汽車用鼓式制動器的制動蹄片支承盤的製作方法
2023-06-13 00:44:26
專利名稱：汽車用鼓式制動器的制動蹄片支承盤的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種如權利要求1前序部分所述的制動蹄片支承盤以及如權利要求10前序部分所述的製造制動蹄片支承盤的方法。
制動蹄片支承盤在內脹式鼓式制動器中用來可迴轉地安置制動蹄片，並必須相應地承受從汽車車輪通過摩擦環傳遞到制動蹄的力和力矩並傳遞到各自的軸頸。
為了能夠承受和傳遞更大的力和力矩，車輪基板(Radtrgerplatte)至今大部分用鋼製造，尤其是用深衝法。但因為制動蹄片和摩擦環之間的作用面必須保證不受溼度和汙物侵入，所以在制動支承盤的徑向外部區域需要環繞的密封環以形成密封迷宮。必要時用深衝法可以製造出階梯式密封迷宮。具有兩個密封環因而具有更好的密封效果的雙迷宮無法直接通過深衝法製成。為此必須緊接著在制動支承盤上安置另外一個密封環，例如通過點焊，由此明顯增加了製造時間和提高了製造成本。
另外，在現代汽車結構中，力求採用輕金屬以減輕重量從而降低汽車燃油消耗，但是通過深衝法製造輕金屬件存在困難。
此外，採用深衝法無法形成不同厚度的制動支承盤，而這些不同厚度是與制動過程中出現的力相匹配從而是重量最佳化的。
DE 42 12 356 A1公開了一種鼓式制動器的制動蹄片支承盤，其通過壓鑄法用鋁合金或以鋁為基礎的材料製造。特別是承受較大力的部分設計得比其餘部分厚度更大。密封所需的外密封環在壓鑄法中形成，因此整個制動蹄片支承盤可以通過一種製造法一起製成。而在受到較大力的或者經受磨損的部分嵌入鐵件。
但這種制動蹄片支承盤的缺點是相對在制動過程中出現的載荷來說其剛度太小。
本發明的任務是提供一種制動蹄片支承盤和一種製造制動蹄片支承盤的方法，該制動蹄片支承盤重量輕，製造成本經濟，但卻足夠堅硬以便能夠承受制動蹄片的較高的力和力矩並傳遞到軸頸上。
該任務是通過如權利要求1所述的一種制動蹄片支承盤和如權利要求10所述的一種製造制動蹄片支承盤的方法來實現的。從屬權利要求描述了根據本發明的制動蹄片支承盤及其製造方法的優選設計方案。
因此，根據本發明為了加固制動蹄片支承盤，設計基本徑向延伸的肋片，其從一個繞軸頸承座的輪緣延伸到制動蹄片的支撐點。本發明基於這樣的知識，即在制動過程中，由制動蹄片施加到制動支承盤上的力使制動蹄片支承盤在軸向也變形，致使制動蹄片支承盤彎曲，相對制動蹄片的軸向力，即沿汽車橫向的力施加到制動蹄片上。通過在制動蹄片板上形成從軸頸連接處基本徑向向外延伸到制動蹄片支撐點的肋片，這些力可以很好地被承受，使得制動蹄片支承盤具有足夠的剛度，而不必使制動蹄片支承盤的整個外部區域設計成大厚度。在這裡繞軸頸承座設置的輪緣用於增加剛度和承受支撐點的力。因此保證制動蹄片板足夠的剛度，以便使制動蹄片支承盤可以設計得更薄、材料費用更低。
按照權利要求2所述，以有利的方式繞支撐點形成一種蜂窩狀結構，使得作用於支撐點上的力可直接由蜂窩狀結構承受，並通過肋片傳遞到繞軸頸承座的輪緣。
另外，按照權利要求5所述，制動蹄片支承盤可以設計成不同的材料厚度，其中尤其是制動蹄片在制動蹄片支承盤上的支撐點和繞軸頸連接處的部位設計得厚度較大。
下面藉助給出的附圖以一個實施例進一步描述本發明。圖示為
圖1是根據本發明第一種實施例的車輪基板的立體後視圖；圖2是該車輪基板的後視圖；圖3是根據本發明實施例沿圖2中的Ⅲ-Ⅲ線的車輪基板剖視圖；圖4是沿圖3中的Ⅳ-Ⅳ線的剖視圖。
根據圖1和2，制動蹄片支承盤設計成圓形，在其中心有一個帶有中央孔的軸頸承座5，其中車輪基板可通過螺紋孔7擰緊到軸頸上。車輪基板在其下部前側，即在車輪基板安裝到汽車車輪上時指向外的一側，有一個軸向伸出的罩2，該罩用於以一種已知的方式鉸接地連接內脹式鼓式制動器的制動蹄片。這裡鼓式制動器的兩個制動蹄片位於制動蹄片支承盤的支承部位3上，其中在制動蹄片支承盤內沿軸向分布的孔8用於容納塑料夾子，該塑料夾子用作制動蹄片的定位面。在徑向外部區域9，制動蹄片支承盤的前側，有兩個同心設置的密封環11和12，以便與制動鼓相應的密封環一起防止汙物和水侵入到鼓式制動器的內部從而進入制動蹄片和摩擦環之間。
根據本發明，在圖1和2所示的制動蹄片支承盤的後面，繞軸頸承座5附近有一個圓形的輪緣4，其起到加固車輪基板內部區域的作用。徑向向外的肋片6從該環繞的輪緣4延伸，容納在蜂窩狀結構10內繞塑料夾子的孔8中。
制動蹄片支承盤用鋁、鋁合金或者以鋁合金為基礎的複合材料通過壓鑄法製造。由此制動蹄片支承盤可以一體製造，使得不僅外部密封環11和12可以整體鑄造在制動蹄片支承盤的前側，而且內部的輪緣4、肋片6和蜂窩狀結構10整體鑄造在制動蹄片支承盤的後側，從而整個制動蹄片支承盤可以一體製造。因此，軸頸承座5和罩2可以設計得材料厚度較大，如5毫米，而其餘部位設計得材料厚度較小，如2.5毫米。
在制動過程中，由制動蹄片將力施加到用作迴轉軸承的罩2上，其中在正常使用逐漸接合的制動蹄片和逐漸鬆開的制動蹄片時，逐漸接合的制動蹄片的力由於其自加強而明顯高於由逐漸鬆開的制動蹄片施加的力。因為罩從制動蹄片支承盤軸向伸出，該力傳遞到制動蹄片支承盤平面的外部，並不得不與軸頸承座5軸向偏置地傳遞到軸頸上。這樣就在制動蹄片支承盤內產生了剪切力，該剪切力導致制動蹄片支承盤軸向部分彎曲。因此制動蹄片不再自由地位於支承部位3上，而是對支承部位施加軸向力，該軸向力與軸向剪切力抵消。這裡，在制動蹄片支承盤後側的環繞的輪緣4、肋片6和蜂窩狀結構10一方面使制動蹄片支承盤相對這些力具有足夠高的剛度，另一方面使施加在支承部位3上的力通過蜂窩狀結構10、肋片6徑嚮導向內，並由環繞的輪緣4均勻地分布在軸向，使得這些力能夠被軸頸承座5傳遞到軸頸上。通過這種結構設計，制動蹄片支承盤的外部區域，即在其它情況下不會受到另外的強力的部位，就是說除了軸頸承座5和罩2以外的所有部位，可以設計得壁厚較小，使得制動蹄片支承盤的製造可以實現重量和成本都最佳化，而材料費用較小。由於在支承盤後側的這些結構，使得不會妨礙制動蹄片支承盤前側上的制動蹄片。另外，如圖3所示，不會提高制動蹄片支承盤的軸向結構空間深度，因為通過設置在制動蹄片支承盤前側的密封環11和12已經預定了相應的軸向結構空間深度。
這裡，在軸頸承座5內的用於連接軸頸的孔7、在支承部位3內的塑料夾子的孔8、用於軸頸承座的中央孔以及其它必要時在制動蹄片支承盤上設置的孔都可以直接在鑄造時形成，從而不必在事後再衝壓。
為了使制動蹄片更好地支撐在罩2上，根據圖3和4，可以將用一種更堅固材料如鐵或鋼製成的支撐件13從外部嵌入到罩2中。由此可以明顯提高罩部位相對制動蹄片施加的力的強度，而不會明顯增加制動蹄片支承盤的整體重量。該支撐件可以例如直接在製造制動蹄片支承盤時鑄造出。作為另一種選擇，可以例如基本沿徑向推入到罩2中的槽或凹穴中，其中槽可以例如在鑄造過程中已經形成。在這種情況下，支撐件在嵌入後應通過彎曲鋁邊緣而填縫，以保證一個固定的支座。
權利要求
1．汽車用內脹式鼓式制動器的制動蹄片支承盤，其用輕金屬、特別是鋁、鋁合金或以鋁合金為基礎的複合材料製造成鑄件，其帶有設置在徑向內部的軸頸承座(5)用於連接到軸頸上，其特徵在於，繞軸頸承座(5)是一環形的輪緣(4)，肋片(6)從環形輪緣(4)基本徑向向外地延伸到制動蹄片的支承部位(3)。
2．如權利要求1所述的制動蹄片支承盤，其特徵在於，在支承部位(3)內形成蜂窩狀結構(10)，其容納肋片(6)。
3．如權利要求1或2所述的制動蹄片支承盤，其特徵在於，鑄造出一個孔用於軸頸連接。
4．如權利要求1至3中任一項所述的制動蹄片支承盤，其特徵在於，在支承部位(3)內鑄造出用於接觸裝置的孔(8)。
5．如權利要求1至4中任一項所述的制動蹄片支承盤，其特徵在於，制動蹄片支承盤具有不同的材料厚度。
6．如權利要求5所述的制動蹄片支承盤，其特徵在於，用於制動蹄片的連接部位(2)的材料厚度較大。
7．如權利要求5或6所述的制動蹄片支承盤，其特徵在於，軸頸承座(5)的材料厚度較大。
8．如權利要求1至7中任一項所述的制動蹄片支承盤，其特徵在於，在制動蹄片的連接部位(2)備有用一種堅固材料優選鐵或鋼製成的支撐件(13)。
9．如權利要求1至8中任一項所述的制動蹄片支承盤，其特徵在於，在與環形輪緣(4)和肋片相反的一側上徑向向外設有兩個密封環(11，12)用於形成雙迷宮式密封。
10．用於製造內脹式鼓式制動器的制動蹄片支承盤的方法，尤其是用於製造如權利要求1至9中任一項所述的制動蹄片支承盤的方法，其中制動蹄片支承盤用輕金屬、輕金屬合金或者以輕金屬合金為基礎的複合材料鑄成，其中制動蹄片支承盤在徑向內部有一個用於連接到軸頸上的軸頸承座(5)，其特徵在於，繞軸頸承座(5)附近有一環形輪緣(4)和肋片(6)，所述肋片從環形輪緣(4)基本沿徑向向外延伸到制動蹄片的支承部位(3)。
11．如權利要求10所述的方法，尤其是用於製造如權利要求3或4所述的制動蹄片支承盤的方法，其特徵在於，孔直接在鑄造過程中形成。
12．如權利要求10或11所述的方法，尤其是用於製造如權利要求8的制動蹄片支承盤的方法，其特徵在於，用一種堅固材料優選鐵或鋼製成的支撐件在制動蹄片的連接部位鑄出。
13．如權利要求10或11所述的方法，尤其是用於製造如權利要求8所述的制動蹄片支承盤的方法，其特徵在於，在制動蹄片的連接部位設有一個槽或凹穴，支撐件壓入該槽或凹穴中，最好基本沿徑向壓入。
全文摘要
本發明涉及一種汽車用內脹式鼓式制動器的制動蹄片支承盤。制動蹄片支承盤用輕金屬,尤其是鋁或鋁合金或者以輕金屬為基礎的複合材料製造成鑄件。為了使制動蹄片支承盤重量輕、製造成本經濟但又具有高剛度,使其在制動過程中能夠承受通過制動蹄片作用的力和力矩並傳遞到軸頸上,繞軸頸承座(5)附近設計一個軸向凸緣,從該凸緣出來設置基本徑向向外的肋片一直延伸到制動蹄片的支承部位(3)。因此肋片(6)能夠被支承部位(3)的蜂窩狀結構(10)容納。由此軸頸承座(5)和制動蹄片的連接部位(2)可以設計得材料厚度較大,度較小,其中保證了力從支承部位(3)到軸頸承座(5)的直接傳遞。
文檔編號F16D51/00GK1285028SQ98813481
公開日2001年2月21日 申請日期1998年2月6日 優先權日1998年2月6日
發明者U·辛特拉姆 申請人:大眾汽車有限公司