CN114127434B - 用于鼓式制动器的制动器粉尘捕集器 - Google Patents
用于鼓式制动器的制动器粉尘捕集器 Download PDFInfo
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Abstract
一种用于鼓式制动器(140)的制动器粉尘捕集器(210)，该制动器粉尘捕集器(210)具有被布置成容纳在凹槽(310)中的环形形状，以捕集由鼓式制动器(140)产生的微粒物质，该凹槽沿周向形成在鼓式制动器(140)的鼓(220)中，其中，该制动器粉尘捕集器(210)布置成被固持在所述凹槽(310)中，以与鼓(220)一起旋转，并且该制动器粉尘捕集器能够从鼓式制动器(140)移除，以处置所捕集的微粒物质。
Description
技术领域
本发明涉及用于捕获和保持制动期间产生的微粒物质的装置。所公开的制动器粉尘捕集器特别适合用在鼓式制动器中。
本发明可应用于重型车辆，例如卡车、公共汽车和建筑设备。
背景技术
诸如鼓式制动器等摩擦制动装置会因为制动鼓、制动鼓衬片和制动蹄的磨损而产生粉尘。在制动期间产生的制动器粉尘是汽车工业面临的主要环境问题。制动器粉尘包括例如来自玻璃、摩擦材料和金属(例如铜和铁)的有害微粒物质。这种微粒物质对例如人类和水生生物有害，并且通常会造成环境污染。
希望防止这种微粒物质从制动装置逃逸到环境中，并且希望以安全且受控的方式收集和处置这种微粒物质。
WO 82/01574公开了一种制动鼓，其中，收集器构件已经装配在制动鼓的外部，以收集在制动期间产生的粉尘微粒。该收集器构件被布置成由维修技师定期清空。清空该收集器构件可能并不总是那么容易，而是可能需要经过培训的人员。
需要改进的更高效的方法来收集和处置在制动装置(例如鼓式制动器)中产生的潜在有害微粒物质。
发明内容
本发明的目的是提供改进的方法来收集和处置制动器粉尘。该目的至少部分是通过用于鼓式制动器的制动器粉尘捕集器实现的。该制动器粉尘捕集器具有被布置成容纳在凹槽中的环形形状，以捕集由鼓式制动器产生的微粒物质，该凹槽沿周向形成在鼓式制动器的鼓中。制动器粉尘捕集器被布置成固持在该凹槽中，以与所述鼓一起旋转。该制动器粉尘捕集器还被构造成能够从鼓式制动器移除，以处置所捕集的微粒物质。
这样，防止了制动器粉尘从制动器逃逸并造成如上所述的伤害。通过从制动鼓移除粉尘捕集器，可以方便而安全地处置制动器粉尘。该粉尘捕集器可以是一次性的或可重复使用的。
根据多个方面，该制动器粉尘捕集器被布置成能够分离成多个段。这简化了粉尘捕集器到制动鼓中的***，也便于在更换期间方便地移除粉尘捕集器。
根据多个方面，该制动器粉尘捕集器被布置成通过以下方式中的任一种被固持在所述凹槽中：卡扣配合机构，或过盈配合机构，或二者的组合。卡扣配合机构和过盈式固持装置都是成本有效的，并且允许将粉尘捕集器方便地装配到制动鼓中，这是一个优点。避免了松动的部件(例如紧固件等)。
根据多个方面，该制动器粉尘捕集器包括多个突伸部，所述多个突伸部从该制动器粉尘捕集器径向向内延伸，这些突伸部由凹陷部(indentations)间隔开。这种“手风琴状”构造提供了用于接合和捕集粉尘的、增大的表面积，从而提供了更高效的粉尘捕集机构。
根据多个方面，该制动器粉尘捕集器包括多孔材料，该多孔材料被构造成吸收并保持微粒物质。该多孔材料例如可以是相对便宜且易于制造的过滤织物。优点是可以使用能够承受合理热量水平的任何多孔过滤材料。
根据多个方面，该制动器粉尘捕集器包括磁性材料，该磁性材料被构造成吸引并保持磁性微粒物质。因此，当该捕集器固持来自例如制动鼓或鼓式制动器中的其它金属零件的磁性粉尘时，该捕集器变得更高效。
根据多个方面，该制动器粉尘捕集器包括黏性的、粘合性的或粘质的表面部，该表面部被构造成粘附并保持微粒物质。这样，提供了一种高效的捕集和保持机构，该捕集和保持机构适用于所有类型的微粒物质。
根据多个方面，该制动器粉尘捕集器包括一个或多个凹部，该一个或多个凹部从制动器粉尘捕集器的外周径向向内延伸，以与形成在所述凹槽中的对应的突起匹配并配合。这意味着，只有与给定的制动鼓凹槽突起图案相匹配的制动器粉尘捕集器才能够被装配在制动鼓凹槽中。这确保(例如在尺寸和组成方面)装配了正确的捕集器。
本文中还公开了与上述优点相关联的制动鼓、鼓式制动器和车辆。
一般来说，权利要求书中使用的所有术语应根据它们在本技术领域中的通常含义来解释，除非本文中另有明确定义。除非另有明确说明，否则，对“一/一个/该元件、设备、部件、装置、步骤等”的所有引用应被开放地解释为是指该元件、设备、部件、装置、步骤等的至少一个实例。除非明确说明，否则本文中公开的任何方法的步骤不必以所公开的确切顺序执行。当研究所附权利要求书和以下描述时，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
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。
在这些图中：
图1是一种车辆；
图2至图3示出了示例的带有制动鼓的轮辋；
图4至图6示出了示例的制动器粉尘捕集器的细节；
图7示意性示出了制动器粉尘捕集器的截面图；并且
图8示意性地示出了示例的制动器粉尘捕集器。
具体实施方式
现在将参考附图更全面地描述本公开的各个方面。然而，本文中公开的不同装置和方法可以以许多不同的形式来实现，且不应该被解释为局限于本文中阐述的方面。附图中的相同附图标记始终指代相同的元件。
本文中使用的术语仅用于描述本公开的各个方面，并非旨在限制本发明。如本文中使用的，单数形式“一”、“一个”和“该”也旨在包括复数形式，除非上下文明确地另外指出。
图1示出了包括动力源110(这里被例示为燃烧式发动机)的车辆100。该动力源用于驱动车辆的车轮120。这些车轮中的至少一些车轮包括制动装置，以降低车辆速度并将车辆维持在停放位置。车辆100配备有鼓式制动器140，该鼓式制动器140被布置成与轮辋130连接。
鼓式制动器是这样一种制动器：它利用由一组制动蹄或制动衬块产生的摩擦力，该一组制动蹄或制动衬块向外压靠旋转的圆柱形零件(称为制动鼓)。术语“鼓式制动器”通常是指其中制动蹄压在鼓的内表面上的制动器。当制动蹄压在鼓的上外侧时，它通常被称为夹紧制动器。在鼓被夹在两个制动蹄之间的情况下(类似于常规的盘式制动器)，它有时被称为夹鼓式制动器，但这种制动器相对较少。一种相关的类型被称为带式制动器，它使用一条柔性条带或“带”缠绕在鼓的外部。本公开主要涉及鼓式制动器型的，其中制动蹄径向向外压在鼓的内表面上。
图2示出了轮辋130和鼓式制动器140的鼓220。图2中还示出了轮毂230的一部分。鼓式制动器140和摩擦制动器通常是已知的，因此本文中将不讨论其细节。
然而，该示例的鼓式制动器140包括制动器粉尘捕集装置，该制动器粉尘捕集装置被构造在制动鼓220内部，以收集和保持在制动期间产生的粉尘。制动器粉尘捕集器210布置在制动鼓220的内部，在那里它捕集(即吸收)所产生的粉尘。然后，粉尘被该粉尘捕集器保持，并且可以通过从鼓式制动器140移除粉尘捕集器210而以安全且受控的方式处置这些粉尘。例如，在需要取出制动鼓220的维修间隔期间，例如在更换制动衬片、制动蹄等期间，制动器粉尘捕集器210可以被安全地移除和处置，并用新的制动器粉尘捕集器替换。
图3示出了带有粉尘捕集器210的鼓式制动器140的截面图。示出了用于鼓式制动器140的制动器粉尘捕集器210。制动器粉尘捕集器210具有被布置成容纳在凹槽310中的环形形状，以捕集由鼓式制动器140产生的微粒物质，该凹槽310沿周向形成在鼓式制动器140的鼓220中。凹槽310位于制动器粉尘易于积聚的地方。当车轮旋转时以及当车辆不移动时，粉尘被制动器粉尘捕集器210捕集。制动器粉尘可能以多种方式被捕集，其中一些方式将在下面描述。图3中的示例包括被构造成积聚制动器粉尘的凹穴。
在图5中例示了所述环形形状。制动器粉尘捕集器210具有与凹槽310的宽度相对应的宽度w、以及被构造成适配凹槽310的对应的直径尺寸的外径D。如图4中所示，优选地，内径d大约为制动鼓220内径。取决于制动蹄的宽度和制动鼓220的直径，制动器粉尘捕集器210相对于鼓220的位置可以沿着制动表面的宽度而变化。制动器粉尘捕集器210的形状可以根据制动蹄和制动鼓套筒的包装尺寸而变化。还应理解，该制动器粉尘捕集器的形状可能需要根据在维修间隔中产生的粉尘量来构造。粉尘量越大，该捕集器的粉尘固持能力就需要越高，例如，需要更大尺寸的凹穴或凹陷部620。
根据一个示例，所述宽度w大约为24毫米，所述外径D约为444毫米。
与例如WO 82/01574中公开的制动器粉尘捕集器不同，制动器粉尘捕集器210被构造在制动鼓220内部，并且布置成被固持在凹槽310中以与鼓220一起旋转。这允许粉尘捕集器210更有效地捕集制动鼓内部的粉尘，而不仅仅是捕集从制动装置逃逸到制动鼓外部的粉尘。
制动器粉尘捕集器210被构造成能够从鼓式制动器140移除，以处置所捕集的微粒物质。因此，当该粉尘捕集器已经捕集了一定量的粉尘时，可以将其从制动鼓220移除并处置掉，或者可以对其进行清洁并重新使用。
为了将制动器粉尘捕集器210固持在凹槽310中，可以使用卡扣配合机构和/或过盈配合机构中的任一种。过盈配合(也称为压配合或摩擦配合)是两个零件之间的一种紧固，它是在零件被推到一起之后通过摩擦实现的，而不是通过任何其它紧固方式。
卡扣配合是一种组装方法，它用于通过将零件的互锁部件推到一起来附接柔性零件以形成最终产品。卡扣配合有多种变型，包括悬臂式、扭转式和环形。卡扣配合是使用例如螺纹紧固件的组装的替代方案，并且具有速度和成本效率的优点。
为了便于安装和移除粉尘捕集器，该制动器粉尘捕集器可以被布置成能够分离成多个段710、720、730、740，如图7所示。然后，这些段可以一个接一个地***到制动鼓220中，这可能比一次将整个环形结构放入所述凹槽中更容易。当要更换该粉尘捕集器时，这种分段还可以有助于将其从制动鼓220移除。不同的段可以被构造成具有卡扣配合布置，或者仅仅被压入到彼此相邻的凹槽中。
根据多个方面，参考图6，制动器粉尘捕集器210包括从制动器粉尘捕集器径向向内延伸的多个突伸部610，所述多个突伸部610由凹陷部620或凹穴间隔开。这种几何布置提供了能够用其捕集粉尘的更大面积。
为了捕集粉尘，制动器粉尘捕集器210可以包括多孔过滤材料，该多孔过滤材料被构造成吸收并保持微粒物质。制动器粉尘捕集器210还可以包括磁性材料和/或黏性的、粘合性的或粘质的表面部，该磁性材料被构造成吸引并保持磁性微粒物质，该表面部被构造成粘附并保持微粒物质。注意，不同粉尘捕集机构的组合可以组合使用或单独使用。
通常，制动器粉尘捕集器210可以由任何多孔过滤材料形成，该多孔过滤材料能够过滤并收集在制动期间产生的粉尘，并且还能够承受在+150摄氏度及更高温度的范围内的高温。
制动器粉尘捕集器210还可以包括突起或其它几何构造，该突起或其它几何构造与凹槽310中的对应的几何构造相匹配。例如，制动器粉尘捕集器210可以包括一个或多个凹部810，如图8所示，该一个或多个凹部810从制动器粉尘捕集器210的外周510径向向内延伸，以与形成在凹槽310中的对应突起820匹配并配合。这样，变得更难以将通用粉尘捕集器与特定制动鼓220一起使用，因为形成在制动器粉尘捕集器210中的凹部810需要与凹槽310中的“键”突起形状820在几何上匹配。换句话说，该捕集器装配到制动鼓220中的特性可以是独特的，以确保售后市场业务，这是一个优点。而且，突起820可以根据粉尘捕集器的尺寸来构造。这样，变得不可能或至少难以将具有错误尺寸的粉尘捕集器装配到给定的制动鼓凹槽310中。
本文中还公开了一种鼓式制动器140，其具有制动鼓220，该制动鼓220包括沿周向形成在鼓式制动器140的鼓220中的凹槽310。凹槽310被布置成容纳并固持上文所述的制动器粉尘捕集器210。
根据多个方面，凹槽310形成在鼓220中，在该鼓式制动器的制动蹄的轮毂230侧。这意味着，粉尘捕集器210位于轮毂一侧，大多数粉尘倾向于聚集在那里。在图3中可以最佳地看到该粉尘捕集器相对于制动鼓220的优选位置，其中，该粉尘捕集器被示出为邻近轮毂230。优选地，考虑到制动器粉尘由于制动鼓旋转而主要积聚的区域来选择包围该制动器粉尘捕集器的凹槽310的位置。
参照图8，根据多个方面，凹槽310包括至少一个突起820，该至少一个突起820被布置成与对应的凹部810配合，该凹部810被构造成从制动器粉尘过滤器210的外周径向向内延伸。
由于凹槽310中的突起820，粉尘捕集器210需要包括与突起820相匹配的一组凹部810，以便装配该粉尘捕集器210。通用的粉尘捕集器210将不会装配到带有突起820的凹槽310中。这样，可以确保不使用通用的粉尘捕集器。而且，制动鼓可以取决于例如尺寸或制动器类型而装配有突起820。这使得更难以将不合适的粉尘捕集器装配到制动鼓中。
而且，如上文所提到的，鼓式制动器140可以布置成通过过盈配合机构和/或卡扣配合机构中的任一种来固持制动器粉尘捕集器210。
Claims (17)
1.一种用于鼓式制动器(140)的制动器粉尘捕集器(210)，其特征在于，所述制动器粉尘捕集器(210)具有被布置成容纳在凹槽(310)中的环形形状，以捕集由所述鼓式制动器(140)产生的微粒物质，所述凹槽(310)沿周向形成在所述鼓式制动器(140)的制动鼓(220)中，其中，所述制动器粉尘捕集器(210)布置成被固持在所述凹槽(310)中，以与所述制动鼓(220)一起旋转，并且所述制动器粉尘捕集器(210)被构造成能够从所述鼓式制动器(140)移除，以处置所捕集的微粒物质。
2.根据权利要求1所述的制动器粉尘捕集器(210)，所述制动器粉尘捕集器被布置成能够分离成多个段(710、720、730、740)。
3.根据权利要求1或2所述的制动器粉尘捕集器(210)，所述制动器粉尘捕集器被布置成通过卡扣配合机构被固持在所述凹槽(310)中。
4.根据权利要求1或2所述的制动器粉尘捕集器(210)，所述制动器粉尘捕集器被布置成通过过盈配合机构被固持在所述凹槽(310)中。
5.根据权利要求1或2所述的制动器粉尘捕集器(210)，包括多个突伸部(610)，所述多个突伸部(610)从所述制动器粉尘捕集器径向向内延伸，所述多个突伸部(610)由凹陷部(620)间隔开。
6.根据权利要求1或2所述的制动器粉尘捕集器(210)，包括多孔材料，所述多孔材料被构造成吸收并保持微粒物质。
7.根据权利要求1或2所述的制动器粉尘捕集器(210)，包括磁性材料，所述磁性材料被构造成吸引并保持磁性微粒物质。
8.根据权利要求1或2所述的制动器粉尘捕集器(210)，包括黏性的、粘合性的或粘质的表面部，所述表面部被构造成粘附并保持微粒物质。
9.根据权利要求1或2所述的制动器粉尘捕集器(210)，包括一个或多个凹部(810)，所述一个或多个凹部(810)从所述制动器粉尘捕集器(210)的外周径向向内延伸，以与形成在所述凹槽(310)中的对应的突起(820)匹配并配合。
10.根据权利要求1或2所述的制动器粉尘捕集器(210)，所述制动器粉尘捕集器布置成在使用后被处置掉。
11.根据权利要求1或2所述的制动器粉尘捕集器(210)，所述制动器粉尘捕集器布置成被定期清洁和重复使用。
12.一种用于鼓式制动器(140)的制动鼓(220)，所述制动鼓(220)包括沿周向形成在所述制动鼓(220)中的凹槽(310)，其中，所述凹槽(310)被布置成容纳并固持具有环形形状的制动器粉尘捕集器(210)。
13.根据权利要求12所述的制动鼓(220)，其中，所述凹槽(310)形成在所述制动鼓中，在所述鼓式制动器(140)的制动蹄的轮毂(230)侧。
14.根据权利要求12-13中的任一项所述的制动鼓(220)，其中，所述凹槽(310)包括凹部，所述凹部被布置成匹配对应的突起(820)，所述突起(820)被构造成从所述制动器粉尘捕集器(210)径向向外延伸。
15.根据权利要求12-13中的任一项所述的制动鼓(220)，所述制动鼓被布置成通过过盈配合机构和/或卡扣配合机构中的任一种来固持所述制动器粉尘捕集器(210)。
16.一种鼓式制动器(140)，其包括根据权利要求12-15中的任一项所述的制动鼓(220)。
17.一种车辆(100)，其包括根据权利要求1-11中的任一项所述的制动器粉尘捕集器(210)和/或根据权利要求16所述的鼓式制动器(140)。
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