Дисковый тормозной механизм, а также тормозная накладка для дискового тормозного механизма
Группа изобретений относится к области машиностроения. Тормозная накладка для дискового тормозного механизма содержит несущую пластину и закрепленную на ней фрикционную накладку. Несущая пластина имеет проходящее в продольном направлении несущей пластины углубление, которое проходит на расстоянии от ограничивающих продольные стороны кромок несущей пластины. Форма поперечного сечения углубления согласована с изменяемым посредством тормозного усилия при зажиме тормозного механизма посредством деформации суппорта дискового тормозного механизма углом прилегания стенки. Дисковый тормозной механизм содержит диск тормозного механизма, выполненный в виде плавающего суппорта, а также суппорт дискового тормозного механизма, в котором расположены тормозные накладки. Между задней стенкой суппорта дискового тормозного механизма и одной из тормозных накладок, в нерабочем положении, образован более широкий, по сравнению с прилегающей зоной, зазор. Достигается улучшение эксплуатационной надежности. 2 н. и 6 з.п. ф-лы, 12 ил.
Изобретение относится к дисковому тормозному механизму в соответствии с ограничительной частью пункта 1 формулы изобретения, а также к тормозной накладке для дискового тормозного механизма.
Такого рода дисковые тормозные механизмы используются, главным образом, в грузовых транспортных средствах. Для осуществления торможения при приведении в действие зажимного устройства к диску тормозного механизма сначала прижимается тормозная накладка со стороны зажима, а затем тормозная накладка со стороны срабатывания. Тормозные накладки позиционированы обычно в выемках для накладок неподвижного щита тормозного механизма, где они при торможении в направлении периферии диска тормозного механизма прилегают к насадкам щита тормозного механизма, посредством которых воспринимаются образующиеся при торможении усилия или воздействующий на тормозные накладки тормозной момент.
Зажим тормоза, то есть двухстороннее прилегание тормозных накладок к диску тормозного механизма, при котором усилие зажима действует в направлении оси диска тормозного механизма, приводит к нагружению суппорта дискового тормозного механизма и при соответствующем большом усилии торможения к его деформации таким образом, что суппорт дискового тормозного механизма на своей обращенной к оси диска тормозного механизма стороне расширяется в направлении оси. Посредством этого противолежащая, обращенная к монтажному отверстию для введения тормозных накладок, образующая плоскость прилегания к несущей пластине накладки зона задней стенки суппорта дискового тормозного механизма сильнее прижимается к несущей пластине накладки, то есть распределение давления несущей пластины накладки со стороны срабатывания различно.
По истечении срока службы тормозной накладки со стороны срабатывания неравномерный прижим приводит к сильному износу, так называемому радиальному косому износу, фрикционной накладки в обращенной к монтажному отверстию зоне.
Таким образом, в этой зоне уже достигается определенная граница износа, в то время как фрикционная накладка обычно еще имеет достаточную толщину. Поэтому тормозная накладка должна быть заменена преждевременно, что сокращает срок службы системы.
Чтобы исправить данную ситуацию в документе DE 2925785 A1 предлагается, в соответствии с ограничительной частью пункта 1 формулы изобретения, сформировать между задней стенкой суппорта дискового тормозного механизма и тормозной накладкой со стороны срабатывания в обращенной к монтажному отверстию суппорта дискового тормозного механизма зоне, в нерабочем положении, более широкий, по сравнению с прилегающей зоной, зазор. Этот зазор образуется посредством того, что несущая пластина накладки на своей обращенной к задней стенке суппорта дискового тормозного механизма задней стороне имеет наклон в направлении монтажного отверстия.
Вследствие этого выявляются существенные технологические проблемы при изготовлении тормозной накладки. При этом фрикционная накладка, как правило, посредством прессования при высоком давлении и повышенных температурах наносится на несущую пластину накладки. При этом своей задней стороной она лежит на плоской опоре пресс-формы. Необходимая опора для восприятия усилия прессования в вертикальном направлении, из-за наклона задней стороны, не гарантируется, следствием чего является то обстоятельство, что фрикционная накладка наносится недостаточно однородно. Это приводит к уменьшению срока службы фрикционной накладки, а также, при определенных обстоятельствах, в целом, к снижению эксплуатационной надежности тормозной накладки.
Кроме того, за счет уменьшения опоры несущей пластины накладки следует учесть сильный износ дорогой пресс-формы за счет возникающих боковых усилий.
Таким образом, в целом, данная тормозная накладка не соответствует поставленным требованиям в отношении оптимального срока службы и максимально благоприятного в экономическом отношении изготовления.
В основе изобретения лежит задача усовершенствования дискового тормозного механизма в соответствии с оригинальной версией, а также тормозной накладки для дискового тормозного механизма таким образом, чтобы срок их службы был оптимизирован, а эксплуатационная надежность улучшена.
Эта задача решается посредством дискового тормозного механизма, охарактеризованного признаками пункта 1 формулы изобретения, а также тормозной накладки, охарактеризованной признаками пункта 4 формулы изобретения.
В результате использования изобретения обусловленный торможением износ тормозной накладки со стороны срабатывания происходит равномерно, что увеличивает срок службы системы.
При этом можно пренебречь деформацией суппорта дискового тормозного механизма в описанном плане. Фактически возможен даже более легкий вариант осуществления суппорта дискового тормозного механизма, так как для этого следует лишь согласовать соответствующим образом предусмотренный в соответствии с изобретением в нетормозном положении дискового тормозного механизма больший зазор между задней стенкой суппорта дискового тормозного механизма и тормозной накладкой со стороны срабатывания в обращенной к монтажному отверстию зоне, по сравнению с прилегающей зоной, то есть расширить его.
Возможная вследствие использования изобретения облегченная конструкция суппорта дискового тормозного механизма способствует постоянно требуемой оптимизации массы дискового тормозного механизма. В частности, она приводит к уменьшению расхода топлива и, тем самым, к снижению эксплуатационных расходов, не влияя на эксплуатационную надежность. Наряду с этим, за счет уменьшения расхода материала в концепции нового суппорта дискового тормозного механизма оказывается благоприятное воздействие и на производственную себестоимость.
Кроме того, изобретение дает преимущество в том, что известное под названием «экранирование», возникающая за счет теплообразования при торможении деформация диска тормозного механизма в направлении оси не является критичной, поскольку тормозная накладка в зоне монтажного отверстия может предотвратить максимальное расширение диска тормозного механизма при «экранировании». Таким образом, распределение давления между фрикционной накладкой и диском тормозного механизма улучшается, и нежелательная до сих пор склонность к трещинообразованию уменьшается.
В зависимости от усилия зажима и, тем самым, от степени деформации суппорта дискового тормозного механизма задняя стенка суппорта дискового тормозного механизма все более сильно прилегает к несущей пластине тормозной накладки, причем контактное напряжение, которое выявляется вследствие приложенного усилия и поверхности прижима между задней стенкой суппорта дискового тормозного механизма и несущей пластиной накладки, в процессе общего зажима остается, в основном, одинаковым.
Более широкий зазор образуется в соответствии с изобретением посредством углубления, размеры которого определены параметрами деформации суппорта дискового тормозного механизма и которое проходит на расстоянии от ограничивающих продольные стороны кромок несущей пластины накладки.
Так как противолежащая фрикционной накладке задняя сторона с углублением проходит, в целом, параллельно стороне, на которой располагается фрикционная накладка, то при изготовлении тормозной накладки выявляется сплошное прилегание несущей пластины накладки в пресс-форме, которая позиционирована точно перпендикулярно направлению прижима.
По меньшей мере, обе соответствующие продольным сторонам несущей пластины накладки кромочные зоны задней стороны несущей пластины накладки являются плоскими и ровными и способствуют, тем самым, плотному прилеганию.
Углубление может быть осуществлено таким образом, что прилегающие друг к другу плоские и ровные зоны имеют большие площади, что гарантирует хорошую теплопередачу и равномерную передачу усилия.
Это опять же является предпосылкой для получения однородной прочности фрикционной накладки, которая необходима, во-первых, для оптимизации срока службы и, во-вторых, для повышения эксплуатационной надежности.
Кроме того, за счет равномерного распределения усилия при прижиме износ пресс-формы уменьшается, так что изобретение, в этом плане, приводит к снижению расходов на изготовление и эксплуатацию.
Обычно контур тормозных накладок соответствуют контуру диска тормозного механизма, то есть они осуществлены в виде сегментов круглого кольца. Контур углубления соответствует контуру поверхности прилегания стенки и проходит практически по всей длине несущей пластины накладки или в соответствии с вариантом осуществления и параметрами деформации суппорта дискового тормозного механизма разделен на сегменты. При этом углубление может располагаться симметрично или асимметрично относительно радиальной оси.
В зависимости от требований углубление в несущей пластине накладки может быть осуществлено с острыми кромками или с плоскими переходами к прилегающим, по сравнению с углублением, выступающим зонам, причем угол переходов согласован с ожидаемыми в процессе эксплуатации деформациями. Глубина углубления зависит от производственных возможностей, в частности, однако, от прочности несущей пластины накладки, и составляет в предпочтительном варианте от 0,5 до 2 мм.
Наряду с вариантом изготовления углубления посредством метода обработки резанием углубление может быть изготовлено также посредством метода формообразования, к примеру, посредством штамповки и т.д. Также возможно изготавливать углубление методом электроэрозионной обработка или в варианте осуществления несущей пластины накладки в виде литой детали изготавливать его в процессе формования методом литья.
В отличие от данного цельного варианта осуществления совместно с несущей пластиной накладки углубление может быть выполнено также во вкладыше, который может быть помещен в несущую пластину накладки.
В любом случае имеется возможность дополнительно использовать новую тормозную накладку в имеющемся суппорте дискового тормозного механизма, к примеру, в процессе замены, так что преимущества изобретения выявляются и при работе с уже имеющимися тормозными системами.
Другие предпочтительные варианты осуществления изобретения охарактеризованы в зависимых пунктах формулы изобретения.
Примеры осуществления изобретения описываются далее на основании приложенных чертежей, на которых представлено следующее:
фиг. 1 - дисковый тормозной механизм в соответствии с изобретением на схематичном виде сбоку, в разрезе, в нерабочем положении;
фиг. 2 - дисковый тормозной механизм в соответствии с фиг. 1 в рабочем положении;
фиг. 3-5 - примеры осуществления в соответствии с изобретением, на виде сзади;
фиг. 6-7 - соответственно, пример осуществления тормозной накладки в соответствии с изобретением, в поперечном сечении, в соответствии с линией A-A;
фиг. 8 - следующий пример осуществления тормозной накладки, на виде сзади;
фиг. 9 - тормозная накладка в соответствии с фиг. 8, в поперечном сечении.
На фиг. 1 и 2 схематично изображен фрагмент дискового тормозного механизма, причем фиг. 1 воспроизводит положение, в котором дисковый тормозной механизм еще не полностью зажат, в то время как фиг. 2 воспроизводит положение при торможении до полной остановки.
Дисковый тормозной механизм имеет суппорт 1 дискового тормозного механизма, выполненный в виде плавающего суппорта, который включает в себя диск 3 тормозного механизма и в котором расположены тормозная накладка 5 со стороны зажима и тормозная накладка 4 со стороны срабатывания, которые при торможении посредством зажимного устройства 8 могут с обеих сторон прижиматься к диску 3 тормозного механизма.
При этом тормозная накладка 4 со стороны срабатывания посредством несущей пластины 6 накладки, на которой располагается фрикционная накладка 7, опирается на заднюю стенку 2 суппорта 1 дискового тормозного механизма, поверхность прилегания которой изображена на фигурах заштрихованной.
Между задней стенкой 2 суппорта 1 дискового тормозного механизма и тормозной накладкой 4 со стороны срабатывания в обращенной к монтажному отверстию 11, через которое могут вводиться тормозные накладки 4, 5, зоне, в нерабочем положении тормозного механизма, в соответствии с фиг. 1, образован более широкий, по сравнению с примыкающей зоной, зазор, длина которого в представленном на фиг. 3 и 8 примере, соответствует, по меньшей мере, длине L прилегания стенки 2 к несущей пластине 6 накладки в положении прижима.
Этот зазор образован посредством предусмотренного в несущей пластине 6 накладки, на ее обращенной к стенке 2 задней стороне 12, углубления 9, ширина которого в поперечном сечении, в соответствии с примерами осуществления согласно фиг. 6 и 7, может быть различной. При этом задняя сторона 12 проходит параллельно стороне 13, на которой расположена фрикционная накладка.
В то время как фиг. 1, как упомянуто ранее, воспроизводит дисковый тормозной механизм в нерабочем положении, в котором суппорт 1 дискового тормозного механизма принимает свою исходную форму, фиг. 2 демонстрирует деформацию суппорта 1 дискового тормозного механизма, которое возникает при торможении до полной остановки.
Можно ясно видеть, что суппорт дискового тормозного механизма на обращенной от монтажного отверстия 11 стороне раздвинулся, так что стенка 2 прилегает к углублению 9, контур которого согласован с очертаниями стенки 2.
На фиг. 3-7 представлена несущая пластина 6 тормозной накладки 4 со стороны срабатывания, причем на фиг. 3-5 можно видеть очертания углубления 9, которое согласовано с индивидуальным контуром поверхности прилегания в суппорте дискового тормозного механизма.
На фиг. 4 несущая пластина 6 накладки снабжена двумя расположенными с обеих сторон радиальной оси 11 углублениями, в которые согласованная с ними стенка 2 погружается своими зонами поверхности прилегания. При этом оба углубления 9 располагаются зеркально симметрично относительно радиальной оси 11.
На фиг. 5 показаны два углубления 9 в несущей пластине 6 накладки, которые, однако, проходят асимметрично относительно радиальной оси 11, расположение которой также зависит от параметров деформации стенки 2.
На фиг. 6 показано углубление 9 в поперечном сечении. В этом варианте осуществления углубление 9 осуществлено с острыми кромками, в то время как в примере с фиг.7 углубление 9 имеет сглаженную в направлении от верхней, выпуклой со стороны кромки, кромочной зоны 14, нижнюю зону, причем углубление 9 на фиг. 7a, отходя от верхней кромочной зоны 14 сначала в виде параллельной задней стороне 12 плоской поверхности 9', переходит в наклон 9''.
На фиг.7b, напротив, углубление 9 осуществлено только в форме наклона 9'', проходящего в направлении кромочной зоны 14. Впрочем, кромочная зона 14 и противолежащая зона задней стороны 12 соосны друг другу, то есть располагаются в проходящей параллельно стороне 13 совместной плоскости. Поэтому толщина несущей пластины 6 накладки в этой зоне одинакова.
Так же как и в представленных на фиг. 3-5 примерах, углубление 9 в представленном на фиг. 8 варианте расположено в предназначенной для выпуклой внешней кромки верхней половине несущей пластины 6 накладки.
В этом примере углубление 9 помещено во вкладыш 10, который вставлен в несущую пластину 6 накладки. Углубление 9 во вкладыше 10 может быть предусмотрено, и в форме, предложенной на фиг. 7a и 7b.
1. Дисковый тормозной механизм для грузового транспортного средства, содержащий диск (3) тормозного механизма, выполненный в виде плавающего суппорта, а также суппорт (1) дискового тормозного механизма, в котором расположены тормозная накладка (5) со стороны зажима и тормозная накладка (4) со стороны срабатывания, которые в условиях торможения выполнены с возможностью прижима с обеих сторон к диску (3) тормозного механизма посредством зажимного устройства (8), причем тормозная накладка (4) со стороны срабатывания посредством несущей пластины (6) накладки, на которой располагается фрикционная накладка (7), опирается на заднюю стенку (2) суппорта (1) дискового тормозного механизма, и между задней стенкой (2) суппорта (1) дискового тормозного механизма и тормозной накладкой (4) со стороны срабатывания в обращенной к монтажному отверстию (11) суппорта (1) дискового тормозного механизма зоне, в нерабочем положении, образован более широкий, по сравнению с прилегающей зоной, зазор, длина которого соответствует, по меньшей мере, длине (L) прилегания стенки (2) к несущей пластине (6) накладки в положении прижима, отличающийся тем, что зазор образован посредством, по меньшей мере, одного помещенного в параллельную сторону (13), на которой установлена фрикционная накладка (7), и плоскую заднюю сторону (12) углубления (9) несущей пластины (6) накладки, причем углубление (9) расположено на расстоянии от ограничивающих продольные стороны кромок несущей пластины (6) накладки, причем форма поперечного сечения углубления (9) согласована с изменяемым посредством тормозного усилия при зажиме тормозного механизма посредством деформации суппорта (1) дискового тормозного механизма углом прилегания стенки (2).
2. Тормозной механизм по п. 1, отличающийся тем, что зазор в направлении монтажного отверстия (11) расширяется.
3. Тормозная накладка для дискового тормозного механизма с несущей пластиной (6) накладки и закрепленной на ней фрикционной накладкой (7), отличающаяся тем, что несущая пластина (6) накладки на своей обращенной от фрикционной накладки (7), параллельной стороне (13), на которой расположена фрикционная накладка (6), и плоской задней стороне (12) имеет, по меньшей мере, одно проходящее в продольном направлении несущей пластины (6) накладки углубление (9), которое проходит на расстоянии от ограничивающих продольные стороны кромок несущей пластины (6) накладки, причем форма поперечного сечения углубления (9) согласована с изменяемым посредством тормозного усилия при зажиме тормозного механизма посредством деформации суппорта (1) дискового тормозного механизма углом прилегания стенки (2).
4. Тормозная накладка по п. 3, отличающаяся тем, что углубление (9) проходит с изгибом или, по меньшей мере, с изломом.
5. Тормозная накладка по п. 3 или 4, отличающаяся тем, что углубление (9) расположено в обращенной к выпуклой внешней стороне половине несущей пластины (6) накладки.
6. Тормозная накладка по п. 3 или 4, отличающаяся тем, что углубление (9) имеет острые кромки или выполнено, по меньшей мере, на стороне, обращенной от выпуклой стороны, в поперечном сечении плоским.
7. Тормозная накладка по п. 3 или 4, отличающаяся тем, что углубление (9) выполнено во вкладыше (10), который утоплен в несущую пластину (6) накладки.
8. Тормозная накладка по п. 3 или 4, отличающаяся тем, что несколько углублений (9) расположены симметрично или асимметрично относительно радиальной оси.
