CN112469916A - 制动盘安装布置 - Google Patents

Abstract

提供了一种用于将制动盘安装到车辆的车轴轮毂的布置和方法。该布置包括在制动盘的径向内部区域处的楔形孔，对应楔形键插件，诸如保持环的保持装置，以及诸如穿过保持环和键以使键偏压抵靠车轴轮毂的螺栓或螺柱和螺母的安装装置。楔形的周向侧与从车轴轮毂的旋转轴线延伸的径向线对准。这种布置和方法提供了一种简单坚固且易于安装的制动盘安装，其使制动盘和车轴轮毂之间的热传递最小化，并适应制动盘和车轴轮毂的热膨胀，以使热膨胀引起的应力对于制动盘最小化。

Description

制动盘安装布置

技术领域

本发明涉及用于车辆的盘式制动器，并且特别地，涉及一种用于将制动盘连接并固定至车轴轮毂的布置，车轴轮毂包括在例如拖挂式卡车、厢式货车、公共汽车等的商用车辆上使用的车轴轮毂。本发明还涉及一种用于在车轴轮毂上安装制动盘的方法。

背景技术

盘式制动器越来越多地用于商用车辆，代替了传统的鼓式制动器。当盘式制动器的卡钳将制动片施加到制动盘上以使此类重型车辆减慢时，会产生很高的制动能量。为了应对这种载荷，需要非常坚固且往往复杂的设计来将盘式制动器的制动盘连接至车轴轮毂，以将制动力从制动盘传递至该轮毂。当通过将制动片施加到制动盘上而将车辆的动能转化成热能时，制动盘到轮毂的连接的设计由于在制动过程中产生的热量而被进一步复杂化。轮毂从制动盘接收到的热量可能对车轴轮毂及其部件(例如轴承和密封件)有害，并且由于不同材料之间(例如，铝制轮毂和钢制制动盘之间)的热膨胀差异而导致高部件应力。高热量还可能导致制动衰减，并且促使制动部件过早失效。

商用车辆制动盘，也称为“制动转子”或“转子”，通常使用采用固定或浮动连接的所谓花键布置被安装到车轴轮毂上，例如美国专利号6,626,273和7,410,036中所教导的。半浮动连接的一个实例是来自Bendix Spicer Foundation Brake LLC的Splined

制动组件。这些类型的制动器通常安装在车轴轮毂上，该车轴轮毂具有围绕轮毂的盘安装区域的外周布置的多个轴向定向的花键。制动盘具有围绕制动盘的内周的相应的径向向内面对的突舌。通过将制动盘轴向滑动到轮毂的配合花键上，然后为了防止制动盘轴向移动离开轮毂而根据需要按照特定花键盘的设计来插入和/或附接各种紧固件、托架等，从而将盘安装到车轴轮毂上。当如此安装时，制动盘的突舌以允许盘式制动器所产生的非常大的制动力被传递到车轴轮毂并因此被传递到车轴以使车辆减慢的方式来接合轮毂的花键。这通常需要花键/突舌接合表面的昂贵精密加工。

花键盘通常在制动盘的内部径向突舌与车轴轮毂花键的面或用于将制动载荷从盘突舌传递到轮毂花键的中间插件之间具有实质性的金属到金属的接触。中间插件与轮毂轴向挡块结合使用，以将制动盘轴向限制在车轴轮毂上。这种金属到金属的接触具有促使大量制动热量从制动盘直接传递到车轴轮毂的缺点。在车轴轮毂由铝(铝是为了最小化车辆重量并提高燃料经济性而越来越多地用于车轴轮毂的材料)制成的情况下，这是一个特殊的问题，因为已知铝的材料性能(例如强度)会在较高的温度下降低，并且因为车轴轮毂的铝和制动盘的材料(通常是铸铁)会具有明显不同的热膨胀系数。

将制动盘固定至轮毂或仅允许制动盘与轮毂之间的有限的相对运动的其他制动盘安装布置是已知的。这种布置会禁止制动盘、轮毂和连接元件的径向膨胀，从而导致诸如制动盘变形(例如，制动盘的“锥形化”，其中制动盘的摩擦表面弯曲出与车轴轮毂的旋转轴线垂直的平面)的问题。这种变形会降低制动盘和制动片的寿命，并由于变形引起的拉应力而导致制动盘“破裂”。

现有技术的制动盘安装方法还具有在轮毂/盘接口处需要复杂且昂贵的垫片和/或弹簧的组件，以便弹性地占用制动部件之间提供的部件空隙，从而适应不同的热膨胀以及引起磨损和噪声的振动的问题。此外，提供足够坚固以便能够在制动事件过程中承受很高温度并在制动盘的延长寿命上承受金属疲劳的盘到轮毂的接头的需求，需要使用具有不期望的高质量和/或复杂性和成本的制动盘，例如在盘的轮毂区域中的制动盘的灰口铁上(通常通过铸造)形成例如延性铁的韧性材料。

需要一种制动盘安装布置，该制动盘安装布置基本上减少或完全消除了对于复杂的垫片和/或弹簧组件的需求，组装简单，能够用尽可能低的热质量来承受高热负荷，抵抗由于不同热产生的盘锥形化而引起的制动盘变形以及不均匀的制动盘和制动片磨损，能够在制动盘和轮毂之间几乎没有约束力的情况下适应自由的径向热膨胀，以及提供超过制动盘的设计寿命的疲劳寿命。

发明内容

为了解决现有技术中的制动盘安装的这些和其他问题，本发明提供了一种具有轮毂区域几何形状的制动盘，该轮毂区域几何形状适应车轴轮毂和制动盘的不同的径向增长，最小化各个中间的盘到轮毂元件的数量或完全消除了对于各个中间的盘到轮毂元件的需求，在制动盘的安装和/或更换过程中易于组装和拆卸，在不需要附加减振机构的情况下最小化扭转振动的影响，并且具有成本效益。

在本发明的一个实施例中，制动盘设置有围绕制动盘的内周的多个横向楔形槽，多个横向楔形槽形成有特定的几何形状，该特定的几何形状基本上减小了楔形槽之间的径向向内面对的盘齿的应力。

制动盘槽被径向地定位在与设置在车轴轮毂上的制动盘安装螺柱相对应的位置。制动盘和轮毂通过楔形元件(又称“键”)彼此连接，楔形元件被定位在制动盘的径向内区域中的相应横向楔形槽或孔中，优选地，利用保持装置，保持装置将制动盘的部分捕获在相邻键之间，以防止轴向移动远离车轴轮毂。制动盘的楔形槽可以在槽的径向内侧开口，或者可以在径向内侧封闭，从而在制动盘的内半径处大体上形成键形孔。

键设有能够穿过相应的制动盘安装螺柱的孔隙，以及与楔形制动盘孔的内表面符合的侧表面。键可以由在车轴轮毂和制动盘的该区域中能够承受在制动事件过程中遇到的力和温度的任何材料形成，并且优选地，由在车轴轮毂的恶劣环境中耐腐蚀的材料形成。

优选地，键的横向侧和楔形槽的横向侧之间的接触表面的尺寸足够大，使得在给定所选的键和制动盘材料的情况下，接触表面的变形和磨损被最小化到不需要中间垫片、弹簧或其他接触表面保护装置的程度，即，使得键和制动盘的材料和几何形状允许直接的键到楔形槽的接触，而无需诸如间隔件的中间装置和/或弹簧元件，同时仍提供较长的使用寿命，而不会过早磨损或损坏键和槽的接触表面。互补键和楔形槽的几何形状的精确设计还可以允许消除在键和楔形槽之间使用中间减震装置，因为本发明的“间隙驱动设计”的固有刚性确保了组件的共振频率相对较高(例如，高于200Hz)，因而超出了车辆的车轮端部件的自然频率的范围(自然频率是部件的质量和刚度的函数)。

优选地，楔形键的侧面及其相应的制动盘孔具有其大体在从轮毂旋转轴线延伸的半径方向上对准的周向侧(在其径向内侧和径向外侧之间的侧，近似平行于轮毂旋转轴线)。以这种方式来布置键侧和孔侧有助于在轮毂和制动盘同时热膨胀期间，键在其孔中的协同移动，从而使键和制动盘之间卡住的可能性以及由此产生的轮毂/盘系统中的热引起的应力最小化。其他几何形状也是可能的，因为楔形几何形状是转子(热源)和叶片结构(散热)的热质量的函数。

优选地，楔形槽和键的侧以相对于半径在12°至20°的范围内的角度布置，更优选地为16°。与具有平行槽侧(也称为“直齿”)的常规制动盘相比，具有在优选范围内的槽侧角的制动盘出乎意料地在制动事件过程中围绕盘的内轮毂附接区域的圆周具有应力分布，与具有直齿的制动盘相比，该应力分布在向内突出的盘齿之间基本上被更均匀地分布。

在本领域中已知，当在制动事件过程中将制动片施加到制动盘时，片的夹紧力被施加在盘的摩擦表面的有限弧上。结果，由各个齿承担的制动载荷量随着围绕轮毂的齿的数量和周向位置而变化。例如，在具有十个直齿的制动盘中，承载最高载荷的齿所承载的载荷可以是斜对齿的10倍。相反，在优选的槽侧角范围内具有十个楔形槽的制动盘可能会遇到最大与最小载荷的差值比小于3：1的情况。在制动盘安装接口之中更均匀地分担制动力载荷具有几个益处，包括较低的最大应力水平，减少的接触表面磨损和较长的部件寿命，以及设计较小的制动盘接口的能力，较小的制动盘接口具有更小的接触面积，用于将热量从制动盘传递到轮毂。

优选地，键在轴向方向上的尺寸被设定成使得其始终被牢固地偏压抵靠轮毂。键中紧固件穿过的孔的尺寸优选地被设定成接近紧固件的外径的尺寸，以便使键和紧固件之间的承载表面接触最大化。

本发明的制动盘安装布置尤其简单并且易于安装和/或更换。安装方法的实施例包括使制动盘位于车轴轮毂上，其中制动盘的楔形孔与轮毂的安装螺柱或紧固件接收孔对准；将相应的楔形键插入到制动盘的楔形孔中；在键上放置螺栓环；以及安装使键偏压抵靠轮毂的紧固件。键允许转子被导向在轮毂上。其他变化是可能的，例如，键可以在制动盘位于车轴轮毂上之前位于制动盘孔中，或者紧固件可以在键位于其相应的制动盘孔中之前穿通键。

本发明进一步具有商业上显著的优点，即能够容易地适应来自各种制动部件制造商的不同制动盘设计，以将制动盘安装在来自各种车轴轮毂制造商的任何标准的平面车轴轮毂上。

市场上有多个车轴轮毂设计，每个车轴轮毂设计具有用于支撑被称为“扭矩板”的制动卡钳的相关部件。扭矩板通常以限制性的方式限定制动卡钳及其支架相对于轮毂的位置。制动卡钳和支架的设计又限定了制动盘转子的轴向位置，其必须位于制动片之间，制动卡钳的制动应用装置作用在制动片上以施加制动。制动盘的轴向位置可以是关键参数。商用车车轮轮毂区域中的紧密空隙引起了对维持与车轮气门杆的足够空隙以避免可能会切断气门杆并导致突然的轮胎放气的冲击的关注。紧密空间也引起了关注，即制动致动器没有未对准碰撞框架并意外释放驻车制动器的点。

由于专有制动部件设计的多样性，在商用车市场上没有“通用的”制动盘可以被直接安装到所有的或者甚至大多数的车轴轮毂上(例如由于不同的螺栓样式)，并且确保处于用于不同制动设计的卡钳配件的正确轴向位置中。

本发明通过提供适当尺寸的键环来提供机会，以便提供与通用或近乎通用的制动盘兼容的制动盘安装布置，适当尺寸的键环以车轴轮毂和制动卡钳设计的特定组合来使制动盘与本发明的键接收槽正确地配合。例如，在许多应用中，一个或多个制造商可以供应用于车轮端的部件，包括具有安装紧固件样式和轴向偏移以适合部件的独特组合的特定型号的车轴轮毂、特定型号的扭矩盘、特定型号的制动卡钳以及特定型号的制动盘。当需要更换制动盘而不是要求使用专有的制动盘时，具有适当键接收槽布置的标准化的(因此较低成本的)制动盘可以适应特定制动应用。可以使用中间键环适配器将这种标准化的制动盘安装到特定车轴轮毂，利用与特定轮毂的安装螺柱样式(即，在特定安装孔环半径处的螺柱孔的特定样式)兼容的安装样式来设定中间键环适配器的尺寸。关联的键环将设置有适当的厚度，以确保标准化的制动盘与特定型号的制动卡钳恰当地轴向对准(特定型号的制动卡钳又通过特定型号的扭矩板被轴向定位)。通过使相邻键之间的键环腹板具有适当的厚度，可以容易地设置制动盘相对于特定型号的车轴轮毂面的轴向偏移，适当的厚度导致在制动盘邻接键环腹板时，将制动盘正确地定位在卡钳的制动片之间。在其他实施例中，制动盘和/或键环腹板可以设置有多于一个的轴向高度，使得通过制动盘在安装过程中相对于环的旋转，可以获得制动盘相对于扭矩板的不同轴向位置。

在现有技术中，已知有扭矩板、轮毂、制动卡钳和制动转子以及关联偏移的数百种组合。有限数量的标准化的制动盘与适当的键环适配器的使用能够通过简化以及更高效的制动盘制造实现显著的成本节省(与各个专有制动盘设计的更有限生产相比，因较高产量而实现较低模具成本和成本效益)，实现简化的产品物流(较少零件数量来管理和维持库存，以及更大可用性来立即满足零件定单)；以及实现简化且成本较低的服务需求(较少技术人员时间来确定什么零件需要特定制动服务并完成服务)。

优选地，键环由粉末金属形成，粉末金属具有多个优点优于铝和例如钢合金的其他材料。

该方法反映了与现有技术的实质性背离。

在现有技术中，传统观点是必须在诸如本发明的应用中使用具有较高伸长率和较高屈服强度性能的昂贵材料，以便增加疲劳寿命并以其他方式提供足够的弹性以经受住商用车盘式制动器的高温、高振动、高作用力环境。

与这种传统观念相反，发明人故意选择了具有低伸长率范围的较脆的材料，以高度针对性的方式应用该材料，例如改变粉末金属在键环的不同区域的密度，以仅在需要的区域提供较高的强度。在具有上述键槽布置的应用中，还可以使用更脆的材料，因为在制动事件过程中制动盘所经受的较低峰值应力提供了附加的设计余量，即降低了粉末金属必须能够承受的应力水平。

粉末金属部件的性能高度依赖于用于形成部件的工艺和装备，其中部件材料的性能是表面面积，按压力，材料合金成分，以及部件模具的形状与粉末金属在压实前在模具内的分布的组合的函数。例如，当在750吨压力机中对按照MPIF标准35的FLC-4805-100HT粉末金属合金成分进行压缩时，可以在表面面积为115cm²的键环中获得近似7grams/cm³的目标密度。在特定键环的具体实例中(即，但不将本发明限制于以下的具体数值)，粉末金属可以具有材料密度近似为6.9gr/cm³-7.2gr/cm³的目标范围，并且关键区域的密度更高，例如在键和键间腹板之间的半径处(即，在应力集中区域中)。在形成后密度为6.8-7.0gr/cm³处，高应力根部区域中的局部屈服强度近似为725-760MPa，基本上高于该特定键环中预期的最大载荷(560MPa)。

使用可变密度的粉末金属作为制动盘到车轴轮毂适配器的材料提供了许多优点，并使设计人员摆脱了现有技术的材料限制。利用针对性的粉末金属设计，设计人员现在可以开发适配器设计，在适配器设计中能够满足工程需求(例如，强度、疲劳寿命、断裂韧性)，同时满足例如较低成本和重量的其他优先要求。

可以预期根据本发明的粉末金属键环比能够满足相同强度要求的钢合金形成的键环更轻。这代表了在每个车轴端处重量实质节省的潜力(有助于提高燃料经济性并因此降低排放)，并避免使用高成本合金钢材料和困难的机加工操作，从而节省成本。

本发明的粉末金属键环还避免了一些常规的轻质材料的问题。例如，众所周知，在较高的温度下(在较重的制动环境中可获得的温度)，铝损失了大部分强度。结果，由铝形成的部件必须被相应地设计，这通常导致大得多的部件以使局部应力降低到可经受住的范围(从而抵消了铝重量的许多优势)。相反，粉末金属的材料性能在较大的温度范围内对温度的依赖性要小得多；实际上，粉末金属的烧结温度远高于制动环境中可能遇到的任何温度。粉末金属部件也可以设计成实质上小于相应的铝部件，因为粉末金属通常比铝强近似五倍。

从隔热的观点来看，粉末金属键环可以提供进一步的“下游”益处。例如，因为粉末金属是良好的隔热器，所以通过键环从制动盘传递到车轴轮毂的热量可以低于另外在常规制动盘安装布置中传递的热量。这又可以转化为使用铝来代替重铁或昂贵的钢作为车轴轮毂材料的能力，因为铝的轮毂不太可能看到足够高的温度以至于令人无法接受地降低铝的强度。进一步的好处是可以显著地降低轮毂在其上旋转的轴承处的温度。

通过与现有技术的制动盘设计进行比较，举例说明了粉末金属制动盘键环适配器的隔热能力的益处。在现有技术中，为了防止平面车轴轮毂的材料中的温度超过设计限制，通常的解决方案是所谓的“U形”制动盘，即，具有摩擦盘(制动过程中温度最高的区域)的制动盘，摩擦盘通过“帽”形或斗形凸缘部(横截面为U形部)远离车轴轮毂面被轴向支持。就发明人所知，使用由可变密度的粉末金属形成的键环适配器，尤其是使用具有上述应力均衡几何形状的适配器，已经导致了第一种实用的经济高效的设计，该设计能够提供与U形制动盘相当的隔热性能。在一个实例中，当前的键环适配器方法导致了车轴轮毂的轴承处的温度为近似50℃，远低于60℃的设计目标，并且远低于采用在先的平转子附接方法时的近似80-90℃的温度。

粉末金属在降低成本和简化部件制造操作方面也具有优点。粉末金属部件在模具中主要通过高压压制，并且可选地通过高温压制，以“净形”或“近净形”工艺形成。当部件从模具中取出时，它们处于接近完成的状态，因此避免了昂贵复杂的机械加工，例如原料、未完成的锻造部件芯所需的机械加工。

根据本发明的粉末金属键环在制动盘的初始安装和随后更换期间也提供了相关的优点。很大一部分现有技术的制动盘安装布置需要使用从简单到复杂组合的附加小零件，以确保和/或防止振动能在制动盘和车轴轮毂之间传递，反之亦然。这些弹簧和/或垫片部件增加了制动器设计的成本，并且在制动盘更换作业期间需要额外的技术人员努力和时间(及其相关的人工成本)来完成这些部件的拆卸和重新组装。通过本发明消除了所有这些昂贵的硬件和人工，其中键环适配器可以直接放置在轮毂面上，制动盘放置在键环上，以及简单的盖环将制动盘捕获在键环上。

本发明的范围进一步包括替代实施例，替代实施例类似地允许将“通用的”或普通的转子装配到现有轮毂上，同时能够灵活地适应不同的制动盘或转子轴向位置。例如，键环的内表面和/或键环的轴向套管可以设置有内螺纹，内螺纹被构造成与轮毂的轴向表面上的对应的外螺纹接合。用同样螺纹连接在轮毂的外螺纹上的相对薄的锁紧螺母来联接，键环可以旋转到期望的轴向位置，然后通过将锁紧螺母拧紧在键环的轴向面上而将其锁定到位。除了在重叠的螺纹的轴向范围内提供基本上无限的定位变化之外，这种布置还可以提供轴向特别狭窄的制动盘安装方案。

替代地，对于其中轮毂没有配备有外螺纹的现有设计，可以使用轮毂现有的紧固件(例如，拧入轮毂孔中的螺柱和螺母或螺栓)将外螺纹适配器基座固定到轮毂面。然后可以以相同的方式将如在前实施例的锁紧螺母和带有内螺纹的中间键环安装在适配器基座的外螺纹上。

进一步的实施例可以具有以不需要轮毂或适配器基座以及键环具有对应的内外螺纹的方式来体现的本发明的轴向高度调节能力。例如，不带螺纹的适配器基座可以接收朝向键环轴向突出的导螺杆，导螺杆又接收螺纹套管。套管可被构造成轴向地接收键环，并且键环的轴向位置能够通过沿着导螺杆旋转螺纹套管直到达到期望的轴向位置来调节。然后，可以例如通过使用螺纹连接到导螺杆的其余突出螺纹上的防松螺母，将螺纹套管锁定到位。

当结合附图考虑时，本发明的其他目的、优点和新颖特征将从本发明的以下详细描述中变得显而易见。

附图说明

图1A是根据本发明的实施例的制动盘安装布置的斜展开视图。

图1B是图1A实施例的键环的斜视图。

图2A是处于部分组装状态的图1A实施例的制动盘安装布置的斜视图。

图2B是图2A实施例的键和制动盘槽的放大图。

图3是图2B实施例的键和制动盘槽的正视图。

图4A是在制动事件过程中经历变形的现有技术的制动盘安装布置的截面的斜视图。

图4B是在制动事件过程中经历变形的根据本发明实施例的制动盘安装布置的截面的斜视图。

图5是商用车车轮端布置的截面视图。

图6是根据本发明的制动盘和轮毂的正侧视图。

图7是根据本发明的实施例的显示了多级键接收槽的制动盘的斜视图。

图8是图6的制动盘和对应的键环的斜展开视图。

图9是根据本发明的实施例的通用制动盘安装布置的斜展开视图。

图10A是根据本发明的实施例的制动盘安装布置的轮毂区域的局部视图。

图10B是示出图10A的制动盘安装布置中的应力水平的比较应力分布图表。

图11A-11B是根据本发明的实施例的可调节位置的制动盘布置的斜视图和分解视图。

图12A-12B是图11A-11B的制动盘布置的截面视图。

图13A-13B是根据本发明的实施例的另一种可调节位置的制动盘布置的斜视图和分解视图。

图14A-14C是图13A-13B的制动盘布置的截面视图。

图15是根据本发明的实施例的进一步的可调节位置的制动盘布置的斜分解视图。

图16A-16H是图15的制动盘布置的组装过程的斜视图和正视图。

图17A-17B是图15的制动盘布置的截面视图。

共同的参考标号与图中的共同特征一起使用。

具体实施方式

图1A是制动盘安装实施例1的分解视图，包括位于车辆车轴(未示出)的一端上的旋转车轴轮毂2，制动盘3，通过键间腹板4B连接的楔形键4A的环4，保持环5，和制动盘保持螺柱6A以及对应的保持构件(螺母6B)。对于每个安装位置，替代地，保持环可以是分开的垫圈，弹簧夹或类似装置，只要它们不干扰轮毂或转子即可。对应的保持构件可以不是螺母6B，例如可以是夹子或开口销，只要保持构件维持偏压力以将键4A偏压抵靠车轴轮毂2即可。

制动盘3在其径向内周具有周向排列的楔形槽3A，楔形槽3A间隔开并且被成形为与对应的键4A协作，以相对于键4A将制动盘3固定在周向方向上。在图1B中更详细地示出的图1A中的键4A包括轴向通孔4C，轴向通孔4C被构造成接收螺柱6A并在螺柱6A上滑动，以将键环4并且因此将制动盘3非旋转地固定到旋转轮毂2。在该实施例中，车轮速度检测系统的音环8被压配到轮毂2上；替代地，音环可以被捕获在螺柱6A与轮毂的内车轮轴承凸缘2A之间的环形空间内的轮毂2与键环4之间。

在商用车车轮端布置的一个实例中，10个螺柱6A可以围绕半径为99.82mm的圆被周向布置，并且键环4的通孔4C被布局在对应的半径上。键4A可以具有在周向上大约28mm的宽度和大约18mm的径向高度。在图1A中，接收制动盘的车轴轮毂的面是基本上连续的平表面，但是本发明不限于连续的表面。准确地说，轮毂的轴向外面可以形成有接收制动盘和/或键环适配器的多个共面表面。例如，可以在垂直于轮毂旋转轴线的平面内围绕制动盘安装螺柱提供相对小的平坦表面区域。适配器不必体现为完整的环。替代地，适配器可以是在圆周方向上具有小突起的多个单独的适配器键的形式，小突起轴向支撑制动盘或环的子部分，例如在其之间通过腹板连接的多对键。用于固定适配器的替代方法也是可行的，例如通过使用与轮毂协作的夹紧构件，以将安装适配器轴向保持在键处或在至少一些键间腹板处。

图2A显示了处于部分组装状态的图1A的制动盘安装实施例的视图，为清楚起见，省略了保持环5和保持构件6B。制动盘3的内部径向区域的楔形槽3A在其相应的键4A上轴向移动，这些键4A又位于其相应的制动盘安装螺柱6A上。

在图2B中更详细地显示了各个键和楔形槽对的几何形状。键4A的横向侧4D和楔形槽3的对应的横向侧3B靠近从轮毂旋转轴线径向延伸的线被相对对准。通过这种布置，由于键4A和围绕楔形槽3A的制动盘材料由于在制动事件过程中和之后产生的温度变化而膨胀和收缩，因此横向侧3B和4D可以彼此移动而没有约束。优选地，横向侧3B和4D之间的空隙维持尽可能小，以使周向方向上的不同移动的可能性最小化，从而使可以显现为不期望的制动盘振动的相对横向侧接触面之间产生噪声和/或磨损影响的机会最小化。

在商用车辆盘式制动器的操作期间预期的温度和应力载荷的范围内对实例实施例的计算机模型的分析表明，横向侧空隙可以减小到0.15mm，而不会遇到导致将制动盘槽束缚在键上的温度和应力载荷。计算机模型还证实了令人惊讶的结果，即相对于旋转轴线的径向线，存在键侧角和槽侧角的狭窄范围，与较浅或较陡的角度相比，在制动事件过程中，其在制动盘周围的应力分布要均匀得多。注意这些改进的应力分布在12°-20°的范围内，更优选地，在16°-18°的范围内。在以下图10A和10B的上下文中进一步讨论本发明的这个特征。

图2B还显示了键4的径向外表面4E与楔形槽3A的径向内表面3C之间的间隙，以及分别在槽3A和键4A的径向外拐角处的倒圆区域3D和4F之间的间隙。在实例商用车车轮端布置中，该径向外部间隙可以大约为0.2-2.2mm。在图2B中，键的径向外表面4E被显示为具有半径的凸起外表面。该表面使键的中央区域中到制动盘的间隙最小，但允许在圆拐角3D和4F附近的横向相邻区域中间隙稍大。可以使用替代的外表面构造，或者可以从表面4E省略凸起的外表面部分。

拐角半径的几何形状和间隙的宽度被布置为使得在制动器的使用寿命期间预期遇到的热和应力载荷的范围内，键的径向外表面4F不接触槽的径向内表面3C，或者仅以不对内表面3C施加很大载荷的方式与表面轻微接触。

本发明的特征之一是键与楔形槽之间的接触表面的设计，以避免应力集中区域和表面接触应力两者足够高而使表面变形。因此，接触表面(无论是平坦的还是弯曲的)被设计成提供足够的接触表面面积，以在制动盘和键的寿命期间，将局部应力水平维持在至少塑性变形范围以下。此外，使用相对宽半径的拐角曲线基本上减少了键的径向外拐角4F和制动盘槽的拐角3D两者中的应力集中。在实例商用车车轮端布置中，键的拐角4F可以具有6.5mm的半径，并且槽的拐角可以具有8mm的半径。

键间腹板4B的几何形状也可以被优化用于给定的应用。例如，在键间腹板4B不需要在径向方向上具有全宽度以便承受预期应力的情况下，可以省略腹板的一部分，例如扇形区域4H，以最小化重量并且最小化环到轮毂的接触表面面积，从而减少了通过键间腹板到轮毂的传导热传递。这种布置还可以减少用于制造的压力机需求。

图3显示了从径向内部区域径向向外看的键环4和制动盘3的局部视图。图3的底部显示了当键环处于轮毂2上的安装位置时的键环4的邻接轮毂2的面(未示出)的表面。在该实施例中，制动盘槽3A在键4A上滑动，直到制动盘邻接键间腹板4B，然后将保持环5和保持构件6B安装在保持螺柱6A(为清楚起见，未显示保持部件)上。

优选地，键4A具有轴向高度，该轴向高度导致键的外端4G略微突出超过制动盘的与槽3A相邻的面。突出端4G被设计成以将制动盘3轴向地捕获在键间腹板4B和保持环5之间的方式来接收保持环5，制动盘3以如下方式被轴向地捕获在键间腹板4B和保持环5之间：使制动盘在小距离内自由地轴向移动，以适应制动操作期间的轴向力(例如，能够移动以使其自身在相对的制动片之间居中，而不会在制动盘中引起弯曲应力，如果制动盘被固定不动地安装，则会引起弯曲应力)，并允许制动盘的轴向膨胀，而不会将盘固定到轮毂。在实例商用车车轮端布置中，制动盘3在与槽3A相邻的区域中的轴向厚度可以为17.5mm，并且键4A的轴向厚度为18mm，从而为浮动制动盘提供0.5mm的轴向运动范围。在该实例中，键环4的总轴向高度为大约29mm，并且键间腹板4B的厚度为大约11mm。该键间腹板的厚度提供了足够的材料，以在保持构件6B向下扭转时，给予足够的键环的刚度和抗变形性，同时避免了不必要地增加车辆车轮端的轴向高度的过厚厚度。

本发明不限于其中保持紧固件(经由轮毂中的孔隙的轮毂安装螺柱)与车轴轮毂协作以捕获保持环和安装适配器的布置。例如，保持紧固件可以是螺纹连接到安装适配器键中的孔中的螺栓，同时安装适配器经由键间腹板中的孔隙被分开地保持在车轴轮毂上，与轮毂孔隙接合的轮毂安装螺柱或紧固件穿过键间腹板中的孔隙。

因为在键处可能期望最大的物理应力和热应力(键必须经由保持螺柱将制动力从制动盘传递到轮毂，并且是制动盘和轮毂之间的主要导热传递管道)，优选地，键环4的材料是高强度的耐高温材料。更优选地，键的材料具有与制动盘材料相似的热膨胀系数，以使制动事件过程中键和制动盘槽之间的相对移动最小化。

优选地，键由粉末金属材料形成，特别优选地，由具有按照MPIF标准35的FLC-4805-100HT成分的粉末金属合金(0.5-0.7％的C，1.2-1.6％的Ni，1.1-1.4％的Mo，0.7-1.4％的Cu，0.3-0.5％的Mn，其余为Fe)形成。可以以常规方式在高压压力机中通过压缩来形成键。对于典型的商用车辆的制动盘，已经证明750吨的压力机足以用优选的粉末金属合金材料生产具有在7grams/cm³附近的期望目标材料密度的键环。如本领域中众所周知的，压力机和烧结操作的操作参数将在很大程度上取决于烧结的粉末金属部件的具体尺寸、形状和期望的材料性能(例如，特定部件的目标材料密度)而变化。图1B实施例中的键环在750吨压力机中以模具被形成，当粉末金属合金材料处于大约25℃时，施加6000kN的压缩力，并且形成的部件在1120℃的温度下被烧结。由于这些参数是可变的并且取决于所生产的特定设计，并且进一步由于本领域的普通技术人员能够在没有过度实验的情况下改变生产工艺参数，以确保获得的部件满足特定设计的材料性能要求，因此省略了对工艺参数的进一步讨论。

键环4不限于是单件一体形成的部件。替代地，键环可以形成有键间腹板4B或完整的基环，各个键4A被固定到该基环。后一种布置允许材料成本和强度的目标优化，例如潜在使用由高强度材料形成的键4A，同时环的其余部分由低强度、低成本的材料形成。

图4A和4B以图形方式示出了本发明的另一个优点，即，由于本发明的方法对制动盘附接的基本上更坚固的构造，因此导致制动盘的转子盘内的应力分布的均匀性的极大提高。

图4A是现有技术的制动盘的截面的计算机模型的斜视图，现有技术的制动盘使用将制动盘8直接支持到车轴轮毂(未示出)的大量弹簧元件7A和相对长的紧固件7B的花键式盘安装方法。在制动事件过程中，细长的紧固件7B易于发生明显的弹性变形。紧固件的变形允许制动盘8的对应的局部弹性变形，从而导致制动盘经历不均匀的应力分布，该不均匀的应力分布从制动片向盘摩擦环施加力的区域散开。在图4A的实例中，当各个紧固件穿过其中制动卡钳将制动片压向制动盘8的摩擦表面的区域(在该图中，在制动盘的左上方区域中)时，制动盘的变形在盘的外半径处最大(大到9.37mm)，并且在制动片区域的内半径处仍大于6mm。

图4B显示了本发明的相对宽的键的刚性结构以及键与制动盘槽之间的大接触表面如何更好地抵抗制动盘安装区域处的弹性变形以及因此跨越整个制动盘的弹性变形。这可见于围绕其整个圆周的制动盘中的几乎恒定的变形量，这种更均匀的承载导致在盘摩擦表面的外半径处的11％以下的峰值变形(8.306mm对比9.375mm)，以及在制动盘的内半径处的变形的甚至40％以上的减少(3.69mm对比6.25mm)。制动盘的附加稳定性，特别是在制动盘附接到轮毂的内部区域处的制动盘的附加稳定性，提供了一种盘安装布置，该盘安装布置比以前的安装方法更耐用，寿命更长。

在进一步的实施例中，制动盘3和键环4可以被设计为“通用”制动盘系统的零件，在该系统中，具有本发明的间隙驱动键安装布置的单个制动盘或仅几个这种制动盘中的一个制动盘被构造成与合适的键环适配器协作，以替换专用制动盘。

图5是典型的商用车车轮端布置10的截面视图。车轴11经由轴承12支撑轮毂2。轮毂2具有轴向面向外(在图5中，朝向图的左侧)的车轮安装螺柱13，并且在后侧或内侧上接收制动盘14，制动盘14具有转子摩擦部分14A和转子帽部分14B。转子通过制动器支架和卡钳(为了清楚起见而被省略)以已知方式被跨越，制动器支架和卡钳经由固定到车轴11的制动凸缘16被不可旋转地支撑在扭矩板(也称为锚定板)15上。

这些车轮端部件的任何组合的重要尺寸包括：扭矩板偏移距离17，即支持制动器支架的扭矩板15从车轴的制动凸缘16轴向偏移的距离；凸缘偏移距离18，即车轴的轮毂定位表面(此处为用于轮毂轴承12中的一个内轮毂轴承的车轴轴承座)到车轴的制动凸缘16的距离；轮毂偏移19，即从轮毂的轴向定位表面(此处为内轮毂轴承12的相对侧)到轮毂凸缘的接收车轮的面的距离；以及制动盘偏移20，即轮毂的车轮凸缘与制动盘转子部分14A的摩擦表面之间的距离。无论这些部件的制造商如何，部件的具体组合都指定了制动盘14沿车轴被轴向定位的位置。

图5中所示的车轮端布置使用具有转子部分14A的制动盘14，转子部分14A经由轴向鼓状转子帽14B连接到轮毂2的内面，但是已知有其他轮毂构造，例如图6中所示的具有鼓状部21的轮毂，鼓状部21轴向向内延伸到转子部分14A的位置以支撑转子。

在图6的实施例中，制动盘3通过轮毂鼓状部分21的内端上的键环4被接收。利用车轮端部件的特定组合的知识(与制造商无关)，可以容易地确定制动盘的转子部分的最终轴向位置。然后，可以设定键间腹板4B的厚度，使得转子3的摩擦表面被轴向定位在与图5中的转子部分14A相同的位置。

通过使用具有多个键到制动盘的接触表面高度的制动盘，可以进一步扩展本发明的方法的通用性，并且可以进一步减少需要维持在库存中的制动盘和键环零件的数量，如图7-8所示。

尽管在工业中，车轮端部件有许多可能的组合，但实际上，对在车轮端处安装部件的可用空间的限制(例如，轮辋封套内的有限空间，来自例如转向节和转向部件的附近相邻部件的限制)导致制动盘的轴向位置的范围相对受限，近似毫米。在这种应用中，本发明能够提供一种柔性的制动盘安装解决方案，该解决方案能够适应仅具有最少数量的“通用”制动盘和键环适配器的多个车轮端部件组合。

图7显示了具有与图1中的楔形槽3A对应的多个楔形槽33A、33B、33C的制动盘33。与楔形槽3A不同，槽33A、33B、33C没有在轴向方向上开口，而是具有不同厚度的阶梯区域33D、33E、33F。例如，阶梯区域的厚度可以被设置为具有4mm的间隔，使得一个制动盘33能够覆盖在8mm宽的轴向位置需求范围内的应用。如图8所示，可以通过在安装过程中旋转具有键34A的键环34来获得期望的轴向制动盘偏移，键34A围绕键环被构造并被间隔开，以匹配具有相同轴向厚度的槽阶梯区域组(在该实施例中，键对应于每三个制动盘槽，对应于具有不同轴向厚度的三组阶梯区域)。该实施例进一步显示了替代的键环构造，其中，键环通过穿过孔隙34C的紧固件被固定到轮毂，孔隙34C处于小于制动盘33的内半径的半径上，并且使用附加紧固件35将键34A固定到它们相应的制动盘槽。这种布置消除了使用诸如图1A实施例中的保持环5的分开的制动盘保持环的需要。但是，该替代的固定布置不限于该构造。例如，轮毂的紧固件(例如，制动盘安装螺柱或螺栓)可以穿过与图1A实施例中的孔4C对应的键中的孔，并穿过用于设置制动盘轴向偏移位置的至少制动盘槽阶梯区域中的孔。

类似地，“通用的”制动盘可以设置有全都具有相同厚度的槽架，该槽架与具有不同键高度的多个键环中的一个键环一起使用，如图9所示。在该实施例中，制动盘43具有相同轴向深度的楔形槽43A(因而，具有相同轴向厚度的架子)，其中选择用于特定应用的键环44，键环44在键环周围的相应位置具有键44A，以当制动盘被安装在键环上时，将制动盘43定位在期望的轴向偏移位置。

图9显示了本发明的进一步的特征。在可以在不同制造商的车轮端构造之间变化的车轮端参数之中，具有车轴的直径和轮毂安装在车轴上的轮毂轴承的直径。在本发明的另一个变型中，可以提供“通用的”轮毂适配器45，以提供接收键环44的标准化接口。可以以有限数量的尺寸构造来生产轮毂适配器，有限数量的尺寸构造将涵盖各种制造商生产的大多数轮毂型号，并且轮毂适配器的尺寸设计成具有内半径，该内半径适应各种直径的轮毂鼓，同时为对应的键环44维持标准化端面45A。有利地，标准化端面45可以包括对准槽45B，对准槽45B被构造成接收键环44的对应的对准肋44B，以使这些部件对准，并辅助制动盘安装螺柱(为了清楚起见而未显示)作为防旋转特征。

借助于图10A和10B，提供了在本发明的安装布置中可能的制动盘应力水平的改进程度的实例。图10A显示了制动盘安装布置的轮毂区域的局部视图，该制动盘安装布置具有十个保持螺柱6A，十个键4A，十个制动盘楔形槽3A以及在槽3A之间的十个径向向内的制动盘齿3E。在图10A的顶部，示意性地示出了制动片46，代表了制动片与制动盘摩擦表面相互作用并产生制动力的位置，制动力经由制动盘、键环和保持螺柱被传递到轮毂2(此处为了清晰起见而未示出)。

图10B显示了比较应力分布条形图，示出了图10A的制动盘安装布置中的应力水平。当制动片将制动力施加到制动盘的摩擦表面时，在旋转的制动盘中形成不均匀的力分布模式。这是由几个因素引起的，包括当摩擦表面盘的一部分进入由制动片夹持的区域而另一部分离开制动片区域时的制动盘的局部变形。

图10B的图形显示了两个制动盘实例中的十个制动盘齿中的每个制动盘齿中的实例应力分布，两个制动盘实例即，具有通常在所谓的花键制动盘上发现的平行侧(“直”)齿的制动盘，以及根据本发明的具有带成角度侧的齿的制动盘。在该实施例中，成角度的齿侧处于16°的角度。该图形绘制了每个制动盘齿(x轴)相对于每个齿位置(y轴)所负担的相对应力量。每个齿位置处的上方条形表示该齿在具有直侧齿的制动盘的情况下通过施加的制动力所占的载荷的份额。然后，下方条形表示在本发明的图10A的实施例中的每个齿的制动力载荷的份额。

图10B显示了与直齿制动盘相比，在具有本发明的径向齿布置的制动盘中观察到明显更好的应力分布。在该比较中，图10A的制动盘中承受最高应力的齿的载荷水平基本上低于直齿制动盘中的最高应力齿：与直齿制动盘的齿2承载总载荷的22.6％相比，图10A的齿3承载了制动力载荷的14.9％。因此，本发明提供了制动力的更均匀的周向分布，从而将最大应力减小到现有技术制动盘的大约三分之二。应力水平的这种大幅减少能够实现许多设计益处，因为所使用的部件和材料不必能够承受现有技术中所见的更高的峰值应力。

根据本发明的“通用的”制动盘安装布置的附加实施例在图11A-17B中示出。

第一个附加实施例在图11A-11B和图12A-12B中示出。在该实施例中，通过使用带螺纹的轴向挡块布置，能够容易地调节制动转子3的轴向位置。在该布置的实施例中，轮毂2设置有外螺纹52。对应的锁紧螺母54以预定距离(在下面进一步讨论)被螺纹连接到外螺纹52上。该实施例中的键环采用可调节的中间环104的形式，具有在轴向远离轮毂2的面上的键4，以及构造成与轮毂外螺纹52接合的套管部分55中的内螺纹53。利用这种布置，通过将可调节的中间环104旋转到期望的深度，然后抵靠套管55的轮毂侧面旋转锁紧螺母54以锁定环104的位置，可以将制动转子3的轴向位置设置在螺纹重叠范围内的任何位置。然后，可以利用保持环5和保持构件，将制动转子3固定在键4上，在该实施例中，保持构件是螺纹连接到键孔4C中的对应内螺纹中的六角螺栓6C。

图12A中显示了图11A实施例的截面视图，其中，中间环104的套管部分55的轴向高度在其外螺纹52的端部处以所需的深度在轮毂2上的肩部上方间隔开。如图12B中的图12A的放大部分所示，如在图3的实施例中，优选地，键4A的轴向高度比制动盘3的相邻部分的轴向高度高，使得存在突出键端4G，突出键端4G接收保持环5，从而确保制动转子3维持自由地在轮毂2和保持环5之间轴向浮动。

本发明的另一个实施例在图13A-13B和图14A-14C中示出。当利用图11A-11B和图12A-12B中的实施例时，大直径的螺纹部分和大的锁紧螺母被用于设置制动转子3的期望的轴向位置。该实施例与先前实施例的不同之处在于，该实施例通过使用尺寸适于在现有的制动盘保持螺柱6A上滑动并且通过保持构件6B抵靠轮毂2的面保持的适配器基座56，使普通的制动转子3易于适应现有的轮毂设计(作为后装套件或在新制造的制动器中)。适配器基座56带有外螺纹，锁紧螺母54和中间环104的套管55被螺纹连接在该外螺纹上。然后，制动器的其余组件按照前面的实施例进行，锁紧螺母54和套管部分55被螺纹连接到适配器基座56上并相对于彼此被轴向锁定到位，并且制动转子3在键4A上的位置通过保持环5和六角螺栓6C被保持。利用这种布置，可以适应传统的无螺纹轮毂2，而无需附加的机械加工或大规模的轮毂更换，从而允许使用通用的制动转子3。

图14A中显示了图13A实施例的截面视图，并且在图14B-14C中的放大部分中示出了附加细节。图14B显示了适配器基座56利用其外螺纹52通过螺柱6A和螺母6B固定到轮毂2。因为可以在安装锁紧螺母54和中间环104之前安装适配器基座56的紧固件6B，所以技术人员可以自由地将紧固件6B紧固到规定的紧密度。该视图还示出了中间环104的套管55已经通过锁紧螺母54抵靠套管的轴向面的紧固所产生的螺纹摩擦而被固定，以防止旋转超出其轴向位置。

图14C显示了制动转子3以与先前实施例相同的方式在中间环104的键4A上的位置，其中键4A的突出面4G轴向向外支持保持环，使得制动转子3维持能够轴向浮动。

图15、图16A-16H和图17A-17B显示了易于适用于现有的轮毂设计的本发明的布置的进一步的实施例。

在图15的实施例中，适配器基座56也被保持在轮毂2的轴向面上的轮毂的螺柱6A上，但是中间环104并不被直接支持在适配器基座56的轴向面上。而是，多个导螺杆106A从适配器基座轴向向外突出，并且螺纹套管106C位于适配器基座和中间环104之间的导螺杆106A上。中间环104的轴向位置，以及因此的制动转子3，通过螺纹套管106C在它们各自的导螺杆106A上的旋转来被设置。在该实施例中，中间环104不具有轴向延伸的套管部分55，这有利于制动转子3在轴向上更靠近轮毂2的定位。

该实施例中的中间环通过安装在图16A中的适配器基座56上的销58和导螺杆106A在周向方向上被引导，销58和导螺杆106A彼此交替并且一起协作，以维持在制动事件过程中由制动转子3在周向方向上施加的载荷。如图16B所示，当适配器基座56越过轮毂螺柱6A并通过紧固件6B被固定到轮毂2时，导螺杆106A的头部被捕获在适配器基座56和轮毂2之间。图16C显示了在安装中间环104之前，螺纹套管106C在导螺杆106A上的定位。一旦中间环104位于适配器基座上方并且螺纹套管被旋转以获得中间环104的期望的轴向位置，则图16D所示的防松螺母106B被紧固到穿过螺纹套管106C突出的导螺杆106A的端部上，从而相对于适配器基座56和轮毂2锁定螺纹套管106C和中间环104的轴向位置。

在紧固防松螺母106B之后，制动转子3，例如图16E中所示的设想的“通用的”或普通的制动转子，可以被安装在中间环104上，并通过保持环5和六角螺栓6C被轴向保持，如图16F-16G所示。该实施例的优点在图17中示出，图17示出了轴向朝向轮毂2看的本发明的该实施例的正视图。在这种布置中，制动转子3和中间环104的尺寸可以设置成使得所有紧固件可以很容易接近，而不会受到直接径向相邻干扰的干扰。这允许制动器安装布置的部件部分或全部地以维修制动器所需的任何顺序被组装和拆卸。例如，如果需要更换制动器上的螺柱6A，该制动器的中间环104已经用螺纹套管106C进行了调整，以获得制动转子3的期望的轴向位置，则可以去除紧固件6B，使得适配器基座56、中间环104和制动转子3的整个组件可以作为模块从轮毂螺柱6A上被去除。在修理损坏的螺柱6A之后，可以以简单且成本有效的方式重新安装整个模块。

图17A-17B示出了图15和图16A-16H实施例的截面视图。特别地，图17是一个导螺杆106A的布置的放大图。在此，将导螺杆106A的头部压配合到适配器基座56的凹部中。将螺纹套管106C安装在导螺杆106A的螺纹上，到达适配器基座56的轴向外面上方的期望的轴向高度，并接收中间环104。防松螺母106B将螺纹套管106C锁定在期望的轴向位置。中间环104中的埋头孔提供了足够的径向空隙，以允许使用诸如套筒的工具来紧固防松螺母。在导螺杆106A的突出到保持环5的端部之间还提供径向空隙。保持环5通过紧固件6C被分开保持在中间环104的键上，紧固件6C之一在图17B的截面的平面外被显示。

图15的制动盘布置的组装方法大体上遵循图16A-16H所示的组装。本领域普通技术人员将认识到，该方法中的多个动作可以以不同的顺序执行。例如，可以在制动盘布置处于车轴轮毂上的安装位置之后，对螺纹套管106C在导螺杆106A上的轴向位置进行调整，然后紧固防松螺母106B，使得制动器转子3的轴向位置可以微调，以匹配制动器的卡钳和制动片的实际轴向位置。

本发明的前述实施例不限于这种布置，其中制动盘安装适配器被保持在螺纹套管上，与保持环在制动盘安装适配器上的保持分开。例如，保持紧固件可以被构造成既保持保持环又起到防松螺母的功能，以将螺纹套管的位置轴向固定在导螺杆上。

已经阐述前述公开内容仅仅是为了说明本发明，而不是要进行限制。例如，车轴轮毂可以设置有键环适配器接收表面，该键环适配器接收表面是轮毂的最外侧面的轴向内部(即，轮毂的某些部分可以突出穿过键环的中心)，只要键环和制动盘能够安装在轮毂上即可。由于本领域技术人员可以想到结合了本发明的精神和实质的公开实施例的修改，因此本发明应当被解释为包括所附权利要求及其等同物范围内的所有内容。

参考标号列表：

1 制动盘安装布置

2 车轴轮毂

3 制动盘

3A 楔形槽

3B 横向侧

3C 径向内表面

3D 倒圆区域

3E 制动盘齿

4 键环

4A 键

4B 键间腹板

4C 孔

4D 横向侧

4E 径向外表面

4F 倒圆区域

4G 突出端

4H 扇形区域

5 保持环

6A 保持螺柱

6B 保持构件

7A 弹簧元件

7B 紧固件

8 制动盘

10 车轮端布置

11 车轴

12 轴承

13 车轮安装螺柱

14 制动盘

14A 转子部分

14B 转子帽

15 扭矩板

16 制动凸缘

17 扭矩板偏移

18 凸缘偏移

19 轮毂偏移

20 制动盘偏移

21 轮毂鼓状部分

33 制动盘

33A，33B，33C 楔形槽

33D，33E，33F 架子

34 键环

34A 键

34C 孔

35 紧固件

43 制动盘

43A 楔形槽

44 键环

44A 键

44B 对准肋

45 轮毂适配器

45A 端面

45B 对准槽

46 制动片

52 外螺纹

53 内螺纹

54 锁紧螺母

55 套管

56 适配器基座

58 销

104 可调中间环

106A 导螺杆

106B 防松螺母

106C 螺纹套管。

Claims (22)

1.一种粉末金属制动盘安装适配器，其特征在于，包括：

多个楔形制动盘安装键；和

多个键间腹板，每个腹板在所述多个楔形制动盘安装键的相邻楔形制动盘安装键对之间延伸，

其中

所述多个制动盘安装键和所述多个键间腹板被布置成环，

所述多个制动盘安装键和所述多个键间腹板由烧结粉末金属形成为单件。

2.根据权利要求1所述的粉末金属制动盘安装适配器，其特征在于，其中，

所述烧结粉末金属具有第一部分，所述第一部分的材料密度不同于第二部分中的材料密度。

3.根据权利要求2所述的粉末金属制动盘安装适配器，其特征在于，其中，

所述烧结粉末金属在所述第一部分中的所述材料密度高于在所述第二部分中的所述材料密度。

4.根据权利要求3所述的粉末金属制动盘安装适配器，其特征在于，其中，

所述烧结粉末金属的所述第一部分位于所述多个楔形制动盘安装键中的至少一个楔形制动盘安装键的周向横向侧。

5.根据权利要求4所述的粉末金属制动盘安装适配器，其特征在于，其中，

所述烧结粉末金属的所述第二部分位于所述多个键间腹板中的至少一个键间腹板处，并且

所述第一部分中的所述材料密度高于所述第二部分中的所述材料密度。

6.根据权利要求3所述的粉末金属制动盘安装适配器，其特征在于，其中，

所述多个楔形制动盘安装键具有相对于从所述安装适配器的旋转轴线延伸的半径成角度布置的周向横向侧。

7.根据权利要求6所述的粉末金属制动盘安装适配器，其特征在于，其中，

所述周向横向面相对于所述半径成12°至20°的角度布置。

8.根据权利要求7所述的粉末金属制动盘安装适配器，其特征在于，其中，

所述角度为16°至18°。

9.根据权利要求1所述的粉末金属制动盘安装适配器，其特征在于，其中

所述烧结粉末金属由包括0.5-0.7％的C、1.2-1.6％的Ni、1.1-1.4％的Mo、0.7-1.4％的Cu、0.3-0.5％的Mn以及余量Fe的材料形成。

10.一种制动盘安装布置，其特征在于，包括：

制动盘，所述制动盘具有周向围绕所述制动盘的径向内部区域的多个安装特征；

轮毂装置，所述轮毂装置用于将所述制动盘可旋转地支撑在车轴的一端上；

适配器装置，所述适配器装置用于相对于所述轮毂装置的旋转轴线将所述制动盘同轴安装在所述轮毂装置上，所述适配器装置包括多个制动盘接收特征，所述多个制动盘接收特征被构造成与所述制动盘安装特征协作，以限制围绕所述制动盘的旋转轴线的、相对于所述适配器装置的周向移动；和

制动盘保持装置，所述制动盘保持装置用于沿着所述旋转轴线轴向地将所述制动盘保持在所述适配器装置上。

11.根据权利要求10所述的制动盘安装布置，其特征在于，进一步包括：

适配器保持装置，所述适配器保持装置被构造成与所述轮毂装置协作，以限制围绕所述适配器装置的所述旋转轴线的、相对于所述轮毂装置的周向移动。

12.根据权利要求11所述的制动盘安装布置，其特征在于，其中：

所述适配器装置包括多个紧固件接收孔，并且

所述适配器保持装置包括多个以下构件：轮毂安装紧固件和紧固件接收孔隙中的至少一个，所述多个轮毂安装紧固件和紧固件接收孔隙中的至少一个被构造成穿过所述适配器装置的紧固件接收孔，以将所述适配器装置定位在所述轮毂装置上。

13.根据权利要求12所述的制动盘安装布置，其特征在于，其中：

所述多个制动盘安装特征是楔形槽，并且

所述多个制动盘接收特征是楔形制动盘安装键，所述楔形制动盘安装键被构造成与所述楔形槽协作，以限制所述制动盘相对于所述适配器装置的周向移动。

14.根据权利要求11所述的制动盘安装布置，其特征在于，其中，

所述制动盘保持装置包括保持环和保持环固定装置，并且

所述保持环固定装置与所述适配器装置的所述多个制动盘接收特征协作，以将所述制动盘保持在所述适配器装置上。

15.根据权利要求12所述的制动盘安装布置，其特征在于，其中，

所述制动盘保持装置包括保持环和保持环固定装置，并且

所述保持环固定装置与所述适配器装置的所述多个制动盘接收特征协作，以将所述制动盘保持在所述适配器装置上。

16.根据权利要求13所述的制动盘安装布置，其特征在于，其中，

所述制动盘保持装置包括保持环和保持环紧固件，并且

所述保持环紧固件与所述适配器装置的所述多个楔形制动盘安装键协作，以将所述制动盘保持在所述适配器装置上。

17.根据权利要求11所述的制动盘安装布置，其特征在于，其中，

在平行于所述旋转轴线的轴向方向上，与所述制动盘的所述安装特征相邻的所述制动盘的厚度小于所述适配器装置的所述制动盘接收特征的厚度，使得所述制动盘能够相对于所述适配器装置在所述轴向方向上移动。

18.根据权利要求17所述的制动盘安装布置，其特征在于，其中，

在所述制动盘的所述安装特征和所述适配器装置的所述制动盘接收特征之间不存在垫片或弹簧硬件。

19.一种制动盘安装布置，其特征在于，包括：

具有旋转轴线的车轴轮毂；

制动盘；

制动盘安装适配器，所述制动盘安装适配器被构造成将所述制动盘支撑在所述车轴轮毂上，使得围绕所述旋转轴线相对于所述车轴轮毂在周向方向上的制动盘移动被限制，

其中

所述制动盘的内周区域和所述安装适配器彼此轴向重叠，并且被构造成使得所述制动盘和所述安装适配器在不约束彼此的情况下热膨胀。

20.根据权利要求19所述的制动盘安装布置，其特征在于，其中，

在所述制动盘和所述安装适配器之间不存在垫片或弹簧硬件。

21.根据权利要求20所述的制动盘安装布置，其特征在于，进一步包括：

制动盘保持器，所述制动盘保持器被构造成将所述制动盘轴向保持在所述安装适配器上。

22.根据权利要求21所述的制动盘安装布置，其特征在于，其中，

所述制动盘和所述安装适配器具有多个相互接触的区域，并且

在多个接触区域之中在制动事件过程中具有最高载荷的所述多个接触区域的第一接触区域上的载荷与在所述多个接触区域之中在制动事件过程中具有最低载荷的所述多个接触区域的第二接触区域上的载荷之比小于2：1。

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