ДИСКОВЫЙ ТОРМОЗ И СТАБИЛИЗИРУЮЩИЙ ДИСК ЭЛЕМЕНТ Российский патент 2009 года по МПК F16D65/14 F16D55/26 

Область техники

Настоящее изобретение относится к дисковым тормозам и стабилизирующим диск элементам, используемым в таких дисковых тормозах. Дисковые тормоза обычно имеют либо жесткозакрепленный суппорт, либо скользящий суппорт. Настоящее изобретение относится к дисковым тормозам, имеющим жесткозакрепленный или скользящий суппорт и один или более тормозных дисков, из которых, по меньшей мере, один является скользящим. Настоящее изобретение относится как к дисковым тормозам, в которых тормозные колодки воздействуют только на ограниченную часть целой окружности, так и к дисковым тормозам, в которых тормозные колодки воздействует почти на всю окружность вдоль тормозных дисков. Тормоза первого типа также называют дисково-колодочными тормозами.

Уровень техники

Скользящие тормозные диски обычно насаживают на втулку, ступицу или подобное средство при помощи зубьев, шлицов или чего-либо подобного, или при помощи любых других средств, обеспечивающих неподвижное соединение в направлении вращения и скользящее соединение в осевом направлении. Ступицу, втулку и т.д. насаживают на колесную ось и присоединяют к колесной оси. В зависимости от типа и модели тормоза тормозной диск может быть либо насажен на втулку, либо по-другому соединен со ступицей, соединенной с колесной осью, или же тормозной диск может быть насажен непосредственно на ступицу без использования втулки. Для удобства в данном описании используется выражение "ступица", но толковать его следует более широко, как охватывающее втулки и т.д. Для обеспечения скольжения обычно необходимо наличие определенного зазора между зубьями, шлицами или чем-либо подобным на внутренней окружности тормозного диска и зубьями, шлицами или чем-либо подобным на внешней окружности ступицы или втулки.

Тормозной механизм, имеющий один или более скользящих дисков, может сталкиваться с проблемами как в отпущенном состоянии, так и при приведении в действие и отпускании тормозного механизма. В отпущенном состоянии могут возникать проблемы шумности, проблемы перекоса и/или заедания тормоза. При отпускании и приведении в действие тормозного механизма могут возникать проблемы, касающиеся надлежащего отделения тормозных колодок от дисков.

Из-за зазора между диском и ступицей, обеспечивающего их взаимное перемещение, может появляться шум в отпущенном положении. Шум может возникать из-за того, что колесная ось и, таким образом, ступица вращаются и тормозные диски "свободно" посажены на ступицу, из-за чего создается шум посредством движений диска относительно ступицы. Эту проблему часто решают посредством установки пружин или чего-либо подобного для создания радиальных сил, прилагаемых к диску. Шум может также возникать вследствие движения по неровной поверхности, вызывающей толчок или толчки, воздействующие на транспортное средство.

Если диски перекашиваются, существует риск того, что они заблокируются в перекошенном положении в отпущенном состоянии. Без надлежащего отделения тормозных дисков от тормозных колодок после торможения может возникать чрезмерный износ тормозных колодок и может происходить заедание, т.е. тормозной диск или диски остаются в контакте с тормозными колодками в отпущенном состоянии.

Даже если некоторые аспекты проблем шума могут быть решены в предшествующем уровне техники, шум, создаваемый движением по неровным дорогам, не всегда достаточно уменьшается посредством использования устройств согласно предшествующему уровню техники.

Помимо создания шума, в тормозных механизмах существуют и проблемы генерирования тепла. При торможении диски сильно нагреваются. Тепло, генерируемое при торможении, передается ступице и, таким образом, также подшипникам, установленным в ступице, посредством чего большая часть тепла передается подшипникам, когда тормозной механизм находится в отпущенном состоянии, и это, конечно, происходит большую часть времени, когда тормозной механизм приводят в действие. Сами подшипники, так же как и смазочные средства, используемые в подшипниках, очень чувствительны к теплу. Следовательно, тепло, которое сохраняется выше заданного температурного уровня в течение продолжительного периода времени, будет значительно сокращать срок службы подшипников в ступице. Их замена будет значительно увеличивать расходы на обслуживание.

Передача тепла в основном происходит через шлицевое соединение между дисками и ступицей или частью, соединенной со ступицей. Чем больше число точек контакта между шлицами или зубьями тормозного диска и ступицей или частью, соединенной со ступицей, с одной стороны, или чем меньше воздушное пространство, т.е. зазор, между поверхностями шлицов или зубьев, с другой стороны, тем больше тепла будет передаваться подшипникам. Кроме того, если указанный зазор шлицевого соединения существенно изменяется из-за неправильного поступательного или вращательного центрирования тормозного диска относительно ступицы или части, соединенной со ступицей, также больше тепла передается к подшипникам.

Другие словами, величина воздушного пространства или зазора в шлицевом соединении является ключевой для уменьшения передачи тепла от тормозного диска ступице или части, соединенной со ступицей.

Краткое описание изобретения

Настоящее изобретение направлено на решение всех указанных выше проблем, которые возникают в дисковых тормозных механизмах.

Кроме проблем шумности и нагрева, настоящее изобретение касается других аспектов условий при торможении, таких как отвод тормозных дисков при отпускании тормоза и проблем, относящихся к перекосу и заеданию.

Для устранения шума и заедания желательно стабилизировать диск, т.е. исключить наклон диска. Для обеспечения необходимой стабилизации диска между ступицей или втулкой и диском могут быть установлены пружины или другие стабилизирующие диск элементы, создающие фрикционный эффект. Стабилизирующие диск элементы запрессовывают на ступице, создавая контактные усилия в основном в радиальном направлении. Усилия в радиальном направлении удерживают центры дисков и ступицы, в целом, в одинаковом положении (т.е. вдоль общей оси). Если и когда диск побуждается к отклонению от его нормального положения, перпендикулярного оси вращения ступицы, будут возникать силы трения в осевом и/или тангенциальном направлении. Силы трения достаточно велики для создания этой желательной стабилизации диска, но не настолько велики, чтобы они производили какое-либо существенное сопротивление осевому скольжению диска при приведении в действие или отпускании тормозного механизма, что может приводить к возможным помехам при работе тормозного механизма и/или компенсации асимметричного износа тормозных колодок. Обычно части пружин или других стабилизирующих диск элементов устанавливают в зазорах между шлицами или зубьями ступицы и диска, соответственно. Таким образом, трение образуется в поверхностях контакта между пружинами и шлицами или зубьями.

Когда тормозной механизм приведен в действие и диск зажат между тормозными колодками, диск будет выровнен и будет оставаться перпендикулярным оси вращения ступицы. Когда тормозной механизм отпущен, силы упругости в суппорте, колодках и диске будут сообщать диску небольшое осевое перемещение, в основном, без какой-либо тенденции к наклону диска. Следовательно, диск остается в его нормальном, не наклоненном положении непосредственно после отпускания тормозного механизма. Силы трения, созданные воздействием стабилизирующих диск элементов, как указано выше, будут затем поддерживать это ненаклонное положение. Если по какой-либо причине диск наклоняется, он будет быстро возвращен в ненаклонное положение взаимодействием сил трения и контактных усилий со стороны колодок и затем будет поддерживаться в таком положении. Без таких сил трения диск может оставаться в наклонном положении и достигать равновесного состояния с усилиями со стороны колодок и осевыми силами трения в шлицевом соединении, уравновешивающими друг друга. Это может создавать момент сопротивления, а также дополнительный шум.

Стабилизация диска может быть также достигнута с применением тангенциальных усилий пружин или других стабилизирующих диск элементов. Тангенциальные усилия будут стремиться повернуть диск и стабилизировать его путем введения в контакт зубьев или шлицов на диске и ступице и, таким образом, выравнивать диск относительно ступицы. Кроме того, при помощи пружин или других стабилизирующих диск элементов выбираются возможные производственные допуски.

Другое преимущество стабилизации диска, достигаемое такими стабилизирующими диск элементами, особенно когда они равномерно отстоят по периферии тормозного диска и/или ступицы или части, соединенной со ступицей, состоит в том факте, что они способны поддерживать равномерное распределение зазора между тормозным диском и ступицей, что будет приводить к получению одинаковых воздушных зазоров или расстояний между поверхностями шлицов или зубьев тормозного диска и поверхностями шлицов или зубьев ступицы с их обеих сторон соответственно, таким образом устраняя точки контакта, через которые может возникать теплопроводность.

Такое равномерное распределение достигнуто благодаря тому, что стабилизирующие диск элементы установлены таким образом, чтобы поступательно или вращательно центрировать тормозной диск относительно ступицы, когда тормозной механизм находится в отпущенном состоянии. Более предпочтительно стабилизирующие диск элементы выполнены с возможностью центрирования тормозного диска относительно ступицы или части, соединенной со ступицей, как поступательно, так и вращательно. Количество элементов для каждой или обеих функций может составлять один и более для каждого тормозного диска.

Стабилизирующие диск элементы могут иметь различные конструкции. В одном предпочтительном варианте осуществления изобретения каждый стабилизирующий диск элемент представляет собой пружину, выполненную из одной проволоки. Пружина имеет в целом прямоугольную форму в горизонтальной проекции. На каждой длинной стороне прямоугольной пружины образована петля, расположенная приблизительно в середине каждой стороны.

В другом варианте осуществления изобретения пружина выполнена как единое целое, например, посредством штамповки металлического листа. Здесь также пружина имеет в целом прямоугольную форму в горизонтальной проекции. Вместо петель пружина в этом варианте осуществления изобретения имеет изогнутые части на каждой длинной стороне вблизи каждой короткой стороны пружины.

В еще одном варианте осуществления изобретения стабилизирующий диск элемент выполнен из пружинной проволоки и образован таким образом, что он содержит два нижних свободных конца и один верхний загнутый конец, предпочтительно, на одной стороне тормозного диска, при этом свободные концы входят в контакт с вершинами двух соседних шлицов или зубьев тормозного диска, при этом проволока выступает из одного свободного конца в осевом направлении по ширине тормозного диска и ступицы к другой стороне тормозного диска и обратно, опять к другому свободному концу.

Стабилизирующий диск элемент, согласно другому варианту осуществления изобретения, выполнен из одной пружинной проволоки, которая выполнена в виде спиральной пружины, которую вставляют в промежутки между шлицами или зубьями тормозного диска. На обоих концах спиральной пружины пружинная проволока выступает в противоположных направлениях, а именно радиально к тормозному диску. Оба конца заканчиваются скобами, которые, предпочтительно, обращены друг к другу таким образом, чтобы зажимать шлиц или зуб, который следует за промежутком, соответственно.

Также с использованием штампованного металлического листа, в другом варианте осуществления изобретения, стабилизирующий диск элемент выполнен в виде по существу U-образного элемента с двумя стенками, который вставляется между шлицами или зубьями тормозного диска или ступицы.

Количество стабилизирующих диск элементов может изменяться и, предпочтительно, их должно быть, по меньшей мере, два и, более предпочтительно, по меньшей мере, три на диск.

Различные типы стабилизирующих диск элементов могут быть установлены между тормозным диском и ступицей или частью, соединенной со ступицей. Кроме того, для тормозных механизмов, имеющих два и более тормозных дисков, могут использоваться различные типы стабилизирующих диск элементов для различных тормозных дисков.

Стабилизирующие диск элементы содействуют осевому перемещению диска при отпускании тормозного механизма. При приведении в действие тормозного механизма стабилизирующие диск элементы будут упруго отклоняться в осевом направлении, когда диск скользит, что будет создавать воздействующее на диск осевое усилие, стремящееся переместить его назад при отпускании тормозного механизма.

Стабилизирующие диск элементы действуют во вращательном, осевом, а также в тангенциальном направлениях.

Дисковые тормоза обычно имеют средства для компенсации износа материала тормозных колодок тормозного механизма, т.е. осевые положения тормозных колодок и тормозных дисков подгоняются в зависимости от указанного износа. Такая компенсация износа может быть либо односторонней, либо двусторонней. Настоящее изобретение функционирует с обоими этими типами компенсации износа. Таким образом, стабилизирующие диск элементы или пружины, соответствующие настоящему изобретению, участвуют в компенсации износа дискового тормоза, имеющего одностороннее регулировочное средство, посредством осевого скольжения по мере износа колодок. Эта способность скольжения стабилизирующих диск элементов или пружин важна также для тормозных механизмов, имеющих двухстороннюю компенсацию износа, и, в особенности, при асимметричном износе тормозных колодок (т.е. когда тормозная колодка на одной стороне диска изнашивается быстрее, чем тормозная колодка на другой стороне диска). Для обеспечения компенсации износа колодок стабилизирующие диск элементы выполнены таким образом, что они в осевом направлении за счет трения входят в сцепление со ступицей или частью, соединенной со ступицей, так что стабилизирующие диск элементы отклоняются в осевом направлении, но остаются зафиксированными в осевом направлении на ступице или части, соединенной со ступицей, когда прилагаемые осевые усилия недостаточны для преодоления осевого фрикционного сцепления между стабилизирующими диск элементами и ступицей или частью, соединенной со ступицей, и таким образом, что стабилизирующие диск элементы отклоняются в осевом направлении и также скользят в осевом направлении на ступице или части, соединенной со ступицей, когда воздействуют осевые усилия, достаточные для преодоления фрикционного сцепления между стабилизирующими диск элементами и ступицей или частью, соединенной со ступицей.

Одной целью настоящего изобретения является обеспечение надлежащего разделения между тормозным диском и тормозными колодками, включая надлежащее действие при начале и окончании торможения.

Другой целью является уменьшение риска скашивания или наклона и риска заедания. Другой целью является уменьшение шума или треска в тормозном механизме независимо от его источника. Таким образом, целью является стабилизация тормозных дисков.

Другой целью настоящего изобретения является существенное уменьшение влияния на теплопроводность к подшипникам и, таким образом, продление срока их службы.

Другой целью настоящего изобретения является максимально возможное уменьшение количества различных деталей, необходимых для формирования дискового тормозного механизма. Посредством использования идентичных дисков, стабилизирующих диск элементов и т.д. упрощаются сборка, хранение и т.д.

Другой целью настоящего изобретения является обеспечение возможности компенсирования износа тормозных колодок, обеспечивая, при необходимости, постоянное осевое перемещение диска на ступице.

Эти цели достигнуты благодаря созданию дискового тормоза согласно п.1 и стабилизирующих диск элементов согласно п.п.35, 40, 43 и 44 формулы изобретения.

Настоящее изобретение используется для получения дискового тормозного механизма, имеющего суппорт, принимающий одну или более тормозных колодок и охватывающий один или более тормозных дисков. По меньшей мере, один тормозной диск может быть насажен с возможностью скольжения при помощи шлицов или зубьев на ступицу или часть, соединенную со ступицей. Ступицу насаживают на колесную ось. Одна или более тормозных колодок являются деталями узлов тормозных колодок.

Согласно изобретению стабилизирующие диск элементы расположены между каждым диском и ступицей или частью, соединенной со ступицей. При торможении стабилизирующие диск элементы отклоняются в осевом направлении и создают усилия, содействующие осевому отводу тормозных дисков при отпускании тормоза.

Кроме того, настоящее изобретение облегчает производство тормозных дисков и ступиц и т.д., поскольку требования по жесткости допусков для шлицов (зубьев) менее строгие по сравнению с системами, не использующими настоящее изобретение. Таким образом, может осуществляться упрощенное и все же эффективное производство диска и ступицы.

Другие цели и преимущества настоящего изобретения будут очевидны для специалиста в данной области техники при ознакомлении с приведенным ниже подробным описанием предпочтительных вариантов осуществления изобретения.

Краткое описание чертежей

Изобретение будет дополнительно описано ниже на примере и со ссылками на прилагаемые чертежи, на которых:

фиг.1 - вид в перспективе с разнесением деталей одного из примеров обычного дискового тормоза;

фиг.2 - основной схематический чертеж, показывающий стабилизирующий диск элемент, установленный на тормозном диске согласно настоящему изобретению;

фиг.3 - вид в перспективе стабилизирующего диск элемента, показанного на фиг.2;

фиг.4 - вид в перспективе, иллюстрирующий установку стабилизирующих диск элементов, показанных на фиг.2 и 3, на тормозной диск до сборки диска и тормоза;

фиг.5 и 6 - вид сбоку и вид в перспективе соответственно части дискового тормоза, показывающий стабилизирующий диск элемент с фиг.3 в его установленном состоянии между тормозным диском и ступицей;

фиг.7а-7с - виды в перспективе стабилизирующего диск элемента согласно настоящему изобретению, показывающие различные направления усилий, воздействующих на пружину;

фиг.8 - вид сбоку, соответствующий виду с фиг.5 и показывающий плоскости контакта между стабилизирующим диск элементом и ступицей;

фиг.9 и 10 - вид сбоку и вид в перспективе соответственно, соответствующие видам с фиг.5 и 6 и показывающие альтернативный вариант стабилизирующего диск элемента;

фиг.11 и 12 - вид сбоку и вид в перспективе соответственно, соответствующие видам с фиг.5, 6, 9 и 10 еще одного альтернативного варианта стабилизирующего диск элемента;

фиг.13а и 13b - виды сверху, иллюстрирующие перемещения дисков и стабилизирующих диск элементов при отпускании тормоза и торможении соответственно;

фиг.14а и 14b - схематические виды сбоку, иллюстрирующие направление перемещений в зависимости от положения стабилизирующего диск элемента;

фиг.15а-15с - схематические виды средства для противодействия генерированию шума в некоторых условиях;

фиг.16 - основной схематический чертеж еще одного примера стабилизирующего диск элемента согласно настоящему изобретению, установленного на тормозной диск;

фиг.17 - вид в перспективе стабилизирующего диск элемента, показанного на фиг.16;

фиг.18 - вид в перспективе стабилизирующего диск элемента в другом варианте осуществления настоящего изобретения;

фиг.19 - вид в перспективе стабилизирующего диск элемента в его установленном состоянии, расположенного между тормозным диском и ступицей;

фиг.20 - вид в перспективе стабилизирующего диск элемента в варианте осуществления изобретения, подобном варианту, показанному на фиг.18;

фиг.21а и 21b - виды в перспективе стабилизирующего диск элемента, показанного на фиг.20, в его установленном состоянии, расположенного между тормозным диском и ступицей на обеих сторонах тормозного диска соответственно;

фиг.22 - вид сверху стабилизирующего диск элемента, показанного на фиг.20;

фиг.23а - вид сечения, выполненного по линии А-А на фиг.21а, и фиг.23b - вид сечения, выполненного по линии В-В на фиг.21а;

фиг.24 - вид в перспективе, иллюстрирующий установку стабилизирующих диск элементов, показанных на фиг.20-23b, на тормозной диск перед сборкой диска и тормоза;

фиг.25 - вид в перспективе другого стабилизирующего диск элемента согласно изобретению;

фиг.26 - вид в перспективе стабилизирующего диск элемента с фиг.25 в его установленном состоянии между тормозным диском и ступицей;

фиг.27 - вид в перспективе другого стабилизирующего диск элемента согласно изобретению;

фиг.28 - вид в перспективе стабилизирующего диск элемента с фиг.27 в его установленном состоянии между тормозным диском и ступицей;

фиг.29 - вид сечения стабилизирующего диск элемента на фиг.28;

фиг.30 - вид сверху стабилизирующего диск элемента на фиг.28;

фиг.31 - вид в перспективе другого стабилизирующего диск элемента согласно изобретению;

фиг.32 - вид в перспективе стабилизирующего диск элемента на фиг.31 в его установленном состоянии между тормозным диском и ступицей;

фиг.33а и 33b - виды сверху, иллюстрирующие перемещения диска и стабилизирующего диск элемента при отпущенном тормозе и при торможении соответственно.

Подробное описание предпочтительных вариантов осуществления изобретения

Использованные в этом описании выражения "осевой", "радиальный", "тангенциальный" и подобные выражения относятся к колесной оси (не показана), соединенной с тормозом и с тормозными дисками, ступицей или втулкой и т.д., насаженных непосредственно или при помощи промежуточных деталей на колесную ось.

Выражения "внешний" и "внутренний" используются для описания местоположения компонентов или деталей компонентов, если смотреть в осевом направлении от центра транспортного средства, при этом "внешний" означает местоположение дальше от осевой линии транспортного средства, к боковой стороне транспортного средства. Как видно на фиг.1, "внутренний" - это справа, а "внешний" - это слева.

На фиг.1 показан пример обычного дискового тормоза. Специалисту в данной области техники будет понятно, что принципы настоящего изобретения могут применяться к дисковым тормозам, имеющим множество различных конструкций. В приведенном ниже описании будут сделаны ссылки только на детали, важные для понимания настоящего изобретения.

Как показано, дисковый тормоз имеет суппорт 1, охватывающий два тормозных диска 2, насаженных на ступицу 3. Тормозные диски 2 имеют шлицы 4 на внутренней окружности, причем шлицы 4 предназначены для сцепления со шлицами 4 на внешней окружности ступицы 3. Тормозные колодки 8 установлены с возможностью скольжения в суппорте 1 обычным способом. Тормозные колодки 8 приводятся в действие при помощи упорной пластины 6 и тормозного механизма 11, установленного в суппорте 1. Тормозной момент передается от дисков 2 ступице 3 и, таким образом, колесу при помощи шлицов 4 или зубьев тормозных дисков 2 и ступицы 3, соответственно.

Благодаря шлицам 4 диски 2 насажены с обеспечением фиксированного соединения во вращательном направлении и скользящего соединения в осевом направлении. В других вариантах осуществления изобретения (не показаны) используются другие количества дисков 2, и один диск 2 может быть зафиксирован в осевом направлении. Тормозные колодки 8 расположены на обеих сторонах каждого из тормозных дисков 2. Кроме того, тормозные колодки 8 установлены с возможностью движения в осевом направлении в суппорте 1, хотя самая внешняя тормозная колодка 8, т.е. самая дальняя колодка от упорной пластины 6, может быть зафиксирована. При торможении тормозной механизм 11 будет давить на упорную пластину 6 против смежной тормозной колодки 8, которая будет давить на тормозной диск 2 и т.д. Торможение произойдет, когда тормозные колодки 8 и тормозные диски 2 будут прижаты друг к другу.

Когда тормоз отпущен, должно оставаться расстояние между каждым тормозным диском 2 и смежными тормозными колодками 8. Для того чтобы тормозные диски 2 могли перемещаться в осевом направлении, должен быть зазор между шлицами, входящими в контакт между дисками 2 и ступицей 3.

Согласно настоящему изобретению некоторое количество стабилизирующих диск элементов (не показаны на фиг.1) расположено между каждым тормозным диском 2, 30, 33, 34 и ступицей 3, 31 или подобным средством. В некоторых из показанных вариантов осуществления изобретения стабилизирующие диск элементы представляют собой пружины 5, 20, 25, 36, 44, 56, выполненные из одной пружинной проволоки и загнутые должным образом. Обычно свободные концы проволоки прикреплены друг к другу. В других вариантах осуществления изобретения свободные концы примыкают друг к другу без прикрепления друг к другу. В варианте осуществления изобретения, показанном на фиг.16 и 17, пружина 39 изготовлена штамповкой металлического листа. Специалистам в данной области техники будет понятно, что стабилизирующие диск элементы или пружины могут быть изготовлены множеством различных способов, например, также посредством формования или литья под давлением. При сборке тормозного диска 2 и тормоза пружины 5, 39, 44, 56 могут удерживаться на тормозном диске 2 при помощи проволочных бандажей или стальной вязальной проволоки 10, как показано на фиг.2, 4 и 24. Это также применимо для пружин, показанных на фиг.16 и 17, фиг.18 и 20 и фиг.31. Проволочные бандажи 10 удаляют после сборки и перед началом использования тормоза. Пружины 5, 39, 44, 56 необязательно самостоятельно удерживаются на диске 2 и, таким образом, без проволочных бандажей 10 пружины 5, 39, 44, 56 могут упасть с диска 2.

В варианте осуществления изобретения, показанном на фиг.3, пружина 5 имеет приблизительно прямоугольную форму в виде сверху с двумя длинными сторонами 12 и короткими сторонами 13. Приблизительно посередине каждой длинной стороны 12 выполнена петля 14. Каждая короткая сторона 13 пружин 5 предназначена для установки в промежуток между шлицами или зубьями тормозного диска 2. Петли 14 пружин 5 примыкают к зубцу диска 2 и установлены в промежутках между шлицами или зубьями ступицы 3 в сборе. Кроме того, каждая пружина 5 может удерживаться в осевом направлении опорой или держателем 15, соединенным с тормозным диском 2. Специалисту в данной области техники будет понятно, что держатели 15 могут быть также отдельными деталями, прикрепленными любым пригодным способом к диску 2. Указанные держатели 15 позиционируют пружины 5 в продольном направлении на диске 2 и содействуют перемещению пружин 5 с диском 2 в осевом направлении. Держатели 15 примыкают к промежуткам, в которые вставлены короткие стороны 13 каждой пружины 5. Таким образом, после сборки пружины 5 располагаются так, что углы между длинными и короткими сторонами 12, 13 каждой пружины 5 находятся на держателях 15. В других вариантах осуществления изобретения держатели 15 расположены в других местах вдоль длинных сторон 12 каждой пружины 5.

Количество пружин 5 в каждой паре из диска 2 и ступицы 3 может изменяться. Например, в варианте осуществления изобретения, показанном на фиг.4, использованы три пружины 5, относительно равномерно распределенные по диску 2.

Фиг.7а-7с приведены для иллюстрации различных направлений контактных усилий, которые могут воздействовать на пружину 5, то есть направлений, на которые сделаны ссылки в данном описании. Таким образом, на фиг.7а показаны тангенциальные усилия 16, т.е. усилия, имеющие тангенциальное направление относительно тормозного диска 2 или колесной оси (не показана). Таким же образом фиг.7b и 7с иллюстрируют радиальные усилия 17 и осевые усилия 18 соответственно. Специалисту в данной области техники будет понятно, что направление фактических усилий, воздействующих на пружину 5, может изменяться с результирующей, которая не является строго тангенциальной, радиальной или осевой.

Благодаря пружинам 5, расположенным между ступицей 3 и тормозными дисками 2, к каждому тормозному диску 2 прилагаются направленные наружу радиальные усилия, возникающие в результате упругости и предварительной затяжки пружин 5. Радиальные усилия содействуют стабилизации диска 2 относительно ступицы 3 и, таким образом, снижают вероятность возникновения шума или треска. Кроме того, пружины 5 оказывают некоторую степень сопротивления осевому перемещению дисков 2 относительно ступицы 3 и, таким образом, дополнительно улучшают стабилизацию дисков 2. Это происходит вследствие того факта, что пружинная проволока упирается в диск 2 и ступицу 3 в некоторых местоположениях. В варианте осуществления изобретения, показанном на фиг.5 и 6, короткие стороны 13 пружины 5 вставлены в пространства между зубьями диска 2, в то время как петли 14 вставлены в пространства между зубьями ступицы 3. На поверхностях контакта между пружинами 5 и ступицей 3 возникают силы трения, когда диски 2 перемещаются в осевом направлении относительно ступицы 3. Указанные осевые силы трения возникают между петлями 14 пружин 5 и ступицей 3. Величина сил трения зависит, среди прочего, от материала и структур поверхностей пружинных проволок и ступицы 3, соответственно. Кроме того, размер контактных поверхностей влияет на величину возникающих сил трения, так же как и угол наклона контактных поверхностей между пружинной проволокой и диском 2 и ступицей 3 соответственно.

Силы трения воздействуют в направлении, противоположном перемещению, создающему указанные силы трения. Благодаря силам трения и форме пружин 5 будет требоваться определенная сила для перемещения дисков 2 относительно ступицы 3. Силы, необходимые для перемещения дисков 2, существенно уменьшают вероятность возникновения треска в отпущенном положении.

Петли 14 пружин 5 упираются в две противоположные стороны шлицов 4 ступицы 3, усиливая силы трения в осевом направлении путем подклинивающего воздействия по сравнению с тем, если бы была только одна контактная поверхность или если бы не было угла клиновидности. Таким образом, конструкция пружины 5 с петлей 14 обеспечивает два контакта со шлицами 4 ступицы 3. На фиг.8 обозначены тангенциальные плоскости 19 указанных контактов. В точках контакта между петлей 14 пружины 5 и шлицами 4 ступицы 3 возникают контактные усилия 38 между пружиной 5 и ступицей 3, создающие осевые силы трения.

В варианте осуществления изобретения, показанном на фиг.9 и 10, пружина 20 имеет такую же в целом прямоугольную форму, как и описанная выше пружина 5. Однако вместо петли на каждой длинной стороне эта пружина 20 имеет альтернативную форму середины каждой длинной стороны. В центре каждой длинной стороны находится прямолинейная средняя часть 22, и на каждой стороне находится загнутая часть 21, примыкающая к указанной средней части 22. Изгиб загнутых частей 21 направлен радиально внутрь. Загнутые части 21 упираются в зубец в контакте с тангенциальными плоскостями 23, создавая силы 24 реакции. Контактные тангенциальные плоскости 23 наклонены, создавая клиновой эффект.

Вариант осуществления изобретения, показанный на фиг.11 и 12, включает пружину 25, похожую на пружину 20, показанную на фиг.9 и 10. В этом примере конструкция шлицов или зубьев тормозного диска 30 и ступицы 31 имеет некоторые отличия. Таким образом, в данном случае форма зубца 32 ступицы 31, на котором зажата пружина 25, является относительно прямолинейной. Адаптация пружины к конструкции зубьев 32 ступицы 31 означает в данном случае, что существует почти прямой угол между средней частью 27 и загнутой частью 26 на каждой стороне средней части 27. Силы 29 реакции возникают в точках контакта с тангенциальными плоскостями 28 между загнутыми частями 26 пружины 25 и зубцом 32 ступицы 31, т.к. пружина 25 зажата на зубце. Силы реакции, создаваемые путем зажима таким образом, могут использоваться для добавления дополнительных осевых сил трения относительно пружин 20, 25, описанных выше.

В одном варианте осуществления изобретения каждая пружина будет создавать только силы трения, а не радиальные силы. Силы трения, создаваемые при взаимодействии со ступицей, возникают в основном в результате того, что каждая пружина будет упруго зажимать, по меньшей мере, один шлиц 4 или зубец диска 2. Пружины, показанные на фиг.11 и 12, могут быть приспособлены для действия таким образом.

Пружина 39 в варианте осуществления изобретения, показанном на фиг.16 и 17, также имеет приблизительно прямоугольную форму, если смотреть сверху, с двумя длинными сторонами 40 и двумя короткими сторонами 41. Кроме того, пружина 39 имеет в целом изогнутую форму, повторяющую форму внутренней периферии диска 2 и внешней периферии ступицы 3, соответственно. Каждая короткая сторона 41 пружины 39 предназначена для размещения в пространстве между шлицами или зубьями тормозного диска 2, предпочтительно, без контакта либо с диском 2, либо со ступицей 3. Две изогнутые части 42 выполнены на каждой длинной стороне 40 и примыкают к каждой короткой стороне 41. Посередине пружины 39 выполнены две поперечины 43, проходящие между длинными сторонами 40. Благодаря поперечинам 43 радиальное усилие пружины 39 будет передаваться тормозному диску 2. Обычно один зубец или шлиц 4 тормозного диска 2 расположен внутри отверстия, ограниченного двумя поперечинами 43 и длинными сторонами 40. Зубец или шлицы 4 диска 2 свободно вставляются в указанное отверстие, что означает, что необходима вязальная проволока 10 или подобное средство для удерживания пружины 39 на тормозном диске 2 до сборки. Изогнутые части 42 имеют полукруглую форму, приспособленную к размерам пространства между зубьями или шлицами 4 ступицы 3. Изогнутые части 42 пружины 39 примыкают к зубцу или шлицам 4 тормозного диска 2 и вставляются в пространства между шлицами 4 или зубьями ступицы 3 при сборке. Короткие стороны 41 соединяют длинные стороны 40 и стабилизируют пружину 39, особенно при осевом отклонении при торможении или отпускании тормоза. Специалисту в данной области техники будет понятно, что в этом варианте осуществления изобретения с тормозным диском 2 могут быть соединены держатели или выступы, хотя они не показаны на фиг.16. Как описано выше со ссылкой на фиг.2 и 3, назначением держателей или выступов является обеспечение удерживания пружины 39 в осевом направлении.

Поверхность контакта или контактная тангенциальная плоскость 19, 23 между пружинами 5 и 20 и шлицами 4 или зубьями ступицы 3 может быть наклонной, образуя клиновидную поверхность контакта, как показано на фиг.8 и 9. Если поверхности шлицов 4 или зубьев наклонены, поверхность контакта с петлями 14 пружин 5 может автоматически быть клиновидной, как на фиг.8. В варианте осуществления изобретения, показанном на фиг.9, пружине 20 придана клиновидная форма, и поверхность контакта между загнутыми частями 21 пружины 20 и шлицами 4 или зубьями может быть клинообразной, если поверхности шлицов 4 или зубьев наклонены. Посредством этого может устанавливаться контакт между изогнутыми частями 21 и шлицами 4 или зубьями на поверхностях указанных шлицов 4 или зубьев. Клинообразная поверхность контакта может быть также обеспечена изогнутыми частями 21 пружины 20 таким образом, что контакты со шлицами 4 или зубьями образуются на верхних углах указанных шлицов 4 или зубьев. В этом последнем случае клинообразная поверхность контакта устанавливается независимо от формы поверхностей шлицов 4 или зубьев. В вариантах осуществления изобретения, показанных на фиг.16 и 17, также будет получена клинообразная поверхность контакта между пружиной 39 и шлицами 4 или зубьями ступицы 3. В вариантах осуществления изобретения, показанных на фиг.18 и 20, пружина 44 также может быть устроена таким образом, чтобы обеспечивать получение клинообразных поверхностей контакта. Клинообразная поверхность контакта увеличивает силы трения в осевом направлении в точках контакта между пружинами 5, 20, 39, 44 и ступицей 3 по сравнению с поверхностью контакта, имеющей тангенциально направленную контактную плоскость на вершине шлица 4 или зуба ступицы 3. Это связано с тем фактом, что сумма контактных усилий, воздействующих на эту пружину 5, 20, 39, 44, больше, чем результирующее радиальное усилие, воздействующее на ту же пружину 5, 20, 39, 44. Таким образом, требуемое радиальное усилие, производимое пружиной 5, 20, 39, 44, может быть уменьшено.

При отпускании тормоза диски 2, 30 должны быть отведены назад и должным образом отделены от тормозных колодок 8. При торможении пружины 5, 20, 25, 39, 44, 51, 54, 56 будут изгибаться в осевом направлении за счет трения. Пружины 5, 20, 25, 39, 44, 51, 54, 56 содействуют отделению посредством упругого возвращения назад в осевом направлении при отпускании тормоза. Упругое возвращение назад происходит вследствие изгибания пружин 5, 20, 25, 39, 44, 51, 54, 56 при торможении, и, таким образом, упругое возвращение назад происходит вследствие того факта, что пружины 5, 20, 25, 39, 44, 51, 54, 56 стремятся восстановить свою первоначальную форму. Поскольку пружины 5, 20, 25, 39, 44, 51, 54, 56 способствуют перемещениям тормозных дисков 2, 30 и поддерживают их, функционирование тормоза улучшается по сравнению с тормозами, не имеющими пружин 5, 20, 25, 39, 44, 51, 54, 56, изгибающихся в осевом направлении.

На фиг.13а и 13b показан один пример ситуации, когда тормоз отпущен и приведен в действие соответственно. В этом примере тормозной диск 33 слева - это внутренний тормозной диск, т.е. тормозной диск, расположенный ближе к тормозному механизму. Таким образом, другой диск - это внешний тормозной диск 34. Как показано, зазор s между тормозными дисками 33, 34 и каждой пружиной 5 и, точнее, петлей 14 пружины 5 с внешней стороны дисков 33, 34, отличается между внутренним диском 33 и внешним диском 34. Зазор s меньше у внешнего диска 34, чем у внутреннего диска 33. При торможении диск 33, 34 будет перемещаться вправо, как показано на фиг.13b. В переходной области, между длинной стороной 12 и короткой стороной 13 пружины 5, пружина 5 упирается в держатель 15. Таким образом, когда диски 33, 34 перемещаются при торможении, внешние концы пружины 5 будут также перемещаться. Однако петля 14 пружины 5, входящая в контакт со шлицами 4 ступицы 3, будет сначала удерживаться трением в исходном положении. Обычно средняя часть (петля 14) пружины 5 будет удерживаться в исходном положении до столкновения с диском 33, 34.

По мере износа материала колодок и диска каждый диск 33, 34 может достигать постепенно изменяющихся осевых положений, как в положении при отпущенном тормозе, так и при торможении. Это также относится и к случаю асимметричного износа тормозных колодок в тормозах с двусторонней компенсацией износа. В ходе этого процесса пружины 5 также будут скользить по ступице 3 и достигать медленно изменяющихся осевых положений. Это происходит вследствие того факта, что пружины 5 следуют за дисками 33, 34 не только их концами, которые зафиксированы в осевом направлении относительно диска 33, 34, но также в середине, как показано на фиг. 13а и 13b. Скольжение в середине совершается либо диском 33, 34, входящим в контакт со средней частью пружины 5 и толкающим ее в осевом направлении, либо осевым изгибанием каждой пружины 5, возрастающим достаточно сильно для преодоления сил трения между пружиной 5 и ступицей 3. Таким образом, каждая пружина 5 будет вызывать почти постоянное отведение назад диска 33, 34 при каждом отпускании тормоза независимо от состояния изношенности дисков 33, 34 и колодок 8.

Обычно тормозные диски 33, 34 будут двигаться на разные расстояния в зависимости от их местоположения, как показано на фиг. 13а и 13b. При торможении расстояние а между тормозными дисками 33, 34 уменьшается по сравнению с состоянием отпущенного тормоза. Таким образом, в этом примере внутренний диск 33 будет двигаться в некоторой степени быстрее, чем внешний диск 34. Для осуществления этого изменяется осевой зазор между дисками 33, 34 и петлями 14 пружин 5. Кроме того, в области петли 14 на внешней стороне диска 33, 34 осевой изгиб каждой пружины 5 может быть ограничен осевым контактом с диском 33, 34, который толкает петлю 14 для скольжения по ступице 3. Относительно петли 14 на внутренней стороне диска 33, 34, осевой зазор не будет влиять на осевой изгиб, поскольку в этом случае диск 33, 34 движется от петли 14 при торможении. Это вызывает перемещение диска 33, 34 пружиной 5 назад при отпускании тормоза, что является средним из осевых отклонений частей пружины на внешней и внутренней сторонах дисков 33, 34, соответственно. В этом случае, расстояние перемещения назад диска 33, 34 может контролироваться установкой разных осевых зазоров между диском 33, 34 и петлей 14 на внешней стороне диска 33, 34. Максимальный зазор (>s) находится у внутреннего диска 33, в то время как минимальный зазор (s) находится у внешнего диска (дисков) 34. В некоторых вариантах осуществления изобретения шлицы 4 или зубья дисков 33, 34 имеют разные осевые выступы 35 на внешней и внутренней сторонах. Таким образом, посредством поворачивания дисков 33, 34 может изменяться зазор на внешней стороне диска 33, 34 между каждым диском 33, 34 и петлями 14 или другой средней частью 22, 27 пружин 5, 20, 25. Альтернативой разным осевым выступам 35 зубьев 4 каждого диска 33, 34 на его внешней и внутренней сторонах является конструирование каждой пружины 5, 20, 25, 44 по-разному на ее обеих сторонах для создания разных осевых зазоров на разных сторонах дисков.

Предпочтительно разные части тормоза стандартизируют до максимально возможной степени. Таким образом, все пружины 5, 20, 25, 39, 44, 51, 54, 56 идентичны и тормозные диски 2, 30, 33, 34, 60 также идентичны, хотя они могут быть повернуты по-разному с получением разных зазоров, как указано выше.

Когда транспортное средство перемещается по неровной поверхности или сталкивается с таким объектом, как неровная мостовая, толчки (т.е. вибрации), передающиеся через транспортное средство, могут приводить к возникновению шума, создаваемого в тормозном механизме. Диск 2, 30, 33, 34, 60, которому сообщается вращательное или радиальное перемещение, может создавать шум. Для предотвращения такого шума пружины 5, 20, 25, 39, 44, 51, 54, 56 должны быть способными предотвращать эти перемещения посредством создания радиальных, осевых и/или тангенциальных сил реакции. Предпочтительно пружины должны быть приспособлены для создания существенных действующих в тангенциальном направлении сил реакции. В зависимости от фактического положения каждой пружины 5, 20, 25, 39, 44, 51, 54, 56 указанные пружины 5, 20, 25, 39, 44, 51, 54, 56 будут подвергаться радиальной или тангенциальной деформации или их комбинации. На фиг.14а и 14b схематически показано перемещение диска 2, 30 относительно ступицы 3, 31. Буквы А-Н обозначают точки контакта между каждой пружиной 5, 20, 25, 39, 44, 51, 54, 56 и тормозным диском 2, 30 и ступицей 3, 31 соответственно. Если, например, диск 2, 30 перемещается вертикально, пружины 5, 20, 25, 39, 44, 51, 54, 56, расположенные сверху АЕ и снизу GC на диске 2, 30, будут подвергаться радиальной деформации, в то время как пружины 5, 20, 25, 39, 44, 51, 54, 56, расположенные слева DH и справа BF, будут подвергаться тангенциальной деформации. Пружины 5, 20, 25, 39, 44, 51, 54, 56 выполнены так, что они являются достаточно жесткими в тангенциальном направлении и, таким образом, предотвращают вращение или радиальное перемещение диска 2, 30 относительно ступицы 3, 31. Тангенциальная жесткость пружин 5, 20, 25, 39, 44, 51, 54, 56 полезна независимо от направления перемещения диска 2, 30. Тангенциальная жесткость должна быть достаточно большой для предотвращения ударных контактов между поверхностями контакта шлицов 4 или зубьев на ступице 3, 31 и диском 2, 30, соответственно. Это достигнуто таким устройством пружин 5, 20, 25, 39, 44, 51, 54, 56, что они менее чувствительны к тангенциальным усилиям, чем к радиальным или осевым усилиям, создающим изгибающий момент. Для достижения этого максимальная длина рычагов, которыми контактные усилия могут воздействовать в направлении изгиба на каждую пружину 5, 20, 25, 39, 44, 51, 54, 56, меньше для тангенциальных усилий 16, чем для радиальных или осевых усилий 17, 18. Тангенциальные усилия 16 схематически показаны на фиг.7а.

Другой способ предотвращения ударных контактов в шлицевом соединении и, таким образом, предотвращения шума состоит в таком устройстве пружин 5, 20, 25, 39, дисков 2, 30, 33, 34 и ступицы 3, 31, чтобы создавать силы реакции на коротких концах 13 каждой пружины 5, 20, 25, 39. Указанные силы реакции препятствуют нежелательным радиальным перемещениям дисков 2, 30, 33, 34. Силы реакции могут быть достигнуты при помощи надлежащей геометрии областей, где диск 2, 30, 33, 34 и ступица 3, 31 входят в контакт с короткими концами 13, 41 пружины 5, 20, 25, 39. Геометрия такова, что пружина 5, 20, 25, 39 зажимается между диском 2, 30, 33, 34 и ступицей 3, 31 при радиальных перемещениях диска 2, 30, 33, 34 и, таким образом, принудительно скользит с развитием сил трения. Это дополнительно показано на фиг.15 и может быть использовано в комбинации с конструкцией пружины, направленной на подавление шума посредством тангенциальных усилий, как описано выше. На фиг.15а показана пружина 36, расположенная между тормозным диском 2 и ступицей 3 таким же способом, как описано выше. На фиг.15b показана короткая сторона пружины между диском и ступицей 3 как сечение пружинной проволоки 37 в несмещенном относительном положении. На фиг.15с показано, что пружинная проволока 37 зажимается между диском 2 и ступицей 3, когда диск 2 радиально смещен относительно ступицы 3.

На фиг.18 и 20 показан другой вариант выполнения стабилизирующего диск элемента 44. Стабилизирующий диск элемент 44 выполнен из пружинной проволоки, которая имеет два нижних свободных конца 45 и верхний изогнутый конец 46. В варианте осуществления изобретения, показанном на фиг.18, два нижних свободных конца 45 предназначены для вхождения в зацепление с двумя смежными зубьями 4 тормозного диска, как можно видеть на фиг.19. С этой целью зубья 4 тормозного диска 2 конфигурированы так, что они содержат проходящую в осевом направлении канавку 47, которая принимает осевые удлинения 48 пружины 44, как лучше видно в сечениях, показанных на фиг.23а и 23b.

На стороне, противоположной свободным концам 45 и изогнутому концу 46, пружина 44 содержит две длинные стороны 49, которые образуют загнутую петлю 50 на обеих сторонах и против друг друга.

Пружина 44, показанная на фиг.20, отличается от пружины 44, показанной на фиг.18, только формой свободных концов 45, которые дополнительно удлинены и изогнуты таким образом, что они охватывают верхние поверхности зубьев 4 ступицы 3, как можно видеть на фиг.21а.

На этой фиг.21а также можно видеть, что, тогда как свободные концы 45 входят в зацепление с двумя смежными шлицами 4 тормозного диска 2, верхний загнутый конец 46 входит в зацепление с основанием между двумя соседними шлицами 4 тормозного диска 2.

Таким образом, две длинные стороны 49 и их загнутые петли 50 расположены на противоположных сторонах тормозного диска 2, как показано на фиг.21b. Если смотреть сверху, как показано на фиг.22, становится понятно, что благодаря этой конкретной конструкции пружины стабилизирующего диск элемента 44, в которой пружина упирается в обе стороны тормозного диска 2, также будут создаваться осевые возвратные усилия, как описано выше со ссылкой на другие конструкции пружин.

Как показано, в частности, на фиг.19, пружина 44 обеспечивает то, что зазор, т.е. воздушные пространства между тормозным диском 2 и ступицей 3, будут поддерживаться по существу постоянными, что устраняет точки контакта, через которые теплота, которая генерируется при торможении, будет передаваться в ступицу 3 и дальше к подшипникам (не показаны) ступицы 3. В частности, расстояния между поверхностями шлицов 4 тормозного диска 2 и поверхностями шлицов 4 ступицы 3 на обеих сторонах шлицов 4 поддерживаются равными в отпущенном состоянии тормоза.

В целом, все указанные выше конструкции пружин стабилизирующих диск элементов конфигурированы таким образом, чтобы равномерно распределять зазор между шлицами 4 тормозного диска 2 и ступицы 3 или части, соединенной со ступицей 3, для уменьшения удельной теплопроводности в отпущенном положении тормозного механизма.

Другие варианты выполнения стабилизирующего диск элемента, который выполняет описанные выше функции, показаны на фиг.25 и 27.

Стабилизирующие диск элементы в целом состоят из металлического листа, который имеет U-образный профиль.

Показанный на фиг.25 стабилизирующий диск элемент 51 состоит из одной металлической пластины, которая скреплена в основании 52 U-образного элемента, таким образом образуя двустенный пружинный механизм. На обеих его сторонах загнуты две ветви 53. Как показано на фиг.26, ветви 53 деформируются, когда стабилизирующий диск элемент 51 располагается между тормозным диском 2 и ступицей 3, посредством чего элемент 51 охватывает шлиц 4 тормозного диска 2 таким образом, что одна ветвь 53 располагается на одной стороне тормозного диска 2, соответственно. Таким образом, стабилизирующий диск элемент 51 способен прилагать осевое возвратное усилие к тормозному диску 2 при отпускании тормоза.

На фиг.27-30 показана другая конструкция такого U-образного стабилизирующего диск элемента. Показанный здесь стабилизирующий диск элемент 54 состоит из двух металлических пластин, которые скреплены на обоих их концах в верхних частях ветвей 55, которые также выполнены в виде разомкнутых петель. Скрепление между металлическими пластинами может быть осуществлено посредством прессования, склеивания, пайки или сварки.

При ознакомлении с сечением, показанным на фиг.29, становится ясно, что конструкция U-образного стабилизирующего диск элемента 54 способна прилагать радиальные усилия, а также осевые усилия, таким образом предотвращая создание шума из-за треска, одновременно вызывая осевое возвращение при деформации. Кроме того, эти U-образные варианты осуществления изобретения также обеспечивают равномерное распределение воздушного пространства между шлицами 4 и тормозного диска 2, и ступицы 3 или части, соединенной со ступицей 3.

На фиг.31-33b показан другой вариант осуществления стабилизирующего диск элемента 56 типа, выполненного из одной цельной пружинной проволоки.

В его средней части стабилизирующий диск элемент 56 выполнен в виде спиральной пружины 57. Пружинная проволока спиральной пружины 57 проходит от обоих концов спиральной пружины 57 радиально к тормозному диску 60, а именно таким образом, что концы 58 проходят в противоположных направлениях. На их концах каждое удлинение 58 выполнено в форме скобы 59. Скобы 59 обращены друг к другу.

Как показано на фиг.32, стабилизирующий диск элемент установлен между тормозным диском 60 и ступицей 3 таким образом, что спиральная пружина 57 проходит в осевом направлении тормозного диска 60, посредством чего спиральная пружина 57 устанавливается в пространство 61, которое образовано для этой цели в ряду шлицов 4 тормозного диска 60. Таким образом, скобы 59 захватывают шлицы 4, которые вставляются в указанные пространства 61.

На фиг.33а и 33b показан пример ситуаций с отпущенным тормозом (фиг.33а) и с нажатым тормозом (фиг.33b), причем механизм привода тормозов (не показан) расположен слева от тормозного диска 60.

Как показано на фиг.33а, пружина 56 установлена так, что она поддерживает расстояние s между концом спиральной пружины 57 и тормозным диском 60 на стороне, противоположной механизму привода тормозов. Для облегчения понимания это расстояние s преувеличено. При приведении в действие тормозной диск 60 перемещается вправо, таким образом деформируя пружину 56 так, что она отклоняется в осевом направлении ее другой стороной на такое же расстояние s. При отпускании тормоза пружина 56 прилагает осевое возвратное усилие к тормозному диску 60 вследствие фрикционного сцепления между спиральной пружиной 57 и ступицей 3. Таким образом, осевое отклонение s соответствует расстоянию отведения назад.

Специалисту в данной области техники будет понятно, что конкретная форма пружин может изменяться при условии, что они работают таким же или подобным образом, как описано выше. Кроме того, специалисту в данной области техники будет понятно, что, хотя изобретение главным образом было описано со ссылками на дисковые тормоза, имеющие скользящие диски, различные варианты выполнения стабилизирующих диск элементов могут также использоваться в дисковых тормозах, имеющих жесткозакрепленные тормозные диски, для уменьшения теплопроводности между тормозным диском, закрепленным на ступице, или части, соединенной со ступицей, и указанной ступицей или указанной частью.

Перечень ссылочных позиций:

1 - Суппорт.

2 - Тормозные диски.

3 - Ступица.

4 - Шлицы.

5 - Стабилизирующий диск элемент.

6 - Упорная пластина.

7

8 - Тормозные колодки.

9

10 - Вязальная проволока.

11 - Тормозной механизм.

12 - Длинные стороны.

13 - Короткие стороны.

14 - Петля.

15 - Держатели.

16 - Тангенциальные силы.

17 - Радиальные силы.

18 - Осевые силы.

19 - Касательные плоскости.

20 - Стабилизирующий диск элемент.

21 - Изогнутая часть.

22 - Средняя часть.

23 - Касательные плоскости.

24 - Силы реакции.

25 - Стабилизирующий диск элемент.

26 - Изогнутая часть.

27 - Средняя часть.

28 - Касательные плоскости.

29 - Реактивные силы.

30 - Тормозной диск.

31 - Ступица.

32 - Зубец.

33 - Тормозной диск.

34 - Тормозной диск.

35 - Осевые выступы.

36 - Стабилизирующий диск элемент.

37 - Пружинная проволока.

38 - Контактные усилия.

39 - Стабилизирующий диск элемент.

40 - Длинные стороны.

41 - Короткие стороны.

42 - Изогнутые части.

43 - Поперечины.

44 - Стабилизирующий диск элемент.

45 - Нижний свободный конец.

46 - Изогнутый верхний конец.

47 - Канавки зубьев.

48 - Осевое удлинение.

49 - Длинные стороны.

50 - Загнутые петли.

51 - Стабилизирующий диск элемент.

52 - Основание.

53 - Ветви.

54 - Стабилизирующий диск элемент.

55 - Ветви.

56 - Стабилизирующий диск элемент.

57 - Спиральная пружина.

58 - Продольные концы.

59 - Скобы.

60 - Тормозной диск.

61 - Пространства.

Изобретение относится к области автомобилестроения, а именно к дисковым тормозам и стабилизирующим диск элементам. Дисковый тормоз содержит стабилизирующие диск элементы, размещенные между каждым тормозным диском и ступицей или частью, соединенной со ступицей, без закрепления и выполнены и установлены с возможностью отклонения в осевом направлении при торможении и создания усилия, способствующего осевому возврату тормозных дисков при отпускании тормоза. Стабилизирующий диск элемент может иметь в основном прямоугольную форму с двумя длинными сторонами и двумя короткими сторонами, посредством чего короткие стороны размещаются в промежутках между зубьями или шлицами в тормозном диске. Стабилизирующий диск элемент может иметь два свободных нижних конца, входящих в зацепление с вершиной двух смежных шлицов или зубьев тормозного диска, и один верхний изогнутый конец, входящий в зацепление с основанием между двумя смежными шлицами или зубьями тормозного диска. Стабилизирующий диск элемент может включать в себя спиральную пружину, которая размещается в зазоре тормозного диска, посредством чего оба конца спиральной пружины проходят радиально от спиральной пружины в противоположных направлениях и заканчиваются скобами. Стабилизирующий диск элемент может быть выполнен из металлического листа, имеющего форму U-образного двустенного контурного элемента с двумя ветвями, которые соединены основанием. Достигается улучшение технических характеристик дискового тормоза, устранение шума и заедания и исключение наклона диска путем его стабилизации с помощью стабилизирующих диск элементов. 5 н. и 39 з.п. ф-лы, 42 ил.

1. Дисковый тормоз, имеющий суппорт, принимающий одну или более тормозных колодок и охватывающий один или более тормозных дисков, из которых, по меньшей мере, один тормозной диск установлен с возможностью скольжения на ступице или на части, соединенной со ступицей, посредством шлицов или зубьев, причем ступица насажена на колесную ось, и одна или более тормозных колодок являются частями узлов тормозных колодок, при этом два или более стабилизирующих диск элементов расположены между каждым тормозным диском и ступицей или частью, соединенной со ступицей, отличающийся тем, что стабилизирующие диск элементы размещены между каждым тормозным диском и ступицей или частью, соединенной со ступицей, без закрепления и выполнены и установлены с возможностью отклонения в осевом направлении при торможении и создания усилия, способствующего осевому возврату тормозных дисков при отпускании тормоза.

2. Дисковый тормоз по п.1, отличающийся тем, что стабилизирующие диск элементы в осевом направлении входят во фрикционное сцепление со ступицей или частью, соединенной со ступицей, и выполнены с возможностью отклонения в осевом направлении, но остаются неподвижными в осевом направлении на ступице или части, соединенной со ступицей, когда приложены осевые усилия, недостаточные для преодоления осевого фрикционного сцепления между стабилизирующими диск элементами и ступицей или частью, соединенной со ступицей, и отклонения в осевом направлении, а также скольжения в осевом направлении на ступице или части, соединенной со ступицей, когда приложены осевые усилия, достаточные для преодоления осевого фрикционного сцепления между стабилизирующими диск элементами и ступицей или частью, соединенной со ступицей.

3. Дисковый тормоз по п.1, отличающийся тем, что стабилизирующие диск элементы являются пружинами, действующими между каждым диском и ступицей или частью, соединенной со ступицей, при этом для создания осевого отклонения пружин осевое скольжение каждой из пружин на ступице или части, соединенной со ступицей, при торможении ограничивается осевыми фрикционными усилиями, возникающими в точках контакта между ступицей или частью, соединенной со ступицей, и пружиной.

4. Дисковый тормоз по п.1, отличающийся тем, что стабилизирующие диск элементы выполнены с возможностью создания силы упругости в радиальном направлении.

5. Дисковый тормоз по п.1, отличающийся тем, что силы трения увеличиваются посредством установления клинообразных контактов между пружинами и ступицей или частью, соединенной со ступицей.

6. Дисковый тормоз по п.5, отличающийся тем, что клинообразные контакты получены применением наклонных поверхностей шлицов или зубьев.

7. Дисковый тормоз по п.5, отличающийся тем, что клинообразные контакты получены клинообразной формой самой пружины.

8. Дисковый тормоз по п.3, отличающийся тем, что силы трения в осевом направлении увеличены установкой пружины так, чтобы упруго зажимать один или более шлицов или зубьев на ступице или части, соединенной со ступицей.

9. Дисковый тормоз по п.3, отличающийся тем, что пружины имеют в целом прямоугольную форму, если смотреть сверху, с двумя длинными сторонами и двумя короткими сторонами, при этом короткие стороны каждой пружины размещены в пространствах между зубьями или шлицами в тормозном диске.

10. Дисковый тормоз по п.9, отличающийся тем, что на каждой длинной стороне выполнены петля и/или полуокружные изогнутые части, при этом петли и/или полуокружные изогнутые части пружин после установки примыкают к зубцу или шлицу диска и размещаются в пространствах между зубьями или шлицами ступицы или части, соединенной со ступицей.

11. Дисковый тормоз по п.10, отличающийся тем, что каждая петля и/или изогнутые части расположена/расположены приблизительно в середине каждой длинной стороны и/или изогнутые части выполнены на обоих концах каждой длинной стороны, смежной с короткими сторонами пружины.

12. Дисковый тормоз по п.9, отличающийся тем, что пружина имеет изогнутые части на каждой длинной стороне, причем изогнутые части зажимают зубец или шлиц ступицы или части, соединенной со ступицей, после сборки.

13. Дисковый тормоз по п.9, отличающийся тем, что силы реакции создаются в радиальном направлении между короткими сторонами или поперечинами каждой пружины и внутренней периферией диска в контакте с короткими сторонами или поперечинами при радиальном смещении диска.

14. Дисковый тормоз по п.3, отличающийся тем, что пружина имеет два свободных нижних конца, которые входят в зацепление с вершинами двух смежных шлицов или зубьев тормозного диска, и один верхний изогнутый конец, который входит в зацепление с основанием между двумя смежными шлицами или зубьями тормозного диска.

15. Дисковый тормоз по п.14, отличающийся тем, что два нижних свободных конца дополнительно удлинены таким образом, что они изгибаются над вершинами шлицов или зубьев ступицы или части, соединенной со ступицей, которые примыкают к шлицам или зубьям тормозного диска, с вершинами которых входят в зацепление два свободных нижних конца.

16. Дисковый тормоз по п.14 или 15, отличающийся тем, что два свободных нижних конца и один изогнутый верхний конец установлены на одной стороне тормозного диска.

17. Дисковый тормоз по п.3, отличающийся тем, что пружина содержит спиральную пружину, оба конца которой проходят радиально от спиральной пружины в противоположных направлениях и заканчиваются скобами, при этом тормозной диск имеет зазоры в его круговом ряду шлицов или зубьев, в которые помещается спиральная пружина таким образом, чтобы она проходила на обе стороны тормозного диска, посредством чего скобы зажимают шлицы или зубья тормозного диска, которые расположены с обеих сторон зазоров, соответственно.

18. Дисковый тормоз по п.3, отличающийся тем, что пружины выполнены из пружинной проволоки.

19. Дисковый тормоз по п.3, отличающийся тем, что пружины выполнены из металлического листа.

20. Дисковый тормоз по п.3, отличающийся тем, что пружины имеют большую жесткость против усилий в тангенциальном направлении, чем в осевом или радиальном направлении.

21. Дисковый тормоз по п.3, отличающийся тем, что пружина выполнена из металлического листа, имеющего форму по существу, U-образного двустенного контурного элемента с двумя ветвями, которые соединены основанием, установленным между вершиной одного шлица или зубца тормозного диска и основанием двух шлицов или зубьев ступицы или части, соединенной со ступицей.

22. Дисковый тормоз по п.21, отличающийся тем, что ветви имеют форму и конструкцию, обеспечивающие отклонение в осевом направлении.

23. Дисковый тормоз по п.3, отличающийся тем, что держатели установлены на диск в местах, принимающих пружины, причем держатели расположены так, что они примыкают к пружинам.

24. Дисковый тормоз по п.1, отличающийся тем, что, по меньшей мере, два стабилизирующих диск элемента установлены между тормозным диском и ступицей или частью, соединенной со ступицей, таким образом, чтобы вращательно центрировать тормозной диск на ступице или части, соединенной со ступицей, тем самым поддерживая равномерный зазор между тормозным диском и ступицей или частью, соединенной со ступицей.

25. Дисковый тормоз по п.24, отличающийся тем, что стабилизирующие диск элементы установлены таким образом, чтобы поддерживать одинаковое расстояние между поверхностями шлицов или зубьев тормозного диска и поверхностями шлицов или зубьев ступицы или части, соединенной со ступицей.

26. Дисковый тормоз по п.24, отличающийся тем, что зазор составляет, по меньшей мере, 0,4 мм, предпочтительно 0,6 мм и наиболее предпочтительно 0,8 мм.

27. Дисковый тормоз по п.1, отличающийся тем, что для тормозов, имеющих два и более тормозных дисков, осевое отклонение стабилизирующих диск элементов различается между тормозными дисками, чтобы способствовать осевому отделению дисков от их промежуточной тормозной колодки при отпускании тормоза.

28. Дисковый тормоз по п.27, отличающийся тем, что различное осевое отклонение задается различными осевыми зазорами между диском и пружинами в зависимости от местоположения дисков.

29. Дисковый тормоз по п.28, отличающийся тем, что шлицы или зубья имеют осевые выступы, которые изменяются между дисками или между левой и правой сторонами диска.

30. Дисковый тормоз по п.28, отличающийся тем, что пружины имеют осевые выступы, которые изменяются между дисками или между левой и правой сторонами дисков.

31. Дисковый тормоз по п.1, отличающийся тем, что различные типы стабилизирующих диск элементов установлены между одним тормозным диском и ступицей или частью, соединенной со ступицей.

32. Дисковый тормоз по п.1, отличающийся тем, что для тормозов, имеющих два и более тормозных дисков, тип стабилизирующего диск элемента, установленного между одним из двух или более тормозных дисков и ступицей или частью, соединенной со ступицей, отличается от типа стабилизирующего диск элемента, установленного между другим из двух или более тормозных дисков и ступицей или частью, соединенной со ступицей.

33. Дисковый тормоз по п.1, отличающийся тем, что стабилизирующие диск элементы удерживаются в тормозных дисках приспособлениями, которые удаляются после сборки тормоза.

34. Дисковый тормоз по п.33, отличающийся тем, что удаляемые приспособления, удерживающие стабилизирующие диск элементы в каждом тормозном диске перед сборкой, являются проволочными бандажами или проволоками, имеющими крючки на каждом конце, которые входят в зацепление со стабилизирующими диск элементами.

35. Стабилизирующий диск элемент для установки между тормозным диском и ступицей или частью, соединенной со ступицей, отличающийся тем, что он имеет в основном прямоугольную форму, если смотреть сверху, с двумя длинными сторонами и двумя короткими сторонами, посредством чего короткие стороны размещаются в промежутках между зубьями или шлицами в тормозном диске.

36. Стабилизирующий диск элемент по п.35, отличающийся тем, что на каждой длинной стороне напротив друг друга выполнены петля и/или полуокружные изогнутые части, посредством чего петля или полуокружные изогнутые части примыкают к зубцу или шлицу тормозного диска и размещаются в промежутках между зубьями или шлицами ступицы или части, соединенной со ступицей.

37. Стабилизирующий диск элемент по п.36, отличающийся тем, что петля или изогнутые части расположена/расположены приблизительно в середине каждой длинной стороны.

38. Стабилизирующий диск элемент по п.36, отличающийся тем, что полуокружные изогнутые части выполнены на обоих концах каждой из длинных сторон, смежных с короткими сторонами элемента.

39. Стабилизирующий диск элемент по п.38, отличающийся тем, что он содержит, по меньшей мере, одну поперечину, которая размещается в промежутках между зубьями или шлицами в тормозном диске.

40. Стабилизирующий диск элемент для установки между тормозным диском и ступицей или частью, соединенной со ступицей, отличающийся тем, что он имеет два свободных нижних конца, входящих в зацепление с вершиной двух смежных шлицов или зубьев тормозного диска, и один верхний изогнутый конец, входящий в зацепление с основанием между двумя смежными шлицами или зубьями тормозного диска.

41. Стабилизирующий диск элемент по п.40, отличающийся тем, что два свободных нижних конца дополнительно удлинены так, чтобы изгибаться над вершиной шлицов или зубьев ступицы или части, соединенной со ступицей, которые смежны со шлицами или зубьями тормозного диска, с вершинами которых входят в зацепление два свободных нижних конца.

42. Стабилизирующий диск элемент по п.40 или 41, отличающийся тем, что два свободных нижних конца и верхний изогнутый конец установлены на одной стороне тормозного диска.

43. Стабилизирующий диск элемент для установки между тормозным диском и ступицей или частью, соединенной со ступицей, отличающийся тем, что он включает в себя спиральную пружину, которая размещается в зазоре тормозного диска, посредством чего оба конца спиральной пружины проходят радиально от спиральной пружины в противоположных направлениях и заканчиваются скобами, которые зажимают шлицы или зубья тормозного диска, расположенные с обеих сторон зазора, соответственно.

44. Стабилизирующий диск элемент для установки между тормозным диском и ступицей или частью, соединенной со ступицей, отличающийся тем, что он выполнен из металлического листа, имеющего форму, по существу, U-образного двустенного контурного элемента с двумя ветвями, которые соединены основанием, установленным между вершиной одного шлица или зуба тормозного диска и основанием двух шлицов или зубьев ступицы или части, соединенной со ступицей.