ДИСКОВЫЙ ТОРМОЗ
DISK BRAKE

Настоящее изобретение относится к дисковому тормозу, в частности, для автомобилей, а также к держателю тормозной накладки, используемому в таком дисковом тормозе.
Дисковые тормозные системы большинства различных конструктивных типов имеют общую цель, которая заключается, с одной стороны, в поддержании как можно меньшей конструктивной массы и веса, и с другой стороны - в осуществлении сборки и установки в автомобиле как можно более простым способом, не приводя к ухудшению показателей режимов работы и прогнозируемой долговечности дискового тормоза.
Среди дисковых тормозов, известных в предшествующем уровне техники, внутри корпуса тормозного суппорта обычно выполняют механизм включения тормоза, причем этот механизм содержит усиливающий механизм, например эксцентрично установленный рычаг, и толкатель, соединенный с усиливающим механизмом, который может быть, например, поперечиной, при этом рычаг, который приводится в действие нажимным цилиндром, усиливает тормозное усилие, вырабатываемое цилиндром, посредством эксцентричной установки и передает это усилие поперечине, которая затем скользит вперед к тормозному диску, который покрывает тормозной суппорт.
Толкатель, или поперечина, имеет толкательную пластину со стороны тормозного диска, причем толкательная пластина входит в контакт с держателем тормозной накладки и прижимает его к тормозному диску до тех пор, пока тормозная накладка не коснется тормозного диска и, таким образом, не передаст тормозное усилие тормозному диску.
С этой целью толкатель необходимо направлять при осевом скольжении в корпусе тормозного суппорта. В то время как толкатель в области усиливающего механизма направляют в корпусе тормозного суппорта, нажимную пластину, с другой стороны, можно направлять по внутренней части рычагов, или пластинок, тормозного суппорта, которые покрывают тормозной диск, или, в случае подвижного тормозного суппорта, по опорной конструкции тормозного суппорта. С другой стороны, толкатель также можно направлять в корпусе тормозного суппорта в области отверстия, которое расположено противоположно тормозному диску.
Во всех случаях соответствующие направляющие поверхности скольжения в корпусе тормозного суппорта должны быть, насколько позволяют их конструкции, разделены для обеспечения наилучшего осевого ведения толкателя, что по существу предназначено для предотвращения опрокидывания толкателя при приложении тормозного усилия. Для этого требуются соответствующие поверхности скольжения, которые должны быть обработаны с обеспечением определенного качества поверхности на наружной поверхности толкателя, с одной стороны, и на внутренней поверхности корпуса тормозного суппорта, с другой стороны. В частности, внутри гнезда корпуса тормозного суппорта такая доработка корпуса тормозного суппорта, который, как правило, выполнен из чугуна, является дорогостоящей.
Кроме того, многие поверхности скольжения несмотря на надлежащее качество поверхности вызывают увеличение сил трения, увеличивая тем самым требования к точности необходимых регулировочных стержней в таких дисковых тормозах, которые направляют таким образом, чтобы они могли поворачиваться, например, в поперечине. Как доработка поверхностей скольжения, так и соответствующее конструирование и изготовление регулировочных механизмов для получения наилучшей функции регулирования в любых условиях приводит к повышению производственных затрат.
Нажимная пластина конца толкателя со стороны тормозного диска посредством тормозного усилия передает давление на держатель тормозной накладки, причем она должна соответствующим образом распределять это давление по поверхности тормозной накладки. Держатель тормозной накладки с тормозной накладкой радиально и тангенциально направляют по корпусу тормозного суппорта в случае тормоза с неподвижным тормозным суппортом или по опорной конструкции тормозного суппорта в случае тормоза с подвижным суппортом.
Для распределения тормозного усилия нажимная пластина имеет пропорционально увеличенные размеры, является более тяжелой и, таким образом, более дорогой в изготовлении. Кроме того, размеры нажимной пластины приводят к ограничению производства тормозного суппорта с любыми конструкциями, так как в корпусе суппорта имеют место повышенные механические напряжения, в частности, в переходной области между корпусом тормозного суппорта, в которой установлен механизм включения, и рычагами и пластинками тормозного суппорта, выступающими наружу из корпуса и покрывающими тормозной диск.
Следовательно, целью настоящего изобретения является создание нового типа дискового тормоза, который позволяет избежать вышеупомянутых проблем и недостатков.
Эта цель достигнута посредством создания дискового тормоза, имеющего отличительные признаки п.1 формулы изобретения, и держателя тормозной накладки для такого дискового тормоза, имеющего отличительные признаки п.13 формулы изобретения.
Изобретение основано на том факте, что нажимная пластина, которая имеется на конце толкателя тормозного диска, соединена с держателем тормозной накладки, так что она передает усилие таким образом, что как при включении тормоза, когда тормозная накладка подведена к тормозным дискам, так и при отпускании тормоза, когда тормозная накладка из-за отсутствия дополнительного усилия нажатия, например, возвратной пружины, перемещается обратно, толкатель перемещают так, что он скользит по оси в тормозном суппорте посредством держателя тормозной накладки.
Такое осевое перемещение, в свою очередь, вызвано тем фактом, что держатель тормозной накладки перемещается в радиальном и тангенциальном и, следовательно, также в осевом направлении вместе с тормозной накладкой в корпусе тормозного суппорта или в держателе тормозного суппорта.
Благодаря конструкции согласно изобретению больше нет необходимости в выполнении поверхностей скольжения для толкателя, обработанных соответствующим образом, на конце корпуса тормозного суппорта тормозного диска, на внутренних поверхностях рычагов тормозного суппорта или на внутренних поверхностях опорной конструкции в случае подвижного тормозного суппорта, причем затраты, таким образом, сводятся к минимуму.
Благодаря передающему усилию и направляющему соединению между держателем тормозной накладки и нажимной пластиной пластина может иметь конфигурацию гораздо меньшего размера. Пластина может просто иметь размер, достаточный для обеспечения должного распределения напряжения по тормозной накладке.
Так как направляющие поверхности держателя тормозной накладки согласно настоящему изобретению также служат в качестве поверхностей скольжения для осевого перемещения толкателя в корпусе тормозного суппорта, исключение поверхностей осевого скольжения в области отверстия в корпусе со стороны тормозного диска вызывает уменьшение общего фрикционного сопротивления приблизительно на одну треть. Это, в свою очередь, обеспечивает безупречное функционирование сменного механизма даже в простой конструкции с небольшим допуском.
Кроме того, имеющая значительно меньшие размеры конфигурация нажимной пластины обеспечивает в целом более компактную конструкцию тормозного суппорта с уменьшенным весом. Критические области в самом тормозном суппорте и области, в которых при торможении происходят значительные механические воздействия, например, переходные области между корпусом тормозного суппорта и рычагами, окружающими тормозной диск, могут иметь конфигурацию, обеспечивающую большую устойчивость, так как благодаря меньшему размеру нажимной пластины обеспечивается доступ к большему конструктивному пространству и, следовательно, возможность большей свободы компоновки.
Для уменьшения производственных затрат можно обойтись без поверхностной обработки вторых поверхностей осевого скольжения в корпусе тормозного суппорта.
Согласно изобретению конструкция соединения между нажимной пластиной и держателем тормозной накладки может быть использована как с неподвижным, так и с подвижным тормозным суппортом. Изобретение не ограничено определенными типами толкателей, а нажимные пластины могут работать в поперечинах с двумя параллельными регулировочными стержнями, а также в цилиндрических нажимных кулачках.
Согласно изобретению соединение между нажимной пластиной и держателем тормозной накладки и соединение, которое позволяет осевое перемещение толкателя, зависят от того факта, что нажимная пластина, обращенная к тормозному диску, имеет, по меньшей мере, один соединительный элемент, который взаимодействует с комплементарным по форме соединительным элементом, который расположен на держателе тормозной накладки со стороны, обращенной от тормозного диска.
Согласно одному варианту осуществления изобретения нажимная пластина может принимать форму предпочтительно цилиндрического выступа или пальца, который проходит в сторону тормозного диска и зацепляется с соответствующим комплементарным по форме углублением в держателе тормозной накладки.
Согласно другому варианту осуществления изобретения такой палец или выступ выполнен на держателе тормозной накладки, проходит в сторону корпуса тормозного суппорта и зацепляется с соответствующим углублением в нажимной пластине.
В обоих случаях предпочтительно, чтобы одновременно использовались, по меньшей мере, два выступа и два углубления на расстоянии друг от друга для обеспечения радиальной и тангенциальной устойчивости.
В предпочтительном варианте осуществления изобретения держатель тормозной накладки включает в себя углубление, размеры которого комплементарным по форме образом соответствуют форме периферии нажимной пластины, так что нажимная пластина полностью размещается в этом углублении.
В другом предпочтительном варианте осуществления изобретения поверхность держателя тормозной накладки, повернутая к нажимной пластине, имеет два обращенных друг к другу выступа, которые держат нажимную пластину, охватывая ее стороны. Конфигурация выступов приспособлена к форме и боковым поверхностям нажимной пластины, причем они предпочтительно имеют по существу U-образную конфигурацию краев для обеспечения радиальной и тангенциальной фиксации нажимной пластины.
Общим для всех вариантов осуществления изобретения является то, что соединение между нажимной пластиной и держателем тормозной накладки механически выполнено таким образом, что устранено радиальное и тангенциальное относительное перемещение между этими элементами. Тем не менее, согласно изобретению различные соединительные элементы могут быть выполнены таким образом, что между ними имеется, по меньшей мере, достаточный зазор для облегчения замены тормозных накладок или держателей тормозных накладок.
Именно принцип соединения нажимной пластины с держателем тормозной накладки согласно изобретению упрощает не только замену тормозных накладок, но также обеспечивает более простую установку механизма включения с толкателем в сам корпус тормозного суппорта.
Так как в области переднего отверстия корпуса тормозного суппорта не нужны осевые направляющие поверхности для толкателя, поскольку эту функцию берут на себя направляющие и монтажные поверхности держателя тормозной накладки в тормозном суппорте или в опорной конструкции тормозного суппорта, корпус тормозного суппорта и также толкатель могут иметь значительно меньшие размеры, что дополнительно уменьшает наружные размеры дискового тормоза и, следовательно, необходимое конструктивное пространство. Получаемая в результате улучшенная доступность также упрощает установку такого дискового тормоза в транспортное средство.
Кроме того, согласно другому предпочтительному варианту осуществления изобретения обеспечен пружинный зажим, который устанавливают для схватывания держателя тормозной накладки и нажимной пластины, чтобы удерживать их в прочном соединении, особенно при отпускании тормоза и в нерабочем положении. Толкатель перемещают назад обычно посредством пружины сжатия, которая действует между корпусом тормозного суппорта и толкателем, если не приложено дополнительное усилие торможения со стороны усиливающего механизма.
Таким образом, пружинный зажим также эффективным образом оттягивает держатель тормозной накладки и, следовательно, тормозную накладку назад от тормозного диска. Это позволяет исключить риск протаскивания тормозной накладки через вращающийся тормозной диск при отпускании тормоза. Кроме того, пружинный зажим позволяет избежать образования неприятных вибрационных шумов.
Поскольку толкатель установлен по оси со стороны тормозного диска посредством направляющих поверхностей держателя тормозной накладки, осевые направляющие поверхности для конца, обращенного от тормозного диска, выполнены с возможностью осевого перемещения в корпусе тормозного суппорта в непосредственной близости от усиливающего механизма. Как вариант толкатель также может направляться посредством сегментов усиливающего механизма, установленного на этих направляющих поверхностях, или сменного устройства, которое соединено с толкателем. Эти соответствующим образом обработанные направляющие поверхности обычно имеют конфигурацию в виде четырех поверхностей скольжения, расположенных друг напротив друга по диагонали.
Изобретение также относится к держателю тормозной накладки как таковому, в котором использованы раскрытые выше признаки.
Дополнительные преимущества и отличительные признаки раскрыты в дальнейшем подробном описании вариантов осуществления настоящего изобретения, приведенного со ссылкой на прилагаемые чертежи, на которых:
Фиг.1а - вид в перспективе толкателя с нажимной пластиной, а также держателя тормозной накладки, имеющего тормозную накладку дискового тормоза согласно первому варианту осуществления изобретения;
Фиг.1b - иллюстрация этих же элементов на другом виде в перспективе;
Фиг.2 - вид спереди дискового тормоза согласно первому варианту осуществления изобретения;
Фиг.3 - вид в разрезе по линии В-В с Фиг.2;
Фиг.4 - вид в разрезе по линии С-С с Фиг.2;
Фиг.5а - вид в перспективе толкателя с нажимной пластиной, а также держателя тормозной накладки, имеющего тормозную накладку дискового тормоза согласно второму варианту осуществления изобретения;
Фиг.5b - иллюстрация этих же элементов на другом виде в перспективе;
Фиг.6 - вид в перспективе толкателя с нажимной пластиной, а также держателя тормозной накладки, имеющего тормозную накладку дискового тормоза согласно третьему варианту осуществления изобретения;
Фиг.7а - вид в перспективе толкателя с нажимной пластиной, а также держателя тормозной накладки, имеющего тормозную накладку дискового тормоза согласно изобретению, удерживаемых вместе пружинным зажимом; и
Фиг.7b - иллюстрация этих же элементов на другом виде в перспективе.
На Фиг.1а и 1b представлены примеры нескольких частей дискового тормоза согласно первому варианту осуществления изобретения, включая цилиндрический толкатель 1, на котором расположена нажимная пластина, и держатель 3 тормозной накладки, на котором расположена тормозная накладка 4. Толкатель 1 приводится в действие усиливающим механизмом, более подробно не показанным здесь и расположенным в корпусе тормозного суппорта.
На обращенной к держателю 3 тормозной накладки поверхности нажимной пластины 2 имеется два выступа 5 пальцеобразного типа, выровненных друг с другом на некотором расстоянии друг от друга.
Как показано на Фиг.1b, держатель 3 тормозной накладки имеет соответствующие комплементарные по форме углубления 6, с которыми при сборке зацепляются выступы 5, предпочтительно с некоторым зазором.
На Фиг.2 показан вид спереди дискового тормоза, в который встроены вышеперечисленные элементы.
Дисковый тормоз содержит тормозной суппорт 7, имеющий корпус 8 тормозного суппорта, вмещающий приводной механизм, не показанный подробно, и две пластинки или рычага 9, которые проходят над двумя тормозными дисками 10.
Держатель 3 тормозной накладки перемещается вбок, радиально, тангенциально и в осевом направлении по рычагам 9 посредством направляющих поверхностей 11.
Как показано на Фиг.3, нажимная пластина 2 соединена с держателем 3 тормозной накладки пальцами 5. Кроме того, как показано на Фиг.4, толкатель 1 или части 12 усиливающего механизма, которые соединены с толкателем 1 с передачей усилия, и регулировочного механизма внутри корпуса 8 тормозного диска перемещаются по оси по четырем поверхностям 13 скольжения, которые размещены друг напротив друга.
Так как нажимная пластина 2 соединена с держателем 3 тормозной накладки, толкатель 2 перемещается, скользя по оси, в корпусе 8 тормозного суппорта по поверхностям 13 скольжения и направляющим поверхностям 11.
Другой вариант осуществления изобретения показан на Фиг.5а и 5b. Здесь нажимная пластина 2 имеет углубления 14, в которые входят и с которыми зацепляются комплементарные по форме выступы 15 пальцеобразного типа на держателе 3 тормозной накладки, соединяя, таким образом, оба элемента друг с другом, избегая при этом относительных перемещений вбок или по радиусу.
На Фиг.6 показан предпочтительный вариант осуществления изобретения, в котором держатель 3 тормозной накладки содержит два U-образных выступа 16 на расстоянии друг от друга, которые имеют контур, при помощи которого охватывают боковые края 17 нажимной пластины 2, и обеспечивают, таким образом, радиальную и тангенциальную фиксацию нажимной пластины 2 на держателе 3 тормозной накладки.
Для удержания нажимной пластины 2 и держателя 3 тормозной накладки в соединении, которое позволяет идеальный отвод тормозной накладки 4 даже при отпускании тормоза, в нескольких вариантах осуществления изобретения, в которых допуск зазора между соединительными элементами 5 и 6, 14 и 15 и 16 и 17 сам по себе не позволяет этого, может быть обеспечен дополнительный пружинный зажим 18, чтобы охватывать нажимную пластину 2 и держатель 3 тормозной накладки и надежно соединять их друг с другом. Этот пружинный зажим 18 обеспечивает незамедлительный отвод тормозной накладки 4 от тормозного диска, когда механизм переключения перемещает толкатель 1 обратно в его исходное положение.