ДИСКОВЫЙ ТОРМОЗ ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА С СУППОРТОМ, В ЧАСТНОСТИ АВТОМОБИЛЯ ПРОМЫШЛЕННОГО НАЗНАЧЕНИЯ, И ПРИЖИМНОЕ УСТРОЙСТВО ТАКОГО ТОРМОЗА
CALIPER DISC BRAKE OF A VEHICLE, IN PARTICULAR A COMMERCIAL VEHICLE, AND HOLDING-DOWN DEVICE OF SUCH A BRAKE

Изобретение относится к дисковому тормозу транспортного средства с суппортом, в частности автомобиля промышленного назначения, включающего в себя тормозной диск, имеющий ось вращения, скобу тормоза, держатель тормоза, элемент силовой передачи, такой как, например, тормозная колодка и/или нажимной диск, который направляется и опирается в углублении скобы тормоза или держателя тормоза, прижимную пружину для прижатия элемента силовой передачи и зафиксированное и опертое с помощью фиксирующего устройства на скобе прижимное устройство, которое предварительно натягивает прижимную пружину радиально относительно устройства силовой передачи и предварительно натягивает прижимную пружину тангенциально в направлении вращения при движении передним ходом относительно устройства силовой передачи, при этом фиксирующее устройство имеет среднюю линию, расположенную параллельно оси вращения.
Тормоза вышеназванного рода известны, например, из EP 694 707 B3. Характерным для тормозов по уровню техники является смещение оси прижимной скобы посредством внецентренной с геометрическим замыканием установки в скобе тормоза, чтобы посредством зацепления с геометрическим замыканием со специально выполненными для этого прижимными пружинами придавать тормозным накладкам наряду с радиальным, также тангенциальное предварительное натяжение.
Основной принцип радиального и тангенциального предварительного натяжения хорошо зарекомендовал себя и должен сохраняться. Однако, для достижения большей экономичности и большего многообразия, в соответствии с изобретением производятся конструктивные и функциональные изменения на скобе тормоза, а также на соответствующих частях прижимной системы.
На фиг. 1 и 2 показан тормоз по EP 694 707 B3. При этом на фиг. 1 показана тормозная накладка 11, направленная и опертая в направляющей углубления скобы тормоза или держателя тормоза радиально внутри и по обеим сторонам в окружном направлении, на радиальной наружной кромке которой установлена прижимная пружина, выполненная симметрично относительно ее средней оси в направлении обеих сторон. Прижимная пружина имеет в середине находящуюся радиально глубже среднюю область 3, от которой по обеим сторонам вдоль наружной кромки накладки в наружном направлении распространяются находящиеся выше лапки 6, 7 пружины, чтобы затем концевой стороной, пружиня, воздействовать на тормозную накладку, когда также симметрично выполненная прижимная скоба 1 входит в зацепление с геометрическим замыканием с выполненной здесь радиально внутри средней областью.
Прижимная скоба 1 выполнена из круглого материала. Предварительное натяжение пружины наступает тогда, когда прижимная скоба 1, как на фиг. 2, на стороне натяжения закрепляется в отверстиях для геометрического замыкания скобы тормоза и затем с другой стороны прочно, но с возможностью разъединения крепится на стороне обода на опорном блоке скобы тормоза посредством резьбового соединения. Прижимная скоба проходит через отверстие скобы, служащее для монтажа/демонтажа тормозных накладок, установленных на обеих сторонах тормозного диска, и в направлении оси тормоза или, соответственно, средней оси A.
В осевом направлении тормозных накладок прижимные пружины соединены с тормозной накладкой, потому что радиальные продолжения 12, 14 наружной кромки тормозной накладки пронизывают продолговатые отверстия 8, 9, 10 в пружине. С концевой стороны лапки пружины прилегают к другим радиальным продолжениям 13, 13 наружной кромки тормозной накладки. Прижимные пружины выполнены в виде листовых пружин.
Радиальное и тангенциальное предварительное натяжение, воздействующее посредством прижимных пружин на тормозную накладку, по уровню техники создается за счет того, что прижимная скоба 1 входит в зацепление с геометрическим замыканием с радиально выполненной средней областью 2 прижимной пружины и, со своей стороны, с геометрическим замыканием оперта в креплениях скобы тормоза на стороне натяжения и на стороны обода, всегда со смещением на величину x осевого смещения относительно средней оси или, соответственно, оси A тормоза, в направлении вращения тормозного диска при движении передним ходом в направлении стороны выхода тормозного диска. Благодаря этому соответствующая лапка пружины вытесняется также в тангенциальном направлении. Для внецентренной установки с геометрическим замыканием прижимной скобы 1 в литой части скобы тормоза должны иметься требуемые для этого изготавливаемые способом литья элементы формы в соответствующем расположении, которые тогда затем еще должны подвергаться механическим обработкам. Места опор на/в скобе тормоза для прижимной скобы 1 выполнены, таким образом, асимметрично.
Соответствующие тормоза монтируются по обеим сторонам оси, так что они также должны быть выполнены зеркально-симметрично. Это означает, что для скоб тормоза согласно уровню техники для левого и правого тормоза требуются различные исполнения литейной модели для изготовления асимметричных областей опоры и фиксации. Следовательно, также положения последующей механической обработки для областей опоры и крепления у левого тормоза иные, чем у правого тормоза.
Из-за вышеназванной асимметрии этот принцип с различными исполнениями скоб противоречит экономичному и оптимизированному по стоимости изготовлению скоб тормоза, изготавливаемых способом литья и механически обрабатываемых большими сериями.
Поэтому в основе изобретения лежит задача, усовершенствовать тормоз по EP 694 707 B3 таким образом, чтобы были устранены вышеназванные недостатки. В частности, в основе изобретения лежит задача более экономичного и многообразного исполнения дискового тормоза с суппортом вышеназванного рода.
В соответствии с изобретением поставленная задача у дискового тормоза с суппортом вышеназванного рода решается таким образом, что тангенциальное предварительное натяжение по меньшей мере частично обусловлено тем, что размеры прижимного устройства, измеренные в тангенциальном направлении от средней линии, со стороны выхода диска по меньшей мере на отдельных участках больше, чем со стороны входа диска.
При этом в основе изобретения лежит вывод о том, что фиксирующее устройство для прижимного устройства или, иначе выражаясь, области опоры для прижимной скобы на скобе могут выполняться симметрично тогда, когда тангенциальное предварительное натяжение прижимной пружины обусловлено не асимметрией скобы, а напротив, асимметрией прижимного устройства.
Преимущества при этом очевидны. Потому что скобы тормоза, выполненные в областях фиксации и опоры для прижимного устройства зеркально-симметрично для каждой оси, для выполнения способом литья больше не требуют настолько различных литейных форм. Кроме того, может унифицироваться последующая механическая обработка.
В соответствии с изобретением предпочтительно прижимная пружина находится на стороне натяжения. То есть в соответствии с изобретением предпочтительно, чтобы было предварительное натяжение в тангенциальном направлении прижимной пружины, прижимающая находящуюся на стороне натяжения тормозную накладку и/или также находящийся со стороны натяжения нажимной диск, но не прижимная пружина, прижимающая тормозную накладку на стороне обода.
В соответствии с изобретением также предпочтительно предусмотрено, что прижимное устройство для создания радиального предварительного натяжения прилегает к прижимной пружине первой областью, а для создания тангенциального предварительного натяжения - второй областью, и расстояние от средней точки первой области до средней точки второй области в радиальном направлении меньше, чем в тангенциальном направлении. Благодаря этому достигается значительная механическая разгрузка прижимной пружины, потому что при этом области передачи сил в прижимную пружину удалены от областей максимальной изгибающей нагрузки.
Первая область в соответствии с изобретением также предпочтительно выполнена на проходящем радиально внутрь желобке. Благодаря этому, в частности, достигаются уже упомянутые преимущества.
Также в соответствии с изобретением вторая область предпочтительно расположена наклонно относительно радиальной плоскости, содержащей среднюю линию. Благодаря этому возможны небольшие относительные движения (скольжение) при реверсивных движениях прижимной пружины. Это разгружает прижимную пружину в критических зонах.
Наряду с описанным дисковым тормозом с суппортом, изобретение создает также прижимное устройство, в частности такого дискового тормоза с суппортом. В соответствии с изобретением размеры прижимного устройства, измеренные в тангенциальном направлении от средней линии фиксирующего устройства, фиксирующего прижимное устройство на скобе дискового тормоза с суппортом, со стороны выхода диска по меньшей мере на отдельных участках больше, чем со стороны входа диска.
Такое прижимное устройство предназначено для того, чтобы создавать подробно поясненное выше тангенциальное натяжение даже тогда, когда выполненное на скобе тормоза фиксирующее устройство для фиксации и опирания прижимного устройства симметрично относительно радиальной плоскости, содержащей среднюю линию, так что благодаря этому не требуются различные литейные формы, для правого тормоза с одной стороны и левого тормоза с другой стороны.
В соответствии с изобретением предпочтительно прижимное устройство имеет распространяющийся в тангенциальном направлении выступ, который находится со стороны выхода диска и в области натяжения. Благодаря этому, соответственно приведенным выше рассуждениям, может создаваться желаемое тангенциальное предварительное натяжение со стороны натяжения, в отличие от чего такое тангенциальное предварительное натяжение со стороны обода отсутствует.
Как уже упомянуто выше, прижимное устройство в соответствии с изобретением предпочтительно имеет проходящий радиально внутрь желобок.
По другому, также предпочтительному варианту осуществления изобретения предусмотрена вогнутость в направлении оси вращения, боковые стороны которой при взаимодействии с фиксирующим устройством служат для передачи тангенциальных сил. Благодаря этому реализовано механически особенно простое решение для создания тангенциального предварительного натяжения.
Также в соответствии с изобретением вогнутость предпочтительно симметрична относительно радиальной плоскости, содержащей среднюю линию. Благодаря этому также фиксирующее устройство на скобе тормоза может выполняться симметрично, что позволяет получить уже упомянутые выше преимущества.
Также в соответствии с изобретением вогнутость предпочтительно находится со стороны натяжения.
По другому предпочтительному варианту осуществления изобретения предусмотрено кодирующее устройство. Кодирующее устройство также предпочтительно имеет вогнутость.
По одному из особенно предпочтительных вариантов осуществления изобретения кодирующее устройство находится со стороны обода.
Ниже изобретение поясняется более детально с дополнительными подробностями на предпочтительных примерах осуществления со ссылкой на прилагаемый чертеж. При этом показано:
фиг. 1 и 2: дисковые тормоза с суппортом согласно уровню техники;
фиг. 3 и 4: схематичные виды сверху дискового тормоза с суппортом по одному из примеров осуществления изобретения;
фиг. 5: схематичный вид в перспективе тормоза в соответствии с фиг. 3 и 4;
фиг. 6: схематичный вид сечения тормоза в соответствии с фиг. 3 и 4;
фиг. 7: схематично прижимная скоба тормоза в соответствии с фиг. 3 и 4;
фиг. 8 и 9: взаимодействие прижимной скобы со скобой тормоза;
фиг. 10: частичный вид в перспективе области фиксации прижимной скобы на скобе тормоза;
фиг. 11: схематичный частичный вид другой области фиксации прижимной скобы на скобе;
фиг. 12 и 13: два разных варианта осуществления крепления прижимной скобы на скобе со стороны обода;
фиг. 14-18: разные виды прижимных пружин для тормоза в соответствии с фиг. 3 и 4 и
фиг. 19 и 20: виды в сечении взаимодействия прижимной скобы с прижимной пружиной по одному из примеров осуществления изобретения или, соответственно, по уровню техники.
Изображенный на чертеже пример осуществления дискового тормоза с суппортом в соответствии с изобретением имеет (не показанный) тормозной диск, ось вращения которого обозначена A. Направление вращения при движении передним ходом обозначено стрелкой D. Тормоз имеет скобу 20 тормоза и держатель 22 тормоза, при этом скоба тормоза, подобно раме, охватывает (не показанный) тормозной диск. Расположенная со стороны обода тормозная накладка, состоящая из металлической задней пластины, снабженной фрикционной накладкой, обозначена ссылочным обозначением 24, расположенная со стороны натяжения тормозная накладка, состоящая из металлической задней пластины, снабженной фрикционной накладкой, ссылочным обозначением 26, а нажимной диск – ссылочным обозначением 28. Вышеназванные элементы представляют собой элементы силовой передачи. Они прижимаются, т.е. предварительно натягиваются в радиальном направлении с помощью прижимных пружин 30, 32 или, соответственно, 34. Как еще будет поясняться позднее, тормозная накладка 26 и нажимной диск 28 предварительно натягиваются также в тангенциальном направлении.
Для прижатия вышеназванных прижимных пружин 30, 32 и 34 служит выполненное в виде прижимной скобы 36 прижимное устройство, которое распространяется через отверстие скобы, служащее для монтажа/демонтажа тормозных накладок, установленных на обеих сторонах тормозного диска. При этом прижимная скоба 36 ответственна не только за радиальное предварительное натяжение прижимных пружин 30, 32 и 34, но также и за тангенциальное предварительное натяжение прижимных пружин 32 и 34. На прижимные пружины 30 и тормозную накладку 24 действует, в отличие от этого, только радиальное предварительное натяжение, но не тангенциальное. Благодаря этому предотвращаются моменты, неблагоприятные для эксплуатации тормоза и оказывающие воздействие на легкую перемещаемость плавающей скобы, которые обусловливались бы тангенциальным предварительным натяжением прижимной пружины 30 и тормозной накладки 24.
Скоба 20 тормоза, которая в изображенном на чертеже примере осуществления представляет собой плавающую скобу, имеет фиксирующее устройство для фиксации и опирания прижимной скобы 36. Это фиксирующее устройство имеет две области, а именно, расположенную со стороны обода область 38 и расположенную со стороны натяжения область 40. Обе области (на виде сверху) выполнены симметрично относительно средней линии M, которая располагается параллельно оси A вращения. Они симметричны также относительно радиальной средней плоскости ME, которая натягивается осью A вращения и средней линией M. Благодаря этой симметрии контур фиксирующего устройства таков, что при литье скобы может применяться одна и та же форма, не важно, предназначена ли скоба для правого или левого тормоза.
Расположенная со стороны натяжения области 40 фиксирующего устройства имеет выполненный подобно кромке крыши выступ 42. Его боковые стороны 44, 46 служат для восприятия тангенциальных сил. Его находящаяся радиально внутри сторона 48 служит для восприятия радиальных сил.
Прижимная скоба 36 выполнена подходящей к выступу 42 со стороны натяжения. Так, она имеет вогнутость 50, в которой в смонтированном состоянии помещается выступ 42. При этом боковые стороны 52 и 54 вогнутости 50 служат для передачи тангенциальных сил. Находящаяся радиально снаружи поверхность 56 служит для передачи радиальных сил. В смонтированном состоянии она прилегает к стороне 48 выступа 42, направленного к тормозному диску.
В расположенной со стороны обода области 38 скоба 20 имеет резьбовое сверление 58, в которое ввертывается винт 60 для крепления прижимной скобы 36. Расположенная со стороны обода область 38 фиксирующего устройства, как и расположенная со стороны натяжения область 40, выполнена симметрично относительно средней линии M и средней плоскости ME. Только резьбовое сверление 58 расположено не симметрично, чтобы препятствовать монтажу прижимной скобы для правого (левого) тормоза на левом (правом) тормозе. Оно выполнено не способом литья, а выполняется после собственно литья скобы посредством сверла и/или резьбового резца.
В области 38 фиксирующего устройства предусмотрено кодирующее устройство. Для этого в соответствии с фиг. 11 и 12 при механической обработке может оставляться выступающая часть 62, так чтобы в соответствии с фиг. 12 могла монтироваться только такая прижимная скоба 36, которая имеет выемку 64, подходящую к этой выступающей части 62. Как и резьбовое сверление 58, выступающая часть 62 выполнена не способом литья, и поэтому может быть расположена асимметрично.
Дополнительно или альтернативно может быть также предусмотрено, чтобы прижимная скоба 36 в соответствии с фиг. 13 имела цапфовые продолжения, которые охватывают ответные структуры на скобе 20. Это, в свою очередь, обеспечивает возможность монтажа только подходящей прижимной скобы 36.
Выступающая часть 62, выемка 64 и цапфовые продолжения 66 и 68 представляют собой, таким образом, кодирующие устройства, которые обеспечивают установку на скобе только подходящей прижимной скобы.
Прижимная скоба асимметрична в двух отношениях. С одной стороны, она имеет тангенциальные продолжения 70 и 72 только со стороны натяжения, но не со стороны обода. С другой стороны, ее размеры V1, V2, измеренные в тангенциальном направлении от средней линии M в области первого продолжения 70, т.е. со стороны выхода диска, больше, чем в области продолжения 72, то есть со стороны входа диска.
Благодаря этой конфигурации можно придавать расположенной со стороны натяжения тормозной накладке 26 и находящемуся со стороны натяжения нажимному диску 28 тангенциальное предварительное натяжение, без необходимости соответственно асимметричного выполнения скобы 20 тормоза в областях 38 и 40 ее фиксирующего устройства для прижимной скобы 36, и без негативного действия тангенциального предварительного натяжения на тормозную накладку 24, расположенную со стороны обода.
Также можно целенаправленно простым образом при использовании прижимных пружин управлять многообразием, создавая различные предварительные натяжения пружин. Это может осуществляться посредством того, что в соответствии с фиг. 7 в направлении штриховых линий для выхода диска должна изменяться только ширина V1 прижимной скобы. Для этого надо только соответственно выполнить деформируемую штампованную деталь из листового металла. Тогда при использовании в.н. кодировок может осуществляться точное координирование соответствующего тормоза и условий его применения, без необходимости производить для этого адаптации к литым областям скобы тормоза.
Прижимная скоба 36 изготовлена предпочтительно в виде деформированной штампованной детали из листового металла и имеет желобок, который смещен соответственно разности между размерами V1 и V2 относительно средней линии M или, соответственно, радиальной плоскости R. Желобок обозначен ссылочным обозначением 74. В смонтированном состоянии он плоскостно прилегает к соответствующей прижимной пружине 30, 32 или, соответственно, 34 и служит для приложения радиального предварительного натяжения, сравн. фиг. 19. В отличие от этого, в варианте осуществления в соответствии с фиг. 20, который соответствует уровню техники, имеется только линейное прилегание. Такое линейное прилегание, разумеется, значительно сильнее нагружает прижимную пружину, чем плоскостное прилегание в соответствии с фиг. 19.
Варианты осуществления прижимной пружины в виде листовой пружины содержатся, в частности, на фиг. 14-18. Она имеет две одинаковые лапки 76, 78 пружины и расположенную между ними трапецеидальную среднюю область 80, которая выступает радиально внутрь. Две стороны трапецеидальной области 80 в ненатяженном состоянии составляют с ее дном по углу α, равному больше 95°. В изображенном на чертеже примере осуществления это 117°. С двумя смежными лапками 76, 78 пружины они составляют по углу β, равному меньше 85°. В изображенном примере осуществления этот угол β составляет 74°.
Пружины на виде сбоку не имеют углов. Более того, в ненатяженном состоянии в переходной области между двумя сторонами трапецеидальной области 80 и ее дном они являются каждая дугообразными, имея каждая радиус от 10 мм до 16 мм, в изображенном примере осуществления 13 мм, а в переходной области между трапецеидальной областью 80 и лапками 76, 78 пружины радиус от 4 мм до 9,5 мм, в изображенном примере осуществления 7 мм.
Лапки 76, 78 пружины могут быть выполнены прямыми соответственно фиг. 14-16. Но они могут быть также выполнены выпуклыми или вогнутыми, как это показано на фиг. 17 и 18.
82
74
Та область выступа 70, которая прилегает к прижимной пружине 32, на фиг. 19 обозначена ссылочным обозначением 82. Ее средняя точка M находится на расстоянии H от средней точки M в радиальном направлении, а в тангенциальном направлении на расстоянии E, при этом имеет место H<E. В противоположность этому, соответствующие линии 15 и 16 прилегания в уровне техники расположены таким образом, что имеет место: H=E, сравн. фиг. 20.
В изображенном на чертеже примере осуществления место P максимального (давления) натяжения в прижимной пружине 32, которое находится в переходной области между средней областью 74 и лапкой 76 пружины, далеко удалено от (плоскостной) области максимального износа вследствие трения или, соответственно, вследствие радиального упора тормозной накладки или, соответственно, нажимного диска в контактных областях.
При одинаковых условиях применения, которые названы выше, в отличие от этого, по уровню техники с фиг. 20 в радиальной контактной области имеется только линейное прилегание, так что тогда здесь место максимального износа в радиальной области, имеющей радиальное прилегание (смотри стрелку), примыкает непосредственно и вблизи области P максимального (давления) натяжения в прижимной пружине, причем здесь имеет место: H=E.
Как, в частности, показано на фиг. 19. прижимная скоба 36 в поперечном сечении имеет корытообразную конфигурацию, причем снаружи, т.е. на конце выступов 70, 72, она установлена наклонно. Благодаря этому возможны небольшие относительные движения (скольжение) при реверсивных движениях прижимной пружины. В уровне техники в соответствии с фиг. 20 при круглом материале, который прилегает к вертикальным участкам пружины, это не так. Предлагаемый изобретением вариант осуществления снижает нагрузки в критических зонах.
Как в уровне техники в соответствии с фиг. 1, здесь также в осевом направлении тормозных накладок прижимные пружины соединены с тормозной накладкой, потому что радиальные продолжения (12) наружной кромки тормозной накладки пронизывают продолговатые отверстия (8, 9) в обеих боковых лапках пружины. С концевой стороны лапки пружины прилегают к другим радиальным продолжениям (13, 13) наружной кромки тормозной накладки. Прижимные пружины выполнены в виде листовых пружин.
Раскрытые в приведенном выше описании, пунктах формулы изобретения, а также на чертеже признаки изобретения, как по отдельности, так и в любых комбинациях могут быть существенными для реализации изобретения в его разных вариантах осуществления.