CZ41298A3 - Uspořádání kotoučové brzdy a náboje kola automobilu - Google Patents

Description

Oblast techniky

Tento vynález se vztahuje k uspořádání kotoučové brzdy a náboje kola automobilu. Náboj kola, otáčivě připevněný k Části hřídele, je na vnější straně příčného řezu lemován střídajícími se zuby a mezerami se Šikmými okraji. Druhou součástí tohoto uspořádání je v náboji kola usazená kotoučová brzda, jejíž soustředný vnitřní prostor je lemován zuby a mezerami odpovídajícími zubfim a mezerám náboje tak, aby se brzda v náboji kola neotáčela, přičemž zuby a mezery kotouče brzdy a náboje kola do sebe zapadaj i.

Dosavadní, stav techniky

Kotoučové brzdy těžkých automobilů byly dříve upevňovány hlavně přišroubováním ke kruhové přírubě náboje kola a právě toto pevné spojení obou součástí vedlo k problémům. Při maximálních hodnotách brzdné síly, která u nejtěžších nákladních automobilů dosahuje hodnoty až 2.000 kpm, může toto pevné spojení způsobit deformace kotouče v důsledku silného zahřátí vyvolaného vysokou brzdnou s i1ou.

Pevné spojení kotouče brzdy s nábojem kola lze nahradit spojením za použití do sebe zapadajících profilů. Tímto uspořádáním je možné zvýšit pravděpodobnost vyhnutí se deformacím v důsledku přehřátí způsobeného brzděním a zároveň v souvislosti s tvarem náboje kola a konstrukcí do sebe zapadajících zubů a mezer snížit přenos tepla mezi kotoučem brzdy a nábojem.

Posledně uvedený typ uspořádání kotoučové brzdy a náboje kola, který značně omezuje zmíněné negativní

účinky, byl již dříve navrhnut k zavedení u nejtěžSí třídy nákladních téhož vynálezce popisuje uspořádání, v němž může být podle preambule až třicet zubů a mezer.

Vyrovnávání tangentálního tlaku v kotouči brzdy, och1azované zapuštěnými ventilačními otvory, je zaj i Sťováno 11 umicí mi paprskoví té dovni tř.

otvory se Štěrbinami směřujícími

V zubech náboje jsou kruhovité žlábky k prodloužení dráhy přenosu tepla tělesem náboje.

Kromě toho, že kotouč může při přehřátí nabýt radiálně na objemu aniž by doSlo k jeho deformaci , je při tomto uspořádání dosaženo i té značné výhody, že síly způsobující deformace kotouč© a stejně tak kroutící a ohybové momenty do sebe zapadajících profilů mohou být udrženy na přijatelné úrovni při současném snížení rizika pevného vzájemného zaklínění i při velmi vysokých brzdných silách, ke kterým dochází u nejtěžSí třídy automobilů. Zároveň je možné omezit přenoe tepla do ložisek pomocí kruhovitého žlábku a ventilačních otvorů v kotouči brzdy.

Protože v tomto uspořádání jsou ústí tlumičích otvorů. Štěrbiny a ústí ventilačních žlábků v zájmu dosažení zamýšlených účinků v té části kotouče, která je v obvodu středního prostoru v určité vzdálenosti od povrchu brzdového obložení, je brzdové obložení nad těmito otvory. V důsledku toho dochází k větSímu opotřebování brzdového obložení, k hromadění prachu a nečistot v uvedených otvorech, což čistění a v extremních vyvolává situacích nutnost pravidelného může vést k selhání brzdy

Podstata wnálegu

Cílem tohoto vynálezu je proto uspořádání využívající spojení zdokonalených do sebe zapadajících profilů náboje kola a kotouče brzdy, které je optimální vzhledem k silám způsobujícím deformace a kroutící a ohybové momenty do

seb© zapadajících profilů, při současném snižování tlaků vyvolaných zahříváním kotouče na přijatelnou úroveň a při efektivnějším omezování pronikáni tepla do náboje s tím, že údržba tohoto uspořádání je snadnější než tomu bylo dříve.

Toho je podle tohoto vynálezu dosaženo výše zmíněným typem uspořádání náboje kola a kotoučové brzdy s tím, že horní délka oblouku každého zubu na kotouči brzdy je menší než spodní délka oblouku přinejmenším každé druhé mezery mezi dvěma protilehlými sešikmenými okraji sousedních zubů, a dále tím, Že aspoň jeden sešikmený okraj každého zubu je u paty zubu vykrojen do prvního poloměru Ha, tento první poloměr přechází do druhého poloměru Rb, který je společný oběma protilehlým sešikmeným okrajům zubu a tvoří dno mezery. Další výhody a zdokonalení vyplynou z následujících uvedených údajů.

Nižšího zahřívání a stejně tak lepší schopnosti odolávat tangentálním i radiálním tlakům je dosaženo vynecháním tlumicích otvorů a štěrbin a jejich nahrazením velkým soustředným otvorem v kotouči brzdy se zuby a mezerami, pro něž platí, že poměr horní délky oblouku zubu k spodní délce oblouku mezery je menší než jedna. Tangentální tlaky v důsledku šíření tepla jsou sníženy pomocí oblouku s velkým poloměrem Rb, který se nachází mezi dvěma úpatími dvou sousedních zubů, mechanické tlaky jsou sníženy pomocí oblouku s malým poloměrem Ra, spojujícího oblouk s velkým poloměrem Rb se sešikmenými hranami příslušné strany paty zubu.

Protože šíření tepla z kotouče brzdy do náboje kola je přímo úměrné celkovému povrchu sešikmených hran, které se vzájemně dotýkají mezerami a zuby, závisí toto šíření tepla na počtu mezer a zubů. Pronikání tepla do náboje kola lze tak regulovat změnou počtu mezer a zubů.

Vynález je podrobněji popsán dále s odvoláním na přiložené schematické výkresy obou provedení.

4 4 4 4 4

444 4 44 44444

444 4444444

444 44 44 44 4 ·44

- 4 Stručný Přehled zobrazení na výkresech

Výkres 1 zobrazuje okraj radiální vnitřní části kotouče brzdy.

Na výkrese 2 je zobrazena část náboje kola a část kotouče brzdy podle výkresu 1 ve zvětšeném měřítku.

Na výkrese 3 je zobrazena jiná úprava radiální vnitřní čáBti kotouče brzdy.

Na výkrese 4 je zobrazena část náboje kola a část kotouče brzdy podle výkresu 3 ve zvětSeném měřítku.

Příklady- prov-sdení. vynáleasu

Vztahovou značkou 10 je označena hřídel procházející nábojem kola 11. který je s ní spojen běžným způsobem pomocí ložisek (například na nezobrazené přední anebo zadní nápravě nákladního vozu, přičemž na této nápravě je podobně nezobrazené zařízení s rozpěrací liStou anebo se spouštěcím mechanizmem). K náboji kola 11 je uvedeným způsobem pomocí do sebe zapadajících profilů připevněn kotouč brzdy 12. Pro tento účel je vnějSí radiální část náboje kola 11 lemována střídajícími se zuby 14 a mezerami 16 se seSikmenými okraji. Radiální vnitřní část 17 kotouče brzdy 1¾ je opatřena odpovídajícími mezerami 18 a zuby 20. které zapadají do zubů 14 a mezer 16 náboje kola.

Z výkresu 2 je zřejmé, že hloubka mezer 16 a 18 je poněkud větSí, než je výSka zubů 14 a 2Q. Mezery v náboji kola i v kotouči brzdy mají zaoblené dno 22 resp. 24, vrchní povrch 26 resp. 28 zubů je konstruován radiálně vzhledem ke střední ose 10. Mezery se dotýkají zaoblenými dny ploch seSikmených hran 30 přísluSných zubů. Tímto uspořádáním je uvedeným způsobem zajištěn povrchový dotyk celého povrchu všech seSikmených hran zubů. Rozměry kotouče brzdy 12 a náboje kola 11 jsou v tomto případě takové, že u nenaleženého vozidla je mezi odpovídajícími si povrchy seSikmených hran kotouče brzdy a náboje kola vůle 0,2 - 0,3 mm. V zobrazeném provedení mají náboj kola • · · · • · • · · · • ·

- 5 i kotouč brzdy dvacet zubů a mezer.

V zobrazených provedeních jsou dna mezer 18. 36 na kotouči brzdy opatřena vrstvou 32 zinku anebo nějakého jiného vhodného kovu, který zabrání vzájemnému pevnému spojení kotouče brzdy a náboje kola vlivem koroze. Touto vrstvou mfiže být v případě potřeby opatřeno několik mezer kotouče brzdy anebo mezery všechny. V některých provedeních, jak bude vysvětleno později, je vhodné zvýšit poněkud množství mezer a zubů, jejich počet by ale neměl být vyšší než 24. Vzhledem k obměnám tohoto počtu a podle velikosti kotouče má mít hloubka mezer hodnotu v intervalu zhruba 7,5 - 9 X poloměru otvoru 20 na kotouči brzdy.

jsou mezery 18 na spodního oblouku SbI

V provedení na výkresech 1 a 2 kotouči 12 brzdy vymezeny délkou a zuby 20 délkou horního oblouku Bsl.

rozmístěny po obvodu, přičemž platí

Zuby jsou rovnoměrně vztah Bsl/Ssl < 1.

Narozdíl od dřívějších uspořádání byly tlumicí otvory i s příslušnými štěrbinami vynechány. Tangentální tlaky při brzdění, způsobené nerovnoměrným z obložení kotouče do radiální vnitřní pronikáním části, jsou tepla místo toho sníženy zaoblenými dny 24 mezer 18.

které navazuji na šikmé hrany 30 prvním poloměrem Ha, který dále přechází do druhého poloměru Rb. Pomocí poloměru Ra jsou zmenšeny mechanické tlaky, jakými jsou na profily působící kroutící a ohybový moment. Platí, že Rb > Ra. V zájmu optimálního snížení tepelných i mechanických vlivů jsou podle této úpravy přednostní hodnoty obou poloměrů Ra = 5 a Rb = 24.

Podle velikosti disku se mohou oba poloměry pohybovat v intervalu 3-8 mm resp. 15-30 mm.

Ve srovnání s dřívějšími úpravami se třiceti zuby a mezerami bylo pronikání tepla do náboje kola omezeno zavedením menšího počtu zubů a mezer. Změnou počtu zubů a mezer je možné optimalizovat pronikání tepla z kotouče brzdy 12 do náboje kola 11. takže nedochází k deformacím ložisek kola a zároveň je dosaženo dostatečného ochlazování, které zabraňuje přehřátí vyvolávanému

99 9

9 • 9 ···99··

999 9 99 9999·

9 9 9999999 • 99 99 99 9 9 9999

- 6 kotoučem brzdy. Nedochází-li k dostatečnému ochlazování kotouče brzdy, je vhodné zvýšit uvedený počet mezer a zubů například na 24, anebo naopak při riziku zničeni ložisek je možné počet mezer a zubů snížit.

Na výkreBech 3 a 4 je zobrazeno druhé provedení, které se v hlavní funkci i v mnohém dalším podobá provedení předchozímu. Proto se v následujících řádcích zaměříme pouze na to, co je na tomto provedení odlišné. Radiální vnitřní nábojová část 17 kotoučové brzdy 12 je podobně lemována zuby 34 a velkými 36 a malými 38 mezerami. Mezery 36 a 38 mají sešikmené hrany. Zuby 34 jsou ale uspořádány vždy po dvou a každá dvojice je od dvojice následující oddělena velkou mezerou 36. V každé jednotlivé dvojici jsou zuby odděleny malou mezerou 38. Velká mezera 36 má tvar podobný mezeře popsané na výkresech 1 a 2, tzn. shora zploštěné sešikmené hrany plynule přecházejí do oblouku s prvním poloměrem Ba, který přechází do oblouku s druhým poloměrem Bb.

Náboj kola 11 je i ve druhém provedení lemován střídavě zuby 40 a mezerami 42 odpovídajícími kotouči brzdy. Zuby se sešikmenými hranami mají takové rozměry, že každý čtvrtý zub 4Q zapadá do malé mezery 38. Prostřední ze zbylé trojice zubů 40 se nedotýká velké mezery 2Lfi, zatímco každý z obou okrajových zubů se dotýká jedné sešikmené hrany velké mezery. Každá velká mezera 36 má zaoblené dno 44. Zuby náboje kola i kotouče brzdy jsou vymezeny horními povrchy 46 resp. 4fi. které jsou konstruovány radiálně vzhledem ke střední ose U2 a na něž jsou (podobně jako v předchozí úpravě vynálezu) usazeny na plochy sešikmených hran 50 odpovídající zuby. Takto je dosaženo vzájemným dotykem ploch 5Q a SX sešikmených hran na kotouči brzdy, resp. na náboji kola, podobné součinnosti, jako tomu bylo v předchozím provedení u ploch sešikmených hran 2LQV provedení na výkresu 3 a 4 jsou velké mezery kotouče brzdy 12 vymezeny délkou spodního oblouku £LLa2 ···· • 9 9 99 9 a zuby 34 délkou horního oblouku Bs2. Zuby jsou rovnoměrné rozmístěny po dvojicích, přičemž jednotlivé dvojice jsou navzájem odděleny délkou spodního oblouku S1b2. Zároveří platí Bs2/S1b2 < 1 a Bs2/S2s2 = 1.

Je pravda, Že v tomto druhém provedení je počet zubfi a mezer zdvojnásoben, ale pouze každý druhý zub 40 na náboji kola se dotýká plochy seéikmené hrany 50 na odpovídajícím zubu 34 kotouče brzdy. Protože k šíření tepla dochází pouze skrze vzájemně se dotýkající plochy seSikmených hran, není celková plocha vzájemného dotyku větě i než v prvním provedení, ale stejná.

Seéikmené hrany zubů a mezer mohou být také zaobleny (30. 50. 51). přičemž vrchní povrch zubů bude plochý. Tato varianta zde není popsána.

Z výkresů je zřejmé, že v obou provedeních je kotouč brzdy 12 zcela symetrický a že je uvedeným způsobem mezerami (nezobrazeno) pevně usazen do náboje kola 11.

Claims (7)

1. PATENTOVÉ NÁROKY

   1. Uspořádání kotoučové brzdy a náboje kola automobilu, jehož součástmi jsou:

   náboj kola, otáčivé nasazený pomocí ložisek na část (11) ústřední hřídele (10), který je na části vnější strany svého příčného řezu lemován střídajícími se mezerami (1(0 (42j a zuby (14; 40^ se sešikmenými okraji a kotouč brzdy ¢12^, usazený na uvedenou část náboje kola, se soustředným otvorem lemovaným zuby a mezerami.

   zapadajícími plynule do zubů a mezer náboje kola tak, aby byl kotouč brzdy pevné usazen na náboj kola, přičemž každý zub ¢20; 34^ na kotouči brzdy (12) je vymezen horní délkou oblouku (Bal; Bs2j^ která je menší než spodní délka oblouku Ssl; Sls2) nej mé né každé druhé mezeiy (18; 36) vymezené sešikmenými hranami (bO; 5θ) dvou sousedních zubů, vyznačující se tím, že přinejmenším jedna sešikmená hrana každého zubu vytváří u úpatí zubu oblouk s prvním poloměrem (Ba) a tento oblouk dále přechází do dalšího oblouku s druhým poloměrem Rb), který tvoří dno mezery (18; 3ó) a je společný dvěma protilehlým sešikmeným hranám.
2. 2. Uspořádání podle délka Bsl horního kotouči brzdy je menší každé mezery (18; 36.).

   nároku 1, vyznačující se tím, že oblouku každého zubu (20; 34)na než délka(Ssl / spodního oblouku
3. 3. Uspořádání podle kteréhokoli z nároků 1 a 2, vyznačující se tím, že délka horního oblouku každého zubu (14) na příčném řezu náboje kola je větší než délka spodního oblouku každé mezery (16^ vymezené dvěma protilehlými sešikmenými hranami 30^sousedních zubů a tím, že sešikmené hrany na odpovídajících si stranách úpatí zubů se plynule mění v zaoblené dno ¢22) mezery(16) • ···· ·· ··«· ·· ·« • · · · · · ·*·· • · · · · · · «· • · · » · · · ··· · · • * · <···· «·· ··· ·· ·* ·· ·· ««
4. 4. Uspořádání podle nároku 1, vyznačující se tím, že spodní délka oblouku každé mezery ^42^ vymezené dvěma protilehlými hranami^51j sousedních zubfi na příčném řezu náboje kola je přinejmenším stejné velká jako horní délka
5. 5. Vynález podle kteréhokoli z předchozích nároků, vyznačující se tím, že každý zub 14, 20; 34, 40^ je tvořen zploStSlými seSikmenými hranami ^30; 50, 5^ a horním povrchem ^26, 28; 46 48 j i který je pokračováním sploStélých seSikmených hran a který je určen kružnicí se středem v hřídeli(101
6. 6. Vynález podle kteréhokoli z předchozích nároků, vyznačující se tím, že na dné nejméné jedné mezery^18; 36^v kotouči brzdy je vrstva(32^z kovu o nižSí jakosti, než z jakého je zhotoven kotouč brzdy.
7. 7. Vynález podle nároku 6, vyznačující se tím, že tato vrstva je tvořena zinkem.