[发明专利]用于驻车制动腔室的驻车制动活塞

说明书

背景技术及发明内容

本发明涉及一种用于车辆制动系统的弹簧式制动驱动器，具体地，涉及一种用于该驱动器的活塞构造。

众所周知，所谓的“弹簧式制动”驱动器用于为诸如配备了杠操作的鼓式或盘式制动器的商用卡车、拖拉机、拖车提供行车、驻车或紧急制动操作。弹簧式制动驱动器一般气动地操作，并且供应有来自车辆上的压缩空气源的操作空气。这些驱动器一般还具备故障安全设计，即驱动器在操作工作压力损失时默认为制动施加状态。

图1中的截面图显示了现有技术中的弹簧式制动驱动器的实例。驱动器壳体1包括后气缸2，后活塞3可移动地布置在该后气缸2中。后气缸的内壁和后活塞的腔室侧限定后通风腔室4。后活塞的另一侧支撑在制动驱动弹簧5上。这个弹簧在本技术领域里也称为“动力弹簧”或“驻车制动弹簧”，这些术语可互换使用。

后通风腔室通过环形密封件6与活塞3的弹簧侧隔开。中间凸缘8(也称为“壁”)将后气缸2和前气缸9分离。中间凸缘8被密封件10贯穿，作为后活塞3的延伸部的驻车制动施加杆11通过密封件10。驻车制动施加杆11能够通过后活塞在中间凸缘8中移动。前气缸9中的前通风腔室7由气缸内壁和前活塞13和环形薄膜14限定。后活塞3和前活塞13通过驻车制动施加杆11非耦合地接触，从而前活塞13能够通过后活塞3并且/或者通过前通风腔室7中的气压在制动施加方向上移动。驱动车辆制动器的制动杆的驱动杆15设置在前活塞13的前侧。

图1还显示了设置用于将驱动器1安装在车辆制动器上的安装螺钉16和轻质复位弹簧18，其使前活塞13朝向前腔室7的后方偏压。

当图1中的驱动单元没有气压时，制动驱动弹簧5向后活塞3施加高弹簧力，该后活塞3反过来将该力通过驻车制动施加杆11施加到前活塞13，使得驱动杆15施加车辆制动。在这个状态下，车辆制动功能，即驻车制动阻止车辆移动。

当要求释放驻车制动器时，后通风腔室4通过通风口(未显示)填充有压缩空气。当通过增加后活塞的前侧的气压而产生的力超过通过驻车施加弹簧5产生的力时，后活塞3和驻车制动施加杆11朝向后气缸2的后方、压缩弹簧5移动，并且使得后气缸2的后方的空气通过后活塞3中的通道(未显示)、排气路径19而被排放到大气。

当驻车制动施加杆11朝向后方移动时，先前施加到前活塞13的力被解除，并且复位弹簧18使前活塞13朝向前气缸9的后方偏压，因而使驱动杆15缩回至远离车辆制动器，并且释放车辆制动器。因此，车辆从被制动驱动弹簧5制动的状态移动到车辆可以移动的非制动状态。通过允许压缩空气(通过图1中未显示的端口)进入前通风腔室7，车辆制动在正常操作期间作为一种服务被施加。因为后通风腔室4中的气压持续将驻车制动施加杆11保持在后气缸2的后方，响应于操作者的制动驱动请求，前活塞13和驱动杆15根据需要在前气缸内自由向前和向后移动。

弹簧式制动驱动器中的驻车制动活塞(图1中的实例，后活塞3)结构相对复杂，因此一般都由单个块件作为铸造件而形成。铸造活塞大都由铝铸造，铝是一种重量轻且适合于铸造工艺的材料。

尽管铸造铝制驻车制动活塞的成本相对较低，但其费用因铝料市场价格波动大而大幅波动。另外，用于形成铸造铝制活塞的工具使用寿命较短，在工具必须替换之前只能进行近似100,000次铸造冲击。工具使用寿命短提高了分配工具成本的铸造铝制活塞部件的成本。铸造铝制制动活塞一般也需要昂贵的加工操作，以在其表面制备橡胶隔膜，以及用于接收驻车制动释放杆和完成通风特性。

鉴于当前弹簧式制动驱动器的驻车制动活塞和相关的驱动器组件的前述问题，本发明提供了一种改进的驻车制动活塞和弹簧式制动驱动器，相比于现有技术的铸造驻车制动活塞，该改进的驻车制动活塞更简单并且制造和组装成本更低，减少了当驻车制动活塞通过驻车制动释放工具手动地缩回时驱动器壳体上的压力，并且允许使用自通风腔室并因此消除了外部通气的需要以及消除了与其相关联的腐蚀问题。