盤式制動(dòng)器組件的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及盤式制動(dòng)器組件。盤式制動(dòng)器具有一個(gè)或多個(gè)具有環(huán)形摩擦表面、可軸向移動(dòng)的轉(zhuǎn)子盤，所述轉(zhuǎn)子盤沿軸向設(shè)置于形成在殼體中的環(huán)形壓力腔中的環(huán)形活塞與附接至活塞的環(huán)形反作用板之間。摩擦片設(shè)置于反作用板上并且還設(shè)置于轉(zhuǎn)子盤之間的可軸向移動(dòng)的環(huán)形反作用盤上。定位板設(shè)置于活塞和轉(zhuǎn)子盤之間并且其上具有可軸向移動(dòng)的托架，每個(gè)托架具有用于接觸相鄰的轉(zhuǎn)子盤的摩擦片。每個(gè)托架上的各個(gè)彈簧將托架片、轉(zhuǎn)子盤和摩擦片軸向地偏壓在一起從而提供所需的初始制動(dòng)轉(zhuǎn)矩。在對(duì)活塞腔施加流體壓力后，殼體使定位板移動(dòng)以移動(dòng)托架，從而釋放制動(dòng)轉(zhuǎn)矩。
【專利說明】盤式制動(dòng)器組件

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及具有一個(gè)或多個(gè)旋轉(zhuǎn)盤的盤式制動(dòng)器組件，所述旋轉(zhuǎn)盤上具有環(huán)形摩擦表面，抵靠摩擦表面的是用于向旋轉(zhuǎn)盤施加制動(dòng)力的受力的靜止的摩擦片/墊片。特別地，本實(shí)用新型涉及具有制動(dòng)摩擦片的類型的盤式制動(dòng)器，所述制動(dòng)摩擦片由用于提供所需制動(dòng)力的彈簧促動(dòng)以接觸轉(zhuǎn)子盤上的環(huán)形摩擦表面來斷開或啟動(dòng)所述盤上的轉(zhuǎn)矩。這種類型的盤式制動(dòng)器利用響應(yīng)于在環(huán)形壓力腔室中施加的流體壓力的環(huán)形活塞以沿軸向移動(dòng)該活塞從而使活塞片從環(huán)形盤釋放并因此釋放盤上的制動(dòng)力。

【背景技術(shù)】
[0002]上述類型的盤式制動(dòng)器用于重型機(jī)器應(yīng)用，例如油井鉆具和地面開采設(shè)備；以及，在特定應(yīng)用中，可以用作緊急止動(dòng)制動(dòng)器。這種類型的制動(dòng)器的一個(gè)示例采用具有50英寸(127cm)的直徑和5，578，OOOin-1bs (630, 282牛米)的斷開或起動(dòng)轉(zhuǎn)矩的轉(zhuǎn)子盤。
[0003]參見圖6和7，摩擦片已經(jīng)安裝在壓力板I上，壓力板I由間隔件4和螺栓5固定至形成環(huán)形壓力腔室3的殼體2。設(shè)置于腔室3中的環(huán)形活塞6具有可滑動(dòng)地定位于間隔件4上的孔口。壓力板I具有可滑動(dòng)地被接納在間隔件7上的孔口 ；以及，活塞6經(jīng)由越過間隔件7的螺紋柱19的外圍陣列和鎖定螺母19a緊固至環(huán)形靜止安裝板8上，使得腔的流體加壓導(dǎo)致殼體和壓力板I軸向移動(dòng)。轉(zhuǎn)子盤9、10被接納在驅(qū)動(dòng)輪轂11上并在其上花鍵連接以允許所述盤在花鍵10上關(guān)于輪轂11軸向移動(dòng)，同時(shí)維持與輪轂的轉(zhuǎn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)接合。多個(gè)制動(dòng)壓力彈簧12圍繞活塞6以外圍陣列設(shè)置，每個(gè)彈簧的一端抵接活塞6，每個(gè)彈簧的對(duì)向端抵接壓力板I。在操作中，腔室3中沒有流體壓力時(shí)，彈簧12在圖6和7中的向左方向上推動(dòng)壓力板I和殼體2，從而將設(shè)置在轉(zhuǎn)子盤9周圍的摩擦片14壓靠在轉(zhuǎn)子的環(huán)形摩擦表面上，并使轉(zhuǎn)子盤9移動(dòng)以與安裝在軸向可動(dòng)的環(huán)形反作用板16上的摩擦片15接觸，反作用板16在間隔件7上可滑動(dòng)地軸向移動(dòng)，但被螺栓19和間隔件7限制而不能轉(zhuǎn)動(dòng)。反作用板16具有設(shè)置在其周圍的摩擦片17，摩擦片17被迫壓在第二轉(zhuǎn)子盤10上的環(huán)形摩擦表面上，第二轉(zhuǎn)子盤10抵靠設(shè)置于壓力板I上的摩擦片18軸向移動(dòng)，因此將全部摩擦片壓靠在轉(zhuǎn)子上的全部摩擦表面上并產(chǎn)生所需的止動(dòng)轉(zhuǎn)矩。
[0004]在操作中，當(dāng)流體壓力施加于腔室3時(shí)，殼體2移動(dòng)并使壓力板I在向右方向上移動(dòng)，使彈簧12壓靠在壓力板I上，因此釋放摩擦片14、15、17、18，可動(dòng)板16，轉(zhuǎn)子盤9、10，和壓力板I上的壓力，從而釋放轉(zhuǎn)子盤9、10上的制動(dòng)動(dòng)作。
[0005]上述現(xiàn)有技術(shù)的制動(dòng)器在服務(wù)中具有壓力板I的徑向向內(nèi)區(qū)域在彈簧12的促動(dòng)下發(fā)生懸臂式軸向彎曲的問題，使得壓力板I的徑向向內(nèi)部分沿圖6和7中的向左方向軸向彎曲，導(dǎo)致制動(dòng)力在轉(zhuǎn)子盤的徑向向內(nèi)區(qū)域上局部化；并且，因此，通過制動(dòng)接合提供了小于所需水平的初始止動(dòng)轉(zhuǎn)矩。因此，期望提供一種消除盤式制動(dòng)器的反作用部件的彎曲影響并由此對(duì)于通過彈簧作用在摩擦片上的力的給定設(shè)計(jì)水平實(shí)現(xiàn)期望的初始止動(dòng)轉(zhuǎn)矩的方法或手段。實(shí)用新型內(nèi)容
[0006]本實(shí)用新型提供了一種具有一個(gè)或多個(gè)轉(zhuǎn)子盤的盤式制動(dòng)器組件，所述轉(zhuǎn)子盤在其軸向的相對(duì)側(cè)上具有環(huán)形摩擦表面，該盤通過用花鍵連接至轉(zhuǎn)動(dòng)軸而能沿軸向移動(dòng)。環(huán)形殼體具有環(huán)形活塞腔，環(huán)形活塞設(shè)置于該腔中，以形成流體壓力腔室?；钊菟ㄟB接至靜止不動(dòng)的環(huán)形安裝板并與其用間隔件軸向隔開。定位板軸向設(shè)置于活塞和相鄰的轉(zhuǎn)子盤之間，并且其中設(shè)置有多個(gè)沿周向和徑向隔開的孔口。每個(gè)定位板孔口中都設(shè)置有用于相對(duì)于孔口的有限軸向運(yùn)動(dòng)的可動(dòng)托架/支架(poppet)，每個(gè)托架具有設(shè)置于其上、鄰接轉(zhuǎn)子盤的摩擦表面。托架中的每一者都通過設(shè)置于托架和活塞之間的彈簧被沿軸向偏壓，以使其上的摩擦表面抵靠相鄰的轉(zhuǎn)子盤；并且，在彈簧力的作用下，托架上的摩擦表面的力使轉(zhuǎn)子軸向移動(dòng)以抵靠摩擦片，并且摩擦片抵靠轉(zhuǎn)子和轉(zhuǎn)子盤與安裝板(通過螺栓連接至活塞)之間的可動(dòng)反作用板，以產(chǎn)生制動(dòng)動(dòng)作。托架被保持在相鄰轉(zhuǎn)子盤周圍的期望位置，但除此之外在彈簧促動(dòng)下可在軸向方向自由移動(dòng)一有限的量。在向流體壓力腔室引入流體壓力后，殼體和定位板沿軸向移動(dòng)離開安裝板；并且，在殼體和定位板進(jìn)一步運(yùn)動(dòng)后，托架和其上的摩擦表面與相鄰的轉(zhuǎn)子脫開接觸，因此，制動(dòng)力被釋放。
[0007]因此，本實(shí)用新型的制動(dòng)器組件通過如下方式提供所需的起動(dòng)制動(dòng)力，S卩，彈簧分別將托架推靠在轉(zhuǎn)子盤上，并由此在轉(zhuǎn)子盤的摩擦表面上提供均勻的制動(dòng)力，而與定位板的彎曲無關(guān)，由此實(shí)現(xiàn)期望的初始止動(dòng)轉(zhuǎn)矩。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0008]圖1是本實(shí)用新型的盤式制動(dòng)器組件的透視圖；
[0009]圖2是沿圖1的剖面指示線2-2剖開的剖視圖；
[0010]圖3是沿圖2的剖面指示線3-3剖開的剖視圖，示出了平面圖中的定位板；
[0011]圖4是圖2的一部分的放大視圖，示出了托架上的與相鄰轉(zhuǎn)子接合的制動(dòng)片；
[0012]圖5是與圖4相似的視圖，示出了托架上的與相鄰轉(zhuǎn)子脫開的制動(dòng)片；
[0013]圖6是與圖2相似的剖視圖的一部分，示出了現(xiàn)有技術(shù)的盤式制動(dòng)器組件；
[0014]圖7是與圖2相似的視圖，從圖6的剖視圖中為現(xiàn)有技術(shù)盤式制動(dòng)器組件轉(zhuǎn)動(dòng)剖開的剖視圖；
[0015]圖8a和8b分別是本實(shí)用新型的托架的另一構(gòu)型的俯視圖和正視圖；
[0016]圖9a和9b分別是本實(shí)用新型的托架的另一構(gòu)型的俯視圖和正視圖；
[0017]圖1Oa和1b分別是本實(shí)用新型的托架的另一構(gòu)型的俯視圖和正視圖；以及
[0018]圖1la和Ilb分別是本實(shí)用新型的托架的又一構(gòu)型的俯視圖和正視圖。

【具體實(shí)施方式】
[0019]參見圖1-5，根據(jù)本實(shí)用新型的盤式制動(dòng)器組件總的指示為20，并包括具有大致環(huán)形構(gòu)造的殼體22，殼體22的內(nèi)圓周24尺寸設(shè)置為允許所需直徑的轉(zhuǎn)動(dòng)軸以具有所需間隙的方式穿過。殼體22包括與設(shè)置于其中的環(huán)形活塞31配合來限定環(huán)形流體壓力腔室30的環(huán)形腔26。腔室30具有穿過殼體22形成的多個(gè)流體壓力入口 28。活塞31通過適合的密封圈32圍繞腔26的徑向外圍密封在環(huán)形腔26中；并且，腔26的徑向內(nèi)圓周通過內(nèi)密封圈34繞活塞22密封。
[0020]環(huán)形活塞31具有多個(gè)沿周向隔開的徑向向外延伸的沿外周間隔布置的凸耳36，每個(gè)凸耳都具有軸向貫穿其中形成的孔口 38。
[0021]用作反作用板40的環(huán)形靜止安裝板設(shè)置成與活塞31軸向隔開的布置，并通過管狀間隔件42與活塞31隔開，并通過穿過間隔件42、一端連接至板40的螺紋柱44緊固至活塞，活塞在螺紋柱上通過螺紋鎖定螺母46緊固。安裝板40具有設(shè)置成鄰近外圓周的多個(gè)沿周向隔開的安裝孔41，該孔使得安裝板能螺栓連接至未示出的靜止支承結(jié)構(gòu)。
[0022]軸向浮動(dòng)環(huán)形反作用板48設(shè)置于環(huán)形安裝板40和活塞31之間；并且，板48具有形成于其中的以周向間隔布置以與螺紋柱44的位置重合的孔口 50，以便可以沿螺紋柱44自由地軸向移動(dòng)。板48借助于穿過孔口 50的螺紋柱44被緊固而不能轉(zhuǎn)動(dòng)。
[0023]軸向浮動(dòng)反作用板48設(shè)置于一對(duì)轉(zhuǎn)子盤52、54之間，轉(zhuǎn)子盤中的每一個(gè)都在其軸向的對(duì)向側(cè)上分別具有環(huán)形摩擦表面56、58、60、62。轉(zhuǎn)子52、54中的每一個(gè)都分別具有輪轂64、66，其內(nèi)部形成花鍵以用于與動(dòng)力傳動(dòng)軸68的驅(qū)動(dòng)連接；并且，盤52、54可以在花鍵軸68上自由地軸向移動(dòng)。
[0024]環(huán)形安裝板40具有環(huán)形摩擦片，或可替代地具有在其上以環(huán)形陣列布置的多個(gè)弓形片部段，如通過附圖標(biāo)記70標(biāo)識(shí)的，其設(shè)置用于接觸轉(zhuǎn)子52上的環(huán)形摩擦表面56 ;并且，片70通過適合的緊固件如螺釘72緊固至安裝板40。軸向浮動(dòng)反作用板48在其一個(gè)軸向面上緊固有一環(huán)形摩擦片或分段的片73，以接觸轉(zhuǎn)子盤52的摩擦表面58。設(shè)置在軸向浮動(dòng)反作用板48的對(duì)向側(cè)上的是另一環(huán)形摩擦片或分段的片76，其通過適合的緊固件如螺釘78緊固在板48上。這樣，片76設(shè)置成與摩擦表面60和轉(zhuǎn)子盤54摩擦接觸。
[0025]定位板80軸向設(shè)置于轉(zhuǎn)子盤54和活塞31之間并通過多個(gè)周向隔開的間隔件82緊固于其中。板80由穿過設(shè)置于殼體22中的孔口 86的螺栓84緊固；并且，螺栓穿過間隔件82中的每一個(gè)并螺紋接合于定位板80中。定位板80具有多個(gè)周向隔開的孔口 88，孔口 88沿周向間隔布置并定位成與間隔件42中的每一個(gè)重合，間隔件42在孔口 88內(nèi)可自由地軸向移動(dòng)。
[0026]參見圖2-5，定位板80具有以附圖標(biāo)記90標(biāo)識(shí)的附加的孔口陣列，其設(shè)置成從孔口 88沿徑向向內(nèi)并沿周向間隔布置?？卓?90中的每一個(gè)在其中設(shè)置有托架92，托架在孔口 88中軸向延伸穿過板80，并且每個(gè)托架在板80的對(duì)向側(cè)上、在托架端部上分別設(shè)置有保持凸緣94、96。凸緣94設(shè)置成鄰接轉(zhuǎn)子盤54并在其軸向表面上附接有摩擦表面，該摩擦表面在圖4和5所示的構(gòu)型中處于分開的片98的形式，片98定位成用于與轉(zhuǎn)子盤54的環(huán)形軸向表面62摩擦接觸。
[0027]參見圖5,定位板示出為向右移動(dòng)一足夠的量以引起托架92上的凸緣96抵接板80的向右的表面，因此限制托架在制動(dòng)片98中的進(jìn)一步移動(dòng)。殼體22和定位板80的進(jìn)一步向右移動(dòng)導(dǎo)致托架使其摩擦表面從盤表面62移開至圖5所示位置并釋放轉(zhuǎn)子盤上的全部制動(dòng)轉(zhuǎn)矩。
[0028]參見圖8a和8b，托架的另一構(gòu)型總的指示為192并具有體部197，該體部具有沿徑向向外延伸的凸緣196，指示為198的該凸緣的下表面適于抵接定位板80的表面。托架192具有沉孔199形式的中心腔，其適于在其中接納制動(dòng)預(yù)載彈簧100中的一者的一個(gè)端部。托架192具有其體部197的端表面100，該端表面形成為與托架的體部集成為一體的摩擦表面。在本實(shí)施例中,托架由金屬和陶瓷、金屬陶瓷或有機(jī)摩擦材料的混合物整體地形成為一體。
[0029]參見圖9a和％，本實(shí)用新型的托架的另一構(gòu)型總的指示為292并具有凸緣296，凸緣具有矩形的構(gòu)型，與托架292的體部297 —樣。標(biāo)識(shí)為298的凸緣296的下表面適于接觸定位板80的表面。托架體部297的下端表面299構(gòu)造成摩擦表面299并與托架體部297和凸緣296整體地形成為一件。托架292具有沉孔200形式的中心腔，在該腔中接納托架制動(dòng)預(yù)載彈簧100中的一者的端部。在本實(shí)施例中，托架292由提供摩擦表面299的期望特性的金屬陶瓷材料形成。
[0030]參見圖1Oa和10b，本實(shí)用新型的托架的另一構(gòu)型總的指示為392并具有向外延伸的凸緣396，該凸緣具有梯形構(gòu)造，與托架392的體部397 —樣。凸緣396具有適于接觸定位板80的表面的下表面398。托架體部397具有標(biāo)識(shí)為399的下端表面，其形成為與托架體部397整體地形成為一件的摩擦表面。托架392具有設(shè)置其中的腔或沉孔400，用于在其中接納制動(dòng)預(yù)載彈簧100中的一者的一個(gè)端部。在本實(shí)施例中，托架392由提供摩擦表面399的適當(dāng)特性的金屬陶瓷材料整體地形成為一件。
[0031]參見圖1la和11b，本實(shí)用新型的托架的另一構(gòu)型總的指示為492并具有向外延伸的凸緣496，該凸緣具有梯形構(gòu)造，與體部497 —樣。凸緣496具有構(gòu)造成用于接觸定位板80的表面以限制托架的運(yùn)動(dòng)的下表面498。托架492的標(biāo)識(shí)為499的下端表面構(gòu)造成摩擦表面；并且，表面499與托架497的體部和凸緣496整體地形成為一個(gè)構(gòu)件。托架492具有設(shè)置于其中的標(biāo)識(shí)為500的多個(gè)沉孔或腔，每個(gè)沉孔或腔用于接納單獨(dú)的各個(gè)空載彈簧100，促動(dòng)托架摩擦表面499以接觸轉(zhuǎn)子盤54的表面62。在本實(shí)施例中，托架492由金屬陶瓷材料整體地形成為一個(gè)構(gòu)件。
[0032]在操作中，制動(dòng)彈簧100沿圖4中的軸向向左促動(dòng)托架92直到制動(dòng)片98接觸轉(zhuǎn)子盤54的表面62。轉(zhuǎn)子盤54進(jìn)而在軸68上沿軸向移動(dòng)，導(dǎo)致轉(zhuǎn)子54上的環(huán)形摩擦表面60接觸軸向浮動(dòng)反作用板48上的摩擦片76。這樣，反作用板48被向左促動(dòng)以導(dǎo)致其上的制動(dòng)摩擦片73接觸轉(zhuǎn)子52上的環(huán)形摩擦表面58，這進(jìn)而導(dǎo)致轉(zhuǎn)子52沿軸向移動(dòng)，導(dǎo)致其上的摩擦表面接觸安裝板40上的制動(dòng)墊70，由此在轉(zhuǎn)子盤上提供制動(dòng)鎖定轉(zhuǎn)矩以防止轉(zhuǎn)子盤轉(zhuǎn)動(dòng)。
[0033]因此，本實(shí)用新型的盤式制動(dòng)器在定位板中提供多個(gè)單獨(dú)的彈簧偏壓托架，每個(gè)托架都在其上具有制動(dòng)摩擦表面或片從而在預(yù)載彈簧的促動(dòng)下在托架上提供均勻的制動(dòng)壓力，以在轉(zhuǎn)子盤上提供均勻的制動(dòng)轉(zhuǎn)矩摩擦并因此實(shí)現(xiàn)所需的初始止動(dòng)轉(zhuǎn)矩，而不發(fā)生壓力板或定位板的不想要的軸向彎曲。
[0034]顯然，其他人在閱讀和理解了前面的詳細(xì)描述后可以進(jìn)行修改和變型。本文所述示例性的構(gòu)型應(yīng)理解為包括全部這些修改和變型，視為被包括在所附權(quán)利要求或其等同方案的范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種盤式制動(dòng)器組件，包括: 限定環(huán)形流體壓力腔的殼體，所述流體壓力腔包括適于連接至加壓流體源的入口 ； 具有密封地設(shè)置于流體壓力腔中的部分的環(huán)形活塞； 固定至殼體并具有多個(gè)托架的環(huán)形定位板，所述托架中的每一者在托架上具有設(shè)置在托架周圍并且能相對(duì)于所述板在軸向方向上單獨(dú)移動(dòng)的摩擦表面； 設(shè)置在活塞周圍的多個(gè)彈簧，所述彈簧可操作以在軸向遠(yuǎn)離活塞的方向上偏壓托架； 具有環(huán)形摩擦表面的至少一個(gè)轉(zhuǎn)子，所述轉(zhuǎn)子設(shè)置于輸入軸上以便與輸入軸一起轉(zhuǎn)動(dòng)和能在輸入軸上沿軸向移動(dòng)；以及 連接至活塞的、具有環(huán)形摩擦表面的環(huán)形安裝板，其中，在對(duì)所述壓力腔流體加壓后，殼體和定位板沿軸向遠(yuǎn)離轉(zhuǎn)子、摩擦片和安裝板移動(dòng)，在對(duì)所述壓力腔減壓后，所述彈簧可操作以使摩擦片移動(dòng)至與所述至少一個(gè)轉(zhuǎn)子的環(huán)形摩擦表面接觸，從而產(chǎn)生制動(dòng)動(dòng)作。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的組件，其中，所述托架中的每一者附接至通過孔口被接納在定位板中的構(gòu)件。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的組件，還包括多個(gè)轉(zhuǎn)子，鄰近的轉(zhuǎn)子由能相對(duì)于轉(zhuǎn)子沿軸向移動(dòng)的環(huán)形反作用板隔開，所述反作用板具有鄰近每個(gè)轉(zhuǎn)子的環(huán)形摩擦表面設(shè)置于其上的摩擦材料。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的組件，其中，所述托架被單獨(dú)地在軸向方向上朝向轉(zhuǎn)子的環(huán)形摩擦表面彈簧偏壓。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的組件，其中，所述至少一個(gè)轉(zhuǎn)子用花鍵連接至輸入軸。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的組件，其中，所述托架中的每一者都具有在接觸鄰近的轉(zhuǎn)子盤的方向上偏壓托架的多個(gè)彈簧。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的組件，其中，所述托架中的每一者都具有腔，在所述腔中接納彈簧的一端。
【文檔編號(hào)】F16D121/04GK204213216SQ201420312394
【公開日】2015年3月18日 申請(qǐng)日期:2014年6月12日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月12日
【發(fā)明者】T·汶芃瑪尼, E·L·魯爾林 申請(qǐng)人:伊頓公司