Дисковый тормоз с жесткозакрепленным суппортом, имеющий малый коэффициент взаимного перекрытия

Дисковый тормоз с жесткозакрепленным суппортом, имеющий малый коэффициент взаимного перекрытия

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение относится к дисковому тормозу, имеющему жесткозакрепленный суппорт и один или более тормозных дисков, выполненных с возможностью смещения в аксиальном направлении.

Известный уровень техники

Ранее была известна установка одного или более тормозных дисков дискового тормоза с возможностью смещения в аксиальном направлении. Возможность смещения как тормозных дисков, так и тормозных накладок создается посредством упорной пластины или тому подобного. При наличии некоторого количества тормозных дисков вместо одного тормозного диска тормозное усилие каждого тормозного диска будет уменьшено. Таким образом, можно уменьшить объем работ по техническому обслуживанию и ремонту дискового тормоза.

Краткое изложение сущности изобретения

Одна задача настоящего изобретения заключается в уменьшении температурных напряжений и износа тормозных дисков и тормозных накладок и, тем самым, в снижении частоты замены этих деталей.

Вторая задача настоящего изобретения заключается в уменьшении риска возникновения трещин в тормозных дисках путем уменьшения температурных напряжений в них.

Третья задача настоящего изобретения заключается в том, чтобы создать для фирм, изготавливающих транспортные средства, возможность использования дискового тормоза одного размера для колес различных размеров без термической перегрузки тормозов.

Дополнительная задача настоящего изобретения заключается в устранении или, по меньшей мере, в уменьшении генерации шума и износа соединения между ступицей и каждым диском.

Вышеуказанная задача решается посредством дискового тормоза, в котором тормозные накладки установлены с возможностью направленного смещения в аксиальном направлении в суппорте (хомуте) тормоза, воспринимающем нагрузку, действующую на тормозные накладки.

Дополнительные задачи и преимущества изобретения станут очевидными для специалиста в данной области техники при изучении приведенного ниже подробного описания предпочтительных вариантов осуществления изобретения.

Краткое описание чертежей

Фиг.1 представляет собой перспективное изображение дискового тормоза согласно изобретению.

Фиг.2 представляет собой выполненное с пространственным разделением элементов изображение дискового тормоза по фиг.1.

Фиг.3 представляет собой поперечное сечение, выполненное по линиям III-III на фиг.1.

Фиг.4, 5а и 5b показывают второй вариант осуществления соединения между тормозными дисками и ступицей дискового тормоза.

Фиг.6, 7а и 7b показывают третий вариант осуществления соединения между тормозными дисками и ступицей дискового тормоза.

Фиг.8-11 показывают различные альтернативные варианты защитного приспособления.

Фиг.12а и 12b представляют собой изображение усеченной формы шлицев согласно одному варианту осуществления изобретения.

Подробное описание предпочтительных вариантов осуществления

Дисковый тормоз по изобретению содержит жесткозакрепленный суппорт 1, показанный линией воображаемого контура на фиг.1 для ясности. Суппорт 1 охватывает один или более тормозных дисков 2, выполненных с возможностью смещения в аксиальном направлении. Тормозные накладки 8 расположены на обеих сторонах каждого тормозного диска 2. Каждая тормозная накладка 8 имеет опору 9, несущую фрикционную тормозную накладку на одной или обеих сторонах. Каждая тормозная накладка 8 предназначена для воздействия на один тормозной диск 2, когда тормоз приведен в действие. Тормозные диски 2 установлены на вращающейся ступице 3. Тормозные диски 2 установлены с возможностью их смещения в аксиальном направлении относительно ступицы 3, но без возможности вращения относительно нее.

В данном описании термины «аксиальный» и «радиальный» и аналогичные выражения приведены по отношению к оси ступицы 3.

Тормозные диски 2 и тормозные накладки 8 смещаются в аксиальном направлении на ступице 3 посредством упорной пластины 6. В других вариантах осуществления (непоказанных) одна упорная пластина заменена двумя или более упорными пластинами или тому подобным. При этом каждая упорная пластина обычно приводится в действие посредством одного устройства для создания осевого усилия.

Тормозные накладки 8, установленные между тормозными дисками 2, в одном варианте осуществления образованы из одной опоры 9, имеющей фрикционные тормозные накладки на обеих сторонах опоры 9.

В верхней части суппорта 1 выполнено отверстие 18. Тормозные накладки 8 вставляют и удаляют через отверстие 18 суппорта 1. В суппорте 1 два направляющих штифта 7 расположены по существу перпендикулярно диску (дискам) в продольных канавках 19. Направляющие штифты прикреплены к суппорту 1 с возможностью отсоединения посредством стопорных штифтов 20 или любых других пригодных крепежных средств.

Опоры 9 тормозных накладок 8 имеют круглые выемки 12 в верхних углах. Выемки 12 имеют форму полукругов. В других вариантах осуществления (непоказанных) выемки имеют другие формы поперечных сечений, адаптированные к форме штифтов 1, например, овальные, прямоугольные, многоугольные и т.д. Поверхности выемок 12 тормозных накладок 8 взаимодействуют с направляющими штифтами 7. Упорная пластина 6 может быть выполнена с выемками (непоказанными) в верхних углах. Поверхности выемок 11 упорной пластины 6 также взаимодействуют с направляющими штифтами 7. Тормозные накладки 8 прикреплены к суппорту 1 посредством направляющих штифтов 7 и выемок 11 и могут смещаться только в аксиальном направлении. Нижние края упорной пластины 6 и тормозных накладок 8 расположены на некотором расстоянии от ступицы 3. Таким образом, существует зазор между ступицей 3 и, соответственно, упорной пластиной 6 и тормозными накладками 8.

Когда возникает необходимость в замене тормозных накладок 8, стопорные штифты 20, обеспечивающие фиксацию направляющих штифтов 7 относительно суппорта 1, отпускают. После этого направляющие штифты 7 вытягивают из канавок 19, в результате чего тормозные накладки могут быть подняты вверх из суппорта 1. Новые тормозные накладки 8 опускают вниз через отверстие 18 суппорта. Затем направляющие штифты 7 снова вставляют в канавки 19, тем самым выемки 12 тормозных накладок 8 должны быть расположены таким образом, чтобы направляющие штифты 7 могли войти в них. В завершение, направляющие штифты 7 фиксируют относительно суппорта 1 посредством стопорных штифтов или т.п.

Таким образом, тормозные накладки 8 установлены с возможностью смещения в аксиальном направлении на направляющих штифтах 7.

В альтернативной конструкции (непоказанной) направляющие штифты заменены опорными элементами, образованными в тормозном суппорте 1. Тормозные накладки 8 и, возможно, упорная(ые) пластина(ы) 6 будут установлены с возможностью направленного смещения на опорных элементах. Опора 9 тормозных накладок 8 имеет выемку для взаимодействия с опорными элементами. Форма выемок соответствует форме опорных элементов. Чтобы обеспечить возможность вставки и извлечения тормозных накладок 8, в суппорте 1 в опорных элементах или рядом с ними образованы прорези.

Как указано выше, тормозные диски 2 установлены на ступице 3. Во время движения транспортного средства ступица 3 будет вращаться. Соединение между ступицей 3 и тормозными дисками 2 имеет форму шлицев 4 в первом варианте осуществления, показанном на фиг.1-3. Шлицы 4 обеспечивают возможность смещения тормозных дисков 2 в аксиальном направлении, но передают вращение ступицы 3 тормозным дискам 2.

Поверхности шлицев могут быть подвергнуты обработке, и/или на них могут быть нанесены покрытия с тем, чтобы обеспечить износостойкость и уменьшить трение в соединении между ступицей 3 и тормозными дисками 2.

Во втором варианте осуществления, показанном на фиг.4 и 5, соединение между ступицей 3 и тормозными дисками 2 представляет собой комбинацию шлицев 4 и пружин 5. Пружины 5 входят в выемки 14, 15 соответственно ступицы 3 и тормозных дисков 2. Выемки 14, 15 ступицы 3 и дисков 2 имеют поперечное сечение с формой полукруга. Выемки 14, 15 расположены рядом друг с другом для образования круглого цилиндра, предназначенного для приема пружин 5. Пружины 5 обеспечивают возможность аксиального смещения тормозных дисков 2 относительно ступицы 3 и передачи вращения ступицы 3 дискам 2. На фиг.4 и 5 показаны четыре пружины 5 в соединении между ступицей 3 и дисками 2. Для специалиста в данной области техники очевидно, что можно использовать другое количество пружин 5. Однако следует использовать, по меньшей мере, три пружины, при этом угловое расстояние между двумя соседними пружинами составляет 120°.

При передаче незначительного тормозного момента или при отсутствии передачи тормозного момента пружины 5 обеспечивают центрирование каждого диска 2 с тем, чтобы избежать контакта со шлицами 4 ступицы 3. По мере увеличения тормозного момента пружины 5 будут упруго деформироваться в радиальном направлении, в результате чего шлицы 4 обеспечат передачу тормозного момента. Центрирование диска 2 посредством пружин 5 необходимо для того, чтобы избежать шума и износа, когда диск 2 вращается в ненагруженном состоянии.

В третьем варианте осуществления, показанном на фиг.6 и 7, соединение между ступицей 3 и тормозными дисками 2 имеет форму пружин 5, и не используется никаких шлицев. Что касается второго варианта осуществления, то в нем пружины 5 входят в круглые цилиндры, образованные выемками 14, 15 соответственно ступицы 3 и тормозных дисков 2. Когда нет передачи тормозного момента, диски 2 могут быть смещены в аксиальном направлении путем скольжения на пружинах 5. Вследствие, например, упругости тормозного суппорта 1 существует необходимость в некотором аксиальном смещении дисков 2 также во время передачи момента. При использовании упругих свойств пружин 5 в аксиальном направлении это смещение в аксиальном направлении может быть выполнено без скольжения, что предпочтительно с точки зрения уменьшения износа. В этом случае пружины 5 также обеспечивают центрирование дисков 2 и тем самым позволяют избежать шума и износа, когда диски 2 вращаются в ненагруженном состоянии.

В одной модификации последнего варианта осуществления некоторые из пружин имеют несколько больший размер и меньшую жесткость по сравнению с остальными пружинами.

Для защиты соединения между ступицей 3 и тормозными дисками 2 защитные приспособления установлены в зазоре между ступицей и тормозными накладками 8. Защитные приспособления установлены в аксиальном направлении между тормозными дисками 2 и также с наружной стороны каждого диска 2. Защитные приспособления должны обеспечить защиту от дорожной грязи и, возможно, от теплового излучения.

На фиг.8 расположение защитного приспособления показано схематично. Для специалиста в данной области техники очевидно, что защитное приспособление может иметь множество различных форм. На фиг.9-11 три различных варианта осуществления защитного приспособления показаны увеличенными, при этом изображена зона А по фиг.8.

В первом варианте осуществления (фиг.9) защитное приспособление представляет собой телескопическую трубку 10, изготовленную из металла. Телескопическая трубка 10 обладает упругостью в аксиальном направлении и будет сжиматься при уменьшении расстояния между дисками 2. Концы телескопической трубки 10 прикреплены к соответствующему тормозному диску 2.

Во втором варианте осуществления (фиг.10) защитное приспособление представляет собой металлическую спираль 13. Металлическая спираль 13 изготовлена из металлической ленты, которая намотана с образованием спирали 13. Спираль 13 образована так, что она обладает упругими свойствами в аксиальном направлении, то есть в направлении, перпендикулярном дискам 2, и будет сжиматься при уменьшении расстояния между дисками 2. Кроме того, спирали 13 поджаты в аксиальном направлении так, чтобы они всегда перекрывали расстояние между дисками 2 на ступице 3 и, возможно, проходили за диски 2.

В третьем варианте осуществления (фиг.11) защитное приспособление представляет собой ленту 16 из текстильного материала. Концы ленты 16 из текстильного материала прикреплены к дискам.

В дополнительном варианте осуществления (непоказанном) защитное приспособление может представлять собой комбинацию телескопической трубки 10 или спирали 13 и ленты 16 из текстильного материала. В этом случае лента 16 из текстильного материала обычно расположена внутри трубки 10 или спирали 13, то есть ближе всего к ступице 3.

Защитные средства 10, 13, 16 будут препятствовать попаданию дорожной грязи в зоны между ступицей 3 и тормозными дисками 2. Чтобы уменьшить теплопередачу, шлицы 4 могут быть выполнены с усеченной (срезанной) формой, как показано на фиг.12. Форма усеченных шлицев на фиг.12 приведена только в качестве примера, и для специалиста в данной области техники очевидно, что шлицы могут иметь множество различных форм. За счет усеченной формы физический контакт между тормозными дисками 2 и ступицей 3 уменьшается, и поэтому теплопередача уменьшается. Естественно, это относится только к вариантам осуществления, которые включают в себя шлицы 4.

При использовании дисковый тормоз обычно приводится в действие посредством тормозного механизма, приводимого в действие с помощью привода (непоказанного), предпочтительно пневматического привода. В других вариантах осуществления используется гидравлический или электрический привод. Поскольку приводной механизм не образует никакой части настоящего изобретения, он не будет дополнительно описан в данной заявке. Один пример приводного механизма показан на фиг.1-3.

При приведении тормоза в действие тормозной механизм будет обеспечивать смещение упорной пластины 6 или упорных пластин в направлении в сторону тормозных дисков 2. При данном смещении упорная пластина 6 или пластины вызовут вход тормозных накладок 8 в контакт с тормозными дисками 2. Упорная пластина 6 или пластины вызовет(ут) смещение всех тормозных накладок 8 и тормозных дисков 2, возможно, за исключением последней тормозной накладки 8, то есть тормозной накладки, расположенной дальше всего от упорной пластины 6 или пластин. Когда тормозные накладки 8 и тормозные диски 2 входят в контакт, вращение ступицы 3 будет замедляться или прекращаться обычным образом. В свою очередь, это вызовет уменьшение скорости транспортного средства или остановку его. Тангенциальная составляющая нагрузки, действующей на тормозные накладки 8, будет восприниматься направляющими штифтами 7, установленными в суппорте 1.

Для специалиста в данной области техники очевидно, что количество тормозных дисков может варьироваться, не отходя от объема настоящего изобретения, определенного приложенной формулой изобретения.

1. Дисковый тормоз главным образом для транспортных средств, предназначенных для движения по автомобильным дорогам, содержащий жесткозакрепленный суппорт (1), охватывающий один или более тормозных дисков (2), одну или более упорных пластин (6) и ряд тормозных накладок (8), отличающийся тем, что тормозные диски (2) установлены на вращающейся ступице (3) без возможности вращения относительно ступицы (3), но с возможностью смещения в аксиальном направлении относительно нее посредством пружин (5) для передачи тормозного момента от тормозного диска (2) к ступице (3), тормозные накладки (8) установлены с возможностью направленного смещения в аксиальном направлении в суппорте (1), воспринимающем нагрузку, действующую на тормозные накладки (8), и суппорт (1) имеет отверстие (18), через которое тормозные накладки (8) вставляют и удаляют.

2. Дисковый тормоз по п.1, отличающийся тем, что упорная(ые) пластина(ы) (6) установлена(ы) с возможностью направленного смещения на направляющих штифтах (7), которые зафиксированы относительно суппорта (1) с возможностью их удаления или опорных элементов в суппорте (1).

3. Дисковый тормоз по п.1, отличающийся тем, что тормозные накладки (8) содержат опоры (9), имеющие выемки (12) для взаимодействия с направляющими штифтами (7) или опорными элементами, причем тормозные накладки (8) и тормозные диски смещаются в аксиальном направлении посредством упорной(ых) пластины (пластин) (6).

4. Дисковый тормоз по п.3, отличающийся тем, что тормозные накладки (8) имеют идентичную форму.

5. Дисковый тормоз по п.3, отличающийся тем, что опора (9), по меньшей мере, одной тормозной накладки (8) имеет фрикционную тормозную накладку на обеих сторонах.

6. Дисковый тормоз по п.5, отличающийся тем, что предусмотрены два тормозных диска (2).

7. Дисковый тормоз по п.6, отличающийся тем, что тормозные диски (2) установлены с возможностью смещения в аксиальном направлении на ступице (3) посредством как шлицев (4), так и пружин (5), причем при значении ниже порогового тормозного момента тормозной момент передается от тормозного диска к ступице посредством пружин.

8. Дисковый тормоз по п.7, отличающийся тем, что в том случае когда соединение между тормозными дисками (2) и ступицей (3) включает в себя как шлицы (4), так и пружины (5), имеются, по меньшей мере, три пружины (5).

9. Дисковый тормоз по п.7, отличающийся тем, что пружины (5) представляют собой цилиндрические винтовые пружины, установленные в аксиальном направлении тормозного(ых) диска (ов) (2) и ступицы (3); причем пружины (5) входят в полукруглые выемки (14, 15) соответственно ступицы (3) и тормозного(ых) диска(ов) (2), и пружины (5) обеспечивают возможность смещения диска(ов) (2) в аксиальном направлении, но противодействуют смещению диска(ов) (2) в радиальном направлении.

10. Дисковый тормоз по п.9, отличающийся тем, что защитные приспособления (10, 13, 16) предусмотрены на ступице (3) в аксиальном направлении между дисками (2) и снаружи дисков (2); при этом защитные приспособления представляют собой ленты (16) из текстильного материала, и/или металлические трубки (10), или спирали (13); и защитные приспособления (13, 16) поджаты в аксиальном направлении, но не препятствуют смещению тормозных дисков (2) в аксиальном направлении.

11. Дисковый тормоз по п.10, отличающийся тем, что сопрягаемые поверхности диска(ов) (2) и/или ступицы (3) подвергнуты обработке для придания им износостойкости и/или коррозионной стойкости и тормоз приводится в действие с помощью пневматического, гидравлического или электрического привода.

12. Дисковый тормоз по п.11, отличающийся тем, что шлицам (4) придана некоторая форма для уменьшения теплопередачи между тормозными дисками (2) и ступицей (3).

13. Дисковый тормоз по п.12, отличающийся тем, что шлицы (4) выполнены усеченными для уменьшения теплопередачи.

14. Дисковый тормоз по п.7, отличающийся тем, что при значении выше порогового тормозного момента тормозной момент передается от тормозного диска к ступице посредством шлицев.