СКОБОВЫЙ ДИСКОВЫЙ ТОРМОЗ ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА, В ЧАСТНОСТИ АВТОМОБИЛЯ ПРОМЫШЛЕННОГО НАЗНАЧЕНИЯ, И СКОБА ТАКОГО ТОРМОЗА

Изобретение касается скобового дискового тормоза транспортного средства, в частности автомобиля промышленного назначения, включающего в себя тормозной диск, имеющий ось вращения, скобу тормоза, держатель тормоза, элемент силовой передачи, такой как, например, тормозная колодка и/или нажимной диск, который установлен и опирается в углублении скобы тормоза или держателя тормоза, прижимную пружину для прижатия элемента силовой передачи и зафиксированное и опирающее с помощью фиксирующего устройства на скобе прижимное устройство, которое предварительно напрягает прижимную пружину радиально относительно устройства силовой передачи и предварительно напрягает прижимную пружину тангенциально в направлении вращения при движении передним ходом относительно устройства силовой передачи, при этом фиксирующее устройство имеет среднюю линию, расположенную параллельно оси вращения.

Тормоза вышеназванного рода известны, например, из EP 694 707 B3. Характерным для тормозов по уровню техники является смещение оси прижимной скобы посредством внецентренной с геометрическим замыканием установки в скобе тормоза, чтобы посредством зацепления с геометрическим замыканием со специально выполненными для этого прижимными пружинами придавать тормозным накладкам наряду с радиальным, также тангенциальное предварительное напряжение.

Основной принцип радиального и тангенциального предварительного напряжения хорошо зарекомендовал себя и должен сохраняться. Однако для достижения большей экономичности и большего многообразия в соответствии с изобретением производятся конструктивные и функциональные изменения на скобе тормоза, а также на соответствующих частях прижимной системы.

На фиг. 1 и 2 показан тормоз по EP 694 707 B3. При этом на фиг. 1 показана тормозная накладка 11, направляемая и опирающаяся в направляющей углубления скобы тормоза или держателя тормоза радиально внутри и по обеим сторонам в окружном направлении, на радиальной наружной кромке которой установлена прижимная пружина, выполненная симметрично относительно ее средней оси в направлении обеих сторон. Прижимная пружина имеет в середине находящуюся радиально глубже среднюю область 3, от которой по обеим сторонам вдоль наружной кромки накладки в наружном направлении распространяются находящиеся выше лапки 6, 7 пружины, чтобы затем концевой стороной, пружиня, воздействовать на тормозную накладку, когда также симметрично выполненная прижимная скоба 1 входит в зацепление с геометрическим замыканием с выполненной здесь радиально внутри средней областью.

Прижимная скоба 1 выполнена из круглого материала. Предварительное напряжение пружины наступает тогда, когда прижимная скоба 1, как на фиг. 2, на стороне включения тормоза закрепляется в отверстиях для геометрического замыкания скобы тормоза и затем с другой стороны прочно, но с возможностью разъединения крепится со стороны обода на опорном блоке скобы тормоза посредством резьбового соединения. Прижимная скоба распространяется через отверстие скобы, служащее для монтажа/демонтажа тормозных накладок, установленных на обеих сторонах тормозного диска, и в направлении оси тормоза или, соответственно, средней оси A.

В осевом направлении тормозных накладок прижимные пружины соединены с тормозной накладкой, потому что радиальные продолжения 12, 14 наружной кромки тормозной накладки пронизывают продолговатые отверстия 8, 8, 10 в пружине. С концевой стороны лапки пружины прилегают к другим радиальным продолжениям 13, 13 наружной кромки тормозной накладки. Прижимные пружины выполнены в виде листовых пружин.

Радиальное и тангенциальное предварительное напряжение, воздействующее посредством прижимных пружин на тормозную накладку, по уровню техники создается за счет того, что прижимная скоба 1 входит в зацепление с геометрическим замыканием с радиально выполненной средней областью 2 прижимной пружины и, со своей стороны, с геометрическим замыканием опирается в креплениях скобы тормоза со стороны включения тормоза и со стороны обода, всегда со смещением на величину x осевого смещения относительно средней оси или, соответственно, оси A тормоза, в направлении вращения тормозного диска при движении передним ходом в направлении стороны выхода тормозного диска. Благодаря этому соответствующая лапка пружины вытесняется также в тангенциальном направлении. Для внецентренной установки с геометрическим замыканием прижимной скобы 1 в отливке скобы тормоза должны иметься требуемые для этого изготавливаемые способом литья элементы формы в соответствующем расположении, которые тогда затем еще должны подвергаться механическим обработкам. Места опор на/в скобе тормоза для прижимной скобы 1 выполнены, таким образом, асимметрично.

Соответствующие тормоза монтируются по обеим сторонам оси, так что они также должны быть выполнены зеркально-симметрично. Это означает, что для скоб тормоза по уровню техники для левого и правого тормоза требуются различные исполнения литейной модели для изготовления асимметричных областей опоры и фиксации. Следовательно, также положения последующей механической обработки для областей опоры и крепления у левого тормоза иные, чем у правого тормоза.

Из-за вышеназванной асимметрии этот принцип с различными исполнениями скоб противоречит экономичному и оптимизированному по стоимости изготовлению скоб тормоза, изготавливаемых способом литья и механически обрабатываемых большими сериями.

Поэтому в основе изобретения лежит задача усовершенствовать тормоз по EP 694 707 B3 таким образом, чтобы были устранены вышеназванные недостатки. В частности, в основе изобретения лежит задача более экономичного и многообразного исполнения скобового дискового тормоза вышеназванного рода.

В соответствии с изобретением поставленная задача у скобового дискового тормоза вышеназванного рода решается таким образом, что тангенциальное предварительное напряжение по меньшей мере частично обусловлено тем, что размеры прижимного устройства, измеренные в тангенциальном направлении от средней линии, со стороны выхода диска по меньшей мере на отдельных участках больше, чем со стороны входа диска.

При этом в основе изобретения лежит вывод о том, что фиксирующее устройство для прижимного устройства или, иначе выражаясь, области опоры для прижимной скобы на скобе могут выполняться симметрично тогда, когда тангенциальное предварительное напряжение прижимной пружины обусловлено не асимметрией скобы, а напротив, асимметрией прижимного устройства.

Преимущества при этом очевидны. Потому что скобы тормоза, выполненные в областях фиксации и опоры для прижимного устройства зеркально-симметрично для каждой оси, для выполнения способом литья больше не требуют настолько различных литейных форм. Кроме того, может унифицироваться последующая механическая обработка.

Поэтому логичным образом, наряду с самим соответствующим тормозом, изобретение создает также изготовленную способом литья скобу тормоза, у которой фиксирующее устройство для фиксации и опирания прижимного устройства является симметричным относительно радиальной плоскости, содержащей среднюю линию, если только его контур задан способом литья. При этом под заданной способом литья симметрией в соответствии с изобретением подразумевается, что для глобального изготовления контура фиксирующего устройства применяется литейная форма соответственно симметричного контура, в отличие от чего асимметрии, которые обусловливаются обработками, осуществляющимися после литья, находятся в рамках изобретения, например, асимметричное выполнение одного или нескольких отверстий и/или асимметричные механические обработки с целью отделки поверхности.

В другом варианте осуществления может быть предусмотрено, что фиксирующее устройство имеет выступ, распространяющийся в направлении оси вращения, боковые стороны которого служат для восприятия тангенциальных сил, а находящаяся радиально внутри сторона которого служит для восприятия радиальных сил. Выступ также предпочтительно выполнен в виде кромки крыши.

Другими словами, по этому варианту осуществления для прижимного устройства имеется область фиксации с геометрическим замыканием. Она выполнена в виде блока геометрического замыкания в отливке и в направлении стороны тормозного диска или, соответственно, прижимного устройства имеет выступ в виде кромки крыши, на который радиально опирается ответный конец прижимной скобы, когда расположенные с обеих сторон цапфовые продолжения тоже ответным образом охватывают наружные поверхности блока геометрического замыкания. При этом геометрическое замыкание в смонтированном состоянии создается симметрично.

В соответствии с изобретением также предпочтительно выступ фиксирующего устройства находится со стороны включения тормоза.

По другому предпочтительному варианту осуществления изобретения фиксирующее устройство может иметь кодирующее устройство. Тем самым может обеспечиваться, чтобы на скобе монтировалось только подходящее к этой скобе тормоза прижимное устройство.

Кодирующее устройство может иметь установочный элемент. Такой установочный элемент может простым образом оставляться в виде выступающей части при механической обработке поверхности. Установочный элемент может быть, в принципе, выполнен и расположена любым образом. Для кодировки в таком случае на соответствующем прижимном устройстве в соответствующем положении выполнена ответная выемка, так чтобы только это прижимное устройство подходило к тормозу или, соответственно, к скобе. Таким образом может создаваться кодировка, с помощью которой подбирается правильное для левого или, соответственно, правого тормоза прижимное устройство и/или обеспечивается правильное прижимное устройство с учетом размера комплектуемого тормоза.

Дополнительно или альтернативно может быть предусмотрено изготовление охватывающих крюков, выполненных между контуром опорного блока по периметру и на прижимной скобе. Когда эти части или, соответственно, соединительные области отвечают друг другу, совпадая, тем самым может тоже обеспечиваться правильное соответствие.

Фиксирующее устройство в соответствии с изобретением может предпочтительно иметь устройство для резьбового соединения. Благодаря этому получен особенно простой вариант осуществления.

Кодирующее устройство и/или устройство для резьбового соединения в соответствии с изобретением может/могут находиться со стороны обода. Если это не выполнено способом литья, ни кодирующее устройство, ни устройство для резьбового соединения не обязано быть выполнено симметрично относительно радиальной плоскости, содержащей среднюю линию.

Изобретение применимо как к неподвижной скобе, так и к плавающей скобе.

Ниже изобретение поясняется более детально с дополнительными подробностями на предпочтительных примерах осуществления со ссылкой на прилагаемые чертежи. При этом показано:

фиг. 1 и 2: скобовые дисковые тормоза по уровню техники;

фиг. 3 и 4: схематичные виды сверху скобового дискового тормоза по одному из примеров осуществления изобретения;

фиг. 5: схематичный вид в перспективе тормоза в соответствии с фиг. 3 и 4;

фиг. 6: схематичный вид сечения тормоза в соответствии с фиг. 3 и 4;

фиг. 7: схематично прижимная скоба тормоза в соответствии с фиг. 3 и 4;

фиг. 8 и 9: взаимодействие прижимной скобы со скобой тормоза;

фиг. 10: частичный вид в перспективе области фиксации прижимной скобы на скобе тормоза;

фиг. 11: схематичный частичный вид другой области фиксации прижимной скобы на скобе;

фиг. 12 и 13: два разных варианта осуществления крепления прижимной скобы на скобе со стороны обода;

фиг. 14-18: разные виды прижимных пружин для тормоза в соответствии с фиг. 3 и 4 и

фиг. 19 и 20: виды в сечении взаимодействия прижимной скобы с прижимной пружиной по одному из примеров осуществления изобретения или, соответственно, по уровню техники.

Изображенный на чертеже пример осуществления скобового дискового тормоза в соответствии с изобретением имеет (не показанный) тормозной диск, ось вращения которого обозначена A. Направление вращения при движении передним ходом обозначено стрелкой D. Тормоз имеет скобу 20 тормоза и держатель 22 тормоза, при этом скоба тормоза, подобно раме, охватывает (не показанный) тормозной диск. Расположенная со стороны обода тормозная накладка, состоящая из металлической задней пластины, снабженной фрикционной накладкой, обозначена ссылочным обозначением 24, расположенная со стороны включения тормоза тормозная накладка, состоящая из металлической задней пластины, снабженной фрикционной накладкой, ссылочным обозначением 26, а нажимной диск – ссылочным обозначением 28. Вышеназванные элементы представляют собой элементы силовой передачи. Они прижимаются, т.е. предварительно напрягаются в радиальном направлении с помощью прижимных пружин 30, 32 или, соответственно, 34. Как еще будет поясняться позднее, тормозная накладка 26 и нажимной диск 28 предварительно напрягаются также в тангенциальном направлении.

Для прижатия вышеназванных прижимных пружин 30, 32 и 34 служит выполненное в виде прижимной скобы 36 прижимное устройство, которое распространяется через отверстие скобы, служащее для монтажа/демонтажа тормозных накладок, установленных на обеих сторонах тормозного диска. При этом прижимная скоба 36 ответственна не только за радиальное предварительное напряжение прижимных пружин 30, 32 и 34, но также и за тангенциальное предварительное напряжение прижимных пружин 32 и 34. На прижимные пружины 30 и тормозную накладку 24 действует, в отличие от этого, только радиальное предварительное напряжение, но не тангенциальное. Благодаря этому предотвращаются моменты, неблагоприятные для эксплуатации тормоза и оказывающие воздействие на легкую перемещаемость плавающей скобы, которые обусловливались бы тангенциальным предварительным напряжением прижимной пружины 30 и тормозной накладки 24.

Скоба 20 тормоза, которая в изображенном на чертеже примере осуществления представляет собой плавающую скобу, имеет фиксирующее устройство для фиксации и опирания прижимной скобы 36. Это фиксирующее устройство имеет две области, а именно, расположенную со стороны обода область 38 и расположенную со стороны включения тормоза область 40. Обе области (на виде сверху) выполнены симметрично относительно средней линии M, которая располагается параллельно оси A вращения. Они симметричны также относительно радиальной средней плоскости ME, которая натягивается осью A вращения и средней линией M. Благодаря этой симметрии контур фиксирующего устройства таков, что при литье скобы может применяться одна и та же форма, не важно, предназначена ли скоба для правого или левого тормоза.

Расположенная со стороны включения тормоза области 40 фиксирующего устройства имеет выполненный подобно кромке крыши выступ 42. Его боковые стороны 44, 46 служат для восприятия тангенциальных сил. Его находящаяся радиально внутри сторона 48 служит для восприятия радиальных сил.

Прижимная скоба 36 выполнена подходящей к выступу 42 со стороны включения тормоза. Так, она имеет вогнутость 50, в которой в смонтированном состоянии помещается выступ 42. При этом боковые стороны 52 и 54 вогнутости 50 служат для передачи тангенциальных сил. Находящаяся радиально снаружи поверхность 56 служит для передачи радиальных сил. В смонтированном состоянии она прилегает к стороне 48 выступа 42, направленного к тормозному диску.

В расположенной со стороны обода области 38 скоба 20 имеет резьбовое отверстие 58, в которое ввертывается винт 60 для крепления прижимной скобы 36. Расположенная со стороны обода область 38 фиксирующего устройства, как и расположенная со стороны включения тормоза область 40, выполнена симметрично относительно средней линии M и средней плоскости ME. Только резьбовое отверстие 58 расположено не симметрично, чтобы препятствовать монтажу прижимной скобы для правого (левого) тормоза на левом (правом) тормозе. Оно выполнена не способом литья, а выполняется после собственно литья скобы посредством сверла и/или резьбового резца.

В области 38 фиксирующего устройства предусмотрено кодирующее устройство. Для этого в соответствии с фиг. 11 и 12 при механической обработке может оставляться выступающая часть 62, так чтобы в соответствии с фиг. 12 могла монтироваться только такая прижимная скоба 36, которая имеет выемку 64, подходящую к этой выступающей части 62. Как и резьбовое отверстие 58, выступающая часть 62 выполнена не способом литья, и поэтому может быть расположена асимметрично.

Дополнительно или альтернативно может быть также предусмотрено, чтобы прижимная скоба 36 в соответствии с фиг. 13 имела цапфовые продолжения, которые охватывают ответные структуры на скобе 20. Это, в свою очередь, обеспечивает возможность монтажа только подходящей прижимной скобы 36.

Выступающая часть 62, выемка 64 и цапфовые продолжения 66 и 68 представляют собой, таким образом, кодирующие устройства, которые обеспечивают установку на скобе только подходящей прижимной скобы.

Прижимная скоба асимметрична в двух отношениях. С одной стороны, она имеет тангенциальные продолжения 70 и 72 только со стороны включения тормоза, но не со стороны обода. С другой стороны, ее размеры V1, V2, измеренные в тангенциальном направлении от средней линии M в области первого продолжения 70, т.е. со стороны выхода диска, больше, чем в области продолжения 72, то есть со стороны входа диска.

Благодаря этой конфигурации можно придавать расположенной со стороны включения тормоза тормозной накладке 26 и находящемуся со стороны включения тормоза нажимному диску 28 тангенциальное предварительное напряжение, без необходимости соответственно асимметричного выполнения скобы 20 тормоза в областях 38 и 40 ее фиксирующего устройства для прижимной скобы 36, и без негативного действия тангенциального предварительного напряжения на тормозную накладку 24, расположенную со стороны обода.

Также можно целенаправленно простым образом при использовании прижимных пружин управлять многообразием, создавая различные предварительные напряжения пружин. Это может осуществляться посредством того, что в соответствии с фиг. 7 в направлении штриховых линий для выхода диска должна изменяться только ширина V1 прижимной скобы. Для этого надо только соответственно выполнить деформируемую штампованную деталь из листового металла. Тогда при использовании в.н. кодировок может осуществляться точное координирование соответствующего тормоза и условий его применения, без необходимости производить для этого адаптации к литым областям скобы тормоза.

Прижимная скоба 36 изготовлена предпочтительно в виде деформированной штампованной детали из листового металла и имеет вдавленный желобок, который смещен соответственно разности между размерами V1 и V2 относительно средней линии M или, соответственно, радиальной плоскости R. Вдавленный желобок обозначен ссылочным обозначением 74. В смонтированном состоянии он плоскостно прилегает к соответствующей прижимной пружине 30, 32 или, соответственно, 34 и служит для приложения радиального предварительного напряжения, сравн. фиг. 19. В отличие от этого, в варианте осуществления в соответствии с фиг. 20, который соответствует уровню техники, имеется только линейное прилегание. Такое линейное прилегание, разумеется, значительно сильнее нагружает прижимную пружину, чем плоскостное прилегание в соответствии с фиг. 19.

Варианты осуществления прижимной пружины в виде листовой пружины содержатся, в частности, на фиг. 14-18. Она имеет две одинаковые лапки 76, 78 пружины и расположенную между ними трапецеидальную среднюю область 80, которая выступает радиально внутрь. Две стороны трапецеидальной области 80 в ненапряженном состоянии составляют с ее дном по углу α, равному больше 95°. В изображенном на чертеже примере осуществления это 117°. С двумя смежными лапками 76, 78 пружины они составляют по углу β, равному меньше 85°. В изображенном примере осуществления этот угол β составляет 74°.

Пружины на виде сбоку не имеют углов. Более того, в ненапряженном состоянии в переходной области между двумя сторонами трапецеидальной области 80 и ее дном они являются каждая дугообразными, имея каждая радиус от 10 мм до 16 мм, в изображенном примере осуществления 13 мм, а в переходной области между трапецеидальной областью 80 и лапками 76, 78 пружины радиус от 4 мм до 9,5 мм, в изображенном примере осуществления 7 мм.

Лапки 76, 78 пружины могут быть выполнены прямыми соответственно фиг. 14-16. Но они могут быть также выполнены выпуклыми или вогнутыми, как это показано на фиг. 17 и 18.

Та область выступа 70, которая прилегает к прижимной пружине 32, на фиг. 19 обозначена ссылочным обозначением 82. Ее средняя точка M₈₂ находится на расстоянии H от средней точки M₇₄ в радиальном направлении, а в тангенциальном направлении на расстоянии E, при этом имеет место H<E. В противоположность этому, соответствующие линии 15 и 16 прилегания в уровне техники расположены таким образом, что имеет место: H=E, сравн. фиг. 20.

В изображенном на чертеже примере осуществления место P максимального (давления) напряжения в прижимной пружине 32, которое находится в переходной области между средней областью 74 и лапкой 76 пружины, далеко удалено от (плоскостной) области максимального износа вследствие трения или, соответственно, вследствие радиального упора тормозной накладки или, соответственно, нажимного диска в контактных областях.

При одинаковых условиях применения, которые названы выше, в отличие от этого, по уровню техники с фиг. 20 в радиальной контактной области имеется только линейное прилегание, так что тогда здесь место максимального износа в радиальной области, имеющей радиальное прилегание (смотри стрелку), примыкает непосредственно и вблизи области P максимального (давления) напряжения в прижимной пружине, причем здесь имеет место: H=E.

Как, в частности, показано на фиг. 19, прижимная скоба 36 в поперечном сечении имеет корытообразную конфигурацию, причем снаружи, т.е. на конце выступов 70, 72, она установлена наискосок. Благодаря этому возможны небольшие относительные движения (скольжение) при реверсивных движениях прижимной пружины. В уровне техники в соответствии с фиг. 20 при круглом материале, который прилегает к вертикальным участкам пружины, это не так. Предлагаемый изобретением вариант осуществления снижает нагрузки в критических зонах.

Как в уровне техники в соответствии с фиг. 1, здесь также в осевом направлении тормозных накладок прижимные пружины соединены с тормозной накладкой, потому что радиальные продолжения (12) наружной кромки тормозной накладки пронизывают продолговатые отверстия (8, 9) в обеих боковых лапках пружины. С концевой стороны лапки пружины прилегают к другим радиальным продолжениям (13, 13) наружной кромки тормозной накладки. Прижимные пружины выполнены в виде листовых пружин.

Раскрытые в приведенном выше описании, пунктах формулы изобретения, а также на чертеже признаки изобретения, как по отдельности, так и в любых комбинациях могут быть существенными для реализации изобретения в его разных вариантах осуществления.