專利名稱：盤狀制動系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種盤狀制動系統(tǒng)，用于例如車輛的輪子。
車輛的傳統(tǒng)盤狀制動系統(tǒng)包括一個裝在懸掛連接裝置上的輪轂，它可繞中心旋轉(zhuǎn)軸相對于懸掛連接裝置旋轉(zhuǎn)。車輪裝在輪轂上。制動系統(tǒng)還包括裝在輪轂上并隨其旋轉(zhuǎn)的制動盤、安排于制動盤兩側(cè)的摩擦片、以及至少一個活塞和汽缸組件，用于把摩擦片推向與制動盤接觸，以制動輪轂進而制動車輪。傳統(tǒng)上，活塞和汽缸組件裝在用螺釘固定到車輛懸掛連接裝置上的滑動件上。制動盤傳統(tǒng)上剛性固定于輪轂上，摩擦片和/或制動盤的磨損由汽缸的滑動補償。
已知有的盤狀制動系統(tǒng)的制動盤相對于輪轂不可轉(zhuǎn)動但可在輪轂上滑動，辦法是輪轂和制動盤上有齒槽或別的非環(huán)形機構(gòu)，例如見英國專利1396 503。然而，這種系統(tǒng)伴隨有一些技術(shù)問題。例如，因為制動盤比較薄，容易在輪轂上傾斜并影響制動能力。而且，也容易因制動盤對輪轂的拍擊產(chǎn)生噪聲。在制動盤的溫度較高時，這些問題可能會特別嚴(yán)重，因為在制動盤和輪轂之間的溫差很大，比如600℃，制動盤顯著膨脹，離開輪轂，加重了傾斜和拍擊問題。
本發(fā)明主要解決這些技術(shù)問題。
本發(fā)明提供了一種盤狀制動系統(tǒng)，它包括一個輪轂和一個制動盤，輪轂安裝得可繞中心旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)，制動盤裝在輪轂上隨其旋轉(zhuǎn)，其中制動盤可沿平行于所述中心旋轉(zhuǎn)軸的方向在輪轂上滑動，其特征在于該系統(tǒng)還包括多個裝在輪轂和制動盤之間的彈力施加器，彈力施加器用于向制動盤施加徑向力，彈力施加器繞輪轂周向分布。
在根據(jù)本發(fā)明的盤狀制動系統(tǒng)中，彈力施加器施加的力所起的作用是減小制動盤對輪轂拍擊產(chǎn)生的噪聲，控制制動盤在輪轂上的滑動，控制制動盤與輪轂的對中，以及提供制動盤的穩(wěn)定性以避免傾斜。為了減小制動盤的磨損，根據(jù)本發(fā)明的盤狀制動系統(tǒng)可能有兩個或多個制動盤并排裝在同一個輪轂上，彈力施加器作用于所有的制動盤。
較佳地，為了改善制動盤在輪轂上的對中，彈力施加器繞所述中心旋轉(zhuǎn)軸基本等間隔分布?？赡苤辽儆腥齻€等間隔分布的彈力施加器。
彈力施加器宜為片簧。每個片簧可以固定到輪轂的外表面，其方式是當(dāng)制動盤未裝到輪轂上時，片簧相切地裝在輪轂上。
在一個可能的方案中，輪轂和制動盤有互嚙合面機構(gòu)，它防止輪轂與制動盤之間的相對轉(zhuǎn)動，但又允許其沿平行于中心旋轉(zhuǎn)軸的方向相對運動，所述互嚙合面機構(gòu)之間有間隔，所述力施加器裝在間隔內(nèi)。所述互嚙合面機構(gòu)包括輪轂外表面上軸向的齒槽和從制動盤內(nèi)表面伸出的齒。
另一個可能的方案可減小輪轂與制動盤嚙合處的磨損問題和制造互嚙合面機構(gòu)的困難，在這個方案中，制動盤的內(nèi)表面和輪轂的外表面開有凹槽，軸向延伸的滾柱插入其中，滾柱用于在輪轂和制動盤之間傳遞旋轉(zhuǎn)驅(qū)動力，制動盤可在滾柱上軸向滑動，因而可相對于輪轂軸向滑動。從英國專利983 548可知可用插在輪轂和制動盤之間的、軸向延伸的滾柱在輪轂與制動盤之間傳遞驅(qū)動力。在這種情況下，片簧可以繞輪轂布置于滾柱之間。替代地，至少某些片簧上有一個口，一個滾柱裝入此口內(nèi)。為了減小磨損問題，滾柱的表面宜由比鋼更耐蝕的材料，如鎳-鉻形成。
下文參照附圖詳細敘述說明本發(fā)明的三個盤狀制動系統(tǒng)。
在附圖中

圖1是第一個說明性系統(tǒng)的前立面圖；圖2是第一個說明性系統(tǒng)沿圖1A-A線剖切的剖面圖；圖3是第二個說明性系統(tǒng)的前立面圖；圖4是第二個說明性系統(tǒng)沿圖3A-A線剖切的剖面圖；圖5是組成第三個說明性系統(tǒng)一部分的滾柱和片簧的透視圖；以及圖6是第三個說明性系統(tǒng)的局部前立面圖，表示圖5所示的滾柱和片簧。
表示于圖1和2中的第一個說明性盤狀制動系統(tǒng)10用于小轎車的輪子。系統(tǒng)10包括一個其上可以安裝輪子的輪轂12以及兩個圓形的制動盤14。輪轂12安裝得可繞中心旋轉(zhuǎn)軸22旋轉(zhuǎn)，制動盤14相互平行地裝在輪轂12上，隨輪轂旋轉(zhuǎn)。不過制動盤14可沿平行于軸22的方向在輪轂12上滑動。系統(tǒng)10還包括四個摩擦片16(圖2)，用于壓在制動盤14的側(cè)面制動制動盤。摩擦片16固定在三個背托板18上，一個背托板18a在兩制動盤14之間，另兩個背托板在兩制動盤14的兩對側(cè)。中背托板18a有摩擦片16固定于其兩側(cè)面。摩擦片16和背托板18未表示于圖1中。
為防止輪轂12和制動盤14之間的相對旋轉(zhuǎn)運動，又允許其在平行于中心旋轉(zhuǎn)軸22的方向作相對運動，輪轂和制動盤有互嚙合面機構(gòu)。具體地說，輪轂12上安裝制動盤14的外表面有軸向的齒槽28。齒槽28分組安排，在輪轂12外表面上三個75°的弧段24有齒槽28，弧段24被三個45°的弧段26分開，弧段26上無齒槽。齒槽28與制動盤14內(nèi)表面相應(yīng)弧段32上的內(nèi)凸齒30嚙合，軸向可滑動。
系統(tǒng)10還包括多個裝于輪轂12和制動盤14之間的彈力施加器。這些彈力施加器由繞輪轂12周向分布的三個片簧34組成。每個片簧34固定在輪轂12的一個無齒槽的弧段26上。因此，片簧34是繞中心旋轉(zhuǎn)軸22等間隔分布的。每個片簧34固定在輪轂12上，固定在其外表面的弧段26的周向中心，因此在制動盤14未裝到輪轂12上時，片簧34是切向蓋在輪轂12上的。然而，當(dāng)裝上制動盤14時，片簧34被制動盤14壓變形，每個片簧34的周端彈性地壓在制動盤14上。片簧34通常是矩形的彈簧鋼片，厚0.25-0.3毫米。片簧34各用一個中心螺釘36固定在輪轂12上。在另一些實施例中可能有多于三個片簧34。片簧34的作用是向制動盤14施加徑向力。
在另一些實施例中，片簧34帶有凸起，卡在輪轂12的座內(nèi)，以便把片簧固定在輪轂上。
當(dāng)盤狀制動系統(tǒng)10裝在車輛上時，兩個外背托板18中的一個背托板是固定安裝的，另一個外背托板18和中背托板18a則安裝得可沿平行于軸22的方向滑動。為了制動車輛，可滑動的外背托板18向制動盤14移動，使其上的摩擦片16壓到相鄰的制動盤14上。這使該制動盤14在輪轂12上滑動，使該制動盤壓到中背托板18a的一個摩擦片16上。這使中背托板18a在輪轂12上滑動，使其另一個摩擦片16壓到另一個制動盤14上。這使另一個制動盤14在輪轂12上滑動，直至其壓到固定背托板18的摩擦片16上為止。然后，摩擦片16和制動盤14之間的摩擦力制動輪轂12，進而制動裝在其上的車輪。在制動盤14滑動時，由片簧34施加的力控制其滑動，保持制動盤相對于軸22對中，防止傾斜和防止拍擊。
表示于圖3和4中的第二個說明性盤狀制動系統(tǒng)40除下述者外，與系統(tǒng)10基本相似，且相似的零件用相同的序號。系統(tǒng)40包括一個輪轂12和兩個制動盤14。輪轂12安裝得可繞中心旋轉(zhuǎn)軸22旋轉(zhuǎn)，制動盤14相互平行地裝在輪轂12上，隨輪轂旋轉(zhuǎn)。但是，制動盤14可沿平行于軸22的方向在輪轂12上滑動。
系統(tǒng)40與系統(tǒng)10的不同之處在于其輪轂12的設(shè)計、其輪轂12與制動盤14之間的連接方式、以及有四個用螺釘36裝在輪轂12上的片簧34形成的力施加器，而不是三個。具體地說，系統(tǒng)40中不存在系統(tǒng)10中的齒槽28和齒30。代之于，在每個制動盤14的內(nèi)表面形成四個繞軸22等間隔分布的凹槽42，凹槽42的橫截面通常為半圓形，輪轂12的外表面形成四個相應(yīng)的凹槽44，安排得使每個凹槽44可以與一個凹槽42形成一個圓柱形空間。
系統(tǒng)40還包括四個軸向的鎳-鉻制滾柱46。滾柱46卡在制動盤14和輪轂12之間。每個滾柱46插在由輪轂12的一個凹槽44和兩個凹槽42(每個制動盤14內(nèi)有一個凹槽42)所形成的圓柱形空間內(nèi)。因此，滾柱46是繞中心旋轉(zhuǎn)軸22等間隔分布的。制動盤14與滾柱46軸向可滑動地嚙合，因此可以相對于輪轂12軸向滑動。滾柱46在輪轂12和制動盤14間傳遞旋轉(zhuǎn)驅(qū)動力。
系統(tǒng)40的四個片簧34用螺釘36固定到輪轂12外表面上滾柱46之間的弧段48的周向中心。在制動盤14未裝到輪轂12上時，片簧34是切向蓋在輪轂12上的，而當(dāng)制動盤14裝到輪轂12上時，片簧34被壓彎，所以片簧34的作用是向制動盤14施加徑向力。圖3和4中只畫了一個片簧34。
圖5和6所表示的第三個說明性盤狀制動系統(tǒng)60除下述者外，與系統(tǒng)40相似，且相似的零件用相似的序號。系統(tǒng)60包括一個輪轂12和兩個制動盤14(圖上只表示了一個制動盤14)。輪轂12和制動盤14相應(yīng)有凹槽42和44，滾柱46可插入凹槽內(nèi)。而系統(tǒng)60與系統(tǒng)40的不同點在于其力施加器是與片簧34不同設(shè)計的四個片簧62，且放置方法也不同。
片簧62用0.25-0.3毫米厚的彈簧鋼板制造，基本呈矩形，但有連接片64彎在輪轂12的端部，把片簧62固定在輪轂上。每個片簧62位于一個滾柱46上，滾柱46裝在口66內(nèi)，穿過片簧62。
權(quán)利要求
1.一種盤狀制動系統(tǒng)(10；40；60)，它包括一個輪轂(12)，和一個制動盤(14)，輪轂安裝得可繞中心旋轉(zhuǎn)軸(22)旋轉(zhuǎn)，制動盤裝在輪轂上隨其旋轉(zhuǎn)，其中制動盤(14)可沿平行于所述中心旋轉(zhuǎn)軸(22)的方向在輪轂(12)上滑動，其特征在于該系統(tǒng)還包括多個裝在輪轂(12)和制動盤(14)之間的彈力施加器(34；62)，彈力施加器(34；62)用于向制動盤施加徑向力，彈力施加器(34；62)繞輪轂周向分布。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的盤狀制動系統(tǒng)，其特征在于彈力施加器(34；62)繞所述中心旋轉(zhuǎn)軸(22)基本周向等間隔分布。
3.根據(jù)權(quán)利要求1和2之任一項的盤狀制動系統(tǒng)，其特征在于彈力施加器是片簧(34；62)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1-3之任一項的盤狀制動系統(tǒng)，其特征在于每個片簧(34；62)固定到輪轂(12)的外表面，其方式是當(dāng)制動盤(14)未裝到輪轂(12)上時，片簧(34)相切地裝在輪轂上。
5.根據(jù)權(quán)利要求1-4之任一項的盤狀制動系統(tǒng)，其特征在于輪轂(12)和制動盤(14)有互嚙合面機構(gòu)(28，30)，它防止輪轂與制動盤之間的相對轉(zhuǎn)動，但又允許其沿平行于中心旋轉(zhuǎn)軸22的方向相對移動，所述互嚙合面機構(gòu)之間有間隔，所述彈力施加器(34)裝在間隔內(nèi)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5的盤狀制動系統(tǒng)，其特征在于所述互嚙合面機構(gòu)包括輪轂(12)外表面上軸向的齒槽(28)和從制動盤(14)內(nèi)表面伸出的齒(30)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1-4之任一項的盤狀制動系統(tǒng)，其特征在于制動盤(14)的內(nèi)表面和輪轂(12)的外表面開有凹槽(42，44)，軸向延伸的滾柱(46)插入其中，滾柱用于在輪轂和制動盤之間傳遞旋轉(zhuǎn)驅(qū)動力，制動盤可在滾柱上軸向滑動，因而可相對于輪轂軸向滑動。
8.根據(jù)權(quán)利要求7的盤狀制動系統(tǒng)，其特征在于片簧(34)繞輪轂(12)布置于滾柱(46)之間。
9.根據(jù)權(quán)利要求7的盤狀制動系統(tǒng)，其特征在于至少某些片簧(62)上開有一個口(66)，一個滾柱(46)裝入此口內(nèi)。
10.根據(jù)權(quán)利要求7至9之任一項的盤狀制動系統(tǒng)，其特征在于滾柱(46)的表面由比鋼更耐蝕的材料形成。
全文摘要
盤狀制動系統(tǒng)(10)包括一個輪轂(12)和一個制動盤(14)。輪轂安裝得可繞中心旋轉(zhuǎn)軸(22)旋轉(zhuǎn),制動盤裝在輪轂上隨其旋轉(zhuǎn)。制動盤(14)可沿平行于所述中心旋轉(zhuǎn)軸(22)的方向在輪轂(12)上滑動。該系統(tǒng)還包括多個裝在輪轂(12)和制動盤(14)之間的彈力施加器(34),彈力施加器(34)用于向制動盤施加徑向力。彈力施加器(34)繞輪轂(12)周向分布。
文檔編號F16D65/12GK1240504SQ9718059
公開日2000年1月5日 申請日期1997年12月8日 優(yōu)先權(quán)日1997年12月8日
發(fā)明者肯尼思·J·邦克 申請人:聯(lián)盟－莫臥技術(shù)有限公司