Патент на изобретение №2256829

(54) ТОРМОЗНОЙ МЕХАНИЗМ

(57) Реферат:

Изобретение относится к области машиностроения, в частности к тормозным механизмам дисковых тормозов. Тормозной механизм установлен в скобе посредством цапф. Тормозное средство состоит из рычага, поперечины, нажимной обоймы и регулирующего механизма. Нажимная обойма снабжена скреплениями, проходящими по диагонали от центра нажимной обоймы вниз к обратной стороне нажимной пластины. Конструкция нажимной обоймы обеспечивает приложение усилия в определенных, раздельных участках тормозных колодок. Тормозной механизм образует единый узел, что облегчает его обслуживание и сборку. Техническим результатом является упрощение конструкции, снижение веса тормозного механизма при сохранении достаточной мощности для выдерживании ожидаемых напряжений и нагрузок. 10 з.п. ф-лы., 11 ил.

Настоящее изобретение относится к механизму дискового тормоза согласно вводной части п.1 формулы изобретения.

Функция тормозного механизма заключается в передаче тормозящего движения и в усилении усилия, передающегося от тормозного цилиндра на колодку дискового тормоза, а также в регулировании величины рабочего зазора между тормозной колодкой и диском. Механизм дискового тормоза размещается в скобе дискового тормоза и состоит из нажимной обоймы, поперечины, регулирующего средства и рычага. Нажимная обойма соединена с держателем тормозной колодки, в котором находится тормозная колодка, предназначенная для тормозящего зацепления с тормозным диском, причем нажимная обойма может аксиально перемещаться в скобе. Рычаг предназначен для передачи усилия торможения от тормозного цилиндра, прикрепленного к скобе, на поперечину. От поперечины усилие торможения передается на нажимную обойму.

Тормозной механизм этого типа предназначен в первую очередь для дискового тормоза, применяемого в дорожных транспортных средствах, но может также быть использован и на рельсовом транспорте. Тормозной механизм, являющийся предметом настоящего изобретения, разработан для всех видов тяжелых транспортных средств.

В настоящее время обычным является применение одной или двух нажимных пластин, воздействующих на тормозную колодку. Применение одной нажимной пластины предполагает уменьшение затрат и потребность в меньшем рабочем объеме. Две нажимные пластины применяют для улучшения распределения усилий, воздействующих на тормозную колодку. В данном изобретении низкие затраты, связанные с одной нажимной пластиной, сочетаются со стабильностью двух нажимных пластин.

Целью настоящего изобретения является создание механизма дискового тормоза, состоящего из меньшего количества деталей, что позволяет снизить его вес и уменьшить величину затрат при сохранении достаточной мощности для выдерживания ожидаемых напряжений и нагрузок.

Другой целью настоящего изобретения является создание механизма дискового тормоза как единого целого для облегчения его обслуживания и сборки на скобе дискового тормоза.

Еще одной целью является равномерное распределение усилий, воздействующих на тормозную колодку для предотвращения неравномерного износа тормозной колодки.

Указанные цели достигаются с помощью тормозного механизма, описанного в п.1 формулы изобретения.

Другие цели и преимущества настоящего изобретения станут очевидны для специалистов в данной области техники из детального описания, приведенного далее со ссылками на прилагаемые чертежи, на которых изображено следующее:

фиг.1 изображает перспективный вид с частичным вырывом тормозного механизма, согласно настоящему изобретению;

фиг.2 – сечение тормозного механизма по линии I-I на фиг.3;

фиг.3 – сечение тормозного механизма по линии II-II на фиг.2;

фиг.4 – перспективный вид с частичным вырывом скобы, в которую помещен механизм, показанный на фиг.1;

фиг.5, 6 изображают сечения по линиям III-III и IV-IV на фиг.3;

фиг.7, 8 – перспективные виды первого варианта реализации нажимной обоймы, тормозного механизма, согласно настоящему изобретению;

фиг.9 изображает вид в разрезе еще одного варианта реализации опоры рычага тормозного механизма;

фиг.10 и 11 изображают перспективные виды второго варианта реализации нажимной обоймы тормозного механизма, согласно настоящему изобретению.

На фиг.4 показано изображение скобы 4 дискового тормоза, в которую помещен тормозной механизм, являющийся предметом настоящего изобретения. Скоба тормоза может иметь любую известную конструкцию. Тормозной механизм соответствует показанному на фиг.1. На фиг.2, 3 и 5-11 показаны различные сечения и части тормозного механизма.

Тормозной механизм прикреплен к скобе 4 посредством цапф 3. Цапфы туго посажены на скобу 4.

Тормозной механизм содержит рычаг 1, 31, который одной стороной опирается на скобу 4. Рычаг 1, 31 воздействует на поперечину 6, 33. Поперечина 6, 33 соединена с нажимной обоймой 9, 34 винтом 7. Тормозной механизм содержит также регулятор 16.

Обычно рычаг 1, 31 приводится в действие тормозным цилиндром (не показан), который предпочтительно приводится в действие сжатым воздухом. Рычаг может иметь самые разные формы, из которых на чертежах показаны только два примера. По существу рычаг состоит из рукояти, отходящей от того, что можно назвать двумя криволинейными клиньями. Два клина образуют деталь U-образной формы, охватывающую регулирующий механизм. Каждый клин содержит поверхности, взаимодействующие с соответствующими поверхностями поперечины 6, 33 и цапф 3. Каждая из этих цапф 3 прикреплена к скобе 4. Внутренние цилиндрические поверхности рычага 1, 31 вставлены в цапфы 3 на подшипниках скольжения 2. Наружные цилиндрические поверхности 1а в первом варианте реализации рычага 1 примыкают к поперечине 6 посредством игольчатых подшипников 5. В другом варианте реализации рычаг 31 содержит наружную поверхность 31а, имеющую произвольную, некруглую форму, которая взаимодействует с роликами 32, размещенными в двух выемках 35 в поперечине 33. На фиг.9 рычаг 31, соответствующий второму варианту реализации изобретения, показан в исходном положении, т.е. перед приведением в действие тормоза. В исходном положении ролики 32 находятся с одного конца выемок 35, и во время движения рычага 31 ролики 32 будут перемещаться к другим концам выемок 35, соответствующим максимальной степени перемещения рычага 31. Таким образом, существует возможность варьирования формы криволинейной поверхности 31а рычага 31, соприкасающейся с роликами 32. Это выполняется для обеспечения варьирования усилия, которое тормозной механизм передает на тормозные колодки.

Рычаг 1, 31 содержит направляющие поверхности 1b, взаимодействующие с направляющим кольцом 23, надетым с возможностью вращения на втулку 18, установленную на поперечину 6, 33. Направляющие поверхности 1b выступают внутрь от внутренних сторон U-образной детали рычага, охватывающего регулирующий механизм 16.

Поперечина 6, 33 снабжена направляющей 6а, в которую снаружи вставлен винт 7. Винт 7 фиксирован в аксиальном направлении зажимным кольцом 8. Направляющая 6а выступает вниз (как показано на фиг.3) относительно поперечины 6, 33. Поперечина 6, 33 снабжена проушинами для пружин 6b, имеющими отверстия 6с для размещения возвратных пружин 15. Возвратные пружины 15 поджаты в радиальном направлении. Пружинная опора 14 размещена с поджатием в радиальном направлении внутри каждой пружины 15. Пружинные опоры 14 содержат часть в форме штифта, проходящую через проушины для пружин 6b и нижнюю ступенчатую часть для того, чтобы удерживать нижнюю часть каждой возвратной пружины 15. Возвратные пружины 15 примыкают к поверхности 14а ступенчатой части пружинных опор 14. Пружинные опоры 14 прикреплены к скобе 4, например, винтами, вставленными в отверстия 24, а возвратные пружины 15 действуют между проушинами для пружин 6b и пружинными опорами 14. Проушины для опор 6b имеют ступенчатое отверстие, меньший внутренний диаметр которого предназначен для помещения пружинной опоры 14 с зазором, а больший внутренний диаметр предназначен для помещения возвратной пружины 15. Проушины для опор 6b размещены в расположенных против друг друга по диагонали углах поперечины 6, 33. В других вариантах реализации проушины для пружин 6b размещены симметрично (не показаны).

Поперечина 6, 33 имеет центральное сквозное отверстие, в которое входит вал 17 регулятора 16. Вал 17, оборудованный держателем 17а, опирается на направляющую поперечины 6, 33 посредством втулки 18, туго посаженной на поперечину 6, 33. Держатель 17а содержит выступающую часть 17b, взаимодействующую с аксиальным пазом 7b винта 7. Паз 7b и выступающая часть 17b образуют смещающееся в аксиальном направлении вращающееся соединение между валом 17 регулятора и винтом 7. Этого достигают с помощью шлицов и любой другой компоновки, позволяющей получить смещающееся в аксиальном направлении вращающееся соединение.

Вал 17 регулятора взаимодействует с регулятором 16 (известным ранее), снабженным внутренними шлицами 16а, находящимися в зацеплении с наружными шлицами 17с вала 17 регулятора. Регулятор 16 аксиально прикреплен одной стороной посредством пружины 21, шайбы 20 и зажимного кольца 19 к валу 17 регулятора. Зажимное кольцо 19 вставляют в паз 17е для зажимного кольца в вале 17 регулятора. Пружина 21 создает в вале 17 усилие натяжения, каковое усилие воспринимается на границе 6d между держателем 17а и направляющей 6а поперечины 6, 33. Фрикционное усилие, возникающее на границе, необходимо для выполнения функций управления механизма. С противоположной стороны регулятор 16 примыкает к втулке 18, вставленной в центр поперечины 6, 33.

Для выполнения настройки регулятора 16 вручную вал 17 регулятора снабжен наружной шестигранной головкой 17d.

Регулятор имеет известную конструкцию, см., например, выданный заявителю патент Швеции №505339. Данная конструкция регулятора является всего лишь одним вариантом выполнения, и специалисту в данной области техники понятно, что регулятор может изменяться и модифицироваться различными путями. Регулятор 16 может применяться для компенсации износа тормозной колодки 28 путем контроля расстояния между тормозной колодкой 28 и тормозным диском 29. Тормозная колодка 28 помещена в держатель 25. Нажимная обойма 9 поддерживает держатель 25.

Для направления рычага 1, 31 в горизонтальном направлении (фиг.3) на втулку 18 установлено направляющее кольцо 23. Направляющее кольцо 23 при движении рычага 1, 31 катится вдоль направляющих поверхностей 1b рычага 1, 31. Расстояние между направляющими поверхностями 1b меньше наружного диаметра регулятора 16. Это означает, что рычаг 1, 31 прикреплен к тормозному механизму при обращении с тормозным механизмом снаружи скобы 4 и во время сборки скобы 4. Таким образом, тормозной механизм образует самоподдерживающийся узел.

Нажимная обойма 9, 34 состоит из нажимной пластины, центрального отверстия и двух скреплений 30, 36. Центральное отверстие снабжено резьбой для ввинчивания винта 7. Нажимная обойма 9, 34 снабжена защитной насадкой 10, сильфоном 11 и зажимом 12 сильфона 11 взаимодействует с винтом 7 посредством винтовой резьбы 7а. Направляющая 6b поперечины 6 вводится в центральное отверстие нажимной обоймы 9, 34 посредством винта 7.

В первом варианте реализации нажимная обойма 9 содержит два приподнятых участка 27, расположенных на поверхности нажимной пластины, обращенной к тормозной колодке 28. Приподнятые участки 27 размещены по противоположным сторонам центрального отверстия в нажимной обойме 9. Скрепления 30 нажимной обоймы 9 расположены по диагонали и помещены против центра приподнятых участков 27. Выступающие на различные расстояния скрепления 30 проходят от области приподнятых участков 27 и обратно по направлению к головке винта 7. Кроме того, на обратной стороне нажимной пластины, с противоположных сторон центрального отверстия помещены опоры 38. Это означает, что при торможении нажимная пластина будет прижиматься к тормозной колодке на участках скреплений 30. Таким образом, усилие будет распределяться по тормозным колодкам 28 равномерно. Специалисту в данной области техники должно быть понятно, что количество и форма приподнятых участков могут варьироваться.

Второй вариант реализации нажимной обоймы 34 (фиг.10 и 11) отличается от первого варианта реализации тем, что нажимная пластина 37 в свою очередь содержит только центральное отверстие. Кроме того, нажимная обойма 34 согласно второму варианту реализации не содержит опор по сторонам центрального отверстия. Это означает, что нажимная обойма будет нажимать на тормозные колодки только на двух определенных, разделенных участках.

Назначением конструкции и устройства нажимной обоймы 9, 34 является распределение давления по тормозным колодкам 28 и предотвращение неравномерного износа тормозных колодок 28.

Во время сборки тормозного механизма в скобе 4 пружинные опоры 14 крепятся к скобе 4 винтами в отверстиях 24. Это ведет к смещению возвратных пружин 15. Цапфы 3 содержат пазы, в которые входит часть стержня винта, что приводит к фиксации осей подшипников в скобе 4. Пружины 15 служат как в качестве возвратных пружин механизма, так и для упругой центровки механизма (в направлении продольной оси цапф 3). Торцовые поверхности 9а нажимной обоймы 9, 34 наглухо упираются в держатель колодок после перемещения на заданное расстояние в этом направлении. Обойма 26 колодки помещается в скобу 4 в контакте с примыкающей поверхностью 9с выступающей части пластины нажимной обоймы 9, 34. Пружины (не показаны) помещены между нажимной обоймой 26 и верхними сторонами тормозных колодок 28 для удержания тормозных колодок 28 на месте. Таким образом, нажимная обойма 9, 34 направляет механизм как в радиальном направлении, так и по касательной относительно тормозного диска.

Сильфон 11 прикреплен к скобе 4 посредством опоры 13 (крепежный винт не показан). Сильфон 11 откатывается наружу или внутрь при движении нажимной обоймы соответственно наружу или внутрь.

Сильфон 11 и защитная насадка 10 защищают тормозной механизм от неблагоприятного воздействия среды, в которой работает тормоз. Сильфон 11 помещен в защитное положение позади нажимной обоймы 9, 14. Сильфон 11 охватывает нажимную обойму 9, 34.

На фиг.6 показан регулятор 16, который приводится в действие рычагом 1, 31. Конец 22с штифта 22 рычага входит в паз 16b корпуса регулятора 16. На фиг.6 показано положение, при котором тормоз не применяется. При использовании тормоза штифт 22, закрепленный в рычаге 1, 31, перемещается вниз, как показано на чертеже. После преодоления расстояния А корпус регулятора 16 оказывается вынужденным поворачиваться против часовой стрелки. Расстояние А определяет зазор между тормозной колодкой 28 и тормозным диском 29 в то время, когда тормоз не приводится в действие.

Во время перемещения в процессе применения, т.е. когда рычаг смещается вправо на фиг.2, а криволинейный клин толкает поперечину 6 (и связанные с нею детали) вправо на фиг.2, сначала будет преодолено контрольное расстояние А – размер А. Движение рычага 1, 31 является вращательным движением. При продолжении перемещения в процессе применения штифт повернет корпус регулятора 16. Это вращение будет передано на вал 17 регулятора, который поворачивает винт 7. Это приведет к уменьшению зазора, если зазор между тормозной колодкой 28 и тормозным диском 29 избыточен по сравнению с заданным контрольным расстоянием, до тех пор, пока не возрастет сила противодействия и, таким образом, крутящий момент при взаимодействии тормозной колодки 28 с тормозным диском 29. Передача усилия во время регулировки происходит путем одностороннего движущего действия пружины между приводным кольцом и втулкой регулятора 16. Когда тормозная колодка 28 взаимодействует с тормозным диском 29, крутящий момент оказывается таким, что между корпусом и односторонней пружиной внутри регулятора 16 возникает проскальзывание.

При перемещении в процессе отпускания односторонняя пружина не передает никакого крутящего момента. Зазор между тормозной колодкой 28 и тормозным диском 29 устраняется за счет поворота винта 7 относительно поперечины 6, 33, а новое относительное положение будет поддерживаться при перемещении в процессе отпускания. Зазор будет устраняться мелкими шагами каждый раз при приведении в действие тормоза.

При торможении рычаг 1, 31 воздействует на поперечину 6, 33. Поперечина 6, 33 будет воздействовать на нажимную обойму посредством винта 7, когда регулятор 16 устраняет возможный зазор. После преодоления короткого расстояния, т.е. контрольного расстояния А или размера А, нажимная обойма 9, 34 будет воздействовать на тормозную колодку 28 в двух определенных участках, соответствующих расположению двух диагональных скреплений 30, 36 на обратной стороне нажимной пластины. Тормозные колодки 28 вставлены в держатели 25 с зазором между наружным краем тормозной колодки 28 и держателем 25. Это означает, что, когда тормозная колодка 28 прижимается к тормозному диску 29, она проходит небольшое расстояние в направлении вращения диска 29 перед тем, как остановиться, ударившись о поверхность 25а держателя 25. Это движение колодки 28 передается как боковое движение на нажимную обойму 9, 34. Это боковое движение воспринимается возвратными пружинами 15, смещающимися в радиальном направлении в отверстиях 6с поперечины 6, 33. После отделения тормозной колодки 28 от тормозного диска 29 возвратные пружины 15 вернут тормозной механизм в центральное положение.

Специалисту в данной области техники понятно, что существует возможность сочетания различных рычагов 1, 31 с различными нажимными обоймами 9, 34 без отклонения от существа и объема изобретения.

Формула изобретения

1. Механизм дискового тормоза, предназначенный для передачи тормозного усилия от тормозного цилиндра на тормозные колодки (28) посредством рычага (1), поперечины (6, 33) и нажимной обоймы (9, 34), связанной с держателем (25) тормозной колодки, отличающийся тем, что нажимная обойма (9, 34) содержит скрепления (30, 36), предназначенные для распределения усилия торможения по тормозным колодкам (28).

2. Механизм дискового тормоза по п.1, отличающийся тем, что нажимная обойма (9, 34) имеет центральное отверстие для размещения винта (7), в которое вставлена также направляющая (6а) поперечины (6, 33), скрепления (30, 36) проходят по диагонали от области винта (7) вниз и наружу к обратной стороне пластины нажимной обоймы (9, 34).

3. Механизм дискового тормоза по п.1 или 2, отличающийся тем, что нажимная обойма (9) содержит один или несколько приподнятых участков (27) на поверхности, обращенной к опоре тормозной колодки (29), и скрепления (36) проходят наклонно от области приподнятых участков (27) в направлении направляющей (6а) поперечины (6).

4. Механизм дискового тормоза по п.3, отличающийся тем, что нажимная обойма (9) содержит два приподнятых участка (27), размещенных с противоположных сторон от центра поверхности нажимной обоймы (9), обращенной к тормозной колодке (28).

5. Механизм дискового тормоза по любому из пп.1-4, отличающийся тем, что рычаг (31) содержит наружную поверхность (31а) некруглой формы, примыкающую к двум роликам (32), расположенным между рычагом (31) и поперечиной (33) в одной или двух выемках (35) в поперечине(33).

6. Механизм дискового тормоза по любому из пп.1-5, отличающийся тем, что содержит регулятор, прикрепленный к шлицевому валу (17), вставленному в центр направляющей (6а) поперечины (6).

7. Механизм дискового тормоза по п.6, отличающийся тем, что регулирующий механизм (16) прикреплен к валу (17) посредством втулки (18), направляющее кольцо (23) надето на втулку (18) для направления рычага в горизонтальном направлении, и рычаг (1, 31) содержит направляющие поверхности (1b), находящиеся в контакте с возможностью качения с направляющим кольцом (23).

8. Механизм дискового тормоза по п.7, отличающийся тем, что расстояние между направляющими поверхностями (1b) рычага (1) меньше наружного диаметра регулятора (16).

9. Механизм дискового тормоза по любому из пп.1-8, отличающийся тем, что нажимная обойма (9, 34) снабжена защитной насадкой (10), сильфоном (11) и зажимом (12) сильфона, при этом сильфон (11) охватывает нажимную обойму (9, 34).

10. Механизм дискового тормоза по любому из пп.1-9, отличающийся тем, что поперечина (6, 33) содержит два отверстия (6с), расположенных в противоположных по диагонали углах и предназначенных для размещения пружинных опор (14).

11. Механизм дискового тормоза по любому из пп.1-10, отличающийся тем, что внутренний диаметр отверстий (6с) в поперечине (6) больше наружного диаметра пружинных опор (14) и возвратные пружины (15) надеты на пружинные опоры (14) и поджаты в радиальном направлении под воздействием поверхности (14а) пружинных опор (14).

РИСУНКИ