專利名稱：用于雙伺服鼓式制動器的改進(jìn)的制動蹄與機(jī)加工鑄造固定塊的界面的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明 一般地涉及車輛鼓式制動器總成以及盤帶鼓型式的(drum-in-hat)盤式制動器總成。更特別地，本發(fā)明涉及制動蹄與固 定塊的界面。
背景技術(shù)：
幾乎所有的機(jī)動車都配設(shè)有用于使車輛受控地減慢或停止的制動 系統(tǒng)。制動系統(tǒng)可包括多個盤式制動器總成、多個鼓式制動器總成或 該兩個類型的組合。 一些車輛配設(shè)有稱作為"盤帶鼓型式的 (drum-in-hat)"盤式制動器組件的制動器總成，其包括盤式制動部 分和鼓式制動部分。許多制動器總成由液壓或氣動壓力來驅(qū)動。還有 些制動器總成或制動器總成的部分可通過采用連桿機(jī)構(gòu)來驅(qū)動，該連 桿機(jī)構(gòu)通過車輛駕駛員的手或腳來施加作用力。典型的盤帶鼓型式的盤式制動器總成包括液壓驅(qū)動的盤式行車制 動器和機(jī)械驅(qū)動的盤帶鼓式駐車制動器。盤式行車制動器包括緊固成 與車輪一起轉(zhuǎn)動的轉(zhuǎn)動件。該轉(zhuǎn)動件包括由盤式制動器制動襯塊摩擦 接合的 一對相對表面。制動鉗組件將作用力施加給盤式制動器制動襯 塊，以使其與制動盤的制動表面接合。盤帶鼓式駐車制動器包括支承在支撐板上的一對相對的弧形制動 蹄。制動蹄與形成在轉(zhuǎn)動件的帽部上的圓筒形制動表面可選擇性地接 合。手工操作的致動機(jī)構(gòu)將作用力施加在一個或兩個制動蹄上，以使制動蹄與鼓接合。某些鼓式制動器包括銷接的蹄設(shè)計，該設(shè)計包括固定到支撐板上 的圓形的柱。蹄的固定端包括與該圓形的柱嵌接的凹部。還有些制動
器總成包括具有機(jī)加工的固定塊部分的鑄造的樞軸或接頭，這限制了 對單獨(dú)的鋼柱的需要。
一些具有機(jī)加工鑄件的制動器設(shè)計包括圃形的 固定端，該圓形的固定端模擬兩個圓形鋼柱的外部表面。每個制動蹄 具有帶凹部的端部，該凹部與固定塊支承部的凸形配合。遺憾的是， 機(jī)加工該類型的固定塊支承部需要采用相對昂貴的計算機(jī)數(shù)字控制(CNC)機(jī)加工中心或采用特別的凸輪隨動件，原因是，圓形外部表 面具有錯開的中心。該機(jī)加工工藝費(fèi)時并且昂貴。另 一種固定塊支承部設(shè)計包括形成為平直表面的制動蹄接觸固定 塊界面。雖然該設(shè)計能夠相對容易地制造，但是制動蹄不能夠再銷接 在支撐板上以繞預(yù)定的軸線轉(zhuǎn)動。相反，制動蹄相對于支撐板以及鼓 轉(zhuǎn)動軸線可自由移動。在許多使用該類型制動蹄固定塊設(shè)計的車輛上 已經(jīng)注意到制動器拖拽現(xiàn)象的存在，這是因為，制動蹄由于重力或路 面載荷輸入而頻繁地移動，從而使制動蹄與鼓表面摩擦。該情況可能 導(dǎo)致較差的車輛里程、較早的駐車制動蹄襯套磨損以及駐車制動性能 的下降。還有些制動器設(shè)計配設(shè)有帶凹形表面的機(jī)加工的鑄造固定塊支承 部。凹形固定塊座部被機(jī)加工成與制動蹄的凸形的圓形固定端配合。 該類型的固定塊支承部可以相對容易地機(jī)加工，并且不需要計算機(jī)數(shù) 字控制(CNC)機(jī)加工中心。然而，凹形固定塊座部的深度要受到刀 具的幾何形狀限制。特別地，刀具包括具有外徑的切削部和典型地具 有較小直徑的支承該切削部的軸。切削部的直徑和軸的直徑限定了允 許切割的最大深度，原因是，軸在機(jī)加工操作期間必須保持離開固定 塊支承部的邊緣，否則可能發(fā)生刀具故障。該機(jī)加工的顧慮導(dǎo)致相對 較淺的固定塊座部設(shè)計。如果不能將固定塊座部足夠地凹切到固定塊 支承部中，則在制動期間從制動蹄傳遞到固定塊支承部上的作用力可 能會不希望地集中到固定塊狹槽的邊緣上。產(chǎn)生高的應(yīng)力會導(dǎo)致固定 塊變形、裂紋和可能的破裂。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提出一種鼓式制動器，其包括轂盤架，所述轂盤架具有固 定塊，固定塊具有鑄造的凹槽和在所述鑄造的凹槽內(nèi)機(jī)加工形成的固 定塊座部。所述鑄造的凹槽在所述固定塊座部的機(jī)加工期間為切削工 具的軸提供間隙。第一和第二制動蹄由所述固定塊轉(zhuǎn)動式支承。每個 制動蹄具有凸形腹板部，該凸形腹板部定位成與所述固定塊座部中的 一個相聯(lián)系，以將制動載荷傳遞給所述轂盤架。實用性的其它方面從本文所提供的說明中顯而易見。應(yīng)當(dāng)理解的 是，有關(guān)說明和特定實例的目的僅在于示例，而無意限制本申請公開 的范圍。
本文所述附圖僅用于示例性的目的，而無意以任何方式限制本申 請公開的范圍。圖1是根據(jù)本發(fā)明原理的盤帶鼓型式的盤式制動器總成的局部透視圖；圖2是如圖1所示的制動器的分解透視圖； 圖3是在圖l和2中所示的制動器總成的轂盤架部件以及示例性 切削工具的局部透視圖；圖4是轂盤架的一部分的局部平面圖；圖5是沿如圖l所示的線5-5截取的制動器總成的剖視圖。
具體實施方式
以下的說明在實質(zhì)上僅僅是示例性的，其無意限制本申請公開的 內(nèi)容、應(yīng)用或用途。圖l和2示出了以附圖標(biāo)記10標(biāo)識的盤帶鼓型式的盤式制動器總 成的一部分。盤帶鼓型式的盤式制動器總成IO在下文中稱作為制動器 總成IO,其包括液壓或氣動驅(qū)動的圓盤面制動器(未示出)和盤帶鼓 式駐車制動器。雖然本文的描述和說明涉及特定的車輛盤帶鼓型式盤 式制動器總成，但可理解的是，本發(fā)明可以與其它的盤帶鼓型式的盤
式制動器總成以及其他有關(guān)行車制動器應(yīng)用的鼓式制動器總成一起使 用。圖l和2示出了制動器總成10，其包括轂盤架12;支撐板14; 第一制動蹄組件16;第二制動蹄組件18;連接組件20;以及調(diào)整組 件22。轂盤架12為整塊的鑄件，其適于緊固在車輛的非轉(zhuǎn)動部件上， 例如車軸凸緣或轉(zhuǎn)向節(jié)(未示出)上。轂盤架12包括穿過其延伸的相 對較大的開口 24和繞孔24周向分隔開的多個孔26。開口 24形成合 適的尺寸并且成形為定位在車軸的一部分上，并且能使車軸的另一部 分穿過，朝向車輪(未示出)延伸。緊固件28定位在各孔26內(nèi)，用 以將轂盤架12緊固在相應(yīng)的車輛部件上。轂盤架12還包括 一對向外延伸的耳部30;以及一個固定塊32。 耳部30設(shè)置有延伸通過的孔34。合適的緊固件(未示出)定位在孔 34中，用以將盤式制動器制動鉗組件(未示出)安裝到轂盤架12上。如圖所示，固定塊32與轂盤架12整體地鑄造，其從轂盤架12 的其他部分沿軸向向外凸伸。在圖3中可以最清楚地看出，固定塊32 包括多個"鑄造的(as-cast)"表面和一對才幾加工在其中的相對的座部 40和40'。在所示的制動器總成中，座部40和40，基本上彼此相同。 因此，使用類似的附圖標(biāo)記來標(biāo)識類似的部件。座部40包括一對相對 的側(cè)表面42和44以及一個底表面46。側(cè)表面42和44基本上彼此平 行地延伸并且垂直于鼓轉(zhuǎn)動軸線48。底表面46基本上形成為弧形， 并且在側(cè)表面42和44之間基本上垂直延伸。在如圖3和4所示的實 施例中，底表面46形成為具有中心49的弧形。固定塊32的鑄造表面包括內(nèi)表面50、外表面52和側(cè)壁54和56， 側(cè)壁54和56從形成于轂盤架12上的基本平坦的表面58軸向向外延 伸。固定塊32包括基本平行于平坦表面58延伸的端面60。側(cè)壁54 和56從表面58以一角度延伸，以使得固定塊32在表面58上確定出 一個覆蓋區(qū)，其表面積大于端面60的表面積。另外，內(nèi)表面50和外 表面52基本上形成孤形，其中，內(nèi)表面50延伸的弧長比外表面52 延伸的弧長的小。
凹槽62也在轂盤架12的鑄造過程中形成。凹槽62形成為弧狀的 扇形部64,其從端面60軸向向內(nèi)延伸，并且終止在平臺66處。扇形 部64和平臺66為鑄造的表面，并且在包括對轂盤架12進(jìn)行機(jī)加工和 使用制動器總成的精整加工的整個過程中保持在該(鑄造出的)狀況。 扇形部64形成為，給在圖4中所示的示例性刀具72的軸70提供間隙。 刀具72包括切削部74，該切削部沿軸線76軸向移動，用以形成座部 40。底表面46的彎曲形狀相應(yīng)于切削部74的外徑。通過在鑄造和鍛 造過程中形成帶有凹槽62的固定塊32,可以使座部40的機(jī)加工大大 簡化。特別地，在刀具進(jìn)給的過程中，只需要清除相對較少數(shù)量的材 料。此外，與沿多個軸移動刀具而進(jìn)行操作的計算機(jī)數(shù)控機(jī)床相比， 這種要求沿著唯一一條行進(jìn)軸線進(jìn)行刀具進(jìn)給的刀具加工非常簡單并 且成本較低。轂盤架12還包括多個凸臺80,其從表面58沿外側(cè)方向軸向延伸。 各凸臺80包括在其中延伸的內(nèi)螺紋孔82。螺紋緊固件84延伸穿過形 成于支撐板14中的孔86，并且與孔82螺紋嚙合，用以將支撐板14 安裝到轂盤架12上。如圖所示，支撐板14為具有相對較大中心開口 90的沖壓金屬板的結(jié)構(gòu)，該開口使車軸的外端或轉(zhuǎn)向節(jié)延伸通過，以 支承車輪(未示出)。支撐板14還包括第一個大致為狹槽的開口 94、第二個大致為狹 槽的開口 94以及第三個大致為狹槽的開口 96。第一狹槽開口 92形成 為和定位成使固定塊32能夠延伸穿過其中。第二狹槽開口 94采用合 適的尺寸并且定位成使連接組件20能夠穿過其中。第三狹槽開口 96 合適定位和選取尺寸，以便在制動器總成處于裝配的狀態(tài)時允許接近 調(diào)整組件22并調(diào)整駐車制動器。支撐板14還包括多個支承墊100和 多個開口 102。各開口 102適于接收銷子104。各銷子延伸穿過各開口 102以及支撐板14和孔106、 108,分別延伸穿過第一制動蹄組件16 和第二制動蹄組件18。銷子104具有這樣的外端，其形成為緊固在彈 簧和夾子組件110上，用以將制動蹄組件16和18緊固到支撐板14 上。
第一制動蹄組件16和第二制動蹄組件18彼此基本相似。因此， 采用類似附圖標(biāo)記來標(biāo)示類似的部件。第一制動蹄組件16和第二制動 蹄組件18包括腹板120和120，，該腹板為具有新月形的大致平坦的 鋼板。大致為弧形的板層122和122，經(jīng)由例如焊接工藝緊固在腹板120 和120，的外彎曲表面上。村塊124和124，緊固在板層122和122，的外 表面126和126，上。襯塊124和124，可以粘合地聯(lián)接，或者經(jīng)由機(jī)械 緊固件例如鉚釘或螺栓緊固在板層122和122，上。每個板層122和122， 包括多個翻折部128和128，，翻折部位于板層122和122，的各內(nèi)側(cè)和 外側(cè)邊緣上。位于板層122和122，的內(nèi)側(cè)邊緣上的各翻折部定位成沿 著在支撐板14上形成的襯塊100滑動。制動蹄腹板120和120，包括在其上形成有擋塊132和132，的第一 端130和130，。擋塊132和132，釆用合適的尺寸并且定位成與調(diào)整組 件22的部分配合。第一彈簧134包括鉤子135和135，，該鉤子135 和135，穿過孔136和136，，用以將第一制動蹄組件16和第二制動蹄 組件18朝向其縮回位置偏壓。彈簧134與調(diào)整組件22的帶齒部分138 嚙合，以保持制動器總成的調(diào)定位置。制動蹄腹板120和120，包括第 二端140和140，。槽口 142和142，形成在第二端140和140，上，以接 收連接組件20。第二回動彈簧144包括穿過孔146和146，的端部145 和145，，該孔146和146，延伸穿過腹板120和120，。第二回動彈簧144 將載荷施加在第一和第二制動蹄組件16和18的每一個上，從而將各 制動蹄拉向其縮回位置。此外，腹板120和120，還包括定位在轂盤架 12的各座部40內(nèi)的圓形突出部150和150，。凸形表面152和152，形 成在圓形突出部150和150，的遠(yuǎn)端。當(dāng)制動器總成10未被驅(qū)動以傳 輸力矩時，凸形表面152和152，分別與固定塊32的底表面46和46， 嵌接，用以將第一制動蹄組件16和第二制動蹄組件18相對于鼓(未 示出)適當(dāng)?shù)囟ㄎ?。連接組件20為可操作的駐車制動器致動件，用于施加作用力給第 一和第二制動蹄組件16和18的第二端140和140，。連接組件20包 括桿臂154，其通過銷子158轉(zhuǎn)動式連接于橫拉桿156。拉索或其它連 桿裝置(未示出)用于將輸入作用力提供給桿臂154并且施加駐車制 動。以下的說明將涉及到在鼓順時針轉(zhuǎn)動期間從如圖l所示的制動器 總成10的外側(cè)位置所觀察到的制動操作。在操作時，通過將作用力施 加給連接組件20來施加駐車制動。連接組件20將作用力施加給第一 制動蹄組件16和第二制動蹄組件18的第二端140和140，上?；诠?的轉(zhuǎn)動，以及襯塊124，與鼓的接合，第二制動蹄組件18趨于如同制 動鼓一樣沿順時針方向轉(zhuǎn)動。第二制動蹄組件18的第一端130，將載 荷施加給調(diào)整組件22。所述載荷傳遞給第一制動蹄組件16的第一端 130。第一制動蹄組件16的襯塊124與鼓摩擦接合，并且也沿順時針 方向轉(zhuǎn)動。由于制動蹄的自激勵(self-energizing)性質(zhì)和雙伺月良系統(tǒng) 設(shè)置，第一制動蹄組件16的凸形表面152被驅(qū)動到與固定塊32的底 表面46接觸。此時，凸形表面152，將相對較大的載荷傳遞給固定塊 32，凸形表面152，與底表面46，不接合。由于刀具72相對較大的進(jìn)給和底表面46產(chǎn)生的弧長，固定塊32 抵抗來自第 一制動蹄組件16的載荷，而不會出現(xiàn)結(jié)構(gòu)問題。具體地說， 在制動期間作用于固定塊32上的合力沿著線"R"作用而經(jīng)過第一制動 蹄組件16的第二端140。該作用力在偏離于由固定塊32底表面46和 外表面52的相交處所限定的邊緣160的位置施加給固定塊32。由此 獲得了一種結(jié)構(gòu)上堅固的設(shè)計。本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解，當(dāng)鼓沿相 反方向或逆時針方向轉(zhuǎn)動時，凸形表面152與固定塊32分隔開，而凸 形表面152，蜂皮驅(qū)動與底表面46，接合。此外，上述討論僅僅公開和描述了本發(fā)明的示范性實施例。本領(lǐng) 域技術(shù)人員可以容易地從這些討論以及從附圖和權(quán)利要求書中認(rèn)識 到，在不脫離由如下權(quán)利要求書所限定的本發(fā)明實質(zhì)和范圍的情況下， 可以對其進(jìn)行各種變化、修改和變型。
權(quán)利要求
1. 一種鼓式制動器，包括轂盤架，該轂盤架具有固定塊，固定塊具有鑄造的凹槽和在所述 鑄造的凹槽內(nèi)機(jī)加工形成的固定塊座部，其中，所述鑄造的凹槽在所 述固定塊座部的機(jī)加工期間為切削工具的軸提供間隙；以及第一和第二制動蹄，其由所述固定塊轉(zhuǎn)動式支承，每個制動蹄具 有凸形腹板部，該凸形腹板部定位成與所述固定塊座部中的一個相聯(lián) 系，以將制動栽荷傳遞給所述轂盤架。
2. 如權(quán)利要求1所述的鼓式制動器，其特征在于，所述第一和第 二制動蹄各自包括連接到調(diào)整機(jī)構(gòu)上的端部，該調(diào)整機(jī)構(gòu)相對于所迷 轂盤架可自由移動。
3. 如權(quán)利要求2所述的鼓式制動器，其特征在于，所述第一和第 二制動蹄各自包括連接到致動機(jī)構(gòu)上的相對端，所述致動機(jī)構(gòu)從所述 固定塊座部的位置徑向向外定位。
4. 如權(quán)利要求3所述的鼓式制動器，其特征在于，所述固定塊座 部的每一個都是通過沿唯--條軸線軸向移動刀具而機(jī)加工形成的。
5. 如權(quán)利要求1所述的鼓式制動器，其特征在于，每個固定塊座 部包括機(jī)加工的、分隔開的并且基本上平行的各側(cè)面，所述各側(cè)面通 過一;f幾加工的弧形底表面相連。
6. 如權(quán)利要求5所述的鼓式制動器，其特征在于，所述第一和第 二制動蹄中的每一個包括基本上平坦的腹板，該腹板具有定位在所述 各側(cè)面之間的 一部分，以限制各制動蹄相對于轂盤架向內(nèi)側(cè)或外側(cè)移 動。
7. 如權(quán)利要求l所述的鼓式制動器，其特征在于，所述第一和第 二制動蹄可自由轉(zhuǎn)動，并且被抑制相對于轂盤架移動。
8.如權(quán)利要求1所述的鼓式制動器，其還包括固定到所述轂盤架 上的支撐板，所述支撐板包括凸起的襯塊，所述襯塊支承所述第一和 第二制動蹄中的每一個的邊緣。
9. 一種車輛制動器總成，包括轂盤架，其適于支承盤式制動器制動鉗并且還適于安裝到車輛的 非轉(zhuǎn)動部件上，所述轂盤架具有帶凹槽的固定塊，該凹槽定位成在對所述固定塊中的固定塊座部進(jìn)行機(jī)加工期間接收切削工具的軸，所述 凹槽使得所述切削工具能夠進(jìn)入到所述固定塊中一個比不具有該凹槽 時可能進(jìn)入的距離更深的距離，以及第一和第二制動蹄，其各自具有帶凸形的圓形突出部的腹板部，所述凸形的圓形突出部中的一個與固定塊座部嵌接。
10. 如權(quán)利要求9所述的制動器總成，其特征在于，所述固定塊 座部包括機(jī)加工的、分隔開的并且基本上平行的各側(cè)面，所述各側(cè)面 通過一機(jī)加工的弧形底表面相連。
11. 如權(quán)利要求10所述的制動器總成，其特征在于，所述腹板部 中的一個定位在所述平行的各側(cè)面之間。
12. 如權(quán)利要求11所述的制動器總成，其還包括具有弧形底表面 的另一個固定塊座部，所述弧形底表面沿大于120。的弧長延伸。
13. 如權(quán)利要求9所述的制動器總成，其特征在于，所述固定塊 座部是通過沿唯--條軸線移動切削工具而機(jī)加工形成的。
14. 如權(quán)利要求9所述的制動器總成，其特征在于，所述第一和 第二制動蹄各自包括連接到調(diào)整機(jī)構(gòu)上的端部，該調(diào)整機(jī)構(gòu)可相對于所述轂盤架自由移動。
15. 如權(quán)利要求14所述的制動器總成，其特征在于，所述第一和 第二制動蹄各自包括連接到致動機(jī)構(gòu)上的相對端，所述致動機(jī)構(gòu)從所 述固定塊座部的位置徑向向外定位。
16. —種制造制動器總成的方法，該制動器總成具有轂盤架、第 一制動蹄組件以及第二制動蹄組件，所述方法包括在所述轂盤架中鑄造一凹槽，用以為切削工具的軸提供間隙； 通過將所述切削工具沿唯——條軸線軸向移動到所述切削工具的軸進(jìn)入所述鑄造凹槽的位置處，在鄰近所述凹槽的位置機(jī)加工一固定塊座部；以及將所述笫一和第二制動蹄組件中的一個的一部分定位成與所述固 定塊座部嵌接。
17. 如權(quán)利要求16所述的方法，其特征在于，對所述固定塊座部 的機(jī)加工包括機(jī)加工基本上平行并且分隔開的相對側(cè)面，各相對側(cè)面 通過一弧形底表面相連。
18. 如權(quán)利要求17所述的方法，其還包括將致動機(jī)構(gòu)從所述固定 塊座部徑向向外地定位在所述第一和第二制動蹄組件之間。
19. 如權(quán)利要求18所述的方法，其還包括將底表面機(jī)加工成具有 恒定半徑的凹表面。
20. 如權(quán)利要求16所述的方法，其還包括將另一凹槽鑄造在所述 轂盤架中，并且機(jī)加工固定塊凸臺的相對側(cè)上的所述轂盤架中的另一 個固定塊座部，作為所述凹槽。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種鼓式制動器，該鼓式制動器包括轂盤架，所述轂盤架具有固定塊，固定塊具有鑄造的凹槽和在所述鑄造的凹槽內(nèi)機(jī)加工形成的固定塊座部。所述鑄造的凹槽在所述固定塊座部的機(jī)加工期間為切削工具的軸提供間隙。第一和第二制動蹄由所述固定塊轉(zhuǎn)動式支承。每個制動蹄具有凸形腹板部，該凸形腹板部定位成與所述固定塊座部中的一個相聯(lián)系，以將制動載荷傳遞給所述轂盤架。
文檔編號F16D65/08GK101144512SQ20071009704
公開日2008年3月19日 申請日期2007年4月12日 優(yōu)先權(quán)日2006年9月14日
發(fā)明者L·納拉亞南, M·巴爾博薩, P·N·杰迪勒 申請人:阿可博諾公司(北美)