CZ282521B6 - Samočinné nastavovací zařízení pro brzdu, zejména pro bubnovou brzdu - Google Patents

Abstract

Samočinné nastavovací zařízení pro brzdu má mechanismus rohatka - západka a bimetalový konstrukční díl, který při dosažení předem určené teploty vyřazuje západku (31) ze záběru s rohatkou (17), přičemž bimetalový konstrukční díl (29) nese západku (31).ŕ

Description

Samočinné nastavovací zařízení pro brzdu, zejména pro bubnovou brzdu

Oblast techniky

Vynález se týká samočinného nastavovacího zařízení pro brzdu, tvořeného mechanismem rohatka - západka a bimetalovým konstrukčním dílem, který při dosažení předem určené teploty vyřazuje západku ze záběru s rohatkou.

Dosavadní stav techniky

Takové samočinné nastavovací zařízení je známo zDE 30 19 214 C2. Tam je upevněn bimetalový pásek na západce západkové páky, nenese tedy západku. Spíše západka nese bimetalový konstrukční díl. Když se bimetalový konstrukční díl při ohřátí roztahuje, naráží na rohatku a nadzdvihuje tím západku od zubů rohatky. Tento stav techniky vyžaduje vedle západky, západku nesoucí (nebo s ní z jednoho kusu zhotovené) jako páky použít přídavný konstrukční díl bimetalový pásek. To zvyšuje náklady na výrobu.

Jmenovaný bimetalový konstrukční díl slouží k tomu, aby se zabránilo nadměrnému nastavení brzdy následkem tepelné roztažnosti brzdy. To platí zejména pro bubnové brzdy, jejichž rozměry se teplem při ohřátí tak zvětšují, že dochází ke zvětšení brzdové vůle.

Samočinné nastavovací zařízení má ale zabránit jen zvětšení brzdové vůle, ke kterému dochází vlivem opotřebení brzdového obložení a nikoliv vlivem tepelné roztažnosti dílů brzdy, zejména bubnu bubnové brzdy.

Pokud by došlo k nastavení brzdy také tehdy, když se brzdová vůle změní na základě tepelného efektu, nastává nebezpečí, že po ochlazení brzdy budou brzdové čelisti klouzat po jiných dílech brzdy (u bubnové brzdy po bubnu), což by mohlo vést k nežádoucímu ohřátí brzdy a dokonce ke zničení ložiska kola a brzdy.

Naproti tomu se u brzd zpravidla usiluje o co nejmenší brzdovou vůli (tedy např. u bubnové brzdy odstup mezi povrchem brzdového obložení a naproti ležící vnitřní plochou bubnu), aby byl umožněn co nejrychlejší reakční čas brzdy. U brzd se usiluje o co nejmenší tak zvaný mrtvý chod. Pokud je ale brzdová vůle velmi malá, mohou teploty brzdového bubnu již od např. 100 °C zapříčinit tak značné zvětšení brzdové vůle, že dojde k aktivaci samočinného nastavovacího zařízení, což má v tomto případě za následek vznik výše vysvětleného vysoce nežádoucího efektu.

Ze stavu techniky jsou známy četné pokusy zabránit nastavení nastavovacího zařízení vlivem popsaného působení teploty. Teplotně závislým řízením se přitom zabraňuje nežádoucímu nastavení. Jeden takový, relativně nákladný stav techniky, popisuje US-PS 2 292 017.

Také DE 30 19 223 C2 popisuje samočinné nastavovací zařízení, u kterého (právě tak jako u výše jmenovaného DE 30 19 214 C2) je použit přídavný konstrukční díl, aby bylo zabráněno nežádoucímu nastavení u ohřáté brzdy.

DE 25 08 614 C2 popisuje obecně samočinné nastavovací zařízení, u kterého lze přednostně aplikovat předložený vynález. Toto známé samočinné nastavovací zařízení je opatřeno délkově nastavitelnou vzpěrou, která je uspořádána mezi jednou z brzdových čelistí a mechanickou ovládací pákou brzdy a pružností pružiny je držena v kontaktu s druhou brzdovou čelistí. Západková páka je uložena na jedné z brzdových čelistí a zabírá s ozubeným kolem rohatky, uloženým otočně na vzpěře, takže délka vzpěry je přestavována, aby vyrovnávala nadměrné

-1 CZ 282521 B6 opotřebení brzdových čelistí. Přitom je západková páka vytvořena jakou dvouramenná páka, jejíž jedno rameno nese západku a jejíž druhé rameno je stále a axiálně pomocí pružiny předepjaté proti konci vzpěry. Tento stav techniky je dále pokládán za známý.

Úlohou vynálezu je vytvořit samočinné nastavovací zařízení pro brzdu, zejména pro bubnovou brzdu, které by s nízkými výrobními náklady a co nej spolehlivěji zabránilo nežádoucímu nastavení brzdy způsobovanému teplotou.

Podstata vynálezu

Podle vynálezu řeší danou úlohu samočinné nastavovací zařízení pro brzdu, tvořené mechanismem rohatka - západka a bimetalovým konstrukčním dílem, který při dosažení předem určené teploty vyřazuje západku ze záběru s rohatkou, jehož podstata spočívá v tom, že bimetalový konstrukční díl nese západku.

Tento princip vynálezu, aplikovaný na stav techniky podle DE 25 08 614, vede ktomu, že západková páka (označovaná také jako nastavovací páka) sama sestává minimálně částečně z bimetalu.

Spolehlivost zařízení je podle výhodného provedení vynálezu zvýšena tím, že bimetalový konstrukční díl je upevněn na nosiči brzdového obložení. Tím se zlepšuje vedení tepla k bimetalovému konstrukčnímu dílu, takže tento spolehlivě reaguje.

Přehled obrázků na výkrese

Následně bude blíže objasněn příklad provedení vynálezu pomocí výkresů, na kterých je znázorněno:

obr. 1 - schematicky bubnová brzda;

obr. 2 - řez odpovídající rovině D-D na obr. 1;

obr. 3 - výřez z bubnové brzdy podle obr. 1 ve zvětšeném měřítku;

obr. 4 - řez odpovídající rovině C-C na obr. 3;

obr. 5 - pohled na uspořádání podle obr. 3 zespodu, přičemž brzda se nachází v chladném stavu; obr. 6 - stranový pohled na rohatku a západku při chladné brzdě;

obr. 7 - pohled na uspořádání podle obr. 5 a při horké brzdě;

obr. 8 - pohled na rohatku a západku při horké brzdě.

Příklady provedení vynálezu

Bubnovou brzdu, podle obr. 1, tvoří dvě brzdové čelisti 1, 2, které jsou přimontovány na kotevní desce 3. Připojení je provedeno pomocí přidržovací pružiny 4, misky 5 pružiny a kolíku 6. Na svých spodních koncích 7, 8 jsou brzdové čelisti podepřeny ložiskovým blokem 9. Mezi horními konci brzdových čelistí 1, 2 je známým způsobem uspořádán brzdový váleček 10 kola, ve kterém dva ovládací písty 11 (znázorněn pouze jeden) tlačí při přivedení brzdové kapaliny brzdové čelisti 1, 2 proti brzdovému bubnu (není znázorněn).

Kromě hydraulického je také možné mechanické ovládání brzdy. K tomu slouží brzdová páka 12, která je otočně uložena vpravo na obr. 1 znázorněné brzdové čelisti 2. Pomocí brzdového lanka 13 je brzdová páka 12 mechanicky ovladatelná (např. ručním ovládáním). Mechanická brzdová páka 12 je otočná kolem ložiska M.

-2l

Vzpěra 15 je uspořádána mezi oběma brzdovými čelistmi 1, 2. Vzpěra 15 sestává z pouzdra 16, rohatky 17 (nazývané též „nastavovací pastorek“) a tlačné tyče 18. jak je blíže znázorněno na obr. 2 (také v DE 25 08 614 C2). Pod ložiskem 14 je brzdová páka 12 vzpěrou 15 spřažena s na obr. 1 vlevo znázorněnou brzdovou čelistí 1. Pokud je podle obr. 1 brzdové lanko 13 spojené s brzdovou pákou 12, taženo vlevo, natáčí se brzdová páka kolem ložiska 14 (ve směru hodinových ručiček) a tlačí přitom přes vzpěru 15 levou brzdovou čelist 1 proti brzdovému bubnu (není znázorněn). Potom se pootáčí brzdová páka 12 kolem dosedacího místa 19 na vzpěře 15 a tlačí přitom přes ložisko 14 druhou brzdovou čelist 2 na brzdový buben. Brzdový moment se přes ložiskový blok 9 vede na kotevní desku 3 a z ní na nápravu vozidla (není znázorněna).

Po uvolnění brzdy (po hydraulickém nebo mechanickém ovládání) odtáhnou čelisťové vratné pružiny 20, 21 brzdové čelisti 1, 2 opět zpět do klidového postavení. V klidovém postavení jsou síly pružin přebírány vzpěrou 15 popřípadě ložiskovým blokem 9. Napínací pružina 22, se dvěma odstávajícími rameny, podporuje zpětné pootočení brzdové páky 12 do klidového postavení, až tato narazí dorazem 23 na stojinu 24 odtokové brzdové čelisti 2.

Při hydraulickém ovládání tlačí písty 11 brzdového válečku 10 brzdové čelisti L 2 proti brzdovému bubnu (není znázorněn). Tím je odlehčena vzpěra 15. Při ovládání brzdy se zvětšuje odstup 25 (obr. 2) mezi dosedacím místem 27 náběhové brzdové čelisti 1 a dosedacím místem 19 brzdové páky 12 v závislosti na brzdové vůli. Brzdová vůle je kromě jiného určena opotřebením obložení brzdových čelistí L 2.

Nastavovací pružina 28 napíná trvale nastavovací páku 29, takže nastavovací páka 29 je trvale předepnuta ve směru hodinových ručiček kolem ložiska 30. Nastavovací páka 29 má západku 31 a její spolupůsobení s rohatkou 17 je blíže znázorněno na obr. 3 až 8.

Za určitých podmínek otáčí západka 31 nastavovací páky 29 rohatkou 17. Rohatka 17 má na svém obvodu pilové ozubení, což je jako takové známo ze stavu techniky.

Tažná síla, působící od nastavovací pružiny 28 na nastavovací páku 29, vytváří na nastavovací páce 29 kroutící moment, působící kolem ložiska 30 ve směru hodinových ručiček. Tento kroutící moment je přenášen přes levé kratší pákové rameno 32 (obr. 3, obr. 4) na tlačnou tyč 18 a sice na místě 33 podle obr. 3. Síla, která je zde přenášena pákovým ramenem 32 na tlačnou tyč činí u znázorněného příkladu provedení asi 4 kp. Tato sílaje přenášena přes nastavovací závit 34 (obr. 4) tlačné tyče 18 na vnitřní závit 35 rohatky 17 (nastavovací pastorek) a její boční plochou 36 dále na pouzdro 16 a z něho na dosedací místo 19 na ruční brzdové páce 12. Pro otáčení rohatky 17, kterým se prodlužuje celková délka vzpěry 15, je tedy vždy třeba překonat tření vznikající ve zmíněném závitu, jakož i na boční ploše pouzdra, působením zmíněné síly o velikosti 4 kp. Tyto třecí síly způsobují společně s pilovým ozubením 37 rohatky 17, znázorněným na obr. 6 a 8, že západka 31 nastavovací páky 29 natáčí v jednom směru otáčení nastavovací páky (ve směru hodinových ručiček) rohatku ve smyslu prodloužení vzpěry 15, zatímco ve druhém směru otáčení klouže západka naprázdno přes ozubení. Bez takovéhoto tření by vznikalo nebezpečí, že přes pilové ozubení by se rohatka mohla otáčet zpět.

Rohatka 17 (nastavovací pastorek) má podle obr. 6 a 8 pilové ozubení 37, které má ve vztahu k poloměru dvě asymetrické plochy 38, 39, z nichž jedna (38) je uspořádána více tangenciálně, zatímco druhá (39) probíhá více radiálně.

Když je brzdová vůle relativně malá, je také úhel natočení nastavovací páky 29 kolem ložiska 30 relativně malý, takže západka 31 nastavovací páky 29 se pohybuje jen na více tangenciálně nastavené ploše 38 pilového ozubení 37. Západka 31 neklouže přes hrany zubů. Teprve při relativně velkém úhlu natočení nastavovací páky 29 táhne západka 31 za více radiálně nastavenou plochu 39 zubu 37 a pootáčí tak rohatku 17, takže dochází k prodloužení vzpěry 1_5.

-3I

Při uvolnění brzdy se otáčí nastavovací páka 29 zpět do své výchozí polohy a zabírá s dalším radiálním bokem zubu.

Když se brzdový buben ohřeje, tak se roztáhne a zvětší tím svůj vnitřní průměr. Při ovládání brzdy se zvětšuje úhel natočení nastavovací páky na základě tepelné roztažnosti, což by bez dále popsaných opatření způsobilo nastavení vzpěry 15, což by při ochlazení a smrštění brzdového bubnu mohlo vést k opotřebení brzdových čelistí.

Aby bylo zabráněno tomuto nežádoucímu efektu, je nastavovací páka 29 vytvořena zvláštním způsobem, totiž jako bimetalový konstrukční díl.

Obrázky 5 a 6 ukazují nastavovací páku 29 u chladné brzdy. Nastavovací pružina 28 (na obr. 5 a 7 pro jednoduchost vynechána) způsobuje nejen otáčení nastavovací páky 29 kolem ložiska 30, nýbrž také táhne nepatrnou silou (u příkladného provedení 0,2 kp) nastavovací páku u zobrazení podle obr. 5 směrem dolů, takže je západka 31 nastavovací páky 29 neustále tlačena touto silou na více tangenciálně nastavené plochy 38 pilového ozubení 37.

Obr. 7 a 8 ukazují nastavovací páku 29 u horké brzdy. Ohřátím bimetalu, ze kterého je zhotovena nastavovací páka 29, se tento silně zakřiví a sice tak, že západka 31 je oddálena od ozubení 37 rohatky 17 (viz. obr. 8). V průběhu takového tepelného zakřivení nastavovací páky 29 přichází zalomená oblast 43 nastavovací páky do styku se stojinou 40 náběhové brzdové čelisti L Na základě zakřivení nastavovací páky 29 tvaru S nebo Z opírá se tedy zalomená oblast 43 páky o stojinu 40 a proto je síla vyvozená nastavovací pružinou 28 a na obr. 7 směřující dolů, zachycena stojinou 40 a sice na dotykovém místě 44. Další ohřátí brzdy, a tím také nastavovací páky 29 vede ktomu, že dochází kdalšímu zakřivení nastavovací páky 29, které dovoluje, že západka 31 je plně oddálena od ozubení rohatky 17. Otáčení nastavovací páky 29 tak nevede k nastavení brzdy.

Popsané provedení samočinného nastavovacího zařízení umožňuje úpravou jediného konstrukčního dílu, a to ve stavu techniky obsažené nastavovací páky 29, zabránit nadměrnému nastavení při ohřátí brzdy, aniž by byl nutný přídavný bimetalový konstrukční díl. Nastavovací páka 29 má tedy dvojí funkci: za prvé způsobuje záběrem západky 31 do ozubení 37 rohatky 17 požadované nastavení brzdy při opotřebení obložení a dále způsobuje nastavovací páka 29 sama vyřazení nastavování při nadměrném ohřátí brzdy. Popsané uspořádání lze obvyklými bimetalickými materiály nastavit tak citlivě, že k odezvě zařízení dochází již při ohřátí na 60 °C. Západka 31 může být vytvořena integrálně s komponentem bimetalového konstrukčního dílu.

Claims (2)

1. PATENTOVÉ NÁROKY

   1. Samočinné nastavovací zařízení pro brzdu, zejména pro bubnovou brzdu, tvořené mechanismem rohatka - západka a bimetalovým konstrukčním dílem, který při dosažení předem určené teploty vyřazuje západku ze záběru srohatkou, vyznačující se tím, že bimetalovým konstrukčním dílem je nastavovací páka (29), která nese západku (31).
2. 2. Samočinné nastavovací zařízení podle nároku 1, vyznačující se tím, že nastavovací páka (29) je upevněna na stojině (40) brzdového obložení.