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

Область техники
Изобретение относится к дисковому тормозу, в частности, для грузового автомобиля, и к комплекту тормозных колодок для дискового тормоза.
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 опорным держателем посредством двух несущих распорок, которые выполнены в виде неподвижных и подвижных опор. Тормозные колодки направляются с возможностью перемещения в опорном держателе и подпружинено удерживаются в пазах в этом держателе посредством скобы.
Во время эксплуатации такого транспортного средства на плохом дорожном покрытии, например, при проезде по дорожным выбоинам и/или пересеченной местности, возникают нагрузки в результате тряски, что может вызывать вибрации суппорта, в том числе всех установленных элементов. Вибрации этих элементов, имеющих большие массы, могут, помимо прочего, сильно нагружать места крепления несущих распорок на опорном держателе. Кроме того, эти высокие нагрузки могут увеличиваться при увеличении износа колодок и диска. При увеличении износа суппорт все в большей степени перемещается к центру транспортного средства, что неблагоприятно увеличивает горизонтальную длину, т.е. когда суппорт перемещается к центру транспортного средства, длина опорных распорок (плеч рычага, относительно которых вибрируют массы дискового тормоза) увеличивается, поскольку несущие распорки выдвигаются наружу.
Пример скобы, подпружинено удерживающей колодку, представлен в патентном документе DE 20 2008 013 446 U1.
Системы удерживания тормозных колодок описаны, например, в документах WO 2013/143993 A1, DE 10 2012 002 734 A1 и US 8,540,061 B1.
Указанные технические решения направлены на повышение срока службы тормозов и их элементов, при одновременном снижении стоимости.
Основной задачей изобретения является создание усовершенствованного дискового тормоза.
Другой задачей является создание усовершенствованного комплекта тормозных колодок для дискового тормоза.
Раскрытие изобретения
Поставленные задачи решаются дисковым тормозом с направляющим устройством, которое обеспечивает направление и поддерживание суппорта помимо несущих распорок, и комплектом тормозных колодок для такого дискового тормоза.
Соответственно, дисковый тормоз для транспортного средства, в частности, грузового автомобиля, содержит тормозной диск с осью вращения, по меньшей мере одну прижимаемую и заднюю тормозные колодки (называемую также тормозной колодкой реактивной стороны), причем каждая тормозная колодка имеет соответствующую опорную пластину, держатель, в соответствующие гнезда которого вставлены по меньшей мере две тормозные колодки, причем по меньшей мере одна из тормозных колодок удерживается за счет соответствующей формы в соответствующем гнезде, подвижный суппорт, охватывающий тормозной диск, при этом суппорт прикреплен к держателю посредством опор, и удерживающую скобу, освобождаемо прикрепленную к суппорту, посредством которой по меньшей мере две тормозные колодки подпружинено удерживаются в держателе. Конструкция удерживающей скобы и подпружиненных тормозных колодок позволяет получить дисковый тормоз с направляющим устройством суппорта, которое помимо опор направляет суппорт и поддерживает его относительно держателя.
Такое дополнительное направляющее устройство суппорта даже в случае постепенного износа тормозных колодок и тормозного диска позволяет дополнительно придать устойчивость суппорту на держателе путем поддерживания посредством тормозных колодок и его направления относительно держателя.
В первом варианте выполнения направляющее устройство содержит удерживающую скобу, по меньшей мере две тормозные колодки с опорными пластинами и по меньшей мере две удерживающие пружины. Это обеспечивает преимущество, заключающееся в том, что по сравнению с известным дисковым тормозом с подвижным суппортом, используемым в грузовых автомобилях, не требуются никакие дополнительные компоненты.
В другом варианте выполнения по меньшей мере прижимаемая тормозная колодка в гнезде держателя зацеплена опорной пластиной с профилем стойки держателя за счет соответствующих форм. Таким образом, возможна фиксация прижимаемой тормозной колодки в обоих радиальных направлениях относительно оси вращения тормозного диска.
В другом варианте выполнения прижимаемая тормозная колодка посредством опорной пластины соединена с удерживающей пружиной, которая прикреплена к удерживающей скобе так, что эта удерживающая пружина прикладывает растягивающее усилие к этой прижимаемой тормозной колодке. Задняя тормозная колодка посредством опорной пластины соединена с удерживающей пружиной, которая взаимодействует с удерживающей скобой так, что эта удерживающая пружина прикладывает сжимающее усилие к этой задней тормозной колодке. Таким образом, удерживающая скоба преимущественно может быть направлена между указанными удерживающими пружинами так, что она в радиальном направлении поддерживается относительно держателя нагруженной давлением задней тормозной колодкой. В качестве альтернативы, на заднюю тормозную колодку может действовать усилие растяжения, прикладываемое к ней аналогичным образом, как усилия прикладываемое к прижимаемой тормозной колодке в подходящей конструкции удерживающей скобы. Кроме того, удерживающая скоба также преимущественно зафиксирована в радиальном направлении, которое направлено от оси тормозного диска, поскольку прижимаемая тормозная колодка действует с растягивающим усилием, возникающим посредством соответствующего расположения прижимаемой тормозной колодки в держателе.
Удерживающая пружина, расположенная с прижимаемой стороны, тянет прижимаемую тормозную колодку, фиксируя её в держателе, и поглощает отклонения вибраций суппорта в радиальном направлении от оси вращения тормозного диска.
Удерживающая пружина, расположенная с задней стороны, может дополнительно поглощать вибрации суппорта относительно центра оси.
С этой целью удерживающая скоба проходит между нижней стороной удерживающей пружины, расположенной с прижимаемой стороны, и верхней стороной опорной пластины прижимаемой тормозной колодки, при этом удерживающая пружина, расположенная с прижимаемой стороны, опирается на верхнюю сторону удерживающей скобы. Преимущественно, это можно выполнить за счет возможности простого перемещения удерживающей скобы между удерживающей пружиной, расположенной с прижимаемой стороны, и опорной пластиной тормозной колодки.
В другом варианте выполнения удерживающая пружина, расположенная с прижимаемой стороны, установлена так, что направляется с возможностью перемещения по опоре удерживающей части, прикрепленной к нижней стороне удерживающей скобы. Таким образом, растягивающее усилие создается преимущественно простым образом посредством удерживающей пружины, расположенной с прижимаемой стороны.
Направляющая длина направляющего устройства образована расстоянием на удерживающей скобе между точкой прикладывания растягивающего усилия на прижимаемой тормозной колодке и точкой прикладывания сжимающего усилия на задней тормозной колодке. Эта направляющая длина увеличивает предыдущую направляющую длину суппорта, образованную длиной ее опор.
В другом варианте выполнения направляющее устройство содержит удерживающую скобу, по меньшей мере две тормозные колодки с опорными пластинами, удерживающую пружину, расположенную с задней стороны, по меньшей мере один удерживающий элемент и по меньшей мере один элемент аккумулирования усилий. Таким образом, преимущественно можно обеспечить дополнительное направление суппорта посредством удерживающей скобы.
В другом варианте выполнения по меньшей мере прижимаемая тормозная колодка в гнезде держателя зацеплена посредством опорной пластины со стойками держателя за счет соответствующих форм, при этом опорная пластина прижимаемой тормозной колодки неподвижно соединена с одним концом по меньшей мере одного удерживающего элемента. Удерживающий элемент преимущественно образует обеспечивающее устойчивость соединение между удерживающей скобой и держателем посредством прижимаемой тормозной колодки.
Направление удерживающей скобы в ее продольном направлении преимущественно обеспечивается за счет того, что по меньшей мере один удерживающий элемент расположен так, что может направляться с возможностью перемещения в продолговатом отверстии в удерживающей скобе, проходящем параллельно оси вращения тормозного диска, причем головка на другом конце по меньшей мере одного удерживающего элемента направляется с возможностью скольжения на верхней стороне удерживающей скобы.
Удерживающая скоба, расположенная с прижимаемой стороны, концом соединена с суппортом тормоза посредством по меньшей мере одного элемента аккумулирования усилий. Таким образом, элемент аккумулирования усилий создает усилие, которое передается в виде растягивающего усилия удерживающему элементу через удерживающую скобу.
В качестве варианта по меньшей мере один элемент аккумулирования усилий может быть расположен между головкой удерживающего элемента и верхней стороной удерживающей скобы. Обычное удерживание конца удерживающей скобы преимущественно может быть обеспечено в указанном месте.
Другое преимущество заключается в том, что по меньшей мере один элемент аккумулирования усилий создает растягивающее усилие, действующее на прижимаемую тормозную колодку, а задняя тормозная колодка соединена посредством опорной пластины с удерживающей пружиной таким образом, что эта удерживающая пружина прикладывает сжимающее усилие к этой задней тормозной колодке. Таким образом, обеспечивается дополнительная устойчивость суппорта, при этом увеличено поглощение вибраций. Также может быть упрощено приспосабливание к различным окружающим условиям посредством различных элементов аккумулирования усилий, которые преимущественно можно легко заменять. Разумеется, также можно использовать комбинации ряда элементов аккумулирования усилий.
Комплект тормозных колодок для описанного дискового тормоза транспортного средства, в частности, грузового автомобиля, согласно варианту выполнения содержит две тормозные колодки с соответствующими опорными пластинами, соответствующие удерживающие пружины и удерживающую скобу.
В другом варианте выполнения комплект тормозных колодок для описанного дискового тормоза транспортного средства, в частности, грузового автомобиля, содержит две тормозные колодки с соответствующими опорными пластинами, удерживающую пружину, расположенную с задней стороны, по меньшей мере один удерживающий элемент, по меньшей мере один элемент аккумулирования усилий и удерживающую скобу.
Далее подробно будут описаны особенности и преимущества описанных вариантов выполнения дискового тормоза и комплектов тормозных колодок согласно изобретению.
Краткое описание чертежей
На фиг. 1 схематично показан дисковый тормоз со скользящими опорами согласно изобретению, вид с частичным разрезом;
на фиг. 2 и 3 – дисковый тормоз по фиг. 1 с направляющим устройством по первому варианту выполнения, виды в перспективе;
на фиг. 4 – дисковый тормоз по фиг. 1 с направляющим устройством по первому варианту выполнения, вид сбоку;
на фиг. 5 – дисковый тормоз по фиг. 4 с направляющим устройством по первому варианту выполнения, вид с частичным разрезом;
на фиг. 6 – дисковый тормоз по фиг. 1 со стороны тормозного диска и прижимаемой стороны колодки, расположенной в соответствующем пазу держателя, вид с частичным разрезом;
на фиг. 7 – дисковый тормоз по фиг. 1 с изношенными тормозными колодками, вид в перспективе;
на фиг. 8 – дисковый тормоз по фиг. 1 с изношенными тормозными колодками по фиг. 7, вид с частичным разрезом;
на фиг. 9 – дисковый тормоз с направляющим устройством по второму варианту выполнения, вид в перспективе;
на фиг. 10 – дисковый тормоз с направляющим устройством по третьему варианту выполнения, вид с частичным разрезом;
на фиг. 11 – дисковый тормоз с направляющим устройством по четвертому варианту выполнения, вид с частичным разрезом;
на фиг. 12 – дисковый тормоз с направляющим устройством по пятому варианту выполнения, вид с частичным разрезом;
на фиг. 13 – дисковый тормоз с направляющим устройством по шестому варианту выполнения, вид с частичным разрезом;
на фиг. 14A, 14B – дисковый тормоз с направляющим устройством по седьмому варианту выполнения, вид в перспективе и вид с частичным разрезом, соответственно; и
на фиг. 15A, 15B, – часть дискового тормоза с направляющим устройством по восьмому варианту выполнения, вид в перспективе и вид сбоку, соответственно.
Осуществление изобретения
Такие термины как «верхний», «нижний», «правый», «левый» и т.д. относятся к ориентациям и расположениям на фигурах. Оси координат «x», «y», «z» на фигурах служат для дальнейшей ориентации.
На фиг. 1 показан дисковый тормоз 1 согласно изобретению с частичным разрезом, например, пневматический дисковый тормоз 1, с направляющим устройством 100 выполненным с возможностью направления и поддержания суппорта 6. На фиг. 2 и 3 показан дисковый тормоз по фиг. 1 в перспективе с направляющим устройством по первому варианту выполнения. Для большей ясности тормозной диск 2 на фиг. 2 и 3 не показан, но его можно легко представить.
Дисковый тормоз 1, например, является частью тормозной системы транспортного средства, в частности, грузового автомобиля, и содержит тормозной диск 2 с осью 2a вращения, проходящей в направлении «y», две тормозные колодки 3 и 4, которые соответственно прикреплены к опорным пластинам 3a, 4a, держатель 5, суппорт 6 и приводное устройство 9.
Каждая тормозная колодка 3 и 4 установлена в гнезде 50 держателя 5 (фиг. 6) между двумя стойками 5a, 5'a; 5b, 5'b и удерживается в этом держателе 5 посредством скобы 10, которая будет описана ниже. Тормозные колодки 3 и 4 направляются в гнездах 50 по направлению оси 2a вращения тормозного диска. Во время движения транспортного средства вперед в положительном направлении «x» тормозной диск 2 вращается вокруг оси 2a. Следовательно, та сторона суппорта 6, которая расположена внизу на фиг. 1, обозначается как сторона входа, и противоположная сторона суппорта 6, которая расположена вверху на фиг. 1, обозначается как сторона выхода. Соответственно, стойки 5a, 5b держателя обозначаются как стойки 5a, 5b со стороны входа, и противоположные стойки 5'a, 5'b держателя обозначаются как стойки 5'a, 5'b со стороны выхода.
В рассматриваемом случае суппорт 6 выполнен подвижным и имеет приводную 6a и заднюю 6b части, которые соединены между собой в направлении «y» с обоих концов посредством соединительных частей 6c. Приводная 6a и задняя 6b части расположены с противоположных сторон тормозного диска 2 и параллельно ему, причем соединительные части 6c проходят в направлении, параллельном оси 2a вращения. Приводная 6a и задняя 6b части вместе с соединительными частями 6c образуют проем над тормозным диском 2 для доступа к тормозным колодкам 3 и 4 во время их установки, замены и технического обслуживания.
Кроме того, суппорт 6 имеет две опорные части 6f, проходящие параллельно оси 2a вращения. Суппорт 6 удерживается и направляется с возможностью перемещения в направлении оси 2a вращения по опорным элементам 7a, 8a посредством несущих частей 6f и опор 7, 8 на держателе 5, который зафиксирован в заданном положении. Опоры 7, 8 имеют один или несколько кожухов 7b, 8b, расположенных в несущих частях 6f и прикрепленных к держателю 5 в резьбовых областях 7d, 8d посредством соответствующего винта 7c, 8c. Опорные элементы 7a, 8a расположены в кожухах 7b, 8b и образуют подвижную опору и неподвижную опору. Опоры 7, 8 расположены так, что их оси 7e, 8e проходят в направлении «y», параллельном оси 2a вращения диска тормоза.
В приводной части 6a суппорта 6 расположено приводное устройство 9 дискового тормоза 1. Приводное устройство 9 приводит в действие дисковый тормоз 1 и может иметь, например, поворотный тормозной рычаг со сжимающим пневматическим цилиндром. Подробное описание такого устройства не приводится.
Сторона дискового тормоза 1, на которой расположена приводная часть 6a суппорта 6 с приводным устройством 9 обозначается далее как прижимаемая сторона ZS. Другая сторона дискового тормоза 1, на которой расположена задняя часть 6b суппорта 6 обозначается далее как задняя сторона RS, также называемая реактивной стороной. Указанные термины «прижимаемая сторона» и «задняя сторона» и другие обозначения являются общепринятыми и используются для лучшего понимания ориентации.
Тормозная колодка 3 с опорной пластиной 3a, которая расположена с прижимаемой стороны ZS, обозначена как прижимаемая тормозная колодка 3, а противоположная ей колодка обозначена как задняя тормозная колодка 4 с опорной пластиной 4a.
Прижимаемая тормозная колодка 3 приводится в действие приводным устройством 9 с прикладываемым при торможении усилием в направлении «y». Задняя тормозная колодка 4 расположена в задней части 6b суппорта 6 и в такой конструкции дискового тормоза 1 с подвижным суппортом 6 не перемещается относительно задней части 6b.
Каждая тормозная колодка 3 и 4 на верхней стороне соответствующей опорной пластины 3a, 4a имеет удерживающую пружину 11, 12, каждая из которых соединена с фиксатором 111, 121 на соответствующей опорной пластине 3a, 4a. Удерживающие пружины 11, 12 взаимодействуют с удерживающей скобой 10 и совместно с ней образуют направляющее устройство 100 для суппорта 6. Это будет подробно описано ниже.
Удерживающая скоба 10 проходит в направлении «y» над проемом, образованным над тормозным диском 2 приводной частью 6a, задней частью 6b и соединительными частями 6c, и расположена над установленными тормозными колодками 3, 4 так, что указанный конец 10b удерживающей скобы, расположенный с прижимаемой стороны, размещен в удерживающей части 6d приводной части 6a суппорта 6, а противоположным концом 10a удерживающая скоба 10 соединена с удерживающей частью 6e задней части 6b суппорта 6. Указанный конец 10a удерживающей скобы 10 с задней стороны закреплен на месте крепежным элементом 13, например, болтом.
В этом примере направляющее устройство 100 содержит удерживающую скобу 10, тормозные колодки 3, 4 и удерживающие пружины 11 и 12.
Направляющее устройство 100 обеспечивает увеличенную направляющую длину для суппорта 6, что также подробно описано ниже, и в дополнение к опорам 7 и 8 поддерживает и направляет суппорт 6 относительно держателя 5 посредством тормозных колодок 3, 4. Опирание на держатель 5 осуществляется посредством тормозных колодок 3, 4 и их опорных пластин 3a, 4a. Направление осуществляется посредством взаимодействия удерживающей скобы 10 с удерживающими пружинами 11, 12 тормозных колодок 3, 4 и опорными пластинами 3a, 4a этих тормозных колодок 3, 4.
В этом варианте выполнения удерживающая скоба 10 расположена над тормозными колодками 3, 4, при этом её удерживающая часть 10c проходит приблизительно от центра этой скобы 10 до ее конца 10b, расположенного с прижимаемой стороны между нижней стороной удерживающей пружины 11 прижимаемой тормозной колодки 3 и верхней стороной опорной пластины 3a прижимаемой тормозной колодки. Другими словами, удерживающая пружина 11, расположенная с прижимаемой стороны, опирается на верхнюю сторону 10d удерживающей части 10c скобы 10. Удерживающая пружина 11 прикладывает растягивающее усилие в направлении «z» радиально от оси 2a вращения тормозного диска к опорной пластине 3a прижимаемой тормозной колодки 3. С этой целью фиксатор 111 выполнен соответствующим образом (не показан, но можно легко представить). Опорная пластина 3a прижимаемой тормозной колодки передает указанное растягивающее усилие на держатель 5, что описано ниже.
В области задней тормозной колодки 4 удерживающая скоба 10 нижней стороной 10e контактирует с удерживающей пружиной 12 опорной пластины 4a задней тормозной колодки. Удерживающая скоба 10 прикладывает сжимающее усилие к удерживающей пружине 12, расположенной с задней стороны, которое передается опорной пластине 4a задней тормозной колодке 4. Задняя тормозная колодка 4 передает указанное усилие сжатия, действующее в радиальном направлении, т.е. в отрицательном направлении «z» относительно оси 2a вращения тормозного диска, держателю 5 посредством опорной пластины 4a с задней стороны.
Таким образом, удерживающая пружина 12, расположенная с задней стороны, поглощает вибрации суппорта 6 тормоза в направлении центра оси 2a вращения тормозного диска.
На фиг. 4 схематично показан сбоку дисковый тормоз 1 по фиг. 2 и 3 с направляющим устройством 100 по первому варианту выполнения. Для большей ясности тормозной диск 2 на фиг. 4 не показан, но его можно легко представить.
На фиг. 4 показаны полукруглые дуги со стрелками с прижимаемой ZS и задней RS сторон. Указанные полукруглые дуги представляют собой вибрации 14 и 15 относительно воображаемой точки 16 поворота на оси 14a, проходящей примерно параллельно оси 2a вращения тормозного диска.
В случае нагрузок, возникающих при тряске, что может иметь место во время эксплуатации на плохом дорожном покрытии, проезда по дорожным выбоинам и/или пересеченной местности, суппорт 6, включающий в себя элементы, установленные между кожухами 7b, 8b (фиг. 1), совершает вибрации относительно плоскости ввинчивания, содержащей резьбовые области 7d, 8d. Указанные вибрации показаны на фиг. 4 только в качестве примера. В результате указанных вибраций 14, 15 в резьбовых областях 7d, 8d, в винтах 7c, 8c, кожухах 7b, 8b и опорных элементах 7a, 8a возникают большие нагрузки из-за больших подвижных масс элементов дискового тормоза. Эти нагрузки могут быть особенно тяжелыми при эксплуатации грузовых автомобилей, где масса дискового тормоза может превышать 100 фунтов.
На фиг. 5 показан дисковый тормоз 1 по фиг. 4 с частичным разрезом в плоскости «y-z» по оси 2a вращения тормозного диска.
Удерживающая пружина 11, расположенная с прижимаемой стороны, опирается нижней стороной на удерживающую часть 10c удерживающей скобы 10 и, таким образом, в ней создается предварительное натяжение в положительном направлении «z». Растягивающее усилие 17, возникающее в результате указанного предварительного натяжения, показано стрелкой в положительном направлении «z».
Удерживающая пружина 12, расположенная с задней стороны, контактирует с нижней стороной 10e удерживающей скобы 10, причем сжимающее усилие 18 передается на опорную пластину 4a задней тормозной колодки.
Удерживающая скоба 10 с одной стороны установлена концом 10b, расположенным с прижимаемой стороны, в удерживающую часть 6d, причем конец 10'b расположен в приводной части 6a суппорта 6. С другой стороны конец 10a удерживающей скобы 10, расположенный с задней стороны в реактивной части 6b суппорта 6, удерживается и крепится в удерживающей части 6e посредством крепежного элемента 13.
На фиг. 6 представлен дисковый тормоз 1 с частичным разрезом, на котором показана прижимаемая тормозная колодка 3 в соответствующем гнезде 50.
В этом варианте выполнения гнездо 50, расположенное с прижимаемой стороны, ограничено с обеих сторон стойками 5a, 5'a держателя и закрыто с нижней стороны распоркой 5e. Каждая стойка 5a, 5'a держателя имеет приблизительно в центре в направлении «z» соответствующий выступ 5c, который выступает внутрь гнезда 50 и имеет закругленные углы. Ниже каждого выступа 5c образовано поднутрение 5d, которое выполнено в соответствующей стойке 5a, 5'a держателя в каждом случае в наружном направлении, т.е. в плоскости «x-z», от гнезда 50 и в каждом случае образует профиль с выступом 5c. Каждое поднутрение 5d проходит ниже каждого выступа 5c, прежде всего, в направлении «x» в соответствующую стойку 5a, 5'a держателя. Далее указанный соответствующий контур проходит в каждом случае в стойке 5a, 5'a держателя под прямым углом вниз в отрицательном направлении «z» до опоры 5f, которая на протяжении некоторой ее части проходит под прямым углом к внутренней стороне гнезда 50 на расстояние, по существу соответствующее длине поднутрения 5d ниже каждого выступа 5c. Указанные опоры 5f соединены распоркой 5e, причем верхняя сторона распорки 5e лежит ниже, т.е. в отрицательном направлении «z», поверхностей опор 5f. В других вариантах выполнения тормозная колодка, которая не находится под растягивающей нагрузкой, может поддерживаться иным образом, чем в этом варианте выполнения. Например, распорка 5e между стойками может быть полностью исключена, и выступы 5c могут быть снабжены опорными поверхностями для поддержки колодок на верхних участках выступов (например, соответствующими плоскими поверхностями на выступах и на участках опорной пластины тормозной колодки непосредственно над плоскими поверхностями выступа). Другие варианты выполнения могут не содержать опоры 5f по фиг. 6 (участки, которые немного приподняты над верхней поверхностью примыкающей к ним распорки 5e), при условии, что тормозная колодка надлежащим образом поддерживается на стойках держателя в том месте, которое выше в пазу 50.
Каждая сторона в направлении «z» опорной пластины 3a прижимаемой колодки сходным образом имеет такой профиль с соответствующим прямоугольным выступом 3b, 3b', который соответствует профилю гнезда 50. Таким образом, прижимаемая тормозная колодка 3 размещена в гнезде 50, расположенном с прижимаемой стороны, который повторяет профиль опорной пластины 3a с выступом 5c и поднутрением 5d так, что эта прижимаемая тормозная колодка 3 направляется с возможностью перемещения в направлении «y», но ограничивается в перемещении в положительном и отрицательном направлении «z».
В других вариантах выполнения на боковой стороне тормозной колодки могут быть расположены выступающие выпуклые поверхности, и соответствующие повторяющие их профиль вогнутые элементы могут быть расположены на установочных стойках, или могут быть выполнены прямолинейные боковые поверхности стоек и выступы на тормозной колодке, которые проходят в соответствующие пазы в стойках, выровненные в осевом направлении.
Растягивающее усилие 17, которое прикладывается к опорной пластине 3a прижимаемой тормозной колодки через предварительно натянутую удерживающую пружину 11, за счет ее соединений с фиксаторами 111, передается посредством плотного соединения выступов 3b, 3'b через верхние поверхности 3c, 3'c поднутрению 5d и, следовательно, выступам 5c стоек 5a, 5'a держателя и, таким образом, держателю 5.
На фиг. 1 – 5 тормозные колодки 3, 4 являются по существу новыми, т.е. неизношенными.
В отличие от этого, на фиг. 7 и 8 показан дисковый тормоз 1 c износом, т.е. истертыми тормозными колодками 3, 4. На фиг. 7 показан изношенный дисковый тормоз 1 в перспективе. На фиг. 8 показан дисковый тормоз 1 по фиг. 7 с частичным разрезом.
При увеличении износа тормозных колодок 3, 4 (а также тормозного диска 2, который не показан, но может быть легко представлен), суппорт 6 все в большей степени перемещается в отрицательном направлении «y», т.е. в направлении, оси 2a вращения к центру транспортного средства. Направление перемещения суппорта обозначено стрелкой 19. Суппорт 6 перемещается по опорным элементам 7a, 8a (фиг. 1) в направлении осей 7e, 8e, из которых на фиг. 7 показана только ось 7e. В результате горизонтальные длины опор 7, 8 относительно резьбовых областей 7d, 8d (фиг. 1) неблагоприятным образом увеличиваются, поэтому резьбовые области 7d, 8d могут более сильно нагружаться вибрирующими массами дискового тормоза.
Однако в это время направляющее устройство 100 работает за счет удерживающей пружины 11, расположенной с прижимаемой стороны, перемещающей прижимаемую тормозную колодку 3 к выступам 5c держателя в результате взаимодействия конца 10'b удерживающей скобы с удерживающей частью 6d с прижимаемой стороны 6a суппорта и, таким образом, поддерживает этот суппорт 6 в положительном направлении «z». Удерживающая пружина 11, расположенная с прижимаемой стороны, направляется посредством установленной удерживающей скобы 10, что увеличивает направляющую длину. Как показано на фиг. 7 и 8, удерживающая пружина 11, расположенная с прижимаемой стороны, находится на верхней стороне 10d удерживающей части 10c приблизительно в центре удерживающей скобы 10 и, тем самым, дополнительно способствует поддержке суппорта 6.
Увеличенная направляющая длина суппорта 6 выполнена так, что соединенная с ним удерживающая скоба 10 поддерживается с одной стороны держателем 5 посредством опорной пластины 4a задней тормозной колодки 4, а с другой стороны аналогичным образом взаимодействует с держателем 5 посредством опорной пластины 3a прижимаемой тормозной колодки 3 за счет растягивающего усилия, прикладываемого удерживающей пружиной 11. Другими словами, направляющая длина суппорта 6, ранее определенная длинами опор 7, 8 (фиг. 1), увеличивается за счет установки удерживающей скобы 10 над тормозными колодками 3, 4 на расстояние в направлении «y» между точками контакта растягивающего усилия 17 и сжимающего усилия 18 на удерживающей скобе (фиг. 5 и 8). Кроме того, удерживающая скоба 10 удерживается в направлении «z» между удерживающими пружинами 11 и 12 и направляется с возможностью перемещения в направлении «y» суппортом 6.
На фиг. 9 показан вид в перспективе дискового тормоза 1 с направляющим устройством 100 по второму варианту выполнения.
Во втором варианте выполнения направляющее устройство 100 содержит удерживающую скобу 10', тормозные колодки 3, 4, удерживающую пружину 12, расположенную с задней стороны, удерживающий элемент 20 и элемент 21 аккумулирования усилий, посредством которого удерживающая скоба 10' взаимодействует с прижимаемой стороной 6a суппорта.
В этом случае удерживающая скоба 10' в области между удерживающей пружиной 12, расположенной с задней стороны, и удерживающей пружиной 11, расположенной с прижимаемой стороны, изогнута вверх посредством переходной части 10f, проходящей наклонно вверх. Удерживающая часть 10c проходит к приводной части 6a суппорта 6, но соединена с ней посредством элемента 21 аккумулирования усилий. Элемент 21 аккумулирования усилий является пружиной сжатия, которая находится в состоянии предварительного натяжения в показанном положении удерживающей скобы 10', и поддерживается одним концом в гнезде 6g приводной части 6a суппорта 6 и приводится в состояние предварительного натяжения за счет установки удерживающего элемента 20. Другой конец элемента 21 аккумулирования усилий контактирует с нижней стороной 10e конца 10b удерживающей скобы 10'. Указанный конец элемента 21 может быть закреплен на удерживающей скобе или в гнезде 6g посредством способа, который специально не показан.
Опорная пластина 3a прижимаемой тормозной колодки 3, взаимодействующая с удерживающим элементом 20, и элемент 21 аккумулирования усилий образуют направляющее соединение. Удерживающий элемент 20 представляет собой болт, который имеет на верхнем конце головку 20a, а его стержень в удерживающей части 10c удерживающей скобы 10' направляется с возможностью смещения в продолговатом отверстии 10g в направлении «y», параллельном оси 2a вращения тормозного диска. Нижняя сторона головки 20a опирается с возможностью скольжения на верхнюю сторону 10d удерживающей скобы 10' посредством диска 20b. Продолговатое отверстие 10g образовано в удерживающей части 10c удерживающей скобы 10' и проходит в направлении «y», параллельном оси 2a вращения тормозного диска на длине, которая соответствует по меньшей мере длине перемещения 19 суппорта в зависимости от общей степени предполагаемого износа тормозных колодок 3, 4 и тормозного диска 2.
Другой конец удерживающего элемента 20 прикреплен в опорной пластине 3a прижимаемой тормозной колодки, например, посредством резьбы.
Удерживающая скоба 10' посредством элемента 21 аккумулирования усилий подвергается воздействию усилия, которое посредством использования этой удерживающей скобы 10' создает крутящий момент относительно оси крепежного элемента 13 и в то же время оказывает действие на удерживающий элемент 20 в положительном направлении «z» с растягивающим усилием, которое передает усилие через опорную пластину 3a колодки держателю 5, как описано выше.
Удерживающая скоба 10' направляет удерживающий элемент 20 по продолговатому отверстию 10g. Кроме того, удерживающая скоба 10', как описано выше в первом варианте выполнения, опирается на удерживающую пружину 12, расположенную с задней стороны, и прижимает заднюю тормозную колодку 4 посредством её опорной пластины 4a в направлении вниз к держателю 5.
На фиг. 10 показан с частичным разрезом дисковый тормоз 1 согласно изобретению с направляющим устройством 100 по третьему варианту выполнения.
В третьем варианте выполнения направляющее устройство 100 содержит удерживающую скобу 10ʺ, тормозные колодки 3, 4, удерживающую пружину 11, расположенную с прижимаемой стороны, и удерживающую пружину 12, расположенную с задней стороны.
Удерживающая пружина 11, расположенная с прижимаемой стороны, размещена так, что направляется с возможностью перемещения по опоре 10h удерживающей части 10'c, прикрепленной к нижней стороне 10e удерживающей скобы 10ʺ. Указанная удерживающая часть 10'c может быть, например, зажимом, который проходит между нижней стороной удерживающей пружины 12, расположенной с прижимаемой стороны, и верхней стороной опорной пластины 3a прижимаемой тормозной колодки. Удерживающая часть 10'c может быть прикреплена к нижней стороне 10e удерживающей скобы 10ʺ различными способами, например, она может быть прикреплена винтами, заклепками, может быть приварена и т.п.
Растягивающее усилие, создаваемое растянутой удерживающей пружиной 11, расположенной с прижимаемой стороны, как описано выше в первом варианте выполнения, передается опорной пластине 3a прижимаемой тормозной колодки и передается этой пластиной на держатель 5.
Длина опоры 10h соответствует по меньшей мере длине перемещения 19 суппорта в зависимости от общей степени износа тормозных колодок 3, 4 и тормозного диска 2.
Номер позиции 200 относится к комплекту тормозных колодок, который в первом показанном варианте выполнения направляющего устройства 100 содержит две тормозные колодки 3, 4 с соответствующими опорными пластинами 3a, 4a, соответствующие удерживающие пружины 11, 12 и удерживающую скобу 10.
Во втором варианте выполнения направляющего устройства 100 комплект тормозных колодок 200 содержит две тормозные колодки 3, 4 с соответствующими опорными пластинами 3a, 4a, удерживающую пружину 12, расположенную с задней стороны, удерживающую скобу 10', удерживающий элемент 20 и элемент 21 аккумулирования усилий.
Комплект тормозных колодок 200 для третьего варианта выполнения направляющего устройства 100 содержит две тормозные колодки 3, 4 с соответствующими опорными пластинами 3a, 4a, удерживающую пружину 12, расположенную с прижимаемой стороны, удерживающую пружину 12, расположенную с задней стороны и удерживающую скобу 10ʺ с удерживающей частью 10'c на её нижней стороне 10e.
Комплект тормозных колодок 200 можно использовать во всех дисковых тормозах 1, имеющих подвижный суппорт и соответствующим образом выполненный держатель, в частности, для грузовых автомобилей.
Для создания предварительного нагружения растяжением удерживающей пружины 11, расположенной с прижимаемой стороны, после введения тормозных колодок 3, 4 в дисковый тормоз 1 с удерживающей скобой по первому варианту выполнения, первый конец 10b удерживающей скобы 10 может быть вставлен в зазор между верхней поверхностью опорной пластины 3a тормозной колодки и нижней поверхностью удерживающей пружины 11, затем радиально перемещается вверх к прижимаемой стороне 6a суппорта до тех пор, пока конец 10'b не окажется в установленном положении на этой прижимаемой стороне 6a суппорта. Далее противоположный конец 10a удерживающей скобы 10, который достигает установленного положения у задней стороны 6b суппорта 6 в то же время, когда конец 10'b достигает установленного положения, может быть прикреплен к задней стороне 6b, например, крепежным элементом 13. При необходимости конец 10a с задней стороны может быть перемещен радиально вниз для перемещения конца 10b ближе к задней стороне 6b суппорта, если усилие удерживающей пружины 12, расположенной с задней стороны, поддерживает удерживающую скобу 10 над задней стороной 6b суппорта.
Можно использовать другие варианты установки удерживающей скобы 10 для создания требуемого растягивающего усилия применительно к прижимаемой тормозной колодке, причем эти варианты можно изменять в зависимости от конструкции конкретной удерживающей скобы, удерживающей пружины и компоновок суппорта тормоза. Например, вариант выполнения приемной части 6d суппорта может включать в себя наклонную поверхность, которая принимает конец 10b удерживающей скобы сначала на достаточно низкой высоте в направлении «z» во избежание создания значительной растягивающей нагрузки в удерживающей пружине 11 (т.е. позволяя легко вставлять конец 10b удерживающей скобы в приемную часть 6d), но в то же время вызывает подъем конца 10b по мере того, как его вставляют в приемную часть 6d, перемещая удерживающую пружину 11 в направлении «z» и увеличивая растягивающую нагрузку.
Также возможны другие компоновки удерживающей скобы. Например, на фиг. 11 – 15 показан дисковый тормоз 1 согласно изобретению с направляющим устройством 100 и его удерживающей скобой 10 по другим вариантам выполнения, виды в перспективе.
На фиг. 11 показан вариант выполнения, где удерживающая скоба 10 образована в виде поворотного валика 10j, имеющего вдоль по меньшей мере его части одну или несколько смещенных криволинейных поверхностей 10k. Поворотный валик 10j может быть вставлен в зазор между опорной пластиной 3a тормозной колодки и поверхностью удерживающей пружины 11 в первой ориентации, которая позволяет концу валика входить в зацепление с прижимаемой стороной 6a суппорта с последующим вращением валика 10j, используя конец 10r рычага, так чтобы смещенная криволинейная поверхность 10k поворачивалась из горизонтальной ориентации в вертикальную ориентацию, что обеспечивает смещение удерживающей пружины 11 в направлении «z» и, тем самым, увеличивает растягивающую нагрузку. После поворачивания в вертикальную ориентацию конец 10r рычага может быть закреплен на задней стороне 6b суппорта. В преимущественном варианте поворотный валик 10j имеет вторую смещенную криволинейную поверхность 10l на конце валика 10j с задней стороны. Криволинейная поверхность 10l выступает наружу в противоположном направлении от криволинейной поверхности 10k, расположенной с прижимаемой стороны, так что когда валик вращается, удерживающая пружина 11, расположенная с прижимаемой стороны поднимается, и удерживающая пружина 12, расположенная с задней стороны, прижимается вниз.
На фиг. 12 показан другой вариант выполнения поворотного валика. В этом варианте выполнения удерживающая скоба 10 имеет форму валика 10m, на котором установлена поворотная втулка 10n со смещенной криволинейной поверхностью. Преимуществом этого варианта выполнения является то, что втулка 10n может иметь дополнительное углубление или канавку на внутренней границе валик/втулка для препятствования относительному вращению (не показано, но можно легко представить мысленно). При наличии такой конфигурации, когда втулка 10n вращается с валиком 10m без относительного перемещения втулки 10n и валика 10m, удерживающая пружина 11 поднимается для создания требуемой растягивающей нагрузки. Втулка 10n может иметь такую поверхность, как плоскость 10s, чтобы в конце вращательного движения втулка эффективно стопорилась у нижней стороны удерживающей пружины 11 во время торможения.
На фиг. 13 показан вариант выполнения, в котором суппорт имеет возможность поддерживания, но растягивающая нагрузка создается за счет взаимодействия пружинного элемента, который расположен отдельно от прижимаемой тормозной колодки 3. Как показано на фиг. 13, опорная пластина 3a прижимаемой тормозной колодки может быть прикреплена ее верхней поверхностью к удерживающей скобе 10 посредством продолговатого отверстия 10g. Далее удерживающую скобу 10 можно переместить вперед к растягивающему элементу 30, в этом варианте выполнения к пластинчатой пружине, аналогичной удерживающей пружине 11, прикрепленной с противоположных концов к конструкции дискового тормоза (т.е. не к опорной пластине 3a тормозной колодки), например, на прижимаемой стороны 6a суппорта, как показано на фиг. 13. Удерживающую скобу 10 перемещают вперед для зацепления с прижимаемой стороной 6a суппорта, нажимая на растягивающий элемент 30, в верхнем направлении аналогично с вышеописанными вариантами выполнения.
На фиг. 14A показан другой вариант выполнения, в котором удерживающая скоба 10, удерживающая пружина 11 и прижимаемая сторона 6a суппорта расположены так, что удерживающую скобу 10 можно перемещать вперед в зацепление с прижимаемой стороной 6a суппорта, создавая небольшую растягивающую нагрузку или не создавая ее. После перемещения вперед в этом варианте выполнения элемент поднятия конца удерживающей скобы, такой как болт 40, который опирается на нижнюю часть удерживающей части 6d суппорта, проходит через конец 10b и ввертывается в пластинчатую гайку 41, как показано на фиг. 14B. Когда болт 40 вращается, пластинчатая гайка 41 перемещает удерживающую скобу 10 вверх относительно прижимаемой стороны 6a суппорта для установления требуемой растягивающей нагрузки. Как вариант, болт 40 может входить в зацепление непосредственно в соответствующую резьбу конца 10b удерживающей скобы для перемещения этого конца 10b вверх и увеличения растягивающей нагрузки.
Удерживающая скоба согласно изобретению не ограничивается до цельных элементов, таких как элемент на фиг. 1. Например, на фиг. 15A и 15B показана удерживающая скоба 10, состоящая из нескольких частей и имеющая две полосы 10p, 10q, расположенные в форме «ножниц». Смещенные полосы 10p, 10q можно легко установить без создания значительной растягивающей нагрузки. Верхняя полоса 10p имеет изгиб приблизительно посередине и продолжается под удерживающей пружиной 11, расположенной с прижимаемой стороны, без введения в удерживающую часть 6d суппорта. После расположения полос 10p, 10q под удерживающей пружиной 11 их концы, расположенные с задней стороны, сводят вместе на задней стороне 6b суппорта и крепят посредством элемента, поднимающего задний конец удерживающей скобы, например, посредством болта 45. Когда болт 45 смещает полосы 10p, 10q вниз к верхней поверхности задней стороны 10b суппорта, полосы сжимают удерживающую пружину 12,расположенную с задней стороны, при этом растягивая удерживающую пружину 11, расположенную с прижимаемой стороны, до требуемой растягивающей нагрузки, когда верхняя полоса 10p поворачивается относительно изгиба в средней точке на нижней полосе 10q.
Изобретение не ограничивается вышеописанными вариантами выполнения и возможны различные изменения в объеме формулы изобретения.
Например, во втором варианте выполнения элемент 21 аккумулирования усилий может быть расположен между головкой 20a удерживающего элемента 20 и верхней стороной 10d удерживающей скобы 10', так чтобы конец 10b удерживающей скобы 10', расположенный с прижимаемой стороны, зацеплялся с удерживающей частью 6d суппорта 6, как в других вариантах выполнения.
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, 4 – тормозная колодка
3a, 4a – опорная пластина
3b, 3'b – выступ
3c, 3'c – поверхность
5 – держатель
5a, 5'a, 5b, 5'b – стойка держателя
5c – выступ
5d – поднутрение
5e – распорка
5f – опора
6 – суппорт
6a – приводная часть
6b – реактивная часть
6c – соединительная часть
6d, 6e – удерживающая часть
6f – несущая часть
6g – гнездо
7, 8 – опора
7a, 8a – опорный элемент
7b, 8b – кожух
7c, 8c – винт
7d, 8d – резьбовая область
7e, 8e – опорная ось
9 – приводное устройство
10, 10', 10ʺ – удерживающая скоба
10a, 10b – конец
10'b – конец
10c, 10'c – удерживающая часть
10d – верхняя сторона
10e – нижняя сторона
10f – переходная часть
10g – продолговатое отверстие
10h – опора
10j – поворотный валик
10k – криволинейная поверхность
10m – валик
10n – поворотная втулка
10p, 10q – полосы
10r – рычаг
10s – плоскость
11, 11'; 12 – удерживающая пружина
13 – крепежный элемент
14, 15 – вибрация
14a – ось вращения
16 – точка поворота
17 – растягивающее усилие
18 – сжимающее усилие
19 – перемещение суппорта
20 – удерживающий элемент
20a – головка
20b – диск
21 – элемент аккумулирования усилий
30 – растягивающий элемент
40 – болт
41 – пластинчатая гайка
45 – болт
50 – гнездо
100 – направляющее устройство
111, 121 – фиксатор
200 – комплект тормозных колодок
RS – задняя сторона
ZS – прижимаемая сторона
x, y, z – координатные оси