БАРАБАННЫЙ ТОРМОЗ (ВАРИАНТЫ)
DRUM BRAKE (EMBODIMENTS)

ПРЕДПОСЫЛКИ СОЗДАНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Область изобретения
[0001] Настоящее изобретение относится к тормозам транспортных средств. В частности, изобретение относится к барабанному тормозу, в котором средство привода тормоза входит в зацепление с тормозными колодками в положении смещения, чтобы улучшить направление тормозного усилия.
Уровень техники
[0002] На фигуре 1 показан известный барабанный тормоз 10. В известном барабанном тормозе барабан 12 вращается вместе с колесом или колесами и находится в непосредственной близости к одному из концов оси. Барабан 12 определяет радиально внутреннюю тормозную поверхность 14. Тормозной паук 16 расположен вокруг оси, и пара тормозных колодок 18, 20 шарнирно соединена с тормозным пауком на одном конце. Противоположный конец каждой тормозной колодки 18, 20 связан с элементом привода, таким как кулачок 22 для перемещения тормозных колодок 18, 20 между положениями зацепления и расцепления с тормозной поверхностью тормозного барабана.
[0003] В обычном тормозе с s-образным разжимным кулачком, как показано на фигуре 1, ролики 24, 26, или толкатели кулачка, размещены между тормозными колодками 18, 20 и кулачком 22 для передачи тормозного усилия от кулачка 22 на тормозные колодки 18, 20. Усилие передается кулачком 22 через ролики 24, 26 по направлению, указанным стрелками 28, 30, соответственно, которые проходят от "силовой окружности" кулачка 22, определяемой радиусом от оси вращения, в основном, спирального кулачка 22. Вектор силы, представленный стрелками 28, 30, может быть разделен на две составляющих в виде стрелок 32, 34, содержащих эффективное тормозное усилие по касательной к дуге поворота соответствующей тормозной колодки 18, 20, и компонента представленная стрелками 36, 38, включают расхождение между направлением силы, действующей со стороны кулачка 22 на ролики 24, 26 и эффективным тормозным усилием.
[0004] Расхождение между силами, прилагаемыми кулачком 22 и представленными стрелками 28, 30, и эффективным тормозным усилием, представленным стрелками 32, 34 имеет несколько отрицательных сторон. Во-первых, силовая компонента, представленная стрелками 36, 38, создает механическое напряжение в опорных дисках тормозных колодок 18, 20 и особенно остро, когда силовая компонента 36, 38 направлена наружу в отжимаемых тормозных колодках. Повышенный стресс может привести к растрескиванию опорных дисков тормозных колодок и к дорогостоящим простоям и ремонту. Во-вторых, эффективность срабатывания тормоза 10 менее чем оптимальна, поскольку эффективная сила торможения меньше, чем сила, действующая на кулачок 22. В результате, требуется увеличенное давление рабочей жидкости для приведения тормоза в действие, что ведет к относительно большим воздушным камерам в приводе тормоза и/или требуются тормозные накладки с высоким коэффициентом трения. В-третьих, величина поворота кулачка 22 и, следовательно, смещение тормозных колодок 18, 20 относительно ограничено, ограничивая, таким образом, потенциал толщины тормозных накладок и требующих постоянного технического обслуживания и/или ремонта.
[0005] Изобретатель видит необходимость создания тормозов, которые позволят устранить один или несколько из вышеприведенных недостатков и/или обеспечить более высокую производительность.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
[0006] Настоящее изобретение относится к тормозам транспортных средств. В частности, изобретение относится к барабанному тормозу, в котором средство привода тормоза вводит в зацепление тормозные колодки в положении смещения, чтобы улучшить направление усилия торможения.
[0007] Тормоз в соответствии с одним воплощением изобретения включает тормозной паук, имеющий центральное отверстие, предназначенное для приема оси, проходящей через него вдоль центральной оси центрального отверстия. Тормоз дополнительно включает первую и вторую тормозные колодки. Каждая из первой и второй тормозных колодок имеет первый конец, шарнирно соединенный с тормозным пауком. Первый конец первой тормозной колодки и первый конец второй тормозной колодки опираются на анкерный палец, выходящий из тормозного паука. Тормоз дополнительно включает первый толкатель дискового кулачка, расположенный на втором конце первой тормозной колодки, второй толкатель дискового кулачка, расположенный на втором конце второй тормозной колодки, и кулачок в контакте с первым и вторым толкателями. Движение кулачка вызывает перемещение первой и второй тормозных колодок между положениями зацепления и расцепления с соответствующей тормозной поверхностью. Расстояние от центра анкерного пальца первого толкателя дискового кулачка отличается от расстояния от центра анкерного пальца до центра второго толкателя дискового кулачка..
[0008] Тормоз в соответствии с вариантом воплощения изобретения включает тормозной паук, имеющий центральное отверстие, предназначенное для приема полуоси, проходящей через него по центральной оси центрального отверстия. Тормоз дополнительно включает первую и вторую тормозные колодки. Каждая из первой и второй тормозных колодок имеет первый конец, шарнирно соединенный с тормозным пауком. Первый конец первой тормозной колодки и второй конец первой тормозной колодки второй тормозной колодки опираются на анкерный палец, выходящий из тормозного паука. Тормоз дополнительно включает средство привода в зацеплении со вторым концом первой тормозной колодки, и второй конец второй тормозной колодкой, для перемещения первой и второй тормозных колодок между положениями зацепления и расцепления с соответствующей тормозной поверхностью. Расстояние между центром анкерного пальца и радиально внешней точкой сцепления между тормозной колодкой и тормозной поверхностью отличается от расстояния между центром анкерного пальца и радиально крайней внешней точкой сцепления между второй тормозной колодкой и средством привода.
[0009] Тормоз в соответствии с одним вариантом воплощения изобретения включает тормозной паук, имеющий центральное отверстие, предназначенное для приема полуоси, проходящей через него вдоль центральной оси центрального отверстия. Тормоз дополнительно включает первую и вторую тормозные колодки. Каждая из первой и второй тормозных колодок имеет первый конец, шарнирно соединенный с тормозным пауком. Первый конец первой тормозной колодки опирается на первый анкерный палец, выступающий из тормозного паука, и первый конец второй тормозной колодки опирается на второй анкерный палец, выступающий из тормозного паука. Тормоз дополнительно включает первый толкатель дискового кулачка, расположенный на втором конце первой тормозной колодки, второй толкатель дискового кулачка, расположенный на втором конце второй тормозной колодкой, и кулачок в контакте с первым и вторым толкателями. Движение кулачка относительно оси вращения вызывает перемещение первой и второй тормозных колодок между положениями сцепления и расцепления с соответствующей тормозной поверхностью. Расстояние от центра первого анкерного пальца до центра первого толкателя дискового кулачка отличается от расстояния от центра второго анкерного пальца до центра второго толкателя дискового кулачка.
[0010] Тормоз в соответствии с другим вариантом воплощения изобретения включает тормозной паук, имеющий центральное отверстие, предназначенное для приема полуоси, проходящей через него вдоль центральной оси центрального отверстия. Тормоз дополнительно включает первую и вторую тормозные колодки. Каждая из первой и второй тормозных колодок имеет первый конец, шарнирно соединенный с тормозным пауком. Первый конец первой тормозной колодки опирается на первый анкерный палец, выступающий из тормозного паука, а первый конец второго тормозного башмака опирается на второй анкерный палец, выступающий из тормозного паука. Кроме того, тормоз включает средство привода, взаимодействующее со вторым концом первой тормозной колодки, и второй конец второй тормозной колодки для перемещения первой и второй тормозных колодок между положениями зацепления и разъединения с соответствующей тормозной поверхностью. Расстояние между центром первого анкерного пальца и радиально внешней точкой сцепления между первой тормозной колодкой и средством привода отличается от расстояния между центром второго анкерного пальца и радиально внешней точкой сцепления между второй тормозной колодкой и средством привода.
[0011] Тормоз в соответствии с изобретением представляет собой улучшение по сравнению с обычными тормозами. В частности, путем регулирования положения толкателей кулачка со смещением, усилие кулачка на толкатели и тормозные колодки может быть, в основном, по касательной к дуге поворота тормозных колодок, что снижает любое расхождение между эффективностью торможения, и силой, действующей на кулачок. В результате механическое напряжение в опорных дисках тормозных колодок уменьшается, что снижает время простоя и затраты на ремонт в результате появления трещин в опорном диске. Эффективность срабатывания тормозной системы также увеличивается, что позволяет уменьшить размер воздушной камеры для тормозного привода и/или использовать тормозные колодки с более низкими коэффициентами трения. Тормоз по настоящему изобретению также позволяет увеличить величину хода толкателей кулачка и позволяет отводить тормозные колодки на большее расстояние от тормозной поверхности, позволяя, таким образом, использовать более толстые тормозные колодки и увеличивая срок службы тормозных колодок.
[0011] Приведенные выше признаки, особенности, детали устройства и преимущества настоящего изобретения будут очевидны специалистам в данной области при чтении следующего описания, формулы изобретения со ссылками на прилагаемые чертежи.
[0012] КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
[0013] Фигура 1 - вид в плане тормоза, известного из уровня техники.
[0014] Фигура 2 - вид в плане тормоза в соответствии с одним вариантом воплощением настоящего изобретения.
[0015] Фигура 3 - вид в плане тормоза в соответствии с другим вариантом воплощения настоящего изобретения.
[0016] Фигура 4 - увеличенный вид одного конца опорного диска тормозной колодки в соответствии с настоящим изобретением.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
[0017] На приложенных чертежах одинаковые цифровые позиции обозначают одинаковые компоненты в различных видах, Фигура 2 иллюстрирует тормоз 40 в соответствии с одним вариантом воплощения настоящего изобретения. Тормоз 40 служит для замедления вращения одного или нескольких колес автомобиля. Тормоз 40 особенно подходит для использования в тяжелых транспортных средствах. Следует, однако, понимать, что тормоз 40 может использоваться на самых разнообразных транспортных средствах и в других механизмах. Тормоз 40 сконфигурирован против действия кольцевого тормозного барабана 42, который вращается вместе с колесом или колесами автомобиля на одном конце полуоси (не показано). Тормоз 40 может включать тормозной паук 44, один или несколько анкерных пальцев 46, тормозные колодки 48, 50, возвратные и фиксирующие пружины 52, 54 и средства, такие как кулачок 56 и ролики или толкатели 58, 60, для перемещения тормозных колодок 48, 50 между положениями зацепления и расцепления с тормозной поверхностью.
[0018] Паук 44 служит для крепления различных компонентов тормоза 40. Паук 44 определяет центральное отверстие 62, имеющее центральную ось 64, которая может совпадать с осью вращения колес транспортного средства. Отверстие 62 предназначено для приема полуоси транспортного средства, проходящего через него вдоль оси 64. Паук 44 дополнительно может определять отверстия (не показаны) по обе стороны от отверстия 62, для приема анкерного пальца 46 и распределительного вала (не показан), поддерживающего кулачок 56.
[0019] Анкерный палец 46 обеспечивает шарнирно соединение тормозных колодок 48, 50 с тормозным пауком 44. Анкерный палец 46 может представлять собой круглый стержень и может быть установлен на тормозном пауке 44 или отходить от него. На фигуре 3 представлен альтернативный вариант в виде тормоза 40', который может включать несколько анкерных пальцев 46 на каждой из тормозных колодок 48, 50, шарнирно соединенных с отдельным анкерным пальцем 46.
[0020] Тормозные колодки 48, 50 предназначены для выборочного зацепления с тормозной поверхностью 66 барабана 42 для замедления крутящего момента и торможения барабана и одного или нескольких колес автомобиля. Тормозные колодки 48, 50 могут вместе составить комплект тормозных колодок, адаптированных для использования в тормозе 40 или 40'. Тормозные колодки 48, 50 поддерживаются на анкерных пальцах 46 и, таким образом, шарнирно соединены с пауком 44 на одном конце. Каждая тормозная колодка 48, 50 может содержать один или несколько опорных дисков 68 тормозную пластину 70 и одну или несколько тормозных накладок 72.
[0021] Диски 68 поддерживают тормозную пластину 70. Диски 68 могут также обеспечить точку соединения для возвратной пружины 52 и стопорной пружины 54. Диски 68 могут быть изготовлены из металла и металлических сплавов, в частности, из стали. Диски 68 имеют дугообразную форму и проходят между противоположными концами тормозных колодок 48, 50. Следует отметить, что количество дисков 68 в каждом тормозе 48, 50 может отличаться и, следовательно, каждая тормозная колодка 48, 50 может включать множество дисков 68, которые проходят в целом параллельно друг другу. Диски 68 могут быть прикреплены к тормозной пластине 70 с помощью сварки или других обычных крепежных средств. Каждый диск 68 может иметь один конец 74, который определяет полукруглый вырез 76, в который входит соответствующий анкерный палец 46. В соответствии с одним вариантом воплощения настоящего изобретения, на противоположном конце 78 каждый диск 68 может быть связан с роликами 58, 60 в первом и втором радиально смещенном положении. Как показано на фигуре 4, конец 78 диска 68 может быть разделен на множество радиально смещенных частей, таких как части 80, 82. Каждая часть 80, 82 может быть выполнена с расчетом сцепления с роликом 58, 60 и, таким образом, разместить ролики 58, 60 в соответствующем радиально смещенном положении. Например, диск 68 может иметь более одного полукруглого выреза 84, 86, предназначенного для приема роликов 58, 60, при этом каждая часть 80, 82 имеет соответствующий вырез 84, 86. Конец 78 диска 68 может дополнительно определять в радиальном направлении кромку 88, имеющую радиально внутренний и внешний концы 90, 92. Вырезы 84, 86 могут быть выполнены вдоль кромки 88 и могут быть расположены между концами 90, 92 кромки 88. Каждый из вырезов 84, 86 определяет радиально внутреннюю и радиально внешнюю точку сцепления 94, 96 и 98, 100, соответственно, для роликов 58, 60 и радиально центральные точки сцепления 102, 104, соответственно, примерно на полпути между соответствующими радиально внутренними и внешними удаленными точками сцепления 94, 96 и 98, 100. Как показано на фигурах 2-3, ролики 58, 60 могут быть расположены таким образом, что ролик 58 входит в вырез 84 диска 68 тормозной колодки 48, тогда как ролик 60 входит в вырез 86 диска 68 тормозной колодки 50. В результате, со ссылкой на фигуру 4, расстояние в тормозной колодке 48 между радиально внутренним концом 90 кромки 88 и радиально центральной точкой сцепления 102 диска 68 тормозной колодки и роликом 48 и роликом 58 отличается от расстояния в тормозной колодке 50 между радиально внутренним концом 90 кромки 88 и радиально центральной точки сцепления 104 диска 68 тормозной колодки роликов 50 и 60. Аналогичным образом, расстояние в тормозной колодке 48 между радиально внешним концом 92 кромки 88 и радиально центральной точкой сцепления 102 диска 68 роликов 48 и 58 тормозной колодки отличается от расстояния в тормозной колодке 50 между радиально внешним концом 92 кромки 88 и радиально центральной точкой сцепления 104 диска 68 тормозной колодки и роликом 60.
[0022] В вариантах воплощения, показанных на фигурах 2 и 3, диски 68 каждой тормозной колодки 48, 50 идентичны по конструкции, так что диски 68 и тормозные колодки 48, 50 в тормозе 40 или 40' взаимозаменяемы. В частности, каждый диск 68 имеет вырез 84, 86, где вырез 84 радиально наиболее удален от выреза 86. Однако в альтернативном варианте воплощения диск (диски) 68 тормозных колодок 48, 50 и, в частности, форма концов 78 тормозных дисков 68 может отличаться. Например, диск (диски) 68 тормозной колодки 48 может включать только один из вырезов 84, 86, например, радиально внешний вырез 84, а диск (диски) 68 тормозной колодки 50 может иметь другие вырезы 84, 86, например, радиально внутренний вырез 86.
[0023] Тормозная пластина 70 используется для поддержки тормозных накладок 72. Пластина 70 лежит на опорных дисках 68 и может иметь дугообразную форму. Пластина 70 может быть изготовлена из обычных металлов и металлических сплавов, включая сталь.
[0024] Тормозные накладки 72 обеспечивают фрикционное зацепление с тормозной поверхностью 66 барабана 42. Накладка 72 может быть изготовлена из обычных фрикционных материалов. Тормозные накладки 72 расположены на тормозной пластине 70 и могут быть прикреплены к тормозной пластине 70 с помощью заклепок или других обычных крепежных средств.
[0025] Возвратная пружина 52 предназначена для смещения тормозных колодок 48, 50 в положение отхода от тормозной поверхности 66 барабана 42. Стопорные пружины 54 предназначены для фиксации тормозных колодок 48, 50 и, в частности, дисков 68 на анкерном пальце (пальцах) 46. Пружины 52, 54 являются общеизвестными в данной области техники. Концы пружины 52 могут быть связаны с пальцами (не показаны), отходящими от дисков 68 тормозных колодок 48, 50, при этом концы пружины 54 проходят через соответствующие отверстия в опорных дисках 68 тормозных колодок 48, 50.
[0026] Кулачок 56 вместе с роликами 58, 60 являются средством привода или средством привода тормозных колодок 48, 50 между положениями зацепления и расцепления с тормозной поверхностью 66 барабана 42. В представленном варианте воплощения кулачок 56 содержит сдвоенный S-образный разжимной кулачок, который входит в зацепление с роликами, 58, 60. Кулачок 56 связан с одним концом распределительного вала (не показан) и вращается вокруг оси вращения 106 реагирующей на силу воздействия на привод тормозной системы (не показана) на распределительном валу.
1
2
1
2
3
4
3
4
5
6
[0027] Ролики 58, 60 предназначены для передачи силы торможения от кулачка 56 тормозным колодкам 48, 50. Ролики 58, 60 имеют круглое поперечное сечение и предназначены для входа в вырезы, 84, 86 диска 68, сформированного на конце 78 колодок 48, 50, соответственно. Ролики 58, 60 входят в зацепление с дисками 68 и кулачком 56 и следуют за поверхностью кулачка 56 при его вращении, вызывая, таким образом, поворот колодок 48, 50 вокруг оси 108 (фигура 2) или осей 110, 112 (фигура 3), определенных в центре анкерного пальца 46. В соответствии с настоящим изобретением, ролики 58, 60 смещены друг от друга. Плоскость 114 включает как ось 64, так и ось вращения 106 кулачка 56. Как показано на фигуре 2, плоскость 114 также может содержать ось вращения 108 в центре анкерного пальца 46. Кроме того, как показано на фигуре 3, в вариантах воплощения, где используются несколько анкерных пальцев 46, оси поворота 110, 112 анкерных пальцев 46 могут быть равноудалены от плоскости 114 по обе стороны от плоскости 114. Еще одна плоскость 116, включающая ось вращения 106 кулачка 56, проходит перпендикулярно плоскости 114. Центр ролика 58 расположен на одной стороне плоскости 116, в то время как центр ролика 60 расположен по другую сторону плоскости 116. Кроме того, поскольку ролики 58, 60 смещены относительно друг друга, расстояние d между осью 64 и центром ролика 58 отличается от расстояния D между осью 64 и центром ролика 60. В представленном варианте воплощения расстояние d больше расстояния D. Аналогично, и со ссылкой на фигуру 2, расстояние D между центром анкерного пальца 46 (т.е. оси 108) и центром ролика 58 отличается от расстояния D между центром анкерного пальца 46 и центром ролика 60. В представленном варианте воплощения расстояние D больше расстояния D. Аналогично, и со ссылкой на фигуру 3, в тормозе, в котором тормозные колодки 48, 50 смонтированы на отдельных анкерных пальцах 46 с центром в точках по обе стороны от плоскости 114 и равноудалены от плоскости 114, расстояние D между центром анкерного пальца 46, поддерживающего тормозную колодку 48, и центром ролика 58 тоже отличается от расстояния D между центром анкерного пальца 46, поддерживающего тормозную колодку 50, и центром ролика 60. Хотя расстояния между анкерным пальцем или пальцами 46 и роликами 58, 60 в представленном варианте воплощения отличаются друг от друга, в некоторых вариантах расстояния могут быть равными, несмотря на положение смещения роликов, например, в случае двух анкерных пальцев 46 на фигуре 3 с соответствующим отношением смещения. Хотя расстояния от анкерных пальца (пальцев) 46 до роликов 58, 60 на фигурах 2 и 3 отличаются в результате действия асимметричных сил в тормозе 40 или 40', их влияние существенно меньше, чем влияние асимметричных сил, уже присутствующих в тормозе 40 или 40' из-за типичного динамичного самовозбуждающегося действия ведущих тормозных колодок. Точное положение роликов 58, 60 может быть дополнительно оптимизировано с учетом трения в шейках роликов.
[0028] Тормоз 40 или 40' в соответствии с настоящим изобретением представляет собой улучшение по сравнению с обычными тормозами. В частности, при регулировании положения роликов 58, 60 и соответствующих роликов 58, 60 кулачок 56 прилагает рабочее усилие (обозначенное стрелками 118, 120) к роликам 58, 60 и тормозным колодкам 48, 50 в направлениях, перпендикулярных плоскости 114 (параллельно плоскости 116). Это усилие приложено, в основном, по касательной к дуге поворота тормозных колодок 48, 50 и, следовательно, уменьшает или устраняет любое расхождение между эффективной силой торможения и силой, прилагаемой кулачком 56. В результате снижается механическое напряжение в тормозных колодках и диске 68, что уменьшает простои транспортных средств и затраты на ремонт в результате растрескивания диска. Эффективность срабатывания тормозной системы 40 или 40' также повышается, что позволяет уменьшить размер воздушной камеры для привода тормоза и/или использовать тормозные накладки 72 с более низким коэффициентом трения. Тормоз 40 или 40' также позволяет увеличить степень перемещения толкателей кулачков 58, 60 и позволяет тормозным колодкам 48, 50 отходить на большее расстояние, таким образом, разрешая использование более толстых тормозных накладок 72 и повышая срок службы тормоза 40 или 40'.
[0029] Хотя изобретение было описано и показано на чертежах со ссылкой на один или несколько конкретных вариантов его воплощения, специалистам в данной области техники понятно, что могут быть сделаны различные изменения и модификации без выхода из духа и объема настоящего изобретения.