专利名称：用于双伺服鼓式制动器的改进的制动蹄与机加工铸造固定块的界面的制作方法
技术领域：
本发明 一般地涉及车辆鼓式制动器总成以及盘带鼓型式的(drum-in-hat)盘式制动器总成。更特别地，本发明涉及制动蹄与固 定块的界面。
背景技术：
几乎所有的机动车都配设有用于使车辆受控地减慢或停止的制动 系统。制动系统可包括多个盘式制动器总成、多个鼓式制动器总成或 该两个类型的组合。 一些车辆配设有称作为"盘带鼓型式的 (drum-in-hat)"盘式制动器组件的制动器总成，其包括盘式制动部 分和鼓式制动部分。许多制动器总成由液压或气动压力来驱动。还有 些制动器总成或制动器总成的部分可通过采用连杆机构来驱动，该连 杆机构通过车辆驾驶员的手或脚来施加作用力。典型的盘带鼓型式的盘式制动器总成包括液压驱动的盘式行车制 动器和机械驱动的盘带鼓式驻车制动器。盘式行车制动器包括紧固成 与车轮一起转动的转动件。该转动件包括由盘式制动器制动衬块摩擦 接合的 一对相对表面。制动钳组件将作用力施加给盘式制动器制动衬 块，以使其与制动盘的制动表面接合。盘带鼓式驻车制动器包括支承在支撑板上的一对相对的弧形制动 蹄。制动蹄与形成在转动件的帽部上的圆筒形制动表面可选择性地接 合。手工操作的致动机构将作用力施加在一个或两个制动蹄上，以使制动蹄与鼓接合。某些鼓式制动器包括销接的蹄设计，该设计包括固定到支撑板上 的圆形的柱。蹄的固定端包括与该圆形的柱嵌接的凹部。还有些制动
器总成包括具有机加工的固定块部分的铸造的枢轴或接头，这限制了 对单独的钢柱的需要。
一些具有机加工铸件的制动器设计包括圃形的 固定端，该圆形的固定端模拟两个圆形钢柱的外部表面。每个制动蹄 具有带凹部的端部，该凹部与固定块支承部的凸形配合。遗憾的是， 机加工该类型的固定块支承部需要采用相对昂贵的计算机数字控制(CNC)机加工中心或采用特别的凸轮随动件，原因是，圆形外部表 面具有错开的中心。该机加工工艺费时并且昂贵。另 一种固定块支承部设计包括形成为平直表面的制动蹄接触固定 块界面。虽然该设计能够相对容易地制造，但是制动蹄不能够再销接 在支撑板上以绕预定的轴线转动。相反，制动蹄相对于支撑板以及鼓 转动轴线可自由移动。在许多使用该类型制动蹄固定块设计的车辆上 已经注意到制动器拖拽现象的存在，这是因为，制动蹄由于重力或路 面载荷输入而频繁地移动，从而使制动蹄与鼓表面摩擦。该情况可能 导致较差的车辆里程、较早的驻车制动蹄衬套磨损以及驻车制动性能 的下降。还有些制动器设计配设有带凹形表面的机加工的铸造固定块支承 部。凹形固定块座部被机加工成与制动蹄的凸形的圆形固定端配合。 该类型的固定块支承部可以相对容易地机加工，并且不需要计算机数 字控制(CNC)机加工中心。然而，凹形固定块座部的深度要受到刀 具的几何形状限制。特别地，刀具包括具有外径的切削部和典型地具 有较小直径的支承该切削部的轴。切削部的直径和轴的直径限定了允 许切割的最大深度，原因是，轴在机加工操作期间必须保持离开固定 块支承部的边缘，否则可能发生刀具故障。该机加工的顾虑导致相对 较浅的固定块座部设计。如果不能将固定块座部足够地凹切到固定块 支承部中，则在制动期间从制动蹄传递到固定块支承部上的作用力可 能会不希望地集中到固定块狭槽的边缘上。产生高的应力会导致固定 块变形、裂紋和可能的破裂。
发明内容
本发明提出一种鼓式制动器，其包括毂盘架，所述毂盘架具有固 定块，固定块具有铸造的凹槽和在所述铸造的凹槽内机加工形成的固 定块座部。所述铸造的凹槽在所述固定块座部的机加工期间为切削工 具的轴提供间隙。第一和第二制动蹄由所述固定块转动式支承。每个 制动蹄具有凸形腹板部，该凸形腹板部定位成与所述固定块座部中的 一个相联系，以将制动载荷传递给所述毂盘架。实用性的其它方面从本文所提供的说明中显而易见。应当理解的 是，有关说明和特定实例的目的仅在于示例，而无意限制本申请公开 的范围。
本文所述附图仅用于示例性的目的，而无意以任何方式限制本申 请公开的范围。图1是根据本发明原理的盘带鼓型式的盘式制动器总成的局部透视图；图2是如图1所示的制动器的分解透视图； 图3是在图l和2中所示的制动器总成的毂盘架部件以及示例性 切削工具的局部透视图；图4是毂盘架的一部分的局部平面图；图5是沿如图l所示的线5-5截取的制动器总成的剖视图。
具体实施方式
以下的说明在实质上仅仅是示例性的，其无意限制本申请公开的 内容、应用或用途。图l和2示出了以附图标记10标识的盘带鼓型式的盘式制动器总 成的一部分。盘带鼓型式的盘式制动器总成IO在下文中称作为制动器 总成IO,其包括液压或气动驱动的圆盘面制动器(未示出)和盘带鼓 式驻车制动器。虽然本文的描述和说明涉及特定的车辆盘带鼓型式盘 式制动器总成，但可理解的是，本发明可以与其它的盘带鼓型式的盘
式制动器总成以及其他有关行车制动器应用的鼓式制动器总成一起使 用。图l和2示出了制动器总成10，其包括毂盘架12;支撑板14; 第一制动蹄组件16;第二制动蹄组件18;连接组件20;以及调整组 件22。毂盘架12为整块的铸件，其适于紧固在车辆的非转动部件上， 例如车轴凸缘或转向节(未示出)上。毂盘架12包括穿过其延伸的相 对较大的开口 24和绕孔24周向分隔开的多个孔26。开口 24形成合 适的尺寸并且成形为定位在车轴的一部分上，并且能使车轴的另一部 分穿过，朝向车轮(未示出)延伸。紧固件28定位在各孔26内，用 以将毂盘架12紧固在相应的车辆部件上。毂盘架12还包括 一对向外延伸的耳部30;以及一个固定块32。 耳部30设置有延伸通过的孔34。合适的紧固件(未示出)定位在孔 34中，用以将盘式制动器制动钳组件(未示出)安装到毂盘架12上。如图所示，固定块32与毂盘架12整体地铸造，其从毂盘架12 的其他部分沿轴向向外凸伸。在图3中可以最清楚地看出，固定块32 包括多个"铸造的(as-cast)"表面和一对才几加工在其中的相对的座部 40和40'。在所示的制动器总成中，座部40和40，基本上彼此相同。 因此，使用类似的附图标记来标识类似的部件。座部40包括一对相对 的侧表面42和44以及一个底表面46。侧表面42和44基本上彼此平 行地延伸并且垂直于鼓转动轴线48。底表面46基本上形成为弧形， 并且在侧表面42和44之间基本上垂直延伸。在如图3和4所示的实 施例中，底表面46形成为具有中心49的弧形。固定块32的铸造表面包括内表面50、外表面52和侧壁54和56， 侧壁54和56从形成于毂盘架12上的基本平坦的表面58轴向向外延 伸。固定块32包括基本平行于平坦表面58延伸的端面60。侧壁54 和56从表面58以一角度延伸，以使得固定块32在表面58上确定出 一个覆盖区，其表面积大于端面60的表面积。另外，内表面50和外 表面52基本上形成孤形，其中，内表面50延伸的弧长比外表面52 延伸的弧长的小。
凹槽62也在毂盘架12的铸造过程中形成。凹槽62形成为弧状的 扇形部64,其从端面60轴向向内延伸，并且终止在平台66处。扇形 部64和平台66为铸造的表面，并且在包括对毂盘架12进行机加工和 使用制动器总成的精整加工的整个过程中保持在该(铸造出的)状况。 扇形部64形成为，给在图4中所示的示例性刀具72的轴70提供间隙。 刀具72包括切削部74，该切削部沿轴线76轴向移动，用以形成座部 40。底表面46的弯曲形状相应于切削部74的外径。通过在铸造和锻 造过程中形成带有凹槽62的固定块32,可以使座部40的机加工大大 简化。特别地，在刀具进给的过程中，只需要清除相对较少数量的材 料。此外，与沿多个轴移动刀具而进行操作的计算机数控机床相比， 这种要求沿着唯一一条行进轴线进行刀具进给的刀具加工非常简单并 且成本较低。毂盘架12还包括多个凸台80,其从表面58沿外侧方向轴向延伸。 各凸台80包括在其中延伸的内螺紋孔82。螺紋紧固件84延伸穿过形 成于支撑板14中的孔86，并且与孔82螺紋啮合，用以将支撑板14 安装到毂盘架12上。如图所示，支撑板14为具有相对较大中心开口 90的沖压金属板的结构，该开口使车轴的外端或转向节延伸通过，以 支承车轮(未示出)。支撑板14还包括第一个大致为狭槽的开口 94、第二个大致为狭 槽的开口 94以及第三个大致为狭槽的开口 96。第一狭槽开口 92形成 为和定位成使固定块32能够延伸穿过其中。第二狹槽开口 94采用合 适的尺寸并且定位成使连接组件20能够穿过其中。第三狭槽开口 96 合适定位和选取尺寸，以便在制动器总成处于装配的状态时允许接近 调整組件22并调整驻车制动器。支撑板14还包括多个支承垫100和 多个开口 102。各开口 102适于接收销子104。各销子延伸穿过各开口 102以及支撑板14和孔106、 108,分别延伸穿过第一制动蹄组件16 和第二制动蹄组件18。销子104具有这样的外端，其形成为紧固在弹 簧和夹子组件110上，用以将制动蹄组件16和18紧固到支撑板14 上。
第一制动蹄组件16和第二制动蹄组件18彼此基本相似。因此， 采用类似附图标记来标示类似的部件。第一制动蹄组件16和第二制动 蹄组件18包括腹板120和120，，该腹板为具有新月形的大致平坦的 钢板。大致为弧形的板层122和122，经由例如焊接工艺紧固在腹板120 和120，的外弯曲表面上。村块124和124，紧固在板层122和122，的外 表面126和126，上。衬块124和124，可以粘合地联接，或者经由机械 紧固件例如铆钉或螺栓紧固在板层122和122，上。每个板层122和122， 包括多个翻折部128和128，，翻折部位于板层122和122，的各内侧和 外侧边缘上。位于板层122和122，的内侧边缘上的各翻折部定位成沿 着在支撑板14上形成的衬块100滑动。制动蹄腹板120和120，包括在其上形成有挡块132和132，的第一 端130和130，。挡块132和132，釆用合适的尺寸并且定位成与调整组 件22的部分配合。第一弹簧134包括钩子135和135，，该钩子135 和135，穿过孔136和136，，用以将第一制动蹄组件16和第二制动蹄 组件18朝向其缩回位置偏压。弹簧134与调整组件22的带齿部分138 啮合，以保持制动器总成的调定位置。制动蹄腹板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 收连接组件20。第二回动弹簧144包括穿过孔146和146，的端部145 和145，，该孔146和146，延伸穿过腹板120和120，。第二回动弹簧144 将载荷施加在第一和第二制动蹄组件16和18的每一个上，从而将各 制动蹄拉向其缩回位置。此外，腹板120和120，还包括定位在毂盘架 12的各座部40内的圆形突出部150和150，。凸形表面152和152，形 成在圆形突出部150和150，的远端。当制动器总成10未被驱动以传 输力矩时，凸形表面152和152，分别与固定块32的底表面46和46， 嵌接，用以将第一制动蹄组件16和第二制动蹄组件18相对于鼓(未 示出)适当地定位。连接组件20为可操作的驻车制动器致动件，用于施加作用力给第 一和第二制动蹄组件16和18的第二端140和140，。连接组件20包 括杆臂154，其通过销子158转动式连接于横拉杆156。拉索或其它连 杆装置(未示出)用于将输入作用力提供给杆臂154并且施加驻车制 动。以下的说明将涉及到在鼓顺时针转动期间从如图l所示的制动器 总成10的外侧位置所观察到的制动操作。在操作时，通过将作用力施 加给连接组件20来施加驻车制动。连接组件20将作用力施加给第一 制动蹄组件16和第二制动蹄组件18的第二端140和140，上。基于鼓 的转动，以及衬块124，与鼓的接合，第二制动蹄组件18趋于如同制 动鼓一样沿顺时针方向转动。第二制动蹄组件18的第一端130，将载 荷施加给调整组件22。所述载荷传递给第一制动蹄组件16的第一端 130。第一制动蹄组件16的衬块124与鼓摩擦接合，并且也沿顺时针 方向转动。由于制动蹄的自激励(self-energizing)性质和双伺月良系统 设置，第一制动蹄组件16的凸形表面152被驱动到与固定块32的底 表面46接触。此时，凸形表面152，将相对较大的载荷传递给固定块 32，凸形表面152，与底表面46，不接合。由于刀具72相对较大的进给和底表面46产生的弧长，固定块32 抵抗来自第 一制动蹄组件16的载荷，而不会出现结构问题。具体地说， 在制动期间作用于固定块32上的合力沿着线"R"作用而经过第一制动 蹄组件16的第二端140。该作用力在偏离于由固定块32底表面46和 外表面52的相交处所限定的边缘160的位置施加给固定块32。由此 获得了一种结构上坚固的设计。本领域技术人员可以理解，当鼓沿相 反方向或逆时针方向转动时，凸形表面152与固定块32分隔开，而凸 形表面152，蜂皮驱动与底表面46，接合。此外，上述讨论仅仅公开和描述了本发明的示范性实施例。本领 域技术人员可以容易地从这些讨论以及从附图和权利要求书中认识 到，在不脱离由如下权利要求书所限定的本发明实质和范围的情况下， 可以对其进行各种变化、修改和变型。
权利要求
1. 一种鼓式制动器，包括毂盘架，该毂盘架具有固定块，固定块具有铸造的凹槽和在所述 铸造的凹槽内机加工形成的固定块座部，其中，所述铸造的凹槽在所 述固定块座部的机加工期间为切削工具的轴提供间隙；以及第一和第二制动蹄，其由所述固定块转动式支承，每个制动蹄具 有凸形腹板部，该凸形腹板部定位成与所述固定块座部中的一个相联 系，以将制动栽荷传递给所述毂盘架。
2. 如权利要求1所述的鼓式制动器，其特征在于，所述第一和第 二制动蹄各自包括连接到调整机构上的端部，该调整机构相对于所迷 毂盘架可自由移动。
3. 如权利要求2所述的鼓式制动器，其特征在于，所述第一和第 二制动蹄各自包括连接到致动机构上的相对端，所述致动机构从所述 固定块座部的位置径向向外定位。
4. 如权利要求3所述的鼓式制动器，其特征在于，所述固定块座 部的每一个都是通过沿唯--条轴线轴向移动刀具而机加工形成的。
5. 如权利要求1所述的鼓式制动器，其特征在于，每个固定块座 部包括机加工的、分隔开的并且基本上平行的各侧面，所述各侧面通 过一;f几加工的弧形底表面相连。
6. 如权利要求5所述的鼓式制动器，其特征在于，所述第一和第 二制动蹄中的每一个包括基本上平坦的腹板，该腹板具有定位在所述 各侧面之间的 一部分，以限制各制动蹄相对于毂盘架向内側或外側移 动。
7. 如权利要求l所述的鼓式制动器，其特征在于，所述第一和第 二制动蹄可自由转动，并且被抑制相对于毂盘架移动。
8.如权利要求1所述的鼓式制动器，其还包括固定到所述毂盘架 上的支撑板，所述支撑板包括凸起的衬块，所述衬块支承所述第一和 第二制动蹄中的每一个的边缘。
9. 一种车辆制动器总成，包括毂盘架，其适于支承盘式制动器制动钳并且还适于安装到车辆的 非转动部件上，所述毂盘架具有带凹槽的固定块，该凹槽定位成在对所述固定块中的固定块座部进行机加工期间接收切削工具的轴，所述 凹槽使得所述切削工具能够进入到所述固定块中一个比不具有该凹槽 时可能进入的距离更深的距离，以及第一和第二制动蹄，其各自具有带凸形的圆形突出部的腹板部，所述凸形的圆形突出部中的一个与固定块座部嵌接。
10. 如权利要求9所述的制动器总成，其特征在于，所述固定块 座部包括机加工的、分隔开的并且基本上平行的各侧面，所述各侧面 通过一机加工的弧形底表面相连。
11. 如权利要求10所述的制动器总成，其特征在于，所述腹板部 中的一个定位在所述平行的各侧面之间。
12. 如权利要求11所述的制动器总成，其还包括具有弧形底表面 的另一个固定块座部，所述弧形底表面沿大于120。的弧长延伸。
13. 如权利要求9所述的制动器总成，其特征在于，所述固定块 座部是通过沿唯--条轴线移动切削工具而机加工形成的。
14. 如权利要求9所述的制动器总成，其特征在于，所述第一和 第二制动蹄各自包括连接到调整机构上的端部，该调整机构可相对于所述毂盘架自由移动。
15. 如权利要求14所述的制动器总成，其特征在于，所述第一和 第二制动蹄各自包括连接到致动机构上的相对端，所述致动机构从所 述固定块座部的位置径向向外定位。
16. —种制造制动器总成的方法，该制动器总成具有毂盘架、第 一制动蹄组件以及第二制动蹄组件，所述方法包括在所述毂盘架中铸造一凹槽，用以为切削工具的轴提供间隙； 通过将所述切削工具沿唯——条轴线轴向移动到所述切削工具的轴进入所述铸造凹槽的位置处，在邻近所述凹槽的位置机加工一固定块座部；以及将所述笫一和第二制动蹄组件中的一个的一部分定位成与所述固 定块座部嵌接。
17. 如权利要求16所述的方法，其特征在于，对所述固定块座部 的机加工包括机加工基本上平行并且分隔开的相对侧面，各相对侧面 通过一弧形底表面相连。
18. 如权利要求17所述的方法，其还包括将致动机构从所述固定 块座部径向向外地定位在所述第一和第二制动蹄组件之间。
19. 如权利要求18所述的方法，其还包括将底表面机加工成具有 恒定半径的凹表面。
20. 如权利要求16所述的方法，其还包括将另一凹槽铸造在所述 毂盘架中，并且机加工固定块凸台的相对侧上的所述毂盘架中的另一 个固定块座部，作为所述凹槽。
全文摘要
本发明涉及一种鼓式制动器，该鼓式制动器包括毂盘架，所述毂盘架具有固定块，固定块具有铸造的凹槽和在所述铸造的凹槽内机加工形成的固定块座部。所述铸造的凹槽在所述固定块座部的机加工期间为切削工具的轴提供间隙。第一和第二制动蹄由所述固定块转动式支承。每个制动蹄具有凸形腹板部，该凸形腹板部定位成与所述固定块座部中的一个相联系，以将制动载荷传递给所述毂盘架。
文档编号F16D65/08GK101144512SQ20071009704
公开日2008年3月19日 申请日期2007年4月12日 优先权日2006年9月14日
发明者L·纳拉亚南, M·巴尔博萨, P·N·杰迪勒 申请人:阿可博诺公司(北美)