CN116146620A - 鼓式制动组件、制动鼓组件及其制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用于车辆的鼓式制动组件(10),鼓式制动组件(10)包括制动鼓壳体(16)、至少一个制动蹄(26)以及制动衬片(18),制动衬片(18)配置于制动鼓壳体(16)的内部圆周面(24),制动蹄(26)相对于制动衬片(18)能够进行位移,以在制动期间制动蹄与制动衬片(18)相接触。另外,本发明涉及一种用于车辆的制动鼓组件(14)以及所述制动鼓组件(14)的制造方法。
Description
技术领域
本发明涉及鼓式制动组件、制动鼓组件以及制动鼓组件的制造方法。
背景技术
作为车轮制动器的鼓式制动器广泛使用在诸如乘用车和卡车的车辆中。所述鼓式制动器包括典型的可旋转的构成要素,例如包括固定于车轴或轮毂(wheel hub)上的制动鼓。
作为典型的灌形状构件和/或圆筒形构件的具有开放基底的制动鼓包括内部圆周面,所述内部圆周面面向具备制动衬片(brake lining)的多个制动蹄。多个制动蹄连接于鼓式制动器的称为典型的制动底板(backing plat e)的停止部分。在进行制动的期间,制动蹄相对于制动鼓、尤其为制动鼓的旋转轴朝着半径方向进行移动。如此地,配置于多个制动蹄的制动衬片与制动鼓的内部圆周面相接触,据此,能够产生能够提供所期望的制动效果的摩擦力。
例如,现有的鼓式制动器与盘式制动系统相比具有多个优点,但是还是存在有部分缺点。例如,现有的鼓式制动器、尤其制动鼓作为典型由铸铁制造,因此其缺点是由较重的重量体现出的。而且,在进行制动的期间,将会产生可能会使特定的鼓式制动器构件发生热膨胀的相当多的热量。这些因所述鼓式制动器构件之间发生变更了的相对距离而可能会对制动踏板的感触产生不良影响。例如,鼓式制动器可能会发生膨胀,据此,对于多个制动蹄所包括的制动衬片,增加内部圆周面的半径方向上的距离。
在现有技术中,包括用于与多个制动蹄所包括的制动衬片相接触的具有足够的刚性、稳定的构件,同时利用轻质材料来构成制动鼓(例如,制动鼓壳体)的部分,从而试图实现重量的降低。作为一例,在EP3707405B1的专利文献中公开了一种插入于圆筒形的外壳(casing)和载体灌的纤维强化组合的所谓的摩擦环。实际上,制动衬片或摩擦材料残留在制动蹄上,而且选择性地与所述摩擦环相接触。
发明内容
发明要解决的问题
本发明的目的在于,提供一种能够避免上述缺点的至少一部分,尤其由减小了的重量以及优选改善了的热特性而体现出的能够信赖的鼓式制动器。
这种目的可以通过随附的独立保护范围中定义的本发明解决。优选实施例记载于这些说明和从属保护范围内。
用于解决问题的手段
因此,本发明提供一种用于车辆的鼓式制动组件,所述鼓式制动组件包括:制动鼓壳体、至少一个制动蹄以及制动衬片,制动衬片配置于制动鼓壳体的内部圆周面(或者,内部圆周),制动蹄能够相对于制动衬片(和制动鼓壳体)进行位移,以在进行制动的期间(即,在激活制动时,或者为了激活制动)与制动衬片相接触。
根据一般的公知构成,制动鼓壳体结合于例如为轮毂的可进行旋转的车辆的构成要素,从而能够进行旋转。另一方面,制动蹄可以通过结合于例如为底盘的车辆的停止构成要素来停止。在这种表述中,停止并不是相对于车辆的底盘可进行旋转和/或停止,例如可以是指与正在移动的车辆一起可进行移动的情况。
制动鼓壳体可以以旋转轴为中心进行旋转,所述旋转轴可以与被鼓式制动组件制动的车轮的旋转轴一致。本说明书中所使用的轴向、半径方向(径向)或圆周方向的用语可以泛指制动鼓壳体的所述旋转轴。半径方向优选以相对于所述旋转轴具有角度的方式延伸,尤其以垂直于所述旋转轴的方式延伸。圆周方向可以将旋转轴作为中心例如以循环方式延伸。
例如,多个制动蹄可以是至少两个、至少三个或至少四个的制动蹄。多个制动蹄可以以与其他制动鼓相同的角(即,圆周方向)距离配置,或者可以沿着制动鼓壳体的内部圆周面以相同的距离隔开配置。
制动鼓壳体还可以称为制动鼓。所述制动鼓壳体可以具有圆筒形形状。所述制动鼓壳体可以具有沿着制动鼓壳体的旋转轴的轴向延伸的缸筒套(cylinder mantle)表面。所述制动鼓壳体可以具备连接于缸筒套表面、例如缸筒套表面的轴向外部边缘部分的基底区域(base section)。所述制动鼓壳体可以不具备能够连接于缸筒套表面的相反的边缘部分的相反基底区域。整体上,可以提供具有一侧面被开放的缸筒和/或灌形状的制动鼓壳体。
制动鼓壳体的内部圆周面将旋转轴作为中心以同心的方式延伸。制动鼓壳体的内部圆周面可以与所述旋转轴平行地延伸,即,其表面法线可以沿着半径方向延伸。
制动衬片可以固定于内部圆周面,优选至少沿着其圆周方向区域(sect ion)延伸。所述制动衬片可以具有分别沿着各自的圆周方向区域延伸的多个制动衬片区域。并且,可以具有沿着完整的内部圆周面延伸的一个实质上连续而成的制动衬片(例如,与多个局部孔(aperture)或多个局部凹陷部分离并连续),这可能会产生以下讨论的环形状的制动衬片。替代地,制动衬片可以由多个制动衬片片段(segment)或制动衬片区域构成。例如,制动衬片可以彼此相邻配置,和/或优选以较小的距离配置。这种情况可以包括沿着内部圆周面以环形状的方式分配多个制动衬片片段的情况。其结果,多个制动衬片片段的整体配置可以类似于沿着所述内部圆周面延伸的(非连续性)环。
通常,制动衬片例如可以相似地弯曲,以及/或者以同心配置,由此可以与内部圆周面相对应地被形象化。制动衬片可以形成由制动鼓壳体和制动衬片所形成的组件的最内侧表面的至少一部分。优选地,例如利用半径方向上的内部的制动蹄在制动鼓壳体的内部实现接触。
从材料和/或厚度和/或摩擦系数的观点上看,制动衬片由任意的公知结果构成,但是可以与现有技术相比不同地设置。例如,代替能够与制动蹄一起进行移动的情况,优选能够与制动鼓壳体一起进行移动(例如,可进行旋转)。因此,制动衬片相对于制动蹄和/或以制动蹄为中心可进行旋转,以及/或者制动蹄可以相对于制动衬片进行位移。对于后者,为了使制动蹄和制动衬片之间的半径方向上的距离减小到0(即,彼此相接触为止),可以包括进行相对位移的情况。如可以由公知的鼓式制动器实现的情况那样,所述相对位移可以通过制动蹄的任意的线性、倾斜或旋转移动实现。例如,为了实现制动效果,制动蹄可以通过油压缸筒选择性地倾斜,以与旋转制动衬片相接触。
制动衬片可以以拆装的方式附着于制动鼓壳体。例如,所述制动衬片可以以机械方式固定于制动鼓壳体,因此,当机械式固定变得松动时,可以对其进行拆装。如此地,制动衬片在额外使用的期间可以保护制动鼓壳体,同时可以在发生磨耗时更换。
制动蹄优选不具备制动衬片。与之代替,制动蹄可以具有用于与制动衬片相接触的接触表面,在接触表面不存在有制动衬片和/或摩擦材料。接触表面可以是光滑、均匀的表面,例如可以是金属表面,尤其是铸铁表面。制动蹄与制动衬片相比不会经历相当多的磨耗或至少更少的磨耗。为了实现表面接触,接触表面可以与制动衬片相对应地被形象化(例如,弯曲)。例如,可以提供数平方厘米,例如至少可以提供25cm2的面积的面接触。
对本解决方案比喻而言,可以提供稳定化、保护和/或副轴承功能,但还提供实现用于制动衬片的载体(carrier)功能的混合动力制动鼓壳体。其结果,制动鼓组件例如可以包括刚性和优选的整体(one-piece)的制动鼓壳体,制动衬片(例如,是连续的或非连续的环的形态)附着在制动鼓壳体的内部。
本解决方案的一般优点是降低重量。例如,制动鼓壳体可以由与目前使用的铸铁材料相比更轻的材料制造。这在这种制动鼓壳体的重量的降低上占据比较大的部分,并且优选是鼓式制动组件的旋转的构成要素,因此特别有效。旋转质量的结果性减小有助于降低油耗。
而且,制动蹄可以具有有利的热膨胀特性。例如,优选地,制动蹄一般位于制动衬片的(半径方向)内部,相对于(优选在半径方向上停止的)制动衬片向半径方向的外部进行位移,从而可以与所述制动衬片相接触。例如,当发生热膨胀时,响应于频繁激活制动的情况,制动蹄的接触表面可以朝着半径方向的外部向制动衬片进行移动。即使制动鼓壳体发生热膨胀,接触表面和制动衬片之间的半径方向上的距离的可能会出现的增加部分至少也可以通过这种制动蹄的半径方向外部的扩张来部分地被补偿。
该解决方案不同于用于与制动衬片相接触的接触表面设置于制动鼓壳体的现有的解决方案。在这种现有的情况下,当发生热膨胀时,接触表面朝着半径方向的外部进行移动,并且通过制动蹄朝着远离半径方向内部的制动衬片的方向进行移动(这因更低的热膨胀系数而典型地保持其半径方向上的位置)。其结果,对制动踏板的感触产生不良影响的制动衬片和接触表面之间的半径方向上的距离将会增加。例如,从驾驶员的观点上看,制动的反应可能会变慢。由于目前能够防止这种半径方向上的距离的增加,因此类似反应性不足的情况的发生可能性较少,并且能够改善踏板的感触。
而且,通过将制动衬片沿着制动鼓壳体配置于多个制动蹄的半径方向上的外部,例如,与将制动衬片配置于多个制动蹄的半径方向上的内部的公知结构相比,能够增加制动衬片的有效半径。例如,有效半径对因在制动期间所发生的摩擦力而生成的制动扭矩产生影响。例如,制动衬片可以具有与公知的结构相比更大的表面面积。因此,能够降低制动衬片的(半径方向)厚度,例如,通过增加表面面积来减小其厚度。其结果,摩擦力是在沿着从旋转轴增加了的半径方向上的距离被增加了有效半径上产生的。
例如,从厚度和/或体积的观点上看,制动衬片可以基于激活制动的预想程度而设定其大小,以保护车辆的被定义的总动作寿命周期。例如,这种寿命周期可以包括25,0000km的行驶距离或十年的行驶时间。这可以有助于避免昂贵的营运费用。
根据优选实施例,制动衬片可以包含摩擦材料,所述摩擦材料例如包含摩擦纤维或摩擦颗粒(例如,金属颗粒)以及粘合剂。因此,摩擦材料可以包括具有分散在(刚性)粘合剂材料中的颗粒和/或纤维的材料组合物或材质组合物。
额外地或替代地,例如,构成为至少在制动期间与制动衬片相接触的制动蹄的接触表面,可以由与制动衬片的材料不同且不是摩擦和/或制动衬片材料的材料制造。
优选地,接触表面(或者,完整的制动蹄)至少包含比制动衬片的材料更坚硬的材料。这与制动衬片相比能够更加减少接触表面的磨耗。额外地或替代地,接触表面的摩擦系数可以比摩擦材料的摩擦系数更小。
作为一例,制动蹄可以由金属材料制造,尤其可以由铸铁制造,或者可以包含这些。例如,制动蹄(或者,其至少包括接触表面的至少一部分)可以是整体的金属铸造部分。铸铁材料可以是球墨铸铁材料。相反地,制动衬片可以不是金属铸造部分,以及/或者可以不由铸铁制造,或者可以包括铸铁。
通过在制动蹄上使用金属材料和尤其是铸铁,能够实现优异的热膨胀特性。这尤其有助于限制从制动衬片增加的半径方向上的距离。
根据优选实施例,制动鼓壳体可以由与制动衬片和/或制动蹄的材料不同的材料制造,或者可以包含这些。尤其,所述材料可以比制动衬片和/或制动蹄的材料更轻。而且,所述材料可以有助于降低重量,尤其可以有助于旋转的质量。而且,例如,所述材料与重量、刚性、硬度、摩擦系数或热膨胀中的任意一个相关,从而允许分别为制动鼓壳体、制动衬片和/或制动蹄选择确切的个别材料。
在一实施方式中,制动蹄的材料的热膨胀系数比制动衬片和/或制动鼓壳体的材料的热膨胀系数更大。这种情况是指:与制动衬片和/或制动鼓壳体相比,制动蹄在相同的温度变化下呈现出更大的膨胀。在频繁激活制动的情况下,这种情况有利于对制动衬片和制动蹄的接触表面之间增加的半径方向上的距离提供如上所述的限制。
优选地,制动衬片形成沿着制动鼓壳体的内部圆周面延伸的环的至少一部分。例如,制动衬片可以形成为沿着完整的内部圆周面延伸的连续的或闭锁的环。换句而言,制动衬片可以形成环形状的材料层。这允许增加制动衬片的有效的表面面积,并且制动衬片的厚度的减小将会增加有效半径(参考如上所述的内容)。而且,这从制动衬片的制造和/或更换的观点上看是有利的。这还能改善制动衬片对制动鼓壳体的支撑以及其固定。
作为一例,制动衬片可以包括多个制动衬片片段(segment),换句而言,可以是多块(multi-piece)组件。多个制动衬片片段可以沿着内部圆周表面以环形状的方式配置或分布。多个制动衬片可以沿着圆周方向彼此隔开距离配置,使得多个制动衬片形成为非连续的环,或者形成为局部被堵塞的环。
本发明还涉及一种用于车辆的制动鼓组件。
所述制动鼓组件具备制动鼓壳体和制动衬片,所述制动衬片配置于制动鼓壳体的内部圆周面。
通常,制动鼓组件可以构成为根据本发明的实施方式中的任意一个使用在鼓式制动组件中。而且,例如,制动鼓组件(尤其为其制动鼓壳体和制动衬片)可以根据鼓式制动组件的说明中的特征、实施例以及变形例中的任意一个构成。
另外,本发明涉及一种用于车辆的制动鼓组件的制造方法,所述制造方法包括用于将制动衬片配置于制动鼓壳体的内部圆周面的步骤,由此使制动衬片形成沿着制动鼓壳体的内部圆周面延伸的环形状的层。
所述制造方法可以包括任意的额外步骤以及测定,以根据本发明的实施例中的任意一个制造出制动鼓组件或鼓式制动组件。例如,所述制造方法可以包括:配置本申请的实施例中的任意一个的制动蹄,使得所述制动蹄相对于制动衬片的半径方向上的内部和/或制动衬片能够进行位移的步骤。
以下,参照随附的概略图详细说明本发明的实施例。在附图中,一部分特征以相同的附图标记表示。
附图说明
图1是第一实施例的鼓式制动组件的剖视图,鼓式制动组件的截面平面包括制动鼓壳体的旋转轴。
图2是第一实施例的鼓式制动组件的主视图。
图3是第二实施例的鼓式制动组件的主视图。
具体实施方式
在图1中示出了本发明的第一实施例的鼓式制动组件10。鼓式制动组件10以剖视图示出,在所述鼓式制动组件10的截面平面中包括旋转轴R。
另外,鼓式制动组件10安装于包括轮毂13的车短轴(axle stub)12。鼓式制动组件10包括制动鼓组件14,所述制动鼓组件14具备制动鼓壳体16和制动衬片18。制动鼓壳体16和制动衬片18两者均相对于旋转轴R旋转对称。
如图1所示,制动鼓壳体16是其一侧面被开放的圆筒形构件并具备左侧基底(base)部20,所述左侧基底部20以相对于旋转轴R具有角度的方式延伸,优选垂直交叉于旋转轴R并延伸。而且,所述左侧基底部20优选包括与旋转轴R平行地延伸的缸筒套(cylindermantle)部22。另一方面,所述制动鼓壳体16在与左侧基底部20相反的一侧不设置有右侧基底部。这种制动鼓壳体16的形状可以与公知的形状相对应,但是制动鼓壳体16并不限于此,例如,制动鼓壳体16可以构成为现有技术中公知的其他形状。
为了一同进行旋转,制动鼓壳体16固定于车短轴12和/或轮毂13。另外,为了一同进行旋转,未图示的车轮连接到轮毂13,由此与制动鼓壳体16一起进行旋转。根据公知的构成,轮毂13可以包括未图示的多个螺栓,多个所述螺栓朝着图1中的右侧侧面穿过用于安装车轮的制动鼓壳体16的左侧基底部20并沿着轴向延伸。
制动衬片18构成为厚度被限定的连续性环形状的材料层,厚度是在半径方向上测量的。所述制动衬片18配置于制动鼓壳体16的内部圆周面24,优选可拆装固定于内部圆周面24。在图示的一例中,内部圆周面24由缸筒套部22构成。因此,制动衬片18形成为:从制动鼓壳体16的半径方向上的内部,具体而言从缸筒套部22的半径方向上的内部能够接触的鼓式制动组件14的最内侧表面。
制动衬片18由公知构成的摩擦材料制造,具体而言,可以由本发明中公开的实施例中的任意一个的摩擦材料制造。
鼓式制动组件10还包括两个制动蹄26,所述制动蹄26的数量仅仅是一例。多个制动蹄26可以由金属材料制造,优选由铸铁制造。多个制动蹄26可以不包含制动衬片材料,一般可以由与制动衬片18不同的材料制造。结合图2和图3,多个制动蹄26分别包括接触表面28,所述接触表面28在朝向制动衬片18的半径方向的外部(制动衬片18的半径方向的内侧)相对于制动衬片18弯曲形成。
例如,多个制动蹄26可以使用现有技术中的任意一种,其可以向靠近制动衬片18的半径方向进行位移,并且可以向远离制动衬片18的半径方向进行位移。例如,为了实现所述位移,可以使用未图示的多个油压缸筒。在图1中,位移由箭头表示。
作为所述位移的结果,各个接触表面28为了产生摩擦力,分别可以相反地与制动衬片18相接触,据此,减小未图示的车轮的旋转速度。
当频繁激活制动时,较高热量的负荷可能会作为所产生的摩擦力的结果而发生。与其相对应地,金属制的多个制动蹄26可能会发生热膨胀。这种热膨胀可能会朝着制动衬片18发生,据此,将会降低多个制动蹄26的半径方向上的距离。尤其,朝向制动衬片18的热量的半径方向上的膨胀可以大于制动鼓组件14中可能会发生的热量的半径方向上的膨胀,所述制动鼓组件14用于使制动衬片18向外部移动,尤其理论上用于使制动衬片18朝着远离多个制动蹄26的半径方向进行移动。
从驾驶员的观点上看,这些是指:与现有的解决方案相反地,通过制动踏板的移动被限制的增加或者甚至无任何增加,即使在高热量的负荷下,制动踏板的感触也能持续地表现出满意的反应性。即,能够防止从(现有技术,半径方向上的外部)接触表面到(现有技术,半径方向上的内部)的制动衬片18的半径方向上的距离因高热量的负荷而增加的现有技术的公知问题。
图2是示出图1实施例中的旋转轴R垂直于附图平面而延伸的状态的主视图。从图2可以确认到,在多个制动蹄26的半径方向上的外部沿着圆周方向围绕多个制动蹄26的制动衬片18的环形状的结构。而且,图2中示出了多个制动蹄26的多个接触表面28弯曲了形状。而且,箭头表示多个制动蹄26的朝向制动衬片18的线性位移的可能性,以产生制动效果,。
图3是与图2类似的主视图,示出了具有增加数量的多个制动蹄26的额外的实施例。具体而言,四个制动蹄26彼此以90°的角度等同地隔开配置。
Claims (11)
1.一种用于车辆的鼓式制动组件,其特征在于,
所述鼓式制动组件包括制动鼓壳体(16)、至少一个制动蹄(26)以及制动衬片(18),
所述制动衬片(18)配置于所述制动鼓壳体(16)的内部圆周面(24),所述制动蹄(26)相对于所述制动衬片(18)能够进行位移,以在制动期间所述制动蹄(26)与所述制动衬片(18)相接触。
2.根据权利要求1所述的鼓式制动组件,其特征在于,
所述制动衬片(18)包含摩擦材料。
3.根据权利要求1所述的鼓式制动组件,其特征在于,
构成为在制动期间与所述制动衬片(28)相接触的所述制动蹄(26)的接触表面(28)由与所述制动衬片(28)的材料不同的材料制造。
4.根据权利要求3所述的鼓式制动组件,其特征在于,
所述制动蹄(26)的接触表面(28)包含比所述制动衬片(28)的材料更坚硬的材料。
5.根据权利要求1所述的鼓式制动组件,其特征在于,
所述制动蹄(26)包括金属材料或铸铁。
6.根据权利要求1所述的鼓式制动组件,其特征在于,
所述制动鼓壳体(16)包含与所述制动衬片(18)的材料不同且比所述制动衬片(18)的材料更轻的材料。
7.根据权利要求1所述的鼓式制动组件,其特征在于,
所述制动蹄(26)的材料的膨胀系数大于所述制动衬片(18)和/或所述制动鼓壳体(16)的材料的热膨胀系数。
8.根据权利要求1所述的鼓式制动组件,其特征在于,
所述制动衬片(18)形成为沿着所述制动鼓壳体(18)的内部圆周面(24)延伸的连续的环。
9.根据权利要求1所述的鼓式制动组件,其特征在于,
所述制动衬片(18)包括多个制动衬片片段,多个所述制动衬片片段沿着所述内部圆周表面(24)配置成环形状。
10.一种用于车辆的制动鼓组件,其特征在于,
所述制动鼓组件包括制动鼓壳体(16)和制动衬片(18),
所述制动衬片(18)配置于所述制动鼓壳体(18)的内部圆周面(24)。
11.一种用于车辆的制动鼓组件的制造方法,其特征在于,
包括用于将制动衬片(18)配置于制动鼓壳体(16)的内部圆周表面(24)的步骤,
所述制动衬片(18)形成为沿着所述制动鼓壳体(16)的内部圆周面(24)延伸的环。
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