CN104105899A - 一种用于鼓式刹车装置的刹车片 - Google Patents

一种用于鼓式刹车装置的刹车片 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种用于减少刹车震动及噪音的鼓式刹车装置，其包括：一对刹车瓦(30)，每个刹车瓦延伸过一个弧度并具有一外瓦面；一对连接至外瓦面并由摩擦材料制成的刹车片(20)，每片刹车片具有一上表面(42)以及一对相对而置的倒棱缘(44、46)，每个倒棱缘具有不小于1英寸(2,54cm)的弧长，并且与上表面的与倒棱缘连接处的切线成10-25度的角度。

Description

一种用于鼓式刹车装置的刹车片
技术领域
本发明涉及重型车辆鼓式刹车。
背景技术
尽管盘式刹车日益普及，但鼓式刹车仍然是用于许多刹车应用的热门选择。常规的鼓式刹车装置包括一圆形鼓以及一对刹车瓦，且每个刹车瓦上设有至少一个刹车片。在刹车过程中，刹车瓦推挤鼓的内表面，从而在刹车片与鼓之间产生摩擦。这种摩擦将车辆运动的动能转换为热量，从而使车辆减速。这种摩擦还使得刹车片磨损，因此，必须定期更换刹车片。
鼓式刹车公知的问题包括：在刹车过程中会引起过度震动以及噪音。这种震动除了会使车辆使用者以及公众焦虑不安以外，还会降低刹车性能。对于乘用车而言，刹车生产商已经开始生产具有前倒棱缘和后倒棱缘的刹车片，以减少刹车震荡及噪音。大部分现有技术的刹车片的倒棱缘的角度非常陡，并且仅包括一小部分的刹车片。虽然这对较小型的车辆有效，但对重型车辆来说，这种具有角度陡且短的倒棱缘的刹车片无法消除所有的噪音及震动。
发明内容
本发明一个方面提供了一种用于重型车辆的改进的鼓式刹车装置，以减少刹车振动及噪音。这种改进的鼓式刹车装置包括一对由摩擦材料制成的刹车片，该刹车片具有一弯曲的上表面，并具有一对相对而置的倒棱缘。每个倒棱缘具有不小于1英寸(1")的弧长，并且与上表面的与倒棱缘连接处的切线成10-25度(10°-25°)的角度。这除了减少刹车片与鼓之间的摩擦表面面积以外，还由于倒棱的存在而相应地减少了刹车震动，并因此不会影响刹车性能。刹车震动及噪音的减少将会持续直至倒棱缘磨损，此时，刹车震动及噪音的出现将会提醒车辆司机应该更换他或她的刹车片了。
根据本发明的另一个方面，倒棱缘沿着刹车片弧长的百分之25-35(25％-35％)延伸。该范围对于使刹车噪音最优而不影响刹车性能和刹车片寿命而言是有利的。
附图说明
请参阅下述详细说明并结合附图进行考虑，本发明的上述及其他方面、特征和优点将更加容易领会和理解，其中：
图1是一对典型刹车片的立体视图；
图2是一种典型鼓式刹车装置的侧视图；
图3是图1的典型刹车片的俯视图；
图4是图1的典型刹车片的侧视图。
具体实施方式
参阅附图，其中所有附图的类似的附图标记用于标记相应的部分，用于重型车辆的鼓式刹车装置22的典型刹车片20大致如图1所示。刹车片20能良好地适用于重型卡车及设备中，例如半挂牵引车、巴士、自卸卡车、消防车、垃圾车等，而且还能用于其他应用，例如拖车、飞机、火车等。
现在参见图2，示出了一种常规类型的用于重型车辆的鼓式刹车装置22。该鼓式刹车装置22包括鼓24以及刹车机构26。该鼓24具有从基座轮毂突出的圆形鼓表面28，并且被旋转支撑在车辆的轮轴(未示出)上。该鼓24又安装有车辆的车轮(通常通过多个车轮螺栓和螺母)，车轮的旋转以已知的方式带动鼓24和轴的旋转。刹车机构26被封装在鼓24内，并且包括一对刹车瓦30、一对用于将刹车瓦30偏置在非刹车位置的偏置弹簧32以及一用于以已知的方式将刹车瓦30向外移至刹车位置的驱动装置34。该驱动装置34通常为气动驱动凸轮轴34，但是也可以是液压制动缸、电动机或任何其他类型的驱动器。每个刹车瓦30包括至少一个设置在其上的用于与圆形鼓表面28摩擦接合的刹车片20。该刹车机构26还可以包括一调节器(未示出)，其用于以本领域技术人员已知的方式在刹车片20的整个使用寿命中将该刹车片20保持在邻近圆形鼓表面28的位置。该刹车装置还可选择地包括紧急刹车(未示出)或驻车刹车，以机械地驱使刹车瓦30分离直至刹车片20与鼓24的圆形鼓表面28接合。
在运行过程中，当要求车辆刹车时，刹车瓦30通过凸轮轴34的旋转而向外推开，以将刹车片20牢牢挤压在圆形鼓表面28上。这两个部件之间产生的运动摩擦降低了鼓24的旋转速度，从而降低了车辆的速度。在停止驱动装置34后，刹车瓦30通过偏置弹簧32的弹簧偏置力自动朝其原始向内的非刹车位置回转。
回顾图1，每个刹车瓦30具有外瓦面38以及设置在其上的一对刹车片20。该对刹车片20沿着刹车瓦30的外表面的弧度彼此相邻设置。该典型实施例包括每个刹车瓦30上设置一对刹车片20，但是应该理解的是，每个刹车瓦30上可以设置任意数量的刹车片20。该刹车片20由高摩擦材料制成，例如有机化合物、陶瓷化合物、半金属化合物或金属化合物。每片刹车片20还可以具有单层的高摩擦材料，或者可以具有多层不同的高摩擦材料。
该典型刹车片20可从刹车瓦30上拆除，并且包括多个用于容置可拆卸的紧固件(例如铆钉)的孔40。因此，当刹车片20磨薄时，可以将它们从刹车瓦30上卸下并更换，而不用更换整个刹车瓦30。可选的是，刹车片20也可以通过不可拆卸的铆钉、粘合剂、二次成型等连接至刹车瓦30。
现在参阅图4，每片刹车片20包括延伸过一凸曲线的上表面42，该凸曲线与圆形鼓表面28的凹弧线互相配合。刹车片20的相对两端设有一对倒棱缘44、46(下文称为第一倒棱缘44和第二倒棱缘46)。根据车辆的运动方向(前进或倒退)，倒棱缘44、46中的一个将作为与圆形鼓表面28接合的前缘，且另一个将作为后缘。刹车片20优选地通过模塑工艺形成，且倒棱缘44、46可以在模塑过程中形成，或者可以在完成模塑后通过去除材料(例如通过磨削或机械加工)形成。然而，应该理解的是，刹车片20和倒棱缘44、46也可以通过任何合适的工艺制成。
刹车片20的每个倒棱缘44、46以相对于上表面42的与倒棱缘44、46连接处的切线成10-25度(10-25°)的角度θ1、θ2设置。该角度θ1、θ2沿刹车片20的宽度延伸，即，倒棱缘44、46大致是平坦的。对于重型车辆而言，与不带有倒棱缘的刹车片或带有角度更陡的倒棱缘44、46的刹车片相比，该范围大幅减少了刹车噪音及震动。
在最初成形时，即，在磨损前，每个倒棱缘44、46具有不小于1英寸(1")的长度Lc1、Lc2，且同时，倒棱缘44、46延伸过刹车片22的弧长LA的百分之25-35(25-35％)。倒棱缘44、46的长度Lc1、Lc2使得刹车噪音最优化，而不影响刹车性能及刹车片20的寿命。一旦刹车片20磨损至不再具有倒棱缘44、46，则产生的噪音和震动可以警告车辆司机应该更换他或她的刹车片20了。
第一和第二倒棱缘44、46的角度θ1、θ2可以互不相同。例如图4所示，该典型刹车片20的第一倒棱缘44成第一角度θ1设置，该第一角度θ1比第二倒棱缘46的第二角度θ2更陡。该典型的刹车片20也可以如此定向，即，两个较陡的第一倒棱缘44朝向彼此，而两个较平缓的第二倒棱缘46则彼此相背。
显然，根据上述教导，本发明的各种修改和变化都是可能的，并且在所附权利要求范围内，本发明还可以通过除了具体描述以外的方式实现。

Claims (20)

1.一种刹车片，其用于重型车辆的鼓式刹车装置，其特征在于，包括：
所述刹车片由摩擦材料制成，并具有一上表面以及形成有一对相对而置的倒棱缘，以及
其中，每个所述倒棱缘具有不小于1英寸的弧长，并且与所述上表面的与所述倒棱缘连接处的切线成10-25度的角度。
2.根据权利要求1所述的刹车片，其特征在于，所述刹车片大致呈弯曲的形状。
3.根据权利要求2所述的刹车片，其特征在于，所述倒棱缘包括所述刹车片的弧长的百分之25-35。
4.根据权利要求1所述的刹车片，其特征在于，所述相对的倒棱缘以相对于顶面成互不相同的角度设置。
5.一种刹车瓦，其用于重型车辆的鼓式刹车装置，其特征在于，包括：
所述刹车瓦延伸过一弧度，并具有一外瓦面；
至少一片刹车片，其连接至所述外瓦面，并由摩擦材料制成；
所述刹车片具有一上表面并形成有一对相对而置的倒棱缘，以及
其中，每个所述倒棱缘具有不小于1英寸的弧长，并且与所述上表面的与所述倒棱缘连接处的切线成10-25度的角度。
6.根据权利要求5所述的刹车瓦，其特征在于，所述刹车片大致呈弯曲的形状。
7.根据权利要求6所述的刹车瓦，其特征在于，所述倒棱缘包括所述刹车片的弧长的百分之25-35。
8.根据权利要求5所述的刹车瓦，其特征在于，所述刹车瓦进一步包括一对位于所述外瓦面上的彼此相邻的刹车瓦。
9.根据权利要求8所述的刹车瓦，其特征在于，每个所述刹车片包括第一倒棱缘和第二倒棱缘，所述第一倒棱缘以与所述上表面的与所述第一倒棱缘连接处的切线成第一角度设置，所述第二倒棱缘以与所述上表面的与所述第二倒棱缘连接处的切线成第二角度设置。
10.根据权利要求9所述的刹车瓦，其特征在于，所述第一倒棱缘的所述第一角度与所述第二倒棱缘的所述第二角度不同。
11.根据权利要求10所述的刹车瓦，其特征在于，所述相邻刹车片的所述第一倒棱缘面向彼此，所述相邻刹车片的所述第二倒棱缘背向彼此。
12.根据权利要求11所述的刹车瓦，其特征在于，所述第一倒棱缘的所述第一角度大于所述第二倒棱缘的所述第二角度。
13.一种用于降低车辆速度的鼓式刹车装置，其具有一带有圆形鼓表面的鼓，其特征在于，所述装置包括：
一对刹车瓦，每个所述刹车瓦延伸过一弧度，并具有一外瓦面；
至少一片刹车片，其连接至所述外瓦面，并由摩擦材料制成；
所述刹车片具有一上表面并形成有一对相对而置的倒棱缘，以及
其中，每个所述倒棱缘具有不小于1英寸的弧长，并且与所述上表面的与所述倒棱缘连接处的切线成10-25度的角度。
14.根据权利要求13所述的鼓式刹车装置，其特征在于，所述刹车片大致呈弯曲的形状。
15.根据权利要求14所述的鼓式刹车装置，其特征在于，所述倒棱缘包括所述刹车片的弧长的百分之25-35。
16.根据权利要求13所述的鼓式刹车装置，其特征在于，所述装置进一步包括一对位于所述外瓦面上的彼此相邻的刹车瓦。
17.根据权利要求16所述的鼓式刹车装置，其特征在于，每个所述刹车片包括第一倒棱缘和第二倒棱缘，所述第一倒棱缘以与所述上表面的与所述第一倒棱缘连接处的切线成第一角度设置，所述第二倒棱缘以与所述上表面的与所述第二倒棱缘连接处的切线成第二角度设置。
18.根据权利要求17所述的鼓式刹车装置，其特征在于，所述第一倒棱缘的所述第一角度与所述第二倒棱缘的所述第二角度不同。
19.根据权利要求18所述的鼓式刹车装置，其特征在于，所述相邻刹车片的所述第一倒棱缘面向彼此，所述相邻刹车片的所述第二倒棱缘背向彼此。
20.根据权利要求19所述的鼓式刹车装置，其特征在于，所述第一倒棱缘的所述第一角度大于所述第二倒棱缘的所述第二角度。
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