HU199950B - Expanding drum brake - Google Patents

Description

A találmány tárgya belsőpofás dobfék, amelynek hengeres belső fékezőfelülettel rendelkező fékdobja és legalább egy, fékbetétágyból és a fékbetétágy kerülete mentén egymást követően elrendezett két fékbetét-elemből felépülő fékpofája van.

Belsőpofás dobfékeknél lényeges követelmény, hogy üzemhelyzetben - a fék működtetése közben — a súrlódófelületek teljes felületük mentén együttműködjenek a fékdob fékezőfelületével.

Ezen követelmény teljesítéséhez az szükséges, hogy a súrlódófelületek görbületi sugara tökéletesen megegyezzen a fékdob fékezőfelületének görbületi sugarával, valamint, hogy a fékdob sem nyomás, sem pedig hőmérséklet hatására ne deformálódjon. A belsőpofás dobfékek alkatelemei azonban elkerülhetetlen gyártási tűrésekkel rendelkeznek, amelyek a dobfék összeillesztésekor összegződhetnek. Olyan kialakítás, ahol a fékpofa súrlódófelületének görbületi sugara a fékdob fékezőfelületének görbületi sugaránál nagyobb, nem megengedett, mivel ez a fékdob és a súrlódófelület két szakaszon, a súrlódófelület első és hátsó éle mentén történő érintkezéséhez vezetne. Ennek következtében a féket működtető erőhatás és a fékezés közben fellépő kerületi erőhatás aránya jelentősen megnövekedne, ami a fék blokkolását eredményezné.

Ennek kiküszöbölése céljából valamennyi fékbetét, vagy fékbetét-elem súrlódófelületének görbületi sugarát úgy választják meg, hogy az minden körülmények között kisebb legyen, mint a fékdob fékezőfelületének görbületi sugara. Ennek a követelménynek a megengedhető gyári tűrések legkedvezőtlenebb összegződése esetén is teljesülnie kell. A fékbetétek szempontjából, amelyek a fékbetétágy teljes kerülete mentén egyenletes görbülettel rendelkeznek, a fenti követelmény további hátrányos következménye, hogy a fékbetét újkorában lényegében csak a középső szakaszával fejt ki hatást. Ebből következik, hogy az illető fékpofa mindaddig nem tudja biztosítani az előre kiszámított kerületi erőhatást, ameddig a fékbetét fokozatosan lekopik és a súrlódófelületek görbületi sugara a fékezőfelület görbületi sugarának megfelelő nem lesz. Mindaddig — a súriódóbetétek úgynevezett bejáratást időtartama alatt — a fékezés közbeni energiaátadás a fékpofa középső szakaszára koncentrálódik, így ott túlmelegedés alakul ki, aminek következtében repedések keletkezhetnek.

A fenti hátrány kiküszöbölése céljából a 2 087 995 számú brit közrebocsátási iratban olyan belsőpofás dobféket javasoltak, amelynek hengeres belső fékezőfelülettel rendelkező fékdobja és legalább egy fékpofája van, amely utóbbi fékbetétágyból és a fékbetétágy kerülete mentén egymás mellett elrendezett két fékbetét-elemből épül fel, ahol a fékbetét-elemeknek közel hengeres súrlódófelületük van, amelynek görbületi sugara a fékezőfelület görbületi sugaránál kisebb, görbületi középpontja pedig úgy helyezkedik el, hogy üzemhelyzetben, vagyis a fék működtetése közben a súrlódófelületnek csak egy középső részfelülete fekszik fel a fékezőfelületen. E szerint tehát legalább egy fékpofa fékbetétje két fékbetét-elemre van osztva, amelyek saját görbületi sugárral rendelkeznek, és ez a görbületi sugár kisebb, mint a fékdob fékezőfelületének görbületi sugara. Ily módon a javasolt dobfék fékezéskor kezdettől fogva mindkét fékbetét-elemének középső részével effektiv fékezőhatást biztosít. Miközben a fékbetét-elemek kopnak, az effektív fékhatást biztosító középső felületrészek viszonylag gyorsan növekednek mindaddig, míg végül a súrlódófelületek tökéletesen ráilleszkednek a fékdob fékezőfelületére.

A találmánnyal célunk olyan belsőpofás dobfék kialakítása, amelynél a fékbetét úgynevezett bejáratást periódusa, vagyis az az időtartam, ami alatt a súrlódófelületek fokozatosan a fékdob fékezőfelületéhez illeszkednek, a fenti megoldáshoz képest rövidebb, és így gyártáskor előnyösen nagyobb tűrések engedhetők meg.

A kitűzött feladatot olyan belsőpofás dobfék kialakításával oldottuk meg, amelynek hengeres belső fékezőfelülettel rendelkező fékdobja és legalább egy fékpofája van, amely fékbeté(ágyból és a fékbetétágy kerülete mentén egymást követően elrendezett két fékbetét-elemből épül fel, ahol a fékbetét-elemeknek legalább közel hengeres súrlódófelületük van, amelynek görbületi sugara a fékezőfelület görbületi sugaránál kisebb, görbületi középpontja pedig úgy helyezkedik el, hogy a dobfék működtetése közben a súrlódófelületnek csak egy középső részfelülete fekszik fel a fékezőfelületen, ahol a találmány szerint az alábbi geometriai elrendezést valósítottuk meg: a dobfék síkjában felvett derékszögű koordinátarendszerben, amelynek origója a fékdob tengelyén helyezkedik el, abszcisszája pedig a két fékbetét-elem közötti középvonal, a súrlódófelületek görbületi középpontjainak az abszcisszától mért üzemi távolsága kisebb, mint az illető görbületi középpont ordinátától mért távolsága.

A találmány szerint kialakított dobfék működtetésekor a közös fékbetétágyban rögzített fékbetét-elemek súrlódófelülete és a fékdob fékezőfelülete közötti hézag a fékbetét-elemek egymás felé néző éleinél keskenyebb, mint az egymástól távolabbi éleknél, ahol a fékbetét súrlódófelülete és a fékezőfelület közötti vonalszerű érintkezés mindenáron elkerülendő. A fékbetét-elemek egymás felé néző éleinél lévő keskeny hézagok a fékbetét kopása közben viszonylag gyorsan eltűnnek, így a kiszámított kerületi fékezőerő rövid idő alatt elérhető.

A találmány szerint különösen előnyös az o•yan geometriai kialakítás, ahol a súrlódófelületek görbületi középontjainak az abszcisszától mért távolsága az ordinátától mért távolság 0,4-0,6-szerese.

A fékbetétágy külső pereme célszerűen önmagában ismert módon körívként van kialakítva, amelynek görbületi sugara a fékdob fékezőfelületének görbületi sugaránál nagyobb.

A találmányt a továbbiakban a rajz alapján ismertetjük. A rajzon az

1. ábrán a találmány szerinti dobfék példakén-21

HU 199950 Β ti kiviteli alakjának részletét tüntettük fel, derékszögű koordinátarendszerben.

Amint az 1. ábrából kitűnik, a találmány szerinti fékdobnak 10 dobfékje van, amelynek A tengelye X abszcisszája és Y ordináta által meghatározott derékszögű koordinátarendszer origójába esik. A 10 fékdobnak R12 görbületi sugarú körhengerfelületű 12 fékezőfelülete van, amelynek görbületi középpontja az origó, vagyis a A tengely.

A dobféknek továbbá két 14 fékpofája van, amelyek közül az ábrán csak az egyiket tüntettük fel. A 14 fékpofák mindegyike T-profilú acélidomból kialakított 16 fékbetétágyból és 20 fékbetét-elemekből épül fel. A 16 fékbetétágy 18 külső peremének R18 görbületi sugara a 10 fékdob 12 fékezőfelüleiének R12 görbületi sugaránál nagyobb. Az R18 görbületi sugár kiindulópontja — a 18 külső perem görbületi középpontja — M18 görbületi középpont. Az M18 görbületi középpont a 14 fékpofa felől nézve az Y ordinátán túl helyezkedik el, így -xl8 negatív abszcisszaértékkel rendelkezik. Az M18 görbületi középpont ordinátaértéke 0, mivel a 18 külső perem az X abszcisszára tengelyesen szimmetrikus.

A 16 fékbetétágyban rögzített két 20 fékbetételem az X abszcisszára szimmetrikusan van elrendezve. Annak következtében, hogy az R18 görbületi sugár az R12 görbületi sugárnál nagyobb, a 20 fékbetét-elemeknek az X abszcisszától távolodva keskenyedő hajlított klip formájuk van. A 20 fékbetét-elemeknek legalább közel körhengeres, R22 görbületi sugarú 22 súrlódófelületük van. Az R22 görbületi sugár a 12 fékezőfelület R12 görbületi sugaránál kisebb, a 22 súrlódófelület M22 görbületi középpontja pedig x22 abszcisszaértékkel rendelkezik. Az M22 görbületi középpont y22 és-y22 ordinátaértékei abszolútértékben megegyeznek, előjelük azonban ellentétes, hiszen az egyik 22 súrlódófelület M22 görbületi középpontja a másik 22 súrlódófelület M22 görbületi középpontja alatt helyezkedik el.

A 14 fékpofát az ábrán új állapotban, alkatelemeinek deformálódását, illetve a 20 fékbetét-elemek kopását megelőző állapotban tüntettük fel. A 20 fékbetét-elemek egymás felé néző éleinek a 18 külső peremtől mért dl távolsága lényegesen nagyobb, mint az egymástól távolabbi éleik 18 külső peremtől mért d2 távolsága. A 20 fékbetételemek tehát lényegében sarlóalakú alkatelemet képeznek, amelyet csak az egyszerűbb előállíthatóság céljából állítanak elő külön, és a 16 fékbetétágyban keskeny 24 hézag hagyásával rögzítik. A két 20 fékbetét-elem tehát a 22 súrlódófelületek fent bemutatott kialakításának változtatása nélkül egyetlen alkatelemként is kialakítható. Ebben az esetben a 20 fékbetét-elemek közötti keskeny hézagot súrlódóanyag tölti ki, amelynek vastagsága azonban a dl távolságot nem haladhatja meg.

A 14 fékpofát az ábrán üzemhelyzetben, azaz fékezés közben ábrázoltuk, amikor a 16 fékbetétágy egyik végére B erőt hat, a másik végét pedig C erő támasztja meg. A B és C erők éppen akkorák, hogy a 22 súrlódófelületeket a 12 fékezőfelületre préselik, miközben a 12 fékezőfelületre ható P reakcióerőt hoznak létre, a 14 fékRofa alkatelemeit azonban nem deformálják. I;en körülmények között a 20 fékbetét-elemek egymás felé néző végeinél a 22 súrlódófeliiletek és a 12 fékezőfelület sl. A 20 fékbetét-elemek egymástól távolabbi végeinél a 22 súrlódófelületek és a 12 fékezőfelület között ugyancsak ékalakú hézagok maradnak ki, amelyek maximális szélessége s2. Az M görbületi középpontok ábra szerinti elhelyezkedése esetén (y22/x22 = 1/2 arány esetén) az sl szélesség az s2 szélességnél lényegesen kisebb. Ebből következik, hogy az sl szélességű hézagok a kopás következtében igen rövid idő alatt eltűnnek, amint a fékbetét-elemek kopása megkezdődik.

Claims (3)

1. Belsőpofás dobfék, amelynek hengeres belső fékezőfelülettel rendelkező fékdobja és legalább egy fékpofája van, amely fékbetétágyból és a fékbetétágy kerülete mentén egymást követően elrendezett két fékbetét-elemből épül fel, ahol a fékbetét-elemeknek legalább közel hengeres súrlódófelület ük van, amelynek görbületi sugara a fékezőfelület görbületi sugaránál kisebb, görbületi középpontja pedig úgy helyezkedik el, hogy a dobfék működtetése közben a súrlódófelületnek csak egy középső részfelülete fekszik fel a fékezőfelületen, azzal jellemezve, hogy a dobfék síkjában felvett derékszögű koordinátarendszerben, amelynek origója a fékdob (10) tengelyén (A) helyezkedik el, abszcisszája (X) pedig a két fékbetét-elem (20) közötti középvonal, a súrlódófelületek (22) görbületi középpontjainak (M22) az abszcisszától (X) mért üzemi távolsága (x22) kisebb, mint az illető görbületi középpont (M22) ordinátától (Y) mért távolsága (x22).

2. Az 1. igénypont szerinti dobfék, azzal jellemezve, hogy a súrlódófelületek (22) görbületi középpontjainak (M22) az abszcisszától (X) mért távolsága (y22) az ordinától (Y) mért távolság (x22) 0,4-0,6-szerese.

3. Az 1. igénypont szerinti dobfék, azzal jellemezve, hogy a fékbetétágy (16) külső pereme (18) körív, amelynek görbületi sugara (R18) nagyobb, mint a fékdob (10) fékezőfelületének (12) görbületi sugara (R12).

Hivatkozási számok jegyzéke

10 fékdob

12 fékezőfelület

14 fékpofa

16 fékbetétágy

18 külső perem

20 fékbetételemek

22 súrlódófelület

24 hézag

A tengely

R12,18 görbületi sugár

M18,22 görbületi középpont

X abszcissza

Y ordináta