用于盘式制动器的卡钳体和用于制造卡钳体的方法与流程

本发明涉及一种用于盘式制动器的卡钳体和制造所述卡钳的方法。

背景技术：

用于盘式制动器的卡钳体通常骑跨于可关联的制动盘，该制动盘具有第一制动表面或车辆侧制动表面，以及与所述第一制动表面相反的第二制动表面或轮侧制动表面。所述卡钳体通常包括至少部分地适于面向所述第一制动表面的第一伸长部或车辆侧伸长部，以及与所述第一伸长部相对且至少部分地适于面向所述第二制动表面的第二伸长部或轮侧伸长部。

用于盘式制动器的卡钳体通常通过模制、熔融和/或从固体中移除材料而单件地制成。通常通过使用铸造坯件或者通过从卡钳体中移除材料获得用于将制动流体或冷却油馈送到卡钳体中的导管和能够与卡钳体相关联的衬垫容置底座以及用于接收衬垫推进装置诸如汽缸活塞组件的底座。由申请人的文献WO-2013-105010-A1中已知通过铸造技术制造卡钳体的示例。

特别是对于赛车领域中的应用，精加工适于定制卡钳体，以便对待应对的赛车类型的特殊的特定的需求做出响应。

然而，从卡钳体中移除材料是一项费力的操作，因为它需要涉及难以进入的部分，例如，适于面向可关联的制动盘的卡钳体部分。通常需要执行适合于在所述部分上形成底切表面或凹部的操作。

例如，欧洲专利EP-1521657-B1示出了一种金属工件，该金属工件适于优选地用作通用铸造坯件，该金属工件包括通过不同的制造技术获得的下部和上部。特别地，所述上部通过烧结或熔融金属粉末过程获得，而所述下部通过削减制造技术获得。由此，可以获得铸造坯件，该铸造坯件包括具有适于在熔融材料中获得通道和腔体的形状的上部。

国际专利申请WO-2015-058043-A1和美国专利US-9062883-B2示出了部分通过削减制造技术诸如例如铸造技术获得的，且部分通过添加(additive，增材)制造技术或者换言之部分通过材料层叠获得的产品。特别地，专利US-9062883-B2示出了逐层获得的适于允许流体引入其中的通道。

已知的添加制造技术例如是：3D打印、选择性激光烧结和选择性粉末熔融。

因此，需要提供一种可以定制的用于盘式制动器的卡钳体，以便满足可能的需求和制造规格，同时确保准确地符合在设计的步骤期间建立的几何参数。

还需要提供一种制造用于盘式制动器的卡钳体的方法，该方法比已知的方案快且更有效，同时确保符合卡钳体的几何参数，和卡钳体的轻重量的令人满意的机械特征以及对操作情况下所产生的力的抵抗力的令人满意的机械特征。

技术实现要素：

本发明的目的是解决现有技术的缺点，并且针对提供用于盘式制动器的卡钳体以及制造所述卡钳体的方法的需求提供方案，如随附权利要求限定的。

这些目的和其它目的通过根据权利要求1所述的卡钳体和根据权利要求9所述的方法来实现。

一些有利的实施方式是从属权利要求的目的。

通过设置卡钳体，该卡钳体包括：至少两个分开的模块，该模块通过至少一种非添加制造技术获得，诸如例如通过熔融或模制或从固体中移除材料；并且该卡钳体包括至少一个接合元件，该接合元件适于连接通过添加制造技术获得的两个所述模块。可以确保卡钳体的高度定制和高度多功能性，同时确保半成品的初始高度模块化并且符合同时在设计步骤期间建立的几何公差。

特别地，通过设置适于在能够与卡钳体相关联的制动盘的相反制动表面上面向彼此的所述至少两个卡钳体模块，可以在卡钳体组装成单件之前在所述模块上执行材料移除过程。因此，所述模块的适于面向能够与卡钳相关联的所述盘的部分容易进入、容易用机器制造，并且具有甚至更加极端的制造公差。之后，通过设置接合元件使所述两个合适地加工过的模块彼此连接以形成单件的制动卡钳，该接合元件由至少一种添加制造技术通过材料层叠获得。

通过设置适于将所述至少两个卡钳体模块维持在适当的位置中的可移除的设备，同时所述接合元件通过添加制造技术获得，可以确保符合在设计步骤期间建立的作为整体的卡钳体的几何公差。

附图说明

参照附图，从下面通过非限制性实施例给出的优选实施方式的描述中，根据本发明的用于盘式制动器的卡钳体以及制造所述卡钳体的方法的另外的特征和优点将变得明显，在附图中：

-图1是根据本发明实施方式的卡钳体的轴侧图；

-图2是根据本发明实施方式的卡钳体的轴侧图；

-图3是根据本发明实施方式的卡钳体的轴侧图；

-图4是根据本发明实施方式的卡钳体的示意性剖视图；

-图5是根据本发明实施方式的卡钳体的示意性剖视图；

-图6是根据本发明实施方式的卡钳体的制造方法的示意性剖视图；

-图7是根据本发明实施方式的卡钳体的制造方法的示意性剖视图；

-图8是根据本发明实施方式的卡钳体的部件的示意性剖视图；

-图9是根据本发明实施方式的卡钳体的示意性剖视图；

-图10是根据本发明实施方式的卡钳体的平面图；

-图11是根据本发明实施方式的卡钳体的轴测图，其中卡钳体的部件是分离的；

-图12是根据本发明实施方式的卡钳体的沿图10中的箭头XII截取的竖向正视图；

-图13是根据本发明实施方式的卡钳体的轴测图，其中卡钳体的部件是分离的；

-图14A是根据本发明实施方式的卡钳体的沿图12中的箭头XIV截取的竖向正视图；

-图14B是图14A中卡钳体的视图，其中卡钳体的部件是分离的；

-图15A是根据本发明实施方式的卡钳体的沿图12中的箭头XV截取的竖向正视图；

-图15B是图15A中的卡钳体的视图，其中卡钳体的部件是分离的；

-图15C和图15D分别是根据本发明实施方式的卡钳体的部件作为整体和部件分离的平面图和俯视图。

-图16A是根据本发明实施方式的卡钳体的沿图14A中的箭头XVI截取的平面图；

-图16B是图16A中的卡钳体的视图，其中卡钳体的部件是分离的；

-图17A是根据本发明实施方式的卡钳体的沿图14A中的箭头XVII截取的平面图；

-图17B是图17A中的卡钳体的视图，其中卡钳体的部件是分离的；

-图18是根据本发明实施方式的卡钳体的平面图，其中示出了接合元件的轮廓；

-图19是根据本发明实施方式的卡钳体的竖向正视图；

-图19B是图19A中的卡钳体的视图，其中卡钳体的部件是分离的。

具体实施方式

参考附图，用于盘式制动器的卡钳体作为整体由附图标记1指示。

根据一般的实施方式，用于盘式制动器的卡钳体1，其中所述卡钳体1适于骑跨于可关联的制动盘2，该制动盘具有第一制动表面13或车辆侧制动表面13，以及与所述第一制动表面13相反的第二制动表面23或轮侧制动表面23。

在所述卡钳体1中，限定了与盘的旋转轴线一致的或平行的轴向方向A-A、与所述轴向方向A-A正交的径向方向R-R以及与所述轴向方向A-A和与所述径向方向R-R二者正交的切向方向T-T。

所述卡钳体1包括至少部分地适于面向所述第一制动表面13的第一伸长部11或车辆侧伸长部11，以及与所述第一伸长部11相对且至少部分地适于面向所述第二制动表面23的第二伸长部21或轮侧伸长部21。

所述第一伸长部11的至少一部分由至少第一模块10构成，并且所述第二伸长部21的至少一部分由至少第二模块20构成。

所述第一模块10和所述第二模块20通过至少一种非添加制造技术获得。通过非限制性实施例，所述第一模块10和所述第二模块20通过下述制造技术中的至少一种获得：熔融或模制或材料移除。

所述第一模块10包括至少第一定位表面12，并且其中所述第二模块20包括至少第二定位表面22。

所述第一定位表面12和所述第二定位表面22适于被布置成在面向彼此时基本上彼此平行。换言之，所述第一定位表面12和所述第二定位表面22在面向彼此时适于被布置在预定的平行度公差内。

根据实施方式，所述预定的平行度公差被表述为相对于切向方向T-T测量的由所述平行表面12、22共同形成的成角度的间隔。

根据实施方式，所述平行表面12、22被包括在至少部分为锥形的卡钳体部分中。

所述卡钳体1包括通过至少一种添加制造技术获得的至少一个接合元件30。

所述接合元件30使所述第一模块10和所述第二模块20彼此连接以形成单体件(single piece，整体件，一体件)，阻止对所述第一模块10和所述第二模块20进行相对定位(relative position)，使得所述第一定位表面和第二定位表面12、22基本上彼此平行。

根据实施方式，所述接合元件30适于保持模块的几何位置，使得制动是优化的，并且其中所述第一定位表面12和所述第二定位表面22共同形成相对于切向方向T-T的从-10°至+10°且优选地从-5°至+5°的角度。

根据实施方式，所述第一定位表面12和所述第二定位表面22共同形成相对于切向方向T-T的从-1°至+1°且优选地从-0.5°至+0.5°并且甚至更优选地从-0.1°至+0.1°的角度。

表述“相对于切向方向T-T的角度”意指在与所述切向方向T-T平行的且与所述径向方向R-R正交的平面上测量的在所述第一定位表面与第二定位表面12、22之间形成的角度。

根据实施方式，所述第一定位表面12和所述第二定位表面22彼此平行。

根据实施方式，所述接合元件30适于至少部分地形成至少一个桥接件3，并且其中当所述卡钳体1组装到制动盘2时，一个桥接件30适于骑跨于制动盘2。

有利地，设置被布置成在面向彼此时彼此平行的所述第一定位表面12和第二定位表面22确保了所述卡钳体1的尺寸被设置成在操作情况下提供精确的制动作用，并防止发生由卡钳体部件的位置的几何不平衡或几何不对准引起的剩余制动扭矩，该卡钳体部件适于面向所述可关联的制动盘的相反制动表面。

有利地，在获得所述接合元件30之前，通过从固体中移除材料来加工至少所述第一模块10或所述第二模块20，以便获得至少一个衬垫搁置底座的至少一部分，并且至少一个底座的至少一部分适于容置可关联的制动衬垫的推进系统。因此，所述从固体中移除材料的加工是优选的，由于所述第一模块和第二模块10、20在该步骤中是分开或分离的，并因此适于在通过移除材料进行加工的步骤期间被自由地定位。

有利地，所述接合元件30适于在所述第一模块10和所述第二模块20之间形成单体件，并且所述接合元件30本身在从所述第一模块和第二模块10、20中移除材料的过程之后获得。

有利地，设置适于在分开时通过材料移除进行处理的所述第一模块和第二模块10、20允许了相对于单块卡钳体沿着轴向方向A-A减小衬垫容置底座的大小，该单块卡钳体通过非添加制造技术获得。实际上，设置适于在它们相互分开时通过材料移除进行处理的所述第一模块和第二模块10、20避免了沿着轴向方向A-A设置适于容纳工具的间隙的区域，该工具的间隙适于在卡钳体的适于面向可关联的制动盘2的制动表面13、23的部件中获得腔体。

有利地，设置通过添加制造技术获得的所述接合元件30允许了定制所述至少一个桥接件3沿着轴向方向A-A的大小，以便获得沿着轴向方向A-A具有不同大小的一个单体件的卡钳体，该卡钳体适于与具有宽泛的轴向厚度范围的制动盘相关联。

有利地，设置通过添加制造技术获得的所述接合元件30允许了定制所述至少一个桥接件3的沿着径向方向R-R的部分的延伸，如桥肩部17、27的径向延伸，以便获得适于与具有不同径向延伸的制动盘相关联的一个单体件的卡钳体。

根据实施方式，所述第一模块10包括至少第一接合表面18，并且所述第二模块20包括至少第二接合表面28，其中第一接合表面和第二接合表面18、28适于通过所述接合元件30彼此连接。

根据实施方式，所述第一接合表面18和所述第二接合表面28彼此平行。

设置锥形的所述第一接合表面18和所述第二接合表面28允许了通过添加制造技术促进材料的沉积以形成所述接合元件30。

根据实施方式，所述第一接合表面和所述第二接合表面18、28彼此相对并且面向彼此。

根据实施方式，所述第一接合表面和所述第二接合表面18、28彼此相对。

根据实施方式，所述第一接合表面和所述第二接合表面18、28是相互不平行的。

根据实施方式，所述第一接合表面和所述第二接合表面18、28被布置在与径向方向R-R基本上正交的平面上。

根据实施方式，所述第一接合表面和所述第二接合表面18、28被布置在卡钳体1的适于被通过添加制造技术沉积的材料触及的部分中。

设置所述第一接合表面和所述第二接合表面18、28——被布置在卡钳体1的适于被通过添加制造技术沉积的材料触及的位置中——允许通过获得所述第一接合元件30来获得从相互分开的所述第一模块10和所述第二模块20处开始的单体件形式的卡钳体1，避免在所述卡钳体1的部分中留下不期望的空隙或缺口。

根据实施方式，所述接合元件30可以在内部包括适于通过添加制造技术获得的腔体。

根据实施方式，所述接合元件30包括适于传送流体的分配导管的至少一部分。

根据实施方式，所述分配导管适于使所述第一模块10的一部分与所述第二模块20的一部分流体流通。

根据实施方式，所述分配导管是衬垫冷却空气馈送导管(图中未示出)，该分配导管适于为能够与所述卡钳体1相关联的所述至少一个制动衬垫50传送冷却空气。

根据第一实施方式，所述第一模块10包括第一附接部14，并且其中所述第二模块20包括第二附接部24，并且其中所述第一附接部14和所述第二附接部24是锥形的，并且其中所述第一附接部14包括第一附接表面16，该第一附接表面基本上被布置成关于轴向方向A-A的底切部，并且其中所述第二附接部24包括第二附接表面26，该第二附接表面基本上被布置成关于轴向方向A-A的底切部。

设置锥形的所述第一附接表面14和第二附接表面24允许了促进材料的层叠以形成所述接合元件30。类似地，所述第一平行表面12和所述第二平行表面22是锥形的，以便促进材料的层叠以形成所述接合元件30。换言之，设置锥形的所述第一附接表面14和所述第二附接表面24防止获得不适于允许材料层叠的侧壁，诸如例如卡钳体的布置在激光束激发器或等离子体不可以触及的区域中的壁或部分。

根据实施方式，所述第一附接部14包括至少第一附接表面16，该第一附接表面基本上被布置成关于轴向方向A-A的底切部，并且其中所述第二附接部24包括至少第二附接表面26，该第二附接表面基本上被布置成关于轴向方向A-A的底切部。

根据实施方式，所述第一附接表面16和所述第二附接表面26是彼此相反的。

根据实施方式，所述第一附接表面16和所述第二附接表面26不适于面向彼此。

根据实施方式，所述接合元件30适于环绕或包围或结合所述第一附接表面和第二附接表面16、26。

设置接合元件30适于在所述第一附接表面和第二附接表面16、26的至少部分上执行环绕或者连续或不连续的结合动作，并协作以将所述第一模块和第二模块10、20有效地保持就位，从而起到几何维持元件的作用。

根据实施方式，所述第一附接部和第二附接部14、24适于包括彼此相反的并关于轴向方向A-A为底切部的表面。

根据实施方式，所述第一附接部和所述第二附接部14、24不适于包括关于径向方向R-R为底切部的表面。所述关于径向方向R-R的底切表面不可以被激光束激发器或等离子体触及，并因此将不适于允许通过添加制造技术进行材料层叠或材料沉积。

根据实施方式，至少所述第一模块10或所述第二模块20包括制动流体分配回路6的至少一部分。

根据实施方式，至少所述第一模块10或所述第二模块20包括至少一个衬垫容置部5，所述至少一个衬垫容置部适于接收能够与卡钳体1相关联的至少一个衬垫50。

根据实施方式，至少所述第一模块10或所述第二模块20包括推进系统底座4的至少一部分，该推进系统底座的至少一部分适于接收推进系统40的适于在能够与卡钳体相关联的所述衬垫50上施加推进作用的至少一部分。

根据实施方式，至少所述第一模块10或所述第二模块20包括通过材料移除实现的至少一个机械加工体(machining operation)。

根据实施方式，所述第一模块10包括至少第一凸出部15，所述第一凸出部适于从所述第一模块10悬臂式突出，以便形成至少第一桥肩部17。

根据实施方式，第一凸出部15包括所述第一定位表面12。换言之，根据实施方式，至少所述第一定位表面被布置在所述第一凸出部15上。

根据实施方式，所述第二模块20包括至少第二凸出部25，该第二凸出部适于从所述第二模块20悬臂式突出，以便形成至少第二桥肩部27。

根据实施方式，所述第二凸出部25包括所述第二定位表面22。换言之，根据实施方式，至少所述第二定位表面22被布置在所述第二凸出部25上。

设置所述第一模块和所述第二模块10、20的适于形成所述第一桥肩部和所述第二桥肩部17、27的部分允许通过所述接合元件30获得所述桥接件3的一部分。

根据实施方式，所述接合元件30包括下述中的至少一个：多孔部或网状部或梁骨部(trabecular portion)。

设置来自所述多孔部或网状部或梁骨部中的至少一种允许获得相对于完全由固体金属制成的卡钳体具有较少材料的卡钳体。设置来自所述多孔部或网状部或梁骨部中的至少一种允许获得下述卡钳体：该卡钳体在重量相等的情况下具有改善的机械性能，适于处理当卡钳体1处于工作状态时出现的应力，以及能够在机械性能是相当的情况下重量较轻。

设置所述至少一个网状部允许增大所述接合元件30的热交换表面。

根据实施方式，所述接合元件包括至少一个网状部，该至少一个网状部包括至少一个网状单元。

根据实施方式，所述网状单元包括基本上立方体型结构或微结构，其中材料主要分布在立方体的边缘上和连接所述立方体的顶点的节段上。

通过设置如上所述的网状结构，获得了优化的材料分布，能够在重量相等的情况下最大程度改善机械性能，适于处理当卡钳体1处于工作状态时出现的应力，以及能够在机械性能相当的情况下最大程度减小制动卡钳1的重量。

根据实施方式，所述接合元件30通过选择性激光烧结金属粉末来获得。根据实施方式，所述接合元件30通过熔融金属粉末获得。

根据实施方式，所述接合元件30的添加制造过程包括至少一个等离子体处理。根据实施方式，所述接合元件30通过等离子焊接获得。

根据实施方式，所述接合元件30适于形成浮动式制动卡钳的至少一个浮动部。根据实施方式，所述第一模块和第二模块10、20中的每一个适于形成固定卡钳的一部分。设置如上所述的接合元件30不限于特定类型的制动卡钳，因此确保了高度的构造通用性。

现在将根据上述任一实施方式描述卡钳体1的制造方法。

根据上述任一实施方式的用于制造卡钳体1的方法包括下述根据优选的顺序列出的步骤：

(A)通过至少一种非添加制造技术并以任意顺序获得所述第一模块10和所述第二模块20；

(B)通过从所述第一模块10和/或从所述第二模块20移除材料来实现至少一个机械加工体；

(C)通过添加制造技术获得所述接合元件30，使得该接合元件与所述第一模块10和所述第二模块20为单体件。

根据可能的操作模式，该方法在步骤B和步骤C之间包括另外的步骤：布置所述第一模块和第二模块10、20，以便保持模块10、20的几何位置，使得制动是优化的。换言之，设置所述第一模块和第二模块10、20，以便将模块10、20的几何位置保持在所述预定的平行度公差内。

根据可能的操作模式，方法在步骤B和步骤C之间包括另外的步骤：布置所述第一模块和第二模块10、20，使得所述第一模块10的所述第一定位表面12和所述第二模块20的所述第二定位表面22共同形成相对于切向方向T-T的从-10°至+10°且优选地从-5°至+5°的角度。

根据可能的操作模式，方法在步骤B和步骤C之间包括另外的步骤：布置所述第一模块和第二模块10、20，使得所述第一模块10的所述第一定位表面12和所述第二模块20的所述第二定位表面22共同形成相对于切向方向T-T的从-0.1°至+0.1°且优选地从-0.5°至+0.5°并且甚至更优选地从-0.1°至+0.1°的角度。

根据可能的操作模式，该方法在步骤B和步骤C之间包括另外的步骤：设置至少一件可移除设备29，该可移除设备适于将所述第一定位表面12和所述第二定位表面22保持成面向彼此并基本上平行。

根据可能的操作模式，所述接合元件30是逐层获得的。

根据可能的操作模式，在面向彼此的两个锥形表面之间获得所述接合元件30。

根据实施方式，所述可移除设备29包括至少一个模具。

根据实施方式，所述可移除设备29包括至少一个支撑件，该支撑件适于支撑所述接合元件30的至少一部分，同时所述接合元件30通过添加制造技术获得。

根据实施方式，所述可移除设备29包括至少第一支撑表面41和至少第二支撑表面42，该第一支撑表面适于面向并附着到所述第一定位表面12的至少一部分，该第二支撑表面适于面向并附着到所述第二定位表面22的至少一部分，以便保持所述第一定位表面12与所述第二定位表面22平行。

本领域技术人员可以对上述实施方式进行若干改变和修改，或者可以将元件替换为功能上等同的其他元件，以便在不脱离所附权利要求的范围的情况下满足可能的特定的需要。

附图标记列表

1 卡钳体

2 制动盘

3 桥接件

4 推进系统底座

5 衬垫容置部

6 制动流体分配回路

10 第一模块

11 卡钳体的第一伸长部

12 第一定位表面

13 制动盘的第一制动表面

14 第一模块的第一附接部

15 第一模块的第一凸出部

16 第一模块的第一附接表面

17 第一桥肩部

18 第一接合表面

20 第二模块

21 卡钳体的第二伸长部

22 第二定位表面

23 制动盘的第二制动表面

24 第二模块的第二附接部

25 第二模块的第二凸出部

26 第二模块的第二附接表面

27 第二桥肩部

28 第二接合表面

29 可移除设备

30 接合元件

40 推进系统

41 可移除设备的第一支撑表面

42 可移除设备的第二支撑表面

50 制动衬垫

A-A 轴向方向

R-R 径向方向

T-T 切向方向