РЕБРО ТОРМОЗНОЙ КОЛОДКИ С ДВОЙНЫМ РЕЗКИМ ИЗГИБОМ И ШИРОКОЙ ПЛОЩАДКОЙ
RIB OF BRAKE BLOCK WITH DOUBLE SHARP BEND AND WIDE SITE

Изобретение относится к основным тормозам, оборудованным ребрами колодки барабанного тормоза, которые наклонены или имеют «резкий изгиб» у закрепляемых концов для создания более устойчивых площадок на анкерных пальцах барабанного тормоза. Изобретение может использоваться совместно с уже находящимися в эксплуатации стандартными барабанными тормозами, но является особо преимущественным и рентабельным при использовании в конфигурациях, имеющих смещенные пружины возврата.
Конструкция со смещенной пружиной возврата увеличивает боковую нагрузку на колодки барабанного тормоза и заставляет концы колодок отрываться от анкерного пальца. Поскольку в барабанном тормозе, использующем неосевую пружину возврата, действуют неуравновешенные силы, тормозные колодки имеют тенденцию «раскачиваться» или наклоняться и отрываться от одной стороны анкерного пальца. Такой наклон колодок барабанного тормоза создает много технических проблем.
Для устранения такого раскачивания или наклона в настоящее время используются тормозные колодки, которые, так или иначе, захватывают анкерный палец. В общем, это обеспечивается с помощью полностью захваченного анкерного пальца. Ребро с полной окружностью 360°, которое крепится на анкерном пальце и удерживает колодку от отрывания, является стандартным.
В другом способе захвата анкерного пальца используются четыре дополнительные пластины. Эти пластины имеют два отверстия, при этом одно из отверстий предназначено для надевания на анкерный палец, а другое отверстие предназначено для перемещения пальца у отверстия пружины возврата. Эти пластины работают по принципу «ножниц», так что каждая колодка имеет пластину с обеих сторон (четыре пластины на конец колеса). Эти пластины также удерживают колодки от отрывания.
В документе US 1667375 (Dodge) описана конструкция колодки с ребром с резким изгибом, предназначенная для сведения к минимуму производственных расходов за счет использования набора штампованных рычагов с резким изгибом.
Документ US 2928510 (Kay) относится к конструкции тормозной колодки, в которой точки крепления на ребре также являются точками расположения пружины для сведения к минимуму деформации тормозов.
В US 4773512 (Murakami) описана колодка барабанного тормоза с множеством усиливающих фланцев для уменьшения шума. Фланцы расположены парами по длине ребра для увеличения жесткости при кручении и уменьшения шума.
Документ DE 3818235 (Martin) описывает ребро тормозной колодки с двумя резкими изгибами, но различной формы. Целью является экономия веса.
В US 2928506 (Goldman) описаны тормозные колодки с центральным мостиком на каждой колодке, на котором крепится пружина возврата. Эта конфигурация уменьшает износ анкерного пальца.
Документ US 3877141 (Bradshaw и др.) относится к способу изготовления тормозных колодок с одним ребром с резким изгибом. Резкий изгиб добавляется для улучшения литья.
US 4360959 (Jobannesen) относится к способу получения тормозной колодки из отдельной заготовки. Изготовление упрощается за счет двойного ребра и отсутствия сварки.
Документ US 4732240 (Flaim) относится к способу стабилизации и усовершенствованию барабанных тормозов за счет изменения длин тормозных дисков.
В документе US 5515952 (Jackson) раскрыта тормозная колодка с грузиками, амортизирующими массу с целью уменьшения шума.
Документ US 6336533 (Pollock и др.) описывает специальную пружину, установленную между полками ребер для уменьшения шума и плавного прилегания накладки к барабану.
В колодке барабанного тормоза с первым и вторым ребрами, согласно изобретению, первое ребро имеет первую концевую секцию, расположенную рядом с элементом приведения в действие тормозной колодки, вторую концевую секцию, расположенную рядом с анкерным элементом тормозной колодки, и центральную секцию, проходящую между первой и второй концевыми секциями. Аналогично, второе ребро содержит первую концевую секцию, расположенную рядом с элементом приведения в действие тормозной колодки, вторую концевую секцию, расположенную рядом с анкерным элементом тормозной колодки, и центральную секцию, проходящую между первой и второй концевыми секциями второго ребра. По меньшей мере одно основание накладки расположено по окружности на наружных участках первого и второго ребер, и штифт или другое крепление пружины возврата предусмотрено, по меньшей мере, у первого ребра. Тормозная колодка, в частности, сконфигурирована так, что пружина тормозной колодки, которая соединена с креплением пружины возврата, расположена так, что центральная линия пружины возврата смещена от осевой центральной линии основания накладки, но расположена в осевом направлении с внутренней стороны наружного края второй концевой секции первого ребра.
В предпочтительных вариантах выполнения первая концевая секция, вторая концевая секция и центральная секция каждого ребра колодки проходят, по существу, параллельно друг другу. Каждое ребро колодки может содержать первую смещенную секцию, расположенную между первой концевой секцией и центральной секцией, и вторую смещенную секцию, расположенную между центральной секцией и второй концевой секцией, так чтобы первая концевая секция, центральная секция и вторая концевая секция лежали в разных параллельных плоскостях. Первая и вторая смещенные секции могут проходить в плоскостях, образующих острые углы относительно этих параллельных плоскостей.
Первой важной характеристикой этой конструкции является то, что площадка ребер у анкерного пальца превышает расстояние, на которое пружина возврата удалена от центральной линии пружины возврата. Таким образом, центральная линия смещенной пружины расположена между двумя наружными краями расширенных ребер у анкерного пальца. Как варианты могут использоваться прямые или суживающиеся ребра, которые становятся намного шире на анкерных пальцах. Преимущества, обеспечиваемые этой конфигурацией, сводят к минимуму раскачивание тормозной колодки и уменьшают вибрации и шум.
В то время как штампованные ребра тормозных колодок ранее имели резкие изгибы у концов кулачка, наличие резких изгибов у концов анкерного пальца ребер тормозной колодки рассматривается как новая характеристика. Добавление резких изгибов с целью стабилизации тормозных колодок на пальцах также рассматривается как новая характеристика, и способ, посредством которого предотвращается раскачивание колодки по настоящему изобретению, дополнительно рассматривается как отличающийся от предыдущих способов. За счет наличия разных участков ребра настоящее изобретение увеличивает прочность при кручении. Более устойчивые концы анкерного пальца тормозной колодки облегчают устойчивую реакцию на усилия торможения, делают такие реакции более предсказуемыми и уменьшают вибрацию и шум.
За счет резкого изгиба у закрепляемого конца ребро тормозной колодки, согласно изобретению, может обеспечить более устойчивую площадку на анкерном пальце. Это улучшение в настоящее время может использоваться со стандартными тормозами, но, опять же, обеспечивает основное преимущество при использовании смещенной пружины возврата, которая увеличивает боковую нагрузку на колодки и заставляет их отрываться от анкерного пальца.
Более широкие площадки на анкерных пальцах барабанного тормоза могли бы быть получены за счет добавления конусов или резких изгибов к ребрам с закрепляемых концов с помощью болтового, сварочного, клеевого, штампованного или иного соединения или образования дополнительных пластин на сторонах используемых в настоящее время ребер. Эти конфигурации также служат целям изобретения, состоящим в уменьшении вибрации и шума тормозов, обеспечении более устойчивых реакций на крутящий момент и предотвращении раскачивания колодок на анкерных пальцах в результате воздействия смещенных пружин возврата. Колодка с двойным резким изгибом или колодка с широкой площадкой решает проблему раскачивания колодки более просто и эффективно, чем захватываемые анкерные пальцы, которые являются дорогостоящими и сложными для обслуживания.
Считается, что производство ребер весьма схоже с производством ребер с одним резким изгибом, используемых в настоящее время. Что касается штампованных ребер, то профиль ребра обеспечивается штамповкой на обычном прессе или прессе для вырубки точных заготовок. Профиль ребра также может быть получен водоструйной резкой, резкой с помощью проволоки, резкой на электроэрозионном станке или лазерной резкой из соответствующего листа. Профиль может быть образован в штампе для добавления резких изгибов. В настоящее время используется конфигурация с одним резким изгибом, и поэтому потребуется немного более сложный инструмент. Изгиб может быть одиночным изгибом, плавным конусом, двойным изгибом под 90° или их комбинацией. В добавление к резкому изгибу дополнительный материал может быть просто установлен на используемое в настоящее время ребро с помощью болтов, сварки, штифтов или шпилек с целью получения более широкой площадки.
Такой элемент может быть установлен на собираемые (свариваемые) колодки (непрерывный угловой шов, прерывистый роликовый сварной шов, точечный или рельефный сварной шов) или на колодки, изготавливаемые с помощью горячей установки шпилек.
На любой штампованной тормозной колодке можно получить двойной резкий изгиб. Основание может быть установлено любым указанным способом, а именно с помощью сварки, горячей установки шпилек и т.д. В общем, в изготавливаемых колодках используются различные сорта стали. Для получения более широких площадок может быть установлен дополнительный материал на болтах.
Изобретение также относится к изготовлению ребер для создания более широкой площадки и, в общем, к исключению как дорогостоящих пластин, так и захватываемых анкерных пальцев.
Настоящее изобретение предлагает рентабельный способ решения рассматриваемой проблемы, и колодки с двумя резкими изгибами не являются известными. Очевидно, что предлагаемое решение ранее не предлагалось, поскольку сложно получить широкое основание из-за зазора со ступицей тормоза при полном выходе колодки из строя. Кроме того, захватываемые анкерные пальцы использовались в прошлом, и они являются общеизвестными, и прямые ребра, в общем, предпочтительны по соображениям стоимости. И наконец, используются пружины с очень небольшим смещением, что обусловлено рассматриваемыми вопросами; это создает проблемы, поэтому может быть использована пружина.
Широкая площадка тормозной колодки, согласно изобретению, увеличивает плечо рычага, что должно быть преодолено смещенной пружиной возврата, чтобы вызвать раскачивание или отрыв колодки.
Проблемы, рассматриваемые настоящим изобретением, присутствуют всякий раз, когда используется несцентрированная пружина возврата. Большую часть времени используется сцентрированная пружина возврата. Эта симметрия нагрузки является оптимальной, но в некоторых случаях невозможной. Если конструкция воздействует на смещенную пружину, возникают проблемы, рассматриваемые настоящим изобретением.
Настоящее изобретение обеспечивает низкую стоимость, конструкцию, работающую в неопасных условиях и не требующую никаких дополнительных частей, не требующую сложного обслуживания и совместимую с большинством используемых в настоящее время наиболее распространенных конструкций барабанного тормоза.
Более широкие ребра создают более жесткую опору под тонкими основаниями тормозной колодки для предотвращения легкого изгибания оснований.
Настоящее изобретение поясняется чертежами, на которых представлено следующее:
фиг.1 - вид в перспективе известной конструкции барабанного тормоза;
фиг.2 - увеличенный вид в перспективе анкерного пальца в сборе по фиг.1, а также определенных элементов, смежных с этим анкерным пальцем в сборе;
фиг.3 - упрощенный вид снизу на конструкцию, подобную конструкции по фиг.1 и 2, предназначенный для облегчения понимания проблем, связанных с обычными конфигурациями барабанного тормоза;
фиг.4 - вид в перспективе колодки барабанного тормоза согласно первому варианту выполнения изобретения;
фиг.5 - вид колодки барабанного тормоза по фиг. 4, показывающий взаимосвязь между центральной линией пружины возврата, осевой центральной линией оснований накладок барабанного тормоза и наружным краем концевой секции ребра тормозной колодки.
На фиг.1 показана стандартная конфигурация барабанного тормоза, в которой используются ребра колодки барабанного тормоза, согласно настоящему изобретению. Конструкция на фиг.1 содержит пневматический или гидравлический привод 20, соединенный с помощью рычажной конструкции с поворотным валом, проходящим через втулку 22. Поворотный вал заканчивается в двухстороннем кулачке 24, имеющем криволинейные поверхности 26. Опоры 28 следящих элементов кулачка, которые, если это является предпочтительным, могут быть сконфигурированы как ролики, обычным способом крепятся к приводимым в действие концам пары колодок 34 барабанного тормоза. Каждая опора 28 расположена таким образом, что она входит в зацепление с соответствующей криволинейной поверхностью 26 под действием смещения пружины, обеспечиваемого пружиной 32 возврата. Концы пружины 32 возврата помещены в отверстия 33, выполненные рядом с приводимыми в действие концами колодок 34 барабанного тормоза.
Как показано на фиг.1 и 2, каждая колодка 34 барабанного тормоза содержит пару параллельных ребер 30 тормозной колодки. Основание 36 накладки в форме части кольца образовано вместе с каждой парой параллельных ребер 30 или крепится к каждой паре этих ребер, и фрикционные накладки 38 крепятся на заклепки или иным образом крепятся к каждому основанию накладки.
Неподвижный опорный диск 40, прикрепленный к кожуху полуоси или другой фиксированной конструкции транспортного средства, поддерживает анкерную конструкцию 44, втулку 22 и различные другие компоненты всего барабанного тормоза в сборе, показанного на фиг.1. Анкерная конструкция 44 крепится надлежащим образом (например, с помощью болтов, заклепок, сварных швов, пайки и т.д.) к опорному диску или может быть отлита как неотъемлемая часть или иным способом сформирована вместе с опорным диском. Конструкция 44 поддерживает или образует анкерный элемент 46, например анкерный палец или анкерные пальцы, в который упираются закрепляемые концы 48 колодок 34 барабанного тормоза. Закрепляемые концы 48 колодок барабанного тормоза смещаются и входят в контакт с анкерным элементом 46 с помощью анкерных пружин 50, продолжающихся между противолежащими ребрами 30 тормозных колодок 34 и прикрепленных к этим ребрам. На фиг.1 и 2 показана только одна из этих анкерных пружин 50. Концы анкерных пружин 50 помещены в отверстия 56 в ребрах 30, выполненные рядом с закрепляемыми концами колодок 34 барабанного тормоза, которые упираются в анкерный элемент 46.
Фиг.3 - упрощенный вид снизу на конструкцию, аналогичную конструкции, показанной на фиг.1 и 2, при этом анкерные пружины 50, анкерный элемент 46 и пружина 32 возврата показаны схематично. Определенные проблемы, связанные с обычной конфигурацией барабанного тормоза, показанной на фиг.1 и 2, станут понятными из следующего ниже описания со ссылкой на фиг.3. Эти проблемы усиливаются, когда предпринимаются попытки использовать установленную на пальцах смещенную пружину возврата, такую как пружина, которая должна быть описана, вместо пружины возврата, такой как пружина 32, показанная на фиг.1 и 2, имеющую концы, которые зацеплены за отверстия 56, выполненные в ребрах 30.
В конструкции, показанной на фиг.3, сила F1, прикладываемая к противолежащим ребрам 30 правой анкерной пружиной 50 с наружной стороны, в значительной степени уравновешивается силой F2, прикладываемой к противолежащим ребрам 30 левой анкерной пружиной 50 с внутренней стороны.
3
3
2
1
Однако показанная конфигурация не содержит никакой внутренней пружины возврата, соответствующей наружной пружине 32 возврата. Сила F3, прикладываемая к наружной паре противолежащих ребер, создает момент Р3·Х, который имеет тенденцию к тому, чтобы перевернуть или наклонить противолежащие наружные ребра 30, оторвать закрепляемые концы 48 внутренней пары противолежащих ребер от анкерного элемента 46 и повернуть наружные ребра 30 вокруг контактных точек 49. Вибрация, возникающая в результате эксплуатации транспортного средства, ударное действие, вызываемое неровным дорожным покрытием или препятствиями на дорожном покрытии, и т.д. усиливают эту тенденцию, что приводит к смещению внутренних закрепляемых концов 48 от элемента 46, как показано. В таком случае длина «LENGTH 2» внутренней анкерной пружины периодически становится больше длины «LENGTH 1» наружной анкерной пружины со смещением момента Р3·Х и периодически уравновешивается разностью моментов Р2·Х - Р1·Х. Желательно увеличить устойчивость закрепляемого конца ребра колодки для содействия равномерному износу накладки, предотвращения износа или разрушения анкерной пружины из-за действия усталостных нагрузок и сведения к минимуму других случаев отрицательного влияния показанного смещенного нагружения тормозной колодки.
Фиг.4 - вид в перспективе колодки 60 барабанного тормоза, согласно первому варианту выполнения изобретения. Пара колодок 60 барабанного тормоза используется вместо обычных колодок, таких как колодки 34, показанные на фиг. 1, хотя могут потребоваться определенные модификации, такие как удлинение анкерного элемента.
Каждая колодка 60 содержит опору 62 следящего элемента кулачка. В этой конфигурации опора 62 следящего элемента кулачка сконфигурирована в виде ролика, прикрепленного с помощью зажимов 64 к выступающим секциям 66 первого и второго ребер 68 тормозной колодки (также именуемых здесь как ребра тормозной колодки с «двойным резким изгибом»), как будет описано. Каждая опора 62 расположена таким образом, что она входит в зацепление с соответствующей криволинейной поверхностью под действием смещения пружины, обеспечиваемого пружиной 32' возврата (фиг.5), аналогично опорам 28 в обычной конфигурации барабанного тормоза, показанной на фиг.1 и 2. Концы пружины возврата, которая на фиг.4 не показана, помещены в канавки 70, выполненные рядом с наружными концами крепления пружины возврата, образованного здесь пальцем 72 крепления пружины, а не отверстиями, выполненными в ребрах колодок барабанного тормоза, как показано на фиг.1-3. Палец 72 при желании может не устанавливаться; в этом случае концы пружины возврата могут быть закреплены в противолежащих отверстиях 80, которые будут подробно описаны ниже и которые в этом случае могут образовывать крепление пружины возврата.
Фиг.4 также показывает основания 74 накладок в форме части кольца, образованные с показанной парой ребер 68, или приваренные, или припаянные, или иным образом присоединенные к этой паре ребер. Фрикционные накладки (на фиг.4 не показаны) могут быть прикреплены к основаниям накладок с помощью заклепок, винтов или крепежных элементов других типов через отверстия 76 в основании с помощью клеящего состава и т.д. На фиг.4 показана пара оснований 74 накладок, хотя при желании может быть использовано одно основание накладки или более двух оснований накладок.
1
2
Ребра 68 тормозной колодки, связанные с колодкой 60 барабанного тормоза, показанной на фиг.4, по существу, образуют зеркальные отображения друг друга. В показанной конфигурации, если смотреть в радиальном направлении изнутри колодки 60, начиная с первой приводимой в действие концевой секции 83, образующей выступающую секцию 66, каждое ребро 68 содержит первую смещенную секцию 84, продолжающуюся в сторону от плоскости, содержащей приводимую в действие концевую секцию 83, под углом θ, превышающим 0°, к центральной секции 86, которая, как показано, продолжается в плоскости, приблизительно параллельной плоскости, в которой проходит приводимая в действие концевая секция 83. Центральная секция 86 ребра заканчивается у второй смещенной секции 88, которая проходит в сторону от центральной секции под углом θ, превышающим 0°, и которая заканчивается у второй закрепляемой концевой секции 90 ребра, продолжающейся в другой плоскости, приблизительно параллельной плоскостям, в которых продолжаются центральная секция 86 ребра и приводимая в действие концевая секция 83.
Вторая концевая секция 90 образует закрепляемые концы 92 колодки барабанного тормоза, которые смещаются для зацепления с анкерным пальцем или другим анкерным элементом (на фиг.4 не показано). Ребра 68 снабжены отверстиями 94, в которые помещаются концы анкерных пружин (на фиг.4 не показано) для смещения концов 92 тормозной колодки с целью контакта с анкерным элементом, как описано.
1
2
1
2
Как показано, углы θ и θ приблизительно равны 30°, но может использоваться широкий диапазон и множество острых и других углов. Будет показано, что каждый угол θ и θ образует в ребре тормозной колодки наклонный участок или «резкий изгиб». Как вариант могут использоваться прямые ребра, которые продолжаются от приводимой в действие концевой секции до закрепляемых концов колодки барабанного тормоза, например суживающиеся к концу ребра; однако необходимо обеспечить, чтобы закрепляемые концы колодки барабанного тормоза были установлены на анкерном пальце или другом анкерном элементе на достаточно большом расстоянии, так чтобы центральная линия смещенной пружины возврата находилась между двумя наружными краями ребер тормозной колодки.
Со ссылкой на фиг.5 показан упомянутый выше палец 72 крепления пружины, проходящий через отверстия 80, выполненные в противолежащих первых смещенных секциях 84 соседних ребер 68 тормозной колодки. Палец 72 может быть приварен, припаян или иным образом прикреплен в отверстиях 80. При желании в отверстиях 80 можно было бы соответственно установить отдельные пальцы. Как вариант можно использовать один палец крепления, продолжающийся только через наружное отверстие 80. Кроме того, как указано выше, при желании палец 72 крепления пружины можно не устанавливать; в этом случае концы пружины 32' возврата можно закрепить в отверстиях 80, выполненных в противолежащих колодках 60 барабанного тормоза.
Крепление пружины возврата обеспечивается, по меньшей мере, с помощью одного из ребер 68, поскольку конец пружины возврата крепится или на пальце 72, или в отверстии 80 этого ребра. Пружина 32' возврата тормозной колодки соединяется с креплением этой пружины возврата так, что центральная линия 102 пружины возврата смещена от осевой центральной линии 100 оснований 74 накладок, но расположена внутри или с внутренней стороны наружного края 91 второй концевой секции 90 ребра 68.
Вышеприведенное описание служит только для объяснения изобретения и не предназначено для ограничения. Поскольку специалистам в этой области техники могут встретиться модификации описанных вариантов выполнения, включающие в себя характер и сущность изобретения, подразумевается, что настоящее изобретение включает в себя все, что входит в объем приложенной формулы изобретения и эквиваленты.