專利名稱：利用不同材料的制動盤的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及制動盤，其中制動盤中的盤板和帽部件由不同的材料制造并且通過鉚釘彼此機(jī)械地結(jié)合。
背景技術(shù)：
由于石油短缺和氣候變化，全世界的汽車制造商已經(jīng)努力于開發(fā)技術(shù)提高燃料效率。特別地，用于降低車輛重量但不會降低性能的技術(shù)近來已經(jīng)得到關(guān)注。更具體地，車輛下部的重量降低直接影響車輛性能和燃料效率的提高。再者，降低直接隸屬于車輪驅(qū)動負(fù)載(wheel drive load)的簧下質(zhì)量有效地提高燃料效率。在這些技術(shù)中，用于降低與占據(jù)大部分簧下質(zhì)量的制動盤相關(guān)的重量的技術(shù)已經(jīng) 在車輛制造公司之間流行起來。特別是使用鋁和灰口鑄鐵的組合來降低制動盤的重量而不降低其性能。如圖I中所示，傳統(tǒng)的制動盤10包括固定于輪轂的帽部件30和在制動時(shí)產(chǎn)生摩擦的盤板20。帽部件30和盤板20 —般是由灰口鑄鐵制造的，灰口鑄鐵含有片狀石墨并具有較好的制動特性，例如在振動衰減能力(vibration damping capacity)、阻尼能力、耐熱性、和潤滑功能方面具有優(yōu)勢。然而，因?yàn)榛铱阼T鐵的比重是7. 2g/cm3，所以制動盤是比較重的，導(dǎo)致燃料效率降低。因此，為了減輕該問題，利用不同材料包括灰口鑄鐵和鋁來形成制動盤會是有利的。而且，能夠可靠地將由不同材料制造的兩個(gè)元件機(jī)械地彼此結(jié)合從而滿足期望性能(例如，在耐用性、耐熱性、抗變形性等方面)的盤結(jié)構(gòu)在進(jìn)一步降低車輛的總重量方面將是有利的。應(yīng)當(dāng)理解，提供上述說明僅僅是為了幫助理解本發(fā)明，并不意味著本發(fā)明落在本領(lǐng)域的技術(shù)人員已經(jīng)知曉的相關(guān)技術(shù)的范圍內(nèi)。

發(fā)明內(nèi)容
因此，記住現(xiàn)有技術(shù)中出現(xiàn)的上述問題已經(jīng)作出本發(fā)明，且本發(fā)明的目的是提供利用兩種不同材料的制動盤，該制動盤被配置為，利用帶(strap)和鉚釘通過獨(dú)特的結(jié)合結(jié)構(gòu)將由鋁制造的元件和由灰口鑄鐵制造的元件彼此結(jié)合，這樣可以降低占據(jù)大部分簧下質(zhì)量重量的制動盤重量，而不會降低制動盤的性能。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供利用兩種不同材料的制動盤，包括由灰口鑄鐵制造的盤板，該盤板具有穿過其中部而形成的插入開口，并且圍繞插入開口的內(nèi)周緣形成有多個(gè)結(jié)合凹陷(coupling depression),在結(jié)合凹陷之間設(shè)置的各個(gè)突起部中形成有第一鉚釘孔；由鋁合金制造的帽部件，該帽部件插入盤板的插入開口，并且設(shè)置有圍繞帽部件的外周緣所設(shè)置的多個(gè)結(jié)合突起，該結(jié)合突起具有與結(jié)合凹陷的形狀相對應(yīng)的形狀，并且在各個(gè)結(jié)合突起中形成有第二鉚釘孔；按如下方式布置的多個(gè)帶各個(gè)帶越過盤板的對應(yīng)的第一鉚釘孔和帽部件的對應(yīng)的第二鉚釘孔；和多個(gè)鉚釘，該多個(gè)鉚釘插入相對應(yīng)的帶與相對應(yīng)的第一鉚釘孔和第二鉚釘孔以將帶、盤板、和帽部件固定在一起。盤板的結(jié)合凹陷可以沿著插入開口的內(nèi)周緣形成波形。而且，帽部件的結(jié)合突起可以形成與由結(jié)合凹陷形成的波形相對應(yīng)的波形。各個(gè)鉚釘可以具有預(yù)定長度的圓柱形，并且在將鉚釘結(jié)合至盤板和帽部件時(shí)，鉚釘?shù)南喾磧啥丝梢詨褐瞥赏咕壭螤?flangeshape)，其中在壓力下凸緣形狀的相反兩端分別與盤板和帽部件緊密接觸。盤板的插入開口的內(nèi)周緣和帽部件的外周緣可以具有彼此相對應(yīng)的形狀，并且在處于結(jié)合狀態(tài)時(shí)其可以彼此隔開預(yù)定的距離。而且，各個(gè)帶的相反兩端可以位于盤板的相對應(yīng)的第一鉚釘孔處，且其中間部分可以位于帽部件的相對應(yīng)的第二鉚釘孔處?！Э梢越惶娴夭贾迷诒P板的上表面和下表面，且各個(gè)帶的相反兩端可以通過鉚釘緊密地固定于盤板的上表面或下表面。此外，沿著插入開口的內(nèi)周緣在盤板的上端可以形成有凸緣，其中結(jié)合凹陷可以形成于凸緣中，且可以圍繞帽部件下端的圓周而設(shè)置結(jié)合突起。此外，各個(gè)鉚釘可以由不銹鋼合金制造。盤板可以由灰口鑄鐵制造，灰口鑄鐵的主要組分是鐵，并含有3. 0wt%到3. 8wt%的碳、I. 0wt%到2. 8wt%的娃、I. 0wt%或更少的猛(大于Owt % )、0· 2wt%或更少的磷(大于Owt % )、0· 15wt%或更少的硫(大于Owt % )、和其它不可缺少的雜質(zhì)，且帽部件可以由合金制造，其主要組分是鋁，并含有O. lwt%或更少的銅(大于0wt% )、I. 3wt%或更少的娃(大于0wt% )、0· 6wt%到3. 0wt%的鎂、O. 25wt%或更少的鋅(大于0wt% )、0· 5wt%或更少的鐵(大于0wt% )、1· 0wt%或更少的猛(大于Owt% )、0· 35wt%或更少的鉻(大于0wt% )、和其它不可缺少的雜質(zhì)。各個(gè)帶可以由高強(qiáng)度彈簧鋼制造，其主要組分是鐵，并含有O. Swt %到I. Iwt %的碳、O. 035wt%或更少的娃(大于Owt % )、0· 5wt%或更少的猛(大于Owt % )、0· 03wt%或更少的磷(大于0wt% )、0· 03wt%或更少的硫(大于0wt% )、和其它不可缺少的雜質(zhì),并且鉚釘可以由不銹鋼合金制造，其主要組分是鐵，并含有O. 15wt%或更少的碳(大于0wt%)、I. Owt %或更少的娃(大于Owt % )、2· Owt %或更少的猛(大于Owt % )、0· 05wt%或更少的磷(大于Owt % )、0· Iwt %或更少的硫(大于Owt % )、6wt %到IOwt %的鎳、16wt %至Ij20wt%的鉻、和其它不可缺少的雜質(zhì)。


根據(jù)下面的詳細(xì)說明連同附圖將更清楚地理解本發(fā)明的上述和其它目的、特征、和優(yōu)勢，在附圖中圖I是示出傳統(tǒng)的制動盤的透視圖；圖2是根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施方式利用不同材料的制動盤的正視圖；圖3到圖6是分別示出圖2的制動盤的元件的透視圖；圖7是沿著圖2中的A-A線截取的截面圖；且圖8是沿著圖2中的B-B線截取的截面圖。
具體實(shí)施例方式在下文中，將參考附圖詳細(xì)地描述根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式利用不同材料的制動盤。
應(yīng)理解，本文使用的術(shù)語“車輛”或“車輛的”或其他類似術(shù)語包括通常的機(jī)動車，例如，包括多功能運(yùn)動車(SUV)、公共汽車、卡車、各種商務(wù)車的客車，包括各種船只和船舶的水運(yùn)工具，飛行器等等，并且包括混合動力車、電動車、插入式混合電動車、氫動力車和其它代用燃料車(例如，來源于石油以外的資源的燃料)。如本文所提到的，混合動力車是具有兩種或多種動力源的車輛，例如，具有汽油動力和電動力的車輛。圖2是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式的制動盤的正視圖。圖3到圖6是分別示出圖2的制動盤的元件的透視圖。根據(jù)本發(fā)明的制動盤包括盤板100、帽部件200、帶400、和鉚釘600。本發(fā)明的示例性實(shí)施方式中的盤板100是由灰口鑄鐵制造的，且帽部件200是由一種不同材料制造的，優(yōu)選地是鋁合金。穿過盤板100的中部形成有插入開口 110。圍繞插入開口 110的內(nèi)周緣形成有多個(gè)結(jié)合凹陷140。在結(jié)合凹陷140之間設(shè)置的各個(gè)突起部160中形成鉚釘孔162。帽部件200由鋁合金制造，并插入盤板100的插入開口 110中。圍繞帽部件200的外周緣設(shè)置有形狀與結(jié)合凹陷140形狀相對應(yīng)的多個(gè)結(jié)合突起240。在各個(gè)結(jié)合突起240中形成有鉚釘孔242。以如下方式布置帶400 :各個(gè)帶400越過盤板100的相對應(yīng) 的鉚釘孔162和帽部件200的相對應(yīng)的鉚釘孔242。鉚釘600插入對應(yīng)的帶400和對應(yīng)的鉚釘孔162和242中，以將帶400、盤板100和帽部件200固定在一起。優(yōu)選地，利用灰口鑄鐵通過模制形成盤板100，并利用鋁合金通過鍛造形成帽部件200。然后，將盤板100和帽部件200彼此結(jié)合并進(jìn)行處理以制造完整的產(chǎn)品。由于這樣的制造過程，可以降低生產(chǎn)成本。插入開口 110形成于盤板100的中部，且帽部件200插入插入開口 110中，該插入開口 110被設(shè)置為將盤板100與帽部件200機(jī)械地結(jié)合在一起，從而產(chǎn)生獨(dú)特結(jié)構(gòu)，應(yīng)用該獨(dú)特結(jié)構(gòu)以使盤板100和帽部件200之間的熱傳遞最少并提高散熱效果，從而防止元件因熱而變形。具體地，盤板100是由灰口鑄鐵制造的，并且在其中部具有插入開口 110。圍繞插入開口 110的內(nèi)周緣形成有結(jié)合凹陷140。在結(jié)合凹陷140之間設(shè)置的各個(gè)突起部160中形成有鉚釘孔162。帽部件200安裝于插入開口 110中。帽部件200由比盤板輕的材料制造，優(yōu)選是由鋁合金制造，并且被結(jié)合至盤板100的插入開口 110，其中圍繞帽部件200的外周緣設(shè)置有形狀與結(jié)合凹陷140形狀相對應(yīng)的結(jié)合突起240。鉚釘孔242形成于各個(gè)結(jié)合突起240中。由于結(jié)合凹陷140和結(jié)合突起240之間的這種結(jié)合結(jié)構(gòu)，盤板100和帽部件200可以可靠地抵抗制動扭矩。而且，通過帶400和鉚釘600可以進(jìn)一步增加制動盤的強(qiáng)度。具體地，將帶400布置在盤板100的相對應(yīng)的鉚釘孔162和帽部件200的相對應(yīng)的鉚釘孔242上。帶400通過插入帶400和相對應(yīng)的鉚釘孔162和242中的鉚釘600而固定至盤板100和帽部件200。在示例性實(shí)施方式中，如附圖中所示，盤板100的結(jié)合凹陷140沿著插入開口 110的內(nèi)周緣形成波形。帽部件200的結(jié)合突起240形成與結(jié)合凹陷140的波形相對應(yīng)的波形。也就是說，盤板100和帽部件200具有突起部160和240與凹陷部140和260，突起部和凹陷部具有相同的曲率半徑，這樣這兩個(gè)元件彼此精確地接合在一起。因此，不僅制動扭矩均勻地分散至帶400和鉚釘600，而且重量也均勻地分布。因此，可以提高車輛的可操縱性。同時(shí)，各個(gè)鉚釘600具有預(yù)定長度的圓柱形。鉚釘600的相反兩端620在結(jié)合時(shí)具有擠壓的凸緣形狀，這樣在壓力下其與盤板100和帽部件200緊密接觸。如圖6中所示，在裝配期間鉚釘600的相反兩端620被強(qiáng)力地?cái)D壓，從而形成凸緣形狀。由此，可以提高帶400和元件緊密接觸的能力。而且，盤板100的插入開口 110的內(nèi)周緣和帽部件200的外周緣具有彼此對應(yīng)的形狀，并且在處于裝配狀態(tài)時(shí)它們優(yōu)選地彼此間隔開預(yù)定距離。如圖2中所示，因?yàn)楸P板100和帽部件200具有彼此相對應(yīng)的形狀，且彼此間隔開預(yù)定距離，所以可以補(bǔ)償不同材料之間熱膨脹程度的差異。而且，防止熱從盤板100直接傳遞到帽部件200。優(yōu)選地，插入開口 110的內(nèi)周緣與帽部件200的外周緣之間的距離必須適合于在熱膨脹時(shí)使兩個(gè)元件彼此接觸，從而在其之間可靠地傳輸制動扭矩。同時(shí)，如圖2中所示，各個(gè)帶400被布置為使其相反兩端420位于盤板100的相對應(yīng)的鉚釘孔162處，并且其中間部分440位于帽部件220的相對應(yīng)的鉚釘孔242處。而且，帶400交替地布置在盤板100的上表面和下表面。各個(gè)帶400的相反兩端420通過鉚釘600緊密地固定于盤板100的上表面或下表面。具體地，圖7是沿著圖2的A-A線截取 的截面圖。圖8是沿著圖2的B-B線截取的截面圖。通過參考圖7和圖8將能夠清楚地理解該結(jié)合結(jié)構(gòu)。具體地，帶400以對稱形狀交替地布置在盤板100的上表面和下表面。帶400的相反兩端420通過鉚釘600緊密地固定于對應(yīng)的盤板100的上表面和下表面。在示例性實(shí)施方式中，帶400的中間部分440通過鉚釘600只固定于帽部件200。然而，本發(fā)明并不限于此。由此，盤板100和帽部件200彼此可靠地結(jié)合。鉚釘600可以被配置為，結(jié)合至盤板100的鉚釘600的尺寸不同于結(jié)合至帽部件200的鉚釘600的尺寸。同時(shí)，沿著插入開口 110的內(nèi)周緣在盤板100的上端形成有凸緣120。結(jié)合凹陷140在凸緣120中形成。圍繞帽部件200的下端圓周設(shè)置有結(jié)合突起240。由于這種結(jié)構(gòu)，可以使參與其間結(jié)合的元件部分的體積最小，因而降低制動盤的整個(gè)重量。而且，鉚釘400也可以由不銹鋼合金制造，從而防止結(jié)合力因腐蝕變得更小。具有上述結(jié)構(gòu)的盤板100可以由灰口鑄鐵制造，其主要組分是鐵，并且其含有
3.Owt %到3. 8wt %的碳、I. Owt %到2. 8wt %的娃、I. Owt %或更少的猛(大于Owt % )、
O.2wt%或更少的磷(大于0wt% )、0· 15wt%或更少的硫(大于0wt% )、和其它不可缺少的雜質(zhì)。帽部件200可以由合金制造，其主要組分是鋁，并且其含有O. lwt%或更少的銅(大于0wt% )、I. 3wt%或更少的娃(大于0wt% )、0· 6wt%到3. 0wt%的鎂、O. 25wt%或更少的鋅(大于0wt% )、0· 5wt%或更少的鐵(大于0wt% )、1· 0wt%或更少的猛(大于0wt% )、
0.35wt%或更少的鉻(大于0wt% )、和其它不可缺少的雜質(zhì)。帶400可以由高強(qiáng)度彈簧鋼制造，其主要組分是鐵，并含有0.8wt%到I. lwt%的碳、O. 035wt%或更少的娃(大于Owt % )、0· 5wt%或更少的猛(大于Owt % )、0· 03wt%或更少的磷(大于0wt% )、0· 03wt%或更少的硫(大于0wt% )、和其它不可缺少的雜質(zhì)。鉚釘600可以由不銹鋼合金制造，其主要組分是鐵，并含有O. 15wt%或更少的碳(大于0wt% )、
1.Owt %或更少的娃(大于Owt % )、2· Owt %或更少的猛(大于Owt % )、0· 05wt%或更少的磷(大于Owt % )、0· Iwt %或更少的硫(大于Owt % )、6wt%到IOwt %的鎳、16wt%到20wt%的鉻、和其它不可缺少的雜質(zhì)。而且，在將盤板100和帽部件200彼此結(jié)合并對其處理以產(chǎn)生完整的產(chǎn)品之前，可以利用灰口鑄鐵通過模制而形成盤板100，并且可以利用鋁合金通過鍛造而形成帽部件200，從而可以降低生產(chǎn)成本。如上所述，在根據(jù)本發(fā)明的利用至少兩種不同材料的制動盤中，其重量可以降低大約2kg，同時(shí)提供較好的制動特性，該制動特性與由灰口鑄鐵單一材料所制造的傳統(tǒng)制動盤的制動特性相當(dāng)。而且，盡管本發(fā)明的制動盤是由兩種不同的材料(例如，鋁和灰口鑄鐵)制造的，但是該制動盤足夠堅(jiān)固并能夠承受車輛的最大制動扭矩，因?yàn)橹苿颖P的部件通過帶和鉚釘可靠地彼此結(jié)合。而且，本發(fā)明的制動盤具有獨(dú)特的結(jié)構(gòu)，并被配置為使兩種不同材料之間的熱傳遞最少，從而可以可靠地防止熱變形。盡管為了說明的目的已經(jīng)公開了本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，但是本領(lǐng)域的技術(shù)人員將會理解，在不偏離所附權(quán)利要求所公開的本發(fā)明的范圍和精神的條件下可以做出各種修改、增加、和替代?！?br> 權(quán)利要求
1.一種由兩種不同材料構(gòu)成的制動盤，所述制動盤包括 由第一材料制造的盤板，所述盤板具有穿過其中部形成的插入開口，圍繞所述插入開口的內(nèi)周緣形成有多個(gè)結(jié)合凹陷，并且在所述結(jié)合凹陷之間所設(shè)置的各個(gè)突起部中形成有第一鉚釘孔； 由第二材料制造的帽部件，所述帽部件插入所述盤板的插入開口，并且設(shè)置有圍繞所述帽部件的外周緣設(shè)置的多個(gè)結(jié)合突起，所述結(jié)合突起具有與所述結(jié)合凹陷形狀相對應(yīng)的形狀，且在各個(gè)所述結(jié)合突起中形成有第二鉚釘孔； 多個(gè)帶，布置成使得各個(gè)所述帶越過所述盤板的對應(yīng)的第一鉚釘孔和所述帽部件的對應(yīng)的第二鉚釘孔；和 多個(gè)鉚釘，所述鉚釘插入對應(yīng)的帶與對應(yīng)的第一鉚釘孔和第二鉚釘孔中，以將所述帶、所述盤板和所述帽部件固定在一起。
2.如權(quán)利要求I所述的制動盤，其中所述盤板的結(jié)合凹陷沿著所述插入開口的內(nèi)周緣形成波形。
3.如權(quán)利要求2所述的制動盤，其中所述帽部件的結(jié)合突起形成與由所述結(jié)合凹陷形成的波形相對應(yīng)的波形。
4.如權(quán)利要求I所述的制動盤，其中各個(gè)所述鉚釘具有預(yù)定長度的圓柱形，并且在將所述鉚釘結(jié)合至所述盤板和所述帽部件時(shí)，所述鉚釘?shù)南喾磧啥吮粔撼赏咕壭螤睿渲性趬毫ο滤鐾咕壭螤畹南喾磧啥朔謩e緊密接觸所述盤板和所述帽部件。
5.如權(quán)利要求I所述的制動盤，其中所述盤板的插入開口的內(nèi)周緣和所述帽部件的外周緣具有彼此相對應(yīng)的形狀，并且在處于結(jié)合狀態(tài)時(shí)彼此間隔開預(yù)定距離。
6.如權(quán)利要求I所述的制動盤，其中各個(gè)所述帶的相反兩端位于所述盤板的對應(yīng)的第一鉚釘孔處，并且其中間部分位于所述帽部件的對應(yīng)的第二鉚釘孔處。
7.如權(quán)利要求6所述的制動盤，其中所述帶交替地布置在所述盤板的上表面和下表面，并且各個(gè)帶的相反兩端通過所述鉚釘緊密地固定于所述盤板的上表面或下表面。
8.如權(quán)利要求I所述的制動盤，其中沿著所述插入開口的內(nèi)周緣在所述盤板的上端形成有凸緣，其中所述結(jié)合凹陷形成于所述凸緣中，并且圍繞所述帽部件的下端的圓周而設(shè)置所述結(jié)合突起。
9.如權(quán)利要求I所述的制動盤，其中各個(gè)所述鉚釘由不銹鋼合金制造。
10.如權(quán)利要求I所述的制動盤，其中所述盤板由灰口鑄鐵制造，其主要組分是鐵，并含有3. Owt %到3. 8wt%的碳、I. Owt %到2. 8wt%的娃、I. Owt %或更少但大于Owt %的猛、0.2wt%或更少但大于0wt%的磷、O. 15wt%或更少但大于Owt %的硫、和其它不可缺少的雜質(zhì)，且 所述帽部件由合金制造，其主要組分是鋁，并含有O. Iwt %或更少但大于Owt %的銅、1.3wt%或更少但大于Owt %娃、O. 6wt%到3. Owt %的鎂、O. 25wt%或更少但大于Owt %的鋅、O. 5wt%或更少但大于Owt %的鐵、I. Owt %或更少但大于Owt %的猛、O. 35wt%或更少但大于0wt%的絡(luò)、和其它不可缺少的雜質(zhì)。
11.如權(quán)利要求I所述的制動盤，其中各個(gè)所述帶由高強(qiáng)度彈簧鋼制造，其主要組分是鐵，并含有O. 8wt%到I. lwt%的碳、O. 035wt%或更少但大于0wt%的娃、O. 5wt%或更少但大于Owt%的猛、O. 03wt%或更少但大于Owt%的磷、O. 03wt%或更少但大于Owt%的硫、和其它不可缺少的雜質(zhì)，且 所述鉚釘由不銹鋼合金制造，其主要組分是鐵，并含有O. 15wt%或更少但大于的碳、I. Owt %或更少但大于 Owt %的娃、2. Owt %或更少但大于Owt %的猛、O. 05wt%或更少但大于Owt %的磷、O. Iwt %或更少但大于Owt %的硫、6wt %到IOwt %的鎳、16wt %至Ij20wt%的鉻、和其它不可缺少的雜質(zhì)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種制動盤，該制動盤包括由第一材料制造的盤板，和穿過盤板中部而形成的插入開口。圍繞插入開口的內(nèi)緣形成有結(jié)合凹陷，并且在結(jié)合凹陷之間設(shè)置的各個(gè)突起部中形成有鉚釘孔。帽部件由第二材料制造，并且插入該插入開口中。圍繞帽部件的外緣設(shè)置有結(jié)合突起。在各個(gè)結(jié)合突起中形成有鉚釘孔。帶被布置為使得各個(gè)帶越過盤板的對應(yīng)的鉚釘孔和帽部件的對應(yīng)的鉚釘孔。鉚釘插入對應(yīng)的帶和對應(yīng)的鉚釘孔，以將帶、盤板和帽部件固定在一起。
文檔編號C22C38/04GK102954130SQ201110456468
公開日2013年3月6日 申請日期2011年12月30日 優(yōu)先權(quán)日2011年8月16日
發(fā)明者金潤哲, 李在永, 金成進(jìn), 韓在玟 申請人:現(xiàn)代自動車株式會社