ДИСКОВЫЙ ТОРМОЗ С ВИЛКОЙ ДЕРЖАТЕЛЯ УМЕНЬШЕННОГО РАЗМЕРА
DISK BRAKE WITH SMALLER-SIZE HOLDER FORK

Настоящее изобретение относится к дисковому тормозу самоходного транспортного средства (автомашины). Задачей настоящего изобретения является улучшение тормозной характеристики дисковых тормозов при одновременном снижении стоимости их производства. Настоящее изобретение главным образом предназначено для автомобилестроения, но может быть также использовано и в других секторах промышленности.
Дисковой тормоз автомашины обычно располагается на ступице по меньшей мере одного автомобильного колеса, в которую входит ось колеса автомашины, и которая служит опорой для дискового тормоза. Дисковой тормоз связан с колесом автомашины таким образом, что колесо передает вращательное движение к тормозному диску.
Дисковой тормоз содержит суппорт, формирующий первый и второй зажимы, первый и второй зажимы суппорта располагаются друг против друга по обеим сторонам плоскости тормозного диска и соединяются друг с другом за его пределами. Первый и второй зажимы суппорта снабжены соответственно первой и второй тормозными накладками (колодками). Тормозные накладки расположены друг против друга по обеим сторонам тормозного диска так, что плоскость их симметрии является копланарной. Этот суппорт предназначен для прижимания первой и второй тормозных накладок, посредством соответственно первого и второго зажимов, к первой и второй противоположным поверхностям тормозного диска. Такой дисковый тормоз также содержит держатель (тормозной подвес), прикрепляемый к ступице по меньшей мере одного колеса автомашины. Держатель служит опорой для суппорта и по меньшей мере частично прилегает к каждой тормозной накладке сбоку в продольном направлении относительно направления вращательного движения тормозного диска.
Во время торможения под воздействием первого и второго зажимов первая и вторая тормозные накладки сводятся вместе в перпендикулярном направлении по отношению к плоскости тормозного диска. Для того чтобы обеспечить сведение тормозных накладок перпендикулярно плоскости тормозного диска по меньшей мере одна из тормозных накладок проталкивается к тормозному диску поршнем, размещенным по меньшей мере в одном из зажимов суппорта. Поршень оказывает давление, к примеру, на первую тормозную накладку, стремясь подвести ее к тормозному диску перпендикулярно его поверхности. Данный поршень совершает движение под воздействием по меньшей мере одного тормозного контура, генерирующего гидравлическое давление, прилагаемое к поршню. Тормозной контур, к примеру, может включать главный тормозной цилиндр автомашины. После этого вторая тормозная накладка прижимается к тормозному диску перпендикулярно его поверхности под воздействием второго зажима, двигающегося в ответ по направлению к тормозному диску.
Держатель позволяет суппорту тормоза охватить тормозной диск с двух сторон. Термин "охватить" означает, что суппорт размещается по обеим сторонам поверхности тормозного диска, проходя над ним сверху его внешнего края. Держатель также позволяет задать направление перемещению суппорта во время его поступательно-возвратных движений по отношению к тормозному диску. Поступательные движения суппорта возникают во время торможения автомашины, заставляя тормозные накладки прижиматься друг к другу через тормозной диск. Возвратные движения суппорта возникают при прекращении торможения автомашины, заставляя накладки разжиматься, отходя от тормозного диска.
Для поддержания суппорта в охватывающем тормозной диск положении и для задания направления его перемещениям известно применение отверстий в держателе, служащих для помещения в них закрепленных на суппорте направляющих штифтов, взаимодействуя друг с другом, штифты и отверстия позволяют производить поступательно-возвратные движения суппорта по отношению к тормозному диску. Эти штифты обеспечивают поддержку суппорта со стороны держателя, одновременно облегчая направление перемещения двух накладок к тормозному диску. Держатель с отверстиями выступает за верхний край поверхности тормозного диска, так что входящие в эти отверстия направляющие штифты также проходят сверху над краем диска. Держатель поддерживает две тормозные накладки в требуемом положении и утилизирует большую часть тормозного момента.
В публикации FR 2747751 описывается тормозной диск, оснащенный держателем и суппортом. В данном документе описывается, что два направляющих штифта крепятся на держателе, а отверстия выполнены в суппорте. Каждый из этих направляющих штифтов смонтирован таким образом, что его ось является параллельной центральной оси тормозного диска. Точнее говоря, эти направляющие штифты установлены таким образом, что ось одного их них проходит за внешним краем окружности тормозного диска и выходит по обе стороны от него, а ось другого штифта проходит внутри той же самой окружности, причем второй штифт отходит лишь от одной стороны тормозного диска. Это специфическое размещение осей штифтов позволяет значительно уменьшить расстояние между этими двумя осями, что сказывается в сведении к минимуму момента трения. В результате этого также минимизируется возможность заклинивания штифтов, а скольжение может осуществляться при оптимальных условиях.
Однако такой тип дискового тормоза имеет недостаток, заключающийся в значительном весе. В результате также ухудшаются показатели его тормозной характеристики.
Для решения этой проблемы настоящее изобретение предусматривает уменьшение веса дискового тормоза при одновременном улучшении тормозной характеристики. В частности, в настоящем изобретении предусматривается, что одна из тормозных накладок удерживается с возможностью вращения держателем, а другая тормозная накладка удерживается с возможностью вращения суппортом. Таким образом, становится возможным создать половинный несущий элемент, отходящий от плоскости тормозного диска лишь на одной его стороне. Такая форма держателя тормозных накладок делает возможным преимущественно уменьшить вес дискового тормоза и улучшить показатели его тормозной характеристики.
Таким образом, во время торможения автомашины поршень заставляет первую тормозную накладку двигаться по направлению к тормозному диску, при этом данная первая тормозная накладка удерживается с возможностью вращения держателем, в то время как вторая тормозная накладка может прижиматься к другой поверхности тормозного диска под воздействием противодействия суппорта, будучи удерживаемой им с возможностью вращения.
Движение суппорта по отношению к держателю вызывается взаимодействием направляющих штифтов и соответствующих отверстий. В данном изобретении предусматривается, что штифты крепятся на держателе, а отверстия образованы в суппорте.
Суппорт может иметь по меньшей мере одно вырезанное в нем отверстие, улучшающее, тем самым, рассеяние тепла от суппорта. Это также позволяет увеличить ширину изгиба суппорта, а также повысить устойчивость его конструкции, не изменяя вес суппорта и даже позволяя уменьшить его вес.
Тормозные накладки могут крепиться к суппорту или держателю при помощи крепежных элементов, включая крепеж при помощи винтов, скрепление по меньшей мере одним блоком или по меньшей мере одной пружиной.
Данное изобретение также позволяет увеличить диаметр тормозного диска для того же самого колеса.
Более конкретно, объектом изобретения является дисковый тормоз для самоходного транспортного средства, содержащий
суппорт дискового тормоза, снабженный гидравлическим цилиндром с поршнем, установленным с возможностью скольжения внутри данного цилиндра, и имеющий выступающую часть и форму, позволяющую охватывать тормозной диск с двух сторон,
держатель, прикрепленный к транспортному средству, причем суппорт установлен с возможностью перемещения на держателе, а тормозной диск - с возможностью вращения между выступающей частью и поршнем суппорта,
два фрикционных средства, установленных по обеим сторонам от тормозного диска с возможностью прижатия к его противоположным сторонам поршнем и выступающей частью суппорта, соответственно,
отличающийся тем, что держатель выполнен в виде половины, проходящей только с одной стороны плоскости тормозного диска, а направляющие штифты проходят над тормозным диском перпендикулярно его плоскостям.
Настоящее изобретение будет лучше понято из нижеприведенного описания и сопроводительных чертежей, на которых представлены примеры осуществления изобретения:
- на фиг.1 изображена частичная боковая проекция дискового тормоза, проходящая по плоскости перпендикулярной плоскости, образованной тормозным диском, согласно настоящему изобретению;
- на фиг.2 изображен вид сбоку дискового тормоза, согласно настоящему изобретению;
- на фиг.3 изображен вид в перспективе дискового тормоза, согласно настоящему изобретению;
- на фиг.4 изображено схематическое представление соединенных с суппортом фрикционных средств, согласно настоящему изобретению;
- на фиг.5а, 5b, 6 и 7 изображены схематические представления соединенных с суппортом или с держателем фрикционных средств, согласно вариантам настоящего изобретения.
На фиг.1 изображен дисковой тормоз 1 для автомашины, предлагаемый в настоящем изобретении. Дисковый тормоз 1 включает суппорт 2 и держатель 3. Суппорт 2 снабжен гидравлическим цилиндром 4 с поршнем 5, который закреплен в подвижном состоянии внутри данного цилиндра. Суппорт 2 также имеет переднюю выступающую часть 7. Держатель 3 закреплен на автомашине, а суппорт установлен таким образом, что может двигаться на держателе 3. Между выступающей частью 7 суппорта 2 и поршнем 5 того же суппорта 2 установлен с возможностью вращения тормозной диск 6. Суппорт имеет форму, позволяющую охватывать тормозной диск 6 с обеих сторон. Как было отмечено выше, термин "охватывать" означает тот факт, что суппорт 2 размещается по обеим сторонам от плоскости тормозного диска, соединяясь над ним за пределами его окружности. Тормозной диск 6 своей плоскостью разграничивает суппорт на внешнюю (Е) и внутреннюю (I) стороны, где внешняя сторона является удаленной от ступицы колеса (не показана) автомашины, а внутренняя сторона является близлежащей по отношению к этой самой ступице. Дисковый тормоз также содержит два фрикционных средства 8 и 9, расположенных по обе стороны от плоскости тормозного диска 6. Эти фрикционные средства 8 и 9 могут прижиматься к противоположным сторонам 10 и 11 тормозного диска под соответствующим воздействием поршня 5 и выступающей части 7 суппорта 2.
Согласно настоящему изобретению первое фрикционное средство 8 удерживается с возможностью вращения держателем 3, а второе фрикционное средство 9 удерживается с возможностью вращения выступающей частью 7 суппорта 2 (фиг.2 и 3). Держатель 3 образует вилку, содержащую промежуточную часть 12, первое плечо 13 и второе плечо 14, которые соединяются промежуточной частью 12 (фиг.3). В предпочтительном примере настоящего изобретения (фиг.2 и 3) держатель образует половинный несущий элемент. Этот несущий элемент выступает в плоскости, параллельной плоскости, образуемой тормозным диском. И он не размещается по обеим сторонам от плоскости тормозного диска.
Два плеча 14 и 13 и промежуточная часть 12 держателя 3 образуют пространство
16, внутри которого помещается первое фрикционное средство 8 (фиг.3). Фрикционные средства 8, 9 состоят из тормозных накладок 8.1, 9.1 и опор 8.2, 9.2 тормозных накладок (фиг.3). Опора тормозной накладки соединяет соответствующую тормозную накладку с выступающей частью суппорта или с держателем.
Каждая тормозная накладка 8.1 и 9.1 обладает внутренней стороной 21, 22 и соответственно внешней стороной 23 и 24, каждая из внешних сторон находится на противоположной стороне от тормозного диска, а каждая из внутренних сторон расположена напротив тормозного диска.
Суппорт 2 охватывает тормозной диск 6 с двух сторон, имея обычно U-образную форму (фиг.2). Суппорт образует первое ответвление 15 U-образной формы и второе ответвление U-образной формы, образующие выступающую часть 7 суппорта. Второе фрикционное средство 9 опирается на выступающую часть 7 суппорта 2. Другое ответвление 15 содержит гидравлический цилиндр 4 с поршнем 5, закрепленным в подвижном состоянии внутри этого самого цилиндра. Поршень 5 может двигать первое фрикционное средство 8 по направлению к тормозному диску 6.
В первом примере осуществления изобретения суппорт 2 является неразъемной деталью. В другом варианте суппорт может состоять из двух частей (не показано), первая часть является опорой для поршня, а вторая часть является опорой для одного из фрикционных средств. Первая часть соединяется со второй при помощи крепежных элементов, таких как болты.
Держатель 3 содержит два направляющих штифта 17 и 18, которые пролегают перпендикулярно плоскости тормозного диска 6 (фиг.1). Эти штифты 17 и 18 закреплены соответственно на первом 13 и втором 14 плечах держателя. Первый и второй направляющие штифты могут, по меньшей мере, частично, обладать нарезанной резьбой, чтобы входить в соответствующее внутреннее глухое резьбовое отверстие, которое сформировано в соответствующем плече держателя. Такие штифты могут изготавливаться путем штамповки или свертывания в рулон исходного материала.
Каждый направляющий штифт 17, 18 выступает соответственно вдоль осей 44 и 45, каждая из которых параллельна оси 46 вращения тормозного диска и перпендикулярна плоскости тормозного диска (фиг.1, 2). Подразумевается, что первый и второй штифты должны проскальзывать через соответствующие отверстия 19 и 20. Первое и второе отверстия 19 и 20 образованы в суппорте 2 и могут принимать по одному штифту каждое.
Как показано прерывистыми линиями на фиг.1, отверстия преимущественно являются сквозными отверстиями, выполненными таким образом, что каждое их этих двух отверстий своими противоположными краями выходит к внутренней (I) и внешней (Е) сторонам суппорта. Первое отверстие 19 выходит на первом крае 19.1 навстречу внутренней стороне (I) суппорта и на втором первом крае 19.2 навстречу внешней стороне (Е) суппорта. Второе отверстие 20 выходит на первом втором крае 20.1 навстречу внутренней стороне (I) суппорта и на втором крае 20.2 навстречу внешней стороне (Е) суппорта.
Такие сквозные отверстия, проходящие через два края, преимущественно облегчают механическую обработку суппорта. В этом случае больше не является необходимым устанавливать глубину обработки для отверстий. Также предполагается, что вторые края 19.2, 20.2 отверстий заделаны заглушкой (не показана), которая крепится винтами внутри соответствующего отверстия.
С другой стороны, такие сквозные отверстия могут позволять суппорту осуществлять скольжение с учетом направляющих штифтов, используя один из двух краев отверстия, находящийся вблизи от внутренней стороны (I) суппорта с одной стороны, и при этом позволять зафиксировать винтами второе фрикционное средство 9 на другом крае отверстия, удаленном от внутренней стороны суппорта (не показано). Так к одному из краев отверстия, удаленному от внутренней стороны (I) суппорта, может быть прикреплена опора 9.2 тормозной накладки этого второго фрикционного средства 9. Закрепление этой опоры 9.2 тормозной накладки к такому краю отверстия преимущественно позволяет избежать необходимости заделывания отверстий заглушкой.
В итоге такие выходящие отверстия могут облегчить выемку дискового тормоза с внешней стороны автомашины. В частности, по меньшей мере один из направляющих штифтов на одном своем свободном конце оборудуется средством, позволяющим использовать приспособление для вывинчивания, например торцовый ключ.
Суппорт обладает возможностью осуществлять скольжение по направляющим штырям во время торможения и прекращения торможения на эффективное расстояние. Термин "эффективное расстояние" означает расстояние проскальзывания суппорта по направляющим штырям во время торможения автомашины. Величина эффективного расстояния может быть измерена вдоль оси, параллельной оси направляющего штыря. Длина отверстий суппорта превышает эффективное расстояние проскальзывания на сумму допустимых величин износа тормозных накладок и тормозного диска. В одном примере толщина тормозных накладок составляет 2 сантиметра, что позволяет направляющим штифтам входить в их соответствующие отверстия на длину от 3 до 5 сантиметров. Допустимые величины износа толщины тормозных накладок и тормозного диска измеряются вдоль оси, параллельной оси 46 вращения тормозного диска или оси 44 направляющего штифта.
Каждая тормозная накладка может быть соединена с соответствующей опорой при помощи небольших крепежных выступов, образуемых каждой тормозной накладкой и предназначенных для ввода в соответствующие полости, сформированные в опоре тормозных накладок. На примере, показанном на фиг.4, вторая тормозная накладка 9.1 может быть соединена со второй опорой 9.2 тормозных накладок при помощи ввода выступов, таких как изображены под номером 28, которые образованы второй тормозной накладкой 9.1, в соответствующие полости 29, сформированные во втором держателе 9.2. Вторая тормозная накладка 9.1 может быть соединена со второй опорой 9.2 при помощи помещения выступов 28 в соответствующие полости 29. Выступы и полости на фиг.4 показаны прерывистыми линиями.
По крайней мере одно фрикционное средство может быть соединено с выступающей частью суппорта и/или с держателем посредством выступов и пазов, где выступы 30, 31 способны входить в пазы 32, 33, сформированные в держателе или в выступающей части суппорта, такие соответствующие пазы и выступы образуют элементы для крепления фрикционных средств к держателю или к выступающей части суппорта. Пазы и выступы изготовлены таким образом, что соответствующая тормозная накладка практически не может перемещаться по отношению к суппорту. Пазы и выступы также изготовлены таким образом, что фактически отсутствует осевой зазор между опорой тормозной накладки и выступающей частью суппорта.
Пример, показанный на фиг.4, схематически представляет второе фрикционное средство 9, соединенное с выступающей частью 7 суппорта 2. Это второе фрикционное средство 9 содержит тормозную накладку 9.1 и опору 9.2 тормозной накладки. Второе фрикционное средство соединено с выступающей частью суппорта через опору 9.2 тормозной накладки. Опора 9.2 тормозной накладки обладает первым выступом 30 и вторым выступом 31. Соответственным образом в выступающей части 7 суппорта имеется первый паз 32 и второй паз 33, куда входят указанные выступы 31 и 30. Пазы и выступы сформированы таким образом, что опора с тормозной накладкой соединяется с выступающей частью суппорта.
В центре выступающей части 7 суппорта, служащей носителем для второго фрикционного средства 9, может быть вырезано отверстие 34, которое определит границы, по обеим сторонам от этого отверстия, первого крыла 35 и второго крыла 36 (фиг.3 и 4). Такая форма суппорта позволяет уменьшить вес дискового тормоза согласно настоящему изобретению.
Для удержания фрикционных средств на выступающей части или на держателе может использоваться пружина, такая как изображена под номером 41, прикрепленная к соответствующей опоре тормозной накладки и плотно прилегающая к суппорту или держателю. В частности, в примере на фиг.4 такая пружина 41, предназначенная для удержания второго фрикционного средства на выступающей части 7 суппорта, изготовлена из металлической полосы 41, которая может быть размещена между первым и вторым крыльями, плотно прилегая к ним и соответствующей опоре тормозной накладки. Эта пружина 41 пролегает параллельно плоскости тормозного диска и позволяет второму фрикционному средству удерживаться на выступающей части суппорта, поддерживая второе фрикционное средство в плавающей конфигурации по отношению к выступающей части суппорта.
Пружина 41 соединяет первое и второе крылья, присоединясь ко второму фрикционному средству при помощи крепежных элементов. В частности, эта пружина 41 изготавливается из металлической полосы, которая локально деформирована посредине для того, чтобы создать приемную полость 42 (фиг.2). В эту приемную полость 42 помещается выпуклость 43, соответственно образуемая опорой 9.2 тормозной накладки. Находясь на данной выпуклости 43, пружина 41, с одной стороны, плотно прилегает к первому крылу 35, а с другой стороны, ко второму крылу 36. Металлическая пластина, сформированная пружиной 41, имеет тенденцию к закруглению между приемной частью 42 и каждым из участков, где пружина 41 плотно прилегает к соответствующим выступающим крыльям.
В одном варианте по меньшей мере одна опора фрикционных средств имеет по крайней мере первую выемку 38, а выступающая часть суппорта и/или держатель снабжен второй выемкой 39. По меньшей мере один съемный блок 37 частично помещен в первую и во вторую выемки. На примерах фиг.5а и 5b второе фрикционное средство может быть соединено с выступающей частью суппорта при помощи блока 37, частично помещенного в первую выемку 38, образованную опорой 9.2 тормозной накладки второго фрикционного средства 9, и частично помещенного во вторую выемку 39, образованную в выступающей части. Блок 37 может быть первоначально помещен в одну из двух выемок 38 или 39, а затем либо второе фрикционное средство, либо суппорт применяется по отношению к данному блоку 37, чтобы уложить внахлестку данный блок 37 между выступающей частью суппорта и вторым фрикционным средством. В последнем случае эти выемки 38 и 39 преимущественно не выступают наружу.
Согласно другому варианту изобретения второе фрикционное средство может быть соединено с выступающей частью суппорта и/или с держателем при помощи по крайней мере одного болта 47 и одной гайки 48 (фиг.6).
У каждого фрикционного средства есть первый и второй выступы 25 и 26 и центральная часть 27. В примере на фиг.4 второе фрикционное средство 9 имеет первый и второй выступы 25 и 26 и центральную часть 27. Согласно другому варианту изобретения, изображенному на фиг.7, выступы 25 и 26 соответствующего фрикционного средства увеличены в длину и образуют крюк 50. Крюк 50 на фиг.7 представлен прерывистыми линиями. Этот крюк 50 вместе с центральной частью 27 фрикционного средства ограничивают установочную полость 51, внутри которой "плавающим" образом помещается держатель 3 или выступающая часть 7 суппорта 2. С этой целью в держателе или выступающей части формируется утолщение 52, дополняющее форму установочной полости. Установочная полость 51 и утолщение 52 выполняются таким образом, что фрикционное средство плавающим образом помещается в держатель или в суппорт."Плавание" фрикционного средства осуществляется "пушпульным" образом и таким образом поглощается часть тормозного момента, способствуя устойчивости конструкции держателя. На примере, изображенном на фиг.7, первое фрикционное средство помещено в зону 16. В промежуточной части 12 образовано по меньшей мере одно утолщение 52, дополняющее по форме установочную полость.
Для облегчения рассеяния тепла от предлагаемого в настоящем изобретении дискового тормоза суппорт может иметь по меньшей мере одно отверстие, такое как показано под номером 49 (фиг.1). Это отверстие позволяет уменьшить вес такого дискового тормоза и также позволяет ускорить выделение тепла, производимого во время торможения автомашины по причине трения тормозных накладок о тормозной диск.
У тормозного диска есть центр и внешний край, центр является местом тормозного диска, где перпендикулярно плоскости диска проходит ось его вращения 46. Край тормозного диска устанавливает его границы. Образующий суппорт материал может распределяться в более значительных количествах в непосредственной близости с первым местом и вторым местом, которые расположены вдоль края тормозного диска и находятся друг против друга, чем поблизости от центра. Говоря более точно, суппорт может иметь большее количество материала в первом месте, где сформировано первое отверстие, и во втором месте, где сформировано второе отверстие, чем в месте, соответствующем центру этого самого суппорта. Такое распределение образующего суппорт материала преимущественно позволяет усилить до 20% поглощение мощности при торможении.