[发明专利]用于气动执行器的偏转弹簧

说明书

技术领域

本发明大体涉及用于车辆的空气制动系统，且具体地，涉及用于该系统的气动执行器（pneumatic actuator）的偏转弹簧（deflection spring）。

背景技术

重型卡车、拖车和其他商用车辆通常使用空气制动器系统来提供将车辆停止所需要的制动力。该系统通常包括设置在车辆的驾驶室或者舱的地板上的刹车踏板，其通过致动从空气存贮器向空气室（air chamber）提供气体。该空气室用作气动执行器，其中其特征在于从空气室延伸出或者缩进至空气室的执行器杆（actuator rod），从而启动该机构，该机构将制动蹄的致动衬面材料推靠在各车的轮端的车辆制动鼓上。该机构通常包括减速调整器（slack adjuster），其经由凸轮轴转动凸轮滚子从而使得制动蹄与制动鼓接合，以将车辆停止。

在Smith的美国专利第5,829,339号中说明了该空气制动系统的气动或空气室的现有技术的示例，在此结合其内容作为参考。

还在图1A-1D中提供了现有技术的空气室的横剖视图。参考图1A-1D，如以下将更具体地说明的，大的主压缩弹簧10（还已知作为停车弹簧（parking spring）或动力弹簧）用作机械装置以在制动系统中没有空气时，且在车是静止或停车时防止车辆滚动。该弹簧提供保持车辆静止所需要的停车力（parking force）。通常较大或较强的弹簧通常表示可实现较大的停车力。

该设计的问题是需要大量的气压来阻止主弹簧进行制动，从而将弹簧保持在压缩状态（如图1A中所示）。此外，随着制动进行且主弹簧10伸展（如图1C中所示），不能利用在压缩状态中的弹簧具有的大量的力（因为等式弹簧力=K×X，其中K是弹簧常数且X是弹簧的压缩距离）。因此，当在图1A、1B和1D的情况下，主弹簧受到非常高的压缩力且从不转换为车辆的停车制动力。

此外，在压缩状态（图1A），主弹簧簧圈闭合在一起且可接触。该接触与在驱动时轴和车辆的振动结合可使得弹簧簧圈中的磨损增加。该磨损可破坏弹簧镀层并损坏弹簧表面，形成高的应力区域，且弹簧在没有保护涂层的情况下将受到腐蚀。由此得到的该锈坑将成为应力集中（stress riser），从而缩短弹簧的寿命。

弹簧簧圈失效可导致穿孔的膜板或者冲程、停车力的减小，或者不能完全地释放车辆的指定轮端的制动。因此，需要将大量的工作用于保护弹簧免受腐蚀且还避免各弹簧簧圈的接触。

发明内容

本发明提供了一种气动执行器，包括：a)限定室的壳体；b)设置在所述室中的膜板；c)连接至所述膜板的杆构件，所述杆构件在第一位置和第二位置之间可移动；d)连接至所述膜板和所述杆构件的凸轮构件，所述凸轮构件具有凸轮表面；e)具有第一端部分和第二端部分的偏转杆，其中所述偏转杆的第一端部分连接至所述壳体；f)连接至所述偏转杆的所述第二端部分的从动机构，所述从动机构与所述凸轮构件的所述凸轮表面接合从而将所述杆构件朝向所述第二位置推动。

本发明还提供了一种用于气动执行器的偏转弹簧组件，其具有壳体和在第一位置与第二位置之间可移动的杆构件，包括：a)被设置成连接至所述杆构件的凸轮构件，所述凸轮构件具有凸轮表面；b)具有第一端部分和第二端部分的偏转杆，其中所述偏转杆的所述第一端部分被设置成连接至所述壳体；c)连接至所述偏转杆的所述第二端部分的从动机构，所述从动机构被设置成在所述凸轮构件被连接至所述杆构件以及所述偏转杆的所述第一端被连接至所述壳体时与所述凸轮构件的所述凸轮表面接合，从而将所述杆构件朝向所述第二位置推动。

附图说明

图1A-1D是现有技术的空气室或气动执行器的横剖视图，其中分别为，停车室被压缩，停车和辅助室（service chamber）被压缩，主弹簧被接合（停车和辅助室都不被压缩）以及主弹簧由释放工具机械地控制；

图2A和2B是根据本发明的第一实施方式的气动执行器的横剖视图，分别示出了偏转和非偏转弹簧状态；

图3A和3B是设置有本发明的偏转弹簧的第二实施方式的空气室的顶部的横剖视图，分别示出了偏转的和非偏转的弹簧状态；

图4A和4B是设置有本发明的偏转弹簧的第三实施方式的空气室的顶部的横剖视图，分别示出了偏转的和非偏转的弹簧状态；

图5是图2A和2B以及3A和3B的凸轮构件和推杆的放大透视图；

图6是图4A和4B的杯形凸轮构件和中间套筒的放大透视图；

图7是示出了现有技术主弹簧所提供的停车力的力曲线图；