ДИСКОВЫЙ ТОРМОЗ И КОМПЛЕКТ ТОРМОЗНЫХ КОЛОДОК
DISC BRAKE AND BRAKE PADS SET

Область техники
Изобретение относится к дисковому тормозу и к комплекту тормозных колодок для дискового тормоза, в частности, к удерживающему устройству тормозной колодки.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
Дисковые тормоза используются, в частности, на грузовых транспортных средствах и зачастую имеют пневмопривод. Суппорт дисковых тормозов может быть подвижным для использования в конструкции с ограниченным пространством, например, рядом с прилегающим колесным диском.
Подвижный суппорт обычно соединен с поддерживающим его держателем тормозной колодки посредством двух опорных стоек, выполненных в виде неподвижных или подвижных опор. Тормозные колодки перемещаются по направляющим в держателе и, как правило, подпружинено удерживаются в гнезде держателя посредством фиксатора.
В конструкциях дисковых тормозов, в частности, если используется только один прикладывающий усилие элемент, может наблюдаться неравномерный износ тормозных колодок. Тормозные колодки могут изнашиваться неодинаково в радиальном направлении или в направлении по окружности относительно плоскости опорных пластин тормозных колодок, что называется радиальным или тангенциальным износом.
Пример подпружиненного фиксатора приведен в патентном документе DE 202008013446 U1.
Удерживающие устройства тормозных колодок описаны также в документах WO 2013/143993 A1, DE 102012002734 A1 и US 8540061 B1.
Несмотря на наличие известных технических решений, по-прежнему актуально продление срока службы тормозных колодок и компонентов тормозных устройств, а также снижение их стоимости.
Основной задачей изобретения является создание усовершенствованного дискового тормоза.
Другой задачей изобретения является создание усовершенствованного комплекта тормозных колодок для дискового тормоза.
Раскрытие изобретения
Первая задача изобретения решается в дисковым тормозе, в котором прижимаемая тормозная колодка имеет по меньшей мере одну удерживающую пружину, опирающуюся на по меньшей мере одну консоль держателя и создающую тянущее усилие, действующее на тормозную колодку в радиально наружном направлении.
Другая задача изобретения решается в комплекте тормозных колодок для такого дискового тормоза транспортного средства, в котором прижимаемая тормозная колодка имеет по меньшей мере одну удерживающую пружину с по меньшей мере одним нажимным участком, выступающим вбок за конец опорной пластины прижимаемой тормозной колодки.
Соответственно, дисковый тормоз транспортного средства, в частности грузового, содержит тормозной диск с осью вращения, по меньшей мере одну прижимаемую тормозную колодку и заднюю тормозную колодку (называемую также тормозной колодкой реактивной стороны), держатель, в соответствующие гнезда которого вставлены по меньшей мере две тормозные колодки, причем по меньшей мере одна прижимаемая тормозная колодка удерживается за счет соответствующей формы в соответствующем гнезде, и подвижный суппорт, охватывающий тормозной диск. Прижимаемая тормозная колодка имеет по меньшей мере одну удерживающую пружину, опирающуюся на по меньшей мере одну консоль держателя и создающую тянущее усилие, действующее на тормозную колодку в радиально наружном направлении.
Радиально наружное тянущее усилие толкает тормозную колодку в соответствующий ей по форме держатель, благодаря чему обеспечивается значительное уменьшение тангенциального износа тормозной колодки.
Создание тянущего усилия обеспечивается простым по конструкции устройством, содержащим по меньшей мере одну удерживающую пружину, опирающуюся на консоль держателя после установки тормозной колодки в гнездо.
По меньшей мере одна прижимаемая тормозная колодка может быть посредством опорной пластины зацеплена в гнезде с соответствующими по форме консолями держателя. Таким образом, прижимаемая тормозная колодка фиксируется в обоих радиальных направлениях относительно оси вращения тормозного диска.
С этой целью, в еще одном варианте выполнения профили консолей держателя соответствуют профилям опорной пластины, при этом каждая взаимодействующая поверхность профиля в консолях держателя выполнена с возможностью контакта без зазора с каждой взаимодействующей поверхностью выступов опорной пластины.
В другом варианте выполнения по меньшей мере одна удерживающая пружина прикреплена к опорной пластине. Это обеспечивает компактность конструкции тормозной колодки.
По меньшей мере одна удерживающая пружина может прикрепляться к верхней стороне задней пластины, что обеспечивает дополнительную экономию пространства.
В другом варианте выполнения по меньшей мере одна удерживающая пружина содержит центральный участок, плечевые участки, нажимные участки и переходные участки, причем центральный участок прикреплен к верхней стороне опорной пластины, переходные участки опираются на верхнюю сторону опорной пластины, а нажимные участки на каждом конце верхней стороны опорной пластины выступают вбок за её пределы. Благодаря этому обеспечивается простое и эффективное предварительное натяжение удерживающей пружины. Удерживающая пружина может быть выполнена, например, из плоской стальной пружины путем перфорирования и изгибания.
В альтернативном варианте выполнения по меньшей мере одна удерживающая пружина содержит центральный участок, плечевые участки, нажимные участки и промежуточные участки, при этом центральный участок прикреплен по меньшей мере одним крепежным элементом к опорной пластине, а нажимные участки на каждом конце верхней стороны задней пластины выступают вбок за пределы этой задней пластины. Это позволяет использовать известные крепежные элементы с незначительными изменениями или без таковых.
По меньшей мере один крепежный элемент может иметь конструкцию зажима и иметь такое поперечное сечение, которое при установленной удерживающей пружине проходит через отверстие в опорной пластине, при этом удерживающая пружина проходит между по меньшей мере одним крепежным элементом и верхней стороной опорной пластины тормозной колодки. Такое выполнение является предпочтительным, поскольку удерживающая пружина при этом прочно крепится к опорной пластине тормозной колодки. Дополнительное преимущество такой конструкции заключается в наличии зазора в центральной части удерживающей пружины между крепежным элементом и опорной пластиной, благодаря чему обеспечивается равномерная нагрузка удерживающей пружины.
В другом варианте выполнения удерживающая пружина имеет по меньшей мере одну прорезь, через которую проходит часть по меньшей мере одного крепежного элемента. Например, для создания прорезей в удерживающих пружинах могут использоваться известные штамповые инструменты. Кроме того, это позволяет держать удерживающую пружину и крепежный элемент между собой в прочно соединенном состоянии.
В другом варианте выполнения удерживающая пружина содержит по меньшей мере одну дополнительную прорезь, через которую проходит направляющий выступ опорной пластины. Это позволяет установить удерживающую пружину в центре верхней стороны опорной пластины и направлять её возможные продольные направления, обеспечивая контакт нажимных участков с консолями держателя.
Если по меньшей мере один из нажимных участков опирается на по меньшей мере одну консоль держателя, то можно создать действующее на колодку тянущее усилие без использования каких-либо дополнительных приспособлений на держателе.
В альтернативном варианте выполнения по меньшей мере одна удерживающая пружина прикреплена к верхней стороне опорной пластины по меньшей мере одним пружинным держателем. Это позволяет уменьшить вес конструкции.
В другом варианте выполнения по меньшей мере один пружинный держатель содержит по меньшей мере один удерживающий элемент, при этом по меньшей мере одна удерживающая пружина установлена и удерживается в предварительно нагруженном состоянии между по меньшей мере одним удерживающим элементом и верхней стороной опорной пластины. Это позволяет легко создать предварительное нагружение пружины.
В другом варианте выполнения по меньшей мере одна удерживающая пружина содержит по меньшей мере один центральный участок, переходные участки, по меньшей мере один нажимной участок и по меньшей мере один удерживающий участок.
В другом варианте выполнения по меньшей мере один удерживающий участок опирается на верхнюю сторону опорной пластины и выступает сбоку от этой опорной пластины на конце верхней стороны опорной пластины. Это позволяет создать компактную конструкцию.
Для эффективного и простого создания действующего на тормозную колодку тянущего усилия по меньшей мере один нажимной участок опирается на по меньшей мере одну консоль держателя.
В другом варианте выполнения по меньшей мере один удерживающий элемент выполнен в виде ролика, в частности, кабельного. Роликовая конструкция такого типа позволяет направлять удерживающую пружину в боковом направлении.
В предпочтительном варианте выполнения такая по меньшей мере одна удерживающая пружина выполнена из пружинной проволоки. Это обеспечивает простоту ее изготовления.
В другом предпочтительном варианте выполнения используются две такие удерживающие пружины на каждом конце верхней стороны опорной пластины. Это улучшает создание тянущего усилия.
Комплект тормозных колодок для описанного выше дискового тормоза транспортного средства, в частности, грузового, содержит по меньшей мере одну прижимаемую тормозную колодку и по меньшей мере одну заднюю тормозную колодку. Прижимаемая тормозная колодка содержит по меньшей мере одну удерживающую пружину с по меньшей мере одним нажимным участком, выступающим вбок над одним концом прижимаемой тормозной колодки.
Преимущества и особенности изобретения будут понятны из последующего описания со ссылками на чертежи.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
На фиг. 1 показан дисковый тормоз по первому варианту выполнения, вид в перспективе;
на фиг. 2-4 – держатель дискового тормоза по фиг. 1 с тормозной колодкой согласно изобретению, виды в увеличенном масштабе;
на фиг. 5-7 – держатель, представленный на фиг. 2-4;
на фиг. 8-9 – дисковый тормоз по второму варианту выполнения;
на фиг. 10-11 – дисковый тормоз по второму варианту выполнения, показанному на фиг. 8-9, виды в увеличенном масштабе;
на фиг. 12-13 – дисковый тормоз по третьему варианту выполнения;
на фиг. 14 – опорная пластина тормозной колодки по третьему варианту выполнения, показанному на фиг. 12-13, вид в перспективе;
на фиг. 15 – удерживающая пружина тормозной колодки, представленная на фиг. 12-13, вид в перспективе;
на фиг. 16 – крепежный элемент удерживающей пружины, показанной на фиг. 15, вид в перспективе;
на фиг. 17-18 – дисковый тормоз по четвертому варианту выполнения, виды в увеличенном масштабе;
на фиг. 19 – опорная пластина тормозной колодки по четвертому варианту выполнения, вид в перспективе;
на фиг. 20 – удерживающая пружина тормозной колодки, представленная на фиг. 17-18, вид в перспективе;
на фиг. 21-22 – опорная пластина тормозной колодки и удерживающая пружина дискового тормоза по пятому варианту выполнения, виды в перспективе и в разрезе, соответственно.
Осуществление изобретения
Как указано выше, дисковые тормоза этого типа используются, в частности, на грузовых транспортных средствах и зачастую имеют пневмопривод. Суппорт дисковых тормозов может быть подвижным для использования в конструкции с ограниченным пространством, например, рядом с прилегающим колесным диском.
Термины «верхний», «нижний», «правый», «левый», и т.д. указывают на положение и ориентацию рассматриваемых элементов на чертежах.
На фиг. 1 показан первый вариант выполнения дискового тормоза 1, например, пневматического. На фиг. 2-4 показан держатель 5 тормозной колодки дискового тормоза 1, показанного на фиг. 1, с тормозной колодкой 3. Для большей ясности, тормозной диск 2 на фиг. 1 не показан, но его легко можно себе представить, он выглядит аналогично тому, как показано, например, на фиг. 9. На фиг. 2 показана на виде сверху фрикционная накладка 3b тормозной колодки 3 в держателе 5. На фиг. 3 показаны силы 11, 12, действующие на тормозную колодку 3. На фиг. 4 в увеличенном масштабе показана одна сторона тормозной колодки 3, зацепленная с консолью 5′a держателя.
Дисковый тормоз 1 является, например, частью тормозной системы транспортного средства, в частности, грузового, и содержит тормозной диск 2 с осью вращения 2a, и две тормозные колодки 3, установленные с обеих сторон тормозного диска 2. На чертежах показана только одна из двух тормозных колодок 3, а именно, тормозная колодка, расположенная на стороне приложения усилия («прижимаемая» тормозная колодка 3). Другую тормозную колодку, расположенную с обратной стороны («заднюю» тормозную колодку), можно легко представить, и она может быть как идентична, так и отличаться по форме от прижимаемой тормозной колодки. Кроме того, дисковый тормоз 1 содержит держатель 5, суппорт 6 и приводное устройство (не показано).
Тормозная колодка содержит опорную пластину 3a, к которой прикреплена фрикционная накладка 3b. Каждая из тормозных колодок 3 установлена в гнезде 15, 16 держателя 5 (фиг. 5, 6) между двумя консолями 5a, 5′a; 5b, 5′b держателя и удерживается в этом держателе 5. Вверху, т.е. за тормозной колодкой 3 в радиальном направлении, расположен фиксатор (не показан). По меньшей мере одна тормозная колодка 3 может перемещаться по направлению вдоль оси вращения 2a тормозного диска в соответствующем гнезде 15. Во время перемещения транспортного средства вперед в прямом направлении «x» тормозной диск 2 вращается относительно оси вращения 2a в основном направлении вращения 10 (фиг. 3). Таким образом, сторона суппорта 6, находящаяся на фиг. 1 слева, называется входной стороной, а сторона суппорта 6, расположенная справа, называется выходной стороной. Соответственно, консоли 5′a, 5′b держателя называются входными, а противоположные консоли 5a, 5b держателя называются выходными. Если не указано иное, компоненты и узлы, относящиеся к входной стороне, обозначаются соответствующими ссылочными позициями с апострофом.
Суппорт 6 в рассматриваемом варианте выполнения является подвижным и содержит приводную часть 6a и заднюю часть 6b, соединенные между собой обеими концами в направлении оси вращения 2a тормозного диска посредством соединительных частей 6c, 6′c. Прижимаемая часть 6a и задняя часть 6b установлены с соответствующей стороны тормозного диска 2 параллельно ему, а соединительные части 6c проходят в направлении параллельно оси вращения 2a тормозного диска. Прижимаемая часть 6a и задняя часть 6b вместе с соединительной частью 6c образуют проем над тормозной колодкой 3, обеспечивающий доступ к ней во время установки, замены и техобслуживания.
В прижимаемой части 6a суппорта 6 размещается приводное устройство дискового тормоза 1. Приводное устройство обеспечивает приведение в действие дискового тормоза 1 и может содержать, например, поворачивающийся тормозной рычаг с пневматическим цилиндром. Далее в описании это устройство не рассматривается.
Сторона дискового тормоза 1, на которой установлена прижимаемая часть 6a суппорта 6 вместе с приводным устройством, называется далее стороной прижатия ZS. Другая сторона дискового тормоза 1, на которой установлена задняя часть 6b суппорта 6, называется задней стороной RS (называют также стороной реакции). Указанные выше термины «сторона прижатия» и «задняя сторона», а также другие относящиеся к ним обозначения, являются обычными и служат для лучшего понимания ориентации.
Тормозная колодка 3 с опорной пластиной 3a, расположенная на стороне прижатия ZS, называется прижимаемой тормозной колодкой 3, а тормозная колодка, расположенная с другой стороны, называется задней тормозной колодкой.
В процессе торможения прижимаемая тормозная колодка 3 приводится в действие приводным устройством с силой прижатия, направленной вдоль оси вращения 2a тормозного диска. Задняя тормозная колодка (не показана) расположена в задней части 6b суппорта 6, и в рассматриваемом дисковом тормозе 1, содержащем подвижный суппорт 6, не может перемещаться относительно задней части 6b.
Прижимаемая тормозная колодка 3 имеет удерживающую пружину 7, установленную на верхней стороне 3d опорной пластины 3a. Удерживающая пружина 7 (фиг. 2) содержит центральный участок 7a, плечевые участки 7b, 7′b, нажимные участки 7c, 7′c и переходные участки 7d, 7′d.
Центральный участок 7a прикреплен к верхней стороне 3d опорной пластины 3a приблизительно в ее центре и отходит в обе стороны в продольном направлении опорной пластины 3b (т.е. параллельно тормозному диску 2 при установленной тормозной колодке 3) на длину, примерно равную четверти длины опорной пластины 3d в продольном направлении. Крепление центрального участка 7a может осуществляться, например, посредством сварки, заклепочного соединения, винтового соединения, и т.п.
Переходной участок 7d, 7′d, соединяющий соответствующий плечевой участок 7b, 7′b с центральным участком 7a, соединен с каждым концом центрального участка 7a. Переходные участки 7d, 7′d имеют изогнутую форму, причем указанные переходные участки выполнены выпуклыми к верхней стороне 3d опорной пластины 3a. Таким образом, каждый из переходных участков 7d, 7′d линейно контактирует с верхней стороной 3d опорной пластины 3a. В этом примере при установленной тормозной колодке 3 линия контакта проходит параллельно оси вращения 2a тормозного диска. Разумеется, возможны и другие формы контакта, например, точечный контакт, многоточечный контакт, многолинейный контакт и т.д.
Выпуклые переходные участки 7d, 7′d расположены по краям центрального участка 7a, в результате чего указанные переходные участки прижимаются к верхней стороне 3d за счет пружинного воздействия центрального участка 7a.
Каждый из переходных участков 7d, 7′d переходит в соответствующий плечевой участок 7b, 7′b. Каждый плечевой участок 7b, 7′b доходит до соответствующего конца верхней стороны 3d опорной пластины 3a и упирается в неё соответствующим концом, когда тормозная колодка 3 не установлена.
К каждому свободному концу плечевого участка 7b, 7′b прикреплен соответствующий нажимной участок 7c, 7′c, выступающий над соответствующим краем верхней стороны 3d в продольном направлении опорной пластины 3a и прижимаемый к этой верхней стороне 3d опорной пластины за счет пружинного усилия центрального участка 7a, переходных участков 7d, 7′d и плечевых участков 7b, 7′b.
Каждый нажимной участок 7c, 7′c имеет выпуклую форму, причем выпуклость обращена к опорной пластине 3a. Скругление нажимных участков 7c, 7′c меньше скругления переходных участков 7d, 7′d.
В этом примере ширина удерживающей пружины 7 постоянна и приблизительно равна толщине опорной пластины 3a. Указанные ширина и толщина проходят в направлении оси вращения 2a тормозного диска. Разумеется, ширина удерживающей пружины 7 может отличаться от ширины опорной пластины 3a и/или может быть непостоянной.
Гнездо 15 для прижимаемой колодки ограничено с обеих сторон консолями 5a, 5′a держателя и в этом варианте выполнения закрыто с нижней стороны распоркой 5d (распорка 5d может отсутствовать). Каждая консоль 5a, 5′a держателя приблизительно в ее центре имеет соответствующий выступ 5c, 5′c, отходящий внутрь гнезда 15 в направлении, перпендикулярном направлению оси вращения 2a, и имеющий закругленные углы. Под каждым выступом 5c, 5′c выполнена выемка 4, 4′, направленная внутрь соответствующей консоли 5a, 5′a держателя, в каждом случае наружу, т.е. начинается от гнезда 15 и проходит в плоскости, параллельной тормозному диску 2, и в каждом случае образует вместе с выступом 5c, 5′c определенный профиль. Каждая выемка 4, 4′ проходит под каждым выступом 5c, 5′c внутрь соответствующей консоли 5a, 5′a держателя, сначала параллельно распорке 5d. Затем под прямым углом соответствующий профиль проходит в консоли 5a, 5′a держателя вниз до упора, который своей стороной проходит под прямым углом внутрь гнезда 15 на расстояние, приблизительно равное длине выемки 4, 4′ под каждым выступом 5c, 5′c. Указанные упоры соединены распоркой 5d, причем верхняя сторона распорок 5d расположена ниже, т.е. ближе к оси вращения 2a тормозного диска, чем поверхности упоров. В альтернативных вариантах выполнения упоры могут отсутствовать, если выше имеются эквивалентные упорам поверхности между опорной пластиной 3a тормозной колодки и выступами 5c, 5c′, например, на плоских поверхностях, выполненных путем механической обработки в верхней части выступов 5c, 5c′ и в опорной пластине в области непосредственно над указанными механически обработанными плоскими поверхностями.
Каждая сторона опорной пластины 3a прижимаемой колодки взаимодействует с соответствующей консолью 5a, 5′a держателя и имеет форму, соответствующую форме соответствующей консоли 5a, 5′a держателя. Иными словами, каждый выступ 5c, 5′c выполнен так, что опорная пластина 3a имеет соответствующий прямоугольный выступ 3c, 3′c, форма которого соответствует форме соответствующей выемки 4, 4′ консоли 5a, 5′a держателя. Таким образом, опорная пластина 3a прижимаемой тормозной колодки 3 помещается в гнездо 15, в частности, в соответствующий по форме профиль, образованный выступом 5c, 5′c и выемкой 4, 4′, так что эта прижимаемая тормозная колодка 3 способна перемещаться в направлении оси вращения 2a тормозного диска, но зафиксирована в направлении, перпендикулярном оси вращения 2a тормозного диска. На соответствующие упоры на концах распорки 5d опираются только концевые области нижней стороны опорной пластины 3a прижимаемой колодки.
На фиг. 2 показана тормозная колодка 3, вставленная в гнездо 15 держателя 5. Это осуществляется путем введения тормозной колодки 3 в радиальном направлении в промежуточное пространство между гнездами 15 и 16 (фиг. 5, 6).
В этом варианте выполнения во время установки удерживающая пружина 7 сначала опирается на консоль 5a, 5′a держателя. Таким образом, тормозная колодка 3 выравнивается для обеспечения скольжения в выемках 4, 4′ держателя 5. Затем тормозная колодка 3 фиксируется в гнезде 15 держателя 5, и суппорт 6 может перемещать её в осевом направлении, т.е. по направлению вдоль оси вращения 2a тормозного диска.
Профили сторон опорной пластины 3a тормозной колодки 3 контактируют с профилями выступов 5c, 5′c и выемок 4, 4′, и образуют соответствующий по форме контакт. Выпуклые стороны нажимных участков 7c, 7′c удерживающей пружины 7 своими контактными участками 9, 9′ опираются на опорные участки 8, 8′ (фиг. 3) на верхних сторонах консолей 5a, 5′ держателя. Удерживающая пружина 7 в этом случае опирается на консоли 5a, 5′a держателя со стороны прижатия и выгибается вверх в сторону, противоположную пружинному усилию удерживающей пружины 7.
Удерживающая пружина 7, выгибаемая c обеих сторон указанным образом, создает направленное от оси вращения 2a тормозного диска тянущее усилие, действующее на тормозную колодку 3 в радиально наружном направлении. Это обеспечивает беззазорный контакт тормозной колодки 3 с консолями 5c, 5′c держателя посредством взаимодействия поверхностей 14, 14′ выступов 3c, 3′ тормозной колодки с поверхностями 13, 13′ нижних сторон выступов 5c, 5′c консолей держателя.
Для уменьшения тангенциального косого износа (по продольной стороне, т.е. длинной стороне тормозной колодки 3), в частности, в вариантах выполнения дискового тормоза 1 с одним тормозным стержнем, с нагруженной стороны на взаимодействующей поверхности 13′, 14′ возникает сила трения 11 за счет рычажной кинематики. При этом плечо рычага 11a используется для создания крутящего момента относительно точки 10a поворота. В этом случае точка 10a поворота расположена с разгруженной стороны на поверхности контакта верхней угловой кромки выступа 3c и нижней угловой кромки выступа 5c консоли 5a держателя между взаимодействующими поверхностями 13 и 14.
Указанный крутящий момент противодействует нагружающему крутящему моменту (образующемуся в результате действия силы 12 на плечо 12a – известный эффект, обеспечивающий возможность большего износа нагруженной стороны фрикционной накладки 3b за счет поддержки опорной пластины 3a тормозной колодки 3 на разгруженной стороне консоли 5a держателя), и, следовательно, компенсирует часть (тангенциального) косого износа тормозной колодки.
Для оптимального использования этого эффекта взаимодействующие поверхности 13, 14; 13′, 14′ выполнены так, что при установленной тормозной колодке 3 они контактируют без зазора.
На фиг. 5-7 показан держатель 5 по фиг. 2-4 дискового тормоза 1, представленного на фиг. 1.
На фиг. 5 показан держатель 5 тормозной колодки на виде со стороны прижатия ZS (фиг. 1) с крепежной стороны 5e держателя 5. На изображении четко показано гнездо 15 для прижимаемой колодки, консоли 5a, 5′a держателя и выступы 5c, 5′c, проходящие внутрь гнезда 15. В гнезде 16 для задней тормозной колодки консоли 5b, 5′b держателя не имеют выступов, соединенных распоркой 5f, расположенной параллельно распорке 5d.
На фиг. 6 показана выемка 4 с разгруженной стороны, вид в увеличенном масштабе в перспективе.
На фиг. 7 показан держатель 5 на виде спереди с крепежной стороны 5e. Крепежной стороной 5e держатель 5 закреплен посредством позиционно неподвижных крепежных элементов транспортного средства.
На фиг. 8 и 9 показан второй вариант выполнения дискового тормоза 1. На фиг. 8 представлен вид с вырезом по плоскости, проходящей через держатель 5 параллельно плоскости тормозного диска. На фиг. 9 представлен второй вариант выполнения дискового тормоза 1 на виде в перспективе. На фиг. 10 и 11 показан второй вариант выполнения дискового тормоза 1 по фиг. 8 и 9, вид в увеличенном масштабе.
Во втором варианте выполнения компоненты дискового тормоза 1 идентичны аналогичным компонентам по первому варианту выполнения, за исключением тормозной колодки 3. Таким образом, далее будут рассмотрены только различия в выполнении тормозной колодки 3.
Во втором варианте выполнения прижимаемая тормозная колодка 3 тоже имеет опорную пластину 3a с фрикционной накладкой 3b. Опорная пластина 3a имеет профили, которые соответствуют профилям выступов 5c, 5′c и выемок 4, 4′. Это уже рассматривалось выше при описании первого варианта выполнения.
С боков верхней стороны 3d опорной пластины 3a установлены соответствующие держатели 17, 17′ для по меньшей мере одной удерживающей пружины 70, 70′. Каждый держатель 17, 17′ пружины представляет собой выступ 17a, 17′a, отходящий вверх от опорной пластины 3a. Каждый выступ 17a, 17′a является пластинчатым и выступает вверх на расстояние, приблизительно вдвое большее толщины опорной пластины 3a. Расстояние, на которое каждый выступ 17a, 17′a выступает в осевом направлении опорной пластины 3a также приблизительно вдвое больше толщины этой опорной пластины 3a. Каждый выступ 17a, 17′a смещен от края задней пластины 3a к её центру в продольном направлении на расстояние, приблизительно равное толщине опорной пластины 3a.
Задняя поверхность каждого выступа 17a, 17′a, обращенная к стороне прижатия ZS, совпадает с задней стороной опорной пластины 3a, обращенной к стороне прижатия ZS.
В центре каждого выступа 17a, 17′a на стороне, обращенной к фрикционной накладке 3b, установлен соответствующий удерживающий элемент 18, 18′. В этом варианте выполнения указанный удерживающий элемент 18, 18′ представляет собой ролик, установленный жестко или с возможностью вращения относительно оси, проходящей параллельно оси 2a тормозного диска. Конструкция ролика может быть аналогичной конструкции кабельного ролика. Под каждым удерживающим элементом 18, 18′ на верхней стороне 3d опорной пластины 3a выполнено соответствующее криволинейное углубление, диаметр которого соответствует диаметру ролика удерживающего элемента 18, 18′, причем удерживающий элемент 18, 18′ расположен на расстоянии от указанного углубления.
Между каждым удерживающим элементом 18, 18′ и верхней стороной 3d опорной пластины 3a расположена соответствующая удерживающая пружина 70, 70′, находящаяся в предварительно натянутом состоянии за счет своей формы и расположения между каждым удерживающим элементом 18, 18′ и соответствующим углублением верхней стороны 3d. В указанном предварительно натянутом состоянии каждая удерживающая пружина 70, 70′ одним краем упирается в верхнюю сторону 3d опорной пластины 3a, а другой край выступает за соответствующий конец верхней стороны 3d в продольном направлении опорной пластины 3a и упирается в указанный конец верхней стороны 3d, когда тормозная колодка 3 не установлена.
Каждая удерживающая пружина 70, 70′ содержит центральный участок 70a, переходные участки 70b и 70c, по меньшей мере один нажимной участок 71, 71′ и по меньшей мере один удерживающий участок 72, 72′.
Далее удерживающая пружина 70 будет описана только с разгруженной стороны, поскольку конструкция удерживающей пружины 70′ с нагруженной стороны является зеркальным отражением её конструкции с разгруженной стороны.
Переходные участки 70b, 70c соединены с каждым краем центрального участка 70a. Переходной участок 70b направлен в сторону одного края верхней стороны 3d опорной пластины 3a и соединяет центральный участок 70a с нажимным участком 71. Переходной участок 70c соединен с другой стороной центрального участка 70a, направлен к центру верхней стороны 3d и соединяет центральный участок 70a с удерживающим участком 72. Каждый переходной участок 70b, 70c выполнен изогнутым к верхней стороне 3d.
На нижней стороне свободного конца нажимного участка 71 имеется контактный участок 9, который при установленной тормозной колодке 3 упирается в опорный участок 8 консоли 5a держателя. Если тормозная колодка 3 не установлена, нажимной участок 71 упирается в край верхней стороны 3d опорной пластины 3a.
На нижней стороне свободного конца удерживающего участка 72 имеется опорный участок 72a, который постоянно упирается в верхнюю сторону 3d опорной пластины 3a.
Между удерживающим элементом 18 и углублением верхней стороны 3d опорной пластины 3a расположен центральный участок 70a, который не контактирует с верхней стороной 3d. Отсутствие контакта обеспечивается вышеупомянутым углублением, а также конфигурацией удерживающего элемента 18, выполненного в виде ролика.
Переходные участки 70b, 70c расположены по краям центрального участка 70a, в результате чего нажимной участок 71 за счет упругого усилия центрального участка 7a прижимается либо к краю верхней стороны 3d, либо к консоли 5a держателя. Одновременно центральный участок 70a, находящийся в описанном выше натянутом состоянии, прижимает удерживающий участок 72 к верхней стороне 3d.
В этом примере удерживающие пружины 70, 70′ выполнены из пружинной проволоки. В этом случае концы проволоки соответствующим образом изогнуты, формируя нажимной участок 71, 71′ и удерживающий участок 72, 72′. На них выполнены точечные и/или криволинейные контактные участки для взаимодействия с соответствующими опорными поверхностями.
Тормозная колодка 3 вставляется также, как это было описано для первого варианта выполнения.
На фиг. 12-13 показан третий вариант выполнения дискового тормоза 1, причем на фиг. 12 показана приводная сторона 3j опорной пластины 3, вид со стороны прижатия ZS (фиг. 1). На фиг. 13 показан вид со стороны тормозного диска 2. На фиг. 14 показан вид в перспективе опорной пластины 3a тормозной колодки 3 со стороны прижатия 3j согласно третьему варианту выполнения по фиг. 12-13. На фиг. 15 показан вид в перспективе удерживающей пружины 7 колодки по фиг. 12-13. На фиг. 16 показан вид в перспективе крепежного элемента 20 по фиг. 15 удерживающей пружины 7 тормозной колодки 3 по фиг. 12-13.
В третьем варианте выполнения компоненты дискового тормоза 1 идентичны аналогичным компонентам дискового тормоза 1 по первому варианту выполнения, за исключением тормозной колодки 3. Далее будут рассмотрены только отличия тормозной колодки 3 по третьему варианту от колодки по первому варианту.
В этом варианте выполнения прижимаемая тормозная колодка 3 тоже содержит опорную пластину 3a с фрикционной накладкой 3b. Опорная пластина 3a содержит описанные выше профили, соответствующие профилям выступов 5c, 5′c и выемок 4, 4′.
В отличие от первого варианта выполнения центр удерживающей пружины 7 прикрепляется к крепежному участку 3f посредством крепежного элемента 20. Крепежный элемент 20 более подробно будет описан ниже.
В этом третьем варианте выполнения удерживающая пружина 7 содержит центральный участок 7a, плечевые участки 7b, 7′b, нажимные участки 7c, 7′c и промежуточные участки 7e, 7′e.
В центральном участке 7a выполнена прорезь 7f, проходящая в продольном направлении удерживающей пружины 7, в которую проходит часть крепежного элемента 20. Прорезь 7f не проходит по воображаемой центральной линии удерживающей пружины 7, а проходит параллельно вышеуказанной воображаемой центральной линии со смещением от неё в сторону фрикционной накладки 3b и удерживающей пружины 7. Указанная воображаемая центральная линия проходит в продольном направлении удерживающей пружины 7.
В отличие от первого варианта выполнения длина центрального участка 7a соответствует примерно половине длины центрального участка 7a удерживающей пружины 7 по первому варианту выполнения.
К каждому краю центрального участка 7a прикреплен соответствующий плечевой участок 7b, 7′b. В отличие от первого варианта выполнения плечевые участки 7b, 7′b выполнены более длинными, например, вдвое длиннее центрального участка 7a.
Каждый плечевой участок 7b, 7′b имеет область свободного конца с соответствующей прорезью 7g, 7′g. В указанные прорези 7g, 7′g входит соответствующий направляющий выступ 3g, 3′g, выполненный на верхней стороне 3d опорной пластины 3a.
Каждый свободный конец плечевого участка 7b, 7′b соединен посредством промежуточного участка 7e, 7′e с нажимным участком 7c, 7′c. Каждый промежуточный участок 7e, 7′e отогнут вниз от соответствующего края плечевого участка к верхней стороне 3d опорной пластины 3a, в данном случае под тупым углом. Соответственно, каждый нажимной участок 7c, 7′c на соответствующем свободном конце промежуточного участка 7e, 7′e отогнут вверх в противоположном направлении. Каждый из нажимных участков 7c, 7′c отходит вбок за опорную пластину 3a и выступает за неё на расстояние, равное приблизительно ширине соответствующей консоли 5a, 5′a держателя в продольном направлении опорной пластины 3a.
Крепежный участок 3f выступает вверх относительно верхней стороны 3d опорной пластины 3a и имеет сквозное отверстие 19, проходящее через опорную пластину 3a по направлению оси вращения 2a тормозного диска. На этой стороне опорной пластины 3a, к которой прикреплена фрикционная накладка 3b, как показано на фиг. 13, во фрикционной накладке 3b в области рядом с отверстием 19 выполнено углубление, располагающееся под указанным отверстием и рядом с ним.
Крепежный элемент 20 (фиг. 16) выполнен в виде скобы и содержит пластину 20a, к продольным сторонам которой прикреплены соответствующие трапециевидные боковые стенки 20b, 20c приблизительно под прямым углом. Трапециевидные боковые стенки 20b, 20c проходят параллельно друг другу, и их короткие нижние стороны соединены поперечной частью 20d. Поперечная часть 20d прикреплена к боковым стенкам 20b и 20c под прямым углом посредством соединения 20e, например, сварного шва. Поперечная часть 20d проходит параллельно пластине 20a, и при установленной удерживающей пружине 7 проходит через отверстие 19. Соединение 20e выполняется после установки.
В установленном состоянии одна трапециевидная боковая стенка 20b проходит через прорезь 7f, проходящую в продольном направлении удерживающей пружины 7. Более широкая продольная часть центрального участка 7a удерживающей пружины 7 расположена в этом случае между боковыми стенками 20b, 20c и между нижней стороной пластины 20a и верхней стороной 3d крепежного участка 3f задней пластины 3a с определенным зазором в радиальном направлении относительно оси вращения 2a тормозного диска.
При установке удерживающей пружины 7 на верхней стороне 3d опорной пластины 3a направляющие выступы 3g, 3′g проходят через соответствующие прорези 7g, 7′g удерживающей пружины 7, отходя от верхней стороны каждого плечевого участка 7b, 7′b. Каждый из контактных участков 9, 9′ нижних сторон нажимных участков 7c, 7′c удерживающей пружины 7 контактирует с соответствующим опорным участком 8, 8′, как описано выше.
Кроме того, в этом варианте выполнения опорная пластина 3a имеет верхние скошенные угловые части 3e, 3′e с соответствующими скосами 3i, 3′i. Каждый скос 3i, 3′i через углубление 3h, 3′h переходит в соответствующий направляющий выступ 3g, 3′g и далее в верхнюю сторону 3d опорной пластины 3a. Углубления 3h, 3′h отходят от соответствующего скоса 3i, 3′i, переходя в прямолинейные участки, которые затем превращаются в соответствующие закругленные участки, переходящие в соответствующие направляющие выступы 3g, 3′g и далее – в верхнюю сторону 3d.
На фиг. 17-18 показан четвертый вариант выполнения дискового тормоза 1, причем на фиг. 17 показана приводная сторона 3j опорной пластины 3, вид со стороны прижатия ZS (фиг. 1). На фиг. 18 показана опорная пластина 3a без фрикционной накладки 3b, вид со стороны тормозного диска 2. На фиг. 19 показан вид в перспективе опорной пластины 3a тормозной колодки 3 согласно четвертому варианту выполнения по фиг. 17-18, вид со стороны фрикционной накладки 3b. Фрикционная накладка 3b здесь не показана, но её легко себе представить. На фиг. 20 показан вид в перспективе удерживающей пружины 7 варианта выполнения по фиг. 17-18.
В отличие от третьего варианта выполнения опорная пластина 3a не имеет крепежного участка 3f с отверстием 19. Вместо этого верхняя сторона 3d между направляющими выступами 3g, 3′g выполнена непрерывной. В четвертом варианте выполнения рядом с направляющими выступами 3g, 3′g выполнены два отверстия 19, 19′, расстояние между которыми меньше расстояния между направляющими выступами 3g, 3′g.
В отличие от третьего варианта выполнения удерживающая пружина 7 в четвертом варианте прикреплена к опорной пластине 3a в каждой концевой области центрального участка 7a посредством крепежного элемента 20, 20′. Конструкция крепежных элементов 20, 20′ идентична конструкции, рассмотренной выше.
В этом четвертом варианте выполнения удерживающая пружина 7 имеет центральный участок 7a, плечевые участки 7b, 7′b, нажимные участки 7c, 7′c и промежуточные участки 7e, 7′e.
В концевых областях центрального участка 7a выполнены соответствующие прорези 7f, 7′f, проходящие в продольном направлении удерживающей пружины 7, в которые входят соответствующие крепежные элементы 20, 20′, как описано выше.
В отличие от третьего варианта выполнения длина центрального участка 7a примерно в три раза больше длины центрального участка 7a удерживающей пружины 7 по третьему варианту, и несколько меньше, чем расстояние между направляющими выступами 3g, 3′g.
К каждому краю центрального участка 7a прикреплен соответствующий плечевой участок 7b, 7′b. Длина плечевого участка 7b, 7′b приблизительно равна половине длины плечевого участка 7b, 7′b по третьему варианту выполнения.
Каждый плечевой участок 7b, 7′b имеет область свободного конца с соответствующей прорезью 7g, 7′g. В каждую из этих прорезей 7g, 7′g входит соответствующий направляющий выступ 3g, 3′g.
Каждый из нажимных участков 7c, 7′c соединен со свободным концом плечевого участка 7b, 7′b промежуточным участком 7e, 7′e, как описано выше для третьего варианта выполнения.
Удерживающая пружина 7 прикреплена к опорной пластине 3a посредством крепежных элементов 20, 20′ так, что центральный участок 7a проходит по существу на постоянном расстоянии от верхней стороны 3d задней пластины 3a.
Комплект тормозных колодок содержит по меньшей мере одну прижимаемую тормозную колодку 3 и по меньшей мере одну заднюю тормозную колодку. Указанные тормозные колодки могут иметь разную длину.
Изобретение не ограничено описанными выше вариантами его осуществления, возможны различные изменения и модификации в пределах объема формулы изобретения.
Например, понятно, что держатель 5 может быть выполнен с радиальной канавкой 21 для обеспечения установки тормозной колодки 3. Канавка 21 проходит в направлении соответствующей консоли 5a, 5′a держателя между одной стороной соответствующего выступа 5c, 5′c и кромкой соответствующей консоли 5a, 5′a держателя. Это показано на фиг. 6.
На фиг. 21-22 показан другой возможный вариант выполнения, обеспечивающий сохранение заданного уровня предварительной нагрузки удерживающей пружины в условиях значительной ограниченности располагаемого пространства. В изобретении важно сохранять подъемную силу на тормозных колодках, в частности, на внутренней тормозной колодке, постоянно после установки колодки. Например, желательно сохранять подъемную силу величиной порядка 200-250 Н. Например, при необходимости сохранения такой силы в условиях небольшого располагаемого диапазона отклонения, например, 4 мм, требуется пружина жесткостью порядка 50-65 Н/мм. Однако грузовой дисковый тормоз рассматриваемого типа может иметь допуск на сборку порядка 2 мм. Такой большой допуск может привести к тому, что предварительная нагрузка удерживающей пружины жесткостью 50-65 Н/мм будет изменяться на величину порядка 100-125 Н, т.е. изменение предварительной нагрузки будет больше допуска 50 Н для заданного диапазона предварительной нагрузки 200-250 Н. И наоборот, при использовании пружины более низкой жесткости, например, порядка 20 Н/мм, отклонение такой пружины для создания заданной подъемной силы 200-250 Н составит около 10-12,5 мм. Такое большое отклонение неприемлемо в условиях ограниченного пространства.
На фиг. 21 показано устройство, обеспечивающего желаемую подъемную силу тормозной колодки в условиях ограниченного пространства. В этом варианте выполнения после первичной установки прижимаемой тормозной колодки 3 в установочное гнездо держателя на верхнюю поверхность 3d опорной пластины 3a прижимаемой тормозной колодки устанавливают удерживающую пружину 7. При этом выступы 3g, 3g′ опорной пластины входят в пазы 7g, 7g′ удерживающей пружины, а внешние края 7c, 7c′ удерживающей пружины упираются в установочные консоли 5a, 5a′ держателя. Затем удерживающую пружину 7 прижимают в радиальном направлении к верхней поверхности 3d тормозной колодки, чтобы подъемный штифт 75 можно было вставить в ушко 3k опорной пластины 3a, выходящее в радиальном направлении через прорезь 7h удерживающей пружины 7 (фиг. 22). После вставки подъемного штифта 75 его можно зафиксировать на месте, например, посредством шплинта 76. Предпочтительно, чтобы усилие, требуемое для сжатия удерживающей пружины 7 и её смещения на расстояние, достаточное для вставки подъемного штифта 75, равнялось заданному усилию предварительной нагрузки пружины для обеспечения подъемной силы, в данном случае – усилию сжатия величиной приблизительно 200-250 Н.
Операцию сжатия удерживающей пружины 7 со смещением радиально внутрь можно упростить путем использования фиксатора 10 в качестве установочного приспособления. Например, в варианте выполнения, в котором используется фиксатор 10, конец фиксатора может частично вставляться в углубление на стороне прижатия 6a суппорта, а затем поворачиваться вниз в сторону верхней поверхности удерживающей пружины 7. Благодаря выигрышу в силе за счет большей длины фиксатора 10 по сравнению с относительно небольшим расстоянием между удерживающей пружиной и углублением на стороне прижатия 6a суппорта, пружину 7 можно сжать сравнительно легко до точки, в которой подъемный штифт 75 можно будет вставить со сравнительно небольшим усилием по сравнению со вставкой без фиксатора. После установки штифта 75 фиксатор 10 можно отпустить, и штифт принимает на себя усилие предварительной нагрузки пружины. Если фиксатор 10 затем нужно установить на дисковой тормоз, его можно извлечь из углубления на стороне прижатия 6a суппорта и переустановить в положение, в которое он устанавливается, когда тормоз находится в рабочем состоянии.
При такой конструкции предварительная нагрузка пружины устанавливается непосредственно между пружиной, опорной пластиной и установочными консолями, благодаря чему значительно снижаются или полностью устраняются изменения предварительной нагрузки, обусловленные взаимным накоплением монтажных допусков. Такая конструкция позволяет также использовать удерживающие пружины жесткостью порядка 20 Н/мм, поскольку становится возможным смещение пружины на 10-12,5 мм, требуемое для установки предварительной нагрузки 200-250 Н, при сжатии пружины во время установки тормозной колодки, т.е. устраняется необходимость обеспечения возможности таких больших прогибов пружины при работе собранного узла тормоза. Еще одним преимуществом такой конструкции с предварительно нагруженной пружиной является то, что устраняется зависимость от удерживающего фиксатора как части устройства подъема тормозной колодки, хотя удерживающий фиксатор все еще может присутствовать в конструкции и использоваться для других целей, как показано на фиг. 21 и 22. Как показано на указанных чертежах, удерживающий фиксатор 10 содержит паз 10b, предназначенный для вхождения в него ушка 3k и подъемного штифта 76.
Поскольку для специалистов в этой области техники могут быть очевидны и другие модификации и изменения описанных выше вариантов выполнения, изобретение включает в себя все возможные варианты в пределах объема формулы изобретения.
Ссылочные позиции
1 дисковый тормоз
2 тормозной диск
2a ось вращения тормозного диска
3 тормозная колодка
3a опорная пластина
3b фрикционная накладка
3c, 3′c выступ
3d верхняя сторона
3e, 3′e угловая часть
3f крепежный участок
3g, 3′g направляющий выступ
3h, 3′h углубление
3i, 3′i скос
3j приводная сторона
3k ушко
4, 4′ выемка
5 держатель
5a, 5′a; 5b, 5′b консоль держателя
5c, 5′c выступ
5d распорка
5e крепежная сторона
5f распорка
6 суппорт
6a прижимаемая часть
6b реактивная часть
6c, 6′c соединительная часть
7 удерживающая пружина
7a центральный участок
7b, 7′b плечевой участок
7c, 7′c нажимной участок
7d, 7′d переходной участок
7e, 7′e промежуточный участок
7f, 7′f; 7g, 7′g, h прорезь
8, 8′ опорный участок
9, 9′ контактный участок
10 основное направление вращения
10a точка поворота
10b паз
11, 12 сила
11a, 12a плечо рычага
13, 13′ взаимодействующая поверхность
14, 14′ взаимодействующая поверхность
15, 16 гнездо
17, 17′ пружинный держатель
17a выступ
18, 18′ удерживающий элемент
19, 19′ отверстие
20, 20′ крепежный элемент
20a пластина
20b, 20c боковая стенка
20d поперечная часть
20e соединение
21 канавка
70, 70′ удерживающая пружина
70a центральный участок
70b, 70c переходной участок
71, 71′ нажимной участок
72, 72′ удерживающий участок
72a опорный участок
75 подъемный штифт
76 шплинт
RS задняя сторона
ZS сторона прижатия