PL209898B1 - Zespół hamulca tarczowego - Google Patents

Description

Przedmiotem wynalazku jest zespół hamulca tarczowego stosowany w pojazdach.

Znane hamulce tarczowe (pokazane na pos. 1-4) zawierają tarczę 20 zamontowaną na piaście koła obrotowo wraz z kołem pojazdu. Wspornik 12 hamulca jest unieruchomiony względem osi obrotu tarczy 20 i jest przymocowany do nieobrotowej części pojazdu (np. do zawieszenia pojazdu). W hamulcach z pływającym zaciskiem, hamulcowy zacisk 15, zawierający mostek 16 przymocowany do obudowy 14, jest suwliwie zamontowany na wsporniku 12, aby umożliwić ruch równoległy do osi obrotu tarczy 20. Serwomotor 18 jest połączony z jednym lub wieloma tłokami lub popychaczami (nie pokazano) umieszczonymi w obudowie 14 w celu wywierania siły potrzebnej do działania hamulca.

Dwa cierne klocki 22 zawierające cierny materiał 36 zamontowany na litej płytce 34 są umieszczone po obu stronach tarczy 20, przy czym materiał cierny jest zwrócony do płaszczyzn tarczy. Płytki 34 klocków 22 są osadzone na pionowych lub poziomych oporowych obszarach 28 i 30 utworzonych w otworach 32 wspornika 12, aby uniemożliwiać klockom 22 ruch odpowiednio obrotowy i zwrócony promieniowo do wewnątrz. W typowym hamulcu z pływającym zaciskiem jedna z płytek 34 jest sprzężona z tłokiem lub tłokami bezpośrednio lub poprzez płytkę rozporową, aby rozłożyć obciążenie. Hamowanie osiąga się przez to, że serwomotor powoduje, że tłok popycha jeden z klocków 22 w kierunku do tarczy 20. Ponieważ zacisk może pływać na wsporniku, powoduje to wywieranie przez oba klocki jednakowego ciernego obciążenia hamującego.

Płytki 34 klocków 22 tarczowych hamulców pojazdu mają zasadniczo dwa zadania. Zapewniają one solidne podparcie dla przesuwnego montowania materiału ciernego 36 hamulca wewnątrz wspornika hamulca tak, aby przenosić obciążenia ścinające, wywoływane na materiale ciernym podczas hamowania, na wspornik i przenoszą oraz rozprowadzają nacisk wywierany przez tłoki hamulcowe podczas hamowania równo na powierzchni materiału ciernego, aby zapewnić jednakowe zużywanie się materiału ciernego na jego powierzchni. Aby realizować pierwszą z tych dwóch funkcji, zwykle elementy sprężyste, takie jak sprężyny płytkowe 24 klocków, ograniczają skierowane promieniowo na zewnątrz ruch (zaznaczony strzałką R) klocków we wsporniku przy równoczesnym umożliwianiu ruchu (zaznaczony strzałką R) w kierunku do i od tarczy hamulcowej, by uniknąć grzechotania klocka podczas działania.

Sprężyny 24 klocków są zwykle podłużne i przebiegają wzdłuż części promieniowo zewnętrznej powierzchni płytki 34 klocka ciernego po zamontowaniu. Sprężyny 24 klocków są zwykle wstępnie dociskane do pewnego stopnia do wspornika przez ustalacz 26 klocka, który obejmuje otwór pomiędzy mostkiem 16 a obudową 14 i styka się w przybliżeniu ze środkiem sprężyny. Siła ta jest zwykle wywierana promieniowo na zewnątrz przez kontakt z płytką w pobliżu każdego końca sprężyny. Zwykle na płytce i/lub na sprężynie klocka przewidziane są również pewne kształty do trzymania sprężyny klocka na płytce podczas ruchu klocka 22 równolegle do osi obrotu tarczy 14.

Podczas uruchamiania hamulca płytka klocka ciernego i sprężyna klocka poruszają się w kierunku do i od tarczy hamulcowej. Jeżeli ustalacz i sprężyna nie są równoległe (na skutek obciążeń na sprężynie klocka i/lub nierównomiernego zużycia klocka ciernego), występuje tendencja do wgniatania się krawędzi 25 sprężyny klocka w dolną stronę 29 ustalacza klocka. Może to uniemożliwiać ruch płytki, co pogarsza działanie hamujące. Problem ten ulega pogorszeniu, kiedy stosuje się ciężkie klocki cierne, ponieważ potrzebna jest sztywniejsza sprężyna klocka, która ma większą skłonność do wciskania się w ustalacz klocka.

GB2356027, GB2172352 oraz GB2142394 przedstawiają typowe znane sprężyny klocków ciernych wykonane z drutu i służące do uniemożliwiania promieniowego przemieszczania się klocka ciernego.

DE3222859 i DE3227195 przedstawiają klocek cierny hamulca tarczowego zawierający sprężyny z zaokrąglonymi krawędziami, które są oparte o ustalacz klocka i uniemożliwiają promieniowy ruch klocka ciernego.

Celem niniejszego wynalazku jest opracowanie ulepszonego zespołu hamulca tarczowego zawierającego klocek hamulcowy, ustalacz klocka, zacisk hamulcowy i sprężynę klocka.

Wynalazek charakteryzuje się tym, że ustalacz klocka ma płaski obszar usytuowany na pierwszym promieniu do sprzężenia z płaskim obszarem sprężyny klocka, by ograniczać promieniowy ruch klocka, przy czym ustalacz klocka jest przymocowany do zewnętrznej strony zacisku na drugim promieniu i ma zagięcie przy płaskim obszarze, aby drugi promień mógł być mniejszy niż pierwszy promień, przy czym sprężyna klocka ma zaokrągloną krawędź przy tym zagięciu.

PL 209 898 B1

Korzystnie, sprężyna klocka ma dalszą zaokrągloną krawędź.

Korzystnie, sprężyna klocka ciernego jest zasadniczo podłużna i jest określona przez swą długość i szerokość, przy czym płaski obszar sprężyny klocka jest usytuowany na środkowej części tej sprężyny, a ta środkowa część jest usytuowana na połowie drogi wzdłuż długości sprężyny, korzystnie ma maksymalną szerokość sprężyny, zaś reszta sprężyny ma zmniejszoną szerokość.

Korzystnie, sprężyna klocka ciernego ma krzywoliniowy kształt w kierunku wzdłużnym.

Korzystnie, sprężyna ma promieniowo zakrzywione na zewnątrz końce tak, aby promieniowo utrzymywały sprężynę na płytce klocka.

Korzystnie, płytka ma komplementarne krzywoliniowe powierzchnie do sprzężenia z krzywoliniowymi końcami sprężyny.

Korzystnie, sprężyna ma otwór, a płytka zawiera występ, który jest usytuowany w tym otworze tak, aby uniemożliwiać osiowy ruch pomiędzy sprężyną a płytką.

Korzystnie, sprężyna ma występ, który jest usytuowany wokół płytki tak, aby uniemożliwiać osiowy ruch pomiędzy sprężyną a płytką.

Korzystnie, zagięcie ma promień umożliwiający by drugi promień był mniejszy niż pierwszy promień, przy czym promień zagięcia jest zasadniczo taki sam jak promień zaokrąglonej krawędzi sprężyny klocka ciernego przy tym zagięciu.

Korzystnie, promień zagięcia wynosi 4-8 mm, korzystnie 5-7 mm, a zwłaszcza 5,25-6,75 mm.

Mocowanie ustalacza klocka do zewnętrznej strony zacisku na mniejszym promieniu zapewnia korzystnie bardziej zwarty zespół, a zastosowanie zaokrąglonej krawędzi na sprężynie klocka przy zagięciu umożliwia skonstruowanie zacisku z zewnętrznym klockiem usytuowanym dalej na zewnątrz niż w znanych konstrukcjach przy zapewnieniu, że sprężyna nie wgniata się w ustalacz klocka. Dzięki temu klocek cierny ma większą grubość materiału ciernego niż w znanych konstrukcjach. Alternatywnie zastosowanie zaokrąglonej krawędzi umożliwia skonstruowanie zacisku z zewnętrznym klockiem usytuowanym w tym samym miejscu co w znanych konstrukcjach, a zatem elementy usytuowane na zewnątrz zagięcia, które mocują ustalacz klocka, mogą być skonstruowane przy bardziej wewnętrznym położeniu, przez co zmniejsza się całkowite miejsce zajmowane przez zacisk hamulcowy.

Wynalazek jest dokładniej opisany przykładowo na podstawie rysunku, na którym pos. 1 przedstawia hamulec tarczowy zawierający znany zespół klocka ciernego hamulca tarczowego w widoku z góry, pos. 2 - hamulec tarczowy z pos. 1 w widoku z boku, pos. 3 - część wspornika i jeden klocek cierny znanego hamulca tarczowego oraz sprężynę z pos. 1 i 2 w widoku z boku, pos. 4 - część ustalacza klocka i sprężyny klocka zespołu klocka ciernego hamulca tarczowego z pos. 1-3 w widoku z przodu, fig. 5 - część zespoł u hamulca tarczowego według przedmiotowego wynalazku w widoku z góry, fig. 6 - część zespoł u hamulca tarczowego z fig. 5 w widoku z boku, fig. 7 - część zespoł u hamulca tarczowego z fig. 5 w widoku z przodu, a fig. 8 przedstawia w powiększeniu część zespołu hamulca tarczowego z fig. 5 w widoku z przodu.

Na fig. 5-7 przedstawiono zespół 129 hamulca tarczowego według przedmiotowego wynalazku zawierający zespół 133 klocka ciernego hamulca tarczowego oraz hamulcowy zacisk 115. Ten nowy zespół 133 nadaje się do stosowania w znanym tarczowym hamulcu 10, jak opisano powyżej. Ten zespół 133 zawiera cierny klocek hamulcowy 131 z płytką 134, do której przymocowany jest cierny materiał 122. Ta płytka zawiera parę krzywoliniowych powierzchni w postaci obwodowo oddalonych od siebie zderzaków 140 na swej promieniowej zewnętrznej krawędzi 135. Płytka 134 ma również występy w kształcie pary odchodzących promieniowo na zewnątrz występów 150, które odstają od promieniowo zewnętrznej krawędzi 135 płytki 134 i są usytuowane pomiędzy zderzakami 140.

Jak pokazano na fig. 5 i 6, podłużna sprężyna 124 ciernego klocka ma długość L ze środkową częścią 148 w połowie długości sprężyny i z końcowymi obszarami 149. Część środkowa ma maksymalną szerokość W2 sprężyny, a pozostała część sprężyny ma zmniejszoną szerokość W1. Sprężyna ta jest wycięta z blachy i ma zwykle grubość 1 mm.

Po zamontowaniu na płytce 134 sprężyna 124 klocka ciernego przebiega w kierunku obwodowym poprzecznie do osi ruchu płytki 134 w kierunku do i od tarczy 20 podczas działania (zaznaczono strzałką A). Sprężyna ma wywinięte do góry końce 142 i dwa otwory w postaci szczelin 152 usytuowanych w końcowych obszarach 149, tak że są one przeznaczone do wejścia w nie występów 150. Zderzaki 140 na płytce 134 mają taki kształt, że wywinięte do góry końce 142 sprężyny klocka ciernego są zabezpieczone przed nasuwaniem się na nie. Usytuowanie występów 150 w szczelinach 152 uniemożliwia osiowy ruch pomiędzy sprężyną a płytką.

PL 209 898 B1

Na fig. 6 widać, że po zamontowaniu wywinięte do góry końce 142 są nieco oddalone od swych zderzaków 140. Podobnie obwodowe końce każdej szczeliny 152 są nieco oddalone od przyporządkowanego im występu 150. Po rozważeniu pos. 3 okazuje się, że po zamontowaniu końce 42 sprężyny są w stałym sprzężeniu ze swymi odpowiednimi zderzakami 40. To stałe sprzężenie zmniejsza tendencję sprężyny 24 do wgniatania się w płytkę. Widać, że nie ma równoważnej właściwości w zespole 133. Dlatego przedmiotowy wynalazek nadaje się do stosowania zwłaszcza do płytek klocków ciernych posiadających występy, które przechodzą przez otwory w sprężynie klocka, gdyż takie konstrukcje są samoistnie bardziej podatne na wyginanie się sprężyny w odniesieniu do klocka.

W innych przykładach wykonania niniejszego wynalazku ruch osiowy może być uniemożliwiony innymi środkami. Przykładowo sprężyna według przedmiotowego wynalazku zawiera występy (podobne do występu 46 z pos. 3 według stanu techniki), które otaczają płytkę.

Promieniowo wewnętrzna powierzchnia 127 ustalacza 126 klocka ciernego przytrzymuje środkową część 148 sprężyny 124 klocka ciernego opierając się o nią. Wewnętrzna powierzchnia 127 jest zasadniczo płaska. Obszar sprężyny klocka stykający się z ustalaczem 126 klocka określa powierzchnię 170. Na fig. 8 pokazano, że powierzchnia 170 jest utworzona przez profil, który ma zasadniczo płaską sekcję 180 i dwie zaokrąglone krawędzie 171 o promieniu Q. Jeżeli spojrzeć na fig. 8, zaokrąglone krawędzie 171 są symetryczne, co umożliwia wpasowanie sprężyny 124 klocka w dowolny sposób wokół klocka hamulcowego 131 przy zapewnieniu, że zaokrąglona krawędź jest usytuowana przy zagięciu 126A.

W innych przykładach wykonania profil ten może być eliptyczny.

Zwykle sprężyna jest wykonana z blachy, zwykle stalowej, korzystnie ze stali sprężynowej. Zwykle wykrój jest wykrawany z blachy (albo z otworami 152, albo też otwory te są wykrawane w późniejszym etapie). Wykrój poddawany jest następnie operacjom prasowania, aby nadać mu żądany kształt końcowy. Korzystnie zaokrąglone krawędzie 171 można utworzyć w pewnym etapie procesu prasowania.

Ustalacz klocka jest przymocowany do zewnętrznego końca 189 hamulcowego zacisku 115 przez element mocujący w postaci śruby 173. Linią przerywaną 177 na fig. 7 zaznaczono wewnętrzny kształt koła, do którego przymocowany jest zespół hamulca tarczowego. Widać, że przestrzeń pomiędzy tym zespołem, zwłaszcza ustalaczem klocka, a kształtem koła jest ograniczona. Ustalacz klocka, który jest zamontowany na zacisku 115 ma taki kształt, aby mieścił się w istniejącej przestrzeni. Promień powierzchni 127 ustalacza klocka jest R1, a promień elementu mocującego jest R2 (koniecznie mniejszy niż R1 ze względu na obwiednię przestrzeni). Oba promienie mają środek w osi koła (oznaczonej przez P). W celu zapewnienia miejsca na element mocujący na zacisku hamulcowym 115 ustalacz zawiera zagięcie 126A. To zagięcie 126A ma promień T, który jest zasadniczo taki sam jak promień Q zaokrąglonej krawędzi powierzchni 170 sprężyny klocka. W tym przykładzie wykonania promienie T i Q są w zakresie 5,25 mm i 6,75 mm. W innych wykonaniach zakres ten może być rozszerzony. W szczególności zagięcie 126A umożliwia, by śruba 173 była na promieniu mniejszym niż powierzchnia 127.

Ustalacz ma dalsze zagięcie 126B.

W innym wykonaniu ustalacz klocka zawiera zagięcie w postaci zakrzywienia, albo innego elementu, który umożliwia, by drugi promień R2 był mniejszy niż pierwszy promień R1.

Przez zastosowanie zaokrąglonej krawędzi na sprężynie klocka przy zagięciu zapewnione jest, że sprężyna klocka nie zagłębia się w to zagięcie.

Przed zamontowaniem sprężyny 124 klocka na występach 150 sprężyna ma łukowy kształt o krótszym promieniu krzywizny niż pokazano na fig. 6. Aby przymocować sprężynę 124 klocka do płytki, trzeba ją ścisnąć do pewnego stopnia, aby szczeliny 152 pasowały na oba występy 150. Po zamontowaniu następuje pewne odprężenie, tak że obwodowo zewnętrzna krawędź szczelin 152 styka się z promieniowo zewnętrzną powierzchnią występów 150 mocując sprężynę na płytce 134 przed zamontowaniem zespołu 133 w hamulcu 10. W innych wykonaniach występy 150 mogą nie spełniać tego zadania mocowania obwodowego.

Na fig. 6 pokazano zespół 133 klocka ciernego w stanie zamontowanym na tarczy hamulcowej z ustalaczem 126 na miejscu. Należy zauważyć, że ustalacz 126 klocka naciska środkową część 148 sprężyny 124 tak, że obwodowe zewnętrzne krawędzie szczelin 152 nie stykają się już z występami 150, ale pozostaje odstęp pomiędzy obwodowo wewnętrznymi krawędziami otworów 152 a występami 150.

PL 209 898 B1

Kiedy płytka 134 podlega skierowanym promieniowo na zewnątrz przyspieszeniom, na przykład na skutek tego, że pojazd, w którym płytka ta jest zamontowana, jedzie w nierównym terenie, przyspieszenia te powodują zmniejszenie odległości S pomiędzy ustalaczem 126 a środkowym obszarem 144 płytki. To z kolei powoduje, że sprężyna 124 prostuje się wzdłuż swej długości, a jej końce 142 ślizgają się obwodowo na zewnątrz do góry, aż wyjdą ze styku ze zderzakami 140. Następnie dalsze ugięcia w kierunku do promieniowo zewnętrznej powierzchni 135 płytki aż do położenia 166 są znacznie większe, ponieważ sprężyna wchodzi w sprężyście wyboczony tryb ugięcia, w którym środkowa część 148 nadal prostuje się, ale części pomiędzy środkową częścią a końcami są zmuszane do wykrzywiania się w kierunku od promieniowo zewnętrznej powierzchni 135.

Podczas ruchu promieniowego, jak opisano powyżej, środkowa część 148 sprężyny klocka ciernego i ustalacz 126 są w kontakcie na powierzchni 170, przy czym ustalacz ogranicza promieniowy ruch klocka.

Włączenie hamulców powoduje ruch klocka w kierunku strzałki A do tarczy, a więc ruch sprężyny względem ustalacza klocka. Zaokrąglony kształt krawędzi sprężyny klocka zapewnia, że nawet kiedy powierzchnia sprężyny klocka i ustalacz nie są równoległe, zaokrąglona krawędź nie wgniata się w ustalacz klocka i dlatego ruch sprężyny klocka nie jest hamowany i nie ma oddziaływania na hamo-

Claims (10)

1. Zespół hamulca tarczowego zawierający klocek hamulcowy, ustalacz klocka, zacisk hamulcowy i sprężynę klocka znamienny tym, że ustalacz (126) klocka ma płaski obszar usytuowany na pierwszym promieniu do sprzężenia z płaskim obszarem sprężyny (124) klocka, by ograniczać promieniowy ruch klocka, przy czym ustalacz klocka jest przymocowany do zewnętrznej strony zacisku (115) na drugim promieniu i ma zagięcie (126A) przy płaskim obszarze (180), aby drugi promień mógł być mniejszy niż pierwszy promień, przy czym sprężyna (124) klocka ma zaokrągloną krawędź (171) przy tym zagięciu.

2. Zespół według zastrz. 1, znamienny tym, że sprężyna (124) klocka ma dalszą zaokrągloną krawędź.

3. Zespół według zastrz. 1 albo 2, znamienny tym, że sprężyna (124) klocka ciernego jest podłużna i jest określona przez swą długość i szerokość, przy czym płaski obszar (180) sprężyny klocka jest usytuowany na środkowej części tej sprężyny, a ta środkowa część jest usytuowana na połowie drogi wzdłuż długości sprężyny, korzystnie ma maksymalną szerokość sprężyny, zaś reszta sprężyny ma zmniejszoną szerokość.

4. Zespół według zastrz. 1 albo 2, znamienny tym, że sprężyna (124) klocka ciernego ma krzywoliniowy kształt w kierunku wzdłużnym.

5. Zespół według zastrz. 1 albo 2, znamienny tym, że sprężyna (124) ma promieniowo zakrzywione na zewnątrz końce (142), tak aby promieniowo utrzymywały sprężynę na płytce (134) klocka.

6. Zespół według zastrz. 5, znamienny tym, że płytka (134) ma komplementarne krzywoliniowe powierzchnie do sprzężenia z krzywoliniowymi końcami sprężyny.

7. Zespół według zastrz. 1 albo 2, znamienny tym, że sprężyna (124) ma otwór, a płytka zawiera występ (150), który jest usytuowany w tym otworze tak, aby uniemożliwiać osiowy ruch pomiędzy sprężyną a płytką.

8. Zespół według zastrz. 1 albo 2, znamienny tym, że sprężyna (124) ma występ, który jest usytuowany wokół płytki (134) tak, aby uniemożliwiać osiowy ruch pomiędzy sprężyną a płytką.

9. Zespół według zastrz. 1, znamienny tym, że zagięcie (126A) ma promień umożliwiający by drugi promień był mniejszy niż pierwszy promień, przy czym promień zagięcia jest taki sam jak promień zaokrąglonej krawędzi sprężyny klocka ciernego przy tym zagięciu.

10. Zespół według zastrz. 9, znamienny tym, że promień zagięcia wynosi 4-8 mm, korzystnie 5-7 mm, a zwłaszcza 5,25-6,75 mm.