CN102575735B - 通风制动盘 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种旋转轴线X-X的制动盘(1)，该制动盘包括支撑架(2)、制动带(3)、至少一个驱动件(32)，所述制动带包括通过限定用于制动带(3)的通风通道(28)的多个连接件(24)而连接的两个凸缘(20、22)，所述至少一个驱动件能够将支撑架(2)和制动带(3)互相连接。所述连接件(24)具有在与旋转轴线(X-X)平行的轴向方向上可变的抵抗区段。

Description

通风制动盘
本发明涉及用于车辆、特别是用于机动车辆的制动盘(brakedisc)。
一般而言，制动器(特别是制动盘)能够使车辆减速和/或停止，借助制动盘与衬垫之间的摩擦将动能转换成热能。为此原因，为了保持有效的制动，重要的是不使制动盘和衬垫过热。因此重要的是实现有效地将热量扩散至环境中。
为此目的，已知制动盘包括一对并排设置的凸缘，所述凸缘随之包括外部摩擦表面和内部通风通道。
所述凸缘通过连接件(其可为插销或榫舌(tongue))互相连接。优选地，连接件的形状构造为使得形成内部通风通道以冷却制动盘。
制动盘包括用于所述制动带的支撑架，该支撑架预定为耦接至车辆的轮毂，并通过驱动件连接至制动带。
现有技术的此类制动盘不是没有缺陷。
实际上已经注意到，由现有技术的制动盘实现的制动盘的通风并不理想，且由此实现的散热也不完全有效。
此类散热效率的不足实质上是由于确定和界定内部通风通道的连接件的宽度和形状引起的：该连接件不容许实现最优的空气流动。
实际上，连接件具有界定通风通道的功能以及将凸缘机械地彼此连接的功能。为了保证凸缘之间的足够的抵抗区段(resistantsection)或连接，这种连接件相对于制动带具有很大的总体尺寸。
然而连接件的抵抗区段的增加会使通风通道的区段降低以及使制动盘的质量和回转效应(gyroscopiceffect)增加。
现有技术的解决方案不允许同时优化通风效率以及降低制动盘质量。
本发明的目的在于设计并获得克服关于现有技术所具有的缺点的制动盘。
特别的是，本发明的任务是获得保证通风并因此保证理想的散热的制动盘，并同时使制动盘本身的质量降低。
该目的和该任务通过根据所附的独立权利要求的制动盘来实现。
从以下给出的参照附图对本发明的优选实施方式的非限制实例的描述中，根据本发明的制动盘的其他特点和优点将会很清晰，附图中：
-图1-图3示出了根据本发明的一些实施方式的制动盘的横区段图；
-图4示出沿图1中的区段IV-IV的图1中的制动盘的局部横区段图；
-图5示出了沿图4中的区段V-V的图1中的制动盘的横区段图；
-图6示出了沿图4中的区段VI-VI的图1中的制动盘的横区段图；
-图7示出了沿图4中的区段VII-VII的图1中的制动盘的横区段图；
-图8-图10示出了根据本发明的其他实施方式的制动盘的横区段图；
-图11示出沿图8中的区段XI-XI的图8中的制动盘的局部横区段图；
-图12示出沿图8中的区段XII-XII的图8中的制动盘的横区段图；
-图13示出沿图8中的区段XIII-XIII的图8中的制动盘的横区段图。
参照前述图，参考标号1总体上表示根据本发明的制动盘。
根据本发明的制动盘1包括共享旋转轴线X的两个部件。第一内部件(支撑架2)设计成耦接至车辆的轮毂，而剩余的外围部件(制动带3)设计成与制动盘的跨过制动盘1的可关联卡钳(calliper)配合操作，以对车辆施加制动作用。
支撑架2包括中央部5和外围环形部6，所述中央部设计成例如以常规方式耦接至车辆的轮毂，所述外围环形部设计成例如在基本平行于制动盘的旋转轴线X-X的方向上伸出并突出到中央部5之外。
支撑架2包括在外围环形部6内制成的径向座8。
制动带3包括具有预定厚度S和高度H的环形盘，所述环形盘由支撑架2的外围环形部6同轴地支撑。制动带3设计成与制动盘的卡钳配合操作，以对车辆施加制动作用。
制动带3以其本身已知的方式为通风类型的。通风带3包括通过多个连接件24连接的两个凸缘20和22。连接件24限定经过制动带3的用于冷却空气流过的通风通道28。
如以下进一步所描述的，制动盘1包括至少一个驱动件32，所述驱动件能够将支撑架2和制动带3互相连接，以便将通过制动带3和卡钳交换的制动力传递至轮毂。
关于制动盘1及其旋转轴线X-X：
-“轴向”被定义为与所述轴线X平行的任何方向；
-“径向”被定义为与轴线X垂直并与其相关的任何方向，以及
-“周向”或“切向”是指中心在所述轴线X上且位于所述轴线的法向面上的任何圆周的方向，或该周线的切线的方向。
制动带3为通过内部径向圆周或轮缘Ci以及通过外部径向圆周或轮缘Ce界定的圆形冠。
连接件24优选地沿制动带3的圆形冠以列或行36设置。
每行36的连接件24从面向制动带3的外部径向轮缘Ce的外部径向末端(extremity)40延伸至面向制动带3的内部径向轮缘Ci的内部径向末端44。
根据一个实施方式，一个行36’、36”的内部径向末端44位于和直接与内部径向轮缘Ci的侧面相邻的径向行36”、36”’的外部径向末端40相同的圆周上。
有利的是，连接件24具有在与旋转轴线X-X平行的轴向方向上可变的抵抗区段，相对于与通风通道28内的气流方向基本平行的区域来测量所述抵抗区段。
连接件24具有中间抵抗区段48，相对于与制动带3的通风通道28内的气流方向基本平行的区域来测量所述中间抵抗区段。
连接件24在各个凸缘20、22的内侧向面70、72上具有连接抵抗区段60、62，相对于与制动带3的通风通道28内的气流方向基本平行的区域来测量所述连接抵抗区段60、62。
根据一个实施方式，连接件24的抵抗区段从中间抵抗区段48朝向各个连接抵抗区段60、62逐渐增加。
根据另一个实施方式，抵抗区段具有带有恒定中间抵抗区段的中央区段，当所述抵抗区段朝向各个连接抵抗区段60、62移动时，该抵抗区段逐渐增加。
优选地，连接件24在中间抵抗区段48具有最小横截面，且关于制动盘1的中心线平面52对称。
根据一个实施方式，连接件24具有主要径向延伸部，所述径向延伸部穿过制动盘1的旋转轴线X-X，且该连接件24的抵抗区段在连接件24的侧向面76处增加，所述侧向面位于与所述连接件自身的主要径向延伸部相对的侧面上。
根据优选的实施方式，连接件24的抵抗区段在连接件自身的径向中心线84处具有最大切向厚度80。在垂直于轴向方向和径向方向的切向方向上测量所述切向厚度80。
采用径向中心线来表示连接件24的外部径向末端40与内部径向末端44之间的中间距离。
优选地，在连接抵抗区段60、62处，连接件24包括达至各个凸缘20、22的周长附接区段88。
所述周长附接区段88仅与连接至各个凸缘20、22的抵抗区段相关：换言之，周长附接区段88构成连接件的抵抗区段的进一步的且独立的增加，并局限在凸缘的附接区段上。
根据一个实施方式，连接件24包括至少一个延伸部92，所述延伸部在连接件24的内部或外部径向末端40、44处径向延伸，所述延伸部92增加连接件24的抵抗区段。
优选地，所述延伸部92从凸缘20、22的至少一个内侧向面70、72轴向延伸，直至连接件24的中间抵抗区段48，以便径向地减小连接件24的从内侧向面70、72朝向制动盘1的中心线52移动的抵抗区段。
优选地，延伸部92关于制动盘1的中心线平面52对称。
根据一个实施方式，凸缘20、22包括连接件24的三个行36，分别为挨着凸缘20、22的外部径向轮缘Ce的径向外部行36’，挨着凸缘20、22的内部径向轮缘Ci的径向内部行36”’，径向位于所述外部与内部行36’、36”’之间的中间行36”，所述行36’、36”、36”’成角度地摩擦(brush)凸缘20、22的整个圆周。
根据一个实施方式，径向外部行36’包括第一和第二连接件24’、24”，第一连接件24’具有主要径向延伸部，且第二连接件24”具有比第一连接件24’的径向延伸部小或者为第一连接件24’的径向延伸部的一半的径向延伸部(图4、5)。
根据另一个实施方式，所述第二连接件24”为具有圆形横截面的销(图11、12)。
优选地，第一连接件24’包括在内部径向末端44处的延伸部92。
根据一个实施方式，径向中间行36”包括与内部径向末端44处的延伸部92配合的中间连接件96。
优选地，中间连接件96成角度地对准径向外部行36’的第二连接件24”。
采用术语成角度的对准是表示连接件24位于与制动盘1的旋转轴线X-X相隔不同径向距离的位置处，并沿着穿过所述旋转轴线X-X的相同半径基本对准。
根据另一个实施方式，径向中间行36”的连接件24位于制动带3的包括驱动件32的有角度扇区(angularsector)内，并且所述连接件与外部径向末端40处的径向延伸部92配合，且在相应的内部径向末端44上没有径向延伸部92。
采用术语有角度扇区来表示制动带3的由穿过旋转轴线X-X的一对半径成角度地界定的部分；在适当的情况中，短语“包括驱动件32的有角度扇区”是指由至少与所述驱动件32的切向末端相切的一对半径界定的有角度扇区。
根据一个实施方式(图4-图5)，径向内部行36”’包括成角度地位于两个连续的驱动件32之间的三个内部连接件100的组；优选地，与所述连续的驱动件32相邻的两个内部连接件100与相应的外部径向末端40上的径向延伸部92配合。
优选地，内部连接件100成角度地对准径向外部行36’的第一连接件24’。
根据另一个实施方式(图11-图12)，径向中间行36”依次包括第一、第二和第三内部行104、106、108，所述内部行彼此成角度地交错，其中第一内部行104和第三内部行108成角度地对准外部行36’的第二连接件24”，而第二内部行106成角度地对准外部行36’的第一连接件24’。
优选地，第一内部行104的中间连接件96包括在内部径向末端44上的延伸部92，且第三内部行108的中间连接件96包括在外部径向末端40上的直接面对第一内部行104的延伸部92的延伸部92。
根据一个实施方式，第二内部行106的中间连接件96包括在内部径向末端44上的延伸部92。
根据一个实施方式(图11-图12)，径向内部行36”’包括成角度地位于两个连续的驱动件32之间的四个内部连接件100的组；优选地，与所述连续的驱动件32相邻的两个内部连接件100与相应的外部径向末端40上的径向延伸部92配合。
优选地，与所述连续的驱动件32相邻的内部连接件100成角度地对准径向外部行36’的第二连接件24”。
根据一个实施方式，不面对连续驱动件32的内部连接件100成角度地对准径向外部行36’的第一连接件24’。
如上所述，制动盘1包括设计为将制动带3结合至支撑架2的驱动件32。该驱动件32优选与制动带3制成为一体的。
驱动件32至少部分容纳在制成于支撑架2的径向轮缘内的专用径向座8内。
驱动件32包括通过底部116并通过突出部120在相对端处界定的驱动本体112。
有利的是，驱动本体112具有比封闭在凸缘20、22之间的通风通道的轴向尺寸小的轴向尺寸。
突出部120设计成插入制成于支撑架2内的专用轴向座8内，而底部116优选以一体件形式在驱动件32和制动带3之间形成机械耦接。
根据本发明的一个实施方式，突出部120容纳在座8内，从而在切向方向和轴向方向上被约束，同时可在径向方向上自由滑动。
例如，驱动件32包括具有棱形突出部形状的突出部120，该突出部具有基本上为四边形的横截面，适合至少部分地容纳在座8内，以在旋转时将制动带3耦接至支撑架2。
突出部120与座8的耦接不是干涉耦接(interferencecoupling)，而是提供一些游隙(play)，即使非常有限：因此各个座8内的各个突出部120的径向移动不受任何阻碍。
安置在相应的座8的壁上的突出部120能够将来自带3的制动扭矩传递至支撑架2。
尤其是，底部116用于将驱动件32锚定至制动带3并引导由摩擦而施加在两个凸缘20和22上的制动力，以便将制动力传递至突出部120，然后将制动力传递至支撑架2。
根据本发明的驱动件32的底部116为特定的Y或T形。
特别的是，挨着底部116(驱动件32在此处与制动带3接合)，所述驱动件分叉成为一对分支124，每个分支牢固地连接至制动带3的相对凸缘20、22。
所述分支124优选地关于制动盘1的中心线平面52对称。
如可从上述描述所看到的，根据本发明的制动盘能够克服关于现有技术的制动盘所提到的缺陷。
有利的是，连接件的形状能够确保凸缘之间的坚实结构连接，同时限制了制动带的质量和回转效应。
而且，连接件的较宽形状建立了在局部具有聚合和分散趋势(progress)的通风通道，该通风通道扩大了通风，并因此增大了对凸缘的冷却。
提供在连接件的径向末端上的径向延伸部有助于促进将空气导入通风通道，直至空气排出到制动带的外部圆周上。
与驱动件接合在单个凸缘上的其他已知的解决方案相比，驱动件接合在两个凸缘上的事实有助于实现显著的结构优势。
事实上，接合在两个凸缘上的事实使驱动件能够聚集通过制动力在各个凸缘上产生的力，而无需经由连接件将该力从一个凸缘传递至另一个凸缘。
这样，从结构的角度来看，连接件可以调整(scale)成主要抵抗在制动动作期间由卡钳所施加的唯一压缩力。从结构的角度来看，在根据本发明的制动盘中，连接件基本上无需传递其他力。
从流体动力学的角度来看，应注意，驱动件的特定形状使得能够实现到达所有通风通道内的空气循环的自由通路。
该解决方案比其他已知的解决方案更优越，在已知的解决方案中，单个驱动件延伸以使其底部变为连接件(销或榫舌))。实际上，在这种类型的已知解决方案中，对结构调配(structuralorder)和流体动力的要求是冲突的。然而，关于驱动件，根据本发明的解决方案能有利地使结构功能与流体动力功能分开。
此外，根据本发明的制动盘容许在连接件之间径向滑动，并因此允许制动带与支撑架之间的径向滑动。因此，由制动盘的发热造成的任何热膨胀都不会转化成制动带与制动盘的旋转轴线之间的垂直损失。
在保持在由以下权利要求所限定的本发明的保护范围内的情况下，本技术领域的技术人员可进行修改、调整并利用与上述制动盘的实施方式功能等同的其他构件来替换构件，以便满足可能的要求。

Claims (23)

1.一种具有旋转轴线的制动盘，包括
-支撑架，设计成耦接至车辆的轮毂；
-制动带，设计成与制动盘卡钳配合操作，所述制动带包括通过多个连接件连接的两个凸缘，所述两个凸缘限定用于冷却空气流动经过所述制动带的通风通道；以及
-至少一个驱动件，能够将所述支撑架和所述制动带互相连接，以便将通过所述制动带和所述卡钳交换的制动力传递至所述轮毂；其中：
-至少一个连接件具有在平行于所述旋转轴线的轴向方向上可变的抵抗区段，在基本平行于所述通风通道内的空气流动方向的区域中测量所述抵抗区段；
-所述连接件具有中间抵抗区段，相对于基本平行于所述制动带的所述通风通道内的空气流动方向的区域来测量所述中间抵抗区段；
-所述连接件在相应的凸缘的内侧向面上具有连接抵抗区段，相对于基本平行于所述制动带的所述通风通道内的空气流动方向的区域来测量所述连接抵抗区段；并且
-当所述连接件的所述抵抗区段从所述中间抵抗区段朝向相应的连接抵抗区段移动时，所述连接件的所述抵抗区段逐渐增加，
其中，所述连接件(24)包括在所述连接件(24)的径向末端(40、44)处径向延伸的至少一个延伸部(92)，所述延伸部(92)增加所述连接件(24)的抵抗区段。
2.根据权利要求1所述的制动盘(1)，其中，所述连接件(24)在所述中间抵抗区段(48)具有最小横截面，并且关于所述制动盘(1)的中心线平面(52)对称。
3.根据权利要求1所述的制动盘(1)，其中，所述连接件(24)的所述抵抗区段具有带有恒定中间抵抗区段的中央区段，当所述抵抗区段朝向相应的连接抵抗区段(60、62)移动时，所述抵抗区段逐渐增加。
4.根据权利要求1所述的制动盘(1)，其中，所述连接件(24)具有穿过所述制动盘的所述旋转轴线(X-X)的主要径向延伸部，并且所述连接件(24)的所述抵抗区段在所述连接件(24)的侧向面(76)处增加，所述侧向面位于与所述连接件自身的所述主要径向延伸部相对的侧面上。
5.根据权利要求1所述的制动盘(1)，其中，所述连接件(24)的所述抵抗区段在所述连接件(24)自身的径向中心线(84)处具有最大切向厚度(80)，在垂直于所述轴向方向和径向方向的切向方向上测量所述切向厚度(80)。
6.根据权利要求1所述的制动盘(1)，其中，所述延伸部(92)从凸缘(20、22)的至少一个内侧向面(70、72)轴向延伸，直至所述连接件(24)的中间抵抗区段(48)，以便使抵抗区段在从所述内侧向面向所述制动盘(1)的中心线(52)移动时逐渐径向减小。
7.根据权利要求1所述的制动盘(1)，其中，所述延伸部(92)关于所述制动盘(1)的中心线(52)对称。
8.根据权利要求1所述的制动盘(1)，其中，所述凸缘(20、22)包括三行(36)连接件(24)，分别为挨着所述凸缘(20、22)的外部径向轮缘(Ce)的径向外部行(36’)、挨着所述凸缘(20、22)的内部径向轮缘(Ci)的径向内部行(36”’)、沿径向位于所述径向外部行与径向内部行(36’、36”’)之间的径向中间行(36”)，所述行(36)成角度地分布在所述凸缘(20、22)的整个圆周上。
9.根据权利要求8所述的制动盘(1)，其中，每个行(36’、36”、36”’)的连接件(24)从面向所述凸缘(20、22)的外部径向轮缘(Ce)的外部径向末端(40)延伸至面向所述凸缘(20、22)的内部径向轮缘(Ci)的内部径向末端(44)，其中，一个行(36’、36”)的内部径向末端(44)位于与在所述内部径向轮缘(Ci)的侧面上直接相邻的径向行(36”、36”’)的外部径向末端(40)相同的圆周上。
10.根据权利要求8所述的制动盘(1)，其中，所述径向外部行(36’)包括第一连接件(24’)和第二连接件(24”)，所述第一连接件(24’)具有主要径向延伸部，且所述第二连接件(24”)具有的径向延伸部比所述第一连接件(24’)的主要径向延伸部小或者为所述第一连接件(24’)的主要径向延伸部的一半。
11.根据权利要求10所述的制动盘(1)，其中，所述第二连接件(24”)为具有圆形横截面的销。
12.根据权利要求10所述的制动盘(1)，其中，所述第一连接件(24’)包括在所述内部径向末端(44)处的延伸部(92)。
13.根据权利要求10所述的制动盘(1)，其中，所述径向中间行(36”)包括与所述内部径向末端(44)处的径向延伸部(92)配合的中间连接件(24、96)，所述中间连接件(24、96)成角度地对准所述径向外部行(36’)的第二连接件(24”)。
14.根据权利要求8所述的制动盘(1)，其中，所述径向中间行(36”)的位于所述制动带(3)的包括驱动件(32)的有角度扇区内的连接件(24)与所述外部径向末端(40)处的径向延伸部(92)配合，并且在相应的内部径向末端(44)上不具有径向延伸部(92)。
15.根据权利要求8所述的制动盘(1)，其中，所述径向中间行(36”)依次包括成角度交错的第一内部行(104)、第二内部行(106)和第三内部行(108)，其中所述第一内部行(104)和所述第三内部行(108)成角度地对准所述外部行(36’)的第二连接件(24”)，同时所述第二内部行(106)成角度地对准所述外部行(36’)的第一连接件(24’)。
16.根据权利要求15所述的制动盘(1)，其中，所述第一内部行(104)的中间连接件(96)包括在所述内部径向末端(44)上的延伸部(92)，且所述第三内部行(108)的中间连接件(96)包括在所述外部径向末端(40)上的直接面对所述第一内部行(104)的延伸部(92)的延伸部(92)。
17.根据权利要求15所述的制动盘(1)，其中，所述第二内部行(106)的中间连接件(96)包括在所述内部径向末端(44)上的延伸部(92)。
18.根据权利要求9所述的制动盘(1)，其中，所述径向内部行(36”’)包括成角度地位于两个连续的驱动件(32)之间的三个内部连接件(24、100)的组，与所述连续的驱动件(32)相邻的两个内部连接件(24、100)与所述外部径向末端(40)上的径向延伸部(92)配合。
19.根据权利要求18所述的制动盘(1)，其中，所述内部连接件(24、100)成角度地对准所述径向外部行(36’)的第一连接件(24’)。
20.根据权利要求1所述的制动盘(1)，其中，所述径向内部行(36”’)包括成角度地位于两个连续的驱动件(32)之间的四个内部连接件(24、100)的组，与所述连续的驱动件(32)相邻的两个内部连接件(100)与相应的外部径向末端(40)上的径向延伸部(92)配合。
21.根据权利要求20所述的制动盘(1)，其中，与所述连续的驱动件(32)相邻的所述内部连接件(24、100)成角度地对准所述径向外部行(36’)的第二连接件(24”)。
22.根据权利要求20所述的制动盘(1)，其中，不面对所述连续的驱动件(32)的内部连接件(24、100)成角度地对准所述径向外部行(36’)的第一连接件(24’)。
23.根据权利要求1所述的制动盘(1)，其中，所述驱动件(32)包括从底部(116)延伸至突出部(120)的驱动本体(112)，所述底部(116)连接至所述制动带(3)，且所述突出部(120)至少部分地插入所述支撑架(2)的专用座(8)内，所述底部(116)具有带有一对分支(124)的‘Y’构型，每个分支(124)连接至所述制动带(3)的相关凸缘(20、22)。
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