CN1454297A - 湿式制动*** - Google Patents

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CN1454297A CN00819836A CN00819836A CN1454297A CN 1454297 A CN1454297 A CN 1454297A CN 00819836 A CN00819836 A CN 00819836A CN 00819836 A CN00819836 A CN 00819836A CN 1454297 A CN1454297 A CN 1454297A
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弗兰克·帕森斯
斯坦·诺瓦克
多罗塔·基尔翁斯卡
维恩·C·莫莱
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Abstract

旋转部件(12)的制动***(10)包括几个与所述部件(12)结合并随部件(12)一起绕轴线转动的制动盘(14)，制动盘(14)有第一和第二径向平面(22a，22b)；还包括几个制动片(16)，固着时可阻止转动，但能与制动盘(14)作平行于轴线的直线相对运动，制动片(16)有制动表面(20)。制动盘(14)和制动片(16)并置，因此制动盘(14)的至少一个径向平面(22)面对着制动片(16)的制动表面(20)。面对的制动表面(20)和径向平面(22)至少一个有几条凹槽(24，26)。凹槽(24，26)跨越所述面对制动表面(20)和径向平面(22)的至少一个形成流体通道。螺旋弹簧可在接合位置和分开位置之间使制动片(16)与制动盘(14)作轴向相对运动，在接合位置上制动表面(20)与对面的径向平面(22)接合，而在分开位置上制动表面(20)与对面的径向平面(22)隔开。密封外壳中有制动盘(14)和制动片(16)，且装大量液体，制动盘(14)就在油中旋转。

Description

湿式制动***
发明领域
本发明涉及湿式制动***，该***用于制止旋转部件或装置，如汽车车轮或吊车绞盘的转动。
发明背景
湿式制动***及其部件在申请人的申请号为PCT/AU92/00540，PCT/AU95/00529，及PCT/AU97/00500的国际专利申请中已有说明，其内容结合在本文中供参考。
广义地讲，湿式制动***一般包括：固定在旋转部件上与旋转部件一起回转的制动盘，配置在制动盘相反的二个侧面上的一对制动衬块，和一装入制动盘及制动衬块的密封外壳。外壳内盛装大量润滑油，制动盘即在油中转动。等效的干式制动***包括和湿式制动***相似的制动盘和制动衬块，但在装有制动盘和制动衬块的外壳中不含润滑油。
湿式制动***比干式制动***有利之处是其制动衬块的磨损率低得多，且由于其外壳是密封的，因此能使制动盘及磨擦衬块不接触外来物质和碎片，否则会对耐磨性产生不利影响并提高磨损率。然而，湿式制动***的一个很大缺点是，它的制动功率比具有相同制动衬块面积的干式制动***小得多。这是因为外壳内有油，起到降低制动衬块与制动盘之间磨擦力的作用。
发明概要
本发明的目的是为了提供制动功率得到改进的湿式制动***。
根据本发明所提供的旋转部件的制动***至少包括以下几部分：
若干个制动盘，它们与上述部件连接且与该部件绕轴线一起旋转，每个制动盘具有相对的第一和第二径向平面，
若干件制动件，它们固着时能阻止转动但可与上述制动盘作平行于轴线的直线相对移动，每件制动件均有一制动表面；
上述的制动盘和制动片并置，因此各制动盘的至少一个径向平面面对着制动件的制动表面；
面对的制动表面和径向平面中至少有一个上具有几条凹槽，该凹槽的走向可跨越上述面对的制动表面和径向平面中至少一个提供流体通道；
使上述制动件相对于制动盘在接合位置和分开位置之间作轴向移动的器件，在接合位置时制动表面与对面的径向平面接合而在分开位置时制动表面与对面的径向平面隔开；及
密封外壳，内装制动盘与制动件，该外壳内有大量液体，制动盘就在液体中转动。
上述制动表面最好形成几块隔开的扇形段，每个扇形段有环形内表面，环形外表面及伸展在上述环形内表面和外表面之间的相对的第一和第二径向平面。
上述凹槽最好形成在制动件上且包括一条或几条从各扇形段的第一径向平面伸到环形外表面的凹槽，
上述凹槽最好包括一条或几条从各扇形段和环形内表面伸到外表面的凹槽。
上述凹槽最好包括一条或几条从各扇形段环形内表面伸到第二径向平面的凹槽。
最好有四个扇形段，这些扇形段在上述制动件上平均配置，其中每个扇形段的圆弧角在45°以上。
上述制动表面在整个制动件范围内的累加圆弧角在180°以上。
上述制动片最好做成制动盘形式且制动表面是由制动盘支承的制动衬块的外露径向平面。
上述凹槽最好包括几条形成在面对制动表面的各径向接触面上的凹槽。
面对制动件的各径向接触面最好有凸起的环形带，该带有环形内缘和环形外缘，其中在径向接触面上的凹槽从环形带的环形内缘伸到环形外缘。上述制动***最好还包括至少一个刮油件，该刮油件支承在所述至少一个制动件上，用于刮除制动盘的面对的径向平面上的液体。该刮油件可在第一位置和第二位置之间轴向移动，在第一位置时刮油件沿轴向伸出上述至少一个制动件的制动表面以外，而在第二位置时该刮油件沿轴向缩到基本与制动表面齐平或低于制动表面，从而当制动件向接合位置移动时，刮油件在制动表面接合到面对的径向平面之前已接合该径向平面。
上述制动***最好还包括第一偏压件，用于将刮油件压向上述第一位置。
上述刮油件最好包括一接触面，可与面对的径向平面接触，该接触面上有一条或几条刮油槽，可形成跨越接触面的一条或多条流体通道。
刮油件最好位于至少一组互相靠近的扇形段之间。
在一实施例中，在至少一个制动盘相对两侧上有单独的制动件，因此，上述至少一个制动盘的第一和第二接触面都能被相邻制动件的制动表面接合。在此实施例中，制动件组合在一起形成带，第一带包括可沿一个平行于所述轴线方向运动并达到所述接合位置的制动件，第二带包括可沿平行于该轴线的反方向运动并达到接合位置的制动件，且所述***还包括操作时可将第一和第二带分别在一个方向和反方向运动的器件。
附图简要说明：
图1是制动***一个实施例的示意图；
图2a是装入图1所示***的制动件的平面图；
图2b是图2a的B-B剖面视图；
图3a是装入图1所示***制动盘的一个实施例的平面图；
图3b是图3a的3-3剖面视图；
图4a是装入图1所示***制动衬块的平面图；
图4b是图4a的4-4剖面视图；
图5是装入图1所示***制动衬块第二实施例的平面图；
图6a是装有刮油件的制动件的第二实施例的平面图；及
图6b是图6a的6-6剖面视图。
优选实施例的详细说明
参看附图，尤其是图1，用于旋转部件，如车轴12的制动***10包括几个制动盘14a，14b和14c(以下统称制动盘14)，每个制动盘结合到车轴12上并随其一起转动，还包括几个片状的制动件16a，16b，16c及16d(以下通称制动片16)，这些制动件固着时能阻止转动但可平行于车轴12的旋转轴18与制动盘14作相对直线运动。每个制动片16有制动表面20(也可见图2a及2b)。从图2a看得最清楚，制动表面20分成几个隔开的扇形段。
每个制动盘14有二相对的径向平面22a和22b(以下统称“径向平面”22)。制动盘14和制动片16并置，因此，制动盘14的至少一个径向平面22与制动片16的制动表面20直接面对。例如，参看图1，制动盘14a的径向平面22b与制动片16a的制动表面20直接面对，而制动盘14b的径向平面22a、22b分别直接面对制动片16b，16c的制动表面20。
互相面对的制动表面20和径向平面22至少有一个上有几条凹槽。图2a示出制动片16的制动表面20上的凹槽24而图3a示出制动盘14的径向平面22上的凹槽26。凹槽24和26的走向分别提供跨越制动表面20和径向平面22的流体通道。关于这一点，在整个说明书及权利要求书中，跨越这个词可解释为在所述表面周边上分开的两点之间延伸。例如，说到凹槽24形成了跨越制动表面20的流体通道，指的是凹槽24形成的流体通道在制动表面20为边界的周边上分开的两点之间延伸。跨越这个词并不打算只局限于指左至右。
做成液压作动机构(未示)的装置可供制动片16与制动盘14在接合位置与分开位置之间作轴向相对运动，在接合位置时各制动片16的制动表面20与制动盘14各自面对的径向平面22接合，分开位置(示于图1)时制动表面20与各自面对的径向平面22隔开。为此目的，将制动片16a和16c用杆件27连接起来，杆件27穿过外壳(未示)的一侧，而制动片16b和16d用杆件29连接，杆件29穿过外壳另一侧。可以设想，将杆件27的两端在外壳外面连接起来，例如连接到公共的平板上。还可设想，液压作动机构，如活塞，在外壳表面与平板之间动作来推动拉杆27，从而沿轴向拉动制动片16a、16c分别与制动盘14a，14b的径向平面22a接触。同理，二杆件29用一平板或类似结构连接起来，而活塞在此平板与外壳外侧之间运动来拉动杆件29，从而使制动片16b，16d与制动盘14b，14c的径向平面22b接合。
除了使制动片16移动与制动盘14接合的液压执行机构(未示)外，使制动片16沿轴向与制动盘14作相对运动的装置还包括在制动操作后使制动盘和磨擦衬块分离的机构。该机构包括多根做成螺旋弹簧形状的偏压件和轴承座33。每根弹簧31的一端座落在包括制动表面20的制动片16侧面形成的盲孔35中。弹簧31的另一端座落在轴承座33相应的盲孔37中。轴承座33又座落在制动盘14中形成的凹腔39中。轴承座33提供使转动的制动盘14与弹簧31脱开的扭矩。可以设想，弹簧31有某种程度的预加载。当液压作动机构工作使制动片60与制动盘14接合(即起制动作用)时，弹簧31受到进一步压缩。但当液压作动机构释放时(在汽车中相当于人的脚离开制动踏板)，弹簧31便起使制动片16与制动盘14脱离的作用。
***10还包括密封的外壳(未示)，内含制动盘14及制动片16。外壳中盛装大量液体，通常是油，车轴12转动时制动盘14即在油中旋转。
制动片16和制动表面20的构造可参看图1，2a，2b，4a，4b加以详细说明。制动片16是圆形的且有中心孔28，车轴12穿过此孔且有圆周间隙。制动片16上有几条弧形凹座30，可座落各自的制动衬块32。制动衬块32是用磨擦材料做的块体或部件，其大体形状为四分之一环形物。在制动片16一个侧面上的制动衬块32增高的外露径向平面构成制动片16的制动表面20。每一扇形段的制动表面20有第一侧缘(或环表内缘)38，第二侧缘(或环形外缘)40和相对的径向边缘(或后缘与前缘)42，44，这二径向边缘沿径向延伸在边缘38和40之间。在本实施例中，有四个制动衬块32(即制动表面20由四个单独的扇形段组成)，它们在整个制动片16范围内均布。每一摩擦衬块32固定或附着在制动片16的相应凹座30中。
如图4a所示，每一单个制动衬块或扇形段的制动表面20，其圆弧角θ约70-80°，因此，制动盘14的突起的制动表面20在整个制动片16上的圆弧角为280-320°。因此，当制动盘14与制动片16接合时，制动表面20接触对面的径向平面22时其圆弧角在180°以上，更具体地说，约为280-320°。
在另一实施例中，制动表面20在制动片16上是连续的环表面。制动衬块便成为圆环。
凹槽24大体上呈螺旋形。至少有一条凹槽24(如图4a中的凹槽24a)伸展在边缘38和40之间。至少有一条别的凹槽，如凹槽24b，从边缘38伸到边缘44，且至少还有一条凹槽24c从边缘42伸到边缘40。
如上所述，制动盘14的径向平面22还可有几条凹槽26，如图3a及3b所示，径向平面22可做成在整个制动盘14的范围内配置成几个凸起的扇形段46。每一扇形段46有第一边缘(或环形内缘)48，第二边缘(或环形外缘)50，及介于边缘48和50之间相对的第一及第二径向边缘(或后缘与前缘)52、54。
本实施例的径向平面22上凹槽26的形状大体上与制动表面20上的凹槽24形状相同。至少有一条从边缘48伸到边缘50的凹槽26a，至少有一条从边缘48伸到边缘54的凹槽26b，及至少有一条从边缘52伸到边缘50的凹槽26c。
图5描绘制动衬块32的另一结构的凹槽。图5中凹槽的形状与图4所示不同处是增加了四条伸展在相对的径向边缘42和44之间的环形凹槽56。制动盘14的径向平面22上也可有同样的环形凹槽。
图6a及6b描绘制动片16′的另一实施例，制动片16′与图2a及2b所示制动片16的主要不同是包括了刮油件或擦油件58。刮油件58支承在制动片16′上且可在第一位置(见图6b)和第二位置之间沿轴向运动在第一位置时刮油件58在轴向伸出制动表面外而第二位置时刮油件58与制动表面20齐平或低于制动表面20。
每一刮油件或擦油件58有大体上平坦的接触面60，可与面对的径向平面22面对面地接触。接触面60的边缘由第一侧向边缘(或环形内缘)62，第二侧边缘(或环形外缘)64，及介于边缘62和64之间的相对的第一和第二径向边缘(或后缘与前缘)66，68组成。凹槽70形成在接触面60上，形成在接触面60的周边上每对隔开的二点之间的流体通道。在本特别的实施例中，一条凹槽70介于接触面20的边缘64和68上对应二点之间且通向这二点。另一条凹槽70介于边缘64和62之间并通向其上对应两点，而其它凹槽通向边缘66和67上的对应点。
每一刮油件58做成大致矩形的块体72，其材料是耐磨的，最好是自润滑的，如聚四氟乙烯(PTFE)或渗硼聚四氟乙烯，或锰青铜。每一块体72均安装在形成在支承底板76和前罩板78之间的各自凹腔74中，此支座底板76和前罩板78结合在一起便形成制动片16′。前罩板78有一些孔80，各刮油件58的接触面60可从中伸出。孔80的宽度与跨距小于凹腔74的相应尺寸。每一块体72有横向延伸的边裙82，其形状与尺寸使其能在凹腔74内作轴向滑动，但不能穿过孔80。由此可见，刮油件58被保留又能在制动片16的凹腔74中作轴向移动。
做成一根或几根弹簧84的偏压件用来将刮油件58沿轴向向外压到第一位置，此时其接触面60沿轴向伸出制动表面20外。弹簧的相反二端分别装在支承底板76和块体72上形成的盲孔86，88中。弹簧84受一定预载，以便使刮油件58沿轴向向外伸到最大可能范围。
如图6B所见，每件刮油件58上均有沿径向相反方面的斜面90和92。斜面90从边缘64向外斜而斜面92从相对的边缘62向外斜。从刮油件58的接触面60的边缘66和68向外斜的斜面也一样。
现在已经详细说明了本发明的实施例，相关专业技术人员显然知道，可以作各种修改和变更而仍不脱离本发明基本原理。例如在图1中注意到，只有中央制动盘14b在其相对的径向平面22a和22b上被各自的制动表面所作用。但***10也可改形使制动盘14a和14c也在相对二侧被相应制动表面所作用。此外，图1示出的***包括三个制动盘14。但该***也可有2至更多的制动盘14在工作。然而还应理解，在制动表面20和径向平面22上都存在凹槽并非绝对的要求。
深信所有这样的修改和变更均在本发明范围内，本发明的实质规定在上述说明和附属权利要求内。

Claims (17)

1、一种旋转部件的制动***，该制动***至少包括：
若干个制动盘，该盘与上述部件连结并随该部件一起绕轴转动，每个制动盘有相对的第一及第二径向平面；
若干个制动件，该制动件固着时能阻止转动，但可平行于该轴与制动盘作直线相对运动，每一制动件有一制动表面；
上述制动盘与制动件并置，因此每个制动盘至少有一个径向平面面对着制动件的制动表面；
面对的制动表面和径向平面至少有一个具有多条凹槽，该凹槽的走向跨越上述的面对的制动表面与径向平面中的至少一个形成流体通道；
使上述制动件与制动盘在接合位置与分开位置之间作轴向相对运动的器件，
密封外壳，内有制动盘与制动件，该外壳内含大量液体，制动盘就在液体中旋转。
2、根据权利要求1所述的制动***还包括至少一个刮油件，该刮油件支承在至少一个制动件上，用于刮除制动盘的面对的径向平面上的液体，且该刮油件可在第一位置和第二位置之间作轴向运动，在第一位置上刮油件沿轴向伸出上述至少一个制动件的制动表面外而第二位置时刮油件沿轴向退回到基本与制动表面齐平或低于制动表面，从而当制动件移向接合位置时，刮油件在制动表面接合上述面对的径向平面之前已接合此面对的径向平面。
3、根据权利要求2所述的制动***还包括第一偏压件，用于将刮油件压向上述第一位置。
4、根据权利要求3所述的制动***，其特征在于，刮油件包括接触面，可与上述面对的径向平面接触，此接触面上有一条或多条刮油槽，跨越该接触面形成一条或多条流体通道。
5、根据权利要求1所述的制动***，其特征在于，在至少一个制动盘的相反两侧面上有单独的制动件，因此所述至少一个制动盘的第一和第二接触面都能与相邻制动件的制动表面接合。
6、根据权利要求5所述的制动***，其特征在于，上述制动件连成组合带，第一组包括平行于上述轴线能单方向移动到接合位置的制动件，第二组包括平行于该轴线能沿反方向移动到接合位置的制动件，且该***还包括操作时可将上述第一和第二组分别沿上述一个方向和反方向移动的器件。
7、根据权利要求1，5或6所述的制动***还包括第二偏压件，其作用范围在制动件和制动盘之间，用于将上述制动表面和面对的径向平面推向分开位置。
8、根据权利要求7所述的制动***，还包括座落在制动件中的各自的轴承，可在转动时使制动件与旋转部件分离，且其特征在于，在各制动件的轴承与相应的对面径向平面之间配上各自的第二偏压件。
9、根据权利要求1所述的制动***，其特征在于，上述制动表面上有几个分开的扇形段，每一扇形段有环形内表面，环形外表面和在该环形内外表面之间的相对的第一和第二径向平面。
10、根据权利要求9所述的制动***，其特征在于，在制动件上有凹槽，即从各扇形段的第一径向平面伸到环形外表面的一条或多条凹槽。
11、根据权利要求10所述的制动***，其特征在于，上述一条或多条凹槽从各扇形段的环形内表面伸到环形外表面。
12、根据权利要求10或11所述的制动***，其特征在于，上述一条或多条凹槽从各扇形段的环形内表面伸到第二径向平面。
13、根据权利要求9所述的制动***，其特征在于，有四个扇形段，它们在整个制动件上均布，其特征在于每个扇形段的圆弧角在45°以上。
14、根据权利要求1-13所述的制动***，其特征在于，制动表面在整个制动件范围内累计圆弧角在180°以上。
15、根据权利要求9-14所述的制动***，其特征在于，制动件做成制动盘形式，且制动表面是制动盘所支承的制动衬块外露的径向平面。
16、根据权利要求1-15所述的制动***，其特征在于，所述凹槽是在制动表面对面的各径向接触面上形成的几条凹槽。
17、根据权利要求16所述的制动***，其特征在于，制动件对面的各径向接触面有凸起的环形组合带，它有环形内缘和环形外缘，且其特征在于径向接触面上的凹槽从环形组合带的环形内缘伸到环形外缘。
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