盤式制動(dòng)器的制動(dòng)盤以及設(shè)有該制動(dòng)盤的制動(dòng)系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種制動(dòng)系統(tǒng)(1)，其設(shè)有制動(dòng)盤(2)和布置在制動(dòng)盤(2)兩旁的制動(dòng)鉗(3)。制動(dòng)盤(2)的制動(dòng)表面(11)適于與制動(dòng)鉗(3)配合以便在車輛上施加制動(dòng)力。該制動(dòng)系統(tǒng)(1)結(jié)合有轉(zhuǎn)動(dòng)電機(jī)(12，14，15，17；12，14，15，18)，該轉(zhuǎn)動(dòng)電機(jī)包括安裝在制動(dòng)盤(2)上的轉(zhuǎn)子元件(12)，該轉(zhuǎn)子元件與和車輛結(jié)合為一體的定子元件(14)配合。
【專利說(shuō)明】
盤式制動(dòng)器的制動(dòng)盤以及設(shè)有該制動(dòng)盤的制動(dòng)系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及的是一種盤式制動(dòng)器的制動(dòng)盤以及包括該制動(dòng)盤的制動(dòng)系統(tǒng)。本發(fā)明尤其涉及設(shè)有制動(dòng)帶的盤式制動(dòng)器，所述制動(dòng)帶由包括碳基體或金屬材料(例如，鐵-碳合金)的復(fù)合材料制成，以便用于在車輛上施加制動(dòng)動(dòng)作。更特別地但非排除性地，本發(fā)明涉及由碳制成的制動(dòng)盤和由碳-陶瓷制成的制動(dòng)盤。盤式制動(dòng)器包括制動(dòng)鼓和圍繞對(duì)稱軸線延伸的徑向外帶，該徑向外帶具有適于與車輛的制動(dòng)鉗配合的側(cè)制動(dòng)表面以便在車輛本身上施加制動(dòng)動(dòng)作。在復(fù)合材料型盤式制動(dòng)器中，所述徑向外帶包括碳基體。
【背景技術(shù)】
[0002]目前已知的是賽車上使用能量回收系統(tǒng)(例如一級(jí)方程式中的動(dòng)能回收系統(tǒng)“KERS”)以及道路車輛上使用能量回收系統(tǒng)，目的是將制動(dòng)過(guò)程中消耗的機(jī)械能轉(zhuǎn)化成用于向例如車載儀器提供電力的電能和/或用于向連接到驅(qū)動(dòng)輪的電機(jī)提供電力的電能，以便具有在需要時(shí)可以使用的電力儲(chǔ)備。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]在就像上面描述的那種安裝在車輛上的能量轉(zhuǎn)化裝置(從電能轉(zhuǎn)化成機(jī)械能以及從機(jī)械能轉(zhuǎn)化成電能)的范圍內(nèi)，本
【申請(qǐng)人】觀察到所述裝置是大而重的，在設(shè)計(jì)過(guò)程中必須在車輛上提供可以容納它們的必要空間。
[0004]因此本
【申請(qǐng)人】的目的是將用于轉(zhuǎn)化能量的裝置(即電機(jī))至少部分地結(jié)合在已有車輛元件(這些元件自身完成其他任務(wù))中，以便限制上面提到的裝置的尺寸和重量，并且還可以允許其與車輛的所述元件直接相互作用。
[0005]本
【申請(qǐng)人】已經(jīng)發(fā)現(xiàn)該目的可以通過(guò)將電機(jī)的部件結(jié)合到制動(dòng)系統(tǒng)中來(lái)實(shí)現(xiàn)。特別地，本
【申請(qǐng)人】已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，該目的可以通過(guò)如下方式來(lái)實(shí)現(xiàn):將旋轉(zhuǎn)電機(jī)的轉(zhuǎn)子元件安裝在盤式制動(dòng)器的復(fù)合材料或金屬材料(例如鐵-碳合金)制動(dòng)盤上，而電機(jī)的其他元件，包括定子元件，與車輛結(jié)合為一體。
[0006]上述目的基本是通過(guò)根據(jù)一個(gè)或多個(gè)所附的權(quán)利要求所述的盤式制動(dòng)器的制動(dòng)盤和所述的制動(dòng)系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)的。下面描述本發(fā)明的各個(gè)方面。
[0007]更具體地，根據(jù)一個(gè)方面，本發(fā)明涉及一種盤式制動(dòng)器的制動(dòng)盤，所述盤式制動(dòng)器包括制動(dòng)鼓和圍繞對(duì)稱軸線延伸的徑向外帶，所述徑向外帶具有適于與制動(dòng)鉗配合以便在車輛上施加制動(dòng)動(dòng)作的側(cè)制動(dòng)表面；
[0008]其特征在于，其包括旋轉(zhuǎn)電機(jī)的轉(zhuǎn)子元件，該轉(zhuǎn)子元件適于與安裝在車輛上的所述旋轉(zhuǎn)電機(jī)的定子元件配合。
[0009]根據(jù)一個(gè)不同的方面，本發(fā)明涉及一種制動(dòng)系統(tǒng)，包括:制動(dòng)盤，該制動(dòng)盤至少包括上面限定的特征;騎跨所述制動(dòng)盤布置的制動(dòng)鉗;旋轉(zhuǎn)電機(jī)，該旋轉(zhuǎn)電機(jī)包括所述制動(dòng)盤的轉(zhuǎn)子元件和安裝在車輛上的定子元件。
[0010]在本說(shuō)明書(shū)以及所附的權(quán)利要求中“旋轉(zhuǎn)電機(jī)”旨在是一種適于通過(guò)利用電磁感應(yīng)將電能轉(zhuǎn)化成機(jī)械能和/或?qū)C(jī)械能轉(zhuǎn)化成電能的裝置，即電動(dòng)機(jī)或發(fā)電機(jī)。
[0011]本
【申請(qǐng)人】首先證實(shí)了倘若將其部分地結(jié)合在制動(dòng)系統(tǒng)的制動(dòng)盤中，根據(jù)本發(fā)明的電機(jī)比安裝在車輛上的已知類型的能量轉(zhuǎn)化裝置更緊湊、更輕。
[0012]本
【申請(qǐng)人】還證實(shí)了本發(fā)明確保了電機(jī)與車輛車輪的直接相互作用，正如下面要描述的，而不需要會(huì)帶來(lái)負(fù)面能量消耗的其他轉(zhuǎn)化元件的介入。
[0013]本
【申請(qǐng)人】還證實(shí)了用根據(jù)本發(fā)明的制動(dòng)盤和系統(tǒng)可以回收的能量至少與利用諸如“KERS”之類的已知系統(tǒng)可回收的能量相當(dāng)。
[0014]在至少一個(gè)前述方面中，本發(fā)明可以具有下面所述的一個(gè)或多個(gè)優(yōu)選特征。
[0015]優(yōu)選地，所述轉(zhuǎn)子元件結(jié)合在制動(dòng)盤中。
[0016]優(yōu)選地，所述轉(zhuǎn)子元件與所述徑向外帶相聯(lián)。
[0017]在一個(gè)不同實(shí)施方式中，所述徑向外帶是由金屬材料制成的，優(yōu)選鐵，更優(yōu)選鐵-碳合金，更優(yōu)選鑄鐵。
[0018]在一個(gè)實(shí)施方式中，所述徑向外帶是由包括碳纖維的復(fù)合材料制成的。
[0019]本
【申請(qǐng)人】已經(jīng)證實(shí)了轉(zhuǎn)子元件的這種布置是有效的，因?yàn)橹苿?dòng)盤(由碳和/或碳-陶瓷制成)的徑向外帶的復(fù)合材料具有足夠高的導(dǎo)磁率“μ”以確保轉(zhuǎn)子元件與定子元件之間磁場(chǎng)的正確分布，從而確保電機(jī)的正確操作，這優(yōu)于傳統(tǒng)的金屬制動(dòng)盤。
[0020]優(yōu)選地，所述徑向外帶包括陶瓷基體，其優(yōu)選地由利用碳纖維增強(qiáng)的碳化硅制成。
[0021]優(yōu)選地，所述徑向外帶包括碳纖維基體，其優(yōu)選地由利用碳纖維增強(qiáng)的織物制成。
[0022]優(yōu)選地，所述徑向外帶在兩制動(dòng)表面上包括保護(hù)層，優(yōu)選是陶瓷的。
[0023]優(yōu)選地，所述轉(zhuǎn)子元件嵌入復(fù)合材料中。更優(yōu)選地，這種嵌入是在復(fù)合材料制動(dòng)盤的生產(chǎn)過(guò)程中執(zhí)行的。在一個(gè)實(shí)施方式中，所述徑向外帶是通過(guò)對(duì)插入模具中的樹(shù)脂粉末和碳纖維進(jìn)行加熱和加壓獲得的，其中例如磁性元件也插入所述模具中。在一個(gè)不同實(shí)施方式中，所述徑向外帶是通過(guò)合適地聯(lián)接和/或成形由碳纖維制成的織物片和/或條并對(duì)半成品進(jìn)行加熱和加壓制成的，其中例如將比如薄片形式的所述磁性元件插入所述片/條之間。
[0024]優(yōu)選地，所述轉(zhuǎn)子元件插入在復(fù)合材料中制成的容納部中。更優(yōu)選地，所述轉(zhuǎn)子元件在所述制動(dòng)盤(例如用上述方法獲得)基本完成并以具有所述容納部的方式成形后就與所述制動(dòng)盤相聯(lián)。
[0025]優(yōu)選地，所述轉(zhuǎn)子元件由保護(hù)層覆蓋，保護(hù)層優(yōu)選是陶瓷的，該保護(hù)層適于與制動(dòng)鉗的襯塊接觸。這樣，就避免了襯塊與轉(zhuǎn)子元件之間的直接接觸，即使所述轉(zhuǎn)子元件位于制動(dòng)表面上。
[0026]優(yōu)選地，所述轉(zhuǎn)子元件位于所述制動(dòng)盤的徑向周邊上。
[0027]優(yōu)選地，所述轉(zhuǎn)子元件關(guān)于所述制動(dòng)表面位于徑向更靠?jī)?nèi)的位置中。在該位置中，所述轉(zhuǎn)子元件無(wú)論它們是否嵌入并由復(fù)合材料覆蓋或不覆蓋(例如與其平齊)，都不會(huì)與制動(dòng)鉗的襯塊干涉，所述襯塊與制動(dòng)表面接觸作用。
[0028]優(yōu)選地，所述制動(dòng)盤具有通風(fēng)道，所述轉(zhuǎn)子元件位于所述通風(fēng)道內(nèi)。所述通風(fēng)道在兩制動(dòng)表面之間限定在徑向外帶內(nèi)部，優(yōu)選地具有基本徑向的延伸部，所述轉(zhuǎn)子元件優(yōu)選地部分占據(jù)所述通風(fēng)道。
[0029]根據(jù)所述旋轉(zhuǎn)電機(jī)的結(jié)構(gòu)，所述轉(zhuǎn)子元件可以被感應(yīng)或者可以是感應(yīng)器。類似地，所述定子元件可以是感應(yīng)器或被感應(yīng)。
[0030]在一個(gè)實(shí)施方式中，所述轉(zhuǎn)子元件是感應(yīng)線圈。
[0031]在一個(gè)實(shí)施方式中，所述轉(zhuǎn)子元件包括具有磁化線圈的電磁鐵感應(yīng)器。
[0032]在一個(gè)實(shí)施方式中，所述轉(zhuǎn)子元件是永久磁鐵感應(yīng)器。
[0033]優(yōu)選地，所述轉(zhuǎn)子元件(永久磁鐵或線圈)限定了與制動(dòng)盤的對(duì)稱軸線同軸的環(huán)。這種幾何結(jié)構(gòu)確保了圍繞制動(dòng)盤的轉(zhuǎn)動(dòng)軸線均勻的質(zhì)量分布以便防止發(fā)生令人煩惱的振動(dòng)。
[0034]優(yōu)選地，所述轉(zhuǎn)子元件圍繞制動(dòng)盤的對(duì)稱軸線連續(xù)地布置，以限定周期性鐵磁結(jié)構(gòu)，所述結(jié)構(gòu)具有由傳導(dǎo)材料制成的插入彼此的部件。優(yōu)選地，如果所述制動(dòng)盤由鐵-碳合金制成，并且所述轉(zhuǎn)子元件位于通風(fēng)道內(nèi)，則這些傳導(dǎo)材料部件由所述通風(fēng)道的壁構(gòu)成。優(yōu)選地，如果所述制動(dòng)盤由復(fù)合材料制成，則這些傳導(dǎo)材料部件也嵌入復(fù)合材料中并且插在所述轉(zhuǎn)子元件之間。
[0035]在一個(gè)實(shí)施方式中，如果旋轉(zhuǎn)電機(jī)的結(jié)構(gòu)需要，可以設(shè)置集電環(huán)，該集電環(huán)在所述轉(zhuǎn)子元件上滑動(dòng)以便將電流從所述轉(zhuǎn)子元件傳導(dǎo)到車輛或者將電流從車輛傳導(dǎo)到所述轉(zhuǎn)子元件。
[0036]所述定子元件例如可以是感應(yīng)線圈、具有磁化線圈的電磁鐵感應(yīng)器、永久磁鐵感應(yīng)器。
[0037]優(yōu)選地，所述旋轉(zhuǎn)電機(jī)是異步軸向電機(jī)、或者異步徑向電機(jī)、或者同步磁阻電機(jī)、或者軸向/徑向混合電機(jī)。
[0038]在一個(gè)實(shí)施方式中，所述定子元件結(jié)合到所述制動(dòng)鉗中。
[0039]在一個(gè)實(shí)施方式中，設(shè)置相對(duì)于所述制動(dòng)鉗固定的輔助體，該輔助體與所述制動(dòng)盤并置并且包括所述定子元件。在這種情況下，所述輔助體專門用于承載所述定子元件。
[0040]優(yōu)選地，所述輔助體延伸為一扇形件。
[0041]優(yōu)選地，所述輔助體在所述制動(dòng)盤的整個(gè)圓周延伸部上延伸。
[0042]優(yōu)選地，所述輔助體像環(huán)一樣沿著所述制動(dòng)盤的圓周延伸部圍繞制動(dòng)盤的徑向周邊延伸。優(yōu)選地，所述輔助體連接到所述制動(dòng)鉗并且除了所述制動(dòng)鉗存在的地方像一部分環(huán)一樣圍繞制動(dòng)盤的徑向周邊延伸。
[0043]優(yōu)選地，所述輔助體騎跨制動(dòng)盤的徑向周邊布置。換言之，在徑向平面上的截面中，所述輔助體具有U形形狀。優(yōu)選地，由所述輔助體承載的定子元件騎跨所述制動(dòng)盤延伸，并且由所述制動(dòng)盤承載的轉(zhuǎn)子元件在軸向上置于U的兩端之間。這就是異步軸向電機(jī)或軸向/徑向混合電機(jī)的幾何結(jié)構(gòu)。所述異步軸向電機(jī)顯著的優(yōu)點(diǎn)是實(shí)現(xiàn)定子元件有利且容易的纏繞，每匝具有良好的電流強(qiáng)度輸出并且具有良好的冷卻空氣通道(鑒于不需要轉(zhuǎn)子-定子鄰近設(shè)置)。
[0044]在一個(gè)不同的實(shí)施方式中，所述輔助體相對(duì)于制動(dòng)盤的徑向周邊僅放置在徑向外部的位置中。優(yōu)選地，所述輔助體在軸向上延伸制動(dòng)盤的厚度。優(yōu)選地，所述定子元件相對(duì)于轉(zhuǎn)子元件僅位于徑向外部的位置中。
[0045]在一個(gè)實(shí)施方式中，所述定子元件相對(duì)于轉(zhuǎn)子元件僅位于徑向上靠外的位置中，例如在放置在車輪輪轂(hub)處的輔助體中。
[0046]這是異步徑向電機(jī)或同步磁阻電機(jī)的幾何結(jié)構(gòu)。
[0047]異步徑向電機(jī)包括轉(zhuǎn)子元件和由特定線圈獲得的定子元件。同步磁阻電機(jī)包括由永久磁鐵限定的轉(zhuǎn)子元件和由特定線圈獲得的定子元件。
[0048]這兩種電機(jī)的顯著優(yōu)點(diǎn)在于組件的緊湊度，還因?yàn)楸仨殞⒍ㄗ优c轉(zhuǎn)子之間的氣隙限定到最小，以及在于定子元件距制動(dòng)盤的最熱區(qū)域的距離，從而使得由制動(dòng)器經(jīng)由摩擦產(chǎn)生的熱對(duì)機(jī)器的性能影響非常小。此外，同步磁阻電機(jī)具有非常簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)，尤其是轉(zhuǎn)子制動(dòng)盤具有非常簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)。
[0049]優(yōu)選地，所述輔助體具有類似于制動(dòng)鉗的布置，優(yōu)選地，還具有類似于所述制動(dòng)鉗的外形。
[0050]在一個(gè)實(shí)施方式中，所述輔助體和制動(dòng)鉗形成了圍繞制動(dòng)盤分布的單一本體。
[0051 ]在一個(gè)實(shí)施方式中，所述定子元件結(jié)合在制動(dòng)鉗中并且位于輔助體中。
[0052]優(yōu)選地，所述輔助體位于所述制動(dòng)盤的與連接到車輪的連接部相對(duì)的側(cè)上并面對(duì)所述制動(dòng)盤。
[0053]優(yōu)選地，所述輔助體安裝在承載車輪輪軸的固定的管狀體上。
[0054]這樣，所述輔助體隱藏并受保護(hù)于制動(dòng)盤之后。
[0055]優(yōu)選地，所述旋轉(zhuǎn)電機(jī)包括配置成控制從機(jī)械能到電能的能量轉(zhuǎn)化的控制裝置，優(yōu)選地還控制從電能到機(jī)械能的能量轉(zhuǎn)化。
[0056]所述控制裝置可以至少部分地容納在所述輔助體中和/或所述制動(dòng)鉗中。
[0057]所述控制裝置優(yōu)選地配置成用于控制所述電機(jī)作為發(fā)電機(jī)并存儲(chǔ)電能。所述電機(jī)因此連接到車載蓄能器。
[0058]優(yōu)選地，所述控制裝置配置成在車輛制動(dòng)階段用于控制所述電機(jī)作為發(fā)電機(jī)，以便回收否則會(huì)消散的部分動(dòng)能。
[0059]所述控制裝置可以配置成在車輛行駛過(guò)程中用于控制所述電機(jī)作為發(fā)電機(jī)，但吸收吸熱電動(dòng)機(jī)的部分驅(qū)動(dòng)動(dòng)力。
[0060]優(yōu)選地，所述控制裝置配置成用于控制所述電機(jī)作為電動(dòng)機(jī)以及控制施加到制動(dòng)盤的電磁驅(qū)動(dòng)扭矩。例如可以在短時(shí)情況下使用電磁扭矩以便結(jié)合吸熱電動(dòng)機(jī)的動(dòng)力和/或以零排放行駛或者結(jié)合制動(dòng)鉗的機(jī)械制動(dòng)扭矩。
[0061]蓄能器中蓄積的電能還可以用于向以可操作方式連接到驅(qū)動(dòng)軸的另外的、不同的電動(dòng)機(jī)提供電力。
[0062]根據(jù)本發(fā)明的制動(dòng)系統(tǒng)可以在車輛的至少一個(gè)車軸上實(shí)施，優(yōu)選地在兩個(gè)前車軸或兩個(gè)后車軸上實(shí)施，更優(yōu)選地在所有的車軸上實(shí)施。
[0063]從根據(jù)本發(fā)明的用于增加車輪輪胎性能的方法的優(yōu)選但不是排除性的實(shí)施方式的詳細(xì)描述中可以更清楚另外的特征和優(yōu)點(diǎn)。
【附圖說(shuō)明】
[0064]下面將參照僅作為非限定性示例提供的附圖進(jìn)行描述，其中:
[0065]圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的制動(dòng)系統(tǒng)的示意圖；
[0066]圖2是圖1的制動(dòng)系統(tǒng)的側(cè)視圖；
[0067]圖3示出了圖1的所述系統(tǒng)的一個(gè)實(shí)施方式變型的示意圖；
[0068]圖4是圖2的制動(dòng)系統(tǒng)的側(cè)視圖；
[0069]圖5A和5B示出了根據(jù)本發(fā)明的制動(dòng)系統(tǒng)的第二變型的各個(gè)視圖；
[0070]圖6A和6B示出了根據(jù)本發(fā)明的制動(dòng)系統(tǒng)的第三變型的各個(gè)視圖；
[0071]圖7A和7B示出了根據(jù)本發(fā)明的制動(dòng)系統(tǒng)的第四變型的各個(gè)視圖。
【具體實(shí)施方式】
[0072]根據(jù)本發(fā)明的制動(dòng)系統(tǒng)整體在圖1中用附圖標(biāo)記I表示。該系統(tǒng)I包括碳-陶瓷式制動(dòng)盤2和制動(dòng)鉗3 ο制動(dòng)盤2包括例如由金屬材料制成的制動(dòng)鼓4，制動(dòng)鼓設(shè)有用于連接到車輛車輪輪輞(rim)的附件5。徑向外帶6圍繞制動(dòng)鼓4并與制動(dòng)鼓成一體，該徑向外帶6構(gòu)成了實(shí)際的制動(dòng)盤并且由用碳纖維增強(qiáng)的碳化硅陶瓷基體制成。徑向外帶6的彼此相對(duì)的表面用各自的保護(hù)層7覆蓋，所述保護(hù)層7由陶瓷材料制成。附圖中示出的徑向外帶還具有在該帶6本身的厚度上做出的通風(fēng)道6a，這些通風(fēng)道6a沿著大致徑向方向延伸并且在所述帶6的徑向周邊處開(kāi)口。
[0073]所述徑向外帶6例如通過(guò)如下步驟獲得:
[0074]-制備至少包括碳纖維長(zhǎng)絲(filaments)和至少一種有機(jī)粘結(jié)劑的混合物；
[0075]-在模具中對(duì)前述混合物成型，以便獲得成形體；
[0076]-使所述成形體熱解以便獲得多孔碳結(jié)構(gòu)；
[0077]-將硅滲入所述碳結(jié)構(gòu)以便獲得前述的基本具有碳、硅和碳化硅基體的陶瓷復(fù)合物結(jié)構(gòu)；
[0078]-在所述彼此相對(duì)的表面上沉積保護(hù)涂層。
[0079]在一個(gè)實(shí)施方式變型中，所述徑向外帶6由用碳纖維增強(qiáng)的碳織物制成。
[0080]所述制動(dòng)鉗3騎跨所述徑向外帶6的徑向周邊布置并且與車輛的框架成一體或者更好地與固定的管狀體8成一體，所述管狀體8承載與制動(dòng)盤2和車輪成為一體的轉(zhuǎn)動(dòng)軸9。所述制動(dòng)鉗3包括制動(dòng)襯塊10，所述制動(dòng)襯塊10面向徑向外帶6的相應(yīng)的制動(dòng)表面11并且適于與制動(dòng)鉗3配合以便在車輛上施加制動(dòng)動(dòng)作。
[0081]所述制動(dòng)系統(tǒng)I還包括至少部分地集成于其中的旋轉(zhuǎn)電機(jī)。
[0082 ]所述旋轉(zhuǎn)電機(jī)包括插入制動(dòng)盤2的徑向外帶6中的多個(gè)轉(zhuǎn)子元件12。在圖1和2中示出的實(shí)施方式中，所述轉(zhuǎn)子元件12是沿著與制動(dòng)盤2的對(duì)稱軸線“X-X”(車輪的轉(zhuǎn)動(dòng)軸線)同軸的圓形路徑布置的永久磁體，并且插入在徑向外帶6的復(fù)合材料中形成的狹槽13中。所述永久磁體12與徑向外帶6的相應(yīng)表面平齊并且由相應(yīng)的覆蓋層7覆蓋。所述永久磁體12還在徑向上位于其中一個(gè)制動(dòng)表面11上。這些狹槽13例如是在模具中成型前述混合物的步驟中成形的，隨后在施加覆蓋層7之前插入這些永久磁體12。替代性地，這些永久磁體12可以直接插入模具中并且它們本身形成容納它們的狹槽13。
[0083]旋轉(zhuǎn)電機(jī)包括與轉(zhuǎn)子元件12以電磁方式相聯(lián)的多個(gè)定子元件14。圖1和2中示意性示出的這些定子元件14是感應(yīng)線圈并且電連接到電機(jī)本身的控制裝置15和蓄能器16(在圖1中示意性地示出)。在圖1和2的實(shí)施方式中，所述定子元件14安裝在制動(dòng)鉗3的一部分中和輔助體17中。所述輔助體17騎跨徑向外帶6的徑向周邊安裝并且與車輛的框架成為一體，或者更好地與管狀體8成為一體，所述管狀體8承載與制動(dòng)盤2和車輪成為一體的轉(zhuǎn)動(dòng)軸9。所述輔助體17在與制動(dòng)鉗3(圖2)徑向上相對(duì)的位置中安裝在制動(dòng)盤2上。在上述形式的未示出的實(shí)施方式變型中，所述定子元件14僅安裝在制動(dòng)鉗3中或者僅安裝在輔助體17中。
[0084]在圖3和4中示出的實(shí)施方式中，沒(méi)有(圖1和2的實(shí)施方式的)覆蓋層7，永久磁體12相對(duì)于制動(dòng)鉗3作用的制動(dòng)表面11位于徑向靠?jī)?nèi)的區(qū)域處。
[0085]此外，所述定子元件14具有不同的布置。特別地，所述定子元件14安裝在輔助體18中，輔助體18裝在固定的管狀體8上，所述管狀體8承載與制動(dòng)盤2成一體的轉(zhuǎn)動(dòng)軸9。所述定子元件14沿著圓形路徑圍繞對(duì)稱軸線“X-X”布置并且在軸向上面對(duì)所述永久磁體12。
[0086]在其他未示出的實(shí)施方式中，所述轉(zhuǎn)子元件12位于通風(fēng)道6a內(nèi)和/或徑向外帶6的其他部分中，完全沒(méi)入/嵌入復(fù)合材料中。
[0087]在圖5A和圖5B中示出的又一個(gè)實(shí)施方式中，制動(dòng)盤2是由金屬材料制成的，優(yōu)選地用鐵-碳合金制成，所述轉(zhuǎn)子元件12是永久磁體，這些永久磁體容納在通風(fēng)道6a中并且位于制動(dòng)盤2本身的徑向周邊部處。這些永久磁體12因此沿著圓周路徑一個(gè)接一個(gè)成系列地布置。通風(fēng)道6a的壁限定了置于轉(zhuǎn)子元件12之間的由傳導(dǎo)材料“C”制成的部分。所述轉(zhuǎn)子元件12因此通過(guò)由傳導(dǎo)材料“C”制成的插入彼此的部分限定了周期性鐵磁結(jié)構(gòu)。所述定子元件14(僅在圖5B中示出)由U形線圈構(gòu)成，均圍繞制動(dòng)盤2成系列地布置。每個(gè)U形定子元件騎跨制動(dòng)盤2的徑向周邊布置(圖5B)。所述的定子元件14部分地容納在制動(dòng)鉗3中并由制動(dòng)鉗3支撐(與所述制動(dòng)鉗3的延伸部對(duì)應(yīng)的一段圓弧)，并且部分地容納在輔助體19中并由輔助體19支撐。除了存在制動(dòng)鉗3的地方，該輔助體19像環(huán)一樣圍繞制動(dòng)盤2延伸，其在徑向平面內(nèi)也具有U形形狀。該實(shí)施方式的電機(jī)是異步軸向電機(jī)，其中續(xù)斷的磁流量具有軸向取向，即平行于制動(dòng)盤2的轉(zhuǎn)動(dòng)軸線“X-X”。在異步軸向電機(jī)的未示出的變型中，用特定的線圈代替永久磁體。
[0088]在圖6A和圖6B中示出的另外的實(shí)施方式在幾何結(jié)構(gòu)上與前述的類似。與前述的實(shí)施方式不同，所述定子元件14是僅在圓周方向上位于制動(dòng)盤2的外徑上的線圈，其中續(xù)斷的磁流量具有徑向取向。支撐所述定子元件14的輔助體20僅相對(duì)于制動(dòng)盤2放置在徑向外部的位置(其不騎跨制動(dòng)盤2延伸)并且在軸向上延伸與所述制動(dòng)盤2的厚度基本對(duì)應(yīng)的寬度。
[0089]圖6A和6B示出了異步徑向電機(jī)(在這種情況下定子元件12由特定線圈構(gòu)成)和同步磁阻徑向電機(jī)(在這種情況下所述定子元件12由永久磁體構(gòu)成)。
[0090]在能夠連續(xù)運(yùn)動(dòng)的同步磁阻轉(zhuǎn)動(dòng)電機(jī)中，輔助體20由圓柱形的鐵磁冠狀體(定子)構(gòu)成或包括圓柱形的鐵磁冠狀體，其中三個(gè)線圈14以相等的相互空間位移定位，三相交流電系統(tǒng)通過(guò)這些線圈運(yùn)行。這樣產(chǎn)生了轉(zhuǎn)動(dòng)磁場(chǎng)，其效果等同于通過(guò)使該結(jié)構(gòu)的固定部件轉(zhuǎn)動(dòng)獲得的效果。如果制動(dòng)盤的角速度等于轉(zhuǎn)動(dòng)磁場(chǎng)的角速度，角度保持恒定，扭矩跟隨保持恒定，該扭矩支撐了其轉(zhuǎn)動(dòng)。
[0091]圖7A和圖7B中示出的另外的實(shí)施方式是圖5A、5B、6A、6B所示的上述類型的結(jié)合，其是軸向/徑向混合電機(jī)。所述輔助體19與圖5A和5B中示出的類似。該輔助體19容納第一組定子元件14A，該第一組定子元件的結(jié)構(gòu)與圖5B中示出的定子元件14的結(jié)構(gòu)等同或類似，并且由均圍繞制動(dòng)盤2成系列地布置的U形線圈構(gòu)成。相同的輔助體19還容納第二組定子元件14B，該第二組定子元件的結(jié)構(gòu)與圖6B中示出的定子元件14的結(jié)構(gòu)等同或類似，并且由僅在圓周方向上位于制動(dòng)盤2的外徑上的線圈構(gòu)成。因此流路徑是橫交的(transverse)(既沿軸向方向又沿徑向方向)。
[0092]所述的轉(zhuǎn)動(dòng)電機(jī)可以起到發(fā)電機(jī)和/或電動(dòng)機(jī)的功能。
[0093]在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方式中，所述轉(zhuǎn)動(dòng)電機(jī)是發(fā)電機(jī)。車輪的以及與其成一體的制動(dòng)盤2的轉(zhuǎn)動(dòng)和永久磁體12的轉(zhuǎn)動(dòng)在定子元件14的線圈中產(chǎn)生電流。轉(zhuǎn)化成電能的機(jī)械能存儲(chǔ)在蓄能器16中。
[0094]優(yōu)選地，該操作發(fā)生在制動(dòng)階段，即當(dāng)吸熱電動(dòng)機(jī)不向車輪施加驅(qū)動(dòng)扭矩時(shí)。在該種情況下，是與由制動(dòng)鉗施加的制動(dòng)扭矩相關(guān)的能量被轉(zhuǎn)化成電能。
[0095]為此，所述控制裝置15以確?？梢曰厥盏姆绞娇刂颇芰康霓D(zhuǎn)化。
[0096]在任何情況下，該轉(zhuǎn)換還發(fā)生在電動(dòng)機(jī)將扭矩傳遞到車輪而使車輛行駛的時(shí)候。然而，在這種情況下，是吸熱電動(dòng)機(jī)(endothermic motor)的部分能量被轉(zhuǎn)化成電能。
[0097]在一個(gè)實(shí)施方式中，所述轉(zhuǎn)動(dòng)電機(jī)也是電動(dòng)機(jī)。蓄積在蓄能器16中的電能向定子元件14供電，定子元件14在轉(zhuǎn)子上(S卩在制動(dòng)盤2上和在與其相聯(lián)的車輪上)引起電磁驅(qū)動(dòng)扭矩。該電磁驅(qū)動(dòng)扭矩可以用于在加速或制動(dòng)鉗制動(dòng)動(dòng)作中結(jié)合吸熱電動(dòng)機(jī)的扭矩。
[0098]在一個(gè)替代性實(shí)施方式中，存儲(chǔ)在蓄能器16中的能量可以傳遞到混合動(dòng)力/電動(dòng)車輛的電池，以便增加其持續(xù)時(shí)間，確保更多公里的行駛距離和/或更大的車輛動(dòng)力。
[0099]在一個(gè)變型實(shí)施方式中，蓄積的能量可以用于向以可操作方式連接到電動(dòng)機(jī)軸的另外的且不同的電動(dòng)機(jī)提供動(dòng)力。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.盤式制動(dòng)器的制動(dòng)盤，包括制動(dòng)鼓⑷和圍繞對(duì)稱軸線(X-X)延伸的徑向外帶(6)，所述徑向外帶(6)具有適于與制動(dòng)鉗(3)配合以在車輛上施加制動(dòng)動(dòng)作的側(cè)制動(dòng)表面(11); 其特征在于，所述制動(dòng)盤包括轉(zhuǎn)動(dòng)電機(jī)(12，14，15，17;12，14，15，18)的轉(zhuǎn)子元件(12)，該轉(zhuǎn)子元件適于與安裝在車輛上的所述轉(zhuǎn)動(dòng)電機(jī)(12，14，15，17; 12，14，15，18)的定子元件(14)配合。2.根據(jù)前述權(quán)利要求所述的制動(dòng)盤，其中所述徑向外帶(6)由包括碳纖維的復(fù)合材料制成。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制動(dòng)盤，其中所述徑向外帶(6)由金屬材料制成，優(yōu)選由鐵-碳合金制成。4.根據(jù)前述權(quán)利要求中的一項(xiàng)所述的制動(dòng)盤，其中所述轉(zhuǎn)子元件(12)與所述徑向外帶(6)相聯(lián)。5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的制動(dòng)盤，其中所述轉(zhuǎn)子元件(12)嵌入所述復(fù)合材料中。6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的制動(dòng)盤，其中所述轉(zhuǎn)子元件(12)插入在所述復(fù)合材料中制成的容納部(13)內(nèi)。7.根據(jù)前述權(quán)利要求中的一項(xiàng)所述的制動(dòng)盤，其中由傳導(dǎo)材料(C)制成的部件插入所述轉(zhuǎn)子元件(12)之間。8.根據(jù)前述權(quán)利要求中的一項(xiàng)所述的制動(dòng)盤，其中所述轉(zhuǎn)子元件(12)相對(duì)于所述制動(dòng)表面(11)位于徑向上較靠?jī)?nèi)的位置中。9.根據(jù)權(quán)利要求2、4、5、6或7中的一項(xiàng)所述的制動(dòng)盤，其中所述轉(zhuǎn)子元件(12)由保護(hù)層(7)覆蓋，所述保護(hù)層優(yōu)選是陶瓷的，該保護(hù)層適于與制動(dòng)鉗(3)的襯塊(10)接觸。10.根據(jù)前述權(quán)利要求中的一項(xiàng)所述的制動(dòng)盤，其中所述制動(dòng)盤(2)具有通風(fēng)道(6a)，所述轉(zhuǎn)子元件(12)位于所述通風(fēng)道(6a)內(nèi)。11.根據(jù)前述權(quán)利要求中的一項(xiàng)所述的制動(dòng)盤，其中所述轉(zhuǎn)子元件(12)是永久磁體。12.制動(dòng)系統(tǒng)，包括: 根據(jù)權(quán)利要求1-11中的一項(xiàng)或多項(xiàng)所述的制動(dòng)盤(2); 騎跨制動(dòng)盤(2)布置的制動(dòng)鑰'(3)； 轉(zhuǎn)動(dòng)電機(jī)(12，14，15，17; 12，14，15，18)，該轉(zhuǎn)動(dòng)電機(jī)包括所述制動(dòng)盤(2)的所述轉(zhuǎn)子元件(12)和安裝在車輛上的定子元件(14)。13.根據(jù)前述權(quán)利要求所述的系統(tǒng)，其中所述轉(zhuǎn)動(dòng)電機(jī)(12，14，15，17;12，14，15，18)是異步軸向電機(jī)。14.根據(jù)權(quán)利要求12所述的系統(tǒng)，其中所述轉(zhuǎn)動(dòng)電機(jī)(12，14，15，17;12，14，15，18)是異步徑向電機(jī)。15.根據(jù)權(quán)利要求12所述的系統(tǒng)，其中所述轉(zhuǎn)動(dòng)電機(jī)(12，14，15，17;12，14，15，18)是同步磁阻電機(jī)。16.根據(jù)權(quán)利要求12所述的系統(tǒng)，其中所述轉(zhuǎn)動(dòng)電機(jī)(12，14，15，17;12，14，15，18)是軸向/徑向混合電機(jī)。17.根據(jù)權(quán)利要求12、13或16所述的系統(tǒng)，其中所述定子元件(14)騎跨所述制動(dòng)盤(2)延伸。18.根據(jù)權(quán)利要求12、14、15或16所述的系統(tǒng)，其中所述定子元件(14)相對(duì)于所述轉(zhuǎn)子元件(12)僅位于徑向上靠外的位置中。19.根據(jù)權(quán)利要求12、14、15或16所述的系統(tǒng)，其中所述定子元件(14)相對(duì)于所述轉(zhuǎn)子元件(12)僅位于徑向上靠?jī)?nèi)的位置中。20.根據(jù)前述權(quán)利要求12到19中的一項(xiàng)所述的制動(dòng)系統(tǒng)，其中所述定子元件(14)結(jié)合到所述制動(dòng)鉗(3)中。21.根據(jù)前述權(quán)利要求12到19中的一項(xiàng)所述的制動(dòng)系統(tǒng)，包括輔助體(I7;18)，該輔助體相對(duì)于制動(dòng)鉗(3)固定、與所述制動(dòng)盤(2)并置并且包括所述定子元件(14)。22.根據(jù)前述權(quán)利要求所述的制動(dòng)系統(tǒng)，其中所述輔助體(19，20)以環(huán)狀沿著所述制動(dòng)盤(2)的圓周延伸部圍繞制動(dòng)盤(2)的徑向周邊延伸。23.根據(jù)前述權(quán)利要求所述的制動(dòng)系統(tǒng)，其中所述輔助體(20)相對(duì)于所述制動(dòng)盤(2)的徑向周邊僅布置在徑向上靠外的位置中。24.根據(jù)權(quán)利要求20或22所述的系統(tǒng)，其中所述輔助體(17)布置成騎跨所述制動(dòng)盤(2)的徑向周邊。25.根據(jù)權(quán)利要求12所述的系統(tǒng)，其中所述輔助體(18)位于所述制動(dòng)盤(2)的與車輪的連接部(5)相對(duì)的側(cè)上并面向所述制動(dòng)盤(2)。26.根據(jù)權(quán)利要求20或25所述的系統(tǒng)，其中所述輔助體(17)裝在承載車輪輪軸(9)的管狀體(8)上。27.根據(jù)權(quán)利要求11到26中的一項(xiàng)所述的系統(tǒng)，包括控制裝置(15)，該控制裝置配置成用于控制所述轉(zhuǎn)動(dòng)電機(jī)(12，14，15，17; 12，14，15，18)作為發(fā)電機(jī)。28.根據(jù)前述權(quán)利要求所述的系統(tǒng)，其中所述控制裝置(15)配置成用于控制所述轉(zhuǎn)動(dòng)電機(jī)(12，14，15，17; 12，14，15，18)作為電動(dòng)機(jī)以及控制施加到制動(dòng)盤(2)的電磁驅(qū)動(dòng)扭矩。
【文檔編號(hào)】F16D65/12GK105874234SQ201480057791
【公開(kāi)日】2016年8月17日
【申請(qǐng)日】2014年9月16日
【發(fā)明人】F·羅薩
【申請(qǐng)人】布雷博Sgl碳陶瓷剎車股份公司