專利名稱：用于形成具有阻尼器的部件的方法和設備的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種用于形成具有阻尼器的部件的設備和方法。更具體的，本發(fā)明涉及一種形成具有阻尼器的制動構件例如轉子的設備和方法。
背景技術：
汽車、卡車、公共汽車、越野和建筑車輛、飛機和輕軌車輛通常使用盤式制動器。盤式制動器利用隨著車輪一起轉動的圓盤。當應用制動器時，固定墊片利用制動鉗通過液壓壓力壓靠轉子。制動墊片和轉子之間的摩擦力使得車輪減速或者使其停止。
通常與盤式制動器有關的問題在于，在制動過程中產(chǎn)生非期望的噪音和振動。已經(jīng)做出很多嘗試，通過在其被鑄造之后向轉子添加單獨的構件以降低或者避免這種非期望的噪音和振動。例如美國專利No.5,855,257提供一種在轉子被鑄造之后圍繞轉子的周邊固定的環(huán)形阻尼器。該環(huán)形阻尼器設計為定位于由兩個相連的圓盤板所形成的凹槽中。該環(huán)形阻尼器由凹槽保持到位并且致力于在制動期間從轉子吸收振動并且降低噪音。
美國專利No.3,425,523披露了一種具有振動阻尼器的通氣式轉子。該阻尼器由金屬絲制成并且具有閉環(huán)部分，該部分具有與閉環(huán)成一體式形成的兩個支腿。在轉子被鑄造之后，該阻尼器在轉子的徑向延伸的開口端孔洞內以可移除方式設置在一個或多個位置中。
美國專利No.3,292,746提供一種圓形振動阻尼部件，該部件具有延伸進入沿環(huán)向間隔的徑向延伸壁之間的空間中的閉環(huán)部分。該閉環(huán)部分是在鑄造轉子之后添加到成品轉子的獨立構件。
例如上述的那些轉子通常使用砂芯和模子在本領域技術人員所公知的過程中進行制造。在轉子從模子取出并且將砂芯移除之后，在手工步驟中將阻尼器添加到轉子。
因此，理想的是，在砂芯中具有至少一個阻尼結構，在此處該砂芯用于形成一種部件。當該部件圍繞砂芯鑄造之后，該砂芯被移除并且該阻尼結構保留在該部件中。

發(fā)明內容
本發(fā)明涉及一種設備和方法，用于形成具有阻尼器的部件例如制動轉子。形成一種砂芯，在該砂芯內具有至少一個阻尼結構。該砂芯和阻尼器設置在模子中。從該模子和該砂芯鑄造部件。將砂芯從該部件移除，同時留下該阻尼結構與該部件相接觸。
該阻尼結構可以例如是鏈條或彈簧。它可以是單件式或多件式構造，并且它可與其自身連接到一起或者保持獨立。該阻尼器可由耐熱和/或耐腐蝕材料構成。
根據(jù)本發(fā)明，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)能夠廉價地、有效地并且有效率地構造具有阻尼結構的阻尼部件例如制動轉子。因此例如本領域所公知的添加獨立的外部阻尼結構的制造步驟得以避免。
還發(fā)現(xiàn)當阻尼結構嵌入在部件內部時，受到損壞的或者破裂的結構從該部件伸出或者影響其它工作部件的風險被降低或得以避免。


當根據(jù)附圖考慮下面的詳細描述時本領域技術人員可易于理解本發(fā)明的上述以及其它的優(yōu)點，在附圖中圖1是本發(fā)明一個實施例的示意性側視圖；圖2是本發(fā)明一個實施例的示意性側視圖；圖3是本發(fā)明一個實施例的示意性側視圖；
圖4是本發(fā)明一個實施例的示意性側視圖；圖5是本發(fā)明一個實施例的示意性截面頂視圖；圖6是本發(fā)明另一個實施例的示意性截面頂視圖；圖7是本發(fā)明另一個實施例的示意性截面頂視圖；和圖8是本發(fā)明再一個實施例的示意性截面頂視圖。
具體實施例方式
應該理解，除非明確的指明為相反的情形，本發(fā)明可采用各種可選的定向方式和步驟順序。還應該理解，在附圖中示意的并且在下面的說明中描述的具體裝置和過程僅為在所附權利要求中所限定的本發(fā)明思想的示例性實施例。因此，公開實施例所涉及的具體尺寸、方向或者其它物理特征不應被理解成是限制性的，除非權利要求明確指明。
現(xiàn)在參考圖1，砂芯模子10被示意為具有第一部分12和至少的第二部分14。各個部分12、14可構造成單件形式或者它們可以是多件式構造。在該實施例中，第一部分12位于第二部分14的上方，但是，在不背離本發(fā)明范圍的前提下，部分12、14能夠以任何定向方式定位，包括豎直方式。
部分12或14中的至少一個具有多個幾何結構16。幾何結構16可以例如是多個重復的峰18和谷20，或者它們可以具有任何期望的設計、形狀和/或定向方式。
在部分12、14中的一個或者兩個中設置至少一個通道22。優(yōu)選的是，通道22設置在多個幾何結構16之中。雖然優(yōu)選的是通道22距部分12、14的中心線26以基本恒定的徑向距離24設置，圍繞幾何結構16進行偏離也位于本發(fā)明的范圍內。
至少一個阻尼結構28位于該至少一個通道22內?？衫米詣雍?或手動裝置將阻尼結構28設置在通道22中。如上所述，優(yōu)選該通道22距中心線26以恒定的徑向距離24定位以便簡化阻尼結構28的插入。
兩個部分12、14一起限定了內部空腔30，如圖2所示。該空腔30還可僅形成在部分12或14的一個中。
可利用自動和/或手動裝置組合該第一12和第二14部分。該至少兩個部分12、14被固定以便防止部分12、14之間以任何公知的方式產(chǎn)生相對運動?？衫闷А㈡i、機械緊固器、重物、連接器、流體驅動機械等將部分12、14固定到一起。
部分12或14中的至少一個具有至少一個與內部空腔30連通的孔32。預定數(shù)量的粒狀材料，例如模砂34，通過該至少一個孔32定位并且進入內部空腔30。在一個優(yōu)選實施例中，多個孔32與內部空腔30連通并且模砂34可通過任何數(shù)目的孔32以任何順序或以任何數(shù)量進行添加。本領域技術人員可理解用于將模砂34填入孔32中的一種方法是利用壓縮空氣將其吹入。在不背離本發(fā)明范圍的前提下，可以使用用于通過孔32填入模砂34并且使其進入內部空腔30中的其它手動和/或自動裝置。
模砂34填充具有幾何結構16和通道22的內部空腔30。優(yōu)選的是，模砂34至少局部地封裝該阻尼結構28。
在填充模砂34期間或者模砂34已被填充之后的任意時刻，將粘結劑材料36添加到模砂34。該粘結劑36可以例如是環(huán)氧樹脂。該粘結劑可通過至少一個與內部空腔30相連通的孔洞38填充到內部空腔30中。優(yōu)選的是，設置在部分12、14的至少一個中的多個孔洞38與內部空腔30相連通。
可利用手動或自動裝置以任何順序、任何速率或者在任何時間將粘結劑36填入孔洞38。粘結劑36與模砂34在內部空腔30中相混合，使得模砂34粘結到一起并且硬化。而且，還可以預定的時間施加熱量和/或壓力以便激活粘結劑36并且使得模砂34粘結到一起并且硬化。
模砂34和粘結劑36呈現(xiàn)與內部空腔30相互補的形狀。一旦模砂34粘結到一起并且硬化，第一12和第二14部分可被移除，從而形成砂芯40。所形成的砂芯40具有阻尼結構28。該阻尼結構28可完全嵌入到砂芯40中或者其任意部分可從砂芯40暴露出來。
然后將砂芯40和阻尼結構28置于如圖3所示意的模子42中。模子42可用于任何產(chǎn)品，包括，例如車輛轉子。在一個實施例中，模子42具有上部44和下部46部分。雖然術語“上部”和“下部”將用于本描述的其余部分，應該理解在不背離本發(fā)明范圍的前提下，模子42可處于任何定向包括豎直方式。
然后將模子42關閉?？衫闷?、鎖、機械緊固器、重物、連接器、流體驅動機械等將兩個部分44、46固定到一起。優(yōu)選的是，模子42具有由上部44和/或下部46部分所形成的內部空腔48，如圖4所示。模子42具有與砂芯40的至少一些部分相互補的形狀。
將熔融金屬材料50例如鐵、鋼、鋁或者其合金置于模子42的內部空腔48中。該熔融材料50可通過如圖4所示的至少一個冒口52流入模子42中。熔融材料50流動遍及內部空腔48。將足量的熔融材料50添加到內部空腔48以便將其填充。
當熔融材料50開始凝固時，其呈現(xiàn)與模子42的內部空腔48以及位于其中的砂芯40相互補的形狀。利用該過程可以形成任何形狀。在一個實例中，熔融材料50靠近幾何結構16和砂芯40凝固以形成本領域技術人員所公知的車輛制動轉子的內側和外側制動板、帽形部分以及多個制動板支撐件。制動板支撐件例如可以是如在本領域技術人員所公知的轉子中通常設置的支柱和翼片，但是其它結構也位于本發(fā)明的范圍內。
當金屬材料50已經(jīng)充分凝固時，上部44和下部46部分可被移除，以余留出鑄造部件。利用上述實例，鑄造出車輛制動轉子54。
然而砂芯40仍然至少局部地位于鑄造部件內。可利用本領域技術人員所公知的任何途徑將砂芯40從鑄造部件移除，這包括但是并不局限于搖動、鉆削、壓縮空氣和/或使得鑄造部件與錘子等物體接觸。
當砂芯40已經(jīng)從該部件移除之后，阻尼結構28保留在該部件中。在制動轉子54的實例中，阻尼結構28保留在內側56和外側58制動板之間以及多個制動板支撐件60之中，如圖5所示。優(yōu)選的是，阻尼結構28距帽形部分66的中心64以恒定的徑向距離62定位。然而阻尼結構28能夠以任何定向方式定位，包括任何對稱的定向方式。對稱的定向方式有助于貫穿整個制動轉子54保持均勻的重量和平衡。
在一個優(yōu)選實施例中，該至少一個阻尼結構28是彈簧。其它阻尼結構28例如鏈條或者環(huán)可以單獨使用或者相互結合地使用。如果選擇鏈條，則可以使用任何數(shù)目的鏈環(huán)和/或任何尺寸的鏈環(huán)。
當該阻尼結構是彈簧時，該彈簧可具有任意的長度。它可具有任意的形狀，包括圓形、扁平形和/或波紋狀的設計。該彈簧可由本領域技術人員所公知的具有任意厚度和構造的金屬絲構成。該彈簧可以是左旋的或右旋的。
無論所選擇的阻尼結構28如何，它可以是單件式或多件式構造。如果阻尼結構28為單件式構造，其具有第一端部68和第二端部70。端部68、70可被連接以形成基本連續(xù)的阻尼結構28。端部68、70可以相互纏繞到一起，如僅示意性的在圖6中示出的，或者它們可以例如通過彎鉤、電焊、粘結劑或者本領域技術人員所公知的任何機械緊固器機械地連接。
如果該阻尼結構28是多件式構造，優(yōu)選的是利用一些機械裝置將各個構件連接到一起。應該指出阻尼結構28無論數(shù)目如何并非必須連接到一起以滿足本發(fā)明的精神。多件式阻尼結構在圖7中示意。
優(yōu)選的是，阻尼結構28由耐熱和耐腐蝕材料構成。耐熱材料防止或降低在鑄造期間和/或車輛制動期間對阻尼結構的損傷，該鑄造過程在下面詳細描述。耐腐蝕材料防止或降低當阻尼結構暴露于環(huán)境條件時對其造成的損傷。
耐熱和耐腐蝕材料可以例如是高或低碳鋼、鐵、鉻硅鋼、鉻釩鋼、不銹鋼、Inconel、Monel、鈹銅合金、磷青銅或鈦。該材料可以鍍覆本領域技術人員所公知的材料以提高強度以及耐熱和耐腐蝕性。本領域技術人員易于理解在不背離本發(fā)明范圍或精神的前提下可以使用其它材料例如僅作為示例的彈性體。
無論所選擇的阻尼結構28如何，優(yōu)選的是該結構28形成多個用于空氣通過的通路72。在阻尼結構28是彈簧的實施例中，彈簧圈74形成允許空氣在制動轉子54中自由流通的通路。圖8示意出通路72，其中阻尼結構28距帽形部分66的中心64以恒定的徑向距離62定位66。
其中設置有阻尼結構28的制動轉子54安裝在車軸上。在制動過程期間產(chǎn)生的噪音或振動從制動板56、58傳遞到阻尼結構28。阻尼結構28吸收一部分的噪音和振動以實現(xiàn)安靜的制動轉子54。
阻尼結構28在上述的優(yōu)選實施例中嵌入在制動板支撐件60以及內側56和外側58制動板之中。如果阻尼結構28被損壞或者破裂，則制動板支撐件60和/或制動板56、58將減輕或者防止阻尼結構28對鄰近制動轉子54的結構產(chǎn)生影響。僅作為示例，這些結構可包括大多數(shù)車輛所共有的并且本領域技術人員所公知的制動轉子墊片、制動鉗、鼓式制動塊、鼓盤、懸掛構件、操縱機構和/或動力傳動系統(tǒng)構件。
本領域技術人員將易于理解這里所描述的過程可用于任何鑄造部件，包括但并不限制于制動鼓和帽式鼓(drum-in-hat)的轉子。
根據(jù)專利法規(guī)的規(guī)定，本發(fā)明對被認為代表其優(yōu)選實施例的內容進行描述。但是應該指出，本發(fā)明在不背離其精神或范圍的前提下能夠以不同于所具體示意的和描述的其它形式進行實施。
權利要求
1.一種用于制造阻尼部件的方法，包括形成砂芯，在所述砂芯中具有至少一個阻尼結構；將其中具有所述的至少一個阻尼結構的所述砂芯設置在模子中；從所述模子和所述砂芯鑄造部件；以及將所述砂芯從所述部件移除，而留下所述的至少一個阻尼結構與所述部件相接觸。
2.根據(jù)權利要求1所述的方法，還包括將所述的至少一個阻尼結構設置在砂芯模子中并且將模砂設置在所述模子中。
3.根據(jù)權利要求1所述的方法，其特征在于，所述的至少一個阻尼結構在所述砂芯模子中至少局部地被所述模砂所封裝。
4.根據(jù)權利要求3所述的方法，其特征在于，將粘結劑添加到所述砂芯模子以便暫時地以與所述砂芯模子互補的形狀粘結所述的模砂和所述的至少一個阻尼結構。
5.根據(jù)權利要求4所述的方法，其特征在于，在部件模子中靠近所述砂芯設置熔融金屬材料并且使得所述熔融金屬材料凝固。
6.根據(jù)權利要求5所述的方法，其特征在于，所述熔融金屬材料和所述砂芯從部件模子中移除并且砂芯與金屬材料分離。
7.一種用于制造阻尼盤式制動轉子的方法，包括形成砂芯，其中在所述砂芯中具有至少一個阻尼結構；將具有所述的至少一個阻尼結構的所述砂芯設置在轉子模子中；從所述轉子模子和所述砂芯鑄造轉子，所述轉子具有多個制動板支撐件；將所述砂芯從所述轉子移除；以及留下所述的至少一個阻尼結構位于所述制動板支撐件之中。
8.根據(jù)權利要求7所述的方法，其特征在于，所述的至少一個阻尼結構設置在砂芯模子中。
9.根據(jù)權利要求8所述的方法，其特征在于，所述砂芯模子具有第一部分和至少的第二部分，所述第一和第二部分形成內部空腔。
10.根據(jù)權利要求9所述的方法，其特征在于，所述內部空腔具有多個位于其中的幾何結構。
11.根據(jù)權利要求10所述的方法，其特征在于，所述的第一和第二部分中的至少一個具有至少一個通道并且所述至少一個阻尼結構位于所述通道中。
12.根據(jù)權利要求9所述的方法，其特征在于，所述的第一和第二部分中的至少一個具有至少一個與所述內部空腔相連通的孔。
13.根據(jù)權利要求12所述的方法，其特征在于，通過所述的至少一個孔設置模砂以填充所述內部空腔。
14.根據(jù)權利要求13所述的方法，其特征在于，所述的第一和第二部分中的至少一個具有至少一個與所述內部空腔相連通的孔洞。
15.根據(jù)權利要求14所述的方法，其特征在于，通過所述的至少一個孔洞設置粘結劑以便在所述內部空腔中將所述模砂粘結到一起。
16.根據(jù)權利要求15所述的方法，其特征在于，所述粘結劑和所述模砂形成具有與所述內部空腔的所述幾何結構和所述通道相互補的形狀的砂芯。
17.根據(jù)權利要求10所述的方法，其特征在于，在所述轉子模子中并且圍繞所述砂芯設置熔融材料。
18.根據(jù)權利要求17所述的方法，其特征在于，所述熔融材料凝固成與所述砂芯相互補的形狀。
19.根據(jù)權利要求18所述的方法，其特征在于，所述熔融材料靠近所述幾何結構和所述砂芯凝固以形成多個制動板支撐件。
20.根據(jù)權利要求7所述的方法，其特征在于，所述的至少一個阻尼結構由耐熱材料構成。
21.根據(jù)權利要求7所述的方法，其特征在于，所述的至少一個阻尼結構由耐腐蝕材料構成。
22.根據(jù)權利要求7所述的方法，其特征在于，所述的至少一個阻尼結構具有多個空氣通路。
23.根據(jù)權利要求7所述的方法，其特征在于，所述阻尼結構為單件式構造。
24.根據(jù)權利要求7所述的方法，其特征在于，所述阻尼結構為多件式構造。
25.根據(jù)權利要求7所述的方法，其特征在于，所述阻尼結構具有第一端部和第二端部，并且所述第一端部與所述第二端部相連接。
26.根據(jù)權利要求7所述的方法，其特征在于，所述阻尼結構嵌入在所述制動板支撐件之中，由此降低或者避免所述阻尼結構對靠近所述轉子的結構產(chǎn)生的影響。
27.一種阻尼盤式制動轉子，包括具有多個制動板支撐件的轉子；以及在所述制動板支撐件之中鑄造的至少一個阻尼結構，所述至少一個阻尼結構具有多個位于其中的空氣通路。
28.一種利用下述過程生產(chǎn)的阻尼盤式制動轉子，所述過程包括形成砂芯，其中在所述砂芯中具有至少一個阻尼結構；將具有所述的至少一個阻尼結構的所述砂芯設置在轉子模子中；從所述轉子模子和所述砂芯鑄造轉子，所述轉子具有多個制動板支撐件；將所述砂芯從所述轉子移除；以及留下所述的至少一個阻尼結構位于所述制動板支撐件之中。
全文摘要
一種用于生產(chǎn)阻尼部件的方法，其中形成具有至少一個阻尼結構的砂芯。該其中具有至少一個阻尼結構的砂芯設置在模子中。從該模子和該砂芯鑄造部件。將砂芯從鑄造部件移除，留下該至少一個阻尼結構與該部件接觸。
文檔編號F16D65/00GK1839005SQ200480023750
公開日2006年9月27日 申請日期2004年7月15日 優(yōu)先權日2003年7月18日
發(fā)明者J·弗賴特, M·鄧, M·特德斯科, D·桑伯格 申請人:海斯.雷默斯國際公司