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CN108474428A - 内部通风的制动盘 - Google Patents

内部通风的制动盘 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种用于盘式制动器的、内部通风的制动盘(1)，其包括两个彼此相邻设置的摩擦片(2'、2”)，各摩擦片通过径向延伸的、按规则设置的接片(1a)彼此连接，所述接片(1a)从各摩擦片(2'、2”)的外周边缘(15)延伸至内周边缘(14)并且各摩擦片通过所述接片(1a)连接，使得各摩擦片之间的中间空间形成可被冷却空气穿流的同样大的冷却通道(20)，所述冷却通道被另外的较短接片(1b)分开，使得在更靠近摩擦片(2'、2”)内周边缘(14)的径向区域中在所述接片(1a)之间居中设置至少一个较短接片(1b)，所述冷却通道(20)沿径向方向从所述较短接片(1b)向外指向地分为至少三个流动通道(1c'、1c”、1c”')，方式是，在每个冷却通道(20)中沿圆周方向与每个较短接片(1b)径向向外错开地设置两个第一另外的较短接片(1c)，其特征在于，朝向制动盘固定毂(3)指向的摩擦片(2')从每个所述较短接片(1b)起径向向内指向地延长并且在制动盘固定毂(3)凸缘(3b)的高度上沿轴向方向设有孔(21)，该孔用于容纳铆钉(5)，所述铆钉将摩擦片(2')固定在制动盘固定毂(3)上。

Description

内部通风的制动盘
技术领域
在制动过程中出现在车轮制动器摩擦元件上的摩擦热必须耗散到外部以保持制动效果并且避免车轮制动器损坏。否则在以高制动力反复制动时会出现制动效果下降、即所谓的制动衰减。这特别是在高速行驶和较长下坡行驶时是不希望的。
背景技术
防止制动器摩擦元件、尤其是制动盘和制动衬片的过热也十分重要。就此而言众所周知，例如通过将行驶风导向摩擦元件来附加地冷却车轮制动器的摩擦元件。
为了更好的散热，内部通风的制动盘设有位于两个摩擦表面之间的径向冷却通道或接片。在制动盘旋转时产生离心力，该离心力引起从轮毂通过径向冷却开口向外部的持续通风。这有利于散热。尽管结构宽度较大且重量较大，但这种制动盘结构已经普遍用于许多汽车。在此通常适用的是，径向设置的接片越长，气流的输送长度就越大并且冷却就越好。
此外，振动或弯曲的频率可通过接片的相应设置和设计有针对性地改变。因此，当接片的剪切刚度改变时，振动的频率以及因此相应产生的噪音水平也改变。
为了实现较低的频率、即较软的接片设计，接片应在径向方向上较短。为了实现更高的频率，接片应加厚并且因此具有更高刚度。
由DE102011084946A1描述了一种机动车的制动盘，制动盘中集成有冷却通道，以便通过其中流动的空气来冷却制动盘。在此，为此所需的接片从摩擦片的内部区域径向延伸至外部区域。此外，交替设置较短接片和较长接片。还描述了一种制动盘，其在制动盘固定毂和摩擦环之间具有如下连接，通过该连接在制动时在制动盘内产生尽可能小的应力。
发明内容
基于该现有技术，本发明的任务在于，提供一种内部通风的、包括摩擦环和制动盘固定毂的制动盘，该制动盘在加热和冷却方面是改进的解决方案。
所述任务通过权利要求1的特征来解决。本发明的其它实施方式由从属权利要求给出。
根据本发明提出一种用于盘式制动器的、内部通风的制动盘，其包括两个彼此相邻设置的摩擦片，各摩擦片通过径向延伸的、按规则设置的接片彼此连接，所述接片从各摩擦片的外周边缘延伸至内周边缘并且各摩擦片通过所述接片连接，使得各摩擦片之间的中间空间形成可被冷却空气穿流的同样大的冷却通道，所述冷却通道被另外的较短接片分开，使得在更靠近摩擦片内周边缘的径向区域中在所述接片之间居中设置至少一个较短接片，所述冷却通道沿径向方向从所述较短接片向外指向地分为至少三个流动通道，方式是，在每个冷却通道中沿圆周方向与每个较短接片径向向外错开地设置两个第一另外的较短接片，其特征在于，朝向制动盘固定毂指向的摩擦片从每个所述较短接片起径向向内指向地延长并且在制动盘固定毂凸缘的高度上沿轴向方向设有孔，该孔用于容纳铆钉，所述铆钉将摩擦片固定在制动盘固定毂上。
摩擦片之间的冷却通道的这种设置和设计产生大的肋条密度。肋条密度越大，冷却表面就越大并且出现的温度峰值就可被更好地补偿，这优化了制动盘的冷却。增加用于冷却制动盘的表面的冷却通道设置因此有利地提高了冷却效率。增加用于冷却制动盘的表面的冷却通道设置因此有利地提高了冷却效率。所提出的、通过沿轴向方向穿过一个摩擦片的铆钉将摩擦片连接到制动盘固定毂上的优点在于：相互连接的、由在热作用下不同程度膨胀的材料制成的各制动盘构件(如在固定连接的制动盘和制动盘固定毂中)尽可能少地相互影响。
在本发明的另一种有利实施方式中，所述制动盘固定毂凸缘中的用于容纳铆钉的、与摩擦片中的用于容纳铆钉的孔相对应的孔在其远离摩擦片指向的端部上具有用于至少部分容纳铆钉的铆钉头的平面凹部。这具有以下优点：铆钉头和制动盘固定毂凸缘构成大致平坦的表面并且因此可减少污物附着以及制动衬片磨损。
本发明的一种有利实施方式规定，在冷却通道内所述较短接片到所述两个第一另外的较短接片的径向距离形成不含接片的圆环带，该圆环带圆心位于制动盘中心，该圆环带仅被所述接片中断。有利的是，由此可非常有利地减少接片下风侧的流动分离并且因此增加气流的表面利用率。此外有利的是，接片的径向外端部位于制动盘外周边缘附近的同一圆周上。这也适用于接片的径向内端部，其优选位于制动盘内周边缘附近的同一圆周上。
本发明的其它优选实施方式的特征在于，朝向制动盘固定毂的摩擦片具有用于支承制动盘固定毂凸缘的、轴向指向的凹部。当凹部的内径大于凸缘的外径，从而摩擦片相对于制动盘固定毂仅通过铆钉对中时，产生以下优点：在制动盘固定毂尽可能最好地可加工地支承在摩擦片上时，可在两个部件之间提供对中的铆钉连接，该铆钉连接一方面能够实现传递高的制动力并且另一方面在从摩擦片向制动盘固定毂的传热方面实现了最佳的隔绝效果并且同时确保大的变形自由度。此外有利的是，该凹部完全容纳制动盘固定毂的凸缘和/或制动盘固定毂凸缘的平面凹部完全容纳铆钉的铆钉头。
有利的是，摩擦片表面向内、即直至制动盘固定毂周面的延伸部构造成大致平面的，这加大了污物附着到和水侵入到制动盘固定毂和摩擦片的连接部中的难度。
附图说明
在附图中示出本发明制动盘的优选实施例。所有进一步描述的特征可对于本发明而言是重要的。附图如下：
图1以看向制动盘固定毂的空间图示出根据本发明的制动盘；
图2以放大的局部剖视图(剖面包括旋转轴线)示出相对于图1围绕位于图平面中的垂直轴线旋转了的、在摩擦片于制动盘固定毂上的固定部位区域中的、根据图1的制动盘；
图3示出图2中的铆钉的进一步放大且旋转了180度角的局部视图；
图4示出制动盘固定毂侧面的俯视图；以及
图5示出相对于图4旋转了180度的制动盘后侧的局部俯视图，在此通过摩擦片的局部断裂显示示出两个摩擦片通过接片的连接。
具体实施方式
在附图中所示的制动盘1包括制动盘固定毂3和摩擦环2并且设置用于安装在未示出的轮毂上，以便与轮毂一起在运行中围绕旋转轴线D旋转。一件式的内部冷却并且由铸铁制成的摩擦环2包括两个摩擦片2'、2”，这两个摩擦片具有位于它们之间且将它们相互连接的冷却空气导向接片2”'。沿轴向方向、即沿旋转轴线D方向看更靠近制动盘固定毂3的环形摩擦片2'沿径向方向R(相对于旋转轴线D)看借助所谓的固定突出部9比沿轴向方向更远离制动盘固定毂3的另一摩擦片2”更进一步以一定程度朝向旋转轴线D延伸。
在摩擦片2'的所述固定突出部9和从制动盘固定毂3的相对于旋转轴线D呈圆柱形的周面3a的自由端部沿径向方向R向外突出的凸缘3b之间的重叠区域中，制动盘固定毂3借助沿轴向方向延伸的铆钉5与摩擦片2'并因此与摩擦环2连接。在这个意义上在当前(和尤其是在背景技术中)涉及制动盘固定毂3与摩擦环2之间的连接。
在制动盘固定毂3周面3a中以及也在制动盘固定毂3底部3c的少量圆周中均匀地在制动盘固定毂的圆周上分布地设有缺口7，铆钉5伸入这些缺口中、即铆钉5至少部分安置于这些缺口中。每个所述缺口7(所述缺口也构成壁厚减小的区段7)沿轴线方向围绕分别相配的相同指向的铆钉5延伸并且用于在安装、即在将制动盘固定毂3与摩擦环2连接时如可见那样沿轴向方向部分地容纳铆钉或安装铆钉5。在此，缺口7具有大致半圆柱体形状并且在铸造或锻造期间成形到制动盘固定毂3的周面3a中，使得该周面3a在缺口7区域中虽然被减弱，但在内部、即从旋转轴线D看仍形成封闭的壁。当然，在制动盘固定毂3的凸缘3中也设有以孔形式的穿透口，其在一定程度上作为缺口7的延续部，铆钉5穿过所述穿透口。因此，铆钉5基于所述缺口7可更靠近旋转轴线D设置。
图5示出在制动盘1摩擦片2'的内侧上沿圆周方向在其圆环形表面上按几何规则重复的接片组合，其包括内部通风制动盘1的接片1a和较短接片1b、1c。摩擦环2的各摩擦片2'、2”通过接片1a和较短接片1b、1c彼此连接，接片1a同时限定冷却通道20，冷却通道沿圆周方向在摩擦片2'、2”的圆环形表面上同样按几何规则重复。冷却通道20分别从在接片1a起点处的摩擦片2'、2”内周边缘14延伸至制动盘1摩擦片2'、2”的外周边缘15。
沿圆周方向在摩擦片2'、2”内的在相应同样长的接片1a之间的每个冷却通道20中居中地相应延伸有短接片1b，所述短接片从摩擦片2'、2”内周边缘14附近朝向其外周边缘15方向延伸至摩擦片2'、2”的第一直径12。从该第一直径起，两个在冷却通道20内沿圆周方向与所述短接片1b错开的第一另外的短接片1c(一个向左错开、另一个向右错开)沿径向进一步向外延伸至外周边缘15。所述第一另外的短接片1c将冷却通道20沿径向方向从较短接片1b向外指向地分为三个流动通道1c'、1c”、1c”'。所有接片1a、1b、1c具有大致相同的接片宽度并且在前侧和后侧倒圆。在此，相应接片1a、1c的径向外侧端部位于制动盘1外周边缘15附近的同一圆周上并且相应接片1a的径向内侧端部位于制动盘内周边缘14附近的同一圆周上。此外，从每个较短接片1b起，朝向制动盘固定毂3指向的摩擦片2'径向向内指向地延长并且在制动盘固定毂3凸缘3b的高度上沿轴向方向设有孔21，该孔用于容纳铆钉5，铆钉将摩擦片2'固定在制动盘固定毂3上。所有铆钉5的墩头5””位于摩擦片2'固定突出部9的可见侧上，而铆钉5的铆钉头5”完全沉入制动盘固定毂3凸缘3的平面凹部23中，如图2所示。朝向制动盘固定毂3指向的摩擦片2'也具有轴向指向的、用于支承制动盘固定毂3凸缘3b的凹部27，该凹部的内径大于凸缘3b的外径，从而摩擦片2'和制动盘固定毂3彼此仅借助铆钉5对中。
图3示出铆钉5的局部视图，该铆钉构造为具有铆钉头5”和铆钉杆5'的5mm x 13mm半空心铆钉。铆钉杆5'朝向铆钉头5”以增大的直径锥形地构造。铆钉头5”具有朝向铆钉杆5'指向的底切，从而以双向箭头F表示的角度约为88度。铆钉杆5'的锥体5”'和铆钉头5”的底切之间的半径R值不固定并且取决于制造。锥体5”'具有至少1.5mm且至多4mm的长度，锥体5”'在铆钉头5”处的直径为5.33mm。实验已表明，这种铆钉几何形状在安装铆钉5期间在铆钉的自对中方面具有100％承载比的有利承载曲线图，这实现了最佳的对中和力传递。此外，锥形的铆钉杆5'和铆钉头5”的底切实现了铆接连接的完美密封并且因此防止腐蚀介质。

Claims (7)

1.用于盘式制动器的、内部通风的制动盘(1)，包括两个彼此相邻设置的摩擦片(2'、2”)，各摩擦片通过径向延伸的、按规则设置的接片(1a)彼此连接，所述接片(1a)从各摩擦片(2'、2”)的外周边缘(15)延伸至内周边缘(14)并且各摩擦片通过所述接片(1a)连接，使得各摩擦片之间的中间空间形成可被冷却空气穿流的同样大的冷却通道(20)，所述冷却通道被另外的较短接片(1b、1c)分开，使得在更靠近摩擦片(2'、2”)内周边缘(14)的径向区域中在所述接片(1a)之间居中设置至少一个较短接片(1b)，所述冷却通道(20)沿径向方向从所述较短接片(1b)向外指向地分为至少三个流动通道(1c'、1c”、1c”')，方式是，在每个冷却通道(20)中沿圆周方向与每个较短接片(1b)径向向外错开地设置两个第一另外的较短接片(1c)，其特征在于，朝向制动盘固定毂(3)指向的摩擦片(2')从每个所述较短接片(1b)起径向向内指向地延长并且在制动盘固定毂(3)凸缘(3b)的高度上沿轴向方向设有孔(21)，该孔用于容纳铆钉(5)，所述铆钉将摩擦片(2')固定在制动盘固定毂(3)上。
2.根据权利要求1所述的内部通风的制动盘(1)，其特征在于，所述制动盘固定毂(3)凸缘(3b)中的用于容纳铆钉(5)的、与用于容纳铆钉(5)的所述孔(21)相对应的孔(22)在其远离摩擦片(2')指向的端部上具有用于至少部分容纳铆钉(5)的铆钉头(5”)的平面凹部(23)。
3.根据权利要求1或2所述的内部通风的制动盘(1)，其特征在于，在冷却通道(20)内所述较短接片(1b)到所述两个第一另外的较短接片(1c)的径向距离形成不含较短接片(1b、1c)的圆环带(12)，该圆环带的圆心位于制动盘(1)中心，该圆环带仅被所述接片(1a)中断。
4.根据权利要求1至3之一所述的内部通风的制动盘(1)，其特征在于，所述朝向制动盘固定毂(3)指向的摩擦片(2')具有用于支承制动盘固定毂(3)凸缘(3b)的轴向指向的凹部(27)。
5.根据权利要求4所述的内部通风的制动盘(1)，其特征在于，所述凹部(27)的内径大于凸缘(3b)的外径，从而摩擦片(2')相对于制动盘固定毂(3)仅借助铆钉(5)彼此对中。
6.根据权利要求4或5所述的内部通风的制动盘(1)，其特征在于，所述凹部(27)完全容纳制动盘固定毂(3)的凸缘(3b)。
7.根据权利要求1至6之一所述的内部通风的制动盘(1)，其特征在于，所述制动盘固定毂(3)凸缘(3b)的平面凹部(23)完全容纳铆钉(5)的铆钉头(5”)。
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