УСОВЕРШЕНСТВОВАННАЯ НАКЛАДКА ДИСКОВОГО ТОРМОЗА С ФРИКЦИОННЫМИ ЭЛЕМЕНТАМИ, В ЧАСТНОСТИ, ДЛЯ ПРИМЕНЕНИЯ В ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОМ ТРАНСПОРТЕ
ADVANCED LINING OF DISK BRAKE WITH FRICTION ELEMENTS, PARTICULARLY FOR APPLICATION IN RAIL TRANSPORT

Настоящее изобретение относится к усовершенствованной накладке дискового тормоза с фрикционными элементами, в частности, для применения в железнодорожном транспорте.
Более конкретно настоящее изобретение относится к усовершенствованию тормозных накладок, позволяющих заметно снизить уровень шума известных тормозов.
Хорошо известно, что в последние годы особое внимание уделяется тормозным устройствам для железнодорожного транспорта, с учетом того, что для железнодорожного транспорта ставится задача постоянного увеличения скорости.
В этом отношении известно разработанное техническое решение согласно патенту Италии №1261780, поданному 05 августа 1993 г. на «накладку дискового тормоза с агломерированными фрикционными элементами».
Решение согласно упомянутому патенту Италии относится к накладке, в которой отдельные агломерированные фрикционные элементы цилиндрической или многогранной формы установлены на упругих металлических пластинах, на их концах. Металлические пластины прикреплены к несущей пластине прокладками таким образом, что каждый конец пластины содержит независимо-подвижный кронштейн, амортизирующий деформации вследствие тепловой нагрузки и поэтому обеспечивающий единообразное давление контакта между отдельными фрикционными элементами и тормозным диском. Указанное решение имеет очень хорошие рабочие характеристики, что подтверждается широким использованием этих тормозов.
Но решение согласно упомянутому патенту имеет некоторые недостатки в отношении шума накладки во время торможения, причем шум очень слышимый.
Ввиду указанных выше проблем заявитель усовершенствовал накладку, описанную в упомянутом патенте, причем упомянутое усовершенствование позволяет уменьшить или устранить полностью проблему шума. Этот и другие результаты согласно настоящему изобретению обеспечивают реализацию накладки, в которой предусмотрены фрикционные элементы, установленные на упругих металлических пластинах и связанные с несущей плитой фиксатором; причем позиционирование и размеры упомянутых фрикционных элементов таковы, что образуют круглую часть или полосу диска, на котором каждый фрикционный элемент или пара фрикционных элементов действует настолько узко, насколько возможно, чтобы минимизировать разность окружной скорости между внутренним диаметром и наружным диаметром упомянутой части или полосы. Оптимальный размер этой части или полосы составляет до 40 мм для отдельного фрикционного элемента и до 50 мм для каждой пары элементов, установленных на одной опоре.
Поэтому объектом настоящего изобретения является накладка дискового тормоза, в частности, для использования на железнодорожном транспортном средстве, содержащая несущую плиту, на которой закреплены элементы для опоры на них фрикционныхэлементов; причем упомянутые фрикционные элементы установлены - одиночно или попарно - на конце упругих опорных элементов; причем упомянутые опорные элементы зафиксированы с зазором на несущей плите фиксирующим средством таким образом, что фрикционные элементы размещены на выступающих и свободно-подвижных концах упомянутых опорных элементов; при этом упомянутая накладка характеризуется тем, что упомянутые опорные элементы размещены на упомянутой несущей плите таким образом, что их главная ось ориентирована по существу перпендикулярно к радиусу, проходящему через центр тормозного диска.
Согласно настоящему изобретению упомянутые фрикционные элементы имеют по существу многоугольное или круглое поперечное сечение.
Помимо этого согласно настоящему изобретению предусматривается от одного до трех фрикционных элементов на каждом опорном элементе.
В предпочтительном варианте осуществления накладки согласно настоящему изобретению предусмотрена упругая опора, состоящая из двух налагаемых друг на друга упругих элементов, центрально связанных друг с другом, в результате чего обеспечивается изменение жесткости на изгиб упругого элемента; при этом нижний упругий элемент имеет два выступа; причем контакт между нижним и верхним упругими элементами происходит только в соответствии с центральной связью и концами с выступами, тем самым создавая предварительную нагрузку верхнего упругого элемента.
Также согласно настоящему изобретению упомянутые фрикционные элементы могут состоять из агломерированного (спеченого) материала.
Также согласно настоящему изобретению упомянутые опорные элементы могут состоять из упругих металлических пластин.
Согласно настоящему изобретению упомянутые фрикционные элементы можно закрепить заклепками на упомянутых опорных элементах при помощи надлежащей металлической опоры.
Также согласно настоящему изобретению обладающий высокой термостойкостью изолирующий или демпфирующий слой можно разместить между упомянутыми опорными элементами и несущей плитой.
Согласно настоящему изобретению изолирующий или демпфирующий слой можно разместить между упомянутыми фрикционными элементами и соответствующим опорным элементом.
Изобретение описывается только в пояснительных, а не в ограничивающих целях согласно его предпочтительным вариантам осуществления со ссылкой на прилагаемые чертежи, на которых:
фиг.1 - фрагмент первого варианта осуществления накладки согласно изобретению;
фиг.2 - вид спереди накладки согласно фиг.1;
фиг.3 - фрагмент второго варианта осуществления накладки согласно изобретению;
фиг.4 - вид спереди накладки согласно фиг.3;
фиг.5 - фрагмент третьего варианта осуществления накладки согласно изобретению;
фиг.6 - вид спереди накладки согласно фиг.4;
фиг.7 - фрагмент четвертого варианта осуществления накладки согласно изобретению;
фиг.8 - график сравнения результатов измерения шума при использовании накладки в соответствии с настоящим изобретением и при использовании накладки согласно уровню техники;
фиг.9 - фрагмент пятого варианта осуществления накладки согласно изобретению;
фиг.10 - вид спереди накладки согласно фиг.9; и
фиг.11 - сечение накладки согласно фиг.9.
Показанная на фиг.1 и 2 накладка 1 имеет несущую плиту 2, на которой установлены пары фрикционных элементов 3, прикрепленные к металлическим пластинам 4. Фиксаторы 5 установлены между плитой 2 и металлической пластиной 4; причем упомянутый фиксатор 5 можно выполнить заодно с заклепками.
Связь между металлическими пластинами 4 и плитой 2 предпочтительно выполнена в соответствии с упомянутым патентом Италии №1261760.
В техническом решении согласно настоящему изобретению фрикционные элементы 3 предусмотрены на плите 2, причем их главная ось ориентирована по существу перпендикулярно по отношению к радиусу накладки. В частности, согласно фиг.1 радиус накладки согласно изобретению проходит через фиксирующие заклепки 5 пластин 4 на плите 2.
Таким образом, позиционирование фрикционных элементов 3 получено, подразумевая наименьшие полные габариты в радиальном направлении по отношению к одной и той же накладке.
На фиг.3 и 4 показан второй вариант осуществления настоящего изобретения. Здесь для указания элементов, соответствующих элементам на фиг.1 и 2, использованы аналогичные ссылочные позиции.
Отличие от предыдущего варианта осуществления в основном заключается в форме фрикционных элементов 3, в этом случае вместо круглой формы используется многоугольная форма.
На фиг.5 и 6 показан третий вариант осуществления накладки согласно изобретению. Здесь для указания элементов, соответствующих элементам предыдущих фиг.1-4, использованы аналогичные ссылочные позиции.
В этом случае форма фрикционной накладки 3 оптимизирует использование места на плите 2, чтобы получить более высокую плотность фрикционных элементов на поверхности плиты 2, причем ориентация и положение одних и тех же фрикционных элементов остается неизменной.
Четвертый вариант осуществления накладки 1 согласно настоящему изобретению показан на фиг.7, причем опорный элемент 4 консольно закреплен соединительными элементами 5 на плите 2 и тем самым представляет отдельный фрикционный элемент 3.
На фиг.8 показан график, на котором на абсциссе показано число торможений, и на ординате - уровень шума; кривая А представляет результаты, полученные согласно изобретению, и кривая В показывает результаты, обеспечиваемые при применении накладки согласно уровню техники.
Обеспечиваемое снижение шума очевидно.
На фиг.9-11 показан пятый вариант осуществления накладки согласно настоящему изобретению, предусматривающий упругую опору из двух налагаемых друг на друга упругих элементов 6', 6”, соединенных друг с другом двумя центральными заклепками 7, в результате чего обеспечивается изменение жесткости на изгиб этого упругого элемента.
Нижний упругий элемент 6' имеет два выступа 8. Контакт между двумя упругими элементами 6', 6” происходит только в соответствии с заклепками 7 и концами с выступами 8.
Таким образом обеспечивается предварительная нагрузка верхнего упругого элемента 6”, создавая оптимальные рабочие условия, т.е. принимая во внимание тот факт, что самое критическое состояние в работе (максимальный шум) возникает при наличии низкой стандартной нагрузки (тормозное усилие).
Данное техническое решение обеспечивает повышенный результат как с точки зрения шума, так и с точки зрения КПД во влажных условиях.
Настоящее изобретение было описано в пояснительных, а не ограничительных целях в соответствии с его предпочтительными вариантами, но подразумевается, что специалисты в данной области техники смогут внести в него изменения без отклонения от существенного объема, определяемого в прилагаемой формуле изобретения.