用于機動車的盤式制動器的制動盤的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種用于機動車盤式制動器的制動盤（10），該制動盤包括罐形的支承件（12）以及摩擦環(huán)（14），其中，所述支承件（12）和摩擦環(huán)（14）通過多個在周向方向（u）上分布布置的、在徑向方向（r）上延伸的、設(shè)計為單獨的構(gòu)件的連接元件（20）在徑向方向（r）上固定地彼此連接，其中，所述連接元件（20）形狀鎖合地與所述支承件（12）連接。本發(fā)明的突出之處在于，連接元件（20）形狀鎖合地與摩擦環(huán)（14）連接。
【專利說明】用于機動車的盤式制動器的制動盤
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種根據(jù)權(quán)利要求1的前序部分所述類型的用于機動車的盤式制動器的制動盤以及根據(jù)權(quán)利要求7所述的、用于制造這種制動盤的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]制動盤摩擦環(huán)傳統(tǒng)上在澆鑄工藝中一通常為砂型鑄造一由高碳灰鑄鐵制造。由于多種原因，灰鑄鐵是用于摩擦體的最優(yōu)材料。制動盤的支承件很久以來就在許多應(yīng)用中由鋁或鋁合金制造，以節(jié)省重量。在這種設(shè)計中，要特別注意摩擦環(huán)與制動盤固定鼓/制動盤轂(Bremsscheibentopf)之間的徑向活動性，以使在每次制動過程中在摩擦環(huán)中產(chǎn)生的熱機械應(yīng)力最小化。徑向自由度通過在機械加工中產(chǎn)生的配合間隙以及嵌入的連接元件而生成。由于方案所致，鑄造過程之間的昂貴的機械加工和所需的配合公差會引起高的制造成本。例如在EP 2 275 702 BI中公開了這種制動盤。
[0003]由DE 101 03 639 Al已知一種具有權(quán)利要求1前序部分所述全部特征的內(nèi)部通風(fēng)的制動盤。
[0004]按照DE 101 03 639 Al的教導(dǎo)，支承件和連接元件之間的連接(結(jié)構(gòu))設(shè)計為形狀鎖合的連接(結(jié)構(gòu))，而摩擦環(huán)和連接元件之間的固定以材料結(jié)合的方式進行，例如借助熔焊或釬焊。由于摩擦環(huán)和連接元件之間的材料結(jié)合的連接(結(jié)構(gòu))，所以在連接(結(jié)構(gòu))的質(zhì)量和位置方面僅能確保不令人滿意的(不利的)的固定。釬焊連接(結(jié)構(gòu))在溫度高于焊劑的熔化溫度時會松脫，并由此呈現(xiàn)為不確定的連接，而熔焊連接(結(jié)構(gòu))則在邊緣區(qū)域由于結(jié)構(gòu)變化而容易降低強度。
[0005]在制動時由于高的溫度影響而部分或全部松脫的材料結(jié)合的連接(結(jié)構(gòu))可能會使制動盤產(chǎn)生可逆的或不可逆的變形(軸向擺差、波紋度、不平衡)。這會促使摩擦環(huán)上發(fā)生不期望的不均勻的磨損，并導(dǎo)致所謂的“制動震顫”，這會降低駕駛舒適度。制動盤的余留下來的變形可能會導(dǎo)致整個制動系統(tǒng)不能用。
[0006]此外，因為形狀結(jié)合的連接(結(jié)構(gòu))眾所周知的突出之處在于具有良好的導(dǎo)熱性，所以會促使產(chǎn)生高的從摩擦環(huán)到連接元件的熱傳遞。這進而使得通過連接元件與支承件的接觸部位而向該支承件導(dǎo)入更多熱量。
[0007]由此所致的在接觸部位與支承件的其他部分之間的溫度差同樣會導(dǎo)致支承件的翹曲，這是因為該支承件的外部區(qū)域比內(nèi)部區(qū)域膨脹得更劇烈。因此會產(chǎn)生不期望的熱翹曲，該熱翹曲會使支承件在“波紋度”的意義上扭曲并導(dǎo)致軸向擺差，該軸向擺差會被傳遞至摩擦環(huán)。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0008]因此本發(fā)明的目的是，對根據(jù)權(quán)利要求1的前序部分所述類型的制動盤作如下改進:除了使該制動盤具有長的使用壽命外還能保證高的駕駛舒適度和高的安全性。
[0009]該目的通過權(quán)利要求1的特征部分的特征并結(jié)合其前序部分的特征而實現(xiàn)。[0010]從屬權(quán)利要求形成本發(fā)明有利的改進方案。
[0011]用于機動車的盤式制動器的制動盤以已知的方式方法包括罐形的支承件(即固定鼓)和摩擦環(huán)。其中，支承件和摩擦環(huán)通過多個在周向方向上分布的、在徑向方向上延伸的、被設(shè)計為單獨的構(gòu)件的連接元件在徑向方向(r)上看彼此固定連接。在固定鼓側(cè)，即，支承件與連接元件之間的連接部，該連接元件形狀鎖合地與支承件連接。
[0012]根據(jù)本發(fā)明，連接元件形狀鎖合地與摩擦環(huán)連接。
[0013]根據(jù)本發(fā)明的制動盤經(jīng)證明是特別有利的，這是因為現(xiàn)在基于形狀鎖合的連接確保了在質(zhì)量和位置方面確定的連接，其突出之處也在于更小的熱傳遞。也就是說，基于形狀鎖合連接，以有利的方法確保了即使在高的溫度下也具有令人滿意的緊固性，而此外無需擔(dān)心強度下降和/或熱傳遞變大。這樣的結(jié)果是，在制動時不會出現(xiàn)可逆的和/或不可逆的變形(軸向擺差、波紋度、不平衡)。由此防止了摩擦環(huán)的“震顫”，從而對駕駛舒適度和制動盤磨損產(chǎn)生積極的影響。
[0014]制動盤優(yōu)選為內(nèi)部通風(fēng)的制動盤，也即是說，摩擦環(huán)具有多個冷卻通道。
[0015]特別優(yōu)選的一種實施形式為:連接元件在其朝向支承件的端部區(qū)域和朝向摩擦環(huán)的端部區(qū)域具有凹部和/或凸出部，并且連接元件通過復(fù)合鑄造方式與支承件以及與摩擦環(huán)形狀鎖合地連接。凹部和/或凸出部的設(shè)置——例如以環(huán)繞的凹槽的形式——經(jīng)證明是有利的，因為可以在澆鑄過程中向該凹部注入材料用以在沒有徑向間隙的情況下產(chǎn)生形狀鎖合的連接。
[0016]根據(jù)本發(fā)明的一特別優(yōu)選的實施形式，該連接元件設(shè)計為空心體。連接元件作為管狀空心體的設(shè)計經(jīng)證明對于內(nèi)部通風(fēng)的制動盤是特別有利的，這是因為由此實現(xiàn)了向制動盤的冷卻通道中導(dǎo)入冷卻空氣。
[0017]根據(jù)本發(fā)明的另一實施形式，該連接元件由實心材料形成。經(jīng)證明，連接元件由實心材料形成的設(shè)計在制造技術(shù)方面是有利的，因為不需要對連接元件進行密封，進而實現(xiàn)了容易且價廉的制造。
[0018]該連接元件優(yōu)選設(shè)計為銷形，并具有圓形的或有棱角的橫截面。
[0019]本發(fā)明的目的還在于，給出一種用于制造機動車盤式制動器的制動盤的方法，該方法可價廉地制造制動盤。
[0020]該目的通過權(quán)利要求7所述特征實現(xiàn)。
[0021]所述用于制造盤式制動器的制動盤的方法包括以下工藝步驟:
[0022]-制造包括支承件和摩擦環(huán)的鑄模；
[0023]-制造型芯模；
[0024]-將連接元件放入到型芯模中；
[0025]-通過將填料填充到型芯模中而完成型芯；
[0026]-將具有連接元件的型芯放入鑄模中；
[0027]-澆鑄制動盤；
[0028]-冷卻制動盤；
[0029]-對制動盤進行后續(xù)切削加工。
[0030]因為根據(jù)本發(fā)明的方法，以復(fù)合鑄造工藝制造連接元件與摩擦環(huán)之間以及連接元件與支承件之間的在徑向方向上固定的、被設(shè)計為形狀鎖合結(jié)構(gòu)的連接部，所以確保了制動盤的價廉的制造方式，這是因為現(xiàn)在可取消其他在現(xiàn)有技術(shù)中必需的中間加工步驟，即，借助焊接產(chǎn)生材料結(jié)合的連接。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0031]本發(fā)明另外的優(yōu)點、特征和應(yīng)用可能由以下說明結(jié)合附圖中的實施例給出。
[0032]下面根據(jù)在附圖中示出的實施例詳細說明本發(fā)明。
[0033]在說明書、權(quán)利要求書以及附圖中，使用在下列附圖標(biāo)記列表中使用的術(shù)語和相對應(yīng)的附圖標(biāo)記。
[0034]圖中示出:
[0035]圖1示出根據(jù)本發(fā)明的制動盤的剖視圖；
[0036]圖2示出圖1中的制動盤沿A-A線的剖視圖；
[0037]圖3示出圖2中的制動盤沿B-B線的剖視圖；
[0038]圖4示出連接元件的放大圖。
[0039]附圖標(biāo)記列表:
[0040]10制動盤
[0041]12支承件
[0042]14摩擦環(huán)
[0043]14a摩擦環(huán)半體
[0044]14b摩擦環(huán)半體
[0045]16連接片
[0046]18冷卻通道
[0047]20連接元件
[0048]22凹陷部/凹槽
[0049]24環(huán)繞的凸出部
[0050]a軸向方向
[0051]r徑向方向
[0052]u周向方向
【具體實施方式】
[0053]圖1和圖2示出了整體用附圖標(biāo)記10表示的機動車制動盤。
[0054]該制動盤10具有罐形的支承件12以及摩擦環(huán)14。
[0055]如圖1所示，摩擦環(huán)14是通風(fēng)摩擦環(huán)，該摩擦環(huán)包括摩擦環(huán)半體14a和摩擦環(huán)半體14b，這兩個摩擦環(huán)半體通過連接片16相互連接，從而在摩擦環(huán)半體14a和摩擦環(huán)半體14b之間形成有冷卻通道18。
[0056]在本例中支承件12和摩擦環(huán)14以澆鑄工藝制造。支承件12由鋁合金制成，而摩擦環(huán)14由灰鑄鐵制成。
[0057]如還可從圖1和圖2看到的，支承件12和摩擦環(huán)14通過多個在周向方向u上分布布置的連接元件20彼此連接。
[0058]特別如圖1所示，摩擦環(huán)14通過連接元件20形狀鎖合地、即徑向固定地與支承件12連接。
[0059]根據(jù)如圖1所示的實施形式，該連接元件20設(shè)計為空心體形式并分別在其配屬于支承件12的端部區(qū)域和配屬于摩擦環(huán)14的端部區(qū)域具有一環(huán)繞的凹槽22。
[0060]連接元件20通過復(fù)合鑄造與支承件12以及摩擦環(huán)14連接。在澆鑄過程中，材料流入到環(huán)繞的凹槽22中，從而在連接元件20與支承件12之間以及在連接元件20與摩擦環(huán)14之間確保形狀鎖合的連接。
[0061]如由圖3可再次清楚看到的，在本例中連接元件20是空心體。由此確保冷卻空氣導(dǎo)入冷卻通道18中。
[0062]圖4示出了連接元件20的另一種實施形式:銷形的連接元件20在此由實心材料形成。在右側(cè)示出的連接元件分別在其端部區(qū)域具有環(huán)繞的凹槽22形式的凹陷部，而在左側(cè)示出的連接元件20分別在其端部區(qū)域設(shè)計有環(huán)繞的凸出部24。
【權(quán)利要求】
1.一種用于機動車盤式制動器的制動盤(10)，包括罐形的支承件(12)以及摩擦環(huán)(14)，其中，所述支承件(12)和摩擦環(huán)(14)通過多個在周向方向(U)上分布布置的、在徑向方向(r)上延伸的、設(shè)計成單獨的構(gòu)件的連接元件(20)在徑向方向(r)上固定地彼此連接，其中，所述連接元件(20)形狀鎖合地與所述支承件(12)連接，其特征在于，所述連接元件(20)形狀鎖合地與摩擦環(huán)(14)連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制動盤(10)，其特征在于，所述摩擦環(huán)(14)具有多個冷卻通道。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的內(nèi)部通風(fēng)的制動盤(10)，其特征在于，所述連接元件(20)在其朝向支承件(12)的端部區(qū)域和朝向摩擦環(huán)(14)的端部區(qū)域具有凹部和/或凸出部(22、24)并通過復(fù)合鑄造方式與支承件(12)以及與摩擦環(huán)(14)形狀鎖合地連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項所述的內(nèi)部通風(fēng)的制動盤(10)，其特征在于，所述連接元件(20)設(shè)計為空心體。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項所述的內(nèi)部通風(fēng)制動盤(10)，其特征在于，所述連接元件(20)由實心材料形成。
6.根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的制動盤(10)，其特征在于，所述連接元件設(shè)計為銷形，并具有圓形的或有棱角的橫截面。
7.用于制造根據(jù)權(quán)利要求1至6所述的、機動車盤式制動器的制動盤(10)的方法，包括以下步驟: -制造包括支承件(12)和摩擦環(huán)(14)的鑄模； -制造型芯模； -將連接元件(20)放入型芯模中； -通過向型芯模中填入填料而完成型芯； -將具有連接元件(20)的型芯放入鑄模中； -澆鑄制動盤(10)； -冷卻制動盤(10)； -對制動盤(10)進行后續(xù)的切削加工。
【文檔編號】F16D69/04GK103982577SQ201410045891
【公開日】2014年8月13日 申請日期:2014年2月8日 優(yōu)先權(quán)日:2013年2月8日
【發(fā)明者】C·薩米, R·貝克爾, V·波施 申請人:奧迪股份公司, 弗里茨溫特鑄造有限兩合公司