ДИСКОВЫЙ ТОРМОЗНОЙ МЕХАНИЗМ ДЛЯ ГРУЗОВОГО ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА
DISC BRAKE MECHANISM FOR CARGO VEHICLE

Настоящее изобретение относится к дисковому тормозному механизму в соответствии с ограничительной частью п. 1 формулы изобретения.
В дальнейшем тормозная накладка на стороне зажимного устройства дискового тормозного механизма обозначается как «тормозная накладка со стороны зажима», а тормозная накладка на стороне, обращённой от зажимного механизма, как «тормозная накладка со стороны реакции». И относительно направления вращения тормозного диска при движении вперёд транспортного средства, на котором смонтирован такой дисковый тормозной механизм, между стороной входа – т.е. стороной суппорта тормозного механизма, на которой тормозной диск вкручивается или входит в прилегающую к нему при торможении тормозную накладку – и стороной выхода – т.е. стороной суппорта тормозного механизма, на которой тормозной диск выходит из прилегающей к нему тормозной накладки – имеются различия.
Известно, что у дисковых тормозных механизмов для грузовых транспортных средств, вследствие механических свойств системы «дискового тормозного механизма с тормозным диском на оси транспортного средства», на тормозных накладках возникает неравномерный износ, именуемый также тангенциальным косым износом. Это относится, в частности, к дисковым тормозным механизмам для грузовых транспортных средств с зажимным устройством, в которых единственный центральный нажимной шток предусмотрен для того, чтобы оказывать зажимное усилие на тормозную накладку.
Этот неравномерный, тангенциальный косой износ – в дальнейшем упрощённо именуемый как «косой износ» – вызывается различными эффектами. К ним относятся эффекты серводействия, трение в направляющей для накладки в держателе тормозного механизма, упругая деформация суппорта/рамы тормозного механизма и/или не оптимальные условия подачи зажимного усилия на тормозную накладку.
Эти эффекты по отдельности и в комбинации друг с другом приводят к неравномерному распределению давления на поверхности трения тормозной накладки, следствием чего является неравномерное изнашивание тормозной накладки со стороны зажима. Неравномерный износ одной или обеих тормозных накладок приводит к уменьшению срока службы тормозных накладок и, тем самым, к повышению расходов на обслуживание.
При приведении в действие тормозного механизма, при наличии такой неравномерно изношенной тормозной накладки, сначала в контакт с тормозным диском вступает менее изношенная зона этой тормозной накладки, что приводит к преждевременному останову процесса регулировки и, тем самым, к не совсем оптимальному процессу регулировки. За счёт неравномерного износа тормозных накладок, тем самым, оказывается также негативное воздействие на регулировку воздушного зазора дискового тормозного механизма, что, как правило, приводит к увеличению воздушного зазора и, тем самым, к удлинению времени срабатывания дискового тормозного механизма.
Для предотвращения нежелательного косого износа на тормозных накладках таких дисковых тормозных механизмов для грузовых транспортных средств из уровня техники известны различные варианты решения.
Из EP 1 396 652 B1 известен дисковый тормозной механизм с пневматическим приводом для грузовых транспортных средств, который имеет проведённый на держателе тормозного механизма подвижным образом суппорт тормозного механизма, а также зажимное устройство с одним единственным нажимным штоком, который при торможении, в результате зажима дискового тормозного механизма, воздействует на тормозную накладку со стороны зажима и прижимает её к вращающемуся тормозному диску. При зажиме тормозная накладка со стороны реакции с перемещаемым суппортом тормозного механизма также подтягивается к тормозному диску. Для предотвращения косого износа тормозная накладка со стороны реакции располагается относительно нажимного штока эксцентрично в направлении выхода тормозного диска. Далее дополнительно предусмотрено предание тормозной накладке со стороны реакции клинообразной формы.
Недостатком данного решения является потребность в увеличении в направлении периферии, вследствие соответствующего смещения ниши для тормозной накладки держателя тормозного механизма, конструктивного пространства. Кроме того, клинообразная тормозная накладка в течение всего срока службы имеет значительно уменьшенную поверхность контакта с тормозным диском.
В EP 2 392 835 B1 раскрыт дисковый тормозной механизм с пневматическим приводом для грузовых транспортных средств, который имеет плавающий суппорт тормозного механизма, который осуществлён в форме рамы и обхватывает верхнюю кромку тормозного диска по типу рамы. В суппорте тормозного механизма расположено далее зажимное устройство с одним единственным нажимным штоком, а также с держателем тормозного механизма. Для предотвращения косого износа тормозная накладка со стороны зажима располагается относительно нажимного штока эксцентрично в смещённом в направлении периферии в направлении выхода тормозного диска держателе тормозного механизма.
Недостатком данного решения является то, что для реализации данного решения со смещённой нишей для накладки необходимо повышение конструктивных затрат и увеличение потребности в конструктивном пространстве в направлении периферии, для обеспечения желаемой функциональности.
В FR 2 312 690 А раскрыт дисковый тормозной механизм для легкового автомобиля. Для предотвращения шумов при торможении, к примеру, скрипов при торможении, по меньшей мере, одна тормозная накладка дискового тормозного механизма со стороны входа, с одной стороны, имеет фаску.
Из DE 10 2011 010 912 А1 известно далее в возможности предусмотреть тормозную накладку со стороны зажима на стороне выхода со скосом, именуемым фаской. При этом в соответствии с DE 10 2011 010 912 А1 предусмотрено, что две фаски располагаются симметрично относительно тормозной накладки, причём фаски имеют выпукло изогнутые кромки. К тому же, эта тормозная накладка имеет две выступающие сбоку в направлении периферии серьги, посредством которых она подвешена в направляющей нише устройства дискового тормозного механизма.
Задачей изобретения является создание дискового тормозного механизма для грузовых транспортных средств с зажимным устройством, которое имеет один единственный нажимной шток, который, по меньшей мере, частично устраняет недостатки уровня техники.
В соответствии с отличительной частью п.1 формулы изобретения предусмотрено, что
А) плоскость воздействия нажимной пластины имеет смещение по центру в направлении стороны выхода, на расстоянии от центральной плоскости дискового тормозного механизма, и/или
В) по меньшей мере, тормозная накладка со стороны зажима имеет скос на стороне выхода.
1
Таким образом, для компенсации косого износа тормозных накладок используются одна или в комбинации друг с другом две меры А) и В), и затем в последнем случае дисковый тормозной механизм разделяется на два конструктивных элемента, так что каждый из этих конструктивных элементов может осуществлять, соответственно, лишь одну часть требуемой компенсации косого износа и может быть соответствующим образом осуществлён.
В соответствии с предпочтительным вариантом осуществления изобретения тормозная накладка со стороны реакции имеет скос на стороне выхода. Компенсация косого износа может быть осуществлена, вследствие этого, полностью или частично. Благодаря этому, дополнительное смещение по центру нажимного штока и скос тормозной накладки со стороны зажима могут быть в предпочтительном варианте меньше.
В следующем предпочтительном варианте осуществления изобретения нажимная пластина имеет не круглую, предпочтительно овальную, геометрию. Благодаря этому, простым способом и с экономией конструктивного пространства, может быть реализован нажимной шток, который работает с определённым смещением по центру.
В соответствии со следующим вариантом осуществления в качестве меры С) предусмотрено то, что выступ со стороны входа несущей пластины со стороны зажима тормозной накладки со стороны зажима входит в зацепление в углубление со стороны входа держателя тормозного механизма. Благодаря этому, также противодействуют косому износу тормозной накладки со стороны зажима.
1
1
Меры корректировки А), и/или В), и/или С) не зависят друг от друга и, соответственно, по отдельности являются предпочтительными, однако, могут добавляться к желаемому процессу корректировки. Соответствующие согласования и варианты осуществления одной, двух или трёх мер А), и/или В), и/или С) специалист находит опытным путём.
1
Часть мер А) и С) жёстко рассчитана под габариты соответствующего дискового тормозного механизма. Другая часть мер (в данном случае, к примеру, мера В) может варьироваться и может быть согласована, соответственно, с уровнем износа тормозной накладки.
Таким образом, посредством комбинации мер в предпочтительном варианте и простым способом возможно также компенсировать зависящие от толщины накладки и не зависящие от толщины накладки причины косого износа. Благодаря этому, эксцентричное смещение нажимной пластины может быть осуществлено в предпочтительном варианте меньше, чем без скоса.
За счёт скоса со стороны выхода фрикционной накладки, который также рассматривается как независимый вариант осуществления изобретения, генерируется переменный корректировочный момент, вследствие увеличивающейся в зависимости от толщины фрикционной накладки дистанции между центром тяжести поверхности несущей пластины и плоскостью воздействия нажимной пластин, за счёт смещения центра тяжести поверхности фрикционной накладки против направления вращения тормозного диска. Благодаря этому, простым способом и, тем самым, в предпочтительном варианте фрикционная накладка осуществляется таким образом, что определённо способствует компенсации косого износа.
2
В соответствии со следующим предпочтительным вариантом осуществления изобретения скос (мера В) осуществлён таким образом, что при ещё не изношенной фрикционной накладке сначала осуществляется перекомпенсация тангенциального косого износа, которая при уменьшающейся толщине фрикционной накладки становится меньше, а, начиная со среднего значения толщины фрикционной накладки, переходит в недокомпенсацию. Благодаря этому, простым способом и в предпочтительном варианте достигается равномерный износ без косого износа фрикционной накладки.
В следующем предпочтительном варианте осуществления изобретения одна часть скоса служит для, по меньшей мере, частичной компенсации сервоэффекта, в то время как другая часть, по меньшей мере, частично компенсирует воздействие силы трения несущей пластины на держателе тормозного механизма. Благодаря этому, скос определённо простым способом и в предпочтительном варианте может быть согласован с требованиями к соответствующему дисковому тормозному механизму.
Поскольку в дальнейшем упоминается смещение по центру нажимного штока 8, то, таким образом, имеется ввиду расстояние от плоскости W воздействия нажимного штока 8 до центральной плоскости S дискового тормозного механизма 1, которое образуется вследствие смещения центра тяжести поверхности нажимной пластины 9 относительно плоскости симметрии нажимного штока 8.
В следующем предпочтительном варианте осуществления изобретения значение расстояния между плоскостью W воздействия нажимного штока и центральной плоскостью S дискового тормозного механизм находится в пределах от е = 0 мм до е = 10 мм, предпочтительно от е = 2 мм до е = 4 мм. Благодаря этому, в предпочтительном варианте выявляется экономичная с точки зрения конструктивного пространства форма, несмотря на смещение точки приложения усилия к нажимной пластине.
Далее в предпочтительном варианте может быть предусмотрено, что скос фрикционной накладки в направлении параллельно оси вращения тормозного диска не заканчивается на кромке со стороны выхода несущей пластины, а заканчивается на расстоянии от неё, предпочтительно таким образом, что расстояние соответствует остаточной толщине фрикционной накладки. Именно за счёт использования упомянутой последней меры обеспечивается также простая возможность для оптического контроля износа накладок.
В соответствии со следующим вариантом может быть предусмотрено, что скос фрикционной накладки в направлении периферии параллельно тормозному диску не заканчивается на кромке со стороны выхода в предпочтительном варианте, напротив, симметрично осуществлённой относительно центральной плоскости несущей пластины, а заканчивается на расстоянии от неё. Посредством данной меры можно также дополнительно противодействовать косому износу.
Изобретение выявляет далее также предмет пункта 10 формулы изобретения, который также представляет собой самостоятельное изобретение.
Изобретение выявляет далее также предмет пункта 21 формулы изобретения, который также представляет собой самостоятельное изобретение.
И наконец, изобретение выявляет также транспортное средство с одними или несколькими заявленными дисковыми тормозными механизмами.
Другие предпочтительные варианты осуществления изобретения раскрыты в зависимых пунктах формулы изобретения.
Примеры осуществления предметов в соответствии с изобретением представлены на чертежах и далее описываются более детально. На чертежах представлено следующее:
фиг.1 - пространственный вид дискового тормозного механизма в соответствии с изобретением,
фиг.2 - следующий пространственный вид дискового тормозного механизма по фиг.1,
фиг.3 - пространственный вид нажимного штока и тормозной накладки со стороны зажима дискового тормозного механизма по фиг.1,
фиг.4 - фронтальный вид нажимного штока и тормозной накладки со стороны зажима по фиг.3,
фиг.5а - вид сверху нажимного штока и тормозной накладки со стороны зажима по фиг.3,
фиг.5b - вид сбоку нажимного штока и тормозной накладки со стороны зажима по фиг.3,
фиг.6а - вид сверху нажимного штока по фиг.3,
фиг.6b - фронтальный вид нажимного штока по фиг.3,
фиг.6с - вид сзади нажимного штока по фиг.3,
фиг.7 - вид сверху тормозной накладки со стороны зажима по фиг.3,
фиг.8 - увеличенный фрагмент стороны выхода тормозной накладки со стороны зажима,
фиг.9 - следующий увеличенный фрагмент стороны выхода тормозной накладки со стороны зажима,
фиг.10а - вид сверху варианта осуществления тормозной накладки по фиг.3,
фиг.10b - вид сверху следующего варианта осуществления тормозной накладки по фиг.3,
фиг.10с - вид сверху следующего варианта осуществления тормозной накладки по фиг.3,
фиг.10d - вид сверху следующего варианта осуществления тормозной накладки по фиг.3.
На фиг.1 фрагментарно представлен дисковый тормозной механизм 1 для грузового транспортного средства, с суппортом 2 тормозного механизма, который перекрывает тормозной диск 4 и в котором позиционированы тормозные накладки 5, 6, которые в случае торможения могут прижиматься к тормозному диску 4.
Суппорт 2 тормозного механизма осуществлён в данном случае в виде плавающего или скользящего суппорта. В альтернативном варианте дисковый тормозной механизм 1 может быть осуществлён также в виде дискового тормозного механизма с неподвижным суппортом. Суппорт 2 тормозного механизма обхватывает – в данном случае по типу рамы – выполненный с возможностью вращения во время движения оснащённого дисковым тормозным механизмом 1 транспортного средства тормозной диск 4.
На тормозной диск 4 при торможении воздействуют тормозная накладка 5 со стороны зажима и тормозная накладка 6 со стороны реакции, причём тормозная накладка 6 со стороны реакции расположена в предпочтительном варианте симметрично плоскости тормозного диска 4 относительно тормозной накладки 5 со стороны зажима.
Тормозные накладки 5, 6 расположены в дисковом тормозном механизме 1, к тому же, также, в основном, симметрично центральной плоскости S дискового тормозного механизма 1. В данном случае они вставлены в держатель 7 тормозного механизма и с обеих сторон тормозного диска 4 проведены в ниши этого держателя 7 тормозного механизма. Тормозная накладка 6 со стороны реакции, при наличии предусмотренного лишь с одной стороны тормозного диска 4 держателя 7 тормозного механизма, могла бы быть также непосредственно вставлена в нишу для накладки суппорта 2 тормозного механизма (в данном случае не изображено).
Держатель 7 тормозного механизма обхватывает тормозной диск 4 по типу рамы в зоне кромки периферии. Зажимное устройство дискового тормозного механизма 1 имеет один единственный нажимной шток 8. Нажимной шток 8 проведён параллельно оси вращения тормозного диска 4 подвижным образом и в данном случае без возможности поворота.
В варианте осуществления в виде дискового тормозного механизма со смещаемым суппортом, как представлено на фиг.1 в качестве особо предпочтительного – однако, не обязательного – варианта осуществления, суппорт 2 тормозного механизма проведён на держателе 7 тормозного механизма подвижным образом. Для этого служат две направляющие опоры 15, 16 (см. фиг.1), которые образованы между суппортом 2 тормозного механизма и держателем 7 тормозного механизма, и которые располагаются параллельно оси вращения тормозного диска. Ось вращения тормозного диска располагается в центральной плоскости S, которая как ось симметрии осуществлена таким образом, что каждая из расположенных на ней точек находится на равном расстоянии от точек, которые располагаются на прямых F1, F2, проходящих через центр направляющих опор 15, 16 (см.фиг.2).
Тормозная накладка 5 со стороны зажима и тормозная накладка 6 со стороны реакции имеют, соответственно, фрикционную накладку 11а, 11b, которая размещена на несущей пластине 10а, 10b и соединена с ней (см. также фиг.2).
Каждая из этих несущих пластин 10а, 10b имеет, в соответствии с фиг.3 или фиг.4, направляющие поверхности 13, по которым тормозная накладка 6 со стороны реакции подвижным образом проведена в держателе 7 тормозного механизма. Тормозная накладка 6 со стороны реакции имеет также фрикционную накладку 11b, которая посредством сплошного соединения соединена с несущей пластиной 10b.
Направляющими поверхностями 13 обозначены все поверхности несущих пластин 10а, 10b, которые подвижным образом направляют тормозную накладку 5 со стороны зажима и в данном случае, соответственно, тормозную накладку 6 со стороны реакции параллельно оси тормозного диска в держателе 7 тормозного механизма.
Несущие пластины 10а, 10b тормозной накладки 5 со стороны зажима и тормозной накладки 6 со стороны реакции могут быть осуществлены одинаковыми или различными. В данном случае они осуществлены далее, соответственно, симметрично плоскости S симметрии.
Суппорт 2 тормозного механизма имеет участок 3 корпуса, в котором расположено зажимное устройство, т.е. состоящее из нескольких элементов средство, в частности, механический элемент, для зажима дискового тормозного механизма 1 (в данном случае не видно). Участок 3 корпуса осуществлён в данном случае цельно с суппортом 2 тормозного механизма. Дисковый тормозной механизм 1 рассчитан в данном случае на приведение в действие посредством гидравлического, в частности, пневматического способа. В альтернативном варианте возможно также приведение в действие дискового тормозного механизма 1 посредством электрического или электромеханического способа.
Нажимной шток 8 проведён, к тому же, в центральной плоскости S дискового тормозного механизма 1 или в центральной плоскости корпуса 3 зажимного устройства в участке 3 корпуса, подвижным образом. Он имеет на своей обращённой к тормозной накладке 5 со стороны зажима стороне нажимную пластину 9.
При торможении дискового тормозного механизма 1, осуществлённого в виде дискового тормозного механизма с смещаемым суппортом, зажимное устройство посредством одного единственного нажимного штока 8 с нажимной пластиной 9, вследствие зажима дискового тормозного механизма 1, воздействует на тормозную накладку 5 со стороны зажима и смещает её к вращающемуся тормозному диску 4. При зажиме тормозная накладка 6 со стороны реакции далее со смещаемым суппортом 2 тормозного механизма на другой стороне тормозного диска 4 подтягивается к тормозному диску 4.
На фиг.6а, в частности, на фиг.6b и 6с хорошо видно, что нажимная пластина 9 нажимного штока 8 имеет эксцентричную относительно центральной плоскости S, т.е. в данном случае не круглую, в данном случае предпочтительно овальную, геометрию. Нажимная пластина 9 и нажимной шток 8 в предпочтительном варианте могут быть осуществлены цельно. Однако, возможен также вариант осуществления из двух или нескольких частей.
На фиг.2 хорошо видно, что нажимная пластина 9 – в данном случае овальная нажимная пластина 9 или овал – относительно центральной плоскости S дискового тормозного механизма 1 с одной стороны смещены в направлении стороны А выхода тормозного диска 4. Вследствие этого, выявляется центр тяжести поверхности нажимной пластины 9, который располагается вне центральной плоскости S дискового тормозного механизма 1, так что плоскость W воздействия нажимного штока 8 на тормозную накладку 5 со стороны зажима в направлении стороны А выхода тормозного диска 4 смещена.
Нажимной шток 8 воздействует, таким образом, вне центральной плоскости S дискового тормозного механизма 1 на тормозную накладку 5 со стороны зажима (см. для этого фиг.4). Нажимная пластина 9 и нажимной шток 8 могут также совместно образовывать корпус, который имеет не круглую, эксцентричную геометрию поперечного сечения.
Посредством меры А):
«воздействующая эксцентрично относительно центральной плоскости S дискового тормозного механизма 1 нажимная пластина 9 нажимного штока 8»
в предпочтительном варианте и с небольшими затратами опять же компенсируется часть возникающего обычно в процессе работы дискового тормозного механизма 1 косого износа.
На фиг.2 хорошо видна эксцентрично воздействующая на тормозную накладку 5 со стороны зажима нажимная пластина 9. Также хорошо видна, в основном, симметричная конструкция дискового тормозного механизма 1.
На фиг.3 нажимной шток 8 с нажимной пластиной 9, а также тормозная накладка 5 со стороны зажима, изображены отдельно, без граничащих с ними конструктивных элементов дискового тормозного механизма 1.
Несущая пластина 10а этой тормозной накладки 5 имеет на своей обращённой к нажимному штоку 8 или к нажимной пластине 9 стороне несколько углублений в форме карманов, так что её поверхность образует рёбра.
На фиг.4 хорошо видно, что центр тяжести поверхности нажимной пластины 9 – т.е. плоскость W воздействия нажимной пластины 9 – располагается вне центральной плоскости S дискового тормозного механизма 1. Поэтому усилие, с которым нажимной шток 8 воздействует на несущую пластину 10а тормозной накладки 5 со стороны зажима, относительно центральной плоскости S дискового тормозного механизма 1 является эксцентричным.
На фиг.5а и 5b можно видеть, что фрикционная накладка 11а тормозной накладки 5 со стороны зажима на стороне А выхода (относительно предпочтительного направления вращения тормозного диска 4 при движении вперёд) тормозной накладки 5 со стороны зажима скошена. Образуется фаска или скос 12. Этот скос 12 располагается в предпочтительном варианте под острым углом α предпочтительно в пределах от 10° до 30°, особо предпочтительно в пределах от 15° до 25°, к оси вращения тормозного диск и к центральной плоскости S. На стороне Е входа не образовано такой фаски. Фрикционная накладка 11а ориентирована в данном случае на кромке со стороны входа параллельно или почти параллельно центральной плоскости S.
За счёт скоса 12 со стороны выхода фрикционной накладки 11а центр тяжести поверхности фрикционной накладки 11а в направлении стороны Е входа тормозной накладки 5 со стороны зажима смещается, так что фрикционная накладка 11а воздействует относительно центральной плоскости S дискового тормозного механизма 1 эксцентрично.
1
Посредством меры В):
«скос 12 со стороны выхода фрикционной накладки 11а тормозной накладки 5 со стороны зажима»
S
снова достигается корректировочный момент. Корректировочный момент возникает вследствие смещения центра тяжести поверхности фрикционной накладки 11 относительно плоскости W воздействия нажимной пластины 9 на несущую пластину 10. Скос 12 служит для компенсации или для выравнивания изменяющейся, вследствие износа, толщины фрикционной накладки 11 и изменяющегося, вследствие этого, по величине, сервомомента M. За счёт скоса 12 центр тяжести поверхности фрикционной накладки 11 в своём новом состоянии максимально смещён от плоскости воздействия нажимной пластины 9. Если толщина фрикционной накладки 11, вследствие износа, уменьшается, то центр тяжести поверхности фрикционной накладки 11 постепенно смещается в направлении плоскости W воздействия нажимной пластины 9 на несущую пластину тормозной накладки 5.
В соответствии с предпочтительным – однако, не для каждого варианта осуществления обязательным – вариантом осуществления дискового тормозного механизма 1 несущая пластина 10а тормозной накладки 5 со стороны зажима имеет в данном случае два боковых – расположенных в направлении периферии – выступа 14а, 14b, которые входят в зацепление в соответствующие углубления 17а, 17b держателя 7 тормозного механизма (см. фиг.2 и фиг.4, на которых эти углубления изображены, они располагаются перпендикулярно плоскости чертежа на фиг.4).
Один из выступов 14а осуществлён со стороны входа на несущей пластине 10а, а другой выступ 14b со стороны выхода. В режиме торможения при движении вперёд выступ 14а со стороны входа работает как опорный элемент, так что часть тормозного усилия через этот выступ 14а передаётся на держатель 7 тормозного механизма.
Тормозная накладка 5 со стороны зажима и тормозная накладка 6 со стороны реакции имеют далее по одной пружине 19, 20 на своей верхней кромке. Пружина 19 тормозной накладки 5 со стороны зажима проходит через расположенное на несущей пластине 10а накладки поднутренние, которое перекрывается перемычкой 21, так что образуется своего рода паз, в который в зацепление входит пружина 19. Пружина 20 тормозной накладки 6 со стороны реакции прижимается посредством прижимной скобы 22, которая установлена на конце на суппорте 2 тормозного механизма, и которая в аксиальном направлении перекрывает лишь тормозную накладку 6 со стороны реакции и не перекрывает тормозную накладку 5 со стороны зажима, которая в качестве элемента предохранения от радиального выпадения имеет выступы 14а, 14b. Таким образом, тормозная накладка 5 со стороны зажима и тормозная накладка 6 со стороны реакции в данном случае с конструктивной точки зрения просто и надёжно располагаются и удерживаются на дисковом тормозном механизме 1.
Посредством меры С)
«выступ 14а со стороны входа несущей пластины 10а со стороны зажима тормозной накладки 5 со стороны зажима, который входит в зацепление в углубление 17а со стороны входа держателя 7 тормозного механизма»
снова осуществляется противодействие косому износу тормозной накладки 5 со стороны зажима.
Несущая пластина 10b тормозной накладки 6 со стороны реакции также имеет, в основном, симметричную относительно центральной плоскости S геометрию (см. также фиг.4). Она не имеет в данном случае выступов 14, однако, может быть оснащена такими выступами дополнительно. Несущие пластины 10а, 10b изготовлены в предпочтительном варианте из металла, в частности, из чугуна.
1
1
Меры А), и/или В), и/или С) для компенсации косого износа не зависят друг от друга или предпочтительны по отдельности, однако, и дополняют друг друга, если они предусмотрены совместно и должны, поэтому, таким образом согласовываться друг с другом, чтобы в конечном итоге обеспечивать желаемую корректировку. Подходящие согласования и варианты осуществления одной, двух или трёх мер А), и/или В), и/или С) специалист находит опытным путём.
1
Посредством комбинации этих мер А), В), С) в предпочтительном варианте возможно также компенсировать зависящие от толщины накладки и не зависящие от толщины накладки причины косого износа.
Благодаря этому, эксцентричное смещение нажимной пластины 9 может быть осуществлено в предпочтительном варианте меньшим, чем без скоса 12.
1
В отношении меры В) были предложены и другие предпочтительные варианты осуществления, которые также представляют собой самостоятельное изобретение.
Таким образом, предпочтительным является, если при еще не изношенной фрикционной накладке 11а тормозной накладки 5 со стороны зажима сначала происходит перекомпенсация косого износа, которая при уменьшающейся толщине фрикционной накладки 11а становится меньше, и, начиная со среднего значения толщины фрикционной накладки 11а, переходит в недокомпенсацию.
При использовании такого предпочтительного варианта осуществления скоса 12' отклонение от идеального состояния может сохраняться сравнительно небольшим, в частности, при полностью изношенной фрикционной накладке 11а может быть достигнута равномерная толщина оставшейся фрикционной накладки 11а.
2
1
1
2
Технические взаимозависимости этой меры В) в качестве предпочтительного варианта усовершенствования меры В) будут подробно описаны далее. Кроме того, будут показаны преимущества и варианты осуществления мер В) и/или В).
За счёт скоса 12 со стороны выхода фрикционной накладки 11а тормозной накладки 5 со стороны зажима обеспечивается уменьшение поверхности воздействия на сторону А выхода тормозной накладки 5.
При сохранении смещения по центру нажимной пластины 9 нажимного штока 8 при этом выявляется повышение давления на поверхность фрикционной накладки 11а на стороне А выхода и уменьшение давления на поверхность на стороне Е входа тормозной накладки 5 со стороны зажима.
Таким образом, возможна компенсация обоих вызывающих косой износ эффектов. Пояснение обоих эффектов Х) и Y) представляет фиг.7, а также последующие варианты осуществления.
В предпочтительном варианте лишь скос 12 со стороны выхода фрикционной накладки 11а влечёт за собой преимущество в том, что противодействующий косому износу эффект с уменьшением толщины фрикционной накладки 11а также уменьшается. Тем самым, такая мера пригодна для компенсации также зависимого от толщины фрикционной накладки 11а или тормозной накладки 5 «сервоэффекта».
Под термином «сервоэффект» или эффект Х) в рамках данного документа понимается крутящий момент, значение которого выявляется посредством взаимодействия окружного усилия Fu тормозного диска 4 с плечом Н рычага, причём значение плеча Н рычага выявляется посредством толщины фрикционной накладки 11а тормозной накладки 5 со стороны зажима и половины толщины несущей пластины 10а тормозной накладки 5 со стороны зажима. Значение данного крутящего момента Ms зависит от уменьшающейся, вследствие износа, высоты Н (см. для этого фиг.7) тормозной накладки 5.
K
R
R
K
Второе, вызывающее косой износ тормозных накладок 5, 6, воздействие или эффект Y), а именно возникающее на направляющих поверхностях 13 несущей пластины 10а и направленное против зажимного усилия F дискового тормозного механизма 1 фрикционное усилие F и возникающий, вследствие этого, момент M сил трения, не находится во взаимозависимости с толщиной фрикционной накладки 11а, и зависит исключительно от приводного усилия F и коэффициентов µS трения между направляющими поверхностями 13 тормозной накладки 5 и, соответственно, несущей пластины 10а на держателе 7 тормозного механизма (см. для этого фиг.7).
Если оба, обуславливающих косой износ тормозных накладок, эффекта Х), Y) должны быть достигнуты за счёт уменьшения поверхности воздействия фрикционной накладки 11а на стороне А выхода тормозной накладки 5 со стороны зажима, то это уменьшение в противодействующей сервоэффекту части уменьшения поверхности фрикционной накладки 11а со стороны зажима должно быть осуществлено с изменением толщины фрикционной накладки 11а, а во второй – компенсирующей эффект сил трения или эффект Y на опоре накладки – части вне зависимости от толщины фрикционной накладки 11а.
На фиг.8 в качестве примера представлен такой вариант согласования поверхности воздействия фрикционной накладки 11а.
Фиг.8 демонстрирует расположенную со стороны выхода половину тормозной накладки 5 со стороны зажима с описанным выше согласованием поверхности. На фиг.8 можно видеть углубление фрикционной накладки 11а со стороны зажима на концевой зоне со стороны выхода. Изображённый пунктирной линией внешний контур соответствует форме фрикционной накладки 11а без согласования с поверхностью воздействия.
Ограничивающий углубление С, обозначенный как е = 0, наклон или скос 12, а также расположенная параллельно несущей пластине 10а и обозначающая необходимую остаточную толщину r фрикционной накладки 11а прямая линия соответствуют требуемому изменению геометрии фрикционной накладки, если оба обуславливающих косой износ тормозных накладок эффекта должны быть компенсированы посредством изменения геометрии фрикционной накладки 11а.
V
K
V
K
Углубление С разделено на зависящую от толщины фрикционной накладки 11а зону С и зону неизменного углубления С. Явно меньшая по объёму зона С служит для компенсации так называемого сервоэффекта или эффекта Х), зона С должна компенсировать воздействие силы трения несущей пластины 10а на держателе 7 тормозного механизма (эффект Y).
Недостатком компенсации косого износа тормозных накладок посредством уменьшения поверхности воздействия фрикционной накладки 11а на стороне А выхода тормозной накладки 5 со стороны зажима является потеря на эффективной фрикционной поверхности и на эффективном объёме износа, что препятствует применению данного метода.
K
V
На основании фиг.8 и примерного расчёта к фиг.7 можно заключить, что необходимое для компенсации доли силы трения углубление С имеет примерно трёхкратный объём компенсирующего сервоэффект углубления С.
На основании этого, предпочтительным является использование метода уменьшения поверхности воздействия лишь для компенсации зависящего от толщины накладки сервоэффекта (эффект Х) и комбинирование его со второй мерой, которая пригодна для компенсации не зависящего от толщины фрикционной накладки 11а в настоящий момент эффекта силы трения (эффект Y).
Выявил себя тот факт, что применение метода смещения по центру нажимного штока 8 или его нажимной пластины 9 для компенсации эффекта силы трения или эффекта Y) представляет собой предпочтительное дополнение к использованию варианта уменьшения поверхности воздействия для компенсации зависящего от толщины накладки сервоэффекта или эффекта Х).
Поскольку далее будет упоминаться смещение по центру нажимного штока 8, то, тем самым, под этим понимается расстояние между плоскостью W воздействия нажимного штока 8 и центральной плоскостью S дискового тормозного механизма 1, которое образуется за счёт смещения центра тяжести поверхности нажимной пластины 9 относительно плоскости симметрии нажимного штока 8.
K
Смещение по центру нажимного штока 8, к примеру, на расстояние е = 4 мм, уменьшает значение необходимого углубления Свдвое, т.е. до 8 мм.Смещение по центру е нажимного штока 8, в зависимости от заданных геометрических возможностей, может использоваться в сравнительно широком диапазоне значений.
K
Кроме того, предпочтительным является использование смещения по центру е лишь для уменьшения углубления С, чтобы удерживать как необходимое смещение по центру е нажимного штока 8, так и величину необходимого скоса 12 фрикционной накладки 11а в допустимых пределах.
V
K
Далее со ссылкой на фиг.7, которая демонстрирует тормозную накладку 5 со стороны зажима с геометрическими соотношениями и точками приложения силы, даётся математический расчёт значения углубления С и геометрического варианта осуществления углубления С, а также долей изменяющегося углубления С и постоянной части С.
max
H = 22,5 мм
min
H = 6,5 мм
K
F = зажимное усилие
B
µ = 0,375 (коэффициент трения между фрикционной накладкой 11а и тормозным диском 4)
S
µ = 0,15 (коэффициент трения между несущей пластиной 10а и держателем 7 тормозного
механизма)
e = смещение по центру нажимного штока 8
C/2 = смещение центра тяжести поверхности фрикционной накладки 11
B
L = длина несущей пластины 10
r = минимальная остаточная толщина фрикционной накладки 11
S
K
B
Момент из сервоэффекта: M = F* µ * H
R
U
S
B
Момент трения: M= F * µ * L/2
U
K
B
Окружное усилие: F = F * µ
R
U
S
Сила трения: F = F * µ
K
K
Корректировочный момент: M = F (e + C/2)
Расчёт меры С:
S
R
K
M + M – M = 0
K
B
K
B
S
B
K
F * µ* H + F* µ * µ (L/2 – e) - F (e + C/2) = 0
B
B
S
B
µ * H + µ * µ (L/2 – e) – (e + C/2) = 0
B
B
S
B
C = 2 (µ * H + µ * µ (L/2 – e) – e)
Таблица значений
e
C для H<sub>max</sub>
C для H<sub>min</sub>
9
14,0625
- 0,1875
8
16,175
1,925
6
20,400
6,150
4
24,625
10,375
2
28,850
14,600
0
33,075
18,825
Vmax
max
min
Значение для C выявляется на основании разности значений С для H и H, и составляет для всех значений смещения по центру нажимного штока 8 при максимальной толщине фрикционной накладки 11а (новой тормозной накладки 5) 14, 25 мм.
V
K
Значение Cуменьшается пропорционально толщине фрикционной накладки 11а. Значение Cвыявляется в виде разности:
vmax
C – C = 18,825 мм
и не зависит от толщины H, однако, при наличии смещения по центру е нажимного штока 8 уменьшается на двукратное значение смещения по центру е. К примеру, при 6 мм смещения по центру е:
K
C = 18,825 – 12 = 6,825 мм
На фиг.8, фиг.9 и, в частности, на фиг.10а-10d представлен вариант осуществления углубления для различных значений смещения по центру е нажимного штока 8. Эта форма углубления, соответственно, в соединении с соответствующим смещением по центру е нажимного штока 8, выявляет при предельных условиях для каждого состояния износа фрикционной накладки 11а косой износ со значением ноль.
Потери объёма износа фрикционной накладки составляют без смещения по центру е нажимного штока 8 – 10,39%, а при смещении по центру е нажимного штока 8 на 9,4 мм примерно 2,5%.
K
K
При небольших значениях смещения по центру е нажимного штока 8, за счёт необходимых тогда относительно больших значений для C (к примеру, при е = 4 мм, C = 10,375 мм) и ввиду формы углубления с уступами, выявляется заметное уменьшение поверхности воздействия фрикционной накладки 11.
Этот недостаток устраняется, если выбирается вариант осуществления углубления в форме скоса 12', как представлено на фиг.9 и на фиг.10d. Скос 12' осуществлён как простой скос со стороны выхода, на фиг.9 и на фиг.10 он представлен в виде сплошной линии, которая в данном случае располагается под углом α = 60° (для определения угла α см. фиг.5а) и используется в сочетании со смещением по центру е = 4 мм нажимного штока 8. Эта пунктирная линия разрезает назначенный смещению по центру е = 4 мм нажимного штока 8 скос примерно на половине толщины фрикционной накладки.
K
K
Т.е. при использовании новой тормозной накладки 5 тенденция косого износа сначала перекомпенсируется. С половины толщины фрикционной накладки начинается инверсия данного эффекта, так что при полностью изношенной фрикционной накладке 11а достигается равномерная остаточная толщина r фрикционной накладки. На фиг.9 эти зоны перекомпенсации или недокомпенсации представлены в виде треугольных поверхностей Ü и U, а также остаточной толщины фрикционной накладки r = 2 мм.
За счёт дополнительного варианта осуществления геометрии скоса 12, 12' фрикционной накладки 11а, которая не заканчивается на кромке несущей пластины 10а, а формирует зону, которая представляет собой остаточную толщину r фрикционной накладки (см. фиг.7), к тому же, создаётся предпочтительно видимый извне и, поэтому, просто контролируемый индикатор износа фрикционной накладки 11а со стороны зажима и, тем самым, тормозной накладки 5.
Вариант осуществления скоса 12' в качестве простого скоса на выходе технологически в предпочтительном варианте может быть несложно реализован и позволяет оптически сделать не устраняемые потери объёма износа примерно на 5% меньше.
Предпочтительным является также, если тормозная накладка 6 со стороны реакции в соответствии со следующим вариантом осуществления также частично содействует компенсации косого износа тормозных накладок 5, 6 и, поэтому, осуществлена аналогично тормозной накладке 5 со стороны зажима. В соответствии с этим, фрикционная накладка 11b тормозной накладки 6 со стороны реакции также имеет – в предпочтительном варианте, однако, не в обязательном порядке – скос 12, 12' со стороны выхода (на фиг.1 и 2 не изображён).
За счёт распределения мер для компенсации косого износа тормозных накладок 5, 6 на несколько мер, выявляется тот факт, что каждая из этих мер представляет собой лишь часть необходимого объёма для компенсации косого износа. Благодаря этому, в предпочтительном варианте обеспечивается то обстоятельство, что затраты на изменение соответствующих конструктивных элементов для достижения полной компенсации косого износа тормозных накладок незначительны. Для тормозной накладки 5 со стороны зажима – а дополнительно также и для тормозной накладки 6 со стороны реакции – выявляется далее в предпочтительном варианте максимально возможное уменьшение поверхности воздействия соответствующей фрикционной накладки 11а за счёт соответствующего скоса 12, 12'.
Конструктивными элементами, которые, соответственно, частично способствуют компенсации косого износа, являются нажимной шток 8, за счёт смещения по центру e нажимной пластины 9 относительно плоскости S симметрии дискового тормозного механизма 1, и/или тормозная накладка 5 со стороны зажима, за счёт соответствующим образом рассчитанного скоса 12, 12' фрикционной накладки 11а, несущая пластина 10а тормозной накладки 5 со стороны зажима, а также – в предпочтительном варианте, однако, не в обязательном порядке – тормозная накладка 6 со стороны реакции, также за счёт соответствующим образом рассчитанного скоса 12, 12' фрикционной накладки 11b.
Благодаря этому, с небольшими затратами создаётся дисковый тормозной механизм 1 компактной конструкции с оптимизированным в предпочтительном варианте режимом для компенсации косого износа тормозных накладок 5, 6.
На фиг.10а – фиг.10d наглядно представлены варианты скоса 12, 12' для различных значений смещения по центру е нажимного штока 8. Что касается технических взаимосвязей в отношении расчёта скоса 12, 12', ссылаются на фиг.8 и 9, а также на описание этим фигур.
K
K
V
V
На фиг.10а тормозная накладка 6 со стороны реакции снабжена углублением С для смещения по центру нажимного штока 8 на расстояние е = 8 мм. Для расчёта углублений С и С ссылаются на подробные расчёты к фиг.7. Углубление С образует скос 12 под углом α предпочтительно в пределах от 10° до 30°, особо предпочтительно в пределах от 15° до 25°.
K
K
V
V
На фиг.10b тормозная накладка 6 со стороны реакции снабжена углублением С для смещения по центру нажимного штока 8 на расстояние е = 4 мм. Для расчёта углублений С и С ссылаются на подробные расчёты к фиг.7. Углубление С образует скос 12 под углом α предпочтительно в пределах от 10° до 30°, особо предпочтительно в пределах от 15° до 25°.
K
K
V
V
На фиг.10с тормозная накладка 6 со стороны реакции снабжена углублением С для смещения по центру нажимного штока 8 на расстояние е = 0 мм. Для расчёта углублений С и С ссылаются на подробные расчёты к фиг.7. Углубление С образует скос 12 под углом α предпочтительно в пределах от 10° до 30°, особо предпочтительно в пределах от 15° до 25°.
K
K
V
V
K
На фиг.10d тормозная накладка 6 со стороны реакции снабжена углублением С для смещения по центру нажимного штока 8 на расстояние е = 4 мм. Для расчёта углублений С и С ссылаются на подробные расчёты к фиг.7. Углубление С и углубление С образуют скос 12', который рассчитан таким образом, что он сначала перекомпенсирует сервоэффект (эффект Х), а при изнашиваемой далее фрикционной накладке 11b не докомпенсирует его (см. также фиг.9), под углом α предпочтительно в пределах от 30° до 65°, особо предпочтительно в пределах от 50° до 65°.
K
S
K
S
Значение степени перекомпенсации Ü скоса 12' лежит в предпочтительном варианте в пределах от 70% до 30% выше номинального значения сервомомента M, особо предпочтительно в пределах от 45° до 55°. Значение степени недокомпенсации U скоса 12' лежит в предпочтительном варианте в пределах от 70% до 30% ниже номинального значения сервомомента M, особо предпочтительно в пределах от 45° до 55°.