ОСНАЩЕННЫЙ ПРУЖИНОЙ ЭЛЕМЕНТ ДЛЯ НАПРАВЛЕНИЯ ТОРМОЗНОЙ КОЛОДКИ ДИСКОВОГО ТОРМОЗА И ДИСКОВЫЙ ТОРМОЗ, СНАБЖЕННЫЙ ТАКИМИ НАПРАВЛЯЮЩИМИ ЭЛЕМЕНТАМИ
DISC BRAKE BRAKE PAD DIRECTION ELEMENT EQUIPPED WITH SPRING AND DISC BRAKE EQUIPPED WITH SUCH GUIDE ELEMENTS

Область техники, к которой относится изобретение
Настоящее изобретение относится к направляющему элементу для тормозной колодки, устанавливаемой в суппорте дискового тормоза, состоящем из двух U-образных лап, которые соединены двумя поперечинами и каждая из которых имеет на двух своих концах в основном прямоугольный в поперечном сечении осевой паз, ограниченный дном, нижней (внутренней радиальной) поверхностью и верхней (внешней радиальной) поверхностью и расположенный под выступом, причем направляющий элемент изготовлен из полосы пружинной стали, изогнутой для фиксации на выступе и размещения в пазу лапы суппорта и для приема соответствующего ушка тормозной колодки с возможностью его осевого скольжения, причем ушко снабжено радиальной пружиной для его направления и подпружинивания в направляющем элементе и пазу.
Такой направляющий элемент для направления тормозной колодки в пазу суппорта дискового тормоза облегчает перемещение тормозной колодки при торможении.
Изобретение также относится к дисковому тормозу, снабженному такими предлагаемыми в изобретении направляющими элементами.
Уровень техники
У транспортного средства, снабженного дисковыми тормозами, каждое тормозное колесо имеет тормозной диск, жестко соединенный с колесом, и тормозные колодки, установленные на шасси транспортного средства и затормаживающие тормозной диск за счет трения. Дисковый тормоз содержит суппорт со скобой, причем с каждой стороны тормозного диска расположена U-образная лапа суппорта, в которой установлена тормозная колодка, имеющая возможность перемещения, перпендикулярного плоскости тормозного диска и направляемого за счет размещения двух ушек (выступающих установочных концов) тормозной колодки в пазах лап суппорта.
При торможении тормозной диск стремится сместить прижимаемые к нему тормозные колодки в тангенциальном направлении тормозного диска, т.е. в направлении, проходящем примерно параллельно касательной к тормозному диску, и ушки упираются, порой резко, в дно (основание) направляющих их перемещение пазов, что приводит к возникновению дребезжащего или стучащего шума. Для демпфирования стука ушек в своих пазах, а соответственно, и для уменьшения связанного с этим стуком шума, между каждым ушком тормозной колодки и поверхностями соответствующего паза в лапе суппорта предусмотрена пружинящая направляющая, за счет деформации которой достигается демпфирование стука тормозной колодки и форма которой приспособлена к восприятию силы, действующей со стороны тормозной колодки во время ее тангенциального смещения.
Кроме того, тормозная колодка должна обладать возможностью осевого перемещения за счет скольжения ее ушек в удерживающей колодку пружине, совмещающей функцию направляющего элемента с функцией упругого элемента.
После установки тормозной колодки направляющая система деформируется как следствие геометрических отклонений и упругости пружины, что приводит к изменению упругости/жесткости пружины, оказывающему влияние на образование шума во время торможения.
Такие направляющие элементы для тормозных колодок дисковых тормозов уже известны из публикаций WO 01/31223 и FR 0709124.
Задача изобретения
В основу настоящего изобретения была положена задача усовершенствования таких направляющих элементов для дисковых тормозов с целью повышения их эффективности и уменьшения шума при торможении.
Раскрытие изобретения и его преимущества
Для решения этой задачи предложен направляющий элемент описанного выше типа, отличающийся тем, что он имеет основу, т.е. основную, образующую направляющее гнездо часть, которая для установки в пазу лапы суппорта выполнена по существу П-образной в поперечном сечении и к которой примыкают:
- лобовая опорная поверхность, вводимая в сопряжение с лобовой поверхностью выступа и имеющая два язычка, образующих боковые ограничители, выдающиеся с обеих сторон выступа лапы суппорта, и амортизирующую листовую пружину, выполненную таким образом, чтобы упруго упираться в торцевую поверхность тормозной колодки, расположенную над ушком последней, и
- внутренняя лобовая опорная поверхность, вводимая в сопряжение с внутренней поверхностью лапы суппорта и обращенная к торцевой поверхности тормозной колодки, расположенной под ушком последней,
причем основа имеет внешнюю радиальную поверхность, вводимую в сопряжение с верхней поверхностью паза, примыкающее к ней дно, вводимое в сопряжение с дном паза, и примыкающую к дну внутреннюю радиальную поверхность, которая снабжена стопорным язычком для упора в нижнюю поверхность паза и сцепления с ней.
Предлагаемый в изобретении направляющий элемент отлично крепится на лапе суппорта как за счет его фиксации на выступе, так и за счет его зацепления в пазу лапы посредством стопорного язычка. П-образная форма основы направляющего элемента обеспечивает хороший направляющий контакт со вспомогательной или радиальной пружиной, которой снабжено каждое ушко тормозной колодки и которая способствует не только повышению чувствительности перемещения при торможении, но и, в особенности, отводу тормозной колодки от поверхности тормозного диска в конце торможения, что позволяет исключить возможный остаточный контакт тормозной колодки с тормозным диском, приводящий к потерям энергии на трение.
Амортизирующая пружина прикладывает к тормозной колодке умеренное усилие, поджимающее тормозную колодку в направлении ее задней, по направлению вращения тормозного диска, опоре и с нулевым люфтом, или зазором, что исключает возникновение любого шума при торможении.
С передней стороны этот зазор максимален.
Усилие, прикладываемое к амортизирующей пружине, не зависит от других факторов, воздействующих на направляющий элемент. Также необходимо подчеркнуть, что реакция, создаваемая амортизирующей пружиной, слабо меняется по мере изнашивания накладок тормозных колодок.
Предлагаемый в изобретении направляющий элемент представляет собой решение, обеспечивающее как отличное качество направления перемещения ушка тормозной колодки, так и удерживание тормозной колодки относительно лапы суппорта для предотвращения любого шума, связанного с ударом тормозной колодки о суппорт в начале торможения.
В заключение, направляющий элемент устанавливается в пазу лапы суппорта особенно простым образом.
Если амортизирующая листовая пружина выполнена на конце с краевой выпуклостью, прижимаемой к торцевой поверхности тормозной колодки, такая краевая выпуклость, к которой прижимается соответствующая торцевая сторона тормозной колодки, не только обеспечивает направляющий, скользящий контакт, исключающий всякое заедание, причем даже точечное заедание, или прихватывание амортизирующей пружины к поверхности тормозной колодки, в частности, при обратном перемещении тормозной колодки в конце торможения, каковое перемещение является особенно важным. Кроме того, такая изогнутая внутрь криволинейная поверхность представляет собой пружину, вспомогательную по отношению к амортизирующей листовой пружине, поскольку в случае сдавливания амортизирующей листовой пружины краевая выпуклость опорной поверхности за счет своей деформации также будет действовать в качестве пружины для смягчения удара и обратного вращения тормозной колодки с ее перемещением назад.
В предпочтительном варианте осуществления изобретения два боковых ограничителя выполнены в виде язычков, вырезанных в металлическом листе с обеих сторон амортизирующей листовой пружины и загнутых по направлению к выступу.
В предпочтительном варианте осуществления изобретения стопорный язычок вырезан в донном участке и внутреннем участке основы и упруго выступает из них по существу посредине осевой длины полосы, из которой изготовлен направляющий элемент.
Преимущество этого варианта осуществления изобретения заключается в том, что направляющий элемент целиком вырезается или вырубается из одной полосы пружинной стали и затем в упругом состоянии изгибается в большей или меньшей степени в соответствии с жесткостью или упругостью, придаваемой каждой части этого направляющего элемента.
В предпочтительном варианте осуществления изобретения краевая выпуклость выполнена округлой в соответствии с цилиндрической формой изгиба амортизирующей пружины и имеет два направляющих выступа, отогнутых назад для облегчения введения торцевой поверхности тормозной колодки в контакт с краевой выпуклостью амортизирующей листовой пружины.
Этот вариант осуществления изобретения особенно облегчает установку тормозной колодки двумя ее ушками в соответствующие пазы лапы суппорта, каждый из которых снабжен описанным выше направляющим элементом.
В предпочтительном варианте осуществления изобретения в области изгиба между третьим участком основы и внутренним примыкающим к основе участком выполнен продольный вырез, проходящий на большей части осевой длины изгиба и расположенный между соединительными перемычками.
Объектом изобретения является также дисковый тормоз, снабженный описанными выше направляющими элементами, в частности дисковый тормоз, в котором таким направляющим элементом снабжен каждый из передних по направлению вращения тормозного диска пазов лап суппорта, характеризующийся тем, что направляющий элемент имеет основу, которая для установки в пазу лапы суппорта выполнена по существу П-образной в поперечном сечении и к которой примыкают:
- внешняя лобовая опорная поверхность, сопряженная с лобовой поверхностью выступа и имеющая два язычка, образующих боковые ограничители, выдающиеся с обеих сторон указанного выступа лапы суппорта, и амортизирующую листовую пружину, упруго упирающуюся в торцевую поверхность тормозной колодки, расположенную над ушком последней, и
- внутренняя лобовая опорная поверхность, сопряженная с внутренней лобовой поверхностью лапы суппорта и обращенная к торцевой поверхности тормозной колодки, расположенной под ушком последней,
причем основа имеет внешнюю радиальную поверхность, сопряженную с верхней поверхностью паза, примыкающее к ней дно, сопряженное с дном паза, и примыкающую к дну внутреннюю радиальную поверхность, которая снабжена стопорным язычком для упора в нижнюю поверхность паза и сцепления с ней.
Краткое описание чертежей
Настоящее изобретение рассматривается ниже более подробно на примере варианта выполнения предлагаемого в изобретении направляющего элемента тормозной колодки дискового тормоза, причем описание осуществления изобретения поясняется прилагаемыми чертежами, на которых показано:
на фиг. 1 - вид сбоку суппорта дискового тормоза, снабженного двумя направляющими элементами и тормозной колодкой,
на фиг. 2 - соответствующий фиг. 1 вид, на котором тормозная колодка и суппорт изображены до установки тормозной колодки,
на фиг. 3 - аксонометрическое изображение фрагмента суппорта дискового тормоза, на котором показаны концы каждой лапы, соединенные поперечиной,
на фиг. 4 - аксонометрическое изображение предлагаемого в изобретении направляющего элемента,
на фиг. 5 - вид сзади направляющего элемента, показанного на фиг. 4,
на фиг. 6 - вид направляющей пружины в разрезе вдоль линии A-A, обозначенной на фиг. 5,
на фиг. 7 - вид направляющей пружины в разрезе вдоль линии B-B, обозначенной на фиг. 5,
на фиг. 8 - местный вид сбоку, который выполнен в увеличенном масштабе и на котором изображены направляющий элемент, установленный своим ушком в пазу лапы суппорта, и две примыкающие к ушку торцевые стороны тормозной колодки.
Осуществление изобретения
На фиг. 1 показан тормозной диск 1, охватываемый суппортом 2, имеющим две лапы 20, соединенные двумя поперечинами 21. Эти две U-образные лапы 20 проходят с обеих сторон тормозного диска 1 и в каждой из них установлена тормозная колодка. Тормозные колодки 3 на своих концах снабжены ушками 31 для установки в пазах 22 каждой лапы посредством направляющей пружины 4, 4ʹ, которой снабжен каждый паз 22 и которая взаимодействует с ушком 31 тормозной колодки, снабженным вспомогательной пружиной 5.
Для наглядности описания будет принята система координат, в которой ориентация определена относительно осей X, Υ, Z, обозначенных на фиг. 1.
Направление Ζ - это осевое направление, проходящее перпендикулярно плоскости чертежа и параллельно оси тормозного диска 1.
Направление Υ - это радиальное направление, т.е. направление, пересекающее ось тормозного диска, так что внешняя и внутренняя стороны определены именно в этом направлении, т.е. как радиально внешняя и радиально внутренняя.
Направление X соответствует поперечному (боковому) направлению, проходящему в плоскости чертежа на фиг. 1 и перпендикулярно радиальному направлению Υ. В действительности направление X является тангенциальным направлением, причем задняя сторона и передняя сторона определяются по направлению вращения тормозного диска.
Ушки 31, расположенные на двух торцах тормозной колодки 3, скользят в направляющих пружинах 4, 4ʹ, в осевом направлении, т.е. перпендикулярно плоскости чертежа на фиг. 1.
Назначение направляющих пружин 4, 4ʹ заключается в том, чтобы направлять перемещение тормозной колодки для торможения и перемещение тормозной колодки для ее возврата в свое исходное положение, в котором она выведена из контакта с тормозным диском, а также в том, чтобы демпфировать стук ушек о дно каждого паза 22 при взаимодействии тормозных колодок 3 с тормозным диском 1 во время торможения. Демпфирование стука тормозных колодок обеспечивается деформацией направляющих элементов 4, 4ʹ силами, действующими со стороны тормозных колодок 3. Если направление вращения тормозного диска 1 задано искривленной стрелкой V, проходящей в соответствии с фиг. 1 справа налево, тормозная колодка 3, прижимаемая к тормозному диску 1, увлекается тормозным диском справа налево по стрелке V и наталкивается торцом своего переднего ушка 31 на дно паза 22. Направляющий элемент 4 демпфирует это смещение тормозной колодки посредством листовой пружины и уменьшает либо предотвращает удар переднего (по направлению вращения тормозного диска) ушка тормозной колодки о дно паза 22, а следовательно, гасит шум, порождаемый такими ударами.
На фиг. 2 приведен вид сбоку суппорта 2, снабженного предлагаемым в изобретении направляющим элементом 4, и расположенной над суппортом 2 тормозной колодки 3 с расположенными на двух ее ушках 31 радиальными пружинами 5 закрученной формы; причем эти пружины 5, расположенные поперек плоскости чертежа на фиг. 2, установлены на ушках 31 посредством зажимов.
На фиг. 3 в аксонометрии изображен фрагмент суппорта 2, а именно показаны концы двух лап 20, соединенные поперечиной 21 таким образом, чтобы и между двумя лапами оставался промежуток для размещения тормозного диска (не показан).
На этом чертеже видна форма паза 22, образованного нижней поверхностью 221, дном 222 и верхней поверхностью 223. Верхняя, т.е. внешняя радиальная, поверхность 223 является частью выступа 25, который имеет лобовую поверхность 251 и на котором зафиксирован направляющий элемент 4. Паз другой лапы суппорта 20 снабжен направляющим элементом 4, причем на чертеже показано, каким образом направляющий элемент 4 зафиксирован на выступе 25 и входит в паз 22, чтобы затем войти в сопряжение с расположенной под пазом 22 лобовой поверхностью, а именно внутренней лобовой поверхностью 224 лапы суппорта.
На фиг. 4 показан предлагаемый в изобретении направляющий элемент 4 в не установленном в суппорте состоянии, причем такие характеристики ориентации его частей, как "радиальный", "внутренний", "внешний", "нижний" и "верхний", используются в соответствии с фиг. 1.
Направляющий элемент 4 изготовлен из полосы пружинной стали путем выполнения соответствующих формообразующих операций. Он имеет основу 40, выполненную П-образной в профиль с поперечным сечением в основном прямоугольной формы с образованными изгибами углами 40a, 40b и имеющую дно 41, которое с одной стороны, в нижнем углу, продолжается внутренней радиальной поверхностью 42, а с другой стороны - внешней радиальной поверхностью 43. К этой поверхности примыкает лобовая опорная поверхность 44, на которой расположена амортизирующая листовая пружина 45, направленная вперед и ограниченная с двух сторон боковыми ограничительными язычками 46, выдающимися назад. Амортизирующая листовая пружина 45 и два ограничительных язычка 46 разделены с обеих сторон вырезами 47, предназначенными для сохранения общей жесткости ограничительных язычков 46 и для того, чтобы амортизирующая листовая пружина 45 могла проявить всю свою упругость.
Амортизирующая пружина 45 оканчивается спереди нижней краевой выпуклостью 48, ориентированной в осевом направлении и продолжающейся на каждом конце отогнутым внутрь, или назад, направляющим выступом 48a, который облегчает установку тормозной колодки 3 в пазу 22 лапы 20 суппорта 2, снабженном таким направляющим элементом 4.
К внутренней радиальной поверхности 42 примыкает внутренняя лобовая опорная поверхность 49, причем в области изгиба между ними выполнен продольный вырез 49a, проходящий на большей части длины указанного изгиба и расположенный между изогнутыми соединительными перемычками 49b.
Наконец, внутренняя радиальная поверхность 42 и дно 41 снабжены стопорным язычком 6, который образован вырезом в материале основы направляющего элемента, выполненным в области изгиба 40a по существу посредине осевой длины направляющего элемента 4. Этот стопорный язычок 48 проходит вниз за внутреннюю радиальную поверхность 42 (в соответствии с ориентацией, показанной на фиг. 4), образуя стопорный элемент, сцепляющийся с нижней поверхностью 222 паза 22.
Для улучшения указанного сцепления передняя кромка стопорного язычка 6 имеет два выдающихся закругленных участка 61, разделенных искривленным внутрь, или вогнутым, участком 62.
На фиг. 5 приведен вид сзади (при взгляде на тыльную сторону) изображенного на фиг. 4 направляющего элемента 4, иллюстрирующий расположение амортизирующей листовой пружины 45, примыкающей к лобовой опорной поверхности 44, и двух боковых ограничительных язычков 46, отделенных от амортизирующей листовой пружины посредством глубоких вырезов 47 с закругленной кромкой, обеспечивающих динамическую развязку деформации амортизирующей пружины 45 и двух боковых ограничительных язычков 46.
На этом виде сзади также показана форма стопорного язычка 6 и образующего его выреза, выполненного в дне 41 и внутренней радиальной поверхности 42 основы направляющего элемента таким образом, чтобы стопорный язычок 6 мог полностью распрямиться за счет своей упругости, что позволяет ему упираться в поверхность паза 22 и таким образом удерживать в пазу направляющий элемент 4.
На фиг. 6 в разрезе изображен направляющий элемент 4 и различные его участки, при этом показаны прямоугольная форма основы 40 направляющего элемента и соединение внутренней радиальной поверхности 42 посредством закругленного изгиба под прямым углом с дном 41 основы. То же самое относится к лобовой опорной поверхности 44, которая с одной стороны, т.е. вперед, в сторону от суппорта, в котором устанавливается направляющий элемент, продолжается амортизирующей листовой пружиной 45, а с другой стороны - боковыми ограничителями 46. На этом чертеже также показаны форма краевой выпуклости 48 амортизирующей пружины 45, а также форма и расположение стопорного язычка 6.
В показанном на фиг. 7 разрезе направляющего элемента 4, плоскость которого проходит через область нижней краевой выпуклости 48 амортизирующей пружины 45, наглядно показана отогнутая внутрь форма двух концов 48а краевой выпуклости 48, действующих в качестве направляющих поверхностей, взаимодействующих с ушком 31 тормозной колодки, дополнительно снабженным радиальной пружиной 5 (фиг. 2).
На фиг. 8 приведен местный вид сбоку в увеличенном масштабе, на котором показано расположение переднего ушка 31 тормозной колодки 3, снабженного радиальной пружиной 5 и входящего в П-образную полость основы 40 направляющего элемента 4, который, в свою очередь, предварительно установлен в осевом пазу 22, выполненном в конце лапы 20 суппорта 2. На этом чертеже наглядно показаны расположение верхней части направляющего элемента 4 таким образом, что ее лобовая опорная поверхность 44 входит в сопряжение с лобовой поверхностью 251 выступа 25, два боковых ограничительных язычка 46, надвигающихся на выступ 25 с обеих сторон, а также амортизирующая листовая пружина 45, изогнутая со стороны, противоположной ограничительным язычкам 46 для прижатия своей краевой выпуклостью 48 к расположенной над ушком 31 торцевой поверхности тормозной колодки 3 и поджатия тормозной колодки 3 к заднему, по направлению вращения тормозного диска, пазу лапы, чтобы уменьшить или полностью выбрать в этом месте любой имеющийся зазор.
Следует заметить, что лапа суппорта предпочтительно снабжена амортизирующей пружиной 45 только в ее переднем, по направлению вращения тормозного диска, пазу 22, тогда как задний паз снабжен направляющим элементом без амортизирующей пружины, чтобы обеспечить максимальный зазор между пазом 22 лапы 20 и ушком 31 с передней стороны и практически нулевой зазор с задней стороны.
Изобретение в целом относится к дисковым тормозам и к оборудованию механических транспортных средств.
Перечень номеров позиций
1 тормозной диск
2 суппорт
20 U-образная лапа суппорта
21 поперечина
22 паз
221 нижняя поверхность
222 дно
223 верхняя поверхность
224 внутренняя лобовая поверхность
25 выступ
251 лобовая поверхность выступа
3 тормозная колодка
31 ушко
33 торцевая поверхность колодки, расположенная над ушком
34 торцевая поверхность колодки, расположенная под ушком
4 направляющий элемент
4ʹ направляющий элемент
40 основа
40a, b углы/изгибы
41 дно
42 внутренняя радиальная поверхность
43 внешняя радиальная поверхность
44 внешняя опорная поверхность
45 внутренняя опорная поверхность
46 боковой язычок
47 вырез
48 нижний закругленный край
48a направляющий элемент
49 внутренняя опорная поверхность
49a вырез в области изгиба
49b изогнутые соединительные перемычки
5 радиальная пружина
6 стопорный язычок
61 закругленный участок кромки стопорного язычка
62 искривленный внутрь участок кромки стопорного язычка