CN111133215B

CN111133215B - 多部件式刹车盘

Info

Publication number: CN111133215B
Application number: CN201880060617.9A
Authority: CN
Inventors: 埃尔默·韦伯; 托马斯·内伯; 斯特凡·瓦迈耶; 迈克尔·罗斯
Original assignee: SAF Holland GmbH
Current assignee: SAF Holland GmbH
Priority date: 2017-09-19
Filing date: 2018-08-13
Publication date: 2021-09-03
Anticipated expiration: 2038-08-13
Also published as: CA3075838A1; US11519472B2; DE102017121633A1; CN111133215A; WO2019057399A1; EP3685066B1; EP3685066A1; US20200278003A1

Abstract

本发明涉及刹车盘(1)，特别涉及用于多用途车辆的刹车盘(1)，其包括至少一个摩擦元件(10)和一个适配器元件(30)，其中，刹车盘(1)被设计成围绕着旋转轴(A)旋转，其中，摩擦元件(10)具有至少一个摩擦表面(12)和一个连接区域(14)，其中，适配器元件(30)具有安装区域(32)和传递区域(34)，其中，安装区域(32)被设计用于将刹车盘(1)固定在轮毂上，其中，连接区域(14)在圆周方向(U)上与传递区域(34)以形状配合的方式间接地或直接地接合，使得能够在连接区域(14)与传递区域(34)之间将围绕着旋转轴(A)的扭矩从摩擦元件(10)传递到适配器元件(30)。

Description

多部件式刹车盘

技术领域

本发明涉及多部件式刹车盘(multi-part brake rotor)，特别地涉及用于多用途车辆的多部件式刹车盘。

背景技术

众所周知，现有技术中的用于多用途车辆的刹车盘是刹车碟和刹车鼓的形式。主要为了将刹车盘的制造成本保持为低成本，在现有技术中也已知存在着刹车盘的多部件式实施例。这些多部件式实施例的共同点在于，扭矩是通过刹车盘的各个元件之间的摩擦接合(non-positive locking)来传递的。这种类型的扭矩传递尤其具有以下缺点：在高动态的扭矩波动的情形下，刹车盘的各个构件相对于彼此发生滑动，从而在某些环境下可能导致连接故障。然而，考虑到刹车盘的与安全方面的相关性，这种故障必须尽可能避免。

因此，本发明的目的是提供一种刹车盘，尤其是用于多用途车辆的刹车盘，该刹车盘能够提供高度安全性。

发明内容

根据本发明，刹车盘，特别是用于多用途车辆的刹车盘，包括至少一个摩擦元件和一个适配器元件，其中，刹车盘被设计成围绕着旋转轴旋转，其中，摩擦元件具有至少一个摩擦表面和一个连接区域，其中，适配器元件具有安装区域和传递区域，其中，安装区域被设计用于将刹车盘固定在轮毂上，其中，连接区域在圆周方向上与传递区域以形状配合的方式(in positively locking fashion)间接地或直接地接合，使得围绕着旋转轴的扭矩能够在连接区域与传递区域之间从摩擦元件传递到适配器元件。例如，所讨论的刹车盘可以是刹车鼓的鼓片或碟片式刹车的刹车碟。特别地，旋转轴可以是要被刹车盘制动的车轴(shaft或axle)的旋转轴线。刹车盘的摩擦元件被设计成与另一元件(例如，刹车垫(brakepad))接触，以便产生制动扭矩。为了产生制动扭矩的目的而能够与另一元件接触的(一个或多个)表面形成了摩擦元件的摩擦表面。特别地，在这种情况下，摩擦元件可以由刹车鼓的壳体区域形成，或者可以由内部通风或不通风的刹车碟的摩擦环形成。摩擦元件的连接区域用来将力和/或扭矩从摩擦元件传递到适配器元件，因此尤其能够执行支承着摩擦元件的任务。适配器元件的传递区域用来接纳来自摩擦元件的力和/或扭矩。换句话说，适配器元件的传递区域因此能够形成一种与摩擦元件的连接区域相应的对应物或配对体。这里，扭矩传递是这样进行的：其中，连接区域与传递区域以形状配合的方式间接地或直接地接合。文字表述“以形状配合的方式间接地或直接地接合”能够理解为：这可以是指，传递区域本身在圆周方向上与连接区域以形状配合的方式接触，或者这可以是指，在连接区域与传递区域之间的扭矩传递的作用链中，存在有至少一种(例如，借助于插入元件)在圆周方向上进行形状配合的情形。通过这种形状配合，因为凭借这种类型的扭矩传递，即使高动态波动的扭矩也能够可靠地被传递，所以实现了高度安全性。在这种情况下，要被传递的围绕着旋转轴的扭矩(制动扭矩)可以主要通过形状配合来实现传递。优选地，扭矩传递是这样进行的：其中，以形状配合的方式予以传递的部分达到围绕着旋转轴的总扭矩的95％之上。特别优选的是，围绕着旋转轴的扭矩传递全部以形状配合的方式进行。圆周方向是以极的方式环绕着旋转轴的方向，或者是围绕着旋转轴的角度坐标。特别地，适配器元件的安装区域用来被固定到轮毂或车轴上。为此目的，特别佳的是，安装区域至少在某些区域中是关于旋转轴呈旋转对称形式的。连接区域和传递区域可以被设计成这样：这两个区域在旋转轴上的投影至少在某些区域中重叠。然而，特别优选地，连接区域的或传递区域的在旋转轴上的投影包围相应的另一者区域的在旋转轴上的投影。以此方式，能够实现刹车盘的特别小的结构空间要求。可替代地，优选的是，连接区域的在旋转轴上的投影和传递区域的在旋转轴上的投影彼此相邻地布置着，或者彼此间隔开。通过连接区域的相对于传递区域的这种空间布置，能够实现刹车盘的两个构成部件的特别有效的热解耦(thermaldecoupling)。

较佳地，适配器元件呈多部件式形式，特别是在轴向方向和/或圆周方向上呈多部件式形式。轴向方向被定向为平行于旋转轴。多部件式适配器环应理解为：所述适配器环不是由单个构件组成的，而是由多个元件构成的，并且特别地不是通过各个元件的粘结结合而形成的。利用所述多个元件的相互接触的区域，实现了特别高水平的阻尼，尤其是通过微摩擦实现了特别高水平的阻尼。优选地，适配器元件在轴向方向上由多个构件或元件(特别地，6至15个元件)形成。适配器元件的在轴向方向上的多部件式形式是特别有利的，这是因为：在适配器元件的轴向多部件式形式的情形下，刹车盘的大多数振动模式(也称为制动尖叫)会导致各个元件之间的特别大的相对运动。可替代地优选的是或另外优选的是，适配器元件在圆周方向上呈多部件式形式。以这种方式，能够实现适配器元件的特别简单的安装。特别佳的是，可以在圆周方向上在元件之间形成有中间空间，这些中间空间尤其能够起到冷却通道的作用。为了实现高水平的阻尼，适配器元件在圆周方向上可以具有3至6个元件。如果适配器元件在轴向方向和圆周方向上都呈多部件式形式，那么优选地，可以在轴向方向上形成多个层，这些层在圆周方向上相对于彼此偏移。以此方式，实现了：各个层在轴向方向上以形状配合的方式相互固定。适配器元件的各个元件可以由金属板制成，特别是可以由钢板制成。换句话说，适配器元件可以由一组金属板组成。以这种方式，能够实现特别便宜的构造。这里较佳的是，适配器元件的金属板元件的材料厚度在1mm至4mm之间。特别优选地，该材料厚度在1.5mm至3mm之间。事实证明，在这种金属板厚度的情况下，能够在适配器元件的刚度与阻尼之间实现特别好的折中。为了实现特别有利的热解耦，较佳的是，适配器环的所有元件或至少一些元件在某些区域或全体区域中被陶瓷涂覆。为了节省成本，也可以仅仅让安装区域和/或传递区域被陶瓷涂覆。

优选地，适配器元件的构成部件是用于ABS传感器的极轮(polewheel)。通过这种整体化设计，能够实现廉价的、节省结构空间的刹车构造。形成极轮的构成部件不起到以任何方式传递或接收力或扭矩的作用。优选地，适配器元件的形成极轮的区域也是在圆周方向上呈多部件式形式。以这种方式，可以实现极轮的特别廉价的变型。这里，用于形成极轮的各种元件由不同材料构成是有利的。以这种方式，能够根据由热引起的变形来推知刹车盘的温度。因此，特别地，可以间接地测量出刹车盘的转速，并且可以将该信息在ABS系统中额外地处理或可以将该信息额外地馈送至ABS系统。为了实现特别是在径向方向上的紧凑设计，形成极轮的区域可以沿径向向内延伸。

较佳地，连接区域具有至少三个连接部分，并且，传递区域具有至少三个互补的传递部分。作为适配器元件的构成部件的传递部分以及作为摩擦元件的构成部件的连接部分可以是凹部，例如是孔、槽或沟等。较佳地，槽或沟在它们的延伸方向上沿径向方向延伸。可替代地，连接部分和/或传递部分也可以由单独的元件形成，然而，该单独的元件分别与摩擦元件或传递部分形成为单个零件。换句话说，例如，连接部分和/或传递部分因此可以是诸如齿等突出元件。为了实现廉价的制造，连接部分和/或传递部分可以关于平面是对称的。较佳地，所述对称平面以离开旋转轴的方式沿径向延伸。传递部分和/或连接部分可以沿轴向方向(以便实现刹车盘的特别好的润滑特性)和/或沿径向方向(以便确保较小的结构空间要求)延伸。“互补的”尤其可以被理解为：传递部分间接地或直接地具有与互补的连接部分以形状配合的方式接合的直接可操作连接。换句话说，这可能意味着传递部分直接地或(通过使用中间元件)间接地与互补的连接部分接合，从而使得围绕着旋转轴的扭矩能够传递。特别地，与连接部分互补的传递部分可以是在空间上最靠近连接部分的那个传递部分。为了扭矩传递，传递部分和/或连接部分较佳地包括一个接触表面，但优选地包括至少两个、三个或四个接触表面，其中，接触表面被设计成与另一构件接触，以便将围绕着旋转轴的扭矩传递到该另一构件，特别地，以形状配合的方式传递到该另一构件。

优选地，连接部分每一者与相应的互补的传递部分之间在径向方向上具有游隙。“具有游隙”尤其可以被理解为：从理论上讲，连接部分本身相对于相应的传递区域是可位移的，特别地在径向方向上是可位移的。通过该实施例，实现了：即使在温度波动很大的情况下，形成裂纹的可能性也较低。较佳地，径向方向是离开轴向方向或旋转轴沿径向延伸的方向。因此，特别地，轴向方向、圆周方向和径向方向形成了圆柱坐标系，该圆柱坐标系的原点可以位于刹车盘的旋转轴上。

较佳地，在连接部分和/或传递部分上布置有加强元件。以这种方式，能够实现使连接部分或传递部分处的接触压力减小。为了避免腐蚀，加强元件优选地由分别比摩擦元件和适配器元件更高等级的材料形成。特别优选的是，加强元件由高级钢制成。较佳地，加强元件的壁厚与加强元件的在轴向方向上的长度的比率处于0.02至0.3的范围内，这使得能够实现较小的结构空间要求。然而，上述比率优选地处于0.03至0.2的范围内，以便能够由于低的制造费用和良好的尺寸稳定性而生产出特别廉价的加强元件。特别地，上述比率优选地处于0.05至0.17的范围内，这是因为已经发现，采用该比率，在加强元件中形成裂纹的可能性很小。

优选地，连接部分从摩擦元件的轴向端面开始沿轴向方向延伸，和/或传递部分从适配器元件的轴向端面开始沿轴向方向延伸。通过连接部分和/或传递部分的这种轴向定向，能够实现摩擦元件相对于适配器元件的特别好的热解耦。特别地，轴向端面可以理解为是指如下的表面：这些表面的平均法线相对于轴向方向的最大角度为25°，而且优选为5°。特别地，“从…表面开始延伸”是指连接部分或传递部分可以例如通过钻孔、焊接或铸造等从所述表面形成。换句话说，这可能意味着连接部分和/或传递部分可以是在轴向方向上以离开轴向端面的方式指向的突起，例如齿或凹部。所述凹部可以是在某些区域中呈圆形的孔，例如是较佳地沿径向方向延伸的槽，或者例如是圆孔。这里，较佳地，连接部分与传递部分一起形成一种在轴向上的相互啮合。

有利的是，至少一个连接部分在摩擦元件的轴向端面上形成沿径向向内开放的轮廓，和/或至少一个传递部分在适配器元件的轴向端面上形成沿径向向外开放的轮廓。这里，特别地，“开放”是指连接部分或传递部分在表面上形成的轮廓不是本质上封闭的形式。换句话说，这可能意味着轮廓延伸到该表面的边界那么远并终止于该边界。通过这些开放的轮廓，能够实现：摩擦元件相对于适配器元件在径向方向上是可位移的，由此使得减小了刹车盘的由于各构件的热膨胀引起的应力。较佳地，这些轮廓都逐渐变窄，使得它们特别地可以形成U形或V形。在这种情况下，轮廓在适配器元件的轴向端面上的两个侧边可以相对于彼此形成第一角度，和/或轮廓在摩擦元件的轴向端面上的两个侧边可以相对于彼此形成第二角度，上述这些角度可以在90°至10°之间。因此，可以使得传递部分和/或连接部分的生产特别简单。然而，第一角度和/或第二角度优选地在60°至20°之间，由此能够实现连接部分和/或传递部分的特别小的结构空间要求。特别优选的是，为了实现高机械强度，第一角度和/或第二角度在50°至35°之间。在这种情况下，第一和第二角度特别是轮廓的两个相对设置着的侧边的平均角度。例如，在轮廓是V形的情况下，上述角度是该V的开口角。为了容易且廉价地生产，较佳地，第一角度和第二角度是基本上相等的。这里，在这个上下文中，“基本上相等”应理解为两个角度彼此之间的偏差最大为5°。

优选地，中间元件布置在连接部分中或连接部分处，和/或中间元件布置在传递部分中或传递部分处，其中，中间元件每一者具有第一传动部分和第二传动部分，其中，第一传动部分被设计成将围绕着旋转轴的扭矩传递到摩擦元件，并且其中，第二传动部分被设计成将围绕着旋转轴的扭矩传递到适配器元件。较佳地，中间元件在扭矩传递链中是单独的构件，然而，其本身可以呈单部件形式或多部件形式。通过使用中间元件，实现了适配器元件相对于摩擦元件的特别好的热解耦。在这个上下文中，“布置在…中或…处”特别地可以理解为：在截面图中，连接部分和/或传递部分至少在某些区域中包围中间元件，以使得能够发生可靠的扭矩传递。特别地，所述截面图的特征在于，其可以具有被定向成平行于轴向方向且因此平行于旋转轴的法线。向第一传动部分和/或第二传动部分的扭矩传递优选地以形状配合的方式发生，以使得即使高动态的扭矩波动也能够可靠地传递。如果连接部分和/或传递部分是凹部，那么有利的是：连接部分和/或传递部分完全包围中间元件，以使得能够发生特别可靠的扭矩传递。为了使中间元件执行其任务，较佳的是，中间元件是刚性形式。以这种方式，实现了：由于中间元件的不可避免的弹性变形而出现的刹车盘的各构成部件相对于彼此的相对运动被保持为较小。特别地，“刚性的”可以理解为：中间元件不具有被设计得会促进中间元件变形的开槽、沟、切口或其它薄弱处。对于中间元件的“刚性”设计，特别佳的是，主要构成中间元件的材料具有的弹性模量与构成适配器元件和/或摩擦元件的材料的弹性模量的差别最多为10％。优选地，中间元件被布置成这样：中间元件被布置成相对于适配器元件和/或摩擦元件在轴向方向上是可位移或可移动的。以这种方式，能够使热应力的产生变得最小化或者甚至完全避免。

优选地，中间元件被定向成使得：中间元件的主延伸方向指向轴向方向。特别地，主延伸方向是如下的方向：中间元件的长度是在该方向上确定的，或者可能的开口(特别是安装开口)在中间元件中在该方向上延伸。通过中间元件的这种布置或定向，实现了其易于安装性。可替代地，中间元件优选地可以被布置成这样：中间元件的主延伸方向指向径向方向。该实施例的优点在于，其导致了特别小的结构空间要求。

较佳地，中间元件的第一传动部分基本上对应于连接部分的形状，和/或中间元件的第二传动部分基本上对应于传递部分的形状。“基本上对应”尤其是指存在基本相似的几何形状。特别地，这里，被设计用于以形状配合的方式进行扭矩传递的接触发生表面或接触表面至少在某些区域中彼此平行。通过这种基本对应的形状(在某些区域中平行)，实现接触，这使得只有很小的可能性会出现斑蚀(pitting)。在一个实施例中，这可以通过以滑动块的形式在连接部分和/或传递部分中以形状配合的方式引导中间元件来实现。这里，较佳地，连接部分和/或传递部分可以是特别地在径向方向上或在圆周方向上延伸的槽。

优选地，中间元件的第一传动部分和/或中间元件的第二传动部分是表面硬化的。由此实现了磨损特别小的中间元件。可替代地优选地或附加地，连接部分和/或传递部分也可以是被硬化的，从而导致刹车盘特别耐用。这里，较佳地，硬化表面的硬度为35至65，从而获得了磨损特别小的刹车盘。然而，优选地，硬化表面的硬度为40HRC至55HRC。申请人已经发现，在这种硬度下，特别是在要被传递的扭矩有特别大的波动的情况下，形成裂纹的可能性特别低。

较佳地，适配器元件通过固定装置沿轴向紧固到摩擦元件上，特别地，可逆地沿轴向紧固到摩擦元件上。固定装置例如可以是螺钉、螺栓或铆钉。“可逆地”尤其是指该固定装置可以无损地卸下来。通过上述紧固，能够产生轴向方向上的预紧力(preload)，该预紧力至少在正轴向方向和/或负轴向方向上防止适配器元件发生位移。在这种情况下，固定装置较佳地以圆形的方式围绕着旋转轴布置着。为了实现特别容易安装的连接，固定装置优选基本上沿轴向方向延伸。这里，在这个上下文中，“基本上”应理解为：固定装置相对于轴向方向可以具有至多5°的角度。可替代地优选地，固定装置也可以基本上沿径向方向延伸，从而使得在轴向方向上的结构空间要求较小。较佳地，固定装置不被设计成将扭矩(或扭矩的一部分)从摩擦元件传递到适配器元件。为了能够做到这一点，各固定元件可以相对于适配器元件和/或相对于摩擦元件在圆周方向上和/或在径向方向上具有游隙。

较佳地，在固定装置与适配器元件之间和/或在固定装置与摩擦元件之间布置有弹性元件。通过使用该弹性元件，能够补偿特别是由热引起的变形。表述“在…之间”尤其可以理解为：弹性元件布置在两个构件之间的力流中。在此情况下，弹性元件本身可以由弹簧(尤其是板簧)形成。可替代地或附加地，弹簧元件可以布置在适配器元件与摩擦元件之间，由此减小了偏转空间的可达性，从而能够降低挤压(pinching)的风险。为了实现简单的安装，较佳的是，可以将弹性元件布置在固定装置的周围。换句话说，这可能意味着弹性元件类似于垫片而布置在固定装置的周围。

优选地，刹车盘包括至少一个紧固环(clamping ring)，其中，紧固环布置在固定装置与适配器环之间，和/或紧固环布置在固定装置与摩擦元件之间，其中，紧固环至少在某些区域中关于旋转轴呈旋转对称。通过使用紧固环，可以实现接触压力的特别均一且均匀的分布。换句话说，紧固环因此能够形成一种垫片，为此目的，这里较佳的是，紧固环包围着旋转轴。附加地或可替代地，紧固环也可以被形成为用于ABS传感器的极轮和/或被形成为夹紧元件(clamping element)。借助于紧固环的这种整体化功能，能够节省构件，从而使得刹车盘的设计是廉价的。刹车盘也可以具有两个相同或不同的紧固环，其中，这两个紧固环较佳地布置在两个彼此相对的表面处。换句话说，这可能意味着：将两个紧固环布置在两个在远端相对的表面处，使得其中一个紧固环防止适配器元件相对于摩擦元件在正轴向方向上的轴向位移，并且另一个紧固环防止在负轴向方向上的这种位移。

根据本发明，刹车盘，特别是如上所述的其中一种刹车盘，包括极轮，其中，极轮包括至少两个元件，所述两个元件由不同材料形成。极轮用来确定转速，尤其是围绕旋转轴的转速，其中，该信息特别地往往用于ABS系统中的处理。换句话说，所述极轮因此可以是用于ABS系统的极轮。如果可能配备有的ABS系统的各元件能够在旋转(尤其是围绕旋转轴的旋转)上进行设定，那么该ABS系统的各元件将会被视为刹车盘的构成部件。另外，刹车盘可以由例如刹车碟、刹车鼓或上述各种刹车盘之一形成。优选地，极轮的由不同材料构成的两个元件或构件是这样的元件：这些元件不用来将该极轮固定到刹车盘的其它元件上。特别优选的是，两个元件是测量构件，它们被设计成产生用于确定转速的测量信号，或者被设计成至少使用于确定转速的测量信号是可测量的。在这个上下文中，不同材料应该理解为具有不同的热膨胀系数的材料。由于采用不同的热膨胀系数，就实现了两个元件的构成部件相对于彼此的由热引起的相对位置变化，其中，借助于所述位置变化，就能够实现刹车盘的间接温度测量。特别地，较低的热膨胀系数与较高的热膨胀系数的比率优选处于0.53至0.95的范围内。以这种方式，可以实现特别好的温度检测。然而，特别优选地，上述比率处于0.74至0.92的范围内，这是因为已经发现，在该范围内，在由热引起的载荷与测量信号清晰度之间实现了特别好的折中。

在优选的实施例中，极轮具有一级测量环和次级元件，其中，一级测量环具有多个测量开口，次级元件具有多个测量孔(measurementaperture)，并且其中，至少一个测量孔与一个测量开口对准。优选地，测量环和次级元件是极轮的由不同材料形成的两个元件。测量环可以被设计为连续或不连续的环，其可以至少在某些区域中关于轴具有旋转对称性设计。特别地，该轴是如下的轴线：刹车盘以围绕该轴线旋转或可旋转的方式安装着。换句话说，该轴因此是刹车盘的旋转轴。次级元件同样可以被设计为环，或者可替代地，被设计为环段或笔直型元件。这里，在测量环和次级元件中，设置有用来产生测量信号的多个测量开口或多个测量孔，所述测量信号用于确定极轮的转速或刹车盘的转速。这例如可以通过利用Hall效应或通过超声波来实现。测量开口和测量孔一般可以具有任何所期望的横截面，但是该横截面优选是平行四边形，以使得能够产生具有高的信号清晰度的测量信号。优选地，次级元件与测量环直接或间接地接触(特别地，发生的是面接触)，其中，两个元件的至少一些区域相对于彼此的由热引起的位置变化(特别是圆周方向上的位置变化)尽可能不被抑制，或者甚至不被防止。两个元件的这种面接触(尤其是直接接触)所带来的结果是，提高了热传递，使得两个元件具有尽可能相同的温度。在这个上下文中，特别地，如果两个在尺寸上至少为15mm²的平行表面之间存在小于0.75mm的间隙，那么这两个表面就发生面接触。特别优选的是，将次级元件布置在测量环的如下表面上：测量环的该表面的法线定向成基本上平行于旋转轴或轴向方向。以这种方式，实现了：极轮在轴向方向上只需要很小的结构空间。特别地，在本文中，测量孔与测量开口的对准应理解为：测量开口的横截面的投影和测量孔的横截面的投影形成了公共的重叠或交叉面积，其中，投影平面的法线可以被定向成基本上平行于旋转轴。由于对准并且由于由热引起的相对位置变化，所带来的结果是，重叠/交叉面积是温度的函数，这使得通过直接或间接地确定所述面积，就可以推知刹车盘的温度。这里，优选地，至少一个测量孔与一个测量开口对准。然而，特别优选地，大多数测量孔或所有的测量孔每一者与一个测量开口对准。“基本上平行于旋转轴”应理解为也是指以+/-5°的角度范围布置着。

较佳地，极轮具有多个次级元件。通过将次级元件分成多个区段，实现了这些区段相对于彼此的解耦，从而使得由膨胀引起的机械荷载减小了。特别优选的是，每个所述次级元件具有如下的连接结构：其将相应的次级元件机械地连接至测量环。特别优选地，所述连接结构被形成为突起或开口，尤其是沿轴向方向的突起或开口，该突起或开口接合于测量环的相应的配对结构中。可替代地优选地，该连接结构可以通过安装装置而被固定到配对结构。在这种情况下，较佳地，该连接结构布置在测量孔与次级环区段的端部之间，特别是在圆周方向上布置在测量孔与次级环区段的端部之间。以这种方式，能够实现：能够以特别简单的方式来实现测量环与次级元件之间的由于热引起的相对位置变化。各个次级元件(区段)可以形成完整的环，但在本例中并非必须形成完整的环。

附图说明

本发明的其他优点和特征将会从下面的结合附图对优选实施例的说明来得出，其中可以将不同实施例的个体特征进行组合来形成新的实施例。在附图中：

图1示出了刹车盘的一个实施例的剖视图；

图2示出了刹车盘的另一实施例的连接区域和传递区域的详细视图；

图3示出了刹车盘的又一实施例的传递区域和连接区域的详细视图；

图4示出了图3中的沿着B-B线的截面；

图5示出了摩擦元件的连接区域的细节；

图6示出了适配器元件的传递区域的细节；

图7示出了摩擦元件的实施例的细节；

图8示出了适配器元件的实施例的细节；

图9示出了适配器元件的多部件式实施例；

图10示出了多部件式刹车盘的另一实施例；

图11示出了刹车盘的一个优选实施例的细节；

图12示出了中间元件的实施例；

图13示出了中间元件的不同实施例的两个截面图；

图14示出了摩擦元件的细节的详细图；

图15示出了刹车盘的再一实施例；

图16示出了极轮的实施例。

具体实施方式

图1示出了具有摩擦元件10和适配器元件30的刹车盘1。刹车盘1被设计成绕着旋转轴A旋转。旋转轴A与径向方向R和圆周方向U一起形成了圆柱坐标系，其中，轴向方向A形成了在圆柱坐标系中通常被称为高度坐标的坐标，圆周方向U形成角度坐标，径向方向R形成径向坐标。在所示的实施例中，摩擦元件10是内部通风的摩擦环，该摩擦环具有两个摩擦表面12以及在两个摩擦表面12之间居中地设置的连接区域14，该连接区域14从摩擦表面12开始沿径向向内延伸。在摩擦元件10的轴向端面X1处，摩擦元件10与适配器元件30的轴向端面X2接触。在所示的实施例中，摩擦元件10通过呈螺钉形式的固定装置60沿轴向紧固至适配器元件30。为了能够补偿由热引起的膨胀，在固定装置60与适配器元件30之间设置有弹性元件64。在所示的实施例中，为了围绕着旋转轴A将扭矩以形状配合的方式从摩擦元件10传递至适配器元件30，在摩擦元件10的连接区域14处布置有中间元件20，特别地，该中间元件可以焊接至摩擦元件10。在这种情况下，该中间元件20与适配器元件30的传递区域34以形状配合的方式接合，使得围绕着旋转轴A的扭矩能够以形状配合的方式传递。为了能够补偿摩擦元件10与适配器元件30之间的由热引起的相对运动，中间元件20在适配器元件30的传递区域34中沿径向方向R有游隙地被引导(从而理论上能够在径向方向上发生位移)。

图2示出了刹车盘1的实施例的细节，该刹车盘1与图1所示的实施例非常相似。这里的主要区别在于，中间元件20的第二传动部分22被布置在适配器元件30的传递区域34的传递部分36中。在所示的实施例中，第二传动部分22被压入适配器元件30中。所示的实施例同样具有固定装置60，该固定装置60将摩擦元件10沿轴向方向A紧固到适配器元件30上。中间元件20的第一传动部分21相对于摩擦元件10的连接区域14中的连接部分16在沿径向方向R上具有游隙(play)，使得连接部分16相对于传递部分36具有游隙。相比之下，在圆周方向U上，连接部分16与中间元件20的第一传动部分21接触，以便将围绕着旋转轴A的扭矩以形状配合的方式传递。

图3示出了刹车盘1的另一实施例。在该实施例中，在适配器元件30上布置有紧固环62，该紧固环62具有极轮部分70，使得紧固环62起到用于ABS传感器的极轮的作用。另外，在所示的实施例中，紧固环62与未示出的固定装置60一起发挥作用，以形成一种垫片。为了以形状配合的方式传递扭矩，适配器元件30具有在传递区域34中的传递部分36，在所示的实施例中，该传递部分36被形成为单独的突出元件。然而，该单独的突出元件与适配器元件30一起被形成为单个零件。传递部分36具有开口2，该开口2在轴向方向A上延伸并一直延伸得完全穿过适配器元件30，并且被设计成容纳固定装置60(未示出)。另外，在传递部分36上布置有加强元件50，该加强元件50用于实现尽可能均匀的接触压力。如图3所示的穿过连接区域14的截面具有连接部分16，该连接部分16相对于加强元件50且相对于传递部分36在径向方向R上具有游隙。然而，在圆周方向U上，连接部分16与加强元件50接触，以便将围绕着旋转轴A的扭矩以形状配合的方式传递。

图4示出了图3中的沿着B-B线的截面。图4示出了摩擦元件10的连接区域14和传递部分36的两种替代设计。在左侧的实施例中，连接部分16由离开旋转轴A沿径向方向R向外延伸的槽形成。这里，连接部分16的接触表面4彼此平行地延伸。传递部分36以滑动块的形式安置在摩擦元件10的连接部分16中，该传递部分36在所示的截面图中被加强元件50完全包围。在右侧所示的连接部分16的替代实施例中，连接部分16的两个接触表面4彼此成一定角度地形成，使得这两个接触表面4彼此成V形地布置着。该角度的角平分线指向径向方向R。在所示的实施例中，传递区域34的互补的传递部分36在加强元件50的帮助下具有基本对应于连接部分16的形状。而且，在传递部分36的该实施例中，加强元件50也在所示的截面图中将传递部分36完全包围。可替代地，传递部分36也可以优选地由中间元件20形成，使得图4所示的截面也能够应用于图2的实施例或图1的实施例。

如图5所示的摩擦元件10的细节图主要示出了摩擦元件10的连接区域14。在所示的实施例中，连接部分16由从摩擦元件的轴向端面X1开始指向轴向方向A的突起形成。这里，各个由突起形成的连接部分16在摩擦元件10的轴向端面X1上产生了轮廓K，这些轮廓沿径向向内开放且沿径向向外开放。轮廓K的两个侧边(flank)相对于彼此形成第二角度ω2。每个连接部分16都具有两个接触表面4，这里，从图5的透视图中只能看到每个连接部分16的其中一个接触表面4。

图6示出了适配器元件30的传递区域34的细节。在所示的实施例中，传递部分36由从适配器元件30的轴向端面X2开始沿轴向方向A延伸的凹部形成。所述凹部尤其在适配器元件30的轴向端面X2上形成轮廓K，该轮廓向内开放且向外开放。为了以形状配合的方式传递扭矩，每个传递部分36具有两个接触表面4。为了将适配器元件30沿轴向紧固，该适配器元件的轴向端面X2具有开口2，这些开口2被设计成容纳固定装置60(未示出)。

图7示出了摩擦元件10的实施例，特别地，该摩擦元件10具有摩擦表面12和沿径向向内延伸的连接区域14。连接区域14包括沿径向指向里面的齿状的连接部分16。这些连接部分16每一者都具有两个接触表面4以用于扭矩传递。

图8示出了适配器元件30的实施例的细节。适配器元件30具有沿径向指向里面的安装区域32，该安装区域32具有用于固定至轮毂的开口2。传递区域34处在适配器元件30的沿径向的相反一端处。传递区域34具有呈V形凹部形式的多个传递部分36。在所示的实施例中，接触表面4由上述V形凹部形成并且沿轴向方向A从传递区域34的一个末端延伸到另一个末端，该接触表面4在适配器元件的轴向端面X2上形成了向外开放的轮廓K。这里，轮廓K的两个侧边相对于彼此具有第一角度ω1。

图9示出了适配器元件30的多部件式实施例。在该实施例中，适配器元件30在圆周方向U上包括四个元件。这些元件中的每一个个体元件都具有安装区域32的一部分，这里，安装区域32的各个构成部件都包括两个开口2。另外，上述这些元件分别具有两个传递部分36，这两个传递部分36都沿径向向外延伸，并且都形成一种沿径向指向外面的齿。传递区域34的传递部分36分别具有两个彼此平行的接触表面4。

图10示出了刹车盘1的另一实施例，在这种情况下，摩擦元件10由内部通风的摩擦环形成。适配器元件30在轴向方向A上包括多个元件。用于ABS传感器的极轮70也由适配器元件30的层形成。多个层之中的在轴向方向A上的各个层可以在圆周方向上相对于彼此偏移，使得各个层在轴向方向A上相对于彼此以形状配合的方式固定。换句话说，各个层可以相对于彼此在轴向方向A上按墙壁中的偏移砖组的方式排列着。

图11示出了刹车盘1的细节，其中中间元件20沿径向方向R延伸。这里，中间元件20从外部沿径向被引入到摩擦元件10中，这里，摩擦元件10具有第一摩擦表面12和相对设置着的第二摩擦表面12(未示出)。图11中的视图示出了中间元件20的布置的两个不同实施例，然而，上述两个不同实施例可以在一个刹车盘1中相互组合。在左侧实施例的情况下，中间元件20的特征在于螺栓状结构，其中，中间元件20的第一传动部分21以形状配合的方式与摩擦元件10接触，使得围绕着轴向方向A的扭矩能够通过中间元件20传递到适配器元件30。为此，中间元件20具有第二传动部分22，该第二传动部分22以形状配合的方式接合于适配器元件30中。为了防止中间元件20的脱离，在摩擦元件10中布置有固定元件80，该固定元件本身又通过自锁螺纹而被固定。在图11的右侧实施例中，中间元件20由具有螺纹的螺栓形成，该螺栓拧入适配器元件30的螺纹中。在这种情况下，中间元件20以形状配合的方式与摩擦元件10接触，从而使得围绕着旋转轴A的扭矩能够被传递。为了安装到轮毂(未示出)上，适配器元件30的安装区域32具有开口2。

图12示出了中间元件20，该中间元件20具有用于安装目的的开口2，并包括第一传动部分21和第二传动部分22。这里，第一传动部分21和第二传动部分22具有能够用来以形状配合的方式与连接部分16(未示出)及其接触表面4接合和/或与传递部分36及其接触表面4接合的表面，从而使得扭矩能够被传递。

图13示出了中间元件20的两个不同实施例。两个中间元件20均具有第一传动部分21和第二传动部分22。这里，上侧实施例的第一传动部分21具有第一平均接触间隔D1，该第一平均接触间隔D1小于第二平均接触间隔D2。这两个平均接触间隔(D1,D2)分别是第一和第二传动部分(21,22)各自的相对设置着的表面的平均间隔，这里，这些表面可以被设计成能够以形状配合的方式与摩擦元件10和/或适配器元件30接合。这里，中间元件20的下侧实施例与上侧实施例的不同之处在于，第一传动部分21的接触表面相对于彼此形成第三角度，使得中间元件20能够以定心作用(centering action)被安装在连接部分16中。另外，所示出的中间元件20的两个实施例都具有用于安装目的的开口2。

图14示出了摩擦元件10的局部区段，其中，摩擦元件10具有两个相对设置着的摩擦表面12以及多个沿径向指向里面的连接区域14。连接区域14各自包括连接部分16。在本例中，连接部分16是槽，这些槽在连接区域14上都形成轮廓K。在每一个连接部分16中都布置有一个加强元件50，特别地，该加强元件50由高等级钢制成。连接部分16的接触表面4或加强元件50的接触表面4用来以形状配合的方式与适配器元件30(未示出)接合，使得扭矩能够被传递。形成连接部分16的槽沿径向向外延伸。这里，该实施例的优点在于，中间元件20或传递部分36能够特别简单且廉价地以滑动块的形式接合到连接部分16中。

图15示出了刹车盘1的另一实施例，其中，刹车盘1包括摩擦元件10和适配器元件30。这里，摩擦元件10具有两个相对设置着的摩擦表面12(在图15中只能看见其中一个摩擦表面12)，该两个摩擦表面12沿径向向外延伸。沿径向在里面的位置处，摩擦元件10在连接区域14中具有三个接触表面4，这三个接触表面4与适配器元件30的基本上对应的各接触表面4形成了一种多边形连接。为了能够被固定在轮毂上，适配器元件30具有开口2。相比之下，摩擦元件10的开口2尤其用来通过未示出的紧固环62防止摩擦元件10相对于适配器元件30的轴向位移。

图16示出了根据本发明的刹车盘1的极轮70的实施例的截面细节。极轮70包括测量环72和多个次级元件74，这里，在图16中只能看见其中一个次级元件74。每一个次级元件74在圆周方向U上的一端处均具有连接结构P，该连接结构P用来将次级元件74固定到测量环72。测量环72具有多个测量开口73，各测量开口73沿轴向方向A或旋转轴A的方向延伸，这里，次级元件74的测量孔75与测量开口73对准。

附图标记列表

1-刹车盘

2-开口

4-接触表面

10-摩擦元件

12-摩擦表面

14-连接区域

16-连接部分

20-中间元件

21-第一传动部分

22-第二传动部分

30-适配器元件

32-安装区域

34-传递区域

36-传递部分

50-加强元件

60-固定装置

62-紧固环

64-弹性元件

70-极轮

72-测量环

73-测量开口

74-次级元件

75-测量孔

80-固定元件

A-轴向方向/旋转轴

B-截面

D1-第一平均接触间隔

D2-第二平均接触间隔

K-轮廓

P-连接结构

R-径向方向

U-圆周方向

ω1-第一角度

ω2-第二角度

ω3-第三角度

X1-摩擦元件的轴向端面

X2-适配器元件的轴向端面

Claims

1.一种刹车盘(1)，其是用于多用途车辆的刹车盘，包括至少一个摩擦元件(10)和一个适配器元件(30)，

其中，所述刹车盘(1)被设计成围绕着旋转轴(A)旋转，

其中，所述摩擦元件(10)具有至少一个摩擦表面(12)和一个连接区域(14)，

其中，所述适配器元件(30)具有安装区域(32)和传递区域(34)，

其中，所述安装区域(32)被设计用于将所述刹车盘(1)固定到轮毂上，

其中，所述连接区域(14)在圆周方向(U)上与所述传递区域(34)以形状配合的方式间接地或直接地接合，以使得能够在所述连接区域(14)与所述传递区域(34)之间将围绕着所述旋转轴(A)的扭矩从所述摩擦元件(10)传递到所述适配器元件(30)，

其中，所述适配器元件(30)在轴向方向(A)上具有多部件形式。

2.如权利要求1所述的刹车盘(1)，其中，所述适配器元件(30)在所述轴向方向(A)和所述圆周方向(U)上具有多部件形式。

3.如权利要求1或2所述的刹车盘(1)，

其中，所述连接区域(14)具有至少三个连接部分(16)，并且

其中，所述传递区域(34)具有至少三个互补的传递部分(36)。

4.如权利要求3所述的刹车盘(1)，

其中，每一个所述连接部分(16)相对于相应互补的所述传递部分(36)在径向方向(R)上具有游隙。

5.如权利要求3所述的刹车盘(1)，

其中，所述连接部分(16)从所述摩擦元件(10)的轴向端面(X1)开始沿所述轴向方向(A)延伸，和/或

其中，所述传递部分(36)从所述适配器元件(30)的轴向端面(X2)开始沿所述轴向方向(A)延伸。

6.如权利要求4所述的刹车盘(1)，

7.如权利要求4所述的刹车盘(1)，

其中，在所述连接部分(16)和/或所述传递部分(36)上布置有加强元件(50)。

8.如权利要求5所述的刹车盘(1)，

9.如权利要求6所述的刹车盘(1)，

10.如权利要求3所述的刹车盘(1)，

其中，至少一个所述连接部分(16)在所述摩擦元件(10)的所述轴向端面(X1)上形成沿径向向内开放的轮廓(K)，和/或

其中，至少一个所述传递部分(36)在所述适配器元件(30)的所述轴向端面(X2)上形成沿径向向外开放的轮廓(K)。

11.如权利要求4所述的刹车盘(1)，

12.如权利要求5所述的刹车盘(1)，

13.如权利要求6所述的刹车盘(1)，

14.如权利要求7所述的刹车盘(1)，

15.如权利要求8所述的刹车盘(1)，

16.如权利要求9所述的刹车盘(1)，

17.如权利要求3所述的刹车盘(1)，

其中，在所述连接部分(16)中/处布置有中间元件(20)，和/或在所述传递部分(36)中/处布置有中间元件(20)，

其中，每一个所述中间元件(20)具有第一传动部分(21)和第二传动部分(22)，

其中，所述第一传动部分(21)被设计成将围绕着所述旋转轴(A)的扭矩传递到所述摩擦元件(10)，并且

其中，所述第二传动部分(22)被设计成将围绕着所述旋转轴(A)的扭矩传递到所述适配器元件(30)。

18.如权利要求4所述的刹车盘(1)，

19.如权利要求5所述的刹车盘(1)，

20.如权利要求6所述的刹车盘(1)，

21.如权利要求7所述的刹车盘(1)，

22.如权利要求8所述的刹车盘(1)，

23.如权利要求9所述的刹车盘(1)，

24.如权利要求10所述的刹车盘(1)，

25.如权利要求11所述的刹车盘(1)，

26.如权利要求12所述的刹车盘(1)，

27.如权利要求13所述的刹车盘(1)，

28.如权利要求14所述的刹车盘(1)，

29.如权利要求15所述的刹车盘(1)，

30.如权利要求16所述的刹车盘(1)，

31.如权利要求17所述的刹车盘(1)，

其中，所述中间元件(20)被定向成使得所述中间元件(20)的主延伸方向指向所述轴向方向(A)。

32.如权利要求17所述的刹车盘(1)，

其中，所述中间元件(20)的所述第一传动部分(21)基本上对应于所述连接部分(16)的形状，和/或

其中，所述中间元件(20)的所述第二传动部分(22)基本上对应于所述传递部分(36)的形状。

33.如权利要求31所述的刹车盘(1)，

34.如权利要求31所述的刹车盘(1)，

其中，所述中间元件(20)的所述第一传动部分(21)和/或所述中间元件(20)的所述第二传动部分(22)是表面硬化的。

35.如权利要求32所述的刹车盘(1)，

36.如权利要求33所述的刹车盘(1)，

37.如权利要求4-36中任一项所述的刹车盘(1)，

其中，所述适配器元件(30)通过固定装置(60)沿轴向紧固到所述摩擦元件(10)上。

38.如权利要求37所述的刹车盘(1)，

其中，所述适配器元件(30)可逆地沿轴向紧固到所述摩擦元件(10)上。

39.如权利要求37所述的刹车盘(1)，其包括至少一个紧固环(62)，

其中，所述紧固环(62)布置在所述固定装置(60)与所述适配器元件(30)之间，和/或

其中，所述紧固环(62)布置在所述固定装置(60)与所述摩擦元件(10)之间，并且

其中，所述紧固环(62)至少在某些区域中关于所述旋转轴(A)是旋转对称的。

40.如权利要求38所述的刹车盘(1)，其包括至少一个紧固环(62)，

41.如权利要求4-36中任一项所述的刹车盘(1)，其包括极轮(70)，

其中，所述极轮(70)包括至少两个元件，所述至少两个元件由不同材料形成。

42.如权利要求37所述的刹车盘(1)，其包括极轮(70)，

43.如权利要求38所述的刹车盘(1)，其包括极轮(70)，

44.如权利要求39所述的刹车盘(1)，其包括极轮(70)，

45.如权利要求40所述的刹车盘(1)，其包括极轮(70)，

46.如权利要求41所述的刹车盘(1)，

其中，所述不同材料之中的较低热膨胀系数与较高热膨胀系数的比率处于0.53至0.95的范围内。

47.如权利要求42所述的刹车盘(1)，

48.如权利要求43所述的刹车盘(1)，

49.如权利要求44所述的刹车盘(1)，

50.如权利要求45所述的刹车盘(1)，