專利名稱：用于重型汽車的輪轂與制動盤裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及用于汽車輪的輪轂與制動盤裝置，這種汽車輪包括一個可旋轉(zhuǎn)地裝在軸的一部分上的輪轂，它有一部分是外橫截面輪廓上制成有斜側(cè)面的交替的齒與槽；該汽車輪還包括由輪轂上述部分承載著的制動盤，它有一個制成有對應的齒與槽的同心孔口，這些齒與槽與輪轂的齒與槽很適合，以致制動盤閉合就止住輪轂轉(zhuǎn)動，且該盤與輪轂之間存在著合適的滑距。
重型汽車盤式制動器所用制動盤，先前主要是靠用螺絲上緊在輪轂環(huán)狀凸緣上而裝在輪轂上。這樣做，由于該盤與輪轂緊固連接而在很大的最大制動力矩情況下會帶來一些問題，這種力矩在最重型載重車中可達2000kpm(千磅米)量級，在這種情況下高制動力產(chǎn)生的強熱會使制動盤變形。
因此，采用聯(lián)鎖式推薦替代方式，而不是用開頭提到的制動盤與輪轂的緊固連接，來使制動盤與輪轂結(jié)合。采用這種構造，由于依據(jù)輪轂形狀及彼此適合的齒與槽的實際構造可以控制制動盤與輪轂之間的熱傳遞，同時，避免因制動發(fā)熱而變形的可能性就會提高。
大大減低上述負作用的最近論及類型的車輪與制動盤裝置，先前已被提議用于最重型的載重車中。所以，出自同一發(fā)明者的SE9200202-1(469655)號的緒論中，顯示并敘述了這種裝置，其中的槽與齒的數(shù)目可多達30個。帶有徑向內(nèi)伸縫隙的應力釋放孔，保證了借助制動盤中形成的通風口冷卻該盤，以平衡盤中的切向應力。在輪轂中，形成一條徑向地朝向齒里的環(huán)狀通道，以便通過轂材料而加長熱傳遞路徑。
這種已知裝置的優(yōu)點，不僅在于制動盤受熱時可以不扭歪或不卷繞地徑向擴張，更大的好處是，施于盤上的徑向沖擊力，以及扭轉(zhuǎn)應變與彎曲應變，均可保持在可接受的程度，同時，即使有能夠發(fā)生在最重型載重車中的很大的制動力發(fā)生時，該盤被快速楔住的危險也消除了。同時，可以借助形成于制動盤中的環(huán)狀通道與通風通道，限制送往軸承上的熱傳遞。
由于按照該已知的裝置，為了達到預期的效果，在制動盤中順徑向從中央孔口延伸到該盤摩擦面的一段距離的那一部分，形成了應力釋放孔所用的孔口，以及縫隙與通風通道的孔口，摩擦襯片就會處于這些孔口上，這樣會使襯里磨損及孔口里聚集的制動粉末與污垢均增大，而這是需要定期清洗的，在極端情況下它還會引起制動失靈。
因此，本發(fā)明的目的，是促成一種使輪轂與制動盤之間改進的聯(lián)鎖式連接的裝置，它對于沖擊力及分別對于橫截面輪廓上的扭轉(zhuǎn)應變與彎曲應變，均是最適宜的。同時，由于溫度散布在制動盤中引起的應力可被降低到可接受的程度，且傳遞給輪轂的熱，比起以往來可用更簡單、更可靠的方式受到限制，而且這種裝置比起先前已知的各種裝置來保養(yǎng)要求更低。
按照本發(fā)明，是以前面提到的那種輪轂與制動盤裝置而達到此目的，這種裝置是使制動盤上每個齒的齒尖彎弧長度，小于相鄰齒的兩個相反側(cè)面之間至少每條第二槽的底彎弧長度，使每個齒根部的至少一個側(cè)匯合成第一半徑Ra中，而該第一半徑又匯合成兩個相反側(cè)面共用且形成槽底的第二半徑Rb。本發(fā)明有利的其他發(fā)展與改進，是根據(jù)其他權利要求得出的。
把制動盤轂部的應力釋放孔省去，而在帶有齒與槽的制動盤中配置一個大的同心孔口，這些齒與槽之間的關系為，齒的齒尖彎弧長度小于槽的底彎弧長度，在這種配置情況下，借助于基本上在兩個相鄰齒的兩個齒根一側(cè)之間延伸的一個大半徑Rb而使溫度散布引起的切向應力減至最小，并借助于把該大半徑與側(cè)面在齒的各個相應齒根一側(cè)連接起來的小半徑而使所生的機械應力減至最小，從而，比起帶有應力釋放孔和相關縫隙的裝置來，就會達到較小的熱遞減率誤差，且改進了承受切向應力與徑向應力的能力。
由于制動盤與輪轂之間的熱傳遞，是直接與槽中及齒上互相接觸的各側(cè)面的總面積成比例，從而依槽與齒的數(shù)目而定的，所以，可以改變槽與齒的數(shù)目來控制熱傳遞。
下面，參照顯示各實施例的附圖，更詳細地說明本發(fā)明。


圖1所示為制動盤徑向內(nèi)側(cè)部分的端視圖。圖2放大顯示符合圖1的一部分轂部與盤部。圖3顯示制動盤徑向內(nèi)側(cè)部分的一個變體，圖4則放大顯示符合圖3的一部分轂部與盤部。
標號10為穿入輪轂11中的一根中軸，該軸按常規(guī)方式支承于例如未顯示的車子前橋或后橋的軸承上，該車橋有一包括制動卡爪或起動器的同樣未顯示的裝置。輪轂11承載著用已知方式而被聯(lián)鎖地裝在輪轂11上的制動盤12。為此目的，輪轂11有一徑向外部，上面形成一些具有斜側(cè)面的交替的齒14與槽16。制動盤12的徑向內(nèi)轂部分17上形成相應的一些槽18與齒20，它們與輪轂的齒14及槽16相適配。
從圖2可見，槽16、18的深度，微微大于齒14、20的高度。在輪轂與制動盤二者中，槽均有一圓的底部22與24，而齒均有相對于中軸10而徑向形成的齒尖面26與28，這些齒尖面連接著相應齒上與其在同一平面內(nèi)的側(cè)面30。通過這樣配置，就以在各個齒的側(cè)面整個表面區(qū)域上的已知方式，使表面接觸得到保證。在這種情況下，制動盤12與輪轂11的尺寸定為；在不負荷條件下，盤與轂的配合側(cè)面30之間，有0.2至0.3mm的齒隙。在所示實施例中，轂與盤各自有20個齒、20條槽。
在各張圖紙所示實施例中，鋅或其他適宜材料制成的消耗性陽極32，位于制動盤的槽18、36底部，消耗性以防止制動盤迅速在輪轂11上銹蝕。如果有此需要，這種消耗性陽極可被置于制動盤上許多或所有的槽中。在某些用途中，如下文要說明的那樣，略微增加槽與齒的數(shù)目但此數(shù)目不應超過24個，是適宜的。隨著上述數(shù)目的變動并依制動盤的大小而定，槽的深度值，范圍在盤的孔口20半徑的7.5％至9％之間。
在圖1與圖2所示實施例中，制動盤12的槽18，它的底彎弧長度為Ss1，而齒20的齒尖彎弧長度為Bs1。齒是均勻地圍著圓周分布的，且有關系式Bs1/Ss1＜1。與先前的構造相對照，帶有相關縫隙的應力釋放孔在此省去了。由于制動盤摩擦部分與徑向內(nèi)側(cè)部分之間溫度分布不均勻而在制動時引起的切向應力，由于代之以讓每條槽18的圓底部24在即將并入該槽兩個相反側(cè)面30之前并入第一半徑Ra而具有第二半徑Rb，因而被減至最小。借助于Ra，機械應變例如橫截面輪廓上的扭轉(zhuǎn)應變與彎曲應變，均被減至最小。Rb＞Ra，且為了最優(yōu)化地減小熱應變與機械應變而推薦的這兩個半徑的值，根據(jù)本實施例為Ra＝5，Rb＝24。依制動盤的大小而定，Ra與Rb的可允許變動范圍，分別為3至8mm與15至30mm。
與采用30個齒與槽的現(xiàn)有技術比起來，由于齒與槽的數(shù)目較少，傳給輪轂的熱已被減至最少。通過變動齒與槽的數(shù)目，可以優(yōu)化從制動盤12到輪轂11的熱傳遞，從而，在達到充分冷卻以避免制動盤發(fā)熱時產(chǎn)生過熱的同時，本輪上的各個軸承不會受損害。理所當然的，如果制動盤得不到充分冷卻，則把本實施例所述20個齒與槽增至例如22個是適宜的；另一方面，如果各個軸承有受損的危險，則減少槽與齒的數(shù)目方為適宜。
圖3與圖4所示第二實施例，與前述實施例有許多相同之處，且更重要的是二者功能相同。因此，下文僅涉及此實施例的特殊之處。所以，制動盤12的徑向內(nèi)側(cè)部分17′相似地形成了交替的齒34、分距槽36與槽38，槽36與38具有斜側(cè)面。然而，齒34是配置為每兩個兩個成一組，每一組齒被一組鄰近的分距槽36分開。在每一組齒中的齒，又被槽38分開。分距槽38相似地形成得如前面參照圖1與圖2所述那樣，帶有同一平面上的側(cè)面，且連接著一些每個匯合成一個共用第二半徑Rb中的第一半徑Ra。
第二實施例中的輪轂11′，也形成得帶有適合于制動盤的交替的齒40與槽42，這些齒與槽具有斜側(cè)面，所定尺寸為每個第四齒40與每條槽42配合。在每個第四齒之間那3個齒中的中間那個齒，不與每條分距槽36在中間接觸，而另兩個齒分別均與分距槽的一個側(cè)面接觸。每條分距槽均有圓底部44，而輪轂與制動盤二者的齒，均有相應于中軸10而徑向形成的齒尖面46與48，相似于上一個實施例，這些齒尖面連接著對應齒上形為平坦側(cè)面50的各個斜側(cè)面。以此方式，如同前面所述側(cè)面30一樣，盤與轂上彼此接觸的斜面50與51之間，就達到對應配合。
在圖3與圖4所示實施例中，制動盤12中的分距槽36形成得具有底彎弧長度S1s2，齒34的齒尖彎弧長度則為Bs2。這些齒是配置得圍著圓周成對為一組地均勻分布的，每一組齒之間被底彎弧長度S2s2彼此分開，且有關系式Bs2/S1s2＜1，同時有關系式Bs2/S2s2＝1。
在此實施例中，實際上齒與槽的數(shù)目均翻了一倍，但僅有輪轂上的每個第二齒40，與制動盤上對應的齒34的側(cè)面50相接觸。由于熱傳遞只發(fā)生在側(cè)面上，所以總的接觸面并未加大，而是像上一個實施例一樣的大小。
齒與槽的側(cè)面，可形成為彎曲的側(cè)面30、50、51，例如帶有漸展線形狀，且齒的彎曲齒尖部表面可以是平坦的，即使還未特地說明也可如此。
從各張圖紙可知，兩個實施例中的制動盤12均是對稱的，且以所知方式，用一些鎖緊環(huán)及一個彈性墊圈通過本身亦為人所知的槽(此處未顯示)而裝在輪轂11上。
權利要求
1.用于汽車輪的輪轂與制動盤裝置，這種本輪包括一個可旋轉(zhuǎn)地裝在一根中軸(10)的軸承中而架在一部分軸上的輪轂(11)，它有一部分是外橫截面輪廓上制成有斜側(cè)面的交替的齒與槽；該車輪還包括由輪轂上述部分承載著的制動盤(12)，它有一個制成有對應的齒與槽的同心孔口，這些齒與槽與輪轂的齒與槽很適合，以致制動盤會停轉(zhuǎn)而閉鎖輪轂，且該盤與輪轂之間存在著合適的滑距；在制動盤(12)上每個齒(20、34)的齒尖彎弧長度(Bs1、Bs2)，小于被鄰接齒上兩個相反側(cè)面(30、50)限定的至少每條第二槽(18、36)的底彎弧長度(Ss1、S1s2)。這種裝置的特征在于在每個齒的根部一側(cè)上的至少一個側(cè)面，匯合為第一半徑Ra，而每個第一半徑又匯合為形成槽(18、36)底部并供兩個相反側(cè)面共用的第二半徑。
2.根據(jù)權利要求1所述的裝置，其特征在于制動盤上每個齒(20、34)的齒尖彎弧長度(Bs1)，小于每條槽(18、 36)的底彎弧長度(Ss1)。
3.根據(jù)權利要求1或2所述的裝置，其特征在于上述輪轂橫截面輪廓上每個齒(14)的齒尖彎弧長度，大于被相鄰齒的兩個相反側(cè)面(30)所限定的每條槽(16)的底彎弧長度，且輪轂上各齒的各齒根一側(cè)的側(cè)面，匯合成槽(16)的圓形底部(22)。
4.根據(jù)權利要求1所述的裝置，其特征在于由上述輪轂橫截面輪廓上相鄰齒的兩個相反側(cè)面(51)所限定的每條槽(42)的底彎弧長度，至少與每個齒(40)的齒尖彎弧長度一樣長。
5.根據(jù)以上任何一條權利要求所述的裝置，其特征于每個齒(14、20、34、40)均有同在一個平面上的側(cè)面(30、50、51)，連接著這些同一平面上的側(cè)面的齒尖面(26、28、46、48)，形成相對于中軸(10)的半徑。
6.根據(jù)以上任何一條權利要求所述的裝置，其特征在于用質(zhì)量差于制動盤材料的材料所制的一個陽極(32、32′)，適用于作為制動盤中至少一條槽(18、36)的底部。
7.根據(jù)權利要求6所述的裝置，其特征在于陽極材料為鋅。
全文摘要
本發(fā)明涉及用于汽車輪的輪轂與制動盤的裝置,該汽車輪包括一個可旋轉(zhuǎn)地裝在軸的一部分上的輪轂(11),它有一部分是外橫截面輪廓上制成有斜側(cè)面的交替連續(xù)的槽(16)與齒(14);該汽車輪還包括由輪轂上述部分承載著的制動盤(12),它有一個制成有對應的齒(20)與槽(18)的同心孔口,這些齒與槽與輪轂的槽與齒很適合,以致制動盤閉合就止住輪轂轉(zhuǎn)動,且該盤與輪轂之間存在著合適的滑距。為了減少輪轂與制動盤之間的熱傳遞,且使由溫度散布與機械作用造成的盤中的應力減至最小,每個齒(20)的齒尖彎弧長度(BS1),小于被相鄰齒的兩個相反側(cè)面(30)限定的每條槽(18)的底彎弧長度(Ss1)。在各自齒的根部一側(cè)的每個側(cè)面匯合為第一半徑Ra,該半徑又匯合為形成槽(18)的底部且為兩個相反側(cè)面共用的第二半徑Rb。
文檔編號F16D65/12GK1193301SQ9619631
公開日1998年9月16日 申請日期1996年8月13日 優(yōu)先權日1995年8月16日
發(fā)明者揚-烏洛夫·博丁, 英厄馬爾·達格 申請人:沃爾沃公司