ДИСКОВЫЙ ТОРМОЗ И КОМПЛЕКТ ТОРМОЗНЫХ НАКЛАДОК ДИСКОВОГО ТОРМОЗА
DISC BRAKE AND BRAKE LINING SET OF DISC BRAKE

Настоящее изобретение относится к дисковому тормозу в соответствии с ограничительной частью пункта 1 формулы изобретения. Изобретение относится также к комплекту тормозных накладок указанного дискового тормоза.
Передающие усилия конструктивные элементы такого рода дисковых тормозов изготавливаются обычно цельными, посредством метода формования, предпочтительно методом пескоструйного литья, причем в качестве материала используется в предпочтительном варианте чугун с шаровидным графитом или высокопрочный чугун. Полученная таким образом деталь чугунной трубы посредством режущего инструмента подвергается затем окончательной обработке, так что образуется, к примеру, выполненный с возможностью встраивания щит тормозного механизма или выполненный с возможностью встраивания суппорт тормозного механизма. Такие монолитные щиты тормозного механизма или суппорты тормозного механизма из высокопрочного чугуна в соответствии с уровнем техники, в принципе, хорошо зарекомендовали себя, однако, имеют некоторые недостатки, которые оказывают негативное воздействие, в частности, при использовании тяжелых грузовых транспортных средств.
Так щиты тормозного механизма или суппорты тормозного механизма в соответствии с уровнем техники, вследствие требований в отношении прочности щитов тормозных механизмов, а также ввиду суженного конструктивного пространства для щитов тормозного механизма и, как следствие, используемого до настоящего времени геометрического варианта осуществления, имеют массу, которая должна предоставлять дополнительный потенциал для оптимизации.
В дополнение здесь следует упомянуть также ЕР 0139890 A1, в котором, в частности, раскрыты различные по величине тормозные накладки.
Таким образом, желательно - в частности, и применительно к оптимизации рабочей нагрузки грузового транспортного средства - создание оптимизированного по массе, а, тем самым, и по издержкам, щита тормозного механизма или оптимизированного по массе, а, тем самым, и по издержкам, суппорта тормозного механизма, в частности, для тормозных механизмов грузовых транспортных средств, которые преодолевают вышеуказанные недостатки.
В основе изобретения лежит, поэтому, задача создания улучшенного дискового тормоза с оптимизированным по массе, а, тем самым, и по издержкам, щита тормозного механизма или оптимизированного по массе, а, тем самым, и по издержкам, суппорта тормозного механизма.
Следующая задача изобретения состоит в создании комплекта тормозных накладок для такого дискового тормоза.
Поставленная задача решена посредством изобретения, охарактеризованного признаками пункта 1 формулы изобретения.
Следующая задача решена посредством изобретения, охарактеризованного признаками пункта 12 формулы изобретения.
За счет более широкой ниши для тормозной накладки на стороне реакции щита тормозного механизма объем тормозной накладки со стороны реакции в предпочтительном варианте может быть осуществлен большим, чем объем тормозной накладки со стороны зажима. Благодаря этому, выявляются дополнительные преимущества, такие, к примеру, как улучшенная теплоотдача в направлении тыльной части суппорта тормозного механизма, так что зажимное устройство дискового тормоза и, в частности, его уплотнения сохраняются лучше. Кроме того, результирующий опрокидывающий момент, который при торможении воздействует на суппорт тормозного механизма, уменьшается, так как центр давления тормозной накладки со стороны реакции в предпочтительном варианте изменяется.
Дисковый тормоз в соответствии с изобретением, в частности дисковый тормоз с подвижным суппортом, включает в себя по меньшей мере один стационарно закрепленный щит тормозного механизма, который имеет две пары бортов щита, посредством которых удерживаются тормозная накладка со стороны реакции и тормозная накладка со стороны зажима, суппорт тормозного механизма, который образуется посредством тяг, а также тыльной части суппорта тормозного механизма, а также зажимное устройство. Расстояние между бортами щита, которые захватывают тормозную накладку со стороны реакции, больше, чем расстояние между бортами щита, которые захватывают тормозную накладку со стороны зажима.
Другие предпочтительные варианты осуществления щита тормозного механизма в соответствии с изобретением можно заимствовать из последующих зависимых пунктов формулы изобретения.
В варианте осуществления борта щита на стороне реакции щита тормозного механизма осуществлены короче, чем на стороне зажима щита тормозного механизма. За счет укорочения бортов щита выявляется меньший изгибающий момент, который при торможении воздействует на основание борта щита, так что соответствующий укороченный борт щита имеет сравнительно небольшую деформацию или механическое напряжение, чем в уровне техники.
В следующем варианте осуществления объем тормозной накладки со стороны реакции больше, чем объем тормозной накладки со стороны зажима. За счет уменьшения толщины тормозной накладки со стороны реакции выявляется возможность для уменьшения монтажного пространства на стороне реакции суппорта тормозного механизма, которое для целенаправленного усиления тыльной части суппорта тормозного механизма и тяг суппорта тормозного механизма может быть заполнено.
Поскольку толщина тормозной накладки со стороны реакции сохраняется неизменной, имеет место повышенная работоспособность и срок службы тормозной накладки со стороны реакции. Это является желательным, так как тормозная накладка со стороны реакции в процессе работы дискового тормоза, ввиду его положения и являющейся следствием этого подверженности загрязнениям, обычно изнашивается быстрее, чем тормозная накладка со стороны зажима. Кроме того, увеличенная тормозная накладка со стороны реакции поглощает больше тепла, так что удельная теплоотдача тормозной накладки со стороны реакции также повышается и, соответственно, большее количество тепла может быть отведено в тыльную часть суппорта тормозного механизма. Это способствует сохранению зажимного устройства, в частности, его уплотнений.
В следующем варианте осуществления предусмотрено, что места соединения между тягами и тыльной частью суппорта тормозного механизма закруглены посредством коробовой кривой или участка эллипса. За счет таких геометрических мер, кроме того, соответственно, снижается уровень напряжения, что предпочтительным образом влияет на весовой баланс суппорта тормозного механизма. Для этого в следующем варианте осуществления тяги могут иметь, соответственно, оптимизированную геометрию, которая сужается к тыльной части суппорта тормозного механизма и, в конце концов, переходит в коробовую кривую или в участок эллипса.
В варианте осуществления оптимизированная геометрия с коробовыми кривыми на сторонах образует своего рода эллиптическое отверстие тыльной части суппорта тормозного механизма, причем продольная сторона отверстия тыльной части суппорта тормозного механизма со стороны зажима короче, чем продольная сторона отверстия тыльной части суппорта тормозного механизма со стороны реакции. Это обеспечивает предпочтительно простой безошибочный монтаж тормозных накладок в процессе технического обслуживания или в процессе новой сборки. Геометрия отверстия предотвращает монтаж более широкой тормозной накладки на место более короткой и задает, таким образом, правильное место установки.
Результирующий опрокидывающий момент, который в процессе торможения воздействует на тыльную сторону суппорта тормозного механизма, может быть уменьшен посредством геометрии тормозной накладки со стороны реакции. Это также может положительным образом оказывать воздействие на конструктивный размер.
В варианте осуществления щит тормозного механизма и суппорт тормозного механизма изготовлены методом литья. При этом для щита тормозного механизма и для суппорта тормозного механизма может быть использован пластичный литой материал. Также возможно использование чугуна с шаровидным графитом. Однако возможны также комбинации из этих различных материалов.
В следующем варианте осуществления тормозная накладка со стороны реакции и тормозная накладка со стороны зажима, а также две пары бортов щита, соответственно, друг под другом на опорных поверхностях прилегают друг к другу. Таким образом, возможна однозначная ориентация, а также безошибочный монтаж.
Комплект тормозных накладок в соответствии с изобретением вышеописанного дискового тормоза имеет первую тормозную накладку и вторую тормозную накладку. Первая тормозная накладка имеет ширину, которая больше ширины второй тормозной накладки. Это позволяет, с одной стороны, осуществлять безошибочный монтаж. С другой стороны, результирующий опрокидывающий момент на тыльной стороне суппорта тормозного механизма может быть уменьшен. Также на срок службы обеих тормозных накладок может быть оказано такое воздействие, которое приведет к равномерному износу.
В варианте осуществления первая тормозная накладка имеет объем, который больше, чем объем второй тормозной накладки. Таким образом, на подачу тепла при различной выработке тепловой энергии может быть оказано воздействие.
Первая тормозная накладка предусмотрена далее как тормозная накладка со стороны реакции для соответствующего дискового тормоза, а вторая тормозная накладка предусмотрена как тормозная накладка со стороны зажима для соответствующего дискового тормоза. Таким образом, различная геометрия тормозных накладок может служить для равномерного распределения усилий.
Примеры осуществления щита тормозного механизма в соответствии с изобретением представлены на чертежах и поясняются далее более детально, причем разъясняются и другие преимущества вариантов осуществления в соответствии с изобретением. На фигурах представлено следующее:
фиг. 1 - пространственное изображение дискового тормоза в соответствии с уровнем техники,
фиг. 2-2а - изображения щита тормозного механизма в соответствии с уровнем техники,
фиг. 3 - пространственное изображение щита тормозного механизма в соответствии с изобретением,
фиг. 4 - вид спереди щита тормозного механизма в соответствии с изобретением согласно фиг. 3,
фиг. 5 - вид сбоку щита тормозного механизма в соответствии с изобретением согласно фиг. 3,
фиг. 6 - пространственное изображение дискового тормоза в соответствии с изобретением,
фиг. 7 - вид сбоку дискового тормоза в соответствии с изобретением согласно фиг. 6, и
фиг. 8 -                                         вид сверху дискового тормоза в соответствии с изобретением согласно фиг. 6.
Далее используются термины «вверху», «внизу», «справа», «слева» и т.д., которые относятся к ориентации на фигурах. Буквенный индекс «R» относится к стороне R реакции дискового тормоза, а буквенный индекс «Z» относится к стороне зажима дискового тормоза. Координаты х, у, z на фигурах служат для дополнительной ориентации.
Фиг. 1 демонстрирует пространственное изображение дискового тормоза 21' в соответствии с уровнем техники.
Дисковый тормоз 21' предназначен, к примеру, для транспортного средства, в частности грузового транспортного средства, и включает в себя щит 1' тормозного механизма, суппорт 24 тормозного механизма и по меньшей мере две тормозные накладки 22,23.
R
Z
R
Z
Щит 1' тормозного механизма стационарно закреплен, что не поясняется более детально. Он затягивает или обхватывает по типу рамы аксиально внешний относительно оси 19 вращения тормозного диска, которая одновременно является колесной осью транспортного средства и проходит в направлении z, участок соединенного без возможности вращения с выполненной с возможностью вращения колесной осью транспортного средства тормозного диска 20. С обеих сторон тормозного диска 20 щит 1' тормозного механизма снабжен бортами 7, 7, и 8, 8, которые проходят в направлении у и служат для опоры обеих тормозных накладок 22, 23. В связи с фиг. 2 и 2а щит 1' тормозного механизма будет описан еще более детально.
Суппорт 24 тормозного механизма выполнен в данном случае в виде подвижного суппорта, так что дисковый тормоз 21' может быть обозначен также как дисковый тормоз с подвижным суппортом. Суппорт 24 тормозного механизма включает в себя тыльную часть 27 суппорта тормозного механизма и зажимной участок 28. Тыльная часть 27 суппорта тормозного механизма на своих концах снабжена, соответственно, тягами 25, 26. Зажимной участок 28 соединен с тыльной частью 27 суппорта тормозного механизма через тяги 25, 26, в данном случае, к примеру, посредством винтов. Тыльная часть 27 суппорта тормозного механизма и зажимной участок 28 расположены, соответственно, на одной стороне тормозного диска 20 параллельно ему, причем тяги 25, 26 проходят параллельно оси 19 вращения тормозного диска через участок тормозного диска 20, который обхвачен или зажат суппортом 24 тормозного механизма и щитом 1' тормозного механизма.
На зажимном участке 28 суппорта 24 тормозного механизма располагается зажимное устройство дискового тормоза 21'. Зажимное устройство служит для приведения в действие дискового тормоза 21' и может являться, к примеру, тормозным вращающимся рычагом и пневмоцилиндром. На нем далее не следует останавливаться детально.
Сторона дискового тормоза 21', на которой расположен зажимной участок 28 суппорта 24 тормозного механизма с зажимным устройством, обозначается далее как сторона Ζ зажима. Другая сторона дискового тормоза 21', на которой предусмотрена тыльная часть 27 суппорта тормозного механизма, обозначается в дальнейшем как сторона R реакции. Эти термины «сторона зажима» и «сторона реакции», а также другие относящиеся с ним наименования, являются обычными и служат для лучшей ориентации.
Так тормозная накладка 22, которая находится на стороне R реакции, обозначается как тормозная накладка 22 со стороны реакции, а противолежащая ей именуется как тормозная накладка 23 со стороны зажима.
На фиг. 2 щит 1' тормозного механизма в соответствии с уровнем техники представлен в пространственном изображении. К тому же, фиг. 2а демонстрирует вид спереди. До ребра последующее описание может быть перенесено также и на щит 1 тормозного механизма в соответствии с изобретением (см. фиг. 3-5).
На фиг. 2-5 тормозной диск 20 и другие конструктивные элементы тормозного механизма для наглядности не изображены. При ссылке на них обращаются к фиг. 1. Для дальнейшей ориентации указаны сторона Ζ зажима и сторона R реакции.
Щит 1 тормозного механизма зажимает или обхватывает по типу рамы, как рама диска или как захват 5 диска, аксиально внешний участок тормозного диска 20. Захват 5 диска включает в себя два расположенных параллельно друг другу и параллельно тормозному диску 20 подъема 6 ступицы, которые на своих концах соединены посредством двух проходящих под прямым углом к подъемам 6 ступицы деталей 17 рамы.
Оба подъема 6 ступицы выполнены дугообразными. Один из подъемов 6 ступицы располагается на стороне Ζ зажима щита Г тормозного механизма (на фиг. 1 задняя сторона), так что он закрепляется на оси транспортного средства и, таким образом, стабилизируется.
R
Z
R
Z
Щит 1' тормозного механизма имеет далее на каждой стороне тормозного диска 20, соответственно, два, встроенных в захват 5 диска, выступающих от деталей 17 рамы в зоне (обозначенной далее в соответствии с определением как основная поверхность 4) поверхности или плоскости 4 вверх в направлении у, а также в данном случае симметрично расположенных, соответственно, относительно одного из подъемов 6 ступицы и расположенных в плоскости х-у параллельно тормозной поверхности тормозного диска 20 в направлении периферии, борта 7, 7 и 8, 8 щита, которые служат для опоры обеих тормозных накладок 22, 23.
R
Z
R
Z
R
R
Z
Z
R
R
R
Z
Z
Z
R
Z
R
Z
Борта 7, 7 и 8, 8 щита образуют посредством нижних опорных мест 11,12 щита Г тормозного механизма, соответственно, одну из двух ниш для тормозной накладки, которые, соответственно, поддерживают несущую пластину тормозной накладки 22, 23 (не изображена) в направлении периферии, то есть со стороны входа и со стороны выхода (относительно предпочтительного направления вращения тормозного диска 20 вокруг оси 19 вращения тормозного диска), а также в направлении вниз. Так борта 7 и 8 щита назначены для ниши тормозной накладки 22 со стороны реакции, а борта 7 и 8 щита назначены для ниши тормозной накладки 23 со стороны зажима. При этом внутренний зазор между бортами 7 и 8 щита обозначается как ширина B' ниши тормозной накладки со стороны реакции, а внутренний зазор между бортами 7 и 8 щита как ширина B' ниши тормозной накладки со стороны зажима. Обе ширины B' и B' проходят в направлении x и имеют одинаковую протяженность по длине. Иными словами, обе ширины B' и B' проходят в тангенциальном направлении к тормозному диску 20.
Расположенная относительно оси 19 вращения тормозного диска в направлении z деталь 17 рамы захвата 5 диска проходит (в данном случае в форме кривой) в отрицательном направлении у, так что, начиная от подъема 6 ступицы, соответственно, до внешней кромки 3 стороны R реакции щита 1' тормозного механизма, выявляется участок, в основном, с треугольной геометрией/треугольник 18, в частности, на этой стороне R реакции щита 1' тормозного механизма.
При этом деталь 17 рамы или внешняя кромка 3 образуют самую короткую сторону воображаемого треугольника 18. Контур ребра 2 жесткости располагается в зоне треугольной геометрии 18 - относительно системы координат - в зоне большего по абсолютной величине значения у в положительном направлении у (конец стрелки).
Соответственно, тормозная накладка 22, 23 опирается в направлении у, соответственно, на два опорных места 11, 12 на щите 1 тормозного механизма, которые одновременно определяют расстояние между соответствующей тормозной накладкой 22, 23 и осью 19 вращения тормозного диска. Для закрепления щита 1' тормозного механизма на крепежном фланце (не изображен) на оси транспортного средства щит 1' тормозного механизма имеет со стороны зажима места 14, 15 крепления, посредством которых щит Г тормозного механизма свинчен с крепежным фланцем.
На местах 13 крепления закрепляются болты опоры для подвижного суппорта (суппорт 24 тормозного механизма) (в данном случае не изображен). Специалисту этот вариант закрепления известен и, поэтому, он не будет описываться далее более детально.
Щит 1' тормозного механизма в соответствии с уровнем техники (фиг. 2, 2а) является в предпочтительном варианте симметричным относительно проходящей в направлении у оси S симметрии (фиг. 2) конструктивным элементом. Для придания устойчивости он имеет ребро 2 жесткости на внешней стороне со стороны реакции (которое проходит в направлении x под прямым углом к оси 19 вращения тормозного диска и, тем самым, тангенциально к тормозному диску 20). Ребро 2 жесткости имеет контур, проходящий по всей поверхности участка щита 1' тормозного механизма со стороны реакции.
Контур ребра 2 жесткости начинается слева (или же справа) (см. фиг. 2) на конце 2а на стороне R реакции на внешней кромке 3 щита 1' тормозного механизма и проходит сначала параллельно под или на одном уровне с имеющей форму консоли основной поверхностью 4 захвата 5 диска в направлении к центру до начала подъема 6 ступицы. Затем контур ребра 2 жесткости следует за подъемом 6 ступицы по его внешней стороне (то есть по обращенной от тормозного диска 20 внешней стороне) до центральной оси S симметрии (фиг. 2а). Затем отсюда ребро 2 жесткости проходит вправо по подъему 6 ступицы до правого конца 2а зеркально-симметрично относительно оси S симметрии (фиг. 2).
R
Z
R
Z
Посредством контура ребра 2 жесткости - на внешних кромках 3 щита 1 тормозного механизма со стороны реакции, в основном, параллельно имеющей форму консоли основной поверхности 4 захвата 5 диска - в процессе торможения, в частности, в зоне бортов 7, 7 и 8, 8 щита для тормозных накладок 22, 23 (не изображены) выявляются пики напряжения, которые происходят вследствие изменения степени жесткости щита 1 тормозного механизма, соответственно, ниже или выше ребра 2 жесткости.
R
Z
R
Z
Противостоят этим пикам напряжения, к примеру, посредством соответствующих утолщений стенки на ребре 2 жесткости, к примеру, в зоне бортов 7, 7 и 8, 8 щита.
В процессе торможения имеют место нагрузки щита 1' тормозного механизма, которые приводят к параллелограммообразной деформации основных поверхностей 4 захвата 5 диска. Ребро 2 жесткости не способствует, однако, в силу своей геометрии и формы своего контура, в значительной степени повышению жесткости щита 1' тормозного механизма в зоне сторон детали 17 рамы со стороны реакции, которые имеют треугольную геометрию 18, так что в таком случае нагружения концентрация напряжений в щите 1' тормозного механизма также повышена. Под треугольной геометрией 18 следует понимать, соответственно, воображаемый треугольник в плоскости х-у, верхняя сторона которого проходит в направлении x и образует прямую часть ребра 2 жесткости. Концами этой стороны являются конец 2а и начало подъема 6 ступицы. Другая сторона образует внешнюю кромку 3, начинающуюся на конце 2а и заканчивающуюся на нижнем конце этой внешней кромки 3. Третья сторона воображаемого треугольника треугольной геометрии 18 соединяет этот нижний конец внешней кромки 3 с началом подъема 6 ступицы. Эта треугольная геометрия 18 имеется на обеих сторонах щита 1' тормозного механизма (см. также фиг. 2а).
В расчете на оптимизацию механических напряжений, деформации и массы такого щита 1' тормозного механизма выделяются простые мероприятия для усиления жесткости щита 1' тормозного механизма, такие, к примеру, как добавление материала, на основании соотношений установочного пространства на стороне реакции щита 1' тормозного механизма.
На фиг. 3, 4 и 5 представлен щит 1 тормозного механизма в соответствии с изобретением. При этом фиг. 3 демонстрирует пространственное изображение. На фиг. 4 представлен вид спереди щита 1 тормозного механизма, а фиг. 5 демонстрирует вид сбоку.
Основная геометрия щита 1 тормозного механизма в соответствии с изобретением соответствует, в основном, основной геометрии щита 1' тормозного механизма в соответствии с уровнем техники (фиг. 2, 2а). Отличие щита 1 тормозного механизма в соответствии с изобретением от щита 1' тормозного механизма в соответствии с уровнем техники состоит в геометрии контура ребра 2 жесткости, а также в расположении ребра 2 жесткости на стороне R реакции щита 1 тормозного механизма.
Ребро 2 жесткости на стороне R реакции, прежде всего, опять же выполнено зеркально-симметричным относительно оси S симметрии.
Начало контура ребра 2 жесткости с концом 2а располагается, в отличие от щита 1' тормозного механизма в соответствии с уровнем техники (фиг. 2, 2а), соответственно, под линией 16 (фиг. 4), которая указывает на ссылку из уровня техники, соответственно, в нижнем углу внешней кромки 3 щита 1 тормозного механизма, то есть относительно линии 16 в зоне меньшего по абсолютной величине значения у, чем у традиционного щита 1' тормозного механизма. Это показано на фиг. 4.
Выражаясь иначе, ребро 2 жесткости имеет два обращенных друг от друга конца 2а, которые благоприятным, а также предпочтительным образом осуществлены, соответственно, во внешних нижних углах внешней кромки 3 щита 1 тормозного механизма, причем ребро 2 жесткости, начиная от этих концов 2а проходит, соответственно, до центральной наивысшей точки 9 (фиг. 4) на оси S симметрии щита 1 тормозного механизма. В наивысшей точке 9 изменяется знак угла подъема линии контура ребра 2 жесткости. Такое расположение приводит к уменьшению пиков напряжения при наличии нагрузок в щите 1 тормозного механизма.
Таким образом, в предпочтительном варианте линия контура ребра 2 жесткости начинается, соответственно, в нижней половине - в частности, полностью на нижней кромке, как описано выше - треугольной геометрии 18, которая образуется посредством того, что захват 5 диска на внешних кромках 3 щита 1 тормозного механизма расширяется в направлении меньшего значения у относительно системы координат и относительно основной поверхности 4 на фиг. 3, причем захват 5 диска по своей протяженности в направлении меньшего значения у примерно в зоне, в которой подъем 6 ступицы покидает плоскость основной поверхности 4, достигает основной поверхности 4. Иными словами, треугольная геометрия 18 и в данном случае является, соответственно, воображаемым треугольником в плоскости х-у. Верхняя сторона данного воображаемого треугольника проходит в направлении х, причем она проходит в виде прямой на высоте основной поверхности 4 с конечной точкой в начале внешней кромки 3 и с конечной точкой в воображаемой точке пересечения с ребром 2 жесткости в захвате 5 диска. Другая сторона образует внешнюю кромку 3, начинающуюся вверху на конце прямой, на высоте основной поверхности 4, и заканчивающуюся на нижнем конце этой внешней кромки 3 в конце 2а ребра 2 жесткости. Третья сторона воображаемого треугольника треугольной геометрии 18 соединяет конец 2а ребра 2 жесткости с воображаемой точкой пересечения с ребром 2 жесткости в захвате 5 диска.
Ребро 2 жесткости щита 1 тормозного механизма в соответствии с изобретением напоминает по форме своего контура график функции нормального распределения Гаусса («кривая Гаусса»).
При этом речь идет, таким образом, о форме контура с предпочтительно постоянно нарастающей к центральной оси S симметрии, соответственно, в направлении снаружи к центру, характеристикой с центральной наивысшей точкой 9.
В предпочтительном варианте щит 1 тормозного механизма имеет далее две расположенные симметрично относительно оси S симметрии точки 10 перегиба, в которых, соответственно, знак линии изгиба контура ребра 2 жесткости изменяется.
Наивысшая точка 9 контура ребра 2 жесткости совпадает в центре с наивысшей точкой подъема 6 ступицы. Кроме того, контур имеет две расположенные симметрично относительно оси S симметрии точки 10 перегиба, в которых знак линии изгиба контура изменяется.
Внешние точки начала или концы 2а ребра 2 жесткости щита 1 тормозного механизма в соответствии с изобретением располагаются относительно линии контура в зоне треугольной геометрии 18, к примеру, по меньшей мере, на 15 мм, предпочтительно менее чем на 25 мм, ниже основной поверхности 4 захвата 5 диска.
Линия контура ребра 2 жесткости проходит с положительным углом наклона, предпочтительно с постоянным нарастанием, чтобы затем после перемены знака линии изгиба в точке 10 перегиба следовать за подъемом 6 ступицы до центральной наивысшей точки 9, которая совпадает с осью S симметрии щита 1 тормозного механизма.
Линия или форма контура ребра 2 жесткости является, соответственно, симметричной относительно оси S симметрии.
Особо предпочтительным является то, что непрерывная линия контура в направлении от двух внешних концов 2а к центральной оси S симметрии имеет, соответственно, в предпочтительном варианте постоянно нарастающую характеристику.
При этом в предпочтительном варианте оба конца 2а ребра 2 жесткости располагаются, соответственно, во внешних нижних углах щита 1 тормозного механизма. Ребро 2 жесткости проходит, начиная от этих концов 2а, соответственно, до центральной наивысшей точки 9 на оси S симметрии щита 1 тормозного механизма, в которой знак угла наклона контура изменяется.
Ребро 2 жесткости расположено относительно тормозного диска 20 в направлении оси 19 вращения тормозного диска, то есть, в направлении z, опять же с возвышением на стороне R реакции щита 1 тормозного механизма. Термин «с возвышением» относится в данном случае к протяженности H в отрицательном направлении z.
При этом ребро 2 жесткости имеет протяженность Η в отрицательном направлении z по всей линии контура ребра 2 жесткости, причем протяженность Η составляет, к примеру, по меньшей мере, 5 мм, предпочтительно от 7 до 12 мм. Поперечное сечение ребра 2 жесткости имеет, таким образом, большую поверхность, чем ребро 2 жесткости щита 1' тормозного механизма в соответствии с уровнем техники.
Увеличенная поверхность поперечного сечения ребра 2 жесткости приводит, в сочетании с постоянно нарастающей линией контура ребра 2 жесткости, соответственно, снаружи до центра, к однородной, то есть в абсолютном выражении сравнительно равномерной деформации щита 1 тормозного механизма при нагружении. В результате, при нагружении в щите 1 тормозного механизма не возникает никаких значимых пиков напряжений.
R
Z
R
Z
Предпочтительным в плане уменьшения напряжений является далее то, что имеющий ребро 2 жесткости подъем 6 ступицы опять же в направлении от оси S симметрии вовне переходит, соответственно, в участок с расширяющейся вовне треугольной геометрией 18, причем внешние концы 2а ребра 2 жесткости располагаются, к примеру, по меньшей мере, на 15 мм, предпочтительно на 20 мм и особо предпочтительно до 25 мм ниже основной поверхности 4 захвата 5 диска, на которой возвышаются борта 7, 7 и 8, 8 щита или к которой они примыкают. Оба обращенных друг от друга внешних конца 2а ребра 2 жесткости располагаются, таким образом, в предпочтительном варианте явно глубже, чем они же в соответствии с известным уровнем техники.
В соответствии с этим - как это необходимо для щитов 1' тормозных механизмов в соответствии с уровнем техники - можно отказаться от соответствующих утолщений стенок в соответствующих зонах захвата 5 диска с усилением жесткости и соответствующими высокими пиками напряжений.
Вариант выполнения ребра 2 жесткости в соответствии с изобретением раскрывает, таким образом, возможность - поскольку допускается такая же деформация, что и у щита 1' тормозного механизма в соответствии с уровнем техники - по сравнению со щитами 1' тормозных механизмов в соответствии с уровнем техники целенаправленно уменьшать толщину стенок в зоне стороны R реакции щита 1 тормозного механизма, так как и при соответствующих деформациях не выявляется никакого повышения пиков напряжений и, таким образом, становится возможной целенаправленная экономия материала на стороне R реакции щита тормозного механизма для получения оптимизированного по весу и по затратам щита тормозного механизма.
Таким образом, щит 1 тормозного механизма в соответствии с изобретением может подвергаться воздействию больших циклических нагрузок, без необходимости уменьшения при этом срока его службы. Благодаря этому, имеет место максимальная производительность щита 1 тормозного механизма при оптимизированном удельном весе.
R
Z
R
Z
На фиг. 5 можно хорошо видеть различные высоты бортов 7 и 7 щита в положительном направлении у (это относится, естественно, и к бортам 8 и 8 щита). На этом мы остановимся далее боле детально.
Фиг. 6 демонстрирует пространственное изображение дискового тормоза 21 в соответствии с изобретением. К тому же, фиг. 7 демонстрирует вид сбоку дискового тормоза 21 в соответствии с фиг. 6. На фиг. 8 представлен вид сверху дискового тормоза 21 в соответствии с изобретением согласно фиг. 6.
На фиг. 6 хорошо видна, в частности, геометрия поперечного сечения стороны R реакции тыльной части 27 суппорта тормозного механизма.
Применительно к другим конструктивным элементам дискового тормоза 21 в соответствии с изобретением, в частности дискового тормоза с подвижным суппортом со стационарно закрепленным щитом 1 тормозного механизма, выявляются другие возможности оптимизации, которые будут описаны далее более детально.
Конструкция рассматриваемого в данном случае дискового тормоза 21 в соответствии с изобретением уже пояснена выше в связи с фиг. 1.
За счет более жесткого варианта выполнения щита 1 тормозного механизма появляется возможность осуществления тормозной накладки 22 на стороне R реакции щита 1 тормозного механизма и, соответственно, тормозной накладки 22 со стороны реакции более широкой, чем тормозная накладка 23 со стороны зажима на стороне Ζ зажима щита 1 тормозного механизма. Под «более широкой», в связи с этим, понимается, что тормозная накладка 22 со стороны реакции проходит по большему участку, соответственно, в положительном и отрицательном направлении х, чем тормозная накладка 23 со стороны зажима.
Термин «объем тормозной накладки» относится к фрикционной накладке, которая расширяется в направлении х, в направлении у и в направлении z. Под термином «толщина накладки» или «толщина тормозной накладки» следует понимать длину соответствующей тормозной накладки 22, 23 в направлении z.
R
R
R
R
Z
Z
R
R
R
R
R
R
R
R
При условии остающегося неизменным объема тормозной накладки борта 7 и 8 щита на стороне R реакции щита 1 тормозного механизма могут быть осуществлены более короткими, как представлено на фиг. 4 и, в частности, на фиг. 5. То есть, это означает, что борта 7 и 8 щита на стороне R реакции щита 1 тормозного механизма имеют несколько меньшую длину в положительном направлении у, чем борта 7 и 8 щита на стороне Ζ зажима щита 1 тормозного механизма. За счет укорочения бортов 7 и 8 щита имеет место меньший изгибающий момент, который при торможении воздействует на основание борта 7 и 8 щита, так что соответствующий укороченный борт 7 и 8 щита получает сравнительно меньшую деформацию или механическое напряжение, чем в уровне техники. Это открывает возможность для усиления тяг 25, 26 суппорта 24 тормозного механизма в зоне бортов 7 и 8 щита тормозной накладки 22 со стороны реакции, соответственно, таким образом, что деформация тяг 25, 26 при нагружении оказывается меньше.
R
R
R
R
R
За счет увеличения ширины B ниши для тормозной накладки 22 со стороны реакции, которая определяется расстоянием между бортами 7 и 8 щита в направлении x (см. фиг. 3), при сохранении объема тормозной накладки 22 со стороны реакции, толщина тормозной накладки 22 со стороны реакции может быть уменьшена. За счет уменьшения толщины тормозной накладки 22 со стороны реакции выявляется возможность уменьшения глубины захвата 5 диска в направлении оси z. Одновременно с уменьшением высоты соответствующих бортов 7 и 8 щита со стороны реакции выявляется освобождающееся конструктивное пространство на стороне реакции суппорта 24 тормозного механизма, которое для целенаправленного усиления жесткости тыльной части 27 суппорта тормозного механизма и тяг 25, 26 суппорта 24 тормозного механизма заполняется.
Поскольку толщина тормозной накладки 22 со стороны реакции сохраняется неизменной, то выявляется повышенная производительность или срок службы тормозной накладки 22 со стороны реакции. Это желательно, так как тормозная накладка 22 со стороны реакции в процессе работы дискового тормоза 21, вследствие своего положения и обусловленной им, таким образом, подверженности загрязнению, обычно изнашивается быстрее, чем тормозная накладка 23 со стороны зажима. Кроме того, увеличенная тормозная накладка 22 со стороны реакции принимает большее количество тепла, так что удельная теплоотдача тормозной накладки 22 со стороны реакции также повышается и, соответственно, большее количество тепла может быть отведено в тыльную часть 27 суппорта тормозного механизма. Это предохраняет механическое зажимное устройство, в частности, его уплотнения.
Вследствие использования меньшей, в плане ее поверхности, тормозной накладки 23 со стороны зажима и большей тормозной накладки 22 со стороны реакции, суппорт 24 тормозного механизма снабжен правильной по нагрузке или оптимизированной по нагрузке геометрией 30, в частности, в местах соединения между тягами 25, 26 и тыльной частью 27 суппорта тормозного механизма. В частности, эти зоны на виде сверху (фиг. 8) скруглены посредством коробовой кривой или участка 29 эллипса, которые вызывают лишь сравнительно небольшие местные напряжения и, поэтому, способствуют оптимизации прочности суппорта 24 тормозного механизма.
Кроме того, предусмотрены тяги 25, 26 с оптимизированной под требуемую прочность геометрией 30 на виде сверху (фиг. 6 и, соответственно, фиг. 8), которая сужается в направлении к тыльной части суппорта тормозного механизма и, в конце концов, переходит в коробовую кривую 29 для закругления перехода между тягами 25, 26 и тыльной частью 27 суппорта тормозного механизма. Геометрия тяг 25, 26 на виде сбоку (фиг. 7) осуществлена далее аналогично геометрии на виде сверху также с оптимизацией по нагрузке.
Оптимизированная геометрия 30 с коробовыми кривыми 29 на сторонах дополнительно способствует тому, что выявляется своего рода эллиптическое отверстие суппорта 24 тормозного механизма. Это можно видеть, в частности, на виде сверху на фиг. 8. Это отверстие тыльной части 27 суппорта 24 тормозного механизма на продольной стороне в зоне тормозной накладки 23 со стороны зажима в направлении x короче, чем на противоположной продольной стороне в зоне тормозной накладки 22 со стороны реакции. На основании этого выявляется взаимно-однозначное соответствие тормозных накладок 22, 23 при монтаже или замене. Более длинная в направлении x тормозная накладка 22 со стороны реакции может быть установлена, ввиду варианта осуществления отверстия тыльной части 27 суппорта 24 тормозного механизма, лишь на стороне R реакции. Установка на стороне Ζ зажима, вследствие геометрии отверстия, невозможна. Таким образом, монтаж тормозных накладок 22,23 производится без ошибок.
R
Z
R
Z
Тормозные накладки 22 и 23, а также соответствующие борта 7, 7 и 8, 8 щита, соответственно, прилегают друг к другу на опорных поверхностях, что можно легко увидеть.
За счет более жесткой в целом и, тем самым, оптимизированной по прочности геометрии суппорта 24 тормозного механизма, а также щита 1 тормозного механизма, можно сэкономить на массе щита 1 тормозного механизма и суппорта 24 тормозного механизма. Вследствие уменьшения массы имеют место более благоприятные производственные затраты на изготовление, а также уменьшение веса транспортного средства, что, в частности, у тяжелых грузовых транспортных средств является предпочтительным и, поэтому, очень востребованным качеством.
Вследствие оптимизированной жесткости суппорта 24 тормозного механизма путь срабатывания, за счет эластичности суппорта 24 тормозного механизма, может быть уменьшен. Это открывает возможность осуществления механических зажимных устройств, а, тем самым, и дисковых тормозов 21, в частности, в направлении z более компактными, так что, в целом, для дискового тормоза 21 должно предполагаться меньшее установочное пространство. У тяжелых грузовых транспортных средств это также является большим преимуществом.
За счет увеличения ширины тормозной накладки 22 со стороны реакции, то есть, в направлении x, то есть тангенциально относительно тормозного диска 20, большой процент поверхности тормозной накладки 22 со стороны реакции располагается ниже центра давления механических зажимных устройств на зажимном участке 28 суппорта 24 тормозного механизма, вследствие чего результирующий опрокидывающий момент на тыльной части 27 суппорта тормозного механизма уменьшается.
Предпочтительная геометрия щита 1 тормозного механизма или суппорта 24 тормозного механизма может быть технологически особенно просто реализована, к примеру, посредством литья. В предпочтительном варианте щит 1 тормозного механизма в соответствии с изобретением изготавливается из пластичного литого материала, к примеру, из чугуна с шаровидным графитом.
Изобретение не ограничивается описанными выше примерами осуществления, а может быть модифицировано в рамках приложенной формулы изобретения.
Так, к примеру, возможно использование и других материалов для изготовления щита 1 тормозного механизма и суппорта 24 тормозного механизма.