АВТОМАТИЧЕСКИЙ РЕГУЛИРУЮЩИЙ РАЗЖИМ ДЛЯ БАРАБАННОГО ТОРМОЗА Российский патент 1999 года по МПК F16D65/56 

Настоящее изобретение относится к конструкциям барабанных тормозов, в частности к тем барабанным тормозам, которыми оборудованы механические транспортные средства, а более конкретно к автоматическим регулирующим устройствам, предназначенным для компенсации износа фрикционных накладок колодок барабанных тормозов, эти устройства вызывают расширение разжима, расположенного между колодками, в зависимости от износа фрикционных накладок для определения минимального расстояния разведения колодок в зависимости от износа фрикционных накладок на этих колодках, другими словами для обеспечения относительно постоянного перемещения приводных средств барабанного тормоза.

Из предшествующего уровня техники хорошо известны автоматические регулировочные устройства, такие как, например, устройства, описанные в Европейских патентах заявках EP-A-0,077,726, EP-A-0,219,384, или EP-A-0,262,014.

Согласно этих документов разжим содержит узел винт-гайка, управляемый собачкой воздействующей на зубчики, выполненные на одной из элементов системы винт-гайка, собачка закреплена на гибкой полоске, прикрепленной к разжиму, гибкая полоса отведена от разжима, когда тормоз находиться в нерабочем положении, с помощью рычага, который в результате его поворота позволяет гибкой полоске и разжиму находится в более близком положении, когда колодки разводятся в разные стороны приводными средствами, рычаг, содержащий первое плечо, опирающееся на гайку системы винт-гайка и в котором выполнено отверстие, через которое проходит винт системы винт-гайка, и второе плечо, образующее с первым плечом угол, превышающий 90^o, и расположенное между разжимом и гибкой полоской.

Конструкция известного устройства налагает, в особенности на гайку системы винт-гайка, паразитные усилия, которые повышают значение трения гайки о винт и которые таким образом предотвращают расширение разжима до тех пор пока внешние нагрузки, которые влияют на него становятся достаточными для преодоления этого трения и вызывают желаемое расширение. Это приводит к неустойчивой работе известных автоматических регулирующих устройств.

Кроме того, вредный эффект этих паразитных усилий в значительной степени усиливается из-за производственных допусков различных деталей, из которых собрано это устройство, так что величина полученного расширения очень разнообразны у различных разжимов, хотя все другие значения кроме того одинаковы.

В результате этого, известные устройства не в полной мере выполняют свою роль фиксации минимального расстояния между колодками, и очень часто определяют расстояние, которое меньше желаемого наименьшего расстояния, получаемого в результате расширения разжима. Это в свою очередь приводит к увеличению перемещения приводных средств, когда они механические, или к чрезмерному расходу жидкости, когда приводные средства гидравлические.

В основу настоящего изобретения положена задача создания автоматического регулировочного разжима для барабанного тормоза, который не проявлял бы вышеуказанных недостатков, другими словами не был подвержен паразитным нагрузкам.

На фиг. 1 изображен барабанный тормоз традиционной конструкции, который содержит опорную пластину 10, предназначенную для установки на неподвижной части транспортного средства (эта часть на чертежах не показана) и на которой установлены с возможностью скольжения две тормозные колодки 12 и 14. Каждая из колодок 12 и 14 содержит по существу плоскую перемычку 16, 18 и дугообразный обод 20, 22, на котором закреплена фрикционная накладка 24 и 26, приводное средство, такое как например колесный цилиндр, расположенный между двумя концами 30 и 32 колодок 12 и 14, и крепежный блок 34, закрепленный на опорной пластине и расположенный между противоположными концами 26, 38 колодок 12 и 14. Стяжные пружины 40 и 42 колодок 12 и 14 расположены около колесного цилиндра и вблизи крепежного блока для того, чтобы подтянуть концы 30 и 32 колодок к колесному цилиндру и концы 36 и 38 к крепежному блоку. Распорка, обозначенная в общем позицией 44, расположена около колесного цилиндра 28 и определяющая расстояние между концами 30 и 32 колодок в нерабочем положении. Концы 46 и 48 имеют прорези, в которых размещены перемычки 16 и 18 каждый колодки 12 и 14.

В примере, представленном на фиг. 1, в выполненной в конце 48 прорези закреплен рычаг 50 ручного привода колодок, который установлен с возможностью поворота на конце 32 колодки 14 с помощью заклепки, выполняющей роль оси 52, и свободный конец которого 54 подсоединен к одному из концов троса стояночного тормоза или тормоза экстренной остановки, приводимого в действие из кабины транспортного средства.

Как это наилучшим образом показано на фиг. 2, разжим 44 образован корпусной деталью 58, один из концов которой подсоединен через пружину 59 к колодке 14 и к рычагу 50 ручного привода колодок, и системой винт-гайка, обозначенной в общем позицией 60, один из концов которой подсоединен к колодке 12.

Система 60 винт-гайка содержит винт 62, головка 64 которого поддерживается в зацеплении с перемычкой колодки 12 пружиной 64 и стержень которого свободно расположен в осевом отверстии, выполненном в корпусной детали разжима, и гайка 66, навинченная на винте 62 и на наружной поверхности которой выполнен ряд зубчиков, предназначенных для выборочного взаимодействия с собачкой 70, закрепленной на свободном конце гибкой полости 72, закрепленной на корпусной детали 58 разжима.

Распорка 44 также содержит рычаг 74, более подробно представленный на фиг. 3, образованный первым плечом 76, в котором выполнено отверстие 75, через которое свободно проходит винт 62, и установленное между гайкой 66 и близлежайшей к ней торцевой поверхностью корпусной детали 58 разжима, и вторым плечом 78, свободный конец которого выталкивает гибкую полоску 72. Первое плечо 76 и второе плечо 78 рычага 74 по существу прямые и образуют между собой угол, величина которого более 90^o, как правило около 100^o. Рычаг 74 таким образом образует V-образную опору и за счет вершины 80 на кромке плоской торцевой поверхности 84 корпусной детали 58 он может поворачиваться вокруг этой кромки 82.

Распорка 44 может содержать термическую запорную систему, например, такую, которая описана в вышеупомянутой Европейской патентной заявке EP-A-0,219,384, и содержит биметаллическую полоску 90, один конец которой закреплен на корпусной детали 58 разжима, а другой конец 92 проходит сквозь отверстие в первом плече, и способную воздействовать на это плечо для предотвращения поворота рычага и, следовательно, остановить автоматическое регулировочное устройство в случае перегрева барабанного тормоза.

Принцип действия барабанного тормоза и автоматического регулировочного устройства, который только что был описан, традиционен и упомянут здесь только в качестве напоминания, с использованием ссылок на фиг. 2 и фиг. 3.

В нерабочем положении пружина 40 стягивает одна к другой колодки 12 и 14, и следовательно и концы 46 и 48 разжима 44. При этом гайка 66 давит на первое плечо 76 рычага 74 в направлении к плоской торцевой поверхности 84 корпусной детали 58 разжима. Второе плечо 78 рычага 74 давит на гибкую полоску 72 в направлении от корпусной детали 58, в результате чего происходит разцепление собачки 70 с зубчиками 68 гайки 66.

Когда колесный цилиндр 28 приводится в движение концы 30 и 32 колодок 12 и 14 разводятся один от другого, в результате чего фрикционные накладки вводятся в фрикционное взаимодействие с тормозным барабаном (на чертежах не показан), в результате чего образуется тормозящий момент.

Одновременно, корпусная деталь 58 и сборка 60 разводятся одна от другой под действием пружин 59 и 64. Гибкая полоска 72, воздействующая на второе плечо 78 рычага 74, стремиться вызвать поворот рычага вокруг 82 до тех пор, пока это разрешено относительным движением гайки 66 по отношению к корпусной детали 58. Полоска 72 далее двигается ближе к корпусной детали 58, и так же собачка 70 двигается ближе к зубчикам 68.

Если по меньшей мере одна из фрикционных накладок 24 и 26 подвергается чрезмерному износу, то колесный цилиндр должен раздвигать колодки на величину, которая больше заранее определенной величины, для того, чтобы они входили в зацепление с тормозным барабаном. Тогда гайка 66 двигается от корпусной детали 58 на величину, которая больше этой заранее определенной величины, в результате чего собачка входит в зацепление с зубчиками 68 и ротационно увлекает за собой гайку 66, что заставляет гайку 66 скручиваться с винта 62 и следовательно двигает гайку 66 от головки 46 винта 62.

Когда торможение прекращают, пружина 40 стягивает колодки 12 и 14 ближе одна к другой, что приводит к движению гайки 66 к корпусной детали 58. Обратное вращение гайки на винте 62 предотвращено за счет трения между гайкой 66 и первым плечом 76 рычага 74. После того как гайка была повернута на винте 62 в ходе предыдущей операции разжим 44 возвращается в положение, при котором он имеет длину, превышающую длину, которую он имел до торможения.

Тогда во время следующего торможения колесный цилиндр будет разводить колодки на меньшую величину. Если это значение по-прежнему больше, чем заранее заданная величина, то повторяют ту же самую операцию увеличения длины разжима.

Таким образом, становится понятно, что разжим 44 позволяет определить минимальное расстояние разведения колодок, расстояние между которыми является функцией износа фрикционных накладок, таким образом колесный цилиндр 28 или тросик 56 должны перемещать их только на это минимальное расстояние. Такое минимальное расстояние соответствует тому, которое известно в этой области знаний, как эксплуатационный зазор тормозного тормоза.

С другой стороны на фиг. 3 видно, что когда происходит торможение, то поворот рычага 74 происходит под воздействием полоски 72 на второе плечо 78 и таким образом первое плечо 76 постоянно контактирует с гайкой 66, этот контакт происходит в точке A на периферии поверхности 94 гайки, обращенной к поверхности 84 корпусной детали 58.

Первое плечо 76 рычага таким образом оказывает давление на точку A с силой, которая по существу параллельна оси разжима, практически совпадающей с осью винта 62, и которая действует на расстоянии R от этой оси.

Следовательно гайка 66 подвержена крутящему моменту в направлении стрелки C на фиг. 3 и контактирует с ножкой винта 62 исключительно через резьбовые зоны M и N, показанные на фиг. 3, только эти зоны участвуют во взаимодействии между гайкой 66 и винтом 62, когда работает это автоматическое регулировочное приспособление, другие участки резьбы во взаимодействии участия не принимают. Паразитные нагрузки, созданные плечом 76 в гайке 66, которые являются причиной роста нежелательных напряжений, создающих чрезмерное трение на уровне взаимодействия винт 62 - гайка 66. Это трение может быть таким, что препятствует вращению гайки под действием собачки 70, и таким образом останавливает автоматическое удлинение разжима, когда это необходимо. Приводные средства, гидравлическое, такое как колесный цилиндр 28, или механическое, такое как рычаг 50 ручного тормоза, должно следовательно совершить значительный путь для приведения в действие барабанный тормоз.

Как это видно на фиг. 4A и фиг. 4B гайка на поверхности, обращенной к торцевой поверхности 84 корпусной детали 58 разжима, имеет цилиндрическую часть 100. В соответствии с этим вариантом осуществления изобретения, цилиндрическая часть выполнена со ступенькой для образования буртика 102 между цилиндрической частью 104 меньшего диаметра, расположенной с внешней стороны, и промежуточной частью 106. Цилиндрическая часть 104 ограничена плоской круглой поверхностью 105.

Первое плечо 76 рычага 74 имеет отверстие с продолговатой замкнутой формой. Периферия этого отверстия образована первым по существу полукруглым контуром 108, величина радиуса которого лежит в пределах радиусов цилиндрических частей 104 и 106 гайки 66, и вторым по существу полукруглым контуром 110, радиус которого больше радиуса промежуточной части 106 гайки 66. Контуры 108 и 110 соединены вместе двумя буртиками 112, которые размещены по существу в диаметральной плоскости продолговатого отверстия, и следовательно на одинаковом расстоянии от вершины 80 V-образной опоры, образованной плечами рычага 74.

Когда разжим, содержащий гайку и рычаг, которые только что были описаны, установлен в барабанном тормозе, который находится в нерабочем положении, то узел 60 винт-гайка подгоняет в сторону корпусной детали 58, как это описано выше.

Понятно, что в этом положении цилиндрическая часть 104 гайки 66 полностью проходит в плече 76, потому что ее радиус меньше чем радиус контура 108 и меньше чем радиус контура 110. Высота цилиндрической части, измеренная вдоль оси между поверхностью 105 и буртиком 102, немного больше чем толщина плеча 76, таким образом в нерабочем положении барабанного тормоза поверхность 105 гайки 66 входит в границу торцевой поверхности 84 корпусной детали 58.

Когда колесный цилиндр 28 приводится в действие, то концы 30 и 32 колодок 12 и 14 разводятся один от другого, так что корпусная деталь 58 и узел 60 гайка-болт через пружины 59 и 64 воздействуют на корпусную деталь 58 и на головку 46 винта 62.

Как и ранее гибкая полоска 72, воздействующая на второе плечо 78 рычага 74, стремится повернуть второе плечо вокруг кромки 82 корпусной детали 58, но движение поворота рычага 74 ограничено гайкой 66, с которой первое плечо 76 остается в контакте.

Благодаря особенной конфигурации отверстия, выполненной согласно изобретению, в первом плече 76 в сочетании с особенной формой цилиндрической части 100 гайки 66, контакт между плечом 76 и гайкой 66 происходит по плечикам 112.

Первое плечо 76 давит на гайку 66 через эти буртики 112 усилиями, которые по существу равны по величине и по направлению, их результирующая представляет собой силу, приложенную к средине их точки приложения, другими словами вблизи оси симметрии гайки 66, потому что буртики 112 расположены по существу в диаметральной плоскости отверстия, выполненного в плече 76.

Таким образом результатом этого является то, что когда корпусная деталь 58 и головка 46 винта разводятся во время приведения в действие тормоза, то плечо 76 рычага давит на гайку 66 в направлении головки винта, прикладывая к ней силу, направленную по существу вдоль ее оси симметрии. Следовательно, что все витки резьбы гайки 66 взаимодействуют с резьбой винта 62, и что вращение гайки по винту, когда собачка 70 находится в зацеплении с зубчиками 68, происходит при оптимальных условиях.

С другой стороны, так как точка приложения силы, перемещенная плечом 76 рычага 74 к гайке 66, находится ближе к центру 80 поворота этого рычага, то по сравнению с известными техническими решениями эта передаваемая гайке сила так же больше.

Следствием этого является факт создания более благоприятных условий для предотвращения обратного вращения гайки.

Это повышение силы воздействия рычага на гайку получается за счет соответствующего уменьшения точки приложения этой силы, увеличение которой может быть компенсировано увеличением угла между плечами 76 и 78 рычага 74 для получения осевого перемещения буртиков 112 на ту же самую величину, что и величина перемещения точки A в известных технических решениях.

Буртики 112, показанные на фиг. 4A и фиг. 4B, слегка смещены по отношению к оси симметрии гайки 66 и винта 62, но совершенно ясно, что могут лежать на одной линии с этой осью или могут быть даже смещены по отношению к этой оси, но в другом направлении, так сказать на стороне вершины 80 по отношению к маленькому диаметру продолговатого отверстия.

Значительное преимущество настоящего изобретения заключается в том, что гайка 66 находится в прямом контакте с корпусной деталью 58, контактируют их поверхности 94 и 84, так как первое плечо рычага не расположено между ними. В результате этого допуски при изготовлении рычага не влияют на действие разжима и на текущий зазор барабанного тормоза, это так сказать расстояние, которое проходит гайка 66 к корпусной детали 58 перед тем как собачка 70 входит в зацепление с зубчиками 68 и которое определено исключительно положением гайки 66. В результате этого стало возможным измерение на различных барабанных тормозах текущих зазоров, которые были практически равными теоретическим текущим зазорам.

Фиг. 5 и 6 показывают вариант осуществления изобретения, который только что был описан. Фиг. 6A и фиг. 6B показывают, что гайка 66 выполнена с бесступенчатой цилиндрической частью 100', так что буртик 102' образован между этой цилиндрической частью 100' и корпусом гайки 66.

С другой стороны, как это показано на фиг. 5A и 5B, первое плечо 76 рычага 74 выполнено с неровностью, проходящей параллельно вершине 80 угла между двумя плечами рычага 74 и выполненной по существу вдоль маленького диаметра продолговатого отверстия 114 в плече 76, этот маленький диаметр немного больше, чем диаметр цилиндрической части 100' гайки 66. Таким образом плечо 76 рычага имеет две вершины 120 на каждой стороне от отверстия 114, по существу вдоль диаметра этого отверстия.

Аналогично предыдущему конструктивному решению будет сделана оговорка о том, что неровность имеет высоту H, измеренную в осевом направлении между торцевой поверхностью 84 корпусной детали 58 и вершинами 120, когда рычаг 74 на корпусной детали 58 и когда второе плечо 78 находятся на наибольшем возможном расстоянии от корпусной детали 58, как это показано на фиг. 5B, высота этой неровности немного меньше чем высота цилиндрической части 100' гайки 66, измеренной вдоль оси между буртиком 102' и поверхностью 105'.

Если разжим снабжен гайкой и рычагом, показанными на фиг. 5 и фиг. 6, становится ясно, что вершины 120 рычага 76 взаимодействуют, когда приводятся в действие колесный цилиндр и рычаг 50, с буртиком 102' гайки 66 таким же образом, как это было описано выше, достигая тех же преимуществ, а именно сила, действующая на гайку 66, направлена по существу вдоль ее оси симметрии для облегчения ее вращения под действием собачки 70 в начале торможения, и наоборот, предотвратить его, когда торможения нет.

Таким образом абсолютно очевидно, что в соответствии с настоящим изобретением для барабанного тормоза создан автоматический регулирующий разжим, в котором рычаг воздействует на гайку с силами, результирующая которых приложена по существу вдоль оси симметрии этой гайки. В результате этого гайка подгоняется рычагом при наиболее благоприятных условиях, при которых гайка более не лежит на пути распространения паразитных нагрузок от напряжений, и таким образом вращение гайки облегчается, когда это желательно, и наоборот, становится более затрудненным, когда это нежелательно.

Кроме того видно, что сами рычаг и гайка усовершенствованы по сравнению с разжимом известных конструкций. Это приводит к очень важному преимуществу изобретения, а именно к тому, что известные разжимы могут быть легко подогнаны в ходе сервисного обслуживания тормозного барабана при внедрении настоящего изобретения.

С этой целью в плече 76 рычага может быть выполнено дополнительное отверстие 122, как это показано на фиг. 5A и фиг. 5B, для того, чтобы вставить конец 92 биметаллической полоски, если разжим ею снабжен, в это отверстие. В случае выполнения изогнутого плеча рычага, такого как на фиг. 5A и фиг. 5B, вторая неровность 124, изогнутая в противоположном чем неровность 120 направлении, может быть получена на плече 76, так чтобы отверстие 122 занимает по отношению к биметаллической полоске 90, когда тормоз находится в нерабочем положении, приблизительно тоже самое положение, что и отверстие, которое выполнено в рычаге известного технического решения так, чтобы биметаллическая пластинка продолжала бы выполнять свою термозапирающую функцию после того, как гайка и рычаг, выполненные согласно настоящему изобретению, установлены на разжим.

Автоматический регулирующий разжим для барабанного тормоза предназначен для установки вблизи приводного средства, расположенного между двумя первыми концами двух колодок, облицованных функциональным накладками. Разжим соединен своими двумя концами с двумя колодками и содержит корпус (58) и устройство (68) для автоматического расширения в зависимости от износа фрикционных накладок образованных системой винт-гайка, управляемой собачкой. Собачка закреплена на гибкой полоске (72), прикрепленной к корпусу (58) разжима. Гибкая полоска (72) отжимается от корпуса, когда тормоз находится в нерабочем положении, с помощью рычага. Рычаг имеет первое плечо (76), опирающееся на гайку (66) и проходящее через продолговатое отверстие (108, 110, 112), второе плечо (78), образующее с первым плечом вершину под углом, превышающим 30^o, и расположенное между корпусом разжима и гибкой полоской. Плечо опирается на гайку когда приводные средства приводятся в действие, на две зоны, которые расположены диаметрально противоположно относительно оси симметрии гайки. 2 с. и 4 з.п.ф-лы, 6 ил.

1. Автоматический регулирующий разжим для барабанного тормоза, предназначенный для установки вблизи приводных средств (28, 50), расположенных между двумя первыми концами (30, 32) двух колодок (12, 14), облицованных фрикционными накладками (24, 26), установленный посредством каждого из своих концов (46, 48) на каждой из двух колодок (12, 14) и содержащий корпус (58) и устройство (62, 68, 70) для автоматического удлинения в зависимости от износа фрикционных накладок (24, 26), указанное устройство образовано системой (60) винт - гайка, управляемой собачкой (70), действующей на зубчики (68), выполненные на одном из элементов системы (60) винт - гайка, собачка (70) закреплена на гибкой полоске (72), прикрепленной к корпусу (58) разжима (44) и отведенной от него, когда тормоз находится в нерабочем состоянии, с помощью рычага (74), который за счет поворота позволяет гибкой полоске (72) и корпусу (58) разжима (44) двигаться друг к другу, когда колодки (12, 14) разводятся в разные стороны приводными средствами (28, 50), рычаг (74) содержит первое плечо (76) опирающееся на гайку (66) системы (60) гайка - винт и проходящее через продолговатое отверстие (108, 110, 112, 114), через которое проходит винт (62)
системы (60) гайка - винт, и второе плечо (78), образующее вершину (80), имеющую угол, больший 90^o, относительно первого рычага (76), и расположенное между корпусом (58) разжима (44) и гибкой полоской (72), отличающийся тем, что первое плечо (76) рычага (74) опирается на гайку (66), когда приводные средства (28, 50) приводятся в действие, в двух зонах (112, 120), которые, по существу, диаметрально противоположны относительно оси симметрии гайки (66). 2. Разжим по п.1, отличающийся тем, что гайка (66) имеет ступенчатую цилиндрическую часть (100), образующей буртик (102) между цилиндрической частью (104) меньшего диаметра и промежуточной частью (106), и тем, что отверстие (108, 110, 112) в первом плече (76) рычага (74) содержит первый, по существу, полукруглый контур (108), радиус которого лежит между цилиндрическими частями (104, 106) ступенчатой цилиндрической части (100) гайки (66), и второй, по существу, полукруглый контур (110), радиус которого больше, чем радиус промежуточной части (106) ступенчатой цилиндрической части (100) гайки (66), при этом первый контур (108) и второй контур (110) сопрягаются двумя буртиками (112), а первое плечо (76) рычага (74) опирается на плечо буртика (102) гайки (66), когда приводные средства (28, 50) приводятся в действие, через буртики (112). 3. Разжим по п. 2, отличающийся тем, что высота цилиндрической части (104) меньшего диаметра немного больше, чем толщина первого плеча (76) рычага (74). 4. Разжим по п.1, отличающийся тем, что гайка (66) имеет цилиндрическую часть (100), буртик (102) выполнен в месте примыкания между цилиндрической частью (100) и корпусом гайки (66), и тем, что первое плечо (76) рычага (74) выполнено с неровной поверхностью, проходящей параллельно вершине (80) угла между первым плечом (76) и вторым плечом (78) рычага (74) и в основном вдоль меньшего диаметра продолговатого отверстия (114), который немного больше диаметра цилиндрической части (100'), таким образом первое плечо (76) рычага (74) имеет две вершины (120), по одной на каждой стороне от отверстия (114), первое плечо (76) рычага (74) опирается на гайку (66) посредством вершин (120), когда приводные средства находятся в рабочем состоянии. 5. Разжим по п. 4, отличающийся тем, что высота цилиндрической части (100') гайки (66) немного превышает высоту (H) вершин (120) неровной поверхности. 6. Разжим по любому из перечисленных пунктов, отличающийся тем, что гайка (66) опирается непосредственно на торцевую поверхность (84) корпуса (58) разжима (44), когда приводные средства находятся в нерабочем состоянии.