[发明专利]制动器底盘焊接件和固定销组件

说明书

技术领域

本发明涉及一种在诸如商用卡车或拖车车轴上使用的制动器，并包括将制动力矩从制动鼓传递至车轴的被称为制动器底盘的制动器支撑器。本发明还涉及一种相关的固定销组件。

背景技术

制动器底盘是通常用于具有双蹼制动蹄(dual webbed brake shoes)的制动器的支撑器，典型地使用在重载卡车或拖车车轴(这种使用重型车轴和制动器的卡车和其它重型车辆，全体地被引作“商用车辆”)的轮端。制动器底盘被固定在车辆车轴上，通常通过焊接或用螺栓连接。如图10所示，制动器底盘100被装配并被焊接在车轴外壳110上。底盘100可在接收固定销130的一端上具有两个孔。固定销130为制动器蹄140提供锚定点，并提供了当制动器蹄被向外推动以接合制动鼓(未图示)的内表面时，制动器蹄140可以围绕其枢轴旋转的表面。在制动器底盘100的相反端附近有一个允许执行器杆(也被称为为凸轮轴)160从位于制动器内侧的制动执行器穿过底盘的孔(未图示车轴近端的制动执行器；部分可见的制动执行器165被显示在车轴远端)。执行器杆160在制动执行器作用下旋转以使得凸轮170旋转，这又会使得制动器蹄140的相邻端180向外移动，从而迫使制动器蹄140与制动鼓接合以减缓车速。

以前，制动器底盘通常是钢组件，主要是钢锻件。也使用冲压钢和铸铁。这是因为需要能够经受住制动力的反复施加、高温环境和次数非常多的疲劳循环的牢固、刚性组件。此外，使用钢是因为大部分的制动器底盘都被直接焊接在车轴上以保证牢固、永久的固定，并且钢是最适合在工业生产环境下进行焊接的。相反地，在这种焊接形式的应用中，球墨铸铁铸件并未得到广泛应用，因为球墨铸铁不适合在生产环境下进行焊接是众所周知的。这是因为下述事实：球墨铸铁的非常高的碳含量中的相当一部分将会易于从焊池中或焊池附近的液态金属溶液中沉淀出来，导致在焊接接头处削弱接头的不希望的冶炼结果。球墨铸铁也会偶尔被用于焊接制动器底盘，然而，这往往只在做出了不希望的折衷或复杂的情况下才成为可能，例如，将球墨铸铁底盘做得非常大且非常重(为了提供充足的材料以吸收预期制动负载)或使用了球墨铸铁和钢组件的复合结构，如美国专利第5,301,776号公开的制动器底盘。在美国专利第5,301,776号的公开内容中，通过将球墨铸铁浇铸在钢芯周围，可被焊接到车轴上的钢芯成为底盘的一部分。

其它的替代性的制动器底盘形式包括冲压形成而非锻造形成的厚钢板，如美国专利第4,445,597号中的制动器底盘。这种制动器底盘必须由重型刚形成以承受制动力的作用，并具有重型加强肋，如美国专利第4,445,597号中图1-3所示。并且，不论板的厚度，如美国专利第4,445,597号中图1-2所示，并不依赖制动器底盘本身去支撑底盘的固定销和/或其凸轮衬套，而必须将螺栓紧固的支承板附加到制动器底盘上，这会增加设计的成本和复杂性。

不论使用何种材料，现有技术的制动器底盘都非常重、厚、而且是实心钢锻件、重型球墨铸铁铸件，或者厚钢板。这些底盘都存在的下述问题：无论是因为与锻造(锻模和工艺设备)、球墨铸铁铸件(成型设备、为铸造对材料进行加工，以及与将钢插入件嵌入铸件中有关的附加成本)相关的成本，还是与冲压厚钢板(特厚板冲压模和高功率冲压机)相关的成本，成型造价相对昂贵。由于高油价持续导致车辆运行成本高昂，对使用重量更轻的组件以减小车辆总重存在很强的需求。然而，仅仅减小现有制动器底盘设计的重量并不是一个可行的办法，这是因为减去材料通常会降低这些关键的制动组件的强度和刚度。因此，需要一种能提供在商用车辆使用中重量明显更轻但强度足够经受住高制动载荷，并具有足够能经受住高负载循环的疲劳寿命的制动器底盘的完全的新设计。

发明内容

考虑到上面所述的，本发明的目的是提供一种改进的制动器底盘和固定销组件，它们较之现有技术的制动器底盘设计在重量、成本、制造、车轴安装和维护方面都有改进。

为了达到这些或其它目的，本发明通过由重量轻、价格相对低廉、诸如使用价格低廉的常用焊接技术连接在一起的冲压件形成的制动器底盘，来形成牢固的组合式制动器底盘组件，从而提供了对现有技术的问题的解决方案。

在优选实施例中，两个钢冲压件被形成具有凸缘和冲压加强肋，该钢冲压件并被焊接在一起以形成中空的、能经受住高制动力负载和大量制动循环的加强结构，但同时具有更低的材料成本和更轻的重量。并且，为了进一步加强底盘，额外的肋和/或倒角板可以被使用，例如，在组合制动器底盘的中空部分。