БАРАБАННЫЙ ТОРМОЗ С МЕХАНИЗМОМ АВТОМАТИЧЕСКОЙ РЕГУЛИРОВКИ ЗАЗОРА И УСТРОЙСТВОМ ДЛЯ ЕГО ИЗБИРАТЕЛЬНОГО ОТКЛЮЧЕНИЯ И БЛОКИРОВКИ Российский патент 2004 года по МПК F16D65/56 

Изобретение относится к барабанным тормозам с механизмом автоматической регулировки зазора, позволяющим компенсировать износ фрикционных накладок.

Изобретение, в частности, относится к барабанному тормозу, имеющему по крайней мере барабан, две имеющие форму дуги окружности и обращенные к внутренней поверхности барабана колодки с выполненными соответствующим образом фрикционными накладками, установленный между колодками исполнительный механизм (или гидргоцилиндр), который при торможении раздвигает колодки, перемещая их в направлении от оси тормоза к внутренней поверхности барабана, пружину, которая стягивает колодки и при не работающем гидроцилиндре перемещает раздвинутые им колодки друг к другу в направлении к оси тормоза, качающийся рычаг с регулирующей пластиной, который совершает угловые перемещения назад и вперед, поворачиваясь при этом в двух противоположных направлениях, коррелированных с движениями колодок от оси и к оси тормоза, распорный элемент регулируемой длины, который установлен между колодками и ограничивает их перемещение к оси тормоза и который состоит из двух имеющих резьбу элементов, образующих резьбовое соединение типа винт-гайка и позволяющих путем вывинчивания винта из гайки регулировать по мере износа фрикционных накладок длину распорного элемента, и зубчатое колесо, которое закреплено на одном из элементов резьбового соединения типа винт-гайка и которое может вращаться регулирующей пластиной при повороте качающегося рычага в первом направлении, при этом регулирующая пластина, которая вытянута в продольном направлении перпендикулярно плоскости зубчатого колеса и расположена по ширине в средней плоскости, параллельной первому направлению поворота качающегося рычага, при повороте качающегося рычага в первом направлении воздействует на зубчатое колесо по существу по касательной, а не по радиусу.

Барабанный тормоз такого типа хорошо известен и описан, например, в патенте US 4502574, который включен в настоящее описание в качестве ссылки.

В тормозах подобного типа, которые обладают целым рядом преимуществ, связанных с простотой их конструкции, при слишком большом усилии торможения, создаваемом гидроцилиндром, иногда происходит заклинивание тормоза, особенно при торможении в экстремальных условиях и существенном повышении температуры тормоза.

Исходя из вышеизложенного в основу настоящего изобретения была положена задача усовершенствовать тормоз описанного выше типа таким образом, чтобы снизить влияние на его работу торможения в экстремальных условиях по сравнению с известными тормозами.

Для решения этой задачи в изобретении по существу предлагается использовать в тормозе качающийся рычаг с отключающей и блокирующей механизм регулировки зазора пластинкой, которая в момент возникновения опасности, связанной с возможной перерегулировкой зазора, входит в зацепление с зубчатым колесом и выводит из зацепления с ним регулирующую пластину, исключая при этом возможность дальнейшего поворота зубчатого колеса регулирующей пластинкой по крайней мере до тех пор, пока не исчезнет опасность возможной перерегулировки зазора.

Предлагаемый в изобретении барабанный тормоз, который по другим своим признакам соответствует тормозу, представленному в начале описания, отличается по существу тем, что на рычаге закреплена отключающая и блокирующая механизм регулировки зазора пластинка, которая вытянута в продольном направлении параллельно регулирующей пластине и расположена по ширине в плоскости, по существу перпендикулярной средней плоскости регулирующей пластинки, а также обладает податливостью в направлении, перпендикулярном ее плоскости, в которой она находится в свободном положении, из которого она может упруго деформироваться в ограниченных пределах в направлении своей ширины и входить при этом во взаимодействие с зубчатым колесом, и тем, что перемещения регулирующей пластины повторяют деформации отключающей и блокирующей механизм регулировки зазора пластинки таким образом, что зубчатое колесо после того, как в зацепление с ним входит отключающая и блокирующая механизм регулировки зазора пластинка, выходит из зацепления с регулирующей пластиной.

В предпочтительном варианте отключающая и блокирующая механизм регулировки зазора пластинка выполнена в виде биметаллического элемента и при повышении температуры перемещается перпендикулярно своей плоскости в направлении зубчатого колеса.

Рычаг может также, например, иметь плечо, которое проходит перпендикулярно регулирующей пластине и соединено с ней общим основанием и которое может поворачиваться, с одной стороны, в шарнире, образованном осью, закрепленной на одной из колодок, и дальним от основания концом плеча, а с другой стороны, в шарнире, образованном одним из концов распорного элемента и ближним к основанию концом плеча, при этом стягивающая колодки пружина соединяется с плечом рычага в точке, расположенной между его концами.

Кроме того, рычаг предпочтительно имеет отогнутый край, расположенный рядом с основанием, являющимся общим для регулирующей пластины и для плеча рычага, параллельно плоскости отключающей и блокирующей механизм регулировки зазора пластинки, образующей с ним одно целое.

Другие отличительные особенности и преимущества изобретения более подробно рассмотрены ниже на примере не ограничивающего объем изобретения варианта выполнения со ссылкой на прилагаемые к нему чертежи, на которых изображено:
на фиг. 1 - упрощенный вид спереди описанного в упомянутом выше патенте барабанного тормоза, в котором может быть использовано настоящее изобретение,
на фиг.2 - изображение в аксонометрии части распорного элемента предлагаемого в изобретении тормоза, конструктивное решение которого отличает такой тормоз от известного тормоза по фиг.1,
на фиг. 3, состоящей из отдельных видов 3А-3Е, - схемы, иллюстрирующие различные рабочие положения отдельных деталей предлагаемого в изобретении тормоза.

Изобретение относится к барабанному тормозу, выполненному по типу показаного на фиг. 1 тормоза, который состоит из следующих основных элементов: брабана 1, двух имеющих форму дуги окружности колодок 21 и 22 с соответствующими фрикционными накладками 21а, 22а, исполнительного механизма (или гидроцилиндра) 3, пружины 4, качающегося рычага 5, распорного элемента 6 с регулируемой длиной и зубчатого колеса 7, которое в зависимости от износа фрикционных накладок 21а и 22а соответствующим образом (избирательно) поворачивается, увеличивая по мере износа накладок длину распорного элемента 6.

Обе колодки 21, 22 обращены к внутренней поверхности 1а барабана 1 и стягиваются пружиной 4.

Гидроцилиндр 3, расположенный между колодками 21, 22, при торможении перемещает колодки в направлении M1 от оси тормоза к внутренней поверхности 1а барабана, а пружина 4, которая стягивает колодки 21, 22, при отсутствии давления в гидроцилиндре 3 перемещает их в противоположном M1 напралении М2 к оси тормоза.

Качающийся рычаг 5 с регулирующей пластиной 51 при перемещении колодок в направлении M1 от оси тормоза и при увеличении расстояния между ними поворачивается вокруг оси 8 в первом напрвлении, а при сближении колодок и их перемещении в направлении М2 к оси тормоза поворачивается во втором направлении, противоположном первому.

Между колодками 21, 22 расположен распорный элемент 6, который ограничивает их перемещение к оси тормоза и состоит из двух имеющих резьбу элементов 61, 62, образующих резьбовое соединение типа винт-гайка, которое позволяет регулировать по мере износа накладок 21а, 22а длину распорного элемента путем вывинчивания винта из гайки с помощью зубчатого колеса 7, которое закреплено на одном из элементов (в частности, на элементе 61) резьбового соединения и соответствующим образом (избирательно) вращается регулирующей пластиной 51 при повороте качающегося рычага 5 в первом направлении.

Регулирующая пластина 51, показанная на фиг.2, на которой также для пояснения изобретения изображена система координат XYZ, вытянута в продольном направлении вдоль оси X, т.е. перпендикулярно плоскости YZ зубчатого колеса, а по ширине расположена в средней плоскости XZ, параллельной плоскости, в которой вокруг соответствующей оси поворачивается качающийся рычаг 5.

Расположение регулирующей пластины 51 обеспечивает при повороте рычага 5 в первом направлении возможность ее взаимодействия с зубчатым колесом 7 по существу по касательной, а не по радиусу.

Как уже было отмечено выше, известные тормоза такого типа чувствительны к определенным ограничивающим их возможности условиям работы, при этом, в частности, интенсивное торможение может привести к заклиниванию тормоза, деформации барабана и обычно недопустимому повышению температуры.

Для устранения такого недостатка в изобретении предлагается тормоз, который существенно отличается от известного тормоза, во-первых, наличием на рычаге 5 отключающей и блокирующей механизм регулировки зазора пластинки 52, которая в продольном направлении проходит параллельно регулирующей пластине 51, а по ширине расположена в плоскости XY, по существу перпендикулярной средней плоскости XZ регулирующей пластины 51, и которая обладает податливостью в направлении, перпендикулярном ее плоскости XY, в которой она находится в свободном положении, из которого она может упруго деформироваться в ограниченных пределах в направлении своей ширины и входить при этом во взаимодействие с зубчатым колесом 7, а во-вторых, тем, что перемещения регулирующей пластины 51 повторяют деформации отключающей и блокирующей механизм регулировки зазора пластинки 52 таким образом, что при перемещении регулирующей пластины 51 отключающей и блокирующей механизм регулировки зазора пластинкой 52, которая входит во взаимодействие с зубчатым колесом 7, регулирующая пластина 51 выходит из взаимодействия с зубчатым колесом 7.

На фиг.3А-3Е показана работа предлагаемого в изобретении тормоза, причем в этой связи необходимо отметить еще одну его значительную с точки зрения достигаемых преимуществ, хотя и не принципиальную особенность, заключающуюся в том, что отключающая и блокирующая механизм регулировки зазора пластинка 52 выполнена в виде биметаллического элемента и при повышении температуры перемещается в направлении зубчатого колеса 7, т.е. в направлении, перпендикулярном ее плоскости XY.

Ниже в описании для удобства используются некоторые приведенные ниже термины.

Под "тормозом с нераздвинутыми колодками" понимается тормоз, который находится в свободном состоянии, а его колодки 21 и 22 под действием пружины 4 находятся на максимально близком друг от друга расстоянии.

Под "тормозом с раздвинутыми колодками" понимается тормоз, в котором под действием усилия торможения, создаваемого гидроцилиндром 3, колодки 21 и 22 раздвинуты и прижаты к внутренней поверхности 1а барабана 1.

Под "взаимодействием с зубом" или "зацеплением" понимается такое действие, при котором, когда тормоз возвращается в свободное состояние (состояние с нераздвинутыми колодками), регулирующая пластина 51 переходит от одного зуба зубчатого колеса к его следующему зубу.

"J" обозначает фактический рабочий зазор тормоза, т.е. диаметральный зазор между барабаном и накладками 21а, 22а нераздвинутых колодок находящегося в свободном состоянии тормоза.

"J₀" обозначает номинальный (или расчетный) рабочий зазор тормоза или тот рабочий зазор, на который спроектирован тормоз.

Термины "нормальная" и "высокая" относятся к температуре, при которой биметаллический элемент, выполняющий в показанном на фиг.3 конкретном варианте изобретения функции пластинки, которая отключает и блокирует механизм регулировки зазора, находится в исходном (плоском) или в деформированном состоянии.

Приведенные на фиг.3 виды 3А-3Е соответствуют следующим состояниям тормоза.

Вид 3А: Тормоз с нераздвинутыми колодками. Высокая температура. Регулирующая пластина 51 находится в зацеплении с зубом "а". Пластинка 52, отключающая и блокирующая механизм регулировки зазора, деформирована и упирается в зуб "b".

Вид 3Б: Тормоз с раздвинутыми колодками. Высокая температура. Регулирующая пластина 51 переместилась на расстояние, соответствующее зазору "J". При перемещении регулирующей пластины 51 и повороте зубчатого колеса 7 его зуб "b" поднимает вверх пластинку 52, отключающую и блокирующую механизм регулировки зазора. При этом одновременно с пластинкой 52 поднимается вверх и повторяющая ее движение регулирующая пластина 51.

Вид 3В: Тормоз с раздвинутыми колодками. Высокая температура. Регулирующая пластина 51 перемещается вверх вслед за перемещаемой зубчатым колесом 7 в вертикальном направлении пластинкой 52. По мере подъема регулирующая пластина 51 выходит из зацепления с зубом "а" зубчатого колеса 7.

Вид 3Г: Тормоз с раздвинутыми колодками. Высокая температура. J>J₀. Регулирующая пластина 51, поднятая вверх отключающей и блокирующей механизм регулировки зазора пластинкой 52, перемещается по касательной к зубчатому колесу 7 и скользит по вершине зуба "а", из зацепления с которым она вышла до этого (вид 3В), не оказывая на этот зуб никакого воздействия.

Вид 3Д: Тормоз с нераздвинутыми колодками. Высокая температура. J>J₀. Регулирующая пластина 51 возвращается в свое исходное свободное положение. Пластинка 52, которая отключает и блокирует механизм регулировки зазора, упирается в зуб "b", не допуская зацепления регулирующей пластины 51 с зубом "c".

Вид 3Е: Тормоз с нераздвинутыми колодками. Нормальная температура. При охлаждении пластинка 52, которая отключает и блокирует механизм регулировки зазора, выходит из зацепления с зубом "b". При этом, когда зазор J<J₀, регулирующая пластинка 52 выходит из зацепления с зубом "а", и зубчатое колесо 7 не поворачивается настолько, чтобы его зуб "с" вошел в зацепление с вернувшейся в исходное свободное положение регулирующей пластиной 51, а когда зазор J≥J₀, регулирующая пластина 51 выходит из зацепления с зубом "а" и в дальнейшем взаимодействует только с зубом "с" зубчатого колеса 7.

Помимо рассмотренного выше предпочтительного варианта, в котором для отключения и блокировки механизма регулировки зазора используется пластинка, которая при повышении температуры перемещается перпендикулярно своей плоскости, изобретение предполагает возможность использования для этой цели и более простой по конструкции пластинки 52, которая не деформируется с изменением температуры во избежание возможной перерегулировки тормоза, связанной с недопустимыми деформациями барабана 1 под действием повышенного тормозного усилия.

При слишком большом усилии торможения в известных тормозах при однократном срабатывании тормоза регулирование зазора обычно сопровождается поворотом зубчатого колеса сразу на несколько зубьев, что достаточно часто приводит к заклиниванию тормоза даже при его нормальной температуре.

Приведенное выше описание позволяет достаточно просто разработать такую конструкцию тормоза, в которой пластинка 52, которая отключает и блокирует механизм регулировки зазора, могла бы при нормальной температуре перемещаться одновременно с регулирующей пластиной так же, как она перемещается в рассмотренной выше конструкции при повышении температуры, и в которой при торможении и перемещении регулирующей пластины 51 и пластинки 52, которая отключает и блокирует механизм регулировки зазора, регулирующая пластина 51 выходила из зацепления с одним из зубьев зубчатого колеса 7 и при повышенном зазоре входила в зацепление с его другим зубом, а пластинка 52, которая отключает и блокирует механизм регулировки зазора, удерживала при этом зубчатое колесо от дальнейшего поворота, исключая тем самым возможность воздействия регулирующей пластины 51 на следующий зуб зубчатого колеса.

В соответствии с другим вариантом изобретения предлагается тормоз с показанным на фиг.2 рычагом 5, который имеет, например, плечо 53, расположенное перпендикулярно к регулирующей пластине 51 и соединенное с ней общим основанием 54.

Плечо 53 имеет две точки опоры и может поворачиваться, во-первых, относительно закрепленной на колодке 21 оси 8, в которую упирается его удаленный от основания 54 конец 55, а во-вторых, относительно одного из концов 63 распорного элемента 6, в который упирается его ближайший к основанию 54 конец 56.

В средней точке 57, расположенной между его концами 55 и 56, плечо 53 рычага соединяется с пружиной 4, которая стягивает друг с другом колодки 21 и 22, и перемещение колодок 21 и 22 под действием пружины сопровождается как и во всех тормозах подобного типа (см. фиг.1) соответствующим поворотом рычага 5.

Рычаг 5 имеет также, например, отогнутый край 58, расположенный рядом с основанием 54, являющимся общим и для регулирующей пластины 51 и для плеча 53, параллельно плоскости XY отключающей и блокирующей механизм регулировки зазора пластинки 52, образующей с ним одно целое.

Изобретение относится к автомобилестроению и может быть использовано в барабанных тормозных системах транспортных средств. Барабанный тормоз с распорным элементом (6) регулируемой длины позволяет регулировать зазор тормоза по мере износа его накладок путем поворота зубчатого колеса (7), приводимого в движение регулирующей пластиной (51), закрепленной на качающемся рычаге (5). Качающийся рычаг (5) имеет также пластинку (52), которая отключает и блокирует механизм регулировки зазора и которая при возникновении опасности возможной перерегулировки зазора тормоза входит в зацепление с зубчатым колесом (7) и одновременно, вплоть до того момента, пока не исчезнет опасность возможной перерегулировки зазора тормоза, исключает возможность дальнейшего поворота зубчатого колеса под воздействием регулирующей пластины (51). Техническим результатом в данном изобретении является повышение надежности тормоза и снижение влияния на его работу торможения в экстремальных условиях. 3 з.п.ф-лы, 3 ил.

1. Барабанный тормоз, имеющий по крайней мере барабан (1), две имеющие форму дуги окружности и обращенные к внутренней поверхности (1а) барабана (1) колодки (21, 22) с выполненными соответствующим образом фрикционными накладками (21а, 22а), установленный между колодками (21, 22) исполнительный механизм (3), который при торможении раздвигает колодки, перемещая их в направлении (Ml) от оси тормоза к внутренней поверхности (1а) барабана, пружину (4), которая стягивает колодки (21, 22) и при неработающем исполнительном механизме (3) перемещает раздвинутые им колодки друг к другу в противоположном направлению (Ml) направлении (М2) к оси тормоза, качающийся рычаг (5) с регулирующей пластиной (51), который совершает угловые перемещения назад и вперед, поворачиваясь при этом в двух противоположных направлениях, коррелированных с движениями колодок от оси и к оси тормоза, распорный элемент (6) регулируемой длины, который установлен между колодками (21, 22) и ограничивает их перемещение к оси тормоза и который состоит из двух имеющих резьбу элементов (61, 62), образующих резьбовое соединение типа винт-гайка и позволяющих путем вывинчивания винта из гайки регулировать по мере износа фрикционных накладок (21а, 22а) длину распорного элемента, и зубчатое колесо (7), которое закреплено на одном из элементов (61) резьбового соединения типа винт-гайка и которое может вращаться регулирующей пластиной (51) при повороте качающегося рычага (5) в первом направлении, при этом регулирующая пластина (51), которая вытянута в продольном направлении перпендикулярно плоскости зубчатого колеса и расположена по ширине в средней плоскости (XZ), параллельной первому направлению поворота качающегося рычага, при повороте качающегося рычага в первом направлении воздействует на зубчатое колесо (7), по существу, по касательной, а не по радиусу, отличающийся тем, что на рычаге (5) закреплена отключающая и блокирующая механизм регулировки зазора пластинка (52), которая вытянута в продольном направлении параллельно регулирующей пластине (51) и расположена по ширине в плоскости (XY), по существу, перпендикулярной средней плоскости (XZ) регулирующей пластинки (51), и обладает податливостью в направлении, перпендикулярном ее плоскости (XY), в которой она находится в свободном положении, из которого она может упруго деформироваться в ограниченных пределах в направлении своей ширины и входить при этом во взаимодействие с зубчатым колесом (7), при этом перемещения регулирующей пластины (51) повторяют деформации отключающей и блокирующей механизм регулировки зазора пластинки (52) таким образом, что зубчатое колесо (7) после того, как в зацепление с ним входит отключающая и блокирующая механизм регулировки зазора пластинка (52), выходит из зацепления с регулирующей пластиной (51).2. Барабанный тормоз по п.1, отличающийся тем, что отключающая и блокирующая механизм регулировки зазора пластинка (52) выполнена в виде биметаллического элемента и при повышении температуры перемещается перпендикулярно своей плоскости (XY) в направлении зубчатого колеса (7).3. Барабанный тормоз по п.1 или 2, отличающийся тем, что рычаг (5) имеет плечо (53), которое проходит перпендикулярно регулирующей пластине (51) и соединено с ней общим основанием (54) и которое имеет возможность поворота относительно закрепленной на колодке (21) оси (8), в которую упирается его удаленный от основания (54) конец (55), и относительно одного из концов (63) распорного элемента (6), в который упирается его ближайший к основанию (54) конец (56), и стягивающая колодки пружина (4) соединяется с плечом (53) рычага в точке (57), расположенной между его концами (55, 56).4. Барабанный тормоз по п.3, отличающийся тем, что рычаг (5) имеет отогнутый край (58), расположенный рядом с его основанием (54), являющимся общим для регулирующей пластины (51) и для плеча (53), параллельно плоскости (XY) отключающей и блокирующей механизм регулировки зазора пластинки (52), образующей с ним одно целое.