用于重载车辆的盘式制动器转子制造技术

本发明专利技术涉及用于重载车辆的盘式制动器系统的转子。转子包括内侧盘和外侧盘。外侧盘与内侧盘间隔开，多个销在内侧盘和外侧盘之间延伸并刚性地连接内侧盘和外侧盘。套筒包括内侧端部和外侧端部，并且设置在外侧盘的内周边内侧。连接构件在内侧盘的内周边和套筒的内侧端部之间延伸，并且将内侧盘的内周边刚性地连接到套筒的内侧端部。附接到套筒的内侧盘和相互连接的销配合以提高转子对制动期间产生的热应力的抵抗，由此提高转子的性能和寿命。

【技术实现步骤摘要】
用于重载车辆的盘式制动器转子本分案申请是基于中国专利技术专利申请号201480040224.3(国际申请号PCT/US2014/046840)、专利技术名称“用于重载车辆的盘式制动器转子”、申请日2014年7月16日的专利申请的分案申请。相关专利申请的交叉引用本申请要求2013年7月19日提交的系列号为No.61/856,097的美国临时专利申请的优先权。
本专利技术整体涉及用于重载车辆的盘式制动器。更具体地，本专利技术涉及用于重载车辆的盘式制动器的转子。更具体地，本专利技术涉及盘式制动器的转子，其包括附接到套筒的内侧附接件、将转子的内侧盘和外侧盘相互连接的销、以及改进的冶金组合物，所有这些部件配合以改善转子对制动期间产生的热应力的抵抗，由此提高转子的性能和寿命。
技术介绍
用于车辆的盘式制动器系统在制动器领域中是众所周知的。这样的系统通过使一对相对的制动器衬块抵靠转子而进行操作，由此在衬块和转子之间产生摩擦，从而能够使车辆减速和/或停止。更具体地，盘式制动器系统包括多个盘式制动器组件，其中每个组件操作地安装在车辆的车轮端部上或附近。每个盘式制动器组件包括承载体，该承载体支撑将在以下更详细地描述的卡钳，并且通常通过诸如螺栓的机械紧固件附接到扭矩板。扭矩板继而例如通过焊接而刚性地连接到车辆的车轴/悬架系统的轴。扭矩板抵抗制动期间产生的扭矩，并且保持承载体和卡钳的正确对准，以确保制动器组件的各部件的最佳操作。如上所述，承载体支撑卡钳，卡钳形成有用于接纳致动器以及一个或多个活塞的孔。致动器通常是制动器空气腔室，该制动器空气腔室与压缩空气源流体连通，并且启动活塞的运动。卡钳还包括与活塞相对设置的反作用臂。一对相对的制动器衬块中的每一个衬块都包括摩擦材料，摩擦材料安装在背衬板上，并且座置在承载体中，其中一个衬块与活塞相邻，另一个衬块与反作用臂相邻。在通过致动器致动的情况下，活塞和反作用臂配合以控制制动器衬块的运动。转子包括盘部分，该盘部分设置在制动器衬块之间，以允许每个衬块的摩擦材料面对盘部分的相应表面。转子还包括安装部分，该安装部分适于通过诸如螺栓的机械紧固件安装到车辆的相应车轮端部组件。套筒通常与转子的盘部分和安装部分一体地形成并且在盘部分和安装部分之间延伸。这种连接使得转子能够刚性地连接到车轮端部组件，从而连接到相应的车辆车轮。在车辆行驶期间，当车辆制动系统接合时，压缩空气流动到致动器，该致动器接合活塞和反作用臂的运动，继而使得衬块的摩擦材料抵靠转子的盘部分，以减缓和/或停止转子的旋转，由此减缓和/或停止车辆车轮的旋转。制动期间的这种使制动器衬块的摩擦材料抵靠转子的盘部分产生了显著量的热，继而在转子的盘部分上产生显著的热应力。本领域中众所周知的是，显著的热应力将降低转子的性能和寿命。因此，期望的是在转子中采用被设计成用以增大空气流量和/或散热的特征。这样的特征减少在制动期间转子的盘部分所经受的热的量，继而降低转子上的热应力，并提高其性能和寿命。现有技术转子的典型的盘部分包括内侧盘和外侧盘，内侧盘和外侧盘彼此间隔开，并且通过多个叶片相互连接。更具体地，内侧盘包括内侧表面和外侧表面，外侧盘包括内侧表面和外侧表面。内侧盘的内侧表面与相应的制动器衬块的摩擦材料相邻，外侧盘的外侧表面与另一个制动器衬块的摩擦材料相邻。内侧盘的外侧表面和外侧盘的内侧表面彼此面对或相对，叶片一体地连接到这些表面并且在这些表面之间延伸。叶片是厚的带状结构构件，从相应盘的中心或内周边沿径向延伸到其外周边。这种构造提供内侧盘和外侧盘之间的刚性连接，同时还在盘之间形成空气通道。在现有技术中已经相信，内侧盘和外侧盘之间的这种多个空气通道在车辆行驶期间促进了盘之间的空气的“泵送”，由此在转子的盘部分中提供了优化的空气流来进行散热。然而，叶片式连接实际上可能不能优化内侧盘和外侧盘之间的空气流。因此，期望提供这样的手段，即将内侧盘和外侧盘相互连接，以增大空气流，从而进行散热，优于叶片式连接。此外，为了优化制动系统的功能，期望的是，转子的盘部分保持为竖直取向，这提供了内侧盘的内侧表面与其相邻的制动器衬块的摩擦材料的均匀一致的接触，并且提供了外侧盘的外侧表面与其相邻的制动器衬块的摩擦材料的均匀一致的接触。然而，本领域中已知的是，制动器衬块抵靠转子的盘部分进行的摩擦所生成的热导致盘部分径向膨胀。此外，制动器衬块抵靠转子的盘部分进行的摩擦所生成的热在整个转子套筒上形成热梯度，其中套筒的与转子盘部分相邻的内侧区域比远离转子盘部分的外侧区域热。这种热梯度使得转子套筒在与转子盘部分相邻的内侧区域处膨胀。转子的盘部分的径向膨胀以及与转子盘部分相邻的转子套筒的膨胀导致盘部分的外周边沿着转子套筒的方向从其期望的竖直取向稍稍移动。由此，转子盘部分沿着转子套筒的方向，也就是沿着外侧方向，成角度或倾斜。由于制动产生的热而导致的转子盘部分的这种倾斜在本领域被称为锥进。当转子盘部分经历锥进时，内侧盘的内侧表面不再与其相邻的制动器衬块的摩擦材料进行均匀一致的接触，外侧盘的外侧表面不再与其相邻的制动器衬块的摩擦材料进行均匀一致的接触。内侧盘与其相邻的制动器衬块之间的、外侧盘与其相邻的制动器衬块之间的这种不均匀接触降低了制动系统的效率。此外，这种不均匀接触可能在制动器衬块与内侧和外侧盘之间的每个不均匀接触点处产生应力区域，这可能导致在转子盘部分中形成裂纹，由此降低转子的寿命。内侧盘与其相邻的制动器衬块之间的、外侧盘与其相邻的制动器衬块之间的这种不均匀接触还不期望地降低了制动器衬块的寿命。在现有技术中，由于盘部分和已经采用的转子套筒之间的连接特性，已经加剧了转子盘部分的锥进。更具体地，外侧盘的径向中心或内周边一体地连接到转子套筒，而内侧盘通过上述叶片连接到外侧盘。因为外侧盘在其径向中心或内周边处包括与套筒的连接，所以该盘所遇到的热的一部分从盘传递到套筒。因此，在制动期间，外侧盘的径向膨胀小于内侧盘的径向膨胀，盘之间的径向膨胀的这种差异导致盘部分沿着套筒的方向进一步锥进。这种额外的锥进不期望地增大了内侧盘与其相邻的制动器衬块之间的、外侧盘与其相邻的制动器衬块之间的不均匀接触，进一步降低了制动系统的效率和制动器衬块的寿命。此外，这种不均匀接触的增大可能不期望地增大了制动器衬块与相应的内侧和外侧盘之间的每个不均匀接触点处的应力，这继而增大在转子盘部分中形成裂纹的可能性，由此进一步降低转子的寿命。因此，期望提供将转子盘部分连接到套筒的手段，降低锥进，并由此优化制动系统的性能、转子的寿命以及制动器衬块的寿命。此外，用于重载车辆的转子在常规上由铸铁形成，以便具有制动操作所需的强度、硬度和稳定性。在现有技术中，这样的转子形成有高的碳含量，以维持盘部分的热传递性能，使得转子能够散热，以降低转子上的热应力，由此提高转子的性能和寿命。例如，在现有技术中，转子的碳含量的重量百分比(％)通常大于大约百分之四(4)的碳。虽然这样的高碳含量提供了良好的热传递性能，但是所形成的转子不期望地是易碎的。当转子易碎时，不太能够抵抗高温应力，因此，现有技术的具有高碳含量的转子可能不期望地本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于重载车辆的盘式制动器转子，所述转子包括：/n盘部分，所述盘部分包括：/n内侧盘；/n外侧盘，所述外侧盘与所述内侧盘间隔开；/n多个销，所述多个销在所述内侧盘和所述外侧盘之间延伸并且刚性地连接所述内侧盘和所述外侧盘，所述多个销在所述内侧盘和所述外侧盘之间产生不连续的径向排列的连接部；/n按重量计为从大约2.80％至大约3.20％的碳含量，按重量计为从大约1.80％至大约1.95％的硅含量，以及按重量计为从大约0.05％至大约0.15％的钒含量；/n套筒，所述套筒包括内侧端部和外侧端部，并且设置在所述外侧盘的内周边内侧；以及/n倾斜连接构件，所述倾斜连接构件具有平滑的复角，并且在所述内侧盘的内周边和所述套筒的所述内侧端部之间延伸、并将所述内侧盘的内周边刚性地连接到所述套筒的所述内侧端部，所述倾斜连接构件在制动期间将热从所述内侧盘传递到所述套筒，由此所述转子提供了对制动期间产生的热应力的增大抵抗。/n

【技术特征摘要】
20130719 US 61/856,0971.一种用于重载车辆的盘式制动器转子，所述转子包括：
盘部分，所述盘部分包括：
内侧盘；
外侧盘，所述外侧盘与所述内侧盘间隔开；
多个销，所述多个销在所述内侧盘和所述外侧盘之间延伸并且刚性地连接所述内侧盘和所述外侧盘，所述多个销在所述内侧盘和所述外侧盘之间产生不连续的径向排列的连接部；
按重量计为从大约2.80％至大约3.20％的碳含量，按重量计为从大约1.80％至大约1.95％的硅含量，以及按重量计为从大约0.05％至大约0.15％的钒含量；
套筒，所述套筒包括内侧端部和外侧端部，并且设置在所述外侧盘的内周边内侧；以及
倾斜连接构件，所述倾斜连接构件具有平滑的复角，并且在所述内侧盘的内周边和所述套筒的所述内侧端部之间延伸、并将所述内侧盘的内周边刚性地连接到所述套筒的所述内侧端部，所述倾斜连接构件在制动期间将热从所述内侧盘传递到所述套筒，由此所述转子提供了对制动期间产生的热应力的增大抵抗。


2.根据权利要求1所述的用于重载车辆的盘式制动器转子，其中，所述多个销包括布置在同心圆中的各个销，所述同心圆从所述内侧盘和外侧盘的内周边沿径向向外延伸到所述内侧盘和外侧盘的外周边。


3.根据权利要求1所述的用于重载车辆的盘式制动器转子，其中所述多个销的横截面为圆形、楔形、泪滴形、卵形、菱形和椭圆形形状中的至少一种。


4.根据权利要求1所述的用于重载车辆的盘式制动器转子，其中，所述倾斜连接构件包括形成有一体的调环齿的另一个构件。


5.根据权利要求1所述的用于重载车辆的盘式制动器转子，其中，所述倾斜连接构件形成有沿周向间隔开的多个凸耳，所述凸耳捕获离散的调环。


6.根据权利要求5所述的用于重载车辆的盘式制动器转子，其中，每个所述凸耳形成有凹槽，所述调环形成有凸台，由此每个所述凸台接纳在相应的一个所述凹槽中。


7.根据权利要求6所述的用于重载车辆的盘式制动器转子，其中，至少一个所述凸台形成有一体的垫片。


8.根据权利要求6所述的用于重载车辆的盘式制动器转子，其中，至少一个所述凸耳形成有开口，至少...

【专利技术属性】
技术研发人员：J·D·怀特，J·S·莫里斯，
申请(专利权)人：亨德里克森美国有限责任公司，
类型：发明
国别省市：美国;US