ДИСКОВЫЙ ТОРМОЗ ДЛЯ АВТОМОБИЛЯ Российский патент 1998 года по МПК F16D55/02 

Настоящее изобретение относится к дисковому тормозу для автомобиля, содержащему первую опору, которая неподвижна относительно автомобиля, вторую опору, выполненную в виде скобы и установленную с возможностью скольжения относительно первой опоры, колодки, каждая из которых удерживается одной из опор с возможностью оказания сопротивления движущим усилиям, воздействию которых она подвергается в случае торможения, и тормозной привод, связанный со второй опорой и приводимый в действие для возможности обеспечения наложения колодок на диск при ее движении перпендикулярно последнему, причем каждая колодка имеет центральную зону трения, где приложена равнодействующая движущих усилий, и два боковых конца, первый из которых смещен относительно центральной зоны в направлении вращения диска, а по меньшей мере второй из которых имеет ведущий профиль, опора колодки имеет первый и второй корпус, второй корпус представляет собой фиксирующий профиль, взаимодействующий с упомянутым ведущим профилем в зоне крепления (A), для фиксации колодки, когда она подвергается воздействию напряжений в направлении вращения диска, создаваемых движущими усилиями, а по меньшей мере первый конец колодки имеет внешнюю поверхность контакта, приспособленной к прилеганию в зоне опирания (B) к соответствующей внутренней поверхности контакта первой опорной поверхности, предусмотренной на первом корпусе.

Дисковые тормоза этого типа давно известны в данной области техники и описан, например, в патенте США N 4044864.

С теоретической точки зрения эти тормоза априори имеют преимущество, позволяя колодке, к которой приложены движущие нагрузки в случае торможения, передавать эти нагрузки опоре, которая удерживает накладку на своем месте, то есть, как правило - первой опоре, называемой "несущим элементом", через каждый из двух концов этой колодки, один из которых таким образом участвует в сцеплении, а другой - в опирании.

С практической точки зрения, ситуация все же значительно отличается и гораздо менее благоприятна, поскольку практически никогда не получается так, что тяговые и осевые нагрузки действуют одновременно.

В самом деле, в известных тормозах вышеупомянутого типа распределение тяговой и осевой нагрузок зависит в значительной степени и от размеров колодки, и от размеров заключающей ее опоры, причем эти размеры сами по себе изменяются не только в пределах допусков на изготовление, но и вследствие различных деформаций тормоза под влиянием более или менее интенсивных нагрузок торможения и/или более или менее значительных приращений температуры.

В этом контексте задача изобретения заключается в том, чтобы предложить дисковый тормоз со скользящей скобой, в котором передача на опору колодки нагрузок, воспринимаемых последней, может происходить на обоих концах колодки без беспрепятственного влияния таких нежелательных параметров, как те, что только что были упомянуты.

Чтобы достичь этого, предлагаемый дисковый тормоз по существу отличается тем, что каждая колодка относительно своей опоры и в направлении опорной зоны подвергается воздействию усилия упругости, имеющего по меньшей мере одну первую составляющую, направленную вдоль радиуса диска, который проходит через центральную зону трения, тем, что каждая колодка имеет относительную свободу поворота в своей плоскости относительно зоны крепления, тем, что внутренняя и внешняя поверхности контакта совместно образуют в опорной зоне касательную в плоскости, содержащей колодку, в которой прямая линия, соединяющая зону крепления с опорной зоной, образует вместе с указанной касательной угол, внутри которого находится центральная зона трения, и тем, что этот угол тупой и меньше развернутого угла.

В соответствии с упрощенным вариантом осуществления изобретения по меньшей мере одна из двух поверхностей контакта имеет скругленный профиль, и эти поверхности имеют разные радиусы кривизны по меньшей мере в опорной зоне.

Следовательно, одна из двух поверхностей контакта может быть по существу вогнутой, а другая - выпуклой, при этом каждая может иметь скругленный профиль, а каждая вогнутая поверхность контакта может иметь радиус кривизны, который больше, чем радиус кривизны соответствующей выпуклой поверхности.

Ведущий профиль, предусмотренный на колодке, предпочтительно имеет форму паза, который открыт наружу диска, а фиксирующий профиль, предусмотренный на опоре колодки, содержит фиксирующий язычок, направленный внутрь диска и вводимый в зацепление с этим пазом.

Первая составляющая усилия упругости является, например, центробежной, и усилие упругости, возможно, имеет вторую составляющую, перпендикулярную радиусу диска, проходящему через центральную зону колодки, и направленную в направлении вращения диска.

Чтобы оптимизировать эффективность торможения в обоих направлениях перемещения автомобиля, можно предусмотреть для каждой колодки включение в нее внешней поверхности контакта с ведущим профилем на каждом из ее концов.

В этом случае, когда две зоны опирания образованы на опоре колодки с любой из двух сторон этой колодки, каждый боковой конец колодки предпочтительно имеет между своей внешней поверхностью контакта и своим ведущим профилем ширину, большую чем минимальная ширина, которую соответствующий корпус опоры колодки имеет за пределами опорной зоны в направлении наружу диска, что приводит к тому, что два боковых конца колодки одновременно опираются на опору колодки в своих соответствующих опорных зонах.

И, наконец, регулирование усилий, передаваемых первым концом колодки, можно также улучшить за счет выполнения внутренней поверхности контакта опоры для этой колодки на этом конце по существу плоской в опорной зоне.

Другие признаки и преимущества изобретения станут очевидны из описания, которое приводится ниже посредством неограничительного примера и со ссылками на прилагаемые чертежи, на которых:
фиг. 1 - вид спереди предлагаемого дискового тормоза;
фиг. 2 - схематическое изображение, иллюстрирующее принцип изобретения; и
фиг. 3 - схематическое изображение, иллюстрирующее конкретные характеристики изобретения.

Изобретение в основном относится к дисковым тормозам со скользящей скобой, предназначенным для оснащения автомобилей.

Такие тормоза содержат первую опору 1, называемую "несущим элементом", неподвижную относительно автомобиля, вторую опору 2, выполненную в виде скобы и установленную с возможностью скольжения относительно первой опоры, колодки 3, 4, каждая из которых удерживается одной из опор, как правило - несущим элементом 1, с тем, чтобы оказывать сопротивление движущимся усилиям, воздействию которых колодка подвергается в случае торможения, и тормозной двигатель 5, связанный со второй опорой 2 и приводимый в действие с тем, чтобы обеспечить наложение колодок 3, 4 на диск 6 в соответствии с движением, которое по существу перпендикулярно последнему.

Каждая колодка 3, 4 обычно имеет центральную зону трения, такую как зона 30 (фиг. 2), и два боковых конца 31, 32, первый из которых 31 смещен относительно центральной зоны 30 в направлении вращения S диска 6, а по меньшей мере второй из которых 32 имеет ведущий профиль 32a.

Со своей стороны, опора для этой колодки, например несущий элемент 1, имеет фиксирующий профиль 7a, взаимодействующий с ведущим профилем 32a колодки 3 в зоне закрепления в непосредственной близости от точки A, чтобы зафиксировать эту колодку, когда она подвергается воздействию напряжений в направлении вращения S диска 6, вызываемых ведущими усилиями.

Кроме того, по меньшей мере первый конец 31 каждой колодки такой, как накладка 3, имеет внешнюю поверхность контакта 31b, приспособленную к прилеганию в опорной зоне в непосредственной близости от точки B к соответствующей внутренней поверхности контакта 8b первой опорной поверхности 8, предусмотренной на опоре 1 для этой колодки.

В соответствии с изобретением каждая колодка, такая как колодка 3, подвергается относительно своей опоры 1 и в направлении опорной зоны воздействию напряжений, создаваемых усилием упругости F, имеющим по меньшей мере первую составляющую F1, направленную вдоль радиуса R диска 6, который проходит через центральную зону трения 30, причем это усилие, например, прилагается пружиной 9, размещенной на втором конце колодки (фиг. 2).

Каждая колодка имеет такие размеры относительно опоры, что обладает относительной свободой поворота в своей плоскости относительно зоны закрепления, т. е. способна совершать поворот в плоскости фиг. 2 с центром в точке A.

Внутренняя и внешняя поверхности контакта 8b, 31b совместно образуют в зоне опирания касательную T в плоскости, содержащей колодку, а прямая линия D, соединяющая зону закрепления A с зоной опирания B, образует вместе с указанной касательной T угол G.

В соответствии с важной особенностью изобретения угол G - тупой, меньше развернутого угла и содержит центральную зону трения 30.

Весьма предпочтительно, чтобы по меньшей мере одна из двух поверхностей контакта имела скругленный профиль, чтобы эти поверхности имели разные радиусы кривизны по меньшей мере в зоне опирания, т.е. в непосредственной близости от точки B.

В простейшем варианте осуществления изобретения одна из двух поверхностей контакта является вогнутой, а другая выпуклой, причем возможен и другой вариант - с выпуклой поверхностью и плоской поверхностью.

На практике, даже в случае, когда одна из двух поверхностей контакта вогнутая, все равно выгодно придать последней по существу плоский профиль P в опорной зоне, как показано на фиг. 2.

Ведущий профиль 32a, предусмотренный на колодке, предположительно, имеет, например, форму паза, который открыт наружу диска, а фиксирующий профиль 7a, предусмотренный на опоре 1 колодки, имеет, предположительно, форму фиксирующего язычка, направленного внутрь диска и вводимого в зацепление с пазом.

Предпочтительно, первая составляющая F1 усилия упругости F, создаваемого пружиной 9, является центробежной, и это усилие F имеет вторую составляющую F2, которая перпендикулярна радиусу R диска 6, проходящему через центральную зону накладки, и направлена в направлении вращения диска, причем такое распределение усилий дает возможность постоянно удерживать накладку в положении, в направлении к которому она естественно смещается под воздействием усилий торможения, которые приложены в центральной зоне 30 и имеют тенденцию поворачивать накладку относительно зоны закрепления A.

За счет этих особенностей зазоры, которые необходимо предусмотреть для удовлетворительного скольжения колодок, более не играют роли в передаче нагрузок концами колодок, и, следовательно, распределение этих нагрузок освобождается от влияния неудовлетворительного регулирования этих зазоров, а также их возможных изменений.

Как показано на чертежах, каждая колодка может включать в себя внешнюю поверхность контакта 31b, 32b, и ведущий профиль 31a, 32a на каждом из своих концов, чтобы обеспечить торможение, столь же эффективное на заднем ходу автомобиля, сколь и при движении вперед.

В этом случае, как показано на фиг. 3, каждый боковой конец 31, 32 накладки предпочтительно имеет между своей внешней поверхностью контакта 31b, 32b и своим ведущим профилем 31a, 32a ширину l₃₁, l₃₂, которая больше чем минимальная ширина l₁₁, l₁₂, которую соответствующий корпус 11, 12 опоры накладки имеет за пределами опорной зоны B, B' в направлении наружу диска 6, что приводит к тому, что оба боковых конца 31, 32 колодки опираются одновременно на опору колодки в своих соответствующих опорных зонах B, B'.

Устройство относится к автомобильным дисковым тормозам со скользящей скобой. Тормоз содержит колодки, имеющие боковые концы, задействуемые при опирании на первую сторону опоры и приложении тягового усилия к другой стороне. Усилия торможения, прикладываемые к колодке в ее центральной зоне, используются для поворота накладки относительно точки крепления, расположенной на первой стороне опоры, и для обеспечения опирания другой стороны по касательной, образующей тупой угол с прямой линией, которая соединяет точки крепления и опирания, причем в пределах этого угла расположена центральная зона колодки. Технический результат от использования изобретения заключается в том, чтобы при передаче на опору колодок нагрузки исключить влияние деформаций и приращений температуры на распределение нагрузок. 9 з.п.ф-лы, 3 ил.

1. Дисковый тормоз для автомобиля, содержащий первую опору (1), которая неподвижна относительно автомобиля, вторую опору (2), выполненную в виде скобы и установленную с возможностью скольжения относительно первой опоры, колодки (3, 4), каждая из которых удерживается одной из опор (1) с возможностью оказания сопротивления движущим усилиям, воздействию которых она подвергается в случае торможения, и тормозной привод (5), связанный со второй опорой (2) и приводимый в действие для возможности обеспечения наложения колодок на диск (6) при ее движении, перпендикулярно последнему, причем каждая колодка (3, 4) имеет центральную зону трения (30), где приложена равнодействующая движущих усилий, и два боковых конца (31, 32), первый из которых, (31), смещен относительно центральной зоны в направлении вращения (S) диска (6), а по меньшей мере второй из которых, (32), имеет ведущий профиль (32а), опора колодки (3, 4) имеет первый корпус (11) и второй корпус (12), второй корпус (12) представляет собой фиксирующий профиль (7а), взаимодействующий с упомянутым ведущим профилем в зоне крепления (А), для фиксации колодки, когда она подвержена воздействию напряжений в направлении вращения диска, создаваемых движущими усилиями, а по меньшей мере первый конец (31) колодки (3, 4) имеет внешнюю поверхность контакта (31b), приспособленную к прилеганию в опорной зоне (В) к соответствующей внутренней поверхности контакта (8b) первой опорной поверхности (8), предусмотренной на первом корпусе (11), отличающийся тем, что каждая колодка относительно своей опоры и в направлении опорной зоны подвержена воздействию усилия упругости (F), имеющего по меньшей мере одну составляющую (F1), направленную вдоль радиуса (R) диска (6), который проходит через центральную зону трения (30), каждая колодка имеет относительную свободу поворота относительно зоны крепления (А), при этом внутренняя и внешняя поверхность контакта (8b, 31b) имеют общую касательную (Т), проходящую через опорную зону и лежащую в плоскости, содержащей колодку, при этом прямая линия (D), соединяющая зону крепления (A) с опорной зоной (B), образует с касательной (T) угол (G), внутри которого находится центральная зона трения (30), причем этот угол тупой и меньше развернутого угла. 2. Тормоз по п.1, отличающийся тем, что по меньшей мере одна из двух поверхностей контакта имеет скругленный профиль, и эти поверхности имеют различные радиусы кривизны по меньшей мере в опорной зоне. 3. Тормоз по п.2, отличающийся тем, что одна из двух поверхностей контакта (8b, 31b) вогнутая, а другая выпуклая, при этом каждая вогнутая поверхность контакта имеет радиус кривизны, который больше, чем радиус кривизны соответствующей выпуклой поверхности. 4. Тормоз по п.3, отличающийся тем, что обе поверхности контакта имеют скругленный профиль. 5. Тормоз по любому из пп.1 - 4, отличающийся тем, что ведущий профиль (32а) имеет паз, открытый в сторону периферийной части диска, а фиксирующий профиль (7а) имеет фиксирующий язычок, направленный к центральной части диска и вводимый в зацепление с упомянутым пазом. 6. Тормоз по п.5, отличающийся тем, что первая составляющая (F1) усилия упругости является центробежной. 7. Тормоз по любому из пп.1 - 6, отличающийся тем, что усилие упругости имеет вторую составляющую (12), перпендикулярную радиусу (R) диска (6), проходящему через центральную зону трения колодки, и направленную в направлении вращения (S) диска. 8. Тормоз по любому из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что каждая колодка включает в себя внешнюю поверхность контакта (31b, 32b) и ведущий профиль (31a, 32a) на каждом из своих концов (31, 32). 9. Тормоз по п.8, отличающийся тем, что на опоре (1, 2) образованы две опорные зоны (В, В') на любой из ее сторон, а оба боковых конца (31, 32) колодки опираются одновременно на опору в соответствующих опорных зонах (В, В'). 10. Тормоз по п.1, отличающийся тем, что внутренняя поверхность контакта является по существу плоской в опорной зоне (В).