專(zhuān)利名稱(chēng)：設(shè)計(jì)為鑄件的制動(dòng)盤(pán)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種根據(jù)權(quán)利要求1的前序部分所述的設(shè)計(jì)為鑄件的制動(dòng)盤(pán)。
背景技術(shù)：
這種應(yīng)用在轎車(chē)和商用車(chē)中的制動(dòng)盤(pán)通常由灰口鑄鐵一體設(shè)計(jì)而成，其中實(shí)現(xiàn)了制動(dòng)盤(pán)的摩擦環(huán)與軸頸的材料分離，從而使摩擦環(huán)可以相對(duì)于軸頸進(jìn)行相對(duì)的徑向運(yùn)動(dòng)， 由此避免了這種例如通過(guò)摩擦環(huán)的取決于熱量的徑向膨脹而能出現(xiàn)的并產(chǎn)生熱斷裂的壓力。已知了一種在沒(méi)有使摩擦環(huán)和軸頸分離的滑動(dòng)件的情況下制造的制動(dòng)盤(pán)，其中通常首先澆鑄軸頸，并且其和摩擦環(huán)的連接區(qū)域帶有所謂的鑄型涂料，從而使隨后澆鑄的摩擦環(huán)和軸頸不形成金屬連接。盡管這實(shí)現(xiàn)了不同的材料配對(duì)，然而這種制動(dòng)盤(pán)的制造相對(duì)昂貴并且例如這種說(shuō)明的制動(dòng)盤(pán)因此基本上是不能以批量生產(chǎn)的形式進(jìn)行制造。例如由EP 1972823A1或DE 9843399A1公開(kāi)了這種制動(dòng)盤(pán)。在DE 10227529A1中公開(kāi)了另一種也稱(chēng)為澆鑄制動(dòng)盤(pán)的制動(dòng)盤(pán)。其中提出將滑動(dòng)件設(shè)計(jì)為套管，通過(guò)其可以使在內(nèi)部和軸頸的在橫截面中圓形的輥頸固定并且在其上軸向可移動(dòng)地導(dǎo)向的外套管和摩擦環(huán)固定連接，其中滑動(dòng)件、即兩個(gè)套管在將軸頸和摩擦環(huán)一體制造時(shí)通過(guò)鑄造澆鑄在一起。當(dāng)然在此由于取決于摩擦環(huán)的厚度或構(gòu)成的冷卻通道的對(duì)應(yīng)寬度相對(duì)較強(qiáng)地限制了輥頸的直徑和進(jìn)而對(duì)在摩擦?xí)r產(chǎn)生的力矩的接受情況。為了在摩擦環(huán)和軸頸之間形成足夠穩(wěn)定的連接，在此需要相應(yīng)大量的連接元件、即輥頸和套管，其根據(jù)本發(fā)明形成齒圈。符合常理的是，該情況可以?xún)H僅具有相應(yīng)的高制造成本和材料投入，這與持續(xù)提出的、對(duì)于制造成本最小化的要求相背離。在DE 19505112A1中示出并說(shuō)明了一種制動(dòng)盤(pán)，其并不在內(nèi)部通風(fēng)，而是具有緊湊的摩擦環(huán)，其通過(guò)滑動(dòng)件和軸頸材料分離，其連續(xù)地由回形的板條構(gòu)成。然而該結(jié)構(gòu)并不適用于內(nèi)部通風(fēng)的制動(dòng)盤(pán)，因此在其功能方面受到限制。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于，這樣改進(jìn)這種類(lèi)型的制動(dòng)盤(pán)，即其制造更簡(jiǎn)單并且成本更低廉，提高了其使用壽命并且使其重量最小化。該目的通過(guò)具有權(quán)利要求1所述的特征的制動(dòng)盤(pán)來(lái)實(shí)現(xiàn)。這種制動(dòng)盤(pán)的特征首先是其制造非常簡(jiǎn)單。因此例如由板條形成的、優(yōu)選地由具有比摩擦環(huán)和軸頸的鑄料的熔點(diǎn)高的不銹鋼制成的滑動(dòng)件可以插入鑄模中，也就是說(shuō)在此插入用于摩擦環(huán)的空氣通道的鑄芯中。在隨后澆鑄制動(dòng)盤(pán)時(shí)，兩個(gè)外側(cè)的元件一起澆鑄在制動(dòng)盤(pán)中，其中在相應(yīng)的設(shè)計(jì)中可以對(duì)摩擦環(huán)和軸頸進(jìn)行一體澆鑄。
在隨后的切削處理中，如至今已經(jīng)需要的那樣，實(shí)現(xiàn)軸頸在徑向方向上的扭轉(zhuǎn)，直至封閉的滑動(dòng)件露出來(lái)。由此形成了軸頸的外齒圈和摩擦環(huán)的內(nèi)齒圈，它們因此在材料上不再彼此連接。 通過(guò)旋轉(zhuǎn)處理因此形成了兩個(gè)分離的、能徑向彼此運(yùn)動(dòng)的部件。通過(guò)滑動(dòng)件的相應(yīng)的造型，實(shí)現(xiàn)了軸頸和摩擦環(huán)在軸向方向上有效的形狀配合， 由此例如能在滑動(dòng)件中設(shè)置徑向延伸的卷邊，該卷邊允許摩擦環(huán)面對(duì)軸頸徑向運(yùn)動(dòng)l_2mm， 但是大體上排除了軸向運(yùn)動(dòng)，即其僅僅位于<0. Imm的范圍中。本發(fā)明的另一個(gè)設(shè)計(jì)提出，滑動(dòng)件設(shè)計(jì)為雙層，其中兩個(gè)彼此設(shè)置的層中的一個(gè)形狀配合地保持在摩擦環(huán)上并且另一層形狀配合地保持在軸頸上。在此也這樣選擇配置， 即摩擦環(huán)可以無(wú)阻礙地徑向運(yùn)動(dòng)，其中然后兩個(gè)層的彼此設(shè)置的平面反向地移動(dòng)。在單層設(shè)計(jì)的滑動(dòng)件中有意義的是一側(cè)的涂層，利用該涂層防止了滑動(dòng)件和對(duì)應(yīng)的鑄件連接。每個(gè)滑動(dòng)件在平面圖中設(shè)計(jì)為U形，并且在三側(cè)上包圍內(nèi)齒圈的齒，其中連接平行取向的支腿的連接片嵌入軸頸中并徑向延伸。為了使摩擦環(huán)在任何情況下、也就是說(shuō)當(dāng)元件在澆鑄中可能變形時(shí)可以徑向膨脹，U形的滑動(dòng)件的支腿在徑向方向上彼此成角度地布置，從而在中心軸線(xiàn)的方向上實(shí)現(xiàn)變細(xì)或相反地增寬。優(yōu)選地，支腿彼此傾斜的角度在10-30°的范圍中。在變形前滑動(dòng)件作為板條存在，在其上在隨后變形的情況下形成連接片的區(qū)域中插入了相應(yīng)于凹口的楔形槽，其楔角相應(yīng)于滑動(dòng)件的兩個(gè)支腿相互延伸所形成的角度。由于例如通過(guò)定尺寸剪切帶狀材料可以由矩形的帶狀物構(gòu)成所使用的毛坯，由此實(shí)現(xiàn)了材料投入的優(yōu)化。此外與根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)使滑動(dòng)件彎曲、承載壓力和/或拉力的情況相反，滑動(dòng)件僅僅接受或傳遞取決于制動(dòng)力矩的壓力。其他有利的實(shí)施方式在從屬權(quán)利要求中描述。


以下根據(jù)

本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例。圖中示出圖1-3分別在不同的示圖中示出了作為最后加工前的毛坯的制動(dòng)盤(pán)，該制動(dòng)盤(pán)設(shè)計(jì)為鑄件，圖4在透視圖中示出了加工好的制動(dòng)盤(pán)，圖5在正視圖中示出了制動(dòng)盤(pán)的放大截面圖，圖6同樣圖解地示出了局部縱向截?cái)嗟闹苿?dòng)盤(pán)，圖7在正視截面圖中示出了制動(dòng)盤(pán)的放大的局部截面圖，圖8在透視圖中示出了具有部分?jǐn)嗔褏^(qū)域的制動(dòng)盤(pán)，圖9在兩個(gè)不同的視圖中示出了制動(dòng)盤(pán)的細(xì)節(jié)，圖10在透視圖中示出了滑動(dòng)件的變形前的毛坯，圖11和12在不同的變形部段中示出了變形后的毛坯，圖13在透視圖中示出了滑動(dòng)件的另一個(gè)實(shí)施例，
4
圖14在側(cè)視截面圖中示出了根據(jù)圖13的滑動(dòng)件，圖15在俯視截面圖中示出了根據(jù)圖13的滑動(dòng)件的局部截面圖。
具體實(shí)施例方式在圖1至8中示出了設(shè)計(jì)為鑄件的、內(nèi)部通風(fēng)的制動(dòng)盤(pán)。該制動(dòng)盤(pán)具有摩擦環(huán)1，摩擦環(huán)帶有兩個(gè)平行并彼此間隔開(kāi)布置的摩擦體3，摩擦體通過(guò)連接片5在構(gòu)成冷卻通道4的情況下彼此連接。軸頸2材料分離并且防扭轉(zhuǎn)地保持在摩擦環(huán)1上，軸頸可以和未示出的輪轂例如通過(guò)螺栓連接。摩擦環(huán)1與軸頸2的材料分離實(shí)現(xiàn)了在徑向方向上彼此的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，為此設(shè)置澆鑄的滑動(dòng)件6，其由熔點(diǎn)高于摩擦環(huán)1和軸頸2的材料制成。此外滑動(dòng)件6可以由金屬的、 但也可以由非金屬的材料、例如陶瓷制成。摩擦環(huán)1具有內(nèi)齒圈7，其具有在外齒圈9中和軸頸2的齒10嚙合的齒8，其中滑動(dòng)件6布置在齒8，10的彼此面對(duì)的徑向側(cè)面之間。在圖1至3中示出了已經(jīng)澆鑄的、但仍未最后加工的制動(dòng)盤(pán)，其中軸頸2具有同心的、徑向向內(nèi)指向連接的軸環(huán)18，該軸環(huán)通過(guò)連接板19和另外在每個(gè)中心平面內(nèi)鏡面對(duì)稱(chēng)設(shè)計(jì)的摩擦環(huán)1連接。為了制造制動(dòng)盤(pán)，將以相同的角距布置的、例如設(shè)計(jì)為雙層的板材成型部件的滑動(dòng)件6分別部分地嵌入用于制動(dòng)盤(pán)的對(duì)應(yīng)的空氣通道4的鑄芯中。在隨后澆鑄制動(dòng)盤(pán)時(shí)， 兩個(gè)外側(cè)的滑動(dòng)件一起澆鑄在制動(dòng)盤(pán)中。因此可以將摩擦環(huán)1和軸頸2 —體地設(shè)計(jì)。在圖4至8中示出了加工好的制動(dòng)盤(pán)，其中在圖1-3中示出的毛坯的軸環(huán)18和連接板19被完全切削地去除，從而形成了在圖4-8中示出的構(gòu)造，在該構(gòu)造中齒8，10在內(nèi)側(cè)和滑動(dòng)件6齊平地閉合。這種滑動(dòng)件6也在圖9中詳細(xì)示出。其中可以識(shí)別出，滑動(dòng)件如提到的那樣設(shè)計(jì)為具有外層11和內(nèi)層12的雙層U形板材成型部件，這些層盡可能平坦地相對(duì)設(shè)置并且分別構(gòu)成平行取向的支腿15，其通過(guò)同樣是雙層的連接片16彼此連接。在圖9中示出了作為毛坯的滑動(dòng)件6，如其插入鑄模中那樣?？梢宰R(shí)別出的是，在此其具有將支腿的外層和內(nèi)層11，12彼此連接的彎邊17，彎邊在完成澆鑄后的處理中同樣被切削地去除，從而在功能上使外層和內(nèi)層11，12能夠徑向地彼此反向移動(dòng)。為了相對(duì)于摩擦環(huán)1確保軸頸2的軸向安全，兩個(gè)內(nèi)層12具有向外卷起的凸起 13，其嚙合在外層11的徑向指向的卷邊14中，并且因此構(gòu)成了徑向的導(dǎo)向部，其中通過(guò)卷邊14形成的制模在齒10的方向上形成了和軸頸2的形狀配合，而凸起13的沖壓形成了和內(nèi)齒圈7的齒8的這種形狀配合。如特別在圖6中非常明顯示出的，連接片16和支腿15 —樣將內(nèi)齒圈7的齒8和外齒圈9的相鄰的齒10分離開(kāi)，從而在軸頸2和摩擦環(huán)1之間沒(méi)有材料上的連接。在圖10中示出了作為部分處理的毛坯的滑動(dòng)件6，其由板條制成，其中已經(jīng)壓制了凸起13和卷邊14。在隨后的變形中形成滑動(dòng)件6的雙層連接片16的區(qū)域內(nèi)插入有楔形的槽20。
在圖11和12中分別示出了用于制造滑動(dòng)件6的其他生產(chǎn)步驟，其中在圖11中， 根據(jù)圖10的板條被折疊，從而得出雙層的U形。在圖12中可以識(shí)別出需要插入鑄模中的滑動(dòng)件，其相應(yīng)于槽20這樣盡量變形，即根據(jù)彼此之間大約為10-30°的角度得出支腿15的傾斜位置。圖13-15示出了滑動(dòng)件6的另一個(gè)實(shí)施例，其中僅僅兩個(gè)支腿15設(shè)計(jì)為雙層的。示出的滑動(dòng)件符合例如插入鑄模中的狀態(tài)。制動(dòng)舌21形成在外層11上用于對(duì)其進(jìn)行固定，制動(dòng)舌摩擦配合地和/或形狀配合地嚙合在設(shè)置在內(nèi)層12的與連接片16相對(duì)設(shè)置的自由端面上的適合的凹進(jìn)處中。在澆鑄制動(dòng)盤(pán)以后進(jìn)行的切削的最后加工中，制動(dòng)舌21如已經(jīng)對(duì)彎邊17說(shuō)明的那樣被去除。為了更簡(jiǎn)單地變形成支腿15的傾斜位置，槽20通至凹口 22中。根據(jù)圖13的滑動(dòng)件6、但也在根據(jù)圖12的變體中，在徑向方向上僅僅局部地插入卷邊14中，并且在此大于內(nèi)層12的附上的凸起13更確切地說(shuō)大約l_2mm。因此限制了摩擦環(huán)相對(duì)于軸頸的徑向相對(duì)運(yùn)動(dòng)。這可以特別明顯地在圖14中識(shí)別出。在軸向方向上相反，并不期望這種相對(duì)運(yùn)動(dòng)，從而使內(nèi)層12的凸起13基本上正好附在卷邊14中，優(yōu)選地具有的間隙<0. Imm0在圖15中可以識(shí)別出在軸向范圍內(nèi)的形狀配合的嚙合。參考標(biāo)號(hào)表1 摩擦環(huán)2 軸頸3 摩擦體4 空氣通道5 連接片6 滑動(dòng)件7 內(nèi)齒圈8 齒9 外齒圈10 齒11 外層12 內(nèi)層13 凸起14 卷邊15 支腿16 連接片17 彎邊18 軸環(huán)19 連接板20 槽21 制動(dòng)舌
22 凹口
權(quán)利要求
1.一種設(shè)計(jì)為鑄件的、特別是內(nèi)部通風(fēng)的制動(dòng)盤(pán)，所述制動(dòng)盤(pán)具有帶有內(nèi)齒圈(7)的摩擦環(huán)(1)；和與所述摩擦環(huán)材料分離的并且通過(guò)嚙合在所述內(nèi)齒圈(7)中的外齒圈(9) 防扭轉(zhuǎn)地保持的軸頸O)，用于和輪轂連接，其中為了實(shí)現(xiàn)所述摩擦環(huán)(1)相對(duì)于所述軸頸 (2)的徑向的相對(duì)運(yùn)動(dòng)而在齒(8)之間設(shè)置澆鑄的滑動(dòng)件(6)，其特征在于，每個(gè)滑動(dòng)件(6) 設(shè)計(jì)為U形，所述滑動(dòng)件的相對(duì)設(shè)置的支腿(1 布置在相應(yīng)的所述齒(8)的彼此面對(duì)的徑向和軸向取向的側(cè)面之間，其中連接所述支腿(15)的連接片(16)徑向地延伸。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制動(dòng)盤(pán)，其特征在于，所述滑動(dòng)件(6)設(shè)計(jì)為板材成型部件。
3.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的制動(dòng)盤(pán)，其特征在于，所述滑動(dòng)件(6)設(shè)計(jì)為形成有外層(11)和內(nèi)層(1 的雙層的形式。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的制動(dòng)盤(pán)，其特征在于，分別相對(duì)設(shè)置的所述支腿(15)的所述外層(11)和所述內(nèi)層(1 具有彼此一致的形狀配合件以用于防止軸向移動(dòng)，其中所述內(nèi)層(1 和所述外層(11)能徑向相對(duì)彼此運(yùn)動(dòng)。
5.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的制動(dòng)盤(pán)，其特征在于，相應(yīng)的所述支腿(1 的所述內(nèi)層(1 和所述外層(11)能受限地徑向相對(duì)彼此運(yùn)動(dòng)。
6.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的制動(dòng)盤(pán)，其特征在于，相應(yīng)的所述支腿(1 的所述外層(11)作為單獨(dú)的板材部件摩擦連接地和/或形狀配合地和所述內(nèi)層(1 連接。
7.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的制動(dòng)盤(pán)，其特征在于，所述滑動(dòng)件(6)在單層和雙層的結(jié)構(gòu)的情況下由矩形的板條構(gòu)成。
8.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的制動(dòng)盤(pán)，其特征在于，當(dāng)所述板條變形成U形之前在形成的所述連接片(16)的區(qū)域中插入楔形的槽00)。
9.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的制動(dòng)盤(pán)，其特征在于，所述滑動(dòng)件(6)在單層設(shè)計(jì)中在一側(cè)形狀配合地保持在所述齒(8，10)中任一個(gè)上。
10.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的制動(dòng)盤(pán)，其特征在于，所述滑動(dòng)件(6)在單層設(shè)計(jì)中在相對(duì)形狀配合部分的止擋面上設(shè)有分隔涂層。
11.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的制動(dòng)盤(pán)，其特征在于，所述滑動(dòng)件(6)在具有所述內(nèi)層(1 和所述外層(11)的雙層設(shè)計(jì)中形狀配合地和分別相鄰的所述齒(8，10)連接。
12.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的制動(dòng)盤(pán)，其特征在于，相應(yīng)的所述滑動(dòng)件(6)包圍所述內(nèi)齒圈(7)的對(duì)應(yīng)的齒(8)。
13.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的制動(dòng)盤(pán)，其特征在于，所述滑動(dòng)件(6)在內(nèi)部通風(fēng)的制動(dòng)盤(pán)中伸入直到冷卻通道的入口區(qū)域中。
14.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的制動(dòng)盤(pán)，其特征在于，所述內(nèi)齒圈(7)、所述外齒圈(9)以及所述滑動(dòng)件(6)在內(nèi)側(cè)齊平地延伸。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種設(shè)計(jì)為鑄件的、特別是內(nèi)部通風(fēng)的制動(dòng)盤(pán)，該制動(dòng)盤(pán)具有帶有內(nèi)齒圈(7)的摩擦環(huán)(1)；和與摩擦環(huán)材料分離的并且通過(guò)嚙合在內(nèi)齒圈(7)中的外齒圈(9)防扭轉(zhuǎn)地保持的軸頸(2)，用于和輪轂連接，其中為了實(shí)現(xiàn)摩擦環(huán)(1)相對(duì)于軸頸(2)的徑向的相對(duì)運(yùn)動(dòng)而在齒(8)之間設(shè)置澆鑄的滑動(dòng)件(6)，該制動(dòng)盤(pán)這樣設(shè)計(jì)，即每個(gè)滑動(dòng)件(6)設(shè)計(jì)為U形，滑動(dòng)件的相對(duì)設(shè)置的支腿(15)布置在相應(yīng)的齒(8)的彼此面對(duì)的徑向和軸向取向的側(cè)面之間，其中連接支腿(15)的連接片(16)徑向地延伸。
文檔編號(hào)F16D65/12GK102472341SQ201080030378
公開(kāi)日2012年5月23日 申請(qǐng)日期2010年7月5日 優(yōu)先權(quán)日2009年7月6日
發(fā)明者沃爾夫?qū)づ晾? 約翰·鮑姆加特納 申請(qǐng)人:克諾爾商用車(chē)制動(dòng)系統(tǒng)有限公司