МНОГОПОРШНЕВОЙ ДИСКОВЫЙ ТОРМОЗ
MULTI-PISTON DISC BRAKE

Изобретение относится к многопоршневому дисковому тормозу согласно ограничительной части пункта 1 формулы изобретения.
Известно различное исполнение многопоршневых дисковых тормозов с гидравлическим или пневматическим приводом от тормозных цилиндров, действующих на стяжной механизм.
В патенте DE 102009013005 В3 описан подобный двухпоршневой дисковый тормоз.
Задача данного изобретения состоит в создании улучшенного многопоршневого дискового тормоза, в частности, в отношении количества деталей и прочности.
Задача решена посредством многопоршневого дискового тормоза, охарактеризованного признаками пункта 1 формулы данного изобретения.
Согласно изобретению многопоршневой дисковый тормоз включает суппорт тормозного механизма с охватом тормозного диска; по меньшей мере, два нажимных пуансона, подвижно расположенных в суппорте тормозного механизма и предназначенных для передачи сжимного усилия в направлении тормозного диска, по меньшей мере, на одну тормозную накладку; нажимной диск, состыкованный, по меньшей мере, с двумя нажимными пуансонами; стяжной механизм, включающий напорную трубку с компенсатором, коромысло и рычаг. Многопоршневой дисковый тормоз отличается тем, что, по меньшей мере, каждый из двух нажимных пуансонов установлен в неподвижно соединенной с тормозным суппортом направляющей нажимных пуансонов с возможностью продольного скольжения.
Многопоршневой дисковый тормоз сочетает простоту конструкции, прочность и простоту технического обслуживания однопуансонного тормоза с преимуществами многопоршневого принципа действия. Количество отдельных деталей значительно меньше по сравнению с ближайшими аналогами.
В одном из вариантов выполнения изобретения направляющая нажимных пуансонов расположена в опорной плите. Это обеспечивает возможность отказа от дополнительных креплений и направляющих.
Направляющая нажимных пуансонов многопоршневого дискового тормоза может быть выполнена монолитно с опорной плитой. Это обеспечивает прочное простое исполнение, при котором действующие на нажимные пуансоны тангенциальные нагрузки во время процесса торможения могут быть направлены напрямую по кратчайшему пути через направляющие нажимных пуансонов в опорную плиту.
Кроме этого, направляющая нажимных пуансонов может быть оснащена уплотняющей оснасткой, взаимодействующей со штатными нажимными пуансонами. Это обеспечивает простую и эффективную герметизацию внутреннего пространства тормозной системы.
Наиболее предпочтительным является включение в уплотняющую оснастку, по меньшей мере, одного грязезащитного элемента и, по меньшей мере, одного уплотняющего элемента и их последовательное расположение.
При этом предусмотрено расположение, по меньшей мере, грязезащитного элемента на обращенной в сторону тормозной накладки стороне опорной плиты и, по меньшей мере, уплотняющего элемента на отдаленной от тормозной колодки стороне плиты днища. Это обеспечивает простоту конфигурации и дополнительно простоту технического обслуживания и простоту замены уплотняющего элемента, так как, по меньшей мере, уплотняющий элемент доступен с отдаленной от тормозной колодки стороны опорной плиты.
В следующем варианте выполнения изобретения нажимной диск состыкован, по меньшей мере, с двумя нажимными пуансонами посредством нажимных шарниров, выполненных с возможностью поворота вокруг оси, перпендикулярной стяжному механизму. Нажимные шарниры могут включать легко устанавливаемые и снимаемые штифтовые соединения, обеспечивающие простой и быстрый монтаж и демонтаж.
В еще одном варианте выполнения изобретения нажимной диск и/или рычаг могут быть выполнены в виде обработанной кованной или литой детали. Это может обеспечить очень хорошее распределение силовых процессов в этих деталях и их долгий срок службы.
Также возможно обеспечить доступ к компенсатору тормозного суппорта для его замены извне и сократить тем самым время технического обслуживания.
Тормозная система транспортного средства может быть оборудована вышеописанным многопоршневым дисковым тормозом.
Отпадает также необходимость синхронизации нажимных пуансонов с дополнительными деталями, так как нажимные шарниры, нажимной диск и нажимные пуансоны, установленные в направляющих нажимных пуансонов опорной плиты, образуют в комплексе относительно жесткое соединение нажимных пуансонов.
Небольшое количество деталей обеспечивает также уменьшение веса.
Расположенный во внутреннем пространстве тормозной системы уплотняющий элемент не подвержен сильным загрязнениям, а также удобно доступен и заменяем.
Можно предотвратить так называемое футеровочное вывинчивание.
Можно применять стяжное устройство с различными многорычажными нажимными дисками для изменяемого количества нажимных пуансонов.
Косой износ тормозных накладок может быть снижен неподвижно установленными в опорной плите направляющими нажимных пуансонов.
Изобретение более подробно рассмотрено на примере его выполнения со ссылками на прилагаемые чертежи, на которых представлено следующее:
фиг.1 - схематичное объемное изображение в разобранном виде варианта выполнения многопоршневого дискового тормоза согласно данному изобретению;
фиг.2 - схематичное объемное изображение в смонтированном виде варианта выполнения изобретения по фиг.1;
фиг.3 - схематичное изображение в разрезе варианта по фиг.2;
фиг.4 - объемное изображение местного вида деталей варианта выполнения изобретения по фиг.1 с трехрычажным нажимным диском;
фиг.5 - объемное изображение трехрычажного нажимного диска по фиг.4.
Фиг.1 является схематичным объемным изображением в разобранном виде варианта выполнения изобретения многопоршневого дискового тормоза 1 согласно данному изобретению.
Дисковый тормоз 1 в данном варианте выполнения является многопоршневым дисковым тормозом 1 с двумя поршнями, выполненными в виде нажимных пуансонов 6. Дисковый тормоз 1 изображен со стороны сжимного механизма и включает суппорт тормоза (не изображено), охватывающий тормозной диск (не изображено). С двух сторон тормозного диска расположены тормозные накладки 2, из которых изображена только тормозная накладка 2 со стороны сжимного механизма. Другая тормозная накладка установлена в тормозном суппорте. Тормозная накладка 2 изображена упрощенно, колодка без накладки не изображена. Тормозной суппорт может быть, например, скользящим суппортом. Возвратная и стяжная пружина не изображены, но их наличие подразумевается.
Тормозная накладка 2 или тормозная колодка включает два нажимных участка 3, предназначенных для взаимодействия с нижней стороной нажимного пуансона 6. Нажимные пуансоны 6 установлены в опорной плите 4 соосно в направлении сжатия. Опорная плита 4 прочно соединена с тормозным суппортом (не изображено) и включает направляющие 5 нажимного пуансона для ориентации каждого из нажимных пуансонов 6.
Каждая направляющая 5 нажимного пуансона проходит вертикально опорной плите 4 и с обеих ее сторон выступает из нее на определенное расстояние. В каждой направляющей 5 нажимного пуансона предусмотрена уплотняющая оснастка 20, предназначенная для герметизации нажимного пуансона относительно опорной плиты 4 и внутреннего пространства тормозной системы и которая будет подробнее рассмотрена ниже. Прочность опорной плиты 4 и направляющих 5 нажимного пуансона рассчитаны на восприятие тангенциальных сил в процессе торможения.
Нажимные пуансоны 6 на концах, противоположных нижним сторонам взаимодействующих с тормозной накладкой 2 нажимных пуансонов 6, подвижно соединены посредством нажимных шарниров 7 с нажимным диском 10. Нажимной шарнир 7 состоит из лапки шарнирного участка 8 пуансона и вилки шарнирного участка 9 нажимного диска. Шарнирные участки 8 и 9 поворотно соединены штифтом (не изображено). Поворот для компенсации неравномерностей в процессе торможения возможен вокруг оси соответствующего штифта или нажимного шарнира 7. Эти нажимные шарниры также выполнены с соответствующей прочностью. Ось поворота проходит перпендикулярно направлению сжатия или центральной оси штатного нажимного пуансона 6 и по касательной к направлению поворота тормозного диска. Посредством этого нажимного шарнира 7, нажимного диска 10 и нажимных пуансонов 6, установленных в направляющих 5 нажимных пуансонов опорной плиты 4, обеспечено относительно жесткое соединение, за счет чего отпадает необходимость синхронизации нажимных пуансонов 6 дополнительными деталями.
Нажимной диск 10 включает два нажимных рычага 10а, на нижней стороне которых (т.е. на обращенной в сторону нажимных пуансонов) расположено по одному шарнирному участку 9 нажимного диска. Нажимные рычаги 10а расположены перпендикулярно направлению сжатия и параллельно тангенциальному направлению относительно тормозного диска (не изображено). Нажимные рычаги 10а соединены между собой центральным участком 12 и выполнены раскрепованными во вне от последнего вверх против направления сжатия.
Центральный участок 12 нажимного диска 10 включает участок 11 распределения силы, а каждый из нажимных рычагов 10а образует на конце нажимной участок 13.
Участок 11 распределения силы предусмотрен для взаимодействия со стяжным механизмом. Стяжной механизм включает резьбовую трубку 14, коромысло 15 и рычаг 16 (обозначаемый также как тормозной рычаг). Стяжной механизм и нажимной пуансон 6 с нажимным диском 10 расположены в тормозном суппорте или корпусе тормоза. Резьбовая трубка 14 является также составной частью компенсатора 17, предназначенного для компенсации износа дискового тормоза 1.
Резьбовая трубка 14, центральная ось которой проходит в стяжном механизме параллельно осям нажимных пуансонов 6, нижней стороной, обращенной к тормозному диску, входит в соответствующее ей гнездо передачи силы центрального участка 12 нажимного диска 10. Резьбовая трубка 14 предназначена для установки компенсатора 17 и взаимодействия с ним. Компенсатор 17 может быть вставлен с конца резьбовой трубки 14, расположенного противоположно нижней стороне резьбовой трубки 14. Взаимное функционирование компенсатора 17 и резьбовой трубки 14 подробно рассмотрено в указанном патенте DE 102009013005 В3.
Коромысло 15 и рычаг 16 также подробно раскрыты в патенте DE 102009013005 В3. Рычаг 16 включает рабочий участок и охватывает компенсатор 17 вилкой своих опорных участков, на верхних сторонах которых расположены шарики, которыми рычаг 16 опирается на тормозной суппорт. Нижние стороны этих опорных участков контактируют с соответствующими участками передачи силы коромысла 15.
В данном варианте выполнения изобретения коромысло 15 связано с наружной резьбой резьбовой трубки 14 для передачи тормозных и реактивных сил. Более подробно это раскрыто в патенте DE 102009013005 В.
Фиг.2 является схематичным объемным изображением варианта выполнения изобретения в собранном виде по фиг.1, а фиг.3 является схематичным изображением в разрезе вида по фиг.2. Штифты нажимных шарниров 7 не изображены, но их присутствие подразумевается.
На фиг.2 и 3 явно различимо, что компенсатор 17 выполнен в тормозном суппорте доступно для его замены. Таким образом, создана прочная и компактная, а также простая в обслуживании конструкция дискового тормоза 1.
Нажимные пуансоны 6 установлены в направляющих 5 нажимных пуансонов опорной плиты 4 с возможностью продольного смещения. При этом в данном варианте выполнения изобретения длина направляющих 5 нажимных пуансонов 6 составляет примерно половину от общей длины нажимного пуансона 6.
Форма направляющих 5 нажимных пуансонов является круговой цилиндрической. Их центральные оси соосны центральным осям соответственно вставленных в них нажимных пуансонов 6. Направляющие 5 нажимных пуансонов выполнены монолитно с опорной плитой 4, причем осевая длина каждого из обращенных к тормозной накладке 2 участков примерно соответствует толщине опорной плиты 4. Осевая длина каждого из обращенных к сжимному механизму участков направляющих 5 нажимных пуансонов составляет примерно две толщины опорной плиты 4.
Уплотняющая оснастка 20 направляющей 5 нажимного пуансона включает, по меньшей мере, грязезащитный элемент 18 и, по меньшей мере, уплотняющий элемент 19. На концах направляющих 5 нажимных пуансонов, обращенных в сторону тормозной накладки, сформирован желоб, в котором установлен грязезащитный элемент 18. Грязезащитный элемент 18 взаимодействует с соответствующей наружной поверхностью нажимного пуансона 6, установленного в соответствующей направляющей 5 нажимного пуансона, и предназначен совместно с уплотняющим элементом 19 для герметичного отделения нажимного пуансона 6 от опорной плиты 4 и, тем самым, от внутреннего пространства тормозной системы.
Кроме этого, на соответствующем обращенном в сторону стяжного механизма участке направляющей 5 нажимного пуансона с отступом по оси от соответствующего грязезащитного элемента 18 установлен уплотняющий элемент 19. В данном варианте выполнения изобретения он установлен в соответствующем радиальном пазе со стороны стяжного механизма. Это может быть, например, соответствующее уплотнение поршня. Уплотняющий элемент 19 доступен со стороны стяжного механизма для технического обслуживания и замены.
Конечно, возможна и иная комбинация уплотняющих и грязезащитных элементов с увеличением их количества.
При приведении в действие тормозной системы усилие от рычага 16 воздействует на коромысло 15, направляющее усилие в резьбовую трубку 14, от которой усилие воздействует на участок распределения сил 11 центрального участка 12 нажимного диска 10. Нажимной диск 10 распределяет усилие на нажимные участки 13 нажимных рычагов 10а, которые передают усилие через соответствующие нажимные шарниры 7 на нажимные пуансоны 6 и, тем самым, на тормозную накладку 2 и одновременно, благодаря скользящему тормозному суппорту, на другую тормозную накладку. При этом отпадает необходимость синхронизации нажимных пуансонов 6.
Фиг.4 является объемным изображением местного вида деталей варианта выполнения изобретения по фиг.1 с трехрычажным нажимным диском 10’; а фиг.5 является объемным изображением трехрычажного нажимного диска 10’ по фиг.4.
На фиг.4 изображены стяжной механизм с резьбовой трубкой 14 (закрыта нажимным диском 10’), коромысло 15 и рычаг 16. Компенсатор 17 обозначен.
Нажимной диск 10’ выполнен трехрычажным и включает центральный участок 12’ с участком распределения сил 11’. Участок распределения сил 11’ выполнен аналогично нажимному диску в варианте выполнения изобретения с двумя нажимными пуансонами 6 по фиг.1 и также взаимодействует со стяжным механизмом через резьбовую трубку 14.
Три нажимных рычага 10’а, каждый с нажимным участком 13’, расположены с равномерным угловым смещением от центрального участка 12’. В показанном варианте выполнения изобретения шарнирные участки 9’ нажимных шарниров 7 нажимного диска выполнены в форме лапок (аналогично шарнирным участкам 8 пуансона варианта выполнения изобретения по фиг.1).
Соответствующие три нажимные пуансоны 6 этого трехпуансонного дискового тормоза 1 не изображены, но их наличие подразумевается. Соответствующая опорная плита 4 включает соответствующее число и соответствующую конфигурацию направляющих 5 нажимных пуансонов с уплотняющими оснастками 20.
Нажимные диски 10 и 10’ могут быть выполнены, например, в виде литых или кованых деталей, причем шарнирные участки 9, 9’ нажимного диска отформованы в процессе доводки. Возможны, конечно, и иные варианты изготовления.
Изобретение не ограничено вышеназванными вариантами его выполнения. Модификации изобретения возможны на основе прилагаемой формулы изобретения.
Так, например, оптимизированные варианты рычага 16 и нажимных дисков 10, 10’ могут быть выполнены формовым литьем с оптимизацией прочности. Это снижает стоимость и производственные затраты.