制动转子和制造其的方法
【专利摘要】一种用于汽车制动系统的制动器转子，包括制动器转子帽，所述转子帽具有大致圆形的安装部分、连接到安装部分且大致关于轴线对称的大致圆柱形壁、和从壁径向地向外延伸的第一和第二多个指状物。第一多个指状物每一个和第二多个指状物每一个具有相应末端端部部分。第一多个指状物的末端端部部分关于第一平面共面。第二多个指状物的末端端部部分不关于第一平面共面而是关于平行于第一平面的第二平面共面。转子颊板可以被铸造在指状物周围。
【专利说明】制动转子和制造其的方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及库仑阻尼盘式制动器转子和制造库仑阻尼盘式制动器转子的方法。
【背景技术】
[0002]用于机动车辆的盘式制动器转子通常包括用于将车轴毂和机动车辆的车轮连接的转子帽。环形转子颊板(rotor cheek)连接到转子帽且限定一对互相面对的制动表面，在期望制动时制动垫选择性地施加到制动表面。转子颊板可以是固体或带通气孔的。带通气孔的转子颊板包括在制动表面之间的通气叶片的腹板，以增加表面面积和从制动器转子而来的热传递。
[0003]盘式制动器系统通常包括制动钳，其支撑互相面对的一对制动垫，每一个制动垫覆盖相应的转子颊板制动表面。制动器系统通过使得制动钳将制动垫压在一个或多个转子颊板的制动表面上而选择性地限制车轮的旋转。一个或多个旋转转子颊板和未旋转制动垫的摩擦相互作用使得机动车辆制动。
【发明内容】
[0004]一种用于汽车制动系统的制动器转子，包括制动器转子帽，所述转子帽具有大致圆形的安装部分、连接到安装部分且大致关于轴线对称的大致圆柱形壁、和从壁径向地向外延伸的第一和第二多个指状物。第一多个指状物每一个和第二多个指状物每一个具有相应末端端部部分。第一多个指状物的末端端部部分关于第一平面共面。第二多个指状物的末端端部部分不关于第一平面共面而是关于平行于第一平面的第二平面共面。
[0005]第一和第二多个指状物捕获库仑阻尼环且提供表面，附接的转子颊板可通过所述表面经由转子帽而传递扭矩到车轮和车轮毂。转子帽的形状使得转子帽通过冲压形成，由此减少材料成本和制造成本。
[0006]还提供制造制动器转子的相应方法。
[0007]在下文结合附图进行的对实施本发明的较佳模式做出的详尽描述中能容易地理解上述的本发明的特征和优点以及其他的特征和优点。
【专利附图】
【附图说明】
[0008]图1是转子帽的示意性透视图，其具有与之连接的库仑阻尼环；
[0009]图2是图1的库仑阻尼环和转子帽的示意性俯视图；
[0010]图3是图1和2的库仑阻尼环和转子帽的一部分的示意性透视图；
[0011]图4是图1-3的库仑阻尼环和转子帽的一部分的示意性截面侧视图；
[0012]图5在将转子颊板铸造在库仑阻尼环和转子帽一部分周围的过程中在模具内部的图1-4的库仑阻尼环和转子帽的示意性横截面侧视图；和
[0013]图6是连接到车辆悬挂系统的转子颊板和转子帽的示意性透视图。
【具体实施方式】
[0014]参见图1-3，制动器转子帽(rotor hat) 10包括大致圆形的安装部分14，转子帽10在该安装部分处可连接到车轮毂(在图6中显示在20)。安装部分14具有大致圆形的表面16，所述表面在所示实施例中限定多个强化凹陷或凹部18。安装部分14还限定孔22和洞26，所述孔22用于接收紧固件(在图6中显示在24)，用于附接到车辆车轮，所述洞26用于对准车轮毂。
[0015]转子帽10还包括连接到安装部分14的大致圆柱形的壁30。壁30具有远离安装部分14的端部34。具体参见图2，壁30关于轴线A对称。用于对准车轮毂20的洞26具有在轴线A上的中心点。孔22沿具有在轴线A上的中心点的圆周均匀间隔开。大致圆形的表面16在轴线A上具有中心点。
[0016]再次参见图1-3，转子帽10包括第一多个指状物38和第二多个指状物42，它们从圆柱形壁30的端部34径向地向外延伸(相对于轴线A)。在所示实施例中，指状物38在端部34处绕壁30的整个周向彼此均匀间隔开，且指状物42在端部34处绕壁30的整个周向彼此均匀间隔开。指状物38和指状物42从端部34以交替的方式径向地延伸；由此，绕边缘34的周向，指状物38中的一个将挨着指状物42中的一个，该指状物42中的一个又将挨着指状物38中的一个等。应注意，在所示实施例中，指状物38每一个基本上在尺寸和形状上是与其他指状物38相同的；类似地，指状物42每一个基本上在尺寸和形状上是与其他指状物42相同的。
[0017]参见图4，其中相同的附图标记表示与图1-3中相同的部件，所有指状物38、42彼此共面且具有在壁30的端部34和距轴线的径向距离44之间的径向距离。换句话说，在所示实施例中，所有指状物38、42在端部34和距轴线A的预定径向距离44之间具有基本相同的尺寸、形状和取向。由此，在壁30的端部34附近，指状物38、42关于垂直于轴线A的平面45共面。
[0018]在比径向距离44大但是比距轴线A的径向距离46小的径向距离处，指状物38和指状物42轴向分开；即在径向距离44和径向距离46之间，指状物38沿第一轴向方向48以距轴线A的径向距离增加方式渐增地延伸，而指状物42沿与第一轴向方向48相反的第二轴向方向50以距轴线的距离增加的方式渐增地延伸。
[0019]在大于距离46的径向距离处，指状物38、42的轴向位置不随径向距离变化。每一个指状物38具有相应末端端部部分52，在所示实施例中，所述端部部分从径向距离46延伸到指状物的相应末端54。类似地，每一个指状物42具有相应的末端端部部分56，所述端部部分在所示实施例中从径向距离46延伸到指状物的相应末端58。
[0020]第一多个指状物38的末端端部部分52在所示实施例中关于垂直于轴线A的第一平面60共面。第二多个指状物42的末端端部部分56不关于第一平面60共面而是关于平行于第一平面60且与第一平面轴向分开的第二平面62共面。
[0021]第一多个指状物38距第二多个指状物42的轴向分离提供了用于环形构件64的空间，所述环形构件设置在第一和第二平面60、62之间。环形构件64是库仑阻尼件，其将吸收从转子颊板(如图6中的78所示)而来的振动，且由此减少或消除制动器尖嘯。第一多个指状物38限制环形构件64沿第一轴向方向48的运动，且第二多个指状物42限制环形构件64沿第二轴向方向50的运动，由此将环形构件64保持到转子帽10。
[0022]更具体地，每一个第一多个指状物38限定在面向第二轴向方向50的末端端部部分52上的相应止动表面66 ;第二多个指状物42每一个限定面向第一轴向方向48的相应止动表面68。环形构件64设置为使得环形构件64沿第一轴向方向48的轴向运动被环形构件64和第一多个指状物66的止动表面66之间的接触所限制，且环形构件64沿第二轴向方向50的轴向运动被环形构件64和第二多个指状物42的止动表面68之间的接触所限制。
[0023]在所示实施例中，包括安装部分14、壁30和指状物38、42的转子帽10用单个金属形成部件，且更具体地用单个不锈钢部件形成。转子帽10的形状使得帽10通过冲压形成。由此，转子帽10可以减轻重量且制造便宜。
[0024]指状物38、42提供互锁系统，在互锁系统处转子颊板78附接到转子帽10，且通过该互锁系统扭矩可以在转子帽10和转子颊板78之间传递。更具体地，且参考图2和3，每一个指状物38、42包括相应扭矩传递表面70、74，所述表面定位为使得施加在扭矩传递表面70、74中任何一个上的力促使转子帽10绕轴线A旋转。在所示实施例中，每一个表面70、74垂直于平面60、62和表面66、68。与表面70中的一个垂直且作用在表面70中一个上的力促使转子帽绕轴线A沿第一旋转方向旋转；与表面74中的一个垂直且作用在表面74中一个上的力将促使转子帽绕轴线A沿与第一旋转方向相反的第二旋转方向旋转。
[0025]图5显示了用于形成转子颊板78和将转子颊板78附接到转子帽10的方法和设备。参见图5，其中相同的附图标记指示与图1-4中相同的部件，转子颊板通过在指状物38、42周围铸造而形成。更具体地，方法包括提供具有下部和上部模具部分86、90的模具。下部和上部模具部分86、90协作，以在模具部分86、90关闭在一起时在它们之间形成腔室94，如图5所示。腔室94基本具有转子颊板78的形状。所示实施例中的模具82用砂形成。
[0026]方法还包括将转子帽10定位为使得第一和第二多个指状物38、42设置在腔室94中，如图5所示。环形构件64优选为预制造钢部件，其具有在相对表面98，102上的涂层。这些涂层表面98、102不在铸造操作期间与铸造材料106结合，如图5所示。沿这些涂层表面98、102不具有“润湿性”和亲和性这一特点将在环形构件64和转子颊板之间产生不连结的界面边界，这对阻尼效果来说是期望。因为环形构件64的涂层表面98、102不与转子颊板78的铸造材料106结合，所以转子颊板78形成有适当的界面边界，以用于阻尼。
[0027]环形构件64和转子帽10可以用具有比铸造材料106熔点更高的任何材料形成，从而帽10和构件64将不在铸造过程中熔化。在一个实施例中，铸造材料106是铁，且如上所述，帽10用不锈钢形成且环形构件64用钢形成。
[0028]涂层表面98、102在对其施加涂层之前被清理而没有油、锈或污垢。去油剂可以用于除去油的薄膜，且钢棉可以用于除去锈。喷砂清理可以用于去除油和锈，且使得表面变粗糙，这有助于涂层的粘附。在一个实施例中，涂层材料是陶瓷铸型涂料，其具有与有机粘结剂混合的帆土和娃土颗粒。大约47.5%的帆土和39.8%的娃土与木素磺酸盐粘结剂混合。涂层优选具有大约50到300微米的厚度。应注意，防止环形构件64润湿且具有比铸造材料106更高的熔点的其他陶瓷涂层可以使用。另外，例如基于载体的碳氢化合物这样的非陶瓷涂层可以使用，而这也在要求保护的范围内。
[0029]一旦构件64被清理且没有油和其他污染物，则其在两个表面98、102上被浸溃或喷射陶瓷铸型涂料，且允许空气干燥。构件64随后被置于500华氏度的烤箱中，经过45分钟，以减少陶瓷涂层中有机粘结剂的和吸收的水的量，且提供相对均匀的涂层。然而，应注意，替换的涂层会需要替换的干燥过程。环形构件64的厚度被选择为防止环形构件64的弯折或挠曲，同时不会厚到在铸造期间使得周围熔化的铸造材料106冷却到产生不期望量的碳化物的程度。
[0030]方法进一步包括使得熔化的铸造材料106进入且填充模具腔室94，如图5所示。在所示实施例中，上部模具部分90限定通道108，熔化的铸造材料106可以通过该通道进入腔室94。在铸造材料106填充腔室94时，铸造材料106基本上包围环形构件64且填充第一和第二多个指状物38、42之间、周围和之中的空间。由此，铸造材料106和硬化的转子颊板78接触每一个指状物38、42上的扭矩传递表面70、74，从而扭矩可在转子颊板78和帽10之间传递。在铸造材料106冷却且固化时，其形成安装到帽10的颊板78。帽10和颊板78 一起协作以形成制动器转子(在图6中显示在110)。
[0031]参见图6，其中相同的附图标记指示与图1-5中相同的部件，制动器转子110显示为附接到悬挂系统114和车轮毂20。车轮毂20部分地延伸通过安装部分14的中央洞26，且紧固件24延伸穿过相应孔22，以将转子110保持到毂20和悬挂系统114。在所示实施例中，转子颊板78为大致环形且限定两个平面制动表面118、120。转子颊板78被通气且由此包括多个叶片124，所述叶片将平面制动表面118、120互相连接，但是在本发明的范围内可以采用实心转子。
[0032]尽管已经对执行本发明的较佳模式进行了详尽的描述，但是本领域技术人员可得知在所附的权利要求的范围内的用来实施本发明的许多替换设计和实施例。
【权利要求】
1.一种用于汽车制动系统的制动器转子，包括: 制动器转子帽，具有大致圆形的安装部分、连接到安装部分且通常关于轴线对称的大致圆柱形壁、和从壁径向地向外延伸的第一和第二多个指状物； 其中，第一多个指状物每一个和第二多个指状物每一个具有相应末端端部部分； 其中，第一多个指状物的末端端部部分关于第一平面共面；和其中，第二多个指状物的末端端部部分不关于第一平面共面而是关于平行于第一平面的第二平面共面。
2.如权利要求1所述的制动器转子，进一步包括环形构件，设置在第一平面和第二平面之间； 其中，第一多个指状物限制所述环形构件沿第一轴向方向的运动，且第二多个指状物限制该环形构件沿第二轴向方向的运动。
3.如权利要求2所述的制动器转子，其中第一多个指状物每一个限定面向第二轴向方向的相应止动表面； 其中，第二多个指状物每一个限定面向第一轴向方向的相应止动表面； 其中，环形构件设置为使得环形构件沿第一轴向方向的轴向运动被环形构件和第一多个指状物的止动表面之间的接触所限制，且环形构件沿第二轴向方向的运动被环形构件和第二多个指状物的止动表面之间的接触所限制。
4.如权利要求3所述的制动器转子，其中转子帽用单个金属部件形成。
5.如权利要求4所述的制动器转子，其中金属是不锈钢。
6.如权利要求1所述的制动器转子，其中每一个指状物包括相应扭矩传递表面，所述表面定位为使得施加在扭矩传递表面中任何一个上的力促使转子帽绕轴线旋转。
7.如权利要求6所述的制动器转子，进一步包括转子颊板，其接触扭矩传递表面每一个。
8.如权利要求7所述的制动器转子，其中环形构件包括面向第一轴向方向的第一表面和面向第二轴向方向的第二表面；和 其中，转子颊板充分地围绕环形构件，从而转子颊板接触第一和第二表面。
9.一种制造制动器转子的方法，包括: 提供制动器转子帽，其具有大致圆形的安装部分、连接到安装部分且通常关于轴线对称的大致圆柱形壁、和从壁径向地向外延伸的第一和第二多个指状物； 其中，第一多个指状物每一个和第二多个指状物每一个具有相应末端端部部分； 其中，第一多个指状物的末端端部部分关于第一平面共面； 其中，第二多个指状物的末端端部部分不关于第一平面共面而是关于平行于第一平面的第二平面共面；和 围绕第一和第二多个指状物铸造转子颊板。
10.如权利要求9所述的方法，其中铸造转子颊板包括提供一模具，所述模具限定具有大致转子颊板形状的腔室； 将转子帽定位为使得第一和第二多个指状物设置在腔室中；和 将熔化的铸造材料灌入腔室。
【文档编号】F16D65/12GK104154147SQ201410200576
【公开日】2014年11月19日 申请日期:2014年5月13日 优先权日:2013年5月13日
【发明者】J.A.韦伯斯特, T.沃泽查 申请人:通用汽车环球科技运作有限责任公司