КОЛОДОЧНЫЙ ТОРМОЗ
SHOE BRAKE

Изобретение относится к области машиностроения, в частности к колодочным тормозам, и предназначено для применения на колесных транспортных средствах, например грузовых автомобилях, колесных тракторах и т.д.
Известны аналоги заявляемого изобретения, например, «Колодочно-барабанный тормоз с колодочным механизмом совместного действия со многими степенями свободы», описанный в патенте RU 2279578, МПК F16D 51/16, опубл. 10.07.2006 г., содержащий по крайней мере механизм регулировки зазора тормоза, тормозную основу и тормозной барабан, колодочный механизм совместного действия со многими степенями свободы, каждый из которых состоит из двух комбинированных колодок со многими степенями свободы, тормозные колодки этих двух комбинированных колодок со многими степенями свободы соединяются между собой при помощи механизма совместного действия тормозных колодок; каждая комбинированная колодка со многими степенями свободы состоит из приводного плеча, тормозной колодки, соединительной шпильки и опорной шпильки, тормозная колодка каждой комбинированной колодки со многими степенями свободы при помощи соединительной шпильки шарнирно соединяется с приводным плечом, комбинированная колодка при помощи опорной шпильки, шарнирно соединенной с приводным плечом, установлена на тормозной основе; указанный механизм регулировки зазора тормоза установлен на тормозной основе и совместно действует с колодочным механизмом совместного действия со многими степенями свободы; указанный тормозной барабан надет вне колодочного механизма совместного действия со многими степенями свободы и с ним организует пару трения.
Недостатком аналога является то, что в его устройстве используются возвратные пружины стандартного (витого) типа (см. сноски V на фиг.1 описания патента). Поскольку для возврата тормозных колодок в исходное положение (нерабочее) состояние требуется достаточно большое усилие, пружины, в особенности для грузовых автомобилей большой грузоподъемности, изготавливаются из проволоки диаметром 2-2,5 мм и диаметром витков пружины 20-25 мм. Это приводит к увеличенным размерам пружины, что отрицательно сказывается на компоновке тормоза в целом и его габаритах. Кроме того, тормоз имеет сложное конструктивное исполнение, что приводит к его высокой себестоимости.
В качестве прототипа, как наиболее близкого по своей технической сути, выбран двухколодочный тормоз с односторонним расположением шарнирных опор, приведенный в книге Н.Ф.Бочарова, И.С.Цитовича и др. «Конструирование и расчет колесных машин высокой проходимости», М., изд-во «Машиностроение», 1983 г., стр.282, рис.154а. Прототип содержит тормозной щит с неподвижно установленными на нем шарнирными опорами тормозных колодок, вокруг которых колодки имеют возможность вращаться. С внешней стороны на колодки жестко установлены фрикционные накладки. Напротив шарнирных опор между колодками жестко установлено приводное устройство, выполненное в виде двустороннего колесного тормозного цилиндра, штоки поршней которого упираются в торцы тормозных колодок. Внутри тормозного цилиндра находится тормозная жидкость, которая по трубке подается в цилиндр от тормозной системы при нажатии педали тормоза. Фрикционные накладки колодок прижимаются (при торможении) к тормозному барабану. Для возврата колодок в исходное положение (нерабочее) используется возвратная пружина, установленная между колодками вблизи тормозного цилиндра. Прототипу присущ тот же недостаток, что и аналогу, а именно использование возвратной пружины витого типа приводит к увеличению габаритов тормоза и ухудшает его компоновку.
Задачей, решаемой настоящим изобретением, является уменьшение габаритов тормоза за счет улучшения компоновки возвратной пружины.
Достигается это тем, что в известном колодочном тормозе, содержащем щит тормоза с неподвижно установленными на нем шарнирными опорами с крепежными элементами, тормозные колодки с фрикционными накладками, установленные одними своими концами на шарнирных опорах с возможностью их вращения, а другими своими концами кинематически взаимодействующие с тормозным цилиндром, жестко установленным на щите, тормозной барабан, охватывающий колодки со стороны фрикционных накладок с гарантированным зазором и возвратную пружину, установленную между колодками:
- пружина выполнена в виде одного неполного витка С-образной формы;
- концы пружины расположены в упорах, жестко установленных на концах колодок вблизи тормозного цилиндра;
- средняя часть пружины удерживается от перемещений скобой, установленной на крепежных элементах шарнирных опор.
Кроме того, поперечное сечение неполного витка пружины может быть выполнено в виде прямоугольника, один из линейных размеров которого постоянен по всей длине пружины, а другой плавно увеличивается от концов пружины к ее середине.
Суть изобретения поясняется на фиг.1, на которой схематично изображен заявляемый колодочный тормоз, и на фиг.2, на которой изображен один из вариантов выполнения возвратной пружины.
а
в
Колодочный тормоз (см. фиг.1) содержит щит тормоза 1, на котором неподвижно установлены шарнирные опоры 2, крепящиеся к щиту 1 посредством элементов крепления 3, например болтов, как показано на фиг.1. К шарнирным опорам 2 одними из своих концов (нижними концами, как показано на фиг.1) крепятся тормозные колодки 4 с фрикционными накладками 5. При этом колодки 4 установлены на шарнирах 2 с возможностью вращения по и против часовой стрелки относительно осей шарниров 2. Другими своими концами (верхними на фиг.1) колодки 4 кинематически взаимодействуют с тормозным цилиндром 6, жестко установленным на щите тормоза. Кинематическое взаимодействие заключается в перемещении колодок 5 (левой колодки на фиг.1 - влево, правой - вправо) при движении левого и правого поршней цилиндра 6 под действием давления тормозной жидкости, подаваемой в полость цилиндра из тормозной системы транспортного средства при нажатии педали тормоза (на фиг.1 не показаны). Колодки 4 со стороны фрикционных накладок 5, жестко крепящихся на колодках 4, охватывает тормозной барабан 7, жестко связанный с колесом транспортного средства. При отсутствии торможения между фрикционными накладками 5 и тормозным барабаном обеспечивается гарантированный воздушный зазор 8. Возвратная пружина 9, выполненная в виде одного неполного витка С-образной формы из специальной стали, применяемой в изготовлении пружин, установлена между колодками 4 следующим образом: ее концы расположены в упорах 10, жестко установленных на концах колодок вблизи тормозного цилиндра (упоры 10 могут представлять собой, например, цилиндрические стаканы), а средняя часть удерживается от перемещений в направлении, перпендикулярном полости щита (перпендикулярно плоскости, изображенной на фиг.1), скобой 11, установленной на крепежных элементах 3 шарнирных опор 2. На фиг.1 показана пружина 9, имеющая постоянное сечение, например, в форме круга. На фиг.2 показана пружина 9, сечение которой выполнено в виде прямоугольника, причем размер  (толщина) постоянен по всей длине пружины, а размер  плавно увеличивается от концов пружины к ее середине. Такое исполнение пружины позволяет получить оптимальные параметры упругости и долговечности пружины, поскольку в этом случае профиль пружины представляет собой профиль равного сопротивления к изгибающим нагрузкам.
Работает заявляемое устройство следующим образом. При нажатии водителем педали тормоза тормозная жидкость поступает под давлением по подводящей трубке (на фиг.1 не показана) в полость цилиндра 6, и расположенные внутри него поршни начинают движение в противоположных направлениях (влево и вправо на фиг.1). Головки поршней, взаимодействуя с концами тормозных колодок 4, перемещают последние влево и вправо соответственно, поскольку колодки 4 выполнены с возможностью вращения относительно осей шарнирных опор. При этом воздушный зазор 8 «выбирается» и фрикционные накладки 5 прижимаются к тормозному барабану 7, в результате чего за счет трения между накладками 5 и барабаном 7 происходит торможение колеса транспортного средства, жестко связанного с барабаном 7. При окончании торможения пружина 9 за счет упругих свойств сжимается и колодки 4 возвращаются в исходное состояние (фрикционные накладки 5 отходят от барабана 7, и вновь образуется воздушный зазор 8). От возможных перемещений пружины в направлении, перпендикулярном плоскости щита 1, ее средняя часть удерживается скобой 11, крепящейся с помощью крепежных элементов 3 шарнирных опор 2.
а
Применение заявляемой возвратной пружины в колодочном тормозе позволяет улучшить в целом его компоновку, поскольку пружина прилегает к колодкам тормоза и не мешает проводить осмотр тормоза и его профилактику. Кроме того, характерная толщина пружины 9 (размер  на фиг.2) составляет 9-10 мм (в прототипе диаметр витков пружины составляет 20-25 мм), что влечет за собой уменьшение габаритов тормоза.
Проведенные патентные исследования показали, что предлагаемая конструкция тормоза не известна из уровня техники, т.е. обладает новизной. Одновитковая пружина С-образной формы может быть изготовлена на известном существующем оборудовании, в связи с чем заявляемое техническое решение соответствует критерию «промышленная применимость».
Учитывая изложенное, заявитель считает, что заявляемое техническое решение может быть защищено патентом на изобретение.