ЧЕХОЛ ПОРШНЯ ДИСКОВОГО ТОРМОЗА И ДИСКОВЫЙ ТОРМОЗ, СНАБЖЕННЫЙ ТАКИМ ЧЕХЛОМ Российский патент 2015 года по МПК F16D55/2265 F16J3/04 F16D65/00 

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение относится к чехлу поршня дискового тормоза, расположенному между скобой (суппортом) и поршнем для защиты поршня и опорной поверхности скобы у выхода из отверстия, вмещающего поршень, от воздействия окружающей среды (жидкостей и твердых частиц), выполненному с сочлененными участками, складывающимися в виде гармошки, и имеющему внешний край и внутренний край, помещающийся в кольцевую выемку скобы у выхода из отверстия, вмещающего поршень, причем внешний край чехла прикреплен к скобе у внешней стороны кольцевой выемки, а внутренний край снабжен утолщенным пояском, помещающимся в канавке, выполненной в поршне по окружности.

Такой чехол, также называемый гофрированным защитным чехлом (кожухом) или пыльником, изолирует внутреннюю часть тормозного поршня, находящуюся внутри скобы, от внешней среды, в то же время позволяя поршню перемещаться в пределах рабочего хода при торможении и учитывая постепенное изменение положения поршня и его перемещения по мере изнашивания тормозных колодок.

Уровень техники

В документах FR 9000550 и FR 2771148 уже раскрыт подобный чехол поршня дискового тормоза, выполненный гофрированным, с сочлененными участками, складывающимися в виде гармошки, расположенный в кольцевой выемке на конце скобы за пределами выполненного в скобе отверстия для поршня. Этот чехол имеет первый внешний участок, внешний край которого, являющийся также внешним краем чехла, прикреплен к внутренней стенке выемки. За внешним участком следует промежуточный участок, а затем предпоследний участок и последний участок, который является также внутренним участком. Край внутреннего участка помещается в канавку, выполненную по окружности поршня. Известный чехол поршня способен перемещаться между сложенным состоянием, которое соответствует втянутому положению поршня и в котором различные участки чехла сложены, располагаясь поверх друг друга, и раскрытым (развернутым) состоянием, которое соответствует выдвинутому положению поршня и в котором участки чехла растянуты в осевом направлении и расположены ступенчато между выемкой в скобе и канавкой в поршне. Таким образом, чехол защищает поверхность поршня и сопряженную с ней опорную поверхность скобы, предотвращая их контакт с посторонними телами, жидкостью и пылью.

Этот известный чехол поршня снабжен средствами, способствующими его обратному складыванию таким образом, чтобы предотвратить разрыв чехла. Это связано в особенности с тем, что при замене тормозной колодки поршень вдавливают обратно в отверстие скобы. Чехол может не сложиться в выемке скобы правильно. В этом случае он будет открыт для контакта с металлическими частями тормоза, температура которых может достигать высоких значений, что через определенное время приведет к разрушению чехла. После разрыва чехол уже не способен защищать внутреннюю часть поршня от неблагоприятного воздействия жидкости, твердых частиц, пыли или им подобных внешних факторов.

Известный чехол, изображенный на фиг.3, имеет пять участков, диаметр которых меняется от малого до большого, а именно: направленный наружу внутренний участок 101, направленный внутрь промежуточный участок 102, направленный наружу промежуточный участок 103, направленный внутрь промежуточный участок 104 и, наконец, направленный наружу внешний участок 105 и вставку 106, заделанную в чехол при его формовании.

Задача изобретения

Задача, положенная в основу настоящего изобретения, заключается в том, чтобы улучшить изолирующую (уплотняющую) способность чехла поршня дискового тормоза, расположенного между скобой и поршнем, и разработать средства, которые обеспечивали бы возможность выпуска из-под чехла нагревшегося сжатого воздуха, чтобы:

- чехол правильно складывался, когда поршень вдавливают обратно в скобу перед установкой новых тормозных колодок,

- чехол не мог выскочить из своего посадочного гнезда вследствие расширения под действием давления запертого горячего воздуха,

- поршень тормоза мог свободно перемещаться, при этом оставаясь изолированным от внешних элементов, и не выдвигался самопроизвольно в положение торможения давлением запертого горячего воздуха, когда тормоза предполагаются отпущенными.

Раскрытие изобретения и его преимущества

С этой целью предложен чехол поршня дискового тормоза указанного выше типа, отличающийся тем, что внутренний участок чехла направлен, или обращен, к внутренней стороне скобы и подкреплен продольными ребрами, расположенными на его прилегающей к поршню стороне.

Благодаря наличию у чехла направленного внутрь внутреннего подкрепленного участка, раскрытие чехла происходит за счет распрямления промежуточных участков, вследствие чего внутренний участок чехла не деформируется, отклоняясь наружу. Это позволяет воздуху, нагревшемуся как следствие достижения тормозом, в частности его скобой и поршнем, рабочей температуры, выходить наружу между поршнем и внутренним участком чехла, благодаря благоприятному характеру распределения давления по поверхности утолщенного пояска.

Воздух может выходить не только при нагреве тормоза в процессе его эксплуатации, но и при обратном складывании чехла, в частности потому, что ребра повышают жесткость направленного внутрь внутреннего участка, облегчая обратное складывание чехла.

Наконец, утолщенный поясок неподвижен, как указано выше, а зона уплотнения является контролируемой, поскольку грат, образующийся при формовании чехла на линии разъема литьевой формы, находится за пределами зоны уплотнения.

Еще одна полезная особенность изобретения заключается в том, что внутренний участок чехла имеет утолщенный поясок и впадины или каналы.

Таким образом, внутренний участок чехла, а соответственно, и чехол в целом, отлично держит свое положение на поршне, одновременно обеспечивая возможность выхода воздуха наружу из кольцевой выемки в скобе при повышении давления этого воздуха в результате увеличения его температуры.

В особенно целесообразном варианте осуществления изобретения приливы на утолщенном пояске выполнены в форме кулачков.

Еще одной особенностью изобретения является то, что каждое из внутренних сочленений имеет выступы для прилегания ко дну кольцевой выемки в скобе с обеспечением возможности прохождения воздуха между выступами.

В частности, внутренними сочленениями являются сочленения, расположенные со стороны, обращенной ко дну кольцевой выемки в скобе. Это позволяет избежать плоскостного, или сплошного, контакта между сочленениями чехла и этой поверхностью кольцевой выемки, выполненной в скобе. Уплотнение в этих местах является прерывистым, и во всей кольцевой выемке скобы устанавливается одинаковое давление, а именно давление, близкое к атмосферному давлению снаружи чехла.

На внешней стороне чехла, т.е. в районе заделанной в чехол вставки, чехол целесообразно усилить закладной деталью, выполненной в виде плоского стального кольца с отверстиями и полностью окружаемой материалом чехла. Это обеспечивает отличное сцепление кольца с материалом чехла, что улучшает посадку чехла в кольцевой выемке, выполненной в скобе.

Эксплуатационные качества чехла улучшаются, если по меньшей мере один направленный внутрь промежуточный участок чехла имеет на своей обращенной наружу стороне по меньшей мере одно продольное утолщение, и это утолщение ориентировано параллельно оси чехла и оси скобы тормоза, вмещающей чехол.

Целесообразно также, чтобы по меньшей мере один промежуточный участок чехла имел на своей обращенной внутрь стороне вблизи своего внутреннего сочленения со следующим участком местное утолщение, которое аналогичным образом ориентировано продольно, и это местное утолщение предпочтительно находится в положении, гомологичном положению соответствующего продольного утолщения этого участка.

Целесообразно, чтобы этот промежуточный участок чехла был выполнен с несколькими продольными утолщениями и местными утолщениями, находящимися в гомологичных положениях, а именно с обеих сторон участка, и чтобы эти утолщения были равномерно распределены вдоль участка по его окружности, располагаясь с одинаковыми угловыми интервалами.

Наконец, в характерном варианте своего выполнения предлагаемый в изобретении чехол поршня имеет:

- направленный внутрь внутренний участок, соединенный посредством сочленения с промежуточным участком и ограниченный утолщенным пояском, помещающимся в канавке поршня,

- промежуточный участок, соединенный посредством сочленения со вторым промежуточным участком,

- второй промежуточный участок, направленный внутрь и соединенный посредством сочленения с внешним участком,

- направленный наружу внешний участок, соединенный посредством сочленения со вставкой, заделанной в чехол при его формовании,

- заделанную в чехол при его формовании вставку для прилегания к внешней стенке кольцевой выемки в скобе.

Еще одним объектом изобретения является дисковый тормоз, снабженный предлагаемым в изобретении чехлом.

Краткое описание чертежей

Ниже настоящее изобретение рассматривается подробнее на примере одного варианта выполнения предлагаемого чехла поршня дискового тормоза, поясняемого прилагаемыми чертежами, на которых показано:

на фиг.1 - половина продольного сечения скобы тормоза и тормозного поршня с предлагаемым в изобретении чехлом в сложенном состоянии,

на фиг.2 - половина продольного сечения предлагаемого в изобретении чехла поршня в раскрытом (развернутом) состоянии,

на фиг.3 - половина продольного сечения известного чехла поршня.

Описание варианта осуществления изобретения

Одним объектом изобретения является чехол поршня дискового тормоза, помещаемый между скобой (суппортом) тормоза и поршнем для отделения пространства, находящегося снаружи тормоза, от пространства, находящегося внутри, и для защиты поршня.

Защитный чехол и дисковый тормоз, на котором чехол установлен, описываются ниже.

На фиг.1 приведена половина продольного сечения скобы 1 дискового тормоза вдоль ось х-х поршня 2, расположенного в отверстии 12. Поршень 2 представляет собой цилиндрическую гильзу, прилегающую своей передней стороной 21 к тормозной колодке по контуру, имеющему форму круглого кольца, чтобы прижимать тормозную колодку к тормозному диску. Тормозной диск и тормозная колодка, на чертеже не показанные, находятся справа от фиг.1. В скобе 1 выполнена кольцевая выемка 11, вмещающая чехол 3, зафиксированный на поршне 2 в канавке 22 последнего. Чехол 3 выполнен осесимметричным, т.е. характеризуется симметрией вращения, относительно оси х-х.

В полностью раскрытом состоянии, показанном на фиг.2, чехол 3 имеет в целом коническую форму 3А, при этом поршень занимает положение 2А.

Сечение чехла 3 в свободном состоянии или сечение чехла после его формования по существу соответствуют форме чехла, установленного между скобой 1 и поршнем 2 и находящегося в сложенном или частично сложенном состоянии.

Понятия "внешняя сторона" и "внутренняя сторона" определены таковыми в радиальном направлении относительно оси х-х, причем внешняя сторона находится дальше от оси х-х, а внутренняя сторона - ближе к оси х-х.

Аналогичным образом, выражение "направленный внутрь" означает ориентацию в направлении от наружной стороны тормоза к его внутренней стороне по стрелке Fr на фиг.1, если идти в продольном сечении чехла от его утолщенного пояска к заделанной в него вставке. Выражение "направленный наружу" соответствует противоположной ориентации, а именно ориентации в направлении от внутренней стороны тормоза к его наружной стороне, если идти в продольном сечении чехла от его утолщенного пояска к заделанной в него вставке.

В сложенном или частично сложенном состоянии чехол 3 имеет следующие сочлененные участки, расположенные друг за другом гармошкой, начиная от внутренней стороны чехла 3, близлежащей к оси х-х:

- направленный внутрь внутренний участок 35, соединенный посредством сочленения 342 с промежуточным участком 34 и ограниченный утолщенным пояском 351, помещающимся в канавке 22 поршня 2,

- промежуточный участок 34, соединенный посредством сочленения 341 с другим промежуточным участком 33, и

- второй промежуточный участок 33, направленный внутрь и соединенный посредством сочленения 331 с внешним участком 32,

- направленный наружу внешний участок 32, соединенный посредством сочленения 321 со вставкой 31, заделанной в чехол при его формовании,

- заделанную в чехол при его формовании вставку 31 для прилегания к внешней стенке 111 кольцевой выемки 11 в скобе 1.

Внутренний участок 35, снабженный утолщенным пояском 351, направлен внутрь, т.е. он смотрит внутрь, или вглубь, выемки 11 в скобе 1, а не наружу. Иными словами, внутренний участок 35 чехла находится между канавкой 22 в поршне 2 и дном 112 кольцевой выемки 11.

Заделанная в чехол вставка 31 представляет собой закладную деталь 36, выполненную в виде плоского стального кольца с отверстиями 361 и с отогнутой внешней кромкой 362, благодаря чему резиновый материал чехла 3 может полностью окружать закладную деталь 36. Гребни, образуемые двумя сочленениями 331, 342, расположенными, соответственно, между участками 32, 33 и между участками 34, 35, покрыты каждый группой выступов 38. Выступы 38, имеющиеся на каждом из указанных сочленений, равномерно распределены по окружности сочленения, т.е. расположены на его периферии с одинаковым угловым интервалом, составляющим, например, 45°, и группы выступов на двух сочленениях являются гомологичными, располагаясь на одних и тех же радиусах, т.е. выступы на этих сочленениях расположены напротив друг друга в осевом направлении.

Участок 33 с двух своих сторон усилен продольными утолщениями 334, 335, проходящими по существу параллельно оси х-х. Утолщение 334 проходит по значительной части верхней, или обращенной наружу, стороны участка 33, а утолщение 335 расположено на внутренней, или обращенной внутрь, стороне, ближе к сочленению 331.

Утолщения равномерно распределены в периферийном, или окружном, направлении чехла и на каждой стороне участка и предпочтительно расположены гомологично, а именно напротив друг друга в одной осевой плоскости.

На своей обращенной к поршню 2 стороне внутренний участок 35 подкреплен продольными ребрами 352, т.е. ребрами, проходящими в направлении оси х-х (или по существу в этом направлении), благодаря чему внутренний участок 35 при раскрытии чехла практически вообще не отклоняется наружу, а раскрытие чехла обеспечивается распрямлением промежуточных участков 32, 33, 34. Это избавляет предлагаемый в изобретении чехол от недостатков известных уплотнений. Продольные ребра 352 образуют каналы между поверхностью поршня 2 и внутренним участком 35 чехла, обеспечивая возможность прохождения воздуха.

С передней стороны в утолщенном пояске 351 выполнены каналы 353, облегчающие возможность прохождения воздуха, когда утолщенный поясок 351 покоится в канавке 22 поршня 2.

Предлагаемый в изобретении чехол 3 установлен в скобе 1 и надет на поршень 2 описанным выше образом, а именно внешний край чехла 3, т.е. его внешний участок 31, прикреплен к скобе 1, а внутренний край чехла введен утолщенным пояском 351 в канавку 22, выполненную в поршне 2. Внутренняя поверхность внутреннего участка 35 может прижиматься к поверхности поршня 2 за пределами канавки 22 в большей или меньшей степени, и каналы образуют проходы в направлении оси х-х, позволяя находящемуся под давлением горячему воздуху выходить наружу, проходя через эти промежутки между ребрами в канавку 22, где этот воздух, оказавшись между дном 222 канавки и утолщенным пояском 351, своим давлением отрывает поясок от поверхности дна.

Поскольку давление в кольцевой выемке 11 скобы стремится сместить чехол 3 или его задний край наружу, т.е. в направлении выдвижения поршня, утолщенный поясок 351 прижимается к передней стороне, или кромке, 221 канавки 22; вырезы, или каналы, 353 позволяют воздуху выходить, поскольку утолщенный поясок 351 не находится в контакте с внутренней (задней) стороной 223 канавки 22.

Также следует подчеркнуть, что грат 354, образовавшийся на линии разъема литьевой формы, в которой чехол 3 был изготовлен, находится в углу между дном 222 и передней кромкой 221 канавки 22, т.е. любой грат, какие бы неровности он ни создавал, не влияет на качество уплотнения.

При нахождении чехла в литьевой форме или после его извлечения из литьевой формы внутренний участок 35 чехла в своем естественном, недеформированном, состоянии расположен с наклоном под углом примерно 45° к промежуточному участку 34, так что после установки чехла вследствие его деформации возникает упругая сила, прижимающая утолщенный поясок 351 к дну 222 канавки 22.

С окружающей средой сообщается весь ограниченный чехлом объем кольцевой выемки 11, поскольку сочленения 331, 342 не могут полностью прижиматься ко дну 112 выемки 11 и создавать в этих местах уплотнение, благодаря выполнению сочленений с выступами 38 и соответствующими промежутками между выступами.

В заключение следует отметить, что выполнение чехла 3 позволяет более или менее уравнивать давление в кольцевой выемке 11 с атмосферным давлением, когда воздух в этой выемке сжимается при складывании чехла и/или когда ограниченный чехлом объем воздуха нагревается и находится под давлением.

Настоящее изобретение относится не только к чехлу, но и к скобе тормоза, для которой чехол является важной неотъемлемой составной частью.

В целом изобретение относится к тормозным системам, оснащенным дисковыми тормозами.

Перечень ссылочных обозначений

1 Скоба

11 Кольцевая выемка

111 Внешняя стенка

112 Дно

12 Отверстие для поршня

2 Поршень

21 Передняя сторона

22 Канавка

221 Передняя кромка канавки

222 Дно канавки

223 Задняя кромка канавки

3 Уплотнение/чехол

31 Заделанная в чехол при его формовании вставка

32 Внешний участок

321 Сочленение

33 Промежуточный участок

331 Сочленение

34 Промежуточный участок

341 Сочленение

342 Сочленение

35 Внутренний участок

351 Утолщенный поясок

352 Продольное ребро

353 Каналы

354 Грат на линии разъема литьевой формы

36 Закладная деталь

361 Отверстие

362 Внешняя кромка

100 Известный чехол (фиг.3)

101 Внутренний участок

102 Промежуточный участок

103 Промежуточный участок

104 Промежуточный участок

105 Внешний участок

106 Заделанная в чехол вставка.

Группа изобретений относится к области машиностроения, в частности к чехлам поршня дискового тормоза. Чехол поршня для защиты поршня расположен между скобой и поршнем. Чехол имеет на своем внутреннем участке утолщенный поясок, входящий в выполненную в поршне канавку, и заделанную в чехол при его формовании вставку. Вставка закреплена в кольцевой выемке, выполненной в скобе. Чехол выполнен с возможностью складывания с наложением заделанной в него вставки, промежуточных участков и внешнего участка друг на друга. Чехол имеет расположенные на поверхности внутреннего участка продольные ребра, подкрепляющие этот участок, т.е. придающие ему дополнительную жесткость, и позволяющие воздуху выходить изнутри наружу из-под расположенного в канавке поршня утолщенного пояска внутреннего участка. Дисковый тормоз содержит поршень с чехлом для защиты поршня. Достигается улучшение изолирующей способности чехла поршня дискового тормоза. 2 н. и 7 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. Чехол поршня дискового тормоза, расположенный между скобой (1) и поршнем (2) для защиты поршня от воздействия окружающей среды - жидкостей и твердых частиц, выполненный с сочлененными участками, складывающимися в виде гармошки, и имеющий внешний край и внутренний край, помещающийся в кольцевую выемку (11) скобы (1) у выхода из отверстия (12), вмещающего поршень (2), причем внешний край чехла прикреплен к скобе у внешней стороны (111) кольцевой выемки (11), внутренний край снабжен утолщенным пояском, помещающимся в канавке (22) поршня (2), и внутренний участок (35) чехла (3) находится между канавкой (22) поршня (2) и внутренней поверхностью скобы (1) и имеет на своей прилегающей к поршню (2) стороне продольные ребра (352), обеспечивающие возможность прохождения воздуха, отличающийся тем, что:
- внутренний участок (35) чехла (3) соединен посредством сочленения (342) с направленным наружу промежуточным участком (34), который, в свою очередь, соединен посредством сочленения (341) с направленным внутрь промежуточным участком (33), соединенным посредством сочленения (331) с направленным наружу внешним участком (32), который, в свою очередь, соединен посредством сочленения (321) со вставкой (31), заделанной в чехол при его формовании, и
- каждое из внутренних сочленений (331, 342) имеет выступы (38) для прилегания ко дну (112) кольцевой выемки (11) в скобе с обеспечением возможности прохождения воздуха между выступами.

2. Чехол поршня тормоза по п. 1, отличающийся тем, что утолщенным пояском (351) снабжен внутренний участок (35) чехла (3), причем в утолщенном пояске имеются каналы (353), расположенные таким образом, чтобы примыкать к передней кромке (221) канавки (22) поршня (2).

3. Чехол поршня тормоза по п. 1, отличающийся тем, что заделанная в чехол при его формовании вставка (31) представляет собой закладную деталь (36), выполненную в виде плоского стального кольца с отверстиями (361) и полностью окружаемую материалом чехла.

4. Чехол поршня тормоза по п. 3, отличающийся тем, что закладная деталь (36) выполнена с отогнутой внешней кромкой (362).

5. Чехол поршня тормоза по п. 1, отличающийся тем, что по меньшей мере один промежуточный участок (33) имеет на своей внутренней стороне по меньшей мере одно продольное утолщение (335), проходящее параллельно оси (х-х).

6. Чехол поршня тормоза по пп. 1 и 5, отличающийся тем, что по меньшей мере один промежуточный участок (33) имеет на внешней стороне вблизи своего сочленения (331) со следующим участком (32) местное утолщение (334), находящееся в положении, гомологичном положению соответствующего продольного утолщения (335).

7. Чехол поршня тормоза по п. 6, отличающийся тем, что по меньшей мере один промежуточный участок (33) выполнен с продольными утолщениями (334) и местными утолщениями (335), которые соответствуют друг другу, т.е. на каждой стороне участка эти утолщения равномерно распределены вдоль участка (33) по его окружности, располагаясь с одинаковыми угловыми интервалами.

8. Чехол поршня тормоза по п. 1, отличающийся тем, что он имеет:
- направленный внутрь внутренний участок (35), соединенный посредством сочленения (342) с промежуточным участком (34) и ограниченный утолщенным пояском (351), помещающимся в канавке (22) поршня (2),
- промежуточный участок (34), соединенный посредством сочленения (341) со вторым промежуточным участком (33),
- второй промежуточный участок (33), направленный внутрь и соединенный посредством сочленения (331) с внешним участком (32),
- направленный наружу внешний участок (32), соединенный посредством сочленения (321) со вставкой (31), заделанной в чехол при его формовании,
- заделанную в чехол при его формовании вставку (31) для прилегания к внешней стенке (111) кольцевой выемки (11) в скобе (1).

9. Дисковый тормоз, содержащий чехол поршня по одному из пп. 1-8.