Тормозная колодка для барабанного тормоза со смещенными толкателями кулачка - RU2670850C1

Описание

Область изобретения

[0001] Настоящее изобретение относится к тормозам транспортных средств. В частности, изобретение относится к барабанному тормозу, в котором средство привода тормоза входит в зацепление с тормозными колодками в положении смещения, чтобы улучшить направление тормозного усилия.

Уровень техники

[0002] На фигуре 1 показан известный барабанный тормоз 10. В известном барабанном тормозе барабан 12 вращается вместе с колесом или колесами и находится в непосредственной близости к одному из концов оси. Барабан 12 определяет радиально внутреннюю тормозную поверхность 14. Тормозной паук 16 расположен вокруг оси, и пара тормозных колодок 18, 20 шарнирно соединена с тормозным пауком на одном конце. Противоположный конец каждой тормозной колодки 18, 20 связан с элементом привода, таким как кулачок 22 для перемещения тормозных колодок 18, 20 между положениями зацепления и расцепления с тормозной поверхностью тормозного барабана.

[0003] В обычном тормозе с s-образным разжимным кулачком, как показано на фигуре 1, ролики 24, 26, или толкатели кулачка, размещены между тормозными колодками 18, 20 и кулачком 22 для передачи рабочего усилия от кулачка 22 на тормозные колодки 18, 20. Усилие передается кулачком 22 через ролики 24, 26 по направлению, указанным стрелками 28, 30, соответственно, которые проходят от "силовой окружности" кулачка 22, определяемой радиусом от оси вращения, в основном, спирального кулачка 22. Вектор силы, представленный стрелками 28, 30, может быть разделен на две составляющих в виде стрелок 32, 34, содержащих эффективное тормозное усилие по касательной к дуге поворота соответствующей тормозной колодки 18, 20, и компонента представленная стрелками 36, 38, включают расхождение между направлением силы, действующей со стороны кулачка 22 на ролики 24, 26 и эффективным тормозным усилием.

[0004] Расхождение между силами, прилагаемыми кулачком 22 и представленными стрелками 28, 30, и эффективным тормозным усилием, представленным стрелками 32, 34 имеет несколько отрицательных сторон. Во-первых, силовая компонента, представленная стрелками 36, 38, создает механическое напряжение в опорных ребрах тормозных колодок 18, 20 и особенно остро, когда силовая компонента 36, 38 направлена наружу в отжимаемых тормозных колодках. Повышенный стресс может привести к растрескиванию опорных ребер тормозных колодок и к дорогостоящим простоям и ремонту. Во-вторых, эффективность срабатывания тормоза 10 менее чем оптимальна, поскольку эффективная сила торможения меньше, чем сила, действующая на кулачок 22. В результате, требуется увеличенное давление рабочей жидкости для приведения тормоза в действие, что ведет к относительно большим воздушным камерам в приводе тормоза и/или требуются тормозные накладки с высоким коэффициентом трения. В-третьих, величина поворота кулачка 22 и, следовательно, смещение тормозных колодок 18, 20 относительно ограничено, ограничивая, таким образом, потенциал толщины тормозных накладок и требующих постоянного технического обслуживания и/или ремонта.

[0005] Изобретатель видит необходимость создания тормозов, которые позволят устранить один или несколько из вышеприведенных недостатков и/или обеспечить более высокую производительность.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

[0006] Настоящее изобретение относится к тормозам транспортных средств. В частности, изобретение относится к барабанному тормозу, в котором средство включения тормоза вводит в зацепление тормозные колодки в положении смещения, чтобы улучшить направление усилия торможения.

[0007] Тормозная колодка для использования в барабанном тормозе в соответствии с одним воплощением изобретения включает первое ребро, имеющее первый и второй концы. Первый конец выполнен с возможностью шарнирного соединения с соответствующим тормозным пауком барабанного тормоза. Тормозная колодка дополнительно содержит тормозную пластину, установленную на указанном первом ребре. Второй конец первого ребра выполнен с возможностью сцепления с соответствующим толкателем кулачка, который вызывает перемещение тормозной колодки между положениями зацепления и расцепления с соответствующей тормозной поверхностью в любом первом и втором положении смещения в радиальном направлении на втором конце первого ребра,

[0008] Тормозная колодка для использования в барабанном тормозе в соответствии с другим вариантом воплощения настоящего изобретения включает первое ребро, имеющее первый и второй концы. Первый конец выполнен с возможностью шарнирного соединения с соответствующим тормозным пауком барабанного тормоза. Тормозная колодка дополнительно содержит тормозную пластину, установленную на первом ребре. Второй конец первого ребра определяет первую и вторую радиально смещенные части. Каждая из первой и второй частей выполнена с возможностью сцепления с соответствующим толкателем кулачка, который вызывает перемещение тормозной колодки между положениями сцепления и расцепления с соответствующей тормозной поверхностью и определяет положение толкателя кулачка в соответствующих первом и втором радиально смещенных положениях.

[0009] Узел тормозной колодки, предназначенный для использования в барабанном тормозе в соответствии с одним вариантом воплощения изобретения, включает первый тормозную колодку. Первая тормозная колодка содержит ребро, имеющее первый и второй концы. Первый конец выполнен с возможностью шарнирного соединения с соответствующим тормозным пауком барабанного тормоза, а второй конец выполнен с возможностью взаимодействия с соответствующим первым толкателем кулачкового тормоза, с помощью которого первая тормозная колодка перемещается между положениями зацепления и разъединения с соответствующей тормозной поверхностью. Второй конец включает радиально проходящую кромку, имеющую радиально внутренний и внешний концы. Первая тормозная колодка дополнительно включает тормозная пластина, установленную на ребре. Узел тормозной колодки дополнительно включает вторую тормозную колодку. Вторая тормозная колодка включает ребро, имеющее первый и второй концы. Первый конец ребра второй тормозной колодки выполнен с возможностью шарнирного соединения с тормозным пауком барабанного тормоза, а второй конец ребра второй тормозной колодки выполнен с возможностью взаимодействия с соответствующим вторым толкателем кулачка, с помощью которого втора тормозная колодка перемещается между положениями зацепления и разъединения с тормозной поверхностью. Второй конец ребра второй тормозной колодки включает радиально проходящую кромку, имеющую радиально внутренний и внешний концы. Вторая тормозная колодка дополнительно включает тормозную пластину, установленную на ребре второй тормозной колодки. Ребра первой и второй тормозных колодок предназначены для взаимодействия с соответствующими первым и вторым толкателями кулачков, при этом расстояние между радиально внешним концом радиально выступающей кромки ребра первой тормозной колодки и радиально центральной точкой зацепление между ребром первой тормозной колодки и первым толкателем кулачка отличается от расстояния между радиально внешним концом радиально отходящей кромки ребра второй тормозного колодки и радиально-центральной точкой зацепления между ребром второй тормозной колодки и вторым толкателем кулачка.

[0010] Тормоз в соответствии с изобретением представляет собой улучшение по сравнению с обычными тормозами. В частности, путем регулирования положения толкателей кулачка со смещением, усилие кулачка на толкатели и тормозные колодки может быть, в основном, по касательной к дуге поворота тормозных колодок, что снижает любое расхождение между эффективной силой торможения, и силой действия кулачка. В результате механическое напряжение в опорных ребрах тормозных колодок уменьшается, что снижает время простоя и затраты на ремонт в результате появления трещин в опорном ребре. Эффективность срабатывания тормозной системы также увеличивается, что позволяет уменьшить размер воздушной камеры для тормозного привода и/или использовать тормозные колодки с более низкими коэффициентами трения. Тормоз по настоящему изобретению также позволяет увеличить величину хода толкателей кулачка и позволяет отводить тормозные колодки на большее расстояние от тормозной поверхности, позволяя, таким образом, использовать более толстые тормозные колодки и увеличивая срок службы тормозных колодок.

[0011] Приведенные выше признаки, особенности, детали устройства и преимущества настоящего изобретения будут очевидны специалистам в данной области при чтении следующего описания, формулы изобретения со ссылками на прилагаемые чертежи.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

[0012] Фигура 1 - вид в плане известного тормоза.

[0013] Фигура 2 - вид в плане тормоза в соответствии с одним вариантом воплощением настоящего изобретения.

[0014] Фигура 3 - вид в плане тормоза в соответствии с другим вариантом воплощения настоящего изобретения.

[0015] Фигура 4 - увеличенный вид одного конца опорного ребра тормозной колодки в соответствии с настоящим изобретением.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

[0016] На приложенных чертежах одинаковые цифровые позиции обозначают одинаковые компоненты в различных видах, Фигура 2 иллюстрирует тормоз 40 в соответствии с одним вариантом воплощения настоящего изобретения. Тормоз 40 служит для замедления вращения одного или нескольких колес автомобиля. Тормоз 40 особенно подходит для использования в тяжелых транспортных средствах. Следует, однако, понимать, что тормоз 40 может использоваться на самых разнообразных транспортных средствах и в других механизмах. Тормоз 40 сконфигурирован против действия кольцевого тормозного барабана 42, который вращается вместе с колесом или колесами автомобиля на одном конце полуоси (не показано). Тормоз 40 может включать тормозной паук 44, один или более пальцев 46, тормозные колодки 48, 50, возвратные и фиксирующие пружины 52, 54 и средства, такие как кулачок 56 и ролики или толкатели 58, 60, для перемещения тормозных колодок 48, 50 между положениями сцепления и расцепления с тормозной поверхностью.

[0017] Паук 44 служит для крепления различных компонентов тормоза 40. Паук 44 определяет центральное отверстие 62, имеющее центральную ось 64, которая может совпадать с осью вращения колес транспортного средства. Отверстие 62 предназначено для приема полуоси транспортного средства, проходящего через него вдоль оси 64. Паук 44 дополнительно может определять отверстия (не показаны) по обе стороны от отверстия 62, для приема анкерного пальца 46 и распределительного вала (не показан), поддерживающего кулачок 56.

[0018] Анкерный палец 46 обеспечивает шарнирно соединение тормозных колодок 48, 50 с тормозным пауком 44. Анкерный палец 46 может представлять собой круглый стержень и может быть установлен на тормозном пауке 44 или отходить от него. На фигуре 3 представлен альтернативный вариант в виде тормоза 40', который может включать несколько анкерных пальцев 46 на каждой из тормозных колодок 48, 50, шарнирно соединенных с отдельным анкерным пальцем 46.

[0019] Тормозные колодки 48, 50 предназначены для выборочного сцепления с тормозной поверхностью 66 барабана 42 для замедления крутящего момента и торможения барабана и одного или нескольких колес автомобиля. Тормозные колодки 48, 50 могут вместе составить комплект тормозных колодок, адаптированных для использования в тормозе 40 или 40'. Тормозные колодки 48, 50 поддерживаются на анкерных пальцах 46 и, таким образом, шарнирно соединены с пауком 44 на одном конце. Каждая тормозная колодка 48, 50 может содержать один или несколько опорных ребер 68 тормозную пластину 70 и одну или несколько тормозных накладок 72.

[0020] Ребра 68 поддерживают тормозную пластину 70. Ребра 68 могут также обеспечить точку соединения для возвратной пружины 52 и стопорной пружины 54. Ребра 68 могут быть изготовлены из металла и металлических сплавов, в частности, из стали.

Ребра 68 имеют дугообразную форму и проходят между противоположными концами тормозных колодок 48, 50. Следует отметить, что количество ребер 68 в каждом тормозе 48, 50 может отличаться и, следовательно, каждая тормозная колодка 48, 50 может включать множество ребер 68, которые проходят в целом параллельно друг другу. Ребра 68 могут быть прикреплены к тормозной пластине 70 с помощью сварки или других обычных крепежных средств. Каждое ребро 68 может иметь один конец 74, который определяет полукруглый вырез 76, в который входит соответствующий анкерный палец 46. В соответствии с одним вариантом воплощения настоящего изобретения, на противоположном конце 78 каждое ребро 68 может быть связан с роликами 58, 60 в первом и втором радиально смещенном положении. Как показано на фигуре 4, конец 78 ребра 68 может быть разделен на множество радиально смещенных 80, 82, Каждая часть 80, 82 может быть выполнена с возможностью сцепления с роликом 58, 60 и, таким образом, разместить ролики 58, 60 в соответствующем радиально смещенном положении. Например, ребро 68 может иметь более одного полукруглого выреза 84, 86, предназначенного для приема роликов 58, 60, при этом каждая часть 80, 82 имеет соответствующий вырез 84, 86. Конец 78 ребра 68 может дополнительно определять в радиальном направлении кромку 88, имеющую радиально внутренний и внешний концы 90, 92. Вырезы 84, 86 могут быть выполнены вдоль кромки 88 и могут быть расположены между концами 90, 92 кромки 88. Каждый из вырезов 84, 86 определяет радиально внутреннюю и радиально внешнюю точку сцепления 94, 96 и 98, 100, соответственно, для роликов 58, 60 и радиально центральные точки сцепления 102, 104, соответственно, примерно на полпути между соответствующими радиально внутренними и внешними удаленными точками сцепления 94, 96 и 98, 100. Как показано на фигурах 2-3, ролики 58, 60 могут быть расположены таким образом, что ролик 58 входит в вырез 84 ребра 68 тормозной колодки 48, тогда как ролик 60 входит в вырез 86 ребра 68 тормозной колодки 50. В результате, со ссылкой на фигуру 4, расстояние в тормозной колодке 48 между радиально внутренним концом 90 кромки 88 и радиально центральной точкой сцепления 102 ребра 68 тормозной колодки и роликом 48 и роликом 58 отличается от расстояния в тормозной колодке 50 между радиально внутренним концом 90 кромки 88 и радиально центральной точки сцепления 104 ребра 68 тормозной колодки роликов 50 и 60. Аналогичным образом, расстояние в тормозной колодке 48 между радиально внешним концом 92 кромки 88 и радиально центральной точкой сцепления 102 ребра 68 роликов 48 и 58 тормозной колодки отличается от расстояния в тормозной колодке 50 между радиально внешним концом 92 кромки 88 и радиально центральной точкой сцепления 104 ребра 68 тормозной колодки и роликом 60.

[0021] В вариантах воплощения, показанных на фигурах 2 и 3, ребра 68 каждой тормозной колодки 48, 50 идентичны по конструкции, так что ребра 68 и тормозные колодки 48, 50 в тормозе 40 или 40' взаимозаменяемы. В частности, каждое ребро 68 имеет вырез 84, 86, где вырез 84 радиально наиболее удален от выреза 86. Однако в альтернативном варианте воплощения ребро (ребра) 68 тормозных колодок 48, 50 и, в частности, форма концов 78 тормозных ребер 68 может отличаться. Например, ребро (ребра) 68 тормозной колодки 48 может включать только один из вырезов 84, 86, например, радиально внешний вырез 84, а ребро (ребра) 68 тормозной колодки 50 может иметь другие вырезы 84, 86, например, радиально внутренний вырез 86.

[0022] Тормозная пластина 70 используется для поддержки тормозных накладок 72. Пластина 70 лежит на опорных ребрах 68 и может иметь дугообразную форму. Пластина 70 может быть изготовлена из обычных металлов и металлических сплавов, включая сталь.

[0023] Тормозные накладки 72 обеспечивают фрикционное зацепление с тормозной поверхностью 66 барабана 42. Накладка 72 может быть изготовлена из обычных фрикционных материалов. Тормозные накладки 72 расположены на тормозной пластине 70 и могут быть прикреплены к тормозной пластине 70 с помощью заклепок или других обычных крепежных средств.

[0024] Возвратная пружина 52 предназначена для смещения тормозных колодок 48, 50 в положение отхода от тормозной поверхности 66 барабана 42. Стопорные пружины 54 предназначены для фиксации тормозных колодок 48, 50 и, в частности, ребер 68 на анкерном пальце (пальцах) 46. Пружины 52, 54 являются общеизвестными в данной области техники. Концы пружины 52 могут быть связаны со штифтами (не показаны), отходящими от ребер 68 тормозных колодок 48, 50, при этом концы пружины 54 проходят через соответствующие отверстия в опорных ребрах 68 тормозных колодок 48, 50.

[0025] Кулачок 56 вместе с роликами 58, 60 являются средством привода или средством перемещения тормозных колодок 48, 50 между положениями сцепления и расцепления с тормозной поверхностью 66 барабана 42. В представленном варианте воплощения кулачок 56 содержит сдвоенный S-образный разжимной кулачок, который входит в зацепление с роликами, 58, 60. Кулачок 56 связан с одним концом распределительного вала (не показан) и вращается вокруг оси вращения 106 реагирующей на силу воздействия на привод тормозной системы (не показана) на распределительном валу.

[0026] Ролики 58, 60 предназначены для передачи силы торможения от кулачка 56 тормозным колодкам 48, 50. Ролики 58, 60 имеют круглое в поперечное сечение и предназначены для входа в вырезы, 84, 86 ребра 68, сформированного на конце 78 колодок 48, 50, соответственно. Ролики 58, 60 входят в зацепление с ребрами 68 и кулачком 56 и следуют за поверхностью кулачка 56 при его вращении, вызывая, таким образом, поворот колодок 48, 50 вокруг оси 108 (фигура 2) или осей 110, 112 (фигура 3), определенных в центре анкерного пальца 46. В соответствии с настоящим изобретением, ролики 58, 60 смещены друг от друга. Плоскость 114 включает как ось 64, так и ось вращения 106 кулачка 56. Как показано на фигуре 2, плоскость 114 также может содержать ось вращения 108 в центре анкерного пальца 46. Кроме того, как показано на фигуре 3, в вариантах воплощения, где используются несколько анкерных пальцев 46, оси поворота 110, 112 анкерных пальцев 46 могут быть равноудалены от плоскости 114 по обе стороны от плоскости 114. Еще одна плоскость 116, включающая ось вращения 106 кулачка 56, проходит перпендикулярно плоскости 114. Центр ролика 58 расположен на одной стороне плоскости 116, в то время как центр ролика 60 расположен по другую сторону плоскости 116. Кроме того, поскольку ролики 58, 60 смещены относительно друг друга, расстояние d₁ между осью 64 и центром ролика 58 отличается от расстояния D₂ между осью 64 и центром ролика 60. В представленном варианте воплощения расстояние d₁ больше расстояния D₂. Аналогично, и со ссылкой на фигуру 2, расстояние D₃ между центром анкерного пальца 46 (т.е. оси 108) и центром ролика 58 отличается от расстояния D₄ между центром анкерного пальца 46 и центром ролика 60. В представленном варианте воплощения расстояние D₃ больше расстояния D₄. Аналогично, и со ссылкой на фигуру 3, в тормозе, в котором тормозные колодки 48, 50 смонтированы на отдельных анкерных пальцах 46 с центром в точках по обе стороны от плоскости 114 и равноудалены от плоскости 114, расстояние D₅ между центром анкерного пальца 46, поддерживающего тормозную колодку 48, и центром ролика 58 тоже отличается от расстояния D₆ между центром анкерного пальца 46, поддерживающего тормозную колодку 50, и центром ролика 60. Хотя расстояния между анкерным пальцем или пальцами 46 и роликами 58, 60 в представленном варианте воплощения отличаются друг от друга, в некоторых вариантах расстояния могут быть равными, несмотря на положение смещения роликов, например, в случае двух анкерных пальцев 46 на фигуре 3 с соответствующим отношением смещения. Хотя расстояния от анкерного пальца (пальцев) 46 до роликов 58, 60 на фигурах 2 и 3 отличаются в результате действия асимметричных сил в тормозе 40 или 40', их влияние существенно меньше, чем влияние асимметричных сил, уже присутствующих в тормозе 40 или 40' из-за типичного динамичного самовозбуждающегося действия ведущих тормозных колодок. Точное положение роликов 58, 60 может быть дополнительно оптимизировано с учетом трения в шейках роликов.

[0027] Тормоз 40 или 40' в соответствии с настоящим изобретением представляет собой улучшение по сравнению с обычными тормозами. В частности, при регулировании положения роликов 58, 60 и соответствующих роликов 58, 60 кулачок 56 прилагает рабочее усилие (обозначенное стрелками 118, 120) к роликам 58, 60 и тормозным колодкам 48, 50 в направлениях, перпендикулярных плоскости 114 (параллельно плоскости 116). Это усилие приложено, в основном, по касательной к дуге поворота тормозных колодок 48, 50 и, следовательно, уменьшает или устраняет любое расхождение между эффективной силой торможения и силой, прилагаемой кулачком 56. В результате снижается механическое напряжение в тормозных колодках и ребре 68, что уменьшает простои транспортных средств и затраты на ремонт в результате растрескивания ребра. Эффективность срабатывания тормозной системы 40 или 40' также повышается, что позволяет уменьшить размер воздушной камеры для привода тормоза и/или использовать тормозные накладки 72 с более низким коэффициентом трения. Тормоз 40 или 40' также позволяет увеличить степень перемещения толкателей кулачков 58, 60 и позволяет тормозным колодкам 48, 50 отходить на большее расстояние, таким образом, разрешая использование более толстых тормозных накладок 72 и повышая срок службы тормоза 40 или 40'.

[0028] Хотя изобретение было описано и показано на чертежах со ссылкой на один или несколько конкретных вариантов его воплощения, специалистам в данной области техники понятно, что могут быть сделаны различные изменения и модификации без выхода из духа и объема настоящего изобретения.

Реферат

Группа изобретений относится к области транспортного машиностроения. Барабанный тормоз содержит тормозную колодку. Тормозная колодка для барабанного тормоза содержит первое ребро и тормозную пластину, установленную на первом ребре. Первое ребро имеет первый и второй концы, причем указанный первый конец выполнен с возможностью шарнирного соединения с взаимодействующим тормозным пауком указанного барабанного тормоза. Второй конец указанного первого ребра выполнен с возможностью сцепления с взаимодействующим толкателем кулачка, расположенном на указанном втором конце указанного первого ребра, в первом и втором направлении радиального смещения. Толкатель кулачка осуществляет перемещение тормозной колодки между положениями зацепления и расцепления с соответствующей тормозной поверхностью. Достигается улучшение направления тормозных сил для снижения механического напряжения, а также повышение эффективности и увеличение толщины тормозных накладок барабанного тормоза. 4 н. и 23 з.п. ф-лы, 4 ил.

Формула