用于自行车的制动盘的制作方法

本发明涉及一种用于自行车的制动盘。

特别地，所述制动盘被构造成安装在自行车轮的轮毂上。

优选地，所述自行车是竞赛用自行车。

背景技术：

众所周知，如今在自行车中普遍使用盘式制动器。这样的制动器确实往往更优于不同设计的常规制动器，因为它们能够确保高制动力并且少受因泥浆或水所致的问题。

通常，盘式制动器包括固定至自行车的车架的卡钳以及安装在车轮的轮毂上的制动盘。在卡钳内部存在两个或四个相对的制动垫片。制动盘在限定于相对垫片之间的空间内侧旋转。通过促动制动杆，垫片被朝向制动盘带动，在制动盘上产生摩擦，因而制动车轮。

制动盘包括构造成与垫片协作的制动轨以及用于与轮毂联接的径向内环形部。

技术实现要素：

在本说明书及所附的权利要求中，术语“轴向的”、“轴向地”、“纵向的”、“纵向地”以及类似术语是指与制动盘的旋转轴线大致重合或大致平行的方向，该制动盘的旋转轴线与轮毂的纵向轴线大致重合，而术语“径向的”、“径向地”以及类似术语是指位于与轮毂制动盘的纵向旋转轴线大致垂直的平面中并且经过轮毂的这一纵向旋转轴线的方向。

制动轨由确保良好制动特性的材料制成，例如，它能够由钢制成。

制动盘能够被制成一体，或者为了减轻其重量，制动盘能够由两个部件制成。

在此情况下，制动盘包括具有制动轨的第一部件以及具有用于与轮毂联接的径向内环形部的第二部件。

第一部件由确保良好制动特性的第一材料，例如钢制成，而第二部件由较轻的第二材料，例如铝或轻合金制成。

第二部件具有多个径向外部，用于在第一部件的相应多个连接部处连接至第一部件。

用专业术语来说，第二部件被称作辐架，而第一部件被简单表达为“制动轨”。

第二部件的径向外连接部与第一部件的连接部之间的连接能够被固定，或者替选地，能够诸如允许在第一部件与第二部件之间形成径向和/或轴向的相对移动。

这样的相对移动有益于阻止第一部件在使用期间发生热膨胀(因垫片与制动轨之间的接触所产生的摩擦所致)，这种热膨胀会在第一部件与第二部件之间的连接区域处产生不期望的应力。

关于与轮毂联接，如本申请人的专利申请ep1932753中所公开，制动盘的径向内环形部(在制动盘由两个部件制成的情况下，其被制成在第二部件中)被设置有开槽径向内表面(亦即，纵向延伸并且设置有纵向沟槽的径向内表面)，其被安装在轮毂的一部分的匹配的开槽径向外表面(亦即，纵向延伸并且设置有纵向沟槽的径向外表面，这些纵向沟槽匹配径向内表面的纵向沟槽)上。

ep1932753还公开了锁定螺母，其被旋拧到轮毂上，直至它在制动盘的径向内环形部上形成轴向抵接，以便限定制动盘在轮毂上的轴向部分。

本申请人注意到，在制动盘由两个部件制成的情况下，第二部件的径向外连接部与第一部件的连接部之间的连接必须极为可靠，这样才能尽量确保一定的制动质量。

对第一部件与第二部件之间的连接的损坏或破坏可能对制动质量造成很大的局限性，甚至制动本身无法实现，这显然会在安全方面产生严重后果。

在竞赛用自行车领域如果发生这种情况，上述问题会变得更加重要。

本发明的问题在于，制作一种用于自行车的制动盘，其确保经过一段时间后仍具极度的制动确定性，并且具有卓越的强度和轻型特征。

因此，本发明涉及一种用于自行车的制动盘，所述制动盘具有预定旋转轴线，并且所述制动盘包括：

第一部件，所述第一部件由第一材料制成并且具有制动轨，所述制动轨被构造成与制动垫片协作；

第二部件，所述第二部件由第二材料制成并且具有：(i)径向内环形部，所述径向内环形部用于与所述自行车的车轮的轮毂联接，以及(ii)多个径向外部，所述多个径向外部用于在所述第一部件的相应多个连接部处连接至所述第一部件；

其特征在于，所述第一部件包括多个连接臂，所述连接臂从所述制动轨朝向所述预定旋转轴线延伸并且不同于所述多个连接部，其中，所述第一部件的所述连接臂中的至少一个与所述第二部件的所述径向外连接部中的至少一个通过至少一个形状联接件联接在一起。

有利地，由于通过形状联接件将第一部件的连接臂与第二部件的径向外连接部联接在一起，即使在第二部件的径向外连接部以及第一部件的相应连接部处第一部件与第二部件之间的连接受到损坏或破坏的不幸情况下，第一部件和第二部件也被保持被联接在一起。

事实上，在第一部件的连接臂和第二部件的径向外连接部之间的形状联接件使得第一部件和第二部件即使在上述损坏或破坏的不幸情况下也能实质上在旋转上被相互约束，而第一部件与第二部件之间不存在显著的相对旋转，以便确保充分的制动可能性，尽管相对于未损坏或未破坏的制动盘的正常操作具有较低的效率。然而，在上述损坏或破坏的情况下，骑自行车者能够注意尽快更换制动盘，以能够使用制动盘的正常操作。

再者，有利地，形状联接件不需要其他结构元件，诸如，螺栓、铆钉、螺钉或类似物，就能够执行其动作。

再者，在第一部件的连接臂和第二部件的径向外连接部之间的形状联接件也确保第一部件的加强，使得第一部件的制动轨与现有技术的制动盘中的相比更好地承受它在制动期间经受的应力。

再者，不同于多个连接部的第一部件的连接臂使得第一部件与第二部件之间的两个相互约束的区域能够在机械上和功能上脱离。通过这种方式，对在第二部件的径向外连接部以及第一部件的相应连接部处的第一部件与第二部件之间的连接的损坏或破坏不会危及在第一部件和第二部件的径向内环形部处的第一部件与第二部件之间旋转机械约束。

在下文中描述根据本发明的用于自行车的制动盘的优选特征，这些特征能够以单独或相互结合的方式预见。

优选地，所述至少一个形状联接件包括至少一个容纳座，至少一个容纳座在所述至少一个连接臂和所述至少一个径向外连接部中的一个上制成并且容纳所述至少一个连接臂和所述至少一个径向外连接部中的另一个的一部分。

有利地，从结构性观点来看，容纳座能够容易制成。

优选地，所述至少一个连接臂与所述至少一个径向外连接部沿大致相互交叉的延伸方向延伸。

有利地，大致相互交叉的延伸方向提高了制动盘的抗扭强度的结构特性以及第一部件与第二部件之间的实质性旋转约束。

优选地，所述至少一个容纳座在所述第二部件的至少一个径向外连接部上制成并且具有如下轴向深度，该轴向深度大于或等于所述第一部件的所述至少一个连接臂在所述容纳座处测量的轴向厚度的二分之一。更优选地，所述至少一个容纳座具有如下轴向深度，该轴向深度等于所述第一部件的所述至少一个连接臂的轴向厚度。

有利地，容纳座的前述轴向深度确保了第一部件与第二部件之间的足够实质性旋转约束。

优选地，所述容纳座包括至少一个肩部，该至少一个肩部形成于第二部件的所述至少一个径向外连接部上，该至少一个肩部被所述第一部件的所述至少一个连接臂的一部分抵接，所述肩部具有与所述第一部件的所述至少一个连接臂的延伸方向大致平行的延伸方向。

优选地，所述第一部件包括径向内环形部，所述径向内环形部通过所述多个连接臂连接至所述制动轨。

更优选地，制动盘包括轴向锁定构件，轴向锁定构件作用在第一部件和第二部件的径向内环形部上，以使所述第一部件和所述第二部件的径向内环形部保持在相互压力下。

有利地，由于设置了第一部件的径向内环形部以及作用在第一部件和第二部件的径向内环形部上的轴向锁定构件，即使在第二部件的径向外连接部以及第一部件的相应连接部处第一部件与第二部件之间的连接受到损坏或破坏的不幸情况下，第一部件和第二部件也被保持在相互压力下。

事实上，轴向锁定构件使第一部件和第二部件的径向内环形部保持在相互压力下，即使在上述损坏或破坏的不幸情况下，它们也会通过摩擦实质上在旋转上保持被相互约束，而第一部件与第二部件之间不存在显著的相对旋转，以便确保充分的制动可能性，尽管相对于未损坏或未破坏的制动盘的正常操作具有较低的效率。

再者，由于通过多个连接臂使第一部件的径向内环形部连接至制动轨，还能确保第一部件的加强，使得第一部件的制动轨与现有技术的制动盘中的相比更好地承受它在制动期间经受的应力。

优选地，所述轴向锁定构件还被构造成将所述第二部件的径向内环形部轴向地约束到所述轮毂。

有利地，轴向锁定构件由此还限定制动盘相对于轮毂的轴向位置。

优选地，轴向锁定构件抵靠第一部件的径向内环形部。

更有利地，所述第一部件的所述径向内环形部设有滚花轴向外表面。

有利地，滚花轴向外表面能够增加与抵靠第一部件的径向内环形部的轴向锁定构件的摩擦。

优选地，第一部件的所述径向内环形部至少部分地与第二部件的径向内环形部在轴向方向上并置。

有利地，并置部分越大，轴向锁定构件在其上活动的第一部件与第二部件的径向内环形部之间的摩擦越大。

优选地，所述轴向锁定构件包括卡圈和锁定螺母，卡圈轴向抵接在第一部件的径向内环形部上，锁定螺母轴向远离卡圈延伸并被构造成与所述轮毂联接。

更优选地，所述卡圈与所述锁定螺母制成一体。

优选地，所述第一部件的所述制动轨、所述多个连接臂、所述多个连接部以及所述径向内环形部具有大致均匀的轴向厚度并且大致共面。

有利地，从结构性观点来看，第一部件能够容易制成。

优选地，所述第一部件被置于相对于所述第二部件的第二中平面的轴向外部的第一中平面上，其中，所述第一平面和第二平面相互平行。

附图说明

参照附图，通过优选实施例的描述，本发明的其他特征和优点将变得更为清楚。

图1是包括根据本发明的用于自行车的制动盘的自行车轮的轮毂的分解透视图；

图2是图1的制动盘的透视图；

图3是图1的制动盘的前视图；

图4是图1的制动盘的部件的透视图。

具体实施方式

参照附图，附图标记10整体上指代根据本发明的用于自行车的制动盘。

制动盘10被构造成安装在自行车轮(未示出)的轮毂12上。

特别地，在图1的非限制性示例中示出用于自行车后轮的轮毂12。

轮毂12被安装在自行车的车架上。

特别地，车架包括后轮的两个相对的支撑臂，在其相应的自由端部处预见有轮毂12的相反自由端部12a、12b的容纳座。

盘式制动器的卡钳(未示出)被固定到自行车架上。

特别地，卡钳以常规方式被固定至后轮的支撑臂中的一个。

在卡钳内部存在至少两个相对的制动垫片(未示出)。

制动盘10在限定于相对制动垫片之间的空间内侧旋转。通过促动制动杆(未示出)，制动垫片被带动靠近制动盘10，在制动盘10上产生摩擦，因而制动车轮。

特别地，轮毂12包括沿轮毂12的纵向轴线x延伸的销13以及旋转地安装在该销13上的本体14。纵向轴线x与自行车轮的旋转轴线重合。

本体14包括与制动盘10的联接部16。再者，本体14在与这一联接部16相邻的部分中以及在相对于该部分的轴向最内侧包括与多个车轮辐条(未示出)的另一个联接部17。联接部16和17优选为单个本体的部分。替选地，联接部16和17能够被限定于两个不同的本体中。

在本体14上，在相对于联接部16和17的轴向相反侧上，装配有凸缘18，其包括与其余的车轮辐条的联接部，这些其余的车轮辐条被布置在关于车轮轮辋的中平面与前述多个辐条相反的一侧上，这样的平面垂直于车轮的旋转轴线。这样的凸缘18能够是本体14的组成部分。

一对滚动轴承(未示出)在径向上被布置于销13与本体14之间并且使得本体14能够相对于销13进行旋转。轴承被安装于与销13的相反自由端部相邻的位置上。

联接部16包括盘座16a和肩部16b，盘座16a用于接收并在旋转中锁定制动盘10，肩部16b在轴向方向上为安装在盘座16a上的制动盘10提供抵接位置。

盘座16a包括开槽径向外表面，亦即，纵向延伸并且设置有纵向沟槽的径向外表面。

制动盘10包括匹配盘座16a的开槽径向外表面的开槽径向内表面42a(亦即，纵向延伸并且设置有纵向沟槽的径向内表面42a，这些纵向沟槽匹配盘座16a的开槽径向外表面的沟槽)，如下文将更好地描述。

更一般地，盘座16a根据形状联接轮廓来成形。该术语旨在指示盘座16a的轮廓具有诸如能够通过匹配的轮廓在本体14(盘座16a形成于其上)与安装在这样的盘座16a上的制动盘10之间传输扭矩的几何特征。形状联接轮廓例如能够为多边形轮廓，或者具有变化(例如，沿索整平)的圆形轮廓，或者其他轮廓。特别地，在附图的非限制性示例中所示的盘座16a的形状联接轮廓为开槽轮廓，该开槽轮廓具有在与轴线x平行的方向上定向的突起和喉部。

肩部16b被设置成与盘座16a的轴向内侧相邻。

与盘座16a的相反的轴向外侧相邻的位置存在形成于本体14的自由端部处的螺纹部20，用于与锁定螺母22联接，该锁定螺母22将制动盘10以抵住肩部16b的方式保持在盘座16a中。

现在特别参照图2至图4，具有与轮毂12的纵向轴线x重合的旋转轴线的制动盘10包括第一部件30和第二部件40。

第一部件30包括制动轨32，并且第二部件40包括用于与轮毂12联接的径向内环形部42。制动轨32具有大致环形的延伸部。径向内环形部42被设置有前述的开槽径向内表面42a。

第一部件30由确保良好制动特性的第一材料，例如钢制成，而第二部件40由较轻的第二材料，例如铝或轻合金制成。

第二部件40包括多个径向外部44，用于在第一部件30的相应多个连接部34处连接至第一部件30。在附图所示的非限制实施例中，径向外部44与连接部34在周向上等距间隔并且数目为六个。在附图中，为免使图形表示复杂化，仅在径向外部44和连接部34中的一些上表示附图标记，并且在下文中仅描述其他元素中的一些。

第二部件40的径向外连接部44与第一部件30的连接部34之间的连接能够被固定，或者替选地，诸如使得第一部件30与第二部件40之间形成径向和/或轴向的相对间隙。在附图所示的非限制性示例中，这样的连接通过接收于在径向外部44和连接部34中形成的相应孔中的铆固销50实现。

制动轨32被构造成与制动垫片协作。

有利地，第一部件30包括连接至制动轨32的径向内环形部36。径向内环形部36能够包括开槽径向内表面，其类似于第二部件40的开槽径向内表面42a。在附图所示的实施例中，并未设置这样的第一部件30的径向内环形部36的开槽径向内表面。

特别地，径向内环形部36通过不同于多个连接部34的多个连接臂38连接至制动轨32。在附图所示的非限制实施例中，连接臂38在周向上等距间隔并且数目为六个。

轴向锁定构件作用在第一部件30和第二部件40的径向内环形部36、42上，这些轴向锁定构件使第一部件30和第二部件40的径向内环形部36、42保持在相互压力下。

在附图所示的非限制性示例中，轴向锁定构件包括上述的锁定螺母22。

一般而言，轴向锁定构件还被构造成将第二部件40的径向内环形部42轴向地约束到轮毂12。

轴向锁定构件抵靠第一部件30的径向内环形部36。

第一部件30的径向内环形部36设有滚花轴向外表面36a。

第一部件30的径向内环形部36至少部分地与第二部件40的径向内环形部42在轴向上并置。在附图所示的非限制性示例中，径向内环形部36与径向内环形部42在轴向上大致完全并置。

轴向锁定构件优选地包括卡圈和锁定螺母22，卡圈轴向抵接在第一部件30的径向内环形部36上，并且锁定螺母22轴向远离卡圈延伸并被构造成与轮毂14联接。

在图1所示的非限制性示例中，卡圈与锁定螺母22制成一体。

有利地，第一部件30的连接臂38与第二部件40的径向外连接部44通过形状联接件60联接在一起。

在附图所示的非限制性示例中，在全部连接臂38以及全部径向外连接部44上都设置形状联接件60。替选地，能够仅在连接臂38以及径向外连接部44中的一个或一些上设置形状联接件60。

特别地，形状联接件60包括一个或多个容纳座62，该一个或多个容纳座62在径向外连接部44上制成并且容纳连接臂38的一部分。替选地，反之亦然，一个或多个容纳座62能够在连接臂38上制成并且容纳径向外连接部44的一部分。

在附图所示的非限制性示例中，在每个径向外连接部44上均存在两个容纳座62，用于第一部件30的两个相继的连接臂38。

优选地，容纳座62被设置于径向外连接部44的轴向外表面上。

特别地，容纳座62包括形成于第二部件40的径向外连接部44上的肩部62a，该肩部62a被第一部件30的连接臂38的一部分抵接。肩部62a具有与容纳于相应容纳座62中的第一部件30的连接臂38的延伸方向大致平行的延伸方向。

在附图所示的非限制性示例中，连接臂38与径向外连接部44沿着大致相互交叉的延伸方向延伸。优选地，连接臂38与径向外连接部44之间形成的角度介于45°至110°之间，更优选地介于70°至100°之间，例如约80°。

特别地，第一部件30的连接臂38从径向内环形部36沿大致切线方向延伸，并且在图3所示的制动盘10的前视图中，被在逆时针方向上定向。反之亦然，第二部件40的径向外连接部44从径向内环形部42沿大致切线方向延伸，并且在图3所示的制动盘10的前视图中，被在顺时针方向上定向。

优选地，容纳座62具有如下轴向深度，其大于或等于第一部件30的连接臂38在容纳座62处测量的轴向厚度的二分之一。

优选地，第一部件30具有大致均匀的轴向厚度，例如，介于约1.8mm至2mm的范围内。

优选地，制动轨32、连接臂38、连接部34以及径向内环形部36大致共面。

第一部件30被布置在相对于第二部件40的第二中平面的轴向外部的第一中平面上，其中，这样的第一平面和第二平面相互平行。

优选地，在第一部件30的径向内环形部36与第二部件40的径向内环形部42之间的并置区域处，第二部件40包括在轴向上定向的沟槽，其深度等于容纳座62的深度。

通过这种方式，能够确保第一部件30的均匀厚度、第一部件30的径向内环形部36接触到第二部件的径向内环形部42上以及连接臂38插入容纳座62中。

在附图所示的非限制性示例中，连接臂38的横向宽度短于第一部件30的连接部34的横向宽度，而第一部件30的连接部34的横向宽度大致等于第二部件40的径向外连接部44的横向宽度。

连接臂的横向宽度与连接部34的横向宽度之比例如介于约0.4至0.7的范围内。

就制动盘10的尺寸设定而言，以下考虑是有效的。

在制动期间，制动垫片作用在制动轨32上，制动轨32充当热流源，其部分通过对流输送出去，部分通过传导朝向制动盘10的中央传送并且传送至轮毂12。

在制动盘10中形成从最高温点(制动盘10的外边缘)到最低温点(制动盘10的內边缘)的径向温度梯度。这样的梯度产生制动盘10的变形以及相对的内部张拉状态，因为制动盘10被约束到轮毂12。

本发明的制动盘10包括完全由第一部件30的第一材料制成的连接臂38以及由第一部件30的第一材料制成的连接部34形成的其他臂，它们通过铆固销50连接至由第二部件40的第二材料制成的径向外连接部44。

为了获得制动盘10的最大热稳定性，适合于设定连接臂38的长度、连接部34的长度以及径向外连接部44的长度，使得径向变形在制动期间尽可能均匀。

通过修改每个连接臂38以及由连接至径向外连接部44的连接部34形成的每个臂相对于径向方向的延伸角度，这些长度能够在有限范围内独立变化。

再者，针对连接部34和径向外连接部44，能够建立用铆固销50实现连接的点，亦即，由第一部件30的第一材料制成的部分占总长度的百分度(因而，剩余的长度由第二部件40的第二材料制成)。这样的由第一部件30的第一材料制成的部分占总长度的百分度例如能够介于约10°至60°的范围内。

通过考虑第一部件30与第二部件40之间的连接的接触热阻，能够进一步改善尺寸设定；通过这种方式，能够使用更加切合实际的温度分布来进行尺寸设定。

当然，本领域技术人员能够为本发明的用于自行车的制动盘带来许多修改和变型，以便满足具体要求及可能要求，全部这些修改和变型在任何情况下都涵盖于所附权利要求所定义的保护范围内。