製造制動器蹄片的方法
2023-06-04 12:00:46
專利名稱：製造制動器蹄片的方法
技術領域：
本發明涉及一種製造制動器蹄片的方法，這種制動器蹄片用於機動車的鼓式制動器上。
已知有很多種不同的製造制動器蹄片的方法。在第一個已知的方法中，一塊預先製成圓弧形狀的金屬薄板件焊接到一個大致為鐮刀形的金屬輻板上。這個方法的缺點是它要求兩個分開的部件必須相互放置在一起，然後焊接起來。這樣，第一它要求比較大的勞動輸入，第二，尺寸上的高度精確性不易達到。此外，焊接點可能成為制動器蹄片上的一個薄弱點，在不利的情況下，制動器操作時可能會引起事故。
另一個已知方法中，兩個具有L形截面和圓弧形狀的預成形金屬薄板件被背對背地安置在一起並通過焊接或鉚接將其相互連接起來。在這個方法中同樣需要較高的勞動輸入，而不可能保持高精度的尺寸容差。此外，這樣製造的制動器蹄片由於特別是在助邊部位使用了較大數量的金屬薄板，因此其重量是比較大的，助邊部位當然是雙層的。
第三個已知方法就是以鑄鐵或澆鑄輕金屬製造制動器蹄片，這樣，由於需要使用鑄模，製造費用是極高的。由此導致的缺點是鑄造的制動器蹄片比由金屬薄板構成的制動器蹄片更容易斷裂。
如果能提供一種製造出既穩定可靠，重量輕，造價又合理的制動器蹄片的方法，則將是該行業中的一大進步。
本發明提供一種製造一種穩定，可靠和輕質的制動器蹄片的方法，其製造成本就裝配時間和所用材料而言得到減小。此方法適用於製造一種用於機動車鼓式制動器的制動器蹄片，它具有一個制動器摩擦襯片的載體，其外表面的形狀為一個圓筒形節段，它還具有一個弧形或鐮刀形的輻板，該輻板設置在制動器摩擦襯片的載體的徑向內部，通過該襯片，制動器的作用力被傳送至制動器摩擦襯片的載體上。該方法規定，一個具有圓筒形外表面和T字形橫截面的環形件是通過壓曲和隨後壓平或者通過劈開和隨後壓平的方式從一個坯件形成的。該環形件於是被分成兩個或多個環形件節段，每一環形件節段形成一個制動器蹄片。
本發明有利地能夠製造出一種整體式金屬薄板製成的制動器蹄片，這種制動器蹄片，第一，具有極高的穩定性，第二，質量非常輕。用這種方法製成的制動器蹄片還具有極精確的外形，特別是有關接受制動器摩擦襯片的外表面的曲度方面，這保證了尺寸配合有所改進，因而改進了帶有制動器摩擦襯片的制動器蹄片作為一方面和所屬的制動鼓作為另一方面之間的相互作用。兩種式樣的成形方式都可製成一個具有T字形橫截面的環形件，這裡T字形橫梁朝向外，形成環形件的圓筒形外表面。形成環形件的材料的結構在這一部位由於再成形受有影響，以致在這再成形部位得到特別高的強度。
在最簡單的例子中，本發明方法所用的金屬薄板坯件可以是一個簡單的扁平圓盤。
本方法的另一個實施例規定坯件的徑向裡面部位上設置有所需要的通道和/或在環形件成形前通過鑽孔和/或銑削和/或衝壓和/或切割給以所想要的輪廓外形。因此，在本方法的這個實施例中，一些對於使制動器蹄片的輻板成形所需要的加工步驟被放在環形件成形前來進行，因為在這例子中的坯件仍是一個可以比較簡單地用這些機械加工方法來進行加工的扁平部件。
本方法的另一個實施例提議環形件上設置有所要求的通道和/或在環形件成形之前和環形件分開前通過鑽孔和/或銑削和/或切割給輻板以所想要的輪廓外形。在本方法的這一刻，環形件仍是一個閉合環形件，其仍是一個可由其製成兩個或兩個以上的制動器蹄片的整體式部件。這個整體式部件的加工可以與用於加工兩個或兩個以上制動器蹄片的工序同時進行。
在將環形件分割成環形件節段之後，在本方法的範圍內這些環形件節段也可以通過鑽孔和/或銑削和/或衝壓和/或切割的方式在其上設置所需要的通道和/或給以輻板所想要的輪廓外形。這樣，在本方法的這個實施例中，從其可以制出相應的單個制動器蹄片的各個環形件節段就被加工出來了，這個方法是具有潛在的優越性的，因為它的成品的尺寸小和投入勞動量低或是所用的工具少。
在加工的過程中，也有可能將制動器蹄片的輻板的加工步驟分開，並放在另外不同的時間來進行。
從坯件形成環形件的工序最好在一個輥壓機上進行，因為這種機器以及在其上進行的再成形工序都是一般所熟悉和認可的，而且也適合於本發明的方法。
為了避免弱點和進一步增強用本方法制出的制動器蹄片的機械穩固性，當環形件成形時，環形件的裡面徑向部份和外面軸向部份之間的交接處應製成圓角形。其結果是，制動器蹄片從輻板至形成制動器摩擦襯片的載體的設置在外面的部份被給以一個相應的圓角交接，這使制動器蹄片獲得更高的穩固性，而所用的材料較少，因而重量較輕。
為了進一步優化制動器蹄片的穩固性與其重量之間的關係，在將環形件形成一個具有相同彎曲應力的部件的工序中其外面軸向部份被重新定形成其材料的厚度朝著其自由端逐漸減小。這樣一種材料厚度的最佳分配使由本方法製造的制動器蹄片在獲得最大的穩固性的同時具有最小的重量。
此外，在環形件成形時，至少一條沿圓周方向延伸的突出助邊可以徑向地設置在環形件外面軸向部份的內側面和/或外側面。此助邊或這些助邊可以有各種不同的功能，首先的一個功能是機械穩固性;第二個功能是緩和制動器蹄片的震動動作，作為其結果是，當剎車時以刺耳的尖叫聲表達的震動被減弱了或防止了。將一條或一對助邊設置在環形件的徑向外側面，特別是設在其側面的邊沿處，使制動器蹄片可以有一個使制動器摩擦襯片能鋪設在其上的側面支座邊緣，這些能保證恰當和正確的定位。
本發明另一發展是提出當環形件成形時在環形件外面軸向部份的內側面和/或外側面上徑向地設置多條軸向延伸的助邊。這些助邊也是起機械穩固性和影響制動器蹄片的震動的作用。
最好，本方法還提出鋼或鋁的坯件用作金屬薄板坯件。
制動器蹄片上的制動器摩擦襯片最好是用膠粘合上去的，因為這種接合方式能非常快地實行，而在制動器蹄片和制動器摩擦襯片上的鑽孔或鑽洞以及將這兩個部份相互鉚住的工作都可以免去了。
下面將參照附圖對本發明的方法予以敘述，附圖中包括
圖1顯示作為本方法的原料的坯件的局部截面圖;
圖2a顯示在以劈開法進行第一再成形步驟中坯件的截面圖;
圖2b顯示在以壓曲法進行另一種第一再形步驟中坯件的截面圖;
圖3顯示坯件在被壓扁的第二再成形步驟終結時的截面圖;
圖4顯示在一個第一實施例中作為本方法原料的坯件的平面圖;
圖5顯示在一個第二實施例中的坯件的平面圖;
圖6顯示在再成形的方法過程中由坯件製成的環形件的平面圖，所述環形件具有在第一實施例中所示的制動器蹄片的輪廓形狀;
圖7顯示在方法過程中成形的環形件的平面圖，環形件具有在第二實施例中所示的制動器蹄片的輪廓形狀;
圖8顯示根據本方法製成的一個第一實施例的制動器蹄片的局部截面圖;
圖9顯示根據本方法製成的一個第二實施例的制動器蹄片的局部截面圖;
圖10顯示根據本方法製成的一個第三實施例的制動器蹄片的局部截面圖。
圖1顯示了作為本方法原材料例子的一塊扁平金屬薄板坯件1，坯件的形狀是一個環形圈體(圖中僅顯示其一半)。一個空隙10位於坯件1的中心，徑向的裡面部位11接著空隙10朝向外，而坯件1的徑向的外面部位12接在其後更朝向外。金屬薄板坯件1是由鋼或鋁製成，其整個半徑上的厚度都是相同的。
在進行第一重新成形步驟中，坯件1夾在一個輥壓機(chasing machine)的能旋轉驅動的機具有兩個部份2，2』之間，如圖2a和2b所示。坯件1的徑向裡面部位11牢牢地被夾住;坯件1中的中央空隙10用作與機具部份2，2』對中。機具部份2，2』在這裡是動力平衡的，因而只有在以點劃線標示的旋轉軸線上面的一半由圖2a和2b顯示。
在根據圖2a中方法的實施例中，被安置在旋轉中的坯件1的徑向外面部位12被一個同樣也是旋轉的可進刀的劈開滾刀所劈開。外面部位12就朝著左右折彎直到被劈開的外面坯件部位12的外端坐落在機具部份2，2』的外圓周邊上為止。
在與圖2a中的方法步驟不同的另一種如圖2b中的方法步驟中，被夾住的旋轉坯件1被一個可進刀的旋轉壓曲滾軸21重新成形為具有一個水珠形截面的形狀。
在根據圖2a或2b的方法步驟後的下一方法步驟中，坯件的外面部位被壓扁形成一個外環形部份32，在這裡為此使用了一個可進刀的圓柱形碾壓滾軸22。這一方法步驟的結果形成了一個具有T字形截面和圓筒形外表面的環形件3和一個位於輥壓襯墊的機具部份2，2』之間的徑向裡面部份31。裡面部份31至外面部份32的交接部位被製成圓形以增加其穩固性。另外，外面部份32的材料厚度朝著其自由端不斷減小，這樣既減小了其重量而又不影響其穩固性。這樣製成的環形件3在從機具部份2，2』移走後還要進一步加工，這在下面將敘述。
圖4顯示了圖1中以局部截面顯示的坯件1的平面視圖，這裡，環形的形狀特別明顯。中央空隙10位於坯件1的中心，接著朝外是坯料1的徑向裡面部位11和徑向外面部位12。
圖5顯示了另一種形式的坯件1，它同樣可以被用作原材料根據圖2a，2b和3，通過輥壓的方式再成形。在這裡坯件1同樣被製成為平扁形帶有一個圓形的外圓周;但坯件1的內圓周卻不是圓形的而是具有如輪廓41』的形狀，這個形狀已經大體上相當於兩個制動器蹄片的形狀，更加精確地說，蹄片的輻板就是從這坯件1製造出來的。除了中央空隙10外，多個小空隙或通孔40已經開在此坯件1上，這些通孔對以後制動器蹄片的功能有用。
圖6和7顯示在根據圖3的方法步驟之後的環形件3的平面視圖。從兩個圖中可以看到，環形件3是圓形的，它具有一個徑向裡面部份31和一個具有一個圓筒形外表面的徑向外面部份32。
圖6的環形件3是從根據圖4中的坯件製造出來的，在這裡環形件3的徑向裡面部份31的內邊緣也是圓形的。在隨後的製造方法過程中，該環形件3用金屬加工業中熟悉的方法沿著虛線表示的分割線50，在這個例子中被分成總共三個環形件段30，通過繼續加工，從每個環形件段製造出一個相應的制動器蹄片。在相鄰的分割線50之間只有很小的廢料片51產生，這樣就能很好地利用材料。在繼續加工的過程中，在環形件3的裡面部份31上還開有空隙或通孔40，這於是就形成制動器蹄片的輻板41。此外，由虛線標示的輻板41的輪廓線41』例如是通過衝壓方式衝出來的。這之後就生產出一個制動器蹄片，蹄片上可以敷上一層制動器摩擦襯片。
圖7顯示一個從根據圖5的坯件形成的環形件3的例子。環形件3的徑向裡面部份31已經具有從環形件3制出的制動器蹄片的輻板41的輪廓41』，在這個實施例中環形件3被分成兩個環形件段30。環形件3沿著由虛線標示的分割線50被分成兩個環形件段30，從每一個環形件段製造出相應的制動器蹄片。這種分割，例如，可以通過切割，衝壓或已知的任何組合加工方法來進行。同樣情況，在兩個環形件段30之間只產生相當小的廢料片51，這些廢料只代表整個用料中的一個極微小部份。多個對制動器蹄片的功能有用的小空隙或通孔40也同樣地在製造輻板41的過程中產生出來。
在圖3中所顯示的環形件例子中，它的軸向延伸的徑向外面部份32被製成在外面和裡面都是光滑的。因此，從這樣的一個環形件3制出的制動器蹄片具有作為制動器摩擦襯片載體的裡外都是光滑的面。然而，制動器蹄片其它的設計方案也是可以的，圖8至10顯示了這方面的幾個實例。
圖8顯示了一個制動器蹄片4的第一實施例的局部截面圖，這個制動器蹄片與這裡示出的其它制動器蹄片一樣，包括一個形成一個徑向裡面部份的輻板41和一個形成制動器摩擦襯片載體42並垂直於輻板延伸的軸向外面部份。作為一個特殊的特徵，圖8的制動器蹄片4在制動器摩擦襯片載體42的兩個軸向端上具有一個徑向向內突出的助邊43。助邊43的作用在於，第一，它穩定了制動器摩擦襯片的載體42，第二，它影響了制動器蹄片4的振動性能，特別是減小或避免了剎車時的刺耳尖叫聲。一塊標準的制動器摩擦襯片6以尋常的方式，例如用一層粘接劑60放置就位在制動器摩擦襯片載體42的外表面上。
與圖8中的情況相同，圖9顯示了一個制動器蹄片4的另一實施例，它同樣包括一個徑向延伸的輻板41，一個垂直於輻板延伸的制動器摩擦襯片的載體42，和一片用粘接劑層60粘在其上的制動器摩擦襯片6。與上面圖8中的實施例不同，在輻板41兩側的制動器摩擦襯片的載體42的內表面設置有三個徑向向內突出的助邊43。這些助邊，除了滿足它們的穩定和抑制振動的功能外，還由於大大地擴大了制動器摩擦襯片的載體42的內表面面積也起了冷卻助邊的作用。其結果是，受有高應力的制動器摩擦襯片6和制動器蹄片4的熱可以很好地予以消除。
同樣地，與圖8和9中的情況相同，圖10顯示一個制動器蹄片4，其中制動器摩擦襯片的載體42在朝向制動器摩擦襯片6的表面的每個軸向上都具有一條徑向向外突出的助邊44。這些助邊44特別起了保證制動器摩擦襯片6在制動器摩擦襯片載體42上精確定位的作用，在這裡這些肋邊44的高度比制動器摩擦襯片的厚度為小。除了具有圓周方向延伸的助邊44之外，這裡所示的制動器蹄片4的實施例還包括有軸向設置的助邊45，其從制動器摩擦襯片載體42的內側徑向向內延伸。這些助邊45特別用作為制動器蹄片4的穩定和振動抑制的構件，而助邊44也額外地起這作用。
與圖8至10所示的不同，助邊43，44，45也可以結合地設置在制動器摩擦襯片載體42的徑向外側和徑向內側兩邊上。助邊43，44，45最好在製造環形件3時同時形成，因而無需再加特別的工作步驟。只需要將所用的輥壓機的機具部份2，2』以及輥壓滾軸20，21，22作相應的成形和製造，如果需要也可以應用多部件方式。
從前面的說明書中可以明顯地看出，從本發明可以制出與前述不同的帶有各種變更和改進的實施例。但必須明確所有這種變更和改進只要它們落入本發明的範圍之內都應受到專利保護的保證。
權利要求
1.一種製造一種制動器蹄片的方法，這種制動器蹄片包括一個制動器摩擦襯片的載體，它的外表面具有一個圓筒形節段的形狀，還包括一個設置在制動器摩擦襯片的載體徑向向內的弧形輻板，通過制動器摩擦襯片，制動器的作用力被傳送到制動器摩擦襯片的載體上，所述方法包括下列步驟從一個扁平的環形坯件通過使該坯件的徑向外面部份變形和隨後將其壓扁以形成一個具有一個圓筒形外表面和一個T形橫截面的環形件；和將該環形件分割成至少兩個環形件段，每一個環形件段形成一個制動器蹄片。
2.如權利要求1的方法，其特徵在於其中所述成形的步驟是通過首先壓曲所述徑向外面部份的方式發生的。
3.如權利要求1的方法，其特徵在於其中所述成形的步驟是通過首先劈開所述徑向外面部份的方式發生的。
4.如權利要求1的方法，其特徵在於其中所述坯件的徑向裡面部位上，在所述環形件形成前被設有所要求的小孔。
5.如權利要求1的方法，其特徵在於其中所述坯件的徑向裡面部位上，在所述環形件形成前被設有所想要的輪廓外形。
6.如權利要求1的方法，其特徵在於其中所述坯件的徑向裡面部位上，在所述環形件成形後和分割前被設有所要求的小孔。
7.如權利要求1的方法，其特徵在於其中所述坯件的徑向裡面部位上，在所述環形件成形後和分割前被設有所想要的輪廓外形。
8.如權利要求1的方法，其特徵在於其中所述坯件的徑向裡面部位上，在所述環形件分割後被設有所要求的小孔。
9.如權利要求1的方法，其特徵在於其中所述坯件的徑向裡面部位上，在所述環形件分割後被設有所想要的輪廓外形。
10.如權利要求4的方法，其特徵在於其中所述小孔是通過鑽孔，銑削，衝壓和切割中的一種或多種方式形成的。
11.如權利要求6的方法，其特徵在於其中所述空隙是通過鑽孔，銑削，衝壓和切割中的一種或多種方式形成的。
12.如權利要求8的方法，其特徵在於其中所述空隙是通過鑽孔，銑削，衝壓和切割中的一種或多種方式形成的。
13.如權利要求1的方法，其特徵在於其中所述環形件的所述成形是在一個輥壓機上進行的。
14.如權利要求1的方法，其特徵在於其中所述環形件的一個裡面徑向部份和一個外面軸向部份之間的圓角形交接是在形成所述環形件時產生的。
15.如權利要求1的方法，其特徵在於其中所述環形件的所述外面軸向部份是在將所述環形件形成一個具有相同彎曲應力，其材料厚度朝著其自由端逐漸減小的構件時再成形的。
16.如權利要求1的方法，其特徵在於其中當形成所述環形件時至少一條徑向突出的圓周助邊形成在所述環形件的所述軸向部份上。
17.如權利要求1的方法，其特徵在於其中當形成所述環形件時至少一條徑向突出的軸向助邊形成在所述環形件的所述軸向部份上。
18.如權利要求1的方法，其特徵在於其中所用的坯件是由一種從包括鋼和鋁的材料群中選出的材料製成的。
19.一種製造一種制動器蹄片的方法，這種制動器蹄片具有一個圓筒形節段表面和一個從所述表面徑向向內延伸並大致與其垂直的弧形輻板，所述方法包括下列步驟將一個環形盤的徑向外面部份劈開，然後對所述劈開的部份加壓使其分開以形成一個包括一個圓筒形表面和一個從所述表面徑向向內延伸的環形輻板的T形橫截面;和隨後將所述變形的盤分割成至少兩個節段，每個節段形成所述制動器蹄片中之一個蹄片。
20.一種製造一種制動器蹄片的方法，這種制動器蹄片具有一個圓筒形節段表面和一個從所述表面徑向向內延伸並大致與其垂直的弧形輻板，所述方法包括下列步驟通過壓曲使一個環形盤的徑向外面部份變形，然後對所述壓曲的部份加壓以形成一個包括一個圓筒形表面和一個從所述表面徑向向內延伸的環形輻板的T形橫截面;和隨後將所述變形的盤分割成至少兩個節段，每個節段形成所述制動器蹄片中之一個蹄片。
全文摘要
一種製造特別是用於機動車鼓式制動器的制動器蹄片的方法，它有一制動器摩擦襯片的載體，其外表面形狀為一圓筒形節段，它還有一弧形式鐮刀形的輻板設置在制動器摩擦襯片載體的徑向內部，通過襯片，制動器的作用力被傳至該載體上。該新的製造方法規定，一個具有圓筒形外表面和T形橫截面的環形件是通過壓曲和隨後壓平或者通過劈開和隨後壓平由一個坯件形成的。環形件被分成兩個或兩個以上環形件段，每一件段形成一個制動器蹄片。
文檔編號B21D22/14GK1093782SQ9311412
公開日1994年10月19日 申請日期1993年10月30日 優先權日1992年10月30日
發明者W·-D·德高, 迪特爾·基施多夫 申請人:賴費爾德公司, 迪特爾·基施多夫