一种浮钳式径向双推杆气压盘式制动器的制作方法

本发明属于汽车零部件技术领域，具体涉及一种浮钳式径向双推杆气压盘式制动器。

背景技术：

快速扩张的城市交通压力越来越大，公共交通需要在更短的周转时间内运送更多的乘客，由此大容量、低排放、乘坐舒适的低地板城市公交车快速增长。随着新能源车辆的推广应用，包括公路运营的旅行车在内都广泛配置空气悬挂后桥。近年来，气压盘式制动器因其相对于鼓式制动器的优点得以广泛应用，由前盘后鼓逐渐扩大到前后桥都采用盘式制动器。

为了满足配置空气悬架的低地板公交车、旅行车以及中、重型商用车辆的中/后桥使用要求，安装驻车弹簧气室的径向盘式制动器得以开发及应用，解决了轴向盘式制动器在后桥无法空间布置的问题。

然而，目前现有的径向气压盘式制动器存在如下不足：

1、制动器体积较大、重量较重，受限于后桥空间狭窄导致使用范围有限，不能满足整车轻量化要求。

2、制动器卡钳多为复杂的分体结构，零件数量多，不利于加工与装配，且螺栓连接部位存在失效的风险，密封面较多。

3、制动器内部间隙自调结构的零件零散，不利于装配及性能控制，不便于维修保养。

4、制动器分体结构复杂，卡钳体刚性变形大，影响制动力矩的稳定输出。

技术实现要素：

本发明的目的是克服现有径向气压盘式制动器的不足，提供一种结构相对简单、质量较轻、制动力矩较大且性能稳定，方便维修的径向气压盘式制动器。

本发明的技术方案是提供了一种浮钳式径向双推杆气压盘式制动器，包括卡钳体、转轴总成、两个摩擦块、制动盘、压板和支架；

所述卡钳体为一体成型结构，包括容纳制动盘的第一腔室和容纳转轴总成的第二腔室，所述第一腔室和第二腔室在水平轴向上相连通，所述第二腔室的竖直径向上设置有气室安装孔，所述第一腔室的竖直径向上设置有压板固定件；

所述卡钳体与支架通过导销构成浮钳式结构，所述转轴总成安装于卡钳体第二腔室内，两个所述摩擦块安装在支架上，且摩擦块置于第一腔室内，所述制动盘的两个制动面分别与两个所述摩擦块相接触，所述压板安装于所述压板固定件上，且所述压板通过压簧压紧所述摩擦块的上表面。

进一步的，所述转轴总成包括压力臂、支点圆柱、基准座、回位弹簧、调节机构、主动转轴、螺杆、齿轮、底盖、推动板、从动转轴、固定卡；

所述支点圆柱与压力臂通过小滚针副连接，所述压力臂通过大滚针副安装在基准座上，所述回位弹簧位于基准座与底盖之间，所述主动转轴和从动转轴分别连接在基准座两侧，主动转轴和从动转轴之间通过三个齿轮啮合连接，所述主动转轴和从动转轴分别与两个螺杆连接，螺杆的端部穿过底盖通过小挡圈连接在推动板上，所述压力臂通过拔销带动调节机构转动，所述调节机构设置在主动转轴上且可绕主动转轴旋转，所述固定卡一端安装在压力臂上，另一端固定在底盖上。

进一步的，所述压力臂包括压力臂承力部和旋转部，所述压力臂承力部一端设有压力臂球窝，压力臂球窝与所述气室安装孔正对，所述压力臂承力部另一端具有第一固定部和第二固定部，所述旋转部包括内圆柱面和外圆柱面，所述第一固定部和第二固定部分别与旋转部上平行于旋转部对称轴的两侧壁中部固定连接，所述内圆柱面中心和外圆柱面中心偏心设置，且内圆柱面中心相对外圆柱面中心靠近压力臂球窝。

进一步的，所述压力臂承力部的第一固定部和第二固定部之间通过圆弧过渡面连接，且圆弧过渡面与旋转部的内圆柱面构成中空的圆柱形。

进一步的，所述第二腔室内部上下表面对称各设置有两个基准座导向面，所述第二腔室的前端侧壁上平行设置有两个加工孔，两个所述加工孔与所述第二腔室内部相通，且通过加工孔反镗加工有两个环形定位面。

进一步的所述固定卡包括两个相对设置的夹板，两个所述夹板上端之间通过两个相对间隔设置的连接板连接，两个所述夹板下端均设有卡钩，两个所述连接板分别与压力臂两侧固定，所述卡钩固定在底盖上。

进一步的，所述第一腔室转角处具有两个叠加的倒角。

进一步的，所述压板固定件包括尾部凸台、头部槽和固定卡扣，所述尾部凸台和头部槽设置在卡钳体的第一腔室上表面，所述压板一端插入头部槽，另一端通过固定卡扣与尾部凸台固定连接。

进一步的，所述压板两端分别具有第一连接部和第二连接部，所述第一连接部插入头部槽，所述第二连接部上设有开口槽，在沿压板轴线方向上所述开口槽的开口尺寸不小于尾部凸台宽度；所述尾部凸台内侧设有卡槽，所述开口槽套入尾部凸台，且开口槽一侧壁嵌入卡槽内，所述开口槽与尾部凸台外侧之间通过固定卡扣固定。

进一步的，所述固定卡扣包括w型抵扣部，以及与w型抵扣部两侧连接并向外延伸的挡止部，所述w型抵扣部各侧壁分别与尾部凸台外侧和开口槽内侧壁相抵接，所述挡止部挡止在所述压板上。

与现有技术相比，本发明的有益效果：

(1)本发明提供的这种浮钳式径向双推杆气压盘式制动器将卡钳体设计为一体成型结构，减少了现有分体式结构中对各部件进行组装的零件数量，进而减轻了制动器的重量，同时提高了制动器的强度和刚性。

(2)本发明提供的这种浮钳式径向双推杆气压盘式制动器在卡钳体中增加了为转轴总成中基准座的限位功能，以减少转轴总成的间隙自调机构的机械效率损失，保证转轴总成的稳定工作，提高了制动稳定性及制动器使用寿命。

(3)本发明提供的这种浮钳式径向双推杆气压盘式制动器中转轴总成的压力臂结构设计更加合理，减少了其受力变形导致的机械效率损失，保障了较大制动力矩的输出。

(4)本发明提供的这种浮钳式径向双推杆气压盘式制动器通过更改了限制摩擦块的压板的安装形式，减少了卡钳体的机械加工工序，降低了卡钳的加工成本，并且使压板更加方便安装。

以下将结合附图对本发明做进一步详细说明。

附图说明

图1是本发明浮钳式径向双推杆气压盘式制动器的结构示意图；

图2是本发明浮钳式径向双推杆气压盘式制动器中卡钳体的俯视图；

图3是本发明浮钳式径向双推杆气压盘式制动器中卡钳体的侧视图；

图4是本发明浮钳式径向双推杆气压盘式制动器中卡钳体的第二腔室的剖视图；

图5是本发明浮钳式径向双推杆气压盘式制动器中转轴总成的结构示意图；

图6是图5中沿a-a方向的截面示意图；

图7是本发明浮钳式径向双推杆气压盘式制动器中压力臂的结构示意图；

图8是本发明浮钳式径向双推杆气压盘式制动器中固定卡的结构示意图；

图9是本发明浮钳式径向双推杆气压盘式制动器中基准座的结构示意图；

图10是本发明浮钳式径向双推杆气压盘式制动器中压板与压板固定件安装结构示意图；

图11是本发明浮钳式径向双推杆气压盘式制动器中压板结构示意图；

图12是本发明浮钳式径向双推杆气压盘式制动器中固定卡扣的结构示意图。

附图标记说明：1、转轴总成；2、卡钳体；3、支架；4、制动盘；5、摩擦块；6、第一腔室；7、压板；8、第二腔室；9、气室安装孔；10、倒角；11、基准座导向面；12、加工孔；13、环形限位面；14、尾部凸台；15、卡槽；16、头部槽；17、压力臂；18、调节机构；19、主动转轴；20、螺杆；21、齿轮；22、底盖；23、小挡圈；24、推动板；25、回位弹簧；26、从动转轴；27、固定卡；28、支点圆柱；29、小滚针副；30、大滚针副；31、基准座；32、拔销；33、压力臂球窝；34、压力臂承力部；35、第一固定部；36、外圆柱面；37、内圆柱面；38、旋转部；39、第二固定部；40、圆弧过渡面；41、连接板；42、夹板；43、卡钩；44、第二连接部；45、固定卡扣；46、开口槽；47、第一连接部；48、w型抵扣部；49、挡止部；50、固定突起。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1、图2和图3所示，本实施例提供了一种浮钳式径向双推杆气压盘式制动器，包括卡钳体2、转轴总成1、两个摩擦块5、制动盘4、压板7和支架3；所述卡钳体2为一体成型结构，包括容纳制动盘4的第一腔室6和容纳转轴总成1的第二腔室8，所述第一腔室6和第二腔室8在水平轴向上相连通，所述第二腔室8的竖直径向上设置有气室安装孔9，所述第一腔室6的竖直径向上设置有压板固定件；所述卡钳体2与支架3通过导销构成浮钳式结构，所述转轴总成1安装于卡钳体2的第二腔室8内，两个所述摩擦块5安装在支架3上，且摩擦块5置于第一腔室6内，所述制动盘4的两个制动面分别与两个所述摩擦块5相接触，所述压板7安装于所述压板固定件上，且所述压板7通过压簧压紧所述摩擦块5的上表面。

本实施例以轴向气压盘式制动器为基础，将气室安装方向由轴向调整为径向，气室安装于卡钳体2的第二腔室8的上表面，气室的推杆通过气室安装孔9作用于转轴总成1，转轴总成1将气室竖直方向的推力转化为水平推力，从而推动摩擦块5压紧制动盘4。而本实施例中卡钳体2为一体成型结构，其受力情况更好，避免了分体式卡钳连接螺栓失效的问题，减少了分体式卡钳中对各部件进行组装的零件数量，进而减轻了制动器的重量，刚性变形小，提高了制动器的强度和刚性，同时提高了制动器的密封性，避免水与粉尘进入卡钳内部，保护内部关键零件，提高制动器寿命。

细化的实施方式，如图5、图6、图9所示，所述转轴总成1包括压力臂17、支点圆柱28、基准座31、回位弹簧25、调节机构18、主动转轴19、螺杆20、齿轮21、底盖22、推动板24、从动转轴26、固定卡27；所述支点圆柱28与压力臂17通过小滚针副29连接，所述压力臂17通过大滚针副30安装在基准座31上，所述回位弹簧25位于基准座31与底盖22之间，所述主动转轴19和从动转轴26分别连接在基准座31两侧，主动转轴19和从动转轴26之间通过三个齿轮21啮合连接，所述主动转轴19和从动转轴26分别与两个螺杆20连接，螺杆20的端部穿过底盖22通过小挡圈23连接在推动板24上，所述压力臂17上设有拨销安装孔，拨销安装孔内安装有拨销32，拨销32与调节机构18上的开口连接，所述压力臂17在气室的推杆作用下运动过程中通过拔销32带动调节机构18转动，所述调节机构18设置在主动转轴19上，调节机构18与主动转轴19之间通过扭簧过盈配合连接，当拨销32转动时，在水平方向上有一定的位移，拨销32的水平位移会带动调节机构18有一定的旋转，调节机构18通过扭簧抱住主动转轴19旋转，所述固定卡27一端安装在压力臂17上，另一端固定在底盖22上。

其中，如图7所示，所述压力臂17包括压力臂承力部34和旋转部38，所述压力臂承力部34一端设有压力臂球窝33，压力臂球窝33与所述气室安装孔9正对，所述压力臂承力部34另一端具有第一固定部35和第二固定部39，所述旋转部38包括内圆柱面37和外圆柱面36，第一固定部35和第二固定部39分别与旋转部38上平行于旋转部38对称轴的两侧壁中部固定连接，所述内圆柱面37中心和外圆柱面36中心偏心设置，且内圆柱面37中心相对外圆柱面36中心靠近压力臂球窝33；所述压力臂承力部34的第一固定部35和第二固定部39之间通过圆弧过渡面40连接，且圆弧过渡面40与旋转部38的内圆柱面37构成中空的圆柱形。气室的推杆对压力臂球窝33施加作用力，通过压力臂承力部34作用在旋转部38上，由于本发明中压力臂承力部34分别通过第一固定部35和第二固定部39与旋转部38的中部两侧连接，因而第一固定部35和第二固定部39将压力臂承力部34的作用力分散在旋转部38的两侧，相较于现有压力臂承力部与旋转部一侧连接受力而言，第一固定部35或第二固定部39与旋转部38的连接处受力大大减小，从而减少受力变形导致的机械效率损失，保障了该制动器较大制动力矩的输出。

如图8所示，所述固定卡27包括两个相对设置的夹板42，两个所述夹板42上端之间通过两个相对间隔设置的连接板41连接，两个夹板42和两个连接板41之间的间隔空间构成供压力臂17穿过的开口，压力臂17从开口中穿过，两个所述连接板41分别安装在压力臂17两侧的旋转部38上，支点圆柱28、基准座31、回位弹簧25卡合在两个夹板42之间，两个所述夹板42下端均设有卡钩43，所述卡钩43固定在底盖22上，从而固定卡27将压力臂17、支点圆柱28、基准座31、回位弹簧25、调节机构18、主动转轴19、螺杆20、齿轮21、底盖22、推动板24、从动转轴26连接固定为总成单元。

该制动器的制动工作过程如下：气室的推杆推动压力臂17绕支点圆柱28旋转，压力臂17将气室竖直方向的作用力转化为水平方向的推力，经过小滚针副29和大滚针副30的传递，使基准座31带动主动转轴19、从动转轴26、推动板24一起运动，同时在基准座31与底盖22之间的回位弹簧25被压缩，推动摩擦块5压紧制动盘4，完成制动的作用；当气室的推杆收回后，在回位弹簧25的作用下，基准座31被回顶，压力臂17回复原位。

该制动器的补偿工作过程如下：当压力臂17旋转时，与压力臂17相连的拨销32有一定角度的前后运动，带动调节机构18绕着主动转轴19旋转，由于调节机构18自动调节特性，使主动转轴19只能单向旋转，因此转轴总成1具有磨损间隙自动补偿功能；当摩擦块5存在磨损，推动板24与摩擦块5之间存在间隙时，补偿功能将会启动，压力臂17上拨销32带动主动转轴19旋转，同时主动转轴19通过三个齿轮21的啮合传递，带动从动转轴26一起同步旋转，分别与主动转轴19、从动转轴26之间通过螺纹连接的两个螺杆20被小挡圈23固定在推动板24上，当主动转轴19旋转时，螺杆20受到推动板24约束限制不能旋转，从而将主动转轴19和从动转轴26的旋转运动转化为直线运动，实现补偿的功能。

另外，如图2、图3和图4所示，所述第二腔室8内部上下表面对称各设置有两个基准座导向面11，基准座导向面11的加工由盘刀从第一腔室6伸入第二腔室8内部，对第二腔室8内部的上下表面进行加工，具体的，所述第二腔室8内部的上下表面的基准座导向面11各两个，且其上下表面的基准座导向面11一一对称设置，四个基准座导向面11的加工位置与转轴总成1的基准座31上设置的四个导向固定面(基准座上用于与卡钳体固定的接触面，属于现有技术)位置相对应，相较于传统的在第二腔室8内部两侧的弧面采用铰刀头加工限位面，本实施例的这种基准座导向面11的结构及加工方式更加简单稳定，且有效的限制了基准座31的偏摆，实现对基准座31的直线导向功能。而为了保证在一体结构卡钳体2的第二腔室8内能顺利加工用于固定转轴总成1的定位块的限位面，所述第二腔室8的前端侧壁上平行设置有两个加工孔12，两个所述加工孔12与所述第二腔室8内部相通，且通过加工孔12反镗加工有两个环形定位面13，通过两个环形定位面13固定定位块，保证定位块在横向的定位尺寸。优选的，所述第一腔室6转角处具有两个叠加的倒角10，防止卡钳体2的第一腔室6应力集中而与第二腔室8之间发生断裂，提高了卡钳体2的强度，进而提高该制动器的强度。

在制动器实际工作过程中，摩擦块5会受到制动盘4作用力的径向分力，为了避免摩擦块5弹出，影响制动器工作的稳定性，通过压板7和压板固定件将摩擦块5压住。如图3、图10、图11和图12所示，所述压板固定件包括尾部凸台14、头部槽16和固定卡扣45，所述尾部凸台14和头部槽16设置在卡钳体2的第一腔室6上表面，所述压板7两端分别具有第一连接部47和第二连接部44，所述第一连接部47插入头部槽16，所述第二连接部44上设有开口槽46，在沿压板7轴线方向上所述开口槽46的开口尺寸不小于尾部凸台14宽度；所述尾部凸台14内侧设有卡槽15，所述开口槽46套入尾部凸台14，且开口槽46一侧壁嵌入卡槽15内，所述开口槽46与尾部凸台14外侧之间通过固定卡扣45固定。具体的，所述固定卡扣45包括w型抵扣部48，以及与w型抵扣部48两侧连接并向外延伸的挡止部49，所述w型抵扣部48各侧壁分别与尾部凸台14外侧和开口槽46内侧壁相抵接，所述挡止部49挡止在所述压板7上。由于压板7的w型抵扣部48抵靠于尾部凸台14和开口槽46上，压板7的挡止部49按压于压板7上，同时在压板7受到摩擦块5向上的推力作用时，卡槽15对压板7产生向下作用力，这样通过挡止部49和卡槽15的作用将限制压板7在卡钳体2上，同时保证固定卡扣48不易脱落，保证制动器正常工作；而且本发明的这种压板固定方式克服了现有存在销子、插销滑动甚至脱落的问题；同时降低了卡钳装夹加工的成本。优选的，为了使得固定卡扣45与压板7之间连接更加紧固，所述w型抵扣部48两侧对称设置有固定突起50，所述固定突起50采用橡胶材料制得，通过弹性材质的固定突起50填充压板7与w型抵扣部48两侧壁之间的空隙，从而更有效的保证了压板7的工作位置，而且固定突起50还可减缓压板7的连续性跳动对固定卡扣45的冲击，延长了固定卡扣45的使用寿命。

综上所述，本发明提供的这种浮钳式径向双推杆气压盘式制动器将卡钳体设计为一体成型结构，减少了现有分体式结构中对各部件进行组装的零件数量，进而减轻了制动器的重量，同时提高了制动器的强度和刚性。

以上例举仅仅是对本发明的举例说明，并不构成对本发明的保护范围的限制，凡是与本发明相同或相似的设计均属于本发明的保护范围之内。