СТУПИЧНОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ДИСКОВОГО ТОРМОЗА, ТОРМОЗНОЙ ДИСК И ТРАНСПОРТНОЕ СРЕДСТВО Российский патент 2011 года по МПК B60B27/00 F16D65/847 F16D65/12 

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение относится к ступичным устройствам в соответствии с вводной частью прилагаемого пункта 1 формулы изобретения.

Настоящее изобретение также относится к тормозному диску в соответствии с вводной частью прилагаемого пункта 12 формулы изобретения.

Настоящее изобретение также относится к транспортному средству в соответствии с пунктом 15 формулы изобретения.

Уровень техники

При торможении диск дискового тормоза сильно нагревается. Это приводит к тому, что тепло отводится от диска во внешнюю среду путем конвекции, теплопроводности и излучения, но при нормальных рабочих условиях преобладает теплопроводность, то есть тепло кондуктивно отводится от тормозного диска. Поскольку тормозной диск неподвижен в ступице колеса, последняя должна быть выполнена так, чтобы ее уплотнения и подшипники не подвергались воздействию высокой температуры вследствие упомянутой теплопроводности, которая обычно не создает проблем в случае применения обычной ступицы и обычного тормозного диска, где горловина диска прочно крепится к центральной части ступицы.

Однако так называемый шпоночный диск, то есть тормозной диск без горловины, крепится к краю ступицы ее шпонками. В результате в ступице возникает неблагоприятное распределение температуры, приводящее к повышенным температурам в подшипниках. Разумеется, это нежелательно, поскольку влияет на срок эксплуатации подшипников и т. п.

Задача изобретения

Задачей настоящего изобретения является предложить ступичное устройство, в котором подшипники и уплотнения не нагреваются до состояния, фиксируемого в технике существующего уровня, в результате чего наблюдается более благоприятное распределение напряжений в ступице, лучшее ее охлаждение и, следовательно, решаются описанные выше проблемы. Задачей является обеспечение возможности отливать ступичное устройство как единое целое и таким образом получать изделие с относительно низкой стоимостью.

Раскрытие изобретения

Задача изобретения решается в устройстве и тормозном диске с отличительными признаками согласно независимым пунктам 1 и 12 формулы изобретения соответственно и в транспортном средстве согласно пункту 15 формулы изобретения.

Другие преимущества достигаются с помощью указанного в зависимых пунктах формулы изобретения.

Краткое описание чертежей

Настоящее изобретение будет лучше понято с помощью ссылок на приводимое ниже подробное описание с сопутствующими чертежами, на которых одинаковые элементы обозначены одинаковыми позициями.

Фиг.1 - схематичное изображение первого варианта осуществления ступичного устройства в соответствии с настоящим изобретением в плоскости осевого сечения и в направлении, в котором предполагается устанавливать тормозной диск.

Фиг.2 - разрез А-А на Фиг.1, тормозной диск показан пунктиром.

Фиг.3 - схематичное объемное изображение ступичного устройства, представленного на Фиг.1.

Фиг.4 - схематичный перспективный вид ступичного устройства, представленного на Фиг.1, с тормозным диском и сборочной арматурой до сборки.

Фиг.5 - схематичное рельефное изображение ступичного устройства, тормозного диска и арматуры, представленных на Фиг.4.

Фиг.6 - схематичное изображение второго варианта осуществления ступичного устройства в соответствии с настоящим изобретением, показанного только частично в плоскости осевого сечения.

Осуществление изобретения

На Фиг.1 позицией 1 обозначено ступичное устройство для тормозного диска 2 (Фиг.2 и 4), содержащего два расположенных друг против друга изнашивающихся слоя 3, 3', на которые оказывают тормозящее действие тормозные колодки (не показаны) и между которыми имеется вентилируемое пространство 4.

Ступичное устройство на одной стороне имеет крепежный участок 6, который предназначен для крепления к колесу транспортного средства (не показано). Позицией 7 обозначено множество выступов (шпонок), предназначенных для удерживания тормозного диска в круговом направлении ступичного устройства, тормозной диск снабжен центральным отверстием 2' с аксиально расположенными пазами 2" для зацепления с выступами.

Каждый выступ 7 имеет участок 8, свободно выступающий от крепежного участка, в результате чего возникает зазор 9 между указанными выступающими участками и внешней поверхностью 10 оболочки края 11 (обращенной в сторону, противоположную крепежной части) подпятника 12 (опирающегося на крепежный участок) ступичного устройства, выступающие участки 8 которого предназначены для удерживания тормозного диска 2.

Каждый выступающий участок имеет, в основном, прямоугольное сечение, перпендикулярное к осевому направлению ступичного устройства, с двумя, по существу, взаимно параллельными и расположенными друг против друга боковыми поверхностями 13, идущими аксиально и, по существу, радиально, и двумя расположенными друг против друга боковыми поверхностями 14, идущими аксиально и в круговом направлении, при этом тормозной диск имеет соответствующие пазы и может аксиально устанавливаться на выступы ступичного устройства.

Предпочтительно, чтобы выступов было относительно небольшое количество, например пять. В соответствии с изображенным вариантом осуществления изобретения свободно выступающий участок каждого выступа опирается на опорный участок 15, идущий к крепежному участку, опорные участки которого размещены аксиально по отношению к нему на, по существу, одинаковом расстоянии в круговом направлении и предпочтительно соединяются с соседними опорными участками у крепежного участка.

Опорные участки расположены так, что каждый из них выступает из гнезда подшипника в радиальном направлении и имеет радиальную толщину, которая уменьшается за счет внутренней выемки 15' и которая соответствует радиальной толщине выступающего участка (Фиг.2).

Предпочтительно, чтобы ширина опорных участков в круговом направлении у сопряжений 16 с выступающими участками (Фиг.4) превышала ширину выступающих участков в круговом направлении, тем самым обеспечивая опорные участки концевыми упорами 16' под тормозной диск. Ширина опорных участков предпочтительно постепенно увеличивается по направлению к крепежному участку, в принципе от упомянутого сопряжения.

В соответствии с изображенным вариантом осуществления изобретения (Фиг.2) подпятник 12 имеет, по меньшей мере, одно внутреннее гнездо подшипника 17 внутри указанных выступов, как видно, в осевом направлении ступичного устройства. Предпочтительно, чтобы подпятник имел два внутренних гнезда подшипников 17, при этом подшипники предпочтительно являются роликовыми коническими. Ступичное устройство через подшипник (подшипники) опирается на вал колеса (не показан). Гнездо подшипника (гнезда подшипников) занимает (занимают) предпочтительно такое же осевое положение, как и выступающие участки выступов. Помимо части с гнездами подшипников, подпятник также имеет часть, соединенную с крепежным участком, тем самым помогая удерживать опорные участки 15.

В соответствии с предпочтительными вариантами осуществления изобретения ступичное устройство отливается как единое целое вместе с крепежным участком, подпятником, выступами и опорными участками и предпочтительно изготавливается из литейного чугуна.

Также в соответствии с предпочтительными вариантами осуществления изобретения выступающие участки 8 не выступают дальше свободного края 18 подпятника, и они поддерживают дисковый тормоз вблизи свободных краев 19 соответствующих участков 8. Предпочтительны и варианты осуществления, в которых изнашивающийся слой 3', а именно находящийся дальше от крепежного участка, находится, по меньшей мере, за свободными краями выступающих участков выступов (Фиг.2).

В соответствии с настоящим изобретением тормозной диск подгоняется под ступичное устройство так, что число пазов 2" соответствует числу выступов, то есть пяти в показанном случае.

Предпочтительно, что указанные выступы 2" расположены на внутреннем фланце 20, идущем в круговом направлении тормозного диска (Фиг.4), и каждый выступ имеет две расположенные друг против друга боковые поверхности 21, которые в осевом направлении находятся в плоскости изнашивающейся поверхности 22 соответствующих изнашивающихся слоев 3, 3'. В результате одна боковая поверхность 21 фланца 20 в собранном состоянии служит несущей поверхностью для концевого упора 16' соответствующего опорного участка.

В соответствии с предпочтительным вариантом изобретения сборочная арматура (Фиг.4) в виде крепежного кронштейна 23 предназначена для крепления с помощью крепежного элемента 24, например винта, к поверхности 19' свободного края соответствующего выступающего участка (Фиг.4 и 5). Соответствующий крепежный кронштейн имеет лапки 23', устанавливающиеся по каждой из, по существу, взаимно параллельных боковых поверхностей (13) (расположенных аксиально и преимущественно радиально) выступающих участков в пазах (2"), где при сборке размещаются выступающие участки. Крепежный кронштейн предпочтительно изготавливается из нержавеющей стали.

Вариант осуществления изобретения (Фиг. 1-5) исходно предназначается для дисковых тормозов передних колес грузового автомобиля. На Фиг.6 показан еще один вариант осуществления ступичного устройства, предназначенного для дисковых тормозов задних колес грузового автомобиля. В этом случае крепежный участок 6 находится по центру на подпятнике 12, который содержит два внутренних гнезда подшипника, при этом первое гнездо расположено, по существу, внутри указанных выступов в осевом направлении ступичного устройства, а второе гнездо - на противоположной стороне крепежного участка первого гнезда (Фиг.6). Указанные выступающие участки также заканчиваются за свободным краем 18 подпятника в осевом направлении и удерживают тормозной диск 2 близко к свободным краям 19 соответствующих выступающих участков. Поз. 19' обозначено уплотнение, которое не изображено на чертежах первого варианта осуществления изобретения.

Назначение ступичного устройства скорее всего в основном и достаточным образом описано выше.

Выделяющаяся при трении теплота, передаваемая на тормозной диск при торможении, проводится от тормозного диска к выступам. Выступы снабжены свободно выступающими участками, имеющими между собой зазор, а подпятник обеспечивает то, что тепло в радиальном направлении дальше не идет к подшипнику (подшипникам), находящимся в подпятнике внутри выступов, оно уходит аксиально к опорным участкам, наряду с тем, что выступы в то же время охлаждаются в зазоре. Протяженность опорных участков в круговом направлении формирует большую охлаждающую поверхность. Небольшое число выступов создает большой градиент температуры и соответственно более эффективное воздушное охлаждение как ступичного устройства, так и диска. В варианте, в котором изнашивающийся слой расположен, по меньшей мере, частично вне выступов, перенос тепла от тормозного диска к ступичному устройству будет меньше, здесь также облегчается воздушное охлаждение тормозного диска. Конструкция ступичного устройства делает его вполне пригодным для изготовления в виде цельнолитого изделия.

Настоящее изобретение описано выше на примерах предпочтительных вариантов осуществления.

Разумеется, возможны другие варианты осуществления изобретения и также его незначительные модификации без отхода от основной идеи изобретения.

Таким образом, возможно использование большего или меньшего числа выступов, например не пяти, а четырех или шести.

Ступичное устройство и тормозной диск исходно предназначены для тяжелых грузовых автомобилей, но, конечно, они могут использоваться для других типов транспортных средств.

Изобретение относится к транспортному машиностроению. Ступичное устройство (1) для дискового тормоза (2) выполнено с возможностью крепления крепежным участком (6) к колесу транспортного средства и имеет множество внешних выступов (шпонок) (7), предназначенных для удерживания тормозного диска в круговом направлении ступицы. Тормозной диск имеет центральное отверстие с пазами, идущими аксиально и предназначенными для зацепления с указанными выступами. Каждый выступ (7) имеет участок (8), свободно выступающий от крепежного участка (6), образуя зазор (9) между ними и внешней поверхностью (10) оболочки края (11) (обращенной в сторону, противоположную крепежной части) подпятника (12) (опирающегося на крепежный участок) ступичного устройства (1), выступающие участки которого предназначены для удерживания тормозного диска (2). Технический результат - снижение нагреваемости ступицы и стоимости ее производства. 2 н. и 13 з.п. ф-лы, 6 ил.

1. Ступичное устройство для тормозного диска дискового тормоза, выполненное с возможностью крепления крепежным участком к колесу транспортного средства и содержащее множество внешних выступов (шпонок), выполненных с возможностью удерживания тормозного диска в круговом направлении ступицы, причем тормозной диск имеет центральное отверстие с пазами, идущими аксиально для зацепления с указанными выступами, отличающееся тем, что каждый выступ (7) имеет участок (8), свободно выступающий от крепежного участка (6), образуя зазор (9) между ними и внешней поверхностью (10) оболочки участка (11) (обращенной в сторону, противоположную крепежному участку) подпятника (12) (опирающегося на крепежный участок) ступичного устройства (1), при этом выступающие участки (8) выполнены с возможностью удерживания тормозного диска (2).

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что выступающие участки (8) имеют по существу прямоугольное поперечное сечение, перпендикулярное осевому направлению ступичного устройства, с двумя по существу взаимно параллельными и расположенными напротив друг друга боковыми поверхностями (13), идущими аксиально и по существу радиально, и двумя расположенными напротив друг друга боковыми поверхностями (14), идущими аксиально и по существу в круговом направлении.

3. Устройство по п.1 или 2, отличающееся тем, что оно имеет относительно небольшое число выступов (7), например, от четырех до шести, предпочтительно пять.

4. Устройство по п.1, отличающееся тем, что свободно выступающие участки опираются на соответствующие опорные участки (15), идущие к крепежному участку, расположенному аксиально по отношению к нему по на существу одинаковом расстоянии в круговом направлении и предпочтительно соединяются вместе у крепежного участка.

5. Устройство по п.4, отличающееся тем, что опорные участки выступают в радиальном направлении от подпятника и имеют толщину материала, уменьшенную за счет внутренней выемки (15').

6. Устройство по п.4 или 5, отличающееся тем, что ширина опорных участков в круговом направлении у сопряжении (16) с выступающими участками превышает ширину выступающих участков в круговом направлении, тем самым обеспечивая опорные участки концевыми упорами (16') под тормозной диск.

7. Устройство по п.1, отличающееся тем, что подпятник имеет, по меньшей мере, одно внутреннее гнездо подшипника (17) внутри указанных выступов, если смотреть в осевом направлении ступичного устройства.

8. Устройство по п.7, отличающееся тем, что подпятник имеет два внутренних гнезда подшипников (17) по существу в том же осевом положении, что и выступы.

9. Устройство по п.1, отличающееся тем, что выступающие участки заканчиваются у свободного края (18) подпятника или за ним, если смотреть в осевом направлении, и поддерживают дисковый тормоз вблизи свободных краев (19) соответствующих выступающих участков.

10. Устройство по п.1, отличающееся тем, что оно отливается, по существу, как единое целое и предпочтительно выполнено из литого чугуна.

11. Устройство по п.2, отличающееся тем, что сборочная арматура в виде крепежных кронштейнов (23) прикреплена, например винтами (24), к поверхностям свободных краев соответствующих выступающих участков, каждый крепежный кронштейн имеет лапки (23'), устанавливающиеся по каждой из по существу взаимно параллельных боковых поверхностей (13) (располагающихся аксиально и преимущественно радиально) выступающих участков в пазах (2"), где размещаются выступающие участки.

12. Устройство по п.1, отличающееся тем, что пазы (2") выполнены во внутреннем фланце (20), идущем в круговом направлении.

13. Устройство по п.12, отличающееся тем, что число пазов (2"), четыре, пять или шесть, соответствует числу выступов.

14. Устройство по п.12 или 13, отличающееся тем, что каждый фланец имеет две расположенные напротив друг друга боковые поверхности (21), которые в осевом направлении находятся в плоскостях соответствующих изнашивающихся поверхностей (22) двух расположенных напротив друг друга изнашивающихся слоев (3, 3') тормозного диска и при креплении тормозного диска к ступичному устройству (1) служат несущими поверхностями для концевых упоров (16'), формируя часть ступичного устройства.

15. Транспортное средство, отличающееся тем, что содержит ступичное устройство по любому из пп.1-11.