺纹孔，所述机械式磨耗测量工具采用穿过磨耗监测口并拧入螺纹孔内的标识螺杆，当标识螺杆的另一端头部靠近碟簧支撑盖时，表示磨损到限，应及时更换，更加直观且方便便捷，无需停车测量。
进一步地，所述制动器壳体的外周面上均匀分布有多个连通腔体的方形通槽。
进一步地，所述活塞壳体的外周面上设有连通腔体的放气阀和多个进油口。
采用了上述技术方案，本发明具有以下的有益效果：
（1）本发明采用整体式活塞，通过设置碟簧组件替代传统的多组圆柱螺旋弹簧来提供驻车制动力，整体性好，碟簧压紧力全部转换成驻车制动力，没有被其他零件消耗，制动效率高，结构设计简洁，制造成本低，能够保证提供平稳和均匀的驻车制动力；在实际使用时，可根据需要，通过选择不同刚度和结构的碟簧组件以及不同数量的摩擦片组来调整驻车制动力大小，而不需要重新设计，可适应不同车型，应用前景广泛；此外，通过设置碟簧调整垫和壳体调整垫来补偿摩擦片组的磨损，从而改变摩擦片组磨损后的制动力矩，结构简洁，制造成本低，提高驻车稳定性。
（2）本发明摩擦片组包括第一钢片和摩擦片，在相邻第一钢片之间设有回位弹簧，在驻车缓解时，回位弹簧推开第一钢片，避免摩擦片与第一钢片贴合，引起拖磨，提高了摩擦片组的使用寿命，避免噪声；同时，第一钢片或摩擦片的内圈设有花键，便于与汽车驱动轮电机的输出轴固定相连，当第一钢片与电机输出轴固定相连时，摩擦片与制动器壳体相连，当摩擦片与电机输出轴固定相连时，第一钢片与制动器壳体相连，从而实现制动。
（3）本发明摩擦片提供的两种结构，满足不同的使用需求，采用摩擦块通过整体烧结或者粘接的方式与第二钢片固定相连形成整体式摩擦片的结构，性能稳定的同时生产成本低；采用摩擦块与摩擦块背板烧结或粘接后，再铆接到第二钢片上，形成整体摩擦片的结构，虽然成本较高，但是特别适合设备受限，而又需要尺寸较大的整体式摩擦片的使用需求。
（4）本发明活塞的后部设有环形凹槽，与碟簧支撑盖一起为预压缩后的碟簧组件提供安装空间；通过设置调节螺栓，便于更换壳体调整垫。
（5）本发明碟簧组件包括多个碟簧，相邻碟簧之间采用相互对合或叠合的组合方式，满足不同的驻车制动设计需求，便于实现系列化产品。当需要增大活塞行程的场合时，采用对合方式，在同样力情况下，压缩量增加一倍；当需要增大刚度的场合时，采用叠合方式，同样压缩量情况下，刚度增加一倍。
（6）本发明碟簧支撑盖上均布有多个磨耗监测口，可通过安装位移传感器、机械式磨耗测量工具或通入卡尺来检查活塞行程，间接测量摩擦片的磨损情况，及时调节或更换。
（7）本发明的活塞与活塞壳体之间采用组合式密封结构，包括密封圈和耐磨支撑环，同时具备密封和支撑功能，大大减少轴向尺寸，整体结构更加紧凑，适合空间受限场合，与现有技术相比，简化了密封结构，降低制造成本，同时提高了密封保压性。
（8）本发明制动器壳体的外周面设有方形通槽，可以循环空气散热，还能及时排空磨削，避免偏载，保证摩擦副间无卡滞。
（9）本发明活塞壳体的外周面上设有多个进油口，保证不同相位下进油，实现驻车缓解时，液压油推动活塞压紧碟簧组件，摩擦副松开，电机自由旋转。
附图说明
为了使本发明的内容更容易被清楚地理解，下面根据具体实施例并结合附图，对本发明作进一步详细的说明，其中：
图1为实施例1的主视图；
图2为实施例1的内部结构示意图；
图3为实施例1摩擦片组的局部结构放大图；
图4为实施例1摩擦片的局部结构放大图；
图5为实施例1的碟簧组件结构示意图；
图6为实施例1未磨损时测量示意图；
图7为实施例1出现磨损时的测量示意图；
图8为实施例1的制动器壳体的立体图；
图9为实施例3的摩擦片的局部结构放大图；
图10为实施例4的碟簧组件结构示意图；
图11为实施例5的磨损测量示意图。
附图中的标号为：制动器壳体1、方形通槽1-1、紧固件2、活塞壳体3、碟簧支撑盖4、摩擦片组5、第一钢片5-1、回位弹簧5-2、摩擦片5-3、第二钢片5-3-1、摩擦块5-3-2、摩擦块背板5-3-3、铆钉5-3-4、活塞6、环形凹槽6-1、碟簧组件7、密封圈8、耐磨支撑环9、导向销轴10、碟簧调整垫11、壳体调整垫12、调节螺栓13、磨耗监测口14、放气阀15、进油口16、磨耗测量工具17。
具体实施方式
为了更好的理解上述技术方案，下面将结合说明书附图以及具体的实施方式对上述技术方案进行详细的说明。
（实施例1）
如图1至图8所示的全盘多片干式可调节驻车制动器，包括制动器壳体1、紧固件2、活塞壳体3和碟簧支撑盖4，通过紧固件2将活塞壳体3和碟簧支撑盖4依次固定安装在制动器壳体1的后端，从而形成一个封闭的腔体。腔体内从前至后依次安装有摩擦片组5、活塞6和碟簧组件7，在驻车制动时，通过碟簧组件7推动活塞6压紧摩擦片组5实现制动。采用整体式活塞，通过设置碟簧组件7替代传统的多组圆柱螺旋弹簧来提供驻车制动力，碟簧组件7的轴向尺寸小，刚度平稳，整体性好，碟簧压紧力全部转换成驻车制动力，没有被其他零件消耗，制动效率高，结构设计简洁，制造成本低，能够保证提供平稳和均匀的驻车制动力；在实际使用时，可根据需要，通过选择不同刚度和结构的碟簧组件7以及不同数量的摩擦片组5来调整驻车制动力大小，而不需要重新设计，可适应不同车型，应用前景广泛。
具体地，活塞6与活塞壳体3之间采用组合式密封结构，包括设于活塞6前部外周面上的密封圈8和活塞6后部外周面上的耐磨支撑环9，耐磨支撑环9的外周面上还设有弹性体材质制成的环形圈，同时具备密封和支撑功能，大大减少驻车制动器的轴向尺寸，整体结构更加紧凑，适合空间受限场合，与现有技术相比，简化了密封结构，降低制造成本，同时提高了密封保压性。
摩擦片组5由第一钢片5-1、回位弹簧5-2和摩擦片5-3组成，第一钢片5-1沿横向均匀分布有多个，摩擦片5-3同轴设于相邻第一钢片5-1之间，回位弹簧5-2设于相邻第一钢片5-1的外周之间，在驻车缓解时，回位弹簧5-2推开第一钢片5-1，避免摩擦片5-3与第一钢片5-1贴合，引起拖磨，从而提高了摩擦片组5的使用寿命，避免噪声。其中第一钢片5-1和摩擦片5-3均为环形结构，在制动时，保证周向整体贴合，制动平稳，避免了钳盘式制动的偏载。
在本实施例中，第一钢片5-1的外径大于摩擦片5-3的外径。制动器壳体1上设有第一销孔，活塞壳体3上对应设有第二销孔，第一钢片5-1外周上设有贯穿前后的导向销轴10，导向销轴10的一端***第一销孔内，另一端***第二销孔内，从而实现第一钢片5-1与制动器壳体1的连接，同时限定了第一钢片5-1只能沿轴向移动，保证了制动稳定性。摩擦片5-3的内圈设有花键，便于与汽车驱动轮电机的输出轴固定相连，实现摩擦片5-3跟随电机转动。
摩擦片5-3包括第二钢片5-3-1以及对称固定设于第二钢片5-3-1两侧的摩擦块5-3-2，摩擦块5-3-2通过整体烧结或者粘接的方式与第二钢片5-3-1固定连接，形成整体式摩擦片的结构，性能稳定且生产成本低。
活塞6的后部设有环形凹槽6-1，与碟簧支撑盖4一起为预压缩后的碟簧组件7提供安装空间，碟簧组件7预压缩后安装在环形凹槽6-1内。碟簧组件7的前端与环形凹槽6-1之间设有碟簧调整垫11，制动器壳体1和活塞壳体3之间设有壳体调整垫12，来补偿摩擦片5-3的磨损，改变摩擦片组5磨损后的制动力矩，保证驻车稳定性。同时活塞壳体3上设有拧入碟簧支撑盖4的调节螺栓13，便于更换壳体调整垫12。在本实施例中，碟簧组件7包括多个相互对合的碟簧，来满足需要增大活塞6行程的场合，在同样力情况下，压缩量增加一倍。在实际应用中，还可以选择尺寸相同，而刚度不同的碟簧进行组合来满足不同的刚度使用需求。
假设单片碟簧的刚度为k，驻车需要的碟簧推力为F，对合的碟簧的数量为m，则对合后，单片碟簧的初始总压缩量为x=F/mk。随着摩擦副的持续磨损，碟簧的初始压缩量持续减少，导致碟簧推力减小，驻车制动扭矩减小，从而带来驻车安全隐患。这时候可以调整碟簧调整垫11或壳体调整垫12，实现驻车制动器压力可调。假设摩擦副数为n，每个摩擦副磨损d后，即总磨损达到n×d后，驻车力不够，此时可采用以下两种调整方法：
第一种，假设摩擦片5-3单面摩擦△后，驻车制动扭矩超限，则在本实施例中，碟簧初始行程增加了n×△，由于壳体调整垫12上设有与紧固件2相匹配的开口，为将碟簧初始行程保持不变，先拧松但不全拧掉紧固件2，再拧紧调节螺栓13，将活塞壳体3和碟簧支撑盖4顶开，壳体调整垫12通过开口与紧固件2相分离，从而取出n×△厚度的壳体调整垫12，这样就可以使碟簧的行程保持不变。
第二种，拆下碟簧支撑盖4，增加n×△厚度的碟簧调整垫11，将碟簧初始行程开始就增加，以补偿摩擦片5-3的磨损。
此外，如果碟簧的刚度已经变化，可以适当增加碟簧调整垫11的厚度，用于补偿刚度变化。
在本实施例中，碟簧支撑盖4上还均布有三个磨耗监测口14，便于安装位移传感器或通入卡尺来检查活塞6的行程，从而间接测量摩擦片5-3的磨损情况，及时调节或更换。本实施例采用向磨耗监测口14中通入卡尺的方式，制造成本低。假设每个摩擦副的容许磨损量为a，制动器摩擦副数为n，则容许的总磨耗量为n×a，活塞6初始压紧摩擦片5-3的行程+碟簧支撑盖4厚度为b，则当测得的活塞总行程S=n×a+b时，表示已经磨耗到限，需要更换摩擦片组5。
制动器壳体1的外周面上均匀分布有三个连通腔体的方形通槽1-1，可以循环空气散热，还能及时排空磨削，避免偏载，保证摩擦副间无卡滞。活塞壳体3的外周面上设有连通腔体的放气阀15和两个进油口16，通过设置放气阀15来排空腔体空气，通过设置多个进油口16，保证不同相位下进油，实现驻车缓解时，液压油推动活塞6压紧碟簧组件7，从而使摩擦副松开，电机自由旋转。
本实施例多个碟簧对合后组成碟簧组件7来提供驻车制动力，驻车制动力大且平稳，通过液压油回位，碟簧压紧力全部转换成驻车制动力，没有被其他零件消耗，制动效率高。通过设置磨耗监测口14，可以通过卡尺手动测量，也可以安装位移传感器来监测摩擦片5-3磨损。在实际使用过程中，可以根据驻车制动力的需要，通过增减调整垫片实现驻车制动力可调，可适应不同车型。在驻车缓解时，回位弹簧5-2推开第一钢片5-1，避免摩擦片5-3与第一钢片5-1贴合，引起拖磨。制动器壳体1均布多组方形通槽1-1，既可以循环空气散热，还能及时排空磨削，避免偏载。采用组合式密封结构，同时具备密封和支撑功能，大大减少了制动器的轴向尺寸，整体结构紧凑，适合空间受限场合。所用零部件较少，成本低。
（实施例2）
本实施例的结构与实施例1类似，区别在于第一钢片5-1的外径小于摩擦片5-3的外径，导向销轴10贯穿摩擦片5-3并与制动器壳体1沿轴向活动连接，第一钢片5-1的内圈设有花键，便于与汽车驱动轮电机的输出轴固定相连，实现第一钢片5-1跟随电机转动，提供另一种摩擦片组5的结构供设计者选择。
（实施例3）
本实施例的结构与实施例1类似，区别在于摩擦片5-3的结构不同，如图9所示，包括第二钢片5-3-1、摩擦块5-3-2、摩擦块背板5-3-3和铆钉5-3-4，摩擦块5-3-2与摩擦块背板5-3-3通过烧结或粘接固定连接后再通过铆钉5-3-4对称铆接到第二钢片5-3-1的两侧，形成整体摩擦片的结构，虽然成本较高，但是特别适合设备受限，而又需要尺寸较大的整体式摩擦片的使用需求，适用范围更广。
（实施例4）
本实施例的结构与实施例1类似，区别在于，碟簧组件7包括多个相互叠合的碟簧，如图10所示，来满足需要增大刚度的场合，在同样压缩量情况下，刚度与实施例1相比增加了一倍。
（实施例5）
本实施例的结构与实施例1类似，区别在于磨耗监测口14设有机械式磨耗测量工具17。具体地，如图11所示，活塞6的后端面与磨耗监测口14对应位置设有螺纹孔，机械式磨耗测量工具17采用穿过磨耗监测口14并拧入螺纹孔内的标识螺杆，标识螺杆连接活塞6的长度部分为c，总长度L≥b+c+S当标识螺杆的另一端头部靠近碟簧支撑盖4时，表示磨损到限，应及时更换，更加直观且方便便捷，无需停车测量。
本发明通过碟簧组件7提供驻车制动力，而不是现有技术中的摇臂放大机构、凸轮或螺杆机头等，动力源安全可靠，结构简单，不需要其他传力部件，可极大节省轴向空间；通过液压油缓解，而不是线控、电机或弹性元件等，传动简单可靠，又避免制动力浪费，节约成本，制动效率高；通过组合式密封，既有优越的密封性能，也有良好的支撑性能，特别适合需要长期保压的场合，进一步减小轴向尺寸。在实际应用中，根据使用情况，改变碟簧类型及组合方式来改变制动力矩，便于系列化；通过增减摩擦副数量、壳体调整垫12或碟簧调整垫11来改变制动力矩；同时提供了摩擦片5-3的多种生产方式，适用范围广；可根据实际情况，选用不同的测量方式来检查活塞6的行程，从而间接测量摩擦片5-3的磨损情况，及时调节或更换；整个制动器采用近全封闭的结构，最大程度保护制动器内部，还能充分散热，避免制动器内部结构老化，延长使用周期。
以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种全盘多片干式可调节驻车制动器，其特征在于：包括制动器壳体（1）以及通过紧固件（2）依次固定安装在制动器壳体（1）后端的活塞壳体（3）和碟簧支撑盖（4），所述制动器壳体（1）、活塞壳体（3）和碟簧支撑盖（4）形成一个封闭的腔体，所述腔体内从前至后依次安装有摩擦片组（5）、活塞（6）和碟簧组件（7），所述碟簧组件（7）适于推动活塞（6）压紧摩擦片组（5）实现制动；所述碟簧组件（7）的前端与活塞（6）之间设有碟簧调整垫（11），所述制动器壳体（1）和活塞壳体（3）之间设有壳体调整垫（12），所述紧固件（2）穿过所述壳体调整垫（12），所述壳体调整垫（12）上设有与所述紧固件（2）相匹配的开口，拧松但不拧掉紧固件（2），所述壳体调整垫（12）即可通过所述开口与所述紧固件（2）分离；通过调整碟簧调整垫（11）的厚度和/或壳体调整垫（12）的厚度适于补偿摩擦片组（5）的磨损；所述活塞壳体（3）上还设有拧入碟簧支撑盖（4）的调节螺栓（13）；所述碟簧组件（7）包括多个相互对合或叠合的碟簧；所述活塞（6）的前部和后部与活塞壳体（3）之间分别设有密封圈（8）和耐磨支撑环（9），所述耐磨支撑环（9）的外周面上设有弹性体材质制成的环形圈。
2.根据权利要求1所述的一种全盘多片干式可调节驻车制动器，其特征在于：所述摩擦片组（5）包括多个沿横向均匀分布的环形第一钢片（5-1），相邻第一钢片（5-1）之间安装有回位弹簧（5-2）并同轴设有环形摩擦片（5-3）；所述第一钢片（5-1）或摩擦片（5-3）的其中一个与制动器壳体（1）沿轴向活动连接，另一个的内圈设有花键。
3.根据权利要求2所述的一种全盘多片干式可调节驻车制动器，其特征在于：所述摩擦片（5-3）包括第二钢片（5-3-1）以及对称固定设于第二钢片（5-3-1）两侧的摩擦块（5-3-2），所述摩擦块（5-3-2）通过整体烧结或者粘接的方式与第二钢片（5-3-1）固定连接。
4.根据权利要求2所述的一种全盘多片干式可调节驻车制动器，其特征在于：所述摩擦片（5-3）包括第二钢片（5-3-1）、摩擦块（5-3-2）、摩擦块背板（5-3-3）和铆钉（5-3-4），所述摩擦块（5-3-2）与摩擦块背板（5-3-3）通过烧结或粘接固定连接后再通过铆钉（5-3-4）对称铆接到第二钢片（5-3-1）的两侧。
5.根据权利要求1所述的一种全盘多片干式可调节驻车制动器，其特征在于：所述活塞（6）的后部设有环形凹槽（6-1），所述碟簧组件（7）预压缩后安装在环形凹槽（6-1）内。
6.根据权利要求1所述的一种全盘多片干式可调节驻车制动器，其特征在于：所述碟簧支撑盖（4）上均布有多个磨耗监测口（14），所述磨耗监测口（14）适于安装位移传感器、机械式磨耗测量工具（17）或通入卡尺。
7.根据权利要求1所述的一种全盘多片干式可调节驻车制动器，其特征在于：所述制动器壳体（1）的外周面上均匀分布有多个连通腔体的方形通槽（1-1）。
8.根据权利要求1所述的一种全盘多片干式可调节驻车制动器，其特征在于：所述活塞壳体（3）的外周面上设有连通腔体的放气阀（15）和多个进油口（16）。
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