CN109923327A - 用于制动盘的支撑鼓，制动盘装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于制动盘（2）的支撑鼓（5），具有用于紧固在轮轴上的、位于径向内侧的毂环区段（9）以及用于紧固在制动盘（2）上的、位于径向外侧的制动盘环区段（8），其中，支撑鼓（5）由纤维塑料复合物制成并且具有至少一个集成在纤维塑料复合物中的电的/电子的功能构件。

Description

用于制动盘的支撑鼓，制动盘装置

技术领域

本发明涉及一种用于制动盘的支撑鼓，其具有用于紧固在轮轴上的、位于径向内侧的毂环区段以及用于紧固制动盘的、位于径向外侧的制动盘区段。

此外，本发明还涉及一种用于车辆（特别是机动车辆）轮制动器的制动盘装置，其具有至少一个制动盘和至少一个支撑鼓，该支撑鼓与该制动盘抗相对转动地连接。

背景技术

现有技术中已知本文开头所述类型的支撑鼓和制动盘装置。通常，制动盘装置具有制动盘和支撑鼓，它们抗相对转动地彼此连接，其中制动盘在此通常紧固在（特别是螺纹连接和/或焊接在）支撑鼓的位于径向外侧的制动盘环区段上。在此，支撑鼓用作制动盘和轮轴之间的连接，从而使制动力在制动过程中通过支撑鼓传递到轮轴。因此，对支撑鼓的负载能力和耐久性提出了高要求。因此，为了满足这些条件，已知的支撑鼓通常由灰口铸铁或铝制成，特别是连同制动盘一件式地制成。在制动盘装置的一种两件式构造中，已知支撑鼓由不同于制动盘本身的材料制成，以使两个部件最佳地适应它们各自的荷载。此外，还力求实现减少重量，以例如减少机动车辆的燃料消耗。

发明内容

具有权利要求1的特征的支撑鼓具有的优点是，一方面其减少重量地制成，并且另一方面允许在具有制动盘装置的车辆或机动车辆的非簧载质量（ungefederte Masse）上对制动盘装置情况进行监测。为此根据本发明设置为，支撑鼓由纤维塑料复合物制成并且具有至少一个集成在纤维塑料复合物中的电的/电子的功能构件。因此，在支撑鼓中集成有电的/电子的功能构件，由于纤维塑料复合物工件的分层结构，这无需很大的额外成本就可以实现。在此，功能构件安全且耐久地布置在支撑鼓上，其中，作用在功能构件上的高负载、特别是高加速度也不会对功能构件造成危险。通过由纤维塑料复合物制成支撑鼓，使得该支撑鼓具有相对较小的重量。通过功能构件的有利的结合，支撑鼓还提供了以简单的方式方法监测支撑鼓和/或制动盘装置的状态的可能性，而不会因此不利地增加重量。通过集成的功能构件例如可以对作为制动盘装置和车辆的安全相关部件的、支撑鼓的状态进行连续监测。还可能的是，通过功能构件来检测支撑鼓的直接周围环境中的周围环境值，并且例如在操控具有制动盘装置的轮制动器时考虑该周围环境值。特别是，功能构件集成到纤维塑料复合物中，使得在不破坏材料的情况下无法将功能构件从纤维塑料复合物中移除。由此，支撑鼓的真实性始终得到保证，并且不可能被第三方进行操纵或至少不可能不被觉察地进行操纵。

根据本发明的一种优选扩展方案设置为，构件被纤维塑料复合物完全包围。由此，功能构件完全布置在支撑鼓内部，并由此可靠地保护其免受外部影响。

替代地，优选设置为，功能构件仅部分地被纤维塑料复合物包围。由此，功能构件具有到支撑鼓周围环境的通道，以便例如能够在传感器的构造中检测支撑鼓的周围环境值，或者在有线或无线信号线的构造中将所检测的值传达给数据处理系统。

特别优选地设置为，功能构件通过纤维塑料复合物以形状配合的方式紧固，从而耐久地确保功能构件在支撑鼓上的位置。特别是，作用在功能构件上的高加速度也不会导致功能构件的位置变化。

此外，优选设置为，功能构件具有至少一个传感器模块，该传感器模块具有惯性传感器、加速度传感器、速度传感器、位置传感器、温度传感器、压力传感器、材料张力传感器和/或湿度传感器。因此，功能构件最终特别是用于检测与支撑鼓相关的运动值和/或负载值的传感器模块。特别是在作为湿度传感器或压力传感器（特别是空气压力传感器）的构造中，还可以获知支撑鼓的周围环境条件。

根据本发明的一种有利的扩展方案设置为，功能构件或电路具有能量供给装置，该能量供给装置特别是具有发电机和/或接收器用于无线的能量供给。由此确保了利用电能对特别是传感器模块的简单供给。

此外，优选设置为，功能构件具有通信接口，该通信接口构造为用于以无接触和/或接触的方式发送和/或接收数据。由此，特别是可以通过外部的控制设备、测试设备和/或评估设备以无接触和/或接触的方式检测或询问由传感器模块所获知/检测的数据。

优选地，支撑鼓具有多个功能构件，这些功能构件均匀分布地布置在支撑鼓的周边上。通过均匀分布的布置确保了，在支撑鼓上不会产生可能影响运行的不平衡。

此外，优选设置为，功能构件具有识别装置，特别是RFID芯片。由此，例如安装工人能够例如无接触地识别支撑鼓。由于功能构件以不可失去的方式集成在支撑鼓中，因此识别是明确且不可操纵的。此外，优选设置为，功能构件具有能量存储器和/或能量发生器。能量的发生可以通过对在应用情况下引入构件的动能进行转换或者通过无线的能量传递来实施。因此，可以无需额外接触而对功能构件供给能量，并由此检测周围环境条件。特别是，能量存储器和/或能量发生器是前述能量供给装置的组成部分。

具有权利要求8的特征的、根据本发明的制动盘装置的特征在于支撑鼓的根据本发明的构造。由此得出已经提到的优点。

其他优点和优选特征及特征组合特别是在前文的描述以及权利要求中得出。

附图说明

下面参照实施例详细说明本发明。在附图中：

图1示出了用于制动盘装置的优选的支撑鼓，并且

图2以细节视图示出了支撑鼓的剖视图。

具体实施方式

图1以立体剖视图示出了用于机动车辆轮制动器的制动盘装置1。传统机动车辆中的轮制动器通常具有制动钳，制动衬片布置在该制动钳上，在制动衬片之间引入制动盘。如果制动衬片向制动盘的方向移动，则制动盘夹在制动衬片之间，并由此产生制动力或制动力矩。

为此，图1中所示的制动盘装置1的制动盘2适宜地构造成关于轴线点对称或成圆形。该制动盘在其轴向端面上具有制动面3，所述制动面与轮制动器的制动衬片共同作用。制动衬片构造成圆环形并且在当前情况下具有多个通风开口4，用于在运行时冷却制动盘装置1。冷却是有利的，因为制动过程中的制动盘承受高的机械负载和热负载。对此原因在于，当具有制动盘装置的车辆减速时，存储在车辆中的几乎全部的动能都必须转换成热量。因为车辆中的制动盘2代表非簧载的旋转质量，所以应力求减小制动盘2的质量。

制动盘2与支撑鼓5固定地连接，该支撑鼓能够紧固在轮毂或车轮的轮缘上，以将制动力传递到车轮上。在传统的制动盘装置中，例如通过灰口铸铁方法将支撑鼓5与制动盘2彼此一件式制造。为了减小制动盘装置1的质量，目前还已知的是，将支撑鼓5和制动盘2构造为彼此分离，以实现支撑鼓5与制动盘2（特别是制动盘2的摩擦环）的有利的材料组合。在此，已知除灰口铸铁之外也使用铝、钢或碳化硅陶瓷。然后通过不同的连接方法将支撑鼓5和制动盘2彼此连接，例如通过螺栓连接、螺纹连接或浇铸。

在图1中所示的制动盘装置1中，支撑鼓5具有多个紧固点6和7，这些紧固点用于将支撑鼓5紧固在制动盘2和轮毂上。为此，紧固点6构造在位于径向外侧的制动盘环区段8上并且均匀分布地布置在支撑鼓5的周边上。紧固点7在周边上均匀分布地布置在支撑鼓5的位于径向内侧的轮毂环区段9上。在紧固点6处对制动盘2实施连接，并且在紧固点7处对轮毂实施连接。

根据本实施例，紧固点6构造成紧固开口，其用于将支撑鼓5与轮毂或与制动盘2螺纹连接、螺栓连接或铆接。替代地，紧固点6和/或7中的至少几个也可以特别是构造成支撑鼓5上的销形（zapfenfoermig）突起部。紧固点6也可以构造成凹部，在其中浇铸或模制单独的紧固螺栓，所述紧固螺栓从支撑鼓5轴向地分别突出。优选地，紧固点6设计成，通过通风孔4或类似的冷却装置（例如制动盘的气隙），或者通过在紧固点6的区域中使用隔热材料（例如陶瓷衬套或陶瓷涂层），即使在高的热负载下也保护所述紧固点。

根据本实施例，支撑鼓5由纤维塑料复合物制成，其在重量非常小的情况下确保了足够高的机械负载能力和热负载能力。

图2示出了在轮毂环区段9的区域中的支撑鼓5的细节视图，如由图1中的虚线框所示。在此，支撑鼓5被这样剖开，即，支撑鼓在轮毂环区段9的平面中或垂直于旋转轴线被剖开。由此，在图2中可以看出，支撑鼓5在轮毂环区段9中具有容纳切口10。在此，还可以看出，纤维塑料复合物具有多个层，所述层优选分别具有同样地取向或延伸的纤维，其中相邻层或相叠层的纤维优选定向不同，在当前情况下彼此垂直地定向。由此确保了支撑鼓5的高强度，从而也可以通过支撑鼓5在两个旋转方向上传递高的制动力。在图2的剖视图中，例如去除了上层中的至少一层，从而使向着容纳切口10的视线开放。

在容纳切口10中布置有电的/电子的功能构件11。虽然根据本实施例，容纳切口10构造地明显比功能构件11大，但优选设置为，切口10相应于功能构件11的大小。

特别是设置为，在制造支撑鼓5时，功能构件11集成在支撑鼓5中，使得该功能构件完全被纤维塑料复合物层所包围。适宜的是，容纳切口10构造为多层，使功能构件11能够完全容纳在其中。替代地，功能构件11在制造支撑鼓5时被简单地插入两个相邻层之间，并由此在制造时自动地被支撑鼓5的层包围。

功能构件11特别是具有至少一个传感器模块12的电路，该传感器模块例如具有惯性传感器、加速度传感器、位置传感器、温度传感器、压力传感器、材料张力传感器和/或速度传感器，以便直接在该传感器模块中检测支撑鼓5的运行状态。还可以设置为，传感器模块12具有温度传感器或湿度传感器，该温度传感器或湿度传感器应用于检测支撑鼓5的周围环境温度。那么为此优选设置为，功能构件11不完全被纤维塑料复合物包围，而是至少区段性地具有到支撑鼓5周围环境的通道。为此，例如容纳切口10这样构造，从而存在与周围环境的直接连接。

此外，电路或功能构件11优选地具有配属于传感器模块12的通信接口15，从而可以通过外部的控制设备、测试设备或评估设备以接触或无接触的方式来检测由传感器模块12所检测的数据。还可以设置为，传感器模块具有能量供给装置14，从而使传感器模块12的运行可以在没有外部能量供给的情况下实施。

由于功能构件11布置在支撑鼓5上，该功能构件布置在车辆的非簧载质量上，由此与用于状态检测的已知解决方案相比，获知并提供了更准确的数据。借助于功能构件11，确保了对作为安全相关部件的支撑鼓5的状态进行连续监控。此外，可以一起检测制动盘装置1的周围环境条件、特别是支撑鼓5的周围环境条件，例如空气湿度和/或空气压力。根据这些值又可以有利地操控制动盘装置1。此外，通过支撑鼓5和功能构件11之间的不可拆卸的或不可失去的连接，由第三方操纵功能构件11是不可能的。若功能构件11特别是构造为识别装置13或具有这样的识别装置，则还可以在任何时间都明确地识别支撑鼓5。

有利的是，支撑鼓5具有多个这样的功能构件11，所述功能构件集成在支撑鼓5中或纤维塑料复合物中。那么适宜的是，多个功能构件11均匀分布地布置在支撑鼓5的周边上，以避免不平衡。支撑鼓5优选具有至少一个构造为传感器模块12的功能构件11以及具有构造为识别装置13的功能模块11。

由于功能构件11有利地集成在支撑鼓5中，就可以直接在车辆的轴上进行高精度的速度测量。此外，可以获知车辆的车辆动态，特别是车辆的扭转、静摩擦损耗、驶出原车道（Ausscheren）、滑动等。此外，可以耐久地或连续地监测制动盘2的状态、并且特别是支撑鼓5的状态。在考虑所获知的支撑鼓5状态和/或其周围环境状态的情况下，通过主动调节（例如主动冷却）或通过驾驶员的警告，确保了突然的制动力损耗。

Claims (10)

1.用于制动盘（2）的支撑鼓（5），具有用于紧固在轮轴上的、位于径向内侧的毂环区段（9），以及用于紧固在所述制动盘（2）上的、位于径向外侧的制动盘环区段（8），其特征在于，所述支撑鼓（5）由纤维塑料复合物制成，并且具有至少一个集成在所述纤维塑料复合物中的电的/电子的功能构件（11）。

2.根据权利要求1所述的支撑鼓，其特征在于，所述功能构件（11）被所述纤维塑料复合物完全包围。

3.根据前述权利要求中任一项所述的支撑鼓，其特征在于，所述功能构件（11）仅部分地被所述纤维塑料复合物包围。

4.根据前述权利要求中任一项所述的支撑鼓，其特征在于，所述功能构件（11）通过所述纤维塑料复合物以形状配合的方式紧固在所述支撑鼓（5）上。

5.根据前述权利要求中任一项所述的支撑鼓，其特征在于，所述功能构件（11）具有传感器模块（12），所述传感器模块特别是具有惯性传感器、加速度传感器、速度传感器、位置传感器、温度传感器、材料张力传感器、压力传感器和/或功能传感器。

6.根据前述权利要求中任一项所述的支撑鼓，其特征在于，所述功能构件（11）具有能量供给装置（14），特别是具有发电机和/或接收器用于无线的能量供给。

7.根据前述权利要求中任一项所述的支撑鼓，其特征在于，所述功能构件（11）具有通信接口（15），所述通信接口被构造用于：以无接触和/或接触的方式来发送和/或接收特别是所述传感器模块（12）的数据。

8.根据前述权利要求中任一项所述的支撑鼓，其特征在于，在所述纤维塑料复合物中，多个功能构件在所述支撑鼓（5）的周边上均匀分布地布置。

9.根据前述权利要求中任一项所述的支撑鼓，其特征在于，所述功能构件（11）具有识别装置（13），特别是RFID芯片。

10.用于车辆轮制动器的、特别是机动车辆轮制动器的制动盘装置（1），具有至少一个制动盘（2）和至少一个支撑鼓（5），所述支撑鼓与所述制动盘抗相对转动地连接，其特征在于根据权利要求1至9中任一项或多项所述的支撑鼓（5）的构造。