CN109790890A - 车轮制动装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于车辆的车轮的车轮制动装置，所述车轮制动装置包括：轮毂(102)，该轮毂包括沿其周向方向布置的面向外的齿轮齿装置(104)；以及制动盘(106)，该制动盘包括面向内的齿轮齿装置(108)，该面向内的齿轮齿装置被布置成与轮毂的所述面向外的齿轮齿装置啮合连接，用于防止制动盘与轮毂之间的相对周向移动，其中，轮毂和制动盘之一包括沿周向布置的凹槽(110)；其中，车轮制动装置还包括至少一个保持器(112)，所述至少一个保持器连接在轮毂与制动盘之间，用于防止轮毂与制动盘之间的相对轴向移动，其中，所述至少一个保持器至少部分地布置在轮毂和制动盘之一的所述沿周向布置的凹槽(110)中。

Description

车轮制动装置
技术领域
本发明涉及一种车轮制动装置。本发明适用于车辆，尤其是通常被称为卡车的轻型、中型和重型车辆。尽管将主要针对卡车来描述本发明，但本发明也可适用于其他类型的车辆，例如公共汽车、工程机械、轿车等。
背景技术
关于卡车形式的车辆(也被称为轻型、中型和重型车辆)，总是对车轮制动器有高的要求。这些要求尤其与车轮制动器的制动能力有关，因为车轮制动器需要正常工作以适当降低车辆速度。
典型地，车轮制动器包括连接到轮毂的制动盘，轮毂又连接到车辆的相应车轮。车轮制动器还包括制动衬块，所述制动衬块被布置成对制动盘提供制动作用(即，夹紧制动盘)，从而降低车轮的旋转速度。因此，制动盘将抵靠着制动衬块滑动，直到车轮停止其运动。这在制动盘中产生需要被处理的摩擦热。
此外，随着卡车不断发展以满足市场的各种需求，车轮制动器及其相关部件也不断发展，以例如更具成本效益、更耐用、提高其处理所产生的摩擦热的能力等。
因此，希望改进车轮制动装置，以降低其生产成本并且提高其功能。
发明内容
本发明的一个目的是提供一种车轮制动装置，与现有技术相比，该车轮制动装置成更具有成本效益，并且实现了提高的功能。该目的至少部分地通过根据权利要求1所述的车轮制动装置来实现。
根据本发明的第一方面，提供了一种用于车辆的车轮的车轮制动装置，该车轮制动装置包括：轮毂，该轮毂包括沿其周向方向布置的面向外的齿轮齿装置；以及制动盘，该制动盘包括面向内的齿轮齿装置，该面向内的齿轮齿装置被布置成与轮毂的所述面向外的齿轮齿装置啮合连接，用于防止制动盘与轮毂之间的相对周向移动，其中，轮毂和制动盘二者之一包括沿周向布置的凹槽；其中，该车轮制动装置还包括至少一个保持器，该至少一个保持器连接在轮毂与制动盘之间，用于防止轮毂与制动盘之间的相对轴向移动，其中，所述至少一个保持器至少部分地布置在轮毂和制动盘二者之一的所述沿周向布置的凹槽中。
在下文和整个说明书中，措辞“面向外的齿轮齿装置”应被解释为：齿轮齿的顶表面(即，齿轮齿脊)背对着轮毂的几何中心轴线。类似地，措辞“面向内的齿轮齿装置”应被理解为意味着：齿轮齿的顶表面(即，齿轮齿脊)面向轮毂的几何中心轴线。所述齿轮齿装置可以由例如花键装置、齿轮廓(cog profile)、齿式连接等形成。
此外，措辞“沿周向布置的凹槽”应被理解为是指制动盘和轮毂二者之一中的凹槽，所述凹槽具有在其周向方向上的延伸。当然，所述凹槽也可以具有轴向方向上的延伸，且并非必须绕制动盘或轮毂的整个圆周布置，而是可以在周向方向上分段地布置。
本发明的一个优点是提供了制动盘对轮毂的简化锁定。所述齿轮齿装置与位于所述凹槽中的保持器之间的连接有效地防止了制动盘相对于轮毂沿轴向和周向移动。此外，通过提供用于防止制动盘和轮毂之间的相对轴向移动的保持器，减小了制动盘与轮毂之间的接触表面。这是有利的，因为实现了这些部件之间的热传递的减少。
此外，本发明允许简化制动盘到轮毂的组装，因为连接到轮毂需要更少的部件。而且，本发明允许提供更少数量的齿轮齿，这又减少了制动盘与轮毂之间的接触表面的总数量。由此，提供了热传递的减少。
根据示例实施例，至少一个保持器可以包括在车轮制动装置的轴向方向上延伸的通孔，其中，该车轮制动装置还包括固定器件，该固定器件穿过保持器的该通孔将所述至少一个保持器连接到轮毂和制动盘二者之一。
由此，保持器被牢固地连接到轮毂和制动盘二者之一。该固定器件例如可以是螺栓、螺钉或用于连接保持器的其他合适的器件。
根据示例实施例，所述沿周向布置的凹槽可以布置在轮毂的所述面向外的齿轮齿装置中，其中，所述沿周向布置的凹槽将所述面向外的齿轮齿装置分为沿轴向分离的第一齿轮齿部分和第二齿轮齿部分。
一个优点是所述齿轮齿装置的这种中断为保持器提供了轴向方向上的有效止动。此外，在所述齿轮齿装置中提供沿周向布置的凹槽是相对简单的，因为仅需要加工齿轮齿脊即可。所述沿周向布置的凹槽可以优选是贯穿所述齿轮齿装置的凸脊切割的间歇凹槽。然而，所述沿周向布置的凹槽也可以是连续凹槽。
根据示例实施例，轮毂的所述面向外的齿轮齿装置可以包括在其周向方向上交替的凸脊和凹槽，其中，所述至少一个保持器通过固定器件连接到制动盘，该固定器件沿径向位于所述面向外的齿轮齿装置的所述凹槽之一的上方。
在下文和整个说明书中，措辞“沿径向…上方”应被解释为相对于轮毂的几何轴线(例如轮轴)而言。因此，与所述面向外的齿轮齿装置的所述凹槽相比，该固定器件位于离轮毂的几何轴线更远的径向距离处。
由此，更容易将该固定器件连接到制动盘，因为有更多的空间是可用的。
根据示例实施例，沿径向位于该固定器件下方的所述面向外的齿轮齿装置的凹槽的宽度可以大于该凹槽的相邻凸脊的、与该凹槽相反的一侧处的凹槽的宽度。
措辞“沿径向…下方”应关于轮毂的几何轴线进行解释。此外，“相邻凸脊”应被理解为与所述具有更宽尺寸的凹槽直接连接的凸脊。因此，该凸脊的一侧上的凹槽具有比该凸脊的另一侧上的凹槽的宽度更大的宽度。而且，该凹槽的宽度应被理解为在周向方向上更大。
由此，为将所述固定器件连接到制动盘提供了更多的空间。而且，提供更大宽度的齿轮齿凹槽允许更大的固定器件(例如，它能够承受更高的负载)。而且，可以提供车轮制动装置的简化组装。
根据示例实施例，所述至少一个保持器的内半径可以小于轮毂的所述沿周向布置的凹槽的半径，使得保持器在轮毂的所述沿周向布置的凹槽中被沿径向预张紧。
应当容易理解，所述至少一个保持器的“内半径”是当保持器连接到车轮制动装置时、保持器的面向轮毂几何轴线的表面的半径。同样，所述沿周向布置的凹槽的半径是该凹槽的与保持器的内半径接触的内表面。
提供在所述凹槽中被沿径向预张紧的所述至少一个保持器的优点是：提供了保持器与轮毂之间的改进的固定。
根据示例实施例，所述至少一个保持器可以包括背对着所述制动盘的至少一个突出部和面向所述制动盘的至少一个凹陷部。
本发明的发明人意外地意识到所述保持器的突出部和凹陷部提供了保持器的改进的锁定。因此，当被连接在所述周向凹槽中并通过所述固定器件固定时，所述保持器将弯曲并且抵靠着所述凹槽的轴向内表面以及制动盘的表面连接。然而，应该容易理解，所述保持器的其他结构变型也可以实现其期望的弯曲特性。例如，凸块、球状部(bulb)、乳头状突起(nipple)等可以设置在保持器结构中。另一种替代方案可以是预扭转所述保持器，以实现期望的效果。
根据示例实施例，在车轮制动装置的周向方向上看，所述至少一个保持器可以包括在所述保持器的通孔的每一侧上的突出部和凹陷部。
由此，可以在该通孔的每一侧上实现保持器的弯曲。
根据示例实施例，所述突出部和凹陷部可以布置在保持器的相同周向位置上。
根据示例实施例，在车轮制动装置的周向方向上看，所述保持器可以包括在所述保持器的端部处的弯曲部分。
“弯曲部分”应被理解为是指该部分在车轮制动装置的轴向方向上弯曲。
根据示例实施例，所述固定器件可以是连接到制动盘中的螺栓孔的螺栓。
根据示例实施例，所述沿周向布置的凹槽可以布置在制动盘中。
由此，所述保持器安全地连接到制动盘，而不是如上所述地连接到轮毂。
根据示例实施例，所述至少一个保持器可以布置在制动盘的所述沿周向布置的凹槽中，其中，车轮制动装置包括固定器件，该固定器件将所述至少一个保持器连接到轮毂。
因此，提供了一种用于将制动盘沿轴向固定到轮毂的替代解决方案。一个优点是保持器可以在安装到轮毂之前被预先组装在制动盘中。
根据本发明的第二方面，提供了一种用于车轮制动装置的保持器，该保持器包括具有通孔的纵长形状，该通孔被布置成接纳螺栓以连接到车轮制动装置的制动盘，其中，所述保持器包括在该通孔的相应侧的至少一个突出部和至少一个凹陷部。
第二方面的效果和特征很大程度上类似于上文关于本发明的第一方面描述的保持器。
当研究所附权利要求和以下描述时，本发明的进一步的特征和优点将变得明显。本领域技术人员会认识到，在不脱离本发明的范围的情况下，本发明的不同特征可以相互组合以产生除了下文中描述的实施例以外的实施例。
附图说明
通过以下对本发明的示例性实施例的、说明性而非限制性的详细描述，将更好地理解本发明的上述及其他目的、特征和优点，其中：
图1是设置有根据本发明的示例实施例的车轮制动装置的、卡车形式的重型车辆的侧视图；
图2是根据本发明的示例实施例的车轮制动装置的分解透视图；
图3示出了处于至少部分组装构造中的图2中的车轮制动装置；
图4a-4b描绘了在图2和3的车轮制动装置中使用的保持器的示例实施例；
图5是图2-3中的车轮制动装置的横截面图，示出了齿轮齿构造的示例实施例；并且
图6是根据本发明的另一示例实施例的车轮制动装置；
具体实施例
现在，将在下文中参考附图来更全面地描述本发明，附图中示出了本发明的示例性实施例。然而，本发明可以以许多不同的形式实施，且不应被解释为局限于本文中阐述的实施例；而是，提供这些实施例是为了充分性和完整性。在整个说明书中，相同的附图标记指代相同的元件。
特别参考图1，提供了一种车辆1，其包括根据本发明的示例实施例的车轮制动装置100。图1中描绘的车辆1是重型车辆，这里为卡车的形式，下面将进一步描述的本发明的制动装置100特别适合于这种重型车辆。
现在转向图2，图2是根据本发明的示例实施例的车轮制动装置100的分解透视图。车轮制动装置100包括轮毂102，该轮毂102经由车轮螺栓101连接到车辆1的车轮(未示出)。车轮制动装置100还包括连接到轮毂102的制动盘106。制动盘106被布置为车轮制动装置100的“止动元件”，并且被构造为通过被制动盘106的相应侧上的制动衬块(未示出)接合来降低车辆1的车轮的速度。此外，车轮制动装置100包括多个保持器112。保持器112被布置为轮毂102与制动盘106之间的连接件，并且被构造成防止制动盘106相对于轮毂102在至少一个轴向方向上移动。在图2所描绘的实施例中，使用了八个保持器112，每个保持器112通过相应的固定器件116连接到制动盘106。固定器件116优选为螺栓116，其通过所述保持器的通孔114连接，并且连接在制动盘106的螺栓孔113中。螺栓孔113优选为带螺纹的螺栓孔113。保持器112的细节将在下文中结合对图4a-4b的描述来描述。
如图2中进一步描绘的，轮毂102包括面向外的齿轮齿装置104。在轮毂102的周向方向上看，轮毂102的所述面向外的齿轮齿装置104包括交替的凸脊118和凹槽120。所述交替的凸脊118和凹槽120在轮毂102的轴向方向上延伸。轮毂102的所述面向外的齿轮齿装置104被布置成：其设置为与布置在制动盘106上的面向内的齿轮齿装置108啮合连接。由此，防止了轮毂102与制动盘106之间在车轮制动装置100的周向方向上的相对运动。
此外，轮毂102包括沿周向布置的凹槽110。沿周向布置的凹槽110布置在轮毂102的面向外的齿轮齿装置104中，并将面向外的齿轮齿装置104分为沿轴向分离的第一齿轮齿部分109和第二齿轮齿部分111。因此，沿周向布置的凹槽110位于离轮毂102的轴向端部107非零距离处。沿周向布置的凹槽110被布置成接纳所述至少一个保持器112，使得所述保持器的内表面115连接到所述沿周向布置的凹槽110的内表面117。尽管图2描绘了非连续的沿周向布置的凹槽110，但应当容易理解，沿周向布置的凹槽110同样也可以是绕轮毂102的周向方向布置的连续凹槽。
如上所述，制动盘106包括面向内的齿轮齿装置108，该面向内的齿轮齿装置108被布置成与轮毂102的所述面向外的齿轮齿装置104啮合连接。因此，所述面向外的齿轮齿装置104的每个凸脊面向所述面向内的齿轮齿装置108的相应的凹槽。
现在转到图3，图3描绘了处于至少部分组装构造中的图2的车轮制动装置100。因此，制动盘106连接到轮毂102，使得制动盘106的面向内的齿轮齿装置108(图2)与轮毂102的面向外的齿轮齿装置104(图2)啮合连接，并且所述多个保持器112被布置在轮毂102的沿周向布置的凹槽110中，并通过相应的螺栓116连接到制动盘106。
此外，保持器112的内表面115相对于车轮制动装置100的几何轴线203而言的半径205小于所述沿周向布置的凹槽110的内表面117的半径207。由此，所述多个保持器112将在沿周向布置的凹槽110中被沿径向预张紧，这将因此改进这些部件之间的连接。
现在转到图4a-4b，图4a-4b示出了根据本发明的示例实施例的上述保持器112。如图所示，保持器112具有在车轮制动装置100的周向方向上的延伸。由此，并且如上所述，保持器112因此被提供为具有半径205(见图3)的略微圆形的形状。此外，保持器112包括通孔114，当将保持器112连接到制动盘106时，螺栓116被引导穿过该通孔114。通孔114因此布置在车轮制动装置100的轴向方向上。
此外，在保持器112的周向方向上看，保持器112包括在通孔114的相应侧上的突出部122和凹陷部124。在保持器112的轴向方向上看，突出部122和凹陷部124被进一步布置在保持器112的相应侧上。因此，当安装到车轮制动装置100时，突出部122和凹陷部124在车轮制动装置100的径向方向上延伸。通过提供如图4a-4b中所描绘的突出部122和凹陷部124，当螺栓116将保持器112连接到制动盘106时，保持器112将在远离制动盘106的方向401上围绕凹陷部124的径向延伸部弯曲，参见图4b。由此，保持器112的外端部128将对所述沿周向布置的凹槽110的面向制动盘106的表面119(见图2)提供轴向压缩力。由此，在保持器112与轮毂102之间提供了紧密配合。
在保持器112位于沿周向布置的凹槽110中时，当把螺栓116附接(即，螺栓连接)到制动盘106时，保持器112将挤压面向制动盘106的表面119。因此，这将在轮毂102与制动盘106之间提供轴向方向上的紧密配合。
此外，上述保持器112是有利的，因为它们相对容易制造，从而能够有助于更具成本效益的制动盘装置100。一个原因是由于保持器112能够从相对大的保持器材料片/带被切割成期望的长度。
特别参考图5，图5是上述车轮制动装置100的横截面图。更详细地，图5示出了轮毂102的面向外的齿轮齿装置104，其中，对于面向外的齿轮齿装置104的所有凹槽120，所述凹槽的周向方向上的宽度在尺寸上是不相等的。详细地，沿径向布置在将保持器112连接到制动盘106的螺栓116下方的凹槽120具有比所述面向外的齿轮齿装置104的其余凹槽的宽度W2大的宽度W1。一个优点是更容易将螺栓116连接到保持器112和制动盘106。将保持器112连接到制动盘106的另一个优点是可以实现轮毂102的材料厚度的减小。这又将提供更紧凑的车轮制动装置100。
现在转至图6，图6是根据本发明的另一示例实施例的车轮制动装置200。以下将仅描述相对于上文关于图2-5描述的车轮制动装置100的差异。
如图6中可见，保持器212经由布置在制动盘106中的沿周向布置的凹槽210连接到制动盘106。制动盘106中的沿周向布置的凹槽210优选布置在制动盘106的面向内的齿轮齿装置108的轴向端部处。此外，保持器212通过固定器件220(即一个或多个螺栓)连接到轮毂102。因此，螺栓220被布置成穿过所述保持器的通孔，并且连接到车轮制动装置200的轮毂102。
应当理解，本发明不限于上文所述和附图中示出的实施例；而是，本领域技术人员将认识到，在所附权利要求的范围内可以进行许多修改和变型。例如，所述保持器也可以连接到制动盘以及轮毂。在这种情况下，一个螺栓穿过所述保持器中的一个通孔并且连接到制动盘中，而另一个螺栓穿过所述保持器中的另一个通孔并且连接到轮毂中。

Claims (14)

1.一种用于车辆的车轮的车轮制动装置(100，200)，所述车轮制动装置(100)包括：轮毂(102)，所述轮毂(102)包括沿所述轮毂(102)的周向方向布置的面向外的齿轮齿装置(104)；以及制动盘(106)，所述制动盘(106)包括面向内的齿轮齿装置(108)，所述面向内的齿轮齿装置(108)被布置成与所述轮毂(102)的所述面向外的齿轮齿装置(104)啮合连接，用于防止所述制动盘(106)与所述轮毂(102)之间的相对周向移动，其特征在于，所述轮毂(102)和所述制动盘(106)二者之一包括沿周向布置的凹槽(110；210)；其中，所述车轮制动装置还包括至少一个保持器(112，212)，所述至少一个保持器(112，212)连接在所述轮毂(102)与所述制动盘(106)之间，用于防止所述轮毂(102)与所述制动盘(106)之间的相对轴向移动，其中，所述至少一个保持器(112，212)至少部分地布置在所述轮毂(102)和所述制动盘(106)二者之一的所述沿周向布置的凹槽(110；210)中。
2.根据权利要求1所述的车轮制动装置(100，200)，其中，所述至少一个保持器(112，212)包括在所述车轮制动装置(100)的轴向方向上延伸的通孔(114)，其中，所述车轮制动装置(100，200)还包括固定器件(116，220)，所述固定器件(116，220)穿过所述保持器(112，212)的所述通孔(114)将所述至少一个保持器(112，212)连接到所述轮毂(102)和所述制动盘(106)二者之一。
3.根据权利要求1或2中的任一项所述的车轮制动装置(100)，其中，所述沿周向布置的凹槽(110)布置在所述轮毂(102)的所述面向外的齿轮齿装置(104)中，其中，所述沿周向布置的凹槽(110)将所述面向外的齿轮齿装置(104)分为沿轴向分离的第一齿轮齿部分(109)和第二齿轮齿部分(111)。
4.根据前述权利要求中的任一项所述的车轮制动装置(100)，其中，所述轮毂(102)的所述面向外的齿轮齿装置(110)包括在所述轮毂(102)的周向方向上交替的凸脊(118)和凹槽(120)，其中，所述至少一个保持器(112)通过固定器件(116)连接到所述制动盘(106)，所述固定器件(116)沿径向位于所述面向外的齿轮齿装置(110)的所述凹槽(120)中的一个凹槽(120)上方。
5.根据权利要求4所述的车轮制动装置(100)，其中，所述面向外的齿轮齿装置的沿径向位于所述固定器件(116)下方的所述凹槽(120)的宽度(W1)大于位于该凹槽(120)的相邻凸脊(118)的、与该凹槽(120)相反的一侧处的凹槽的宽度(W2)。
6.根据前述权利要求中的任一项所述的车轮制动装置(100)，其中，所述至少一个保持器(112)的内半径(205)小于所述轮毂(102)的所述沿周向布置的凹槽(110)的半径(207)，使得所述保持器(112)在所述轮毂(102)的所述沿周向布置的凹槽(110)中被沿径向预张紧。
7.根据前述权利要求中的任一项所述的车轮制动装置(100)，其中，所述至少一个保持器(112)包括背对着所述制动盘(106)的至少一个突出部(122)和面向所述制动盘(106)的至少一个凹陷部(124)。
8.根据权利要求7所述的车轮制动装置(100)，其中，在所述车轮制动装置(100)的周向方向上看，所述至少一个保持器(112)包括在所述保持器(112)的通孔(114)的每一侧上的突出部(122)和凹陷部(124)。
9.根据权利要求7或8所述的车轮制动装置(100)，其中，所述突出部(122)和所述凹陷部(124)布置在所述保持器(112)的相同周向位置上。
10.根据前述权利要求中的任一项所述的车轮制动装置(100)，其中，在所述车轮制动装置(100)的周向方向上看，所述保持器(112)包括在所述保持器(112)的端部(128)处的弯曲部分(126)。
11.根据权利要求2所述的车轮制动装置(100)，其中，所述固定器件(116)是连接到所述制动盘(106)中的螺栓孔的螺栓。
12.根据权利要求1所述的车轮制动装置(200)，其中，所述沿周向布置的凹槽(210)布置在所述制动盘(106)中。
13.根据权利要求12所述的车轮制动装置(200)，其中，所述至少一个保持器(212)布置在所述制动盘(106)的所述沿周向布置的凹槽中，其中，所述车轮制动装置包括将所述至少一个保持器(212)连接到所述轮毂(102)的固定器件(220)。
14.一种用于车轮制动装置(100)的保持器(112)，所述保持器包括具有通孔的纵长形状，所述通孔被布置成接纳螺栓以连接到所述车轮制动装置(100)的制动盘(106)，其中，所述保持器(112)包括在所述通孔(114)的相应侧的至少一个突出部(122)和至少一个凹陷部(124)。
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