CN1082459C - 用于重型汽车的轮毂与制动盘装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及用于汽车轮的轮毂与制动盘的装置，该汽车轮包括一个可旋转地装在轴的一部分上的轮毂(11)，它有一部分是外横截面轮廓上制成有斜侧面的交替连续的槽(16)与齿(14)；该汽车轮还包括由轮毂上述部分承载着的制动盘(12)，它有一个制成有对应的齿(20)与槽(18)的同心孔口，这些齿与槽与轮毂的槽与齿很适合，以致制动盘闭合就止住轮毂转动，且该盘与轮毂之间存在着合适的滑距。为了减少轮毂与制动盘之间的热传递，且使由温度散布与机械作用造成的盘中的应力减至最小，每个齿(20)的齿尖弯弧长度(BS1)，小于被相邻齿的两个相反侧面(30)限定的每条槽(18)的底弯弧长度(Ss1)。在各自齿的根部一侧的每个侧面汇合为第一半径Ra，该半径又汇合为形成槽(18)的底部且为两个相反侧面共用的第二半径Rb。

Description

用于重型汽车的轮毂与制动盘装置

本发明涉及用于汽车轮的轮毂与制动盘装置，这种汽车轮包括一个可旋转地装在轴的一部分上的轮毂，它有一部分是外横截面轮廓上制成有斜侧面的交替的齿与槽；该汽车轮还包括由轮毂上述部分承载着的制动盘，它有一个制成有对应的齿与槽的同心孔口，这些齿与槽与轮毂的齿与槽很适合，以致制动盘闭合就止住轮毂转动，且该盘与轮毂之间存在着合适的滑距。

重型汽车盘式制动器所用制动盘，先前主要是靠用螺丝上紧在轮毂环状凸缘上而装在轮毂上。这样做，由于该盘与轮毂紧固连接而在很大的最大制动力矩情况下会带来一些问题，这种力矩在最重型载重车中可这2000kpm(千磅米)量级，在这种情况下高制动力产生的强热会使制动盘变形。

因此，采用联锁式推荐替代方式，而不是用开头提到的制动盘与轮毂的紧固连接，来使制动盘与轮毂结合。采用这种构造，由于依据轮毂形状及彼此适合的齿与槽的实际构造可以控制制动盘与轮毂之间的热传递，同时，避免因制动发热而变形的可能性就会提高。

大大减低上述负作用的最近论及类型的车轮与制动盘装置，先前已被提议用于最重型的载重车中。所以，出自同一发明者的SE 9200202-1(469655)号的绪论中，显示并叙述了这种装置，其中的槽与齿的数目可多达30个。带有径向内伸缝隙的应力释放孔，保证了借助制动盘中形成的通风口冷却该盘，以平衡盘中的切向应力。在轮毂中，形成一条径向地朝向齿里的环状通道，以便通过毂材料而加长热传递路径。

这种已知装置的优点，不仅在于制动盘受热时可以不扭歪或不卷绕地径向扩张，更大的好处是，施于盘上的径向冲击力，以及扭转应变与弯曲应变，均可保持在可接受的程度，同时，即使有能够发生在最重型载重车中的很大的制动力发生时，该盘被快速楔住的危险也消除了。同时，可以借助形成于制动盘中的环状通道与通风通道，限制送往轴承上的热传递。

由于按照该已知的装置，为了达到预期的效果，在制动盘中顺径向从中央孔口延伸到该盘摩擦面的一段距离的那一部分，形成了应力释放孔所用的孔口，以及缝隙与通风通道的孔口，摩擦衬片就会处于这些孔口上，这样会使衬里磨损及孔口里聚集的制动粉末与污垢均增大，而这是需要定期清洗的，在极端情况下它还会引起制动失灵。

因此，本发明的目的，是促成一种使轮毂与制动盘之间改进的联锁式连接的装置，它对于冲击力及分别对于横截面轮廓上的扭转应变与弯曲应变，均是最适宜的。同时，由于温度散布在制动盘中引起的应力可被降低到可接受的程度，且传递给轮毂的热，比起以往来可用更简单、更可靠的方式受到限制，而且这种装置比起先前已知的各种装置来保养要求更低。

按照本发明，是以前面提到的那种轮毂与制动盘装置而达到此目的，这种装置是使制动盘上每个齿的齿尖弯弧长度，小于相邻齿的两个相反侧面之间至少每条第二槽的底弯弧长度，使每个齿根部的至少一个侧汇合成第一半径Ra中，而该第一半径又汇合成两个相反侧面共用且形成槽底的第二半径Rb。

把制动盘毂部的应力释放孔省去，而在带有齿与槽的制动盘中配置一个大的同心孔口，这些齿与槽之间的关系为，齿的齿尖弯弧长度小于槽的底弯弧长度，在这种配置情况下，借助于基本上在两个相邻齿的两个齿根一侧之间延伸的一个大半径Rb而使温度散布引起的切向应力减至最小，并借助于把该大半径与侧面在齿的各个相应齿根一侧连接起来的小半径而使所生的机械应力减至最小，从而，比起带有应力释放孔和相关缝隙的装置来，就会达到较小的热递减率误差，且改进了承受切向应力与径向应力的能力。

由于制动盘与轮毂之间的热传递，是直接与槽中及齿上互相接触的各侧面的总面积成比例，从而依槽与齿的数目而定的，所以，可以改变槽与齿的数目来控制热传递。

下面，参照显示各实施例的附图，更详细地说明本发明。

图1所示为制动盘径向内侧部分的端视图。图2放大显示符合图1的一部分毂部与盘部。图3显示制动盘径向内侧部分的一个变体，图4则放大显示符合图3的一部分毂部与盘部。

标号10为穿入轮毂11中的一根中轴，该轴按常规方式支承于例如未显示的车子前桥或后桥的轴承上，该车桥有一包括制动卡爪或起动器的同样未显示的装置。轮毂11承载着用已知方式而被联锁地装在轮毂11上的制动盘12。为此目的，轮毂11有一径向外部，上面形成一些具有斜侧面的交替的齿14与槽16。制动盘12的径向内毂部分17上形成相应的一些槽18与齿20，它们与轮毂的齿14及槽16相适配。

从图2可见，槽16、18的深度，微微大于齿14、20的高度。在轮毂与制动盘二者中，槽均有一圆的底部22与24，而齿均有相对于中轴10而径向形成的齿尖面26与28，这些齿尖面连接着相应齿上与其在同一平面内的侧面30。通过这样配置，就以在各个齿的侧面整个表面区域上的已知方式，使表面接触得到保证。在这种情况下，制动盘12与轮毂11的尺寸定为；在不负荷条件下，盘与毂的配合侧面30之间，有0.2至0.3mm的齿隙。在所示实施例中，毂与盘各自有20个齿、20条槽。

在各张图纸所示实施例中，锌或其他适宜材料制成的消耗性阳极32，位于制动盘的槽18、36底部，消耗性以防止制动盘迅速在轮毂11上锈蚀。如果有此需要，这种消耗性阳极可被置于制动盘上许多或所有的槽中。在某些用途中，如下文要说明的那样，略微增加槽与齿的数目但此数目不应超过24个，是适宜的。随着上述数目的变动并依制动盘的大小而定，槽的深度值，范围在盘的孔口20半径的7.5％至9％之间。

在图1与图2所示实施例中，制动盘12的槽18，它的底弯弧长度为Ss1，而齿20的齿尖弯弧长度为Bs1。齿是均匀地围着圆周分布的，且有关系式Bs1/Ss1＜1。与先前的构造相对照，带有相关缝隙的应力释放孔在此省去了。由于制动盘摩擦部分与径向内侧部分之间温度分布不均匀而在制动时引起的切向应力，由于代之以让每条槽18的圆底部24在即将并入该槽两个相反侧面30之前并入第一半径Ra而具有第二半径Rb，因而被减至最小。借助于Ra，机械应变例如横截面轮廓上的扭转应变与弯曲应变，均被减至最小。Rb＞Ra，且为了最优化地减小热应变与机械应变而推荐的这两个半径的值，根据本实施例为Ra＝5，Rb＝24。依制动盘的大小而定，Ra与Rb的可允许变动范围，分别为3至8mm与15至30mm。

与采用30个齿与槽的现有技术比起来，由于齿与槽的数目较少，传给轮毂的热已被减至最少。通过变动齿与槽的数目，可以优化从制动盘12到轮毂11的热传递，从而，在达到充分冷却以避免制动盘发热时产生过热的同时，本轮上的各个轴承不会受损害。理所当然的，如果制动盘得不到充分冷却，则把本实施例所述20个齿与槽增至例如22个是适宜的；另一方面，如果各个轴承有受损的危险，则减少槽与齿的数目方为适宜。

图3与图4所示第二实施例，与前述实施例有许多相同之处，且更重要的是二者功能相同。因此，下文仅涉及此实施例的特殊之处。所以，制动盘12的径向内侧部分17′相似地形成了交替的齿34、分距槽36与槽38，槽36与38具有斜侧面。然而，齿34是配置为每两个两个成一组，每一组齿被一组邻近的分距槽36分开。在每一组齿中的齿，又被槽38分开。分距槽38相似地形成得如前面参照图1与图2所述那样，带有同一平面上的侧面，且连接着一些每个汇合成一个共用第二半径Rb中的第一半径Ra。

第二实施例中的轮毂11′，也形成得带有适合于制动盘的交替的齿40与槽42，这些齿与槽具有斜侧面，所定尺寸为每个第四齿40与每条槽42配合。在每个第四齿之间那3个齿中的中间那个齿，不与每条分距槽36在中间接触，而另两个齿分别均与分距槽的一个侧面接触。每条分距槽均有圆底部44，而轮毂与制动盘二者的齿，均有相应于中轴10而径向形成的齿尖面46与48，相似于上一个实施例，这些齿尖面连接着对应齿上形为平坦侧面50的各个斜侧面。以此方式，如同前面所述侧面30一样，盘与毂上彼此接触的斜面50与51之间，就达到对应配合。

在图3与图4所示实施例中，制动盘12中的分距槽36形成得具有底弯弧长度S1s2，齿34的齿尖弯弧长度则为Bs2。这些齿是配置得围着圆周成对为一组地均匀分布的，每一组齿之间被底弯弧长度S2s2彼此分开，且有关系式Bs2/S1s2＜1，同时有关系式Bs2/S2s2＝1。

在此实施例中，实际上齿与槽的数目均翻了一倍，但仅有轮毂上的每个第二齿40，与制动盘上对应的齿34的侧面50相接触。由于热传递只发生在侧面上，所以总的接触面并未加大，而是像上一个实施例一样的大小。

齿与槽的侧面，可形成为弯曲的侧面30、50、51，例如带有渐展线形状，且齿的弯曲齿尖部表面可以是平坦的，即使还未特地说明也可如此。

从各张图纸可知，两个实施例中的制动盘12均是对称的，且以所知方式，用一些锁紧环及一个弹性垫圈通过本身亦为人所知的槽(此处未显示)而装在轮毂11上。

Claims (6)

1.用于汽车轮的轮毂与制动盘装置，这种车轮包括一个可旋转地装在一根中轴(10)的轴承中而架在一部分轴上的轮毂(11)，它有一部分是外横截面轮廓上制成有斜侧面的交替的齿与槽；该车轮还包括由轮毂上述部分承载着的制动盘(12)，它有一个制成有对应的齿与槽的同心孔口，这些齿与槽与轮毂的齿与槽很适合，以致制动盘会停转而闭锁轮毂，且该盘与轮毂之间存在着合适的滑距；在制动盘(12)上每个齿(20、34)的齿尖弯弧长度(Bs1、Bs2)，小于被邻接齿上两个相反侧面(30、50)限定的至少每条第二槽(18、36)的底弯弧长度(Ss1、S1s2)，这种装置的特征在于：在每个齿的根部一侧上的至少一个侧面，汇合为第一半径Ra，而每个第一半径又汇合为形成槽(18、36)底部并供两个相反侧面共用的第二半径(Rb)。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于：上述轮毂横截面轮廓上每个齿(14)的齿尖弯弧长度，大于被相邻齿的两个相反侧面(30)所限定的每条槽(16)的底弯弧长度，且轮毂上各齿的各齿根一侧的侧面，汇合成槽(16)的圆形底部(22)。

3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于：由上述轮毂横截面轮廓上相邻齿的两个相反侧面(51)所限定的每条槽(42)的底弯弧长度，至少与每个齿(40)的齿尖弯弧长度一样长。

4.根据以上任何一条权利要求所述的装置，其特征于：每个齿(14、20、34、40)均有同在一个平面上的侧面(30、50、51)，连接着这些同一平面上的侧面的齿尖面(26、28、46、48)，形成相对于中轴(10)的半径。

5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于：用质量差于制动盘材料的材料所制的一个阳极(32、32′)，适用于作为制动盘中至少一条槽(18、36)的底部。

6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于：阳极材料为锌。

Images