CN101122312B - 内部通风的盘式制动器 - Google Patents
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Abstract
内部通风的盘式制动器(1),具有由两个摩擦环(2,3)所组成的制动盘,这两个摩擦环通过肋条(4)以一定相互距离进行布置,并且在这两个摩擦环之间形成多个冷却空气通道(5),其中在摩擦环(2,3)之间设置有至少一个导热元件(6,11,13,18),其中所述两个摩擦环(2,3)和导热元件(6,11,13,18)如此地形成基本整体的成型体(7),使得所述导热元件(6,11,13,18)至少局部地铸入到成型体(7)内,其中导热元件(6,11,13,18)至少部分地伸入到制动盘的至少一个冷却空气通道(5)内;并且其中所述导热元件(6,11,13,18)基本上布置在成型体(7)的平行于摩擦环(2,3)而延伸的分界面(8)里。
Description
技术领域
本发明涉及一种内部通风的盘式制动器。
背景技术
对于盘式制动器,在制动过程中,通过制动块在制动盘的摩擦环里产生热量,为了盘式制动器的工作可靠性必须不断地将此热量导出。为了满足此目的,例如已公开了一些装置,在这些装置中,在匹配于冷却空气通道形状的成型体里设置有导热元件,该成型体此后在制动盘的制造过程之后,可以固定地装入到冷却空气通道之内。然而这种已知的装置结构很复杂,并且大多数只具有相对来说并不令人满意的导热性能。
发明内容
本发明的任务是提供一种内部通风的盘式制动器,它可以实现制动盘的散热的改善,同时实现一种简单而经济有利的结构形式。
此任务按照本发明提出一种内部通风的盘式制动器,具有由两个摩擦环所组成的制动盘,这两个摩擦环通过肋条以一定相互距离进行布置,并且在这两个摩擦环之间形成多个冷却空气通道,其中在摩擦环之间设置有至少一个导热元件,其中,所述两个摩擦环和导热元件如此地形成整体的成型体,使得所述导热元件至少局部地铸入到成型体内,其中所述导热元件布置在成型体的平行于摩擦环而延伸的分界面里,其中导热元件至少部分地伸入到制动盘的至少一个冷却空气通道内并构造成双壁的构件,其中所述导热元件包括两个主肋条,在所述主肋条之间设置有多个横撑。
本发明基于这样的认识:如果加大冷却空气通道的与空气接触的表面,那么就可以在现有通风量的情况下就可以加强制动盘的内部冷却。按照本发明,按以下方式来完成此项任务:在一种内部通风的盘式制动器的制造过程中,至少一个要铸入或者造型到制动盘里的导热元件被布置在构成制动盘的成型体里。按照本发明布置在成型体的分界面或者中间平面里的、并且至少局部地铸入到成型体里的导热元件,用于将摩擦环上所产生的摩擦热量传出或者传递至导热元件上,并从那里可以随冷空气被输出。导热元件可以有利地布置在成型体里,从而至少局部地伸入到制动盘的至少一个冷却空气通道里。然而如果导热元件这样地构造或者布置在成型体里,使得导热元件在制动盘的加工过程结束之后伸入到多个冷却空气通道里、或者伸入到在制动盘上所形成的全部冷却空气通道里,这被认为是尤其有利的。
由于提前将导热元件接入或者造型到成型体里,因此早在摩擦盘的铸入过程或者制造过程中,就可以实现一种带有导热元件的制动盘的特别简单和经济并且特别有效的实施方式。集成有导热元件的成型体在唯一的成型过程中进行制造,而不需要在导热元件自身上随后进行再加工。将导热元件布置在成型体的基本上平行于摩擦环的分界面里,其优点在于:导热元件在该位置上可以发挥很好的作用效果,因为冷却空气通道的与空气接触的表面由于此而被很有效地加大了。导热元件的径向尺寸根据肋条的径向尺寸或者根据冷却空气通道的径向尺寸而定。肋条和/或冷却空气通道本身具有什么样的构造在本发明的框架里不起什么作用,这是因为导热元件可以以几乎任意的型式和方式匹配于肋条和/或冷却空气通道。在此分界面的概念是指在用于制造成型体的模具中存在的模具分界面,它有利地同时是成型体的中心平面。在制造成型体时,可以将导热元件置入该分界面里,并在制造过程中固定在那里。
一种实施方式规定:导热元件具有优选为圆环形的横截面,并且基本上构造成盘状和/或板状的构件。这保证了特别简单并且特别有利的制造方法。
导热元件本身可以被构造成单壁的(einwandig)构件和/或双壁的(doppelwandig)构件。单壁的实施方式保证导热元件的制造很简单和经济有利,而双壁的实施方式则可以具有更好的导热系数。
优选规定:导热元件在冷却空气通道范围里可以具有材料突起部位(Materailerhebung)和/或材料成型部位(Materialausformung),其中材料突起部位和/或材料成型部位优选可以用冲压方法(Stanz-verfahren)、挤压方法(Pressverfahren)或压印方法(Praegeverfahren)制成。由此可以快递而简单地在导热元件上制造出许多材料突起部位和/或材料成型部位。然而也可以考虑将材料突起部位构造成单独的构件,它们例如可以事后与导热元件的外面焊接、钎焊和/或铆接起来。
材料突起部位优选构造成榫舌状(noppenartig)。然而也可以考虑将材料突起部位构造成轴颈状(zappfenartig)或销钉状(stiftartig)。相反材料成型部位可以构造成基本为连接片状(stegartig)或搭板状(laschenartig)。借助于这些材料突起部位和/或材料变型部位可以实现比光整构件还要更好的导热性能或者流动特性。
此外规定:导热元件至少在布置于摩擦环上的肋条的区域里设置有空隙(Ausnehmung)和/或穿孔(Durchbruch),以保证两个摩擦环能安全可靠地连接起来。
其中空隙和/或穿孔有利地在形状和数量上基本上匹配于设置在摩擦环上的肋条。
导热元件特别优选地由板材制成,尤其是由铝、钢、铜或者它们的含金所制成的板。由板所制成的导热元件具有重量的优点,可以经济有利地制成而且可以容易地进行加工。
一种特别优选的实施方式规定:导热元件具有比摩擦环或者成型体更高的导热性。
附图说明
在附图中示出了本发明的四种实施例,以下对它们详细加以说明。附图示出:
图1:一种集成有导热元件的内部通风的盘式制动器的示意图;
图2:按图1所示盘式制动器的轴向外面部分区域的侧视图;
图3:图1所示盘式制动器的径向剖面的部分;
图4:一种具有第二种实施方式的导热元件的盘式制动器的轴向外面部分区域的侧视图;
图5:一种具有第三种实施方式的导热元件的盘式制动器的轴向外面部分区域的侧视图;
图6:一种具有第四种实施方式的导热元件的盘式制动器的轴向外面部分区域的侧视图;
附图标记列表
1内部通风的盘式制动器
2摩擦环
3摩擦环
4肋条
5冷却空气通道
6导热元件
7成型体
8分界面
9外壁
10穿孔
11导热元件
12材料突起部位
13导热元件
14主肋条
15主肋条
16横撑
17材料成型部位
18导热元件
19材料成型部位
20外侧面
21材料成型部位
具体实施方式
图1所示的内部通风的盘式制动器1具有一个由第一和第二摩擦环2、3所组成的制动盘,其中摩擦环2、3与未示出的制动块以本身已知的方式共同作用。第一摩擦环2与第二摩擦环3通过多个肋条4相连,在这些肋条之间形成有许多冷却空气通道5。当制动盘在旋转方向R上旋转时,在肋条4之间产生气流,该气流将制动时在制动块和制动盘的摩擦环2、3之间所产生的摩擦热排出,这样就使盘式制动器1冷却。
为了加强制动盘内部冷却的通风量,或者说为了增大冷空气通道5的风冷表面,在制动盘里设置有导热元件6,其中导热元件6和摩擦环2、3或者制动盘构成一个基本上整体的成型体7。
导热元件6这样布置或铸入到成型体7里,使得导热元件6至少局部地伸入到制动盘的冷却空气通道5里,其中导热元件6基本平行于摩擦环2和3在成型体7的分界面或者中心平面8里延伸地进行布置。导热元件6具有基本为圆形的横截面,并且被构造成板状的构件,其中可以考虑由金属板或类似材料加工该板状的构件。也可以考虑构造出由多个单个零件所组成的导热元件,或者在制动盘里设置有多个相同的或不同的导热元件,其中导热元件的实施方式可以基本上匹配于在制动盘里延伸的冷却空气通道。构件的壁厚或者其轴向尺寸优选取决于冷却空气通道5的轴向尺寸。然而优选应这样构造导热元件6,使得在冷却空气通道5的外壁9和导热元件6的外侧之间保证有足够的流动特性。
导热元件6在肋条4部位具有空隙或者穿孔10,它们阻了肋条4在制造过程或者铸入过程中由于导热元件6而被分开,或者只是在摩擦环2和3之间造成不充分的形状配合连接。空隙或者穿孔10在形状和数目方面都匹配于设置在摩擦环2和3上的肋条4,或者匹配于用于在制造过程中生成肋条4的结构元素,并且一方面确保摩擦环2和3的材料配合的连接,另一方面确保在肋条4和导热元件6之间的形状配合的连接。
图2示出了根据图1的盘式制动器的轴向外侧部位的放大侧视图。在制动盘或者说在摩擦环2和3之间布置了导热元件6,其中可以见到:导热元件6平行于摩擦环2和3在成型体或者制动盘的分界面8内延伸。导热元件6构造成单壁的板状的构件,并在肋条4区域里具有穿孔10。导热元件6使得制动盘上出现的热量能够通过摩擦环2和3而传到导热元件6,并从那里又通过流过冷却空气通道5的冷风排出。
图3示出根据图1的制动盘或者盘式制动器1的径向剖面的局部示意图,处在导热元件6的部分圆周上。除了肋条4和冷却空气通道5之外还可以看到设置在肋条4的区域里的穿孔10。穿孔10这里构造成长孔,并且匹配于肋条4的走向或者结构构造。也可以考虑将穿孔和/或空隙例如构造成孔的形式。穿孔和/或空隙本身可以例如在导热元件里通过冲压、钻孔和/或铣削制成。
图4示出导热元件11的第二种实施方式。在这种实施方式中,导热元件11具有材料突起部位12,其中材料突起部位12构造成基本上为榫舌状,并布置在导热元件11的两个外侧面上。材料突起部位12可以只是分开地设置在导热元件11的径向外侧面上,或者两侧地、在冷却空气通道的整个区域里延伸地、分布在导热元件11的整个表面上地布置在导热元件11上。材料突起部位12这里构造成由导热元件11本身所制造出来的材料突起部位。例如可以考虑在冲压方法、挤压方法或压印方法中制造该材料突起部位12,其中也可以制成搭板12’。
图5示出导热元件13的第三种实施方式,其中导热元件13这里构造成多壁或者双壁的构件。导热元件13由两个主肋条14、15组成,在它们之间设置有许多横撑16。此外在导热元件13上设置有连接片状的材料成型部位17,其中材料成型部位17在冲压方法或挤压方法中从主肋条14和15成型出来。这里也可以考虑使材料成型部位17作为分开的构件事后与主肋条14和15连接。这种实施方式的优点在于:导热元件13通过双壁的结构型式和规定的材料成型部位具有相比于单壁的更好的导热性能或者流动特性。
图6所示的第四种实施方式的导热元件18又是单壁的构件。导热元件18具有搭板状的或者转角形结构形式的材料成型部位19。这些材料成型部位19此处用冲压方法和/或弯曲方法从板状的构件成型出,并设置成与导热元件18的外侧面基本成90°角度。此外在导热元件18上,在肋条4的区域里设置有材料成型部位21,其中这些成型部位确保更好地固定在成型体里。
借助于导热元件的各种不同实施方式,如在图1至6中所示那样,可以明显地加大内表面和提高在冷却空气通道里的、对于传热来说起决定作用的空气速度或者空气涡流,这影响到气流的边界层结构,并由此明显提高了在导热元件上的导热系数。这里所示的实施方式决不能认为是穷尽的,反而只是示出了具有集成的按照本发明的内部通风的盘式制动器的可能实施例。
Claims (9)
1.内部通风的盘式制动器(1),具有由两个摩擦环(2,3)所组成的制动盘,这两个摩擦环通过肋条(4)以一定相互距离进行布置,并且在这两个摩擦环之间形成多个冷却空气通道(5),其中在摩擦环(2,3)之间设置有至少一个导热元件(6,11,13,18),其特征在于,所述两个摩擦环(2,3)和导热元件(6,11,13,18)如此地形成整体的成型体(7),使得所述导热元件(6,11,13,18)至少局部地铸入到成型体(7)内,其中所述导热元件(6,11,13,18)布置在成型体(7)的平行于摩擦环(2,3)而延伸的分界面(8)里,其中导热元件(6,11,13,18)至少部分地伸入到制动盘的至少一个冷却空气通道(5)内并构造成双壁的构件,其中所述导热元件(6,11,13,18)包括两个主肋条(14,15),在所述主肋条之间设置有多个横撑(16)。
2.按权利要求1所述的盘式制动器,其特征在于,所述导热元件(6,11,13,18)具有圆环形的横截面,并且构造成盘状或板状的构件。
3.按权利要求1或2所述的盘式制动器,其特征在于,所述导热元件(6,11,13,18)在冷却空气通道(5)的区域里具有材料突起部位(12)和/或材料成型部位(17,19,21),其中材料突起部位(12)和/或材料成型部位(17,19,21)通过冲压方法、挤压方法或压印方法制成。
4.按权利要求3所述的盘式制动器,其特征在于,所述材料突起部位(12)构造成榫舌状、轴颈状或销钉状。
5.按权利要求3所述的盘式制动器,其特征在于,所述材料成型部位(17,19,21)构造成连接片状或搭板状。
6.按权利要求1或2所述的盘式制动器,其特征在于,所述导热元件(6,11,13,18)至少在布置于摩擦环(2,3)上的肋条(4)的区域内设置有穿孔(10)。
7.按权利要求6所述的盘式制动器,其特征在于,所述穿孔(10)在形状和数量上匹配于布置在摩擦环(2,3)上的肋条(4)。
8.按权利要求1或2所述的盘式制动器,其特征在于,所述导热元件(6,11,13,18)由板组成,该板是由铝、钢、铜或它们的合金所制成。
9.按权利要求1或2所述的盘式制动器,其特征在于,所述导热元件(6,11,13,18)具有比摩擦环(2,3)或者成型体(7)更高的导热能力。
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