РЕГУЛИРОВОЧНОЕ ПРИСПОСОБЛЕНИЕ ДЛЯ ДИСКОВОГО ТОРМОЗА
ADJUSTMENT DEVICE FOR DISK BRAKE

Изобретение относится к регулировочному приспособлению для дискового тормоза, в частности, пневматически приводимого в действие дискового тормоза согласно ограничительной части пункта 1 формулы изобретения.
Регулировочные приспособления для дисковых тормозов существуют в различном исполнении. Из DE 10 2004 037 771 A1 известно регулировочное приспособление для дискового тормоза, причем здесь осуществляется полная ссылка на этот документ. Регулировочное приспособление пригодно для пневматически приводимого в действие дискового тормоза, в частности в исполнении плавающей скобы. Далее оно также может применяться в пневматически приводимых в действие дисковых тормозах с неподвижной или поворотной скобой.
Пневматически приводимые в действие дисковые тормоза принадлежат между тем к стандартному оборудованию тяжелых грузовых автомобилей.
Подобного рода дисковые тормоза нужны для создания необходимой прижимной силы, механического передаточного отношения, так как усилие пневматически нагруженного тормозного цилиндра из-за уровня давления (в настоящее время около 10 бар) и лимитированного конструктивного размера тормозного цилиндра ограничено. В известных в настоящее время пневматически приводимых в действие дисковых тормозах имеют место передаточные отношения между 10:1 и 20:1. Ход поршня тормозного цилиндра составляет между 50 и 75 мм при этом ход при прижиме тормозных накладок к тормозному диску получается около 4 мм.
Толщина материала трения тормозных накладок лежит в диапазоне 20 мм, так как установлены 2 накладки, то без учета износа диска, ход, определяемый износом, будет около 40 мм. Этот ход во много раз больше приведенного выше хода при прижиме. Поэтому существует необходимость осуществлять подстройку тормоза с помощью приспособления в соответствии с износом накладок. Известной из уровня техники является автоматически работающая подстройка к износу, при этом достигается, что так называемый люфт, т.е. зазор между тормозными накладками и тормозным диском в незадействованном состоянии, независимо от состояния износа и характеристики износа тормозных накладок остается постоянным.
Очень часто в дисковых тормозах грузовых автомобилей, снабженных регулировочным устройством, это регулировочное устройство располагают концентрично в полости резьбового плунжера и эксцентрически приводится в действие рычагом тормозного механизма через приводной элемент (например, переключающий палец, зубчатое колесо). В процессе торможения рычаг тормозного механизма, соединенный со штоком поршня тормозного цилиндра, совершает вращательное движение. Прежде чем через соединительный механизм регулирования (например, переключающую вилку и переключающий палец или зубчатые колеса) вращательное движение рычага будет передано регулировочному приспособлению, должен быть пройден так называемый свободный ход. Этот ход для величины так называемого люфта имеет решающее значение, так как во время этого движения подстройка не активируется и ход прижима соответствует при этом люфту. После прохождения этого свободного хода регулировочное приспособление переводится во вращательное движение и с помощью соединения с резьбовым плунжером или трубой осуществляется процесс подстройки.
В публикации DE 102004037711 А1 описывается регулировочное приспособление, показанное на фиг.5. Оно состоит в основном из следующих функциональных элементов:
- вала 2;
- упорного кольца 3;
- осевого подшипника 5;
- втулки с заплечиком или распорной втулки 19;
- переключающей вилки или приводного кольца 6;
- муфты 7 с шариковой рампой;
- конусной муфты 17;
- цилиндрической пружины 12.
В отношения описания делается ссылка на DE 102004037711 А1.
Важным элементом регулировочного приспособления является направленное сцепление. Эта функция получается из согласованности муфты 7 с шариковой рампой и конусной муфты 17.
От рычага тормозного механизма вращательное движение передается переключающей вилке с приводным кольцом 6 и муфте 7 с шариковой рампой регулировочного приспособления. Осевая сила, созданная при этом в муфте 7 с шариковой рампой, вызывает в конусной муфте 17 момент сил трения, зависящий от коэффициента трения, угла конуса и радиуса трения.
Чтобы не происходило проскальзывания конусной муфты 17, должно как у всех зависящих от трения систем свободного хода выполняться условие самоторможения, т.е. созданная тормозная сила или созданный момент сил трения должен быть больше, чем подлежащее передаче усилие сжатия дисков сцепления или подлежащий передаче момент сцепления:
конусная муфта
муфта с рампой
М>М
В ходе разработки оказалось, что конструктивное исполнение конусной муфты 17 внутри данных краевых условий связано с очень большими проблемами.
к
Чтобы при очень низких коэффициентах трения (около 0,07) создать в конусной муфте надежный зажимной эффект, необходима конусная муфта 17 с относительно крутым углом конуса α. Проблему при этом представляет поведение при размыкании в осевом направлении. При продолжительной работе конусная муфта 17 при разгрузке может больше не размыкаться и вследствие этого больше не выполняется функция свободного хода.
Поэтому задачей настоящего изобретения является создание такого регулировочного приспособления, благодаря которому устраняются или значительно уменьшаются приведенные выше недостатки и появляются другие преимущества.
Задача решается с помощью регулировочного приспособления с признаками пункта 1 формулы изобретения.
Задача также решается с помощью дискового тормоза с признаками пункта 7 формулы изобретения.
Согласно этому регулировочное приспособление для подстройки к износу тормозных накладок и тормозного диска приводимого в действие пневматическим способом дискового тормоза с приводимым в действие вращающимся рычагом прижимным устройством, которое может вставляться преимущественно в установочный винт дискового тормоза, причем по оси на одной стороне приводного кольца образован осевой подшипник и по оси на противоположной стороне приводного кольца образована муфта с шаровой рампой с функцией свободного хода; муфта с шаровой рампой имеет шарики, расположенную по оси со стороны привода между осевым подшипником и ее шариками приводную втулку и расположенное со стороны отбора мощности кольцо сцепления, конусная муфта расположена между расположенным со стороны отбора мощности кольцом сцепления и направляющей втулкой пружины для цилиндрической пружины, при этом конусная муфта имеет расположенное со стороны отбора мощности кольцо сцепления и коническую втулку, соединенную с направляющей втулкой пружины и между расположенным со стороны отбора мощности кольцом сцепления и конической втулкой расположены зажимные шарики.
Конусная муфта оснащена зажимными шариками. С помощью зажимных шариков внутренняя коническая втулка может двигаться в осевом направлении без заметного замедления трения благодаря движению качения шариков. Однако благодаря установке шариков в проходящих по оси продольных канавках в тангенциальном направлении имеется базирующийся на трении запирающий эффект.
Эта конструкция имеет следующие преимущества:
- безупречное поведение при размыкании в осевом направлении даже при очень малых углах конуса;
- высокий эффект трения в тангенциальном направлении;
- благодаря установке шариков в канавках между шариками и сопряженной поверхностью образуется линейное касание и таким образом относительно благоприятное контактное напряжение сжатия;
- благоприятное в отношении стоимости изготовление частей благодаря технологии обработки давлением без образования стружки;
- экономящая пространство конструкция.
Предпочтительное исполнение приведено в зависимых пунктах формулы изобретения.
В варианте осуществления предусмотрено, что коническая муфта имеет наружный профиль, соответствующий внутреннему профилю направляющей втулки пружины для неподвижного в отношении вращения соединения. Благодаря этому становится возможной простая сборка, причем одновременно создается соединение для вращения с геометрическим замыканием.
В альтернативном варианте осуществления коническая втулка и направляющая втулка пружины могут быть образованы в виде единой детали, благодаря чему уменьшается количество частей и время сборки.
Согласно другому варианту осуществления осевой подшипник образован стороной приводного кольца, телами качения и заплечиком втулки, проходящей по оси сквозь муфту с шариковой рампой. При этом точно также уменьшается количество деталей и получается компактная конструкция.
Далее предусмотрено, что конец проходящей сквозь муфту с шариковой рампой втулки с заплечиком непосредственно или через опорную плиту образует осевой упор для конической втулки. Благодаря этому становится возможной простая сборка и соединение, а также сохраняется минимальный зазор с осевым подшипником и муфтой с рампой для шариков.
Изобретение более подробно поясняется с помощью исполнения со ссылкой на прилагаемые чертежи. При этом показывают:
фиг.1 - принципиальную схему фрикционного воздействия на конус;
фиг.2 - изображение частичного разреза осуществления предложенного согласно изобретению регулировочного приспособления в виде примера;
фиг.3 - увеличенное изображение частичного разреза верхней зоны согласно фиг.2;
фиг.4 - перспективное изображение конической втулки в виде примера;
фиг.5 - изображение частичного разреза регулировочного приспособления согласно уровню техники; и
фиг.6 - схематическое изображение дискового тормоза.
Элементы с одинаковыми или подобными функциями на фигурах снабжены одинаковыми позициями.
В части конструкции и функционирования пневматического дискового тормоза согласно фиг.6 делается ссылка на соответствующее описание DE 19729024 C1. На фиг.6 здесь приведены следующие составные части: дисковый тормоз 20, тормозной диск 21, скоба 22 дискового тормозного механизма, тормозная накладка 23, траверса 24, установочные винты 25 и 26, упоры 27, звездочки 28, цепь 29, эксцентрик 30 и вращающийся рычаг 31 с приводным элементом 32, который взаимодействует с переключающей вилкой регулировочного приспособления 1. Здесь регулировочное приспособление 1 расположено в установочном винте 25. Подобного рода регулировочное приспособление 1 теперь поясняется более подробно. Регулировочное приспособление было бы пригодно для дискового тормоза, приводимого в действие электродвигателем.
Для этого делается ссылка на фиг.1, 2 и 3.
Фиг.1 представляет принципиальную схему фрикционного воздействия на конус и фиг.2 показывает изображение частичного разреза образцового осуществления предложенного согласно изобретению регулировочного приспособления 1. Фиг.3 иллюстрирует увеличенное изображение частичного разреза верхней зоны согласно фиг.2.
Регулировочное приспособление имеет вал 2 с приводной цапфой, установленной на его верхнем конце, упорное кольцо 3 для крепления регулировочного приспособления 1 в скобе 22 дискового тормозного механизма (см. фиг.6), втулку 4 с заплечиком, которая с обеспечением стопорения против вращения соединена с упорным кольцом 3 и имеет верхний заплечик с расположенной под ним поверхностью качения для шариков осевого подшипника 5; приводное кольцо 6 (переключающей вилки), которое соединено с переключающей вилкой, соединенной с приводным элементом 32 (см. фиг.6) вращающегося рычага 31, муфту 7 с шариковой рампой, с кольцом 8 сцепления, которое взаимодействует с конической втулкой 11, соединенной без возможности вращения с направляющей втулкой 14 пружины, цилиндрическую пружину 12, расположенную в направляющей втулке 14 пружины и опирающуюся на профильную шайбу 15, и регулировочный элемент 16, например, гайку, расположенную.на нижнем конце вала 2 и предназначенную для натяжения цилиндрической пружины 12 и для осевого соединения элементов регулировочного приспособления 1. Муфта 7 с шариковой рампой состоит из приводной втулки 33, которая представлена нижним участком приводного кольца 6, шариков или тел качения и кольца 8 сцепления, причем кольцо 8 сцепления имеет верхний участок для установки шариков и нижний участок, который образует часть конической фрикционной муфты. В общих чертах функционирование регулировочного приспособления 1 подробно описано в DE 102004037771 A1 со ссылкой на фиг.5, на что здесь указывается.
В качестве первого отличия от регулировочного приспособления согласно фиг.5 в регулировочном приспособлении 1 согласно настоящему изобретению осевой подшипник 2 образован заплечиком втулки 4 с заплечиком, стороной приводного кольца 6 и телами качения. Нижний конец втулки 4 с заплечиком, проходящей сквозь муфту 7 с шариковой рампой, образует непосредственно или через опорную плиту 35 осевой упор для конической втулки 11. Коническая втулка 11 через направляющую втулку 14 пружины прижимается вверх цилиндрической пружиной 12, причем составляющие части: конусная муфта 17, муфта 7 с шариковой рампой и осевой подшипник 5 по оси удерживаются вместе и сжимаются. Втулка 4 с заплечиком с ее упором служит для сохранения минимального люфта в опорах.
Более существенное отличие от уровня техники заключается в том, что конусная муфта 17 образована в виде конусной муфты с шариками.
Конусная муфта обеспечивает в направлении окружности надежность зажима и в осевом направлении безупречное поведение при размыкании.
K
Norm
Чтобы в окружном направлении достичь высокой надежности зажима в конусной муфте нужен по возможности небольшой угол конуса α. Для пояснения этого служит фиг.1. Благодаря этому достигается, что нормальная сила F, действующая на поверхность трения, по возможности является большой. Существует связь
Norm
Axian
K
F=F/cosα
Так как для силы трения имеет место
reib
Norm
F=F*µ
то в сочетании с радиусом трения может получаться высокий момент сил трения.
Как изображено на фиг.3, конусная муфта 17 оснащена зажимными шариками 10. С помощью зажимных шариков внутренняя коническая втулка 11 в осевом направлении может двигаться без заметного торможения за счет трения благодаря качению зажимных шариков 10. Благодаря установке зажимных шариков в проходящих вдоль по оси канавках 9 для шариков достигается, что напротив в тангенциальном направлении имеет место стопорящее действие, в основе которого лежит трение.
Эта конструкция имеет следующие преимущества:
- безукоризненное поведение при размыкании в осевом направлении также при очень малых углах конуса,
- высокий фрикционный эффект в тангенциальном направлении,
- благодаря установке зажимных шариков 10 в канавках 9 для шариков достигается, что между зажимными шариками 10 и сопряженной поверхностью имеет место линейное касание и таким образом относительное благоприятное контактное напряжение сжатия,
- благоприятное в отношении стоимости изготовление деталей благодаря технологии обработки давлением без снятия стружки.
Фиг.4 иллюстрирует коническую втулку 11 с канавками 9 для шариков в перспективном изображении.
Коническая втулка 11 в этом примере имеет на своей стороне, противоположной конусной муфте 17, радиальное профилирование, которое служит для установки с геометрическим замыканием в верхнем конце направляющей втулки 14 пружины. Таким образом обеспечен простой монтаж.
Изобретение не ограничено описанными выше примерами осуществления. Оно может модифицироваться в рамках приложенной формулы изобретения.
Например, коническая втулка 11 и направляющая втулка 14 пружины могут быть образованы в виде единой детали.
Перечень позиций
1.
Регулировочное приспособление
2.
Вал
3.
Упорное кольцо
4.
Втулка с заплечиком
5.
Осевой подшипник
6.
Приводное кольцо
7.
Муфта с рампой для шариков
8.
Кольцо сцепления
9.
Канавки для шариков
10.
Зажимной шарик
11.
Коническая втулка
12.
Цилиндрическая пружина
13.
Приводная цапфа
14.
Направляющая втулка пружины
15.
Профильная шайба
16.
Элемент регулировки
17.
Конусная муфта
18.
Конус втулки
19.
Распорная втулка
20.
Дисковый тормоз
21.
Тормозной диск
22.
Скоба дискового тормозного механизма
23.
Тормозная накладка
24.
Траверса
25.
Первый установочный винт
26.
Второй установочный винт
27.
Упор
28.
Звездочка
29.
Цепь
30.
Эксцентрик
31.
Вращающийся рычаг
32.
Приводной элемент
33.
Приводная втулка
34.
Шарик