專利名稱：帶有中心線鳴聲器帶的輕質(zhì)制動鼓的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及制動鼓，更具體而言，涉及重型車輛的制動鼓，這種制動鼓 的重量被減輕，但沒有損害所需的制動性能和鼓的完整性。
背景技術(shù)：
對于如卡車和公共汽車這樣的重型車輛的大多數(shù)部件，用戶都希望能在降低其重量的同時取得最好的性能。標(biāo)準(zhǔn)的全鑄造制動鼓的重量約為112磅 (譯者注1磅=453.592克)。不幸的是，現(xiàn)有技術(shù)中的制動鼓僅僅能減輕 到性能不受影響(特別是不受剎車造成的受熱疲勞的影響)的程度。更進(jìn)一 步的，為了使現(xiàn)有技術(shù)中的制動鼓的重量能減少最大數(shù)量，必須利用高級合 金鐵，這樣會增加成本。現(xiàn)有技術(shù)中嘗試減輕制動鼓同時保持其性能的兩個例子是ArvinMeritor SteelLite X30 ( 94磅)和Hayes Lemmerz CentriFuse ( 90磅)。在鋼套中 離心澆鑄灰鐵，以提供對熱裂和破裂問題的抵抗性。然而，鋼套鼓具有制動 噪音問題，并且由于灰鐵的較低體積和鋼套的低熱傳導(dǎo)性，制動熱吸收和熱 消散較弱?，F(xiàn)有技術(shù)中的另一個嘗試是Gunite Gold drum ( 94磅)。較高的鉬含量 (>0.6%)和其他合金可在很高的制動溫度下提供強(qiáng)度。然而，測功試驗表 明，增長制動鼓的壽命是以很可能會降低制動效率為代價的，在每小時60 英里或以上時減速率降低很大。因此，重型車輛制動鼓的制造商和使用者的目標(biāo)是能降低鼓的重量， 同時還能使鼓的安全性和操作效率達(dá)到最高。本發(fā)明的進(jìn)一步的目標(biāo)是基于 使用時鼓的溫度使金屬疲勞和制動效率降低最小化。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明提供的制動鼓將動能和勢能轉(zhuǎn)化成摩擦熱，而不會破壞性地提高 溫度，并且這種制動鼓以減輕的質(zhì)量實(shí)現(xiàn)了這樣的效果，同時還增強(qiáng)了冷卻效果。通過利用設(shè)置在鼓制動表面的中心線上的鳴聲器帶以及從其上伸出的 散熱片并使用靠近安裝面的窗口 ，本發(fā)明提供的制動鼓實(shí)現(xiàn)了這樣的效果。


本發(fā)明的具體實(shí)施例是為了說明和描述而選擇的，以下附圖中示出了本發(fā)明的具體實(shí)施例，并形成說明書的一部分，在附圖中 圖l是根據(jù)本發(fā)明的制動鼓的外側(cè)透視圖； 圖2是才艮據(jù)本發(fā)明的制動鼓的內(nèi)側(cè)透視圖； 圖3是根據(jù)本發(fā)明的制動鼓的側(cè)面透視圖； 圖4是根據(jù)本發(fā)明的制動鼓的外側(cè)平面視圖；以及 圖5是根據(jù)本發(fā)明的制動鼓的內(nèi)側(cè)平面視圖。
具體實(shí)施方式
本發(fā)明提供的鼓IO的特征主要在于制動表面12、安裝面14和它們之 間的環(huán)繞部分15。制動表面的寬度13是通過測量從鼓的開口端到環(huán)繞部分 15的起點(diǎn)這一段得出的。安裝面14還包括用于安裝制動鼓10的多個安裝開 口 16。如在圖1和圖3中可以看到的那樣，鼓10的環(huán)繞表面15包含了多個 切口或窗口 18，并將安裝面14結(jié)合到基本上形成制動表面12的鼓10的主 體部分上。鼓10的主體的特征在于鳴聲器帶20,鳴聲器帶20基本上包圍著 (circumscribe)鼓10的制動表面12的中心線。應(yīng)注意的是，在本發(fā)明的另 一個實(shí)施例中，中心線鳴聲器帶20的位置可從制動表面12的確切中心線的 任一側(cè)偏移制動表面12的寬度13的10%的距離或更小，這樣并不會影響本 發(fā)明提供的鼓10的性能。在鳴聲器帶的任意一側(cè)上，有多個軸向散熱片或 肋片22。在本發(fā)明的一個實(shí)施例中，鳴聲器帶20的相反兩側(cè)上的軸向散熱 片22以一定方式彼此間隔開，使得該鳴聲器帶一側(cè)上的散熱片正好與鳴聲 器帶另一側(cè)上的間隙相遇，而不是與相對的散熱片相遇。在另一個實(shí)施例中， 在鳴聲器帶的兩側(cè)上，具有相對的散熱片。如本文中進(jìn)一步的描述，對中心 線鳴聲器帶20和軸向散熱片22的使用，是本發(fā)明提供的制動鼓的重要部分。通常，當(dāng)鳴聲器帶用在制動鼓上時，其位于鼓的開口端。鳴聲器帶位于 鼓的開口處的一個原因是防止從開口處產(chǎn)生裂縫。中心線鳴聲器帶違反了這個概念。中心線鳴聲器帶20基本上按照閘皮(在安裝時)中心裝載線大致 處于制動表面12的中心處(并未示出該閘皮)。這種布置提供了被平衡和加 強(qiáng)的S型凸輪張開(s-cam)推出(push-out)力和制動扭矩，以及更直接的 吸熱(heatsink)。盡管通常認(rèn)為制動力沿著鼓的制動表面均勻分布，該力的 發(fā)力點(diǎn)仍可以位于更高處。還應(yīng)注意的是，本發(fā)明提供的制動鼓10在中心 線鳴聲器帶20處的厚度最大。鳴聲器帶處增大的厚度，有助于增強(qiáng)對這種 推出力的抵抗性。應(yīng)力和熱量有限元件分析測試證實(shí)了這種有益效果。更進(jìn) 一步的，整個鼓的重量比厚度均勻的鼓輕，而厚度均勻的鼓整個都要厚許多。軸向散熱片增強(qiáng)了鼓10的外部散熱。利用這種散熱片，特別是這種散 熱片的數(shù)量較多、深度較大并且位于鳴聲器帶20的兩側(cè)上這些特征都增強(qiáng) 了制動散熱，因為這些特征增大了外部表面積。增大的表面積繼而又允許以 更高的速度進(jìn)行對流，從而使熱量被更快地消散。窗口 18通過增大氣流提 高了對流的速度，從而增強(qiáng)了工作中制動表面12的冷卻。通過利用上述特征，本發(fā)明提供的制動鼓的整個壁厚度可被減小，因此 能夠減小本發(fā)明提供的制動鼓的重量，但不會減小穿過制動鼓的對流。發(fā)明 人已查明，在使用標(biāo)準(zhǔn)灰鐵(35ksi抗張強(qiáng)度)時，可從現(xiàn)有技術(shù)的制動鼓 的重量上減輕約14.5磅。而所用的合金量的減少，還降低了鼓的成本。總之，本發(fā)明提供的鼓具有以下有益效果使制動平衡S型凸輪張開力更均勻地施加在中心線鳴聲器帶上。傳統(tǒng) 的鳴聲器帶在一側(cè)上不均勻地發(fā)生破裂，從而形成制動表面上的熱裂破裂。減輕了重量中心線鳴聲器帶使重量被減輕，而不會在每小時60英里 或以上時使制動效率降低。除了上述結(jié)構(gòu)、次序和使用方法以外，對于本領(lǐng)域技術(shù)人員來說，很明 顯的是，可對本發(fā)明的方法做出其他修正和更改，而不會脫離本發(fā)明的范圍、 精神或教導(dǎo)。因此，發(fā)明者旨在將本發(fā)明的描述看作說明性的，并且本發(fā)明 僅受權(quán)利要求和其等效物的限制。
權(quán)利要求
1.一種包括具有中心線和外周的制動表面的制動鼓，包括大致設(shè)置在所述制動表面的中心線上并包圍所述制動表面的外周的鳴聲器帶。
2. 如權(quán)利要求1所述的制動鼓，還包括從所述中心線鳴聲器帶伸出的多 個軸向散熱片。
3. 如權(quán)利要求2所述的制動鼓，其中所述軸向散熱片以彼此間隔開的方 式伸出。
4. 如權(quán)利要求1所述的制動鼓，其中所述制動鼓還包括所述安裝面部分 與所述制動表面之間的環(huán)繞部分，所述制動鼓還包括設(shè)置在所述環(huán)繞部分上 的多個窗口。
5. 如權(quán)利要求1所述的制動鼓，其中所述制動鼓制動表面具有第一厚 度，所述中心線鳴聲器帶表面具有比所述第一厚度大的第二厚度。
6. —種包括具有寬度、中心線和外周的制動表面的制動鼓，包括 位置設(shè)置在所述中心線上并包圍所述制動表面的外周的鳴聲器帶，所述位置具有一容許偏差，可在所述制動表面的中心線的任意一側(cè)偏移所述制動 表面寬度的10%。
全文摘要
一種制動鼓，其將動能和勢能轉(zhuǎn)化成摩擦熱，而不會破壞性地提高溫度，并且這種制動鼓以減輕的質(zhì)量實(shí)現(xiàn)了這樣的效果，同時還增強(qiáng)了冷卻效果。通過利用設(shè)置在鼓制動表面的中心線上的鳴聲器帶以及從其上伸出的散熱片和接靠安裝面的環(huán)繞部分上的窗口，本發(fā)明提供的制動鼓實(shí)現(xiàn)了以上效果。
文檔編號B60T1/06GK101600608SQ200680055798
公開日2009年12月9日 申請日期2006年12月8日 優(yōu)先權(quán)日2006年9月11日
發(fā)明者S-K·黃, 克里斯托弗·G·拉姆斯登 申請人:韋伯車輪產(chǎn)品有限公司