CN109642627A - 具有减振元件的盘式制动器转子 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于盘式制动器组件的盘式制动器转子(10)，该盘式制动器转子包括：摩擦环(12)，该摩擦环具有彼此相对布置的两个环形摩擦表面(16，18)，该摩擦环具有外圆周和内圆周；以及盘式制动器转子帽(14)，该盘式制动器转子帽被设计成至少部分地围绕车辆的轮轴承组件延伸。盘式制动器转子帽(14)在摩擦环(12)的内圆周的区域中连接到摩擦环并具有内圆周表面(26)和外圆周表面(24)。至少一个减振元件(22)附接至盘式制动器转子帽的内圆周表面(26)和/或外圆周表面(24)。

Description

具有减振元件的盘式制动器转子

技术领域

本文中描述了一种用于盘式制动装置的制动盘，该制动盘包括摩擦环和制动盘罐(brake disc pot)。还描述了一种用于车辆的盘式制动装置。

背景技术

从现有技术已知用于车辆的许多传统盘式制动装置，并且传统盘式制动装置包括盘式制动器以及制动盘，该制动盘具有摩擦环和与之连接的制动盘罐。制动盘的摩擦环和制动盘罐可以是一件式的，或者彼此分离。在安装状态下，制动盘以抗旋转的方式连接到车轮并且在车辆移动的同时与车轮同步旋转。

然而，在已知盘式制动装置的情况下，在操作期间经常会产生噪音，这对车辆乘员而言可能感觉是令人烦恼的。特别是，这样的噪音可能是由制动盘区域中的振动引起的，在通过制动片与制动盘的接触而启动制动操作时产生该振动，并且在某些情况下，振动的频率对应于制动盘的共振频率。

为了减少在制动操作期间发生的这种振动和由此产生的噪音，已知制动盘具有摩擦环和/或制动盘罐的结构调整。由此局部地改变制动盘的刚度，这同时影响制动盘的固有频率。

文献KR 2008 0054198A进一步提出在轮毂和制动盘之间引入垫片构件，该垫片构件具有用于减弱发生的振动的橡胶层。

此外，文献EP 1 124 072A2公开了一种具有摩擦环和制动盘罐的多件式制动盘，该制动盘具有减振装置。减振装置布置在摩擦环和制动盘罐之间的联接区域中，在联接区域中，这些部件被联接在一起。另外，减振装置的减振材料具有分布在圆周上的不同程度的减振。

潜在的问题

尽管存在已知解决方案，仍然需要改进制动盘和盘式制动装置，以便避免上述振动和噪音产生。

因此，目的是提供一种改进的制动盘和盘式制动装置以减少特别是在启动制动操作时噪音的发生。

提出的方案

该目的通过具有权利要求1的特征的制动盘和具有权利要求13的特征的盘式制动装置来实现。

根据从属权利要求2至12和以下描述，优选实施方式将变得显而易见。

一种用于盘式制动装置的制动盘，该制动盘包括：摩擦环，所述摩擦环具有彼此对置的两个环形摩擦表面，所述摩擦环包括外圆周和内圆周。为了产生制动作用，所述两个摩擦表面可以均借助盘式制动器的制动片进行接触。所述制动盘包括制动盘罐，所述制动盘罐被配置成至少部分地环绕车辆的轮轴承装置。所述制动盘罐在所述摩擦环的内圆周附近特别是在所述制动盘罐和所述摩擦环之间的联接区域中连接到所述摩擦环。所述制动盘罐具有内圆周表面和外圆周表面。至少一个减振元件附接至所述制动盘罐的所述内圆周表面和/或所述外圆周表面。

特别是，所述至少一个减振元件可以附接至所述制动盘罐的侧表面的所述内圆周表面和/或所述外圆周表面。此外，所述至少一个减振元件可以至少部分地适应所述制动盘罐的所述内圆周表面和/或所述外圆周表面的形状，或所述制动盘罐的所述侧表面的形状。所述制动盘罐和所述摩擦环可以彼此同轴并且具有公共的旋转轴线(也就是说所述制动盘的旋转轴线)。

通过将所述至少一个减振元件附接至所述制动盘罐的所述内圆周表面和/或所述外圆周表面，可以减小发生的振动的幅度和该区域中所产生的声压级的幅度。至少一个减振装置可以由此将发生的振动的动能和/或势能转换成例如热能。至少一个减振元件由此对在启动制动操作时以及在制动操作期间发生于制动盘罐处的振动具有减振效果。特别是，减振元件可以如此配置使之在特定振动模式下具有减振效果，而基本上不改变制动盘的固有频率。由此借助至少一个减振元件减小在制动盘的区域中产生的令人烦恼的噪音。同时，特别是在包括例如铝或钢板罐的轻质制动盘的情况下通过至少一个减振元件减小发生的振动的幅度能防止由于这些振动而发生于制动盘罐处的变形。

所述至少一个减振元件附接至所述制动盘罐的所述内圆周表面和/或所述外圆周表面，也就是说，附接至所述制动盘罐的自由表面或无联接表面(因此不在所述制动盘罐和所述摩擦环之间的联接区域中)。与在摩擦环和制动盘罐之间的这种联接区域中具有减振装置的已知制动盘对比，本文中描述的方案允许相对简单地组装制动盘。在所描述的方案中，所述至少一个减振元件可以附接至所述制动盘罐的所述内圆周表面和/或所述外圆周表面，而不会由此影响所述制动盘罐和所述摩擦环之间的联接。另外由此获得结构优点，因为联接区域本身可以具有相对简单的形式。利用所描述的方案还能避免制动盘处的可能结构弱点，因为没有减振元件或减振装置形成在制动扭矩传递联接区域中。

所描述的方案的另一个优点在于，至少一个减振元件可以如此配置使得制动盘的另一种性能(例如，其强度性能、材料疲劳性能、热性能，等)基本上不受减振元件与制动盘罐的内圆周表面和/或外圆周表面附接的影响。至少一个减振元件可以由此附接至制动盘，而不会对制动盘罐和/或摩擦环造成其他结构改变。由此还可以用减振元件改造无减振元件制动盘。

将理解的是，多个减振元件可以附接至所述制动盘罐。例如，至少一个减振元件可以附接至所述制动盘罐的所述内圆周表面，并且至少一个另一减振元件可以附接至所述制动盘罐的所述外圆周表面。所述多个减振元件就其几何结构、尺寸和/或性能而言可彼此对应或彼此不同。

在制动盘的另一个发展中，所述制动盘罐的所述内圆周表面和/或所述外圆周表面的附接有所述至少一个减振元件的那部分可以与所述摩擦环轴向地间隔开。换句话说，所述制动盘罐的所述内圆周表面和/或所述外圆周表面的附接有所述至少一个减振元件的那部分可以与所述制动盘罐和所述摩擦环之间的联接区域间隔开。

所述至少一个减振元件可以借助结合层附接至所述制动盘罐的所述内圆周表面和/或所述外圆周表面。在该实施方式中，所述结合层由此布置在所述至少一个减振元件和所述制动盘罐之间。特别是，所述结合层可以是粘合剂结合层，使得所述至少一个减振元件借助粘合剂连接附接至所述制动盘罐。可以由此另外实现振动幅度的粘合剂减振，例如原因在于粘合剂结合层的分子串在制动盘振动期间发生结构变形并由此产生减振。代替粘合剂结合层，例如，弹性体或其他材料也可以设置为结合层。

所述结合层的层厚度可以介于0.02mm到0.2mm之间。特别是，所述结合层的层厚度可以介于0.05mm到0.15mm之间或0.08mm到0.12mm之间。例如，所述结合层的层厚度可以是0.1mm。通过选择特定结合层(也就是说，选择结合层的特定材料)，并且通过关于制动盘、制动盘罐和/或相关联的至少一个减振元件的性能和几何结构关联地选择结合层的限定层厚度，可以确保在操作制动盘期间特定振动模式的限定减振。

在制动盘的另一个发展中，所述至少一个减振元件可以是环段和/或环。所述环段和/或所述环的几何结构和尺寸可以依据所述制动盘罐的所述内圆周表面和/或所述外圆周表面的一部分或者依据所述制动盘罐的所述侧表面的一部分进行配置，并基本上与之对应。由此可以确保至少一个减振元件牢固地安置在制动盘罐上。特别是，当至少一个减振元件采取环的形式时，可以提供所述环与所述制动盘罐的所述内圆周表面和/或所述外圆周表面之间的压配合。由此可以借助在减振元件(也就是说环)与振动的制动盘之间振动期间发生的相对运动以摩擦的方式产生减振。压配合必须允许这样的相对运动，因此必须不能超过因过多的摩擦力抑制相对运动的限定限值。替代地，当配置采取所述环段和/或所述环形式的至少一个减振元件时，可以考虑设置在所述至少一个减振元件与所述制动盘罐的所述内圆周表面和/或所述外圆周表面之间的结合层。在多个减振元件以环段的形式配置的情况下，所述多个减振元件可以例如附接至所述制动盘罐的所述内圆周表面和/或所述外圆周表面，均匀地分布在其上。所述多个环段可以均具有彼此相同或不同的几何结构和尺寸。

此外，所述至少一个减振元件还可以由金属、塑料材料或纤维复合材料形成。特别是，所述至少一个减振元件可以由钢板形成。可以考虑制动盘的性能并考虑将环段和/或环附接至制动盘罐的结合层来选择用于至少一个减振元件的材料。

所述至少一个减振元件的材料厚度可以介于0.4mm到2mm之间，特别是介于0.6mm到1.4mm之间。例如，所述至少一个减振元件的材料厚度可以介于0.7mm到1.1mm之间。通过选择至少一个特定减振元件，也就是说选择至少一个减振元件的特定材料，并且通过关于制动盘、制动盘罐和/或相关联结合层的性能和几何结构关联地选择至少一个减振元件的限定材料厚度，可以在操作制动盘期间确保特定振动模式的限定减振。

在一个实施方式中，所描述的制动盘可以是一件式的。所述摩擦环由此与所述制动盘罐形成为一件式。

替代地，在另一实施方式中，所描述的制动盘可以是多件式的。在该另一实施方式中，所述摩擦环和所述制动盘罐可以彼此分离。所述制动盘可以由此具有轻质结构，例如具有由轻金属制成的制动盘罐。

在多件式制动盘的情况下，所述制动盘罐可以具有至少一个联接装置，所述至少一个联接装置在所述制动盘罐的联接区域中以抗旋转的方式与所述摩擦环的至少一个互补联接装置联接。所述至少一个联接装置可以延伸超出形成有所述摩擦环和所述制动盘罐之间的联接的所述联接区域。因此，所述联接装置也可以至少部分地形成在所述制动盘罐的所述内圆周表面和/或所述外圆周表面的无联接部分中。所述至少一个联接装置可以具有齿系统，例如。所述摩擦环和所述制动盘罐之间的任何其他互锁或基于摩擦的抗旋转联接也可以形成为例如采取榫舌和凹槽连接等形式。

根据制动盘的另一个发展，在所述至少一个联接装置的区域中，可以将所述至少一个减振元件附接至所述制动盘罐的所述内圆周表面和/或所述外圆周表面。所述至少一个减振元件由此可以附接至至少一个联接元件的自由部分或无联接部分，其与所述制动盘罐的所述联接区域轴向地间隔开。在联接装置采取齿系统的形式的情况下，至少一个减振元件可以例如独自或基本上在联接装置的齿梢的区域中进行附接，由此齿梢不接触摩擦环的互补联接装置。

结合层可以布置在所述联接装置和所述至少一个减振元件之间，以便将所述联接装置固定地连接到所述至少一个减振元件。

另一个方面涉及一种用于车辆的盘式制动装置。该盘式制动装置包括：制动器支架；制动卡钳，所述制动卡钳附接至所述制动器支架；以及两个制动片装置，所述两个制动片装置能借助所述制动卡钳移位并且均具有制动片支架和制动片。该盘式制动装置进一步包括上述类型的制动盘，所述制动盘布置在所述两个制动片装置之间，该制动盘能围绕所述制动盘的旋转轴线旋转。所述制动盘包括至少一个减振元件，所述至少一个减振元件附接至所述制动盘的制动盘罐的内圆周表面和/或外圆周表面。

将理解的是，所公开的主题不限于上述进一步的发展和实施方式。实际上，对于本领域技术人员来说显而易见的是，在不脱离本发明的主题的情况下，可以根据需要组合上述方面和特征。

附图说明

根据示例性实施方式的以下描述，其他目的、特征、优点和可能应用将变得显而易见，所述示例性实施方式不应被解释为限制并且参考所附示意图。在附图中，所描述和/或描绘的所有特征都单独地或以任何期望的组合来示出本文公开的主题。图中所示部件的尺寸和比例不一定按比例绘制。

图1是根据第一实施方式的制动盘的立体图。

图2是根据图1的制动盘的细节的立体剖视图。

图3是根据第二实施方式的制动盘的细节的立体剖视图。

图4是用于多件式制动盘的制动盘罐的立体图。

图5是用于根据第三实施方式的多件式制动盘的制动盘罐的立体图。

图6是用于根据第四实施方式的多件式制动盘的制动盘罐的细节的立体剖视图。

具体实施方式

图1示出了根据第一实施方式的制动盘10，制动盘10包括具有外圆周和内圆周的摩擦环12以及制动盘罐14。制动盘罐14在内圆周的区域中邻接摩擦环12。摩擦环12和制动盘罐14在示出的实施方式中是一件式的并且彼此同轴布置。在固定到车辆的状态(此处未示出)下，制动盘10能围绕旋转轴线R与关联的车轮一起旋转。

摩擦环12包括第一环形摩擦表面16和与之轴向地对置的第二环形摩擦表面18，这些摩擦表面均能借助盘式制动器(未示出)的制动片接触，以便产生制动作用。制动盘罐14包括端面20，端面20平行于摩擦环12(也就是说平行于摩擦环12的摩擦表面16、18)并且与摩擦环12轴向地间隔开。从端面20开始，制动盘罐14的侧表面在朝向摩擦环12的方向上轴向地延伸。制动盘罐14被配置成环绕车辆的轮轴承装置(未示出)。

如图1可以看到的，制动盘10具有减振元件22，减振元件22在示出的第一实施方式中采取钢板环的形式并且附接至制动盘罐14的外圆周表面24。该钢板环22减小在致动制动器时操作制动盘10期间发生的振动的幅度。钢板环22由此减小由这些振动产生的声压级并且减少在制动盘10的区域中产生的噪音。通过减弱发生的振动，钢板环22另外防止制动盘罐14的变形，这样可以增加制动盘的使用寿命。

在涉及制动盘的相同实施方式的附图中，在每种情况下，相当或相同并具有相同作用的部件和特征设有相同的附图标记。关于制动盘的其他实施方式，与第一实施方式相同的附图标记用于相当或相同并具有相同作用的部件和特征，但是它们前面加上连续数字，以1开始。关于其他附图未再次描述的部件和特征具有与根据其他附图的对应部件和特征相同的配置和功能。

图2是图1中示出的制动盘10的细节的剖视图。在该剖视图中，还可以看到制动盘罐14的侧表面的内圆周表面26，其根据第一实施方式没有附接减振元件。制动盘罐14的侧表面经由弧形连接部分28在摩擦环12的内圆周的区域中一体地连接到摩擦环12。

在图2中，减振元件22借助压配合附接至制动盘罐14的外圆周表面24，而在减振元件22和外圆周表面24之间没有施加结合层。然而，将理解的是，在制动盘的其他实施方式中，结合层可以设置在减振元件和制动盘罐之间。该结合层可以另外减小发生的振动的幅度并由此增强和改进钢板环22的上述技术效果。在其他实施方式中，减振元件还可以使用其他材料来代替钢板。

图3是根据第二实施方式的制动盘的细节的立体剖视图。与图1和图2中示出的第一实施方式对比，在图3所示的第二实施方式中，减振元件122附接至制动盘罐114的内圆周表面126。在第二实施方式中，减振元件122也采取钢板环的形式。该钢板环122就其几何结构而言适应制动盘罐114的内圆周表面126，使得在钢板环122和内圆周表面126之间存在压配合。

在图2所示的示例中没有设置位于钢板环122和制动盘罐114的内圆周表面126之间的结合层。然而，将理解的是，在制动盘的其他实施方式中，可以借助结合层将减振元件以粘合剂的方式附接至制动盘罐的内圆周表面。在其他实施方式中，减振元件也可以使用其他材料来代替钢板。

图4是用于多件式制动盘的制动盘罐214的立体图。为了能够将制动盘罐214以抗旋转的方式与相关联摩擦环(未示出)联接，制动盘罐214具有形成在制动盘罐214的侧表面上的联接装置228。在示出的示例中，联接装置228采取制动盘罐214的侧表面中的齿系统的形式。齿系统228由此形成外圆周表面224上的外部齿系统以及制动盘罐214的内圆周表面(参见图6)上的内部齿系统。联接装置228被配置成以互锁的方式与相关联摩擦环的互补联接装置(未示出)联接。

图5示出了制动盘的第三实施方式的制动盘罐314。该制动盘罐314基本上对应于图4中示出的多件式制动盘的制动盘罐214。然而，根据图5的制动盘罐314具有附接至制动盘罐314的外圆周表面324的减振元件322。

在示出的实施方式中，减振元件322是这样的钢板环，即该钢板环被配置成在其内圆周表面上与制动盘罐314的联接装置328的外圆周表面基本上互补。将理解的是，在另一个实施方式中，不具有与联接装置互补配置的减振元件也可以附接至制动盘罐的具有联接装置的侧表面。

如图5可以看到的，在当制动盘罐314和相关联摩擦环接合在一起时不以传递负载的方式接触摩擦环(也就是说保持无联接)的联接装置328的区域中，钢板环322布置在制动盘罐314的外圆周表面324上。制动盘罐314和相关联摩擦环(联接装置328和互补联接装置之间)之间的联接仅设置在联接装置328的联接区域330中。在示出的实施方式中，该联接区域330从制动盘罐314的与端面320相对的侧表面的端部开始在朝向端面320的方向上延伸。通过在联接装置328的无联接区域中将钢板环322布置在齿梢的区域中，制动盘罐314和相关联摩擦环之间的联接不受影响。

图6是用于根据第四实施方式的多件式制动盘的制动盘罐414的细节的剖视图。制动盘罐414基本上对应于图4和图5中示出的多件式制动盘的制动盘罐214、314。与图5中示出的制动盘罐314对比，图6中示出的制动盘罐414具有位于制动盘罐414的内圆周表面426上的减振元件422。在根据图6的第四实施方式中没有设置根据图5的附接至外圆周表面424的减振元件。

在示出的实施方式中，减振元件422是这样的钢板环，该钢板环被配置成在其外圆周表面上与制动盘罐414的联接装置428的内圆周表面基本上互补。将理解的是，在另一个实施方式中，不具有与联接装置互补配置的减振元件也可以附接至制动盘罐的具有联接装置的侧表面。

进一步将理解的是，上文描述的示例性实施方式不是穷举的，并且不限制本文公开的主题。特别是，对于本领域技术人员显而易见的是，他可以根据需要将所描述的特征彼此组合和/或省略各种特征而不脱离本文公开的主题。

由此，例如，减振元件可以附接至制动盘罐的外圆周表面和内圆周表面(具有或不具有联接装置)。减振元件可以借助结合层、压配合和/或与制动盘罐的对应侧表面互补的配置附接至制动盘罐。附接至制动盘罐的多个减振元件和/或结合层也可以具有相同的宽度和/或材料厚度或不同的宽度和/或材料厚度。附接至制动盘罐的多个减振元件和/或结合层也可以具有相同的材料或不同的材料。

Claims (12)

1.一种用于盘式制动装置的制动盘(10)，该制动盘(10)包括：

摩擦环(12，112)，所述摩擦环(12，112)具有彼此对置的两个环形摩擦表面(16，18，116，118)，所述摩擦环(12，112)包括外圆周和内圆周；以及

制动盘罐(14，114，314，414)，所述制动盘罐(14，114，314，414)被配置成至少部分地环绕车辆的轮轴承装置，其中所述制动盘罐(14，114，314，414)在所述摩擦环(12，112)的内圆周附近连接到所述摩擦环(12，112)，并且其中所述制动盘罐(14，114，314，414)具有内圆周表面(26，126，426)和外圆周表面(24，124，324)，

其特征在于，

至少一个减振元件(22，122，322，422)附接至所述制动盘罐的所述内圆周表面(126，426)和/或所述外圆周表面(24，324)。

2.根据权利要求1所述的制动盘(10)，其特征在于，所述制动盘罐(14，114，314，414)的所述内圆周表面(126，426)和/或所述外圆周表面(24，324)的附接有所述至少一个减振元件(22，122，322，422)的那部分与所述摩擦环(12，112)轴向地间隔开。

3.根据权利要求1或2所述的制动盘(10)，其特征在于，借助结合层，优选地借助粘合剂结合层，将所述至少一个减振元件(22，122，322，422)附接至所述制动盘罐(14，114，314，414)的所述内圆周表面(126，426)和/或所述外圆周表面(24，324)。

4.根据权利要求3所述的制动盘(10)，其特征在于，所述结合层的层厚度介于0.02mm到0.2mm之间，优选地介于0.08mm到1.2mm之间。

5.根据前述权利要求中的任一项所述的制动盘(10)，其特征在于，所述至少一个减振元件(22，122，322，422)是环段和/或环。

6.根据前述权利要求中的任一项所述的制动盘(10)，其特征在于，所述至少一个减振元件(22，122，322，422)由金属、塑料材料或纤维复合材料形成，其中所述环段和/或所述环优选地由钢板形成。

7.根据前述权利要求中的任一项所述的制动盘(10)，其特征在于，所述至少一个减振元件(22，122，322，422)的材料厚度介于0.5mm到2mm之间，优选地介于0.7mm到1.4mm之间。

8.根据前述权利要求中的任一项所述的制动盘(10)，其特征在于，所述摩擦环(12，112)与所述制动盘罐(14，114)形成为一件式。

9.根据权利要求1至7中的任一项所述的制动盘(10)，其特征在于，所述摩擦环和所述制动盘罐(314，414)彼此分离。

10.根据权利要求9所述的制动盘(10)，其特征在于，所述制动盘罐(314，414)具有至少一个联接装置(328，428)，所述至少一个联接装置(328，428)在所述制动盘罐(314，414)的联接区域(330，430)中以抗旋转的方式与所述摩擦环的至少一个互补联接装置联接，其中所述至少一个联接装置(328，428)优选地具有齿系统。

11.根据权利要求10所述的制动盘(10)，其特征在于，在所述至少一个联接装置(328，428)的区域中，优选地在所述至少一个联接装置(328，428)的与所述制动盘罐的所述联接区域(330，430)轴向地间隔开的自由部分处，所述至少一个减振元件(322，422)被附接至所述制动盘罐(314，414)的所述内圆周表面(426)和/或所述外圆周表面(324)。

12.一种用于车辆的盘式制动装置，该盘式制动装置具有：

制动器支架；

制动卡钳，所述制动卡钳附接至所述制动器支架；

两个制动片装置，所述两个制动片装置能借助所述制动卡钳移位并且均具有制动片支架和制动片；以及

根据前述权利要求中的任一项所述的制动盘(10)，所述制动盘(10)布置在所述两个制动片装置之间，该制动盘能围绕所述制动盘(10)的旋转轴线(R)旋转。