FI63191B - Broms foer fordon - Google Patents

Description

RSr7! [β] (11)KUULUTUSJULKAISU

jttTp c”j utlAggningsskrift ool y\ C (45) Patentti myönnetty 10 C5 1903 Patent oeddelat ^ v ^ (51) Kv.Ik.3/Into.3 B 61 H 5/00 SUOMI—FINLAND (21) Paunttffutkamut — PatMCaMftfcnlng 23/7^ (22) Hakamtopllvi — AMflknlngtdag (Λ.01.7^ (23) Alkupllyt—C«*l|k*t»d«* 0^.01.7^ (41) Tullut julklMktl — ttlvlt off«mlig 06.07-7^

Htonttl. ja rekisterihallitus . NiittMtotan·. i. kuuUulk^un pm.-

Patent· och registerttyrelsen ' 3 AmMcui uttagToch JtUkrifMn pubHnrad 31.01.83 (32)(33)(31) Pyydetty ttuolkws>4«|M priori»* 03-01.73

Englanti-England(GB) 00852/73 (71) Girling Limited, Kings Road, Tyseley, Birmingham 11, Englanti-England(GB) (72) Anthony William Harrison, Birmingham, Englanti-England(GB) (7*0 Oy Kolster Ab (5*0 Ajoneuvon jarru - Broms för fordon Tämä keksintö liittyy ajoneuvon jarruun, johon kuuluu pitkänomainen, kitka-ainetta oleva osa, joka on tarkoitettu koskettamaan roottorin pintaa ja jonka pituusakseli ulottuu poispäin roottorin pinnasta, kannatinväHneet, jotka sivu-suuntaisesti tukevat kitkaosan toista päätä roottorin pinnan läheisyydessä, ja asetteluvälineet kitkaosan asettelemiseksi roottorin pinnan suhteen.

Jarrun roottoriin kohdistettavalla jarrutusvoimalla on raja, jota ylitettäessä lämpösäröily saa aikaan roottorin ennenaikaisen vioittumisen.

Kaikki jarrutyynyjen tai kitkaosien aineet laajenevat kuumentuessaan ja koska nämä aineet eivät ole luonteeltaan homogeenisia, muodostuu usein paikallisia korkeita kohtia tyynyn kitkapinnan joidenkin alueiden paisuessa. Jarrutus-voima tai puristuskuorma keskittyy tällöin näille alueille, jolloin kytketty jarruvoima keskittyy hyvin voimakkaasti roottorin alueille, joita korkeat kohdat hankaavat; lämpötilan kohotessa tämän seurauksena nopeasti näille alueille on tuloksena "palojuovien" syntyminen. Korkeissa lämpötiloissa tapahtuu kitka-aineen nopeaa kulumista, josta on tavallisesti seurauksena toisen korkean kohdan muodostuminen hangatun pinnan toiselle alueelle. Tästä kaikesta on se seuraus, että roottorin pintakerrokset läpikäyvät nopeasti lämmityssyklin laajoilla lämpötila-alueilla, kun sitä vastoin roottorin suurin osa pysyy verraten alhaisessa lämpö- 2 63191 tilassa. Tästä pintakerrosten nopeasti toistuvasta, korkeassa lämpötilassa tapahtuvasta lämpösyklistä ja siitä seuraavista lämpörasituksista on lopulta seurauksena hangatun pinnan lämpösäröily ja vaurioituminen.

Ongelma kärjistyy suuren energian ja pienen vääntömomentin jarrutusjärjes-telmässä, joi laisia tavataan rautatievaunujen jarruissa, monista syistä: a) Pitkät jarrutusjaksot saavat aikaan jyrkkiä lämpötilagradientteja, jotka tunkeutuvat syvälle hangattuun pintaan edistäen halkeilua; b) pitkän kestoiän saamiseksi tarvitaan suuritilavuuksiset tyynyt suurten energiamäärien hävittämiseksi; c) suuri tilavuus saavutetaan tavanomaisesti käyttämällä suuria tyynyaloja, mistä on seurauksena pienet puristusrasitukset, mutta tämä ei estä korkeiden kohtien muodostumista, koska kitka-aine ei mukaudu joustavasti hangattujen pintojen mukaan; d) kun käytetään pehmeitä aineita korkeiden kohtien muodostumisen edistämiseksi on käytettävä vielä suurempaa tilavuutta ja siten suurempaa tyynyalaa tyynyn pitkän kestoiän saavuttamiseksi; e) mitä suurempi tyynyala on, sitä vaikeampaa on varmistaa puristuskuorman tasainen jakautuminen.

Toisaalta on siis kehittävä suuria puristusrasituksia, jotta estettäisiin korkeiden kohtien muodostuminen tai pysyminen, ja toisaalta on käytettävä kitka-osan suurta volyymia pitkän kestoiän saavuttamiseksi.

Eräs tunnettu jarrumuoto käsittää useita kitkaosia, jotka on sovitettu hankaankaan jarrun roottoriin, ja käyttömekanismin, jolla painetaan kitkaosat roottoria vasten, sekä tukijärjestelmän, joka tukee kitkaosia roottoriin kytkeytyvien päiden lähellä jarrutusvoimien siirtämiseksi jarrurakenteeseen.

Tunnetussa jarrussa on jossakin määrin täytetty edellä mainitut vaatimukset, koska käyttämällä useita kitkaosia on jokaisessa pienennetty roottoriin koskettava ala suurempien puristusrasitusten kehittämiseksi. Kunkin kitkaosan pituus on kuitenkin rajoitettu ja se on paljon pienempi kuin osa sivuttaismitta, niin että kunkin osan kestoikä on rajoitettu.

Esillä olevan keksinnön päämääränä on täyttää molemmat edellä mainitut vaatimukset ja siinä on kehitetty jarru, jossa asetteluvälineisiin kuuluu pitkänomainen asetteluelin, joka ulottuu ainakin osaksi kitkaosan sivua pitkin, mutta ei ympäröi kitkaosaa, ja että asetteluelin on yhteistoiminnassa kitkaosan kanssa ja on aseteltavissa kitkaosan asettelemiseksi roottorin pinnan suhteen kitka-aineen asteittaisen kulumisen kompensoimista varten.

Käyttämällä useita pitkänomaisia kitkaosia voidaan pienentää osien roottoriin kytkeytyviä alueita, sillä seurauksella, että on olemassa pinemepi vaara korkeiden kohtien muodostumisesta, ja sijoittamalla käyttömekanismi osien viereen eikä osien päiden kohdalle niin kuin tunnetuissa jarruissa on vältetty jarrukyt-kyeen kokonaispituuden haitallinen kasvu.

3 631 91

Keksinnön eräässä alia kuvatussa toteutusmuodossa on yksi jarrurakenne sijoitettu niin, että se ulottuu oleellisesti koko pyöräryhmän pyörien välisen leveyden yli siten, että voidaan käyttää hyvin pitkiä kitkaosia.

Seuraavassa kuvataan esimerkkinä keksinnön mukaisen rautatievaunun jarrun erästä muotoa oheisiin piirustuksiin viitaten, joissa: kuvio 1 esittää aksiaalista poikki leikkauskuvantoa pitkin kuvion 2 viivaa B-B; kuvio 2 esittää aksiaalista läpi leikkauskuvantoa pitkin kuvion 1 viivaa C-C; kuvio 3 esittää osaksi läpileikkauksena kuvantoa pitkin kuvion 2 viivaa A-A; kuvio k esittää poikki leikkauskuvantoa pitkin kuvion 2 viivaa D-D; kuvio 5 esittää poikki leikkauskuvantoa pitkin kuvion 2 viivaa E-E; kuvio 6 esittää läpi leikkauskuvantoa pitkin kuvion 2 viivaa F-F; ja kuvio 7 esittää läpi leikkauskuvantoa pitkin kuvion 2 viivaa G-G.

Kuvioissa esitetty jarrurakenne käsittää pääkotelon 1, joka näytetään tässä yhden kappaleen rakenteena, mutta jonka voi vaihtoehtoisesti tehdä erillisinä aksiaalisina osina. Kotelo ulottuu oleellisesti akselin koko pituuden yli loppuen lähellä pyörien 7 sisäpintoja, jotka sisäpinnat toimivat jarrutuspintoina. Kotelo 1 on tuettu jarrutettaessa syntyviä jarrutusvoimia vastaan, mutta sillä on tietty aksiaalinen tai päittäisholkkuma, joka vastaa pyöräryhmän päittäisholkkumaa.

Jarrun jarrutyynyt koostuvat pitkänomaisista osista 2, jotka ovat kitka-ainetta ja jotka ovat tuettuina kotelon raoissa 3 liikkuakseen siihen nähden ak-siaalisesti ja jotka ulkonevat aukkojen 6 läpi kotelon viereisessä, ulommassa päätyseinämässä viereisen pyörän jarrutuspintojen lähellä. Käytössä tulevat pitkänomaiset osat 2 pakoteuiksi ulospäin kotelosta jarruttavaan kytkentään pyörän 7 kanssa, jolloin jarrutusvoimat siirtyvät aukkojen 6 sivureunoihin 5 ja siten koteloon, niin että jarrutusvoimien vaikutuksesta kohdistuu taivutus vain pieneen, tukemattomaan osaan kustakin osasta 2.

Kunkin osan 2 sisäpäätä kannattaa metallikansi 8, jolla on mieluiten etukäteen rasitettu, joustava väline, esim. kaksi Belleville joustolaattaa 11, joiden läpi jarrutusvoimat siirtyvät kanteen 8 ja osaan 2 palkin 9 välityksellä, joka vaikuttaa kaikkiin kansiin 8. Joustavat välineet 8 tasoittavat tai kompensoivat voimia, joita palkki 9 siirtää kansiin ja kitkaosiin 2. Palkki 9 on kiilattu pyörimisliikettä vastaan kytkemällä se aksiaalisiin rakoihin 3 ja se on kierretty säätöruuvi1 le 10, joka ulottuu ulospäin suojaavan ohjausputken 19 läpi. Ruuvin 10 ulompi pää kantaa viistetyn männän 20, joka estää lian sisällepääsyn. Putki 19 voi olla kitka-ainetta tai muuta laajentuvaa ainetta, joka kuluu vähitellen pois hän- 11 63191 kauksen vaikutuksesta pyörältä 7 osien 2 kuluessa ja se tulee kompensoiduksi jäljempänä lähemmin kuvattavalla tavalla.

Ruuvin 10 sisäpää on laakeroitu sokkoporauksessa kiilaleventimen 12 rulla-nokan viereisessä päässä, joka levennin sijaitsee kotelon keskipisteessä, so. suunnilleen ajoneuvon keskiviivalla pituussuunnassa. Leventimen toinen rullanokka vaikuttaa vastaavaan ruuviin 10 (ei näytetty), jota käytetää pyöräryhmän toista pyörää 7 varten.

Kiilaleventimen toiminta saa molemmat nokat liikkumaan ulospäin ja vaikuttamaan vastaaviin ruuveihin 10, palkkeihin 9 ja kitkaosiin 2, joiden ulommat päät tulevat näin kytketyiksi pyörien 7 sisempiin jarrutuspintoihin.

Vaikka osien 2 valmistuksessa käytetään kulutuksen hyvin kestävää ainetta, ne tietenkin kuluvat vähitellen ja tämä kuluminen on kompensoitava. Näin ollen käytetään automaattista kiristintä, joka näytetään parhaiten kuvioissa 2, 6 ja 7 ja joka käsittää säpin 13, jota kantaa käyttökiila ja joka toimii yhdessä säppi-pyörän IA kanssa, joka on asennettu karalle 15» jonka ulommat päät on varustettu pienillä hammaspyörillä tai muodostettu sellaisiksi, jotka ovat hammaskytkennässä hammsapyörien 18 kanssa, joita vastaavat säätöruuvit 10 kantavat. Näiden ruuvien kierteet kulkevat vastakkaisiin suuntiin, niin että karan 15 pyöritys saa aikaan vastaavien palkkien 9 liikkeen vastakkaisissa suunnissa.

Säppi toimii ja pyörittää säppipyörää aina kun kiilan käyttöisku ylittää matkan X (kuvio 7; säppi pyörän yhdellä hampaan nousulla, pysäytyssäpin 16 estäessä säppipyörän pyörimisen taaksepäin. Matka X lasketaan niin, että saadaan aikaan normaalit jarruvälykset, hukkaliike ja rakenteen jousto.

Kiristimen osien suojaamiseksi liian suuria käyttökuormituksia vastaan käytetään jotakin tavanomaista menetelmää, esim. joustavaa välinettä, joka varastoi energiaa säädön aikaansaamiseksi paluuiskulla (eikä käyttöiskulla), tai kitkakytkinvälinettä, joka luistaa ylikuormilla.

Kuvio 2 näyttää kohdassa 9A palkin 9 asennon kitkaosien 2 "kokonaan kuluneessa" tilassa. Kotelon pää suojaa pyörää 7 kotelon sisällä olevien osien aiheuttamilta vahingoilta.

Esitetyssä järjestelmässä on kukin kitkaosa 2 sijoitettu niin, että se kytkee koko pyyhityn radan pyörän 7 jarrutuspinnalla. Kunkin kitkaosan käyttöala on tästä huolimatta pieni, mikä pienentää suuresti paikallisten korkeiden kohtien aiheuttamia ongelmia. Kitka-aineella on suuri volyymi, niin että on saatu suuri kulumisvolyymi, mutta jarrutusvoimien aiheuttamat rasitukset saadaan kuitenkin pidetyiksi hyväksyttävissä rajoissa tukemalla osat lähellä jarrutuspintaa.

Haluttaessa voidaan entisestään lieventää paikallisten korkeiden kohtien muodostamaa ongelmaa käyttämällä suurta määrää yksittäisiä kitkaosia, joista eräät 5 63191 kytkevät pyyhityn alueen sisemmän rengasalueen, kun taas toiset kytkevät ulomman rengasalueen.

Käyttämällä pyörää jarrun roottorina saavutetaan myös etuja pyörän suuren lämmönsäteilytehon ansiosta ja suuren pyyhityn alueen ansiosta, joka on saavutettavissa lähellä pyörän kehää.

Edellä kuvatun jarrurakenteen asentaminen ei aiheuta mitään erityisiä ongelmia. Jarru on suunniteltu asennettavaksi helposti vakioma)1isi1 le kääntö-teleillä käyttäen joko normaaleja asennuslovia tai olemassa olevia jarrun ri-pustuskohtia.

Rakenteen etuna on lisäksi se, että kitkaosien pieni poikkileikkaus helpottaa suuresti osissa käytettyjen orgaanisten aineiden lämpökarkaisua.

Claims (17)

1. 63191 6 Patentt i vaatimukset:
2. 1. Ajoneuvon jarru, johon kuuluu pitkänomainen, kitka-ainetta oleva osa (2), joka on tarkoitettu koskettamaan roottorin (7) pintaa ja jonka pituusakseli ulottuu poispäin roottorin pinnasta, kannatinväIineet (5), jotka sivusuun-taisesti tukevat kitkaosan toista päätä roottorin pinnan läheisyydessä, ja aset-teluvälineet (10, 14, 15* 18) kitkaosan asettelemiseksi roottorin pinnan suhteen, tunnettu siitä, että asetteluvälineisiin kuuluu pitkänomainen asettelu-elin (10), joka ulottuu ainakin osaksi kitkaosan (2) sivua pitkin, mutta ei ympäröi kitkaosaa, ja että asetteluelin (10) on yhteistoiminnassa kitkaosan kanssa ja on aseteltavissa kitkaosan asettelemiseksi roottorin pinnan suhteen kitka-aineen asteittaisen kulumisen kompensoimista varten.
3. 2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen jarru, tunnettu siitä, että se on varustettu kytkentäosaila (9), joka on yhdistetty aksiaalisesti aseteltavalla mutta irrottamattomalla kytkennällä asetteluelimeen (10) ja joka ulottuu sivu-suuntaisesti poispäin kytkennästä otteeseen kitkaosan (2) toisen pään kanssa.
4. 3. Patenttivaatimuksen 2 mukainen jarru, tunnettu siitä, että asetteluvälineisiin kuuluu asettelumekanismi (11*, 15, 18), joka käyttää asette-luelintä (10) kytkentäosan (9) liikuttelemiseksi sen suhteen roottorin pinnan suuntaan, niin että kitkaosan (2) asento roottorin pinnan suhteen tulee säädetyksi . k. Patenttivaatimuksen 1 mukainen jarru, tunnettu siitä, että se on varustettu käyttöelimellä (12), joka kohdistaa aksiaalisen voiman asettelu-elimeen (10), jonka voiman kytkentäosa (9) välittää kitkaosaan (2).
5. 5. Patenttivaatimuksen ** mukainen jarru, tunnettu siitä, että se on varustettu käyttöelimellä (12), joka on sovitettu kohdistamaan puristusvoiman asetteluelimeen (10).
6. 6. Jonkin patenttivaatimuksen 1-5 mukainen jarru, tunnettu siitä, että kannatinvä1ine (5) ja kitkaosa (2) on sijoitettu kokonaan roottorin toiselle puolelle.
7. 7. Patenttivaatimuksen 6 mukainen jarru, tunnettu siitä, että kan-natinväline (5) ja kitkaosa (2) on sovitettu ympyrän muotoisen lieriön sisään, joka on sama-akselinen roottorin kehän kanssa ja jonka halkaisija on yhtä suuri kuin roottorin kehän halkaisija.
8. 8. Patenttivaatimuksen 6 tai 7 mukainen jarru, tunnettu siltä, että asetteluelin (10) on sovitettu kokonaan roottorin mainitulle toiselle puolel le.
9. 9. Jonkin patenttivaatimuksen 1-8 mukainen jarru, tunnettu siitä, että asetteluelin (10) ja kitkaosa (2) on sovitettu kotelon (1) sisään. 7 631 91
10. 10. Patenttivaatimuksen 9 mukainen jarru, tunnettu siitä, että kannatinvä1ine on kotelossa (1) olevaa poikittaisaukkoa (5) rajoittavien sivujen muodostama, joka aukko vastaa kitkaosan (2) poikkileikkauspinta-alaa.
11. 11. Patenttivaatimuksen 9 tai 10 mukainen jarru, tunnettu siitä, että kotelo (1) pääsee liikkumaan aksiaalisesti vain roottorin pinnan epätasaisuudesta johtuvan aksiaalisen liikkeen seuraamiseksi.
12. 12. Patenttivaatimuksen 2 ja jonkin patenttivaatimuksen 9"11 mukainen jarru, tunnettu siitä, että asetteluelimen muodostaa pitkänomainen pyörivä ruuvielin (10), että kytkentäosan (9) ja ruuvi el imen välisenä kytkentänä on ruuviliitos ja että se on varustettu kotelossa (1) sijaitsevilla välineillä (3), jotka sallivat kitkaosan (2) suorittaa vain suoraviivaista liikettä ruuvtelimen pyörivän liikkeen vaikutuksesta.
13. 13· Patenttivaatimuksen 12 mukainen jarru, tunnettu siitä, että se on varustettu kuluvaa ainetta olevalla putkella (19), joka ympäröi ruuvielimen (10) sitä osaa, joka sijaitsee roottorin pinnan ja kytkentäosan (9) välillä, ja jota putkea kytkentäosa pakottaa kosketukseen roottorin kanssa, niin että putki kuluu samalla kun kitka-aine kuluu jarrua käytettäessä.
14. 14. Jonkin patenttivaatimuksen 1-13 mukainen jarru, tunnettu siitä, että kitkaosan (2) pituusakseli on olennaisesti yhdensuuntainen roottorin (7) pyörimisakselin kanssa.
15. 15· Jonkin patenttivaatimuksen 1-14 mukainen jarru, tunnettu siitä, että kitkaosa (2) on yhtenäisen kappaleen muodostama.
16. 16. Jonkin patenttivaatimuksen 1-15 mukainen jarru, tunnettu siitä, että kannatinvä1ine (5) sijaitsee kiinteän vakioetäisyyden päässä roottorin (7) pinnasta.
17. 17. Patenttivaatimuksen 5 ja jonkin muun edellisen patenttivaatimuksen mukainen jarru, tunnettu siitä, että voiman aikaansaava elin (12) sijaitsee kokonaan roottorin (7) mainitulla toisella puolella. 63191