专利名称：带有中心线鸣声器带的轻质制动鼓的制作方法
技术领域：
本发明涉及制动鼓，更具体而言，涉及重型车辆的制动鼓，这种制动鼓 的重量被减轻，但没有损害所需的制动性能和鼓的完整性。
背景技术：
对于如卡车和公共汽车这样的重型车辆的大多数部件，用户都希望能在降低其重量的同时取得最好的性能。标准的全铸造制动鼓的重量约为112磅 (译者注1磅=453.592克)。不幸的是，现有技术中的制动鼓仅仅能减轻 到性能不受影响(特别是不受刹车造成的受热疲劳的影响)的程度。更进一 步的，为了使现有技术中的制动鼓的重量能减少最大数量，必须利用高级合 金铁，这样会增加成本。现有技术中尝试减轻制动鼓同时保持其性能的两个例子是ArvinMeritor SteelLite X30 ( 94磅)和Hayes Lemmerz CentriFuse ( 90磅)。在钢套中 离心浇铸灰铁，以提供对热裂和破裂问题的抵抗性。然而，钢套鼓具有制动 噪音问题，并且由于灰铁的较低体积和钢套的低热传导性，制动热吸收和热 消散较弱。现有技术中的另一个尝试是Gunite Gold drum ( 94磅)。较高的钼含量 (>0.6%)和其他合金可在很高的制动温度下提供强度。然而，测功试验表 明，增长制动鼓的寿命是以很可能会降低制动效率为代价的，在每小时60 英里或以上时减速率降低很大。因此，重型车辆制动鼓的制造商和使用者的目标是能降低鼓的重量， 同时还能使鼓的安全性和操作效率达到最高。本发明的进一步的目标是基于 使用时鼓的温度使金属疲劳和制动效率降低最小化。发明内容本发明提供的制动鼓将动能和势能转化成摩擦热，而不会破坏性地提高 温度，并且这种制动鼓以减轻的质量实现了这样的效果，同时还增强了冷却效果。通过利用设置在鼓制动表面的中心线上的鸣声器带以及从其上伸出的 散热片并使用靠近安装面的窗口 ，本发明提供的制动鼓实现了这样的效果。
本发明的具体实施例是为了说明和描述而选择的，以下附图中示出了本发明的具体实施例，并形成说明书的一部分，在附图中 图l是根据本发明的制动鼓的外側透视图； 图2是才艮据本发明的制动鼓的内侧透视图； 图3是根据本发明的制动鼓的侧面透视图； 图4是根据本发明的制动鼓的外侧平面视图；以及 图5是根据本发明的制动鼓的内侧平面视图。
具体实施方式
本发明提供的鼓IO的特征主要在于制动表面12、安装面14和它们之 间的环绕部分15。制动表面的宽度13是通过测量从鼓的开口端到环绕部分 15的起点这一段得出的。安装面14还包括用于安装制动鼓10的多个安装开 口 16。如在图1和图3中可以看到的那样，鼓10的环绕表面15包含了多个 切口或窗口 18，并将安装面14结合到基本上形成制动表面12的鼓10的主 体部分上。鼓10的主体的特征在于鸣声器带20,鸣声器带20基本上包围着 (circumscribe)鼓10的制动表面12的中心线。应注意的是，在本发明的另 一个实施例中，中心线鸣声器带20的位置可从制动表面12的确切中心线的 任一侧偏移制动表面12的宽度13的10%的距离或更小，这样并不会影响本 发明提供的鼓10的性能。在鸣声器带的任意一侧上，有多个轴向散热片或 肋片22。在本发明的一个实施例中，鸣声器带20的相反两侧上的轴向散热 片22以一定方式彼此间隔开，使得该鸣声器带一侧上的散热片正好与鸣声 器带另一侧上的间隙相遇，而不是与相对的散热片相遇。在另一个实施例中， 在鸣声器带的两侧上，具有相对的散热片。如本文中进一步的描述，对中心 线鸣声器带20和轴向散热片22的使用，是本发明提供的制动鼓的重要部分。通常，当鸣声器带用在制动鼓上时，其位于鼓的开口端。鸣声器带位于 鼓的开口处的一个原因是防止从开口处产生裂缝。中心线鸣声器带违反了这个概念。中心线鸣声器带20基本上按照闸皮(在安装时)中心装载线大致 处于制动表面12的中心处(并未示出该闸皮)。这种布置提供了被平衡和加 强的S型凸轮张开(s-cam)推出(push-out)力和制动扭矩，以及更直接的 吸热(heatsink)。尽管通常认为制动力沿着鼓的制动表面均匀分布，该力的 发力点仍可以位于更高处。还应注意的是，本发明提供的制动鼓10在中心 线鸣声器带20处的厚度最大。鸣声器带处增大的厚度，有助于增强对这种 推出力的抵抗性。应力和热量有限元件分析测试证实了这种有益效果。更进 一步的，整个鼓的重量比厚度均匀的鼓轻，而厚度均匀的鼓整个都要厚许多。轴向散热片增强了鼓10的外部散热。利用这种散热片，特别是这种散 热片的数量较多、深度较大并且位于鸣声器带20的两侧上这些特征都增强 了制动散热，因为这些特征增大了外部表面积。增大的表面积继而又允许以 更高的速度进行对流，从而使热量被更快地消散。窗口 18通过增大气流提 高了对流的速度，从而增强了工作中制动表面12的冷却。通过利用上述特征，本发明提供的制动鼓的整个壁厚度可被减小，因此 能够减小本发明提供的制动鼓的重量，但不会减小穿过制动鼓的对流。发明 人已查明，在使用标准灰铁(35ksi抗张强度)时，可从现有技术的制动鼓 的重量上减轻约14.5磅。而所用的合金量的减少，还降低了鼓的成本。总之，本发明提供的鼓具有以下有益效果使制动平衡S型凸轮张开力更均匀地施加在中心线鸣声器带上。传统 的鸣声器带在一侧上不均匀地发生破裂，从而形成制动表面上的热裂破裂。减轻了重量中心线鸣声器带使重量被减轻，而不会在每小时60英里 或以上时使制动效率降低。除了上述结构、次序和使用方法以外，对于本领域技术人员来说，很明 显的是，可对本发明的方法做出其他修正和更改，而不会脱离本发明的范围、 精神或教导。因此，发明者旨在将本发明的描述看作说明性的，并且本发明 仅受权利要求和其等效物的限制。
权利要求
1.一种包括具有中心线和外周的制动表面的制动鼓，包括大致设置在所述制动表面的中心线上并包围所述制动表面的外周的鸣声器带。
2. 如权利要求1所述的制动鼓，还包括从所述中心线鸣声器带伸出的多 个轴向散热片。
3. 如权利要求2所述的制动鼓，其中所述轴向散热片以彼此间隔开的方 式伸出。
4. 如权利要求1所述的制动鼓，其中所述制动鼓还包括所述安装面部分 与所述制动表面之间的环绕部分，所述制动鼓还包括设置在所述环绕部分上 的多个窗口。
5. 如权利要求1所述的制动鼓，其中所述制动鼓制动表面具有第一厚 度，所述中心线鸣声器带表面具有比所述第一厚度大的第二厚度。
6. —种包括具有宽度、中心线和外周的制动表面的制动鼓，包括 位置设置在所述中心线上并包围所述制动表面的外周的鸣声器带，所述位置具有一容许偏差，可在所述制动表面的中心线的任意一侧偏移所述制动 表面宽度的10%。
全文摘要
一种制动鼓，其将动能和势能转化成摩擦热，而不会破坏性地提高温度，并且这种制动鼓以减轻的质量实现了这样的效果，同时还增强了冷却效果。通过利用设置在鼓制动表面的中心线上的鸣声器带以及从其上伸出的散热片和接靠安装面的环绕部分上的窗口，本发明提供的制动鼓实现了以上效果。
文档编号B60T1/06GK101600608SQ200680055798
公开日2009年12月9日 申请日期2006年12月8日 优先权日2006年9月11日
发明者S-K·黄, 克里斯托弗·G·拉姆斯登 申请人:韦伯车轮产品有限公司