CZ2008504A3 - Kotoucová brzda - Google Patents

Abstract

Rešení se týká chlazení kotoucové brzdy, kde sestava kotoucové brzdy je doplnena termoštítem (5), který je pomocí závesu (8) upevnen šrouby (9) k nálitkum (10), vytvoreným na brzdici (1). Soucástí termoštítu (5) je ucho (6), odklonené smerem k disku kola (4) a lopatka (7) odklonená smerem k motoru (13). Horký vzduch vytékající pri brzdení z kanálu (3) brzdového kotouce (2) je uchem (6) termoštítu (5) odklánen k disku kola (4). Soucasne je chladný vzduch z okolního prostredí nasmerován lopatkou (7) na brzdic.

Description

Oblast techniky

Vynález se týká chlazení kotoučové brzdy, zejména kotoučové brzdy motorových vozidel.

Dosavadní stav techniky

Pro zpomalení jízdy i pro jiné režimy jsou u většiny vozidel, jako jsou například u osobních automobilů, používány brzdy. Ve většině případů je užita kotoučová brzdy, vyznačující se nízkou hmotností, vysokým brzdným účinkem a dostatečnou životností. Brzdného účinkuje u ní dosahováno třecím účinkem mezi rotujícím brzdovým kotoučem a brzdovým obložením, které je přes deštičky různým způsobem přitlačováno axiálně k brzdovému kotouči. Během brzdění dochází k přeměně mechanické energie vozidla na energii tepelnou, a to ve značném rozsahu. Vznikající tepelná energie je akumulována v hmotě brzdy, a to zejména v hmotě rotujícího brzdového kotouče. Akumulační schopnost kotoučové brzdy je ale omezena, během akumulace dochází ke zvyšování teploty dílů brzdy, a to zpočátku zejména brzdového kotouče. S postupným ohřevem brzdového kotouče, a to zejména při dlouhotrvajícím intenzivním brzděni, nebo při mnohonásobném brzdném manévru, například u sportovních nebo závodních vozidel, může dojít k tak vysokému ohřevu brzdového kotouče, že může být ohrožena jeho mechanická pevnost a tim silně ohrožena posádka vozu. Proto je nezbytné vybavit brzdu prvky, ktcrc jejímu přehřátí účinně čelí.

Hlavním opatřením jsou chladicí kanály, vytvořené v brzdovém kotouči. Tyto chladicí kanály, uspořádané například radiálně, ve formě evolventy nebo obecně jiného tvaru, odstředivou silou prohánějí vzduch v radiálním odstředivém směru přes brzdový kotouč, vzduch se silně ohřívá a odejímá teplo brzdovému kotouči. Vytékající vzduch vysoké teploty dále vtéká do vnitřní části rotujícího ráfku a dle provedení ráfku a aerodynamických vlastností vozu odtéká do okolního prostředí. Při výtoku vzduchu s vysokou teplotou, která může i přesahovat hranici 500 °C, je tímto žhavým proudem omýván brzdič, nutně těsně přiléhající k brzdovému kotouči. Brzdič je takto během brzdění i těsně po něm silně ohříván. Důvodem je přestup tepla vedením z brzdových deštiček do těla brzdíce a sáláni tepla z brzdového kotouče. Dalším silným zdrojem ohřevu brzdíce je jeho ofuk žhavým vzduchem, vytékajícím z chladicích kanálů brzdového kotouče tak, jak bylo výše popsáno.

• · •	* · 4	• 4	4	4	4 4 »·
*	g	•	4 ·	4	•	• 4 t ♦ ·
	a	*	4 t	•	• » · ♦
«*·*	«4		4«	«4 **

Těmito účinky, opět zejména při dlouhodobém intenzivním brzděni, nebo při vícenásobném brzdném manévru, typickém například pro sportovní nebo závodní vozy, dochází ke zvyšování teploty brzdiče. Zvýšení této teploty nad určitou mez, například 180 °C, je velmi nebezpečné a ohrožující bezpečnost posádky vozu. Důvodem je možnost vzniku parních bublin v brzdové kapalině, jejímž prostřednictvím je přenášen silový účinek na brzdové deštičky během brzdění. Pokud dojde k překročení teploty varu brzdové kapaliny, vzniknou v uzavřeném hydraulickém okruhu kotoučové brzdy pamí bubliny, které okamžitě vyřadí brzdový systém z činnosti a vozidlo není ovladatelné. Proto jsou i pro chlazení brzdiče využívána různá opatření, jako například nucený ofúk brzdičů ventilátory v podběhu kol, aerodynamické díly, které navádějí pohybující se vzduch v okolí kola směrem k brzdiči atd.

Nevýhodou současných opatření pro přídavné chlazení brzdiče je jejich malá účinnost, zvýšení komplikovanosti podvozku a taktéž to, že neřeší jednu z hlavních příčin ohřevu, ale pouze se snaží snížit její následky.

Podstata vynálezu

Uvedené nevýhody do značné míry odstraňuje a další výhody přináší kotoučová brzda dle tohoto vynálezu, jejíž podstata spočívá v tom, že brzdíc je opatřen termoštítem Součástí termoštítu je ucho, odkloněné směrem do ráfku a dále lopatka, odkloněná směrem k motoru. Termoštít má jazyky, které těsně bočně přiléhající ke kotouči, přičemž mezi jazyky je drážka. Termoštít je pomocí závěsů upevněn šrouby k nálitkům, vytvořenými na brzdiči.

K výhodám patentovaného provedeni patří zejména nižší tepelná zátěž brzdiče, dosažená tím, že žhavý výstupní vzduch z chladicích kanálů brzdového kotouče nezasahuje ofúkem přímo brzdič, který je chráněn termoštítem. Termoštít může být vyroben například z teplotně vysoce odolného nerezového plechu, přičemž pro dosaženi dostatečného odstiňovacího účinku postačuje i plech minimální tloušťky, například pod 1 mm. Vzhledem kmalé velikost termoštítu je i jeho hmotnost minimální, čímž není nepřijatelně zvýšena celková hmotnost brzdového kompletu.

• ’ · » • · ·' • * · · • · · · (t »· • · «*

Další výhodou termoštítu je mechanická ochrana brzdíce, například před většími nečistotami, jako zrnka písku atd. Tyto nečistoty potom nemohou vniknout mezi brzdový kotouč a deštičky a způsobit nežádoucí opotřebení a zvýšení rotačního odporu kol.

Další výhodou termoštítu je jeho aerodynamický účinek na žhavý vzduch, vytékající z chladicích kanálů. Pri vhodném odklonu termoštítu směrem k ráfku kola je tento přehřátý vzduch odváděn přes otvory v ráfku mimo kolo do vnějšího prostředí a tím je dále snížen účinek horkého vzduchu i na další díly kola, jako například na pneumatiky, elektronická čidla v kole atd.

Další výhodou termoštítu je jeho aerodynamický účinek na vzduch v podběhu kola. Tento vzduch proudí v okolí rotujícího kola, například proti směru jeho rotace. Důvodem je brodění kola ve vzduchové vrstvě mezi vozovkou a spodní částí podvozku vozu. Část tohoto vzduchu lze lopatkou, která může být součásti termoštítu, vhodně nasměrovat na vnější plochu brzdiče a tím dosáhnout snížení jeho teploty.

Další výhodou termoštítu může být jeho spolupráce s proudem chladicího vzduchu, který může být přiváděn do podběhu kola kanálem v podvozku nebo polokanálem, vytvořeným vhodnou prohlubní v podvozkové části vozu. Do cesty tohoto proudu může být umístěna lopatka, vytvořená jako část termoštítu, s níž může být tento proud nasměrován na vnější plochy brzdiče a tím dosaženo jeho intenzivní ochlazování.

Další výhodou termoštítu je ochrana vnějších ploch brzdiče před abrazivním opotřebením a tím prodloužení jeho životnosti.

Další výhodou termoštítu je ochrana proti abrazi některých dílů brzdiče, například přívodních hadic a propojovacích sroubení, čímž může být prodloužena jejich životnost a zvýšena bezpečnost vozu.

Další výhodou termoštítu, dosažitelná vhodným tvarováním jeho jazyků, je tepelná ochrana nejen brzdiče, ale i dalších prvků nápravy, například elektronických senzorů ABS a dalších.

Další výhodou termoštítu je zvýšení ochrany brzdiče před ostřikem vodou a nečistotami, obsaženými v této vodě, například solí, mastnost atd.

*·* ···· « « · · • · · · · · · · f · 9 · ·· · ♦ · · · · · · · · • · · · · · · · · · · ««·* ·· ·· ·♦ ·· ·*

Přehled obrázků na výkrese

Na obr. 1 je v částečném řezu znázorněn disk kola a kotoučová brzda a na obr. 2 je v axonometrickém pohledu znázorněn termoštít.

Příklad provedení vynálezu

Příklad provedení kotoučové brzdy je patrný z obr. 1. Kotoučová brzda je tvořena brzdovým kotoučem 2, který je opatřen brzdičem 1_, jež obsahuje brzdové obložení s brzdovými destičkami (neznázoměno). Ty jsou axiální silou přitlačovány k brzdovému kotouči 2 za účelem dosažení brzdícího účinku. Brzdíc 2 má nálitky 10, v kterých je pomocí upevňovacích elementů např. šroubů 9 přes závěsy 8 připevněn termoštít 5. Termoštít 5 je opatřen drážkou 14, jež jej dělí na dva jazyky 12, a kterou je nasazen na brzdový kotouč 2. Termoštít 5 je dále opatřen uchem 6 sahajícím do těsné blízkosti disku kola 4 a dále lopatkou 7 odkloněnou směrem k motoru 13· Termoštít 5 je vytvořen tvářením, například lisováním, z nerezového plechu tloušťky například 0,8 mm. Hrany 16 termoštítu 5 jsou lemovány tak, aby došlo ke zvýšení jeho tuhosti a bylo zabráněno jeho chvění.

Při jízdě vozidla během brzdění a krátce po něm vytéká z kanálů 3 brzdového kotouče 2 horký vzduch ve směru rotace 11, naráží na termoštít 5 a je jím odkláněn pomocí ucha 6 směrem k disku kola 4 a dále otvory 17 mimo vozidlo do vnějšího prostředí. Současně je chladný vzduch z okolního prostředí nasměrován lopatkou 7 na brzdíc 1 a tím dosaženo jeho ochlazování.

Claims (5)

1. Patentové nároky

   1. Kotoučová brzda sestávající z brzdového kotouče s chladícími kanály a brzdíce v y značená tím, že brzdíc (1) je opatřen termoštítem (5).
2. 2. Kotoučová brzda podle bodu 1, vyznačená tím, že termoštít (5) má ucho (6) , odkloněné směrem k disku kola (4).
3. 3. Kotoučová brzda podle bodu 1, vyznačená tím, že termoštít (5) má lopatku (7) , odkloněnou směrem k motoru (13).
4. 4. Kotoučová brzdapodlebodu 1, vyznačená tím, že termoštít (5) má jazyky (12), bočně přiléhající k brzdovému kotouči (2), přičemž mezi jazyky (12) je drážka (14).
5. 5. Kotoučová brzda podle bodu 1, vyznačená tím, že termoštít (5) je upevněn závěsy (8) a šrouby (9) k brzdicí (1).