CN102326009B - 机动车制动盘固定鼓 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于机动车盘式制动器的制动盘固定鼓，该盘式制动器具有一个或两个制动盘，该制动盘固定鼓具有用于对中地固定制动盘的装置和用于将冷却空气在径向方向上朝制动盘引导的装置，所述制动盘固定鼓在其圆周上具有空隙(10)，所述制动盘通过从其内直径朝内定向的对中和/或固定伸出部在轴向方向上在一侧的端面上被引导到制动盘固定鼓上并设置在制动盘固定鼓的对中突起上，所述制动盘借助在轴向方向上延伸的固定元件固定在制动盘固定鼓上。

Description

机动车制动盘固定鼓

技术领域

本发明涉及一种用于机动车的制动盘固定鼓。

背景技术

传统车轮及其支承装置的结构包括如下部件：车轮轴承、具有车轮安装法兰的轮毂和具有轮胎的轮辋。轮辋通过车轮螺栓固定于车轮安装法兰上，制动盘通过制动盘固定鼓夹紧于轮辋和车轮安装法兰之间。DE10132429A1中描述了一种这样的车轮支承装置。在此，最大制动盘摩擦半径由如下尺寸链：轮辋内径、制动钳桥的高度、摩擦片半高来决定。因而在大功率车辆中常常需使用较大的轮辋，以便安装必要的制动盘尺寸。

此外已知复合制动盘，具有由灰口铸铁构成的摩擦环并且与由轻金属构成的摩擦盘固定鼓连接。此外，DE10024819A1描述一种如此构成的制动盘，其中，摩擦环和固定鼓通过单独的元件如销、螺栓等组合起来。制动盘固定鼓在此具有底部和环绕的壁并且由铝合金制成。

具有双制动盘及其支承装置的车轮结构包括如下部件：车轮轴承、具有车轮安装法兰的轮毂和具有轮胎的轮辋。轮辋通过车轮螺栓固定于车轮安装法兰上，双制动盘通过制动盘固定鼓夹紧于轮辋和车轮安装法兰之间。DE102006052177A1描述了一种这样的车轮支承装置。

公开文件DE1800549公开了另一种双制动盘。各制动盘在此直接与轮毂连接并且在两个制动盘之间仅形成稍微通风的区域，这例如在持续负荷的情况下不利于制动盘冷却。

德国实用新型G8702630.9描述了一种具有设置的冷却装置的双制动盘的方案，该双制动盘用于轨道车辆的带有双盘式制动器的车轮组件。在此，每个制动盘通过轴线平行的臂21与固定环19一体地连接，固定环通过支承环13对中地保持于车轴上。空气可穿过各臂21之间流入制动盘之间的空间中。在该方案中，制动盘的构造极其复杂并且制造非常昂贵。此外，该结构不适合用于机动车。

发明内容

本发明的任务是提供一种用于机动车的具有单盘式制动器或双盘式制动器的车轮组件，该车轮组件具有制动盘固定鼓，该制动盘固定鼓构造成减轻重量的、支持制动盘的冷却，此外避免上述缺点。

按本发明，一种用于盘式制动器的制动盘固定鼓，其具有用于对中地固定至少一个制动盘的装置和用于将冷却空气在径向方向上朝制动盘引导、尤其是引导到两个制动盘之间的空间中的装置，所述制动盘固定鼓在其圆周上具有空隙，所述制动盘通过从其内直径朝内定向的对中和/或固定伸出部在轴向方向上在一侧的端面上被引导到制动盘固定鼓上并设置在制动盘固定鼓的对中突起上，所述制动盘借助在轴向方向上延伸的固定元件固定在制动盘固定鼓上。

构造为骨架的制动盘固定鼓的优点在于：冷却空气可在径向方向上从制动盘固定鼓沿制动盘流动，这有利于有效冷却制动盘和制动钳。此外，制动盘固定鼓可构造得较轻并具有花纹图案，这具有显著的重量优点并且不减小结构强度。如果制动盘固定鼓具有用于对中地、平行隔开地固定两个制动盘的装置，这几乎不对空气穿流两个制动盘之间的空间造成阻力，而是更加有利于穿流，因此有利于良好地冷却制动盘和制动钳。

在本发明的一种有利的方案中，制动盘固定鼓的特征在于，从制动盘看，制动盘固定鼓基本上在一个方向上延伸。骨架肋条或板条在此可垂直或倾斜于制动盘固定鼓的内直径延伸。

在一种具有两个平行隔开的制动盘的实施方式中，制动盘固定鼓基本上在两个制动盘之间延伸。

在另一种实施方案中，制动盘通过由其内直径向内定向的、尤其是六至十个的对中和/或固定伸出部在轴向方向上在一侧的端面上被引导到制动盘固定鼓上并设置在制动盘固定鼓的对中突起上，借助在轴向方向上延伸的固定元件尤其是螺栓和/或铆钉固定于制动盘固定鼓上。如果制动盘和制动盘固定鼓为彼此可分开的部件时，则每个部件可简单且价格低廉地制造。此外，制动盘可更换并且无须拆下整个车轮组件。在此有利的是，制动盘固定鼓使制动盘在径向方向和轴向方向上对中。当连接在此在摩擦环方向上移动，而并非在轴向方向上设置在制动盘固定鼓的外直径上时，可由此减少更多的重量。

在本发明的另一种优选实施方式中，所述制动盘固定鼓具有构成其圆周和其空隙的边框，边框由基本上V形的、尤其是以曲折形形状延伸的、相同或不同横截面的成型部构成。在双制动盘中，该成型部可基本上V形地从一个制动盘向另一个制动盘延伸。在两种情况下均可构造出结构上特别简单的制动盘固定鼓，同时边框的成型部中具有有利的应力分布。在边框成型部以曲折形形状从一个制动盘到另一个制动盘延伸时尤其如此。此外，可通过该结构吸收并且平衡制动盘摩擦环之间的反向振动。完全一般地说，通过将摩擦环指状地经由固定伸出部连接并且由此制动盘固定鼓吸收摩擦环中的变形并可以顺从所述变形，可减弱由热引起的轴向翘曲，即减弱伞状化。价格低廉的制造是可能的，例如以压铸方法进行并且在形状中不产生侧凹部。

有利的是，边框成型部可至少通过在径向方向上延伸的固定鼓盘来加固。边框成型部和/或固定鼓盘可由轻金属合金制成并且两者优选共同在一个工序中铸造。由此与灰口铸铁材料相比重量大大减轻并且与全外壳固定鼓相比重量还附加通过固定鼓的轻质结构方式减轻。为了形成满足负荷的结构，从边框到固定鼓盘的过渡区域可至少局部通过材料积聚来加强。

本发明的这样一种实施方式在制动盘安装时是特别简单的，即在轴向方向上处于外部的边框成型部上，尤其是在外侧的V底的尖端上对于一个制动盘在一侧构造制动盘对中装置和/或固定盘固定装置并且在另一侧构造固定鼓盘。在双制动盘的情况下，在轴向方向上处于外部的边框成型部上，尤其是在外侧的V底的尖端上构造制动盘对中装置和/或制动盘固定装置。

另一种有利的实施方式的特征是：边框的肋在空隙的区域中具有这样的横截面轮廓，其适合于通过其旋转将空气从制动盘固定鼓在径向方向上向外穿过空隙沿制动盘输送或输送到所述一个制动盘中或输送到两个制动盘之间。这样，所述一个制动盘或所述各制动盘被主动地供给用于冷却的空气，这特别是在缓慢的下山行驶时可更好地冷却制动盘。

一种对空气输送产生特别有利的影响的方案是：边框的肋在空隙的区域中具有这样的横截面轮廓，其具有锐角，在制动盘固定鼓的旋转方向上看，由于在横截面角部上采用的半径，该锐角的顶点位于横截面轮廓前方，尤其是位于制动盘固定鼓内直径的切线上，并且从顶点看，该锐角的边与制动盘固定鼓的旋转方向相反地定向。这样的方案在铸造技术方面特别简单，其中，肋的横截面轮廓基本上相应于平行四边形，其下方的锐角的顶点在制动盘固定鼓的旋转方向上处于前方尤其是基本上位于制动盘固定鼓的内直径上。为此还需要使边框的肋在空隙的区域中具有这样的横截面轮廓，其具有倒圆的角部、尤其是构造为铸造半径。

附图说明

接下来借助两个实施例进一步解释本发明。所有进一步描述的特征可能都是创新的。附图如下：

图1显示带有单制动盘的实施方式的按本发明的制动盘固定鼓的空间视图；

图2显示图1中卸去制动盘的本发明的制动盘固定鼓的两个视角的空间视图；

图3显示在制动盘固定鼓的个别肋的区域中的用于描述冷却空气流动的边框局部横截面图；

图4显示带有双制动盘的实施形式的本发明的制动盘固定鼓的空间视图；以及

图5显示图4中本发明的卸去制动盘的制动盘固定鼓。

具体实施方式

图1中所示的制动盘固定鼓1配置给未示出的、可围绕中央延伸的未示出的轴线被旋转驱动的轮毂。制动盘固定鼓根据骨架来构造。该形状首先用于借助于对制动盘2侧旁空间的穿流或借助于对制动盘2中的空间的穿流来使制动盘2和未示出的制动钳通风，所述制动盘固定于制动盘固定鼓1的端面上。由此应足以确保，制动盘2区域中的温度尽可能低并且尤其是冷却未示出的制动钳。

这样构造制动盘固定鼓1中的空隙10和与制动盘2连接的连接几何结构，使得不存在侧凹部并且由此可简单地通过两个相应的半型以铸造技术来制造制动盘固定鼓1。此外这样成型应力敏感的角部，使得材料中的由制动力矩的负载引起的应力最大程度地最小化。此外，这种轻质结构的特点是由骨架式结构方式的骨架结构引起的结构强度以及显著的重量减小，与常见的全外壳固定鼓相比减小约50％，这节约材料成本。

制动盘2通过铆钉3来连接，但这种连接也可通过螺纹连接或形锁合连接来实现。

制动盘2通过八个从其内直径径向向内定向的对中和固定伸出部13在轴向方向上在一侧的端面上被引导到制动盘固定鼓1上并设置于制动盘固定鼓1的对中突起11上，借助在轴向方向上延伸的铆钉3固定于制动盘固定鼓上。制动盘固定鼓1使制动盘2在径向方向和轴向方向上对中。

图2示出用于单盘式制动器的制动盘固定鼓1的两个空间视图，包括用于将冷却空气在径向方向上引导在制动盘2（图1）上的装置。为此，制动盘固定鼓1具有构成其圆周和其空隙10的边框15，该边框由基本上V形延伸的不同横截面的成型部构成。边框15的V形成型部从制动盘2沿轴向朝一个方向以曲折形形状延伸并且通过在径向方向上延伸的固定鼓盘17加固。在边框15的在轴向方向上处于外部的成型部上，在一侧的V底的尖端16上，在外侧构造制动盘对中和固定装置。在另一侧的V底的尖端16a上设置固定鼓盘17。边框15的成型部和固定鼓盘17由轻金属合金以压铸方法来制造。在此，从边框15到固定鼓盘17的过渡区域也可通过材料积聚来加强。

边框15上的用于引导冷却空气的装置通过边框的横截面轮廓来实现。如图3所示，为此，边框15的肋19在空隙10的区域中具有这样的横截面轮廓，其适合于通过其旋转（旋转方向6）将空气从制动盘固定鼓1在径向方向上向外（流动箭头7）穿过空隙10沿制动盘2（图1）输送和输送到制动盘中。该横截面轮廓具有锐角5，在制动盘固定鼓1的旋转方向6上看，由于在横截面角部上采用的半径21，该锐角的顶点5在横截面轮廓前方位于制动盘固定鼓内直径（箭头22）的切线9上，并且从顶点20看，该锐角的边23、24与制动片固定鼓1的旋转方向6相反地延伸。因此边框15的肋19在空隙10的区域中具有这样的横截面轮廓，其基本上相应于平行四边形，其下方的锐角5的顶点20在制动盘固定鼓1的旋转方向上1处于前面并且基本上位于制动盘固定鼓1的内直径（箭头22）上。

肋19以约45°的角度5倾斜于制动盘固定鼓内直径（箭头22）上的切线。由此有利于冷却空气（箭头7）在对应于向前行驶的旋转方向上（箭头6）从制动盘固定鼓内侧流入。

图4所示的制动盘固定鼓1a配置给未示出的、可围绕一用虚线示出的轴线4被旋转驱动的轮毂。该制动盘固定鼓根据骨架构造。该形状首先有利于通风，也就是说由此应足以确保穿流两个分别固定于制动盘固定鼓1a端面上的制动盘2a、2b之间的空间12，以便在制动盘2a、2b之间的区域中保持尽可能低的温度并且尤其是冷却未示出的制动钳。

这样构造制动盘固定鼓1a中的空隙和与制动盘2a、2b连接的连接几何结构，使得不产生侧凹部并且由此制动盘固定鼓1a可简单地通过两个相应的半型以铸造技术来制造。此外，这样成型应力敏感的角部，使得材料中的由制动力矩的负载引起的应力最大程度地最小化。由此这种结构也可平衡制动盘2a、2b之间的反向振动。此外，这种轻质结构方式的特点是由骨架式结构方式的骨架结构引起的结构强度以及显著的重量减小，与常见的全外壳固定鼓相比减小约50％，这节约材料成本。

制动盘2a、2b通过螺纹连接3来连接，但这种连接也可通过铆接或形锁合连接来实现。在此仅需对制动盘固定鼓1a中的螺孔1b（图5）进行机械精加工。

制动盘2a、2b通过八个从其内直径径向向内定向的对中和固定伸出部13在轴向方向上被引导到制动盘固定鼓1a的每一侧的端面上并设置于制动盘固定鼓1a的对中突起1c上，借助在轴向方向上延伸的螺栓3固定于制动盘固定鼓上。制动盘固定鼓1a使制动盘2a、2b在径向方向和轴向方向上对中。

图5示出用于双盘式制动器的制动盘固定鼓1a，其具有用于对中地、平行隔开地固定两个制动盘2a、2b的装置和用于将冷却空气在径向方向上引导到两个制动盘2a、2b（图4）之间的空间12中的装置。为此，制动盘固定鼓1a具有构成其圆周和其空隙10的边框15，该边框由基本上V形延伸的不同横截面的成型部构成。边框15的V形成型部从制动盘2a向制动盘2b以曲折形形状朝每个制动盘2a、2b延伸并且通过在径向方向上延伸的固定鼓盘17加固。在轴向方向上处于外部的边框轮廓上，在每一侧上在V底的尖端16上在外侧上构造有制动盘对中和固定装置。边框15和固定鼓盘17由轻金属合金以压铸方法制成。在此，从边框15到固定鼓盘17的过渡区域也可通过材料积聚来加强。

在边框15上的用于引导冷却空气的装置通过其横截面轮廓来实现。为此如图3所示，边框15的肋19在空隙10的区域中具有这样的横截面轮廓，其适合于通过其旋转（旋转方向6）将空气从制动盘固定鼓1在径向方向上向外（流动箭头7）穿过空隙10输送到制动盘2a、2b（图4）之间。横截面轮廓具有锐角5，在制动盘固定鼓1的旋转方向6上看，由于在横截面角部上采用的半径21，该锐角的顶点5在横截面轮廓前方位于制动盘固定鼓内直径（箭头22）的切线9上，并且从顶点20看，该锐角的边23、24与制动片固定鼓1a的旋转方向6相反地延伸。边框15的肋19在空隙10的区域中具有这样的横截面轮廓，其基本上相应于平行四边形，其下方的锐角5的顶点20沿制动盘固定鼓1的旋转方向上1向前并且基本上位于制动盘固定鼓1a的内直径（箭头22）上。

肋19以约45°的角度5倾斜于制动盘固定鼓内直径（箭头22）上的切线。由此有利于冷却空气（箭头7）在对应于向前行驶的旋转方向上（箭头6）从制动盘固定鼓内侧流入。

Claims (23)

1.用于盘式制动器的制动盘固定鼓（1、1a），所述制动盘固定鼓具有用于对中地固定至少一个制动盘（2、2a、2b）的装置和用于将冷却空气在径向方向上朝制动盘（2、2a、2b）引导的装置，所述制动盘固定鼓（1、1a）在其圆周上具有多个空隙（10），其特征在于，所述制动盘（2、2a、2b）通过从其内直径朝内定向的对中和/或固定伸出部（13）在轴向方向上在一侧的端面上被引导到制动盘固定鼓（1、1a）上并设置在制动盘固定鼓（1、1a）的对中突起（11、1c）上，所述制动盘借助在轴向方向上延伸的固定元件固定在制动盘固定鼓上。

2.根据权利要求1的制动盘固定鼓（1），其特征在于，从制动盘（2）看，所述制动盘固定鼓基本上在一个方向上延伸。

3.根据权利要求1的制动盘固定鼓（1a），其特征在于，在具有两个平行隔开的制动盘（2a、2b）的盘式制动器中，制动盘固定鼓基本上在这两个制动盘之间延伸，并且用于引导冷却空气的装置将冷却空气引导到两个制动盘（2a、2b）之间的空间（12）中。

4.根据权利要求1至3之一的制动盘固定鼓（1、1a），其特征在于，所述制动盘（2、2a、2b）具有六至十个对中和/或固定伸出部（13）。

5.根据权利要求1至3之一的制动盘固定鼓（1、1a），其特征在于，所述固定元件是螺栓和/或铆钉（3）。

6.根据权利要求1至3之一的制动盘固定鼓（1、1a），其特征在于，所述制动盘固定鼓（1、1a）使制动盘（2、2a、2b）在径向方向和轴向方向上对中。

7.根据权利要求1至3之一的制动盘固定鼓（1、1a），其特征在于，所述制动盘固定鼓具有边框（15），所述边框构成制动盘固定鼓的圆周和制动盘固定鼓的空隙（10），所述边框由基本上V形延伸的、相同或不同横截面的成型部构成。

8.根据权利要求7的制动盘固定鼓（1、1a），其特征在于，所述成型部以曲折形形状从一个制动盘（2a）向另一个制动盘（2b）延伸。

9.根据权利要求7的制动盘固定鼓（1、1a），其特征在于，所述边框（15）的成型部至少通过在径向方向上延伸的固定鼓盘（17）加固。

10.根据权利要求9的制动盘固定鼓（1），其特征在于，在轴向方向上处于外部的边框成型部上，在外侧上，在一侧构造制动盘对中装置和/或制动盘固定装置并且在另一侧构造固定鼓盘（17）。

11.根据权利要求10的制动盘固定鼓（1），其特征在于，在V底的尖端（16、16a）上，在外侧上，在一侧构造制动盘对中装置和/或制动盘固定装置并且在另一侧构造固定鼓盘（17）。

12.根据权利要求7的制动盘固定鼓（1a），其特征在于，在边框（15）的在轴向方向上处于外部的成型部上，构造制动盘对中装置和/或制动盘固定装置。

13.根据权利要求12的制动盘固定鼓（1a），其特征在于，在外侧的V底的尖端（16）上，构造制动盘对中装置和/或制动盘固定装置。

14.根据权利要求9的制动盘固定鼓（1、1a），其特征在于，所述边框（15）和/或固定鼓盘（17）由轻金属合金制成。

15.根据权利要求9的制动盘固定鼓（1、1a），其特征在于，所述边框（15）和/或固定鼓盘（17）通过铸造制成。

16.根据权利要求9的制动盘固定鼓（1、1a），其特征在于，从边框（15）到固定鼓盘（17）的过渡区域至少局部通过材料积聚来加强。

17.根据权利要求7的制动盘固定鼓（1、1a），其特征在于，所述边框（15）的肋（19）在空隙（10）的区域中具有如下的横截面轮廓，即：其适合于通过其旋转将空气从制动盘固定鼓（1、1a）在径向方向上向外穿过空隙（10）沿制动盘（2）输送或输送到一个制动盘（2）中或输送到各制动盘（2a、2b）之间。

18.根据权利要求7的制动盘固定鼓（1、1a），其特征在于，所述边框（15）的肋（19）在空隙（10）的区域中具有如下的横截面轮廓，即：其具有锐角（5），在制动盘固定鼓（1、1a）的旋转方向（6）上看，由于横截面角部上采用的半径（21），该锐角的顶点（20）位于横截面轮廓前方，并且从顶点（20）看，该锐角的边（23、24）与制动盘固定鼓（1、1a）的旋转方向（6）相反地延伸。

19.根据权利要求18的制动盘固定鼓（1、1a），其特征在于，所述锐角的顶点（20）位于制动盘固定鼓内直径（22）的切线（9）上。

20.根据权利要求7的制动盘固定鼓（1、1a），其特征在于，所述边框（15）的肋（19）在空隙（10）的区域中具有如下的横截面轮廓，即：其基本上相应于平行四边形，其下方的锐角（5）的顶点（20）在制动盘固定鼓（1、1a）的旋转方向（6）上处于前方。

21.根据权利要求20的制动盘固定鼓（1、1a），其特征在于，所述平行四边形的下方的锐角（5）的顶点（20）基本上位于制动盘固定鼓（1、1a）的内直径（22）上。

22.根据权利要求7的制动盘固定鼓（1、1a），其特征在于，所述边框（15）的肋（19）在空隙（10）的区域中具有如下的横截面轮廓，即：其具有倒圆的角部。

23.根据权利要求22的制动盘固定鼓（1、1a），其特征在于，所述倒圆的角部构造为铸造半径（21）。

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