CZ135799A3

CZ135799A3 - Sedlo kotoučové brzdy

Info

Publication number: CZ135799A3
Application number: CZ991357A
Authority: CZ
Inventors: Michael Weidenweber; HELMUT RüCKERT
Original assignee: Itt Manufacturing Enterprises, Inc.
Priority date: 1996-10-26
Filing date: 1997-10-16
Publication date: 1999-08-11
Also published as: JP3998722B2; DE19644552A1; EP0932774A1; US6244393B1; WO1998019075A1; DE59707932D1; EP0932774B1; JP2001502782A

Description

Vynález se týká sedla kotoučové brzdy, charakterizovaného znaky, uvedenými v úvodní předvýznakové části prvního patentového nároku.

Dosavadní stav techniky

Sedlo kotoučové brzdy předmětného typu je popsáno v německé patentové přihlášce DE 42 02 927. Takovéto sedlo kotoučové brzdy, známé z dosavadního stavu techniky, obsahuje hydraulické ovládací ústrojí, které sestává z otevřeného brzdového válce a z brzdového pístu, který je uspořádán osově kluzně v brzdovém válci. Brzdový píst a brzdový válec jsou vzájemně vůči sobě utěsněny prostřednictvím těsnicího prstence, který je uspořádán v obvodové prstencovité drážce, provedené uvnitř brzdového válce, a který je v třecím záběru s vnějším obvodovým povrchem brzdového pístu z důvodu jeho utěsnění.

Úkolem těsnicího prstence není pouze utěsňovat vnitřní prostor brzdového válce. Tento těsnicí prstenec v důsledku svých pružných vlastnosti rovněž přídavně napomáhá při nastavování vůle mezi třecími povrchovými plochami brzdových čelistí a brzdovým kotoučem po ukončení činnosti brzdy.

• · · fc fc « «

	2	• fcfcfc fc « • fcfc fcfc	fc fcfcfc • · · fcfcfc·· • · ·	fcfc · • fcfcfc fcfcfc fc · • · fcfc
Při uvedení brzdy do	činnosti	je na	brzdový	píst
uplatňován hydraulický tlak,	který	způsobí,	že se	tento
brzdový píst pohybuje směrem	ven z brzdového	válce v	osovém

směru. V důsledku osového posunu brzdového pístu je potom těsnicí prstenec, který se opírá o vnější obvodovou plochu brzdového pístu, pružně deformován v důsledku tření (v první řadě v důsledku statického tření) mezi těsnicím prstencem a brzdovým pístem.

Po ukončení činnosti brzdy, to znamená tehdy, kdy je hydraulický brzdový systém uvolněn od zatížení, se pružný těsnicí prstenec navrací do svého původního tvaru a posouvá brzdový píst o malou vzdálenost do brzdového válce. Brzdová čelist, která se opírá o brzdový píst, následuje osový posun brzdového pístu, takže je její třecí plocha odtažena od brzdového kotouče tak, že je zde vytvořena vůle mezi brzdovou čelistí a brzdovým kotoučem.

Velikost takto nastavené vůle obecně závisí na charakteristických vlastnostech těsnicího prstence a prstencovitě drážky, ve které je tento těsnicí prstenec uložen, a to zejména na průřezovém tvaru této prstencovitě drážky. Jiný nežádoucí vztah je spjat s hydraulickým tlakem, který panuje v brzdovém válci během činnosti brzdy: čím vyšší je tento hydraulický tlak, tím více se deformuje těsnící prstenec.

Byly činěny obecné pokusy za účelem udržování neměnné konstantní vůle po každém použití brzdy, a to nezávisle na příslušném hydraulickém tlaku. Za účelem dosažení tohoto řešení byla navržena celá řada různých průřezových tvarů takovéto prstencovitě drážky. Avšak žádný z těchto

průřezových tvarů prstencovité drážky neumožňuje dosažení neměnné konstantní vůle nezávisle na hydraulickém tlaku.

Například u sedla kotoučové brzdy, popisovaného v německé patentové přihlášce DE 42 02 927 je mezi stěnou prstencovité drážky a válcovým povrchem brzdového pístu uspořádána přechodová oblast, která je definována přiléhajícími obvodovými kuželovitými povrchy nebo anuloidovými povrchy. Těsnicí prstenec je alespoň částečně zatlačován do této přechodové oblasti během činnosti brzdy. Avšak toto uspořádání neumožňuje zajistit vůli nezávisle na tlaku. Kromě toho může dojít k poškození těsnicího prstence, zejména tehdy, kdy je uplatňován vysoký hydraulický tlak, neboť těsnicí prstenec se bude v tomto případě ukládat poměrně daleko do ostře vymezené kuželovité přechodové oblasti. Tím dojde ke značnému snížení životnosti těsnicího prstence tohoto typu.

Podstata vynálezu

Úkolem tohoto vynálezu je zdokonalit známé sedlo kotoučové brzdy zejména z hlediska jeho vůle. Zejména je úkolem tohoto vynálezu dosáhnout neměnné konstantní vůle, která by byla nezávislá na uplatňovaném hydraulickém tlaku.

Tohoto úkolu je dosaženo kombinací znaků, uvedených v prvním patentovém nároku. Je navrhováno uspořádat v přechodové oblasti mezi povrchem brzdového válce a stěnou prstencovité drážky obvodové vybrání, které je orientováno v podstatě kolmo na osu brzdového pístu. Toto obvodové vybrání je vymezeno ve svém průřezu prostřednictvím obrysové čáry,

která začíná od stěny prstencovité drážky konvexně zakřivenou částí a přechází do konkávně zakřivené části.

V závislosti na uplatňovaném hydraulickém tlaku je umožňována odpovídající pružná deformace utěsňovacího prstence a jeho ukládání do obvodového vybrání. Toto obvodové vybrání je uspořádáno zejména u té stěny prstencovité drážky, která leží nejblíže otevřenému konci brzdového válce.

Za účelem minimalizace poškození materiálu pružného utěsňovacího prstence pak u výhodného provedení sedla kotoučové brzdy podle tohoto vynálezu různé poloměry křivek obrysové čáry obvodového vybrání v řezu kontinuálně přecházejí jeden do druhého. Výroba obvodového vybrání může být zjednodušena, pokud bude toto obvodové vybrání definováno alespoň v úsecích obvodovými kuželovými částečnými plochami.

U výhodného aspektu průřezu obvodového vybrání pak obrysová čára a povrchová plocha brzdového válce spolu s výhodou svírají pravý úhel. Tím dochází ke snížení opotřebení pružného utěsňovacího prstence, a to zejména při vysokých hydraulických tlacích. Jiného výhodného aspektu průřezu obvodového vybrání lze dosáhnout provedením radiálního vyvýšení na obrysové čáře tak, že volný prostor, dostupný pro pružnou deformaci pružného utěsňovacího prstence, je zkrácen. Tím je zabráněno tomu, aby mohlo docházet k nadměrné deformaci pružného utěsňovacího prstence do obvodového vybrání při středních hydraulických tlacích.

• · *

Přehled obrázků na výkresech

Předmět tohoto vynálezu bude v dalším podrobněji vysvětlen na příkladech jeho provedení, jejichž popis bude podán s přihlédnutím k přiloženým sedmi obrázkům výkresů, kde:

obr. 1 znázorňuje schematický pohled v řezu na sedlo kotoučové brzdy podle tohoto vynálezu;

obr. 2 znázorňuje ve zvětšeném měřítku pohled na detail A z obr. 1;

obr. 3 znázorňuje ve zvětšeném měřítku pohled v řezu na prstencovitou drážku s obvodovým vybráním;

na obr. 4 až na obr. 7 jsou znázorněny ve zvětšeném měřítku pohledy v řezu na různá provedení obvodového vybrání v prstencovité drážce.

Příklady provedení vynálezu

Sedlo _! kotoučové brzdy, znázorněné na obr. 1, vidlicovítě obkročmo obklopuje vnější okraj brzdového kotouče 2, stejně jako brzdové čelisti 3 a 4, uspořádané na každé straně brzdového kotouče 2. Sedlo 1 kotoučové brzdy je opatřeno osovým vnitřním ramenem J5 a osovým vnějším ramenem _6, o které se přímo opírá v osovém směru vnější brzdová čelist 3.

Osové vnitřní rameno 5 je opatřeno hydraulickým ovládacím ústrojím 7, které sestává z brzdového válce 8 a z

brzdového	pístu	9.	Brzdový píst
brzdovém	válci	8.	Svým koncem
brzdového	válce	8,	se brzdový p

vnitřní brzdovou čelist 4.

je osově kluzně uložen v , vyčnívajícím z otevřeného íst _9 opírá v osovém směru o

Brzdový píst 9 je vůči brzdovému válci 8. utěsněn prostřednictvím pružného utěsňovacího prstence 10 . Tento pružný utěsňovací prstenec 10 je uložen v obvodové prstencovité drážce 11, provedené uvnitř brzdového válce Obvodová prstencovitá drážka 11 je zaříznuta do válcového povrchu 12 brzdového válce 8^. Tato obvodová prstencovitá drážka 11 je obecně opatřena dnem 13, které leží v příčném směru vůči válcovému povrchu 12 brzdového válce í3, a dvěma stěnami 14 a 15 drážky 11, které jsou orientovány v podstatě kolmo na osu brzdového válce f).

Kromě provádění hydraulického utěsnění má pružný utěsňovací prstenec 10 ještě funkci zatahování brzdového pístu j5 společně s k němu připojenou brzdovou čelistí £ pokud možno do její výchozí polohy po ukončení činnosti brzdy, a tím i snižování hydraulického tlaku. Tím je nastavována vůle mezi brzdovou čelistí 4_ a brzdovým kotoučem 2. Za tímto účelem je obvodová prstencovitá drážka 11 opatřena obvodovým vybráním 16 na své přechodové oblasti mezi válcovým povrchem 12 brzdového válce a stěnou 14 drážky 11.

Pokud je brzda uvedena do činnosti, pak pružný utěsňovací prstenec 10, který je ve třecím záběru na brzdovém pístu 9, je uchopen osově přemísťovaným brzdovým pístem 9, čímž se pružně ukládá do obvodového vybrání 16.

Vyobrazení podle obr. 3 ukazuje ve zvětšeném měřítku pohled v řezu na provedení obvodové prstencovité drážky 11 s přiléhajícím obvodovým vybráním 16. Je zde možno vidět, že obrysová čára 17, která vymezuje průřez obvodového vybrání 16, vycházejícího ze stěny 14 drážky 11, začíná konvexně zakřivenou částí 18 a přechází do konkávně zakřivené části 19. Obvodové vybrání 16 je vytvořeno v té stěně 14 prstencovité drážky 11, která je nejblíže k otevřenému konci brzdového válce í3.

Pokud je brzda uvedena do činnosti při nízkém hydraulickém tlaku, pak se pružný utěsňovací prstenec 10 v důsledku konvexně zakřivené části 18 pružně ukládá do obvodového vybrání 16 pouze v malém rozsahu. Kromě toho má obvodové vybrání 16 dosud postačující prostor v oblasti konkávně zakřivené části 19 obrysové čáry 17, která je zde uspořádána za účelem uložení pružné deformace pružného utěsňovacího prstence 10, pokud je vystaven vysokému hydraulickému tlaku. Tím je získána možnost nastavení neměnné konstantní vůle, která je zhruba nezávislá na tlaku.

Na obr. 4 až na obr. 7 jsou ve zvětšeném měřítku znázorněny pohledy na různá provedení obvodových vybrání 16 v obvodové prstencovité drážce 11, která se liší co se týče průběhu obrysové čáry 17, vymezující průřez obvodového vybrání 16.

Na obr. 4 je možno vidět průběh obrysové čáry 17 zhruba ve tvaru písmene S, které je vytvořeno tak, že obrysová čára 17, začínající od stěny 14 drážky 11, přechází od konvexně zakřivené části 18 do konkávně zakřivené části 19. Různé poloměry zakřivení obrysové čáry při pohledu v řezu

mají tangenciální přechody, čímž je sníženo opotřebení materiálu pružného utěsňovacího prstence 10.

Je-li brzda uvedena do činnosti při nízkém hydraulickém tlaku, pak se pružný utěsňovací prstenec 10 pouze částečně ukládá do obvodového vybrání 16, a to zhruba v oblasti, která je vymezena konvexně zakřivenou částí 18 . Pouze při velmi vysokém hydraulickém tlaku v brzdovém systému se bude pružný utěsňovací prstenec 10 ukládat do celého průřezu obvodového vybrání 16 při uvedení brzdy do činnosti, a to do té doby, než se jeho pružná deformace zastaví opřením o zarážkovou plochu 2 0.

Tato zarážková plocha 20, která leží u všech provedení obvodového vybrání 16 s výhodou v pravém úhlu vůči válcovému povrchu 12 brzdového válce v přímé oblasti přesunu brzdového válce, omezuje pružnou deformaci obvodové prstencovité drážky 11 v osovém směru. Tím je především zabraňováno nadměrnému opotřebovávání materiálu pružného utěsňovacího prstence 10.

V důsledku sníženi hydraulického tlaku v brzdovém systému se pružný utěsňovací prstenec 10 deformuje v osovém směru do své počáteční polohy (pod podmínkou, že byl pro jeho výrobu zvolen materiál s vhodnými elastickými vlastnostmi) a unáší s sebou brzdový píst 2 působením třecího záběru na jeho obvodovém povrchu. Tento obecný postup činnosti může být rovněž převeden i na alternativní provedení podle obr. 5 až obr. 7, která mají rozdílné uspořádání.

Na obr. 5 má oblast obrysové čáry J__r která přiléhá ke stěně 14 prstencovité drážky 11 přímou část 21 , a to z • · * důvodů zjednodušení výroby. Obrysová čára 17 sestává alespoň částečně z částí s jednoduchým geometrickým obrysem, jako je přímá rovná čára, a tak umožňuje výhodně vyrábět obvodové vybrání prostřednictvím strojních obráběcích operací.

Zejména pak přímá část 21, která přímo přiléhá ke stěně 14 prstencovité drážky 11, a která svírá mírný úhel s touto stěnou 14 prstencovité drážky 11, má zvláštní účel při vytváření zarážkové plochy 22 pro pružný utěsňovací prstenec 10, pokud v brzdovém systému panuje nízký tlak.

V takovémto případě je při provozu pružný utěsňovací prstenec 10 pružně deformován stykem se zarážkovou plochou 22 a rozprostírá se dále do vnitřního prostoru až přijde do styku s obvodovou plochou 23 brzdového pístu 9 (viz čerchované čáry na vyobrazení podle obr. 4 až obr. 7), ukládá se pouze v mírném rozsahu do obvodového vybrání 16, jak je znázorněno obrysem 24 utěsňovacího prstence 10 na obr. 5 až obr. 7.

Pouze při výrazně vyšším hydraulickém tlaku bude obvodové vybrání 16 plněno vyšší měrou pružně deformovaným utěsňovacím prstencem 10. To poskytuje možnost nastavování neměnné konstantní vůle ve velmi širokém rozmezí tlaků.

Alternativní provedení, znázorněná na vyobrazení podle obr. 6 až obr. 7, zobrazují jiný přístup při dosahování konstantní vůle, který není závislý na tlaku.

Obrysová čára 17, která vymezuje průřez obvodového vybrání US, obsahuje radiální vyvýšení 25 na své pravé straně v blízkosti obvodové prstencovité drážky 11 (viz obr. 6 a *« *· * · ♦

I · · Φ · · φ · φ φ φ «φ φ φ obr. 7). Volná vzdálenost mezi obrysovou čárou 17 a obvodovou plochou 23 brzdového pístu 9 je tímto radiálním vyvýšením 2 5 zkrácena. Tím je vytvořena překážka pro pružný utěsňovací prstenec 10, který se ukládá pružně do obvodového vybrání 16, zejména tehdy, kdy je brzda používána při středním hydraulickém tlaku.

Pouze při dalším narůstání tlaku bude pružný utěsňovací prstenec 10 schopen překonat zkrácenou vzdálenost mezi obrysovou čárou 17 a obvodovou plochou 23 brzdového pístu 9 a zaplnit oblast na levé straně obvodového vybrání 16 (viz obr. 6 a obr. 7} , která leží v osovém směru až za zkrácením. Neměnná konstantní vůle může být tímto opatřením nastavena ve velmi širokém rozmezí hydraulických tlaků.

Výroba je kromě toho zjednodušena rovněž pro alternativní provedení podle obr. 6 a obr. 7 tím, že obrysová čára 17 sestává alespoň částečně z rovné přímé části 21. To je zcela zřejmé zejména u vyobrazení podle obr. 7 ve spojovací části mezi konvexně zakřivenou částí 18 a konkávně zakřivenou částí 19.

Claims

1. Sedlo kotoučové brzdy s alespoň jedním hydraulickým ovládacím ústrojím (7), které obsahuje otevřený brzdový a brzdový píst (9), který je zde uspořádán osovém směru, přičemž je hydraulické ovládací opatřeno pružným utěsňovacím prstencem (10), uspořádaným v obvodové prstencovitě drážce (11) uvnitř otevřeného brzdového válce (8), který je v třecím záběru s vnější obvodovou plochou (23) brzdového pístu (9), přičemž je alespoň jedna ze stěn (14, 15) prstencovitě drážky (11), kteréžto stěny (14, 15) jsou v podstatě kolmé k ose brzdového pístu (9), opatřena obvodovým vybráním (16) v oblasti přechodu mezi válcovým povrchem (12) brzdového válce (8) a stěnou (14) prstencovitě drážky (11), do kteréhožto obvodového vybrání (16) je elasticky zatlačován pružný utěsňovací prstenec (10) brzdovým pístem (9), který se při činnosti pohybuje se tím, že válec (8) pohyblivě v ústrojí (7) uvedení brzdy do vyznačuj ící vybrání (16) je ve čarou (17), drážky (11) , přechází z svém která vychází přiléhající k konvexně části (19), čáry (17) zakřivené obrysové v osovém směru, obvodové průřezu vymezeno obrysovou ze stěny (14) prstencovitě vybrání (16} , a (18) do konkávně poloměry zakřivení řezu na obvodové obvodovému zakřivené části přičemž různé při pohledu v vybrání (16) přecházejí tangenciálně jeden do druhého.

2. Sedlo kotoučové brzdy podle nároku 1 vyznačující se tím, že obvodové vybrání (16) je uspořádáno v té stěně (14) prstencovitě drážky (11), která leží nejblíže k otevřenému konci brzdového válce (8).

9 · «9* 9« 99

9 999 * 9 *9

999 9 999 9 «9 9

9 9 « 9 9 9999 9 99« 9*9

9 ·9 99 9 9* 99

3. Sedlo kotoučové brzdy podle kteréhokoliv z předcházejících nároků vyznačující se tím, že obrysová čára (17) je alespoň částečně tvořena rovnou přímou částí (21) .

4. Sedlo kotoučové brzdy podle kteréhokoliv z předcházejících nároků vyznačující se tím, že obvodové vybrání (16), končící na válcovém povrchu (12) brzdového válce (8), vytváří s výhodou pravý úhel mezi jeho obrysovou čarou (17) a válcovým povrchem (12) brzdového válce (8).

5. Sedlo kotoučové brzdy podle kteréhokoliv z předcházejících nároků vyznačující se tím, že obrysová čára (17), která vymezuje průřez obvodového vybrání (16), obsahuje radiální vyvýšení (25), takže volný prostor mezi obrysovou čarou (17) a obvodovou plochou (23) brzdového pístu (9) je zkrácen.