专利名称：制造通风式制动盘的方法
技术领域：
本发明涉及制造通风式制动盘的方法。本发明具体涉及用不锈钢制造通风式制动盘的方法。
骑自行车是愈来越普及的娱乐形式以及运输方式。另外，骑车也是一种很普及的竟赛运动。不管自行车是用于娱乐、运输还是比赛，自行车制造业总在不断地改进其部件。具体是自行车部件不断地变得越来越轻，而其操作性能却增强。自行车的一个特殊部件是自行车的制动系统，这个部件过去若干年来一直不断地进行反复设计。
自行车制动装置有若干类型，它们现在均出现在市场上。普通自行车的某些类型的制动装置的例子包括轮辋制动器、夹钳式制动器和盘式制动器。如果骑车人想要极好性能的制动系统，则骑车人一般要盘式制动系统。盘式制动系统相对于施加在制动杆的制动力量可以形成很大的制动动力。另外，盘式制动器在各种天气和骑行条件下一般具有高度的稳定性。
然而这种盘式制动器的一个问题是，液压流体或驱动流体可能变得过热，以致造成汽塞。换言之，由于制动产生的热量导致液压流体体积增加，以致即使制动杆处于释放位置时制动垫仍啮合制动盘。在发生汽塞时，自行车车轮可被锁住，使骑车人摔下来。因此重要的是设计一种盘式制动系统，使这种系统可以避免或尽量减小汽塞。
在先有技术盘式制动系统中，已采用若干种方法来避免汽塞。例如，将夹钳盖作得更大些，以吸收更多的热量。另一个方法是制造具有较大表面积的较大制动盘。另外，利用高质量的液压流体也可抑制汽塞。避免汽塞的再一个方法是采用不能像常规摩擦垫那样快地将热量传送到制动架的制动垫或摩擦垫。这些避免汽塞的先有技术方法具有很多问题。一个特别的问题是，这些解决方法通常制造成本很高。另外一些先有技术解决方案造成很重的制动系统。再则，一些先有技术解决方案并不完全有效。
由于上述原因，需要一种用不锈钢制造通风式制动盘的方法，该方法可以克服先有技术中的上述问题。本发明满足了先有技术的这种需求以及其它需求，这些其它需求技术人员从本说明中可以明显看出来。
本发明的目的是提供一种用不锈钢制造通风式制动盘的方法，使该制动盘的制造成本相对较低。
本发明的再一个目的是提供一种用不锈钢制造通风式制动盘的方法，使该制动盘的制动相对简单。
本发明的再一目的是提供一种制造通风式制动盘的方式，该方式包括以下步骤提供第一和第二环形板部件，该部件用不锈钢制作并具有内侧轴向面向表面；将不锈钢制造的间隔部件插在第一和第二环形板部件的内侧轴向面向表面之间；将镍焊接膏施加在间隔部件和第一、第二环形板部件的内侧轴向面向表面之间的接触点上；作为其上施加有镍焊接膏的组合单元，加热间隔件和第一、第二环形板部件，使该间隔部件和第一、第二环形板部件奥氏体化，并同时将间隔部件焊接在第一和第二环形板部件的内部轴向面向表面上。
从以下结合附图的详细说明技术人员可以详细看出本发明的这些以及其它的目的、特征、方面和优点，以下的说明公开了本发明的优选实施例。
下面说明构成本研究报告一部分的附图。
图1是部分侧视图、示出自行车的其上装有本发明一个实施例的那部分；图2是放大的部分侧视图，示出盘式制动器和连接于图1所示自行车前叉的制动盘；图3是侧视图，示出本发明一个实施例的用在图1所示盘式制动组件中的通风式制动盘；图4是边缘视图，示出图3所示的本发明一个实施例的通风式制动盘；图5是分解边缘视图，示出图3和4所示的本发明一个实施例的通风式制动盘；图6是图1-5所示的位于夹紧部件中的通风式制动盘；图7是本发明一个实施例的间隔部件的侧视图，该间隔部件用在图1-6所示的通风式制动盘中；图8是曲线图，示出制造图3-6所示通风式制动盘所用的热处理。
首先参看图1，图中示出自行车10的前部，该前部装有本发明一个实施例盘式制动组件12。自行车例如自行车10在这种技术中是众所周知的。因此在本文中不再详细说明或例示出自行车10和其各种部件。技术人员可以明显看出，自行车10可以是任何一种自行车，例如山地车、混合车或公路车。自行车10是具有盘式自动组件12的常规自行车，该组件12连接于前叉14，用于选择性制动轮子16的转动。
尽管仅在自行车10的前部分示出装有盘式自动组件12，但从本说明中技术人员可以明显看出，为制动自行车10的后轮可以采用第二盘式制动组件。另外从本说明中技术人员还可以明显看出，可以在本文公开的实施例中进行各种改变和改型而不会超出如所述权利要求书确定的本发明的范围。
如图2清楚示出的，盘式制动组件12主要包括制动杆18、可操作地连接于该制动杆18的盘式制动夹钳20和制动盘22。盘式自动夹钳20固定连接于自行车10的叉14，而制动盘22固定连接于车轮16的轮毂24上。盘式制动夹钳20可以是任何一种盘式制动夹钳，该夹钳被设计成可以经制动盘22施加夹紧力，从而制止车轮16的转动。因为制动盘夹钳例如制动盘夹钳20在这种技术中是周知的，所以在本文中不再详细说明或例示。
制动盘22是通风式制动盘，它基本上由三个部件组成，这三个部件通过盘式支承部件26连接于轮子16的轮毂24。具体是，用8个紧固件28可松开地将制动盘22连接于盘式支承部件26。制动盘22和盘式支承部件26之间的正确的连接对于本发明不是重要的。所以本文中不再进一步说明制动盘22和盘式支承部件26之间的连接。
如图3-6所示，制动盘22主要具有一对环形板部件30，而间隔件32连接在该板部件之间。环形板部件30利用焊接膏焊接在间隔部件36上。该焊接膏例如为镍焊接膏(日本工业标准BNi-4)。当将环形板部件30结合于间隔部件32时，在环形板部件30之间便形成许多径向延伸的通风道。
在优选实施例中，环形板部件30在结构上基本上彼此相同。当然，从本说明中技术人员可以明显看出，如果需要和/或要求，两个板部件30的形状可以有稍许差别。
用不锈钢制作环形板部件30，所以用在自行车10上时它们不会生锈或腐蚀。从图2和3可以清楚看出，各个环形板部件30包括圆环形部分34，该部分具有8个径向伸出环形部分34轴线的安装部件36。安装部件的数目和/或形状取决于盘式支承部件26的准确结构。因此技术人员从本说明中可以明显看出，安装部件36的数目和/或形状可以根据盘式支承部件26进行改变。环部分34的外直径最好约为165mm，内直径最好约为135mm。环部分34的优选厚度最好约为0.8mm±0.05mm。
为将板部件30结合于间隔部件32，在各个板部件30的环部分34上涂上镍焊接膏。当然还可以采用可以起催化剂作用以便制造本发明制动盘的其它类型的焊接膏，焊接膏可以根据需要和/或要求点涂在环部分34上，或均匀涂布在环部分34的整个表面上。
下面参考图4-7，制动盘22的间隔部件32起着环形板部件30的通风盘心的作用。环形板部分30焊接在间隔部件32上，焊接在环形板部件30的内侧轴向面向表面上。间隔部件32最好用不锈钢制作成一个单件的整体部件。尽管图中示出的间隔部件是连续的环形部件，但从本说明中技术人员可以明显看出，间隔部件32可以由若干部分构成，形成不连续的环形部件。间隔部件32的外直径和内直径最好基本上等于板部件30的环部分34的内直径和外直径。当然，如果需要或要求，可以改变这些直径。
图5或7清楚地示出，间隔部件32用板材制作，使该板成形为波纹状，例如进行折叠或弯曲，形成交替的脊部和凹槽。在优选实施例中，间隔部件32被制成波纹状，为以形成由许多间隔部分42连接的许多平的粘接部分40。平的粘接部分40交替地焊接于板部件30的相对部分。换言之，焊接部分40面朝轴向方向，而各个焊接部分40的焊接表面相对于相邻焊接部分40则面朝相反的方向。间隔部分42最好在焊接部分40之间大体沿轴向延伸。在相对焊接部分40之间的面向外侧的轴向表面之间的间隔部件32总的厚度最好约为3.2mm。构成波纹状间隔部件32的板部件的厚度最开始约0.6mm。因此当环形板部件30焊接到间隔部件32上时，总的通风式制动盘的最后厚度约为4.8mm±0.15mm。
现在转到制造制动盘52的方法。用不锈钢板材冲压环形板部件30，或用不锈钢铸出该部件30。同样，用不锈钢板材冲压成或弯曲成间隔部件32，或用不锈钢铸成该部件30。在焊接部分40和/或环部分34上涂上一层镍焊接膏的薄膜。然后将间隔件32放在板部件30的内侧面向轴向平面之间，使焊接部分40面朝板部件30。然后将三个部件即板部件30和间隔部件32夹在夹紧单元48中，接合在一起，如图6所示，使得间隔部件32的焊接部分40牢固地接触环形板部件32的内侧轴向表面。例如，如图6所示，可以将间隔部件30和板部件32放在一对支承板50之间，然后用螺栓52在环形板部件30和间隔部件32之间施加夹紧压力，使其彼此相互挤压。当然可以采用其它机构来挤压而不用图6所示的夹紧单元48。
现在将间隔部件32和环形板部件30的组合单元48进行热处理加工，使制动盘22硬化，形成一个整体单元。所产生的制动盘22或单元将是一个整体的通风式制动盘22，该盘的加工费用显著低于铸造的或加工的具有径向延伸通风孔的制动盘。在热处理作业期间，夹紧单元48以及其中夹住的间隔部件32和环形板部件30需要进行加热，以便同时地焊接和硬化板部件30和间隔部件32。
夹紧单元48以及制动盘22最好在三个阶段加热预定的时间。首先使夹紧单元48及制动盘22均以约15℃/min的加热速度被加热，加热到约650℃然后使夹紧单元48和盘式制动器22保持在约650℃的温度下约0.1min。然后以15℃/min的速度升温到约800℃。再使夹紧单元48和盘式制动器22保持800℃约60min。随后以10℃/min的速度进行加热，直到温度达到约1000℃，最好约1030℃。然后使夹紧单元48和盘式制动器22保持在约1000℃-1030℃约30min。这种加热处理将使板部件30和间隔部件32的不锈钢晶体结构奥氏体化。当然也可以采用其它的温度和加热时间来实现本发明。
在加热处理之后，环形板部件30和间隔部件32的不锈钢将比加热处理前更硬。另外，焊接膏起着催化剂的作用，使间隔部件32的焊接部分40的金属随同板部件30的内侧轴向面向表上的金属一起熔化。换言之，焊接膏起着将间隔部件32焊接在环形板部件30上的催化剂作用。
在盘式制动器22硬化后，进行快速冷却或淬火，锁定不锈钢的新结构。在这种状态，制动盘22的中间结构有点脆。为减小制动盘22的脆性，再加热制动盘22至约200℃，保持约2h，以回火处理制动盘。然后冷却制动盘22，形成基本上整体的单件部件。
尽管只选一个实施例来例示说明本发明，但技术人员从本说明书可以明显看出，其中可以进行各种改变和变型而不超出如所附权利要求书确定的本发明的范围。另外，本发明实施例的上述说明仅用于例示而不限制本发明，本发明由所附权利要求和其等价说明确定。
权利要求
1.一种制造通风式制动盘的方法，包括以下步骤提供第一和第二环形板部件，该部件用不锈钢制作并具有内侧轴向面向表面；将不锈钢制成的间隔部件插在上述第一和第二环形板部件的上述内侧轴向面向表面之间；将镍焊接膏施加在上述间隔部件和上述第一、第二环形板部件的上述内侧轴向面向表面之间的接触点上；作为其上施加有镍焊接膏的组合单元，加热上述间隔部件以及上述第一和第二环形板部件，以使上述间隔部件和上述第一、第二环形板部件奥氏体化，并同时将上述间隔部件焊接在上述第一和第二环形板部件的上述内侧轴向面向表面上。
2.如权利要求1所述的制造通风式制动盘的方法，其特征在于，上述间隔部件是环形部件，具有交替的脊部和凹槽。
3.如权利要求2所述的制造通风式制动盘的方法，其特征在于，上述环形部件是连续部件。
4.如权利要求1所述的制造通风式制动盘的方法，其特征在于，上述组合单元在上述加热期间需经受约1030℃的温度。
5.如权利要求4所述的制造通风式制动盘的方法，其特征在于，上述组合单元在承受上述加热之后进行淬火。
6.如权利要求5所述的制造通风式制动盘的方法，其特征在于，上述组合单元在进行上述淬火之后被再加热，以使上述间隔部件以及上述第一和第二环形板部件回火。
7.如权利要求6所述的制造通风式制动盘的方法，其特征在于，在约200℃进行上述回火。
8.如权利要求7所述的制造通风式制动盘的方法，其特征在于，上述回火进行约两小时。
9.如权利要求6所述的制造通风式制动盘的方法，其特征在于，上述间隔件是环形部件，具有交替的脊部和凹槽。
10.如权利要求9所述的制造通风式制动盘的方法，其特征在于，上述环形部件是连续部件。
11.如权利要求6所述的制造通风式制动盘的方法，其特征在于，上述间隔部件是单件的整体部件。
12.如权利要求11所述的制造通风式制动盘的方法，其特征在于，上述第一和第二环形板部件分别是单件的整体部件。
13.如权利要求1所述的制造通风式制动盘的方法，其特征在于，上述第一和第二环形板部件中的至少一个具有安装元件，用于将上述组合单元连接在轮毂上。
14.如权利要求13所述的制造通风式制动盘的方法，其特征在于，上述第一和第二环形板部件基本上是相同的。
15.如权利要求1所述的制造通风式制动盘的方法，其特征在于，上述间隔部件具有第一平坦部分和第二平坦部分，在上述加热期间，所述第一平坦部分焊接在所述第一环形板上，而所述第二平坦部分焊接在第二环形板上。
16.如权利要求1所述的制造式制动盘的方法，其特征在于，至少在两个不同的温度阶段进行上述加热，所述温度阶段保持预定的时间。
17.如权利要求1所述的制造通风式制动盘的方法，其特征在于，至少在三个不同的温度阶段进行上述加热，加热预定的时间。
18.如权利要求1所述的制造通风式制动盘的方法，其特征在于，上述组合单元在经过上述加热之后进行淬火。
19.如权利要求18所述的制造通风式制动盘的方法，其特征在于，上述组合单元在上述淬火之后进行再加热，以便使上述间隔部件和上述第一与第二环形板部件回火。
20.如权利要求19所述的制造通风式制动盘的方法，其特征在于，上述间隔部件是单件的整体部件。
全文摘要
提供一种制造不锈钢通风式制动盘的方法,用该方法可以生产相当廉价的不锈钢通风式制动盘。在制造该通风式制动盘时,形成一对用不锈钢制作的环形板部件。然后将不锈钢作的间隔部件插在第一和第二环形板部件的内侧轴向面向表面之间。将镍焊接膏涂在间隔部件和第一、第二环形板部件的内侧轴向面向表面之间的接触点上。作成其上涂有镍焊接膏的组合单元,然后加热作为组合单元的间隔部件和环形板部件。组合单元的这种加热可使间隔部件以及环形板部件奥氏体化,并同时将间隔件焊接在环形板部件的内侧轴向面向表面上。
文档编号F16D65/12GK1258583SQ9912564
公开日2000年7月5日 申请日期1999年12月27日 优先权日1998年12月28日
发明者中村靖, 堀部哲夫 申请人:株式会社岛野