一种盘式制动器用制动盘的制作方法

1.本实用新型涉及车辆制动器领域，尤其涉及一种盘式制动器用制动盘。


背景技术：

2.盘式制动器摩擦副中的旋转元件是以端面工作的金属圆盘，称为制动盘。摩擦元件从两侧夹紧制动盘而产生制动。固定元件则有多种结构形式，大体上可将盘式制动器分为钳盘式和全盘式两类。盘式制动器以制动盘是否相对于轮毂滑动、制动钳体是否滑动的结构形式，可分为浮盘式制动器以及浮钳式制动器。
3.通常，浮钳式制动器的制动钳体可以做轴向运动，但其制动盘是与轮毂固定在一起上的，不能相对于轮毂沿车轴方向滑动。浮钳式制动器一般采用行业内通用的轮毂，直接通过螺栓将制动盘的一侧固定连接即可，但制动盘的结构存在诸多问题，如制动盘的单侧应力过大，容易出现外侧早期开裂的现象。如图1所示的浮钳式制动器(半盘式制动器)的制动盘，其外侧(与轮毂相连的一侧)的盘面容易开裂。
4.车辆制动器在长时间连续使用的情况下，制动盘的温度会不断上升，极易产生制动热衰退，由于制动盘的热衰退或高温损坏制动器部件，导致制动失灵，引发的交通事故不计其数。随着现代车辆技术的发展，盘式制动器逐渐取代鼓式制动器，为防止制动器温度过高，车辆制动器在设计中会引导气流吹向制动盘，现有技术中的制动盘的散热结构随着制动盘结构的改进而改进。在车辆制动器领域，盘式制动器追求更加高效散热的结构设计。
5.目前盘式制动器也存在着重量偏重和容易将热量传输至轮毂等问题。


技术实现要素：

6.鉴于此，本实用新型实施例提供了一种盘式制动器用制动盘，以消除或改善现有技术中存在的一个或更多个缺陷。
7.本实用新型的技术方案如下：
8.一种盘式制动器用制动盘，所述制动盘包括圆盘部和传动连接部，所述圆盘部包括两个对称布置的圆盘，所述圆盘的外侧端面为摩擦工作面，所述传动连接部为环形结构，所述传动连接部的一端与两个圆盘的内缘部位通过根部支撑柱一体连接，并从根部支撑柱的位置沿圆盘的轴向延伸，所述传动连接部的另一端具有用于与轮毂连接的法兰。
9.优选地，所述传动连接部的中部具有多个减重散热孔。
10.优选地，所述传动连接部与两个圆盘连接部位之间的环周具有多个径向进风口，各所述径向进风口位于相邻的所述根部支撑柱之间。
11.优选地，所述减重散热孔为圆角矩形形状，所述径向进风口为圆角矩形形状。
12.优选地，所述减重散热孔和所述径向进风口的数量相同，且各个减重散热孔和所述径向进风口的沿轴线方向的中心线在同一条直线上。
13.优选地，所述法兰的部位具有多个连接孔，所述法兰在远离轮毂的一侧具有连接孔凸台，所述连接孔凸台位于相邻的所述减重散热孔之间的位置。
14.优选地，所述连接孔凸台的高度不越过减重散热孔，使得传动连接部的中部的外表面为带有减重散热孔的圆周面。
15.优选地，所述圆盘部的两个圆盘的外侧端面与传动连接部一体连接的部位均具有环形的凹陷，两个所述圆盘的凹陷部位均具有多个间隔布置的与圆盘轴心方向平行的轴向进风口。
16.优选地，所述制动盘的材质为ht250、rut350、rut400或rut450。
17.优选地，两个圆盘的盘面部位具有将圆盘内侧端面连接的盘面支撑柱，各所述盘面支撑柱间隔布置，从内至外布置有三圈，分别为内环支撑柱、中环支撑柱和外环支撑柱，所述内环支撑柱、中环支撑柱和外环支撑柱的截面形状为具有一定弧度的圆角矩形；
18.其中，所述根部支撑柱和盘面支撑柱之间具有环形通道以形成吸入风道，沿弧线布置的各盘面支撑柱间隔布置以形成若干个螺旋主风道，所述螺旋主风道从所述吸入风道延伸至圆盘的外周边缘位置；
19.所述内环支撑柱、中环支撑柱和外环支撑柱在圆盘的周向方向上均匀布置，在圆盘的径向方向上，相邻的内环支撑柱、中环支撑柱和外环支撑柱的各个支撑柱沿一条弧线布置，并使得螺旋主风道在从内向外方向上的风道宽度逐渐变大。
20.根据本实用新型实施例的盘式制动器用制动盘，可获得的有益效果至少包括：
21.(1)该制动盘的传动连接部与两个圆盘的内周部位均连接，使得两个圆盘的受力可直接传递至传动连接部，避免单侧圆盘受力过大，解决了制动盘单侧开裂的情况。
22.(2)该制动盘的散热结构设计在保证提供足够的支撑强度下，使得气流风量大和流速快，迅速带走制动热量，大大提高了制动盘的散热性，从而使制动盘传递到轮毂侧的热量减少，大大提高了轮毂内部轴承、润滑脂等零件的使用寿命。
23.本实用新型的附加优点、目的，以及特征将在下面的描述中将部分地加以阐述，且将对于本领域普通技术人员在研究下文后部分地变得明显，或者可以根据本实用新型的实践而获知。本实用新型的目的和其它优点可以通过在书面说明及其权利要求书以及附图中具体指出的结构实现到并获得。
24.本领域技术人员将会理解的是，能够用本实用新型实现的目的和优点不限于以上具体所述，并且根据以下详细说明将更清楚地理解本实用新型能够实现的上述和其他目的。
附图说明
25.此处所说明的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，构成本技术的一部分，并不构成对本实用新型的限定。附图中的部件不是成比例绘制的，而只是为了示出本实用新型的原理。为了便于示出和描述本实用新型的一些部分，附图中对应部分可能被放大，即，相对于依据本实用新型实际制造的示例性装置中的其它部件可能变得更大。在附图中：
26.图1为现有技术中的一种常用制动盘的结构示意图。
27.图2为本实用新型一实施例中的制动盘的立体结构示意图。
28.图3为本实用新型一实施例中的制动盘的平面结构示意图。
29.图4为图3中的制动盘在圆盘部中间位置的剖面示意图。
30.图5为本实用新型一实施例中的制动盘在一剖面位置的半剖示意图。
31.图6为本实用新型一实施例中的制动盘在另一剖面位置的半剖示意图。
32.附图标记：
33.100、圆盘部；120、盘面支撑柱；121、内环支撑柱；122、中环支撑柱；123、外环支撑柱；131、吸入风道；132、螺旋主风道；133、连通小风道；101、轴向进风口；102、凹陷；200、传动连接部；201、径向进风口；202、减重散热孔；210、根部支撑柱；220、法兰；221、连接孔；222、连接孔凸台；
具体实施方式
34.为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施方式和附图，对本实用新型做进一步详细说明。在此，本实用新型的示意性实施方式及其说明用于解释本实用新型，但并不作为对本实用新型的限定。
35.在此，还需要说明的是，为了避免因不必要的细节而模糊了本实用新型，在附图中仅仅示出了与根据本实用新型的方案密切相关的结构和/或处理步骤，而省略了与本实用新型关系不大的其他细节。
36.应该强调，术语“包括/包含”在本文使用时指特征、要素、步骤或组件的存在，但并不排除一个或更多个其它特征、要素、步骤或组件的存在或附加。
37.在此，还需要说明的是，如果没有特殊说明，术语“连接”在本文不仅可以指直接连接，也可以表示存在中间物的间接连接。
38.在下文中，将参考附图描述本实用新型的实施例。在附图中，相同的附图标记代表相同或类似的部件，或者相同或类似的步骤。
39.为缓解或解决现有普通制动盘重量偏重、散热差和长时间使用容易出现单侧开裂现象等问题，本实用新型提供了一种盘式制动器用制动盘(以下可简称为制动盘)。
40.如图2至图6所示，所述制动盘包括圆盘部100和传动连接部200，所述圆盘部100包括两个对称布置的圆盘，所述圆盘的外侧端面为摩擦工作面，所述传动连接部200与两个圆盘的内缘部位通过根部支撑柱210一体连接。
41.现有技术中的传动连接部200(或称为传送环)与制动盘的连接仅为单侧盘面的连接，如图1所述，两个圆盘的连接仅依靠圆盘中部的支撑柱进行连接，这就导致了轮毂侧的圆盘容易出现单侧开裂的现象。本实用新型中的中制动盘的传动连接部200与两个圆盘的内缘部位通过根部支撑柱210一体连接，两个圆盘的制动力均可通过根部支撑柱210同时传递至传动连接部200，因此两个圆盘的制动力矩理论上是等大的传递至传动连接部200，不会出现应力集中的情况，也大大减少了制动盘出现单侧开裂的现象。
42.在一些实施例中，根据本实用新型的另一方面，本实用新型的一体式制动盘也优化了其散热结构。具体地，如图4所示，两个圆盘的盘面部位具有将圆盘内侧端面连接的盘面支撑柱120，各所述盘面支撑柱120间隔布置，从内至外布置有三圈，分别为内环支撑柱121、中环支撑柱122和外环支撑柱123。其中，所述根部支撑柱210和盘面支撑柱120之间具有环形通道以形成吸入风道131，沿弧线布置的各盘面支撑柱120间隔布置以形成若干个螺旋主风道132，所述螺旋主风道132从所述吸入风道131延伸至圆盘的外周边缘位置。
43.制动盘旋转导致风道内形成了负压区域，空气通过制动盘内周部位吸入，经风道，最后在外周部位沿径向流出，大量的空气流动将热量由制动盘区域向周边区域带走。内部
风道及支撑柱或肋板的设计则显得尤为重要，本实用新型的制动盘的散热结构设计在保证提供足够的支撑强度下，可提供最大化的散热风量和带走制动热量，具有优秀的散热性能。
44.优选地，两个所述圆盘与吸入风道131对应的环形部位均具有多个间隔布置的与圆盘轴心方向平行的轴向进风口101。进一步地，两个所述圆盘的侧面进风口的位置对应，以避免两侧的气流紊乱，两个圆盘承受不同的压强。
45.进一步优选地，各所述根部支撑柱210之间具有沿圆盘径向的径向进风口201，在传动连接部200与两个圆盘通过根部支撑柱210一体连接的前提下，提供足够多的进风口使得大量空气可进入制动盘内部。
46.在一些实施例中，如图4所示，所述内环支撑柱121、中环支撑柱122和外环支撑柱123在圆盘的周向方向上均匀布置，在圆盘的径向方向上，相邻的内环支撑柱121、中环支撑柱122和外环支撑柱123的各个支撑柱沿一条弧线布置，并使得螺旋主风道132在从内向外方向上的风道宽度逐渐变大。优选地，相邻的内环支撑柱121、中环支撑柱122和外环支撑柱123的各个支撑柱之间具有连通小风道133。
47.本实用新型减小了连通小风道133的宽度和面积，以降低螺旋主风道132的气流紊乱，使得降低螺旋主风道132的气流迅速从制动盘内排出，加强气流速度，进一步增大散热量。内环支撑柱121、中环支撑柱122和外环支撑柱123的表面积也进一步增大，使得制动盘与空气具有更大的接触面积，增强其风冷效果。
48.优选地，所述内环支撑柱121、中环支撑柱122和外环支撑柱123的截面形状为具有一定弧度的圆角矩形。进一步优选地，所述内环支撑柱121、中环支撑柱122和外环支撑柱123的截面形状的长度逐渐变大，使得从内向外的支撑强度不断增大，以对应制动盘的摩擦片的位置，优化其受力结构。
49.优选地，所述圆盘部100的两个圆盘的外侧端面与传动连接部200一体连接的部位具有环形的凹陷102，使得气体更容易通过进风口进入制动盘内部，也使得圆盘部100的热量进一步较少的传递至传动连接部200，避免其传递至轮毂。
50.在一些实施例中，根据本实用新型的再一方面，该制动盘也对其结构进行了轻量化设计，使其具有更小的重量和使得传动连接部200具有更好的散热效果及传力结构。所述传动连接部200为环形结构，所述传动连接部200的一端与两个圆盘的内缘部位通过根部支撑柱210一体连接，并从根部支撑柱210的位置沿圆盘的轴向延伸，所述传动连接部200的另一端具有用于与轮毂连接的法兰220。
51.传动连接部200与两个圆盘的内周部位均连接，使得两个圆盘的受力可直接传递至传动连接部200，不会形成单侧圆盘受力过大的情况。
52.图5和图6分别为本实用新型一实施例的制动盘的不同截面的示意图，以分别展示根部支撑柱210和径向进风口201的结构。
53.如图5和图6所示，所述传动连接部200的中部具有多个减重散热孔202。优选地，所述减重散热孔202为圆角矩形形状，所述径向进风口201为圆角矩形形状。
54.进一步地，所述减重散热孔202和所述径向进风口201的数量相同，且各个减重散热孔202和所述径向进风口201的沿轴线方向的中心线在同一条直线上。该结构使得传动连接部200的开孔部位位于同一条母线上，避免结构突变导致的应力集中。
55.在一些实施例中，所述法兰220的部位具有多个连接孔221，所述法兰220在远离轮
毂的一侧具有连接孔凸台222，所述连接孔凸台222位于相邻的所述减重散热孔202之间的位置。所述连接孔221可为螺纹孔或螺栓孔，通过螺栓与轮毂邻接，连接孔凸台222可增强连接孔221位置的强度。
56.优选地，所述连接孔凸台222的高度不越过减重散热孔202，使得传动连接部200的中部的外表面为带有减重散热孔202的圆周面。
57.所述制动盘的材质为ht250、rut350、rut400或rut450。优选为rut350或rut450。ht250(灰口铸铁)为现有制动盘常用的材料，其耐磨性、耐热性均较好，其减振性良好，铸造性能较优。本实用新型实施例的rut350和rut450(蠕墨铸铁)兼有球磨铸铁的高强度和耐磨性，又有类似于灰口铸铁的良好的铸造工艺性，其导热性、疲劳强度和耐热疲劳性均比灰口铸铁高，能降低制动盘的重量。
58.根据本实用新型实施例的一种盘式制动器用制动盘，可获得的有益效果至少包括：
59.(1)该制动盘的传动连接部与两个圆盘的内周部位均连接，使得两个圆盘的受力可直接传递至传动连接部，避免单侧圆盘受力过大，解决了制动盘单侧开裂的情况。
60.(2)该制动盘的散热结构设计在保证提供足够的支撑强度下，使得气流风量大和流速快，迅速带走制动热量，大大提高了制动盘的散热性，从而使制动盘传递到轮毂侧的热量减少，大大提高了轮毂内部轴承、润滑脂等零件的使用寿命。
61.(3)该制动盘对其硬件结构进行优化，降低了产品的整体质量，降低材料成本。
62.本实用新型中，针对一个实施方式描述和/或例示的特征，可以在一个或更多个其它实施方式中以相同方式或以类似方式使用，和/或与其他实施方式的特征相结合或代替其他实施方式的特征。
63.以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型实施例可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。