ДИСКОВЫЙ ТОРМОЗ, А ТАКЖЕ ДЕРЖАТЕЛЬ НАКЛАДКИ И НАЖИМНОЙ ДИСК ДЛЯ ТАКОГО ДИСКОВОГО ТОРМОЗА Российский патент 2012 года по МПК F16D65/97 F16D65/92 

Изобретение относится к дисковому тормозу, в частности, для грузовых автомобилей, с тормозным диском с осью вращения, нажимным устройством, нажимающим для торможения в направлении оси вращения на тормозной диск, и прижимным устройством, причем нажимное устройство имеет выступ, продолжающийся в смонтированном положении через сквозное отверстие в прижимном устройстве.

Дисковые тормоза упомянутого выше типа известны, например, из ЕР 0694707 A2. В данном случае прижимное устройство выполнено в форме названной как прижимная пружина - пластинчатой пружины. Прижимная пружина выполнена в радиальном исполнении так, что она опирается в смонтированном положении на закрепленную на суппорте дискового тормоза прижимную скобу в обоих направлениях вращения тормозного диска. То есть она стационарно удерживается в окружном направлении. Однако поскольку она охватывает выступы выполненного в форме держателя накладки или нажимного диска нажимного устройства посредством выполненных продолговато сквозных отверстий в ее боковых лапках, она следует за аксиальным движением прижимного устройства в направлении к/от тормозного диска. Таким образом, пластинчатая пружина и прижимное устройство перемещаются вместе в аксиальном направлении тормозного диска.

Тем не менее, из-за того что сквозные отверстия в лапках пружины имеют в окружном направлении большую длину, чем выступы нажимного устройства, может происходить боковое (тангенциальное) относительное движение между прижимной пружиной и нажимным устройством в зависимости от направления вращения тормозного диска и совместное вращение с тормозной накладкой. Другими словами, нажимное устройство может совершать боковые (тангенциальные) движения против упругого возвращающего усилия стационарно удерживаемой прижимной пружины, так как продолговато выполненные сквозные отверстия в лапках пружины допускают это. Эта свободная боковая (тангенциальная) подвижность относительно друг друга имеет преимущество в том, что вначале при монтаже пружина еще полностью предварительно не напряжена. Предварительное напряжение пружины возрастает только тогда, когда прижимная скоба контактирует через радиальные выступы с прижимной пружиной и нажимает как на нажимное устройство, так и на прижимную пружину при закреплении на суппорте дискового тормоза таким образом, что она занимает свое монтажное положение. Только после этого действует полное предварительное напряжение пружины (в данном случае - радиально вовнутрь и при необходимости - также тангенциально в предпочтительном направлении вращения диска в соответствии со смещением при установке прижимной скобы в дисковом тормозе, относительно центральной оси).

Принципиально, описанная выше конструкция оправдала себя. Но все же, при эксплуатации автомобиля и, в частности, в экстремальных полевых условиях могут возникать ситуации, приводящие к нарушениям дискового тормоза.

Это могут быть, например, радиальные колебания на плохих дорожных участках или отложение грязи и образование коррозии. В частности, большие и быстро повторяющиеся осевые движения с закрепленным дисковым тормозом приводят к большим радиальным движениям накладок тормозной накладки, так что прижимные пружины и, в частности, их лапки могут получать из-за колебаний такой "обратный ход", что они отведутся из своих контактных и удерживающих участков в нажимном устройстве. В таком случае больше не обеспечивается важное для функционирования пружины исходное положение (положение покоя). В результате при определенных обстоятельствах выступ больше не входит в сквозное отверстие.

Дисковый тормоз, похожий на описанный выше дисковый тормоз, известен из WO 92/00465. В этой публикации выступ выступает в промежуточном положении, т.е. когда прижимное устройство надето на нажимное устройство, однако при этом еще не напряжено, в окружном направлении тормозного диска за границу сквозного отверстия.

Задачей изобретения является такое усовершенствование дискового тормоза названного выше вида, при котором выступ надежно проходит через сквозное отверстие даже при экстремальных условиях. При этом предпочтительно должно сохраняться возможное смещение нажимного устройства относительно прижимного устройства в тангенциальном направлении тормозного диска. Однако предпочтительно, если оба устройства вместе должны быть подвижны в аксиальном направлении тормозного диска.

Согласно изобретению поставленная задача решается при помощи того, что выступ в смонтированном положении выступает в аксиальном направлении тормозного диска за границу сквозного отверстия.

Другими словами, выступ в смонтированном положении охватывает сзади прижимное устройство так, что прижимное устройство не может перемещаться более заданной величины в радиальном направлении тормозного диска относительно нажимного устройства. Наоборот, оно упрется в часть выступа, выступающую за свою аксиальную границу. За счет этого реализовано ограничение (величины) обратного хода.

В соответствии с изобретением под прижимным устройством речь идет предпочтительно о пружине, в частности о пластинчатой пружине.

Согласно изобретению выступ может выступать за границу сквозного отверстия только в обращенном к тормозному диску или только в обращенном от тормозного диска аксиальном направлении тормозного диска. Однако согласно изобретению предпочтительно также, если предусмотрено, чтобы он выступал за границу сквозного отверстия как в обращенном к тормозному диску, так и в обращенном от тормозного диска аксиальном направлении тормозного диска.

Вследствие этого достигается наиболее надежная защита от "обратного хода".

Выступ в горизонтальной проекции его открытого конца может быть скручен относительно сквозного отверстия.

Другими словами, согласно этому выполнению выступание выступа достигается за счет скручивания, в то время как выступ не выступал бы в нескрученном состоянии.

Согласно одному наиболее предпочтительному варианту выполнения изобретения предусмотрено, чтобы свободный конец выступа устанавливался по отношению к проходящему в смонтированном положении через сквозное отверстие участку выступа.

Это выполнение осуществляется наиболее просто. При этом угол установки составляет предпочтительно от 5º до 40º, более предпочтительно от 5º до 20º.

Согласно изобретению выступ предпочтительно, по меньшей мере, на отдельных участках осажен, отбортован, отогнут и/или скручен для формирования выступающей части.

Эти выполнения напрашиваются, в частности, тогда, когда нажимное устройство выполнено из деформируемого материала, например стали. Выступающая часть также может быть прилита.

Такое выполнение скорее подходит для нажимных устройств из литого материала. Согласно одному наиболее предпочтительному варианту выполнения изобретения поверхность выступа, обращенная в смонтированном положении к прижимному устройству, соответствует соответствующей поверхности прижимного устройства. Это выполнение предотвращает перекашивание или заклинивание в случае относительных движений.

Часто нажимное устройство имеет два или более выступов, проходящих в смонтированном положении через одно или соответствующее одно сквозное отверстие. Согласно изобретению в случае двух выступов, предпочтительно, чтобы один выступ выступал на одной стороне, а другой - на другой стороне за границу сквозного отверстия в аксиальном направлении тормозного диска. За счет этого значительно облегчается монтаж, так как нажимное устройство, в частности, если оно выполнено как пластинчатая пружина, можно просто насаживать посредством скручивания. В равной степени упрощается и демонтаж. Более того, оба выступа действуют взаимно как предохранитель от перекашивания.

Это выполнение упрощает прикрепление прижимного устройства к нажимному устройству.

Как уже указывалось прежде, в случае нажимного устройства речь идет согласно изобретению, например, о держателе накладки. Однако также речь может идти и о нажимном диске.

Предпочтительно, если нажимное устройство и прижимное устройство в смонтированном положении могут смещаться относительно друг друга в тангенциальном направлении тормозного диска. Это может быть, например, обеспечено посредством того, что сквозное отверстие в своей продольной протяженности длиннее, чем выступ в его соответствующей протяженности. При этом возможность смещения может касаться только средней и/или одной из обеих концевых областей прижимного устройства. Однако она может касаться также всего прижимного устройства. Разумеется, в рамках изобретения не исключено, что один или оба концевых участка прижимного устройства зафиксированы, по меньшей мере, в окружном или соответственно тангенциальном направлении тормозного диска к нажимному устройству, как, например, это имеет место в тормозах согласно ЕР 248385 B1, DE 10026547 C2 и DE 10328194 В3.

Наряду с описанным выше детально дисковым тормозом изобретение относится не только к дисковому тормозу в целом или к блокам дискового тормоза, но и к держателю накладки и нажимному диску для такого дискового тормоза в отдельности.

Далее приводится более подробное описание изобретения при помощи предпочтительных примеров выполнения со ссылкой на прилагаемые чертежи:

Фиг.1 - вид держателя накладки согласно одному примеру выполнения изобретения;

Фиг.2 - вид, согласно фиг.1, однако другого примера выполнения изобретения;

Фиг.3 - схематический вид сверху дискового тормоза согласно примеру выполнения изобретения;

Фиг.4 - дисковый тормоз по фиг.3 на виде сбоку;

Фиг.5 - часть дискового тормоза согласно одному другому примеру выполнения изобретения на схематичном виде сверху;

Фиг.6-8 - схематичные фрагменты различных примеров выполнения изобретения в разрезе;

Фиг.9 - различные примеры выполнения изобретения в разрезе вдоль линии IX-IX на фиг.6.

На фиг.1 и 2 показаны соответственно держатели 10.1, 10.2 накладки. Они отличаются тем, что держатель 10.1 накладки по фиг.1 имеет выступы 12, 14 для подпирания свободных концов прижимной пружины, описанной далее более подробно. Такие выступы не предусмотрены в держателе 10.2 накладки по фиг.2. В ней свободные концы прижимной пружины опираются непосредственно на держатель 10.2 накладки.

Однако оба держателя 10.1 и 10.2 накладки имеют выступы 16.1, 16.2, осуществляющие изобретение. Держатели 10.1 и 10.2 удерживаются и направляются с возможностью сдвига на опорных поверхностях 22, 24, 26, 28 в держателе тормоза или суппорте тормоза. Следует заметить, что опорные поверхности 22, 24, 26, 28 и их направление/опирание в тормозе и/или держателе тормоза могут быть выполнены по другому, так как это зависит от типа тормоза.

Показанный на фиг.3 в горизонтальной проекции дисковый тормоз имеет тормозной диск 30, суппорт 32 тормоза, держатель 10.3 накладки с фрикционной накладкой 34, держатель 10.4 накладки с фрикционной накладкой 36 и нажимной диск 38. Держатели 10.3 и 10.4 накладки, а также нажимной диск 38 сжимаются соответственно прижимной пружиной 40.1, 40.2 и соответственно 40.3 в радиальном направлении тормоза. Для этого служит прижимная скоба 42, которая закреплена, например, посредством винта 44 на суппорте 32. Ось вращения тормозного диска 30 обозначена как „D".

Прижимные 40.1, 40.2 и 40.3 пружины имеют сквозные отверстия 46.1-46.6, выполненные продолговатыми. Они проходят соответственно поперек оси D вращения. Через названные сквозные отверстия проходят выступы 16.3-16.8, выполненные на держателях 10.3 и 10.4 накладки или соответственно нажимного диска 38.

Как видно на фиг.3, выступ 16.3 выступает вниз в направлении оси D вращения на фиг.3, т.е. в обращенном к тормозному диску направлении за сквозное отверстие 46.1. Выступ 16.4 выступает в обращенном от тормозного диска направлении за сквозное отверстие 46.2. Выступ 16.5 скручен относительно ориентации сквозного отверстия 46.3, из-за чего он выступает за сквозное отверстие 46.3 как в обращенном к тормозному диску, так и в обращенном от тормозного диска направлении. Выступ 16.6 из-за своих габаритов выступает как в обращенном к тормозному диску, так и обращенном от тормозного диска направлении за сквозное отверстие 46.4. Хотя это нельзя детально увидеть на фиг.3, но также предусмотрено, чтобы выступы 16.7 и 16.8 выступали через сквозные отверстия 46.5 и 46.6 в направлении оси D вращения. В этой связи следует обратиться к изображению на фиг.4.

Особое внимение обращается на то, что манера, в которой выступы 16.3-16.8 выступают за соответствующие сквозные отверстия 46.1-46.6, представлена на фиг.3 и 4 только в качестве примера. Так, не все они должны отличаться. Наоборот, все они могут быть выполнены одинаковыми или отличаться друг от друга группами.

На фиг.5 еще раз схематически показаны различные выполнения изобретения. Так, например, на держателе 48 накладки выполнен выступ 50, имеющий только в одной частичной области ширину B1, которая больше ширины B3 сквозного отверстия 52 прижимной пружины 54, тогда как он в другой частичной области имеет ширину B2, соответствующую ширине B3. Показанный на фиг.5 нажимной диск 56 имеет другие пропорции. Его выступ 58 почти целиком имеет ширину больше, чем сквозное отверстие 60 прижимной пружины 62. Однако выступ 58 может быть выполнен так же, как выступ 50.

На фиг.6-8 показаны соответственно держатель 64 накладки с фрикционной накладкой 66 и охваченная сзади выступом 68 прижимная пружина 70. При этом согласно фиг.6 и 7 соответственно предусмотрен радиальный выступ 72.1 и 72.2, посредством которого прижимная пружина 70 стационарно удерживается в окружном направлении тормозного диска 30 (фиг.3) прижимной скобой 42. Тем самым в зависимости от монтажного положения относительно оси вращения можно задавать радиальное и/или тангенциальное направление предварительного напряжения. Такой радиальный выступ не предусмотрен в выполнении согласно фиг.8. Поэтому в нем предварительные напряжения производятся только в радиальном направлении.

На фиг.9a) и b) схематично показан в разрезе держатель 10.3 накладки с принадлежащей ему прижимной пружиной 40.1. Как это видно, в частности, на фиг.9b), существует возможность относительного движения держателя 10.3 накладки относительно прижимной пружины 40.1. Однако это относительное движение ограничивается посредством того, что выступ 16.3 выступает за сквозное отверстие 46.1 в аксиальном направлении диска 30 тормозного диска (фиг.3). Максимальное отклонение представлено на фиг.9b) справа.

Как, в частности, показано на фиг.9a), упорная поверхность 74 на выступе 16.3 и упорная поверхность 76 на прижимной пружине 40.1 выполнены одинаково плоскими, так что даже в показанном на фиг.9b) справа эксплуатационном режиме может происходить относительное смещение прижимной пружины 40.1 относительно держателя 10.3 накладки в окружном направлении тормозного диска 30 без перекашивания или заклинивания. Такое относительное смещение возможно, поскольку сквозное отверстие 46.1 длиннее, чем выступ 16.3.

На фиг.9c) показан держатель 10.4 накладки с выступом 16.6.

На фиг.9d) показан держатель 78 накладки с выступом 80. Свободный конец 80.1 выступа 80 установлен относительно проходящего через сквозное отверстие 82 прижимной пружины 84 участка 80.2. В изображенном примере выполнения угол α установки составляет примерно 29º. Правда оправдал себя и угол установки 10º, из-за чего эта величина стала предпочтительной. Установка вызывает выступание выступа 80 за прижимную пружину 84.

Фактически благодаря тому, что выступ на держателе накладки или нажимном диске как бы охватывает сзади прижимную пружину, предотвращается чрезмерное приподнимание прижимной пружины. Это воздействие продолжается с начала соединения и эффективно предотвращает, в частности, в смонтированном положении, "обратный ход" лапки прижимной пружины и отведение от контактного участка в экстремальных условиях. К тому же выступающая опорная поверхность имеет еще преимущество в том, что может совершаться совместное аксиальное движение (прижимной пружины с держателем накладки/нажимным диском), однако в окружном направлении (тангенциальном направлении) тормозного диска механизма возможны относительные движения. Другими словами, держатель накладки и/или нажимной диск не входят в этом направлении ни в какое геометрическое или силовое замыкание с лапкой пружины. Так, длина сквозного отверстия в лапках пружины больше, чем соответствующая протяженность принадлежащего/нажимного диска. Более того, выступающая опорная область своей обращенной к принадлежащей лапке пружины стороной представляет "область скольжения".

Выступающая область выступа имеет еще и другое функциональное преимущество в форме предотвращения перекоса прижимной пружины относительно держателя накладки. Это, в частности, относится к случаю, когда сильные загрязнения препятствуют совместному аксиальному сдвигу относительно прижимной скобы. А именно, в этом случае лапка пружины может опираться на опорную область.

В целом, безразлично и для функционирования опорной поверхности несущественно, имеет ли прижимная пружина по центру вышеупомянутые радиальные выступы для стационарного бокового удержания прижимной скобой и расположена ли прижимная скоба со смещением или без него относительно оси тормоза в суппорте тормоза для предопределения направления предварительного напряжения пружины. Так же несущественно, прилегают ли и в данном случае где прилегают концы лапок пружины к держателю накладки/нажимному диску или лежат на нем. Кроме того, несущественно, имеет ли прижимная пружина симметричные или несимметричные лапки пружины относительно длины лапки.

Во всех выполнениях центральных областей прижимной пружины между обеими боковыми лапками пружины и длинами лапок пружины имеет место действие выступающего выступа. Другими словами, выступающая область выступа эффективно предотвращает отделение, перескакивание или перекашивание с последующей потерей держателя накладки или нажимного диска, если одна или обе лапки пружины должна/должны получить экстремальный обратный ход.

Предложенное функционирование в смонтированном положении уже вытекает из вышеприведенного изложения. Надевание прижимной пружины на оснащенный соответствующими изобретению выступами держатель накладки или нажимной диск происходит простым способом за счет вдавливания пружины - в зависимости от выполнения выступа - в наклонное/перекошенное положении. Свое окончательное положение пружина получает тогда, когда она прижимается посредством прижимной скобы. Это определяет также размер, а также направление возможной силы предварительного напряжения. При этом тормозная накладка с держателем накладки находится тогда в направляющих/опорах суппорта тормоза и/или держателя тормоза.

Признаки изобретения, раскрытые в вышеприведенном описании, в пунктах формулы изобретения, а также на чертежах, могут быть существенными как по отдельности, так и в любых комбинациях для реализации изобретения в его различных вариантах выполнения.

Изобретение относится к области автомобилестроения и может быть использовано в дисковых тормозных устройствах грузовых транспортных средств. Дисковый тормоз содержит тормозной диск с осью вращения, нажимное устройство и прижимное устройство, выполненное в форме пластинчатой пружины. Нажимное устройство имеет выступ, который в смонтированном положении проходит через сквозное отверстие в прижимном устройстве. Выступ выступает в смонтированном положении за границу сквозного отверстия в аксиальном направлении тормозного диска. Выступающая часть выступа ограничивает обратный ход для одной или обеих лапок пластинчатой пружины. Достигается улучшение технических характеристик тормоза за счет усовершенствований, при которых выступ надежно проходит через сквозное отверстие даже при экстремальных условиях, при сохранении возможного смещения нажимного устройства относительно прижимного устройства в тангенциальном направлении тормозного диска и сохранении подвижности обоих устройств в аксиальном направлении тормозного диска. 3 н. и 17 з.п. ф-лы, 12 ил.

1. Дисковый тормоз, в частности для грузовых автомобилей, с тормозным диском (30) с осью (D) вращения, нажимным устройством (10, 38), которое для торможения нажимает в направлении оси (D) вращения на тормозной диск (30), и прижимным устройством (40, 70) в форме пластинчатой пружины, причем нажимное устройство (10, 38) имеет выступ (16), который в смонтированном положении проходит через сквозное отверстие (46) в прижимном устройстве (40, 70), выступ (16) выступает в смонтированном положении за границу сквозного отверстия (46) в аксиальном направлении тормозного диска (30), причем выступание выступа (16) образует ограничение обратного хода для одной или обеих лапок пластинчатой пружины (40, 70).

2. Дисковый тормоз по п.1, отличающийся тем, что прижимное устройство (40, 70) стационарно удерживается в окружном направлении тормозного диска (30) механизма.

3. Дисковый тормоз по п.2, отличающийся тем, что прижимное устройство (40, 70) имеет радиальный выступ (72.1, 72.2), посредством которого оно стационарно удерживается в окружном направлении тормозного диска (30) прижимной скобой (42).

4. Дисковый тормоз по п.1, отличающийся тем, что выступ (16) выступает в смонтированном положении за границу сквозного отверстия (46) как обращенно к тормозному диску, так и обращенно от тормозного диска в аксиальном направлении тормозного диска (30).

5. Дисковый тормоз по п.1 или 4, отличающийся тем, что выступ (16) в горизонтальной проекции своего свободного конца скручен относительно сквозного отверстия (46).

6. Дисковый тормоз по п.1 или 4, отличающийся тем, что свободный конец (80.1) выступа (80) установлен относительно проходящего в смонтированном положении через сквозное отверстие (82) участка (80.2) выступа (80).

7. Дисковый тормоз по п.6, отличающийся тем, что угол установки составляет 5-40°, предпочтительно 5-20°.

8. Дисковый тормоз по п.1 или 4, отличающийся тем, что выступ (16), по меньшей мере, на отдельных участках осажен, отбортован, отогнут и/или скручен для формирования выступающей части.

9. Дисковый тормоз по п.4, отличающийся тем, что выступающая часть прилита.

10. Дисковый тормоз по п.5, отличающийся тем, что выступающая часть прилита.

11. Дисковый тормоз по п.6, отличающийся тем, что выступающая часть прилита.

12. Дисковый тормоз по п.7, отличающийся тем, что выступающая часть прилита.

13. Дисковый тормоз по п.8, отличающийся тем, что выступающая часть прилита.

14. Дисковый тормоз по п.1 или 4, отличающийся тем, что поверхность (74) выступа (16.3), обращенная в смонтированном положении к прижимному устройству (40, 70), соответствует соответствующей поверхности (76) прижимного устройства (46.1).

15. Дисковый тормоз по п.1 или 4, отличающийся тем, что в случае двух выступов (16.3, 16.4) - один (16.3) выступает на одной стороне, а другой (16.4) - на другой стороне за границу сквозного отверстия (46.1, 46.2) в аксиальном направлении тормозного диска (30).

16. Дисковый тормоз по п.1 или 2, отличающийся тем, что нажимное устройство (10, 38) и прижимное устройство (40, 70) выполнены с возможностью смещения относительно друг друга в смонтированном положении в тангенциальном направлении тормозного диска (30).

17. Дисковый тормоз по п.1 или 4, отличающийся тем, что нажимное устройство является держателем (10) накладки.

18. Дисковый тормоз по п.1 или 4, отличающийся тем, что нажимное устройство является нажимным диском (38).

19. Держатель накладки для дискового тормоза по п.17.

20. Нажимной диск для дискового тормоза по п.18.