Вентилируемый тормозной диск и способ изготовления вентилируемого тормозного диска Российский патент 2025 года по МПК F16D65/12 

Область техники

Изобретение относится к области транспортного машиностроения, более конкретно, к вентилируемым тормозным дискам транспортных средств и способам их изготовления.

Предшествующий уровень техники

Известно, что при торможении в тормозах транспортных средств кинетическая энергия движущегося транспортного средства преобразуется в тепловую энергию или тепло, которое генерируется в тормозе, особенно в диске тормоза, и должно рассеиваться для предотвращения перегрева, который мог бы снижать эффективность торможения.

Для этого были разработаны тормозные диски, в которых фрикционная дорожка, на которую воздействует тормозная колодка, состоит из двух круглых пластин, обручей, колец или ободов, расположенных рядом на достаточном расстоянии друг от друга и соединенных между собой соединительными элементами таким образом, чтобы сформировать радиальные каналы для циркуляции воздуха между двумя ободами, увеличив таким образом площадь излучающей поверхности диска, и вызывать за счет центробежного действия значительно больший конвекционный воздушный поток, чем образуемый на наружной поверхности диска при его вращении, что приводит к значительно более эффективному охлаждению.

Известен тормозной диск, в котором соединительные элементы, используемые для соединения ступицы тормозного диска и фрикционного диска, имеют различные варианты выполнения:

- имеющие выемки и/или выступы на обеих концевых участках, т.е. на концевом участке, размещенном в ступице тормозного диска, и на концевом участке, размещенном во фрикционном кольце. Таким образом, соединительные элементы могут быть отлиты по форме с корпусом тормозного диска или фрикционным кольцом;

- имеющие расширение поперек их продольной оси, которое обеспечивает принудительное соединение с фрикционным кольцом или переходником для соединения соединительного элемента с устройством тормозного диска;

- выполненные с полыми штифтами, которые предназначены для обеспечения улучшенного охлаждения фрикционного диска;

-размещенные с возможностью перемещения в отверстиях тормозного диска (см. патент DE 10 2016 122 321 А1, МПК F16D65/12, 2018 г.).

Известен тормозной диск. Он имеет ступицу тормозного диска и фрикционное кольцо, соединенные друг с другом посредством штифтовых соединительных элементов. Соединительные элементы вставлены в сквозное аксиальное отверстие ступицы тормозного диска (см. DE 10 2009 021 852 А1, МПК F16D65/12, 2010 г.).

Описан соединительный элемент, который имеет выемки и/или выступы на обеих концевых участках, т.е. на концевом участке, размещенном в ступице тормозного диска, и на концевом участке, размещенном во фрикционном кольце (см. патент DE 10 2013 002300 B3, МПК F16D69/04, 2014 г.).

Известен вентилируемый диск для дискового тормоза, в котором фрикционная дорожка получена посредством литья и соединена с также отлитой опорной ступицей диска посредством соединительных элементов в виде шпилек, распределенных по периметру опорной ступицы диска, отличающийся тем, что шпильки имеют один конец, снабженный захватывающим средством, прочно заделанным как вставка в материал фрикционной дорожки, а противоположный конец размещен как скользящая в осевом направлении вставки в материале ступицы диска.

Противоположный конец шпилек, размещенный с возможностью свободного скольжения в ступице диска, смазан графитом.

Конец каждой шпильки, который постоянно заделан во фрикционную дорожку, снабжен канавками или рельефными частями для его захвата (см. патент РФ №2253057, МПК F16D 65/12 (2000.01), 2005 г.).

Известен способ изготовления вышеуказанного вентилируемого диска для дискового тормоза с фрикционной дорожкой и ступицей диска, отделенными кольцевым пространством и соединенными друг с другом множеством шпилек, один конец которых соединен с дорожкой, а другой конец соединен со ступицей диска, включающий следующие операции:

- формирование литейного стержня с общей конфигурацией круглой пластины в форме "поля шляпы", в который вставлено и позиционировано множество шпилек, ориентированных в радиальном направлении относительно центра пластины, причем их радиально-наружные концы снабжены захватываемым средством, таким как кольцевые канавки, ребра или другие подобные рельефы и углубления, и их радиально-внутренние концы смазаны графитом, при этом литейный стержень имеет утолщенный кольцевой выступ, соответствующий пространству между дорожкой и ступицей диска, для расположения и удерживания шпилек,

-размещение литейного стержня в литейной форме, конфигурированной таким образом, чтобы формировать совместно с литейным стержнем первую полость, соответствующую дорожке, и вторую полость, соответствующую ступице диска, для получения дорожки и ступицы диска совместно, прикрепленных друг к другу по меньшей мере шпильками, посредством заливки в первую и вторую полости,

- заливку расплавленного металла в литейную форму,

- извлечение из формы совместно фрикционной дорожки и ступицы диска и

- удаление нежелательного металла с отливки посредством механической обработки.

При этом утолщенный выступ литейного стержня совместно с литейной формой оставляет по меньшей мере один соединительный зазор между первой и второй полостями таким образом, что при одном литье одним материалом получают совместно фрикционную дорожку и ступицу диска, соединенные материалом, содержащимся в зазоре, а также шпильками.

Материал, соответствующий указанному зазору, удаляют посредством механической обработки (см. патент РФ №2253057, МПК F16D 65/12 (2000.01), 2005 г.).

Известен вентилируемый тормозной диск, состоящий из фрикционного диска и соединенной с ним соединительными звеньями несущей части. Соединительные звенья выполнены в виде штифтов, пальцев или иных аналогичных элементов и распределены по окружности несущей части. Соединительные звенья выступают в углубления в окружной боковой стенке фрикционного диска. Тем самым фрикционное кольцо соединено со ступичной частью по "плавающей" или подвижной посадке (см. патент DE 4332951 А1, МПК F16D 65/12; F16D 65/847, 1994 г.).

Известен тормозной диск, имеющий ступицу тормозного диска, фрикционное кольцо, имеющее два фрикционных кольцевых диска и множество штыревых соединительных элементов для соединения ступицы тормозного диска и фрикционного кольца, причем между дисками фрикционного кольца образован канал охлаждения, диски с фрикционными дисками, имеющие соответствующие поверхности трения на своих внешних плоских поверхностях и соответствующие поверхности каналов охлаждения на своих внутренних плоских поверхностях, при этом фрикционное кольцо имеет множество приемных областей для приема штифтовых соединительных элементов, а ступица тормозного диска отлита с соединительными элементами на отдельном этапе посредством литья, отличающийся тем, что зазор, существующий между камерой тормозного диска и фрикционным кольцом, имеет такую ширину, которая обусловлена тем, что во время литья камеры тормозного диска по меньшей мере один участок боковая поверхность внутреннего диаметра фрикционного диска, которая замкнута сама по себе в окружном направлении, используется как часть литейной формы, и что осевое продолжение той части приемной области фрикционного диска, которая проходит от охлаждающей поверхность канала в направлении охлаждающего канала составляет 2-10 мм, предпочтительно 4-7,5 мм, еще более предпочтительно 5,5 мм.

Соединительные элементы имеют диаметр 3-6,5 мм, предпочтительно 4-5,5 мм, еще более предпочтительно 5 мм. Каждый соединительный элемент имеет длину 20-30 мм, предпочтительно 22-26 мм. Соединительные элементы выполнены коническими и имеют угол конусности 0,6°-3,6°, предпочтительно 1,6°-2,6°. Для соединения тормоза предусмотрены 21-42, предпочтительно 27-32, соединительных элементов (аналог - US2021246955, МПК F16D65/12, 2021 г.).

Известен тормозной диск, имеющий вентилируемое фрикционное кольцо, и несущую часть (ступицу), соединенную с фрикционным кольцом множеством штифтов, расположенных вокруг внешней окружности ступицы и выступающих радиально наружу из отверстий ротора, при этом штифты выполнены с возможностью перемещения внутри отверстий и соединены со ступицей колеса путем заливки (см. патент US5823303, МПК F16D65/12, 1998 г.).

Одно из существенных преимуществ тормозного диска, согласно изобретению, заключается в том, что когда ротор при высоких температурах, возникающих при работе, расширяется то, это компенсируется возможностью перемещения штифтов внутри отверстий. Конструкция, согласно изобретению, позволяет создать точное соединение с точными размерами.

Известен вентилируемый тормозной диск, имеющий фрикционное кольцо 12, состоящее из по меньшей мере двух разделенных перемычками 17 отдельных колец 12a, 12b, и несущую часть 11, по окружности которой предусмотрено несколько соединенных с ней соединительных частей 16, выступающих в выполненные на фрикционном кольце 12 несущие гнезда 18. Несущие гнезда 18 расположены на перемычках 17 фрикционного кольца 12 с зазором 20 от по меньшей мере одного из его отдельных колец 12a, 12b. Штифты 16 располагаются в отверстиях 22, выполненных в гнездах 18 со сравнительно малым люфтом с тем, чтобы фрикционное кольцо 12 могло незначительно перемещаться на штифтах 16. Наличие такой подвижности фрикционного кольца на штифтах необходимо постольку, поскольку в процессе торможения фрикционное кольцо 12 нагревается и поэтому расширяется, несколько отходя от ступичной части 11 в радиальном направлении (см. патент РФ № 2529107, МПК F16D 65/12 (2006.01), 2014 г.). Данное решение принято за прототип для устройства.

Все вышеуказанные решения имеют общий недостаток: в зоне соединения между ступичной (несущей) частью и фрикционным кольцом имеются различные элементы или участки, препятствующие потоку воздуха, которые, однако, необходимы, в частности, потому, что фрикционное кольцо соединено со ступичной (несущей) частью тормозного диска через прямолинейные соединительные элементы.

Для автомобилей, где используется охлаждение тормозных дисков потоком воздуха, лучше использовать ступичные части с минимальным воздушным зазором между фрикционным диском и алюминиевой ступичной частью для более эффективного теплообмена внутри каналов фрикционного диска.

Штыревые соединительные элементы требуют большого пространства, что не только затрудняет поступление потока охлаждающего воздуха, но и ограничивает конструктивные возможности приемных гнезд, используемых для размещения штыревых соединительных элементов.

В результате, охлаждение фрикционного кольца недостаточно и происходят большие тепловые расширения фрикционного кольца ближе к периферии и гораздо меньшие ближе к центру фрикционного кольца.

Таким образом, возникают деформации фрикционного кольца: они снижают эффективность торможения, могут приводить к разрушению фрикционного кольца вследствие термической усталости.

Кроме того, прямолинейная форма штырей, шпилек, штифтов и т.п., и их расположение, по существу, внутри пространства фрикционного кольца, диктует и размеры стенок ступичной части по высоте, что увеличивает её массу.

Известен способ изготовления вентилируемого тормозного диска. При изготовлении тормозного диска сначала из литейного чугуна изготавливают фрикционное кольцо 12, после чего в отверстия 22 вставляют штифты 16. После этого отливают ступичную часть 11. В процессе литья ступичной части 11 в ее наружную стенку 15 заливают также головки 16а штифтов 16. Продолжения 21 несущих гнезд 18 при этом можно одновременно использовать также для закрепления фрикционного кольца в литейной форме, в которой отливают ступичную часть 11. При литье ступичной части в ее материал непосредственно заливают торцы продолжений 21 несущих гнезд фрикционного кольца 12. При охлаждении ступичной части 11 между торцами продолжений 21 и торцом наружной стенки 15 ступичной части 11 образуется зазор 25. Однако такой зазор 25 должен быть минимально возможным. Фрикционное кольцо 12 соединено со ступичной частью 11 по плавающей посадке (см. патент РФ № 2529107, МПК F16D 65/12 (2006.01), 2014 г.).

Проведенный патентный поиск не выявил прототипа для способа изготовления вентилируемого тормозного диска.

Раскрытие сущности изобретения

Техническая проблема, решаемая изобретением - повышение эффективности охлаждения и снижение массы вентилируемого тормозного диска.

Технический результат от использования всех существенных признаков изобретения заключается в обеспечении эффективного охлаждения вентилируемого тормозного диска в процессе эксплуатации и снижении его веса.

Поставленный технический результат достигается за счет того, что в известном вентилируемом тормозном диске, содержащем фрикционное кольцо, состоящее из по меньшей мере двух отдельных колец, соединенных ребрами с образованием вентиляционных каналов и ступицу, по окружности которой установлено множество соединенных с ней путем заливки соединительных элементов, часть которых входит в выполненные на фрикционном кольце отверстия с возможностью ограниченного перемещения внутри указанных отверстий,

в соответствии с изобретением, соединительные элементы выполнены в виде изогнутых штифтов с вертикально ориентированной частью и прямой горизонтальной частью, указанные штифты вертикально ориентированной частью входят в кольцевой торец ступицы, а отверстия фрикционного кольца, принимающие прямую горизонтальную часть изогнутых штифтов, расположены над вентиляционными каналами фрикционного кольца.

Прямая горизонтальная часть изогнутых штифтов смазана графитом.

Вертикально ориентированная часть изогнутых штифтов выполнена с расширением на конце.

Выполнение соединительных элементов в виде изогнутых штифтов с вертикально ориентированной частью и прямой горизонтальной частью, которые вертикально ориентированной частью входят в кольцевой торец ступицы, позволяет поднять ступицу из внутреннего пространства фрикционного кольца и тем самым убрать помехи на пути охлаждающего воздушного потока, обеспечивая эффективное охлаждение вентилируемого тормозного диска. Кроме того, это позволяет уменьшить высоту боковых стенок ступицы, тем самым облегчить ее.

Выполнение отверстий фрикционного кольца, принимающих прямую горизонтальную часть изогнутых штифтов, расположенными над вентиляционными каналами фрикционного кольца также позволяет поднять ступицу из внутреннего пространства фрикционного кольца и тем самым убрать помехи на пути охлаждающего воздушного потока, обеспечивая эффективное охлаждение вентилируемого тормозного диска.

Смазка графитом прямой горизонтальной части изогнутых штифтов позволяет уменьшить трение при температурных расширениях штифта и фрикционного диска, обеспечивая эффективное охлаждение тормозного диска.

Техническая проблема, решаемая изобретением, относящимся к способу, заключается в разработке оптимальной технологии изготовления вентилируемого тормозного диска.

Технический результат от использования существенных признаков заявляемого способа - возможность изготовления вентилируемого тормозного диска, обладающего повышенной эффективностью охлаждения.

Поставленный технический результат достигается за счет того, что разработан способ изготовления вентилируемого тормозного диска, содержащего фрикционное кольцо с вентиляционными каналами и ступицу, соединенные между собой посредством изогнутых штифтов, согласно которому для изготовления указанного вентилируемого тормозного диска на нижний полукокиль устанавливают фрикционное кольцо с вентиляционными каналами, в отверстия которого с помощью кондуктора установлены прямые горизонтальные части изогнутых штифтов, затем над вертикально ориентированной частью каждого из изогнутых штифтов устанавливают на нижний полукокиль по две полупластины для герметизации фрикционного кольца с прямыми горизонтальными частями изогнутых штифтов; устанавливают верхний полукокиль с образованием между полукокилями заливной формы для ступицы, причем вертикально ориентированные части изогнутых штифтов расположены по периферии указанной заливной формы для ступицы и заливают металл в пространство указанной заливной формы с образованием ступицы с залитыми в ее кольцевой торец вертикально ориентированными частями изогнутых штифтов, и после охлаждения металла демонтируют оба полукокиля и все полупластины с образованием собранного вентилируемого тормозного диска.

За счет использования всех существенных признаков заявляемого способа обеспечивается возможность изготовления вентилируемого тормозного диска, обладающего повышенной эффективностью охлаждения.

Краткое описание чертежей

Существо изобретения поясняется чертежами.

Фиг. 1 - вид 3/4 сверху на вентилируемый тормозной диск в сечении;

Фиг. 2 - установка штифтов во фрикционное кольцо с помощью кондуктора;

Фиг. 3 - установка фрикционного кольца на нижний полукокиль;

Фиг. 4 - установка полупластин на нижний полукокиль;

Фиг. 5 - установка полупластин на нижний полукокиль (вид I фиг. 4);

Фиг. 6 - установка верхнего полукокиля;

Фиг. 7 - заливка ступицы.

Осуществление изобретения

Вентилируемый тормозной диск содержит фрикционное кольцо 1 и ступицу 2, соединенные между собой.

Фрикционное кольцо 1 состоит из двух колец 3, 4, соединенных множеством ребер 5 с образованием вентиляционных каналов 6 (см. фиг. 1). Ребра 5 передают тормозной момент с одного кольца 3 на другое 4 и также служат для передачи тепла от фрикционных колец потоку воздуха, проходящего через каналы 6, образованные ребрами 5. Фрикционное кольцо 1 соединено со ступицей 2 посредством множества соединительных элементов, выполненных в виде изогнутых штифтов 7 (см. фиг. 1, 7). Изогнутые штифты 7 имеют вертикально ориентированную часть 9 и прямую горизонтальную часть 10. Вертикально ориентированная часть 9 выполнена с расширением 8 на конце. (см. фиг.1, 5). Вертикально ориентированная часть 9 каждого из изогнутых штифтов 7 входит в кольцевой торец 11 ступицы 2 и соединена с ней неразъемно путем заливки (см. фиг. 1, 7). Изогнутые штифты 7 расположены по окружности ступицы 2. Прямая горизонтальная часть 10 каждого из изогнутых штифтов 7 входит в выполненные во фрикционном кольце 3 отверстия 12 с возможностью ограниченного перемещения внутри указанных отверстий (см. фиг. 1, 2, 7). Отверстия 12 фрикционного кольца 3, принимающие прямую горизонтальную часть 10 изогнутых штифтов 7, расположены над вентиляционными каналами 6 фрикционного кольца (см. фиг. 1, 2, 5).

Изогнутые штифты 7 выполнены изогнутыми дважды в одной плоскости для обеспечения надежной заделки вертикально ориентированных частей 9 в нижнем торце 11 ступицы 2.

Прямая горизонтальная часть 10 каждого из изогнутых штифтов 7 может быть смазана графитом.

Глубина отверстий 12 фрикционного кольца 3 выбирается так, чтобы она была на несколько миллиметров, например, от 2 до 4 мм, больше длины установочного конца 13 прямой горизонтальной части 10 штифтов 7, входящего в указанное отверстие. Соотношение диаметра отверстий 12 и диаметра штифтов 7 выбрано таким образом, чтобы прямые горизонтальные части 10 штифтов 7 могли перемещаться по скользящей посадке. За счет этого фрикционное кольцо 1 при повышении температуры во время торможения вентилируемого тормозного диска имеет возможность свободно и беспрепятственно расширяться в радиальном направлении и поэтому менее подвержено образованию трещин.

Фрикционное кольцо 1 может быть изготовлено из чугуна, предпочтительно, но не обязательно, из серого чугуна, или в качестве альтернативы, из титана или стали, предпочтительно, но не обязательно, из нержавеющей стали.

Ступицу 2 изготавливают из алюминия или, в качестве альтернативы, из алюминиевого сплава или магния, или его сплава.

Изогнутые штифты 7 изготавливают из стали, предпочтительно, но не обязательно, из нержавеющей стали 30ХГСА.

Вертикально ориентированная часть 9 штифтов 7, снабженная расширением 8 на конце и залитая в кольцевой торец 11 ступицы 2, имеет прочное и жесткое соединение со ступицей 2.

Испытания показали, что для вентилируемых тормозных дисков, используемых в различных транспортных средства и подвергающихся различным нагрузкам количество изогнутых штифтов может меняться. Для средненагруженного вентилируемого тормозного диска достаточно 21 штуки изогнутых штифтов 7, соединяющих ступицу 2 с фрикционным кольцом 1. Также в зависимости от нагруженности вентилируемых тормозных дисков рассчитывают размеры изогнутых штифтов 7.

Ступица 2 поднята за пределы внутреннего пространства фрикционного кольца 1, благодаря использованию изогнутых штифтов 7. За счет того, что ступица 2 поднята из внутреннего пространства фрикционного кольца 1 и тем самым освобожден вход в вентиляционные каналы 6 и убраны помехи на пути охлаждающего воздушного потока, обеспечивается эффективное охлаждение вентилируемого тормозного диска. Кроме того, это позволяет уменьшить высоту боковых стенок 14 ступицы 2, тем самым облегчить ее.

Расположение ступицы 2 и изогнутых штифтов 7, соединяющих ее с фрикционным кольцом 1 над вентиляционными каналами 6, позволяет обеспечить поступление большего объема воздуха через вентиляционные каналы 6 фрикционного кольца и лучшее его охлаждение. Уменьшение высоты боковой стенки 14 ступицы 2 вентилируемого тормозного диска приводит к экономии материала, что способствует снижению веса и стоимости всего вентилируемого тормозного диска.

Известно, что ступица 2 тормозного диска образует соединение фрикционного кольца 1 с непоказанным шасси транспортного средства. Для достижения желаемого замедления транспортного средства применяются не показанные на фигурах тормозные колодки. Штифты 7 передают тормозной момент, действующий на фрикционное кольцо 1 вентилируемого тормозного диска, на ступицу 2 и, следовательно, на автомобиль. Таким образом, штифты 7 подвергаются очень высоким нагрузкам, и для эффективности работы вентилируемого тормозного диска важно, чтобы штифты 7 оставались неповрежденными, что напрямую влияет на выбор материала и размеров (диаметра, длины) данных элементов.

Для средненагруженного вентилируемого тормозного диска достаточно, например, двадцати одного штифта 7. Диаметр и длина штифтов 7 находятся в определенном соотношении друг с другом, однако как диаметр, так и длина могут свободно выбираться на основании проведенных расчетов в соответствии с рабочими нагрузками. Исходя из геометрии тормозного диска, рассчитываются углы изгиба штифтов. Тормозные диски могут иметь разный вылет (высоту), это потребует штифтов с разными углами изгиба. Большее количество изогнутых штифтов 7 позволяет значительно уменьшить размеры изогнутых штифтов 7 в отношении их диаметра и длины, как описано выше.

Для размещения изогнутых штифтов 7 фрикционное кольцо 1 имеет соответствующие отверстия 12, в которые вставляются прямые горизонтальные части 10 изогнутых штифтов 7 по скользящей посадке перед отливкой ступицы 2 тормозного диска и ее соединения с фрикционным кольцом 1 во время отливки.

Области ступицы 2 вентилируемого тормозного диска, в которых путем заливки она соединена с вертикально ориентированными частями 9 изогнутых штифтов 7, спроектированы настолько большими, насколько это необходимо для поглощения сил, испытываемых ступицей 2 тормозного диска через фрикционное кольцо 1 и штифты 7.

Пример конкретной реализации способа

Для изготовления описанного выше вентилируемого тормозного диска используют следующий способ.

Предварительно изготавливают изогнутые штифты 7 с верхней вертикально ориентированной частью 9, имеющей расширение 8 на конце, и прямой горизонтальной частью 10. Изогнутые штифты 7 могут быть изготовлены как из стандартных цилиндрических прутков путем гиба их тела под расчетными углами, так и отлиты.

В предварительно изготовленном фрикционном кольце 1, состоящем из двух отдельных колец 3, 4, соединенных между собой множеством ребер 5 с образованием вентиляционных каналов 6, над указанными вентиляционными каналами 6 во фрикционном кольце 3 выполняют множество отверстий 12. Количество отверстий 12 соответствует количеству изогнутых штифтов 7.

Устанавливают кондуктор 15 для монтажа и позиционирования изогнутых штифтов 7 вдоль оси вращения фрикционного кольца 1 и в отверстия 12 вставляют прямые горизонитальные части 10 изогнутых штифтов 7. Использование кондуктора 15 необходимо для того, чтобы избежать в дальнейшем перегрузки изогнутых штифтов 7 при эксплуатации, ввиду неправильной их установки в отверстиях 12 (см. фиг.2). После установки штифтов 7 снимают кондуктор.

Подсобранное с изогнутыми штифтами 7 фрикционное кольцо 1 устанавливают на нижний полукокиль 16. Вертикально ориентированные части 8 штифтов 7 расположены в отверстиях 17 нижнего полукокиля 16 (см. фиг. 3). Затем над каждым из изогнутых штифтов 7 на нижний полукокиль 16 устанавливают по две полупластины 18, 19 для герметизации фрикционного кольца 1 с прямыми выступающими частями 10 изогнутых штифтов 7 (см. фиг. 4, 5, 6). Устанавливают верхний полукокиль 20 с образованием между полукокилями 16, 20 заливной формы 21 для заливки ее выбранным металлом с образованием ступицы 2 и обеспечением минимального зазора между фрикционным кольцом 1 и ступицей 2 (см. фиг. 6). Периферийная часть 22 верхнего полукокиля 20 опирается на верхний торец фрикционного кольца 1. По периферии образованной заливной формы 21 внутри заливной формы расположены вертикально ориентированные части 8 штифтов 7 (см. фиг. 6, 7). Далее заливают металл в пространство заливной формы 21 между полукокилями 16, 20 и образуют таким образом ступицу 2, в нижний торец 9 которой одновременно залиты верхние вертикально ориентированные части 8 изогнутых штифтов 7 (см. фиг.7). После охлаждения металла последовательно демонтируют оба полукокиля 16, 20 и полупластины 18, 19 с образованием заготовки собранного вентилируемого тормозного диска, включающего фрикционное кольцо 1 и ступицу 2, неразъемно соединенные между собой посредством изогнутых штифтов 7 (см. фиг. 1). Затем дорабатывают ступицу.

Результаты испытаний показали высокую эффективность предлагаемого способа изготовления вентиляционного тормозного диска, обеспечивающего оптимальную технологию изготовления вентилируемого тормозного диска, а также высокую эффективность охлаждения фрикционного кольца в процессе эксплуатации получаемого вентилируемого тормозного диска и снижение его веса.

Заявляемое устройство вентилируемого тормозного диска может быть изготовлено из указанных материалов посредством заявляемого способа на известном технологическом оборудовании.

Заявляемые способ и устройство могут быть использованы в области транспортного машиностроения.

Изобретение относится к области транспортного машиностроения, более конкретно к вентилируемым тормозным дискам транспортных средств и способам их изготовления. Вентилируемый тормозной диск содержит фрикционное кольцо и ступицу, соединенные между собой посредством множества соединительных элементов, выполненных в виде изогнутых штифтов. Фрикционное кольцо состоит из двух колец, соединенных множеством ребер с образованием вентиляционных каналов. Изогнутые штифты имеют вертикально ориентированную часть и прямую горизонтальную часть. Вертикально ориентированная часть каждого из изогнутых штифтов входит в кольцевой торец ступицы и соединена с ней неразъемно путем заливки. Изогнутые штифты расположены по окружности ступицы. Прямая горизонтальная часть каждого из изогнутых штифтов входит в выполненные во фрикционном кольце отверстия с возможностью ограниченного перемещения внутри указанных отверстий. Способ изготовления вентилируемого тормозного диска заключается в последовательности выполнения следующих операций: подготавливают фрикционное кольцо с вентиляционными каналами, в отверстия которого установлены прямые горизонтальные части изогнутых штифтов; на нижний полукокиль устанавливают подготовленное фрикционное кольцо; над вертикально ориентированной частью каждого из изогнутых штифтов устанавливают на нижний полукокиль по две полупластины; устанавливают верхний полукокиль с образованием между полукокилями заливной формы для ступицы, причем вертикально ориентированные части изогнутых штифтов расположены по периферии указанной заливной формы для ступицы; заливают металл в пространство указанной заливной формы с образованием ступицы с залитыми в ее кольцевой торец вертикально ориентированными частями изогнутых штифтов; после охлаждения металла демонтируют оба полукокиля и все полупластины с образованием вентилируемого тормозного диска. Технический результат - обеспечение эффективного охлаждения вентилируемого тормозного диска в процессе эксплуатации и снижении его веса. 2 н. и 2 з.п. ф-лы, 7 ил.

1. Вентилируемый тормозной диск, содержащий фрикционное кольцо, состоящее из по меньшей мере двух отдельных колец, соединенных ребрами с образованием вентиляционных каналов, и ступицу, по окружности которой установлено множество соединенных с ней путем заливки соединительных элементов, часть которых входит в выполненные на фрикционном кольце отверстия с возможностью ограниченного перемещения внутри указанных отверстий,

отличающийся тем, что соединительные элементы выполнены в виде изогнутых штифтов с вертикально ориентированной частью и прямой горизонтальной частью, указанные штифты вертикально ориентированной частью входят в кольцевой торец ступицы, а отверстия фрикционного кольца, принимающие прямую горизонтальную часть изогнутых штифтов, расположены над вентиляционными каналами фрикционного кольца.

2. Вентилируемый тормозной диск по п.1, отличающийся тем, что прямая горизонтальная часть изогнутых штифтов смазана графитом.

3. Вентилируемый тормозной диск по п.1, отличающийся тем, что вертикально ориентированная часть изогнутых штифтов выполнена с расширением на конце.

4. Способ изготовления вентилируемого тормозного диска, содержащего фрикционное кольцо с вентиляционными каналами и ступицу, соединенные между собой посредством изогнутых штифтов, согласно которому для изготовления указанного вентилируемого тормозного диска на нижний полукокиль устанавливают фрикционное кольцо с вентиляционными каналами, в отверстия которого с помощью кондуктора установлены прямые горизонтальные части изогнутых штифтов, затем над вертикально ориентированной частью каждого из изогнутых штифтов устанавливают на нижний полукокиль по две полупластины для герметизации фрикционного кольца с прямыми горизонтальными частями изогнутых штифтов; устанавливают верхний полукокиль с образованием между полукокилями заливной формы для ступицы, причем вертикально ориентированные части изогнутых штифтов расположены по периферии указанной заливной формы для ступицы, и заливают металл в пространство указанной заливной формы с образованием ступицы с залитыми в ее кольцевой торец вертикально ориентированными частями изогнутых штифтов, и после охлаждения металла демонтируют оба полукокиля и все полупластины с образованием заготовки собранного вентилируемого тормозного диска.