CN102177360A - 带有制动盘盖的制动盘 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种具有制动盘盖(42)和摩擦环(10)的制动盘，该摩擦环(10)通过齿部(50)以形状锁合的方式与制动盘盖相连接。在此，摩擦环(10)包括两个摩擦环半体(12、14)，其中齿部仅延伸经过所述摩擦环半体之一。以这种方式，能够沿轴向在摩擦环的内周边上与围绕所述摩擦环半体的齿部相邻地安装贯穿开口(30)，该贯穿开口将摩擦环的内周边与摩擦环的内部通风结构相连接。因此，不但确保了摩擦环与制动盘盖之间的力的良好传递和稳定的形状锁合式的连接，而且通过摩擦环的内部通风确保了实现有效制冷。

Description

带有制动盘盖的制动盘

技术领域

本发明涉及一种权利要求1的前序部分所述类型的制动盘，尤其是用于机动车的制动盘。

背景技术

例如由DE 10125111A1已知这类制动盘。这类制动盘包括摩擦环和保持件，其中，摩擦环和保持件通过齿廓以形状锁合的方式沿制动盘的径向相互连接。通过在摩擦环和/或保持件的槽中引导的环绕的止动环/卡圈来实现摩擦环和保持件的轴向固定。在此，齿廓构造为渐开线齿。

在摩擦环与保持件或制动盘盖(制动盘罩壳)之间通过齿部(齿结构)实现的这种形状锁合的连接使这两个部件沿径向方向彼此良好地固定，同时用于在制动盘盖与摩擦环之间传力。因为这种连接在很大程度上要求对摩擦环的内周切齿，所以当将这种形状锁合的连接用于内通风式制动盘时存在问题。该制动盘具有在摩擦环的侧面之间延伸的通风通道***，所述通风通道在制动盘运行中被空气流过，从而由摩擦环散热。散热不充分造成所谓的制动盘屏蔽(Schirmung)，其可理解为制动盘由于不均匀受热而沿轴向凸起。如果摩擦环的内周设有齿部，则内部通风结构不能连续穿过摩擦环延伸，这是因为在内周上不能形成使空气通道与环境空气连通的通孔。因此，在高热载荷下，在这种制动盘中可能造成屏蔽，还有可能形成裂缝。

发明内容

因此，本发明的目的是进一步发展前述类型的制动盘，使得不仅确保摩擦环与制动盘盖之间的稳定形状锁合，而且在制动盘运行中确保摩擦环的良好散热。

这个目的通过具有权利要求1的特征的制动盘来实现。

在此，该制动盘具有制动盘盖和摩擦环，所述摩擦环沿径向通过形状锁合连接结构与制动盘盖相连接。摩擦环包括两个通过间隔结构相连接的摩擦环半体，在这两个摩擦环半体之间布置有内部通风结构的空气通道。根据本发明提出：所述形状锁合连接结构包括仅在其中一个摩擦环半体的内周侧上延伸的齿部，该齿部与围绕制动盘盖的外周侧的互补齿部相接合。因为所述齿部仅围绕其中一个摩擦环半体，所以在摩擦环的内周上提供了另外的表面，从而沿轴向与所述齿部相邻地在摩擦环的内周上形成内部通风结构的至少一个贯穿开口。因此，空气可通过内部通风结构从外周至内周连续地流过摩擦环，这改善了摩擦环的冷却并且有助于避免屏蔽和裂缝形成。同时，通过所述齿部确保了与制动盘盖的稳定的形状锁合连接。

在此，该齿部特别优选地设计为斜齿部，以确保在制动盘盖与摩擦环之间低磨损地传递制动力，其中在斜齿部的齿面上的压力在很大程度上保持恒定。另外，斜齿部允许在径向方向上存在一定间隙，以补偿制动盘的热膨胀以及避免热应力。斜齿部能够沿径向方向以磨损特别低的方式实现可逆并且均匀的膨胀或收缩。这一点对于制动盘的使用寿命尤其有利。

对于斜齿部的情况，通过制动盘盖的与摩擦环的齿面的互补斜齿相接合的斜齿面实现制动盘盖与摩擦环之间的啮合。制动盘盖或摩擦环的两个相邻的齿面的张角(张开角度)优选处于5°至45°的范围内。在此，各个齿面的斜度也可以不同。优选地，所述侧边缘(齿面)相对于径向取向(即法向)的偏差——下面也称为斜度——处于2.5°至22.5°或-2.5°至-22.5°的范围内。在此特别优选地，同一齿的两个侧齿面相对于法向的偏差相同。特别优选的是，张角在10°至15°的范围内。

另外，通过规则地改变制动盘盖中相邻齿面的斜度，能够独立于转动方向地优化所述附接。这种构造方式提出：在制动时接收来自向前行驶的机动车的力的主要负荷的齿面被构造成比相应相邻布置的齿面更陡。因此，有利的是在一侧上将斜度确定为0°至2.5°。在这个变型方案中，将张角限制到来自上述范围的不太大的值。这表明，另一侧上的齿面斜度尽管明显更大，例如大于5°，但优选最大为20°。

另外，为了确保制动盘盖与摩擦环沿轴向也不能相对运动，设有至少一个轴向固定元件，通过所述固定元件连接制动盘盖与摩擦环。所述固定元件优选布置于在摩擦环内部径向延伸的接纳孔中，其中摩擦环在接纳孔的区域中可相对于固定元件运动。通过固定元件相对于摩擦环的径向可动性，进一步减小了由于不均匀温度分布造成屏蔽的危险。在出现这种温度分布时，摩擦环可自由地沿轴向方向膨胀，而不会通过固定元件向摩擦环中引入相应的力，该力可能导致屏蔽或者说变形以及伴随而来地形成裂缝。因此，有利于延长了这种制动盘的使用寿命。

在此，固定元件包括套管，该套管借助螺纹件紧固到制动盘盖上，该套管布置在径向的贯穿开口中并在包围螺纹件的外周侧。通过这种套管，可以简单地实现所希望的摩擦环沿径向方向相对固定元件***的能力。

与螺纹件的螺纹相应地，该套管构造为螺纹套管。螺纹件也可构造为螺栓。

在此，可以从内侧、亦即在面向制动盘盖的一侧上，也可以从外侧***螺纹件或螺栓，并将其拧紧在套管中。相应地从内侧或者从外侧将套管或者说螺纹套管放入制动盘中。将套管***相应为此设置的、沿径向穿过制动盘延伸的通孔或贯穿开口中。

优选地，长的螺纹套管从外侧放入，而相对较短的螺栓则从内侧旋入。在此，长螺纹套管的长度优选处于制动盘的贯穿开口的长度的50％至90％的范围内。在这种构造方式中，固定元件包括螺纹件，该螺纹件借助套管紧固在制动盘盖上。

另外，表现为有利的是，螺纹件的螺纹件头部的横截面小于接纳孔的横截面。在此，这种螺纹件可以尤其从摩擦环的外周侧经过贯穿开口旋入，其中，较小的螺纹件头部能够在所述接纳孔中***。

最后，表现为有利的是，设有多个固定元件，所述多个固定元件优选布置成彼此间角度相同。由此，以可靠的方式特别好地避免了摩擦环或者说制动盘的屏蔽。在(制动)盘膨胀时以及在常规运行中在制动盘的周向上使力均匀分布，从而减小材料应力。

附图说明

下面借助附图更详细地阐明本发明及其实施方式。

在此示出：

图1是根据本发明的制动盘的摩擦环的一实施方式的剖开的透视图；

图2是根据本发明的制动盘的一实施方式的剖开的透视图；以及

图3是摩擦环与制动盘盖之间的一附接方式的截面图。

具体实施方式

图1示出的摩擦环10包括两个摩擦环半体12和14，所述摩擦环半体通过间隔凸块16相互连接，为简明起见未示出所有的间隔凸块16。在此，间隔凸块16与摩擦环半体12、14之间的自由空间18在摩擦环半体12和14之间形成空气通道***，其用于摩擦环10的内部通风。为使摩擦环10与制动盘盖径向形状锁合地连接，在第一摩擦环半体12上构造一围绕摩擦环半体12的内周20的齿部22。为简明起见，齿部22的未全部示出的齿24在此设计成斜齿，也就是说齿面26、28构造为平面并且互成角度。在轴向方向上，与齿部22相邻地构造贯穿开口30，所述贯穿开口使摩擦环10的内周20通向在间隔元件16之间的中间空间18，因此能实现制动盘10从外周32至内周20的连续通风。另外，在摩擦环半体12和14之间设有贯穿开口，该贯穿开口用于接纳固定元件36，借助所述固定元件可将摩擦环10沿轴向固定在制动盘盖上。在此，固定元件36设计成在套管38中接纳的螺纹件，所述套管38又布置在贯穿开口34内。螺纹件36的头部40的直径小于贯穿开口34的直径。由于将螺纹件36支承在套管38中以及由于螺纹件头部40具有较小直径，摩擦环10可相对于固定元件36沿径向运动，从而在制动盘10热膨胀时使由于运行中的摩擦载荷而产生的应力最小化。

图2示出这种摩擦环10在制动盘盖42上的附接。在此，摩擦环10布置成与制动盘盖42共轴于轴线44，该轴线同时表示这两个构件的旋转对称轴线。制动盘盖42具有边缘区域44，该边缘区域44具有用于螺纹件46的贯穿开口，该螺纹件用于将制动盘盖固定在轮毂上。制动盘盖42的内柱形区域48用于将制动盘盖42以形状锁合的方式连接到摩擦环10。为此，内区域48具有齿部50，该齿部围绕制动盘盖44的内区域48的外周52延伸。在此，齿部50构造成与围绕摩擦环10的内周20的齿部22互补。因此，所述齿部彼此啮合并阻止摩擦环相对于制动盘盖42的径向运动。可见，即使在摩擦环10与制动盘盖42相连接的情况下也能接触到贯穿开口30，该贯穿开口与由自由空间18形成的通风通道一起形成摩擦环10的内周20。因此，这里通过制动盘的内部通风结构还确保了存在良好的降温。螺纹件36在摩擦环10的贯穿开口34中借助该螺纹件的末端区域54接合到制动盘盖42的内区域48的对应的螺纹孔中。在这种情况下，套管38贴靠到制动盘盖42的内区域48的壁上。在由于运行升温而使得摩擦环10局部或整体膨胀时，摩擦环10仍可以沿径向方向相对于螺纹件36或套管38运动，从而还在组装状态下使材料应力最小化。

图3示出摩擦环10与制动盘盖42之间的另一连接方式。不同于图1和2示出的实施方式，摩擦环10与制动盘盖42间的附加固定不是通过从外部、也就是说从摩擦环10的外周旋入到布置在贯穿开口34内的套管38中的螺纹件36实现的，而是通过从摩擦环10的内周旋入该套管中的螺纹件实现的。为此，首先将螺纹套管56从外部***贯穿开口34中，随后从摩擦环10的内周借助短螺栓58将制动盘盖42和摩擦环10螺纹连接。在此，螺栓58明显比螺纹套管56短并且长度为该螺纹套管长度的约50％。该螺纹套管56本身的长度是贯穿开口34的长度的约50％至90％。图3中也清楚示出，通过制动盘盖42的斜齿部58与互补的摩擦环10的斜齿部22啮合，制动盘盖42与摩擦环10之间的啮合。

在此，可按下列方式安装摩擦环。首先，从侧面将摩擦环推到车轮法兰上。然后，将螺栓从内侧——从摩擦环的转动轴线观察——***车轮法兰的通孔中并固定在车轮法兰的缺口内。最后，将螺纹套管从外侧放入摩擦环的通孔中并使之与螺栓间螺纹连接。

这种紧固方法在制动器的经济维修——如更换制动盘——方面是特别有利的。在制动盘的使用寿命中，在螺纹套管和螺栓上可能产生明显的腐蚀。其可能在为了更换制动盘而试图松开套管时导致螺纹件断裂。在这种情况下，制动盘的拆卸可能相当麻烦。而在根据本发明描述的变型方案中允许螺纹件断裂，因为随后可毫不麻烦地、或者在无造成进一步损害的危险的情况下、容易地将被损坏的螺纹件向内击出。

Claims (12)

1.一种具有制动盘盖(42)和摩擦环(10)的制动盘，所述摩擦环沿径向通过形状锁合连接结构与所述制动盘盖相连接，所述摩擦环包括两个通过间隔件(16)连接的摩擦环半体(12、14)，在所述摩擦环半体(12、14)之间布置有内部通风结构的空气通道(18)，

其特征在于，所述形状锁合连接结构包括仅围绕所述摩擦环半体中的一个摩擦环半体(12)的内周侧(20)的齿部(22)，所述齿部(22)能与围绕所述制动盘盖(42)的外周侧(52)的互补齿部(50)相接合，其中，在所述摩擦环(10)的内周(20)上，沿轴向与围绕所述一个摩擦环半体(12)的齿部(22)相邻地设有至少一个用于内部通风结构的贯穿开口(30)。

2.根据权利要求1所述的制动盘，其特征在于，所述摩擦环半体(12)齿部(22)和所述制动盘盖(42)的齿部(50)是斜齿部。

3.根据权利要求2所述的制动盘，其特征在于，所述斜齿部的齿的两个相对的侧齿面的张角在5°至45°的范围内。

4.根据权利要求1所述的制动盘，其特征在于，所述斜齿部的齿的一侧的斜度为0°至2.5°，而所述斜齿部的齿的另一侧的斜度为5°至20°。

5.根据上述权利要求中任一项所述的制动盘，其特征在于，所述制动盘盖(42)和所述摩擦环(10)通过至少一个轴向固定元件(36)相连接。

6.根据权利要求5所述的制动盘，其特征在于，所述至少一个轴向固定元件(36)布置在在所述摩擦环(10)的内部径向延伸的接纳孔(34)中，其中，所述摩擦环在所述接纳孔(34)的区域中能相对于所述固定元件(36)径向运动。

7.根据权利要求5或6所述的制动盘，其特征在于，所述固定元件(36)包括套管(38)，所述套管借助螺纹件紧固在所述制动盘盖(42)上，所述套管在外周边侧包围所述螺纹件(36)。

8.根据权利要求5或6所述的制动盘，其特征在于，所述固定元件(36)包括通过套管(38)紧固在所述制动盘盖(42)上的螺纹件，其中，所述套管(38)在外周边侧包围所述螺纹件(36)。

9.根据权利要求7所述的制动盘，其特征在于，在横截面中所述螺纹件(36)的螺纹件头部(40)小于所述接纳孔(34)。

10.根据权利要求5至9所述的制动盘，其特征在于，设有多个固定元件(36)，优选以相互之间按相同角度分布的方式布置所述固定元件。

11.一种机动车，该机动车具有至少一个根据权利要求1至10中任一项所述的制动盘。

12.一种用于将根据上述权利要求1至10中任一项所述的制动盘安装到制动盘盖上的方法，所述方法包括以下步骤：

-从侧面将所述制动盘推到车轮法兰上，

-从内侧将螺栓***所述车轮法兰的通孔中，

-将所述螺栓固定到所述车轮法兰的缺口中，

-从外侧将螺纹套管放入摩擦环的通孔内并使所述螺纹套管与所述螺栓螺纹连接。

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