CN103562586A - 用于通风类型的盘式制动器的盘 - Google Patents

Abstract

一种用于通风类型的盘式制动器的盘，包括用两个与轴线同轴的板（3、4）限定的制动带（2），这两个板（3、4）相互面对且隔开以提供空隙。板具有面对的表面（6、7），元件（8、9、10）从该表面横向地延伸以与该板连接。这种面对的表面与连接元件一起在该空隙内限定通风管道，以便冷却盘。盘（1）包括从两个板（3、4）的两个面对的表面伸出的多个伸出部（11、12）。将伸出部与通风管道的出口相应地沿圆周仅布置在板的外边缘附近。使板（3）的每个伸出部（11）沿着与所述轴线平行的方向与另一板（4）的伸出部（12）相对且对准。

Description

用于通风类型的盘式制动器的盘

技术领域

本发明的目的是一种用于通风类型的盘式制动器的盘（制动盘，disc）。

根据本发明的用于盘式制动器的盘特别地，但是并非唯一地，可应用于汽车产业，特别是重型机动车辆，例如，如SUV或大型MPV。

背景技术

如众所周知的，用于盘式制动器的盘包括钟形物，环形部（叫做制动带）从该钟形物延伸，其目的是与卡钳的衬垫配合。在通风类型的盘的情况中，制动带由两个板制成，使这两个板相互地面向通过连接元件连接在一起的e，例如，销子或翼部的形式。两个板的外表面限定相对的制动面，而内表面与销子或翼部一起，限定用于冷却盘的通风管道，在该盘的旋转运动过程中，使空气按照离心方向通过通风管道。

众所周知，在某些应力条件下，制动盘（特别是制动带）产生令人讨厌的噪声和哨声，其也可能是非常强烈的。当以接近或等于固有振动模式的频率激励制动带时，出现该现象。实际上，当在固有振动模式附近激励本体时，出现已知的共振现象。如果这种振动的频率在人可听到的频率的范围内，则这种振动产生可在车辆内部听到的令人讨厌的哨声，会损害车辆的舒适性和感觉到的质量。

在专利GB2,286,438中，以相同申请人的名义，公开了一种通风类型的制动盘，其具有这种制动带，以增加该结构的刚度，从而增加制动带的直径振动模式的频率。更详细地，用径向翼部将制动带的两个板互相连接。通过用液滴形质量块使两个翼部中的一个的最外面的径向端变厚，使该结构在直径方向上变硬，用两个板中的一个将该质量块布置在翼部本身的连接区域。在另一个板上，在带外边缘附近，布置适合于与液滴形加硬质量块的重量平衡的伸出部。将这种伸出部布置在不会被加硬质量块影响的通风管道的出口，从而，不会产生具有过分减小的开口的通风管道。所述解决方案允许仅部分地增加制动盘的固有直径振动模式的频率。因此，限制音频范围中的共振现象的减小。

在专利US3,983,973中，公开了一种通风类型的制动盘，其设置有具有振动衰减能力的材料的插入物，布置于两个板的内表面上。将插入物布置在特定凹槽内的通风管道处，并且，径向地基本上贯穿管道的长度。该解决方案并不是特别有效的，并且，其制造时总是结构复杂的，因此，并不是成本有效的。

在专利US3,425,523中，公开了一种通风类型的制动盘，其设置有可去除地插入到一个或多个通风管道中的振动衰减元件。这种衰减元件是由弹性电缆制成的弹性本体，使其形状适合于接触两个板。

该解决方案也不是特别有效的，并且，其操作起来并不实际。

发明内容

因此，本发明的目的是通过一种用于通风类型的盘式制动器的盘，来消除或至少减少与现有技术相关的上述问题，该盘允许明显地减少与振动相关的噪声和哨声的出现。

根据优选的实施方式，通过一种用于通风类型的盘式制动器的盘来解决这种问题，该盘包括用两个与轴线同轴的板限定的制动带，这两个板相互面对且隔开，以提供空隙；所述板具有面对的表面，元件从该表面横向地延伸，以与相同的板连接，这种面对的表面与连接元件一起在所述空隙内限定通风管道，以便冷却该盘，这样的盘包括多个从两个板的两个面对的表面伸出的伸出部，与通风管道的出口相应地将所述伸出部沿圆周布置在板的外边缘附近，使板的每个伸出部沿着与所述对称轴平行的方向与另一板的伸出部相对且对准。

优选地，仅沿着板的外边缘均匀地布置所述伸出部（11、12）。

有利地，将所述伸出部布置在每个通风管道的出口。

优选地，所述伸出部相对于与该轴线正交的平面具有圆形截面。

在一个特定实施方式中，所述连接元件由翼部（wings）组成。

有利地，所述翼部相对于所述轴线具有径向延伸部分（development）。

有利地，所述连接元件由柱状元件组成。

有利地，沿着至少一个外行和内行布置所述柱状元件，其相对于彼此且相对于板是同心的。

优选地，外行的柱状元件相对于与所述轴线正交的平面具有基本上圆形的截面。

有利地，将每个伸出部布置在外行的两个柱状元件之间。

优选地，板的伸出部的数量与外行的柱状元件的数量相等。

有利地，内行的柱状元件相对于与所述轴线正交的平面具有长斜方形的截面（偏菱形的截面）。

有利地，提供至少一个另外的中间行的柱状元件。

优选地，中间行的柱状元件相对于与所述轴线正交的平面具有长斜方形的截面。

可替换地，中间行的柱状元件相对于与所述轴线正交的平面具有星形的截面。

可替换地，中间行的柱状元件相对于外行和内行的柱状元件偏移。

优选地，将所述伸出部与中间行的柱状元件径向地对准。

有利地，按照五点形的布置，将柱状元件布置在两个板之间。

优选地，所述伸出部由与板相同的材料制成。

优选地，将所述伸出部与板制成一体。

附图说明

从以下阐述的权利要求书的范围，本发明的技术特征是显而易见的，并且，参考代表其一个或多个仅代表性的，非限制性的实施方式的附图，在以下详细描述中，其优点将更清楚，其中：

图1示出了从与支撑钟形物侧相对的侧看的根据本发明的一个优选实施方式的用于通风类型的盘式制动器的盘的透视图；

图2示出了从钟形物侧看的图1的盘的透视图；

图3示出了图1所示的盘的透视图，其中部分地分割钟形物侧的板；

图4示出了图1所示的盘的透视图，其中部分地分割与钟形物侧相对的侧的板；

图5示出了从钟形物侧看的图1所示的盘的平面图，其中部分地分割该板；

图6示出了图1所示的盘的平面图，其中示出了钟形物侧的板的剖视图；

图7示出了按照这里阐述的线VII-VII的图6所示的盘的侧剖视图；

图8示出了图1所示的盘的透视剖视图，其中完全去除钟形物侧的板和支撑钟形物，以便更好地突出制动带在两个板之间的间隙处的内部结构；

图9示出了根据本发明的一个替代实施方式的用于通风类型的盘式制动器的盘的透视剖视图，其中完全去除钟形物侧的板和支撑钟形物，以便更好地突出制动带在两个板之间的间隙处的内部结构。

具体实施方式

参考附图，根据本发明的用于通风类型的盘式制动器的盘通常用1表示，其目的是，在车辆的盘式制动器（未示出）中使用，例如，机动车辆。盘1具有基本上圆形的结构，并且，在图中用Z表示的轴线周围延伸。

就与盘或制动带轴向的方向而言，意味着与轴线Z平行的方向。就与盘或制动带径向的方向而言，意味着与轴向方向或轴线Z垂直的方向。最后，就与盘相切或环绕的方向而言，意味着与其中点位于轴线Z上的圆周重合的方向。

盘1包括支撑钟形物20和相对于钟形物20同轴的制动带2。

旨在与盘式制动器的卡钳配合以便在车辆上施加制动作用的制动带2由两个与轴线Z同轴的板3、4限定。将第一板3布置在支撑钟形物20侧，而将第二板4布置在相对的侧。

使两个板相互面对且隔开，以提供间隙5，其在盘的旋转过程中，容纳按照相同盘的旋转运动过程中的离心方向的气流。

两个板3、4具有面对的表面6、7，用于与相同的板6、7连接的元件8、9、10从该表面6、7横向地延伸。

面对的表面6、7与上述间隙内的连接元件8、9、10一起限定通风管道50，以便冷却该盘，在相同盘的旋转运动过程中，使空气按照离心方向通过通风管道50。

根据本发明，盘1包括多个伸出部11、12，其从两个板3、4的两个面对的表面6、7伸出。将这种伸出部11、12沿圆周布置在板的外边缘附近，在通风管道50的出口处。使板3的每个伸出部11与另一板4的伸出部12轴向地相对且对准。

换句话说，将伸出部11、12布置在板的外环形带上，并且，这样布置，使得，另一板上的轴向相对的伸出部与一个板上的伸出部相应。

优选地，将这种伸出部11、12仅布置在所述环形带上。有利地，将这种伸出部11、12沿圆周布置在板的外边缘附近，在通风管道50的出口处。

伸出部11、12由从相应的板伸出的简单的附件组成。使板的伸出部11、12与布置在另一板上的轴向相对的伸出部分离（例如，如图7所示）。

在功能上，伸出部11、12限定布置于制动带外部的衰减质量块，并允许改变盘1的固有直径振动模式，即，其固有频率，然而，不会改变盘的强度，特别是不会改变其刚度。这种伸出部会影响控制响应曲线

的关系，并由此影响盘的固有频率的值，其中，k表示弹性常数，m表示质量。

伸出部11、12增加m的值，基本上不会影响值k，不会明显地影响制动带的刚度。

通过这种伸出部11、12，并且，由于其分布的原因，可能会影响盘的固有直径模式，减小主要在车辆行进过程中激励的固有频率，以减小，或尝试完全消除，令人讨厌的振动或共振现象的出现。

优选地，沿着板6、7的外边缘均匀地布置伸出部11、12，以便在盘旋转过程中避免动态不平衡。

特别地，将伸出部11、12布置在每个通风管道50的出口，例如，如图8和图9所示。

根据一个优选的实施方式，伸出部11、12相对于与轴线Z正交的平面具有圆形截面，以便减小对离开通风管道的气流的流体动态影响。

优选地，伸出部11、12具有圆柱形形状，具有圆形头部并倾斜地装配在其底部。伸出部11、12的高度和直径可以根据用途而变化，从而基于所需的频率减小而校准衰减质量的量。

有利地，伸出部11、12由与板3、4相同的材料制成，并且，优选地，与板本身制成一体（特别地，通过熔化）。

根据一个附图中未示出的实施方式，两个板之间的连接元件由翼部组成。特别地，该翼部可以具有径向延伸部分。根据附图中示出的实施方式，板3、4之间的连接元件8、9、10由柱状元件组成。有利地，沿着两个板3、4的面对的表面6、7均匀地布置柱状元件8、9、10。

优选地，沿着至少两个圆形冠部或同心的行布置柱状元件，相当于离轴线Z更远的外行21和更靠近轴线Z的内行22。

根据所述的实施方式，将柱状元件8、9和10布置在三个圆形冠部或同心的行上，相当于外行21、中间行23和内行22。

优选地，用8表示的外行21的柱状元件，相对于与轴线Z正交的平面具有基本上圆形的截面。有利地，将每个伸出部11、12布置在外行21的两个柱状元件8之间。优选地，板3、4的伸出部11、12的数量与外行21的柱状元件8的数量相等。

优选地，内行22的柱状元件9，相对于与轴线Z正交的平面，朝着板的轴线Z和在制动带2的外部，都具有锥形的截面，从而形成基本上长斜方形的截面。优选地，使长斜方形截面的侧面相互适应。根据图3至图7所示的实施方式，中间行23的柱状元件10具有长斜方形截面，与外行21的那些相似。优选地，中间行23的元件10在圆周方向上比外行21的元件8大。

根据图9所示的替代实施方式，中间行23的柱状元件10相对于与轴线Z正交的平面具有星形截面。

柱状元件8、9和10的尺寸可以根据该盘所用于的车辆而改变。

如特别是从图8和图9中可看到的，中间行23的柱状元件10相对于外行21和内行22的柱状元件偏移。

特别地，使伸出部11、12与中间行23的柱状元件10径向地对准。

优选地，将柱状元件8、9、10按照五点形排列布置在两个板3、4之间。

使用柱状类型的连接元件可允许改变每一行的柱状元件的数量和尺寸，从而根据实现方式、流体动力学和热裂化强度之间的折中来实现定制构造。

优选地，使伸出部11和12与具有圆形（环形）或球形（圆形）横截面的柱状元件接合。实际上，用实验方法，该解决方案在减小盘的固有频率方面具有最大的优点。

球形或圆形形状允许在刚度和衰减之间通过简单地改变伸出部和柱状元件本身的直径来找到平衡，以实现零件之间的平衡，便于实现。

这用翼部类型的连接元件将是不可能的，因为应改变整个翼部的宽度，从而导致零件中的最容易受到热裂化的结构（即，制动带的中心）变弱。

已经在传统的通风类型的制动盘（如下面的盘A所表示的）和根据本发明的制动盘（如下面的盘B所表示的）之间进行比较模式分析，以便理解根据本发明的盘的固有频率的改变。

盘A具有320mm的外径，189mm的内径，以及30mm的厚度。通风室在轴向方向上具有11mm的高度。由铸铁制成的盘A具有9.950kg的质量。盘的两个板由彼此相等的柱状元件连接（具有基本上矩形的形状），其布置在三个具有五点形排列的同心行上。每行具有51个柱状元件。

根据本发明制造的盘B具有320mm的外径，189mm的内径，以及30mm的厚度。通风室在轴向方向上具有12mm的高度。由铸铁制成的盘A具有9.602kg的质量。盘的两个板由布置在三个具有五点形排列的同心行上的柱状元件连接，如附图8所示。每行具有31个柱状元件。外行的元件具有圆形横截面，而中间行和内行的元件具有基本上长斜方形的截面。每个板具有31个轴向相对成对地布置的伸出部。将伸出部布置在一个柱状元件和另一个柱状元件之间的外行上。

优选地，伸出部具有范围在2和15mm之间的高度，优选地是4mm，以及范围在2和15mm之间的直径，优选地是4mm。

模式分析是“自由-自由”类型的，从0到8000Hz，并已经通过使用以下参数来实现：杨氏模量E=111839MPa；切线弹性模量G=44380.5MPa；密度ρ=7.106kg/dm³。

在表1中，已经描述了模式分析的结果，具有用于盘A和盘B的所考虑的固有模式的频率的值。已经参考盘A计算了变化Δ%。

表1

表中所报告的值表现出直径模式（I，II，III）的与盘A的固有频率相比，盘B的固有频率的明显减小。应特别指出，在特定情况中，163Hz（-8.1%）的三叶型K(0；3)的频率的减小导致在盘A中出现特别严重的共振现象。频率的减小允许明显地减少这种现象，具有运行舒适的优点。

根据本发明的用于通风类型的盘式制动器的制动盘允许明显地减少与振动相关的噪声和哨声的出现。

根据本发明，可以增加衰减质量，从而减小盘的固有频率，因此干预主要造成共振现象的固有频率，而不会损害制动带的强度和刚度。

存在沿着外行的板布置的伸出部进一步允许增加热裂化强度。形成从中心开始的热裂化，然后，向外传播至制动盘。伸出部与柱状元件的布置一起允许阻止裂缝本身的生长，在局部增加制动带的厚度。此外，伸出部的存在允许增加热交换可用的表面，具有盘的冷却效率的优点。将伸出部布置在通风管道的出口处的板的外边缘附近可进一步改进冷却作用。

与通风管道的出口相应地存在的伸出部可减小外来物质进入制动带的危险。

最后，根据本发明的用于通风类型的盘式制动器的盘原来是一种简单且经济的实现方式，就传统盘而言，能够通过铸造来制造。

根据本发明，不使用外部元件或与构成制动盘的材料不同的元件，从而在不需要进一步额外的操作的情况下在铸造过程中优化制动盘的实现方式。

因此，如此设计的发明可以实现预期的目的。

将显而易见的是，在其实际的实现方式中，在不背离本发明的保护范围的情况下，本发明还将能够采用与上述不同的形状和构造。

此外，所有细节将能够由技术等价元件代替，并且，根据需求，尺寸、形状和所使用的材料将能够是任意尺寸、形状和材料。

Claims (15)

1.一种用于通风类型的盘式制动器的盘，包括用与轴线（Z）同轴的两个板（3、4）限定的制动带（2），所述两个板（3、4）相互面对且隔开以提供空隙（5），所述板（3、4）具有面对的表面（6、7），元件（8、9、10）从所述表面（6、7）横向地延伸以连接板（6、7），这些面对的表面（6、7）与连接元件（8、9、10）一起在所述空隙内限定通风管道以便冷却所述盘，所述盘包括从所述两个板（3、4）的两个面对的表面（6、7）伸出的多个伸出部（11、12），所述伸出部（11、12）与所述通风管道的出口相应地沿圆周仅布置在所述板的外边缘附近，使板（3）的每个伸出部（11）沿着与所述轴线（Z）平行的方向与另一板（4）的伸出部（12）相对且对准。

2.根据权利要求1所述的盘，其中，沿着所述板（6、7）的外边缘均匀地布置所述伸出部（11、12）。

3.根据权利要求1或2所述的盘，其中，将所述伸出部（11、12）布置在每个通风管道的出口。

4.根据权利要求1至3中的一项或多项所述的盘，其中，所述伸出部（11、12）相对于与轴线（Z）正交的平面具有圆形截面。

5.根据前述权利要求中的一项或多项所述的盘，其中，所述连接元件由翼部组成，所述翼部相对于所述轴线（Z）具有径向延伸部分。

6.根据权利要求1至4中的一项或多项所述的盘，其中，所述连接元件（8、9、10）由柱状元件组成，所述柱状元件沿着至少一个外行（21）和内行（22）布置，它们相对于彼此且相对于所述板是同心的。

7.根据权利要求6所述的盘，其中，所述外行（21）的柱状元件（8）相对于与轴线Z正交的平面具有基本上圆形的截面。

8.根据权利要求6或7所述的盘，其中，每个伸出部（11、12）布置在所述外行（21）的两个柱状元件（8）之间。

9.根据权利要求6至8中的一项或多项所述的盘，板（3、4）的伸出部（11、12）的数量与所述外行（21）的柱状元件（8）的数量相等。

10.根据权利要求6至9中的一项或多项所述的盘，其中，所述内行（22）的柱状元件（9）相对于与轴线Z正交的平面具有长斜方形的截面。

11.根据权利要求6至10中的一项或多项所述的盘，其中，提供至少一个另外的中间行（23）的柱状元件（10）。

12.根据权利要求11所述的盘，其中，所述中间行（23）的柱状元件（10）相对于所述外行（21）和所述内行（22）的柱状元件偏移。

13.根据权利要求12所述的盘，其中，所述伸出部（11、12）与所述中间行（23）的柱状元件（10）径向地对准。

14.根据权利要求6至13中的一项或多项所述的盘，其中，所述柱状元件（8、9、10）按照五点形的排列布置在所述两个板（3、4）之间。

15.根据前述权利要求中的一项或多项所述的盘，其中，所述伸出部（11、12）由与所述板（3、4）相同的材料制成并与其成一体。

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