ДИСКОВЫЙ ТОРМОЗ С УКОРОЧЕННЫМИ НАКЛАДКАМИ
DISK BRAKE WITH SHORTER LINING

Изобретение относится к дисковому тормозу с укороченными накладками, в частности автомобильному тормозу с корпусом, включающем в себя вилку (мостик), первое плечо корпуса, несущее привод, и второе, внешнее плечо корпуса. При этом на внутренних сторонах каждого из плеч корпуса закреплено по одной тормозной колодке, состоящей из каркаса и фрикционной накладки, воздействующей на тормозной диск. Корпус и тормозные колодки закреплены на неподвижном относительно автомобиля кронштейне с возможностью перемещения вдоль оси действия привода. Со стороны привода между тормозной колодкой и поверхностью ее прилегания в мостике корпуса предусмотрена прижимная пружина, зажимающая колодку между кронштейном и поверхностью прилегания, чтобы избежать стука колодки о поверхность при вибрации.
В патенте Германии DE 2558141 А1 описан соответствующий дисковый тормоз с частичным покрытием, приводом которого служит цилиндр с поршнем. При нажатии на педаль тормоза поршень выдвигается из цилиндра и прижимает тормозную колодку со стороны поршня к тормозному диску, пока колодка не соприкоснется с диском. Затем цилиндр с поршнем или плечо корпуса со стороны поршня отодвигаются от диска и тянут противоположное плечо корпуса в направлении соответствующей стороны диска. Таким образом, к диску прижимается и вторая тормозная колодка, и обе колодки воздействуют на диск с силой, направленной перпендикулярно ему. Когда педаль тормоза отпускают, давление в цилиндре с поршнем исчезает, и колодки более на диск не давят. Тем не менее они все еще прилегают к диску и ввиду трения формируют так называемый остаточный момент торможения. Кроме того, фрикционные накладки подвергаются значительной температурной нагрузке, поскольку между накладками и диском отсутствует ток воздуха, и накладки не разобщены с диском термически.
Исходя из вышеизложенного, задача изобретения состоит в представлении дискового тормоза с укороченными накладками и прижимной пружиной, обладающего лучшими параметрами вентиляции тормозных колодок, т.е. с уменьшением остаточного момента, а также с термическим разобщением накладок и диска.
Согласно изобретению задачу решают располагая поверхность прилегания прижимной пружины в мостике корпуса антипараллельно оси движения, вдоль которой перемещается подвижный элемент привода. Таким образом возникает не только радиально направленное усилие, прижимающее тормозную колодку к кронштейну, но и перпендикулярная ей составляющая силы. Она способствует обратному движению тормозной колодки и подвижной части привода от тормозного диска, что улучшает вентиляцию, так как между колодкой и диском возникает небольшой зазор.
F
R
X
Целесообразно исполнение изобретения, при котором между поверхностью прилегания и осью движения предусмотрен угол α, превышающий 0°, причем этот угол расположен в плоскости, заданной осью движения и вектором равнодействующей упругой силы F. Вследствие этого пружина, помимо радиального прижимного усилия F, создает осевую составляющую силы F, параллельную оси движения, возвращающую поршень и расположенную со стороны поршня тормозную колодку в исходное положение, что улучшает воздухообмен.
X
Оказалось, что составляющая F, параллельная оси движения, особенно эффективна в смысле вентиляции, когда угол α превышает примерно 1,5°.
R
X
При особо благоприятной форме изобретения угол α ограничивают промежутком между 1,5° и 11°. Если угол α превышает 11°, радиальное усилие F прижима тормозной колодки настолько сильно снижается ввиду увеличения составляющей F, параллельной оси движения, что рабочий режим становится неблагоприятен.
Ввиду сочетания материалов прижимной пружины и мостика корпуса и из-за условий окружающей среды область контакта между прижимной пружиной и поверхностью прилегания подвержена значительной коррозии. Поэтому целесообразно, чтобы между прижимной пружиной и поверхностью прилегания был предусмотрен, по меньшей мере, один малый, точечный участок контакта в целях удержания коррозионного элемента на возможном минимуме и соответственного снижения коррозии.
Для удобства изготовления описанного дискового тормоза поверхность прилегания и мостик корпуса выполняют цельными. Благодаря тому, что поверхность прилегания и мостик корпуса изготавливают в одной операции литья, удается избежать дополнительных расходов при производстве.
В другом целесообразном исполнении изобретения поверхность прилегания и мостик корпуса выполняют из нескольких деталей. Такое исполнение при подборе надлежащих материалов обеспечивает замедление износа и/или коррозии поверхности прилегания и пружины, чего достигают использованием либо особо твердых, либо устойчивых к коррозии материалов.
Также выгодно в смысле стоимости производства использовать в качестве прижимной пружины проволочные или листовые пружины, поскольку их ввиду простоты их конструкции можно выгодно приобретать в больших количествах.
X
F
X
Особенно наглядны преимущества изобретения в случае использования гидравлических или электромеханических приводов. Поскольку гидравлический привод чаще всего допускает активное движение только в одном направлении, усилие, сообщающее возвратное движение поршню и тормозной колодке, отсутствует как таковое, благодаря чему осевая составляющая F упругого усилия F, направленная на возврат, приобретает решающее значение в функциональности тормоза. При использовании электромеханического привода в составляющей F возникает особая необходимость, если привод выходит из строя и не может оттянуть колодку в исходное положение.
Прочие подробности изобретения явствуют из прилагаемого к описанию чертежа.
На чертеже представлены:
фиг.1 - первая форма исполнения изобретения в разрезе через дисковый тормоз с укороченными накладками вдоль линии II-II,
фиг.2 - другой вид вышеупомянутой формы исполнения в сечении по линии I-I, а
фиг.3 - вид в перспективе [аксонометрическая проекция] дискового тормоза с укороченными накладками согласно еще одной форме исполнения, в которой поверхности прилегания выполнены отдельно.
F
F
R
X
На фигурах 1 и 2 представлена первая форма исполнения дискового тормоза с укороченными накладками 1 в двух разрезах. Дисковый тормоз с укороченными накладками 1 включает в себя корпус 2, состоящий из первого плеча корпуса 6, мостика (вилки) корпуса 3 и второго, расположенного ближе к внешней стороне автомобиля плеча корпуса 7. В этой форме исполнения в первом плече корпуса 6 предусмотрен блок из поршня и цилиндра 4, 5, причем к поршню 4 прилегает и закреплен на нем каркас 8 тормозной колодки 21 с фрикционной накладкой 9. На внешнем плече корпуса 7 предусмотрена еще одна тормозная колодка 22 с каркасом 10 и фрикционной накладкой 11. Тормозные колодки 21, 22 воздействуют на части не представленного на чертеже тормозного диска. Корпус 2 и тормозные колодки 21, 22, либо же их каркасы 8, 10 смонтированы на плечах 27, 28 кронштейна 12 параллельно оси движения 13 блока поршня и цилиндра 4, 5 с возможностью сдвига, при этом корпус 2 с плечом 6 со стороны поршня на двух болтах 20, 25, ввинченных в кронштейн 12. Пружина 26 притягивает внешнее плечо корпуса 7 к плечам 27, 28 кронштейна (фиг.3), благодаря чему тормозная колодка 22 оказывается зажата между плечами 27, 28 кронштейна 12 и мостиком корпуса 3. Аналогично, тормозная колодка 21 также опирается каркасом 8 на плечи 27, 28 держателя 12 с возможностью сдвига. Во избежание стука колодки при вибрации зажатие колодки 21 между плечами 27, 28 и мостиком корпуса 3 возлагают на прижимную пружину 14. В этом примере исполнения она закреплена в зажимном устройстве 29 на каркасе 8 тормозной колодки 21 и давит двумя пружинными плечами 30, 31 на две опорные поверхности 15, 16. При этом между пружинными плечами 30, 31 и поверхностями прилегания 15, 16 наличествует лишь точечный контакт 17, 32, в целях минимизации возникающего коррозионного элемента. Поверхности прилегания 15, 16 расположены относительно оси движения 13 цилиндропоршневого блока 4, 5 под углом α, причем угол α лежит в плоскости, заданной осью движения и вектором равнодействующей на зажимное устройство упругой силы F. Благодаря этому упругая сила F дает радиальную прижимную составляющую F, перпендикулярно воздействующую на плечи 27, 28 кронштейна 12. Кроме того, возникает параллельная оси движения 13 осевая составляющая силы F, воздействующая на поршень 4 и тормозную колодку 21. Следует отметить, что кронштейн 12 предусмотрен непосредственно на подвеске колеса или на амортизационной стойке автомобиля и составляет одну деталь с ней.
X
F
F
Возможны формы исполнения, при которых на мостике корпуса 3 предусмотрены как только одна, так и несколько поверхностей прилегания. Соответственно этому прижимная пружина также должна быть изготовлена так, чтобы во взаимодействии с одной или несколькими поверхностями прилегания формировать параллельную оси движения 13 блока поршня и цилиндра 4, 5 осевую составляющую F упругой силы F. При создании одной или нескольких поверхностей прилегания решающим фактором является только их наклон под определенным углом α к оси движения 13, благодаря чему они работают как осевые скосы, причем угол α лежит в плоскости, заданной осью движения 13 и вектором равнодействующей упругой силы F.
X
На фигуре 3 представлен вид в перспективе дискового тормоза с укороченными накладками 1 согласно еще одной форме исполнения, в которой поверхности прилегания 15, 16 выполнены как детали 18, 19. Кроме каркаса 8 со стороны поршня, тормозные колодки не отображали, чтобы улучшить обзорность. Видно, каким образом корпус 2 с плечом корпуса 6 закреплен с возможностью сдвига на кронштейне 12 с помощью болтов 20 и 25, а тормозные колодки зажаты между поверхностями прилегания 15, 16 мостика корпуса 2 и плечами 27, 28 кронштейна 12. При этом на фигуре 3 всю тормозную колодку 21 представляет лишь каркас 8, прилежащий к плечам 27, 28. В зажимном устройстве 29 каркаса 8 закреплена пружина 14, которая двумя пружинными плечами 30, 31 создает каркасу 8 опору на две опорные поверхности 15, 16 или на детали 18, 19 и прижимает его к плечам 27, 28 кронштейна 12. Детали 18, 19 привинчивают к мостику корпуса винтами 23, 24. Возможны, однако, и другие способы фиксации, например соединения с замыканием формой, трением, материалом или другие, при этом они не изменяют изобретения. Важно лишь, что поверхности прилегания образованы отдельными деталями, во взаимодействии с прижимной пружиной 14 формирующими осевую составляющую силы F.
F
R
X
X
F
Дисковый тормоз с укороченными накладками 1 функционирует следующим образом. Между корпусом 2 и кронштейном 12 размещены тормозные колодки 21, 22, причем прижимная пружина 14 отжимает тормозную колодку 21 от поверхностей прилегания 15, 16 и во избежание вибрации прижимает ее к плечам 27, 28 кронштейна 12. Благодаря углу наклона α поверхности прилегания 15, 16 из упругого усилия F прижимной пружины 14 дополнительно к радиальному прижимному усилию F формируется осевая составляющая силы F, параллельная оси движения 13. При нажатии на педаль тормоза в блоке поршня и цилиндра 4, 5 возникает избыточное гидравлическое давление, которое выдвигает поршень 4 из цилиндра 5. Вследствие этого тормозная колодка 21 перемещается к тормозному диску, пока ее накладка 9 не прижмется к нему. В результате этого уже цилиндр с поршнем 4, 5 или плечо корпуса со стороны поршня 6 отодвигаются от диска и тянут через мостик корпуса 3 противоположное плечо корпуса 7 в направлении соответствующей стороны тормозного диска. Таким образом к диску прижимается и вторая тормозная колодка 22 и обе колодки 21, 22 воздействуют на части поверхностей диска с силой, направленной перпендикулярно. Когда педаль тормоза отпускают, избыточное давление в цилиндре с поршнем 4, 5 исчезает, а параллельная оси движения 13 осевая составляющая F упругой силы F отодвигает поршень 4 и тормозную колодку 21 от тормозного диска в исходное положение. Таким образом, достигают прекращения трения тормозной колодки 21 о тормозной диск по окончании торможения и избегают нежелательного остаточного тормозного момента. Это решающим образом улучшает вентиляцию тормоза.
Список обозначений
1 Дисковый тормоз с укороченными накладками
2 Корпус
3 Мостик (вилка) корпуса
4 Поршень
5 Цилиндр
6 Первое, внутреннее плечо корпуса
7 Второе, внешнее плечо корпуса
8 Каркас
9 Фрикционная накладка
10 Каркас
11 Фрикционная накладка
12 Кронштейн
13 Ось движения
14 Прижимная пружина
15 Поверхность прилегания
16 Поверхность прилегания
17 Точечная поверхность контакта
18 Навесная деталь
19 Навесная деталь
20 Болт
21 Тормозная колодка
22 Тормозная колодка
23 Винт
24 Винт
25 Болт
26 Пружина
27 Плечо кронштейна 12
28 Плечо кронштейна 12
29 Зажимное устройство
30 Плечо пружины
31 Плечо пружины
32 Точечная поверхность контакта
α Угол
F
F Равнодействующая упругой силы на зажимное устройство 29
R
F Радиальное прижимное усилие
X
F
F Осевая составляющая упругой силы F