[发明专利]用于车辆制动器的制动杆

说明书

本发明涉及用于车辆制动器的制动杆，所述制动杆用于将从致动器产生的制动力传递到制动操作机构，以实现刹车片的摩擦接合。

尤其是，本发明涉及用于这种制动杆的特定材料组分。

在重型车辆、公共汽车、拖车和类似车辆上，相应地采用了包括制动杆的鼓式制动器和盘式制动器。例如，从申请人的EP0553105B1或者WO2004/059187A1已知具有对应杆结构的盘式制动器。然而，本发明尤其关注鼓式制动器，在鼓式制动器中，制动杆附接到S形凸轮轴，并且该鼓式制动器包括一壳体，该壳体接纳自动制动（或者松紧）调节器，如在US3,392,810中或在申请人的EP0598290B1和EP1064472B1中示例性公开的那样。

用于这种鼓式制动器的制动杆旨在将来自气动或液压致动器条状件的直线运动转变为这种鼓式制动器组件的轴的旋转运动，以便在操作制动器期间动用制动闸瓦的制动衬片。制动杆自身优选地制成为一体件，并且包括壳体部，该壳体部接纳自动制动调节器，以对鼓式制动器的制动闸瓦的磨损提供补偿。关于自动制动调节器和制动杆在本文中的确切功能，例如可以参照申请人的EP0598290B1。

因此相对于如在这种鼓式制动器存在的动态或静态施加的负载，制动杆必须被当成是整个装置的重要部件。通常，制动杆被构造成具有壳体部和杆部的长形装置，自动制动调节器插入该壳体部中，并且所述杆部包括连接到致动器的自由端。

迄今为止，制动杆并且尤其是用于接纳制动调节器的壳体通常是由球墨铸铁制成的，球墨铸铁以不同的铁素体等级和珠光体等级存在，这意味着铸铁的基础材质包括铁素体到珠光体。在此，球墨是指自由碳以球形（即，圆球形或者结节形式）嵌设在铁素体和/或珠光体基体中。在此，球状石墨是呈球形形状的碳沉积的具体形式，即，与钢相比，碳不直接嵌设在铁的单位晶胞中，而是在合金内形成形状各异的石墨相。

因此，基体中的珠光体的较大百分比提供了增强的硬度和强度，而铁素体的较大百分比使得延展性较佳且使得加工性能较佳。

除了铸铁，根据现有技术的制动杆的壳体还能够由锻钢制成。

制动杆的、其中设有制动调节器的壳体或壳体部包括若干个内表面部，这些内表面部经受大的接触压力和磨损，这是因为制动调节器的元件抵靠这些部分，将这些部分用作支座或者用作用于制动调节器的可动部件的对应支撑面或支承面。

为此，需要对这些内表面提供硬化和热处理。在该方面，例如，还采用对这些表面的氮化处理。这样的硬化过程成本非常高。此外，这样的硬化过程需要化学制品，这些化学制品在工业制造期间对于环境以及对于作业者的安全和健康具有相当大程度的负面影响。

通过将栓穿过上杆部中的孔和致动器条状件的U形夹，使得制动杆的自由端被连接至气动和液压致动器的条状件。通常，通过在上杆部中的孔中压入衬套，使得该孔被增强，这在制动操作期间能够提供较佳的抗摩擦耐磨效果。而且，利用附加部件的该附加制造步骤不利地影响这种制动杆的总制造成本。

一般地，本发明的目的在于提供一种用于制动器的制动杆，该制动杆一方面能够以较低成本制造，另一方面该制动杆在加工和作业周期以及功能安全性方面提供明显更好的材料特性。

本发明的另一目的在于防止在鼓式制动器的领域中已知的制动杆的缺陷。

这些目的由根据权利要求1的制动杆来解决。

因而，本发明的精髓在于制动杆的壳体是由固溶强化铁素体球墨铸铁制成的。优选地，制动杆由这样的铸铁制成为一体件。

固溶强化铁素体球墨铸铁属于这种类型的铸铁，其中，球状石墨嵌设在这样的基体中，该基体主要由铁素体构成并且该基体是主要由硅固溶体进行固化的。碳主要以球墨颗粒的形式存在。与铁素体到珠光体石墨铸铁相比，固溶强化铁素体等级在抗拉强度相同的情况下呈现出更高的验证强度和整体更高的伸长率。

这些固溶强化铁素体等级的显著优点在于更低的硬度变化，这导致了由这种铸铁制造的部件的更好的机加工性。换而言之，这种部件的机械特性的水平由其铸铁的铁素体基体的固溶强化程度来确定，该程度继而通常受硅含量的影响。

优选地，主要由铁素体构成的铸铁基体中的最大珠光体含量在5%的范围内。

根据本发明，用于制动杆的铸铁的抗拉强度R_m位于400至650Mpa之间，优选为600MPa。

优选地，0.2%-屈服点(proof stress)R_p0.2处于抗拉强度R_m的70%至90%之间，优选为80%。