УПРАВЛЯЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ТОРМОЗНОГО МЕХАНИЗМА
CONTROL DEVICE OF BREAKE MECHANISM

Настоящее изобретение относится к управляющему устройству для тормозного механизма, в частности барабанного тормозного механизма, в частности, для грузопассажирского автомобиля.
Из области техники известны барабанные тормозные механизмы для грузопассажирских автомобилей. Как правило, они содержат приводной блок, который может быть сформирован пневматическим или гидравлическим тормозным цилиндром, исполнительный блок для смещения вызывающего торможение элемента, на котором установлена тормозная накладка, а также передающий блок для передачи усилия от приводного блока к исполнительному блоку.
В так называемых барабанных тормозных механизмах с клиновым разжимом колодок носитель тормозной накладки, к которому прикреплена тормозная накладка, перемещают радиально наружу и прижимают к внутренней поверхности вращающегося тормозного барабана при помощи подвижного в продольном направлении клиновидного исполнительного элемента. Ось, сформированная клином и тормозным цилиндром, проходит либо параллельно, либо перпендикулярно оси колеса, торможение которого необходимо выполнить, в зависимости от доступного пространства. Передающий элемент, расположенный между тормозным цилиндром и исполнительным элементом, может иметь такие размеры, чтобы тормозной цилиндр располагался в подходящем положении в зависимости от доступного монтажного пространства.
Из-за размеров, присущих тормозному цилиндру, очень сложно или вообще невозможно установить подобное управляющее устройство в случае некоторых узлов, которым присуще ограниченное свободное пространство.
Цель настоящего изобретения заключается в создании управляющего устройства для тормозного механизма, которому присуща максимально возможная область применения и, в частности, которое может быть использовано в случае ограниченного монтажного пространства.
Цель настоящего изобретения достигается при помощи управляющего устройства, которому присущи признаки, раскрытые в пункте 1 формулы изобретения. Предпочтительные варианты осуществления настоящего изобретения раскрыты в зависимых пунктах формулы изобретения, а также в приведенном ниже описании, в частности, со ссылками на прилагаемые чертежи.
Согласно настоящему изобретению управляющее устройство, которое может быть использовано, в частности, для управления барабанным тормозным механизмом, содержит приводной блок, в частности тормозной цилиндр, с линейно-подвижным приводным элементом, исполнительный блок с линейно-подвижным исполнительным элементом, посредством которого вызывающий торможение элемент может быть перемещен относительно тормозного диска или тормозного барабана, и передающий блок, предназначенный для передачи усилия от приводного элемента или приводного блока к исполнительному элементу или исполнительному блоку. В соответствии с настоящим изобретением передающий блок содержит отклоняющее устройство, посредством которого усилие, которое передается от приводного элемента к исполнительному элементу, или усилие, которое передается от приводного блока к исполнительному блоку, может быть отклонено от первого направление во второе направление. Основную идею настоящего изобретения можно увидеть в том, что усилие, передаваемое между приводным блоком и исполнительным блоком, отклоняют под некоторым углом таким образом, что ориентация приводного блока может быть реализована вне зависимости от ориентации исполнительного блока. Это означает, в частности, то, что продольная ось приводного блока может быть наклонена или расположена под углом относительно продольной оси исполнительного блока. Таким образом, в случае монтажного пространства, ограниченного в аксиальном направлении, тормозной цилиндр может быть смещен в область, которая удалена радиально наружу относительно колесной оси. Ось тормозного цилиндра или приводного элемента проходит под углом или непараллельно оси распределительного блока или исполнительного элемента. Для того чтобы передать тормозящее усилие от приводного блока к исполнительному блоку, предусмотрен отклоняющий элемент, который согласно настоящему изобретению расположен на пути рабочего движения между приводным блоком и исполнительным блоком. Благодаря отклонению тормозящего усилия или движения приводного элемента управляющее устройство согласно настоящему изобретению может также быть установлено в узлах и системах подвески, таких как качающиеся оси, оси управления поворотом, независимые подвески колес или портальные мосты, которые имеют ограничения в отношении монтажного пространства. Благодаря конкретному выбору угла отклонения и/или направления отклонения приводной блок может быть расположен практически в любом положении. Исполнительный блок может быть сформирован, в частности, в качестве распределительного блока, а также может содержать подвижный в продольном направлении клин в качестве исполнительного элемента. По существу, отклонение может быть выполнено любым путем. Например, можно разместить между приводным элементом и исполнительным элементом свободноподвижный соединительный элемент, такой как соединительная тяга, вдоль которого усилие передается от приводного элемента к исполнительному элементу.
Согласно настоящему изобретению предпочтительно, чтобы отклоняющее устройство характеризовалось наличием отклоняющего элемента, который, в частности, установлен с возможностью поворота на стационарной оси поворота и который содержит по меньшей мере два соединительных устройства, которые смещены или сдвинуты относительно друг друга в направлении поворота, для соединения соответствующих передающих усилие элементов. Благодаря поворотному элементу, установленному на оси поворота, усилие может быть надежно и точно отклонено, при этом существует механическая опора на оси поворота отклоняющего элемента. Таким путем могут быть снижены поперечные усилия, действующие на приводной элемент и на исполнительный элемент. Передающие усилие элементы могут представлять собой, в частности, приводной элемент и исполнительный элемент, при этом, в целом, может быть также предусмотрен отдельный передающий усилие элемент. В частности, для передачи усилия соединительные устройства могут быть сформированы в виде контактных поверхностей.
В частности, для передачи усилия в отклоняющий элемент может быть предусмотрено первое соединительное устройство или контактная поверхность, на которую действуют приводной элемент или передающий усилие элемент, который присоединен к указанному отклоняющему элементу. Для того чтобы передать усилие от отклоняющего элемента к присоединенному к нему исполнительному элементу или передающему усилие элементу, в частности, может быть предусмотрено второе соединительное устройство или контактная поверхность.
Соединительные устройства смещены относительно друг друга в направлении вдоль окружности на угол, составляющий предпочтительно от 20° до 120°, особенно предпочтительно от 75° до 105°. В контексте настоящего изобретения под «направлением вдоль окружности» следует понимать предпочтительно круговую траекторию, которая проходит вокруг оси поворота отклоняющего элемента и которая проходит через по меньшей мере одно из соединительных устройств. Следовательно, предпочтительные углы будут измерять между первой прямой линией, которая проходит через первое соединительное устройство и ось поворота, и второй прямой линией, которая проходит через второе соединительное устройство и ось поворота. Таким образом, угол наклона между осью приводного блока и осью исполнительного блока предпочтительно составляет от 20° до 120°, особенно предпочтительно от 75° до 105°. Упомянутые выше углы обеспечивают надежную передачу тормозящего усилия в исполнительный элемент и обеспечивают предпочтительное положение установки приводного блока для множества практических применений.
Для того чтобы обеспечить эффект рычага или увеличение или уменьшения коэффициента передачи между приводным блоком и исполнительным блоком, предпочтительно, чтобы расстояние между одним соединительным устройством и осью поворота отклоняющего элемента отличалось от расстояния между другим соединительным устройством и осью поворота отклоняющего элемента. Различные значения длины рычагов, которые сформированы при помощи различных расстояний от оси поворота, позволяют легко реализовать, например, увеличение тормозного усилия. Особенно предпочтительно отклоняющий элемент характеризуется различными значениями длины рычагов и углом между плечами рычагов, составляющим менее 180°, предпочтительно менее 120°. Таким образом, при очень компактной конструкции управляющего устройства могут быть обеспечены высокие тормозные усилия или продолжительные пути приведения в действие.
Отклоняющий элемент может, например, быть выполнен в форме диска. Высокая устойчивость и небольшая масса отклоняющего элемента могут быть обеспечены путем выполнения указанного отклоняющего элемента по меньшей мере с двумя по существу радиально проходящими поворотными рычагами, на которых сформированы соединительные устройства. Предпочтительно V-образный отклоняющий элемент устанавливают в области его вершины, на предпочтительно стационарную ось поворота.
Согласно предпочтительному варианту осуществления настоящего изобретения по меньшей мере одно из соединительных устройств сформировано в виде шарнирного соединения. Предпочтительно, передающий усилие элемент механически присоединен к отклоняющему элементу при помощи шарнира, так чтобы усилие могло быть передано. Передающий усилие элемент может быть, в частности, приводным элементом или исполнительным элементом или их частью.
Для того чтобы передать усилие от приводного элемента к поворотному отклоняющему элементу или от поворотного отклоняющего элемента к исполнительному элементу, приводной элемент и/или исполнительный элемент могут характеризоваться наличием линейно-подвижного основного тела и передающей головки, шарнирно установленной на нем. Передающая головка может быть соединена с отклоняющим элементом при помощи шарнирного соединения. Альтернативно, шарнир также может быть установлен с возможностью перемещения в радиальном направлении для того, чтобы обеспечить баланс между поворотным движением отклоняющего элемента и линейным движением приводного элемента или исполнительного элемента.
Вместо определенной точки поворота, по меньшей мере одно из соединительных устройств может характеризоваться наличием поверхности качения или скольжения, вдоль которой передающий усилие элемент, в частности, в радиальном направлении, совершает перемещения, в частности, скользит или катится. В контексте настоящего изобретения под «радиальным направлением» следует понимать предпочтительно параллельно прямой линии, которая проходит через одно из соединительных устройств и ось поворота. Следовательно, можно обойтись без уравновешивающей передающей усилие головки приводного элемента и/или исполнительного элемента.
Очень надежное и недорогое в обслуживании управляющее устройство может быть получено благодаря тому, что исполнительный блок и передающий блок размещены в общем кожухе. В кожухе размещены предпочтительно отклоняющий элемент, а также предпочтительно исполнительный элемент, который предпочтительно характеризуется наличием клина. Предпочтительно, указанный кожух также примыкает непосредственно к кожуху приводного блока. Это эффективно предотвращает попадание грязи в отклоняющее устройство. Предпочтительно, общий кожух выполнен цельным. Предпочтительно, общий кожух представляет собой цельную литую деталь, которая может быть изготовлена чрезвычайно просто.
Предпочтительно, предусмотрено крепежное устройство, позволяющее прикрепить управляющее устройство к элементу оси колеса, торможение которого необходимо выполнить, в различных угловых положениях относительно продольной оси или оси приведения в действие исполнительного элемента и/или колесной оси элемента оси колеса, торможение которого необходимо выполнить. Благодаря возможности выполнить крепление различным образом, приводной блок может быть подогнан к имеющемуся пространству путем надлежащего расположения относительно продольной оси исполнительного элемента и/или колесной оси. Таким образом, дополнительно расширяется область применения управляющего устройства. В частности, кожух управляющего устройства может характеризоваться наличием крепежной или контактной поверхности, которая по меньшей мере частично проходит вокруг оси приведения в действие. Крепежная поверхность может быть выполнена, например, в качестве криволинейной поверхности или может состоять по меньшей мере из двух поверхностей, которые расположены под углом относительно друг друга.
Согласно еще одному предпочтительному варианту осуществления отклоняющее устройство вызывает отклонение усилия в плоскости, которая проходит через колесную ось элемента оси колеса, торможение которого необходимо выполнить, и которая перпендикулярна колесной оси. Перпендикуляр к колесной оси предпочтительно проходит параллельно вертикали, при этом элемент оси предпочтительно расположен по существу горизонтально. Таким образом, отклонение осуществляют в плоскости, которая содержит продольную ось элемента оси. Предпочтительно, продольная ось приводного блока или приводного элемента (ось привода) ориентирована таким образом, что она пересекает продольную ось элемента оси (колесную ось).
При этом настоящее изобретение обеспечивает то, что отклонение выполняют в плоскости, которая пересекается продольной осью элемента оси или которая расположена параллельно продольной оси. Экономящая место конфигурация приводного блока может быть обеспечена, в частности, благодаря тому, что приводной блок характеризуется наличием продольной оси (оси привода), которая наклонена относительно радиуса элемента оси колеса, торможение которого необходимо выполнить, и/или благодаря тому, что ось привода и колесная ось скрещиваются друг с другом.
Настоящее изобретение предоставляет, в частности, следующие преимущества:
1. Благодаря отклонению усилия может быть реализовано очень компактное, легковесное и оптимизированное с точки зрения стоимости тормозное устройство, которое может, в частности, быть сформировано в качестве распределенного тормозного механизма или тормозного механизма с клиновым разжимом колодок.
2. Интегрированное отклоняющее устройство не требует каких-либо дополнительных мест стыковки, которые могут вызывать проблемы с герметичностью.
3. Благодаря отклоняющему устройству, интегрированному в кожух исполнительного блока, масса цилиндра воздействует на общий жесткий кожух, который прочно присоединен к телу оси.
4. Существует возможность использования стандартных компонентов, которые необходимо лишь дополнить частями механизма отклонения.
5. Существует возможность использования тормозных цилиндров, которые подходят для распределительного блока или исполнительного блока без механизма отклонения.
6. Благодаря интегрированному механизму отклонения отсутствует необходимость во внешней системе тяг и рычагов, которая может быть чувствительна к внешним воздействиям, тем самым снижая надежность тормозного механизма.
7. Распределительный блок остается недорогим в обслуживании.
8. Распределительный блок может быть предварительно полностью собран независимо от тормозного механизма.
9. Могут быть охвачены несколько размеров тормозных механизмов, которые имеют место в случае распределительных блоков без механизма отклонения.
10. Цельный кожух может быть реализован для всего распределительного блока, включая механизм отклонения.
Далее настоящее изобретение будет описано более подробно при помощи иллюстративного варианта осуществления, который изображен на прилагаемых чертежах, где:
на фиг. 1 представлено продольное сечение предлагаемого управляющего устройства для барабанного тормозного механизма и
на фиг. 2 представлено поперечное сечение предлагаемого управляющего устройства для барабанного тормозного механизма.
Подобные или аналогичные компоненты или компоненты, которым присущ один и тот же эффект, на чертежах обозначены одинаковыми позициями.
Иллюстративный вариант осуществления предлагаемого управляющего устройства 10, которое будет рассматриваться в сущности как часть тормозного механизма, в частности барабанного тормозного механизма, будет описано далее со ссылками на фиг. 1 и 2.
Управляющее устройство 10 содержит приводной блок 20, который выполнен в виде пневматического тормозного цилиндра и который характеризуется наличием кожуха 30 привода. В кожухе 30 привода установлен приводной элемент 22, который может совершать продольное движение вдоль оси 26 привода. Для того чтобы приводной элемент 22 мог быть приведен в действие посредством пневматической энергии, предусмотрен подвод 34 сжатого воздуха. Приводной элемент выполнен с возможностью перемещения под действием создаваемой пружиной силы, которая перемещает приводной элемент 22, противодействуя усилию, создаваемому сжатым воздухом, в исходное положение.
Исполнительный блок 60, который также может именоваться распределительным блоком, содержит исполнительный элемент 62, являющийся линейно-подвижным вдоль оси 66 приведения в действие и характеризующийся наличием клина, который не показан на чертежах. Благодаря линейному перемещению клина вдоль оси 66 приведения в действие вызывающий торможение элемент может быть прижат в радиальном направлении к внутренней поверхности тормозного барабана 12 для осуществления торможения. Тормозной барабан 12 прочно прикреплен к ободу 14 колеса, торможение которого необходимо выполнить, и вращается совместно с указанным колесом вокруг жестко или стационарно установленного элемента 16 оси, через который проходит колесная ось 18. Ось 66 приведения в действие исполнительного элемента 62 проходит под углом к колесной оси 18.
Для того чтобы передать тормозящее усилие от приводного элемента 22 к исполнительному элементу 62, на пути рабочего движения между приводным блоком 20 и исполнительным блоком 60 расположен передающий блок 40 с передающим усилие элементом. Передающий блок 40 содержит отклоняющее устройство 42, при помощи которого рабочее направление тормозящего усилия отклоняют от оси 26 привода и направляют вдоль оси 66 приведения в действие, которая проходит поперек или под углом к ней.
Приводной элемент 22 толкает отклоняющий элемент 44, который с возможностью поворота установлен на оси 46 поворота, вызывая поворот отклоняющего элемента 44 вокруг оси 46 поворота. Отклоняющий элемент 44 толкает исполнительный элемент 62 исполнительного блока 60, вызывая линейное перемещение исполнительного элемента 62. Таким образом, тормозящее усилие передается от приводного элемента 22 к исполнительному элементу 62.
Предпочтительно V-образный отклоняющий элемент 44 содержит два поворотных рычага 50, 52, которые проходят под углом относительно друг друга и которые характеризуются наличием соответствующих соединительных устройств 54, 56, таких как соединительная поверхность или соединительный шарнир. Приводной элемент 22 находится в зацеплении с первым соединительным устройством 54 отклоняющего элемента 44, и исполнительный элемент 62 находится в зацеплении со вторым соединительным устройством 56 отклоняющего элемента 44.
Первое соединительное устройство 54, которое сформировано в первом поворотном рычаге 50, характеризуется наличием контактной поверхности, которая сформирована в виде канавкообразного или ковшеобразного углубления. Приводной элемент 22 содержит нажимной или головной элемент 24, который, в частности, шарнирно установлен на одной передней грани и который характеризуется наличием соответствующим образом сформированной контактной поверхности, которая может быть, например, цилиндрической или сферической. Головной элемент 24 входит в зацепление с углублением отклоняющего элемента 44 для того, чтобы передать усилие нажима.
Второе соединительное устройство 56, выполненное на втором поворотном рычаге 52, содержит шарнир, с которым соединен исполнительный элемент 62. Для того чтобы усилие могло быть передано линейно-подвижному исполнительному элементу 62, указанный элемент содержит передающую головку 64, которая подвижно установлена на основном теле. Помимо передачи усилий нажима шарнир позволяет передавать также силы натяжения, например, для того, чтобы обеспечить возращение исполнительного элемента 62 в исходное положение. К отклоняющему элементу 44 может быть приложено предварительное напряжение при помощи создаваемого пружиной усилия, которое действует противоположно тормозящему усилию.
Отклоняющий элемент 44 и исполнительный элемент 62 размещены внутри общего кожуха 70. Кожух 30 приводного блока 20 прилегает непосредственно к кожуху 70 посредством бурта 32. Следовательно, передающий механизм, предназначенный для передачи тормозящего усилия от приводного блока 20 к распределительному блоку или исполнительному блоку 60, хорошо защищен от внешних воздействий.
Кожух 70 сконструирован таким образом, что приводной блок 20 может быть расположен в различных угловых положениях относительно колесной оси 18 и в различных угловых положениях относительно оси 66 приведения в действие. Для этого предусмотрена первая область 72 крепления, которая предназначена для крепления кожуха 70 к элементу 16 оси. Область крепления 72 выполнена таким образом, чтобы кожух 70 мог быть расположен в различных угловых положениях γ относительно колесной оси 18 и прикреплен к нему. Вторая область 74 крепления позволяет расположить приводной блок 20 в различных угловых положениях γ относительно оси 66 приведения в действие.
Благодаря отклонению в соответствии с настоящим изобретением предоставляется свобода выбора проектных решений, что позволяет расположить цилиндр практически в любом положении путем изменения описанных ниже параметров:
α: аксиальный наклон распределительного блока или исполнительного блока, в частности, оси приведения в действие, относительно колесной оси, предпочтительно в диапазоне +/- 30°, более предпочтительно в диапазоне +/- 15° (см. фиг. 1);
β: наклон тормозного цилиндра, в частности, оси привода, относительно распределительного блока или оси приведения в действие, в частности, в плоскости отклонения, предпочтительно в диапазоне от +45° до +135°, более предпочтительно в диапазоне от +75° до +105° (см. фиг. 1);
γ: угловое положение управляющего устройства или тормозного механизма относительно колесной оси предпочтительно в диапазоне от 0° до 360° (см. фиг. 2); при этом управляющее устройство может быть предпочтительно расположено в различных угловых положениях, предпочтительно бесступенчато распределенных вдоль колесной оси;
δ: угловое положение управляющего устройства или тормозного цилиндра, или оси привода относительно исполнительного блока или распределительного блока, в частности, относительно оси приведения в действие, предпочтительно в диапазоне от -90° до +90°, более предпочтительно в диапазоне от -15° до +90° (в частности, относительно плоскости, в которой расположены колесная ось и ось приведения в действие) (см. фиг. 2);
1
l: длина отклоняющего рычага или поворотного рычага, присоединенного к исполнительному или распределительному блоку, предпочтительно в диапазоне от 20 мм до 100 мм, особенно предпочтительно в диапазоне от 40 мм до 80 мм (см. фиг. 1);
2
l: длина отклоняющего или поворотного рычага, присоединенного к тормозному цилиндру, предпочтительно в диапазоне от 15 мм до 200 мм, особенно предпочтительно в диапазоне от 30 мм до 160 мм (см. фиг. 1).
2
1
Отношение l/l предпочтительно находится в диапазоне 0,5-2,5, более предпочтительно в диапазоне от 0,75 до 2,0 и наиболее предпочтительно в диапазоне от 1 до 1,7.
В сущности, также можно использовать отдельное отклоняющее устройство, которое будет прикреплено к существующему цилиндру.
В целом, настоящее изобретение предоставляет особенно гибкое в применении управляющее устройство, которое также может быть использовано в узлах, которые имеют ограничения в отношении монтажного пространства.
Позиции:
10 управляющее устройство
12 тормозной барабан
14 обод
16 элемент оси
18 колесная ось
20 приводной блок
22 приводной элемент
24 головной элемент
26 ось привода
30 кожух привода
32 бурт
34 подвод сжатого воздуха
40 передающий блок
42 отклоняющее устройство
44 отклоняющий элемент
46 ось поворота
50 поворотный рычаг
52 поворотный рычаг
54 первое соединительное устройство
56 второе соединительное устройство
60 исполнительный блок
62 исполнительный элемент
64 передающая головка
66 ось приведения в действие
70 кожух
72 область крепления
74 область крепления