РЕГУЛИРОВОЧНОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ДИСКОВОГО ТОРМОЗА Российский патент 2014 года по МПК F16D65/56 

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

Существуют различные выполнения регулировочных устройств для дисковых тормозов. Например, для пневматических дисковых тормозов, в частности, для выполнения с ползунковой скобой, а также для пневматических дисковых тормозных механизмов с неподвижной или подвижной скобой.

Между тем, пневматические дисковые тормоза относятся к стандартному оборудованию тяжелых грузовых автомобилей.

Таким дисковым тормозам для производства нужного зажимного усилия необходимо механическое преобразование, поскольку мощность пневматически нагружаемых цилиндров ограничена из-за уровня давления (в настоящее время примерно 10 бар) и ограниченного конструктивного размера тормозных цилиндров. В известных в настоящее время пневматически приводимых в действие дисковых тормозах передаточные числа находятся в пределах между 10:1 и 20:1. Плунжеры тормозных цилиндров перемещаются на длину хода между 50 и 75 мм, вследствие чего ходы зажима для прижимания накладок тормозной колодки составляют около 4 мм.

Толщина фрикционного материала накладок тормозной колодки находится в пределах 20 мм, а поскольку установлены две накладки - путь износа составляет вследствие этого почти 40 мм без учета износа дисков. Этот путь во много раз больше, чем названный прежде ход зажима. Поэтому существует необходимость осуществления регулировки тормоза в соответствии с износом накладок посредством устройства. В соответствии с уровнем техники - это автоматически функционирующее регулирование износа, в результате которого в неэксплуатируемом режиме достигают фиксации постоянным так называемого зазора, под которым понимают щель между накладками тормозной колодки и диском тормозного механизма независимо от состояния износа и характера износа накладок тормозной колодки.

Очень часто в грузовых автомобилях находят применение дисковые тормоза, имеющие регулировочное устройство, расположенное концентрически в полости плунжера с резьбой и приводимого в движение эксцентрически элементом приводного механизма (например, переключающим пальцем, зубчатым колесом) от тормозного рычага.

На фиг.4 показано такое регулировочное устройство 1, известное заявителю. Оно состоит, по существу, из следующих функциональных элементов:

- вал 2 с цапфой 19 приводного механизма для инструмента возврата в исходное положение;

- упорное кольцо 3 для крепления к дисковому тормозу;

- пружина 4 сжатия между упорным кольцом 3 и переключающей вилкой 5;

- переключающая вилка 5 с приводным кольцом 6;

- переключаемая под нагрузкой предохранительная муфта 8;

- соединительная гильза 12;

- пружина 15.

В процессе торможения тормозной рычаг, соединенный со штоком поршня тормозного цилиндра, совершает вращательное движение. Прежде чем вращательное движение рычага будет передано через соединительное устройство регулировочного устройства (например, переключающую вилку, и переключающий палец или зубчатые колеса) в регулировочное устройство, нужно пройти так называемый свободный ход. Этот свободный ход имеет решающее значение для величины зазора, так как во время этого движения регулирование не активируется, а ход зажима вследствие этого представляет собой зазор. После преодоления этого свободного хода регулировочное устройство переводят во вращательное движение, а посредством соединения с плунжером с резьбой или трубой с резьбой инициируют процесс регулирования.

Важным элементом регулировочного устройства 1 является так называемая соединительная гильза 12. Как описано прежде, вследствие этого вращательное движение регулировочного устройства 1 передается в так называемую трубу с резьбой. В существующем в настоящее время регулировочном устройстве 1 согласно фиг.4 эта соединительная гильза 12 выполнена неразъемной с корпусом 13 гильзы. Она имеет два существенных функциональных элемента: в торцевой стороне соединительная гильза 12 располагает участком 10 соединения с выемками для приема шариков 11, образующих вместе с соединительной втулкой 9 переключаемую под нагрузкой предохранительную муфту 8 в выполнении так называемой шариковой рамповой муфты.

Противоположная к торцевой стороне соединительной гильзы 12 сторона имеет проходящие в осевом направлении ребра 14, служащие для передачи крутящего момента на трубу с резьбой. В полости этой соединительной гильзы 12 находится пружина 15, в частности цилиндрическая пружина, служащая для предварительного напряжения шариковой рамповой муфты 8. Цилиндрическая пружина опирается на профильное кольцо 16, фиксированное краем вала 2, и на участок 10 соединения. Из-за условий конструктивного пространства соединительную втулку 12 следует выполнять относительно тонкостенной. С другой стороны, участок 10 соединения на участке выемок рамповой муфты должен иметь с торца большую толщину стенки для обеспечения достаточной прочности выемок для шариков.

Опыт показал, что изготовление этого элемента конструкции относительно трудное и при незначительных отклонениях от процесса изготовления можно отрицательно повлиять на усталостную прочность этого элемента конструкции. Учитывая повышенные требования относительно экономичности изготовления и качества (периодичности технического обслуживания) при минимальном конструктивном пространстве и повышенной прочности, необходимо усовершенствованное регулировочное устройство.

Поэтому задача предложенного изобретения состоит в создании усовершенствованного регулировочного устройства.

Поставленная задача решена посредством регулировочного устройства, охарактеризованного признаками пункта 1 формулы изобретения.

Также задача решена посредством дискового тормоза, охарактеризованного признаками пункта 8 формулы изобретения.

В соответствии с этим регулировочное устройство для регулирования износа накладок тормозной колодки и диска тормозного механизма пневматического дискового тормоза с приводимым в действие при помощи поворотного рычага зажимным устройством, предпочтительно с возможностью установки в регулировочный шпиндель дискового тормоза и с возможностью крепления на скобе дискового колесного тормозного механизма дискового тормоза посредством упорного кольца, причем приводное кольцо расположено аксиально на втулке, переключаемой под нагрузкой предохранительной муфты; переключаемая под нагрузкой предохранительная муфта расположена аксиально между приводным кольцом и соединительной гильзой для пружины, характеризуется тем, что соединительная гильза содержит гильзу и соединительную вставку, выполненную с возможностью установки аксиально в гильзу с геометрическим замыканием.

Это позволяет существенно упростить изготовление соединительной гильзы и значительно снизить ее уязвимость в отношении отклонений от процесса изготовления.

Вследствие того, что соединительная втулка состоит из двух функциональных компонентов, в частности гильзы и соединительной вставки, обе их можно соответственно изготавливать самым экономичным для них и самым лучшим по качеству способами. Соединительную вставку можно просто вставлять в гильзу, причем она соединяется с гильзой посредством подходящего, сообщающегося профилирования без возможности поворота с геометрическим замыканием.

Эта конструкция имеет следующие преимущества:

- применение оптимальных способов изготовления "для разъединенных функциональных компонентов, например металлокерамический способ или холодное прессование для соединительной вставки и способ формовки листов для гильзы;

- повышенная экономичность по сравнению с уровнем техники, благодаря большому выбору поставщиков и оптимизированным процессам изготовления;

- повышение прочности благодаря применению соответствующих элементу конструкции способов изготовления для обоих разных компонентов.

В предпочтительном варианте выполнения переключаемая под нагрузкой предохранительная муфта выполнена в виде шариковой рамповой муфты с шариками, причем шарики могут помещаться в выемки для шариков в торцовой стороне вставляемой соединительной вставки. Благодаря функциональному разъединению соединительную вставку для шариков можно обрабатывать соответственно проще, чем это имеет место в уровне техники. Кроме того, предусмотрено, что соединительная гильза имеет упорную шайбу для пружины. Для этого предпочтительно, что внутренний профиль гильзы образует осевую фиксацию для упорной шайбы.

Для изготовления гильзы возможны различные способы, как, например, процесс вытягивания. В предпочтительном варианте выполнения гильза выполнена как свернутая штампованная из металлического листа/гнутая деталь с соединением в продольном направлении. Соединением может быть, например, сварной шов или зубчатое зацепление с геометрическим замыканием, также возможны и другие выполнения.

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

Настоящее изобретение поясняется чертежами, на которых представлено следующее:

фиг.1 - схематичное изображение примера выполнения соответствующего изобретению регулировочного устройства;

фиг.2 - продольный разрез по фиг.1;

фиг.3 - увеличенный вид в перспективе соединительной гильзы по фиг.1 и фиг.2;

фиг.4 - продольный разрез известного регулировочного устройства;

фиг.5 - схематичное изображение дискового тормоза.

Конструктивные элементы на чертежах, имеющие одинаковые или похожие функции, обозначены одинаковыми ссылочными позициями. В отношении конструкции и функционирования пневматического дискового тормоза по фиг.5 рекомендуется обратиться к соответствующему описанию DE 197 29 024 С1. На фиг.5 обозначены следующие компоненты: дисковый тормоз 20, диск 21 тормозного механизма, скоба 22 дискового колесного тормозного механизма, накладки 23 тормозной колодки, поперечина 24, регулировочные шпиндели 25 и 26, нажимные элементы 27, звездочки 28 цепной передачи, цепь 29, эксцентрик 30 и поворотный рычаг 31, имеющий элемент 32 приводного механизма 32, взаимодействующий с переключающей вилкой 5 регулировочного устройства 1. Регулировочное устройство 1 расположено в данном случае в регулировочном шпинделе 25. Далее приводится более подробное разъяснение такого регулировочного устройства 1. Регулировочное устройство 1 могло бы подойти также для приводимого в действие электрическим мотором дискового тормоза.

На фиг.1 схематично показан пример выполнения соответствующего изобретению регулировочного устройства 1, а на фиг.2 показан продольный разрез примера выполнения по фиг; 1.

Регулировочное устройство 1 содержит следующие элементы: вал 2 с цапфой 19 приводного механизма с соответствующим профилированием для инструмента и фланец 18 на ее верхнем конце; упорное кольцо 3 для крепления регулировочного устройства 1 на скобе 22 дискового колесного тормозного механизма (см. фиг.5); втулку 7, прилегающую по оси к упорному кольцу 3 и несущую приводное кольцо 6, соединенное с переключающей вилкой 5, соединенной с элементом 32 приводного механизма (см. фиг.5) поворотного рычага 31; переключаемую под нагрузкой предохранительную муфту 8, выполненную в этом примере как шариковую рамповую муфту и взаимодействующую через шарики 11 с соединительной вставкой 33 соединительной гильзы 12; пружину 15, расположенную как цилиндрическая пружина в соединительной гильзе 12 между упорной шайбой 40 и профильным кольцом 16, причем профильное кольцо 16 лежит на краю 17 вала по оси. Пружина 15 служит для осевого соединения элементов регулировочного устройства 1 и для предварительного напряжения переключаемой под нагрузкой предохранительной муфты 8 и ее можно регулировать инструментом, например при помощи профилирования фланца 18, опирающегося на упорное кольцо 3 и взаимодействующего с валом 2 как регулировочный элемент посредством резьбы. Это возможно, так как упорная шайба 40 закреплена по оси в соединительной гильзе 12. Шариковая рамповая муфта состоит из соединительной втулки 9, образующей нижний конец втулки 7, шариков 11, в качестве тел качения и соединительной вставки 33. Шарики 11 установлены в выемках в торцевой стороне соединительной втулки 9 и в торцевой стороне 34 (смотри фиг.3) соединительной вставки 33.

Соединительная втулка 12 состоит согласно изобретению в отличие от сначала описанного регулировочного устройства по фиг.4 из двух функциональных компонентов. Соединительная втулка 12 имеет для этого гильзу 36 и соединительную вставку 33, которую можно вставлять в осевой конец гильзы 36, обращенный к переключаемой под нагрузкой предохранительной муфте 8. Другой осевой конец гильзы 36 снабжен проходящими в осевом направлении ребрами 14, служащими для передачи крутящего момента на регулировочный шпиндель 25, 26, В этом примере выполнения гильза 36 выполнена относительно тонкостенной. Она может быть, например, штампованной из металлического листа/гнутой деталью, скатанной затем в процессе деформации в гильзу и соединенной в продольном направлении посредством соединения 38. Соединение 38 выполнено в данном случае как зубчатое зацепление с геометрическим замыканием, однако его можно выполнить и иначе. Также возможно изготовление гильзы 36 в виде вытягиваемого элемента.

Обращенный к переключаемой под нагрузкой соединительной муфте 8 осевой конец гильзы 36 снабжен внутренним профилем 37, взаимодействующим для этого с сообщающимся внешним профилем 35 соединительной вставки 33. С этой целью на фиг.3 показано схематичное перспективное изображение соединительной гильзы 12 с гильзой 36 и еще не вставленной соединительной вставкой 33. Внутренний профиль 37 гильзы 36 образован в данном случае радиальными вдавливаниями распределенных по окружности участков стенки конца гильзы. Для этого ниже вдавленных участков стенки предусмотрены вырезы 39, облегчающие придание формы и образующие равномерный внутренний профиль 23. Соединительная вставка 33 имеет сообщающиеся с ними вырезы в качестве внешнего профиля 35. Профили 35, 37 продолжаются в осевом направлении соединительной втулки 12, что обеспечивает установку соединительной вставки 33 в осевом направлении (двойная стрелка) в гильзу 36 и, устойчивую без возможности поворота пригонку с геометрическим замыканием. Осевое ограничение соединительной вставки 33 в гильзе 36 образовано в данном случае не прерванным кольцом торцовой стороны 34 соединительной вставки 33. Профили 35, 37 обеспечивают легкий монтаж и демонтаж соединительной вставки 33 и простое изготовление.

Вырезы 39 позволяют, кроме того, так выполнять нижние кромки вдавленных участков стенки гильзы 36, что они образуют осевой упор для упорной шайбы 40. На фиг.3 показано, что гильза 36 выполнена тонкостенной, причем размеры соединительной вставки 33 могут быть определены большими, в соответствии с функцией передачи усилий переключаемой под нагрузкой предохранительной муфте 8. Соединительную вставку 33 можно обрабатывать по-разному вследствие разного выбора материала (например, элемент из металлокерамики) по отношению к гильзе 36 (например, термическая обработка), например, для выполнения поверхностей скольжения и выемок для шариков 11.

Изобретение не ограничено описанными выше примерами выполнения. Его можно модифицировать в рамках приложенных пунктов формулы изобретения. Так, например, осевое ограничение соединительной вставки 33 может быть образовано в гильзе 36 соответствующим приданием формы посредством вдавливания нижних кромок вырезов 39. Упорную шайбу 40 можно фиксировать также по оси в гильзе 36 другим способом, например, посредством гофровой обжимки в стенке гильзы. Внешние профили и внутренние профили 35, 37 могут иметь также другие, формы, как, например, мелкошлицевой профиль или ему подобные.

Группа изобретений относится к области транспорта, в частности к дисковым тормозным системам. Регулировочное устройство содержит соединительную гильзу. Соединительная гильза содержит гильзу и соединительную вставку, выполненную с возможностью установки аксиально в гильзу с геометрическим замыканием, и дисковый тормоз. Пневматический дисковый тормоз содержит регулировочное устройство с соединительной гильзой. Достигается улучшение технических характеристик устройства за счет повышения его прочности и компактности устройства. 2 н. и 6 з.п. ф-лы, 5 ил.

1. Регулировочное устройство (1) для регулирования износа накладок (23) тормозной колодки и диска (21) тормозного механизма пневматического дискового тормоза (20) с приводимым в действие при помощи поворотного рычага зажимным устройством, предпочтительно с возможностью установки в регулировочный шпиндель (25) дискового тормоза (20) и с возможностью крепления на скобе (22) дискового колесного тормозного механизма дискового тормоза (20) посредством упорного кольца (3), причем приводное кольцо (6) расположено аксиально на втулке (7) переключаемой под нагрузкой предохранительной муфты (8), при этом переключаемая под нагрузкой предохранительная муфта (8) расположена аксиально между приводным кольцом (6) и соединительной гильзой (12) для пружины (15), отличающееся тем, что (с) соединительная гильза (12) содержит гильзу (36) и соединительную вставку (33), выполненную с возможностью установки аксиально в гильзу (36) с геометрическим замыканием.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что переключаемая под нагрузкой предохранительная муфта (8) выполнена в виде шариковой рамповой муфты с шариками (11).

3. Устройство по п.2, отличающееся тем, что соединительная вставка (33), выполненная с возможностью установки с геометрическим замыканием в гильзу (36), имеет на торцовой стороне (34) выемки для шариков, предназначенные для размещения в них шариков (11).

4. Устройство по любому из пп.1-3, отличающееся тем, что соединительная вставка (33) имеет внешний профиль (35), сообщающийся с внутренним профилем (37) гильзы (36).

5. Устройство по любому из пп.1-3, отличающееся тем, что соединительная гильза (12) содержит упорную шайбу (40) для пружины (15).

6. Устройство по п.5, отличающееся тем, что внутренний профиль (37) гильзы (36) образует осевую фиксацию для упорной шайбы (40).

7. Устройство по любому из пп.1-3, отличающееся тем, что гильза (36) выполнена в виде свернутой штампованной из металлического листа/гнутой детали с соединением (38) в продольном направлении.

8. Дисковый тормоз (20), в частности пневматический дисковый тормоз с регулировочным устройством (1) по любому из пп.1-7.