СИСТЕМА И СПОСОБ МОНТАЖА И ФИКСАЦИИ НАКЛАДКИ ДИСКОВОГО ТОРМОЗА Российский патент 2017 года по МПК F16D55/00 

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение относится к дисковым тормозам для транспортных средств и, в частности, к системе и способу монтажа, удаления и фиксации тормозных накладок в дисковых тормозах, таких как дисковые тормоза с пневматическим приводом, используемые на грузовых транспортных средствах.

Уровень техники

Дисковые тормоза с пневматическим приводом получили развитие и стали эксплуатироваться на грузовых транспортных средствах по меньшей мере с 1970-х годов, начав заменять тормоза барабанного типа благодаря лучшему охлаждению, сопротивлению потере первоначальных свойств и удобству технического обслуживания. В публикации немецкого патента DE 4032886 A1, в особенности на фиг. 1 данного документа, раскрыт пример такого пневматического дискового тормоза. В данной конструкции пневматическая камера мембраны (пневматический привод) прикреплена к задней поверхности корпуса суппорта дискового тормоза и прилагает усилие срабатывания тормоза через линейный шток привода к рычагу привода тормоза в суппорте. Рычаг приводного механизма тормоза, в свою очередь, преобразует и увеличивает усилие, прилагаемое штоком приводного механизма к одному или большему количеству стержней, которые прижимают тормозные накладки к диску или ротору тормоза. Термины «тормозной диск», «ротор» и «тормозной ротор» используются здесь как взаимозаменяемые.

Как показано на фиг. 1 документа DE 4032886 A1, приводной механизм большей частью расположен внутри тормозного суппорта, поскольку ободья колес грузовых транспортных средств имеют такой размер, чтобы лишь обеспечивать соответствующий зазор для тормозов барабанного типа, исторически применяемых на таких транспортных средствах. Из-за того что получающееся огибающее пространство между колесом и его осью ограничено, приводной механизм должен быть расположен в промежутке рядом с колесом. По той же причине тормозные накладки должны быть выполнены таким образом, чтобы соответствовать ограниченному доступному радиальному промежутку, и, соответственно, обычно располагаются и фиксируются на одном из тормозных суппортов или держателе/опоре тормозного суппорта, используя поперечные оси подвески и/или используя металлические пластинчатые пружины, расположенные над наружным радиусом тормозных накладок. Тормозные накладки также удерживаются путем фиксации тормозных накладок между монтажной рамой суппорта и частью тормозного суппорта, которая охватывает тормозной диск. (Как понятно специалисту в данной области, такая же функция поддержки тормозной накладки может быть выполнена держателем/опорой тормозного суппорта, предназначенным для поддержки тормозных накладок, или держателем тормозной накладки, который отделен от монтажной конструкции суппорта. Для удобства в настоящем описании термины «держатель суппорта», «опора суппорта» и «держатель тормозной накладки» могут быть взаимозаменяемыми, без намерения ограничить опорную конструкцию тормозной накладки какой-либо конкретной несущей конструкцией тормозной накладки и тормозного суппорта.)

Традиционные пневматические дисковые тормоза грузовых транспортных средств обычно требуют установки вспомогательных фиксирующих механизмов тормозной накладки и/или использования самого тормозного суппорта для фиксации тормозных накладок во время эксплуатации. Оба эти подхода и, в частности, использование тормозного суппорта в качестве фиксирующих средств требует разборки фиксирующего механизма накладки и/или удаления тормозного суппорта, чтобы заменить изношенные тормозные накладки и установить новые тормозные накладки. В результате замена тормозной накладки в предшествующих конструкциях дискового тормоза с пневматическим приводом была трудоемким и, следовательно, дорогостоящим процессом.

Еще одной проблемой с тормозными накладками предшествующего уровня является тенденция тормозных колодок к повороту и/или вибрации во время работы тормоза. Как показано на фиг. 6, когда тормозная накладка 101 прижата к трущейся поверхности тормозного диска (не показано), который вращается в направлении DR, вращение тормозного диска вызывает перемещение и силы реакции между тормозной накладкой 101 и смежными с ней упорными поверхностями опоры (не показано для ясности). В особенности, на передней кромке 102 тормозной накладки, тормозная накладка стремится перемещаться вверх, в направлении LU, в ответ на силы трения вдоль поверхности тормозной накладки (показано здесь стрелками по поверхности тормозной накладки 101). На задней кромке 103 тормозной накладки тормозная накладка стремится перемещаться вниз в направлении TD. Однако поскольку тормозная накладка 101 ограничена смежными упорными поверхностями опоры, полным перемещением тормозной накладки является, главным образом, поворот вокруг оси, параллельной оси вращения тормозного диска. Это перемещение может быть односторонним во время торможения или может проявляться как умеренные до сильных колебания тормозной накладки в ее опоре, значительно увеличивающие износ примыкающей тормозной накладки и опорных поверхностей.

Для предотвращения нежелательного поворота и/или вибраций тормозной накладки в ее опоре (например, поворота вокруг направления торможения) опорный щит тормозной накладки и примыкающие выступы монтажного кронштейна, поддерживающего тормозные накладки в направлении вдоль окружности, требуют относительно большой радиальной высоты, чтобы минимизировать величину поворота тормозной накладки, до того как угол опорного щита коснется смежного выступа опоры (перемещение, называемое «бросок накладки» или «отдача накладки»). Эта сравнительно высокая конструкция, в свою очередь, требует тормозного суппорта, который устанавливается над тормозными накладками и монтажным кронштейном, чтобы их соответствующие противоположные внутренние поверхности, находящиеся радиально снаружи от выступов опоры, были достаточно освобождены, чтобы вмещать наружные углы тормозной накладки и/или выступы опоры. Проблема с истончением состоит в том, что, поскольку максимальный наружный радиус тормозного суппорта обычно ограничен весьма плотным зазором с внутренней стороны смежного обода колеса, консоли тормозного суппорта, охватывающие тормозной диск между стороной приложения и стороной реакции суппорта, могут оказаться тоньше, чем желательно в этой области, чтобы вмещать как высокий выступ держателя опоры, так и тесно подогнанный обод колеса. Это может приводить к очень высоким напряжениям растяжения и изгиба в тонкой области и нежелательному уменьшению усталостной долговечности и срока службы.

Раскрытие изобретение

Настоящее изобретение решает эти и другие проблемы путем создания устройства монтажа и фиксации тормозной накладки и способа ее установки и удаления, что обеспечивает более простую установку на место и удаление тормозной накладки без удаления тормозного суппорта или других значительных работ по разборке тормоза. Данное решение имеет особое значение в грузовых транспортных средствах с сильно ограниченным пространством применения пневматического дискового тормоза, где обслуживание тормозной накладки без существенных работ по разборке суппорта тормоза ранее не считалось практически осуществимым.

В одном варианте осуществления настоящего изобретения опорные выступы накладки опоры тормозного суппорта снабжены узким вертикальным пазом или прорезью на стороне выступов, обращенной от тормозного диска. Указанный паз выполнен так, чтобы позволять тормозной накладке, обладающей элементами соответствующей толщины одной из боковых сторон, плавно перемещаться внутрь в радиальном направлении, вниз по пазу, пока тормозная накладка не достигнет установленного положения. Выступы дополнительно имеют поперечные пазы на своих основаниях или вблизи них, проходящие параллельно оси вращения тормозного диска, выполненные так, чтобы принимать боковые элементы тормозной накладки, так что тормозная накладка может продвигаться к тормозному диску при проталкивании вперед с помощью приводного механизма тормозного суппорта. Во время эксплуатации тормозная накладка надежно фиксируется в тормозе благодаря сочетанию: (i) поперечных пазов в выступах опоры, препятствующих подъему тормозной накладки из суппорта и ненадлежащему повороту тормозной накладки (т.е. кручению или «опрокидыванию» накладки в суппорте, когда вращающийся тормозной диск стремится поднять один конец тормозной накладки во время прижимания на другом конце тормозной накладки); (ii) тормозного диска, который препятствует продвижению вперед тормозной накладки настолько далеко, чтобы выходить из поперечных пазов выступа опоры; и (iii) устройства торможения, которое препятствует отводу тормозной накладки настолько, чтобы достичь вертикальных пазов выступа опоры и выскользнуть из верхней части суппорта.

Указанное устройство также способствует удобной и быстрой замене тормозной накладки, так как все, что требуется для удаления тормозных накладок после удаления колеса, - это полностью извлечь устройство торможения, сдвинуть по оси опорный щит тормозной накладки до достижения вертикального паза выступа опоры, а затем просто вынуть тормозную накладку из отверстия в верхней части по-прежнему установленного тормозного суппорта. Затем можно вставлять новую тормозную накладку в вертикальный паз, пока боковые элементы опорного щита не выровняются с поперечными пазами, с последующим продвижением вперед устройства торможения на достаточное расстояние за тормозную накладку, чтобы предотвратить ее выведение из поперечных пазов.

Настоящее изобретение также предоставляет возможность существенно понизить высоту выступов опоры, таким образом позволяя увеличить толщину тормозного суппорта в области высоких напряжений, чтобы увеличить прочность и срок службы суппорта. Геометрия сравнительно компактных пазов и соответствующих взаимодействующих элементов на опорных щитах тормозных накладок обеспечивает то, что величина поворота тормозной накладки внутри держателя значительно ограничена по сравнению с устройствами предшествующего уровня техники. Соответственно, поскольку больше нет необходимости создавать сравнительно высокие выступы опоры для ограничения поворота накладки (так как теперь пазы ограничивают поворот накладки), выступы могут быть сделаны более короткими. С уменьшением высоты выступа вновь полученный дополнительный зазор между выступом и внутренней поверхностью тормозного суппорта в областях над выступами позволяет сделать суппорт более толстым в этих сильно нагруженных областях. Добавление материала суппорта в этих областях обеспечивает дополнительную площадь поперечного сечения, несущего нагрузку, с соответствующим уменьшением уровней местных напряжений и увеличением усталостной долговечности суппорта.

Предпочтительно тормозная накладка, опора и/или тормозной суппорт могут быть снабжены элементами демпфирования вибраций, такими как подпружиненные кронштейны на боковых ответвлениях опорного щита или пружинные элементы, взаимодействующие с лапками на верхней поверхности опорного щита и на суппорте или опоре суппорта.

Другие цели, преимущества и новые признаки настоящего изобретения станут более очевидными из следующего подробного описания изобретения, рассматриваемого в сочетании с прилагаемыми чертежами.

Краткое описание чертежей

Фиг. 1 - косая проекция дискового тормоза в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения.

Фиг. 2 - косая проекция монтажного держателя суппорта и тормозной накладки, показанных на фиг. 1.

Фиг. 3а, 3b и 3c - виды сбоку, спереди и сверху соответственно тормозной накладки, показанной на фиг. 1 и 2. Фиг. 3d - подробный вид варианта осуществления фиксирующего элемента накладки, показанного на фиг. 3b.

Фиг. 4а и 4b - вертикальная проекция и вид впереди соответственно монтажного держателя суппорта, показанного на фиг. 1 и 2. Фиг. 4с - вид поперечного разреза монтажного держателя суппорта, показанного на фиг. 1 и 2, отображающий вариант осуществления направляющего и фиксирующего пазов тормозной накладки в выступе опоры.

Фиг. 5 - подробный вид фиксирующего элемента накладки, содержащего устройство предварительного нагружения в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения.

Фиг. 6 - схематический вид перемещений и сил, возникающих при прижимании тормозной накладки к вращающемуся тормозному диску.

Фиг. 7а и 7b - виды альтернативного варианта осуществления тормозной накладки с фиксирующими элементами накладки на нижней поверхности тормозной накладки.

Фиг. 8а и 8b - виды альтернативного варианта осуществления тормозной накладки с несимметричными и компенсирующими поворот фиксирующими элементами накладки.

Осуществление изобретения

В варианте осуществления, показанном на фиг.1, дисковый тормоз 1 грузового транспортного средства содержит тормозной диск 2, тормозной суппорт 3, охватывающий тормозной диск 2. Суппорт 3 прикреплен к монтажному держателю 4 суппорта, который, в свою очередь, прикреплен к оси транспортного средства, как правило, с помощью несущего диска или тормозного кронштейна (не показано). Суппорт 3 приводится в действие посредством приводного механизма 5, в настоящем варианте осуществления - подпружиненным приводным механизмом тормоза, управляемым с помощью давления воздуха от транспортного средства. Приводной механизм 5 воздействует на механизм прижима тормозной накладки, заключенный в суппорте 3, чтобы прижимать тормозные накладки 6 к тормозному диску 2 для замедления транспортного средства. Настоящее изобретение не ограничено пневматическим приводным механизмом (например, может быть использован приводной механизм с электроприводом) или конкретным типом устройства тормозного суппорта/опоры (например, неподвижным держателем и скользящим суппортом с односторонним механизмом прижима тормозной накладки или неподвижным держателем и неподвижным суппортом с двусторонними механизмами прижима тормозной накладки). В данном варианте осуществления суппорт 3 снабжен отверстием 7, которое является достаточно широким в направлении А вдоль окружности и осевом направлении В, чтобы позволить извлечение и введение тормозных накладок 6 без снятия суппорта 3 с опоры 4 держателя.

Фиг. 2 отображает косую проекцию держателя и тормозной накладки со стороны торможения по фиг. 1, с тормозным диском 2, суппортом 3, приводным механизмом 5 и противоположной тормозной накладкой 6, снятыми для ясности. На этом виде и на фиг. 4а-4с показаны отверстия 8 в опоре 4 для приема суппорта и осевых монтажных болтов, а также боковых взаимодействующих поверхностей 9 тормозной накладки на выступах 10 опоры. Следует понимать, что держатель не должен быть держателем, поддерживаемым суппортом, т.е. суппорт может быть смонтирован на компоненте, отдельном от держателя, только с тормозными накладками, поддерживаемыми держателем.

Каждый из выступов 10 опоры в данном варианте осуществления имеет вертикальный паз 11 для установки/удаления тормозной накладки, горизонтальный паз 12 для направления тормозной накладки в нижней части каждого выступа 10 опоры. Следует иметь в виду, что пазы или прорези не должны быть расположены в самых дальних местах на оси на опоре 4 держателя вдали от тормозного диска 2 или точно в нижней части выступов 10 опоры, так как тормозная накладка 6, используемая в тормозе, блокируется от выхода из опоры 4 держателя во время эксплуатации и имеет фиксирующие элементы накладки с высотой по вертикали, соответствующей высоте горизонтальных пазов 12. В альтернативном варианте осуществления вертикальный паз 11 для установки/удаления может быть опущен, так как предусмотрено достаточное пространство в отверстии суппорта в направлении оси вращения тормозного диска, чтобы позволить введение тормозной накладки радиально внутрь, в тормоз, так что фиксирующие элементы тормозной накладки могут достигать горизонтальных пазов 12 и входить в них.

Фиг. 2 и фиг. 3a-3d иллюстрируют тормозную накладку 6, содержащую опорный щит 14 тормозной накладки и материал 15 тормозной накладки, закрепленный на стороне тормозного диска тормозной накладки 6. Материал 15 тормозной накладки расположен так, чтобы устанавливаться между выступами 10 опоры без зацепления с пазами 11 или 12 для гарантии свободного перемещения к тормозному диску 2 и вдаль от него и вертикально внутрь и наружу из суппорта во время установки или удаления тормозной накладки. Тормозная накладка 6 также снабжена фиксирующими элементами 16 накладки на нижних углах боковых сторон опорного щита 14. В этом варианте осуществления фиксирующие элементы 16 выполнены как ответвления в виде лапок опорного щита 14. Предпочтительно лапки имеют толщину в направлении торможения, соответствующую толщине опорного щита 14, так что для уменьшения ширины не требуется специальной механической обработки или других способов формирования. В любом случае, независимо от толщины фиксирующих элементов 16 накладки, вертикальные пазы 11 должны иметь толщину по оси и ширину в направлении окружности достаточно большую, чтобы вмещать вертикальный проход фиксирующих элементов 16 накладки во время введения и удаления тормозной накладки 6. Аналогично поперечные или аксиальные пазы 12 должны иметь высоту по вертикали и ширину в направлении окружности достаточно большую, чтобы вмещать горизонтальный проход фиксирующих элементов 16 накладки во время торможения и отпускания тормоза при эксплуатации и во время перемещения от тормозного диска 2 при удалении тормозной накладки 6. Предпочтительно поперечные пазы 12 расположены по направлению к радиально-внутренней части опоры 4 суппорта, там, где держатель является более жестким.

В дополнение к предпочтительному устройству с охватываемыми фиксирующими элементами накладки, проходящими в поперечном направлении в охватывающих поперечных приемных пазах, могут быть выполнены охватывающие прорези в боковых сторонах опорного щита накладки, чтобы принимать соответствующие охватываемые выступы от опоры суппорта, после того как тормозная накладка вставлена в дисковый тормоз вдоль радиально ориентированных пазов. Как вариант, охватывающие поперечные приемные пазы могут быть расположены прямо на корпусе суппорта, с соответствующими элементами на опоре суппорта или без них. Дополнительный пример устройства фиксирующих элементов накладки описан ниже.

Кроме того, на фиг. 3b и 3c показан паз 18 на тормозной накладке 6 для приема датчика износа тормозной накладки (не показано).

На фиг. 3d показан подробный вид области тормозной накладки 6, выделенной в области С на фиг. 3b. В этой области фиксирующий элемент 16 тормозной накладки снабжен косым, скошенным или скругленным контуром 19 на нижнем крае, чтобы способствовать беспрепятственному введению и удалению тормозной накладки и чтобы избежать образования точки контакта с концентрацией напряжений между фиксирующим элементом 16 и опорой 4 держателя внутри паза 12. Предпочтительно для уменьшения концентрации напряжений на держателе предусмотрен соответствующий элемент сочленения. Фиксирующий элемент 16 накладки также имеет скос 20, предпочтительно расположенный под углом, соответствующим аналогичному углу в верхней части горизонтального паза 12. Верхний скос 20 выполнен таким образом, чтобы создавать большую несущую поверхность и поэтому - меньшие контактные давления и напряжения, когда усилия торможения передаются от тормозной накладки 6 к опоре 4 держателя во время торможения, в момент, когда тормозной диск 2 приводит тормозную накладку 6 к повороту в опоре 4 держателя. Включение скоса 20 обеспечивает плоскую поверхность для поглощения сил на более широкой площади контакта, чтобы свести к минимуму износ компонента, таким образом предпочтительно избегая образования контактной точки или кромки между тормозной накладкой 6 и опорой 4 держателя, которая могла бы возникнуть при противостоящих прямолинейных поверхностях.

Угол скоса может быть установлен для гарантии, что контактное давление, создаваемое во время максимального нагружения тормозной накладки, находится ниже предела текучести материалов опорного щита тормозной накладки опоры держателя. Если нагрузки, поддерживаемые во время торможения, сравнительно низкие, пологий угол скоса, порядка 95-110 градусов, может оказаться достаточным, чтобы обеспечить достаточную площадь контакта на верхней части скоса, так, чтобы уровень нагрузки (сила/площадь) был ниже предела текучести компонентов. В случае более высоких нагрузок или при использовании материалов с пониженными пределами текучести, чтобы оставаться ниже допустимых пределов текучести, для обеспечения достаточно большой площади контакта, на которую будет распределяться нагрузка, может потребоваться увеличенный угол, порядка 110-165 градусов. Угол между 140-160 градусов, предпочтительно 150 градусов, обеспечивает большую площадь контакта, в то же время все еще сводя к минимуму величину «подъема» или поворота накладки во время торможения.

Существенное преимущество фиксирующего устройства накладки согласно настоящему изобретению в данном варианте осуществления является очевидным. Согласно предшествующему уровню техники, вследствие необходимости поддерживать по меньшей мере минимальные зазоры между плоскими противоположными поверхностями традиционных тормозных накладок с прямолинейными кромками и противоположными им упорными поверхностями выступов опоры, поверхности выступов опоры и монтажной плиты тормозной накладки должны были быть сравнительно высокими, чтобы минимизировать величину, на которую при торможении могла поворачиваться тормозная накладка вокруг осевого направления В. Согласно текущему уровню техники вследствие расстояния от диагонально противоположных углов тормозной накладки типичные допускаемые отклонения между опорным щитом тормозной накладки и выступами опоры будут приводить к сравнительно большому градусу нежелательного поворота накладки внутри опоры, если только не предусмотрены высокие выступы опоры для минимизации углового смещения тормозной накладки. В настоящем изобретении, поскольку фиксирующие элементы взаимодействуют с относительно малыми горизонтальными пазами 12, даже при тех же требованиях к минимальному зазору тормозной накладки/выступа опоры, что и в обычном тормозе предшествующего уровня, тормозная накладка 6 не может поворачиваться до такой степени, как обычная тормозная накладка, перед тем как верхние поверхности фиксирующих элементов 16 накладки совпадут с верхней частью горизонтального паза 12 и остановят угловое смещение тормозной накладки 6.

Например, типичная тормозная накладка и фиксирующее устройство предшествующего уровня техники обеспечили бы перемещение примерно на 4 мм, что приводит к большим смещающим вибрациям и ускоряет износ прилегающих поверхностей опорного щита накладки и выступов опоры. В соответствии с настоящим изобретением эти перемещения могут быть уменьшены на 75% или больше. Эксперименты с примерами конструкций показали, что перемещение было ограничено всего до 0,75 мм. Как следствие, поскольку координация поворота накладки передавалась от верхних краев выступов опоры к горизонтальным пазам 12, выступы опоры не должны быть такими высокими, как ранее известные, чтобы управлять поворотом тормозной накладки до желаемой степени. Это, в свою очередь, позволяет избежать нежелательного истончения тормозного суппорта в областях над верхними частями выступов опоры, таким образом, позволяя в таких очень сильно нагруженных и напряженных областях увеличить площадь поперечного сечения для поглощения этих нагрузок. Меньшие напряжения прямо соответствуют увеличению прочности суппорта и увеличению усталостной долговечности суппорта, несмотря на весьма напряженную среду обода колеса грузового транспортного средства. Улучшение в несущем нагрузку объеме материала может также обеспечить возможность замены дорогостоящих специальных сплавов, используемых для получения достаточной прочности в тонких сечениях суппорта, обычным чугуном, что значительно снижает затраты на материалы и производство. Следует отметить, что хотя величина «броска накладки» может быть уменьшена в соответствии с настоящим изобретением, когда выбраны углы скоса фиксирующих элементов тормозной накладки и соответствующих поперечных пазов, углы могут немного отличаться, чтобы компенсировать поворот накладки при торможении, например угол фиксирующего элемента накладки может быть немного более тупым, чем скос поперечного паза опоры, так чтобы, когда накладка поворачивается в опоре, поверхности контакта создавали контакт по плоской области, а не вдоль одной линии контакта.

Дополнительным преимуществом настоящего изобретения является то, что оно позволяет исключить элементы блокировки фиксирующей пластинчатой пружины в верхней части опорного щита тормозной накладки, а также связанные конструкции, находящиеся радиально выше тормозных накладок, служащие для приема и фиксации пластинчатых пружин (например, прижимная штанга накладки), таким образом увеличивая радиальный зазор над тормозной накладкой и, возможно, позволяя либо уменьшить наибольшую радиальную протяженность суппорта в промежутке колеса, либо увеличить диаметр тормозного диска и высоту накладки, чтобы увеличить размер площади очистки тормоза, когда материал тормозной накладки взаимодействует с поверхностью тормозного диска.

Фиксирующие элементы накладки согласно настоящему изобретению могут также выполняться с пружинными элементами на фиксирующих элементах накладки или вблизи них для необходимого предварительного нагружения или демпфирования накладки относительно опоры, чтобы уменьшить перемещение накладки и снизить вибрации, которые могут вызывать нежелательный шум и износ компонента при торможении. На фиг. 5 показан подробный вид примера устройства, в котором пружинный элемент 22 расположен между фиксирующим элементом 16 накладки на опорном щите 14 тормозной накладки и наружной стенкой поперечного паза 12. Такой элемент предварительного нагружения может быть прикреплен либо к опоре 4, либо к опорному щиту 14 тормозной накладки, например, путем заклепывания или защелкивания или может быть отдельным элементом, вставленным между опорой 4 и опорным щитом 14, когда накладка 6 вставляется в тормоз. В качестве альтернативы, элемент предварительного нагружения может иметь любое количество подходящих исполнений, таких как шарнирный элемент, снабженный пружинным элементом, который смещает шарнирный элемент наружу в поперечном направлении, для взаимодействия с противоположной поверхностью.

Дополнительный вариант осуществления настоящего изобретения показан на фиг. 7а-7b. В данном варианте осуществления фиксация накладки достигается с помощью лапок 16, расположенных на нижнем краю или поверхности опорного щита 14 тормозной накладки, с вырезанным пазом по меньшей мере на одной боковой стороне лапки, который зацепляется с соответствующим вырезанным пазом в горизонтальном приемном пазе 12. В данном варианте осуществления паз 12 выполнен в нижней поверхности опоры суппорта рядом с вертикальным упором 10 накладки, а не поперек поверхности упора. Как в предшествующих примерах вариантов осуществления, такой вариант осуществления нижней лапки вставляется вертикально (т.е. радиально внутрь) вдоль наружных сторон упора 10, затем продвигается до зацепления с пазами 12 к тормозному диску для надежной фиксации тормозной накладки.

На фиг. 8а и 8b показан другой вариант осуществления настоящего изобретения, в котором фиксирующие элементы накладки являются несимметричными, а также выполнены для компенсации поворота тормозной накладки, вызванного тормозным диском, с минимальным перемещением накладки и минимальным износом поверхности накладки и упора. На фиг. 8а показан опорный щит 14 тормозной накладки со скошенной лапкой 16 на передней стороне кромки тормозной накладки и криволинейная лапка 16А на задней стороне кромки тормозной накладки. Такое исполнение обеспечивает ряд дополнительных преимуществ, в том числе исполнение, которое по существу препятствует установке тормозных накладок на неправильные стороны тормозного диска, вследствие несовместимости соответствующих пазов 12, в которых они плавно перемещаются. Криволинейная поверхность также образует систему опор типа «шар и гнездо» или «цилиндр и гнездо» с соответствующим им пазом 12, таким образом обеспечивая широкую площадь поверхности для контакта между лапкой 16А тормозной накладки и пазом 12, что уменьшает контактные поверхностные напряжения и результирующий износ компонента. Криволинейная поверхность может также дополнительно уменьшать величину перемещения тормозной накладки («бросок накладки») благодаря более точному ограничению диапазона перемещения задней кромки тормозной накладки, с криволинейной лапкой 16А, потенциально действующей как почти неподвижная точка поворота, вокруг которой поворачивается лапка 16 передней кромки. Такое исполнение почти неподвижной передней кромки, действующей, по существу, как точка поворота, также обеспечивает дополнительное сопротивление перемещению тормозной накладки, которое становится настолько большим, чтобы вызвать вибрации большой амплитуды.

Как показано на фиг. 8b, лапка 16В задней кромки может быть с большим радиусом кривизны, что дополнительно распространяет нагрузки силы реакции по более широкой площади контакта. Кривизна лапки задней кромки не ограничена кривизной постоянного радиуса. Например, кривые могут быть выполнены с уменьшающимися или увеличивающимися радиусами, например, для дополнительного задавания перемещения задней кромки тормозной накладки во время торможения. В качестве альтернативы, кривые могут быть многоугольными по форме. Как и во всех вариантах осуществления настоящего изобретения, эти формы могут быть построены экономично, например, с помощью поперечной обработки подходящими инструментами пазов 12 на смежных упорных поверхностях.

Как и в предшествующих вариантах осуществления, может оказаться предпочтительным учитывать поворот накладки при торможении в конструкции опорного щита тормозной накладки и/или опорных устройствах. Например, если криволинейный фиксирующий элемент находится на задней кромке тормозной накладки, чтобы компенсировать «подъем» передней кромки тормозной накладки при торможении (из-за того, что фиксирующий элемент передней кромки занимает зазор в поперечном пазе, поскольку его скошенная поверхность соответствует скошенной верхней части поперечного паза), может оказаться желательным создавать точно соответствующий весьма малый рельеф или угол уклона на прямой части задней кромки тормозной накладки. Предпочтительно величина зазора в поперечном пазе передней кромки поддерживается достаточно большой, чтобы обеспечить свободное перемещение накладки к тормозному диску или от него при любых рабочих условиях, но достаточно малой, чтобы при повороте накладки вокруг криволинейного фиксирующего элемента на задней кромке опорный щит поворачивался всего на величину три градуса или меньше (т.е. угол рельефа задней кромки должен быть меньше чем примерно 10 градусов и предпочтительно должен поддерживаться около трех градусов или меньше, наиболее предпочтительно один градус).

Экономичный по времени и трудозатратам способ установки тормозных накладок в новом варианте осуществления тормоза согласно настоящему изобретению должен включать первый этап плавного перемещения, пока еще без накладки, тормозного суппорта наружу в осевом направлении для установки тормоза в положение для приема расположенной снаружи тормозной накладки. Второй этап должен включать введение радиально внутрь расположенной снаружи тормозной накладки до тех пор, пока боковой фиксирующий элемент тормозной накладки не выровняется с боковым приемным элементом в наружной стороне держателя тормозной накладки. Третий этап должен включать плавное перемещение суппорта в осевом направлении внутрь как для продвижения расположенной снаружи тормозной накладки до зацепления с приемными элементами накладки с наружной стороны держателя, так и для установки суппорта в положение для приема расположенной внутри тормозной накладки. Четвертый этап должен включать введение радиально внутрь расположенной внутри тормозной накладки до тех пор, пока боковые фиксирующие элементы тормозной накладки не выровняются с боковыми приемными элементами во внутренней стороне держателя тормозной накладки. Пятый этап должен включать перемещение вперед педали тормоза и/или регулировочных механизмов в направлении торможения как для продвижения находящейся внутри тормозной накладки до зацепления с приемными элементами накладки с внутренней стороны держателя, так и для установки суппорта в положение для работы тормоза. Толщина фиксирующих элементов тормозной накладки и устройство соответствующих приемных элементов должны быть такими, чтобы всегда обеспечивать достаточное зацепление для фиксации тормозной накладки, даже если тормозная накладка и тормозной ротор являются новыми, т.е. при их максимальной толщине до использования.

В случае замены тормозных накладок, например, в эксплуатируемом тормозе, в котором тормозные накладки уже установлены, предварительно должен выполняться ранее описанный способ нагружения тормозной накладки с соответствующей операцией удаления тормозной накладки, в котором: механизмы торможения и/или регулировки следует отводить достаточно далеко, чтобы дать возможность отодвинуть находящуюся внутри тормозную накладку вдаль от тормозного диска для достижения положения удаления тормозной накладки; находящуюся внутри тормозную накладку следует извлекать радиально наружу через отверстие суппорта, суппорт следует перемещать наружу в радиальном направлении достаточно далеко, чтобы дать возможность отодвинуть находящуюся снаружи тормозную накладку вдаль от тормозного диска для достижения положения удаления тормозной накладки, и находящуюся снаружи тормозную накладку следует извлекать радиально наружу через отверстие суппорта.

Предшествующее описание изложено просто для иллюстрации изобретения и не должно рассматриваться как имеющее ограничительный характер. Например, вместо обработки вертикальных и поперечных пазов 11, 12 в монтажных выступах 10 на опоре 4 держателя может быть выполнена упорная поверхность сменной накладки с шириной и высотой, соответствующей геометрии фиксирующих элементов опорного щита 14 тормозной накладки. В качестве альтернативы, более чем один фиксирующий элемент накладки и соответствующий приемный элемент на суппорте могут быть выполнены на каждой из боковых сторон тормозной накладки, и/или элементы могут быть выполнены на различных высотах. Поскольку другие подобные модификации раскрытых вариантов осуществления, включающие тенденции и сущность настоящего изобретения, могут быть выполнены специалистами в данной области, изобретение следует рассматривать как включающее в себя весь объем прилагаемой формулы и ее эквивалентов.

Группа изобретений относится к области автомобилестроения. Способ установки тормозной накладки в дисковый тормоз, содержащий тормозной суппорт, заключающийся в выравнивании тормозной накладки, перемещении ее в направлении радиально внутрь через отверстие в тормозном суппорте и ее перемещении в сторону тормозного диска для зацепления фиксирующего элемента с боковым приемным элементом. По второму варианту суппорт дополнительно имеет отверстие для тормозной накладки для прохождения тормозной накладки через это отверстие в направлении радиально наружу без снятия суппорта с держателя. Способ удаления тормозной накладки из дискового тормоза, содержащего тормозной суппорт, заключающийся в отводе устройства торможения в суппорте в положение, достаточно удаленное от тормозного диска, для перемещения тормозной накладки до положения, позволяющего удалить тормозную накладку через отверстие в суппорте, установленном над держателем. Достигается упрощение установки на место и удаление тормозной накладки без удаления тормозного суппорта или других значительных работ по разборке тормоза. 3 н. и 12 з.п. ф-лы, 15 ил.

1. Способ установки тормозной накладки в дисковый тормоз, содержащий тормозной суппорт, держатель тормозной накладки, тормозной диск и тормозную накладку, имеющую радиально наружную и радиально внутреннюю кромки и расположенные между ними противоположные боковые кромки, причем суппорт выполнен с возможностью охвата указанного держателя и диска, включающий в себя этапы, на которых:

выравнивают тормозную накладку, имеющую на по меньшей мере одной боковой кромке по меньшей мере один фиксирующий элемент с по меньшей мере одним радиально ориентированным приемным элементом на держателе тормозной накладки, и ориентируют тормозную накладку так же, как в ее установленном положении, при этом указанный фиксирующий элемент приспособлен для фиксации тормозной накладки в радиально наружном направлении, когда тормозная накладка находится в установленном положении;

перемещают тормозную накладку в направлении радиально внутрь через отверстие в тормозном суппорте, когда он находится в рабочем положении на тормозном диске, и тормозная накладка ориентирована так же, как в своем установленном положении, до тех пор, пока по меньшей мере один фиксирующий элемент на тормозной накладке не будет выровнен с по меньшей мере одним боковым приемным элементом держателя тормозной накладки, ориентированным параллельно оси вращения тормозного диска;

перемещают тормозную накладку в сторону тормозного диска для зацепления по меньшей мере одного фиксирующего элемента с по меньшей мере одним боковым приемным элементом.

2. Способ по п. 1, дополнительно включающий в себя этап, на котором отводят устройство торможения в суппорте в положение, достаточно удаленное от тормозного диска, для введения тормозной накладки в направлении радиально внутрь без вмешательства со стороны устройства торможения.

3. Способ по п. 2, дополнительно включающий в себя этап, на котором продвигают устройство торможения в сторону тормозной накладки для предотвращения выхода по меньшей мере одного фиксирующего элемента из зацепления с по меньшей мере одним боковым приемным элементом.

4. Способ по п. 1, согласно которому по меньшей мере один радиально ориентированный приемный элемент и указанный по меньшей мере один боковой приемный элемент выполнены на обеих противоположных поверхностях фиксации держателя, и

тормозной суппорт имеет отверстие для тормозной накладки, достаточно широкое в направлении окружности тормозного диска, для прохождения тормозной накладки через отверстие суппорта и ее введения в радиально ориентированные пазы без снятия суппорта с держателя.

5. Способ по п. 4, согласно которому по меньшей мере один фиксирующий элемент и по меньшей мере один боковой приемный элемент расположены с боковых противоположных сторон тормозной накладки, причем

фиксирующие элементы представляют собой охватываемые выступы, а боковые приемные элементы представляют собой охватывающие пазы.

6. Способ по п. 4, согласно которому по меньшей мере один фиксирующий элемент и по меньшей мере один боковой приемный элемент расположены с боковых противоположных сторон тормозной накладки, причем

фиксирующие элементы тормозной накладки представляют собой охватывающие пазы, а боковые приемные элементы представляют собой охватываемые выступы.

7. Способ по п. 4, согласно которому держатель тормозной накладки выполнен с возможностью приема тормозного суппорта, обеспечивая его опору.

8. Способ по п. 4, согласно которому по меньшей мере один фиксирующий элемент включает в себя два фиксирующих элемента, при этом

каждый из двух фиксирующих элементов тормозной накладки установлен на противоположных сторонах тормозной накладки, и

указанные два фиксирующих элемента тормозной накладки несимметричны.

9. Способ удаления тормозной накладки из дискового тормоза, содержащего тормозной суппорт, держатель тормозной накладки и тормозной диск, причем суппорт выполнен с возможностью охвата указанного держателя и диска, включающий в себя этапы, на которых:

отводят устройство торможения в суппорте в положение, достаточно удаленное от тормозного диска, для перемещения тормозной накладки до положения, позволяющего удалить тормозную накладку через отверстие в суппорте, установленном над держателем;

перемещают тормозную накладку вдаль от тормозного диска в направлении, параллельном оси вращения тормозного диска, до тех пор, пока фиксирующий элемент на тормозной накладке не выйдет из взаимодействия с соответствующим боковым приемным элементом для тормозной накладки в дисковом тормозе,

и извлекают тормозную накладку в направлении радиально наружу через отверстие в суппорте.

10. Способ по п. 9, согласно которому по меньшей мере один радиально ориентированный приемный элемент и по меньшей мере один боковой приемный элемент выполнены на обеих противоположных регулировочных поверхностях суппорта, и

тормозной суппорт имеет отверстие для тормозной накладки, достаточно широкое в направлении окружности тормозного диска, для прохождения тормозной накладки через суппорт и ее введения в радиально ориентированные пазы без снятия суппорта с держателя.

11. Способ по п. 10, согласно которому по меньшей мере один фиксирующий элемент и по меньшей мере один боковой приемный элемент расположены с боковых противоположных сторон тормозной накладки, и

фиксирующие элементы представляют собой охватываемые выступы, а боковые приемные элементы представляют собой охватывающие пазы.

12. Способ по п. 10, согласно которому по меньшей мере один фиксирующий элемент и по меньшей мере один боковой приемный элемент расположены с боковых противоположных сторон тормозной накладки, и

фиксирующие элементы представляют собой охватывающие пазы, а боковые приемные элементы представляют собой охватываемые выступы.

13. Способ установки тормозной накладки в дисковый тормоз, содержащий тормозной суппорт, держатель тормозной накладки, тормозной диск и тормозную накладку, имеющую радиально наружную и радиально внутреннюю кромки и расположенные между ними противоположные боковые кромки, при этом суппорт выполнен с возможностью охвата держателя и диска и имеет отверстие для тормозной накладки, достаточно широкое в направлении по окружности тормозного диска, для прохождения тормозной накладки через это отверстие в направлении радиально наружу без снятия суппорта с держателя, включающий в себя этапы, на которых:

выравнивают тормозную накладку, имеющую на по меньшей мере одной боковой кромке по меньшей мере один фиксирующий элемент, с отверстием для тормозной накладки и ориентируют тормозную накладку так же, как в ее установленном положении, при этом указанный фиксирующий элемент приспособлен для фиксации тормозной накладки в радиально наружном направлении, когда тормозная накладка находится в установленном положении;

перемещают тормозную накладку в направлении радиально внутрь через отверстие в тормозном суппорте, когда он находится в рабочем положении на тормозном диске и тормозная накладка ориентирована так же, как в своем установленном положении, до тех пор, пока по меньшей мере один фиксирующий элемент не будет выровнен с по меньшей мере одним боковым приемным элементом держателя тормозной накладки, ориентированным параллельно оси вращения тормозного диска;

перемещают тормозную накладку в сторону тормозного диска для зацепления по меньшей мере одного фиксирующего элемента с по меньшей мере одним боковым приемным элементом.

14. Способ по п. 13, дополнительно включающий в себя этап, на котором отводят устройство торможения в суппорте в положение, достаточно удаленное от тормозного диска, для введения тормозной накладки в направлении радиально внутрь без вмешательства со стороны устройства торможения.

15. Способ по п. 14, дополнительно включающий в себя этап, на котором продвигают устройство торможения в сторону тормозной накладки для предотвращения выхода по меньшей мере одного фиксирующего элемента из зацепления с по меньшей мере одним боковым приемным элементом.