ДИСКОВЫЙ ТОРМОЗ С ПРЕОБРАЗУЮЩИМ ДВИЖЕНИЕ ПАТРОНОМ, СНАБЖЕННЫМ ПРОТИВОДЕФОРМАЦИОННЫМ УСТРОЙСТВОМ
DISC BRAKE WITH MOTION CONVERTER CARTRIDGE FURNISHED WITH ANTI-STRAIN DEVICE

Область техники, к которой относится изобретение
Настоящее изобретение относится к дисковому тормозу, содержащему плавающую скобу, охватывающую тормозной диск, снабженную неподвижной колодкой и образующую цилиндр, в котором расположен тормозной поршень, снабженный подвижной колодкой и выдвигаемый для обжатия тормозного диска, причем:
- тормозной поршень приводится в действие гидравлическим приводом и стояночной тормозной системой, действующей на тормозной поршень посредством преобразующего движение патрона (преобразователя движения), который преобразует движение поворота расположенного на скобе рычага стояночного тормоза в поступательное движение тормозного поршня;
- цилиндр имеет переднюю часть, в которой расположен тормозной поршень, и заднюю часть, образующую гнездо, в котором расположен преобразующий движение патрон, имеющий осесимметричную форму и распирающий подвижную колодку и дно цилиндра;
- патрон удерживается в гнезде пружинным держателем и герметично проходит через осевое отверстие, выполненное в дне цилиндра, для соединения своего вала управления с рычагом стояночного тормоза.
Уровень техники
Известный дисковый тормоз указанного выше типа описан в публикации ЕР 1936227. Эта публикация относится, в частности, к способу сборки дискового тормоза, в частности, сборки преобразующего движение патрона, который преобразует вращательное движение рычага стояночного тормоза в поступательное движение тормозного поршня для выключения или выключения стояночного тормоза.
В известной конструкции задняя часть патрона содержит штифт, установленный в отверстии, выполненном в дне гнезда, предназначенного для установки патрона в цилиндре скобы тормоза. Эта конструкция относительно сложна в изготовлении и монтаже, а штифт при включении стояночного тормоза испытывает воздействие значительных крутящих усилий.
Задача изобретения
Задача, положенная в основу настоящего изобретения, заключается в том, чтобы упростить изготовление скобы тормоза, уменьшив количество деталей в составе преобразующего движение патрона, и исключить риск деформирования (смятия) элементов скобы при ее изготовлении.
Раскрытие изобретения и его преимущества
С этой целью предложен дисковый тормоз указанного выше типа, отличающийся тем, что:
А) преобразующий движение патрон (преобразователь движения) имеет:
- заднюю часть, упирающуюся в дно гнезда цилиндра и включающую в себя:
* опору в виде втулки с буртиком, упирающимся в дно гнезда вокруг выполненного в дне сквозного отверстия, через которое частично проходит втулка, и
* вал управления, соединенный с рычагом стояночного тормоза и снабженный первым диском; и
- переднюю часть, упирающуюся в тормозной поршень, установленную с возможностью поступательного перемещения относительно цилиндра, но зафиксированную от проворачивания относительно него и включающую в себя:
* толкатель, снабженный вторым диском, взаимодействующим с первым диском вала управления посредством подвижных шариков, расположенных между наклонными поверхностями двух дисков, для преобразования относительного вращательного движения между двумя дисками в поступательное движение толкателя,
* обойму (кожух), удерживающую толкатель в цилиндре посредством пружинного держателя,
* возвратную пружину, расположенную между обоймой и толкателем для противодействия поступательному движению, создаваемому дисками и шариками;
Б) цилиндр на уровне своей задней части, образующей гнездо для преобразующего движение патрона, имеет по меньшей мере один продольный паз, а толкатель имеет на своей периферии по меньшей мере один продольный выступ, поперечное сечение которого соответствует поперечному сечению продольного паза, для взаимодействия с пазом и фиксации передней части патрона от проворачивания с обеспечением свободы поступательного перемещения толкателя;
В) противодеформационное устройство, расположенное между выступами толкателя, с одной стороны, и пазами гнезда скобы, с другой стороны, и содержащее кольцо с ушками, распределенными по окружности кольца соответственно расположению продольных выступов толкателя и имеющими цилиндрические язычки, изогнутые по существу по форме поперечного сечения продольных выступов для того, чтобы закрывать последние в продольных пазах гнезда цилиндра.
Таким образом, фиксация толкателя, т.е. подвижной резьбовой втулки патрона, от проворачивания реализована непосредственно на скобе; толкатель удерживается от проворачивания продольным(-и) выступом(-ами), расположенными на передней части патрона и подобным(-и) по форме продольным(-и) паз(-ами), предусмотренными в гнезде патрона, выполненном в скобе, причем между выступом(-ами) и пазом(-ами) расположено противодеформационное устройство.
Таким образом, значительным преимуществом изобретения является исключение из конструкции задней обоймы патрона, а также штифта, устанавливаемого в отверстии в дне скобы для фиксации задней обоймы от проворачивания. В соответствии с изобретением обойма задней части известного патрона заменена простой задней опорой с L-образным профилем в продольном сечении. Исключение обоймы задней части улучшает дренируемость контура тормозной системы, т.е. благоприятствует сливу тормозной жидкости, поскольку предлагаемый в изобретении преобразующий движение патрон не имеет деталей с замкнутыми полостями. Это упрощает изготовление обоймы и уменьшает длину цилиндра, или выемки, в скобе, в которой расположен патрон.
Изобретение также упрощает сборку патрона, которая проводится непосредственно в рамках технологического процесса сборки тормоза, исключая применение специального оборудования для получения патрона в сборе. Обойма уже не защелкивается на заднем корпусе патрона, что исключает риск образования задиров.
Наконец, изобретение может быть реализовано применительно к поршням или толкателям меньшего диаметра по сравнению с поршнями или толкателями, используемыми в настоящее время, при неизменных создаваемых ими усилиях.
В предпочтительном варианте осуществления изобретения гнездо патрона в скобе имеет три продольных паза, а толкатель снабжен тремя продольными выступами, причем продольные пазы равномерно распределены по окружности гнезда, т.е. расположены на равных угловых расстояниях друг от друга, а выступы расположены соответственно расположению пазов.
Эти три продольных паза во взаимодействии с тремя продольными выступами, имеющимися на толкателе, отлично удерживают толкатель от проворачивания, одновременно позволяя избежать проблем, связанных со значительным крутящим моментом, который может быть приложен к толкателю посредством выполненного в виде шариковой передачи соединения между дисками. Эта отличная фиксация от проворачивания также благоприятствует обратному перемещению толкателя при выключении стояночного тормоза.
В еще одном предпочтительном варианте осуществления изобретения по меньшей мере один продольный паз гнезда имеет контур поперечного сечения в форме дуги окружности, в частности в форме полуокружности, а продольный выступ на толкателе имеет подобное поперечное сечение, т.е. поперечное сечение в форме дуги окружности, гомотетичной дуге окружности поперечного сечения паза, с учетом толщины противодеформационного устройства. Паз и выступ такой формы очень просты в изготовлении.
В еще одном предпочтительном варианте осуществления изобретения продольный выступ выполнен в виде стержня, проходящего назад от второго диска и охватывающего заднюю часть преобразующего движение патрона по меньшей мере на части ее осевой длины.
Длина продольного выступа, который, таким образом, в продолговатом исполнении представляет собой стержень (гребень), в частности при наличии нескольких продольных выступов, сформированных на толкателе, число которых предпочтительно равно трем, отлично обеспечивает направление перемещения толкателя, т.е. плавность его поступательного движения в пазах как направляющих, и фиксацию (от проворачивания) толкателя в скобе без какого бы то ни было риска деформации. Стержни, выступающие назад, позволяют уменьшить осевую длину преобразующего движение патрона, причем не в ущерб качеству направления перемещения толкателя, тем более потому, что стержни поддерживаются в окружаемом ими свободном пространстве как задней опорой, так и диском на валу управления патрона. В этих условиях даже воздействие на стержни значительного усилия не может выдавить стержни из их пазов, поскольку стержни удерживаются в пазах и в некоторой степени заблокированы там благодаря наличию в задней части патрона противодеформационного устройства.
В еще одном предпочтительном варианте осуществления изобретения гнездо патрона имеет уступ, выполненный для упора в него закраины обоймы, и окружной паз, выполненный под пружинный держатель.
В еще одном предпочтительном варианте осуществления изобретения обойма представляет собой изделие, изготовленное из упругой стали, выполненное в целом конической формы и имеющее основание в форме короны, из которого выходят лепестки, соединенные с закраиной, и расположенные между ними промежуточные лепестки, сопрягаемые своими свободными концами с пружинным держателем.
Такая обойма и ее взаимодействие, во-первых, с уступом, а во-вторых, с окружным пазом, в котором располагается пружинный держатель, гарантируют отличное стопорение преобразующего движение патрона в его гнезде за счет геометрического замыкания. Этот стопор не может открыться самопроизвольно. Для его открытия потребуется специальный инструмент, такой как втулка, воздействующая на обойму конической формы для постепенного отжатия лепестков обоймы, что позволяет вывести разрезную закраину и освободить ее из паза. Установка осуществляется в тех же условиях путем выполнения действий в обратном порядке.
В целом, дисковый тормоз, оснащенный таким преобразующим движение патроном с противодеформационным устройством, прост в изготовлении и сборке ввиду уменьшенного количества деталей. Изобретение обеспечивает отличное функционирование тормоза и гарантирует его надежность.
Краткое описание чертежей
Ниже настоящее изобретение рассматривается подробнее со ссылкой на прилагаемые чертежи, на которых показано:
на фиг.1А - схематический продольный разрез скобы тормоза, охватывающей тормозной диск, с тормозным поршнем, но без преобразующего движение патрона;
на фиг.1Б - продольный разрез скобы тормоза, причем тормозной поршень показан в сопряжении с преобразующим движение патроном;
на фиг.1В - поперечный разрез скобы тормоза с преобразующим движение патроном по линии 1-1, показанной на фиг.1Б;
на фиг.2 - вид сбоку слегка в перспективе преобразующего движение патрона без противодеформационного устройства;
на фиг.3 - вид в перспективе толкателя;
на фиг.4 - вид в перспективе первого варианта выполнения противодеформационного устройства для преобразующего движение патрона;
на фиг.5А, 5Б - два выполненных в различных ракурсах вида в перспективе второго варианта выполнения противодеформационного устройства, интегрированного в обойму патрона;
на фиг.6А, 6Б - выполненные в различных ракурсах виды в перспективе преобразующего движение патрона, оснащенного противодеформационным устройством, изображенным на фиг.5А, 5Б.
Осуществление изобретения
Для упрощения описания предлагаемого в изобретении дискового тормоза в качестве продольной ориентации принято осевое направление, проходящее вдоль оси x-x, показанной на фиг.1, причем слева на чертеже расположена передняя сторона, а справа - задняя сторона, так что тормозной поршень передней стороной обращен к своей тормозной колодке, а задней стороной - к гнезду в скобе. Аналогичным образом, передняя часть преобразующего движение патрона расположена со стороны тормозного поршня, а задняя часть - со стороны дна его гнезда в скобе.
На фиг.1 изображен дисковый тормоз 1, связанный с гидроприводом тормозной системы и системой управления стояночным тормозом. Плавающая скоба 100 охватывает тормозной диск 2 и снабжена неподвижной колодкой 3 и подвижной колодкой 4, т.е. является опорой для этих колодок. Подвижная колодка перемещается тормозным поршнем 5, расположенным в цилиндре 110 (или корпусе) скобы 100. Этот цилиндр 110 ограничивает герметично изолированную камеру 111, подсоединенную посредством подвода 112 к контуру тормозной системы, на чертеже не показанному. В этой герметично изолированной камере 111 расположен преобразующий движение патрон 200 (фиг.2), упирающийся в дно 114 гнезда 113, выполненного в цилиндре скобы. Гнездо 113 является продолжением цилиндра 110 для тормозного поршня. В дне 114 гнезда выполнено отверстие 115, через которое герметично выведен конец патрона 200 (фиг.2) для обеспечивающего передачу движения соединения с рычагом 120 стояночного тормоза, который связан с органом управления стояночным тормозом и вращательное движение (поворот) которого преобразуется в поступательное перемещение, передаваемое на тормозной поршень 5.
Преобразующий движение патрон 200, показанный на фиг.2, имеет заднюю часть 210 и переднюю часть 260. Он изображен без противодеформационного устройства 300 (фиг.4) и 400 (фиг.5А, 5Б).
Задняя часть 210 образована опорой 211, содержащей втулку 212 с буртиком 213. Втулка 212 расположена в отверстии 115, выполненном в дне 114 скобы 100, а ее буртик 213 опирается на поверхность дна 114, окружающую отверстие 115. Опора 211 снабжена уплотнительным кольцом 214, обеспечивающим уплотнение зазора между ней и отверстием 115, и в ней расположен вал 220 управления, образованный цилиндрической частью 221, оканчивающейся спереди первым диском 222. Цилиндрическая часть 221 проходит через втулку 212 опоры 211, выступая сзади скобы таким образом, чтобы на ней мог быть закреплен рычаг 120 стояночного тормоза. Диск 222 упирается в буртик 213 опоры 211. В передней поверхности диска 222 выполнены канавки переменной глубины, предназначенные для взаимодействия с шариками, которые установлены в обойме 231 и которые в тех же условиях взаимодействуют с толкателем 270, установленным с фиксацией от проворачивания, но с возможностью поступательного перемещения.
Передняя часть 260 преобразующего движение патрона 200 включает в себя толкатель 270, образованный втулкой 271, снабженной сзади диском 272 (вторым диском), в поверхности которого выполнены канавки переменной глубины, дополняющие по своему расположению и форме канавки в первом диске 222 вала 220 управления. При качении шариков в соответствующих друг другу канавках диска 222 вала 220 управления и диска 272 толкателя 270 вращательное движение диска 222 вала 220 управления преобразуется в поступательное движение толкателя 270 посредством взаимодействия дополнительных наклонных поверхностей, образованных канавками, как это само по себе известно. Передняя часть 260 преобразующего движение патрона также включает в себя пружину 280 сжатия, установленную на цилиндрической втулке 271 толкателя и упирающуюся, с одной стороны, в диск 272 толкателя 270, а с другой стороны - в основание 291 обоймы 290, также установленной на втулке 271 толкателя 270.
Обойма 290 представляет собой изделие, изготовленное из упругой стали, выполненное в целом конической формы и имеющее спереди основание 291 в форме короны, из которого выходят лепестки 292, соединенные с обращенной наружу и имеющей выступающие части 295 разрезной закраиной 293, и промежуточные лепестки 294, имеющие свободные концы. Пружинный держатель 201 установлен в обойме 290 вокруг лепестков 292, 294 и между ними, чтобы удерживать патрон 200 в его гнезде 113, выполненном в скобе 100. Для установки обоймы разрезную закраину 293 и пружинный держатель 201 известным образом сжимают посредством инструмента в виде втулки. Пружинный держатель 201 удерживает обойму 290, взаимодействуя со стенкой окружного паза 118 в цилиндре 110, а разрезная закраина 293 помещается в гнездо 113 до упора в уступ 117 в скобе 100, как это предусмотрено процессом сборки, описанным в публикации ЕР 1936227, на которую выше приведена ссылка. Таким образом, патрон 200 удерживается в своем гнезде 113 от смещения в одном направлении за счет упора разрезной закраины 293 в уступ 117, а от смещения в противоположном направлении - пружинным держателем 201, зафиксированным в окружном пазу 118, так что свободу движения имеют только вал 220 управления и толкатель 270.
Толкатель 270 (фиг.3) имеет продольные выступы, которые в рассматриваемом примере выполнены в виде стержней 274, проходящих от диска 272 назад. Эти стержни 274 с полукруглым, или серповидным, поперечным сечением вдвигаются в пазы 119 соответствующего поперечного сечения, выполненные в стенке гнезда 113 скобы 100 в положениях, соответствующих расположению стержней, с размещением между стержнями и стенками пазов противодеформационного устройства 300, 400, показанного на фиг.4 или на фиг.5А и 5Б. В предпочтительном исполнении имеется три стержня 274, расположенных на равных угловых расстояниях, т.е. равномерно распределенных в окружном направлении, вокруг оси x-x гнезда 113. Таким образом, толкатель 270 установлен в гнезде 113 с фиксацией от проворачивания, но с возможностью поступательного перемещения. Стержни 274 охватывают, или перекрывают, заднюю часть 210 патрона на уровне кромки диска 222 и буртика 213 опоры 211. Диск, образующий обойму 231, в которой размещены шарики, также удерживается (от радиального смещения) стержнями 274, что важно для изготовления сборочного узла, коим является преобразующий движение патрон 200, и значительно облегчает установку патрона в гнезде 113.
После установки патрона 200 вал 220 управления и его диск 222 имеют вращательную степень свободы, так что вращательное движение вала 220 управления приводит к повороту его диска 222 относительно диска 272, объединенного с толкателем 270, в результате чего толкателю 270 сообщается поступательное перемещение, передаваемое на тормозной поршень 5.
Толкатель 270 преобразующего движение патрона примыкает сзади к тормозному поршню 5 посредством не показанного на чертеже компенсатора износа тормозных колодок, расположенного в толкателе 270 и образующего гайку как элемент резьбовой пары, имеющий внутреннюю резьбу. Компенсация износа тормозных колодок осуществляется известным специалисту образом путем выдвижения гайки при отпущенном стояночном тормозе.
На фиг.4 показано противодеформационное устройство 300, предназначенное для размещения между стержнями 274 толкателя 270 и пазами 119 в гнезде 113 скобы 100.
Противодеформационное устройство 300 представляет собой изделие, выполненное из металлического листа, и имеет цилиндрическое кольцо 310 с ушками 320, каждое из которых образовано двумя лапками 321а, 321b, имеющими изогнутые цилиндрические язычки 322а, 322b, радиус искривления которых по существу соответствует радиусу окружности, определяющей контур поперечного сечения продольных выступов, выполненных в виде стержней 274, что обеспечивает размещение язычков между выступами 274, а в соответствующих случаях и их наложение на выступы; тогда лапки 321а, 321b будут располагаться с обеих сторон каждого выступа 274.
Кольцо 310 частично закрывает контур диска 272 между выступами 274, а кромка 323 кольца между лапками 321а, 321b прилегает к переднему торцу выступов 274.
В этом устройстве 300 ушки 320 расположены на равных угловых расстояниях друг от друга, т.е. равномерно распределены по окружности, а их число равно числу стержней 274, т.е. трем.
Противодеформационное устройство 300 надевают на диск 272 толкателя 270 со стержнями 274 перед установкой пружины 280 и обоймы 290, а также пружинного держателя 201. На преобразующем движение патроне 200, изображенном на фиг.2, противодеформационное устройство 300 не показано.
На фиг.5А и 5Б показан вариант выполнения противодеформационного устройства 400, в данном случае в сочетании с обоймой. Устройство 400 содержит кольцо 410, выполненное в виде разрезной закраины и имеющее ушки 420, которые равномерно распределены по окружности кольца и число которых соответствует числу продольных выступов толкателя 270, выполненных в виде стержней 274, т.е. три ушка, расположенных на угловом расстоянии 120° друг от друга. Каждое из ушек 420 состоит из двух лапок 421а, 421b, имеющих изогнутые цилиндрические язычки 422а, 422b, поперечное сечение которых по существу гомотетично поперечному сечению стержней 274 толкателя 270.
Лапки 421а, 421b оканчиваются фиксирующими выступами 423а, 423b, которые заскакивают за торцы стержней 274 и стопорят противодеформационное устройство, сохраняя упругость.
Ушки 420 расположены на кольце, выполненном в виде разрезной закраины 410 с выступающими в радиальном направлении частями 495, которая подобна разрезной закраине 293 обоймы 290 с выступающими частями 295 в варианте осуществления изобретения, показанном на фиг.2. Разрезная закраина 410, в свою очередь, соединена лепестками 492 с кольцом, которое образует основание 491. Основание 491 имеет также выступающие из него упругие промежуточные лепестки 494. Узел, состоящий из основания 491 с лепестками 492 и промежуточными лепестками 494 и кольца в виде разрезной закраины 410, имеет в целом коническую форму.
В показанном варианте осуществления изобретения устройство имеет "тройную" структуру с тремя ушками 420, тремя лепестками 492 и тремя промежуточным лепестками 494. Промежуточные лепестки 494 имеют то же назначение, что и промежуточные лепестки 294 обоймы 290. Элементы 491, 492, 494, 495 с разрезной закраиной 410 и выступающими из нее частями образуют обойму 490.
На фиг.6А, 6Б противодеформационное устройство 400 показано установленным на преобразующий движение патрон 200 с пружинным держателем 201. На фиг.6Б показано, в частности, что фиксирующие выступы 423а, 423b заскочили за стержни 274 толкателя 270, зафиксировав противодеформационное устройство, причем стержни также окружены цилиндрическими язычками 422а, 422b и лапками 421а, 421b, опирающимися на боковую (периферийную) поверхность диска 272 толкателя. Другие элементы патрона, также обозначенные на этих чертежах, повторно не описываются.
Патрон 200 состоит из уменьшенного числа деталей и представляет собой предварительно собранный узел, готовый к установке в выемку (гнездо) в скобе тормоза 100. Такая установка патрона не препятствует последующей установке тормозного поршня и не затрудняет ее, а также не нарушает впоследствии слив жидкости из контура тормозной системы.
Настоящее изобретение относится к области дисковых тормозных механизмов механических транспортных средств.
Перечень ссылочных обозначений
1 Дисковый тормоз
5 Тормозной поршень
100 Скоба
110 Цилиндр
111 Поршневая камера
112 Подвод
113 Гнездо
114 Дно гнезда
115 Отверстие в дне гнезда
117 Уступ
118 Окружной паз
119 Продольный паз
120 Рычаг стояночного тормоза
200 Преобразующий движение патрон (преобразователь движения)
201 Пружинный держатель
210 Задняя часть патрона
211 Опора с Т-образным профилем в продольном сечении
212 Втулка
213 Буртик
214 Уплотнительное кольцо
220 Вал управления
221 Цилиндрическая часть
222 Первый диск
231 Обойма, удерживающая шарики
260 Передняя часть патрона
262 Втулка
263 Второй диск
270 Толкатель
274 Продольный выступ/стержень
275 Гайка
280 Пружина сжатия
290 Обойма
291 Основание
292 Лепесток
293 Разрезная закраина
294 Промежуточный лепесток
295 Выступающая часть
300 Противодеформационное устройство
310 Кольцо
320 Ушки
321а, 321b Лапки
322а, 322b Изогнутые цилиндрические язычки
323 Кромка кольца
400 Противодеформационное устройство
410 Кольцо в виде разрезной закраины
420 Ушки
421а, 421b Лапки
422а, 422b Цилиндрические язычки
423а, 423b Фиксирующие выступы
490 Обойма
491 Основание
492 Лепесток
493 Разрезная закраина
494 Промежуточный лепесток
495 Выступающая часть