Устройство тормозного суппорта тормоза рельсового транспортного средства
Изобретение относится к области машиностроения, в частности к тормозным устройствам рельсовых транспортных средств. Устройство содержит корпус, тормозной суппорт, рычаги тормозного суппорта, систему подшипниковых опор и осевой подшипник. Рычаги расположены на направленных друг от друга в сторону наружных поверхностях корпуса, предназначенного для установки эксцентрикового вала. Каждый из рычагов выполнен с возможностью приведения в движение эксцентрически одним находящимся на концевой стороне кривошипом эксцентрикового вала. Система подшипниковых опор расположена между корпусом и рычагом тормозного суппорта, в котором с возможностью вращения установлен выступающий из корпуса расположенный на концевой стороне кривошип эксцентрикового вала. Кривошип при вращении эксцентрикового вала движется эксцентрически относительно корпуса и приводит в движение рычаг тормозного суппорта. Осевой подшипник выполнен с возможностью передачи осевых сил от рычага тормозного суппорта к корпусу. Осевой подшипник расположен в области кривошипа между рычагом тормозного суппорта и корпусом или деталью, закрепленной на корпусе. Осевой силовой поток направлен от рычага тормозного суппорта прямо в осевой подшипник и оттуда в корпус или деталь, закрепленную на корпусе. Достигается уменьшение трения при работе устройства. 5 з.п. ф-лы, 3 ил.
Изобретение относится к устройству тормозного суппорта рельсового транспортного средства согласно ограничительной части пункта 1 формулы изобретения.
Устройство тормозного суппорта известно из DE 4431353 С1. В устройстве тормозного суппорта тормоза рельсового транспортного средства предусмотрена известная система подшипниковых опор, которая содержит, по меньшей мере, два рычага тормозного суппорта, которые расположены на направленных друг от друга в сторону наружных поверхностях корпуса, каждый из которых приводится эксцентрически в движение одним находящимся на концевой стороне кривошипом эксцентрикового вала. При этом рычаги суппорта узла тормозного суппорта установлены на кривошипах с возможностью вращения. Далее рычаги суппорта по оси соединены с кривошипами эксцентрикового вала.
В известной системе подшипниковых опор кольцевой фланец рычага суппорта установлен с возможностью скольжения на вращающейся вместе с ведущим валом диском крышки, которая опять же с помощью осевого подшипника установлена вдоль оси относительно корпуса. Однако в обеих системах осевых подшипниковых опор возникают относительно высокие потери на трение. Так как осевой подшипник со стороны корпуса находится, если смотреть в осевом направлении эксцентрикового вала, в области, отличающейся большим диаметром основной части эксцентрикового вала. Но вследствие этого эффективный фрикционный диаметр нагруженного осевыми силами и поэтому создающего момент сил трения осевого подшипника относительно высок, так что в осевом подшипнике создается нежелательно высокий момент сил трения, который в свою очередь снижает коэффициент полезного действия приводной трансмиссии, содержащей такой эксцентриковый механизм.
При таких устройствах тормозного суппорта возникает проблема, заключающаяся в том, что колебания, которые испытывают рычаги тормозного суппорта при езде рельсового транспортного средства в незадействованном и поэтому не зажатом состоянии тормоза, ведут к слишком громкому воздушному шуму.
В ЕР 0732247 А2 также описывается узел дискового тормоза рельсового транспортного средства в виде устройства тормозного суппорта с эксцентрически установленными рычагами суппорта. Рычаги суппорта тормозного суппорта при этом через упорные кольца скольжения опираются на кривошипы эксцентрикового вала.
В связи с этим задачей настоящего изобретения является усовершенствование устройства тормозного суппорта тормоза рельсового транспортного средства упомянутого вида уменьшения потерь на трение.
В соответствии с изобретением эта задача решена посредством технического решения, охарактеризованного признаками пункта 1 формулы изобретения.
Согласно изобретению осевой подшипник, если смотреть в осевом направлении эксцентрикового вала, расположен в области кривошипа между рычагом тормозного суппорта и корпусом или закрепленной на корпусе деталью и осевой силовой поток от рычага тормозного суппорта направлен прямо в осевой подшипник и оттуда в корпус или закрепленную на корпусе деталь.
Так как в данном случае осевой подшипник может иметь меньший диаметр, чем в уровне техники, получается меньшее эффективное плечо рычага для действующего в осевом подшипнике момента сил трения, поэтому последний становится меньше, чем в цитированном уровне техники. В результате реализован высокий коэффициент полезного действия системы подшипниковых опор.
Предпочтительные варианты выполнения настоящего изобретения охарактеризованы в зависимых пунктах формулы.
Особенно предпочтительно, что осевой подшипник расположен непосредственно между элементом и корпусом или деталью, закрепленной на корпусе. В этом случае осевой силовой поток от элемента направляется непосредственно в осевой подшипник и оттуда в корпус или деталь, закрепленную на корпусе. Поэтому получается более короткий, прямой силовой поток между элементом и корпусом, без промежуточного включения эксцентрикового вала, что в результате дает менее эластичные разъемы и поэтому преимущественно жесткую силовую передачу. В узле тормозного суппорта это ведет к определенно образованным точкам давления и точкам торможения тормоза.
Настоящее изобретение поясняется чертежами, на которых представлено следующее:
фиг.1 - вид в перспективе устройства тормозного суппорта с системами уплотнений согласно предпочтительному варианту выполнения изобретения;
фиг.2 - поперечное сечение систем уплотнения по фиг.1 в увеличенном масштабе;
фиг.3 - поперечное сечение системы уплотнений согласно другому варианту выполнения изобретения.
На фиг.1 представлено устройство 2 тормозного суппорта тормоза рельсового транспортного средства, которое взаимодействует с не показанным тормозным диском. Устройство 2 тормозного суппорта на фиг.1 показано в рабочем положении, т.е. изображенные вверху элементы конструкции также установлены вверху.
Устройство 2 тормозного суппорта приводится в действие не описанным здесь более подробно исполнительным органом 3 и оказывает воздействие на эксцентриковый вал 4 с находящимися на концевых сторонах кривошипами, верхний кривошип 6 и нижний кривошип 8, которые, выступая из отверстий 10, 12 корпуса 14 устройства 2 тормозного суппорта установлены с возможностью вращения соответственно в каждом рычаге тормозного суппорта, верхнем рычаге 16 тормозного суппорта и нижнем рычаге 18 тормозного суппорта. В показанном на фиг.1 рабочем положении устройство 2 тормозного суппорта расположено в основном горизонтально, так что, если смотреть в направлении силы тяжести, верхний рычаг 16 тормозного суппорта расположен на более высоком уровне, чем нижний рычаг 18 тормозного суппорта.
При вращении эксцентрикового вала 4 рычаги 16, 18 тормозного суппорта движутся в направлении к тормозному диску, вследствие чего расположенные на рычагах 16, 18 тормозного суппорта держатели 22, 24 тормозных накладок с тормозными накладками вступают с диском во фрикционный контакт. Концы рычагов 16, 18 тормозного суппорта, направленные от держателей 22, 24 тормозных накладок, установлены с возможностью вращения вокруг поворотных осей 20, параллельных Z-оси за концах диска 21 нажимной штанги, положение которого может переставляться для регулировки износа. При удлинении диска 21 нажимной штанги в Y-направлении концы рычагов 16, 18 тормозного суппорта удаляются друг от друга, вследствие чего они закручиваются вокруг кривошипов 6, 8 эксцентрикового вала 4, чтобы сократить расстояние держателей 22, 24 накладок друг от друга.
Как ясно показано на фиг.2, нижний рычаг 18 тормозного суппорта, который здесь описывается в качестве замещающего верхнего рычага 16 тормозного суппорта, имеет с концевой стороны глухое отверстие 26, в которое установлена втулка 28, внутренняя радиальная поверхность периметра которой образует вкладыш наружного радиального игольчатого подшипника 30, с помощью которого кривошип 8 установлен с возможностью вращения относительно рычага 18 тормозного суппорта. Для этого кривошип 8 заключен во втулке 32, которая образует другой вкладыш наружного радиального игольчатого подшипника 30. С другой стороны центральный участок 34 эксцентрикового вала 4 установлен с возможностью вращения относительно корпуса 14 с помощью двух внутренних радиальных игольчатых подшипников 36. Такая система подшипников может быть приспособлена специалистом к соответствующим требованиям, например она может быть выполнена в виде системы подшипников скольжения.
При не задействованном тормозе рычаги 16, 18 суппорта осуществляют вращательные движения относительно кривошипов 6, 8, в то время как у рельсовых транспортных средств с дисковыми тормозами в рамках так называемого синусоидального хода имеют место движения поперек оси, которые также могут осуществляться дисковыми тормозами, соединенными с осями. Когда тормозной диск входит в контакт с тормозной накладкой и вследствие этого отклоняет рычаг 16, 18 тормозного суппорта, последний осуществляет вращательное движение вокруг свободно вращающихся в этом режиме работы кривошипов 6, 8.
При включенном тормозе, т.е. при вращающемся приводе эксцентрикового вала 4, центральная ось 38 кривошипа 8 совершает как поступательное движение в направлении Х-оси и Y-оси, так и вращение вокруг центральной оси 40 эксцентрикового вала, которая параллельна Z-оси или вертикали. Такую эксцентричную траекторию движения может осуществлять рычаг 18 тормозного суппорта, установленный на нем с помощью внешнего радиального игольчатого подшипника 30, чтобы обеспечить движение прижима или высвобождения держателей 22, 24 тормозных накладок относительно тормозного диска. Точное описание такового эксцентрического привода содержится в указанном документе DE 102005049058 А1, поэтому здесь не следует больше на нем останавливаться.
На торцевой поверхности 42 отверстия 12 корпуса установлен фланец 44 с посадочной поверхностью 48, выполненной на выступе 46 фланца, который центрирующим краевым выступом 50 входит в отверстие 12 корпуса и удерживается там преимущественно с помощью прессовой посадки. Таким образом, фланец 44 образует закрепленную на корпусе деталь. Радиальная наружная поверхность периметра фланца 44 снабжена радиально внутрь выступающей выемкой 52. Далее торцевая поверхность 54 фланца 44, направленная от корпуса 14, образует поверхность подшипника скольжения для осевого упорного кольца 56.
Осевое упорное кольцо 56 состоит предпочтительно из гасящего колебания материала для подшипников скольжения с низким Е-модулем, например из полиамида или подшипниковой бронзы. Благодаря этому предпочтительно гасятся колебания, которые создаются рычагами 16, 18 тормозного суппорта в незадействованном и поэтому не напряженном состоянии. Это опять же способствует также снижению уровня шума.
Осевое упорное кольцо 56 закреплено предпочтительно на торцевой стороне 58 рычага 18 тормозного суппорта, смотрящей на корпус 14, преимущественно с помощью не показанного на изображении поперечного сечения на фиг.2 винтового соединения. Закрепленное на рычаге тормозного суппорта осевое упорное кольцо 56 вместе с предназначенной поверхностью подшипника скольжения, которая здесь образуется торцевой поверхностью 54 установленного на корпусе фланца 44, образует осевую опору скольжения для рычага 18 тормозного суппорта относительно корпуса 14.
Как можно легко представить с помощью фиг.1, возникают осевые и поперечные силы, т.е. силы, направленные в отношении к центральной оси 40 эксцентрикового вала или в Z-направлении, когда при задействованном тормозе тормозные накладки прижимаются к тормозному диску и благодаря этому возникают силы трения, которые нагружают рычаги 16, 18 тормозного суппорта, установленные с концевой стороны на диске 21 нажимной штанги, перпендикулярно их протяженности в форме изгибающей нагрузки. Эта изгибающая нагрузка вызывает поперечные или осевые силы, которые в представленном случае воспринимаются осевым упорным кольцом 56 на корпусе 14.
Существенно то, что силовой поток поперечных или осевых сил направлен в Z-направлении от рычагов 16, 18 тормозного суппорта прямо в предназначенные осевые упорные кольца 56 и оттуда на закрепленные на корпусе фланцы 44 и наконец на корпус 14, не втягивая в этот силовой поток эксцентриковый вал 4 или кривошипы 6, 8. Напротив, поперечные силы, вызываемые движением затягивания, действующие на рычаги 16, 18 тормозного суппорта и действующие в плоскости X-Y, через наружный радиальный игольчатый подшипник 30 передаются эксцентриковому валу 4, который опять же через внутренние радиальные игольчатые подшипники 36 опирается на корпус 14.
Так как устройство 2 тормозного суппорта на рельсовом транспортном средстве находится в области, испытывающей воздействия грязной воды и брызг, эксцентриковый вал 4 или его кривошипы 6, 8 на концевой стороне должны уплотняться относительно корпуса 14.
На фиг.2 показана в деталях верхняя система уплотнений 60 и нижняя система уплотнений 62 устройства 2 тормозного суппорта. Ниже описывается конструкция идентичной нижней системы 62 уплотнений, так как она является заменяющей для верхней системы 60 уплотнений.
Нижняя система 62 уплотнений включает герметичное уплотнение, которое образуется с помощью, по меньшей мере, одного закрепленного с одной стороны на корпусе 14 и с другой стороны на нижнем рычаге 18 тормозного суппорта, по меньшей мере, частично эластичного сильфона 64. При этом сильфон 64 выполнен таким образом, что он может следовать радиальным движениям кривошипа 8 относительно корпуса 14, определяемым эксцентрическим приводом, в плоскости X-Y, перпендикулярной к центральной оси 40 эксцентрикового вала 4, причем складки сильфона 64 компенсируют эти движения.
Предпочтительно сильфон 64, по меньшей мере, частично изготовлен из резины, преимущественно полностью из NBR-каучука (акрилнитрил-бутадиен-каучук), причем концы 66, 68 сильфона 64 соединены с корпусом 14 и рычагом тормозного суппорта с геометрическим и/или фрикционным замыканием.
Сильфон 64 радиально охватывает фланец 44 и имеет, если смотреть в направлении центральной оси 40 эксцентрикового вала 4 (Z-направление), примерно его продольную протяженность. По меньшей мере, некоторые из складок сильфона 64 заходят в радиальную выемку 52 фланца 44, который соединен с корпусом 14.
Особенно предпочтительно, что конец 66 сильфона 64, приданный рычагу 18 тормозного суппорта, соединен в противоположность этому преимущественно неразъемным способом с помощью жесткого кольца 70, которое предпочтительно закреплено на рычаге 18 тормозного суппорта с помощью геометрического замыкания. Такое неразъемное соединение осуществляется, например, с помощью того, что кольцо 70, по меньшей мере, частично вулканизируется в сильфон 64. Это кольцо 70, как и осевое упорное кольцо 56 предпочтительно закреплено на торцевой поверхности 58 рычага 18 тормозного суппорта, направленной на корпус 14, с помощью, по меньшей мере, одного винта 72. Далее кольцо 70 охватывает осевое упорное кольцо 56.
С другой стороны конец 68 сильфона 64, приданный корпусу 14, зажимается между торцевой поверхностью 48 фланца 44 и торцевой поверхностью 42 корпуса 14, направленной к рычагу 18 тормозного суппорта, с помощью силового и/или геометрического замыкания, для чего конец 68 может иметь увеличение 74 поперечного сечения, которое размещено в соответствующей кольцевой выемке в торцевой поверхности 48 фланца 44.
В другом варианте выполнения согласно фиг.3 остающиеся одинаковыми одинаково действующие, что и в предыдущем варианте выполнения, элементы обозначены одинаковыми позициями. В отличие от него конец 68 сильфона 64, приданный фланцу 44 или корпусу 14, зажат предпочтительно с помощью геометрического замыкания между торцевой поверхностью 75 фланца 44, направленной от торцевой поверхности 48, и отдельным зажимным кольцом 76, которое соединено с фланцем 44 с помощью винтов. Далее кольцо 70, закрепленное на другом конце 66 сильфона 64 с помощью вулканизации, имеет полку 78 с L-образным поперечным сечением 78, которая охвачена и благодаря этому закреплена осевым упорным кольцом 56, установленным на торцевой поверхности 58 рычага 18 тормозного суппорта с помощью винтов 80. В остальном системы 60, 62 уплотнений, а также установка эксцентрикового вала 4 и рычагов 16, 18 тормозного суппорта выполнены идентично варианту выполнения согласно фиг.2.
Применение систем 60, 62 уплотнений не ограничено устройствами 2 тормозного суппорта. Напротив, такие системы 60, 62 уплотнений могут применяться между любым корпусом 14, с установленным на подшипниках эксцентриковым валом, и выступающим из корпуса 14 с концевой стороны кривошипа 6, 8 эксцентрикового вала 4.
1. Устройство (2) тормозного суппорта тормоза рельсового транспортного средства, содержащее, по меньшей мере, два рычага (16, 18) тормозного суппорта, которые расположены на направленных друг от друга в сторону наружных поверхностях корпуса (14), предназначенного для установки эксцентрикового вала (4), и каждый из которых выполнен с возможностью приведения в движение эксцентрически одним находящимся на концевой стороне кривошипом (6, 8) эксцентрикового вала, а также систему подшипниковых опор между корпусом (14) и, по меньшей мере, рычагом (16, 18) тормозного суппорта, в котором с возможностью вращения установлен выступающий из корпуса (14) расположенный на концевой стороне кривошип (6, 8) эксцентрикового вала (4), который при вращении эксцентрикового вала (4) движется эксцентрически относительно корпуса (14) и приводит в движение рычаг (16, 18) тормозного суппорта, и содержащее, по меньшей мере, осевой подшипник (18, 44, 56) для передачи осевых сил от рычага (16, 18) тормозного суппорта к корпусу (14), отличающееся тем, что осевой подшипник, при рассмотрении в осевом направлении эксцентрикового вала (4), расположен в области кривошипа (6, 8) между рычагом (16, 18) тормозного суппорта и корпусом (14) или деталью (44), закрепленной на корпусе, при этом осевой силовой поток направлен от рычага (16, 18) тормозного суппорта прямо в осевой подшипник (18, 44, 56) и оттуда в корпус (14) или деталь (44), закрепленную на корпусе.
2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что осевой подшипник (18, 44, 56) расположен непосредственно или прямо между телом (16, 18) и корпусом (14) или деталью (44), закрепленной на корпусе.
3. Устройство по п.1 или 2, отличающееся тем, что осевой подшипник выполнен в виде подшипника скольжения и содержит упорное кольцо (56) скольжения.
4. Устройство по п.3, отличающееся тем, что упорное кольцо (56) скольжения, по меньшей мере, неподвижно соединено с элементом (18).
5. Устройство по п.3, отличающееся тем, что упорное кольцо (56) скольжения выполнено из гасящего колебания материала для подшипников скольжения.
6. Устройство по п.3, отличающееся тем, что между упорным кольцом (56) скольжения и корпусом (14) или деталью (44), закрепленной на корпусе, имеют место вращательное и поступательное движения.
