КОЛОДОЧНЫЙ ТОРМОЗ И ИСПОЛЬЗУЕМЫЙ В НЕМ КУЛАЧОК
BLOCK BRAKE AND ITS CAM

Предпосылки к созданию изобретения
Область применения изобретения
Настоящее изобретение в общем имеет отношение к тормозам, в частности к приводимому в действие кулачком колодочному тормозу, который позволяет использовать тормозные накладки, имеющие увеличенную толщину по сравнению с обычными тормозами.
Известный уровень техники
Обычный колодочный тормоз содержит тормозной барабан, который вращается вместе с колесом или колесами поблизости от одного конца оси. Тормозной барабан определяет радиально внутреннюю поверхность торможения. Тормозная крестовина расположена у оси и поддерживает анкерный палец (анкер), который идет в осевом направлении от крестовины. Пара тормозных башмаков установлена с возможностью поворота относительно анкера на первом конце. Каждый тормозной башмак содержит ролик, или кулачковый следящий элемент, поблизости от второго конца. В целом S-образный кулачок входит в зацепление с роликами в тормозных башмаках, причем вращение кулачка перемещает тормозные башмаки между положениями зацепления и расцепления с поверхностью торможения тормозного барабана.
Тормозные башмаки в обычном колодочном тормозе имеют тормозные накладки, которые создают фрикционное зацепление с поверхностью торможения тормозного барабана после срабатывания тормоза. Тормозные накладки подвержены износу и срабатыванию. В результате, тормозные накладки следует периодически заменять. Замена тормозных накладок приводит к существенным расходам, связанным с их действительным ремонтом и регламентными работами, а также с потерей времени использования (с простоем) автомобиля.
Задачей настоящего изобретения является снижение до минимума или устранение указанных недостатков тормоза и связанных с ним компонентов.
Краткое изложение изобретения
В соответствии с настоящим изобретением предлагается тормоз и различные усовершенствованные компоненты тормоза. В частности, в соответствии с настоящим изобретением предлагается кулачок, который позволяет иметь увеличенное перемещение тормозных башмаков и использовать более толстые тормозные накладки, однако при обеспечении достаточного усилия срабатывания. В результате, предлагаемые кулачок и тормоз позволяют снизить эксплуатационные расходы и уменьшить простой автомобиля, связанные с применением обычных тормозов.
Кулачок в соответствии с настоящим изобретением предназначен для использования в тормозе, имеющем первый и второй тормозные башмаки и первый и второй кулачковые следящие элементы, которые входят в зацепление с указанным кулачком и с соответствующими указанными первым или вторым тормозными башмаками, причем вращение кулачка в противоположных направлениях вращения относительно оси вращения вызывает перемещение первого и второго тормозных башмаков между положениями зацепления и расцепления с поверхностью торможения. Кулачок может иметь первый выступ и второй выступ. По меньшей мере один выступ из первого и второго выступов содержит первый участок, имеющий первый профиль, и второй участок, имеющий второй профиль, отличный от первого профиля. В соответствии с первым аспектом настоящего изобретения первый и второй участки могут совместно образовывать главным образом однородную рабочую поверхность, предназначенную для зацепления с одним кулачковым следящим элементом из первого и второго кулачковых следящих элементов, когда первый и второй тормозные башмаки движутся от положения расцепления в положение зацепления, и могут дополнительно образовывать неоднородную поверхность, противоположную рабочей поверхности. В соответствии с другим аспектом настоящего изобретения первый и второй участки могут совместно образовывать рабочую поверхность, предназначенную для зацепления с одним кулачковым следящим элементом из первого и второго кулачковых следящих элементов, когда первый и второй тормозные башмаки движутся от положения расцепления в положение зацепления, и неоднородную поверхность, противоположную указанной рабочей поверхности, со вторым участком, образующим идущее радиально внутрь ребро, которое образует участок неоднородной поверхности. В соответствии с еще одним аспектом настоящего изобретения первый и второй участки могут образовывать карман, предназначенный для приема одного кулачкового следящего элемента из первого и второго кулачковых следящих элементов, когда первый и второй тормозные башмаки находятся в положении расцепления от поверхности торможения. Карман может идти от сужения кулачка до вершины одного выступа, причем второй участок образует ребро, идущее по меньшей мере через один участок кармана.
Тормоз в соответствии с настоящим изобретением может иметь тормозную крестовину, имеющую центральное отверстие, предназначенное для приема проходящей через него оси, и анкер, идущий от тормозной крестовины. Тормоз может дополнительно иметь первый и второй тормозные башмаки. Каждый из первого и второго тормозных башмаков может иметь первую перемычку, установленную с возможностью поворота на анкере на своем первом конце, тормозную плиту, поддерживаемую при помощи первой перемычки, и тормозную накладку, расположенную на тормозной плите. Тормоз может дополнительно иметь первый кулачковый следящий элемент, расположенный на втором конце первой перемычки первого тормозного башмака, и второй кулачковый следящий элемент, расположенный на втором конце первой перемычки второго тормозного башмака. Тормоз дополнительно содержит кулачок, который находится в зацеплении с первым и вторым кулачковыми следящими элементами, причем вращение кулачка в противоположных направлениях вращения относительно оси вращения приводит к тому, что первый и второй тормозные башмаки совершают перемещение между положениями зацепления и расцепления с поверхностью торможения. Кулачок содержит первый выступ и второй выступ. Каждый из первого и второго выступов содержит первый участок, имеющий первый профиль, и второй участок, имеющий второй профиль, отличный от указанного первого профиля. В соответствии с первым аспектом настоящего изобретения первый и второй участки могут совместно образовывать главным образом однородную рабочую поверхность, предназначенную для зацепления с одним из первого и второго кулачковых следящих элементов, когда первый и второй тормозные башмаки движутся от положения расцепления в положение зацепления, и могут дополнительно определять неоднородную поверхность, противоположную рабочей поверхности. В соответствии с другим аспектом настоящего изобретения первый и второй участки могут совместно образовывать рабочую поверхность, предназначенную для зацепления с одним из первого и второго кулачковых следящих элементов, когда первый и второй тормозные башмаки движутся от положения расцепления в положение зацепления, и неоднородную поверхность, противоположную указанной рабочей поверхности, причем второй участок образует идущее радиально внутрь ребро, которое образует участок неоднородной поверхности. В соответствии с еще одним аспектом настоящего изобретения первый и второй участки могут образовать карман, выполненный с возможностью приема одного кулачкового следящего элемента из первого и второго кулачковых следящих элементов, когда первый и второй тормозные башмаки находятся в положении расцепления от поверхности торможения. Карман может идти от сужения кулачка до вершины одного выступа, причем второй участок образует ребро, идущее по меньшей мере через один участок кармана.
Тормоз в соответствии с настоящим изобретением может альтернативно содержать тормозной барабан, определяющий поверхность торможения, и первый и второй тормозные башмаки, установленные с возможностью поворота относительно своих первых концов внутри тормозного барабана. Тормоз может дополнительно содержать первый кулачковый следящий элемент, находящийся в зацеплении с первым тормозным башмаком, поблизости от второго конца первого тормозного башмака, и второй кулачковый следящий элемент, находящийся в зацеплении со вторым тормозным башмаком, поблизости от второго конца второго тормозного башмака. Тормоз может дополнительно содержать кулачок, находящийся в зацеплении с первым и вторым кулачковыми следящими элементами и имеющий ось вращения, причем вращение кулачка в противоположных направлениях вращения перемещает первый и второй тормозные башмаки в положения зацепления и расцепления с поверхностью торможения. В соответствии с первым аспектом настоящего изобретения разность между диаметром круга, образованным за счет вращения кулачка относительно оси вращения, минус диаметр круга, образованного за счет вращения сужения кулачка относительно оси вращения, составляет по меньшей мере около 21% диаметра, образованного поверхностью торможения тормозного барабана. В соответствии с другим аспектом настоящего изобретения диаметр круга, образованного за счет вращения кулачка относительно оси вращения, составляет по меньшей мере около 26.5% диаметра, образованного поверхностью торможения тормозного барабана. В соответствии с еще одним аспектом настоящего изобретения диаметр круга, образованного за счет вращения кулачка относительно оси вращения, по меньшей мере приблизительно в 5 раз больше диаметра круга, образованного за счет вращения сужения кулачка относительно оси вращения.
В соответствии с другим аспектом настоящего изобретения тормоз обладает улучшенной позиционной связью между кулачком и пружиной возврата, что позволяет использовать кулачок большего размера. Тормоз в соответствии с этим аспектом настоящего изобретения содержит тормозной барабан, определяющий поверхность торможения. Тормоз дополнительно содержит первый и второй тормозные башмаки. Каждый из первого и второго тормозных башмаков содержит первую и вторую перемычки, установленные с возможностью поворота на первом конце, тормозную плиту, поддерживаемую при помощи первой и второй перемычек, и тормозную накладку, расположенную на тормозной плите. Тормоз дополнительно содержит первый кулачковый следящий элемент, расположенный у вторых концов первой и второй перемычек первого тормозного башмака, и второй кулачковый следящий элемент, расположенный у вторых концов первой и второй перемычек второго тормозного башмака. Тормоз дополнительно содержит кулачок, находящийся в зацеплении с первым и вторым кулачковыми следящими элементами и имеющий ось вращения, причем вращение кулачка образует цилиндр, идущий по оси за осевые концы кулачка. Наконец, тормоз содержит пружину возврата, соединяющую первый и второй тормозные башмаки и расположенную по меньшей мере частично внутри цилиндра.
В соответствии с еще одним аспектом настоящего изобретения предусмотрен усовершенствованный тормозной башмак. Тормозной башмак в соответствии с настоящим изобретением содержит первую и вторую перемычки, причем каждая из первой и второй перемычек имеет первый и второй конец. Тормозной башмак дополнительно содержит тормозную плиту, поддерживаемую при помощи первой и второй перемычек, и тормозную накладку, расположенную на тормозной плите. Первая и вторая перемычки смещены друг от друга между первым и вторым концами первой и второй перемычек и образуют угол друг с другом поблизости от первых концов. Первые концы первой и второй перемычек выполнены с возможностью приема кулачкового следящего элемента, имеющего первую и вторую рабочие поверхности, которые расположены снаружи от первой и второй перемычек и выполнены с возможностью зацепления с кулачком, который избирательно принудительно подает кулачковый следящий элемент наружу и вводит тормозную накладку в зацепление с поверхностью торможения.
Кулачок и тормоз в соответствии с настоящим изобретением имеют предпочтительные характеристики. Усовершенствованная конструкция кулачка и тормоза позволяет увеличить перемещение тормозных башмаков и позволяет использовать более толстые тормозные накладки. В результате существенно снижаются расходы по эксплуатации автомобиля и уменьшается его простой.
Указанные ранее и другие характеристики изобретения будут более ясны из последующего детального описания, данного в качестве примера, не имеющего ограничительного характера и приведенного со ссылкой на сопроводительные чертежи.
Краткое описание чертежей
На фиг.1 показан вид сверху тормоза в соответствии с первым вариантом настоящего изобретения, где можно видеть различные компоненты предлагаемого тормоза.
На фиг.2 показан вид сверху тормоза в соответствии с первым вариантом настоящего изобретения, где можно видеть различные другие компоненты предлагаемого тормоза.
На фиг.3-4 показаны соответственно вид в перспективе и в разрезе кулачка в соответствии с первым вариантом настоящего изобретения, который находится в зацеплении с парой кулачковых следящих элементов.
На фиг.5-6 показаны соответственно вид в перспективе и в разрезе кулачка в соответствии с другим вариантом настоящего изобретения, который находится в зацеплении с парой кулачковых следящих элементов.
На фиг.7-8 показаны соответственно вид в перспективе и в разрезе кулачка в соответствии с еще одним вариантом настоящего изобретения, который находится в зацеплении с парой кулачковых следящих элементов.
На фиг.9-10 показаны соответственно вид в перспективе и в разрезе кулачка в соответствии с еще одним вариантом настоящего изобретения, который находится в зацеплении с парой кулачковых следящих элементов.
На фиг.11 показан вид в перспективе с пространственным разделением деталей тормоза в соответствии с другим вариантом настоящего изобретения.
Подробное описание вариантов изобретения
Обратимся теперь к рассмотрению чертежей, на которых аналогичные детали имеют одинаковые позиционные обозначения. На фиг.1-2 показан тормоз 20 в соответствии с первым вариантом настоящего изобретения. Тормоз 20 особенно хорошо подходит для использования на тяжелых грузовиках. Однако следует иметь в виду, что этот тормоз 20 также может быть использован на самых различных автомобилях и в других, не автомобильных применениях. Тормоз 20 может иметь тормозной барабан 22, тормозную крестовину 24, анкер 26, тормозные башмаки 28, 30, стопорные пружины 32, кулачковые следящие элементы 34, 36, кулачок 38 в соответствии с настоящим изобретением и пружины 40 возврата.
Барабан 22 имеет поверхность 42 торможения и является обычным по конструкции. Барабан 22 может быть изготовлен из обычных металлов и металлических сплавов, таких как сталь. Барабан 22 является кольцевым и вращается вместе с колесом или колесами автомобиля на одном конце оси.
Тормозная крестовина 24, которая служит для установки различных компонентов тормоза 20, также является обычной по конструкции. Крестовина 24 имеет центральное отверстие 44, через которое может проходить ось колеса автомобиля. Крестовина 24 также поддерживает анкер 26 на одной стороне оси и может дополнительно иметь отверстие на противоположной стороне оси, через которое проходит кулачковый вал (не показан), поддерживающий кулачок 38.
Анкер 26 служит для установки тормозных башмаков 28, 30 с возможностью поворота. Анкер 26 имеет обычную конструкцию и поддерживается крестовиной 24. Анкер 26 может представлять собой круглую шпильку, которая идет в осевом направлении от крестовины 24.
Тормозные башмаки 28, 30 выполнены с возможностью избирательного зацепления с поверхностью 36 торможения барабана 22. Каждый из тормозных башмаков 28, 30 может иметь пару смещенных друг от друга перемычек 46 (только одна из которых показана на фиг.1), тормозную плиту 48 и одну или несколько тормозных накладок 50.
Перемычки 46 служат для поддержки тормозной плиты 48. Несмотря на то, что в показанном варианте можно видеть только одну перемычку 46, следует иметь в виду, что имеется и другая идентичная перемычка 46, которая смещена по оси от показанной перемычки и идет в целом параллельно показанной перемычке. Перемычки 46 являются полукруглыми по форме и могут иметь полукруглые выемки 52, 54 на каждом конце. Выемка 52 служит для приема анкера 26, причем перемычки 46 выполнены с возможностью поворота относительно оси анкера 26. Выемка 54 служит для приема одного из кулачковых следящих элементов 34, 36. Перемычки 46 также могут иметь средство, такое как отверстия 56, 58, для установки стопорных пружин 32 и пружин 40 возврата.
Тормозная плита 48, которая служит для поддержки тормозных накладок 50, имеет обычную конструкцию. Плита 48 может быть прикреплена к перемычкам 46 при помощи сварки, клеев или других средств крепления. Плита 48 имеет полукруглое поперечное сечение и главным образом перпендикулярна перемычкам 46.
Тормозные накладки 50 служат для фрикционного зацепления с поверхностью торможения 42 барабана 22. Тормозные накладки 50 могут быть изготовлены из обычных фрикционных материалов. В соответствии с настоящим изобретением могут быть использованы более толстые тормозные накладки 50, чем обычные тормозные накладки, что снижает эксплуатационные расходы и уменьшает время простоя автомобиля. В показанном варианте каждый тормозной башмак 28, 30 содержит две тормозные накладки 50, которые имеют приблизительно одинаковые размеры. Однако следует иметь в виду, что число, размеры и форма тормозных накладок 50 могут быть различными.
Стопорные пружины 32 служат для удержания тормозных башмаков 28, 30, а в особенности перемычек 46 на анкере 26. Пружины являются обычными, причем концы пружин 32 могут быть введены в перемычки 46 через отверстия 56.
Кулачковые следящие элементы 34, 36 образуют рабочую поверхность для кулачка 38, с которой он взаимодействует для того, чтобы перемещать тормозные башмаки 28, 30 между положениями зацепления и расцепления с поверхностью торможения 42 барабана 22. Кулачковые следящие элементы 34, 36 могут входить в выемки 54 в перемычках 46 каждого из тормозных башмаков 28, 30. Кулачковые следящие элементы 34, 36 обычно являются круглыми по форме. Обратимся теперь к рассмотрению фиг.3-4, где показаны кулачковые следящие элементы 34, 36, которые могут иметь множество участков 34А, 34В, 34С и 36А, 36В, 36С, имеющих различные диаметры и образующих различные профили в осевом сечении, предназначение которых станет ясно из дальнейшего изложения.
Кулачок 38 служит для того, чтобы вызывать движение тормозных башмаков 28, 30 между положениями зацепления и расцепления с поверхностью торможения 42. Кулачок 38 установлен на оси вращения, которая может быть в целом параллельна оси вращения барабана 22 и/или осевой линии колесной оси. Кулачок 38 поддерживается кулачковым валом 60 (см. фиг.3) и может быть выполнен как единое целое с ним, причем кулачковый вал приводится в движение пневматически или при помощи любого другого известного средства приведения в движение.
Обратимся теперь к рассмотрению фиг.3, на которой показан вариант кулачка 38 в соответствии с настоящим изобретением. В соответствии с настоящим изобретением кулачок 38 содержит первый и второй выступы 62, 64, которые могут быть в целом одинаковыми. Выступы 62, 64 имеют в целом форму эвольвенты и образуют в целом S-образный кулачок. Оба выступа 62, 64 идут от сужения 66 кулачка 38. Сужение 66 кулачка 38 представляет собой радиальное поперечное сечение кулачка 38, в котором кулачковые следящие элементы 34, 36 находятся ближе всего друг к другу, когда тормоз выключен. Каждый выступ 62, 64 содержит множество участков 62А, 62В, 62С и 64А, 64В, 64С, идущих в осевом направлении от одного осевого конца кулачка 38 до противоположного осевого конца кулачка 38. Участки 62А, 62С и 64А, 64С расположены на противоположных сторонах участков 62В, 64В выступов 62, 64 и расположены на осевых концах выступов 62, 64. Каждый участок 62А, 62В, 62С и каждый участок 64А, 64В, 64С имеет определенный профиль в осевом сечении. Профили участков 62А и 62С могут быть идентичными, также как и профили участков 64А и 64С могут быть идентичными. Профиль участка 62В является отличным от профиля участков 62А и 62С, в то время как профиль участка 64В является отличным от профиля участков 64А и 64С. Участки 62А, 62В, 62С вместе образуют рабочую поверхность 68, в то время как участки 64А, 64В, 64С вместе образуют рабочую поверхность 70, которые служат для зацепления с рабочими поверхностями соответствующих кулачковых следящих элементов 34, 36, чтобы перемещать тормозные башмаки 28, 30 между положениями зацепления и расцепления с поверхностью торможения 42 барабана 22. Каждая из рабочих поверхностей 68, 70 может быть в целом однородной, так что для любой линии, идущей через поверхность 68 или 70 параллельно оси вращения кулачка 38, расстояния от оси вращения (или от другой оси, идущей параллельно оси вращения) до любой точки на линии будут по существу одинаковыми. Участки 62А, 62В и 62С также совместно образуют неоднородную поверхность 72, противоположную рабочей поверхности 68, в то время как участки 64А, 64В и 64С вместе образуют неоднородную поверхность 74, противоположную рабочей поверхности 70. В частности, участки 62А, 62С образуют пару смещенных друг от друга ребер 76А, 76В, а участки 64А, 64С вместе образуют пару смещенных друг от друга ребер 78А, 78В, так что участки 62А, 62С и 64А, 64С идут радиально внутрь существенно дальше, чем соответствующие участки 62В, 64В. Ребра 76А, 76В, 78А, 78В могут быть конусными, так что радиальная длина каждого ребра 76А, 76В, 78А, 78В является максимальной поблизости от вершины каждого выступа 62, 64 и уменьшается в направлении от вершин выступов 62, 64 до сужения 66.
Обратимся теперь к рассмотрению фиг.4, где показаны тормозные башмаки 28, 30 в положении полного расцепления, при этом кулачковые следящие элементы 34, 36 входят в карманы 80, 82, образованные при помощи выступов 62, 64. Участки 34А, 34В, 34С и 36А, 36В, 36С кулачковых следящих элементов 34, 36 имеют конфигурации, которые являются дополняющими к форме соответствующих не рабочих поверхностей 72, 74, образованных при помощи участков 62А, 62В, 62С и 64А, 64В, 64С соответствующих выступов 62, 64. Участки 34В, 36В кулачковых следящих элементов 34, 36 поэтому зажаты между соответствующими ребрами 76А, 76В и 78А, 78В участков 62А, 62С и 64А, 64С выступов 62, 64. Участки 34В, 36В кулачковых следящих элементов 34, 36 также совмещены в осевом направлении с участками 62А, 62С и 64А, 64С соответствующих выступов 62, 64, вдоль оси, идущей параллельно оси вращения кулачка 38.
Обратимся теперь к рассмотрению фиг.5-6, на которых показан кулачок 138 в соответствии с другим вариантом настоящего изобретения. Кулачок 138 содержит первый и второй выступы 162, 164, которые могут быть в основном одинаковыми. Выступы 162, 164 имеют по существу форму эвольвенты и образуют в целом S-образный кулачок. Оба выступа 162, 164 идут от сужения 166 кулачка 138. Сужение 166 кулачка 138 представляет собой радиальное поперечное сечение кулачка 138, в котором кулачковые следящие элементы 134, 136 находятся ближе всего друг к другу, когда тормоз выключен. Каждый выступ 162, 164 содержит множество участков 162А, 162В, 162С и 164А, 164В, 164С, идущих в осевом направлении от одного осевого конца кулачка 138 до противоположного осевого конца кулачка 138. Участки 162В, 164В могут быть расположены между осевыми концами выступов 162, 164 и могут быть зацентрированы между осевыми концами выступов 162, 164. Каждый участок 162А, 162В, 162С и каждый участок 164А, 164В, 164С имеет определенный профиль в осевом сечении. Профили участков 162А и 162С могут быть одинаковыми, причем профили участков 164А и 164С также могут быть одинаковыми. Профиль участка 162В является отличным от профиля участков 162А и 162С, в то время как профиль участка 164В является отличным от профиля участков 164А и 164С. Участки 162А, 162В, 162С совместно образуют рабочую поверхность 168, а участки 164А, 164В, 164С совместно образуют рабочую поверхность 170, причем указанные поверхности предназначены для входа в зацепление с рабочей поверхностью соответствующего кулачкового следящего элемента 134, 136, чтобы перемещать тормозные башмаки 28, 30 между положениями зацепления и расцепления с поверхностью торможения 42 барабана 22. Каждая из рабочих поверхностей 168, 170 может быть в целом однородной, так что для любой линии, идущей через поверхность 168 или 170 параллельно оси вращения кулачка 138, расстояния от оси вращения (или от другой оси, идущей параллельно оси вращения) до любой точки на линии будут по существу одинаковыми. Участки 162А, 162В и 162С также совместно образуют неоднородную поверхность 172, противоположную рабочей поверхности 168, в то время как участки 164А, 164В и 164С вместе образуют неоднородную поверхность 174, противоположную рабочей поверхности 170. В частности, участок 162В образует ребро 176, а участок 64В образует ребро 178, так что участки 162В и 164В идут радиально внутрь существенно дальше, чем соответствующие участки 162А, 162С и 164А, 164С. Ребра 176, 178 могут быть конусными, так что радиальная длина каждого ребра 176, 178 является максимальной поблизости от вершины каждого выступа 162, 164 и уменьшается в направлении от вершин выступов 162, 164 до сужения 166.
Обратимся теперь к рассмотрению фиг.6, где показаны тормозные башмаки 28, 30 в положении полного расцепления, при этом кулачковые следящие элементы 134, 136 входят в карманы 180, 182, образованные при помощи выступов 162, 164. Участки 134А, 134В, 134С и 136А, 136В, 136С кулачковых следящих элементов 134, 136 имеют конфигурации, которые являются дополняющими к форме соответствующих нерабочих поверхностей 172, 174, образованных при помощи участков 162А, 162В, 162С и 164А, 164В, 164С соответствующих выступов 162, 164. Участки 134А, 134С и участки 136А, 136С кулачковых следящих элементов 134, 136 поэтому расположены на каждой стороне соответствующих ребер 176, 178 участков 162В, 164 В выступов 162, 164. Участки 134А, 134С и 136А, 136С кулачковых следящих элементов 134, 136 также совмещены в осевом направлении с участками 162В, 164В соответствующих выступов 162, 164, вдоль оси, идущей параллельно оси вращения кулачка 138.
Обратимся теперь к рассмотрению фиг.7-8, на которых показан кулачок 238 в соответствии с еще одним вариантом настоящего изобретения. Кулачок 238 содержит первый и второй выступы 262, 264, которые могут быть в основном одинаковыми. Выступы 262, 264 имеют по существу форму эвольвенты и образуют в целом S-образный кулачок. Оба выступа 262, 264 идут от сужения 266 кулачка 238. Сужение 266 кулачка 238 представляет собой радиальное поперечное сечение кулачка 238, в котором кулачковые следящие элементы 234, 236 находятся ближе всего друг к другу, когда тормоз выключен. Каждый выступ 262, 264 содержит множество участков 262А, 262В, 262С, 262D, 262Е и 264А, 264В, 264С, 264D, 264Е, идущих в осевом направлении от одного осевого конца кулачка 238 до противоположного осевого конца кулачка 238. Участки 262С, 264С могут быть расположены между осевыми концами выступов 262, 264 и могут быть зацентрированы между осевыми концами выступов 262, 264. Участки 262А, 262Е и 264А, 264Е расположены соответственно на противоположных сторонах участков 262В, 262С, 262D и 264В, 264С, 264D выступов 262, 264 и расположены у осевых концов выступов 262, 264. Каждый участок 262А, 262В, 262С, 262D, 262Е и каждый участок 264А, 264В, 264С, 264D, 264Е имеет определенный профиль в осевом сечении. Профили участков 262А, 262С и 262Е могут быть одинаковыми, причем профили участков 264А, 264С и 264Е также могут быть одинаковыми. Профили участков 262В и 262D могут быть одинаковыми, причем профили участков 264В и 264D также могут быть одинаковыми. Профили участков 262В, 262D являются отличными от профилей участков 262А, 262С и 262Е, в то время как профили участков 264В, 264D являются отличными от профилей участков 264А, 264С и 264Е. Участки 262А, 262В, 262С, 262D, 262Е совместно образуют рабочую поверхность 268, а участки 264А, 264В, 264С, 264D, 264Е совместно образуют рабочую поверхность 270, причем указанные поверхности предназначены для входа в зацепление с рабочей поверхностью соответствующего кулачкового следящего элемента 234, 236, чтобы перемещать тормозные башмаки 28, 30 между положениями зацепления и расцепления с поверхностью торможения 42 барабана 22. Каждая из рабочих поверхностей 268, 270 может быть в целом однородной, так что для любой линии, идущей через поверхность 268 или 270 параллельно оси вращения кулачка 238, расстояния от оси вращения (или от другой оси, идущей параллельно оси вращения) до любой точки на линии будут по существу одинаковыми. Участки 262А, 262В, 262С, 262D и 262Е также совместно образуют неоднородную поверхность 272, противоположную рабочей поверхности 268, в то время как участки 264А, 264В, 264С, 264D и 264Е совместно образуют неоднородную поверхность 274, противоположную рабочей поверхности 270. В частности, участки 262А, 262С и 262Е образуют смещенные друг от друга ребра 276А, 276С, 276Е, а участки 264А, 264С и 264Е образуют смещенные друг от друга ребра 278А, 278С, 278Е, так что участки 262А, 262С, 262Е и 264А, 264С, 264Е идут радиально внутрь существенно дальше, чем соответствующие участки 262В, 262D и 264В, 264D. Ребра 276А, 276В, 276С, 278А, 278В, 278С могут быть конусными, так что радиальная длина каждого ребра 276А, 276В, 276С, 278А, 278В, 278С является максимальной поблизости от вершины каждого выступа 262, 264 и уменьшается в направлении от вершин выступов 262, 264 до сужения 266.
Обратимся теперь к рассмотрению фиг.8, где показаны тормозные башмаки 28, 30 в положении полного расцепления, при этом кулачковые следящие элементы 234, 236 входят в карманы 280, 282, образованные при помощи выступов 262, 264. Участки 234А, 234В, 234С, 234D, 234Е и 236А, 236В, 236С, 236D, 236Е кулачковых следящих элементов 234, 236 имеют конфигурации, которые являются дополняющими к форме соответствующих рабочих поверхностей 272, 274, образованных участками 262А, 262В, 262С, 262D, 262Е и 264А, 264В, 264С, 264D, 264Е соответствующих выступов 262, 264. Участки 234В, 234D и участки 236В, 236D кулачковых следящих элементов 234, 236 поэтому зажаты между соответствующими ребрами 276А, 276С, 276Е и 278А, 278С, 278Е выступов 262, 264. Участки 234В, 234D и 236В, 236D кулачковых следящих элементов 234, 236 также совмещены в осевом направлении с участками 262А, 262С, 262Е и 264А, 264С, 264Е соответствующих выступов 262, 264, вдоль оси, идущей параллельно оси вращения кулачка 238.
Обратимся теперь к рассмотрению фиг.9-10, на которых показан кулачок 338 в соответствии с еще одним вариантом настоящего изобретения. Кулачок 338 содержит первый и второй выступы 362, 364, которые могут быть в основном одинаковыми. Выступы 362, 364 имеют по существу форму эвольвенты между своими осевыми концами выступов и образуют в целом S-образный кулачок. Оба выступа 362, 364 идут от сужения 366 кулачка 338. Сужение 366 кулачка 338 представляет собой радиальное поперечное сечение кулачка 338, в котором кулачковые следящие элементы 334, 336 находятся ближе всего друг к другу, когда тормоз выключен. Каждый выступ 362, 364 содержит множество участков 362А, 362В, 362С, 362D, 362Е и 364А, 364В, 364С, 364D, 364Е, идущих в осевом направлении от одного осевого конца кулачка 338 до противоположного осевого конца кулачка 338. Участки 362А, 362Е и 364А, 364Е могут быть расположены на противоположных осевых концах выступов 362, 364. Участки 362В, 362С, 362D и 364В, 364С, 364D могут быть расположены между осевыми концами кулачка 338, причем участки 362С и 364С могут быть зацентрированы между осевьми концами выступов 362, 364. Каждый участок 362А, 362В, 362С, 362D, 362Е и каждый участок 364А, 364В, 364С, 364D, 364Е имеет определенный профиль в осевом сечении. Профили участков 362А и 362Е могут быть одинаковыми, причем профили участков 364А и 364Е также могут быть одинаковыми. Кроме того, профили участков 362В и 362D могут быть одинаковыми, причем профили участков 364В и 364D также могут быть одинаковыми. Профили участков 362А, 362Е являются отличными от профилей участков 362В, 362С и 362D, в то время как профили участков 364А, 364Е являются отличными от профилей участков 364В, 364С и 364D. Кроме того, профиль участка 362С является отличным от профилей участков 362А, 362В, 362D и 362Е, в то время как профиль участка 364С является отличным от профилей участков 364А, 364В, 364D и 364Е.
Участки 362А, 362В, 362С, 362D, 362Е совместно образуют рабочую поверхность 368, которая включает в себя поверхности 368А, 368В, а участки 364А, 364В, 364С, 364D, 364Е совместно образуют рабочую поверхность 370, которая включает в себя поверхности 370А, 370В, причем указанные поверхности предназначены для входа в зацепление с рабочей поверхностью соответствующего кулачкового следящего элемента 334, 336, чтобы перемещать тормозные башмаки 328, 330 (показанные на фиг.11) между положениями зацепления и расцепления с поверхностью торможения 42 барабана 22. Участки 368А, 368В и 370А, 370В рабочих поверхностей 368, 370 являются в целом однородными, так что для любой линии, идущей через участки 368А или 368В поверхности 368 или участки 370А или 370 В поверхности 370 параллельно оси вращения кулачка 338, расстояния от оси вращения (или от другой оси, идущей параллельно оси вращения) до любой точки на линии будут по существу одинаковыми. Участки 362А, 362В, 362С, 362D и 362Е также совместно образуют неоднородную поверхность 372, противоположную рабочей поверхности 368, в то время как участки 364А, 364В, 364С, 364D и 364Е совместно образуют неоднородную поверхность 374, противоположную рабочей поверхности 370. В частности, участки 362А, 362С, 362Е и участки 364А, 364С, 364Е не являются главным образом S-образными, как участки 362В, 326D и 364 В, 364D.
Участки 362А, 362Е и участки 364А, 364Е являются аналогичными цельным пластинам, образованным на каждом осевом конце кулачка 338. Участки 362А, 362Е совместно с участками 362В, 362С, 362D образуют карман 380, который предназначен для приема кулачкового следящего элемента 334, когда тормозные башмаки 328, 330 находятся в положении расцепления от поверхности торможения 42 барабана 22. Аналогично, участки 364А, 364Е совместно с участками 364В, 364С, 364D образуют карман 382, который предназначен для приема кулачкового следящего элемента 336, когда тормозные башмаки 328, 330 находятся в положении расцепления от поверхности торможения 42 барабана 22. Карманы 380, 382 идут от сужения 366 до вершин выступов 362, 364, причем вершины выступов 362, 364 содержат самую дальнюю точку перемещения на выступах 362, 364 от сужения 366 для кулачковых следящих элементов 334, 336, когда кулачковые следящие элементы 334, 336 движутся вдоль рабочих поверхностей 368, 370. Участки 362А, 362Е и участки 364А, 364Е образуют пару ребер 376А, 376Е, а участки 364А, 364Е образуют пару ребер 378А, 378Е. Ребра 376А, 376Е и 378А, 378Е идут поперек по меньшей мере через один участок соответствующих карманов 380, 382. Участки 362А, 362Е и 364А, 364Е расположены снаружи от любого осевого конца кулачковых следящих элементов 334, 336, когда тормозные башмаки 328, 330 находятся в положении расцепления от поверхности торможения 42 барабана 22. Каждый из участков 362А, 362Е и участков 364А, 364Е может иметь отверстие 377, предназначенное для поступления смазки в кулачковые следящие элементы 334, 336, когда тормоз расцеплен. Отверстия 377 совмещены с кулачковыми следящими элементами 334, 336 по оси, идущей параллельно оси вращения кулачка 338, когда тормозные башмаки 328, 330 находятся в положении расцепления. Отверстия 377 могут быть в целом каплевидными и могут частично следовать контуру поверхностей 368, 370. Однако следует иметь в виду, что размер и форма отверстий 380 и число отверстий 377 могут быть различными.
Участки 362С и 364С образуют укороченную вершину для выступов 362, 364 относительно участков 362В, 362D и 364В, 364D. В результате участки 362В, 364В частично смещены от соответствующего участка 362D, 364D и образуют пазы 379, 381. Пазы 379, 381 предназначены для приема тормозных башмаков 328, 330, когда тормоз находится в положении расцепления, как это обсуждается далее более подробно.
Обратимся теперь к рассмотрению фиг.10, на которой показано, что когда тормозные башмаки 328, 330 находится в положении полного расцепления, кулачковые следящие элементы 334, 336 входят в карманы 380, 382, образованные при помощи выступов 362, 364. Участки 334В, 334С, 334D и 336В, 336С, 336D кулачковых следящих элементов 334, 336 имеют конфигурации, которые являются дополняющими к форме соответствующих нерабочих поверхностей 372, 374, образованных участками 362В, 362С, 362D и 364В, 364С, 364D соответствующих выступов 362, 364. Кулачковые следящие элементы 334, 336 зажаты между соответствующими участками 362А, 362Е и 364А, 364Е выступов 362, 364. Кулачковые следящие элементы 334, 336 также совмещены в осевом направлении с участками 362А, 362Е и 364А, 364Е соответствующих выступов 362, 364, вдоль оси, идущей параллельно оси вращения кулачка 338.
1
2
1
2
3
1
Вновь обратимся к рассмотрению фиг.1, на которой показано, что предложенные кулачки 38, 138, 238, 338 имеют более широкое рабочее пространство, чем обычные кулачки. Вершины кулачков являются более длинными, чем у обычных кулачков, причем конструкция кулачков 38, 138, 238, 338 позволяет увеличить перемещение тормозных башмаков 28, 30 и иметь более толстые тормозные накладки 32, без снижения механической прочности кулачка. Новая конструкция кулачков 38, 138, 238, 338 проявляется в различных основанных на размерах зависимостях, которые отличаются от зависимостей для обычных кулачков. В частности, диаметр d круга, образованного за счет вращения кулачка 38, по меньшей мере ориентировочно в 5 раз больше диаметра d круга, образованного за счет вращения сужения 66 кулачка 38 относительно оси вращения кулачка 38. Дополнительно, разность между диаметром d круга, образованного за счет вращения кулачка 38, минус диаметр d круга, образованного за счет вращения сужения 66 кулачка 38 относительно оси вращения кулачка 38, составляет по меньшей мере около 21%, а преимущественно по меньшей мере около 25% диаметра d, образованного при помощи поверхности 42 торможения барабана 22. Диаметр d круга, образованного за счет вращения кулачка 38, также составляет около 26.5%, а преимущественно по меньшей мере около 30% диаметра, образованного при помощи поверхности торможения 42 тормозного барабана 22.
Вновь обратимся к рассмотрению фиг.2, на которой показаны пружины 40 возврата, предназначенные для смещения тормозных башмаков 28, 30 в положение расцепления с поверхностью торможения 42. Пружины 40 имеют обычную конструкцию. Выводы пружин пропущены через отверстия 58 перемычек 46 тормозных башмаков 28, 30. Несмотря на то, что только одна пружина 40 возврата показана на фиг.2, соединяющая перемычки 46 тормозных башмаков 28, 30, следует иметь в виду, что аналогичная пружина 40 может соединять другой комплект перемычек 46 тормозных башмаков 28, 30, что известно само по себе. В соответствии с другим аспектом настоящего изобретения пружины 42 возврата расположены не так, как в обычных тормозах. В частности, пружины 42 возврата расположены по меньшей мере частично внутри цилиндра, образованного за счет вращения кулачка 38, и идут в осевом направлении за осевые концы кулачка 38. Такой выбор положения пружин 42 возврата облегчает использование кулачков 38, 138, 238, 338 более значительных размеров, без ухудшения функциональных свойств пружин 40.
Обратимся теперь к рассмотрению фиг.11, на которой показаны усовершенствованные тормозные башмаки 328, 330 в соответствии с еще одним аспектом настоящего изобретения. Тормозные башмаки 328, 330 содержат перемычки 346А, 346В, тормозную плиту 348 и одну или несколько тормозных накладок 350. Тормозная плита 348 и тормозные накладки 350 могут быть главным образом такими же, как и плита 48 и тормозные накладки 50 и, поэтому дополнительное описание этих компонентов не приводится.
Перемычки 346А, 346В предназначены для поддержки тормозной плиты 348. Перемычки 346А, 346В являются полукруглыми по форме и могут иметь полукруглые выемки 352, 354 на каждом конце. Выемка 352 предназначена для приема анкера 26, предназначенного для того, чтобы обеспечить движение поворота перемычек 346А, 346В относительно оси анкера 26. Выемка 354 предназначена для приема одного из кулачковых следящих элементов 334, 336. Перемычки 346А, 346В также могут иметь средство, такое как отверстия 356, 358, для поддержки стопорных пружин 32 и пружин 40 возврата. Перемычки 346А, 346В имеют смещение друг от друга между дуговидными, продольными концами перемычек 346А, 346В. На проксимальных концах перемычек 346А, 346В, которые предназначены для приема соответствующих кулачковых следящих элементов 334, 336, перемычки идут под углом друг к другу. Перемычки 346А, 346В могут дополнительно входить в зацепление друг с другом поблизости от указанных концов, как это показано на фиг.11. Кулачковые следящие элементы 334, 336 входят в выемку 354 так, что рабочие поверхности 334В, 334D или 336В, 336D кулачкового следящего элемента 334 или 336 будут расположены снаружи от перемычек 346А, 346В.
Тормоз в соответствии с настоящим изобретением обладает существенными преимуществами по сравнению с обычными тормозами. Предложенный кулачок позволяет увеличить перемещение (рабочий ход) тормозных башмаков в тормозе и позволяет использовать более толстые тормозные накладки. В результате, существенно снижаются затраты на техническое обслуживание и технический ремонт и уменьшается время простоя автомобиля.
Несмотря на то, что были описаны предпочтительные варианты осуществления изобретения, совершенно ясно, что в него специалистами в данной области могут быть внесены изменения и дополнения, которые не выходят однако за рамки приведенной далее формулы изобретения. Например, в показанном на чертежах варианте использована только одна выемка 40. Однако следует иметь в виду, что множество выемок 40 могут быть расположены по окружности вокруг вала 12, причем участок 52 гайки 16 может быть деформирован во множестве точек, чтобы повысить сопротивление вращению.