CN102758866A

CN102758866A - 尤其由灰口铸铁制成的制动盘

Info

Publication number: CN102758866A
Application number: CN2012101269105A
Authority: CN
Inventors: R·亚里姆; B·科奈尔; G·韦恩伯格
Original assignee: Audi AG
Current assignee: Audi AG
Priority date: 2011-04-26
Filing date: 2012-04-26
Publication date: 2012-10-31
Also published as: DE102011018575B4; EP2518362A1; DE102011018575A1

Abstract

本发明涉及一种用于机动车盘式制动器的制动盘，所述制动盘尤其由灰口铸铁制造，具有在至少一个侧面上形成的、螺旋状延伸的凹槽和剩余的、相应地螺旋状环绕的连接区，其中该连接区(6)如此被平整，使得得到占由连接区表面积(A_S)和凹槽表面积(A_R)组成的总表面积(A_G)至少60％的连接区表面积(A_S)。

Description

尤其由灰口铸铁制成的制动盘

技术领域

本发明涉及一种用于机动车盘式制动器的、未使用过的、新出厂的制动盘，该制动盘尤其由灰口铸铁制造，且具有在至少一个侧面上形成的、螺旋状延伸的凹槽和剩下的、相应地螺旋状环绕的连接区(Steg)。

背景技术

用于机动车的盘式制动器、例如用于汽车和卡车或者用于双轮车的盘式制动器通常由金属、大多是灰口铸铁材料或者钢制成。在盘片体部制成之后，即例如在浇铸之后，还需要对盘片的摩擦面进行加工，以便制造出要求的平面度。为此通常进行切削精加工，其大多通过对表面精密车削来进行。在此一刀具、通常是铣刀由外部沿径向向盘片内部运动，其中铣刀利用其刀刃将盘片材料切下。在此，由于刀具相对于转动的盘片的进给，必然导致形成或多或少细小的由外向内螺旋延伸的凹槽，并且相应地形成螺旋状环绕的、界定凹槽的连接区。此时已知，刀具以两个不同的进给速度运动，因此例如在盘片表面形成两个部段，凹槽在这两个部段中具有不同的斜度。例如在径向外部以较小的进给量工作，从而产生外部的第一区域，而例如在盘片中心的区域中提高进给速度，从而形成盘片内部的第二区域。也就是说，制动器摩擦衬片作用于其上的盘片工作面通过不同的进给速度被划分，其中这些不同的区域被称为“制动带”。在这方面，例如由DE102006017207A1已知了，这两个区域设计为具有凹槽的不同走向，其中在一个区域中凹槽顺时针延伸，而在另一个区域中则是逆时针延伸，这会导致与转动方向无关的制动性能。

原则上，在车辆出货时，要对全新状态下的盘式制动器进行(多次)制动，即进行各种不同的制动演***。该低的摩擦系数是由通过精密车削进行的盘片加工造成的。则如前所述由此产生了凹槽结构，但同时也产生了连接区。从横截面来看，该连接区具有或多或少为三角形的、但至少逐渐略微变尖的形状。这意味着，在全新状态下、即在制动过程之初其上摩擦地作用有制动器摩擦衬片的有效表面还相对较小。现在通过制动演习，连接区的尖部区域被较快地去除/磨蚀，因此提高了摩擦系数。

除了总负荷和制动器摩擦衬片的材料外，制动过程也显著受到制动盘的表面性质的影响。车辆经常在其左右两侧显示出不同的摩擦系数，也就是说，安装在汽车左右两侧的盘式制动器由于其表面加工而导致具有不同的摩擦特性。这导致了行驶过程中车辆的“斜行”，这是因为车辆在各个侧被不同程度地减速。这种不同的减速行为是潜在的危险根源，极端情况下，车辆会由于制动而强烈偏离车道，甚至可能离开道路。

发明内容

因此，本发明的目的在于，提出一种制动盘，借助于该制动盘可以确保，在制动阶段中在安装在车辆上的制动盘之间不出现大的摩擦系数差别。

为实现该目的，根据本发明，在前述类型的新出厂的制动盘中，使连接区如此被平整，使得得到占由连接区表面(积)和凹槽表面(积)组成的总表面(积)的至少60％的连接区表面(积)。

在根据本发明的制动盘中，在精加工中如此加工盘片表面，使得不是形成像目前为止现有技术中常见的那样的逐渐变尖的连接区形状，而是得到被平整的连接区表面。因为已被证实，目前不足的连接区形状恰恰对于间或不利的制动行为是决定性的。现在通过根据本发明的对连接区表面的平整克服了这种状况。在此，如此形成或加工出凹槽和连接区，使得连接区表面占由连接区表面和凹槽表面组成的总表面的至少60％。如果观察制动带区域——即在制动盘上主要形成凹槽结构的区域——中的总表面(该总表面由深入深处的凹槽的表面和连接区的表面相加得到)，那么连接区表面占所述总表面的至少60％。

对根据本发明的制动盘来说，当在全新状态下已经形成了如此大的、平的连接区表面，并且该连接区表面被应用在所有被安装上的制动盘上之后，在机动车的所有制动器上，在全新状态下并进而在制动过程之初，便已因此出现了相对于各个制动器摩擦衬片的大的实际接触面或者摩擦面。也就是说，因此在制动过程中各个连接区必然要仅仍不重要地“制动”，这是因为每个制动盘由于由大的连接区表面导致的大的接触面而本来就具有足够高的摩擦系数。

由此可得出，通过使用根据本发明的制动盘，在制动过程中不再出现开头所述的问题，因此不出现减速差别或者仅出现可忽略的减速差别。

在本发明的改进方案中，连接区表面应占总表面的至少75％，然而优选更多，例如总表面的80％，或者特别是总表面的至少90％。

所使用的切削工具——通常是陶瓷铣刀，或者CBN铣刀(CBN＝立方氮化硼)——在其刀刃处具有一半径，为了避免切削刃崩断，该半径是必需的。在凹槽的底部也必然存在这样的半径。在现有技术中通常使用≥1.5mm的大切削半径，而根据本发明，凹槽的半径≤1.0mm，尤其≤0.8mm。通过使用相对较小的切削半径实现了，结合相应选取的进给量，基本上得到了足够的连接区宽度，从而通过平整得到了在至少60％的范围内的期望的连接区表面。尽管由于使用小的切削半径可能需要更多的用于盘片加工的时间，然而根据本发明的制动盘的另一个显著的优点在于，不需要像在现有技术里通常常见的那样形成两个不同的(制动)带，这又节省了加工时间。于是由于连接区上侧的平整和由此产生的大的连接区表面，不产生不同的(制动)带。

凹槽和被平整的连接区优选在一道唯一的工序中制造，也就是说，切削工具在盘片表面上经过一次，其中同时形成了凹槽和表面被平整的连接区。为此，优选使用具有拖曳刀刃(Schleppschneide)的切削工具，也就是说，通过精密车削实现结构形成。通常使用可转位刀片作为切削工具，该可转位刀片通常具有四个刀尖，分别在其两侧并排布置有拖曳刀刃。在切削刃形成凹槽结构的同时，拖曳刀刃也去除/磨蚀连接区材料，从而得到了根据本发明的结构。由于在使用具有拖曳刀刃的切削工具的情况下通过精密车削或精修理进行的这种单通路/单次的(einziigige)加工，所以可以在一道唯一的工序中生产出具有所希望品质的制动盘表面。

除了制动盘本身外，本发明还涉及一种用于制造制动盘、特别是灰口铸铁制动盘的制造方法，所述制动盘具有在至少一个侧面上形成的、螺旋状环绕的凹槽和相应地螺旋状环绕的连接区，在该方法中借助于切削工具通过精密车削制造凹槽，同时如此去除和平整连接区，使得连接区表面占由连接区表面和凹槽表面组成的总表面的至少60％。

优选如此进行该加工，使得连接区表面占至少75％，特别是至少90％。

使用具有切削刃和所配属的拖曳刀刃的刀具作为切削工具。

在此，切削刃处的切削半径应该≤1.0mm，特别是≤0.8mm。

切削工具的进给量应当为盘片每转一圈(进给量)≤0.8mm，特别是盘片每转一圈(进给量)≤0.5mm，优选值为盘片每转一圈(进给)0.4mm。

切削精加工期间切削速度应当为至少400m/min，尤其为至少1400m/min。

可以使用由切削陶瓷制成的工具作为切削工具，例如硅基的，像氮化硅陶瓷，或者氧化铝基的，其中也可以使用由氧化铝和硬质材料如碳化钛或者碳化钨等制成的混合陶瓷。此外，根据本发明，也可以优选使用由立方氮化硼制成的切削工具，其主要用于加工坚硬且研磨的钢铁材料(如这里给出的)。对所使用的切削工具材料的列举并非是限制性的，而仅是示例性的。

附图说明

由下文中描述的实施例以及根据附图得到本发明其它优点、特征和细节。附图示出：

图1示出根据本发明的制动盘的剖视图；

图2示出图1中的制动盘一侧的俯视图；以及

图3以部分视图示出沿图2中线III-III的方向的制动盘的剖视图。

具体实施方式

图1示出按照本发明方法制造的根据本发明的新出厂的制动盘1，该制动盘例如应用于汽车。制动盘1优选由灰口铸铁制造。该制动盘具有盘片体部2，在盘片体部2的两个侧面3上借助于由外向内螺旋状延伸的凹槽5和相应的螺旋状延伸的连接区6分别形成了一个唯一的制动带4。在图1中仅简略示出各个制动带4或者说凹槽5和连接区6。像充分已知的那样，在被安装上的状态中，在制动时，在两个制动带4上接合/作用有相应的制动器摩擦衬片。沿径向向内看，法兰盘7从基体2离开，制动盘1借助于该法兰盘7固定在轮毂上。

图2在制动带4被放大示出的情况下以放大图示出了制动盘侧面3的俯视图。可清楚看到螺旋状由外向内延伸的凹槽5以及相应的同样螺旋状由外向内延伸的、界定凹槽5的连接区6。

在根据本发明的制动盘中，现在已经在全新状态下形成了由凹槽和连接区组成的特定结构，正如从图3清楚地得到的那样。图3示出制动盘的一部分的剖视图，以便原则上示出该具体结构，尽管是显著放大的。示出了凹槽5和相应的连接区6。凹槽5和连接区6、因此即各个制动带4在一道唯一的工序中在使用具有切削刃和所配设的拖曳刀刃的切削工具的情况下形成。凹槽5在槽底具有倒圆，该倒圆的半径优选为≤0.8mm。相比于相对较宽的连接区6来说凹槽5本身相对较窄。

连接区6本身在其表面8上被平整，亦即和现有技术不同，连接区并不是像凹槽5一样逐渐变尖，而是形成一平台部。该平坦的连接区表面是借助于所述拖曳刀刃在制造凹槽5的同一时间被制造出的。

根据本发明，如此形成凹槽5和具有平坦的表面8的连接区6，即设定连接区表面积相对于凹槽表面积的特定的比例，也就是说，连接区表面积因此占制动盘侧面的总表面积的一特定的最小份额。

制动盘侧面的总表面积A_G是通过所有螺旋状环绕的凹槽5的总表面积A_R以及被平整的连接区6的总表面积A_S计算出来的，也就是说，总表面积A_G＝A_R+A_S。

如此形成凹槽5和连接区6，使得连接区表面积A_S占总表面积A_G的至少60％，当然优选为更多，最理想的状况是占总表面积的至少90％。与相对较宽的连接区6相比，凹槽相对较窄和/或相对较浅。

也就是说，每个全新的制动盘原本具有大的有效接触面，也就是面积为A_S的连接区表面8，在具有本发明制动盘的车辆的制动阶段开初，该连接区表面8直接有效地和制动器摩擦衬片共同起作用。即每个制动盘原本已经具有相当高的摩擦系数，因此在所有被安装上的制动盘上得到了极均匀的减速行为。由此，与目前为止的其中连接区如所描述地那样逐渐变尖的制动盘相比，制动器的制动时间会明显缩短，制动器的摩擦系数或者整个制动***的减速行为在最短的时间内得以稳定。

Claims

1.一种用于机动车盘式制动器的制动盘，尤其由灰口铸铁制造，所述制动盘具有形成在至少一个侧面上的、螺旋状延伸的凹槽和剩下的、相应地螺旋状环绕的连接区，其特征在于：在所述制动盘的全新状态下，所述连接区(6)被如此平整，使得所得到的连接区表面积(A_S)占由连接区表面积(A_S)和凹槽表面积(A_R)组成的总表面积(A_G)的至少60％。

2.根据权利要求1所述的制动盘，其特征在于，所述连接区表面积(A_S)占所述总表面积(A_G)的至少75％。

3.根据权利要求2所述的制动盘，其特征在于，所述连接区表面积(A_S)占所述总表面积(A_G)的至少90％。

4.根据上述权利要求中任一项所述的制动盘，其特征在于，所述凹槽的半径≤1.0mm，尤其≤0.8mm。

5.根据上述权利要求中任一项所述的制动盘，其特征在于，所述凹槽(5)和被平整的所述连接区(6)在一道唯一的工序中形成。

6.根据权利要求5所述的制动盘，其特征在于，所述凹槽(5)和被平整的所述连接区(6)通过精密车削借助于具有拖曳刀刃的切削工具制成。

7.一种用于制造根据上述权利要求中任一项所述的制动盘的方法，所述制动盘尤其是灰口铸铁制动盘，所述制动盘具有形成在至少一个侧面上的、螺旋状环绕的凹槽和相应地螺旋状环绕的连接区，在所述方法中，借助于切削工具通过精密车削制造凹槽(5)，并同时如此去除和平整所述连接区(6)，使得连接区表面积(A_S)占由连接区表面积(A_S)和凹槽表面积(A_R)组成的总表面积(A_G)的至少60％。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，使所述连接区表面积(A_S)占所述总表面积(A_G)的至少75％。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于：使所述连接区表面积(A_S)占所述总表面积(A_G)的至少90％。

10.根据权利要求7至9中任一项所述的方法，其特征在于，将具有切削刃和拖曳刀刃的刀具用作切削工具。

11.根据权利要求7至10中任一项所述的方法，其特征在于，使用在切削刃处具有≤1.0mm、尤其≤0.8mm的切削半径的切削工具。

12.根据权利要求7至11中任一项所述的方法，其特征在于，使所述切削工具的进给量为盘片每转≤0.8mm，尤其是盘片每转≤0.5mm。

13.根据权利要求7至12中任一项所述的方法，其特征在于，切削速度为至少400m/min，尤其是至少1400m/min。

14.根据权利要求7至13中任一项所述的方法，其特征在于，使用由立方氮化硼制造的切削工具。