CN102245922B - 制动盘以及生产制动盘的方法 - Google Patents

Abstract

一个制动盘由制动盘摩擦环和制动盘腔组成。而制动盘腔又由盘圈和在盘圈半径方向上排列的扩张元件构成，并且在其盘圈移动末端和摩擦环由形状决定进行连接。扩张元件会和制动盘摩擦环或者盘圈在半径方向上按形状或者材料互相连接。并且扩张元件比制动盘腔和制动盘摩擦环间的最短距离要长，从而与摩擦环的热变形相匹配。这样就排除了屏蔽制动盘摩擦环的可能。此外，本发明还涉及到两个生产这种制动盘的方法，其中的存储区会在半径方向上按形状或者材料被重铸。在第一个方法中，制动盘腔和摩擦环间会浇铸额外的连接元件，从而在下一步制造中保护扩张元件。另外一个方法则通过一个两部分的盘芯生产制动盘。

Description

制动盘以及生产制动盘的方法

技术领域

本发明是含有制动摩擦环和制动盘腔的制动盘，尤其涉及一种汽车制动盘。该制动盘腔由一个盘圈和一些由盘圈半径，特别是外圈周长来规定的扩充元件组成，并且他们在盘圈的移动末端与制动摩擦环在半径方向上由形状决定或者由材料决定的。除此之外，本发明还涉及到生产该制动盘的工艺过程。该制动盘的扩张元件在半径方向上会环绕一个决定摩擦表面的制动摩擦环和一个决定流通表面的盘圈，他们共同决定了该制动盘的形状和材料。

背景技术

通常情况下制动过程会导致制动摩擦环上产生很强的热量。由于制动盘腔方向上的温度落差，为了保护轮毂轴承，避免热负载，必须在制动盘腔和摩擦环间施加很高的形变压力。一些制动盘便会屏蔽制动摩擦环，这就是所谓的制动摩擦的起因。

为了避免上述效应，根据DE 10 2007 013 512 A1，一种指明盘圈内部半径以及外部摩擦盘半径的制动盘便应运而生。它通过连接桥来支配摩擦盘，无需特定原料的条件下在铸造过程中和径向内部盘圈一同浇铸。

这里的弊端就是，通过优先期望的径向移动摩擦环来补偿内部制动盘不是唯一能够屏蔽制动盘摩擦环的方法，同时也会产生一个平行于轴向的移动，而这个移动是很难控制并且不可避免地会导致屏蔽效果的减小。

另外一个弊端则是在铸造过程中必须注意，没有适合材料的延伸部分要和连接桥的径向内部末端浇铸在一起。只有这样才能确保连接桥可以通过一个可自加热的径向扩张摩擦盘对着延伸部分径向移动，从而避免重要的温度压力差。这些材料选择上的先决条件对连接桥的选材以及铸造部分有着很大的限制。甚至对于不同熔点的连接桥以及被重铸的原料也不可能选择适合材料，而是需要特定的铸造方法以及周到的监督。

考虑到上述情况，本发明的任务就是设计一个能够用于轿车、货车及轨道车辆的制动盘，并且完善该制动盘的生产过程，包括哪种制动摩擦盘能够最方便以及最便宜地与制动盘的圈盖相连接，两部分间的形变压力在制动过程中进一步被排除以及通过相对自由的材料选择来达到节约元件重量的目的。

这些任务将通过如独立权利要求所述的制动盘以及该制动盘的生产过程来实现。

发明内容

按照本发明，该制动盘有一个制动摩擦环和一个制动盘腔组成。而制动盘腔又由一个盘圈和一些扩张元件组成，这些元件在盘圈径向，尤其是盘圈外部周长上排列并且在盘圈移动的末端和一个制动盘摩擦环由形状决定互相连接。扩张元件和制动盘摩擦环以及盘腔在半径方向上是按形状或者材料相连接的。如此做的好处就是能够确保得到一个牢固的连接，特别是在制动盘半径方向上。根据技术情况在扩张元件和制动盘摩擦环以及盘腔间不存在浮动的连接，而一般情况下，为了避免屏蔽制动盘，这种用于补偿径向制动盘摩擦环的温度的扩张元件是必须的。与此相反，本发明中的制动盘扩张元件比盘腔与制动盘摩擦环间的最短距离要长，并且它们设计在另外的径向弹性方向上。如此的设计能够使制动盘摩擦环与其自身的热扩张相匹配，从而大大减小制动盘摩擦环和盘腔间的形变压力。

制动盘摩擦环可以在其半径方向上自由地热胀冷缩，因为它不是直接和盘腔相连接的，而是通过径向弹性连接的扩张元件非直接相连，而这些扩张元件也与一个根据温度变化可逆改变半径长度的制动盘摩擦环互相匹配。如此便进一步地排除了屏蔽制动盘摩擦环的可能，因为形变压力，特别是通过制动盘摩擦环和盘腔间径向移动产生的形变压力，能够通过扩张元件同时在径向牢固的按形状或材料安装的耦合器中被补偿掉。而在该情况下产生的制动盘摩擦环与盘腔间的轴向移动可以通过扩张元件相对用的造型，即比盘腔与制动盘摩擦环最小间距长这一特征来调节。此外通过把制动盘摩擦环从盘腔中热分离的方法可以使轮毂轴承的扩张元件更好地与热量保护，因为通过加长热量传输线，从制动盘摩擦环到盘腔传输的热量将会减少。

基于很小的屏蔽效果，本发明中的制动盘适用于不同的制动***，尤其是对于屏蔽容忍度很小，有固定车座的制动器。

当制动盘排列的扩张元件数量占多数以及制动盘上有最少3个，最好是19个扩张元件时，本发明具有非常好的优势。用这种方法，制动盘的性能可以通过调节固度、重量、径向弹性、振荡及衰减系数等来取得理想效果，从而达到最佳的制动性能与最大的制动舒适性的目的。关于振荡系数，应把扩张元件数量设为质数。这样的好处就是排除了制动盘摩擦环在其自身频率附近区域的振动。当然扩张元件的数量也可以是一个非质数的数字。制动盘摩擦环对于盘腔外部的轴向平移性能会根据扩张元件的数量而改变。而根据连接元件数量的一个变化可以大大减小该轴向平移特性。

如果制动盘环和扩张元件全部或部分由同样的原料生产，那么通过一个或者多个分离、变形及整形过程，完成过程的框架将会如同生产小碟子和小册子一样非常简单并且便宜，尤其是在接下来同制动盘摩擦环半径方向上按形状或材料铸造的过程。由此便能通过很少的成本生产出一种功率强的制动盘。通过不同的金属强度可以正面影响扩张元件的径向弹性，以及制动盘摩擦环对于盘腔的轴向平移也会被控制。而由盘腔、一个或者多个扩张元件和鳍片组成的存储区也可以由不含铁的金属、碳纤维或者塑料组成。如此便可以额外地减少整个制动盘的重量。

制动盘腔和扩张元件由不同的材料来生产，这种方法的另外一个优点就是，根据各种元器件的特别需求可以选择最适合的材料，从而确保扩张元件能有理想的径向弹性，很小的重量以及制动盘腔的高强度。

首选的连接方式是扩张元件和制动盘摩擦环及盘圈按材料来进行连接。这样就排除了扩张元件温度高的情况下从径向摩擦盘或盘圈上溶解的可能，因为在由按形状和材料连接的扩张元件和制动盘摩擦环及盘圈之间在半径方向上会出现很大的牵引力。同样在制动过程中扩张元件也要承担牵引力。根据在半径方向上形状优先的条件，适合的材料虽然在安全连接中不是必不可少的，但它可以提供给扩张元件、盘圈及制动盘摩擦环在材料选择上更多的自由，因为相互连接的部件需要对允许的材料有很大的熔点容忍度。

因为本发明中水平基准制动盘的径向弹性由连接元件自我实现，并且不像标准技术解决方法一样必须通过适合的材料来实现，所以铸造技术变得很难控制。接下来我们将进一步简化该制动盘的生产过程。

当扩张元件与制动盘摩擦环或盘圈在按形状或者材料连接的半径方向区域内，在径向和轴向的宽度不一致时，本发明有很大的优点。通过扩张元件在按形状或材料连接接触面内径向或者轴向的宽度可以影响径向或轴向的阻抗量。在相应的维数内，扩张元件越宽，则对应的阻抗量也越大。为了减少制动盘摩擦环的轴向平移，同时也有利于径向弹性，扩大扩张元件在半径方向上和制动盘摩擦环及盘圈按形状或材料连接的接触面中的轴向宽度，并且减小其径向宽度，这种方法是很有用处的。

为了能够确保扩张元件得到最优的径向弹性，每两个相邻的扩张元件必须相互间隔地排列开。而两个相邻扩张元件的间隔也有利于制动盘腔的冷却以及在盘圈、或受温度保护的轮毂轴承上制动盘摩擦环的热量传输。

同样，如果扩张元件在长度和外形上能达到自由几何形状或者漩涡几何形，这也是很好益处的。因为按照负载情况扩张元件可以很容易达到最牢固的状态，否则就要通过加厚扩张元件的外形尺寸和增加重量来实现。扩张元件既可以是凹形的自由几何形状，也可以使凸形的自由几何形状。而漩涡几何形状的扩张元件将会改变其***，特别是在二维空间情况下的半径。除此之外，通过对相应扩张元件外形包围的加固，制动盘摩擦环对应于盘圈的轴向平移能够被减小到一个几乎可以忽略的值。

考虑到制动盘的成本，用钢板来生产扩张元件将会带来很大的优点。通过在简单的变形和分离过程就能将扩张元件变成想要的形状，同时还能确保足够的牢固度以及在形变负载下理想的径向弹性。而在最优的形变制造中，扩张元件由不锈钢板材来组成，因为它还能够提供耐腐蚀性能。

如果扩张元件是点或者轴对称地排列，那这样也会带来很大的好处，因为制动盘摩擦环的热形变会有利于制动盘摩擦环会均匀规律地向中心移动，从而避免制动盘摩擦环屏蔽或者不均匀地变形。

而如果扩张元件不是对称排列的，那对于一些特别的应用场合，这种方法会对制动盘的震荡系数产生特殊的影响，从而排除制动盘在其自身频率范围内最远距离的激励响应。

本发明的另外一个优点在于制动盘会呈现出一个原始的旋转方向，而扩张元件在盘圈上的移动末端会沿着或者相反于制动盘的旋转方向。如此便能够依靠前进和后退的双重负载情况，通过扩张元件的一个特别调整来达到理想的牢固度，从而使扩张元件能够承受压力或者拉力。而通过扩张元件相应的调整还能够正面影响制动盘的振荡系数和衰减系数。考虑到制动盘腔和扩张元件由同样原料或者部分同样原料制造，当所有扩张元件调整在同一个旋转方向会有很多优点。这样在生产由一些金属片制动盘腔时，未加工的金属片表面会被很完美地利用，并且会达到尽可能多的扩张元件数。

特别当扩张元件的外形离开盘圈移动起始端到盘圈移动末端时，会变得特别的小。这样有利于达到一个理想的扩张元件径向弹性，但不丧失牢固度。而当扩张元件数量最小为一个，最好是两个时，通过显示由外形确定的弯曲面会特别有利于扩张元件会弯曲在制动盘的轴向或者径向方向上。由制动过程引起的形变压力在制动过程中会使得制动盘摩擦环的直径变大，而通过可逆地增加径向长度，扩张元件的整形会补偿制动盘摩擦环与制动盘腔之间不希望产生的形变压力。在理想情况下，特殊的扩张元件整形会引起制动盘摩擦环唯一的径向移动。这种情况下也会在制动摩擦环轴向方向上产生一个很小的平移。而这个平移能够通过轴向或者径向的弯曲，或者通过扩张元件的整形来控制，从而使被减小了的轴向平移小到几乎可以忽略。两种方向的平移都会避免进一步的屏蔽制动盘摩擦环。

当扩张元件呈现出一个由冷空气产生的造型时，可以不仅仅通过制动盘摩擦环和盘圈的热分离来保护轮毂轴承，而且能额外通过充分利用对流来防止其过热。另外扩张元件由冷空气供给的外形也对冷却制动盘摩擦环很有好处。

特别值得首选的是将扩张元件在制动盘摩擦环移动末端开一个侧凹形槽，特别是的锤头，如此便能在压力或者拉力负载下在制动盘摩擦环上确保固定的连接。除此之外，锤头有一个优点，就是它很容易通过切割或挤压由计划好的原材料所生产。当然也可以考虑使用侧凹槽，例如箭头型，梯形或者球形。

扩张元件可以按照牢固度和扩张要求，或者按照审美学表面来造型，这样能够在粗糙边框条件下整车的美观起到一定的帮助。

特别有益的是，在扩张元件、制动盘摩擦环和盘圈之间半径方向上按照形状或者材料所决定的连接来铸造生产。它表明了一个简单、能够快速生产的、成本便宜的连接，而且不需要额外的例如螺栓或者螺丝等元件。而如果被浇铸的制动盘摩擦环或者盘圈元件由灰铸铁或者不锈钢铸铁等非金属材料组成时，也会有特别的益处，因为非金属材料会很节约重量。灰铸铁作为铸铁材料以其出众的摩擦特性有很强的适应性，而不锈钢铸铁还有额外的耐腐蚀的优点。作为替代方案，制动盘摩擦环也可以由陶瓷组成，并且和扩张元件在半径方向按形状或者材料进行连接。

制动盘摩擦环应被高密度地、没有间隙地铸造，这样会有很高的耐腐蚀性。在特别的应用场合下，当初始的旋转方向上的冷却管互相连接在一起时，制动盘摩擦环由带钢的摩擦环组成，这一点是很有益处的。如此制动盘摩擦环的变热就能够通过调整对流来被减少。理想情况下弓形片应该被对称排列，这样能够避免在热量或者力学的负载下制动盘不可控制的形变。

如果至少有一个扩张元件在半径方向上按形状或者材料和其中一个弓形片相连接时，会带来很大的好处。这样会在扩张元件和制动盘摩擦环之间保证一个非常牢固的连接，因为整个扩张元件的连接末端，特别是作为锤头，会在半径方向上按形状或者材料被弓形片包围。特别在拉力负载情况下这种连接会阻碍扩张元件从制动盘摩擦环上向外滑落。

如果至少有一个扩张元件被排列在两个弓形片和两个带钢的制动盘中间，并且在半径方向上按形状或者材料和其中至少一个弓形片相连时，会有许多额外的好处。弓形片被设计成相对纤细的状态，如此便可以通过减少质量的积聚来避免所谓的热点。至少一个扩张元件被排列在两个弓形片和带钢制动盘之间并且在半径方向上按形状或者材料和该带钢制动盘相连接，只有当这种特别情况下才会引起平衡。

优先选择的情况是制动盘腔由很多元件组成，因为考虑到盘圈和扩张元件的不同需求，需要使用许多不同材料，从而最优化制动盘腔的整体性能，例如径向弹性、牢固程度、振荡系数以及衰减系数。

特别地，在铁路轨道和高机动化的载人汽车应用中，制动盘腔需要承受很强的力学负载。这种情况下，制动盘腔由两个或者更多的钢板相互叠加组成就有特别的优点。

如果制动盘腔由一个浇铸的盘圈和一个或者更多的在半径方向上按形状或者材料来相互连接由钢板制造的扩张元件组成，这样就能影响制动盘的衰减和振荡系数，并且会产生一个优化了的重量分布。

在一个关于生产这种制动盘工艺过程的发明中，扩张元件的径向内部端点在半径方向上会与盘圈按形状或者材料浇铸，而径向外部端点则与制动盘摩擦环浇铸，被浇铸的制动盘摩擦环和盘圈会和一些一个或者多个连接元件一起相互浇铸在一个块内。接着，通过连接元件相互紧密连接的制动盘摩擦表面以及盘圈的承载面会在平明上旋转，从而确保制动盘能地缓的移动和没有颠簸地制动。之后为了完成制动盘的生产，制动盘摩擦环和盘圈之间的连接元件将会被分离，从而使盘圈和制动盘摩擦环间只能唯一通过扩张元件来相互连接。以上工艺过程除了提供快速和低成本的生产之外，还有个优点，就是通过连接元件暂时性地连接盘圈和制动盘摩擦环，可以高效率地完成摩擦表面和承载面，而不必在扩张元件上施加雕刻的轴压力。由此扩张元件在整个工艺过程中会免于轴向过载压力。

在存储区实际灌入制动盘之前，必须首先制造一个盘芯，在重铸时放置存储区。然后通过盘圈，一个或者多个扩张元件及其弓形片会全部或者至少部分地放进各个独立的鳍片。

通常情况下会有一个盘芯生产工具来制造该盘芯，存储区会被放在该盘芯内。在盘芯生产工具闭合之后，存储区周围将会包围一些沙子。然后盘芯制造工具将会再次打开。现在存储区被一片片地存入，从而唯一地留出自由联系接触面。在接下来的浇铸过程中，已经存好了的存储区在其联系接触面内会与制动盘摩擦环和盘圈在半径方向上按形状或者材料来进行浇铸。

盘芯也可以在重新浇铸之前和一个涂层一起处理。涂层就是由耐火材料构成的悬浮物或者分散物，它薄薄地涂在铸造物、盘芯或浇铸工具表面上；其作用有温度隔离器，平滑表面或者确保分离。在已经围绕好了的存储区中会存在问题，就是涂层不能施加到盘芯的全部表面上来，因为部分接触面会和存储区有直接的联系。因此，根据本发明会制造一个两部分的盘芯，存储区会被放入里面，然后再被拿出来，从而使得整个盘芯表面会全部覆盖上涂层。

在一个需要在浇铸技术上将扩张元件、制动盘摩擦环和盘圈连接在一起的生产制动盘的工艺过程中，首先就要把存储区放到两部分盘芯的上部与下部之间。存储区可以构建扩张元件、鳍片、盘圈。存储不仅可以单个部分地建立，也可以多部分地一起建立。同样也可以一起使用多个存储区。在存储区装入盘芯之后，上下两部分就被连接起来。一个被首选的解决方法是把上下两部分粘在一起或者钉住。随后由两个相互分离的摩擦带组成的制动盘摩擦环会和有存储区的盘圈在半径方向上按形状或者材料来进行浇铸。

为了保证所有情况下的径向弹性，好的解决方案必须避免在扩张元件、制动盘摩擦环和盘圈之间只由材料决定的连接。然而这个是很难控制的。从有利的角度来看，目前的工艺过程在这方面是可以忽略的，因为径向弹性肯定会导致扩张元件特殊的整形。而由材料决定是个遥远的期望，因为扩张元件和制动盘摩擦环之间连接的牢固程度会通过有利的方法来得到改善。

而当两部分的盘芯在存储区放入之前就和涂层一起处理，这样会有特别的好处。根据发明，上下两部分的表面会和涂层一起喷水或者浸水，从而能够改善两部分盘芯的表面物质。这样做的好处就是生产盘芯上下面的时候能够节约沙子，并且不需要考虑是否丧失已铸造制动盘的质量。

考虑到制动盘需要减少重量的技术要求，首先铸造制动盘摩擦环，然后用不含铁的金属来浇铸制动盘腔，这样会有很大的好处。不含铁的金属和含铁金属相比的优点在于通常情况下它们会比含铁金属来得轻。在生产过程中重要的技术要求就是为了得到完美的铸造结果，存储区在制动盘腔浇铸前必须预热。

同样，出于节省重量的原因，用一个比较轻的不含铁的金属来浇铸制动盘摩擦环也是很有益处的。然而因为不含铁的金属与含铁金属相比熔点要低，所以存在这样的危险，就是在制动过程中制动盘摩擦环在过高的压力下变形扭曲，从而大幅度地减小车辆的制动力。为了抵抗这种效果，在非含铁金属铸造的制动盘摩擦环的生产好之后再热加入一种金属涂层，这样相比非含铁的金属，其熔点会大大提高，从而使制动盘摩擦环不可能熔化。

本发明其他的优点会在下面的执行范例中体现。

附图说明

图1：一个作为存储区设计的制动盘腔的透视图，

图2：制动盘的一个切割面，其旁的制动盘腔在半径方向上按形状或者材料和制动盘摩擦环的连接弓形片相连，

图3和4：制动盘各方向的半切割面，其旁的制动盘腔和制动盘摩擦带相连接，

图5：另一个可选择的制动盘结构图切割面，制动盘腔和摩擦环的两个弓形片互相连接，

图6：一个制动盘的切割面，其中由钢板做的扩张元件和浇铸好的盘圈、由灰铸铁做的制动盘摩擦环互相连接，

图7：一个未完成的制动盘俯视图，其中盘圈和制动盘摩擦环之间通过连接元件互相连接在一起，

图8和9：另一个可选择的制动盘结构图的切割面，其中两个制动盘腔和制动盘摩擦环互相连接，

图10和11：两部分盘芯粘结之前和之后的透视图，

图12：另一个可选择的制动盘结构图的透视图，其中扩张元件和至少一部分的弓形片、鳍片，通过存储区建立连接。

具体实施方式

图1显示了一个制动盘腔2的结构示例，上面有一个盘圈3和一些扩张元件6。盘圈3上有一个定心4以及一些用来旋拧螺丝的螺孔5，这样就能把制动盘腔固定在中心轴上。扩张元件6是由和盘圈3一样的原料一片片制造的并且建立每个存储区20。扩张元件6被排列在盘圈3的***上，相互间通过材料空隙11分隔开，并且在制动盘1初始旋转方向上显示出盘圈3移动的末端。这样做就能保证扩张元件6在制动过程中优先受到压力。此外把所有扩张元件6统一排列在一个旋转方向上就能在每个制动盘腔2的生产中通过例如切割或挤压等最理想地使用材料。

另外也可以在保留对称性的前提下，把每个扩张元件6在初始旋转方向上对齐，为了能够在由反方向快速行驶而产生的制动过程中保证制动盘腔2足够高的牢固程度。

扩张元件6还有一些还原片7，它能使扩张元件6的外形变小。通过这些还原片7能够确定扩张元件6的额定歪曲范围。在这些范围内扩张元件6能够在每片制动盘腔2的生产过程中以特别的方法弯曲到各个存储区20上。在上述结构示例中，扩张元件6在轴向方向上在还原片7a范围内以及在径向方向上在还原片7b范围内向外弯曲。此外每个扩张元件6在其末端都会有一个锤头10，它能够保证在扩张元件和制动盘摩擦环8之间半径方向上按形状决定的外观。

图2显示了如图1所示的，在分离和整形过程中一致材料生产的制动盘腔2，并且和在径向外面排列的制动盘摩擦环连接在制动盘1上。制动盘摩擦环8有两个在平行轴向方向上排列的摩擦带14a和14b，它们会通过弓形片9或者，如图2所示，用鳍片21相互连接。制动盘摩擦环8是由一种材料一片片生产的。每片制动盘腔2的扩张元件6锤头10或者存储区20在半径方向上是按形状或者材料决定和每个弓形片9、鳍片21相连接的，它们会在内部径向末端稳定进行。相反，其他所有没和锤头10相连的弓形片9鳍片21会铸造地更轻、更节省材料。

在发明首选的结构示例中，制动盘腔2和制动盘摩擦环8间半径方向上按形状或者材料来决定的连接会在浇铸过程中被生产。由唯一的材料一部分生产的制动盘腔2在开始前会先被预热，为了避免在浇铸过程中制动盘腔2和制动盘摩擦环8之间的连接缩孔。接着制动盘腔2会在径向的轻微压力下被放置在模具里，并且和铸铁材料，特别是灰铸铁或者不锈钢相互浇铸。通过制动盘腔2在轴向上向前拉紧地浇铸，考虑到热条件下的半径扩张，在正常工作温度、理想情况下制动盘摩擦环8会影响拉力和引力空挡。

相对于可比较的制动盘标准，本技术一个主要的优点在于，在锤头10和连接弓形片9、鳍片21之间能够保证不由材料决定的连接。为了通过由漂浮贮藏来补偿制动盘摩擦环8的形变扩张，这些前提条件在每个可比较的制动盘上是必不可少的。生产这种不由材料所决定的连接在铸造技术上市很难控制的，并且会有其他的缺点，制动盘摩擦环8和制动盘腔2的材料是不能自由选择的，而必须注意所有元件有足够高的熔点。

与此相反，上述结构示例中制动盘腔2和制动盘摩擦环8之间由材料决定的连接不仅技术上容易实现，而且还有能够承受更高拉力的优点。

该连接可以不由材料决定，又可以由材料决定的原因在于，在制动盘摩擦环8加热时发生的径向扩张可以通过扩张元件6特殊的形状被补偿掉，而不是如众所周知的方法，通过扩张元件6的漂浮贮藏来补偿。在结构示例中，扩张元件6被铸造得要比盘圈3和制动盘摩擦环8之间的最短距离长，这样可以通过扩张元件6的径向弹性特性来避免形变压力，为了能够使扩张元件允许制动盘摩擦环8的热扩张。同时由于径向和轴向外形的自由几何形状，扩张元件可以经受住在初始旋转方向上整形和对齐所产生的巨大力学压力，而不必特别紧密、很难的构造。

图3和图4显示的是另一个制动盘1的结构示例。类似于图1和图2，制动盘腔2在半径方向上会按形状或者材料，通过锤头10和制动盘摩擦环8相连。和图2、图4不同的是，锤头10不是和连接弓形片9或者鳍片21唯一连接的，而是定位在弓形片9a和9b，或者鳍片21a和21b，以及摩擦带14a和14b之间，这样锤头10的外部末端在半径方向上按形状决定衔接在摩擦带14a和14b中。通过这种方法可以使弓形片9和鳍片21一样厚，并且可以避免在制动盘摩擦环8中由于热点引起的质量积累。

图5是另一个制动盘，其中扩张元件6的锤头10被排列在两个相邻的弓形片9a、9b，或者制动盘摩擦环8的鳍片21a、21b，以及轴向平行排列的摩擦带14a、14b之间。与图3和图4中结构示例不同的是，扩张元件6的锤头10，尤其是在半径方向上，是由形状决定和弓形片9或者鳍片21相连接的。

在另一个结构示例中，扩张元件6制动盘摩擦环8移动的端点会和倒钩一起制造，这些倒钩会被摩擦环的开放连接放进模具里，从而在制动盘腔2和制动盘摩擦环8间，在半径方向上产生一个由形状决定的连接。这种连接模式不必要求制动盘摩擦环8在一个浇铸过程中和制动盘腔2共同按形状连接，而是额外地放进已经成型好的制动盘摩擦环8模具里。这种情况会有一个好处，就是生产制动盘摩擦环8时可以使用诸如碳纤维或者陶瓷等替代材料。它们关系到制动盘摩擦性能和整体重量的改善。

图6和图7展示了本发明的结构，其中制动盘腔2和以前的结构示例不一样，不是由同样的材料一片片生产的，而是制动盘腔2和扩张元件6有独立的元件。扩张元件6则被设计成为存储区20。此外，盘圈3会有一个工作承载面13，制动盘摩擦环8会有工作摩擦面12。生产如图6所示的制动盘，首先要把相关存储区20的、由不锈钢制造的扩张元件6在轻微的径向压力下放入模具中。扩张元件6的内部半径末端，特别在半径方向上，需按形状或者材料和由灰铸铁或者非含铁金属组成的盘圈3相互重铸。类似地，扩张元件6的外部半径端点也会和制动盘摩擦环8在半径方向上按形状或者材料来重铸。如图7所示，在浇铸过程中，盘圈3和制动盘摩擦环8间的冗余连接元件15也会被浇铸。这样会加固两个元件并且释放扩张元件。通过这个连接元件可以在接下来的工作步骤中通过旋转或者磨光来继续操作承载面13和摩擦面12，而不必在扩张元件6的轴向上增加很强的力，从而起到保护扩张元件6的效果。之后通过盘圈3和摩擦环8之间连接元件15的压铸便可以完成制动盘1的生产。

图8和图9显示了一个由两个分离的制动盘腔2a、2b组成的制动盘1，其中制动盘腔2b通过2a来排列。这种结构示例非常适合实际的车辆，因为该制动盘腔2可以保留很高的机械压力。在一个没有阐述的结构示例中，两个制动盘腔2的扩张元件6在对立轴向上弯曲，并且设计成一个球状形式。而另外一个示例中，两个制动盘腔2由相同的形状而且在轴向上相互反向排列。如今的制动盘1也可以使用多于两个的制动盘腔2。

图10和图11是一个含有凹进19的两部分盘芯16，其中盘芯16由上下两部分17、18组成。塑造好的盘芯16会在另外一个生产制动盘1工艺过程的相关发明被使用到，其中扩张元件6通过浇铸技术，和制动盘摩擦环8、盘圈3浇铸在一起。这个过程可以单独地，也可以和以前的生产工艺一起使用。

在目前的生产过程中，两部分的盘芯16首先和一个涂层一起处理，这是很有好处的，因为这样可以改善浇铸制动盘1的表面物质。然后如图10所示，在上部17和下部18的存储区20之间***一些凹进19。在当前技术示例中，存储区20会一片片地设计扩张元件6和鳍片21。另外一种结构示例中，鳍片21可以至少部分地通过存储区20设计。接着如图11所示，上部17会和下部18相连接，最好是粘结。存储区20会被盘芯16包围，从而最终使存储区20的接触面22a、22b空出来。之后盘芯16会被放进一个在图10和11中没有显示的标准盒子中。最后由两个相互分离的摩擦带14a、14b组成的制动盘摩擦环8会和存储区20在接触面22a、22b和盘圈3的半径方向上按形状或者材料来一起浇铸。考虑到需要减少制动盘1的重量，先只浇铸制动盘摩擦环8，然后用以不含铁的金属浇铸盘圈3，这会带来很多好处。同样，出于节省重量的原因，制动盘摩擦环8也可以由比较轻的非含铁金属来浇铸。然而由不含铁金属浇铸的制动盘摩擦环8在有温度介入的后置控制过程中应该用金属涂层来覆盖，该金属的熔点与不含铁金属相比应高很多，这样可以避免因为很高的制动压力而造成制动盘1熔化或者整形。

如图12所示，内部通风的制动盘1有一个特别的结构示例。它们有一个制动盘摩擦环8和一个制动盘腔2，其中制动盘腔2包含了一个盘圈3和扩张元件6。扩张元件6被设计为具有径向弹性的，并且盘圈3会和制动盘摩擦环8互相连接。考虑到一个很高的牢固度以及一个很好的径向弹性，扩张元件首先选择的是渐进线。制动盘摩擦环有两个在轴向上互相隔开的摩擦带14a、14b，它们通过弓形片9来互相连接。在这种特别的结构示例中，鳍片21被设计成弓形片9。制动盘摩擦环8可以通过鳍片21，旋转地进行内部通风。扩张元件6和至少一部分的鳍片21或者弓形片9是通过存储区20来建立的。存储区20在制动盘摩擦环8的接触面22a、22b内会有齿23。而在连接存储区20和摩擦带的浇铸生产过程中，至少有部分齿23会被熔化，这样就会在半径方向上按材料或者形状来产生连接。同样，制动盘腔2也应该在半径方向上的存储区20接触面22b内按材料或者形状来进行铸造。为了抵抗制动过程中的热负载，存储区在制动盘摩擦环的范围内要有被设计成圆形的冷却口24。此外，制动盘腔2会在其余存储区20的连接接触面***留有材料空隙25，这样可以减少制动盘1的重量。盘圈3因此会含有锯齿型的侧面。

目前的发明不仅限于上述所阐述的结构示例。特别地，本发明中的制动盘可以和一个电子车轮监测马达共同使用。在权利要求框架内的改变就如同属性连接，即使它们阐述和表示在不同的结构示例中。

Claims (15)

1.制动盘， 

由制动盘摩擦环(8)和制动盘腔(2)组成， 

制动盘腔(2)又由盘圈(3)和在盘圈半径方向上排列的扩张元件(6)构成，并且 

在所述盘圈(3)移动末端和制动盘摩擦环(8)由形状匹配进行连接， 

其特征在于，所述扩张元件(6)会与制动盘摩擦环(8)和/或盘圈(3)在半径方向上按形状匹配或者材料决定互相连接；并且扩张元件(6)的长度大于盘圈(3)和制动盘摩擦环(8)间的最短距离；扩张元件(6)被设计在半径方向上，与制动盘摩擦环(8)的热变形相匹配，从而能够排除屏蔽制动盘摩擦环(8)的可能； 

制动盘摩擦环(8)由一个摩擦带组成，该摩擦带(14a、14b)在半径方向或圆周方向上的弓形片(9)上，互相连接； 

摩擦带(14a、14b)组成的制动盘摩擦环(8)会和存储区(20)按形状或者材料来一起浇铸； 

所述存储区由盘腔(2)、一个或多个扩张元件(6)和弓形片(9)组成； 

所述扩张元件(6)具有一个通过外形确定的额定弯曲范围(7a)，在该范围内扩张元件(6)在制动盘(1)的轴向或者径向上弯曲； 

所述扩张元件(6)由钢板生产； 

所述弯曲的扩张元件(6)包括两接触面(22a、22b)，每一接触面朝向摩擦带(14a、14b)之一。 

2.根据权利要求1所述的制动盘，制动盘的盘圈(3)和扩张元件(6)是由同一种材料一部分一部分地制造出来的。 

3.根据权利要求1所述的制动盘，盘圈(3)和扩张元件(6)可以由不同的原材料制造。 

4.根据权利要求1所述的制动盘，每两个相邻的扩张元件(6)需要有间隔地排列。 

5.根据权利要求4所述的制动盘，制动盘的扩张元件(6)在长度和外形上应该有自由几何形状或者旋涡线形状。 

6.根据权利要求1所述的制动盘，制动盘(1)有一个初始的旋转方向，并且扩张元件(6)在盘圈的移动端点需要和该初始旋转方向一致或相反。 

7.根据权利要求6所述的制动盘，扩张元件(6)的外形会从制动盘腔起始移动端点到移动终点间变化。 

8.根据权利要求1所述的制动盘，扩张元件(6)还具有一个通过外形确定的额定弯曲范围(7b)，在该范围内扩张元件(6)在制动盘(1)的轴向或者径向上弯曲。 

9.根据权利要求1所述的制动盘，扩张元件(6)在制动盘摩擦环移动终点的旁边要有一个侧凹槽。 

10.根据权利要求1所述的制动盘，制动盘摩擦环(8)是大规模地，没间隙地被铸造出来的。 

11.根据权利要求1所述的制动盘，至少一个扩张元件(6)在半径方向上按形状或者材料和一个弓形片(9)相连接。 

12.根据权利要求1所述的制动盘，至少一个扩张元件(6)要被排列在两个弓形片(9)或者两个制动盘摩擦带(14a、14b)之间，并且在方向上按形状或者材料和其中一个弓形片(9)连接。 

13.根据权利要求1所述的制动盘，至少一个扩张元件(6)要被排列在两个弓形片(9)或者两个制动盘摩擦带(14a、14b)之间，并且在方向上按形状或者材料和其中一个制动盘摩擦带(14a、14b)连接。 

14.根据权利要求1所述的制动盘，制动盘腔(2)由多个元件构成。 

15.根据权利要求14所述的制动盘，制动盘腔(2)是用钢板由一个浇铸的盘圈(3)，以及一个或者多个在半径方向上按形状或者材料连接的扩张元件(6)构成。