PL173022B1 - Hamulec tarczowy z przesuwną szczęką - Google Patents

Description

Przedmiotem wynalazku jest hamulec tarczowy z przesuwną szczęką do pojazdu mechanicznego.

Hamulce tarczowe tego typu znane były już od dłuższego czasu w technice, na przykład taki hamulec przedstawiony jest w opisie patentowym nr US 4 044 864, w którym przedstawione jest rozwiązanie zawierające człon zamocowany bezpośrednio do nieobrotowej części pojazdu

173 022 i dwa wsporniki, z których jeden zamocowany jest do nieobrotowego członu, a drugi ma postać szczęki i jest przesuwany względem pierwszego. Oba wsporniki usytuowane są obwodowo względem tarczy i każdy ma przymocowany klocek cierny. Do przesuwnego wspornika dołączony jest uruchamiający siłownik hamulcowy do dociskania klocków hamulcowych do tarczy. Każdy klocek cierny ma centralną strefę tarcia, na którą działa wypadkowa sił napędowych i dwa skrajne końce, z których jeden jest przesunięty w stosunku do centralnej strefy w kierunku obrotu tarczy hamulcowej a drugi ma profil napędowy.

Wspomik tego klocka ciernego ma dwie obudowy. Jedna z nich stanowi profil utrzymuj ący dla profilu napędowego w strefie podparcia, podczas jego przenoszenia przez klocek cierny sił napędowych.

Drugi skrajny koniec każdego klocka ciernego ma zewnętrzną powierzchnię stykową dostosowaną do wewnętrznej powierzchni stykowej wspornika tego klocka ciernego w strefie podparcia.

Z teoretycznego punktu widzenia, te hamulce posiadają taką zaletę, iż klocki cierne, na które w przypadku hamowania przyłożone są obciążenia napędowe, przenoszą siły na wspornik, który utrzymuje ją w miejscu, a mianowicie zasadniczo na pierwszy wspornik nazywany nośnikiem, przez każdy z dwóch końców tego klocka ciernego, z których jeden pracuje jako napinacz, a drugi jako zaczep.

Z obecnego punktu widzenia, sytuacja przedstawia się jednakże zupełnie inaczej i o wiele mniej korzystnie, jako że praktycznie nie do uzyskania jest jednoczesne działanie o charakterze napinania i przenoszenia wzdłużnych obciążeń.

Hamulec tarczowy do pojazdu przedstawiony w opisie patentowym nr EP 0 002 399 zawiera co najmniej jeden człon cierny, którego obwodowe końce są ślizgowo umieszczone i zamocowane przez człon równoważący moment obrotowy, zespół uruchamiający współpracuje z drugim do pobudzania ciernego członu do wejścia w położenie hamowania z odpowiednią stroną tarczy hamulcowej. Ponadto zawiera pierwszy koniec z obwodowych końców ciernego członu zawierającego co najmniej jedną zaokrągloną powierzchnię ślizgową i zdolny do mocowania na odpowiadającej zaokrąglonej powierzchni znajdującej się na członie równoważącym moment obrotowy, jedna z zaokrąglonych powierzchni, która jest wklęsła i drugą zaokrągloną powierzchnię, która jest wypukła, przy czym promień krzywizny wypukłej powierzchni jest mniejszy niż wklęsłej powierzchni, człon cierny jest umieszczony ze z góry ustalonym luzem obrotowym w członie równoważącym moment obrotowy, tak że cierny człon może zajmować pierwsze i drugie obwodowe położenie graniczne odpowiadające mocowaniu ciernego człona na członie równoważącym moment obrotowy przez drugą jego odpowiednio pierwszego albo drugiego obwodowego końca zależnie od kierunku obrotu tarczy. Sprężysty zespół wytwarza siłę określającą obwodową i promieniową składową, prostopadłą do drugiej, skierowaną w kierunku osi tarczy. Składowe siły są przewidziane również do odsuwania w czasie spoczynku ciernego członu od pierwszego obwodowego położenia granicznego i będącego w stałym kontakcie z zaokrągloną powierzchnią znajdującą się na członie do równoważenia momentu obrotowego. Z góry założony luz pozwala na ruch omiatający stykające się powierzchnie.

Faktycznie, w znanych hamulcach wyżej wspomnianego typu, rozłożenie obciążeń napinających i wzdłużnych zależy niezmiernie istotnie od wymiarów klocka ciernego i od podparcia, które ją obejmuje, przy czym te wymiary jako takie zależą nie tylko od tolerancji wytwarzania, ale także od różnych odkształceń hamulca pod wpływem mniej lub bardziej intensywnych obciążeń hamowania, i/lub od bardziej lub mniej znaczących wzrostów temperatury.

W tym kontekście, celem wynalazkujest zaproponowanie hamulca tarczowego z przesuwnymi szczękami, w którym przekazywanie na wspornik klocka ciernego obciążeń przez niego przejmowanych jest dokonywane na obu końcach klocka ciernego bez ich narażenia, na wpływ niepożądanych parametrów, takich jak te, które zostały właśnie wyjaśnione.

Hamulec tarczowy z przesuwną szczęką do pojazdów mechanicznych według wynalazku charakteryzuje się tym, że profil napędowy zawiera wrąb usytuowany na wkładce, a wklęsła powierzchnia stykowa jest skierowana w kierunku prostopadłym do promienia tarczy przechodzącego przez centralną strefę tego klocka ciernego i posiada przynajmniej dwie styczne, które są skośne w stosunku do kierunku, w którym skierowana jest powierzchnia wklęsła, tworząc

173 022 pomiędzy nimi niezerowy kąt, ponadto promieniowy luz i luz styczny oddzielają wklęsłą i wypukłą powierzchnie stykowe, gdy nie działają siły napędowe, przy czym każdy klocek cierny jest dociskany do swego wspornika za pomocą siły sprężystej posiadającej przynajmniej pierwszą składową skierowaną wzdłuż promienia tarczy przechodzącego przez centralną stretę tego klocka ciernego, co powoduje, że powierzchnie stykowe opierają się jednana drugiej z niezerową siłą podpierającą, nawet gdy hamulec nie pracuje.

Korzystnym jest, że przynajmniej dwie powierzchnie stykowe posiadają okrągły profil, przy czym każda wklęsła powierzchnia stykowa posiada promień krzywizny większy niż promień krzywizny odpowiadającej jej powierzchni wypukłej.

Korzystnym jest również, że wrąb usytuowany na wkładce jest otwarty w kierunku środka tarczy.

Korzystnym jest także, że powierzchnia stykowa na klocku ciernym jest wypukła.

Ponadto korzystnym jest, że każdy klocek cierny zawiera zewnętrzną powierzchnię stykową i profil napędowy na każdym ze swoich końców.

Kolejną korzyścią jest to, że każdy profil napędowy i każdy odpowiadający mu profil utrzymujący posiada przeciwległe powierzchnie czołowe o okrągłych i uzupełniających się kształtach.

Przedmiot wynalazku zostanie uwidoczniony w przykładach wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia częściowo przekrojony widok hamulca tarczowego, fig. 2 - widok przekroju hamulca tarczowego po linii II-II na fig. 1; fig. 3 - schematyczny widok ilustrujący zasadę wynalazku dla hamulca tarczowego według pierwszego przykładu wykonania; fig. 4 schematyczny widok ilustrujący zasadę wynalazku dla hamulca tarczowego według drugiego przykładu wykonania; fig. 5 - schematyczny widok ilustrujący zasadę wynalazku dla hamulca tarczowego według trzeciego przykładu wykonania; oraz fig. 6 - wariant hamulca zilustrowanego na fig. 3; fig. 7 - inny wariant hamulca zilustrowanego na fig. 3.

Wynalazek dotyczy zasadniczo hamulca tarczowego z przesuwnymi szczękami do wyposażenia pojazdów mechanicznych.

Hamulce tego typu zawierają pierwszy wspornik 1, nazywany nośnikiem, zamocowany odpowiednio do pojazdu, drugi wspornik 2 ukształtowany jako szczęka i przesuwnie zamontowany w stosunku do pierwszego wspornika, klocki cierne 3,4 z których każdy jest utrzymywany przez jeden ze wsporników 1,2 przede wszystkim przez nośnik 1 tak, aby stawiać opór siłom napędowym, którym jest poddawana w przypadku hamowania, oraz siłownik hamulcowy 5 uruchamiany tak, aby zwiększyć nacisk klocków ciernych 3, 4 na tarczę 6 ruchem, który jest zasadniczo prostopadły do jej ruchu.

Każdy klocek cierny 3,4 posiada centralną strefę tarcia oznaczoną liczbą 30 i dwa skrajne końce 31.32 z których pierwszy 31 jest przesunięty w stosunku do centralnej strefy 30 w kierunku obrotu S tarczy 6, a przynajmniej drugi 32 z końców posiada profil napędowy 32a.

Na swoim boku, wspornik tego klocka ciernego, na przykład nośnik 1, posiada utrzymujący profil 7a działający razem z profilem napędowym 32aklocka ciernego 3, w celu utrzymania tego klocka ciernego, gdy jest on naprężany przez siły napędowe w kierunku obrotu S tarczy 6.

Co więcej, przynajmniej pierwszy koniec 31 każdego klocka ciernego 3 posiada zewnętrzną powierzchnię stykową 31b odpowiednią do przylegania do odpowiadającej jej wewnętrznej powierzchni stykowej 8b pierwszej powierzchni podparcia 8 przewidzianej na wsporniku 1 dla tego klocka ciernego.

Zgodnie z wynalazkiem, jedna z dwóch powierzchni stykowych 31b, 8b jest wklęsła, a druga jest wypukła, przy czym wypukła powierzchnia stykowa posiada okrągły profil.

Wklęsła powierzchnia stykowa jest skierowana w kierunku prostopadłym do promienia R tarczy 6 przechodzącego przez centralną strefę 30 tego klocka ciernego, mianowicie w kierunku wyznaczonym przez linię X, oraz posiada przynajmniej dwie styczne Tl i T2, które są skośne w stosunku do kierunku linii prostej X, a pomiędzy nimi utworzony jest niezerowy kąt G.

Słowo skośny jest tu rozumiane jako zastosowanie dwóch kierunków tworzących kąt, który jest niezerowy i różny od kąta półpełnego oraz kąta prostego.

Promieniowy luz J (fig. 3) oraz luz styczny K (fig. 1) oddzielają wklęsłą i wypukłą powierzchnie stykowe 31b, 8b, w momencie gdy nie działają siły napędowe, to znaczy w stanie

173 022 spoczynku hamulca lub gdy tarcza hamulca nie obraca się, a każdy klocek cierny, jak ten oznaczony 30, jest dociskany do swego wspornika 1 za pomocą sprężystej siły F wywieranej przez sprężynę 9 i posiadającej przynajmniej pierwszą składową F1 skierowaną wzdłuż promienia R tarczy 6, który przechodzi przez centralną strefę 30 tego klocka ciernego.

Dzięki skuteczności tych cech, powierzchnie stykowe 31b, 8b opierają się jedna na drugiej z niezerową siłą podparcia, nawet wówczas, gdy hamulec nie pracuje i pomimo obecności koniecznego luzu. Wklęsła powierzchnia może przyjąć kształt regularnego wielokąta, a nawet kształt wklęsłego dwuścianu.

Jednakże dwie powierzchnie stykowe 31b, 8b powinny posiadać okrągły profil, jak pokazano na fig. 1 i fig. 3 do fig. 6, przy czym każda wklęsła powierzchnia stykowa posiadać winna promień krzywizny większy niż odpowiadająca jej powierzchnia wypukła.

Profil napędowy 32a przewidziany na klocku ciernym może przyjąć formę wrębu, który jest otwarty w kierunku środka tarczy jak pokazano na fig. 3 i fig. 4, lub wrębu, który jest otwarty w stronę brzegu tarczy jak pokazano na fig. 5.

Zewnętrzna powierzchnia stykowa 31b klocka ciernego może być powierzchnią wypukłą (fig. 3 i fig. 6), lub stanowić powierzchnię wklęsłą (fig. 4 i fig. 5). Co więcej, pierwsza składowa F1 siły sprężystej powinna być odśrodkowa, to znaczy skierowana w stronę brzegu tarczy 6, ale może także być dośrodkowa, to znaczy skierowana do środka tarczy 6.

We wszystkich przypadkach, pożądane jest, aby siła sprężysta F wywierana przez sprężynę 9 posiadała drugą składową F2, która jest prostopadła do promienia R tarczy 6, który przechodzi przez centralną strefę 30 klocka ciernego i była skierowana w kierunku obrotu S tarczy.

Sprężyna 9, która jest umieszczona pomiędzy klockiem ciernym 3, a jej wspornikiem 1 (fig. 1, fig. 3 i fig. 6), może wywierać rozłożone obciążenia, jak pokazano na fig, 6, która przedstawia przykład wykonania, w którym składowe F1 i F2 sprężystej siły F są wywierane osobno, przy czym pierwsza składowa F1 jest złożona z dwóch składowych pomocniczych F1a i F1b.

Jak pokazano na fig. 7, profil napędowy 32a klocka ciernego oraz profil utrzymujący 7a jej wspornika mogą posiadać przeciwległe powierzchnie czołowe o okrągłych lub dopełniających się kształtach w celu zmniejszenia miejscowych naprężeń.

Ostatecznie, jak pokazano na fig. 3 i fig. 5, każdy klocek ciemy może zawierać zewnętrzną powierzchnię stykową 31 b, 32b oraz profil napędowy 3 la, 32a na każdym z dwóch końców 31 i 32, współpracujący z wewnętrznymi powierzchniami 8b, 7b oraz dwa utrzymujące profile 8a, 7a odpowiadających powierzchni podpierających 8, 7.

Dzięki tym właściwościom, z założenia klocek ciemy 3 i jego wspornik 1 (fig. 3 do fig. 6) stykają się jedno z drugim w punktach A, B i C w stanie spoczynku hamulca, a w punktach C i D w przypadku hamowania pojazdu, które jest wystarczająco intensywne, aby zwiększyć odkształcenie hamulca do maksimum, przy czym drugi koniec 32 klocka ciernego 3 jest zawsze zamocowany w punkcie C, a pierwszy koniec tego klocka ciernego w każdym wypadku oparty na wsporniku 1 w punkcie B, obok punktu D, lub jeżeli nie, w pośrednim punkcie pomiędzy punktami B i D, którego pozycja zależy od luzów funkcjonalnych J i K, ale którego istnienie nie jest uwarunkowane parametrami wytwarzania (tolerancjami) lub użytkowymi parametrami (rozszerzeniami termicznymi, odkształceniami), na które owe luzy są narażone.

173 022

FIG.5

173 022

FIG.6

FlG.7

173 022

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 90 egz.

Cena 2,00 zł

Claims (6)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Hamulec tarczowy z przesuwną szczęką do pojazdów mechanicznych zawierający pierwszy wspornik, który jest zamocowany do pojazdu i drugi wspornik ukształtowany jako szczęka przesuwna w stosunku do pierwszego wspornika, klocki cierne, z których każdy jest utrzymywany przez jeden ze wsporników tak, aby stawiać opór siłom napędowym, którym jest poddawany w przypadku hamowania, oraz siłownik hamulcowy dołączony do drugiego wspornika i gotowy do działania w celu zwiększenia nacisku klocków ciernych na tarczę ruchem prostopadłym do mchu tarczy, przy czym każdy klocek cierny posiada centralną strefę tarcia oraz dwa skrajne końce, z których pierwszy jest przesunięty w stosunku do centralnej strefy w kierunku obrotu tarczy a drugi posiada profil napędowy, zaś wspornik tego klocka ciernego posiada profil utrzymujący współdziałający z profilem napędowym w celu utrzymania tego klocka ciernego w momencie, gdy jest on naciskany w kierunku obrotu tarczy przez siły napędowe, a pierwszy koniec każdego klocka ciernego posiada zewnętrzną powierzchnię stykową odpowiednią do przylegania do odpowiadającej jej wewnętrznej powierzchni stykowej pierwszej powierzchni podparcia przewidzianej na wsporniku dla tego klocka ciernego, przy czym jedna z dwóch powierzchni stykowych jest wklęsła, a druga wypukła, z których wypukła powierzchnia stykowa posiada okrągły profil, znamienny tym, że profil napędowy zawiera wrąb (32a) usytuowany na wkładce, a wklęsła powierzchnia stykowa (8b) jest skierowana w kierunku prostopadłym do promienia (R) tarczy (6) przechodzącego przez centralną strefę (30) tego klocka ciernego i posiada przynajmniej dwie styczne (T1, T2), które są skośne w stosunku do kierunku, w którym skierowana jest powierzchnia wklęsła, tworząc pomiędzy nimi niezerowy kąt (G), ponadto promieniowy luz (J) i luz styczny (K) oddzielają wklęsłą i wypukłą powierzchnie stykowe (31b, 8b), gdy nie działają siły napędowe, przy czym każdy klocek cierny (3) jest dociskany do swego wspornika za pomocą siły sprężystej (F) posiadającej przynajmniej pierwszą składową (F1) skierowaną wzdłuż promienia (R) tarczy przechodzącego przez centralną strefę tego klocka ciernego, co powoduje, że powierzchnie stykowe opierają się jedna na drugiej z niczcrową siłą podpierającą, nawet gdy hamulec nie pracuje.
2. 2. Hamulec, według zastrz. 1, znamienny tym, że przynajmniej dwie powierzchnie stykowe (31b, 8b) posiadają okrągły profil, przy czym każda wklęsła powierzchnia stykowa posiada promień krzywizny większy niż promień krzywizny odpowiadającej jej powierzchni wypukłej.
3. 3. Hamulec, według zastrz. 1, znamienny tym, że wrąb (32a) usytuowany na wkładce jest otwarty w kierunku środka tarczy (6).
4. 4. Hamulec, według zastrz. 1 albo 2, znamienny tym, że powierzchnia stykowa (31b) na klocku ciernym jest wypukła.
5. 5. Hamulec, według zastrz. 1 albo 3, znamienny tym, że każdy klocek cierny (3,4) zawiera zewnętrzną powierzchnię stykową (31b) i profil napędowy (32a) na każdym ze swoich końców
6. 6. Hamulec, według zastrz. 1 albo 2, znamienny tym, że każdy profil napędowy (32a) i każdy odpowiadający mu profil utrzymujący (7a) posiada przeciwległe powierzchnie czołowe o okrągłych i uzupełniających się kształtach.