CN109891115A - 制动盘毂和具有改进的车辆接口的制动盘 - Google Patents

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Abstract

一种制动盘(1)，其包括用于将制动盘(1)连结在车辆的轮毂(4)上的制动盘毂(2)和至少一个用于产生与制动器的至少一个制动衬片的摩擦的摩擦环(3)，其中，制动盘毂(2)具有毂底部(5)，毂底部(5)具有关于车轮旋转轴线(6)车轮侧的外侧(7)和轮毂侧的内侧(8)。制动盘毂(2)以铸造方法制造并且内侧(8)在穿过车轮旋转轴线(6)的横截面中观察设有非平面的构型(9)。

Description

制动盘毂和具有改进的车辆接口的制动盘
技术领域
本发明不仅涉及一种与单独的摩擦环连接以构成制动盘的铸造的制动盘毂以及具有成型的制动盘毂的一体地铸造的制动盘，该制动盘毂包括与机动车、尤其是乘用车或轻型运输车的轮毂配合的相应改进的接口。此外，本发明还涉及一种通过随后的切削加工用于以适宜的方式制造改进的接口的新制造方法，该接口具有在毂底部中的新颖构型。
背景技术
用在车辆制动器中的制动盘是已知的并且广泛应用的。在制动盘中，制动盘毂不仅用作用于摩擦环的载体，而且用作与轮毂的接口。具有实施成平面的毂底部内侧的制动盘毂是已知的且常用的，在准备好工作的状态中，该内侧完全位于轮毂的端侧上。
制动盘基本上用于将车辆的动能转换成热，从而制动盘毂在制动运行中暴露在极高的热负荷和机械负载中、尤其是扭转冲击应力中并且因此必须设计成尤其稳固的。因此，常见的是，由于铸造材料的特殊性能、例如由于形成石墨而较低的组织均匀性、相对低的抗拉强度或扭曲风险，铸造的制动盘的制动盘毂构造成尤其结实并且壁很厚。这导致重量增加以及行驶性能的恶化。
为了减轻重量，已知的是，将制动盘设计成多件式的，具有在成型技术上由相对薄壁的钢板制成的、尤其是深拉伸的制动盘毂，制动盘毂与铸造的摩擦环传力地或材料配合地相连接。除了有利的重量减轻，这种类型的制动盘的缺点例如是制造方法和附加的装配过程复杂。此外，由于在多种材料时不同的材料性能、例如不同的热膨胀系数，需要非常高的技术成本，以持续地保证稳定的连接和可接受的径向跳动。
发明内容
本发明的目的是，在避免上述缺点的情况下给出一种廉价以及稳定构造的并且同时重量轻的制动盘、确切的说制动盘毂，其通过改进的与轮毂的接口实现简单的维护以及在首次装配和更换后持续改进的径向跳动。
根据本发明，共同通过独立权利要求1所述的特征实现该目的。
本发明规定，至少制动盘毂以铸造方法制造并且内侧的横截面设有非平面的构型。根据一种优选的改进方案，构型包括至少一个并且尤其优选至少两个径向地彼此间隔开的平的接触面，以用于轴向地贴靠到轮毂上，轮毂具有在径向方向上布置在接触面之间的轴向地朝轮毂方向伸出的突出部。
由此，显著提高了毂底部的刚性及其关于扭转负载的承受能力，并且由此实现了在毂底部上的壁厚减小，这减小了重量。
此外，接触面和突出部构造成关于毂底部内侧的车轮旋转轴线圆形地旋转对称。
由此，在与轮毂配合时实现改进的径向跳动并且此外显著简化了制动盘的更换。因为，在毂底部和轮毂之间的支承部具有减小的接触面。因此，减少了对环形的接触面的腐蚀作用。
本发明还规定，制动盘毂具有基本上管形的柱状鼓壁并且在毂底部中在接触面的区段中的最小壁厚构造成比在鼓壁中的最小壁厚更小，优选地设置在2.5-0.5/+1mm、尤其优选地在2.8-0.1/+0.1mm的尺寸范围中。由此，根据本发明的成本适宜的铸造的制动盘可无问题地用于更换具有由钢深拉伸制成的制动鼓的昂贵的制动盘，而不会产生不期望的轴距变宽，或者并且消除在由两种不同材料制成的组件之间易扭曲的以及不利于径向跳动的接口或连接部位。
根据本发明的一种优选的实施方式，如此定位突出部并且其径向的延伸构造成大于通孔的宽度，使得通孔完全位于突出部之内。通过该通孔如此定位在壁加强的区域中，减小直至消除在孔圆区域中对毂底部的耐腐蚀性的不利作用。
优选地，通过铸造方法一体地制造根据本发明的制动盘，由此其可尤其均匀地且成本适宜地制造该制动盘，并且对于重量和径向跳动有利地，取消了在制动盘毂和摩擦环之间的接口。
此外，本发明包括一种改进的制造方法，根据该制造方法，在之前的工艺步骤中，在铸造技术中以成形的方式将制动盘毂或制动盘制成坯件，并且紧接着进行铸件清洗，并且在随后的工艺步骤中，通过对内侧进行切削加工减小在接触面的区域中的毂底部的壁厚。由此，在高精度下获得具有显著改善的径向跳动性能的重量轻的制动盘，其中，实现了在仅仅一次工件夹紧中以旋转铣削方法简化地切削。
在其结构的显著简化中，根据本发明的构型定义成关于制动盘的旋转轴线旋转对称，这允许在仅仅一次工件夹紧中以旋转铣削方法简化地切削。因此，在高的精度下获得具有显著改善的径向跳动性能的重量轻的制动盘。
附图说明
附图分别以不同的视图以及以不同比例的截面，部分缩小或局部放大地和简化地示出了根据本发明的通风的制动盘的优选的实施例。
其中：
图1以俯视图(a)以及等轴测图(b)示出了根据本发明一体式铸造并切削的制动盘的车轮侧的或前侧的视图，
图2以俯视图(a)以及等轴测图(b)示出了根据图1的实施方式的轮毂侧的或后侧的视图，
图3以沿着根据图1的线V-V的截面图V-V示出了根据本发明的制动盘，其中部分地并且简化地示出了轮毂和车轮，同时示出了毂底部的构型的两种不同的根据本发明的实施方式(A、B)的放大的局部，
图4以俯视图示出了具有部分断开的摩擦环的与图1中相同的实施方式，
图5以空间视图示出了轮毂侧的毂底部、确切的说制动盘毂的内侧的部分图。
具体实施方式
图1
根据本发明的制动盘1的实施方式构造成基本上关于车轮旋转轴线6旋转对称并且具有盆形/罐状的制动盘毂2和与制动盘毂相连接的且径向向外从制动盘毂中伸出的摩擦环3。在所示出的实施方式中，制动盘1一件式由铸件制成。以通过接口相互连接的制动盘毂2和摩擦环3构成的制动盘1的多件式的实施方案在本发明中同样可接受，然而制动盘毂2尤其优选地以成形的方式尤其以铸造技术制成而不是通过变形方法制成。
制动盘毂2具有毂底部5，毂底部具有用于贴靠在未示出的车轮的外侧7。在毂底部5中，设置多个布置在共同的分度盘14上的、以均匀的分度彼此错开地布置的通孔13，通孔平行于车轮旋转轴线6轴向地定向。在将车轮固定在轮毂上时，通孔用于穿过未示出的螺钉或螺柱。此外，制动盘毂2包括从毂底部5中例如轴向地且尽可能平行于旋转轴线6定向的基本上圆柱形的鼓壁12，鼓壁具有与摩擦环3的防止旋转的连结部。尤其是由于技术上所需的脱模斜度，鼓壁12也可构造成稍微锥形。
在本发明中，摩擦环3可构造成实心的或者如所示出的那样空心的，即，内通风的。在这种情况中，在鼓壁12和摩擦环3之间的连结不仅可如所示出的那样位于轴向外部或车轮侧而且可位于轴向内部或轮毂侧。
在其外侧7的可见的表面上，毂底部5构造成平的并且为此或者被切削成平的或者在合理的方案中具有平的铸造表面。
图2
根据本发明的制动盘1的毂底部5的内侧8不是构造成平的而是具有特别的构型9。在设置成用于贴靠在轮毂上的并且用作支承部的两个环形的接触面10、10'之间径向地构造有以轴向向内伸出的方式环绕的突出部11。在将所示出的根据本发明的一件式的制动盘1中或者未示出的根据本发明的制动盘毂2中制成用于事后固定在摩擦环3上的部件组时，首先由铸造材料制造坯件，该坯件具有在鼓壁12的壁厚方面构造成薄壁的毂底部5。时间上在铸件清洗之后，根据以上描述的模式切削支承部或接触面10、10'以及通孔13以及必要时其它对于构型9所需的孔和/或台阶/过渡部。
图3
为了说明在装配状态中的组件布置方案，在图3的截面图中，除了制动盘1之外，附加地部分地并且简化地示出了轮毂4和车轮15。
毂底部5的内侧8不是平的而是设计成台阶形的，由此在横截面图中形成构型9。
在此，毂底部5的壁厚关于鼓壁12的尽可能恒定的壁厚(Ww)逐段地减小并且在具有最小的壁厚Wb的区段上在接触面10、10'的区域中优选地为约2mm至3.5mm、尤其优选地2.5mm。
如以上已经描述的那样，在所示出的优选的实施方式中，为了减小壁厚，构型9具有两个、径向地彼此间隔开地圆环形地台阶形地设计的反向突出部。由此，两个彼此具有给定距离的并且设计成圆环形的定义的支承部或接触面10、11'定义成轴向地贴靠在车辆侧的轮毂4的端侧上。由此，在两个接触面10、11'之间，构造有环绕的、向内指向的突出部11。在突出部和接触面10、11'之间的高度过渡设计成成角度的，从而突出部11在横截面中呈现为梯形的。在本发明中，同样可接受其它过渡形状，例如螺旋部、台阶部、内倒圆角或其它倾斜角度等等。
具有通孔13的分度盘14径向地设置在突出部11的区域中，从而通孔13完全布置在毂底部5的壁厚的、由于突出部11形成的局部加厚部之内。与在两个接触面10、10'的区域中减小的壁厚(Wb)相比，在突出部的区域中的壁厚优选地加倍，尤其是约5mm。因为根据要求设置加厚部，根据本发明，不一定是以1：2(50％/100％)的厚度比例中的严格加倍。相反地，在不离开本发明的基本想法的情况下，尤其是通过铸件材料质量的变化，可设想厚度比例在约1:10(10％/100％)至约9:10(90％/100％)之间的范围中的逐渐变化。
原则上，使用灰口铸铁、即尤其是GG15用于构造制动盘1或制动盘毂2。
轮毂4具有环绕的凸缘17，其具有布置在其中的、与通孔13对应的固定开口以用于固定未示出的车轮固定件，例如螺栓或螺钉。为了安置突出部11，在轮毂4的端侧中设置环绕的凹处16。
已表明，材料GG15、GG20尤其适合用于构造制动盘毂。在强度性能以及热的-摩擦的性能的进一步改善方面，也可使用高碳的(即HC灰口铸铁材料)或合金的灰口铸铁质量。
尤其在使用GG20HC时，可行的是，实现例如约1:10的厚度比例的尤其薄壁的三维区域，由此，制动盘1可构造得尤其轻，并且尽管如此尤其稳定。
在放大的部分局部图A中，示出了以上描述的实施方式，相反地，部分局部图B示出了另一根据本发明的实施方式或变型方案。在此，在突出部11的区域中，在毂底部5的外侧7中引入环形的槽形的凹口19。在这种类型的凹处中，例如可引入冲裁标记，而不必磨去由此堆积的材料，以保证为了车轮15的贴靠所需的外侧7的平面度。
图4
根据本发明的制动盘1的优选的实施方式构造成具有内通风的摩擦环3，其内部空间具有多个、优选地3行同心的连接部/连接肋，在其之间构造空气通道以用于导出在制动运行中的热。
图5
在图5中，参照毂底部5的局部的空间图，示出了内侧8的根据本发明的构型9。
附图标记清单
1 制动盘
2 制动盘毂
3 摩擦环
4 轮毂
5 毂底部
6 车轮旋转轴线
7 外侧
8 内侧
9 构型
10 接触面
11 突出部
12 鼓壁
13 通孔
14 分度盘
15 车轮
16 凹处
17 凸缘
18 固定开口
19 凹口
Wb 毂底部的最小的壁厚
Ww 鼓壁的壁厚

Claims (10)

1.一种制动盘(1)，其包括用于将制动盘(1)连结在车辆的轮毂(4)上的制动盘毂(2)和至少一个用于产生与制动器的至少一个制动衬片的摩擦的摩擦环(3)，其中，所述制动盘毂(2)具有毂底部(5)，该毂底部具有关于车轮旋转轴线(6)在车轮侧的外侧(7)和在轮毂侧的内侧(8)，其特征在于，至少所述制动盘毂(2)以铸造方法制造并且所述内侧(8)在穿过车轮旋转轴线(6)的横截面中观察设有非平面的构型(9)。
2.根据权利要求1所述的制动盘(1)，其特征在于，所述构型(9)具有至少一个平的接触面(10)以及关于接触面(10)轴向地朝轮毂(2)的方向伸出的至少一个突出部(11)，所述接触面用于轴向地贴靠到轮毂(4)上。
3.根据权利要求2所述的制动盘(1)，其特征在于，所述构型(9)具有至少两个径向彼此间隔开的、用于轴向地贴靠到轮毂(4)上的、平的接触面(10、10')，以及所述突出部(11)在径向方向上布置在所述接触面(10、10')之间。
4.根据权利要求1或2所述的制动盘(1)，其特征在于，一个接触面(10)或一个以上的接触面(10、10')和突出部(11)圆形地关于毂底部(5)内侧(8)的车轮旋转轴线(6)旋转对称地构造。
5.根据权利要求1所述的制动盘(1)，其特征在于，所述制动盘毂(2)具有基本上管形的柱形构造的鼓壁(12)，在毂底部(5)中的最小壁厚(Wb)构造成比在鼓壁(12)中的最小壁厚(Ww)更小。
6.根据权利要求5所述的制动盘(1)，其特征在于，在毂底部(5)中的最小壁厚(Wb)设置在接触面(10)的区段中，优选地设置在2.5-0.5/+1mm的尺寸范围中。
7.根据权利要求2所述的制动盘(1)，其特征在于，在毂底部(5)中，多个以均匀的分度彼此错开地布置的、以及平行于车轮旋转轴线(6)轴向定向的通孔(13)定位在共同的分度盘(14)上，所述分度盘(14)径向布置在突出部(11)之内。
8.根据权利要求7所述的制动盘(1)，其特征在于，所述突出部(11)的径向延伸构造成大于通孔(13)的宽度，使得通孔(13)完全位于突出部(11)之内。
9.根据上述权利要求中任一项所述的制动盘(1)，其特征在于，所述制动盘(1)通过铸造方法一体地制造。
10.一种用于制动盘毂(2)或根据上述权利要求中任一项所述的制动盘(1)的制造方法，其特征在于，在之前的工艺步骤中，在铸造技术中将所述制动盘毂(2)或制动盘(1)制成坯件，以及紧接着进行铸件清洗，以及在随后的工艺步骤中，通过对内侧(8)进行切削加工减小毂底部(5)在一个接触面(10)或一个以上接触面(10、10')区域中的壁厚(Wb)。
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