RU2800518C1

RU2800518C1 - Disc brake

Info

Publication number: RU2800518C1
Application number: RU2023107115A
Authority: RU
Inventors: Николай Николаевич Романюк; Валерий Александрович Агейчик; Валерий Николаевич Еднач; Сергей Александрович Войнаш; Виктория Александровна Соколова; Рамиль Равильевич Загидуллин; Светлана Анатольевна Партко; Александра Александровна Ореховская; Светлана Геннадьевна Лопарева; Дмитрий Владимирович Лопарев; Александр Павлович Щербаков
Filing date: 2023-03-24
Publication date: 2023-07-21

Abstract

FIELD: energy conversion.

SUBSTANCE: invention relates to mechanisms for converting kinetic energy into mechanical work of friction elements and can be used as a brake mechanism for a working brake system of a wheeled vehicle. The disc brake comprises housing 4, in which brake pads 6 are placed on opposite sides of brake disc 5. Brake calliper 7 acts on one brake pad, cylinder 8 acts on the other brake pad, made integral with rod 2, to which drive lever 3 is attached using nut 1. On the end surface of cylinder 8, opposite to the brake disc, there are teeth 9 with inclined surfaces that engage with similar inclined teeth made on the cylindrical part of the brake calliper 7 and provide the possibility of its movement, while drive lever 3 is attached to rod 2, cylinder 8 of which is connected with the second of brake pads 6. From the side of the end surface of cylinder 8 facing brake disk 5, along its outer diameter, thrust ring 10 protruding beyond this end surface towards brake disk 5 is fixed. On the end surface of cylinder 8 facing brake disc 5, close to thrust ring 10, rubber shock absorbers 11 protruding beyond thrust ring 10 towards the brake disc are attached with large bases to the end surface of cylinder 8, having a shape in the form of a regular trapezoid in a vertical section along the axis of cylinder 8.

EFFECT: increased reliability and smoothness of the disc brake.

1 cl, 3 dwg

Description

Изобретение относится к механизмам для преобразования кинетической энергии в механическую работу фрикционных элементов и может быть использовано в качестве тормозного механизма рабочей тормозной системы колесного транспортного средства.SUBSTANCE: invention relates to mechanisms for converting kinetic energy into mechanical work of friction elements and can be used as a brake mechanism for a working brake system of a wheeled vehicle.

Известно типичное устройство дискового тормозного механизма, содержащее суппорт, два гидравлических тормозных цилиндра, тормозные колодки, тормозной диск, направляющие и крепежные элементы, трубопроводы (см. Гришкевич А.И., Ломако Д.М., Автушко В.П. и др. Автомобили: конструкция, конструирование и расчет. Системы управления и ходовая часть: учеб. пособие для вузов / под ред. А.И. Гришкевича. - Минск: Вышэйшая школа, 1987. - С. 54-56).A typical device of a disc brake mechanism is known, containing a caliper, two hydraulic brake cylinders, brake pads, a brake disc, guides and fasteners, pipelines (see Grishkevich A.I., Lomako D.M., Avtushko V.P., etc. Automobiles: construction, design and calculation Control systems and running gear: textbook for universities / edited by AI Grishkevich Minsk: Higher school, 1987, pp. 54-56).

Недостатком данного дискового тормозного механизма является его сложность, высокая стоимость и опасность потери работоспособности при нередком выходе из строя тормозного шланга. Вероятность разрыва тормозных шлангов ограничивает давление в тормозной системе, что приводит к необходимости использования многопоршневых дисковых тормозных механизмов, влечет за собой увеличение, как общей стоимости транспортного средства, так и его сложности.The disadvantage of this disc brake mechanism is its complexity, high cost and the risk of loss of performance with frequent failure of the brake hose. The possibility of ruptured brake hoses limits the pressure in the brake system, which leads to the need for multi-piston disc brakes, which increases both the overall cost of the vehicle and its complexity.

Известен дисковый колодочный тормоз (см. а.с. СССР №1325224, МПК F16D 55/22, 1987. Бюл. №27), содержащий корпус, установленную на нем скобу, охватывающую тормозной диск, ходовой винт с тормозным рычагом, две колодки с фрикционными накладками, одна из которых жестко закреплена на одном конце скобы, а другая неподвижно установлена на другом конце скобы, в котором выполнено сквозное отверстие с резьбовым участком, сопряженным с ходовым винтом, и гайку, установленную в сквозном отверстии скобы с возможностью возвратно-поступательного движения, ходовой винт выполнен с дополнительным участком резьбы противоположного направления, гайка сопряжена с дополнительным участком ходового винта, подвижная колодка закреплена на гайке, а скоба установлена на корпусе с возможностью перемещения параллельно оси вращения диска.Known disk shoe brake (see A.S. USSR No. 1325224, IPC F16D 55/22, 1987. Bull. No. 27), containing a housing mounted on it with a bracket covering the brake disc, a lead screw with a brake lever, two pads with friction linings, one of which is rigidly fixed at one end of the bracket, and the other is fixedly mounted at the other end of the bracket, in which a through hole is made with a threaded section associated with the lead screw, and a nut installed in the through hole of the bracket with the possibility of reciprocating motion , the lead screw is made with an additional section of the thread of the opposite direction, the nut is mated with the additional section of the lead screw, the movable block is fixed on the nut, and the bracket is mounted on the body with the possibility of moving parallel to the disk rotation axis.

Недостатком данного дискового тормозного механизма является сложное нагружение скобы, не жесткое крепление консольно установленных тормозных колодок, что может вызвать отказ в работе тормоза из-за скручивания скобы и из-за изгиба ходового винта и перекоса трущихся поверхностей накладок, увеличенный размер в направлении, параллельном оси тормозного диска, а также высокие контактные напряжения на поверхности резьбы.The disadvantage of this disc brake mechanism is the complex loading of the caliper, the non-rigid fastening of the cantilever mounted brake pads, which can cause brake failure due to the caliper twisting and due to the lead screw bending and skew of the rubbing surfaces of the linings, increased size in the direction parallel to the axis brake disc, as well as high contact stresses on the thread surface.

При торможении передвижения и поворота за исключением экстренных случаев необходимо постепенно гасить энергию движущихся или поворачивающихся масс, что требует плавно, особенно на начальном этапе торможения, регулировать усилие замыкания (см. Красников В.В. Подъемно-транспортные машины. М.: Колос, 1981, С. 66), поэтому недостатком известного дискового тормозного механизма является также возникающие при его работе высокие динамические нагрузки вследствие быстрого замыкания тормоза даже при незначительном повороте приводного рычага.When braking movement and turning, with the exception of emergency cases, it is necessary to gradually extinguish the energy of moving or turning masses, which requires smoothly, especially at the initial stage of braking, to adjust the closing force (see Krasnikov V.V. Hoisting and transport machines. M .: Kolos, 1981 , S. 66), therefore, a disadvantage of the known disc brake mechanism is also the high dynamic loads that occur during its operation due to the rapid closing of the brake even with a slight turn of the drive lever.

Задача, которую решает изобретение, заключается в повышении надежности и плавности работы дискового тормоза.The problem solved by the invention is to improve the reliability and smoothness of the disc brake.

Поставленная задача решается с помощью дискового тормоза, содержащего корпус, установленную на нем скобу, охватывающую тормозной диск, при этом в корпусе по разные стороны тормозного диска расположены тормозные колодки, одна из которых связана с тормозной скобой, приводной рычаг и стержень, где приводной рычаг и стержень, выполнены за одно целое с цилиндром, на противоположной тормозному диску торцевой поверхности которого симметрично расположены зубцы с наклонными поверхностями, входящие в зацепление с аналогичными наклонными зубцами, выполненными на цилиндрической части тормозной скобы и обеспечивающими возможность ее перемещения, при этом приводной рычаг прикреплен к стержню, цилиндр которого связан со второй из тормозных колодок, причем со стороны обращенной тормозному диску торцевой поверхности цилиндра по его наружному диаметру закреплено выступающее за эту торцевую поверхность упорное кольцо, при этом на обращенной тормозному диску торцевой поверхности цилиндра вплотную к упорному кольцу прикреплены большими основаниями к торцевой поверхности цилиндра выступающие за пределы упорного кольца в сторону тормозного диска резиновые амортизаторы, имеющие в вертикальном по оси цилиндра сечении форму в виде правильной трапеции, причем на обращенной тормозному диску торцевой поверхности цилиндра вплотную к резиновым амортизаторам со стороны оси цилиндра симметрично ей шарнирно закреплены своими внутренними концами расположенные симметрично вертикальной по оси цилиндра плоскости вдоль боковых поверхностей амортизаторов две жесткие пластины длиной равной половине высоты сечения амортизаторов, к наружным концам которых шарнирно крепится симметрично оси цилиндра выгнутая в сторону тормозного диска упругая пластина, а расположенная по оси цилиндра вершина ее выпуклости расположена ближе к тормозному диску, чем резиновые амортизаторы, а ширина упругой пластины равна 0,20…0,25 величины диаметра D цилиндра.The problem is solved with the help of a disc brake, containing a housing, a bracket mounted on it, covering the brake disk, while in the housing on opposite sides of the brake disk there are brake pads, one of which is connected to the brake caliper, a drive lever and a rod, where the drive lever and rod, made in one piece with the cylinder, on the opposite brake disc end surface of which teeth with inclined surfaces are symmetrically located, engaging with similar inclined teeth made on the cylindrical part of the brake caliper and providing the possibility of its movement, while the drive lever is attached to the rod , the cylinder of which is connected to the second of the brake shoes, and on the side of the end surface of the cylinder facing the brake disk along its outer diameter, a thrust ring protruding beyond this end surface is fixed, while on the end surface of the cylinder facing the brake disk, close to the thrust ring, large bases are attached to the end rubber shock absorbers protruding beyond the thrust ring towards the brake disc, rubber shock absorbers having a shape in the form of a regular trapezoid in a vertical section along the axis of the cylinder, and on the end surface of the cylinder facing the brake disc, close to the rubber shock absorbers from the side of the cylinder axis, they are symmetrically hinged to it with their inner ends two rigid plates located symmetrically vertical along the axis of the cylinder along the side surfaces of the shock absorbers, two rigid plates with a length equal to half the height of the section of the shock absorbers, to the outer ends of which are hinged symmetrically to the axis of the cylinder, an elastic plate curved towards the brake disc, and located along the axis of the cylinder, the top of its bulge is located closer to the brake disk than rubber shock absorbers, and the width of the elastic plate is 0.20 ... 0.25 of the diameter D of the cylinder.

Сущность изобретения поясняется чертежами.The essence of the invention is illustrated by drawings.

На фиг. 1 изображен дисковый тормоз.In FIG. 1 shows a disc brake.

На фиг. 2 - положение упругих элементов тормоза в узле I на фиг. 1 в начале торможения.In FIG. 2 - the position of the elastic elements of the brake in node I in FIG. 1 at the start of deceleration.

На фиг. 3 - положение упругих элементов тормоза в узле I на фиг. 1 на промежуточном этапе торможения.In FIG. 3 - the position of the elastic elements of the brake in node I in FIG. 1 at the intermediate stage of braking.

Дисковый тормоз содержит корпус 4, в котором размещены тормозные колодки 6 по разные стороны тормозного диска 5. На одну тормозную колодку воздействует тормозная скоба 7, на другую тормозную колодку воздействует цилиндр 8, выполненный заодно со стержнем 2, к которому прикреплен приводной рычаг 3 с помощью гайки 1. На противоположной тормозному диску торцевой поверхности цилиндра 8 расположены зубцы 9 с наклонными поверхностями, входящие в зацепление с аналогичными наклонными зубцами, выполненными на цилиндрической части тормозной скобы 7 и обеспечивающими возможность ее перемещения, при этом приводной рычаг 3 прикреплен к стержню 2, цилиндр 8 которого связан со второй из тормозных колодок 6. Со стороны обращенной тормозному диску 5 торцевой поверхности цилиндра 8 по его наружному диаметру закреплено выступающее за эту торцевую поверхность в сторону тормозного диска 5 упорное кольцо 10.The disc brake includes a housing 4, in which brake pads 6 are placed on opposite sides of the brake disc 5. Brake caliper 7 acts on one brake pad, cylinder 8 acts on the other brake pad, made integral with the rod 2, to which the drive lever 3 is attached with the help of nuts 1. On the opposite brake disc end surface of the cylinder 8 there are teeth 9 with inclined surfaces that engage with similar inclined teeth made on the cylindrical part of the brake caliper 7 and provide the possibility of its movement, while the drive lever 3 is attached to the rod 2, the cylinder 8 of which is connected to the second of the brake shoes 6. On the side of the end surface of the cylinder 8 facing the brake disk 5, along its outer diameter, a thrust ring 10 protruding beyond this end surface towards the brake disk 5 is fixed.

На обращенной тормозному диску 5 торцевой поверхности цилиндра 8 вплотную к упорному кольцу 10 прикреплены большими основаниями к торцевой поверхности цилиндра 8 выступающие за пределы упорного кольца 10 в сторону тормозного диска резиновые амортизаторы 11, имеющие в вертикальном по оси цилиндра 8 сечении форму в виде правильной трапеции. При этом резиновые амортизаторы 11 располагаются своими крайними частями в виде малого основания трапеции ближе к тормозному диску 5, чем край упорного кольца 10. На обращенной тормозному диску торцевой поверхности цилиндра 8 вплотную к резиновым амортизаторам 11 со стороны оси цилиндра 8 симметрично ей шарнирно закреплены своими внутренними концами расположенные симметрично вертикальной по оси цилиндра 8 плоскости вдоль боковых поверхностей резиновых амортизаторов 11 две жестких пластины 12 длиной равной половине высоты сечения амортизаторов, к наружным концам которых шарнирно крепится симметрично оси цилиндра выгнутая в сторону тормозного диска 5 упругая пластина 13, выполненная из упругой стали, например, марки Р6М5, причем расположенная по оси цилиндра 8 вершина ее выпуклости расположена ближе к тормозному диску 5, чем резиновые амортизаторы 11. Ширина упругой пластины 13 равна 0,20…0,25 величины диаметра D цилиндра 8 (фиг. 3).On the end surface of the cylinder 8 facing the brake disc 5, close to the thrust ring 10, rubber shock absorbers 11 protruding beyond the thrust ring 10 towards the brake disc are attached with large bases to the end surface of the cylinder 8, having a shape in the form of a regular trapezoid in a vertical section along the axis of the cylinder 8. At the same time, rubber shock absorbers 11 are located with their extreme parts in the form of a small base of a trapezoid closer to the brake disc 5 than the edge of the thrust ring 10. the ends located symmetrically vertical along the axis of the cylinder 8 of the plane along the side surfaces of the rubber shock absorbers 11, two rigid plates 12 with a length equal to half the height of the section of the shock absorbers, to the outer ends of which are hinged symmetrically to the axis of the cylinder, an elastic plate 13, curved towards the brake disc 5, made of elastic steel, for example, brand P6M5, and located along the axis of the cylinder 8, the top of its bulge is located closer to the brake disc 5 than the rubber shock absorbers 11. The width of the elastic plate 13 is equal to 0.20 ... 0.25 of the diameter D of the cylinder 8 (Fig. 3).

Дисковый тормоз работает следующим образом.The disc brake works as follows.

Воздействие, приложенное к рычагу 3, вызывает вращение стержня 2 и, соответственно, цилиндра 8. Одновременно с вращением стержня 2 и цилиндра 8 происходит их осевое перемещение. Осевое перемещение обеспечивается скольжением зубцов 9 по наклонным поверхностям аналогичных зубцов, выполненных в тормозной скобе 7. Перемещаясь в осевом направлении, цилиндр 8 легко прижимает выпуклостью пластины 13 (фиг. 2) левую тормозную колодку к тормозному диску 5 и начинается плавное торможение. При этом тормозная скоба 7 под действием реактивного усилия, возникающего при скольжении зубцов 9 по наклонным поверхностям, перемещаясь в противоположном направлении, прижимает правую тормозную колодку к тормозному диску 5 с другой стороны. В случае необходимости увеличения тормозного момента путем дальнейшего поворота рычага 3 вводят в соприкосновение с левой тормозной колодкой резиновые амортизаторы 11 (фиг. 3), что увеличивает прижатие колодок к тормозному диску 5. При дальнейшем повороте рычага 3 деформация пластины 13 и резиновых амортизаторов 11 нарастает вместе с более быстро увеличивающимся тормозным моментом до соприкосновения упорного кольца 10 с левой тормозной колодкой 6. Дальнейшее увеличение тормозного момента при повороте рычага 3 происходит наиболее интенсивно. The action applied to the lever 3 causes the rotation of the rod 2 and, accordingly, the cylinder 8. Simultaneously with the rotation of the rod 2 and the cylinder 8, they move axially. Axial movement is provided by sliding teeth 9 along the inclined surfaces of similar teeth made in the brake caliper 7. Moving in the axial direction, the cylinder 8 easily presses the left brake shoe against the brake disc 5 with the bulge of the plate 13 (Fig. 2) and smooth braking begins. At the same time, the brake caliper 7, under the action of a reactive force that occurs when the teeth 9 slide along inclined surfaces, moving in the opposite direction, presses the right brake shoe against the brake disc 5 on the other side. If it is necessary to increase the braking torque by further turning the lever 3, rubber shock absorbers 11 are brought into contact with the left brake shoe (Fig. 3), which increases the pressure of the pads against the brake disc 5. With further rotation of the lever 3, the deformation of the plate 13 and rubber shock absorbers 11 grows together with a more rapidly increasing braking torque until the thrust ring 10 comes into contact with the left brake shoe 6. A further increase in the braking torque when turning the lever 3 occurs most intensively.

При снятии управляющего воздействия с органов управления тормозной системы путем поворота ручки 3 в обратном направлении тормозные колодки 6 возвращаются в нейтральное положение.When removing the control action from the controls of the brake system by turning the handle 3 in the opposite direction, the brake pads 6 return to the neutral position.

Claims

A disc brake comprising a housing, a bracket mounted on it, enclosing the brake disk, while in the housing on opposite sides of the brake disk there are brake pads, one of which is connected to the brake caliper, a drive lever and a rod, characterized in that the drive lever and the rod are made in one piece with the cylinder, on the opposite to the brake disc end surface of which teeth with inclined surfaces are symmetrically located, engaging with similar inclined teeth made on the cylindrical part of the brake caliper and providing the possibility of its movement, while the drive lever is attached to the rod, the cylinder of which is connected to the second of the brake shoes, and from the side of the end surface of the cylinder facing the brake disc, along its outer diameter, a thrust ring protruding beyond this end surface is fixed, while on the end surface of the cylinder facing the brake disc, close to the thrust ring, large bases are attached to the end surface of the cylinder, rubber shock absorbers protruding beyond the thrust ring towards the brake disc, having a shape in the form of a regular trapezoid in a vertical section along the axis of the cylinder, and on the end surface of the cylinder facing the brake disc, close to the rubber shock absorbers on the side of the cylinder axis, they are symmetrically hinged to it with their inner ends located symmetrically vertical along the axis of the cylinder plane along the side surfaces of the shock absorbers, two rigid plates with a length equal to half the height of the section of the shock absorbers, to the outer ends of which are pivotally attached symmetrically to the axis of the cylinder, an elastic plate curved towards the brake disc, and located along the axis of the cylinder, the top of its bulge is located closer to brake disc than rubber shock absorbers, and the width of the elastic plate is equal to 0.20 ... 0.25 of the diameter D of the cylinder.