ИНДИКАТОР ИЗНОСА ТОРМОЗНОЙ НАКЛАДКИ, ДИСКОВЫЙ ТОРМОЗНОЙ МЕХАНИЗМ С ТАКИМ ИНДИКАТОРОМ И ТОРМОЗНЫЕ КОЛОДКИ ДЛЯ ТАКОГО ДИСКОВОГО ТОРМОЗНОГО МЕХАНИЗМА
BRAKE LINING WEAR INDICATOR, DISC BRAKE HAVING SUCH INDICATOR AND BRAKE SHOES FOR SUCH DISC BRAKE

Изобретение относится к устройству индикации износа фрикционной накладки тормозной колодки дискового тормозного механизма, содержащему электрически проводящее приспособление, которое при достижении первого заданного предела износа при торможении приходит в электрический контакт с тормозным диском.
Известны дисковые тормозные механизмы, которые имеют тормозную колодку с опорной пластиной и фрикционной накладкой. При торможении тормозные колодки прижимаются к тормозному диску. За счет этого фрикционная накладка со временем изнашивается.
Для контролирования толщины фрикционной накладки, в частности, для определения достижения допустимого предела износа, известно расположение во фрикционной накладке электрических контактных проводников, таких как, например, кабель. При этом удерживание контактного проводника осуществляется, например, в радиально наружной зоне тормозной колодки на опорной пластине. В этой зоне зачастую фрикционная накладка не предусматривается. Для этого во фрикционной накладке имеется также выемка. При достижении предела износа, то есть когда фрикционная накладка соответствующим образом стерта, контактный проводник при торможении приходит в контакт с тормозным диском и истирается. За счет этого выдается электрический импульс в сигнальный датчик, и осуществляется предупреждение, что достигнута допустимая толщина остаточной накладки. В этом случае необходимо выполнить замену накладки.
Известны различные виды расположения электрического контактного проводника в корпусе и выполнения самого корпуса, с целью крепления, например, на опорной пластине. Удерживание должно быть возможно более стабильным в течение длительного времени, для того, чтобы положение электрического проводника было надежным и неизменным. Любое изменение положения является не желательным, поскольку оно оказывает влияние на индикацию. А именно, оно может приводить к тому, что указанное предупреждение может подаваться слишком рано или слишком поздно. Устройство индикации подвергается воздействию экстремальным температурам в соответствии с условиями эксплуатации. Поэтому применяемые для этого материалы (например, пластмасса) должны быть высококачественными.
Известны устройства индикации, в которых опорная пластина в радиально наружной зоне снабжена гладкой или ступенчатой выемкой в виде прорези. В этом случае корпус датчика вдавливается радиально снаружи в прорезь. Однако этот вид позиционирования имеет тот недостаток, что в соответствии с условиями эксплуатации невозможен доступ, поскольку системы прижимания, такие как закрепленные на опорной пластине прижимные пружины, препятствуют этому.
Из ЕР 692652 А1 известен индикатор износа, в данном случае изолированное тело, которое вдавливается в осевом направлении со стороны тормозного диска посредством выступа в отверстие/выемку опорной пластины. Осевая фиксация осуществляется за счет расширенного участка частично с геометрическим замыканием, и для позиционирования требуется несколько этапов способа. Поворотная фиксация осуществляется за счет осевого напряжения. В само изолированное тело заделан (залит) лишь один-единственный электрический проводник, который проходит в осевом направлении перед опорной пластиной радиально наружу. Этот вид заделывания является с точки зрения технологии изготовления, с одной стороны, очень затратным, а с другой стороны, не гибким. Различные длины кабеля в соответствии с требованиями клиентов необходимо учитывать уже при заливке.
Другим недостатком является вариант выполнения с одним кабелем. В результате невозможно проводить в транспортном средстве современную диагностику, такую как, например, индикация/запоминание/запрос относительно работоспособности индикатора износа, соответственно, относительно степени износа. В данном случае сигнал выдается лишь тогда, когда кабель приходит в соприкосновение с тормозным диском и истирается.
В DE 3820977 А1 показано несколько вариантов крепления и вариантов выполнения датчиков. Согласно первому варианту выполнения, выполненный из нескольких частей датчик с открытым прохождением контактной петли вводится со свободной от накладки задней стороны опорной пластины и закрепляется там. Согласно другому варианту выполнения, он вводится радиально снаружи. Таким образом, в соответствии с первым вариантом выполнения часть держателя и сам кабель проходит в зоне, в которой к опорной пластине прижимаются либо приспособления крепления, либо торцы суппорта тормозного механизма. Это ограничивает, с одной стороны, применение в современных дисковых тормозных механизмах транспортных средств для перевозки грузов и пассажиров, с другой стороны, при установленных тормозных колодках невозможна последующая установка датчиков, поскольку нет доступа.
В варианте выполнения с радиальной установкой, опорная пластина должны быть снабжена несколькими уступами, для того чтобы вообще было возможно удерживание, и тем самым U-образная контактная петля может быть смещена назад в зону опорной пластины так далеко, что обращенная к тормозному диску зона кабеля может указывать приемлемую толщину фрикционной накладки. Однако изготовление опорных пластин с уступами является затратным. Уступы требуются также тогда, когда оба плеча U-образной контактной петли лежат непосредственно друг за другом и тем самым поперек, соответственно, перпендикулярно плоскости тормозного диска. Этот вид прохождения кабеля требует для позиционирования соответствующее монтажное пространство, что отрицательно сказывается на экономичном использовании тормозной колодки.
Согласно ограничительной части п.1 формулы изобретения, данное изобретение исходит из концепции согласно DE 3820977 А1.
При этом в основу изобретения положена задача улучшения устройства индикации, согласно DE 3820977 А1, так, что уменьшается требуемое монтажное пространство.
Поставленная задача решена, согласно изобретению, тем, что электрически проводящее приспособление является удлиненным, и соседний с его участком, лежащим в установленном состоянии ближе всего к тормозному диску, участок образует с плоскостью тормозного диска угол α, который лежит между 0° и 90°, предпочтительно между 2° и 20°, более предпочтительно между 8° и 16°.
Другими словами, например, в случае U-образной контактной петли предотвращается, что оба плеча при рассматривании в осевом направлении тормоза лежат непосредственно друг за другом, вследствие чего для них требуется большое осевое конструктивное пространство. Вместо этого, например, за счет того, что указанный выше соседний участок образует с плоскостью тормозного диска угол α между 0° и 90°, осевое конструктивное пространство уменьшается, поскольку, например, оба плеча U-образной контактной петли лежат со смещением относительно друг друга. За счет этого они могут быть расположены, при рассматривании в осевом направлении, существенно ближе друг к другу, так что уменьшается осевое конструктивное пространство.
Следует отметить, что угол α лежит «между» 0° и 90°, то есть оба краевых значения 0° и 90° исключены. А именно, при 90° в случае U-образной контактной петли оба плеча контактной петли лежат в осевом направлении друг за другом, как это предусмотрено в DE 3820977 А1. При 0° в случае U-образной контактной петли оба плеча контактной петли лежат в плоскости, расположенной параллельно плоскости тормозного диска, за счет чего они при достижении предела износа истираются вместе. В этом случае возможно, что оба кабельных плеча одновременно теряют удерживающий контакт и либо разрушаются тормозным диском, либо вообще не приходят в контакт с тормозным диском. Таким образом, выдается неправильная информация, и невозможна диагностика работоспособности.
При выполнении, согласно изобретению, это не происходит. А именно, в случае U-образной контактной петли оба плеча не только дистанцированы друг от друга по бокам, но также смещены относительно друг друга в осевом направлении. Поэтому одно из обоих плеч истирается меньше, чем другое плечо, за счет чего оно может все еще надежно удерживаться. За счет этого обеспечивается длительное позиционирование, так что существенно улучшается сигнальная защита. А именно, предотвращается одновременное истирание и разрушение, что приводит к улучшенному удерживанию «остаточного кабеля» в индикаторной точке.
Другое преимущество по сравнению с лежащими непосредственно друг за другом кабельными плечами в случае U-образной контактной петли состоит в том, что несмотря на требуемые поперечные сечения кабеля, оба U-образных плеча за счет смещения и с сохранением надежности контакта, при рассматривании в осевом направлении, могут располагаться относительно близко друг к другу, за счет чего становится возможной индикация эффективной, соответственно, экономичной остаточной толщины накладки. Лишь с помощью такого расположения можно осуществлять индикацию остаточной толщины накладки, которая соответствует современным требованиям к максимальному использованию накладки. Это особенно важно при применении в грузовых автомобилях, в которых в случае тормозных накладок большой площади с соответствующей толщиной накладок остаточная толщина накладки должна составлять примерно 2 мм.
Предпочтительно, согласно изобретению, предусмотрено, что электрически проводящее приспособление во время работы пропускает ток, а при не приведенном в действие тормозном механизме отделено по потенциалу от тормозного диска, и прохождение тока прерывается при достижении второго предела износа, лежащего за первым пределом износа.
Может быть также предусмотрено проведение проверочного тока через электрически проводящее приспособление, с целью проверки его работоспособности.
В частности, в случае U-образной контактной петли сначала в контакт с тормозным диском приходит кабельное плечо, расположенное ближе к тормозному диску. Если оно истирается, то оно принимает электрический потенциал тормозного диска (например, замыкание на корпус). После этого создается, например, (прерывистый) сигнал предупреждения. Кабельное плечо, расположенное ближе к тормозному диску, служит для сигнализации достижения первого предела износа. Этот первый предел износа может быть выбран так, что при его достижении приблизительно достигается допустимая остаточная толщина накладки. Если вследствие дальнейшего истирания разрушается кабельное плечо, расположенное ближе к тормозному диску, то прохождение тока через кабельную петлю прерывается. Это прерывание прохождения тока можно использовать для генерирования, например, непрерывного сигнала предупреждения. Достигаемый при этом второй предел износа соответствует максимально допустимому износу (минимальной остаточной толщине накладки).
Кроме того, согласно изобретению, предпочтительно предусмотрено, что участок электрически проводящего приспособления, расположенный ближе всего к тормозному диску, после достижения первого предела износа при торможении прилегает к тормозному диску, так что он разрушается в интервале между первым пределом износа и вторым пределом износа.
В частности, такое выполнение обеспечивает детально поясненные выше функции.
Согласно другому предпочтительному варианту выполнения изобретения, в опорной пластине тормозной колодки предусмотрено отверстие, которое расположено соосно с отверстием во фрикционной накладке, при этом оба отверстия служат по меньшей мере для частичного размещения держателя для электрически проводящего приспособления.
За счет этого возможно особенно простое выполнение устройства индикации, согласно изобретению.
Кроме того, согласно изобретению, предпочтительно, что отверстие во фрикционной накладке является открытым радиально наружу. Другими словами, фрикционная накладка имеет выемку.
Отверстие (выемка) во фрикционной накладке предпочтительно имеет, согласно изобретению, форму желоба, в частности, желоба, сужающегося в направлении к опорной пластине.
Это выполнение облегчает целенаправленное осевое вдвигание держателя со стороны фрикционной накладки, например, до упора в опорную пластину. Это служит для облегчения и улучшения позиционирования.
Если желоб выполнен сужающимся, то улучшается установка держателя и позиционирование электрически проводящего приспособления, поскольку создается относительное геометрическое замыкание.
Кроме того, согласно изобретению, предпочтительно, что отверстие в опорной пластине служит для удерживания держателя. За счет этого реализуется особенно простая конструкция.
Кроме того, предпочтительно предусмотрена самостоятельная фиксация держателя при установке держателя в отверстие опорной пластины.
Такая осевая фиксация держателя может осуществляться непосредственно или опосредованно. При опосредованной фиксации между вводимым буртиком и задней стороной держателя расположен, например, зажимная пластина, которая имеет несколько распределенных по периметру пружинных язычков, которые попеременно и противоположно направленным образом отогнуты внутрь и наружу. Таким образом, держатель можно вставлять со скольжением в направлении монтажа в отверстие, в то время как пружинные язычки блокируют движение в направлении извлечения. Изготовление такого зажимного пластины из свернутой в рулон полосы нержавеющей пружинной стали или подобного является относительно простым.
Для непосредственного удерживания может быть также предусмотрено заделывание пружинных язычков собственно в держатель.
В обоих случаях обеспечивается удерживание с силовым, соответственно, геометрическим замыканием.
В противоположность этому, может быть предусмотрено неразъемное крепление, соответственно, с помощью клея, при этом предпочтительно применяется термостойкий клей.
Кроме того, устройство, согласно изобретению, характеризуется тем, что предусмотрено основанное на геометрическом замыкании приспособление для фиксации держателя, предотвращающее поворот относительно отверстия (отверстий) в опорной пластине и/или фрикционной накладке. Для этого может быть, например, предусмотрено, что держатель по меньшей мере одной из своих наружных поверхностей в смонтированном состоянии прилегает по меньшей мере к одной внутренней стенке выемки во фрикционной накладке. Это техническое решение также является особенно простым.
Согласно другому предпочтительному варианту выполнения изобретения, предусмотрено, что держатель имеет первый удерживающий канал для участка электрически проводящего приспособления, расположенного в установленном состоянии ближе всего к тормозному диску, второй удерживающий канал для участка электрически проводящего приспособления, расположенного дальше от тормозного диска, и соединительный канал для соединительного участка электрически проводящего приспособления.
Другими словами, в соответствии с этим вариантом выполнения, устройство индикации выполнено, например, в виде выше упомянутой U-образной контактной петли.
В частности, в этом варианте выполнения основная форма держателя выполнена с L-образным поперечным сечением. При этом одно из его плеч служит в качестве осевого выступа для удерживания в отверстии опорной пластины. Зона держателя, расположенная ближе к тормозному диску, содержит контактную петлю.
Кроме того, согласно изобретению, предпочтительно, что соединительный канал, первый удерживающий канал и/или второй удерживающий канал имеет форму открытого желоба.
Как указывалось выше, часто длина электрического приспособления зависит от случая применения. При закрытых каналах, в которых заделано, в частности, залито или запрессовано, электрическое приспособление, обеспечивается меньшая гибкость, за счет чего требуется более затратное складское хранение.
Однако, если соединительный канал и/или второй удерживающий канал выполнены в виде открытого желоба, то для изготовления устройства можно вводить в удерживающий канал, например, теплоизолированный кабель с длиной, соответствующей требованиям заказчика,.
Согласно другому предпочтительному варианту выполнения изобретения предусмотрено, что глубина желоба равна или больше толщины удерживаемого участка электрически проводящего приспособления.
В этом варианте выполнения опасность возникновения повреждений, несмотря на отрытый желоб, небольшая, поскольку электрическое приспособление «утоплено» в желобе и за счет этого защищено.
Кроме того, изобретение может быть выполнено так, что открытая сторона желоба прилегает к поверхности выемки, за счет чего первоначально открытый желоб закрывается.
В частности, выполнение второго удерживающего канала в виде открытого желоба, предпочтительно открытого со стороны, упрощает монтаж. За счет соответствующих сужающихся или смещенных относительно друг друга контуров поперечного сечения, в зависимости от размера кабеля, можно устанавливать и зажимать в нем кабель с надежным позиционированием и обеспечением надежного функционирования. Таким образом, может быть улучшена установка кабеля с сохранением надежности функционирования.
Если первый удерживающий канал также имеет форму открытого желоба, то оба участка электрически проводящего приспособления, выступающих из желобов после укладки в удерживающие каналы, можно скручивать друг с другом для лучшего удерживания.
Электрически проводящее приспособление в установленном состоянии находится на меньшем расстоянии от тормозного диска, чем опорная пластина тормозной колодки.
Другими словами, электрически проводящее приспособление не лежит внутри опорной пластины, что имеет значительные преимущества относительно всей конструкции. В частности, за счет этого достигается независимость от наличия или отсутствия системы прижатия тормозной колодки (в любом варианте выполнения), и от положения электрически проводящего приспособления над ней или под ней. Кроме того, электрическое приспособление не проходит также в зону контакта возможно имеющейся системы крепления, соответственно, торцов суппорта тормозного механизма. Тем самым обеспечивается также возможность либо установки устройства индикации износа в тормозной механизм с уже установленными тормозными колодками, либо возможность замены неисправного устройства индикации.
Изобретение можно применять независимо от того, заключено ли электрическое приспособление в оболочку или нет. Предпочтительно, оно окружено стойкой к нагреванию оболочкой. Держатель предпочтительно также изготовлен из стойкого к нагреванию материала. В качестве материала можно применять пластмассу, такую как, например, полиамид. Возможно также применение термореактивной пластмассы.
Хотя выше приведено описание идеи изобретения на основе расположенных на расстоянии друг от друга и смещенных относительно друг друга кабелепроводов с осевым креплением, изобретение можно применять также в случае радиальной установки и радиального крепления, согласно указанному выше уровню техники. В этом случае также достигаются преимущества изобретения, поскольку также в этом случае повышается надежность работы и гибкость применения.
Следует подчеркнуть, что изобретение предназначено, в частности, для применения в грузовых автомобилях.
Наряду с поясненным выше устройством индикации износа, согласно изобретению, предлагается также дисковый тормозной механизм с таким устройством индикации износа.
Согласно изобретению предлагается также тормозная колодка для такого дискового тормозного механизма.
Ниже приводится более подробное пояснение изобретения на основе предпочтительного примера выполнения со ссылками на прилагаемые чертежи, на которых схематично изображено:
фиг.1 - тормозная колодка с устройством индикации износа, согласно одному примеру выполнения изобретения, на виде сверху;
фиг.2 - разрез по линии II-II на фиг.1;
фиг.3-7 - держатель для устройства индикации износа согласно фиг.1;
фиг.8 - тормозная колодка с устройством индикации износа, согласно фиг.1, в изометрической проекции;
фиг.9 - тормозная колодка, согласно фиг.8, однако с прижимной пружиной и в другой изометрической проекции; и
фиг.10 - зажимная пластина с пружинными язычками для устройства индикации износа согласно фиг.1.
На фигурах показана тормозная колодка 10, которая имеет опорную пластину 12 и фрикционную накладку 14. Опорная пластина 12 имеет отверстие 16. Фрикционная накладка 14 имеет выемку 18 в форме желоба, которая расположена соосно с отверстием 16. Как показано, в частности, на фиг.1, выемка 18 сужается в направлении к отверстию 16.
На фиг.1 показана также плоскость тормозного диска, которая обозначена ссылочной позицией 20.
Как показано на фиг.2, отверстие 16 и выемка 18 служат для размещения держателя 22 устройства индикации износа. Как показано на фиг.2, держатель 22 имеет L-образное поперечное сечение, при этом выступ 24 держателя 22 вставлен в отверстие 16, в то время как головка 26 держателя 22 находится в выемке 18. В головке 26 держателя 22 расположена по существу U-образная петля из электрически проводящего кабеля, которая в целом обозначена позицией 28. U-образная петля имеет два плеча 30 и 32, которые соединены друг с другом с помощью дугообразного соединительного участка 34. Кабельная петля 28 имеет стойкую к нагреванию оболочку из пластмассы, например, полиамида. Возможно также применение термореактивной пластмассы. Держатель 22 также выполнен из стойкого к нагреванию материала.
Для осевой фиксации держателя 22 в отверстии 16 служит зажимная пластина 36 в виде снабженного прорезями кольца, которое с помощью радиального буртика 38 позиционировано на держателе 22. Зажимная пластина имеет пружинные язычки, два из которых в качестве примера обозначены позициями 40, соответственно, 42. Пружинный язычок 40 выступает радиально наружу, пружинный язычок 42 - радиально внутрь. При вдвигании выступа 24 держателя в отверстие 16 они сцепляются с соответствующим уступом на внутренней стенке отверстия 16, соответственно, на наружной стенке выступа 24. За счет этого держатель 22 фиксируется в осевом направлении после вдвигания в отверстие 16.
Для защиты от проворачивания внутри отверстия 16 служат краевые срезы 44 и 46 на головке 26 держателя, которые в установленном состоянии при повороте упираются во внутренние стороны 48, соответственно, 50 выемки 18.
Держатель 22, соответственно, его головка 26 имеет два удерживающих канала 52 и 54 для размещения обоих плеч 32, соответственно, 30, а также соединительный канал 56 для размещения соединительного участка 34. Как показано, в частности, на фиг.4, 5 и 7, каналы 54 (лишь в варианте выполнения, согласно фиг.7) и 56 выполнены в виде открытого желоба, что сильно упрощает установку кабеля 28 в держатель 22. Удерживающий канал 52 может быть также выполнен в виде открытого желоба. Глубина желобов 54 и 56 и, возможно, желоба 52 больше толщины кабеля 28, за счет чего кабель 28 надежно удерживается в обоих желобах. При необходимости возможно также, чтобы глубина желоба была равна толщине кабеля. Кроме того, как показано, в частности на фиг.7, та зона, в которой удерживается плечо 30 кабеля 28, шире, чем входная зона желоба, что приводит к дополнительному улучшению удерживания плеча 30 в держателе 22, соответственно, в его головке 26. То же относится к желобу 56 и, при известных условиях, к желобу 52.
Выступающие из удерживающих каналов/желобов 52 и 54 участки 30, 32 кабеля могут быть скручены друг с другом для дальнейшего улучшения удерживания.
В показанном на фигурах примере выполнения держатель 22 аксиально со стороны накладки вдвинут своим выступом 24 в осевом направлении тормозного механизма в отверстие 16. Это возможно также в случае смонтированной прижимной пружине 58.
Однако изобретение не ограничено этим вариантом выполнения. Оно относится также к вариантам выполнения, предусматривающим установку держателя 22 не в осевом направлении, а в радиальном направлении.
Соединительный участок 34 образует с плоскостью 20 тормозного диска угол α, который в показанном примере выполнения составляет примерно 12°, поскольку плечо 30 кабеля 28, с одной стороны, лежит рядом с плечом 32, а с другой стороны, удалено от плоскости 20 тормозного диска, дальше, чем плечо 32.
Во время эксплуатации кабельная петля 28 имеет другой электрический потенциал, чем тормозной диск, и через нее проходит ток. Если фрикционная накладка сильно изношена, то при торможении плечо 32 кабельной петли 28 приходит в контакт с тормозным диском и принимает его электрический потенциал. Это изменение потенциала обнаруживается, и генерируется первый, например, мигающий сигнал предупреждения. Поскольку соединительный участок 34 образует с плоскостью 20 тормозного диска угол α, то при дальнейшем износе фрикционной накладки 14 и тем самым плечо 30 кабельной петли 28 в течение длительного времени не повреждается. Оно надежно удерживается в канале 54.
Однако дальнейшее истирание приводит после некоторого времени к разрушению плеча 32 и/или к отделению от соединительного участка 34. За счет этого прерывается прохождение тока через кабельную петлю 28. Это прерывание также обнаруживается, и генерируется уже не мигающий, а непрерывный сигнал предупреждения. В то время как первый сигнал предупреждения был лишь предварительным предупреждающим сигналом о том, что тормозную колодку необходимо поменять через некоторое время, непрерывный сигнал предупреждения служит для индикации достижения максимально допустимого предела износа и о необходимости незамедлительной замены тормозной колодки.
Признаки изобретения, указанные в приведенном выше описании, в формуле изобретения, а также на чертежах могут быть существенными как по отдельности, так и в любых комбинациях для реализации различных вариантов осуществления изобретения.