АВТОМАТИЧЕСКАЯ ТОРМОЗНАЯ ТРЕЩОТКА, ТОРМОЗНОЙ МЕХАНИЗМ ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА, ТРАНСПОРТНОЕ СРЕДСТВО И УЗЕЛ ОДНОСТОРОННЕЙ МУФТЫ ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОЙ ТОРМОЗНОЙ ТРЕЩОТКИ
AUTOMATIC SLACK ADJUSTER, BREAKING MECHANISM OF TRANSPORT VEHICLE, TRANSPORT VEHICLE AND ASSEMBLY OF ONE-SIDED COUPLING FOR AUTOMATIC SLACK ADJUSTER

Область техники, к которой относится изобретение
Настоящее изобретение относится к тормозным механизмам, используемым, например, на осях коммерческого транспорта или прицепов, а именно к автоматическим тормозным трещоткам, которые предотвращают лишние перемещения механизма. тормозного привода, используемого для торможения.
Уровень техники
За время эксплуатации тормозных накладок тормозного механизма, например барабанного тормозного механизма с пневматическим приводом, используемого на осях коммерческого транспорта, по мере износа фрикционных накладок тормозных механизмов зазор между тормозными накладками и их соответствующими фрикционными поверхностями (например, внутренней поверхностью тормозного барабана) увеличивается. Подобное увеличение зазора требует увеличения диапазона перемещений механизма тормозного привода, перемещающего фрикционные накладки из их исходного положения к месту, в котором накладки соприкасаются с фрикционной поверхностью.
В последнее время стало общепринятым включать автоматическую тормозную трещотку в механическую траекторию между тормозным приводом и тормозными накладками для предотвращения излишнего люфта при перемещении накладок по мере износа тормозных накладок. Подобные трещотки обычно расположены на части тормозного кулачкового вала, которая находится снаружи тормозного механизма (обычно закрепленной шлицами к кулачковом валу); сопряжены с толкателем тормозного привода таким образом, что когда толкатель тормозного привода выдвигается или убирается, тормозная трещотка поворачивается вокруг продольной оси тормозного кулачкового вала. Таким образом, за счет выдвижения или убирания толкателя тормозного привода тормозная трещотка заставляет тормозной кулачковый вал поворачиваться вокруг его продольной оси, что в свою очередь поворачивает кулачок тормозного привода, закрепленный на торце тормозного кулачкового вала, расположенного в барабанном тормозном механизме. При повороте кулачка тормозные накладки либо прижимаются, входя в зацепление с внутренней фрикционной поверхностью тормозного барабана, либо отходят радиально вовнутрь, в сторону от фрикционной поверхности. Поскольку тормозной кулачковый вал используется для поворота кулачка, который прижимает тормозные накладки радиально наружу, тормозной кулачковый вал также известен как тормозной распределительный вал.
Автоматические тормозные трещотки обычно предназначены для передачи усилия с тормозного привода на тормозного кулачковый вал в направлении перемещения тормозного механизма, без перемещения трещотки относительного тормозного кулачкового вала. После прекращения приложения усилия на тормозной привод, если расстояние между тормозной накладкой и фрикционной поверхностью тормозного барабана остается больше требуемого, то тормозная трещотка может быть повернута относительно тормозного кулачкового вала на угловое расстояние, достаточное для предотвращения всего или части подобного нежелательного люфта, т.е. уменьшения расстояния, на которое тормозная накладка отходит от фрикционной поверхности тормозного барабана, таким образом, чтобы зазор между накладкой и барабаном поддерживался на требуемом минимальном расстоянии.
Во многих автоматических тормозных трещотках для осуществления вращательного корректирующего движения используется односторонняя муфта, а червячный вал, расположенный в трещотке, поворачивает червячную передачу, сопряженную с тормозным кулачковым валом. При убирании толкателя тормозного привода червячный вал поворачивается вокруг своей продольной оси, заставляя червячный вал и червячную передачу перемещаться относительно друг друга в окружном направлении вокруг окружности червячной передачи. Подобное относительное перемещение червячного вала и передачи создает соответствующее относительное движение между кожухом тормозной трещотки и тормозным кулачковым валом. В результате, когда толкатель тормозного привода возвращается в свое исходное положение, тормозной кулачковый вал в исходное положение не возвращается. Вместо этого тормозной кулачковый вал лишь поворачивается на небольшой угол в новое исходное положение. Тормозной кулачок, таким образом, останавливается в соответствующем новом исходном положении, при котором тормозные накладки находятся ближе к фрикционной поверхности тормозного барабана. Поскольку вращение тормозной трещотки относительно тормозного кулачкового вала приводит к уменьшению зазора между тормозными накладками в новом исходном положении, автоматическая тормозная трещотка компенсирует износ тормозных накладок.

Механизм односторонней муфты, используемый в подобных автоматических тормозных трещотках, обычно является одним из следующих устройств: пружинной обгонной муфтой, установленной на внутреннем диаметре трещотки, причем пружина перемещается в направлении раскручивания (примером может служить модель АА1 фирмы Haldex Commercial Vehicle Systems, Канзас Сити, штат Миссури или модель SB7 фирмы Swedish Brake Technology, Ланскрона, Швеция); пружинной обгонной муфтой, установленной на внешнем диаметре, причем пружина перемещается в направлении скручивания (примером может служить модель тормозной трещотки ASA-5, предлагаемая фирмой Bendix Spicer Foundation Brake LLC, Элирия, штат Огайо), или пилообразной зубчатой муфтой, установленной таким образом, что пилообразные зубья входят в зацепление с соответствующей зубчатой поверхностью в одном направлении и отталкиваются друг от друга, проскальзывая в другом направлении. Последняя конструкция является предпочтительным механизмом, поскольку в ней используется жесткая передача вместо фрикционной, используемой в устройствах пружинно-обгонного типа. В автоматических тормозных трещотках с пилообразными зубчатыми муфтами пилообразные зубчатые муфты обычно расположены соосно червячному валу трещотки (например, как это предлагает фирмой Madras Engineering Industries из Индии), или соосно винту трещотки (примером может служить конструкция, используемая в модели S-ABA фирмы Haldex Commercial Vehicle Systems, Канзас Сити, штат Миссури).
Недостатком трещоток с пружинными обгонными муфтами, в частности с пружинными обгонными муфтами для внутреннего диаметра, является использование фрикционного зацепления, что в результате приводит к произвольному периодичному проскальзыванию перед зацеплением. В итоге для обеспечения надежной регулировки они требуют использования дорогостоящих смазывающих материалов (т.е. дорогих высокопроизводительных специальных смазок). Ранее упоминавшиеся пилообразные зубчатые муфты обычно имеют более сложную конструкцию и дороги в производстве.
Ввиду вышесказанного, цель настоящего изобретения заключается в том, чтобы предложить усовершенствованную тормозную трещотку, у которой односторонняя муфта встроена внутрь крепежного устройства трещотки таким образом, что это позволяет снизить себестоимость и упростить ее изготовление.
Раскрытие изобретения
Для достижения этих, а также других целей и решения проблем, существующих на текущем уровне техники, настоящим изобретением предлагается конструкция, в которой пилообразная зубчатая муфта встроена внутрь опорного устройства или крепежного устройства автоматической тормозной трещотки, которое встроено в боковую крышку кожуха автоматической тормозной трещотки. В действительности опорная шестерня устройства разделена на две части с защемлением против соосного перемещения, что позволяет использовать конструкцию зубчатой муфты с радиальным зацеплением. Подобное инновационное расположение также позволяет осуществлять более тонкую корректировку люфта за счет использования большего количества зубьев на крепежном устройстве, тем самым, обеспечивая более прецизионное, точное и уверенное перемещение тормозного кулачкового вала на угловую величину перемещения тормозной трещотки. Подобная конструкция позволяет дополнительно упростить ее изготовление, поскольку производство пилообразной зубчатой муфты может быть идеально добавлено в существующее вальцовочное производство, что снижает себестоимость ее изготовления, поскольку зубья расположены на внутреннем диаметре элемента крепежного устройства в положении, в котором они могут быть пробуравлены с меньшими затратами. Кроме этого, зубья зубчатых муфт предыдущей конструкции были расположены на поверхности колеса, которое приходилось прорезать фрезерованием или аналогичным способом обработки. Подобное исполнение значительно улучшает передачу крутящего момента для преодоления трения между червячной передачей и кожухом трещотки, что является основным фактором, влияющим на производительность трещотки. Это позволяет дополнительно сократить расходы за счет использования смазок, которые менее дорогостоящи по сравнению с ранее использовавшимися смазками с низким коэффициентом трения.
По предпочтительному варианту осуществления настоящего изобретения опорная шестерня разделена на две части с защемлением против соосного перемещения, тем самым, позволяя использовать зубчатую муфту с радиальным зацеплением.
Усовершенствования по настоящему изобретению станут более понятны в сравнении с примерами тормозных трещоток из предшествующего уровня техники. Например, в патенте США №4,621,714 предлагается тормозная трещотка с поворотной муфтой и оппозитными зубьями, у которой муфта входит в зацепление с зубьями на корректирующем элементе, а из-за формы зубьев она может поворачиваться лишь против часовой стрелки. Однако в подобном исполнении зацепление зубчатой муфты является внешним, у винта трещотки, а не внутри центральной шестерни на анкерном пальце, как у настоящего изобретения.
В патенте США №7,198,138 предлагается червячная передача со встроенным барабаном с храповиком для осуществления одностороннего сцепления. Настоящее изобретение позволяет дополнительно оптимизировать изготовление и осуществлять более тонкую регулировку за счет встраивания муфты в часть анкерного пальца, а не в червячную передачу.
В патенте США №3,444,758 предлагается тормозная трещотка, у которой червячная шестерня и зубья червячной передачи имеют асимметричные профили. Подобные профили не позволяют значительным тормозным усилиям расклинивать червячную передачу и червячную шестерню друг от друга. Зубчатое зацепление осуществляется с внешней стороны шестерни, а не с внутренней, как в настоящем изобретении.
В патенте США №3,901,357 предлагается автоматическая тормозная трещотка, регулировка которой может также осуществляться вручную с внешней стороны за счет расположения пружин. Настоящее изобретение не предусматривает осуществление доступа к муфте для ручной регулировки.
В патенте США №4,561,523 предлагается автоматическая тормозная трещотка, которая включает в себя раскрепляющую манжету и регулировочный вал, который позволяет тормозной трещотке поддерживать тормозной зазор за счет увеличения, либо уменьшения расстояния между барабаном и накладкой. В отличие от настоящего изобретения муфта является частью механизма винта трещотки.
В патенте США №4,718,522 предлагается автоматическая тормозная трещотка с односторонней муфтой в виде пружинной обгонной муфты на червячном валу. В настоящем изобретении пружинная обгонная муфта не используется.
В патенте США №US 2007/0012529 предлагается часть зубчатой передачи, в которой шестерни изготовлены из керамического материала для повышения износостойкостных характеристик, однако не раскрывается ни одна из трещоточных конструкций по настоящему изобретению.
Другие цели, преимущества и новые признаки настоящего изобретения станут очевидны из следующего подробного описания изобретения совместно с прилагаемыми чертежами.
Краткое описание чертежей
На фигурах 1a и 1b показаны виды в косоугольной проекции собранной и частично разобранной автоматической тормозной трещотки по одному из вариантов осуществления настоящего изобретения.
На фиг.2 показан вид в косоугольной проекции части узла односторонней муфты, отделенной от кожуха автоматической тормозной трещотки по фиг.1.
На фиг.3 показано изображение в разобранном виде отдельной части узла односторонней муфты по фиг.2.
На фиг.4 показано изображение в разобранном виде автоматической тормозной трещотки по фиг.1, а также изображение в разобранном виде элементов узла односторонней муфты по фиг.3.
На фигурах 5a-5d показаны виды в сечении и детализированные виды части узла односторонней муфты автоматической тормозной трещотки по фиг.1.
Осуществление изобретения
На фиг.1 показан вид в косоугольной проекции собранной автоматической тормозной трещотки с кожухом 1, рычагом 2 тормозного привода, в который вставляется конец толкателя тормозного привода (не показан), а также опорным плечом 3, которое крепится на оси транспортного средства посредством лапки 4, образуя неподвижную опорную точку. Автоматическая тормозная трещотка включает в себя шлицевое отверстие 5, в которое вставляются соответствующие шлицы тормозного кулачкового вала (для упрощения восприятия не показан). Изображенная автоматическая тормозная трещотка включает в себя часть 6 кожуха, которая содержит червячный вал 7 и регулировочное устройство 8, показанное на фиг.4. Червячный вал 7 входит в зацепление с соответствующей червячной шестерней 9 (также именуемой червячной передачей), на внутренней окружности которой расположены шлицы отверстия 5. Регулировочное устройство 8 и червячный вал 7 совместно выполняют функцию регулировочного привода (также известного из уровня техники как самоустанавливающийся привод), таким образом, что при вращении червячного вала 7 происходит вращение червячной шестерни 9 внутри кожуха 1.
Узел 10 односторонней муфты по изобретению в данном варианте осуществления показан на фиг.2 отдельно от кожуха 1. На фигурах 3 и 4 показано изображение в разобранном виде блока 10 односторонней муфты, который включает в себя опорное плечо 3, кольцевое уплотнение 11, предназначенное для предотвращения попадания внешних загрязнения, а также протечек смазки из автоматической тормозной трещотки, боковую пластину 12, шестерню 13 и опорный кронштейн, предпочтительно в виде опорного кольца 14, в которое вставляются и удерживаются собачки 15 односторонней муфты, а также их соответствующие отклоняющие пружины 16. В данном варианте осуществления три собачки 15 расположены через равные промежутки по окружности опорного кольца 14, однако специалисту в данной области техники будет понятно, что количество и расстояния между собачками могут быть иными, если это не будет препятствовать функционированию односторонней муфты. Предпочтительно у собачек имеется по два зуба для того, чтобы они лучше сопрягались с шестерней и усиливали прочность конструкции.
Дополнительные детали данного варианта осуществления конструкций односторонней муфты показаны на фиг.5. На фиг.5a показан вид в вертикальной проекции узла 10 односторонней муфты, на котором видна боковая пластина 12 и лапка 4 опорного плеча. На фиг.5b показан вид в сечении по линии А-А, на котором видна комбинация узла в сборе состоящая из опорного плеча 3, кольцевого уплотнения 11, боковой плиты 12, шестерни 13, опорного кольца 14, а также собачки 15 и отклоняющей пружины 16, расположенных в опорном кольце 14. Опорное кольцо 14 и опорное плечо 3 в данном варианте осуществления соединены при помощи сварки вдоль их сопрягаемой окружности 18. После сборки подобным образом опорное кольцо 14 удерживается неподвижно за опорное плечо 3, а шестерня 13 и боковая пластина 12 зажаты между опорным кольцом и плечом. Между тем шестерня 13 может свободно поворачиваться на опорном кольце 14 как это показано на фигурах 5c и 5d, собачка 15 отклоняется относительно однонаправленных зубьев 19 на внутренней окружности шестерни 13, отклоняющими пружинами 16 таким образом, что шестерня может свободно поворачиваться в одном направлении, но не может поворачиваться в другом направлении.
После сборки узла 10 односторонней муфты в кожухе 1 шестерня 13 входит в зацепление с регулировочным винтом 17, расположенным в кожухе 1 поперечно продольной оси червячного вала 7. Регулировочный винт 17 взаимодействует с соответствующей червячной резьбой на регулировочном устройстве 8 таким образом, что когда толкатель тормозного привода воздействует на автоматическую тормозную трещотку для поворота тормозного кулачкового вала и затем возвращается в свое исходное положение, собачки 15 односторонней муфты позволяют шестерне поворачиваться относительно опорного плеча в одном направлении, но фиксируют шестерню 13 на опорном кольце 14 и опорном плече 3 для предотвращения поворота шестерни в другом направлении. Таким образом, при нажатии на тормоз и повороте кожуха 1 относительно опорного плеча 3, шестерня 13 может поворачиваться вместе с кожухом 1, тем самым не позволяя шестерне поворачивать регулировочный винт 17 и регулировочное устройство 8 (исполнительная пружина внутри регулировочного устройства 8 создает достаточное сопротивление от трения, предотвращающее поворот устройства и регулировочного винта 17, тем самым, заставляя шестерню 13 поворачиваться на опорном кольце 14, по мере того как корпус 1 поворачивается относительно опорного плеча 3).
В свою очередь после отпускания тормоза собачки 15 фиксируют шестерню 13 на опорном кольце 14 таким образом, чтобы шестерня не перемещалась относительно опорного плеча 3. В результате этого, после возвращения автоматической тормозной трещотки в исходное положение (т.е. после перемещения, в результате которого кожух 1 поворачивается относительно опорного плеча 3), регулировочный винт 17 поворачивается по мере перемещения вдоль окружности зафиксированной шестерни 13. При повороте регулировочного винта 17, в свою очередь, происходит поворот регулировочного устройства 8, тем самым, убирая лишний люфт в тормозном механизме, т.е. уменьшая количество перемещений необходимых кожуху 1 для поворота тормозного кулачкового вала и зацепления тормозного механизма. Преимущество настоящего изобретения заключается в том, что положение собачек 15 и внутренних зубьев шестерни 13 позволяют использовать зубья с очень малым шагом, подобный признак позволяет осуществлять тонкую регулировку. Предпочтительно количество зубьев, используемых в данной конструкции равно 60.
Представленное выше краткое изложение сущности изобретения дано исключительно в качестве иллюстрации и не преследует цель установления ограничений. Поскольку специалистам в данной области техники могут быть очевидны изменения, возможные в раскрытых вариантах осуществления, не выходя за объем и сущность изобретения, изобретение должно трактоваться как включающее в себя любые варианты, ограниченные объемом прилагаемой формулы изобретения и ее эквивалентами.