Изобретение относится к блок-ступице колеса ходовой части автомобилей с тор- мозной конструкцией.
В технике известна ступица колеса с несколькими тормозными фрикционными дисками, приводимыми в действие при помощи планетарной передачи, состоящей из прикрепленных к внутреннему каркасу кожуха и скрепленных винтовыми соединениями двух половин ступицы колеса, вращающихся фрикционных дисков, прикрепленных к наружному каркасу насадки моментной опоры планетарной передачи ступицы колеса, неподвижных фрикционных дисков, из которых образован пакет с попеременно чередующимися вращающимися и неподвижными фрикционными дисками, а также из кругового металлического цилиндра, осуществляющего осевое сжатие упомянутого пакета фрикционных дисков с целью торможения ступицы колеса, тормозного поршня, прижимной шайбы и упорной шайбы, системы, расположенной между служащими основанием для ступицы колеса наружным и внутренним подшипниками во внутренней масляной емкости ступицы колеса. В автомашинах и рабочих машинах в строительной индустрии и горном производстве, работающих в загрязненных условиях, такое решение, когда тормозная конструкция действует в замкнутом изолированном пространстве, является целесоы
00
о
XI
СА
образным. Эти высококачественные высокопроизводительные машины должны работать непрерывно. Каждый час их простоя означает ощутимые потери для производства, Сокращение потребности в техобслу- живании до минимума имеет первостепенное значение. Благодаря этому фрикционные тормоза, так называемые тормоза с увлажненными фрикционными дис
ками, размещенными во внутреннем пространстве ходовой части, приобретают в последнее время все более широкий круг применения. До сих пор разрабатывались относительно основного принципа два на
правления.
В одном случае ступица колеса тормозится непосредственно через тормозную конструкцию и она устанавливается там, где обычно размещается традиционный барабанный тормоз илм наружный тормоз с су- хими фрикционными шайбами.
В другом случае через тормозную конструкцию тормозится приводное звено (центральное колесо планетарной передачи) или полуось (планетарной) передачи и она может располагаться в ступице колеса рядом с планетарной передачей или между корпусом моста и осевым штуцером, или возможно в корпусе ходового механизма
рядом с главным приводом.
Каждое решение имеет свои преимущества и недостатки.
Конструкции согласно первому решению прорабатывались в целом для ходовых механизмов повышенной мощности, лото- му что в этих машинах в распоряжении конструктора имеются большие пространства (объемы) и возможности по абсорбции тепла. Эти обстоятельства создают благоприят- ные условия для осуществления предусмотренного первым решением торможения непосредственно ступицы колеса и ликвидации дефицита а трансмиссиях путем установки необходимого количества пар фрикционных дисков. Большое преиму- щество этого решения состоит в том, что упомянутые фрикционные диски независимы от передачи усилий ходового механизма, так как элементы планетарной передачи, связанные с трансмиссией, вообще не под- вергаются воздействиям тормозных конструкций. Это означает, что система зубчатых колес может быть идеально сконструирована, а в результате взаимной независимости и тормозная конструкция выбранного реше- ний может быть идеально сконструирована. Это решение имеет и то преимущество,что упомянутая тормозная конструкция может быть отделена от масляной емкости, тем самым создается возможность дальнейше5-
10
15
0
5
0
5 0 5 0 5
го повышения тепловой мощности и эксплуатационной надежности установки за чет применения специальной охлаждающей жидкости. Подача гидравлической жидкости высокого давления к тормозной системе и гарантии ее уплотнения имеют непосредственную связь. В конструкциях этого типа может быть легко решено дооснащение тормоза эксплуатационного торможения силовым пружинным фиксатором.
Недостатком первого решения является расположение тормозной конструкции за пределами ступицы колеса. Из-за этого ее монтаж и техобслуживание могут производиться только при разобранных планетарной передачи и системы подшипников. Сборка во время изготовления, соответственно монтаж после техобслуживания разобранной ступицы колеса является сложным и трудоемким процессом потому что соединение с прилегающим каркасом вследствие сдвига фрикционных дисков выполнено только с применением специальных монтажных муфт или фрикционных дисков с регулирующими направляющими. Конструкция тормоза с увлажненными фрикционными дисками этого типа имеет существенный недостаток - она не может быть использована в маленьких шарнирных ходовых механизмах, способствующих тому, что размещение шарового шарнира, корпуса (обоймы) шарового шарнира, рулевой конструкции конструктивно неразрешимо. Эта конструкция имеет еще и тот недостаток, что она расположена за пределами ступицы колеса в спе- циальном корпусе и требует наличия нескольких плоскостей разъема, винтовых и болтовых соединений, каркасов и уплотнений, что связано со значительными дополнительными затратами.
В тормозных конструкциях, соответствующих второму принципу, в трансмиссии планетарной передачи соответствующих пропорций требумГТся меньшие тормозной момент и количество фрикционных пар по сравнению с теми конструкциями, где тормозится непосредственно ступица колеса. Это уменьшенное количество фрикционных дисков создает с точки зрения расходов выгоду, но только до определенного предела, а именно до того, пока удельная энергетическая нагрузка на плоскости фрикционных дисков и количество выделяемого тепла могут быть еще допустимыми и не вызывает уменьшения срока службы. Если пакеты фрикционных дисков и задействуемая система тормозной цилиндр-тормозной поршень располагаются непосредственно около планетарной передачи, то преимущество этого решения состоит в легкой монтифуемости и простом техобслуживании, так ||ак отпадает необходимость в разборке комплекса опорных подшипников, а это оз- ачает. что случайный ремонт может прово- иться без разборки колес автомашины, ри этой конструкции преследуется цель блегчить работы по техобслуживанию, в то ремя как тормозная конструкция с увлажненными фрикционными дисками была со- одана из-за стремления исключить необходимость в ее техобслуживании. Меньшее количество фрикционных дис- kos требует более короткого хода тормозно- г|о поршня, тем самым может пропорционально уменьшаться объем гидравлической жидкости высокого давления и ускоряется реакция тормоза.
Наибольший недостаток созданного на основе второй принципиальной системы тормоза с увлажненными фрикционными дисками заключается в том, что планетарная передача относительно расположенного рядом пакета фрикционных дисков и задействуемая гидравлика мешают друг д ругу. В известных решениях вращающиеся фрикционные диски непосредственно или Промежуточно прикреплены к центрально- rJiy колесу планетарной передачи или к полу-- Оси, а неподвижные фрикционные диски тркже непосредственно или промежуточно к зубчатому венцу. Общеизвестно, что для планетарной передачи благоприятно, если ее как центральное колесо, так и зубчатый обладают самоустанавливающей способностью для того, чтобы возникающие из- за неточности изготовления, увеличения усилия на зуб деформации и перегрузки м|огли бы выравниваться. Для тормоза однако наиболее важно, чтобы как вращающиеся, так и неподвижные фрикционные диски и|мели правильное центрирование с целью устранения вибраций и большого шума. Эти Два взаимоисключающие признака не могут б|ыть выполнены, а это значит, что необхо- компромиссы ухудшают работу каж- конструктивного элемента.
| Известно также решение, при котором тормоз встроен между корпусом моста и штуцером вала. Но это ухудшает монтаж и р,эботу при обслуживании и ремонте устрой- . Эти конструкции имеют еще и тот не- дрстаток, что в трансмиссии ходового механизма для снижения необходимого тормозного момента снижают и количество фоикционных дисков, которое определяет- сп обычно на основании этого момента, при э|ом энергетическая нагрузка на плоскости фрикционных дисков соответственно высо- кЈ. Очевидно, что при применении неэначи- тфльного числа фрикционных дисков в
аналогичных тормозных устройствах повышается нагрузка на фрикционные диски, а их срок службы сокращается. На этом основании намного выгоднее, если количество
фрикционных дисков определяется с учетом ограничения энергетической нагрузки плоскостей фрикционных дисков.
Недостаток конструкции состоит в том, что находящееся в распоряжении простран0 ство для размещения подшипников колеса уменьшено так, что соответствующая долговечность может быть обеспечена только ЗЁ счет установки более мощных, но дорогостоящих подшипников. Еще один недостаток,
5 снижающий надежность, состоит в том, что автомашина при поломке планетарных передач или полуоси становится нетормозос- пособной, возможность поломки может быть предотвращена только за счет дорого0 стоящего усиления конструктивных элементов.
Наиболее близкой к изобретению является известная блок-ступица колеса ходовых механизмов для автомобилей,
5 содержащая ступицу колеса установленную на штуцере вала посредством наружного и внутреннего подшипников, первый из которых размещен между встроенной в ступицу планетарной передачей и смонтиро0 ванным во внутренней масляной полости ступицы колеса тормозным устройством с пакетом увлажненных вращающихся и неподвижных фрикционных дисков, расположенных между нажимным и упорным
5 дисками и выполненных соответственно с поочередно расположенными наружными и внутренними зубчатыми венцами, последние из которых соединены со штуцером вала с возможностью передачи момента, а
0 также уплотнительные кольца и тормозной цилиндр с поршнем.
К недостаткам прототипа следует отнести отсутствие разделения тормозной зоны и рабочей зоны планетарной передачи.
5 На основании вышеизложенного могут быть определены те требования, при выполнении которых тормозные конструкции с ув- лажненными фрикционными дисками, приводимые в действие планетарными пе0 редачами трансмиссий ступицы колеса ходовых механизмов, могут быть приближены к идеальному исполнению,
Эти требования таковы. Претензии к сервисным работам должны быть по воз5 можности снижены. Это решается снижением энергетической нагрузки на плоскости фрикционных дисков, чему способствует применение большого количества фрикционных дисков, Следовательно, целесообразно тормозить ступицу колеса
непосредственно, без трансмиссии. Следующие требования - определенные разъединения элементов зубчатых колес, служащих для передачи усилий, и элементов тормозной конструкции для того, чтобы оба конструктивных элемента могли выполнять свои собственные функции соразмерно их идеальному развитию, а также точное присоединение как вращающихся, так и неподвижных фрикционных дисков к жестко закрепленному или расположенному конструктивному элементу с целью снижения до минимума вибрации, большого шума как при торможении, так и при свободном вращении. Пакет фрикционных дисков и приво- димое в действие гидравлическое устройство должны быть уложены на том месте, где они бы не препятствовали компоновке и развитию других конструктивных элементов, где выделено пространство и обеспечена полная защита от внешнего загрязнения. Кроме того, хорошая монтируе- мость должна обеспечиваться применением простых элементов по возможности в небольшом количестве.
Эти требования в соответствующей изо- бретению конструкции выполнены таким способом, при котором закрепленные на каркасе внутреннего корпуса ступицы колеса вращающиеся фрикционные диски и закрепленные на наружном каркасе насадки моментной опоры трансмиссии ступицы колеса с планетарной передачей неподвижные фрикционные диски комплектуются попеременно в пакет фрикционных дисков, который далее аксиально сжимается гидравлическим устройствам, расположенным между служащими основанием для ступицы колеса наружным и внутренним подшипниками, при этом пакет расположен во внутренней масляной емкости ступицы колеса.
На фиг.1 изображена блок-ступица колеса, приводимая в действие при помощи однородной планетарной передачи; на фиг.2 - блок-ступица колеса, приводимая в действие при помощи двухрядной планетарной передачи с разветвленной мощностью.
На обоих.фигурах конструктивные элементы, выполняющие одинаковые функции, имеют одинаковые обозначения. Отдельные конструктивные исполнения элементов в зависимости от области применения и конкретных размеров ступицы колеса в обеих конструкциях отличаются друг от друга, но эти различия соответствуют существу изобретения.
Ступица колеса состоит из половин 1 и 2, соединение которых осуществляется бол-, том или специальным винтовым соединением 3 . По осевой линии ступицы колеса расположена опора 4 ступицы колеса с отверстиями, к которой моментные опоры 5 планетарной передачи присоединены по- средством каркаса надлежащим способом, обеспечивающим передачу момента, причем пригонка опоры ступицы колеса и моментной опоры обеспечивается направляющим кольцом 6. В начале насадки моментной
опоры лежит внутреннее кольцо внешнего подшипника 7 колеса. Внешнее кольцо расположено в наружной большой половине 1 ступицы колеса, причем внешнее кольцо внутреннего подшипника 8 колеса рас пол ожено в средней меньшей половине 2 ступицы. Внутреннее кольцо расположено либо у опоры 4 ступицы колеса, либо у конца насадки моментной опоры 5.
Между подшипниками 7 и 8 колеса расположены конструктивные элементы тормозной конструкции: тормозной цилиндр 9, тормозной поршень 10, неподвижные тормозные фрикционные диски 11с внутренним зубчатым венцом, вращающиеся
тормозные фрикционные диски 12 с наружным зубчатым венцом, прижимная шайба 13 и упорная шайба 14.
Тормоз действует благодаря тому, что тормозная гидравлическая жидкость, постулающая по сверленным отверстиям в опоре 4 ступицы колеса и в насадке моментной опоры 5,проникает между тормозным цилиндром 9 и тормозным поршнем 10, причем тормозные поршни 10 сжимают при
помощи прижимной шайбы 13 пакет фрикционных дисков, состоящий из последовательно расположенных неподвижных фрикционных дисков 11 и вращающихся фрикционных дисков 12, и упомянутый пакет фрикционных дисков передает усилия упорной шайбе 14,а через нее либо на уступы внешнего подшипника 7, либо на наружную половину 1 ступицы колеса.
Фрикционные диска 11 соединены с
внутренним зубчатым венцом с зазорами для передачи моментов у внешнего каркаса моментной опоры 5, фрикционные диски 12 соединены с внешним венцом также с зазорами для передачи моментов, но надлежащим способом - целесообразно с передачей от каркаса, смотря по обстоятельствам, болтам или стопорам у внешней половины 1 ступицы колеса,
Чтобы тормозные фрикционные диски
11, 12 не терлись друг о друга при незадействованном тормозе, могут быть установлены оттяжные пружины 15. Связывание оттяжных пружин 15 и осевого разъединения пакета фрикционных дисков 11, 12 вызвать целесообразное включение олтов 16 и прижимной шайбы 13.
Приведение в действие планетарной ередачи ступицы колеса с предусмотрен- ыми сверленными отверстиями. Опора сту- ицы колеса образует с полуосью 17 ентральное колесо планетарной передачи. Приведение в действие передается дальше бщеизвестными элементами 18 планетар- ой передачи 18, роль и функции которых ет необходимости детализировать. Непод- ижный элемент 19 планетарной передачи оединен надлежащим способом для пере- , 1ачи моментов моментной опоре 5, и может ри случае с ней образовать блок. Выпрес- овывэемая шайба 20 планетарной передэ- и присоединена для передачи моментов (к римеру, при помощи винтового соедине- ия 21) к наружной половине 1 ступицы, ко- еса.
При монтаже должны быть собраны на- ужная половина 1 ступицы колеса и момен- ные опоры 5 планетарной передачи, затем аружный подшипник 7 колеса, потом дол- ны быть установлены упорная шайба 14 и ередующиеся фрикционные диски с внеш- им и внутренним зубчатыми венцами. Пегое расположение фрикционных дисков 11, 2 обеспечено благодаря установленной 1ежду двумя подшипниками 7, 8 колеса риставки моментной опоры достаточной д/шны. После пакета фрикционных дисков 1,12 должен вставляться заранее собран- ый срабатывающий блок, состоящий из ормозного цилиндра, тормозного поршня, рижимной шайбы, оттягивающей пружины винтов. Затем ступица колеса при помощи плотнительного кольца 22 ступицы, кото- ый уплотняет внутренний подшипник 8 ко- еса и внутреннее пространство ступицы олеса, содержащей внутреннюю половину 2 ступицы колеса, опирается при помощи в|интового соединения, потом весь предварительно смонтированный блок располагается на опоре ступицы колеса и при помощи конечной осевой гайки 23 устанавливается в зазор в подшипнике 8 и закрепляется кэнтргайкой 24.
Если по размерам и вместимости ступицы колеса это возможно, то целесообразно удлинить консоль моментной опоры 5 со- масно решению фиг,2 так, чтобы на ней wornu располагаться гидравлический блок дпя приведения в действие тормоза, внутренний подшипник 8 колеса и гайка 25 с б/ртиком и резьбой. При этом установка подшипника 8 правильным способом при помощи гайки с буртиком и резьбой может быть произведена уже на стадии предварительного монтажа блока и контргайка 24
имеет только задачу закрепления предварительно смонтированного блока на опоре ступицы колеса.
Осуществляемая для приведения в действие гидравлического блока высокого давления, уплотнение которого обеспечивается гидравлическим кольцом 26, 27, проверенная сила давления воспринимается в осевом направлении упорной шайбой. Через этот силовой контур наружный подшипник 7 колеса не загружается, если упорная шайба 14 нажимает на внутреннее кольцо упомянутого подшипника, в то же время согласно фиг.2, если упорная шайба 14 нажимает на лобовую поверхность половины ступицы колеса, силовой контур загружает наружный подшипник колеса. С функциональной точки зрения оба решения положительные, на основании конкретных пространственных условий и грузоподъемности применяемых подшипников 7 и 8 колесаопределяются наиболее благоприятные конструкции для данного конкретного случая.
Очевидно преимущество соответствующих изобратению конструкций с увлажненными фрикционными дисками, в которых тормозная конструкция размещена между подшипниками колеса в ранее не использованном мертвом пространстве во внутренней масляной емкости и тормозит ступицу колеса. Суммарная площадь фрикционных дисков может быть практически идеально подобрана, так как диаметр ограничивается только минимально необходимой толщиной стен литья корпуса ступицы колеса, а их количество во внутреннем пространстве между подшипниками колеса также практически может быть любым. На основании этого становится возможным с целью снижения энергетической нагрузки плоскостей фрикционных дисков устанавливать меньше дорогостоящих, но больше фрикционных дисков с более низкими показателями трения. Это качество конструкции очевидно имеет исключительную значимость преимущественно в повышении долговечности. Кроме того, элементы передачи усилий и конструкции тормоза относительно друг друга полностью обособлены. Действие каждой единицы и функционирование соответствующей наилучшей конструктивной компоновки обеспечивают их чистое, без помех взаимодействие. Его основа заключается в том, что планетарная передача может быть полностью идентична планетар- кой передаче привода ступицы колеса без тормозных конструкций с увлажненными фрикционными дисками. Соответственно бы целесообразно соответствующую изобретению конструкцию тормоза и в этом случае исполнить тем же способом, как если бы она была встроена в ступицу колеса без планетарной передачи. Следовательно, каждый главный блок {тормозная конструкция, соответственно планетарная передача) может быть без влияния на него другого встроен или опущен. Перемещение фрикционных дисков. Вращающиеся фрикционные диски присоединены к расположенным в подшипниках ступицам колеса, а неподвижные фрикционные диски - к определенной встроенной моментной опоре планетарной передачи, Благодаря такому решению обеспечивается бесшумная работа как при торможении, так и при свободном вращении. Элементы тормозной конструкции расположены в до сих пор не используемом мертвом пространстве между подшипниками колеса во внутренней масляной емкости ступицы колеса. Следовательно, нет необходимости, чтобы необходимое для этого пространство выполнялось для каждого другого блока с соответствующими затратами. При этом не уменьшаются возможности развития как планетарной передачи, так и подшипников. С другой точки зрения тормозная конструкция не требует особого держателя тормоза с особым собственным отделенным корпусом, улавливающими устройствами и уплотнениями, при этом обеспечивается защита от воздействия окружающей среды.
Тормоз с увлажненными фрикционными дисками прост, содержит минимальное количество деталей .и применяемая технология производства не требует особых способов, отличающихся от традиционных. Эта очевидно простая сборка благоприятно влияет на надежность эксплуатации.
Соответствующая изобретению конструкция с увлажненными фрикционными дисками оригинальна и вся конструкция гармонично сочетается с компоновкой, обусловленной заданными функциями.
Формула изобретения
1. Блок-ступица колеса ходовых механизмов для автомобилей, содержащая ступицу колеса, установленную на штуцере вала посредством наружного и внутреннего подшипников, первый из которых размещен между встроенной в ступицу планетарной передачей и смонтированным во внутренней масляной полости ступицы колеса тормозным устройством с пакетом увлажненных вращающихся и неподвижных фрикционных дисков, располох енных между нижним и упорным дисками и выполненных соответственно с поочередно
расположенными наружными и внутренними зубчатыми венцами, последние из которых соединены со штуцером вала с возможностью передачи момента, а также
уплотнительные кольца и тормозной цилиндр с поршнем, отличающаяся тем, что, с целью улучшения эксплуатационных качеств путем разделения тормозной зоны и рабочей зоны планетарной передачи, тормоэное устройство с увлажненными дисками расположено между наружным и внутренним подшипниками. а фрикционные диски с наружными зубчатыми венцами соединены с внутренней поверхностью ступицы колеса с возможностью передачи через нее момента.
2. Блок-ступица поп,1,отличающая- с я тем, что ступица колеса выполнена в виде наружной и внутренней половин, соединенных при помощи винтов, в первой из которых расположена планетарная передача и наружное кольцо наружного подшипника, а во внутренней половине установлено наружное кольцо внутреннего подшипника
и ограничивающее масляную полость ступицы колеса уплотнительное кольцо.
3. Блок-ступица пп.1 и 2, от л и ч а ю- щ а я с я тем, что она снабжена расположенной по внутреннему контуру ступицы колеса
опорой с отверстие и с наружным зубчатым венцом, а также сопрягающейся с последним тормозной ступицей, соединенной с планетарной передачей, при этом внутреннее кольцо наружного подшипника установлено на буртике тормозной ступицы, а неподвижные фрикционные диски соединены с выполненным на последней наружным зубчатым венцом, расположенным смежно с наружным подшипником.
4. Блок-ступица по п.З, отличающая- с я тем, что она снабжена гайкой, установленной на внутреннем конце тормозной ступицы, а последняя выполнена длиной, равной сумме осевых размеров пакета
фрикционных вращающихся и неподвижных дисков, тормозного цилиндра с тормозным поршнем, нажимного и опорного дисков, внутреннего и наружного подшипников.
5, Блок-ступица по пп.1-4, о т л и ч a torn, а я с я тем, что опорный диск установлен с упором во внутреннее кольцо наружного подшипника.
6. Блок-ступица по пп.1-4, отличающаяся тем, что опорный диск установлен с упором во внутренний фланец наружной половины ступицы колеса.
S
N
Использование: в блок-ступице колес ходовой части автомобилей с тормозной конструкцией. Сущность: блок-ступица колеса содержит тормозное устройство с увлажненными фрикционными дисками, приводимыми в действие через планетарную передачу. Оно состоит из прикрепленных для передачи моментов к внутреннему зубчатому венцу ступицы колеса, вращающихся внешних фрикционных дисков и к моментной опоре передачи ступицы колеса неподвижных фрикционных дисков, попеременно собираемых в пакет для торможения ступицы колеса, а также гидравлического тормозного цилиндра, тормозного поршня, прижимной шайбы и упорной шайбы. Тормозное устройство расположено между служащими опорой ступицы колеса внешним подшипником колес:: и внутренним подшипником колеса во внутренней масляной емкости ступицы колеса. 5 з.п. ф-лы, 2 ил.
Z.898E81
ГС)
N
fc
| ВОДОУЛОВИТЕЛЬ ГРАДИРНИ | 1997 |
|
RU2131105C1 |
| Устройство для электрической сигнализации | 1918 |
|
SU16A1 |
