РЕГУЛИРОВОЧНОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ДИСКОВОГО ТОРМОЗА Российский патент 2013 года по МПК F16D65/56 

Изобретение относится к регулировочному устройству для дискового тормоза, в частности, пневматического дискового тормоза согласно ограничительной части пункта 1 формулы изобретения.

Регулировочные устройства для дисковых тормозов существуют в различном исполнении. Из DE 10 2004 037 771 А1 известно регулировочное устройство для дискового тормоза, причем в данном описании этот документ указан в качестве ссылки. Регулировочное устройство предназначено для пневматического дискового тормоза, в частности с плавающей скобой. Далее оно также может применяться в пневматических дисковых тормозах с неподвижной или поворотной скобой.

Пневматические дисковые тормоза относятся между тем к стандартному оборудованию тяжелых грузовых автомобилей.

Подобного рода дисковые тормоза нужны для создания необходимой прижимной силы, механического передаточного отношения, так как усилие нагруженного пневматического тормозного цилиндра из-за уровня давления (в настоящее время около 10 бар) и лимитированного конструктивного размера тормозного цилиндра ограничено. В известных в настоящее время, пневматических дисковых тормозах имеют место передаточные отношения от 10:1 до 20:1. Ход поршня тормозного цилиндра составляет от 50 до 75 мм при этом ход при прижиме тормозных накладок к тормозному диску получается около 4 мм.

Толщина материала трения тормозных накладок лежит в диапазоне 20 мм, так как установлены 2 накладки, то без учета износа диска, ход, определяемый износом, будет около 40 мм. Этот ход во много раз больше приведенного выше хода при прижиме. Поэтому существует необходимость осуществлять регулировку тормоза с помощью приспособления в соответствии с износом накладок. Уровнем техники является автоматически работающая регулировка к износу, при этом достигается, что так называемый люфт, т.е. зазор между тормозными накладками и тормозным диском в незадействованном состоянии, независимо от состояния износа и характеристики износа тормозных накладок остается постоянным.

Очень часто в дисковых тормозах грузовых автомобилей, которые оснащены регулировочным устройством, последнее расположено концентрично в полости резьбового плунжера и эксцентрически приводится в действие рычагом тормозного механизма через приводной элемент (например, переключающий палец, зубчатое колесо). В процессе торможения рычаг тормозного механизма, соединенный со штоком поршня тормозного цилиндра, совершает вращательное движение. Прежде чем через соединительный механизм регулирования (например, переключающую вилку и переключающий палец или зубчатые колеса) вращательное движение рычага передастся регулировочному приспособлению, должен быть пройден так называемый свободный ход. Этот ход для величины так называемого люфта имеет решающее значение, так как во время этого движения подстройка не активируется и ход прижима соответствует при этом люфту. После прохождения этого свободного хода регулировочное приспособление переводится во вращательное движение и с помощью соединения с резьбовым плунжером или трубой осуществляется процесс подстройки.

Документ DE 102004037711 A1 описывает такое регулировочное приспособление, которое показано на фиг.5. Оно состоит в основном из следующих функциональных элементов:

- вала 2,

- упорного кольца 3,

- осевого подшипника 5,

- втулки с заплечиком или распорной втулки 19,

- переключающей вилки или приводного кольца 6,

- втулки 7 с рампой для шариков,

- конусной муфты 17,

- цилиндрической пружины 12.

Документ DE 10 2004 037 711 A1 указан здесь в качестве ссылки. Регулировочное приспособление должно в основном выполнять две функции:

1) автоматическую регулировку люфта,

2) ручной возврат механизма подстройки при замене тормозных накладок.

При возвратном вращении регулировочное устройство вручную с помощью гаечного ключа из так называемого положения износа возвращается с вращением в исходное положение. При этом. регулировочное устройство должно поворачиваться против направления запирания свободного хода. Но так как свободный ход имеет 100%-й запорный эффект, возвратное вращение не возможно без специальных конструктивных мероприятий.

Поэтому задача настоящего изобретения заключается в том, чтобы разработать регулировочное устройство с улучшенным ручным возвратом, при устранении или в значительной мере уменьшении приведенных выше недостатков.

Задача решена с помощью регулировочного устройства, охарактеризованного признаками пункта 1 формулы изобретения.

Задача также решена с помощью дискового тормоза, охарактеризованного признаками пункта 7 формулы изобретения.

Согласно изобретению регулировочное устройство для подстройки к износу тормозных накладок и тормозного диска пневматического дискового тормоза с приводимым в действие вращающимся рычагом прижимным устройством, которое предпочтительно может вставляться в установочный винт дискового тормоза и устанавливаться на скобе дискового тормозного механизма с помощью упорного кольца, причем по оси на одной стороне приводного кольца расположен осевой подшипник и по оси на противоположной стороне приводного кольца образована муфта с рампой для шариков с функцией свободного хода; муфта с рампой для шариков имеет шарики, приводную втулку, расположенную со стороны привода между осевым подшипником и ее шариками, и расположенное со стороны отбора мощности кольцо сцепления, конусная муфта расположена между расположенным со стороны отбора мощности кольцом сцепления и направляющей втулкой пружины для цилиндрической пружины, характеризуется тем, что расположенное со стороны отбора мощности кольцо сцепления образует рабочий угол поворота ад, ограниченный, по меньшей мере, одним неподвижным упором.

Под рабочим углом поворота следует понимать угол поворота, на который регулировочное устройство поворачивается при автоматическом процессе подстройки во время процесса торможения.

Благодаря этому достигается, что при возвратном вращении прекращается запорное действие свободного хода при этом режиме работы, при этом затрудняется проворачивание расположенного со стороны отбора мощности кольца сцепления, что возможно благодаря наличию неподвижного упора. Одновременно создается ограниченный рабочий угол поворота, который при вращении в противоположном направлении расположенного со стороны отбора мощности кольца сцепления обеспечивает автоматическую подстройку.

Эта конструкция имеет следующие преимущества:

- относительно низкие затраты сил при ручном вращении для возврата, так как не должна преодолеваться переключаемая под нагрузкой муфта,

- не требуется дополнительных конструктивных элементов для механизма возврата,

- благоприятное в плане стоимости изготовление благодаря обработке давлением без образования стружки.

Предпочтительные варианты выполнения охарактеризованы признаками зависимых пунктов.

В это регулировочное устройство встроена действующая в осевом направлении направленная муфта. Направленная муфта образуется из системы с рампой для шариков и фрикционной муфты, в частности конусной муфты с шариками.

При возвратном вращении рукой вращательное движение через вал и направляющую втулку пружины первоначально передается конусной муфте с шариками. Здесь от нее движение через фрикционное замыкание в конусной муфте с шариками передается муфте с рампой для шариков. Так как конусная муфта с шариками и муфта с рампой для шариков настроены на самоторможение, это ведет к зажимному эффекту. Таким образом возвратное вращение просто не возможно. Чтобы сделать возможным возвратное вращение нужно исключить зажимной эффект направленной муфты.

Если затрудняется вращение кольца сцепления, то может парализоваться зажимной эффект системы свободного хода. Поэтому отверстие соединительного кольца имеет в своем распоряжении профилирование, с помощью которого в так называемом положении покоя регулировочного устройства кольцу затрудняется возвратное вращение. Опирание соединительного кольца осуществляется на упор, преимущественно на упор установленной неподвижно в плане вращения втулки с заплечиком, которая имеет наружное профилирование, соответствующее внутреннему профилированию кольца сцепления. Оба профилирования так согласованы друг с другом, что кольцо сцепления имеет необходимый для рабочего угла поворота свободный ход при автоматическом регулировании люфта.

Чтобы в положении покоя не наступал зажимной эффект свободного хода, очень важно, что втулка с заплечиком и соединенный с помощью профилирования диск сцепления правильно позиционируются.

В предпочтительном варианте выполнения упор сформирован на концевом участке втулки с заплечиком, простирающейся через муфту с рампой для шариков и сквозь кольцо сцепления, расположенное со стороны отбора мощности, другой конец которой имеет заплечик, образующий неподвижный участок осевого подшипника. Благодаря этому создается конструктивный элемент с многообразными функциями, который уменьшает многообразие деталей и облегчает сборку.

Предпочтительным является то, что другой конец втулки с заплечиком, который образует неподвижный участок осевого подшипника, неподвижно закреплен на упорном кольце, установленном на скобе дискового тормозного механизма.

Конусная муфта выполнена предпочтительно в виде конусной муфты с шариками, которая имеет расположенное со стороны отбора мощности кольцо сцепления и соединенную с направляющей втулкой пружины коническую втулку и между кольцом сцепления со стороны отбора мощности и-конической втулкой расположены зажимные шарики.

Осевой подшипник образован стороной приводного кольца, телом качения и заплечиком втулки с заплечиком, которая по оси простирается сквозь муфту с рампой для шариков. С помощью этого точно также достигается уменьшение многообразия деталей и получается более компактная конструкция.

Дисковый тормоз, в частности, пневматический дисковый тормоз, содержит регулировочное устройство по приведенному выше описанию.

Изобретение поясняется чертежами, на которых представлено следующее:

фиг.1 - частичный разрез предложенного согласно изобретению регулировочного устройства;

фиг.2 - разрез верхней области по фиг.1;

фиг.3 - вид в перспективе варианта выполнения по фиг.1;

фиг.4 - по линии Х-Х в области кольца сцепления по фиг.2;

фиг.5 - частичный разрез регулировочного устройства согласно уровню техники;

фиг.6 - дисковый тормоз..

Элементы с одинаковыми или подобными функциями на фигурах обозначены одинаковыми ссылочными позициями.

В части конструкции и функции пневматического дискового тормоза на фиг.6 приводится ссылка на DE 197 29 024 C1. На фиг.6 показаны следующие составные части: дисковый тормоз 20, тормозной диск 21, скоба 22 дискового тормозного механизма, тормозные накладки 23, траверса 24, установочные винты 25 и 26, упоры 27, звездочки 28, цепь 29, эксцентрик 30 и вращающийся рычаг 31, который имеет приводной элемент 32, взаимодействующий с переключающей вилкой регулировочного устройства 1. Здесь регулировочное устройство 1 расположено в установочном винте 25. Теперь подобного рода регулировочное устройство поясняется более подробно. Регулировочное устройство 1 пригодно также и для дискового тормоза, приводимого в действие электродвигателем.

Для этого делается ссылка на фиг.1, 2 и 3.

На фиг.1 представлен частичный разрез предложенного согласно изобретению регулировочного устройства 1. Увеличенное изображение частичного разреза верхней области по фиг.1 иллюстрирует фиг.2. Фиг.3 иллюстрирует вид в перспективе варианта выполнения по фиг.1.

Регулировочное устройство 1 содержит следующее: вал 2 с приводной цапфой на верхнем конце; упорное кольцо 3 для крепления регулировочного устройства 1 в седле 22 дискового тормозного механизма (см. фиг.6), втулку 4 с заплечиком, которая зафиксирована от вращения и соединена с упорным кольцом 3 и имеет верхний заплечик с расположенной под ним поверхностью качения для шариков осевого подшипника 5; приводное кольцо 6, которое соединено с переключающей вилкой, которая соединена с приводным элементом 32 (см. фиг.6) вращающегося рычага 31; муфту 7 с рампой для шариков, с кольцом 8 сцепления, которое взаимодействует с конической втулкой 11, которая неподвижно соединена С направляющей втулкой 14 пружины; цилиндрическую пружину 12, которая расположена в направляющей втулке 14 пружины и опирается на профильную шайбу 15, и регулирующий элемент 16, к примеру, гайку, которая расположена на нижнем конце вала 2 и служит для натяжения цилиндрической пружины 12 и для осевого удержания элементов регулировочного устройства 1. Муфта 7 с рампой для шариков состоит из приводной втулки 33, которая представлена нижним участком приводного кольца 6, шариков или тел качения и кольца 8 сцепления, причем кольцо 8 сцепления имеет верхний участок для установки шариков и нижний участок, который образует часть конусной муфты 17. Общая функция регулировочного устройства 1 подробно описана в DE 10 2004 037 771 A1 со ссылкой на фиг.5, на что здесь делается ссылка.

Первым отличием между регулировочным устройством согласно фиг.5 и регулировочным устройством 1 согласно настоящему изобретению является то, что осевой подшипник 5 образован заплечиком втулки 4, стороной приводного кольца 6 и телами качения. Нижний конец втулки 4 с заплечиком, простирающейся сквозь муфту 7 с рампой для шариков, образует непосредственно или через опорную плиту осевой упор для конической втулки 11. Коническая втулка 11 через направляющую втулку 14 цилиндрической пружины 12 прижимается вверх, причем компоненты конусной втулки 17, муфты 7 с рампой для шариков и осевой подшипник 5 прижимаются и удерживаются по оси.

Втулка 4 с заплечиком с ее упором служит для сохранения минимального зазора опор.

Более значительное различие в отношении уровня техники заключается в том, что расположенное со стороны отбора мощности кольцо 8 сцепления имеет только ограниченный угол поворота, а именно, ограниченный рабочий угол поворота ад, который более подробно поясняется на фиг.4.

Процесс возврата регулировочного устройства 1 теперь поясняется с помощью фиг.1-3.

Вал 2 на его левом конце на фиг.3 содержит приводную цапфу 13, которая для соответствующего ключа имеет, к примеру, шестигранное профилирование. С помощью установленного там инструмента, к примеру, изогнутого кольцевого гаечного ключа, вал 2 теперь вращается в направлении, указанном стрелкой по часовой стрелке. При этом вращательное движений через вал 2 и направляющую втулку 14 пружины передается конусной муфте 17. То есть, через коническую втулку 11 на зажимные шарики 10, и от них к расположенному со стороны отбора мощности кольцу 8 сцепления. Оно в своем положении покоя, т.е. в положении, в котором не осуществляется какой-либо автоматической подстройки, прилегает к неподвижному упору 9 (фиг.4) и не может дальше вращаться вместе. Поскольку благодаря этому это застопоренное в части вращения кольцо сцепления не может передавать какое-либо вращение муфте 7 с рампой для шариков, следовательно, она также не может повернуться в положение передачи. Благодаря этому крутящий момент, приложенный к валу 2 ключом, может дальше поворачивать направляющую втулку 14 пружины и передавать это вращательное движение (не показанному) установочному винту 25 для возврата.

Область упора 9 показана на фиг, 4 в увеличенном виде частичного разреза (линия Х-Х согласно фиг.2 в области кольца 8 сцепления). Втулка 4 с заплечиком имеет удлиненный нижний конец (фиг.2), который через муфту 7 с рампой для шариков простирается в кольцо 8 сцепления и в этой области снабжен наружным профилем 36. Этот наружный профиль простирается радиально наружу, и, к примеру, выполнен в форме кругового сектора. Наружное профилирование 36 расположено симметрично и взаимодействует с корреспондирующим внутренним профилированием 35 окружающего кольца 8 сцепления. При этом промежуточные пространства расположены по круговому периметру внутреннего профиля 35 и наружного профиля 36, которые определяют рабочий угол поворота ад. Таким образом кольцо 8 сцепления при автоматической подстройке может поворачиваться на определенный профилированиями 35 и 36 рабочий угол поворота ад. Однако, при противоположном возврате в исходное положение наружный профиль 36 втулки 4 с заплечиком образует упор 9, который препятствует вращательному движению кольца 8 сцепления, приводимого в движение с помощью ключа, обеспечивающего возврат.

Фиксация втулки 4 с заплечиком в этом примере реализована с помощью упорного кольца 3, закрепленного на скобе 22 тормозного дискового механизма тем, что согнутые накладки упорного кольца 3 входят в зацепление с радиальными выемками на периметре заплечика втулки 4 с заплечиком.

Изобретение не ограничено описанными выше вариантами выполнения. Оно может модифицироваться в рамках приложенной формулы изобретения.

Так, к примеру, фиксация втулки 4 с заплечиком может осуществляться прямо на скобе 22 тормозного дискового механизма, к примеру, с помощью кулачков и корреспондирующих выемок в скобе 22 тормозного дискового механизма.

Далее внутренний и наружный профили 35, 36 могут иметь другую форму.

Изобретение относится к регулировочному устройству для дискового тормоза. Регулировочное устройство для подстройки к износу тормозных накладок и тормозного диска пневматического дискового тормоза приводится в действие прижимным устройством посредством вращающегося рычага. Прижимное устройство выполнено с возможностью введения в установочный винт дискового тормоза и с возможностью установки на скобе дискового тормозного механизма дискового тормоза с помощью упорного кольца. Осевой подшипник установлен по оси на стороне приводного кольца, на противоположной стороне которого установлена муфта с рампой для шариков с функцией свободного хода. Упомянутая муфта с рампой содержит шарики, приводную втулку, расположенную со стороны привода по оси между осевым подшипником и ее шариками, и расположенное со стороны отбора мощности кольцо сцепления. Конусная муфта расположена между расположенным со стороны отбора мощности кольцом сцепления и направляющей втулкой пружины для цилиндрической пружины. Расположенное со стороны отбора мощности кольцо сцепления образует рабочий угол поворота (α_A), ограниченный, по меньшей мере, одним неподвижным упором. Технический результат - создание компактной конструкции и предотвращение проворачивания кольца сцепления. 2 н. и 6 з.п. ф-лы, 6 ил.

1. Регулировочное устройство (1) для подстройки к износу тормозных накладок (23) и тормозного диска (21) пневматического дискового тормоза (20) с приводимым в действие посредством вращающегося рычага прижимным устройством, которое предпочтительно выполнено с возможностью введения в установочный винт (25) дискового тормоза и с возможностью установки на скобе (22) дискового тормозного механизма дискового тормоза (20) с помощью упорного кольца (3), причем по оси на одной стороне приводного кольца (6) установлен осевой подшипник (5) и по оси на противоположной стороне приводного кольца (6) установлена муфта (7) с рампой для шариков с функцией свободного хода, муфта (7) с рампой для шариков содержит шарики, приводную втулку (33), расположенную со стороны привода по оси между осевым подшипником (5) и ее шариками, и расположенное со стороны отбора мощности кольцо (8) сцепления, конусная муфта (17) расположена между расположенным со стороны отбора мощности кольцом (8) сцепления и направляющей втулкой (14) пружины для цилиндрической пружины (12), отличающееся тем, что расположенное со стороны отбора мощности кольцо (8) сцепления образует рабочий угол поворота (α_A), ограниченный, по меньшей мере, одним неподвижным упором (9).

2. Регулировочное устройство по п.1, отличающееся тем, что упор (9) сформирован на концевом участке втулки (4) с заплечиком, проходящей через муфту (7) с рампой для шариков и расположенное со стороны отбора мощности кольцо (8) сцепления, другой конец которой имеет заплечик, который образует неподвижный участок осевого подшипника (5).

3. Регулировочное устройство по п.2, отличающееся тем, что упор (9) образован наружным профилем (36), который введен в зацепление с внутренним профилем (35), расположенного со стороны отбора мощности кольца (8) сцепления для взаимодействия с ним.

4. Регулировочное устройство по п.3, отличающееся тем, что внутренний профиль (35), расположенный со стороны отбора мощности кольца (8) сцепления, и наружный профиль (36) образуют ограниченный рабочий угол поворота (α_A) расположенного со стороны отбора мощности кольца (8) сцепления.

5. Регулировочное устройство по любому из пп.2-4, отличающееся тем, что другой конец втулки (4) с заплечиком, который образует неподвижный участок осевого подшипника (5), зафиксирован от вращения и закреплен на упорном кольце (3), установленном на скобе (22) дискового тормозного механизма.

6. Регулировочное устройство по любому из пп.1-4, отличающееся тем, что конусная муфта (17) выполнена в виде конусной муфты с шариками, которая содержит расположенное со стороны отбора мощности кольцо (8) сцепления и коническую втулку (11), соединенную с направляющей втулкой (14) пружины, при этом между расположенным со стороны отбора мощности кольцом (8) сцепления и конической втулкой (11) расположены зажимные шарики (10).

7. Регулировочное устройство по п.5, отличающееся тем, что конусная муфта (17) выполнена в виде конусной муфты с шариками, которая содержит расположенное со стороны отбора мощности кольцо (8) сцепления и коническую втулку (11), соединенную с направляющей втулкой (14) пружины, при этом между расположенным со стороны отбора мощности кольцом (8) сцепления и конической втулкой (11) расположены зажимные шарики (10).

8. Дисковый тормоз (20), в частности пневматический дисковый тормоз, содержащий регулировочное устройство по любому из пп.1-7.