用于车辆的车轮的制动鼓系统的制作方法

1.本发明涉及一种用于车辆的车轮的制动鼓系统。本发明还涉及一种包括这种制动鼓系统的车辆。
2.本发明可以应用于重型车辆，诸如卡车、公共汽车和建筑设备。尽管本发明将针对卡车进行描述，但是本发明不限于这种特定的车辆，而是也可以用于诸如小轿车的其他车辆中。


背景技术：

3.车辆制动器有多种构造可用。一种类型的车辆制动器是盘式制动器，其中与负重车轮轮轴一起旋转的制动盘被夹在制动垫之间，以减缓制动盘的旋转。另一种类型的车辆制动器是鼓式制动器，其中制动鼓连接到负重车轮的旋转的轮端轮毂，并且(例如设置在制动靴上的)摩擦产生衬里压靠制动鼓的内表面，以减缓制动鼓的旋转。对于鼓式制动器，在将制动鼓安装到轮端轮毂上时，正确地对准制动鼓是一项挑战。不正确的对准可能引起偏心鼓旋转，当驾驶员启动制动器(例如，通过压下制动踏板)时，偏心鼓旋转又可能导致方向盘振动。从驾驶员的角度来看，这种方向盘振动可能引起不适。
4.us 3,027,980公开了一种将制动鼓与轮端轮毂同心地对准的解决方案。在制动鼓和轮端轮毂之间设置有斜环(bevelled ring)。在螺母和垫圈的作用下，斜环在轴向方向上被按压而与制动鼓和轮端轮毂间接接触。因此，螺母必须被充分拧紧，使得所施加的轴向力通过斜环转化为径向力，以实现正确的对准。尽管us 3,027,980提出了一种同心地对准制动鼓的解决方案，但希望简化对准过程。


技术实现要素：

5.本发明的一个目的是提供一种制动鼓系统，其允许制动鼓和轮端轮毂之间的简化对准。
6.根据本发明的第一方面，该目的通过根据权利要求1的用于车辆的车轮的制动鼓系统来实现。因此，根据本发明的第一方面，提供了一种用于车辆的车轮的制动鼓系统，包括
[0007]-制动鼓，其能够随车轮旋转，该制动鼓具有内表面，该内表面适于在驾驶员启用车辆的制动器时接纳摩擦产生衬里，
[0008]-轮端轮毂，其适于径向地位于车辆的驱动轮轴和制动鼓之间，和
[0009]-大致圆形的弹簧元件，其用于将制动鼓与轮端轮毂同心地对准，该弹簧元件适于被夹持在制动鼓和轮端轮毂之间，用于提供径向地指向的弹簧力，其中，该弹簧元件具有适于压靠制动鼓的外表面和适于压靠轮端轮毂的内表面。
[0010]
通过提供包括径向地按压的弹簧元件的制动鼓系统，实现了简单的对准过程。因此，本发明基于这样的认识，即通过使用大致圆形的弹簧元件，径向对准力可能固有地存在于弹簧元件本身中。这将在安装期间将制动鼓的几何中心轴线保持在其位置中。弹簧元件
或其至少一部分在其被夹持在制动鼓和轮端轮毂之间时可以适当地被径向地压缩，从而迫使其在径向方向上膨胀。在系统的安装状态下，制动鼓、大致圆形的弹簧元件和轮端轮毂相对于彼此同心地布置。
[0011]
制动鼓系统的部件的各种延伸方向可以基于圆柱坐标系(r,θ,z)来描述，其中坐标r限定径向方向，坐标θ限定周向/角向方向，并且坐标z限定轴向方向。因此，根据本发明，在制动鼓系统的组装状态下，沿着r方向，弹簧元件位于轮端轮毂的径向外侧，并且制动鼓位于弹簧元件的径向外侧。当车辆在运动中时，例如在道路上行驶时，制动鼓的旋转运动是在θ方向上。
[0012]
制动鼓和轮端轮毂可以适当地包括相应的导向表面，用于当制动鼓在变得在轴向方向上安装到轮端轮毂的过程中时，将制动鼓导向到轮端轮毂上。制动鼓的导向表面可以适当地径向地面向内，而轮端轮毂的导向表面可以适当地径向地面向外。弹簧元件可以适当地夹持在制动鼓的导向表面和轮端轮毂的导向表面之间。适当地，制动鼓的导向表面可以成型为适形于或至少部分地适形于弹簧元件的横截面轮廓。
[0013]
根据至少一个示例性实施例，弹簧元件具有开口环的形式，其具有彼此面对的两个端部部分。这是有利的，因为呈开口环形式的弹簧元件通常比呈闭合环形式的弹簧元件更容易制造。然而，应当理解，在至少一些示例性实施例中，制动鼓系统可以包括呈闭合环而不是开口环形式的弹簧元件。关于其中弹簧元件呈具有彼此面对的两个端部部分的开口环形式的示例性实施例，对于它们如何彼此面对，存在不同的可想到的构造。在至少一些示例性实施例中，两个端部部分可以在周向方向(即θ方向)上彼此面对。在其他示例性实施例中，两个端部部分可以重叠，使得开口环延伸略微超过360
°
。在这种情况下，端部部分中的一个可以位于另一个端部部分的径向外侧，从而在r方向上彼此面对。在这种重叠构造中，每个单独的端部部分可以适当地比环的主要部分薄，使得在重叠处的厚度大致对应于在环的主要部分处的厚度。
[0014]
根据至少一个示例性实施例，在系统已经被组装时，弹簧元件的外表面的分立部分与制动鼓接触，用于提供所述径向地指向的弹簧力，其中，分立部分彼此分离并且沿着弹簧元件的圆形的周向方向分布。通过沿着弹簧元件的圆周(即沿着θ方向)提供分立部分，在不同的径向方向上产生高效的弹簧效应，从而改善同心对准。在至少一些示例性实施例中，分立部分可以适当地围绕弹簧元件对称地分布。在至少一些示例性实施例中，分立部分可以是有回弹性的，其中，当弹簧元件被夹持在制动鼓和轮端轮毂之间时，分立部分变得被压缩。这种压缩的分立部分可以迫使返回到非压缩状态，即每个分立部分在相应的径向方向上按压制动鼓。在不同的示例性实施例中，分立部分的数量可以不同。例如，分立部分的数量可以是三个、四个、五个、六个、七个、八个、九个、十个、十一个、十二个，甚至更多。
[0015]
根据至少一个示例性实施例，弹簧元件包括用于提供所述径向地指向的弹簧力的多个成型部分，每个成型部分具有轮廓，当系统已经被组装时，该轮廓径向地向外凸出抵靠制动鼓，并且与轮端轮毂间隔开。通过提供径向地凸出的成型部分，在不同的径向方向上产生了高效的弹簧效应，从而改善了同心对准。适当地，成型部分是有回弹性的，使得当安装制动鼓以便夹持弹簧元件时，成型部分变得被压向轮端轮毂，由此成型部分将抵靠制动鼓施加径向地向外指向的反作用力。在至少一些示例性实施例中，成型部分可以形成上述分立部分的一部分或包括上述分立部分。
[0016]
根据至少一个示例性实施例，所述轮廓是u形的，u形的支腿适于压靠轮端轮毂，并且u形的互连桥适于压靠制动鼓。通过具有u形轮廓，u形的桥可以由于夹持力而被向下按压，并且桥将因此提供努力在径向向外的方向上推动制动鼓的反作用力。
[0017]
根据至少一个示例性实施例，u形轮廓的支腿在弹簧元件的周向方向上彼此分离。这允许简单地生产具有u形成型部分的弹簧元件。此外，它允许可能的u形构造的大的变型。因此，由于支腿在周向方向上的分离，如果需要，有可能选择在支腿之间的大的互连桥。如果分离是在轴向方向上，弹簧元件的宽度是用于设计u形轮廓的互连桥的限制因素。
[0018]
然而，也可以设想u形轮廓的支腿的轴向分离。这反映在至少一个示例性实施例中，根据该实施例，弹簧元件具有大致恒定的成型横截面，其中，所述成型横截面是u形的，u形的支腿适于压靠轮端轮毂，并且u形的互连桥适于压靠制动鼓，其中，u形的支腿在圆形弹簧元件的轴向方向上彼此分离。这是有利的，因为制造具有恒定横截面的圆环很简单。
[0019]
根据至少一个示例性实施例，弹簧元件设置有在周向方向上延伸并分布的多个中央狭缝，其中，在每个狭缝的任一侧上设置有u形凸起，由此当系统已经被组装时，在弹簧元件的内表面下方，开放空间横跨弹簧元件从弹簧元件的一个横向侧延伸到另一个横向侧。通过提供中心狭缝，u形凸起的改进的回弹性是可获得的。
[0020]
根据至少一个示例性实施例，弹簧元件包括形成所述成型部分的多个凸起的翼部，翼部沿着弹簧元件的圆周分布并且适于压靠制动鼓。通过将成型部分设计成凸起的翼部，良好的回弹性是可获得的。
[0021]
根据至少一个示例性实施例，所述分立部分包括多对分立部分，每对分立部分包括在狭槽的任一侧上的分立部分，其中，在这一对分立部分中的每个分立部分径向地向外并朝向狭槽的中心突出。通过具有这种凸起的分立部分，当弹簧元件被夹持在制动鼓和轮端轮毂之间时，分立部分将变得被向下按压，并且因此分离部分将在制动鼓上施加径向地向外指向的反作用力。
[0022]
根据至少一个示例性实施例，弹簧元件的横向侧中的一个由径向地向外突出的凸棱形成。这是有利的，因为凸棱可以用作止动件，防止弹簧元件意外地滑离轮端轮毂。在一些示例性实施例中，凸棱可以例如延伸到制动鼓和轮端轮毂中的一个(或两者)中的狭缝中。在其他示例性实施例中，它可以被夹持在制动鼓和轮端轮毂之间，诸如例如反映在以下示例性实施例中。
[0023]
根据至少一个示例性实施例，当系统已经被组装时，突出的凸棱被夹持在制动鼓的径向地延伸的壁部分和轮端轮毂的径向地延伸的壁部分之间。通过将凸棱夹持在径向地延伸的壁部分之间，弹簧元件的牢固固定是可获得的。
[0024]
根据至少一个示例性实施例，弹簧元件由选自由下列材料组成的组的一种或多种材料制成：
[0025]-金属，
[0026]-塑料，
[0027]-橡胶，和
[0028]-复合材料。
[0029]
上述材料可以提供弹簧元件的所需的回弹性。此外，应当理解，在一些示例性实施例中，整个弹簧元件可以是有回弹性的，诸如可径向地压缩的，并且通过径向膨胀被偏压以
恢复到其原始形状/尺寸。在其他示例性实施例中，只有诸如分立部分的部分是有回弹性的，并且在已经被压缩后通过径向膨胀被偏压以恢复到其原始形状。在又一些示例性实施例中，弹簧元件的分立部分(诸如成型部分)和其他部分都可以是有回弹性的，并且被偏压以恢复到其原始形状。
[0030]
根据本发明的第二方面，该目的通过包括根据第一方面的制动鼓系统(包括其任何实施例)的车辆实现。
[0031]
本发明的另外的优点和有利特征在以下描述和从属权利要求中公开。
附图说明
[0032]
参考附图，以下是作为示例引用的本发明的实施例的更详细描述。
[0033]
在附图中：
[0034]
图1是根据本发明的至少一个示例性实施例的车辆的示意图，
[0035]
图2是安装在轮端轮毂上的制动鼓的部分横截面的总体图示，
[0036]
图3a至图3d示出了根据本发明的至少一个示例性实施例的制动鼓系统和用在该制动鼓系统中的弹簧元件，
[0037]
图4a至图4d示出了根据本发明的至少另一个示例性实施例的制动鼓系统和用在该制动鼓系统中的弹簧元件，
[0038]
图5a至图5d示出了根据本发明的至少又一个示例性实施例的制动鼓系统和用在该制动鼓系统中的弹簧元件，和
[0039]
图6a至图6d示出了根据本发明的至少再一个示例性实施例的制动鼓系统和用在该制动鼓系统中的弹簧元件。
具体实施方式
[0040]
图1是根据本发明的至少一个示例性实施例的车辆2的示意图。尽管车辆2以卡车的形式示出，但是根据本发明可以提供其他类型的车辆，诸如公共汽车、建筑设备、拖车或客车。
[0041]
卡车(车辆)包括驾驶室4，驾驶员可以在驾驶室4中操作车辆。车辆包括多个负重车轮6，这里示出为三对车轮，然而，在其他实施例中，可以有不同数量的车轮，诸如两对、四对或更多对。在驾驶室4中，驾驶员可以用他/她的脚压下制动踏板，以便启动一个或多个制动器。制动器的启动导致(诸如在多个制动靴上的)摩擦产生衬里压靠连接到负重车轮6的制动鼓(图1中未示出)的内表面。
[0042]
图2是安装在轮端轮毂12上的制动鼓10的部分横截面的总体图示。轮端轮毂12具有中心轮轴接纳部分14，用于接纳车辆的驱动轮轴(未示出)。轮端轮毂12的鼓接纳凸缘部分16从中心部分14径向地突出。凸缘部分16设置有多个螺柱18，用于与制动鼓10的凸缘部分22中的对应孔20配合。制动鼓10具有内表面24，当驾驶员启用车辆的制动器时，该内表面24适于接纳摩擦产生衬里(未示出)。制动鼓10的凸缘22具有径向地面向内的导向表面26。轮端轮毂12的凸缘部分16包括轴向地突出的导向部分28，导向部分28具有径向地面向外的导向表面30。制动鼓10的导向表面26和轮端轮毂12的导向表面30提供用于将制动鼓10与轮端轮毂12对准。然而，实现正确的对准是一个挑战。
[0043]
本发明的发明人已经通过提供其中弹簧元件被夹持在制动鼓和轮端轮毂之间的制动鼓系统解决了对准问题，其中，弹簧元件将径向地指向的力施加到制动鼓上以进行正确对准。在下文中将讨论一些示例性实施例。
[0044]
图3a至图3d示出了根据本发明的至少一个示例性实施例的制动鼓系统100和用在制动鼓系统100中的弹簧元件102。图3a示出了用在制动鼓系统100中的弹簧元件102。图3b是示出弹簧元件102的横截面的详细视图。图3c部分地在横截面中示出了安装并夹持在制动鼓110和轮端轮毂112之间的弹簧元件102。图3d以截面图示出了安装并夹持在制动鼓110和轮端轮毂112之间的弹簧元件102。
[0045]
如图3b所示，制动鼓110具有内表面124，当驾驶员启用车辆的制动器时，该内表面124适于接纳摩擦产生衬里(未示出)。
[0046]
如在图3a中最清楚地看出的，弹簧元件102是大致圆形的，并且如在图3b中最清楚地看出的，弹簧元件102具有适于压靠制动鼓110的外表面140和适于压靠轮端轮毂112的内表面142。当夹持在制动鼓110和轮端轮毂112之间时，弹簧元件102提供径向地指向的弹簧力。弹簧元件102可以具有开口环的形式，其具有面向彼此的两个端部部分，或者它可以具有没有任何端部部分的闭合环的形式。
[0047]
如在图3b中最清楚地看出的，弹簧元件包括多个分立部分150。在弹簧元件102的外表面140上的这些分立部分150被构造成与制动鼓110接触，用于在系统100已经被组装时提供所述径向地指向的弹簧力。分立部分150彼此分离，并且沿着弹簧元件102的圆形的周向方向分布。分立部分150可以适当地夹持在分别的制动鼓110的导向表面126和轮端轮毂112的导向表面130之间，诸如图3c和图3d所示。
[0048]
返回到图3a和图3b，分立部分150具有翼形轮廓。分立部分(成型部分)径向地向外凸出。当施加在制动鼓系统100中时，轮廓的凸起152将与轮端轮毂112间隔开，并且将压靠制动鼓110。凸起152下方的空隙空间允许制动鼓110朝向轮端轮毂152径向地向内按压/压缩凸起152。弹簧元件102的回弹性和偏压将导致凸起152朝向其原始形状推压，即在制动鼓110上提供径向地向外指向的力。由于分立部分150和凸起152围绕弹簧元件102的圆周分布，制动鼓110将在几个径向方向上受到这样的力，从而正确地对准制动鼓110。图3a至图3d中的分立部分150(以及在本文公开的其他实施例中)沿着弹簧元件102适当地等距分布。
[0049]
如在图3b中最清楚地看出的，弹簧元件102具有两个横向边缘154、156。弹簧元件102的横向侧154中的一个由径向地向外突出的凸棱158形成。弹簧元件102的横向侧154、156在弹簧元件102的轴向方向上彼此分离。当鼓式制动系统100已经被组装时，突出凸棱158被夹持在分别的制动鼓110径向地延伸的壁部分160和轮端轮毂112的径向地延伸的壁部分162之间。这在图3d中最清楚地看出。凸棱158用作止动件，以便降低弹簧元件102从轮端轮毂112脱离的风险。因此，如在图3d中可以看出的，弹簧元件102将被夹持在制动鼓110的导向表面126和轮端轮毂112的导向表面130之间，并且还将被夹持在制动鼓110的径向地延伸的壁部分160和轮端轮毂112的径向地延伸的壁部分162之间。因此，弹簧元件102的分立部分150将在径向方向上被夹持，而凸棱158将在轴向方向上被夹持。
[0050]
图4a至图4d示出了根据本发明的至少另一个示例性实施例的制动鼓系统200和用在制动鼓系统200中的弹簧元件202。图4a示出了用于在制动鼓系统200中使用的弹簧元件202。图4b是示出弹簧元件202的横截面的详细视图。图4c部分地在横截面中示出了安装并
夹持在制动鼓210和轮端轮毂212之间的弹簧元件202。图4d以截面图示出了安装并夹持在制动鼓210和轮端轮毂212之间的弹簧元件202。
[0051]
图4a至图4d中所示的弹簧元件202具有类似于图3a至图3d中的弹簧元件202的凸棱258，并且提供相应的止动功能，从而改善弹簧元件202在适当位置的保持。此外，图4a至图4d中所示的弹簧元件202可以形成开口环或闭合环。
[0052]
与图3a至图3d不同，图4a至图4d所示的弹簧元件202不具有这种分立的成型部分(参见图3中的附图标记150)。相反，图4a至图4d中的弹簧元件202具有大致恒定的成型横截面。成型横截面是u形的，其中，u形的支腿270、272适于压靠轮端轮毂212，并且u形的互连桥274(凸起)适于压靠制动鼓210。u形的支腿270、272在大致圆形的弹簧元件202的轴向方向上彼此分离。因此，一个支腿270从u形的互连桥274朝向具有凸棱258的横向侧254延伸，而另一个支腿272朝向相反的横向侧256延伸。如在图4d中最清楚地看出的，在u形轮廓的互连桥274下方存在空隙空间276，允许制动鼓210朝向轮端轮毂212径向地按压/压缩互连桥274。因此，u形轮廓的互连桥274将朝向恢复其原始形状被偏压，并且在制动鼓210上施加径向地指向的反作用力。
[0053]
图5a至图5d示出了根据本发明的至少又一个示例性实施例的制动鼓系统300和用在制动鼓系统300中的弹簧元件302。图5a示出了用在制动鼓系统300中的弹簧元件302。图5b是示出弹簧元件302的横截面的详细视图。图5c部分地在横截面中示出了安装并夹持在制动鼓310和轮端轮毂312之间的弹簧元件302。图5d以截面图示出了安装并夹持在制动鼓310和轮端轮毂312之间的弹簧元件302。
[0054]
尽管图5a至图5d所示的弹簧元件302在横向侧不具有如图2a至图2d和图3a至图3d所示的实施例中的凸棱，但是应当理解，在其他示例性实施例中，图5a至图5d所示的弹簧元件302可以被修改为在弹簧元件的横向侧包括这样的凸棱。相反，至少在一些示例性实施例中，可设想通过移除凸棱来修改图2a至图2d和图3a至图3d所示的弹簧元件。
[0055]
如在图5a和图5b中最清楚地看出的，弹簧元件302包括多个成型部分350，所述多个成型部分350用于向制动鼓310提供径向地指向的弹簧力，每个成型部分350具有轮廓，当系统300已经被组装时，该轮廓径向地向外凸出抵靠制动鼓310，并且与轮端轮毂312间隔开(参见图5c和图5d)。该轮廓是u形的，其中，u形的支腿370、372适于压靠轮端轮毂312，并且u形的互连桥374适于压靠制动鼓310。u形轮廓的支腿370、372在弹簧元件302的周向方向上彼此分离。弹簧元件302设置有在周向方向上延伸并分布的多个中央狭缝378，其中，u形轮廓被构造为设置在每个狭缝378的任一侧上的u形凸起380、382，由此当系统300已经被组装时，在弹簧元件的内表面下方，开放空间384横跨弹簧元件302从弹簧元件302的一个横向侧354延伸到另一个横向侧356。
[0056]
图6a至图6d示出了根据本发明的至少再一个示例性实施例的制动鼓系统400和用在制动鼓系统400中的弹簧元件402。图6a示出了用在制动鼓系统400中的弹簧元件402。图6b是示出弹簧元件402的横截面的详细视图。图6c部分地在横截面中示出了安装并夹持在制动鼓410和轮端轮毂412之间的弹簧元件402。图6d以截面图示出了安装并夹持在制动鼓410和轮端轮毂412之间的弹簧元件402。
[0057]
尽管图6a至图6d所示的弹簧元件402在横向侧不具有如图2a至图2d和图3a至图3d所示的实施例中的凸棱，但是应当理解，在其他示例性实施例中，图6a至图6d所示的弹簧元
件402可以被修改为在弹簧元件的横向侧包括这样的凸棱。
[0058]
如在图6b中最清楚地看出的，弹簧元件402包括多对450分立部分480、482，它们沿着弹簧元件402的圆周适当地等距分布。每对450分立部分包括在狭槽478的任一侧上的分立部分480、482，其中，在这一对450分立部分中的每个分立部分480、482径向地向外并朝向狭槽478的中心突出。换句话说，在每对450中，分立部分中的一个480在一个轴向方向上朝向狭槽478的中心延伸，而分立部分中的另一个482在相反的轴向方向上朝向狭槽478的中心延伸。分立部分480、482的倾斜延伸(由于径向和轴向延伸两者)提供了良好的回弹性。因此，当夹持在制动鼓410和轮端轮毂412之间(适当地在制动鼓410的导向表面426和轮端轮毂412的导向表面430(特别地参见图6d)之间)时，分立部分480将被径向地向内压向狭槽478。分立部分480、482的回弹性将在制动鼓410上提供径向地向外指向的反作用力，从而支持制动鼓410相对于轮端轮毂412的正确对准。
[0059]
如分别在图3d、图4d、图5d和图6d所示的不同实施例中可以看出的，制动鼓的导向表面的横截面轮廓可以适当地适形于或至少部分地适形于弹簧元件的横截面轮廓，包括弹簧元件的上文讨论的分立部分的横截面轮廓。
[0060]
应当理解，本发明不限于上文所述和附图所示的实施例；相反，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改变和修改。