CN106195075A - 一种制动缸间隙调整机构 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种制动缸间隙调整机构，属于车辆传动技术领域。该机构的缸盖管内腔嵌套的活塞管内端与活塞轴向固连，缸盖管与活塞之间装有缓解弹簧；活塞管的外端与引导阻调器本体固连，缸盖管上轴向开有方键槽和楔形调整块安装槽；引导阻调器本体内安装端面啮合的锥套及引导螺母，锥套和引导螺母的一端分别抵靠于阻调弹簧和引导弹簧；引导螺母的内孔装有与调节螺母旋合的调节丝杆轴，调节螺母外装有锥齿滑套；锥齿滑套的外圆与缸盖管上方键槽的方键固连，缸盖管的楔形调整块安装槽装有径向位置可调的楔形调整块，方键和楔形调整块的相邻端分别具有外楔形面和内楔形面。采用本发明实现了制动缸最大无调整行程值的可调，确保了间隙调整量的稳定。

Description

一种制动缸间隙调整机构

技术领域

本发明涉及一种间隙调整机构，尤其是一种制动缸间隙调整机构，属于车辆制动技术领域。

背景技术

据申请人了解，目前常见的带有间隙调整功能的制动夹钳单元结构中，其稳定状态下的缓解间隙通常由制动缸最大无调整行程决定，该行程取决于制动缸间隙调整机构的相关零件尺寸。长期以来，传统制动缸的结构决定了其零件尺寸确定后最大无调整行程也相应确定，从而使制动夹钳稳定状态下的缓解间隙为一确定值。若要改变缓解间隙，必须替换制动缸间隙调整机构中的相关零件。

检索发现，申请号为CN201210221661.8的中国专利文献公开了一种单元制动缸，包括制动缸体、复位机构和间隙调整机构，所述制动缸体上设有进气口，制动缸体内装有制动活塞，所述制动活塞包括与制动缸体内壁配合的活塞本体和从活塞本体中部向一侧延伸的活塞管；所述制动缸体的一端固定连接有缸盖；缸盖与制动活塞的活塞本体之间设有缓解弹簧；所述缸盖具有中心管，制动活塞的活塞管的外周与缸盖的中心管内壁滑动配合，且端部伸出中心管之外；所述复位机构包括丝杆；所述间隙调整机构包括引导螺母组成和调节螺母组成，所述引导螺母组成包括活塞管盖、引导螺母、引导弹簧、第一轴承以及锥套，所述调节螺母组成包括调节螺母、锥齿滑套、调节弹簧以及第二轴承，该技术方案比现有技术（参见200980853.2）结构简单、调节灵敏精准，然而该专利公开的技术方案间隙调整机构的间隙在不更换零部件的情况下无法调整，因此适应性欠佳。

此外，申请号为CN200820218260.6的中国专利公开了一种常用单元制动缸中的间隙调整机构，可以实现在不更换零部件的情况下对间隙调整量的调节，因此提高了制动缸乃至整个制动夹钳装置适应不同盘片间隙需求的灵活性。然而，其制动缸的基本结构和作用原理与前述二专利存在明显差异，其调节机构的调隙挡和调整卡圈受到轴向载荷作用，而调整卡圈的调节方向也为轴向，因此容易由于工作载荷导致螺纹松动，必须采取其他防松措施保障间隙调整的稳定，因此增加了结构的复杂性。

发明内容

本发明的目的在于：针对上述现有技术存在的问题，通过结构改进，提出一种通过简便调节即可按需调节制动缸最大无调整行程值、且稳定可靠的制动缸间隙调整机构，从而实现对制动夹钳稳定状态下缓解间隙值的适应性调控。

为了达到以上目的，本发明制动缸间隙调整机构的基本技术方案为：包括相互固连的缸体、缸盖和缸盖管，所述缸盖管内腔嵌套有与之形成轴向移动副的活塞管，所述活塞管的内端与位于缸体内的活塞轴向固连，所述缸盖管与活塞之间装有缓解弹簧；所述活塞管的外端与管状的引导阻调器本体固连，所述缸盖管上轴向开有方键槽和楔形调整块安装槽；所述引导阻调器本体内安装端面啮合的锥套及引导螺母，所述锥套和引导螺母远离啮合的一端分别抵靠于阻调弹簧和引导弹簧；所述引导螺母的内孔装有内端与调节螺母旋合的调节丝杆轴，所述调节螺母外装有端面与之可啮合的锥齿滑套；所述锥齿滑套的外圆与径向延伸出缸盖管上方键槽的方键固连，所述缸盖管的楔形调整块安装槽装有径向位置可调的楔形调整块，所述方键和楔形调整块的相邻端分别具有外楔形面和内楔形面。

采用本发明后，不仅使单元制动缸的原有功能未变，而且由于楔形调整块的径向位置可调，当楔形调整块径向位移时，其与方键相邻端的外楔形面和内楔形面轴向间距随之改变，从而实现由方键在缸盖管方键槽内最大轴向相对位移所决定的制动缸最大无调整行程值的可调。并且本发明楔形调整块的调节方向为径向，与轴向的载荷方向正交，楔形调整块安装槽上安装的若干导向销为楔形调整块提供了有效的轴向支撑，因此有效防止了工作时轴向载荷导致的松动，，确保了制动夹钳缓解间隙值的稳定。

本发明的完善如下：

所述缸盖管通过螺纹与缸盖连接，且沿轴向开有方键槽和楔形调整块安装槽。

所述缸盖管的楔形调整块安装槽和楔形调整块上的匹配位置开有若干个导向销安装孔与调节螺钉安装孔，所述楔形调整块通过导向销和调节螺钉安装在缸盖管上。

所述楔形调整块与缸盖管的楔形调整块安装槽的接触面上，安装有波形弹簧。

所述活塞管上沿轴向开有键槽，所述键槽周向分布位置及槽宽与缸盖管上方键槽相匹配。

所述活塞管外侧沿轴向安装有缓解弹簧，所述缓解弹簧一端与活塞内侧接触、另一端与缸盖管端部接触。

所述调节螺母外圆面安装调节弹簧，所述调节弹簧一端与调节弹簧挡圈端面接触、另一端与调节弹簧轴承接触。

所述调节螺母前段周向具有与锥齿滑套端齿匹配的端齿。

所述引导阻调器本体一端阶梯外圆柱面上具有将引导阻调器模块安装于活塞管上的螺纹、另一端内圆柱面上具有安装引导阻调器端盖的螺纹。

所述引导螺母安装在引导阻调器端盖内，其内孔具有与丝杆螺纹相配合的梯形螺纹。

所述引导螺母与引导阻调器端盖之间，沿轴向分别安装引导螺母轴承和引导弹簧；所述引导螺母轴承的端面由引导螺母阶梯面限位，所述引导弹簧一端与引导螺母轴承接触、另一端与引导阻调器端盖内侧端面接触。

所述引导螺母一端有与锥套上端齿匹配的周向端齿，所述锥套周向上分布有将其嵌套在引导阻调器端盖内孔相应键槽内的导向键。

所述引导阻调器本体的内孔一侧阶梯面处安装阻调垫片，所述调阻垫片内孔处周向具有与调节螺母上相应键槽配合的键。

所述阻调弹簧安装在引导阻调器本体内孔另一阶梯面与锥套的阶梯面之间。

所述阻调弹簧的弹力大于引导弹簧的弹力。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步的说明。

图1 为本发明一个实施例的结构示意图。

图2为图1实施例的调节机构局部剖视放大结构示意图。

图3为图1实施例楔形调整块调节前的结构示意图。

图4为图1实施例楔形调整块调节后的结构示意图。

图5为图1实施例配合夹钳在缓解状态的结构示意图。

图6为图1实施例配合夹钳在制动状态的结构示意图。

图7为图1实施例调节螺母端面齿完全啮合和完全脱开状态比较示意图。上部为调节螺母端面齿完全啮合，下部为调节螺母端面齿完全脱开。

图中：111-缸体；112-缸盖；113-缸盖管；115-楔形调整块；116-导向销；117-波形弹簧；118-调节螺钉；121-活塞；122-活塞管；123-密封圈；131-调节螺母；132-锥齿滑套；133-调节弹簧；134-调节弹簧轴承；135-调节弹簧挡圈；141-引导阻调器本体；142-引导阻调器端盖；143引导螺母；144-引导弹簧；145-锥套；146-阻调垫片；147-阻调弹簧；148-引导螺母轴承；151-轭；152-调节轴丝杆；153-复位螺母；154-复位螺母波形弹簧；155-复位螺母密封圈；197-防尘罩；198-方键；199-缓解弹簧。

具体实施方式

实施例一

本实施例的制动缸间隙调整机构基本结构如图1和图2所示，包括相互固连的缸体111、缸盖112和缸盖管113，缸盖管113内腔嵌套有与之形成轴向移动副的活塞管122，活塞管122的内端与位于缸体内的活塞121轴向固连，缸盖管113与活塞之间装有缓解弹簧199；活塞管122的外端与管状的引导阻调器本体141固连，缸盖管113上轴向开有方键槽和楔形调整块115安装槽。引导阻调器本体141内安装端面啮合的锥套145及引导螺母143，锥套145和引导螺母143远离啮合的一端分别抵靠于阻调弹簧147和引导弹簧143。引导螺母143的内孔装有内端与调节螺母131旋合的调节丝杆轴152，调节螺母131外装有端面与之可啮合的锥齿滑套132。锥齿滑套132的外圆与径向延伸出缸盖管113上方键槽的方键198固连，缸盖管113的楔形调整块安装槽装有径向位置可调的楔形调整块115，方键198和楔形调整块115的相邻端分别具有外楔形面和内楔形面。

为了便于理解，将本实施例的制动缸间隙调整机构按连接关系的紧密性及功能主要分成五大功能模块：缸体模块、活塞模块、间隙调整模块、引导阻调模块、调节轴模块。此外，还包括一些非模块零件：缓解弹簧199、方键198、防尘罩197等。

缸体模块由缸体111、缸盖112、缸盖管113、楔形调整块115、导向销116、波形弹簧117和调节螺钉118组成。缸体111与缸盖112组成其主体结构，二者可通过螺栓螺母或卡簧、钢丝等方式限位联接，构成位置固定的腔体为活塞模块提供运动工作空间。缸盖管113通过螺纹与缸盖112连接，为活塞模块提供运动支撑导向，其上沿轴向开有方键槽和楔形调整块115安装槽。在缸盖管113的楔形调整块安装槽和楔形调整块115上的匹配位置开有若干个导向销安装孔与调节螺钉安装孔，楔形调整块115通过导向销116和调节螺钉118安装在缸盖管113上。在楔形调整块115与缸盖管113的楔形调整块安装槽的接触面上，还安装有若干个波形弹簧117，可为楔形调整块115提供弹性支撑并为调节螺钉118提供一定防松预紧。

活塞模块由活塞121、活塞管122和活塞密封圈123组成。其中，活塞121与活塞管122可通过螺纹副或卡簧限位方式在轴向上固定连接。活塞密封圈123通过过盈配合方式直接安装在活塞121外缘，在活塞模块装入缸体模块时与缸体111内腔接触，起到气体密封作用。活塞管122上沿其轴向开有键槽，其周向分布位置及槽宽与缸盖管113上方键槽相匹配，主要为方键198的轴向运动提供空间；活塞管122非与活塞121连接的一端的内圆面上有螺纹，用于与引导阻调模块连接。活塞管122外侧沿轴向安装有缓解弹簧199，其一端与活塞121内侧接触，另一端与缸盖管113端部接触，在制动缸排气缓解时可为活塞模块提供复位轴向力。

间隙调节模块主要由调节螺母131、锥齿滑套132、调节弹簧133组成。调节螺母131沿轴向穿过锥齿滑套132并与其轴线重合。调节弹簧挡圈135通过钢丝或卡簧限位安装在调节螺母131一端外圆面。调节弹簧轴承134安装在调节螺母131和锥齿滑套132之间，为二者相对转动提供支撑，并由锥齿滑套132上的阶梯孔端面进行轴向限位。调节弹簧133沿轴向安装于调节螺母131外圆面，其一端与调节弹簧挡圈135端面接触，另一端与调节弹簧轴承134接触，用于在调节螺母131与锥齿滑套132之间提供一个轴向复位力。调节螺母131前段周向具有端齿，并与锥齿滑套132上端齿匹配。在调节弹簧133的作用下，在不承受外部载荷情况时，调节螺母131与锥齿滑套132的端齿相互啮合，并限制二者轴向与周向的相对运动。调节螺母131的非安装调节弹簧133的另一端的外圆面上沿轴向有开槽，可将引导阻调模块中的阻调垫片146上的键嵌套在其中；调节螺母131的内孔上有梯形螺纹，与调节轴模块的丝杆152螺纹相配合。锥齿滑套132外圆周向布置有方键198安装孔，方键198可通过螺钉固定在锥齿滑套132上，并通过端盖112上方键槽为其提供周向限位。

引导阻调模块主要由引导阻调器本体141、引导阻调器端盖142、引导螺母143、引导弹簧144、锥套145、阻调垫片146、阻调弹簧147和引导螺母轴承148组成。引导阻调器本体141一端阶梯外圆柱面上具有螺纹，用于将引导阻调器模块安装于活塞管122上；另一端内圆柱面上也具有螺纹，用于安装引导阻调器端盖142。引导螺母143安装在引导阻调器端盖142内，其内孔上有梯形螺纹，与调节轴模块的丝杆152螺纹相配合。在引导螺母143与引导阻调器端盖142之间，沿轴向分别安装引导螺母轴承148和引导弹簧144。其中，引导螺母轴承148的端面由引导螺母阶梯面限位，为引导螺母143和引导阻调器端盖142之间的相对转动提供支承；引导弹簧144一端与引导螺母轴承148接触，另一端与引导阻调器端盖142内侧端面接触，用于在二者之间提供一个轴向复位力。引导螺母143一端有周向端齿，与锥套145上的端齿匹配，在引导弹簧144的作用下，在不承受外部载荷情况时，引导螺母133与锥套145的端齿相互啮合，并限制二者轴向与周向的相对运动。锥套145在周向上分布有导向键，将其嵌套在引导阻调器端盖142内孔相应键槽内，用于限制二者之间的周向相对转动和单向轴向限位。阻调垫片146安装在引导阻调器本体141内孔一侧的阶梯面处，其内孔处沿周向具有键，用于与调节螺母131上相应键槽配合。阻调弹簧147安装在引导阻调器本体141内孔另一阶梯面与锥套145的阶梯面之间。在正常安装和工作状态下，阻调弹簧147的弹力远大于引导弹簧144的弹力，在其作用下，锥套145导向键的端面与引导阻调器端盖142的键槽端面贴合，并使得锥套145另一端的端面与阻调垫片146端面在轴向上保持一定间隙。

调节轴模块主要由轭151、丝杆152、复位螺母153、复位螺母波形弹簧154和复位螺母密封圈155组成。轭151的上下端具有与制动夹钳杠杆相连接的接口孔，孔内安装有衬套113，为调节轴模块与制动夹钳杠杆的安装与相对转动提供支承作用。丝杆152的梯形螺纹用于与调节螺母131和引导螺母143配合，光杆一端伸入并安装于轭151的中心孔。丝杆152光杆阶梯面具有端齿，与轭151上端齿相啮合；光杆端部沿径向有通孔，并通过弹性销与复位螺母153固定连接。复位螺母153与轭151之间沿轴向安装有复位螺母波形弹簧154，用于保持轭151与丝杆152端齿面啮合。复位螺母153外侧与轭151之间安装有复位螺母密封圈155，用于防尘防水。

在缸盖112外侧端面与轭151内侧端面附近分别开有周向槽，用于在二者之间安装防尘罩197。

参见图3至图7所示，本实施例与传统带有间隙调整功能的制动缸相比，方键198采用楔形截面设计，其实际可运动空间则由缸盖管113上的方键槽和楔形调整块115共同组成。通过调整调节螺钉118可调节楔形调整块115在缸盖管113上的安装高度，即调节了楔形调整块115楔形面的高度，从而改变了方键198在方键槽内的轴向可运动距离即最大无调整行程S1。由制动缸的间隙调整原理可知，当活塞实际空走行程S大于最大无调整行程S1与调节螺母131的端齿啮合高度N之和，调节螺母131与锥齿滑套132相互的端齿完全分离，触发间隙调整机构发生间隙调整动作，因此，经过多次间隙调整动作之后，制动夹钳的缓解间隙Sp制动盘与闸片在缓解状态下的间隙应保持在S1+N/i附近，其中，i为制动夹钳杠杆比。通过调节螺钉118调整楔形调整块115的高度，改变其楔形面与方键198楔形面之间的轴向距离，即改变S1，即可调节制动夹钳的缓解间隙。

当缸体111内充入压缩空气时，压缩空气推动活塞模块压缩缓解弹簧199向外侧移动。引导阻调模块与活塞管122通过螺纹固定连接，其随活塞模块一起向外侧移动。在制动夹钳的闸片与制动盘抱紧之前，制动缸两端可视为自由端，即基本不受来自杠杆的轴向制动载荷。此时在引导阻调模块内部，由于阻调弹簧147弹力远大于引导弹簧144，在引导弹簧144的共同作用下，引导螺母143与锥套145的端齿相啮合，引导螺母143无法相对调节轴发生旋转，调节轴与引导螺母143在轴向上的相对位置不变，即引导螺母143通过梯形螺纹带动调节轴一起同步向外运动。由于方键198的周向限位，在调节弹簧133的作用下，调节螺母131与锥齿滑套132的端齿相啮合，调节螺母131无法相对调节轴发生旋转，调节轴通过梯形螺纹带动间隙调节模块一起同步向外运动，方键198也随之在方键槽内移动。

当制动夹钳的闸片与制动盘之间的间隙Sp较大时，在闸片与制动盘未夹紧之前制动缸的实际空走行程S较大。若实际空走行程S大于方键198的最大无调整行程S1+调节螺母131端齿啮合高度N时，在制动缸充气过程中，方键198与整个间隙调节模块一起先随活塞模块向外运动，当方键行程达到S1时，其楔形面与楔形调整块接触，其轴向运动受到限位。在此之后，调节螺母131在调节轴丝杆152的带动下继续向外侧运动，调节螺母131与锥齿滑套132的端齿面开始分离，当继续运动一个端齿啮合高度N后，端齿完全分离，调节螺母131的周向运动约束解除，在调节弹簧133的作用下开始发生间歇性旋转，从而使得调节轴丝杆152相对调节螺母131向外伸出。制动缸排气后，在缓解弹簧199的作用下，活塞向内侧运动，间隙调节模块、引导阻调模块和调节轴模块将整体随之向内侧运动，方键198也向内侧运动。由于在充气过程中，活塞的行程大于方键198的行程，因此，在复位过程中，当方键198受到方键槽内侧端面的轴向限位后，间隙调节模块将停止轴向移动，在调节螺母131和调节轴丝杆152螺纹配合的作用下，调节轴也无法继续轴向移动。而活塞将带动引导阻调器模块继续向内侧移动，在引导螺母143和调节轴丝杆152螺纹配合的作用下，引导螺母143将压缩引导弹簧144，引导螺母143与锥套145的端齿将发生分离，锥套145对引导螺母143的转动限位解除，在引导弹簧144的作用下，引导螺母143将发生间歇性转动，从而使引导螺母143相对调节轴丝杆152发生轴向相对位移，并使得引导阻调模块实现向内侧的完全复位。在制动缸充排气动作前后，由于调节轴相对间隙调节模块和引导阻调模块发生了轴向相对位移，即也相对活塞模块向外伸出，使得动作前后制动缸的长度伸长，反应到制动夹钳的闸片端其双侧间距变小，盘片间隙减小，即发生了间隙调整动作。

若楔形调整块115的安装高度为H1时，方键198的最大无调整行程为S1；当楔形调整块115的安装高度增加ΔH后，方键198的最大无调整行程也将随之增加ΔS，且ΔS=ΔH/tan(a)，其中a为方键198和楔形调整块115楔形面与水平面的夹角。而调整后的制动夹钳缓解间隙则增加了ΔSp=ΔS/i=ΔH/(tan(a)×i)的双侧距离。

此外，方键118和楔形调整块115的楔形面应采用附图所示的楔形面配合方式，即在方键198楔形面与楔形调整块115楔形面接触后，方键198对楔形调整块115的作用力方向为沿楔形面斜向上，此时在调节螺钉118的拉力作用下，可实现对楔形调整块115的精确限位。

除上述实施例外，本发明还可以有其他实施方式。凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本发明要求的保护范围。

Claims (15)

1.一种制动缸间隙调整机构，包括相互固连的缸体（111）、缸盖（112）和缸盖管（113），所述缸盖管内腔嵌套有与之形成轴向移动副的活塞管（122），所述活塞管的内端与位于缸体内的活塞（121）轴向固连，所述缸盖管与活塞之间装有缓解弹簧（199）；所述活塞管的外端与管状的引导阻调器本体（141）固连，所述缸盖管（113）上轴向开有方键槽和楔形调整块（115）安装槽；所述引导阻调器本体内安装端面啮合的锥套（145）及引导螺母（143），所述锥套和引导螺母远离啮合的一端分别抵靠于阻调弹簧（147）和引导弹簧（143）；所述引导螺母的内孔装有内端与调节螺母（131）旋合的调节丝杆轴（152），所述调节螺母外装有端面与之可啮合的锥齿滑套（132）；所述锥齿滑套的外圆与径向延伸出缸盖管上方键槽的方键（198）固连，所述缸盖管的楔形调整块安装槽装有径向位置可调的楔形调整块（115），所述方键和楔形调整块的相邻端分别具有外楔形面和内楔形面。

2.根据权利要求1所述的制动缸间隙调整机构，其特征在于：所述缸盖管通过螺纹与缸盖连接，且沿轴向开有方键槽和楔形调整块安装槽。

3.根据权利要求2所述的制动缸间隙调整机构，其特征在于：所述缸盖管的楔形调整块安装槽和楔形调整块上的匹配位置开有若干个导向销安装孔与调节螺钉安装孔，所述楔形调整块通过导向销和调节螺钉安装在缸盖管上。

4.根据权利要求3所述的制动缸间隙调整机构，其特征在于：所述楔形调整块与缸盖管的楔形调整块安装槽的接触面上，安装有波形弹簧。

5.根据权利要求3或4所述的制动缸间隙调整机构，其特征在于：所述活塞管上沿轴向开有键槽，所述键槽周向分布位置及槽宽与缸盖管上方键槽相匹配。

6.根据权利要求5所述的制动缸间隙调整机构，其特征在于：所述活塞管外侧沿轴向安装有缓解弹簧，所述缓解弹簧一端与活塞内侧接触、另一端与缸盖管端部接触。

7.根据权利要求6所述的制动缸间隙调整机构，其特征在于：所述调节螺母外圆面安装调节弹簧，所述调节弹簧一端与调节弹簧挡圈端面接触、另一端与调节弹簧轴承接触。

8.根据权利要求7所述的制动缸间隙调整机构，其特征在于：所述调节螺母前段周向具有与锥齿滑套端齿匹配的端齿。

9.根据权利要求8所述的制动缸间隙调整机构，其特征在于：所述引导阻调器本体一端阶梯外圆柱面上具有将引导阻调器模块安装于活塞管上的螺纹、另一端内圆柱面上具有安装引导阻调器端盖的螺纹。

10.根据权利要求9所述的制动缸间隙调整机构，其特征在于：所述引导螺母安装在引导阻调器端盖内，其内孔具有与丝杆螺纹相配合的梯形螺纹。

11.根据权利要求10所述的制动缸间隙调整机构，其特征在于：所述引导螺母与引导阻调器端盖之间，沿轴向分别安装引导螺母轴承和引导弹簧；所述引导螺母轴承的端面由引导螺母阶梯面限位，所述引导弹簧一端与引导螺母轴承接触、另一端与引导阻调器端盖内侧端面接触。

12.根据权利要求11所述的制动缸间隙调整机构，其特征在于：所述引导螺母一端有与锥套上端齿匹配的周向端齿，所述锥套周向上分布有将其嵌套在引导阻调器端盖内孔相应键槽内的导向键。

13.根据权利要求12所述的制动缸间隙调整机构，其特征在于：所述引导阻调器本体的内孔一侧阶梯面处安装阻调垫片，所述调阻垫片内孔处周向具有与调节螺母上相应键槽配合的键。

14.根据权利要求13所述的制动缸间隙调整机构，其特征在于：所述阻调弹簧安装在引导阻调器本体内孔另一阶梯面与锥套的阶梯面之间。

15.根据权利要求14所述的制动缸间隙调整机构，其特征在于：所述阻调弹簧的弹力大于引导弹簧的弹力。