Регулятор барабанный тормоз – регулятор тягового механизма для барабанного тормоза и барабанный тормоз — патент РФ 2395018

Содержание

Как регулировать барабанные тормоза — Все о Лада Гранта

Хорошие скоростные качества автомобилей ВАЗ потребовали от конструкторов эффективного решения тормозной системы, которая бы обеспечивала быстрое гашение скорости и надежную устойчивость автомобиля на дороге в момент торможения.

Достаточно вспомнить, что автомобили ВАЗ, полная масса которых составляет 1345 кг, имеют возможность развивать максимальную скорость 140 — 150 км/ч.

Система тормозов, установленная на автомобилях, позволяет при движении автомобиля с полной нагрузкой на горизонтальном участке асфальтированной дороги обеспечить следующие величины путей торможения до полной остановки: при скорости движения 30 км/ч — 6 м, при скорости движения 80 км/ч — 35 м.

Чем же достигаются такие высокие показатели?

Одним из основных параметров эффективности тормозов принято считать отношение полной массы автомобиля к суммарной площади накладок всех тормозов, естественно, конструкторы изыскивают пути снижения величины приведенного выше отношения, а этого можно добиться либо за счет снижения массы автомобиля, либо за счет увеличения суммарной площади накладок.

На автомобилях ВАЗ 2101-2107 система тормозов состоит из дисковых колодочных тормозов, установленных на передних колесах, и барабанных колодочных тормозов на задних колесах. Суммарная площадь накладок всех четырех колес составляет 603 см 2 , таким образом, нагрузка на 1 см 2 площади накладок составляет 1,5 — 2,0 кгс.

Необходимо отметить, что приведенные величины удельного давления значительно меньше аналогичных показателей многих автомобилей подобного класса. Незначительные удельные нагрузки при условии разумного и грамотного использования тормозов в эксплуатации исключают интенсивный износ накладок и обеспечивают надежность действий тормозов.

Для обеспечения высокой эффективности тормозов и гарантии их безотказности следует в обязательном порядке через каждые 5 тыс. км проверять и при необходимости регулировать тормоза.

Регулировка тормозов

Чтобы правильно выполнить операции по регулировке тормозов задних колес и ручного тормоза

, можете воспользоваться следующими рекомендациями:

  • подготовьте необходимый для этого случая инструмент: ключ рожковый 13 мм., пассатижи, ключ комбинированный для крепления колес, ключ накидной 17 мм. и щуп 0,1-0,15 мм.
  • установите автомобиль на эстакаду или смотровую канаву
  • снимите колпаки задних колес и ослабьте болты крепления колес
  • вывесите заднюю часть автомобиля и установите подставки
  • выверните болты крепления колес и снимите колеса.

Следует напомнить, что выполнение описываемой операции достаточно неудобно, так как требуется помощник, который во время проверки тормозов должен находиться в автомобиле и выполнять ваши несложные команды.

В случае если такой помощник найден, он по вашей команде должен нажать на педаль тормоза, а вы в это время, вращая барабан, определяете, соприкасаются ли колодки с зеркалом барабана.

В случае если требуется регулировка необходимо:

  • удерживая колодки прижатыми, поворачивайте гайку регулировочных эксцентриков 1 и 2 до их соприкосновения с колодками
  • отпустив педаль тормоза, поверните гайки в обратную сторону примерно на 10° так, чтобы зазор между колодками и зеркалом барабана был 0,10 — 0,15 мм.
  • щупом проверьте установленный зазор
  • для большей уверенности резко 3 — 4 раза нажмите на педаль тормоза и вновь проверьте зазор. При необходимости регулировку следует повторить
  • установите колеса, заверните болты крепления их и проверьте легкость вращения. Колеса должны вращаться совершенно свободно.

Схема регулировки зазора между колодками тормозов и тормозным барабаном

Бывают случаи, когда требуемый зазор между колодками и барабаном установить не удается. Это служит симптомом чрезмерного износа тормозных колодок, которые следует заменить на новые.

Замену накладок производят, естественно, при снятых барабанах. Снять тормозной барабан даже в условиях станции технического обслуживания — достаточно трудоемкая операция.

Дело в том что в процессе эксплуатации в результате электрохимической коррозии, барабан, отлитый из алюминиевого сплава, как бы «приваривается» к буртику фланца полуоси, изготовленной из стали. Известны многочисленные рекомендации и советы, как быстрее снять барабан.

Следует напомнить, что применение различного вида съемников не дает желаемого результата, более того, съемник чаще всего ломает буртик барабана.

Проще всего для снятия барабана использовать два крепежных болта 1, которые вворачивают в технологические отверстия 2 до отделения барабана. Однако, как показала практика, такой способ эффективен в случае, когда автомобиль «молодой», т. е. пробег его составляет 3 — 5 тыс. км.

Если указанным способом снять барабан не удается, в качестве крайней меры можно предпринять следующее:

  • вывернуть направляющие штифты из барабана
  • смазать посадочное место барабана на полуоси моторным маслом, запустить двигатель и нажать на педаль тормоза
  • включить первую передачу.

С помощью описанных манипуляций практически всегда удается освободить барабан, так как удерживаемый колодками он стоит на месте, а полуось вращается.

Вращаясь, полуось издает очень неприятный пищащий звук, однако по истечении 10 — 15 с двигатель можно выключить, отпустить педаль тормоза и снять барабан.

Замена задних колодок

Разборка тормоза и замена колодок выполняются в такой последовательности:

  • отсоединить конец троса 10 от рычага 3 ручного привода колодок и снять рычаг
  • отсоединить верхнюю 5 и нижнюю 9 стяжные пружины
  • повернуть чашки 1 опорных стоек и снять их вместе со стойками, пружинами и нижними чашками
  • снять колодки 2, выведя их из пазов поршней цилиндра 4
  • снять распорную планку 6.

Тормозной механизм заднего колеса

Устанавливать новые колодки необходимо в обратной последовательности за исключением того, что при установке колодки необходимо предварительно установить ось рычага привода колодок, а распорную планку 6 колодок установить после монтажа опорных стоек.

Установив новые колодки, не забудьте отрегулировать зазоры с помощью эксцентриков 7.

Проверка ручного тормоза

Чтобы проверить состояние, вернее работоспособность ручного тормоза, следует установить автомобиль на небольшой уклон и, если затянутый на 3 — 4 щелчка рычагом ручной тормоз удерживает автомобиль на уклоне, можно считать, что все в полном порядке.

В случае когда ход рычага ручного тормоза большой, его необходимо отрегулировать с помощью натяжного устройства, для чего следует выполнить такие операции:

  • перевести рычаг управления ручным тормозом в крайнее нижнее положение
  • вытянуть рычаг вверх на два щелчка (на два зубца сектора)
  • из смотровой канавы или из-под эстакады ключом 13 мм. и пассатижами отпустить контргайку 3, вращением регулировочной гайки 2 натянуть трос 1, затем снова затянуть контргайку.

Регулировка ручного тормоза

После окончания операции проверьте в действии, правильно ли была выполнена регулировка.

Как правило, ручник (ручной тормоз) управляет задними колодками посредством механической проводки, состоящей из троса и нескольких рычагов.

Для регулировки тормозов колеса всегда поднимают, а в некоторых случаях и вовсе снимают с осей. Поднимайте автомобиль, устанавливая домкрат максимально близко к колесу, с которым вы работаете, и поддерживайте его осевой подпоркой.

Тормозные колодки дисковых тормозов автоматически регулируются в зависимости от того, где они установлены (на всех колесах или только на передних).

Автоматический регулятор

Автоматические регуляторы работают от ручного или ножного тормоза. При каждом нажатии рычаг поворачивает барабанное колесо и регулирует положение колодок. Регулятор снабжен механизмом, который предотвращает излишнюю регулировку.

В некоторых автомобилях с барабанными тормозами автоматическая регулировка происходит по мере изнашивания прокладок на колодках, чтобы поверхность колодки всегда находилась на одном и том же расстоянии от барабана.

Если в системе не предусмотрена автоматическая регулировка, вы можете самостоятельно пододвинуть колодку к внутренней поверхности барабана, как только прокладка истончится.

Со временем такие тормоза начинают срабатывать медленнее, т.к. педаль проходит большее расстояние, поэтому им требуется периодическая регулировка.

Колодки барабанного тормоза должны подходить к внутренней поверхности барабана почти вплотную. Так при нажатии педали тормоза срабатывают практически мгновенно.

По мере изнашивания прокладки педаль проходит большее расстояние, снижая скорость срабатывания тормозов.

Клиновидный регулятор

При вращении штыря с квадратным сечением по часовой стрелке клин входит между поршнями и разводит колодки.

Если педаль достигает пола до того, как блокируется тормоз, она преодолевает лишнее расстояние, поэтому необходимо поднять ее, чтобы восстановить тормозную способность.

Большинство барабанных тормозов с ручной регулировкой снабжено одним регулятором, однако некоторые (в частности, барабанные тормоза для передних колес) снабжены двумя.

Осмотрите тормозной щит, который находится за колесом и барабаном. Если вы видите две тормозные трубки или соединительную трубку, которая пересекает щит, значит, у колодки есть два тормозных цилиндра и, вероятно, два регулятора.

Кулачковый регулятор

Штырь регулятора, который проходит сквозь тормозной щит, поворачивает винтовой кулачок к штырю тормозной колодки.

Существуют клиновидные и кулачковые регуляторы. Зачастую конец регулятора представляет собой стержень с квадратным или шестиугольным сечением, который проходит через тормозной щит.

Как правило, такие стержни находятся в углублениях, поэтому их нельзя отрегулировать двусторонним гаечным ключом. Чтобы не повредить регулятор, всегда пользуйтесь автомобильными ключами подходящего типа.

Регулятор с храповиком

Регулятор с храповиком вращает стрежень с резьбой, который разводит тормозные колодки в разные стороны.

Регулятор может включать в себя храповик, доступ к которому осуществляется через отверстие в тормозном щите или через переднюю часть тормозного барабана. Для доступа к такому регулятору, возможно, придется полностью снять колесо с оси.

Регуляторы часто подвергаются воздействию влаги и пыли, поэтому нередко заклинивают. Их необходимо смазывать пропиточным маслом непосредственно перед регулировкой.

Дисковые тормозные колодки всегда неплотно соприкасаются с (барабаном?). Это можно почувствовать или услышать при вращении переднего колеса, когда автомобиль стоит на домкрате.

По мере изнашивания фрикционного материала поршень или поршни в тормозном суппорте пододвигаются к диску, исправляя положение. Ручная регулировка не предусмотрена.

Разумеется, эта система несовершенна. Иногда поршень частично или полностью притирается к суппорту и при нажатии педали тормоза не прижимает колодку к диску.

При частичном притрании поршень болтается даже при полном нажатии педали. В результате задержки тормоза срабатывают неодновременно, и автомобиль уходит в занос, особенно на скользких поверхностях, где тормозное усилие невелико.

Регулировка храповика

Снимите затычку в щите, чтобы увидеть регулятор.

Если для этого вам требуется снять колесо с оси, ослабьте гайки крепления до того, как поднять автомобиль на домкрат, и подоприте колесо осевой подпоркой.

Снимите затычку на щите с нужной стороны и поверните храповик кончиком большой плоской отвертки.

Используйте большую отвертку, чтобы повернуть храповик.

Уточните направление поворота в автомобильном руководстве. Если руководства нет, поверните храповик в произвольную сторону на несколько зубьев. Этого должно быть достаточно для того, чтобы тормозная колодка приблизилась к барабану и больше не двигалась. Если колодка не соприкоснулась с барабаном, поверните храповик в другую сторону на один-два щелчка или до тех пор, пока он не будет свободно вращаться.

Отвинчиваем автоматический регулятор

Используйте шестиугольные болты на щите, чтобы снять колодки с барабана.

Автоматические регуляторы постоянно поддерживают тормоза в рабочем состоянии, однако если по какой-то причине вам необходимо снять барабан, удаление регулятора немного облегчит эту задачу.

Подобные манипуляции допустимы лишь для некоторых моделей (например, Vauxhall).

Иногда тормозной барабан снимается для получения доступа к колодкам и механизму автоматической регулировки.

Снимите колеса, поднимите автомобиль на домкрате и подоприте осевыми подпорками. Отвинтите шестиугольные болты, расположенные на задней части щита. Болты вращаются навстречу друг другу, при этом колодки отделяются от барабана. Системе требуется незначительная регулировка.

После повторной сборки используйте ручник и педаль тормоза, чтобы восстановить функцию тормозов.

Регулировка винтового кулачка

Немного поверните каждый регулятор по часовой стрелке, чтобы пододвинуть колодки к барабану.

Несколько раз нажмите на педаль тормоза, чтобы выровнять колодки по отношению к барабану. Поднимите автомобиль на домкрат и подоприте осевой подпоркой.

Смажьте регулятор легким маслом. Чтобы пододвинуть колодки к барабану, поверите регулятор по часовой стрелке, глядя на щит сзади. (Как правило это указание работает для большинства автомобилей. При необходимости сверьтесь с руководством.)

Вращайте регулятор до упора, затем попытайтесь повернуть колесо. Оно не должно двигаться.

Поворачивайте регулятор назад по одному щелчку до тех пор, пока колесо не начнет вращаться свободно. Допустимо наличие негромких звуков от соприкосновения колодки с выступом на барабане.

Помните, что на ведущих колесах всегда есть небольшой захват, вызываемый переключением передач. Для того, чтобы его почувствовать, необходимо повращать колесо перед регулировкой.

Повторите процедуру для других колес, чтобы обеспечить слаженную работу тормозов.

Настройка клиновидного регулятора

Аналогичным образом, поверните регулятор, чтобы заблокировать колесо, а затем понемногу отпускайте его до тех пор, пока колесо не начнет свободно вращаться.

Клиновидные регуляторы очень похожи на кулачковые, т.к. в них тоже есть стрежень с квадратным сечением, который проходит сквозь щит.

Конец, который находится в барабане, представляет собой клин. При движении этого клина колодки сходятся или расходятся.

Для работы с регулятором поднимите автомобиль на домкрат и подоприте осевой подпоркой.

Используйте гаечный ключ. Помните, что регулятор может вращаться в обе стороны.

Для передних колеса регулятор необходимо поворачивать в направлении вращения колес. Для задних колес необходимо воспользоваться рекомендациями из руководства.

Как правило, угол поворота регулятора очень мал.

Смажьте видимую часть стержня легким маслом. Вращайте его одновременно с колесом. Когда колесо перестанет вращаться, немного отпускайте регулятор до тех пор, пока не услышите звук от прикосновения колодки к барабану. При этом колесо должно вращаться свободно.

Заклинивание поршней суппорта

В дисковых тормозах с фиксированным суппортом колодки работают под управлением двух цилиндров, расположенных по бокам диска.

Поднимите автомобиль на домкрат с нужной стороны и попытайтесь повернуть колесо. Если оно вращается свободно, без захвата, попросите помощника аккуратно нажать на педаль тормоза. Колесо должно остановиться практически одновременно с нажатием педали.

Если это не так, снимите колесо и посмотрите на колодки. При наличии зазора между колодками и поверхностью диска поршень, скорее всего, заклинило.

Неподвижный поршень также может плотно прижимать колодки к диску.

В результате тормоза срабатывают не одновременно, колеса вращаются с захватом, прокладки быстро изнашиваются, а расход топлива увеличивается.

Чтобы определить наличие проблемы, нажмите педаль тормоза, отпустите ее и попытайтесь повернуть колесо. Оно должно вращаться без лишних усилий. Если это не так, поршень застыл в одном положении.

Для решения проблемы необходимо разобрать весь блок и почистить его. Лучше будет поручить эту задачу специалистам со станции технического обслуживания. Как правило, поршни клинит от плохой погоды, коррозии или износа. В этом случае требуется замена сборки суппорта.

В системах с плавающим суппортом присутствует один цилиндр с двумя поршнями. Каждый из поршней, подвижно соединенных между собой, воздействует на свою колодку.

В этом случае существует еще одна причина неисправности (избыточного или недостаточного соединения составных частей суппорта).

Оба поршня располагаются с одной стороны суппорта, корпус которого немного перемещается, чтобы поддерживать достаточное давление. Пыль и коррозия затрудняют это движение.

Для устранения проблемы необходимо почистить все подвижные части и использовать смазку, рекомендованную производителем.

Суппорт скользящего типа имеет один цилиндр с двумя поршнями. Один поршень относится к одной колодке, а другие работают со второй колодкой через шлицевое соединение.

Инструкция по ремонту и регулировке задних барабанных тормозов на Р-11 (седан, хэтчбек)

В книге «Руководство по ремонту и эксплуатации Nissan-Primera» 1990-1999гг. выпуска» в п.4 на стр. 190 написано буквально следующее:

«Задние барабанные тормоза имеют ведущую и ведомую колодки, которые приводятся в действие рабочими тормозными цилиндрами в парным поршнем. Кроме того, они оснащены самонастраивающимся регулятором зазора. По мере износа накладок тормозных колодок педаль тормоза автоматически активизирует механизм регулятора, который удлиняет разжимную планку колодок, тем самым компенсируя изменение зазора между накладкой и барабаном.

Механическая тяга ручного тормоза приводит в действие эти же колодки через рычаг, прикрепленный к ведомой колодке.»

1 — вентиль прокачки, 5 — 8 Н•м
2 — тормозной трубопровод с накидной гайкой, 15 — 18 Н•м
3 — болт, 6 — 10 Н•м
4 — анкерный штифт колодок
5 — пробка
6 — колесный тормозной цилиндр
7 — болт, 40 — 55 Н•м
8 — верхняя возвратная пружина
9 — стопорная защелка
10 — рычаг колодок
11 — тормозные колодки
12 — нижняя возвратная пружина
13 — анкерная пружина колодок
14 — чашка пружины
15 — задняя закрепляющая пружина регулятора
16 — регулятор колодок и рядом с ним — передняя закрепляющая пружина

На словах – «no problem», а на практике все обстоит с точностью до наоборот, особенно если барабан и колодки основательно поработали и поизносились.

Для того, чтобы снять тормозной барабан, прежде всего, опускаем ручной тормоз до «нулевого» положения. Если в «нулевом» положении на ручке ощущается пружинистое натяжение тросика, то под ручкой ручника (за резиновой шторкой) немного откручиваем (глубокой накидной головкой на 10) регулировочную гайку натяжения тросика. Откручиваем эту регулировочную гайку ровно настолько, чтобы на ручке ручника в «нулевом» положении перестало ощущаться натяжение тросика.

Далее самая серьезная проблема – снять тормозной барабан, в котором колодки протерли канавку глубиной около 1 мм и находятся в ЭТОЙ КАНАВКЕ в РАЗЖАТОМ положении.

Тут поможет только один инструмент — наш родимый совдеповский молоток. Но пользоваться им нужно с толком с расстановкой … Не очень сильно ударяем молотком в ребро барабана, по направлению вдавливания рабочего тормозного цилиндра и немного «на себя» (типа: ударом молотка мы хотим вдавить рабочий тормозной цилиндр и одновременно стащить этой край тормозного барабана). Затем вращаем тормозной барабан, пока не услышим шуршание тормозной колодки. Зашуршало (или заклинило барабан) — снова ТОЧНО ТАКЖЕ ударяем молотком и опять прокручиваем барабан.

Т.е. ударяем молотком «в одно и то же место» прокручивая барабан до тех пор пока из под барабана не покажется край тормозной колодки. Когда край колодки показался — переходим к круговому обстукиванию барабана направлении «немного на себя» и ударами молотка окончательно стягиваем барабан с колодок.

Далее берем любой напильник и по всей окружности тормозного барабана полностью спиливаем кольцевой выступ-юбочку, мешающую снятию и надеванию тормозного барабана. (Этот вредоносный во всех отношениях кольцевой выступ-юбочка образовался в результате протирания тормозными колодками углубления-канавки на рабочей поверхности тормозного барабана.)

После того, как вредоносный кольцевой выступ-юбочка удален, можно проверить насколько значителен рабочий зазор между тормозными колодками и барабаном. Если барабан, надетый на колодки, «свободно болтается», то это никуда не годится – зазор необходимо уменьшить до такой минимальной величины, чтобы барабан «еле-еле» надевался на тормозные колодки.

И здесь сталкиваемся со второй серьезной проблемой (а точнее англицкой конструкторской ляпой), которая состоит в том, что так называемый «самонастраивающийся» регулятор зазора может увеличить разжим колодок только в том случае, если их разжимать и сжимать (возле рабочего тормозного цилиндра) с амплитудой 1,5-2,0 мм. Но надетый на колодки тормозной барабан не даст им раздвинуться больше, чем на 1 мм. Т.е. другими словами: на 1,5 — 2 мм выработки колодок планка сама автоматически раздвинется всего лишь на 0,2 мм (. ). Вот вам и «свободно болтающиеся» на колодках барабаны, из-за которых при торможении «зад не держит» и машина «клюет на нос» даже при легком нажатии педали тормоза.

На сухом дорожном покрытии такие запаздывающие задние тормоза не очень критичны, т.к. мощные передние дисковые тормоза на сухом асфальте достаточно неплохо останавливают машину. Но на скользкой дороге слабые задние тормоза почти что наполовину ослабляют тормозящее воздействие. Одно дело, когда за скользкое дорожное покрытие «цепляются» только 2 передних колеса (потому как задние колеса колодками слабо притормаживаются) , и совсем другое, когда за дорогу стараются зацепиться все 4 колесных шины.

Вобщем, «самонастраивающийся» регулятор зазора для «потертых» колодок и «потертого» барабана необходимо раздвигать вручную. При этом не стоит пытаться решить эту задачу путем подкручивания пальцами (и уж тем более пассатижами . ) регулировочного колесика, имеющегося на регуляторе. Сила сжатия стягивающих пружин столь велика, что единственный способ прокручивать колесико – разжимать и сжимать тормозные колодки (возле тормозного рабочего цилиндра) 2 длинными и прочными отвертками, наблюдая при этом за тем, как автоматически прокручивается регулировочное колесико. Каждое разжатие-сжатие тормозных колодок прокручивает колесико на 1 его зубец.

Если же разжатие-сжатие колодок не влечет за собой проворачивания колесика, значит нужно полностью снять тормозные колодки и начисто отмыть (бензином или чем-то другим) от жира и грязи всю конструкцию «самонастраивающегося» регулятора зазора. Причем нужно обратить внимание на то, что смазывать регулятор зазора не следует, т.к. пыль с тормозных колодок налипнет на смазку и смазка превратится в грязь, мешающую в проворачиванию регулировочного колесика.

Для лучшего понимания механизма «самораздвижения» регулятора зазора ниже показано несколько фоток. (Они хоть и нерезкие, т.к. фоткал мобильником, но все же помогут разобраться в хитрости этой «волшебной палочки»…)

Фото 1.
Задний левый барабанный тормоз в сборе. Хорошо виден «самонастраивающийся» регулятор зазора и его передняя закрепляющая пружина

Фото 2.
Отмытый от грязи «самонастраивающийся» регулятор зазора, прикрепленный пружинами с обратной стороны тормозных колодок правого заднего колеса. Передняя закрепляющая пружина зацеплена с обратной стороны колодок временно — только для цели обеспечения наглядности фотки. Правильное ее положение такое, как на фото 1.

Фото 3.
Разобранный регулятор зазора. Посередине лежит «изюминка» его автоматики: уголок-преобразователь направления движения. Он согнут под углом не 90 градусов, 100. При нажатии на него регулировочного колесика (тормозных колодок) вторая часть уголка отжимает пластинку толкателя.

Фото 4.
Показана пластинка толкателя и снятая с нее маленькая прижимная трещетка.

Фото 5.
Показано рабочее положение «изюминки» автоматики – уголка-преобразователя направления движения

Фото 6.
Положение деталей, когда регулятор с 2 сторон сжат тормозными колодками: уголок-преобразователь отжал пластинку толкателя, а прижимная трещетка зацепилась за нижний зубец регулировочного колесика.

Фото 7.
Положение деталей, когда регулятор с 2 сторон растянут тормозными колодками: пластинка толкателя надавила на освободившийся от сдавливания колодками уголок-преобразователь и прижимная трещетка прокрутила вверх зацепленный снизу зубец регулировочного колесика.

Когда понятен заложенный в механизм принцип автоматического раздвигания (удлинения) регулятора становится понятно и то, как им можно управлять. Разжимаем-сжимаем 4-5 раз колодки (раздвигаем регулятор колодок на 4-5 зубцов), надеваем тормозной барабан на колодки, дергаем несколько раз ручным тормозом (в салоне) чтобы отцентрировать положение колодок и снимаем барабан. Если рабочий зазор нужно еще уменьшить – снова повторяем эту нехитрую процедуру.

В конечном итоге я на своей машине путем разжимания-сжимания 2 отвертками тормозных колодок отрегулировал зазоры так, что тормозные барабаны стало едва возможным надеть руками (не молотком !) на тормозные колодки.

При этом в «нулевом» положении ручного тормоза барабаны на ступице крутились свободно, не задевая колодки, а после первого щелчка ручника усилия для проворачивания руками тормозных барабанов стали приблизительно одинаковыми. Т.е. на первом щелчке ручника проверяем одинаковость выставленных рабочих зазоров.

После такой регулировки задних тормозов управление машиной буквально преобразилось. Вместо резкого торможения автомобиля в конце хода тормозной педали с приседания капота к земле – равномерное торможение автомобиля на протяжении всего хода тормозной педали, отменная приемистость тормозной педали, плавность остановки автомобиля в конце торможения, приседание капота к земле не «везде и всякий раз», а только при резком экстренном торможении.

Причем машина чутко реагирует на нажатие тормозной педали не только в сухую, но и в мокрую погоду. Вода на рабочие поверхности тормозных барабанов (в отличие от дисков) практически не попадает и в дождь они работают без «запоздания эффекта срабатывания».

Вобщем принципиальная идея схемы тормозной системы, в которой спереди – диски, а сзади — барабаны, на мокрую погоду вполне себя оправдывает, но сложность обслуживания барабанных тормозов постепенно приводит к тому, что на все 4 колеса все чаще устанавливают дисковые тормоза. Логика тут не в том, что «диски лучше дежат», а в том, что «чем все время ездить только с передними тормозами (потому как зад все-равно не держит), так лучше и сзади поставить диски».

Так что, кому «повезло» на задние барабаны — правильно их отрегулируйте и тогда они вам наверняка понравятся.

регулятор тягового механизма для барабанного тормоза и барабанный тормоз — патент РФ 2395018

Изобретение относится к автомобилестроению, в частности к барабанным тормозам транспортных средств. Регулятор (20) тягового механизма для барабанного тормоза содержит предохранительную муфту, вращающуюся муфту свободного хода или направляющую муфту. Предохранительная муфта выполнена в виде сферической наклонной муфты (18), которая через нажимную пружину (7) предварительно напряжена. Барабанный тормоз содержит регулятор (20) тягового механизма. Достигается улучшение технических характеристик устройств и упрощение их конструкции. 2 н. и 8 з.п. ф-лы, 5 ил.

Изобретение относится к регулятору тягового механизма для барабанного тормоза для регулировки вызванного торможением износа, в частности, на тормозных накладках, с предохранительной муфтой и с вращающейся муфтой свободного хода или направляющей муфтой.

В тяжелых грузовых автомобилях зачастую приводимые в действие пневматическим способом барабанные тормоза используются в качестве фрикционных тормозов. Предпочтительной конструктивной разновидностью является так называемый барабанный тормоз с S-образными кулачками.

Для создания силы торможения тормозные колодки, которые образуют или несут на себе тормозные накладки, должны быть в радиальном направлении извне прижаты к барабану барабанного тормоза. У барабанных тормозов с S-образными кулачками это происходит посредством поворота вала разжимного кулака колесного тормоза, который на одном конце имеет двойную эвольвенту S-формы. На этот кулачок своими концами опираются обе тормозные колодки, причем концы, противолежащие этим концам, соответственно, к примеру, закреплены на тормозном носителе с возможностью поворота вокруг оси. Для осуществления процесса торможения вал разжимного кулака колесного тормоза с S-образным кулачком должен поворачиваться до тех пор, пока тормозные колодки с желаемым усилием не войдут в соприкосновение с барабаном. Поворот вала разжимного кулака колесного тормоза происходит при помощи приводимого в действие посредством сжатого воздуха тормозного цилиндра, который через рычаг создает крутящий момент и передает его на вал разжимного кулака колесного тормоза.

Так как тормозные колодки и, соответственно, тормозные накладки при торможении изнашиваются, необходимо компенсировать этот износ тормозных накладок посредством устройства регулировки. Для этой цели вал разжимного кулака колесного тормоза с S-образным кулачком, в итоге, должен быть повернут в том направлении, в котором тормозные накладки перемещаются в направлении к барабану в процессе торможения, чтобы тормозные колодки сдвигались ближе к внутренней стороне барабана. Это направление обозначается как направление зажима. Тем не менее, в положении покоя должен оставаться небольшой зазор для обеспечения безупречного процесса отпуска. Эту дополнительную регулировку можно производить через равные промежутки времени также и вручную. Для этого на тормозном рычаге вала разжимного кулака колесного тормоза, на который воздействует тормозной цилиндр посредством своего поршневого штока, должно проводиться дополнительное регулирование. Так как ручная регулировка не работает ни в соответствии с потребностями, ни непрерывно, то так называемые автоматические регуляторы тягового механизма относятся к стандартному оборудованию транспортных средств, оснащенных барабанными тормозами с S-образными кулачками.

Имеются различные системы регуляторов тягового механизма. Базовая конструкция очень похожа и состоит, в основном, из червячного колеса, червяка, предохранительной муфты или муфты силового выключения, муфты свободного хода (в большинстве случаев по принципу пружины в виде петли), зубчатого колеса, зубчатой рейки и так называемого управляющего диска. Этот механизм находится в корпусе, который имеет рычаг, с которым шарнирно соединен тормозной цилиндр. Вал разжимного кулака колесного тормоза посредством клиновидного зубчатого зацепления соединен с червячным колесом.

У регуляторов тягового механизма имеют место два принципа действия: в соответствии с одним принципом действия происходит регулировка в начале процесса торможения, в соответствии с другим принципом регулировка осуществляется в конце, то есть в процессе отпуска.

В качестве примера для иллюстрации здесь мог бы быть назван документ ЕР 0614025 В1. В данном документе описано устройство регулировки для дискового тормоза, причем использование обоих вышеуказанных принципов действия происходит совместно, так как в начале процесса торможения производится регулировка и осуществляется зажим упругого элемента, который в процессе отпуска разгружается и способствует дальнейшей регулировке.

Находящиеся в настоящее время на рынке регуляторы тягового механизма в отношении сопротивления усталости и длительности функционирования не всегда соответствуют ожиданиям или требованиям. В качестве подверженной износу детали выявила себя муфта свободного хода в форме пружины в виде петли. Функционирование данного конструктивного элемента сильно зависит от соотношений сил трения, от фасонирования и стабильности формы сопряженных поверхностей. Если со временем возникает износ и/или изменение соотношений сил трения, то может произойти функциональный отказ конструктивного элемента и, тем самым, всего регулятора тягового механизма.

Задача изобретения состоит в том, чтобы создать регулятор тягового механизма вышеуказанного типа. Техническим результатом является обеспечение высокой надежности, и в отношении функционального поведения оказывается как можно меньше воздействия от колебаний коэффициента трения и допусков на изготовление, а также максимально экономичное изготовление.

Эта задача в соответствии с изобретением решается посредством регулятора тягового механизма с признаками пункта 1 формулы изобретения, а также посредством барабанного тормоза с признаками пункта 10 формулы изобретения.

Регулятор тягового механизма в соответствии с изобретением для барабанного тормоза для регулировки вызванного торможением износа, в частности, на тормозных накладках с предохранительной муфтой и с вращающейся муфтой свободного хода или направляющей муфтой отличается тем, что предохранительная муфта выполнена как сферическая наклонная муфта, которая через нажимную пружину предварительно напряжена.

В предпочтительном варианте осуществления изобретения направляющая муфта выполнена как роликовый механизм свободного хода. При этом выявляется точное функциональное поведение в силу использования прецизионных и независимых от трения деталей.

Следующий вариант осуществления изобретения предусматривает то, что сферическая наклонная муфта состоит из расположенных напротив друг друга торцевых поверхностей, которые выполнены, соответственно, с гнездами шариков для расположенных там шариков. При этом особенно предпочтительно, чтобы все подвижные конструктивные элементы механизма регулировки были выполнены на шариковых опорах, так как это способствует высокому КПД.

В другом варианте осуществления изобретения предусмотрено, что предохранительная муфта и направляющая муфта совместно образуют муфту шарикового фиксатора. При этом предпочтительно, чтобы муфта шарикового фиксатора состояла из двух расположенных напротив друг друга наклонных контуров с расположенными между ними шариками, причем в особо предпочтительном варианте осуществления наклонные контуры имеют, по меньшей мере, два различных наклона. Это предпочтительно, так как в таком случае имеет место точное функциональное поведение. Так как функция свободного хода и предохранительная функция определены лишь посредством фасонирования и силы предварительного напряжения, и таким образом, трение не оказывает влияния на функциональное поведение.

В альтернативном варианте осуществления изобретения наклонные контуры имеют исполнение в форме кривой.

Предпочтительно, чтобы муфта шарикового фиксатора имела коническую муфту, так как в этом предпочтительном варианте осуществления изобретения возможно благоприятное изготовление конструктивных элементов, так как важные конструктивные элементы механизма регулировки можно изготавливать посредством пластического формообразования без снятия стружки.

Далее предусмотрено, что наклонные контуры и расположенные между ними шарики удерживаются друг с другом посредством работающей на кручение пружины.

Барабанный тормоз в соответствии с изобретением имеет регулятор тягового механизма в соответствии с изобретением.

Другие преимущества, детали и признаки изобретения можно заимствовать из дальнейшего детального описания в сочетании с приложенными чертежами.

Изобретение разъясняется далее более подробно на основании примера осуществления изобретения, представленного на чертежах, на которых показано:

Фиг.1 — изображение в разрезе примерного первого варианта осуществления регулятора тягового механизма в соответствии с изобретением;

Фиг.2 — развернутое изображение в разрезе регулятора тягового механизма в соответствии с Фиг.1;

Фиг.3 — изображение в разрезе вдоль линии I-I регулятора тягового механизма в соответствии с Фиг.1;

Фиг.4 — схематичное изображение управляющего диска с зубчатой рейкой регулятора тягового механизма в соответствии с Фиг.1;

Фиг.5 — изображение в разрезе примерного второго варианта осуществления регулятора тягового механизма в соответствии с изобретением.

Одинаковые обозначения на отдельных чертежах представляют одинаковые или функционально соответствующие друг другу детали.

Фиг.1 демонстрирует изображение в разрезе примерного первого варианта осуществления регулятора 20 тягового механизма в соответствии с изобретением.

Механизм регулировки данного первого варианта осуществления изобретения состоит из следующих отдельных компонентов: вала 1, зажимной втулки 2 с расположенными на торце первыми гнездами 2.1 шариков на одной стороне и с осевым подшипником 2.2 на другой стороне, которая смежна первому концу вала 1; из роликового механизма 3 свободного хода с внешним зацеплением 3.1; червяка 4 с расположенными на торце вторыми гнездами 4.1 шариков, которые противолежат первым гнездами 2.1 шариков; из нескольких шариков 5 для так называемой сферической наклонной муфты 18; из нескольких шариков 6 фиксатора для передачи крутящего момента между валом 1 и червяком 4; из пружины 7 предварительного напряжения с опорными дисками 12, 13 и стопорным кольцом 14; из червячного колеса 8; червячной рейки 9; управляющего диска 10 и фиксирующего рычага 11.

Регулятор 20 тягового механизма расположен в корпусе 15, причем ось 17 червячного колеса перпендикулярна плоскости чертежа, а продольная ось вала 1 регулятора тягового механизма проходит под прямым углом к оси 17. В данном примере выше вала 1 на корпусе 15 расположен рычаг 16, который находится в рабочем соединении с неизображенным тормозным цилиндром.

Внутри червячного колеса 8 находится также неизображенный вал разжимного кулака колесного тормоза, который на своем не показанном здесь конце имеет конструкцию кулачка S-образного профиля, которая известным образом приводит в действие тормозные колодки барабанного тормоза. Вал разжимного кулака колесного тормоза пролегает в направлении оси 17 и соединен с червячным колесом 8 без возможности поворота. Посредством приведения в действие рычага 16 в обозначенном стрелкой направлении Z производится разжим тормозных накладок, а в направлении L производится отпуск тормозных накладок известным способом. Направление Z обозначается как направление зажима, а направление L как направление отпуска.

Роликовый механизм 3 свободного хода осуществляет функцию направляющей муфты и является промышленно изготовленным прецизионным конструктивным элементом, который особенно рассчитан на долговечность и эксплуатационную надежность.

Сферическая наклонная муфта 18 образуется из первых гнезд 2.1 шариков зажимной втулки 2 и из вторых гнезд 4.1. шариков червяка 4, между которыми в соответствующем количестве расположены шарики 5. Сферическая наклонная муфта 18 служит в качестве предохранительной муфты или муфты силового отключения и предварительно напряжена посредством пружины 7 предварительного напряжения. Пружина 7 предварительного напряжения предусмотрена между лежащим на червяке 4 первым опорным диском 12 и расположенным на втором конце вала 1 вторым опорным диском 13. Аксиальное закрепление пружины 7 предварительного напряжения на валу 1 происходит посредством стопорного кольца 14 на данном втором конце вала, который противолежит первому концу вала с зажимной втулкой 2. Пружина 7 предварительного напряжения через первый опорный диск 12 и червяк 4 оказывает, таким образом, аксиальное сжимающее усилие, которое через вторые гнезда 4.1. шариков и шарики 5 передается на зажимную втулку 2.

Таким образом, момент срабатывания данной конструкции сферической наклонной муфты, в противоположность фрикционным муфтам, определяется только силой предварительного напряжения пружины и фасонированием гнезд 2.1 и 4.1 шариков.

Гнезда 2.1 и 4.1 шариков выполнены, к примеру, наклонной формы. Так как в данном варианте осуществления изобретения речь идет чисто о движении катания с так называемым точечным контактом, то обеспечивается эксплуатация почти без износа и при этом долгосрочная по времени, так как оба функциональных элемента уже в течение времени миллион раз и замечательным образом доказали себя на деле в приводимых в действие пневматическим способом дисковых тормозах серий SB и SN заявителя.

Далее следует функциональное описание данного первого варианта осуществления изобретения со ссылкой на чертежи.

Регулировка происходит в начале процесса торможения. Когда в соответствующий тормозной цилиндр через среду, здесь это воздух, подается давление, то поршневой шток тормозного цилиндра выдвигается и приводит в действие через рычаг 16 корпус 15, причем колебательное движение вокруг оси 17 производится в направлении Z зажима. Необходимая для этого передача усилия происходит от рычага 16 через верхний участок корпуса 15, вал 1 и червяк 4 на червячное колесо 8, которое соединено с валом разжимного кулака колесного тормоза без возможности поворота, как разъяснено выше и очевидно на основании Фиг.2 и изображения в разрезе на Фиг.3 вдоль линии I-I с Фиг.2.

Теперь ссылаемся на Фиг.4., которая представляет схематичное изображение управляющего диска 10 с зубчатой рейкой 9 регулятора 20 тягового механизма.

Зубчатая рейка 9 через внешнее зацепление 3.1 роликового механизма 3 свободного хода находится в рабочем соединении с валом 1 регулятора 20 тягового механизма, причем зубчатая рейка 9 расположена с возможностью смещения в направлении стрелки. На своем нижнем конце она имеет первый кулачок 9.1 и второй кулачок 9.2, которые расположены на расстоянии друг от друга. Кулачки 9.1 и 9.2 находятся, соответственно, в зацеплении с первым надрезом 10.1 и со вторым надрезом 10.2, которые разделены посредством зуба 10.3 и расположены на участке периметра управляющего диска 10. Управляющий диск 10 через фиксирующий рычаг 11 закреплен таким образом, что он неподвижен относительно колебательного движения корпуса 15.

В первой фазе процесса движения в целом проходит так называемый свободный путь между первым кулачком 9.1 зубчатой рейки 9 и первым надрезом 10.1 в неподвижном управляющем диске 10. Посредством величины этого свободного пути, то есть посредством выбора размеров кулачка 9.1 и надреза 10.1, определяется воздушный зазор между тормозными колодками и тормозным барабаном.

В следующей фазе первый кулачок 9.1. зубчатой рейки 9 входит в соприкосновение с заплечиком первого надреза 10.1 управляющего диска 10. При этом имеется лишь два возможных рабочих состояния.

Случай 1: Когда воздушный зазор корректен, одновременно с прилеганием кулачка 9.1 зубчатой рейки 9 тормозные колодки прилегают к внутренней стенке барабана. Регулировка, ввиду значительных усилий, далее не возможна, однако, вследствие эластичности конструктивных элементов барабанного тормоза производится дальнейший поворот на регуляторе 20 тягового механизма. Чтобы это было возможно без повреждения механизма регулировки в регуляторе 20 тягового механизма, в силу вступает функция предохранительной муфты в форме сферической наклонной муфты 18. При этом шарики 5 катятся по сферическим наклонам гнезд 2.1, 4.1 шариков вверх и разжимают при этом полумуфты, а именно противолежащие торцевые поверхности зажимной втулки 2 и червяка 4, против силы предварительного напряжения пружины 7 предварительного напряжения. Таким образом, дальнейший поворот через внешнее зацепление 3.1. роликового механизма 3 свободного хода не может вызывать поворота червяка 4 и червячного колеса 8.

Случай 2: Когда воздушный зазор между тормозными колодками и тормозным барабаном слишком велик, посредством зубчатой рейки 9 и соединенного с роликовым механизмом 3 свободного хода внешним зацеплением 3.1. на основании стопорного действия роликового механизма 3 свободного хода в сферическую наклонную муфту 18 подается вращательное движение. Так как момент срабатывания сферической наклонной муфты 18 больше, чем крутящий момент приводимого в движение червяка 4, то он вращается совместно с червячным колесом 8. Таким образом, зазор между тормозной колодкой и тормозным барабаном уменьшается. Когда на следующем ходу тормозные колодки входят в соприкосновение с тормозным барабаном, течение процесса описывается так же, как и в случае 1.

При отпуске тормоза сферическая наклонная муфта 18 (предохранительная муфта) сначала возвращается в положение покоя. Регулятор 20 тягового механизма посредством пружины обратного хода в ненагруженном состоянии поворачивается обратно в положение покоя. При этом кулачок 9.1 зубчатой рейки 9 перемещается на другую сторону заплечика надреза 10.1 в неподвижном управляющем диске 10. В случае, если при приведении в действие тормоза производилась регулировка в соответствии со случаем 2, роликовый механизм 3 свободного хода поворачивается в обратном направлении на дополнительно выполненный для регулировки угол поворота червяка 4 в направлении L отпуска.

Возврат регулятора 20 тягового механизма вручную происходит как обычно, посредством вращения в обратную сторону вала 1 регулятора с помощью соответствующего инструмента, к примеру гаечного ключа, который насаживается на соответствующий буртик 19 на первом конце вала 1. При этом обе полумуфты сферической наклонной муфты 18, а именно зажимная втулка 2 и червяк 4, отжимаются друг от друга и поворачиваются до тех пор, пока шарики 5 не войдут в следующие зажимные гнезда или гнезда 2.1, 4.1 шариков. Таким образом, червяк 4 может быть повернут против стопорного действия роликового механизма 3 свободного хода.

Таким образом, регулятор 20 тягового механизма создается со следующими предпочтительными признаками:

— точное функциональное поведение в силу использования прецизионных и не зависимых от трения конструктивных элементов, таких как роликовый механизм 3 свободного хода и сферическая наклонная муфта 18;

— незначительный функциональный гистерезис и высокий КПД, так как все подвижные конструктивные элементы механизма регулировки выполнены на шариковых опорах;

— продолжительный срок службы и высокая длительная эксплуатационная надежность, так как все подвижные конструктивные элементы выполнены на шариковых опорах и, таким образом, не может иметь место сколько-нибудь существенный износ.

Фиг.5 демонстрирует второй вариант осуществления регулятора 20 тягового механизма в соответствии с изобретением с усовершенствованной технологией регулировки. Особые преимущества состоят при этом в том, что имеет место дальнейшее улучшение функционального поведения, упрощенное изготовление и не допускающее различных трактовок конструктивное решение.

Особое преимущество у данного варианта осуществления выявляется вследствие того, что функция свободного хода и функция предохранительной муфты сосредоточены в одном единственном блоке, так называемой муфте 25 шарикового фиксатора.

Механизм регулировки состоит из следующих деталей: вала 1, имеющего внешнее зацепление приводного диска 21 с торцевым наклонным контуром 21.1 и упорным шарикоподшипником 2.2; из нескольких шариков 5; работающей на кручение пружины 22 для прилегания шариков 5 к наклонному контуру 21; конического диска 23 с торцевым наклонным контуром 23.1; червяка 4 с внешним конусом 24; нескольких шариков 6 фиксатора для передачи крутящего момента; и из пружины 7 предварительного напряжения с соответствующими опорными кольцами 12, 13 и стопорным кольцом 14.

Эти конструктивные элементы рассчитаны таким образом, что возможно изготовление без снятия стружки и, таким образом, не требующее больших затрат. Так как все конструктивные элементы, перемещающиеся под действием силы, установлены с возможностью качения, в частности, на шариках с точечным контактом, обеспечивается длительный срок службы и точное, стабильное функциональное поведение.

Описание процесса функционирования следует со ссылкой на Фиг.1-5. Функции зубчатой рейки 9 с кулачком 9.1 и управляющего диска 10 с надрезом 10.1 в данном случае далее не описываются, а дается ссылка на изложенное выше описание.

В случае 1 в данном втором примере осуществления изобретения повреждение механизма регулировки в регуляторе 20 тягового механизма предотвращается посредством того, что в действие вступает предохранительная функция муфты 25 шарикового фиксатора. От установленного пружиной 7 предварительного напряжения силового порога шарики 5 муфты 25 шарикового фиксатора перекатываются в гнездах шариков с наклонными контурами 21.2 и 23.1 вверх по наклонам. Угол наклона наклонных рабочих поверхностей вначале явно больше для того, чтобы достигался максимально больший силовой порог. После преодоления порога срабатывания для щажения приводных элементов предпочтителен более низкий момент соединения. Поэтому, далее по ходу процесса рабочая поверхность угла наклона наклонного контура в данном примере выполнена меньше, чем вначале.

Для случая 2 во втором примере осуществления изобретения: когда воздушный зазор между тормозными колодками и тормозным барабаном слишком велик, посредством зубчатой рейки 9 и муфты 25 шарикового фиксатора в коническую муфту, которая состоит из конического диска 23 и внешнего конуса 24 червяка 4, подается вращательное движение. Так как момент освобождения предварительно напряженной муфты 25 шарикового фиксатора больше, чем крутящий момент приводимого в движение червяка 4, она поворачивается совместно с червячным колесом 8. Таким образом, зазор между тормозными колодками и тормозным барабаном уменьшается. Когда на следующем ходу тормозные колодки входят в соприкосновение с тормозным барабаном, течение процесса поясняется так же, как и в случае 1.

При отпуске тормоза шарики 5 муфты 25 шарикового фиксатора сначала перекатываются обратно в свое положение покоя. Регулятор 20 тягового механизма посредством пружины обратного хода в свободном от нагрузки состоянии поворачивается обратно в положение покоя. При этом кулачок 9.1 зубчатой рейки 9 перемещается на другую сторону заплечика надреза 10.1 в неподвижном управляющем диске 10. В случае, если при приведении в действие тормоза производилась регулировка, в действие вступает функция свободного хода муфты 25 шарикового фиксатора. Так как шарики 5 в положении покоя не испытывают нагружающего воздействия от пружины 7 предварительного напряжения и только посредством работающей на кручение пружины 22 с небольшим усилием прилегают к сферическим рабочим поверхностям 21.1, 23.1, то она может быть повернута обратно на дополнительно выполненный для регулировки угол поворота на червяке 4 в направлении L отпуска.

Возврат регулятора 20 тягового механизма вручную происходит при этом как обычно посредством поворота в обратном направлении вала 1 регулятора с помощью гаечного ключа. При этом обе сферические полумуфты 21.1 и 23.1 муфты 25 шарнирного фиксатора, а именно приводной диск 21 и коническая муфта 23, 24 отжимаются друг от друга до тех пор, пока шарики 5 не достигнут конца сферических наклонных рабочих поверхностей. В результате изменения угла наклона сферических рабочих поверхностей, которое значительно, в данном случае не происходит самоторможения в муфте 25 шарикового фиксатора. Относительное движение происходит при этом внутри конической муфты 23, 24, червяк 4 может при этом поворачиваться против неподвижной муфты 25 шарикового фиксатора.

Второй вариант осуществления регулятора 20 тягового механизма имеет следующие предпочтительные признаки:

— точное функциональное поведение, так как функция свободного хода и предохранительная функция определены лишь фасонированием и силой предварительного напряжения, и таким образом, силы трения не оказывают влияния на функциональное поведение;

— незначительный функциональный гистерезис и высокий КПД, так как все подвижные конструктивные элементы механизма регулировки выполнены на шариковых опорах;

— продолжительный срок службы и высокая длительная эксплуатационная надежность, так как в силу исполнения конструктивных элементов на шариковых опорах не может иметь место сколько-нибудь существенный износ;

— удобное изготовление, так как важные конструктивные элементы механизма регулировки изготавливаются посредством пластического формообразования без снятия стружки.

Описанные выше варианты осуществления являются лишь примерами и не ограничивают собой изобретение. Вариации и модификации для специалиста очевидны и возможны.

Так, к примеру, возможно, чтобы зубчатая рейка 9 могла иметь и второй кулачок 9.2, а управляющий диск 10 второй надрез 10.2. Также возможны и другие кулачки и надрезы.

Возможно, чтобы наклонные контуры 21.1, 23.1 или гнезда 2.1, 4.1 шариков могли иметь более двух различных углов наклона. Само собой разумеется, что возможны также и имеющие форму кривой рабочие поверхности.

СПИСОК ОБОЗНАЧЕНИЙ

1 — вал

2 — зажимная втулка

2.1 — первое гнездо шарика

2.2 — упорный шарикоподшипник

3 — роликовый механизм свободного хода

3.1 — внешнее зацепление

4 — червяк

4.1 — второе гнездо шарика

5 — шарик

6 — шарик фиксатора

7 — пружина предварительного напряжения

8 — червячное колесо

9 — зубчатая рейка

9.1 — первый кулачок

9.2 — второй кулачок

10 — управляющий диск

10.1 — первый надрез

10.2 — второй надрез

10.3 — зуб

11 — фиксирующий рычаг

12 — первый опорный диск

13 — второй опорный диск

14 — стопорное кольцо

15 — корпус

16 — рычаг

17 — ось

18 — сферическая наклонная муфта

19 — буртик

20 — регулятор тягового механизма

21 — приводной диск

21.1 — первый наклонный контур

22 — пружина, работающая на кручение

23 — конический диск

23.1 — второй наклонный контур

24 — внешний конус

25 — муфта шарикового фиксатора

L — направление отпуска

Z — направление зажима.

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

1. Регулятор (20) тягового механизма для барабанного тормоза для регулировки вызванного торможением износа, в частности, на тормозных накладках, с предохранительной муфтой и с вращающейся муфтой свободного хода или направляющей муфтой, отличающийся тем, что предохранительная муфта выполнена в виде сферической наклонной муфты (18), которая через нажимную пружину (7) предварительно напряжена.

2. Регулятор (20) по п.1, отличающийся тем, что направляющая муфта выполнена в виде роликового механизма (3) свободного хода.

3. Регулятор (20) по п.1 или 2, отличающийся тем, что сферическая наклонная муфта (18) состоит из расположенных напротив друг друга торцевых поверхностей, которые выполнены, соответственно, с гнездами (2.1, 4.1) шариков для расположенных там шариков (5).

4. Регулятор (20) по одному из пп.1 и 2, отличающийся тем, что предохранительная муфта и направляющая муфта совместно образуют муфту (25) шарикового фиксатора.

5. Регулятор (20) по п.4, отличающийся тем, что муфта (25) шарикового фиксатора состоит из двух расположенных напротив друг друга наклонных контуров (21.1. 24.1) с расположенными между ними шариками (5).

6. Регулятор (20) по п.5, отличающийся тем, что наклонные контуры (21.1, 24.1) имеют, по меньшей мере, два различных наклона.

7. Регулятор (20) по п.5, отличающийся тем, что наклонные контуры (21.1, 24.1) имеют исполнение в форме кривой.

8. Регулятор (20) по одному из пп.5-7, отличающийся тем, что муфта (25) шарикового фиксатора имеет коническую муфту (23, 24).

9. Регулятор (20) по одному из пп.5-7, отличающийся тем, что наклонные контуры (21.1. 24.1) и расположенные между ними шарики (5) удерживаются друг с другом посредством работающей на кручение пружины (22).

10. Барабанный тормоз с регулятором (20) тягового механизма по одному из пп.1-9.

РЕГУЛЯТОР ТЯГОВОГО МЕХАНИЗМА ДЛЯ БАРАБАННОГО ТОРМОЗА И БАРАБАННЫЙ ТОРМОЗ

Изобретение относится к регулятору тягового механизма для барабанного тормоза для регулировки вызванного торможением износа, в частности, на тормозных накладках, с предохранительной муфтой и с вращающейся муфтой свободного хода или направляющей муфтой.

В тяжелых грузовых автомобилях зачастую приводимые в действие пневматическим способом барабанные тормоза используются в качестве фрикционных тормозов. Предпочтительной конструктивной разновидностью является так называемый барабанный тормоз с S-образными кулачками.

Для создания силы торможения тормозные колодки, которые образуют или несут на себе тормозные накладки, должны быть в радиальном направлении извне прижаты к барабану барабанного тормоза. У барабанных тормозов с S-образными кулачками это происходит посредством поворота вала разжимного кулака колесного тормоза, который на одном конце имеет двойную эвольвенту S-формы. На этот кулачок своими концами опираются обе тормозные колодки, причем концы, противолежащие этим концам, соответственно, к примеру, закреплены на тормозном носителе с возможностью поворота вокруг оси. Для осуществления процесса торможения вал разжимного кулака колесного тормоза с S-образным кулачком должен поворачиваться до тех пор, пока тормозные колодки с желаемым усилием не войдут в соприкосновение с барабаном. Поворот вала разжимного кулака колесного тормоза происходит при помощи приводимого в действие посредством сжатого воздуха тормозного цилиндра, который через рычаг создает крутящий момент и передает его на вал разжимного кулака колесного тормоза.

Так как тормозные колодки и, соответственно, тормозные накладки при торможении изнашиваются, необходимо компенсировать этот износ тормозных накладок посредством устройства регулировки. Для этой цели вал разжимного кулака колесного тормоза с S-образным кулачком, в итоге, должен быть повернут в том направлении, в котором тормозные накладки перемещаются в направлении к барабану в процессе торможения, чтобы тормозные колодки сдвигались ближе к внутренней стороне барабана. Это направление обозначается как направление зажима. Тем не менее, в положении покоя должен оставаться небольшой зазор для обеспечения безупречного процесса отпуска. Эту дополнительную регулировку можно производить через равные промежутки времени также и вручную. Для этого на тормозном рычаге вала разжимного кулака колесного тормоза, на который воздействует тормозной цилиндр посредством своего поршневого штока, должно проводиться дополнительное регулирование. Так как ручная регулировка не работает ни в соответствии с потребностями, ни непрерывно, то так называемые автоматические регуляторы тягового механизма относятся к стандартному оборудованию транспортных средств, оснащенных барабанными тормозами с S-образными кулачками.

Имеются различные системы регуляторов тягового механизма. Базовая конструкция очень похожа и состоит, в основном, из червячного колеса, червяка, предохранительной муфты или муфты силового выключения, муфты свободного хода (в большинстве случаев по принципу пружины в виде петли), зубчатого колеса, зубчатой рейки и так называемого управляющего диска. Этот механизм находится в корпусе, который имеет рычаг, с которым шарнирно соединен тормозной цилиндр. Вал разжимного кулака колесного тормоза посредством клиновидного зубчатого зацепления соединен с червячным колесом.

У регуляторов тягового механизма имеют место два принципа действия: в соответствии с одним принципом действия происходит регулировка в начале процесса торможения, в соответствии с другим принципом регулировка осуществляется в конце, то есть в процессе отпуска.

В качестве примера для иллюстрации здесь мог бы быть назван документ ЕР 0614025 В1. В данном документе описано устройство регулировки для дискового тормоза, причем использование обоих вышеуказанных принципов действия происходит совместно, так как в начале процесса торможения производится регулировка и осуществляется зажим упругого элемента, который в процессе отпуска разгружается и способствует дальнейшей регулировке.

Находящиеся в настоящее время на рынке регуляторы тягового механизма в отношении сопротивления усталости и длительности функционирования не всегда соответствуют ожиданиям или требованиям. В качестве подверженной износу детали выявила себя муфта свободного хода в форме пружины в виде петли. Функционирование данного конструктивного элемента сильно зависит от соотношений сил трения, от фасонирования и стабильности формы сопряженных поверхностей. Если со временем возникает износ и/или изменение соотношений сил трения, то может произойти функциональный отказ конструктивного элемента и, тем самым, всего регулятора тягового механизма.

Задача изобретения состоит в том, чтобы создать регулятор тягового механизма вышеуказанного типа. Техническим результатом является обеспечение высокой надежности, и в отношении функционального поведения оказывается как можно меньше воздействия от колебаний коэффициента трения и допусков на изготовление, а также максимально экономичное изготовление.

Эта задача в соответствии с изобретением решается посредством регулятора тягового механизма с признаками пункта 1 формулы изобретения, а также посредством барабанного тормоза с признаками пункта 10 формулы изобретения.

Регулятор тягового механизма в соответствии с изобретением для барабанного тормоза для регулировки вызванного торможением износа, в частности, на тормозных накладках с предохранительной муфтой и с вращающейся муфтой свободного хода или направляющей муфтой отличается тем, что предохранительная муфта выполнена как сферическая наклонная муфта, которая через нажимную пружину предварительно напряжена.

В предпочтительном варианте осуществления изобретения направляющая муфта выполнена как роликовый механизм свободного хода. При этом выявляется точное функциональное поведение в силу использования прецизионных и независимых от трения деталей.

Следующий вариант осуществления изобретения предусматривает то, что сферическая наклонная муфта состоит из расположенных напротив друг друга торцевых поверхностей, которые выполнены, соответственно, с гнездами шариков для расположенных там шариков. При этом особенно предпочтительно, чтобы все подвижные конструктивные элементы механизма регулировки были выполнены на шариковых опорах, так как это способствует высокому КПД.

В другом варианте осуществления изобретения предусмотрено, что предохранительная муфта и направляющая муфта совместно образуют муфту шарикового фиксатора. При этом предпочтительно, чтобы муфта шарикового фиксатора состояла из двух расположенных напротив друг друга наклонных контуров с расположенными между ними шариками, причем в особо предпочтительном варианте осуществления наклонные контуры имеют, по меньшей мере, два различных наклона. Это предпочтительно, так как в таком случае имеет место точное функциональное поведение. Так как функция свободного хода и предохранительная функция определены лишь посредством фасонирования и силы предварительного напряжения, и таким образом, трение не оказывает влияния на функциональное поведение.

В альтернативном варианте осуществления изобретения наклонные контуры имеют исполнение в форме кривой.

Предпочтительно, чтобы муфта шарикового фиксатора имела коническую муфту, так как в этом предпочтительном варианте осуществления изобретения возможно благоприятное изготовление конструктивных элементов, так как важные конструктивные элементы механизма регулировки можно изготавливать посредством пластического формообразования без снятия стружки.

Далее предусмотрено, что наклонные контуры и расположенные между ними шарики удерживаются друг с другом посредством работающей на кручение пружины.

Барабанный тормоз в соответствии с изобретением имеет регулятор тягового механизма в соответствии с изобретением.

Другие преимущества, детали и признаки изобретения можно заимствовать из дальнейшего детального описания в сочетании с приложенными чертежами.

Изобретение разъясняется далее более подробно на основании примера осуществления изобретения, представленного на чертежах, на которых показано:

Фиг.1 — изображение в разрезе примерного первого варианта осуществления регулятора тягового механизма в соответствии с изобретением;

Фиг.2 — развернутое изображение в разрезе регулятора тягового механизма в соответствии с Фиг.1;

Фиг.3 — изображение в разрезе вдоль линии I-I регулятора тягового механизма в соответствии с Фиг.1;

Фиг.4 — схематичное изображение управляющего диска с зубчатой рейкой регулятора тягового механизма в соответствии с Фиг.1;

Фиг.5 — изображение в разрезе примерного второго варианта осуществления регулятора тягового механизма в соответствии с изобретением.

Одинаковые обозначения на отдельных чертежах представляют одинаковые или функционально соответствующие друг другу детали.

Фиг.1 демонстрирует изображение в разрезе примерного первого варианта осуществления регулятора 20 тягового механизма в соответствии с изобретением.

Механизм регулировки данного первого варианта осуществления изобретения состоит из следующих отдельных компонентов: вала 1, зажимной втулки 2 с расположенными на торце первыми гнездами 2.1 шариков на одной стороне и с осевым подшипником 2.2 на другой стороне, которая смежна первому концу вала 1; из роликового механизма 3 свободного хода с внешним зацеплением 3.1; червяка 4 с расположенными на торце вторыми гнездами 4.1 шариков, которые противолежат первым гнездами 2.1 шариков; из нескольких шариков 5 для так называемой сферической наклонной муфты 18; из нескольких шариков 6 фиксатора для передачи крутящего момента между валом 1 и червяком 4; из пружины 7 предварительного напряжения с опорными дисками 12, 13 и стопорным кольцом 14; из червячного колеса 8; червячной рейки 9; управляющего диска 10 и фиксирующего рычага 11.

Регулятор 20 тягового механизма расположен в корпусе 15, причем ось 17 червячного колеса перпендикулярна плоскости чертежа, а продольная ось вала 1 регулятора тягового механизма проходит под прямым углом к оси 17. В данном примере выше вала 1 на корпусе 15 расположен рычаг 16, который находится в рабочем соединении с неизображенным тормозным цилиндром.

Внутри червячного колеса 8 находится также неизображенный вал разжимного кулака колесного тормоза, который на своем не показанном здесь конце имеет конструкцию кулачка S-образного профиля, которая известным образом приводит в действие тормозные колодки барабанного тормоза. Вал разжимного кулака колесного тормоза пролегает в направлении оси 17 и соединен с червячным колесом 8 без возможности поворота. Посредством приведения в действие рычага 16 в обозначенном стрелкой направлении Z производится разжим тормозных накладок, а в направлении L производится отпуск тормозных накладок известным способом. Направление Z обозначается как направление зажима, а направление L как направление отпуска.

Роликовый механизм 3 свободного хода осуществляет функцию направляющей муфты и является промышленно изготовленным прецизионным конструктивным элементом, который особенно рассчитан на долговечность и эксплуатационную надежность.

Сферическая наклонная муфта 18 образуется из первых гнезд 2.1 шариков зажимной втулки 2 и из вторых гнезд 4.1. шариков червяка 4, между которыми в соответствующем количестве расположены шарики 5. Сферическая наклонная муфта 18 служит в качестве предохранительной муфты или муфты силового отключения и предварительно напряжена посредством пружины 7 предварительного напряжения. Пружина 7 предварительного напряжения предусмотрена между лежащим на червяке 4 первым опорным диском 12 и расположенным на втором конце вала 1 вторым опорным диском 13. Аксиальное закрепление пружины 7 предварительного напряжения на валу 1 происходит посредством стопорного кольца 14 на данном втором конце вала, который противолежит первому концу вала с зажимной втулкой 2. Пружина 7 предварительного напряжения через первый опорный диск 12 и червяк 4 оказывает, таким образом, аксиальное сжимающее усилие, которое через вторые гнезда 4.1. шариков и шарики 5 передается на зажимную втулку 2.

Таким образом, момент срабатывания данной конструкции сферической наклонной муфты, в противоположность фрикционным муфтам, определяется только силой предварительного напряжения пружины и фасонированием гнезд 2.1 и 4.1 шариков.

Гнезда 2.1 и 4.1 шариков выполнены, к примеру, наклонной формы. Так как в данном варианте осуществления изобретения речь идет чисто о движении катания с так называемым точечным контактом, то обеспечивается эксплуатация почти без износа и при этом долгосрочная по времени, так как оба функциональных элемента уже в течение времени миллион раз и замечательным образом доказали себя на деле в приводимых в действие пневматическим способом дисковых тормозах серий SB и SN заявителя.

Далее следует функциональное описание данного первого варианта осуществления изобретения со ссылкой на чертежи.

Регулировка происходит в начале процесса торможения. Когда в соответствующий тормозной цилиндр через среду, здесь это воздух, подается давление, то поршневой шток тормозного цилиндра выдвигается и приводит в действие через рычаг 16 корпус 15, причем колебательное движение вокруг оси 17 производится в направлении Z зажима. Необходимая для этого передача усилия происходит от рычага 16 через верхний участок корпуса 15, вал 1 и червяк 4 на червячное колесо 8, которое соединено с валом разжимного кулака колесного тормоза без возможности поворота, как разъяснено выше и очевидно на основании Фиг.2 и изображения в разрезе на Фиг.3 вдоль линии I-I с Фиг.2.

Теперь ссылаемся на Фиг.4., которая представляет схематичное изображение управляющего диска 10 с зубчатой рейкой 9 регулятора 20 тягового механизма.

Зубчатая рейка 9 через внешнее зацепление 3.1 роликового механизма 3 свободного хода находится в рабочем соединении с валом 1 регулятора 20 тягового механизма, причем зубчатая рейка 9 расположена с возможностью смещения в направлении стрелки. На своем нижнем конце она имеет первый кулачок 9.1 и второй кулачок 9.2, которые расположены на расстоянии друг от друга. Кулачки 9.1 и 9.2 находятся, соответственно, в зацеплении с первым надрезом 10.1 и со вторым надрезом 10.2, которые разделены посредством зуба 10.3 и расположены на участке периметра управляющего диска 10. Управляющий диск 10 через фиксирующий рычаг 11 закреплен таким образом, что он неподвижен относительно колебательного движения корпуса 15.

В первой фазе процесса движения в целом проходит так называемый свободный путь между первым кулачком 9.1 зубчатой рейки 9 и первым надрезом 10.1 в неподвижном управляющем диске 10. Посредством величины этого свободного пути, то есть посредством выбора размеров кулачка 9.1 и надреза 10.1, определяется воздушный зазор между тормозными колодками и тормозным барабаном.

В следующей фазе первый кулачок 9.1. зубчатой рейки 9 входит в соприкосновение с заплечиком первого надреза 10.1 управляющего диска 10. При этом имеется лишь два возможных рабочих состояния.

Случай 1: Когда воздушный зазор корректен, одновременно с прилеганием кулачка 9.1 зубчатой рейки 9 тормозные колодки прилегают к внутренней стенке барабана. Регулировка, ввиду значительных усилий, далее не возможна, однако, вследствие эластичности конструктивных элементов барабанного тормоза производится дальнейший поворот на регуляторе 20 тягового механизма. Чтобы это было возможно без повреждения механизма регулировки в регуляторе 20 тягового механизма, в силу вступает функция предохранительной муфты в форме сферической наклонной муфты 18. При этом шарики 5 катятся по сферическим наклонам гнезд 2.1, 4.1 шариков вверх и разжимают при этом полумуфты, а именно противолежащие торцевые поверхности зажимной втулки 2 и червяка 4, против силы предварительного напряжения пружины 7 предварительного напряжения. Таким образом, дальнейший поворот через внешнее зацепление 3.1. роликового механизма 3 свободного хода не может вызывать поворота червяка 4 и червячного колеса 8.

Случай 2: Когда воздушный зазор между тормозными колодками и тормозным барабаном слишком велик, посредством зубчатой рейки 9 и соединенного с роликовым механизмом 3 свободного хода внешним зацеплением 3.1. на основании стопорного действия роликового механизма 3 свободного хода в сферическую наклонную муфту 18 подается вращательное движение. Так как момент срабатывания сферической наклонной муфты 18 больше, чем крутящий момент приводимого в движение червяка 4, то он вращается совместно с червячным колесом 8. Таким образом, зазор между тормозной колодкой и тормозным барабаном уменьшается. Когда на следующем ходу тормозные колодки входят в соприкосновение с тормозным барабаном, течение процесса описывается так же, как и в случае 1.

При отпуске тормоза сферическая наклонная муфта 18 (предохранительная муфта) сначала возвращается в положение покоя. Регулятор 20 тягового механизма посредством пружины обратного хода в ненагруженном состоянии поворачивается обратно в положение покоя. При этом кулачок 9.1 зубчатой рейки 9 перемещается на другую сторону заплечика надреза 10.1 в неподвижном управляющем диске 10. В случае, если при приведении в действие тормоза производилась регулировка в соответствии со случаем 2, роликовый механизм 3 свободного хода поворачивается в обратном направлении на дополнительно выполненный для регулировки угол поворота червяка 4 в направлении L отпуска.

Возврат регулятора 20 тягового механизма вручную происходит как обычно, посредством вращения в обратную сторону вала 1 регулятора с помощью соответствующего инструмента, к примеру гаечного ключа, который насаживается на соответствующий буртик 19 на первом конце вала 1. При этом обе полумуфты сферической наклонной муфты 18, а именно зажимная втулка 2 и червяк 4, отжимаются друг от друга и поворачиваются до тех пор, пока шарики 5 не войдут в следующие зажимные гнезда или гнезда 2.1, 4.1 шариков. Таким образом, червяк 4 может быть повернут против стопорного действия роликового механизма 3 свободного хода.

Таким образом, регулятор 20 тягового механизма создается со следующими предпочтительными признаками:

— точное функциональное поведение в силу использования прецизионных и не зависимых от трения конструктивных элементов, таких как роликовый механизм 3 свободного хода и сферическая наклонная муфта 18;

— незначительный функциональный гистерезис и высокий КПД, так как все подвижные конструктивные элементы механизма регулировки выполнены на шариковых опорах;

— продолжительный срок службы и высокая длительная эксплуатационная надежность, так как все подвижные конструктивные элементы выполнены на шариковых опорах и, таким образом, не может иметь место сколько-нибудь существенный износ.

Фиг.5 демонстрирует второй вариант осуществления регулятора 20 тягового механизма в соответствии с изобретением с усовершенствованной технологией регулировки. Особые преимущества состоят при этом в том, что имеет место дальнейшее улучшение функционального поведения, упрощенное изготовление и не допускающее различных трактовок конструктивное решение.

Особое преимущество у данного варианта осуществления выявляется вследствие того, что функция свободного хода и функция предохранительной муфты сосредоточены в одном единственном блоке, так называемой муфте 25 шарикового фиксатора.

Механизм регулировки состоит из следующих деталей: вала 1, имеющего внешнее зацепление приводного диска 21 с торцевым наклонным контуром 21.1 и упорным шарикоподшипником 2.2; из нескольких шариков 5; работающей на кручение пружины 22 для прилегания шариков 5 к наклонному контуру 21; конического диска 23 с торцевым наклонным контуром 23.1; червяка 4 с внешним конусом 24; нескольких шариков 6 фиксатора для передачи крутящего момента; и из пружины 7 предварительного напряжения с соответствующими опорными кольцами 12, 13 и стопорным кольцом 14.

Эти конструктивные элементы рассчитаны таким образом, что возможно изготовление без снятия стружки и, таким образом, не требующее больших затрат. Так как все конструктивные элементы, перемещающиеся под действием силы, установлены с возможностью качения, в частности, на шариках с точечным контактом, обеспечивается длительный срок службы и точное, стабильное функциональное поведение.

Описание процесса функционирования следует со ссылкой на Фиг.1-5. Функции зубчатой рейки 9 с кулачком 9.1 и управляющего диска 10 с надрезом 10.1 в данном случае далее не описываются, а дается ссылка на изложенное выше описание.

В случае 1 в данном втором примере осуществления изобретения повреждение механизма регулировки в регуляторе 20 тягового механизма предотвращается посредством того, что в действие вступает предохранительная функция муфты 25 шарикового фиксатора. От установленного пружиной 7 предварительного напряжения силового порога шарики 5 муфты 25 шарикового фиксатора перекатываются в гнездах шариков с наклонными контурами 21.2 и 23.1 вверх по наклонам. Угол наклона наклонных рабочих поверхностей вначале явно больше для того, чтобы достигался максимально больший силовой порог. После преодоления порога срабатывания для щажения приводных элементов предпочтителен более низкий момент соединения. Поэтому, далее по ходу процесса рабочая поверхность угла наклона наклонного контура в данном примере выполнена меньше, чем вначале.

Для случая 2 во втором примере осуществления изобретения: когда воздушный зазор между тормозными колодками и тормозным барабаном слишком велик, посредством зубчатой рейки 9 и муфты 25 шарикового фиксатора в коническую муфту, которая состоит из конического диска 23 и внешнего конуса 24 червяка 4, подается вращательное движение. Так как момент освобождения предварительно напряженной муфты 25 шарикового фиксатора больше, чем крутящий момент приводимого в движение червяка 4, она поворачивается совместно с червячным колесом 8. Таким образом, зазор между тормозными колодками и тормозным барабаном уменьшается. Когда на следующем ходу тормозные колодки входят в соприкосновение с тормозным барабаном, течение процесса поясняется так же, как и в случае 1.

При отпуске тормоза шарики 5 муфты 25 шарикового фиксатора сначала перекатываются обратно в свое положение покоя. Регулятор 20 тягового механизма посредством пружины обратного хода в свободном от нагрузки состоянии поворачивается обратно в положение покоя. При этом кулачок 9.1 зубчатой рейки 9 перемещается на другую сторону заплечика надреза 10.1 в неподвижном управляющем диске 10. В случае, если при приведении в действие тормоза производилась регулировка, в действие вступает функция свободного хода муфты 25 шарикового фиксатора. Так как шарики 5 в положении покоя не испытывают нагружающего воздействия от пружины 7 предварительного напряжения и только посредством работающей на кручение пружины 22 с небольшим усилием прилегают к сферическим рабочим поверхностям 21.1, 23.1, то она может быть повернута обратно на дополнительно выполненный для регулировки угол поворота на червяке 4 в направлении L отпуска.

Возврат регулятора 20 тягового механизма вручную происходит при этом как обычно посредством поворота в обратном направлении вала 1 регулятора с помощью гаечного ключа. При этом обе сферические полумуфты 21.1 и 23.1 муфты 25 шарнирного фиксатора, а именно приводной диск 21 и коническая муфта 23, 24 отжимаются друг от друга до тех пор, пока шарики 5 не достигнут конца сферических наклонных рабочих поверхностей. В результате изменения угла наклона сферических рабочих поверхностей, которое значительно, в данном случае не происходит самоторможения в муфте 25 шарикового фиксатора. Относительное движение происходит при этом внутри конической муфты 23, 24, червяк 4 может при этом поворачиваться против неподвижной муфты 25 шарикового фиксатора.

Второй вариант осуществления регулятора 20 тягового механизма имеет следующие предпочтительные признаки:

— точное функциональное поведение, так как функция свободного хода и предохранительная функция определены лишь фасонированием и силой предварительного напряжения, и таким образом, силы трения не оказывают влияния на функциональное поведение;

— незначительный функциональный гистерезис и высокий КПД, так как все подвижные конструктивные элементы механизма регулировки выполнены на шариковых опорах;

— продолжительный срок службы и высокая длительная эксплуатационная надежность, так как в силу исполнения конструктивных элементов на шариковых опорах не может иметь место сколько-нибудь существенный износ;

— удобное изготовление, так как важные конструктивные элементы механизма регулировки изготавливаются посредством пластического формообразования без снятия стружки.

Описанные выше варианты осуществления являются лишь примерами и не ограничивают собой изобретение. Вариации и модификации для специалиста очевидны и возможны.

Так, к примеру, возможно, чтобы зубчатая рейка 9 могла иметь и второй кулачок 9.2, а управляющий диск 10 второй надрез 10.2. Также возможны и другие кулачки и надрезы.

Возможно, чтобы наклонные контуры 21.1, 23.1 или гнезда 2.1, 4.1 шариков могли иметь более двух различных углов наклона. Само собой разумеется, что возможны также и имеющие форму кривой рабочие поверхности.

СПИСОК ОБОЗНАЧЕНИЙ

1 — вал

2 — зажимная втулка

2.1 — первое гнездо шарика

2.2 — упорный шарикоподшипник

3 — роликовый механизм свободного хода

3.1 — внешнее зацепление

4 — червяк

4.1 — второе гнездо шарика

5 — шарик

6 — шарик фиксатора

7 — пружина предварительного напряжения

8 — червячное колесо

9 — зубчатая рейка

9.1 — первый кулачок

9.2 — второй кулачок

10 — управляющий диск

10.1 — первый надрез

10.2 — второй надрез

10.3 — зуб

11 — фиксирующий рычаг

12 — первый опорный диск

13 — второй опорный диск

14 — стопорное кольцо

15 — корпус

16 — рычаг

17 — ось

18 — сферическая наклонная муфта

19 — буртик

20 — регулятор тягового механизма

21 — приводной диск

21.1 — первый наклонный контур

22 — пружина, работающая на кручение

23 — конический диск

23.1 — второй наклонный контур

24 — внешний конус

25 — муфта шарикового фиксатора

L — направление отпуска

Z — направление зажима.

Регулятор тягового механизма для барабанного тормоза и барабанный тормоз

Изобретение относится к регулятору тягового механизма для барабанного тормоза для регулировки вызванного торможением износа, в частности, на тормозных накладках, с предохранительной муфтой и с вращающейся муфтой свободного хода или направляющей муфтой, а также относится к барабанному тормозу.

В тяжелых грузовых автомобилях зачастую приводимые в действие пневматическим способом барабанные тормоза используются в качестве фрикционных тормозов. Предпочтительной конструктивной разновидностью является так называемый барабанный тормоз с S-образными кулачками.

Для создания силы торможения тормозные колодки барабанного тормоза, которые образуют или несут на себе тормозные накладки, должны быть в радиальном направлении извне прижаты к барабану барабанного тормоза. У барабанных тормозов с S-образными кулачками это происходит посредством поворота вала разжимного кулака колесного тормоза, который на одном конце имеет двойную эвольвенту S-формы. На этот кулачок своими концами опираются обе тормозные колодки, причем концы, противолежащие этим концам, соответственно, к примеру, закреплены на тормозном носителе с возможностью поворота вокруг оси. Для осуществления процесса торможения вала разжимного кулака колесного тормоза с S-образным кулачком должен поворачиваться до тех пор, пока тормозные колодки с желаемым усилием не войдут в соприкосновение с барабаном. Этот поворот вала разжимного кулака колесного тормоза происходит при помощи приводимого в движение посредством сжатого воздуха тормозного цилиндра, который посредством своего поршня, через рычаг создает крутящий момент и передает его на вал разжимного кулака колесного тормоза.

Так как тормозные колодки и, соответственно, тормозные накладки при торможении изнашиваются, необходимо компенсировать этот износ тормозных накладок посредством устройства регулировки. Для этой цели вал разжимного кулака колесного тормоза с S-образным кулачком, в итоге, должен быть повернут в том направлении, в котором тормозные накладки перемещаются в направлении к барабану в процессе торможения, чтобы тормозные колодки сдвигались ближе к внутренней стороне барабана. Это направление обозначается как направление зажима. Тем не менее, в положении покоя должен оставаться небольшой зазор для обеспечения безупречного процесса отпуска. Эту дополнительную регулировку можно производить через равные промежутки времени также и вручную. Для этого на тормозном рычаге вала разжимного кулака колесного тормоза, на который воздействует тормозной цилиндр посредством своего поршневого штока, должно проводиться дополнительное регулирование. Так как ручная регулировка не работает ни в соответствии с потребностями, ни непрерывно, то так называемые автоматические регуляторы тягового механизма относятся к стандартному оборудованию транспортных средств, оснащенных барабанными тормозами с S-образными кулачками.

Имеются различные системы регуляторов тягового механизма. Первая классификация может производиться по принципу регулировки. В соответствии с одним принципом регулировки регулировка происходит в начале процесса торможения, в соответствии с другим регулировка осуществляется в конце, то есть в процессе отпуска.

Дальнейшие различия состоят в типе регулировки так называемого контрольного или управляющего диска. Контрольный диск для осуществления функции регулировки должен быть соединен с деталью вала без возможности поворота, чтобы между контрольным диском и регулятором тягового механизма могло иметь место вращательное или колебательное движение. При этом следует принимать во внимание тот факт, что при установке регулятора тягового механизма этот контрольный диск регулируется внутри ранее установленной рабочей зоны.

Поэтому, во избежание ошибок, разработаны также регуляторы тягового механизма с так называемой саморегулировкой. При этом контрольный диск должен быть лишь, по-прежнему, соединен с валом, регулирование более не обязательно.

Базовая конструкция регулятора тягового механизма состоит, в основном, из червячного колеса, червяка, предохранительной муфты или муфты силового выключения, пружины предварительного напряжения, муфты свободного хода (в большинстве случаев по принципу пружины в виде петли), а при ручной регулировке из зубчатого колеса, зубчатой рейки и так называемого управляющего диска или контрольного диска с надрезом, и, соответственно, при автоматической регулировке из следующего червячного колеса, приводного червяка с зубчатым колесом и контрольного диска с внешним зацеплением.

Этот механизм находится в корпусе, который имеет рычаг, с которым шарнирно соединен тормозной цилиндр. Вал разжимного кулака колесного тормоза посредством клиновидного зубчатого зацепления соединен с червячным колесом. Выполненный с возможностью вращения относительно регулятора тягового механизма контрольный диск, как упомянуто выше, соединен с валом.

В качестве примера для иллюстрации здесь мог быть назван документ ЕР 0614025 В1. В данном документе описано устройство регулировки для дискового тормоза, причем использование обоих вышеуказанных принципов действия происходит совместно, так как в начале процесса торможения производится регулировка и осуществляется зажим упругого элемента, который в процессе отпуска разгружается и способствует дальнейшей регулировке.

Находящиеся в настоящее время на рынке регуляторы тягового механизма в отношении сопротивления усталости и длительности функционирования не всегда соответствуют ожиданиям или требованиям. В качестве подверженной износу детали выявила себя муфта свободного хода в форме пружины в виде петли. Функционирование данного конструктивного элемента сильно зависит от соотношений сил трения, от фасонирования и стабильности формы сопряженных поверхностей. Если со временем возникает износ и/или изменение соотношений сил трения, то может произойти функциональный отказ детали и, тем самым, всего регулятора тягового механизма.

Далее, механические затраты для регулятора тягового механизма (в частности, с саморегулировкой) относительно велики, так как для данной конструкции требуется большое количество деталей в прецизионном исполнении.

Задача изобретения состоит в том, чтобы создать регулятор тягового механизма. Техническим результатом является обеспечение высокой надежности, простоты конструкции, саморегулировки и максимально экономичного изготовления.

Эта задача в соответствии с изобретением решается посредством регулятора тягового механизма с признаками пункта 1 формулы изобретения, а также посредством барабанного тормоза с признаками пункта 12 формулы изобретения.

С помощью регулятора тягового механизма в соответствии с предложенным на рассмотрение изобретением можно избежать ранее описанных трудностей или недостатков, так как регулятор тягового механизма имеет небольшое количество деталей, конструкция состоит из легких в изготовлении деталей и детали обладают высокой износостойкостью.

Регулятор тягового механизма в соответствии с изобретением для барабанного тормоза для регулировки вызванного торможением износа, в частности, на тормозных накладках, с предохранительной муфтой и с вращающейся муфтой свободного хода или направляющей муфтой отличается сферической наклонной муфтой, которая через нажимную пружину предварительно напряжена, и конической муфтой.

В другом варианте осуществления регулятор тягового механизма имеет конструкцию с двумя блоками, причем один блок имеет сферическую наклонную муфту и коническую муфту, а другой блок предпочтительно осуществляет функцию направляющей муфты.

В другом предпочтительном варианте осуществления регулятор тягового механизма имеет два блока в следующей классификации, причем один блок имеет предохранительную муфту, а другой блок имеет сферическую наклонную муфту и коническую муфту с функциями направляющей муфты, ручного возврата в исходное положение и передачи усилия. Тем самым, возможно предпочтительное разделение функций, при котором два блока расположены в простой конструкции с незначительной подверженностью отказам.

При этом предпочтительно предусмотрено, что сферическая наклонная муфта состоит из расположенных напротив друг друга торцевых поверхностей, которые, соответственно, выполнены со сферическим наклонным контуром для расположенных между ними шариков. При этом особо предпочтительным является то, что эти детали выполнены на шариковых опорах, что делает возможным такой высокий КПД.

Предпочтительным является при этом то, что благодаря простому изготовлению сферические наклонные контуры торцевых поверхностей сферической наклонной муфты имеют различные углы наклона, что особо предпочтительно, когда первый угол наклона сферического наклонного контура, который при регулировке образует сторону привода, меньше, чем второй угол наклона сферического наклонного контура, который при регулировке образует сторону отбора мощности, так как, таким образом, создается возможность для направляющей муфты.

В альтернативном варианте осуществления изобретения предусмотрено, что наклонные контуры имеют исполнения в форме кривой с различными радиусами кривизны.

Предусмотренные между наклонными контурами шарики расположены в сепараторе подшипника, который от нажимной пружины предварительно напряжен таким образом, что шарики при регулировке прилегают к сферическим наклонам для передачи усилия. При этом предпочтительно, чтобы пружина или нажимная пружина была выполнена как фрикционная пружина. При этом выявляется точное функциональное поведение в силу использования прецизионных и независимых от трения деталей.

В предпочтительном варианте осуществления изобретения предохранительная муфта одного блока образована соединенным посредством фрикционного зацепления с неподвижным стопорным кольцом управляющим диском. При этом преимуществом является то, что управляющий диск расположен между двумя фрикционными дисками, которые предварительно напряжены от дисковой пружины. Напряжение дисковой пружины, ввиду ее конструкции, можно легко установить заранее. Далее, необходимые детали наличествуют в небольшом количестве и легки в изготовлении и сборке.

Барабанный тормоз в соответствии с изобретением имеет регулятор тягового механизма в соответствии с изобретением.

Другие преимущества, детали и признаки изобретения можно заимствовать из дальнейшего детального описания в сочетании с приложенными чертежами.

Изобретение разъясняется далее более подробно на основании примера осуществления изобретения, представленного на фигурах, на которых изображено:

фиг.1 — примерный вариант осуществления регулятора тягового механизма в соответствии с изобретением в различных разрезах, причем вал регулятора тягового механизма показан в продольном разрезе;

фиг.1а — поперечное сечение регулятора тягового механизма в соответствии с фиг.1;

фиг.1b — поперечное сечение регулятора тягового механизма в соответствии с фиг.1 вдоль линии E-F;

фиг.1с — увеличенное изображение отмеченной детали регулятора тягового механизма в соответствии с фиг.1а;

фиг.2 — регулятор тягового механизма в соответствии с фиг.1 в исходном положении;

фиг.3 — регулятор тягового механизма в соответствии с фиг.1 во втором положении зажима;

фиг.4 — регулятор тягового механизма в соответствии с фиг.1 в первом положении зажима;

фиг.5 — регулятор тягового механизма в соответствии с фиг.1 в третьем положении зажима;

фиг.6 — регулятор тягового механизма в соответствии с фиг.1 в первом положении отпуска;

фиг.7 — регулятор тягового механизма в соответствии с фиг.1 во втором положении отпуска;

фиг.8 — регулятор тягового механизма в соответствии с фиг.1 в положении покоя;

фиг.9 — регулятор тягового механизма в соответствии с фиг.1 в увеличенном частичном разрезе своего верхнего участка;

Фиг.10 — схематичное изображение сферической наклонной муфты;

Фиг.11 — регулятор тягового механизма в соответствии с Фиг.1 в рабочем положении;

фиг.12 — регулятор тягового механизма в соответствии с Фиг.1 в положении с повернутым управляющим диском;

фиг.13 — регулятор тягового механизма в соответствии с Фиг.1 в положении зажима с саморегулировкой управляющего диска;

фиг.14 — регулятор тягового механизма в соответствии с Фиг.1 в отрегулированным управляющим диском.

Одинаковые обозначения на отдельных чертежах представляют одинаковые или функционально соответствующие друг другу детали.

Фиг.1 демонстрирует примерный вариант осуществления регулятора 17 тягового механизма в соответствии с изобретением в различных разрезах, причем вал 6 регулятора 17 тягового механизма представлен в продольном разрезе.

Механизм регулировки данного варианта осуществления регулятора 17 тягового механизма состоит, в основном, из двух функциональных блоков. А именно, из блока I с функциями саморегулировки и предохранения от перегрузок, состоящего из следующих деталей: стопорного кольца 1 со сформированной стопорной рукояткой 1.1; втулки 2 с внешним профилем 2.1; управляющего диска или контрольного диска 3 с аксиальным внутренним профилированием 3.1 и надрезами 3.2 по периметру; двух дисковых пружин 4 и двух фрикционных дисков 5.

Следующий блок II с функциями направляющей муфты (свободный ход), ручного возврата в исходное положение и передачи усилия состоит из следующих деталей: вала 6 с внешним конусом 6.1 и червяка 6.2; зажимной втулки 7 с внутренним конусом 7.1 и торцевым сферическим наклонным контуром 7.2; зубчатого колеса 8 с торцевым наклонным контуром 8.1; нескольких зажимных шариков 9; сепаратора 10 шарикоподшипника с фрикционной пружиной 11; зубчатой рейки 12; и червячного колеса 13 с внутренним профилированием.

Элементы: сферический наклонный контур 7.2, наклонный контур 8.1 и зажимные шарики 9 образуют сферическую наклонную муфту 7.2, 8.1, 9, а элементы: внешний конус 6.1 и внутренний конус 7.1 образуют коническую муфту 6.1, 7.1. Сферическая наклонная муфта 7.2, 8.1, 9 и коническая муфта 6.1, 7.1 согласованы друг с другом таким образом, что в направлении поворота вокруг продольной оси вала 6, то есть в направлении подачи R, задается самоторможение и, тем самым, блокирующее действие сферической наклонной муфты, а в направлении отпуска, то есть в противоположном направлению подачи R направлении вращения, задается действие свободного хода. Это означает для последнего случая, что первый крутящий момент Мшариков сферической наклонной муфты меньше, чем второй крутящий момент Мтрения конической муфты.

Регулятор 17 тягового механизма расположен в корпусе 14, причем ось 16 вала разжимного кулака колесного тормоза червячного колеса 13 перпендикулярна плоскости чертежа, а продольная ось вала 6 регулятора 17 тягового механизма проходит под прямым углом к оси 16 вала разжимного кулака колесного тормоза. В данном примере выше вала 6 на корпусе 14 расположен рычаг 15, который находится в рабочем соединении с не изображенным тормозным цилиндром.

Внутри червячного колеса 13 находится также не изображенный вал разжимного кулака колесного тормоза, который на своем не показанном здесь конце имеет конструкцию кулачка S-образного профиля, которая известным образом приводит в действие тормозные колодки барабанного тормоза. Вал разжимного кулака колесного тормоза пролегает в направлении оси 16 вала разжимного кулака колесного тормоза и соединен без возможности поворота с червячным колесом 13. Посредством приведения в действие рычага 16 в указанном стрелкой направлении Z производится разжим тормозных накладок, а в направлении L производится отпуск тормозных накладок известным способом. Направление Z обозначается как направление зажима, а направление L как направление отпуска.

Далее следует описание автоматической функции регулировки со ссылкой на фигуры 1-8.

Регулировка происходит в начале процесса торможения. Когда в соответствующий тормозной цилиндр подается давление, то поршневой шток тормозного цилиндра выдвигается и приводит в действие, через рычаг 15, корпус 14, причем колебательное движение вокруг оси 16 вала разжимного кулака колесного тормоза производится в направлении Z зажима на первый угол αLS (фиг.3). Необходимая для этого передача усилия происходит от рычага 15 через верхний участок корпуса 14, вал 6 и червяк 6.2 на червячное колесо 13, которое находится в зацеплении с валом разжимного кулака колесного тормоза без возможности поворота, как разъяснено выше и очевидно на основании фиг.1а.

Зубчатая рейка 12 через зубчатое колесо 8 находится в рабочем соединении с валом 6 регулятора 17 тягового механизма, причем зубчатая рейка 12 расположена с возможностью смещения. На своем нижнем конце она имеет первый кулачок 12.1 и второй кулачок 12.2, которые расположены на расстоянии друг от друга. Кулачки 12.1 и 12.2 находятся, соответственно, в зацеплении с надрезами, которые разделены посредством зуба 3.3 и расположены на участке периметра управляющего диска 3. В дальнейшем рассматривается лишь надрез 3.2. Управляющий диск 3 через стопорное кольцо 1 посредством фрикционного зацепления соединен со стопорной рукояткой 1.1 таким образом, что он остается неподвижным относительно колебательного движения корпуса 14. На фиг.1с представлено увеличенное изображение обозначенной на фиг.1а зоны. Управляющий диск 3 посредством фрикционного зацепления удерживается в данном примере между двумя фрикционными дисками 5, которые предварительно напряжены посредством дисковой пружины 4. За счет напряжения дисковой пружины 4 и фрикционных свойств фрикционной пары фрикционных дисков 5 и управляющего диска 3 можно заранее устанавливать величину фиксирующего момента.

В первой фазе процесса движения в целом проходится так называемый свободный путь между вторым кулачком 12.2 зубчатой рейки 12 и надрезом 3.2 в неподвижном управляющем диске 3. Посредством величины этого свободного пути определяется воздушным зазором LS / подъемом LS между тормозными колодками и тормозным барабаном (фиг.2).

В следующей фазе кулачки 12.1. 12.2 зубчатой рейки 12 входят в соприкосновение с заплечиком 3.4, 3.5 управляющего диска 3 (фиг.3). При этом имеются два возможных рабочих состояния.

Случай 1: Когда воздушный зазор LS или подъем LS корректны (фиг.2), одновременно с прилеганием кулачка 12.2 зубчатой рейки 12 тормозные колодки прилегают к внутренней стенке барабана. Регулировка, ввиду значительных усилий, далее не возможна, однако, вследствие эластичности конструктивных элементов барабанного тормоза производится дальнейший поворот на третий угол αss на регуляторе 17 тягового механизма вокруг оси 16 вала разжимного кулака колесного тормоза. Так как зубчатое колесо 8, в силу значительных усилий, более не может быть повернуто, не возможно более и движение зубчатой рейки 12. Так как, однако, зубчатая рейка 12 соединена с управляющим диском 3, а управляющий диск 3 стопорится на валу без возможности поворота, должна производиться функция предохранения от перегрузки блоком I. От определенного дисковыми пружинами 4 и фрикционными дисками 5 силового порога происходит относительное движение между управляющим диском 3 и фрикционными дисками 5. Движение регулятора 17 тягового механизма по пути S2S (фиг.5) возможно, таким образом, несмотря на блокированный механизм регулировки, без повреждения (фиг.4). Таким образом, второй угол αGS является общим углом поворота.

Случай 2: Когда воздушный зазор между тормозными колодками и тормозным барабаном слишком велик, посредством зубчатой рейки 12 на зубчатое колесо 8 подается вращательное движение. Через сферическую наклонную муфту 7.2, 8.1, 9 и коническую муфту 6.1, 7.1 движение передается на червяк 6.2, червячное колесо 13 и, в конце концов, на вал разжимного кулака колесного тормоза. Таким образом, зазор между тормозной колодкой и тормозным барабаном уменьшается (фиг.5). Когда, на следующем ходу тормозные колодки прилегают к тормозному барабану, течение процесса описывается так же, как и в случае 1.

При отпуске тормоза регулятор 17 тягового механизма посредством восстанавливающей силы снова возвращается в исходное положение. При этом сначала кулачки 12.1, 12.2 зубчатой рейки 12 перемещаются на другую сторону заплечика в надрезах в управляющем диске 3, затем зубчатая рейка 12 смещается в исходное положение, и, в конце концов, управляющий диск 3 снова приводится в первоначальную позицию (фиг. 6, 7, 8).

Ручной возврат в исходное положение регулятора 17 тягового механизма

При смене тормозных накладок необходимо вручную повернуть назад регулятор 17 тягового механизма в исходное положение. При этом червяк 6.2 должен быть повернут против блокирующего действия свободного хода, то есть против блокирующего действия сферической наклонной муфты 7.2, 8.1, 9. Чтобы осуществить это, зажимные шарики 9 направляются при помощи сепаратора 10 шарикоподшипника, как показано на фиг.1. Сепаратор 10 шарикоподшипника в данном примере осуществления изобретения, с помощью так называемой фрикционной пружины 11, соединен посредством фрикционного замыкания с валом 6, который используется в качестве оси обратного вращения. Так как при ручном вращении в обратную сторону введение усилия в блокировочное соединение производится с другой стороны, то есть от конической муфты 6.1, 7.1, то, за счет действия фрикционной пружины 11 и специального исполнения геометрии сферического наклона, возможно исключить блокирующее действие. Таким образом, регулятор 17 тягового механизма может быть повернут в обратном направлении с относительно незначительным усилием.

Для этого рассматриваются фиг.9 и фиг.10. Сферические наклоны 7.2, 8.1 имеют первый угол α1 подъема и второй угол α2 подъема. В данном примере первый угол α1 подъема выполнен меньше, чем второй угол α2 подъема, причем первый угол α1 подъема является углом подъема наклонного контура 8.1 зубчатого колеса 8, которое в процессе регулировки приводится в действие от зубчатой рейки 12. Второй угол α2 подъема является углом подъема сферического наклонного контура 7.2 конической муфты со стороны привода, а именно внутреннего конуса 7.1. На фиг.10 данное соотношение представлено схематично в увеличенном масштабе. Если, как в случае с ручным вращением в обратную сторону, сепаратор 10 шарикоподшипника с зажимными шариками 9 вращается в обратном направлении, увеличивается расстояние между сферическими поверхностями между обеими полумуфтами 7.2, 8.1, причем блокирующее действие отключается или не осуществляется. Шарики 9 попадают в расположенный с левой стороны желоб, который можно увидеть на фиг.10. При этом, благодаря увеличивающемуся расстоянию между сферическими наклонными контурами 7.2, 8.1 снижается усилие прижатия конической муфты 6.1, 7.1, которое при этом делает возможным поворот вала 6. Если введение усилия происходит, напротив, от полумуфты со стороны привода, здесь: наклонный контур 8.1 зубчатого колеса 8, то зажимные шарики 9, посредством сдерживаемого через фрикционную пружину 11 сепаратора 10 шарикоподшипника, прилегают к сферическим наклонам, что можно увидеть в зоне справа на фиг.10, и, таким образом, достигается блокирующее действие. При этом конические участки конической муфты 6.1, 7.1 прижимаются друг к другу, так что увеличивается их фрикционное замыкание.

Для условия зажима сферической наклонной муфты служит в соответствии с фиг.10 тот факт, что сила FR трения больше, чем тангенциальная сила FT, причем тангенциальная сила FT представляет собой первый крутящий момент Мшариков сферической наклонной муфты, а сила FR трения представляет собой второй крутящий момент Мтрения конической муфты. На основании этого можно выяснить условие для возможности вращения в обратную сторону из известных соотношений, которые не должны разъясняться более подробно, представленных на фиг.10 сил трения, а именно, что α1 должен быть меньше, чем α2.

Автоматическая регулировка при установке регулятора 17 тягового механизма

За счет соединения посредством фрикционного зацепления управляющего диска 3 и стопора 1 стопорная рукоятка 1.1 стопорного кольца 1 может фиксироваться в любой позиции. Соединенная с управляющим диском 3 зубчатая рейка 12 сдвигается при этом внутри заданного рабочего хода, как разъяснено выше. Если, к примеру, управляющий диск 3 при установке регулятора 17 тягового механизма сдвигается влево против часовой стрелки (фиг.11), так что зубчатая рейка 12 достигает нижнего упора, предусмотренное рабочее положение уже достигнуто, и нет необходимости в дальнейшей регулировке.

Если управляющий диск 3 поворачивается вправо по часовой стрелке, зубчатая рейка 12 в крайнем случае сдвигается к верхнему упору, как показывает фиг.12. Когда производится первое приведение в действие тормозной системы, управляющий диск 3 поворачивается влево, против силы трения фрикционных дисков 5. При отпуске тормоза управляющий диск 3 остается в ранее достигнутой позиции, так как зубчатая рейка 12, ввиду ее соединения с блоком I и связанной с этим функции свободного хода, не может оказывать противодействующего усилия. Таким образом, достигается предусмотренное рабочее положение, как очевидно из фиг. 12, 13, 14.

Таким образом, регулятор 17 тягового механизма создается со следующими предпочтительными признаками:

1) не требующее больших затрат изготовление большинства деталей, в основном, посредством формования без снятия стружки;

2) простая сборка и, таким образом, низкая подверженность отказам;

3) высокая надежность, ввиду отсутствия филигранных деталей;

4) избежание ошибок монтажа за счет саморегулирования;

5) постоянное функционирование во время всего срока службы в силу конструктивного исполнения с износостойкими функциональными узлами;

6) ручной возврат в исходное положение с незначительными силовыми затратами.

При этом зажимная втулка 7 также может закрепляться, или для зажима может помещаться штифт на зажимной втулке 7.

Описанные выше варианты осуществления являются лишь примерами и не ограничивают собой изобретение. Вариации и модификации для специалиста очевидны и возможны.

Так, к примеру, возможно, чтобы зубчатая рейка 12 могла иметь и второй кулачок, а управляющий диск второй надрез. Также возможны и другие кулачки и надрезы.

Возможно, чтобы наклонные контуры могли иметь более двух различных углов наклона. Само собой разумеется, что возможны также и имеющие форму кривой рабочие поверхности.

СПИСОК ОБОЗНАЧЕНИЙ

1. стопорное кольцо

1.1. стопорная рукоятка

2. втулка

2.1. внешний профиль

2.2. упорный шарикоподшипник

3. управляющий диск

3.1. внутреннее профилирование

3.2. надрез

3.3. зуб

3.4. первый заплечик

3.5. второй заплечик

4. дисковая пружина

5. фрикционный диск

6. вал

6.1. внешний конус

6.2. червяк

7. зажимная втулка

7.1. внутренний конус

7.2. сферический наклонный контур

8. зубчатое колесо

8.1. наклонный контур

9. зажимной шарик

10. сепаратор шарикоподшипника

11. фрикционная пружина

12. зубчатая рейка

12.1. первый кулачок

12.2. второй кулачок

13. червячное колесо

14. корпус

15. рычаг

16. ось вала разжимного кулака

17. регулятор тягового механизма

I первый блок

II второй блок

α1 первый угол наклона

α2 второй угол наклона

αLS первый угол

αGS второй угол

αSS третий угол

αTS четвертый угол

µK коэффициент трения

Fa аксиальная сила

FN нормальная сила

FR сила трения

FT тангенциальная сила

L направление отпуска

LS воздушный зазор

Мшариков первый крутящий момент

Мтрения второй крутящий момент

R направление подачи

S2S путь

Z направление зажима

Регулятор тягового механизма для барабанного тормоза и барабанный тормоз

Изобретение относится к регулятору тягового механизма для барабанного тормоза для регулировки вызванного торможением износа, в частности, на тормозных накладках, с предохранительной муфтой и с вращающейся муфтой свободного хода или направляющей муфтой.

В тяжелых грузовых автомобилях зачастую приводимые в действие пневматическим способом барабанные тормоза используются в качестве фрикционных тормозов. Предпочтительной конструктивной разновидностью является так называемый барабанный тормоз с S-образными кулачками.

Для создания силы торможения тормозные колодки, которые образуют или несут на себе тормозные накладки, должны быть в радиальном направлении извне прижаты к барабану барабанного тормоза. У барабанных тормозов с S-образными кулачками это происходит посредством поворота вала разжимного кулака колесного тормоза, который на одном конце имеет двойную эвольвенту S-формы. На этот кулачок своими концами опираются обе тормозные колодки, причем концы, противолежащие этим концам, соответственно, к примеру, закреплены на тормозном носителе с возможностью поворота вокруг оси. Для осуществления процесса торможения вал разжимного кулака колесного тормоза с S-образным кулачком должен поворачиваться до тех пор, пока тормозные колодки с желаемым усилием не войдут в соприкосновение с барабаном. Поворот вала разжимного кулака колесного тормоза происходит при помощи приводимого в действие посредством сжатого воздуха тормозного цилиндра, который через рычаг создает крутящий момент и передает его на вал разжимного кулака колесного тормоза.

Так как тормозные колодки и, соответственно, тормозные накладки при торможении изнашиваются, необходимо компенсировать этот износ тормозных накладок посредством устройства регулировки. Для этой цели вал разжимного кулака колесного тормоза с S-образным кулачком, в итоге, должен быть повернут в том направлении, в котором тормозные накладки перемещаются в направлении к барабану в процессе торможения, чтобы тормозные колодки сдвигались ближе к внутренней стороне барабана. Это направление обозначается как направление зажима. Тем не менее, в положении покоя должен оставаться небольшой зазор для обеспечения безупречного процесса отпуска. Эту дополнительную регулировку можно производить через равные промежутки времени также и вручную. Для этого на тормозном рычаге вала разжимного кулака колесного тормоза, на который воздействует тормозной цилиндр посредством своего поршневого штока, должно проводиться дополнительное регулирование. Так как ручная регулировка не работает ни в соответствии с потребностями, ни непрерывно, то так называемые автоматические регуляторы тягового механизма относятся к стандартному оборудованию транспортных средств, оснащенных барабанными тормозами с S-образными кулачками.

Имеются различные системы регуляторов тягового механизма. Базовая конструкция очень похожа и состоит, в основном, из червячного колеса, червяка, предохранительной муфты или муфты силового выключения, муфты свободного хода (в большинстве случаев по принципу пружины в виде петли), зубчатого колеса, зубчатой рейки и так называемого управляющего диска. Этот механизм находится в корпусе, который имеет рычаг, с которым шарнирно соединен тормозной цилиндр. Вал разжимного кулака колесного тормоза посредством клиновидного зубчатого зацепления соединен с червячным колесом.

У регуляторов тягового механизма имеют место два принципа действия: в соответствии с одним принципом действия происходит регулировка в начале процесса торможения, в соответствии с другим принципом регулировка осуществляется в конце, то есть в процессе отпуска.

В качестве примера для иллюстрации здесь мог бы быть назван документ ЕР 0614025 В1. В данном документе описано устройство регулировки для дискового тормоза, причем использование обоих вышеуказанных принципов действия происходит совместно, так как в начале процесса торможения производится регулировка и осуществляется зажим упругого элемента, который в процессе отпуска разгружается и способствует дальнейшей регулировке.

Находящиеся в настоящее время на рынке регуляторы тягового механизма в отношении сопротивления усталости и длительности функционирования не всегда соответствуют ожиданиям или требованиям. В качестве подверженной износу детали выявила себя муфта свободного хода в форме пружины в виде петли. Функционирование данного конструктивного элемента сильно зависит от соотношений сил трения, от фасонирования и стабильности формы сопряженных поверхностей. Если со временем возникает износ и/или изменение соотношений сил трения, то может произойти функциональный отказ конструктивного элемента и, тем самым, всего регулятора тягового механизма.

Задача изобретения состоит в том, чтобы создать регулятор тягового механизма вышеуказанного типа. Техническим результатом является обеспечение высокой надежности, и в отношении функционального поведения оказывается как можно меньше воздействия от колебаний коэффициента трения и допусков на изготовление, а также максимально экономичное изготовление.

Эта задача в соответствии с изобретением решается посредством регулятора тягового механизма с признаками пункта 1 формулы изобретения, а также посредством барабанного тормоза с признаками пункта 10 формулы изобретения.

Регулятор тягового механизма в соответствии с изобретением для барабанного тормоза для регулировки вызванного торможением износа, в частности, на тормозных накладках с предохранительной муфтой и с вращающейся муфтой свободного хода или направляющей муфтой отличается тем, что предохранительная муфта выполнена как сферическая наклонная муфта, которая через нажимную пружину предварительно напряжена.

В предпочтительном варианте осуществления изобретения направляющая муфта выполнена как роликовый механизм свободного хода. При этом выявляется точное функциональное поведение в силу использования прецизионных и независимых от трения деталей.

Следующий вариант осуществления изобретения предусматривает то, что сферическая наклонная муфта состоит из расположенных напротив друг друга торцевых поверхностей, которые выполнены, соответственно, с гнездами шариков для расположенных там шариков. При этом особенно предпочтительно, чтобы все подвижные конструктивные элементы механизма регулировки были выполнены на шариковых опорах, так как это способствует высокому КПД.

В другом варианте осуществления изобретения предусмотрено, что предохранительная муфта и направляющая муфта совместно образуют муфту шарикового фиксатора. При этом предпочтительно, чтобы муфта шарикового фиксатора состояла из двух расположенных напротив друг друга наклонных контуров с расположенными между ними шариками, причем в особо предпочтительном варианте осуществления наклонные контуры имеют, по меньшей мере, два различных наклона. Это предпочтительно, так как в таком случае имеет место точное функциональное поведение. Так как функция свободного хода и предохранительная функция определены лишь посредством фасонирования и силы предварительного напряжения, и таким образом, трение не оказывает влияния на функциональное поведение.

В альтернативном варианте осуществления изобретения наклонные контуры имеют исполнение в форме кривой.

Предпочтительно, чтобы муфта шарикового фиксатора имела коническую муфту, так как в этом предпочтительном варианте осуществления изобретения возможно благоприятное изготовление конструктивных элементов, так как важные конструктивные элементы механизма регулировки можно изготавливать посредством пластического формообразования без снятия стружки.

Далее предусмотрено, что наклонные контуры и расположенные между ними шарики удерживаются друг с другом посредством работающей на кручение пружины.

Барабанный тормоз в соответствии с изобретением имеет регулятор тягового механизма в соответствии с изобретением.

Другие преимущества, детали и признаки изобретения можно заимствовать из дальнейшего детального описания в сочетании с приложенными чертежами.

Изобретение разъясняется далее более подробно на основании примера осуществления изобретения, представленного на чертежах, на которых показано:

Фиг.1 — изображение в разрезе примерного первого варианта осуществления регулятора тягового механизма в соответствии с изобретением;

Фиг.2 — развернутое изображение в разрезе регулятора тягового механизма в соответствии с Фиг.1;

Фиг.3 — изображение в разрезе вдоль линии I-I регулятора тягового механизма в соответствии с Фиг.1;

Фиг.4 — схематичное изображение управляющего диска с зубчатой рейкой регулятора тягового механизма в соответствии с Фиг.1;

Фиг.5 — изображение в разрезе примерного второго варианта осуществления регулятора тягового механизма в соответствии с изобретением.

Одинаковые обозначения на отдельных чертежах представляют одинаковые или функционально соответствующие друг другу детали.

Фиг.1 демонстрирует изображение в разрезе примерного первого варианта осуществления регулятора 20 тягового механизма в соответствии с изобретением.

Механизм регулировки данного первого варианта осуществления изобретения состоит из следующих отдельных компонентов: вала 1, зажимной втулки 2 с расположенными на торце первыми гнездами 2.1 шариков на одной стороне и с осевым подшипником 2.2 на другой стороне, которая смежна первому концу вала 1; из роликового механизма 3 свободного хода с внешним зацеплением 3.1; червяка 4 с расположенными на торце вторыми гнездами 4.1 шариков, которые противолежат первым гнездами 2.1 шариков; из нескольких шариков 5 для так называемой сферической наклонной муфты 18; из нескольких шариков 6 фиксатора для передачи крутящего момента между валом 1 и червяком 4; из пружины 7 предварительного напряжения с опорными дисками 12, 13 и стопорным кольцом 14; из червячного колеса 8; червячной рейки 9; управляющего диска 10 и фиксирующего рычага 11.

Регулятор 20 тягового механизма расположен в корпусе 15, причем ось 17 червячного колеса перпендикулярна плоскости чертежа, а продольная ось вала 1 регулятора тягового механизма проходит под прямым углом к оси 17. В данном примере выше вала 1 на корпусе 15 расположен рычаг 16, который находится в рабочем соединении с неизображенным тормозным цилиндром.

Внутри червячного колеса 8 находится также неизображенный вал разжимного кулака колесного тормоза, который на своем не показанном здесь конце имеет конструкцию кулачка S-образного профиля, которая известным образом приводит в действие тормозные колодки барабанного тормоза. Вал разжимного кулака колесного тормоза пролегает в направлении оси 17 и соединен с червячным колесом 8 без возможности поворота. Посредством приведения в действие рычага 16 в обозначенном стрелкой направлении Z производится разжим тормозных накладок, а в направлении L производится отпуск тормозных накладок известным способом. Направление Z обозначается как направление зажима, а направление L как направление отпуска.

Роликовый механизм 3 свободного хода осуществляет функцию направляющей муфты и является промышленно изготовленным прецизионным конструктивным элементом, который особенно рассчитан на долговечность и эксплуатационную надежность.

Сферическая наклонная муфта 18 образуется из первых гнезд 2.1 шариков зажимной втулки 2 и из вторых гнезд 4.1. шариков червяка 4, между которыми в соответствующем количестве расположены шарики 5. Сферическая наклонная муфта 18 служит в качестве предохранительной муфты или муфты силового отключения и предварительно напряжена посредством пружины 7 предварительного напряжения. Пружина 7 предварительного напряжения предусмотрена между лежащим на червяке 4 первым опорным диском 12 и расположенным на втором конце вала 1 вторым опорным диском 13. Аксиальное закрепление пружины 7 предварительного напряжения на валу 1 происходит посредством стопорного кольца 14 на данном втором конце вала, который противолежит первому концу вала с зажимной втулкой 2. Пружина 7 предварительного напряжения через первый опорный диск 12 и червяк 4 оказывает, таким образом, аксиальное сжимающее усилие, которое через вторые гнезда 4.1. шариков и шарики 5 передается на зажимную втулку 2.

Таким образом, момент срабатывания данной конструкции сферической наклонной муфты, в противоположность фрикционным муфтам, определяется только силой предварительного напряжения пружины и фасонированием гнезд 2.1 и 4.1 шариков.

Гнезда 2.1 и 4.1 шариков выполнены, к примеру, наклонной формы. Так как в данном варианте осуществления изобретения речь идет чисто о движении катания с так называемым точечным контактом, то обеспечивается эксплуатация почти без износа и при этом долгосрочная по времени, так как оба функциональных элемента уже в течение времени миллион раз и замечательным образом доказали себя на деле в приводимых в действие пневматическим способом дисковых тормозах серий SB и SN заявителя.

Далее следует функциональное описание данного первого варианта осуществления изобретения со ссылкой на чертежи.

Регулировка происходит в начале процесса торможения. Когда в соответствующий тормозной цилиндр через среду, здесь это воздух, подается давление, то поршневой шток тормозного цилиндра выдвигается и приводит в действие через рычаг 16 корпус 15, причем колебательное движение вокруг оси 17 производится в направлении Z зажима. Необходимая для этого передача усилия происходит от рычага 16 через верхний участок корпуса 15, вал 1 и червяк 4 на червячное колесо 8, которое соединено с валом разжимного кулака колесного тормоза без возможности поворота, как разъяснено выше и очевидно на основании Фиг.2 и изображения в разрезе на Фиг.3 вдоль линии I-I с Фиг.2.

Теперь ссылаемся на Фиг.4., которая представляет схематичное изображение управляющего диска 10 с зубчатой рейкой 9 регулятора 20 тягового механизма.

Зубчатая рейка 9 через внешнее зацепление 3.1 роликового механизма 3 свободного хода находится в рабочем соединении с валом 1 регулятора 20 тягового механизма, причем зубчатая рейка 9 расположена с возможностью смещения в направлении стрелки. На своем нижнем конце она имеет первый кулачок 9.1 и второй кулачок 9.2, которые расположены на расстоянии друг от друга. Кулачки 9.1 и 9.2 находятся, соответственно, в зацеплении с первым надрезом 10.1 и со вторым надрезом 10.2, которые разделены посредством зуба 10.3 и расположены на участке периметра управляющего диска 10. Управляющий диск 10 через фиксирующий рычаг 11 закреплен таким образом, что он неподвижен относительно колебательного движения корпуса 15.

В первой фазе процесса движения в целом проходит так называемый свободный путь между первым кулачком 9.1 зубчатой рейки 9 и первым надрезом 10.1 в неподвижном управляющем диске 10. Посредством величины этого свободного пути, то есть посредством выбора размеров кулачка 9.1 и надреза 10.1, определяется воздушный зазор между тормозными колодками и тормозным барабаном.

В следующей фазе первый кулачок 9.1. зубчатой рейки 9 входит в соприкосновение с заплечиком первого надреза 10.1 управляющего диска 10. При этом имеется лишь два возможных рабочих состояния.

Случай 1: Когда воздушный зазор корректен, одновременно с прилеганием кулачка 9.1 зубчатой рейки 9 тормозные колодки прилегают к внутренней стенке барабана. Регулировка, ввиду значительных усилий, далее не возможна, однако, вследствие эластичности конструктивных элементов барабанного тормоза производится дальнейший поворот на регуляторе 20 тягового механизма. Чтобы это было возможно без повреждения механизма регулировки в регуляторе 20 тягового механизма, в силу вступает функция предохранительной муфты в форме сферической наклонной муфты 18. При этом шарики 5 катятся по сферическим наклонам гнезд 2.1, 4.1 шариков вверх и разжимают при этом полумуфты, а именно противолежащие торцевые поверхности зажимной втулки 2 и червяка 4, против силы предварительного напряжения пружины 7 предварительного напряжения. Таким образом, дальнейший поворот через внешнее зацепление 3.1. роликового механизма 3 свободного хода не может вызывать поворота червяка 4 и червячного колеса 8.

Случай 2: Когда воздушный зазор между тормозными колодками и тормозным барабаном слишком велик, посредством зубчатой рейки 9 и соединенного с роликовым механизмом 3 свободного хода внешним зацеплением 3.1. на основании стопорного действия роликового механизма 3 свободного хода в сферическую наклонную муфту 18 подается вращательное движение. Так как момент срабатывания сферической наклонной муфты 18 больше, чем крутящий момент приводимого в движение червяка 4, то он вращается совместно с червячным колесом 8. Таким образом, зазор между тормозной колодкой и тормозным барабаном уменьшается. Когда на следующем ходу тормозные колодки входят в соприкосновение с тормозным барабаном, течение процесса описывается так же, как и в случае 1.

При отпуске тормоза сферическая наклонная муфта 18 (предохранительная муфта) сначала возвращается в положение покоя. Регулятор 20 тягового механизма посредством пружины обратного хода в ненагруженном состоянии поворачивается обратно в положение покоя. При этом кулачок 9.1 зубчатой рейки 9 перемещается на другую сторону заплечика надреза 10.1 в неподвижном управляющем диске 10. В случае, если при приведении в действие тормоза производилась регулировка в соответствии со случаем 2, роликовый механизм 3 свободного хода поворачивается в обратном направлении на дополнительно выполненный для регулировки угол поворота червяка 4 в направлении L отпуска.

Возврат регулятора 20 тягового механизма вручную происходит как обычно, посредством вращения в обратную сторону вала 1 регулятора с помощью соответствующего инструмента, к примеру гаечного ключа, который насаживается на соответствующий буртик 19 на первом конце вала 1. При этом обе полумуфты сферической наклонной муфты 18, а именно зажимная втулка 2 и червяк 4, отжимаются друг от друга и поворачиваются до тех пор, пока шарики 5 не войдут в следующие зажимные гнезда или гнезда 2.1, 4.1 шариков. Таким образом, червяк 4 может быть повернут против стопорного действия роликового механизма 3 свободного хода.

Таким образом, регулятор 20 тягового механизма создается со следующими предпочтительными признаками:

— точное функциональное поведение в силу использования прецизионных и не зависимых от трения конструктивных элементов, таких как роликовый механизм 3 свободного хода и сферическая наклонная муфта 18;

— незначительный функциональный гистерезис и высокий КПД, так как все подвижные конструктивные элементы механизма регулировки выполнены на шариковых опорах;

— продолжительный срок службы и высокая длительная эксплуатационная надежность, так как все подвижные конструктивные элементы выполнены на шариковых опорах и, таким образом, не может иметь место сколько-нибудь существенный износ.

Фиг.5 демонстрирует второй вариант осуществления регулятора 20 тягового механизма в соответствии с изобретением с усовершенствованной технологией регулировки. Особые преимущества состоят при этом в том, что имеет место дальнейшее улучшение функционального поведения, упрощенное изготовление и не допускающее различных трактовок конструктивное решение.

Особое преимущество у данного варианта осуществления выявляется вследствие того, что функция свободного хода и функция предохранительной муфты сосредоточены в одном единственном блоке, так называемой муфте 25 шарикового фиксатора.

Механизм регулировки состоит из следующих деталей: вала 1, имеющего внешнее зацепление приводного диска 21 с торцевым наклонным контуром 21.1 и упорным шарикоподшипником 2.2; из нескольких шариков 5; работающей на кручение пружины 22 для прилегания шариков 5 к наклонному контуру 21; конического диска 23 с торцевым наклонным контуром 23.1; червяка 4 с внешним конусом 24; нескольких шариков 6 фиксатора для передачи крутящего момента; и из пружины 7 предварительного напряжения с соответствующими опорными кольцами 12, 13 и стопорным кольцом 14.

Эти конструктивные элементы рассчитаны таким образом, что возможно изготовление без снятия стружки и, таким образом, не требующее больших затрат. Так как все конструктивные элементы, перемещающиеся под действием силы, установлены с возможностью качения, в частности, на шариках с точечным контактом, обеспечивается длительный срок службы и точное, стабильное функциональное поведение.

Описание процесса функционирования следует со ссылкой на Фиг.1-5. Функции зубчатой рейки 9 с кулачком 9.1 и управляющего диска 10 с надрезом 10.1 в данном случае далее не описываются, а дается ссылка на изложенное выше описание.

В случае 1 в данном втором примере осуществления изобретения повреждение механизма регулировки в регуляторе 20 тягового механизма предотвращается посредством того, что в действие вступает предохранительная функция муфты 25 шарикового фиксатора. От установленного пружиной 7 предварительного напряжения силового порога шарики 5 муфты 25 шарикового фиксатора перекатываются в гнездах шариков с наклонными контурами 21.2 и 23.1 вверх по наклонам. Угол наклона наклонных рабочих поверхностей вначале явно больше для того, чтобы достигался максимально больший силовой порог. После преодоления порога срабатывания для щажения приводных элементов предпочтителен более низкий момент соединения. Поэтому, далее по ходу процесса рабочая поверхность угла наклона наклонного контура в данном примере выполнена меньше, чем вначале.

Для случая 2 во втором примере осуществления изобретения: когда воздушный зазор между тормозными колодками и тормозным барабаном слишком велик, посредством зубчатой рейки 9 и муфты 25 шарикового фиксатора в коническую муфту, которая состоит из конического диска 23 и внешнего конуса 24 червяка 4, подается вращательное движение. Так как момент освобождения предварительно напряженной муфты 25 шарикового фиксатора больше, чем крутящий момент приводимого в движение червяка 4, она поворачивается совместно с червячным колесом 8. Таким образом, зазор между тормозными колодками и тормозным барабаном уменьшается. Когда на следующем ходу тормозные колодки входят в соприкосновение с тормозным барабаном, течение процесса поясняется так же, как и в случае 1.

При отпуске тормоза шарики 5 муфты 25 шарикового фиксатора сначала перекатываются обратно в свое положение покоя. Регулятор 20 тягового механизма посредством пружины обратного хода в свободном от нагрузки состоянии поворачивается обратно в положение покоя. При этом кулачок 9.1 зубчатой рейки 9 перемещается на другую сторону заплечика надреза 10.1 в неподвижном управляющем диске 10. В случае, если при приведении в действие тормоза производилась регулировка, в действие вступает функция свободного хода муфты 25 шарикового фиксатора. Так как шарики 5 в положении покоя не испытывают нагружающего воздействия от пружины 7 предварительного напряжения и только посредством работающей на кручение пружины 22 с небольшим усилием прилегают к сферическим рабочим поверхностям 21.1, 23.1, то она может быть повернута обратно на дополнительно выполненный для регулировки угол поворота на червяке 4 в направлении L отпуска.

Возврат регулятора 20 тягового механизма вручную происходит при этом как обычно посредством поворота в обратном направлении вала 1 регулятора с помощью гаечного ключа. При этом обе сферические полумуфты 21.1 и 23.1 муфты 25 шарнирного фиксатора, а именно приводной диск 21 и коническая муфта 23, 24 отжимаются друг от друга до тех пор, пока шарики 5 не достигнут конца сферических наклонных рабочих поверхностей. В результате изменения угла наклона сферических рабочих поверхностей, которое значительно, в данном случае не происходит самоторможения в муфте 25 шарикового фиксатора. Относительное движение происходит при этом внутри конической муфты 23, 24, червяк 4 может при этом поворачиваться против неподвижной муфты 25 шарикового фиксатора.

Второй вариант осуществления регулятора 20 тягового механизма имеет следующие предпочтительные признаки:

— точное функциональное поведение, так как функция свободного хода и предохранительная функция определены лишь фасонированием и силой предварительного напряжения, и таким образом, силы трения не оказывают влияния на функциональное поведение;

— незначительный функциональный гистерезис и высокий КПД, так как все подвижные конструктивные элементы механизма регулировки выполнены на шариковых опорах;

— продолжительный срок службы и высокая длительная эксплуатационная надежность, так как в силу исполнения конструктивных элементов на шариковых опорах не может иметь место сколько-нибудь существенный износ;

— удобное изготовление, так как важные конструктивные элементы механизма регулировки изготавливаются посредством пластического формообразования без снятия стружки.

Описанные выше варианты осуществления являются лишь примерами и не ограничивают собой изобретение. Вариации и модификации для специалиста очевидны и возможны.

Так, к примеру, возможно, чтобы зубчатая рейка 9 могла иметь и второй кулачок 9.2, а управляющий диск 10 второй надрез 10.2. Также возможны и другие кулачки и надрезы.

Возможно, чтобы наклонные контуры 21.1, 23.1 или гнезда 2.1, 4.1 шариков могли иметь более двух различных углов наклона. Само собой разумеется, что возможны также и имеющие форму кривой рабочие поверхности.

СПИСОК ОБОЗНАЧЕНИЙ

1 — вал

2 — зажимная втулка

2.1 — первое гнездо шарика

2.2 — упорный шарикоподшипник

3 — роликовый механизм свободного хода

3.1 — внешнее зацепление

4 — червяк

4.1 — второе гнездо шарика

5 — шарик

6 — шарик фиксатора

7 — пружина предварительного напряжения

8 — червячное колесо

9 — зубчатая рейка

9.1 — первый кулачок

9.2 — второй кулачок

10 — управляющий диск

10.1 — первый надрез

10.2 — второй надрез

10.3 — зуб

11 — фиксирующий рычаг

12 — первый опорный диск

13 — второй опорный диск

14 — стопорное кольцо

15 — корпус

16 — рычаг

17 — ось

18 — сферическая наклонная муфта

19 — буртик

20 — регулятор тягового механизма

21 — приводной диск

21.1 — первый наклонный контур

22 — пружина, работающая на кручение

23 — конический диск

23.1 — второй наклонный контур

24 — внешний конус

25 — муфта шарикового фиксатора

L — направление отпуска

Z — направление зажима.

РЕГУЛЯТОР ТЯГОВОГО МЕХАНИЗМА ДЛЯ БАРАБАННОГО ТОРМОЗА И БАРАБАННЫЙ ТОРМОЗ

Изобретение относится к регулятору тягового механизма для барабанного тормоза для регулировки вызванного торможением износа, в частности, на тормозных накладках, с предохранительной муфтой и с вращающейся муфтой свободного хода или направляющей муфтой, а также относится к барабанному тормозу.

В тяжелых грузовых автомобилях зачастую приводимые в действие пневматическим способом барабанные тормоза используются в качестве фрикционных тормозов. Предпочтительной конструктивной разновидностью является так называемый барабанный тормоз с S-образными кулачками.

Для создания силы торможения тормозные колодки барабанного тормоза, которые образуют или несут на себе тормозные накладки, должны быть в радиальном направлении извне прижаты к барабану барабанного тормоза. У барабанных тормозов с S-образными кулачками это происходит посредством поворота вала разжимного кулака колесного тормоза, который на одном конце имеет двойную эвольвенту S-формы. На этот кулачок своими концами опираются обе тормозные колодки, причем концы, противолежащие этим концам, соответственно, к примеру, закреплены на тормозном носителе с возможностью поворота вокруг оси. Для осуществления процесса торможения вала разжимного кулака колесного тормоза с S-образным кулачком должен поворачиваться до тех пор, пока тормозные колодки с желаемым усилием не войдут в соприкосновение с барабаном. Этот поворот вала разжимного кулака колесного тормоза происходит при помощи приводимого в движение посредством сжатого воздуха тормозного цилиндра, который посредством своего поршня, через рычаг создает крутящий момент и передает его на вал разжимного кулака колесного тормоза.

Так как тормозные колодки и, соответственно, тормозные накладки при торможении изнашиваются, необходимо компенсировать этот износ тормозных накладок посредством устройства регулировки. Для этой цели вал разжимного кулака колесного тормоза с S-образным кулачком, в итоге, должен быть повернут в том направлении, в котором тормозные накладки перемещаются в направлении к барабану в процессе торможения, чтобы тормозные колодки сдвигались ближе к внутренней стороне барабана. Это направление обозначается как направление зажима. Тем не менее, в положении покоя должен оставаться небольшой зазор для обеспечения безупречного процесса отпуска. Эту дополнительную регулировку можно производить через равные промежутки времени также и вручную. Для этого на тормозном рычаге вала разжимного кулака колесного тормоза, на который воздействует тормозной цилиндр посредством своего поршневого штока, должно проводиться дополнительное регулирование. Так как ручная регулировка не работает ни в соответствии с потребностями, ни непрерывно, то так называемые автоматические регуляторы тягового механизма относятся к стандартному оборудованию транспортных средств, оснащенных барабанными тормозами с S-образными кулачками.

Имеются различные системы регуляторов тягового механизма. Первая классификация может производиться по принципу регулировки. В соответствии с одним принципом регулировки регулировка происходит в начале процесса торможения, в соответствии с другим регулировка осуществляется в конце, то есть в процессе отпуска.

Дальнейшие различия состоят в типе регулировки так называемого контрольного или управляющего диска. Контрольный диск для осуществления функции регулировки должен быть соединен с деталью вала без возможности поворота, чтобы между контрольным диском и регулятором тягового механизма могло иметь место вращательное или колебательное движение. При этом следует принимать во внимание тот факт, что при установке регулятора тягового механизма этот контрольный диск регулируется внутри ранее установленной рабочей зоны.

Поэтому, во избежание ошибок, разработаны также регуляторы тягового механизма с так называемой саморегулировкой. При этом контрольный диск должен быть лишь, по-прежнему, соединен с валом, регулирование более не обязательно.

Базовая конструкция регулятора тягового механизма состоит, в основном, из червячного колеса, червяка, предохранительной муфты или муфты силового выключения, пружины предварительного напряжения, муфты свободного хода (в большинстве случаев по принципу пружины в виде петли), а при ручной регулировке из зубчатого колеса, зубчатой рейки и так называемого управляющего диска или контрольного диска с надрезом, и, соответственно, при автоматической регулировке из следующего червячного колеса, приводного червяка с зубчатым колесом и контрольного диска с внешним зацеплением.

Этот механизм находится в корпусе, который имеет рычаг, с которым шарнирно соединен тормозной цилиндр. Вал разжимного кулака колесного тормоза посредством клиновидного зубчатого зацепления соединен с червячным колесом. Выполненный с возможностью вращения относительно регулятора тягового механизма контрольный диск, как упомянуто выше, соединен с валом.

В качестве примера для иллюстрации здесь мог быть назван документ ЕР 0614025 В1. В данном документе описано устройство регулировки для дискового тормоза, причем использование обоих вышеуказанных принципов действия происходит совместно, так как в начале процесса торможения производится регулировка и осуществляется зажим упругого элемента, который в процессе отпуска разгружается и способствует дальнейшей регулировке.

Находящиеся в настоящее время на рынке регуляторы тягового механизма в отношении сопротивления усталости и длительности функционирования не всегда соответствуют ожиданиям или требованиям. В качестве подверженной износу детали выявила себя муфта свободного хода в форме пружины в виде петли. Функционирование данного конструктивного элемента сильно зависит от соотношений сил трения, от фасонирования и стабильности формы сопряженных поверхностей. Если со временем возникает износ и/или изменение соотношений сил трения, то может произойти функциональный отказ детали и, тем самым, всего регулятора тягового механизма.

Далее, механические затраты для регулятора тягового механизма (в частности, с саморегулировкой) относительно велики, так как для данной конструкции требуется большое количество деталей в прецизионном исполнении.

Задача изобретения состоит в том, чтобы создать регулятор тягового механизма. Техническим результатом является обеспечение высокой надежности, простоты конструкции, саморегулировки и максимально экономичного изготовления.

Эта задача в соответствии с изобретением решается посредством регулятора тягового механизма с признаками пункта 1 формулы изобретения, а также посредством барабанного тормоза с признаками пункта 12 формулы изобретения.

С помощью регулятора тягового механизма в соответствии с предложенным на рассмотрение изобретением можно избежать ранее описанных трудностей или недостатков, так как регулятор тягового механизма имеет небольшое количество деталей, конструкция состоит из легких в изготовлении деталей и детали обладают высокой износостойкостью.

Регулятор тягового механизма в соответствии с изобретением для барабанного тормоза для регулировки вызванного торможением износа, в частности, на тормозных накладках, с предохранительной муфтой и с вращающейся муфтой свободного хода или направляющей муфтой отличается сферической наклонной муфтой, которая через нажимную пружину предварительно напряжена, и конической муфтой.

В другом варианте осуществления регулятор тягового механизма имеет конструкцию с двумя блоками, причем один блок имеет сферическую наклонную муфту и коническую муфту, а другой блок предпочтительно осуществляет функцию направляющей муфты.

В другом предпочтительном варианте осуществления регулятор тягового механизма имеет два блока в следующей классификации, причем один блок имеет предохранительную муфту, а другой блок имеет сферическую наклонную муфту и коническую муфту с функциями направляющей муфты, ручного возврата в исходное положение и передачи усилия. Тем самым, возможно предпочтительное разделение функций, при котором два блока расположены в простой конструкции с незначительной подверженностью отказам.

При этом предпочтительно предусмотрено, что сферическая наклонная муфта состоит из расположенных напротив друг друга торцевых поверхностей, которые, соответственно, выполнены со сферическим наклонным контуром для расположенных между ними шариков. При этом особо предпочтительным является то, что эти детали выполнены на шариковых опорах, что делает возможным такой высокий КПД.

Предпочтительным является при этом то, что благодаря простому изготовлению сферические наклонные контуры торцевых поверхностей сферической наклонной муфты имеют различные углы наклона, что особо предпочтительно, когда первый угол наклона сферического наклонного контура, который при регулировке образует сторону привода, меньше, чем второй угол наклона сферического наклонного контура, который при регулировке образует сторону отбора мощности, так как, таким образом, создается возможность для направляющей муфты.

В альтернативном варианте осуществления изобретения предусмотрено, что наклонные контуры имеют исполнения в форме кривой с различными радиусами кривизны.

Предусмотренные между наклонными контурами шарики расположены в сепараторе подшипника, который от нажимной пружины предварительно напряжен таким образом, что шарики при регулировке прилегают к сферическим наклонам для передачи усилия. При этом предпочтительно, чтобы пружина или нажимная пружина была выполнена как фрикционная пружина. При этом выявляется точное функциональное поведение в силу использования прецизионных и независимых от трения деталей.

В предпочтительном варианте осуществления изобретения предохранительная муфта одного блока образована соединенным посредством фрикционного зацепления с неподвижным стопорным кольцом управляющим диском. При этом преимуществом является то, что управляющий диск расположен между двумя фрикционными дисками, которые предварительно напряжены от дисковой пружины. Напряжение дисковой пружины, ввиду ее конструкции, можно легко установить заранее. Далее, необходимые детали наличествуют в небольшом количестве и легки в изготовлении и сборке.

Барабанный тормоз в соответствии с изобретением имеет регулятор тягового механизма в соответствии с изобретением.

Другие преимущества, детали и признаки изобретения можно заимствовать из дальнейшего детального описания в сочетании с приложенными чертежами.

Изобретение разъясняется далее более подробно на основании примера осуществления изобретения, представленного на фигурах, на которых изображено:

фиг.1 — примерный вариант осуществления регулятора тягового механизма в соответствии с изобретением в различных разрезах, причем вал регулятора тягового механизма показан в продольном разрезе;

фиг.1а — поперечное сечение регулятора тягового механизма в соответствии с фиг.1;

фиг.1b — поперечное сечение регулятора тягового механизма в соответствии с фиг.1 вдоль линии E-F;

фиг.1с — увеличенное изображение отмеченной детали регулятора тягового механизма в соответствии с фиг.1а;

фиг.2 — регулятор тягового механизма в соответствии с фиг.1 в исходном положении;

фиг.3 — регулятор тягового механизма в соответствии с фиг.1 во втором положении зажима;

фиг.4 — регулятор тягового механизма в соответствии с фиг.1 в первом положении зажима;

фиг.5 — регулятор тягового механизма в соответствии с фиг.1 в третьем положении зажима;

фиг.6 — регулятор тягового механизма в соответствии с фиг.1 в первом положении отпуска;

фиг.7 — регулятор тягового механизма в соответствии с фиг.1 во втором положении отпуска;

фиг.8 — регулятор тягового механизма в соответствии с фиг.1 в положении покоя;

фиг.9 — регулятор тягового механизма в соответствии с фиг.1 в увеличенном частичном разрезе своего верхнего участка;

Фиг.10 — схематичное изображение сферической наклонной муфты;

Фиг.11 — регулятор тягового механизма в соответствии с Фиг.1 в рабочем положении;

фиг.12 — регулятор тягового механизма в соответствии с Фиг.1 в положении с повернутым управляющим диском;

фиг.13 — регулятор тягового механизма в соответствии с Фиг.1 в положении зажима с саморегулировкой управляющего диска;

фиг.14 — регулятор тягового механизма в соответствии с Фиг.1 в отрегулированным управляющим диском.

Одинаковые обозначения на отдельных чертежах представляют одинаковые или функционально соответствующие друг другу детали.

Фиг.1 демонстрирует примерный вариант осуществления регулятора 17 тягового механизма в соответствии с изобретением в различных разрезах, причем вал 6 регулятора 17 тягового механизма представлен в продольном разрезе.

Механизм регулировки данного варианта осуществления регулятора 17 тягового механизма состоит, в основном, из двух функциональных блоков. А именно, из блока I с функциями саморегулировки и предохранения от перегрузок, состоящего из следующих деталей: стопорного кольца 1 со сформированной стопорной рукояткой 1.1; втулки 2 с внешним профилем 2.1; управляющего диска или контрольного диска 3 с аксиальным внутренним профилированием 3.1 и надрезами 3.2 по периметру; двух дисковых пружин 4 и двух фрикционных дисков 5.

Следующий блок II с функциями направляющей муфты (свободный ход), ручного возврата в исходное положение и передачи усилия состоит из следующих деталей: вала 6 с внешним конусом 6.1 и червяка 6.2; зажимной втулки 7 с внутренним конусом 7.1 и торцевым сферическим наклонным контуром 7.2; зубчатого колеса 8 с торцевым наклонным контуром 8.1; нескольких зажимных шариков 9; сепаратора 10 шарикоподшипника с фрикционной пружиной 11; зубчатой рейки 12; и червячного колеса 13 с внутренним профилированием.

Элементы: сферический наклонный контур 7.2, наклонный контур 8.1 и зажимные шарики 9 образуют сферическую наклонную муфту 7.2, 8.1, 9, а элементы: внешний конус 6.1 и внутренний конус 7.1 образуют коническую муфту 6.1, 7.1. Сферическая наклонная муфта 7.2, 8.1, 9 и коническая муфта 6.1, 7.1 согласованы друг с другом таким образом, что в направлении поворота вокруг продольной оси вала 6, то есть в направлении подачи R, задается самоторможение и, тем самым, блокирующее действие сферической наклонной муфты, а в направлении отпуска, то есть в противоположном направлению подачи R направлении вращения, задается действие свободного хода. Это означает для последнего случая, что первый крутящий момент Мшариков сферической наклонной муфты меньше, чем второй крутящий момент Мтрения конической муфты.

Регулятор 17 тягового механизма расположен в корпусе 14, причем ось 16 вала разжимного кулака колесного тормоза червячного колеса 13 перпендикулярна плоскости чертежа, а продольная ось вала 6 регулятора 17 тягового механизма проходит под прямым углом к оси 16 вала разжимного кулака колесного тормоза. В данном примере выше вала 6 на корпусе 14 расположен рычаг 15, который находится в рабочем соединении с не изображенным тормозным цилиндром.

Внутри червячного колеса 13 находится также не изображенный вал разжимного кулака колесного тормоза, который на своем не показанном здесь конце имеет конструкцию кулачка S-образного профиля, которая известным образом приводит в действие тормозные колодки барабанного тормоза. Вал разжимного кулака колесного тормоза пролегает в направлении оси 16 вала разжимного кулака колесного тормоза и соединен без возможности поворота с червячным колесом 13. Посредством приведения в действие рычага 16 в указанном стрелкой направлении Z производится разжим тормозных накладок, а в направлении L производится отпуск тормозных накладок известным способом. Направление Z обозначается как направление зажима, а направление L как направление отпуска.

Далее следует описание автоматической функции регулировки со ссылкой на фигуры 1-8.

Регулировка происходит в начале процесса торможения. Когда в соответствующий тормозной цилиндр подается давление, то поршневой шток тормозного цилиндра выдвигается и приводит в действие, через рычаг 15, корпус 14, причем колебательное движение вокруг оси 16 вала разжимного кулака колесного тормоза производится в направлении Z зажима на первый угол αLS (фиг.3). Необходимая для этого передача усилия происходит от рычага 15 через верхний участок корпуса 14, вал 6 и червяк 6.2 на червячное колесо 13, которое находится в зацеплении с валом разжимного кулака колесного тормоза без возможности поворота, как разъяснено выше и очевидно на основании фиг.1а.

Зубчатая рейка 12 через зубчатое колесо 8 находится в рабочем соединении с валом 6 регулятора 17 тягового механизма, причем зубчатая рейка 12 расположена с возможностью смещения. На своем нижнем конце она имеет первый кулачок 12.1 и второй кулачок 12.2, которые расположены на расстоянии друг от друга. Кулачки 12.1 и 12.2 находятся, соответственно, в зацеплении с надрезами, которые разделены посредством зуба 3.3 и расположены на участке периметра управляющего диска 3. В дальнейшем рассматривается лишь надрез 3.2. Управляющий диск 3 через стопорное кольцо 1 посредством фрикционного зацепления соединен со стопорной рукояткой 1.1 таким образом, что он остается неподвижным относительно колебательного движения корпуса 14. На фиг.1с представлено увеличенное изображение обозначенной на фиг.1а зоны. Управляющий диск 3 посредством фрикционного зацепления удерживается в данном примере между двумя фрикционными дисками 5, которые предварительно напряжены посредством дисковой пружины 4. За счет напряжения дисковой пружины 4 и фрикционных свойств фрикционной пары фрикционных дисков 5 и управляющего диска 3 можно заранее устанавливать величину фиксирующего момента.

В первой фазе процесса движения в целом проходится так называемый свободный путь между вторым кулачком 12.2 зубчатой рейки 12 и надрезом 3.2 в неподвижном управляющем диске 3. Посредством величины этого свободного пути определяется воздушным зазором LS / подъемом LS между тормозными колодками и тормозным барабаном (фиг.2).

В следующей фазе кулачки 12.1. 12.2 зубчатой рейки 12 входят в соприкосновение с заплечиком 3.4, 3.5 управляющего диска 3 (фиг.3). При этом имеются два возможных рабочих состояния.

Случай 1: Когда воздушный зазор LS или подъем LS корректны (фиг.2), одновременно с прилеганием кулачка 12.2 зубчатой рейки 12 тормозные колодки прилегают к внутренней стенке барабана. Регулировка, ввиду значительных усилий, далее не возможна, однако, вследствие эластичности конструктивных элементов барабанного тормоза производится дальнейший поворот на третий угол αss на регуляторе 17 тягового механизма вокруг оси 16 вала разжимного кулака колесного тормоза. Так как зубчатое колесо 8, в силу значительных усилий, более не может быть повернуто, не возможно более и движение зубчатой рейки 12. Так как, однако, зубчатая рейка 12 соединена с управляющим диском 3, а управляющий диск 3 стопорится на валу без возможности поворота, должна производиться функция предохранения от перегрузки блоком I. От определенного дисковыми пружинами 4 и фрикционными дисками 5 силового порога происходит относительное движение между управляющим диском 3 и фрикционными дисками 5. Движение регулятора 17 тягового механизма по пути S2S (фиг.5) возможно, таким образом, несмотря на блокированный механизм регулировки, без повреждения (фиг.4). Таким образом, второй угол αGS является общим углом поворота.

Случай 2: Когда воздушный зазор между тормозными колодками и тормозным барабаном слишком велик, посредством зубчатой рейки 12 на зубчатое колесо 8 подается вращательное движение. Через сферическую наклонную муфту 7.2, 8.1, 9 и коническую муфту 6.1, 7.1 движение передается на червяк 6.2, червячное колесо 13 и, в конце концов, на вал разжимного кулака колесного тормоза. Таким образом, зазор между тормозной колодкой и тормозным барабаном уменьшается (фиг.5). Когда, на следующем ходу тормозные колодки прилегают к тормозному барабану, течение процесса описывается так же, как и в случае 1.

При отпуске тормоза регулятор 17 тягового механизма посредством восстанавливающей силы снова возвращается в исходное положение. При этом сначала кулачки 12.1, 12.2 зубчатой рейки 12 перемещаются на другую сторону заплечика в надрезах в управляющем диске 3, затем зубчатая рейка 12 смещается в исходное положение, и, в конце концов, управляющий диск 3 снова приводится в первоначальную позицию (фиг. 6, 7, 8).

Ручной возврат в исходное положение регулятора 17 тягового механизма

При смене тормозных накладок необходимо вручную повернуть назад регулятор 17 тягового механизма в исходное положение. При этом червяк 6.2 должен быть повернут против блокирующего действия свободного хода, то есть против блокирующего действия сферической наклонной муфты 7.2, 8.1, 9. Чтобы осуществить это, зажимные шарики 9 направляются при помощи сепаратора 10 шарикоподшипника, как показано на фиг.1. Сепаратор 10 шарикоподшипника в данном примере осуществления изобретения, с помощью так называемой фрикционной пружины 11, соединен посредством фрикционного замыкания с валом 6, который используется в качестве оси обратного вращения. Так как при ручном вращении в обратную сторону введение усилия в блокировочное соединение производится с другой стороны, то есть от конической муфты 6.1, 7.1, то, за счет действия фрикционной пружины 11 и специального исполнения геометрии сферического наклона, возможно исключить блокирующее действие. Таким образом, регулятор 17 тягового механизма может быть повернут в обратном направлении с относительно незначительным усилием.

Для этого рассматриваются фиг.9 и фиг.10. Сферические наклоны 7.2, 8.1 имеют первый угол α1 подъема и второй угол α2 подъема. В данном примере первый угол α1 подъема выполнен меньше, чем второй угол α2 подъема, причем первый угол α1 подъема является углом подъема наклонного контура 8.1 зубчатого колеса 8, которое в процессе регулировки приводится в действие от зубчатой рейки 12. Второй угол α2 подъема является углом подъема сферического наклонного контура 7.2 конической муфты со стороны привода, а именно внутреннего конуса 7.1. На фиг.10 данное соотношение представлено схематично в увеличенном масштабе. Если, как в случае с ручным вращением в обратную сторону, сепаратор 10 шарикоподшипника с зажимными шариками 9 вращается в обратном направлении, увеличивается расстояние между сферическими поверхностями между обеими полумуфтами 7.2, 8.1, причем блокирующее действие отключается или не осуществляется. Шарики 9 попадают в расположенный с левой стороны желоб, который можно увидеть на фиг.10. При этом, благодаря увеличивающемуся расстоянию между сферическими наклонными контурами 7.2, 8.1 снижается усилие прижатия конической муфты 6.1, 7.1, которое при этом делает возможным поворот вала 6. Если введение усилия происходит, напротив, от полумуфты со стороны привода, здесь: наклонный контур 8.1 зубчатого колеса 8, то зажимные шарики 9, посредством сдерживаемого через фрикционную пружину 11 сепаратора 10 шарикоподшипника, прилегают к сферическим наклонам, что можно увидеть в зоне справа на фиг.10, и, таким образом, достигается блокирующее действие. При этом конические участки конической муфты 6.1, 7.1 прижимаются друг к другу, так что увеличивается их фрикционное замыкание.

Для условия зажима сферической наклонной муфты служит в соответствии с фиг.10 тот факт, что сила FR трения больше, чем тангенциальная сила FT, причем тангенциальная сила FT представляет собой первый крутящий момент Мшариков сферической наклонной муфты, а сила FR трения представляет собой второй крутящий момент Мтрения конической муфты. На основании этого можно выяснить условие для возможности вращения в обратную сторону из известных соотношений, которые не должны разъясняться более подробно, представленных на фиг.10 сил трения, а именно, что α1 должен быть меньше, чем α2.

Автоматическая регулировка при установке регулятора 17 тягового механизма

За счет соединения посредством фрикционного зацепления управляющего диска 3 и стопора 1 стопорная рукоятка 1.1 стопорного кольца 1 может фиксироваться в любой позиции. Соединенная с управляющим диском 3 зубчатая рейка 12 сдвигается при этом внутри заданного рабочего хода, как разъяснено выше. Если, к примеру, управляющий диск 3 при установке регулятора 17 тягового механизма сдвигается влево против часовой стрелки (фиг.11), так что зубчатая рейка 12 достигает нижнего упора, предусмотренное рабочее положение уже достигнуто, и нет необходимости в дальнейшей регулировке.

Если управляющий диск 3 поворачивается вправо по часовой стрелке, зубчатая рейка 12 в крайнем случае сдвигается к верхнему упору, как показывает фиг.12. Когда производится первое приведение в действие тормозной системы, управляющий диск 3 поворачивается влево, против силы трения фрикционных дисков 5. При отпуске тормоза управляющий диск 3 остается в ранее достигнутой позиции, так как зубчатая рейка 12, ввиду ее соединения с блоком I и связанной с этим функции свободного хода, не может оказывать противодействующего усилия. Таким образом, достигается предусмотренное рабочее положение, как очевидно из фиг. 12, 13, 14.

Таким образом, регулятор 17 тягового механизма создается со следующими предпочтительными признаками:

1) не требующее больших затрат изготовление большинства деталей, в основном, посредством формования без снятия стружки;

2) простая сборка и, таким образом, низкая подверженность отказам;

3) высокая надежность, ввиду отсутствия филигранных деталей;

4) избежание ошибок монтажа за счет саморегулирования;

5) постоянное функционирование во время всего срока службы в силу конструктивного исполнения с износостойкими функциональными узлами;

6) ручной возврат в исходное положение с незначительными силовыми затратами.

При этом зажимная втулка 7 также может закрепляться, или для зажима может помещаться штифт на зажимной втулке 7.

Описанные выше варианты осуществления являются лишь примерами и не ограничивают собой изобретение. Вариации и модификации для специалиста очевидны и возможны.

Так, к примеру, возможно, чтобы зубчатая рейка 12 могла иметь и второй кулачок, а управляющий диск второй надрез. Также возможны и другие кулачки и надрезы.

Возможно, чтобы наклонные контуры могли иметь более двух различных углов наклона. Само собой разумеется, что возможны также и имеющие форму кривой рабочие поверхности.

СПИСОК ОБОЗНАЧЕНИЙ

1. стопорное кольцо

1.1. стопорная рукоятка

2. втулка

2.1. внешний профиль

2.2. упорный шарикоподшипник

3. управляющий диск

3.1. внутреннее профилирование

3.2. надрез

3.3. зуб

3.4. первый заплечик

3.5. второй заплечик

4. дисковая пружина

5. фрикционный диск

6. вал

6.1. внешний конус

6.2. червяк

7. зажимная втулка

7.1. внутренний конус

7.2. сферический наклонный контур

8. зубчатое колесо

8.1. наклонный контур

9. зажимной шарик

10. сепаратор шарикоподшипника

11. фрикционная пружина

12. зубчатая рейка

12.1. первый кулачок

12.2. второй кулачок

13. червячное колесо

14. корпус

15. рычаг

16. ось вала разжимного кулака

17. регулятор тягового механизма

I первый блок

II второй блок

α1 первый угол наклона

α2 второй угол наклона

αLS первый угол

αGS второй угол

αSS третий угол

αTS четвертый угол

µK коэффициент трения

Fa аксиальная сила

FN нормальная сила

FR сила трения

FT тангенциальная сила

L направление отпуска

LS воздушный зазор

Мшариков первый крутящий момент

Мтрения второй крутящий момент

R направление подачи

S2S путь

Z направление зажима

Регулятор тягового механизма для барабанного тормоза и барабанный тормоз

Изобретение относится к автомобилестроению, в частности к барабанным тормозам транспортных средств. Регулятор (20) тягового механизма для барабанного тормоза содержит предохранительную муфту, вращающуюся муфту свободного хода или направляющую муфту. Предохранительная муфта выполнена в виде сферической наклонной муфты (18), которая через нажимную пружину (7) предварительно напряжена. Барабанный тормоз содержит регулятор (20) тягового механизма. Достигается улучшение технических характеристик устройств и упрощение их конструкции. 2 н. и 8 з.п. ф-лы, 5 ил.

 

Изобретение относится к регулятору тягового механизма для барабанного тормоза для регулировки вызванного торможением износа, в частности, на тормозных накладках, с предохранительной муфтой и с вращающейся муфтой свободного хода или направляющей муфтой.

В тяжелых грузовых автомобилях зачастую приводимые в действие пневматическим способом барабанные тормоза используются в качестве фрикционных тормозов. Предпочтительной конструктивной разновидностью является так называемый барабанный тормоз с S-образными кулачками.

Для создания силы торможения тормозные колодки, которые образуют или несут на себе тормозные накладки, должны быть в радиальном направлении извне прижаты к барабану барабанного тормоза. У барабанных тормозов с S-образными кулачками это происходит посредством поворота вала разжимного кулака колесного тормоза, который на одном конце имеет двойную эвольвенту S-формы. На этот кулачок своими концами опираются обе тормозные колодки, причем концы, противолежащие этим концам, соответственно, к примеру, закреплены на тормозном носителе с возможностью поворота вокруг оси. Для осуществления процесса торможения вал разжимного кулака колесного тормоза с S-образным кулачком должен поворачиваться до тех пор, пока тормозные колодки с желаемым усилием не войдут в соприкосновение с барабаном. Поворот вала разжимного кулака колесного тормоза происходит при помощи приводимого в действие посредством сжатого воздуха тормозного цилиндра, который через рычаг создает крутящий момент и передает его на вал разжимного кулака колесного тормоза.

Так как тормозные колодки и, соответственно, тормозные накладки при торможении изнашиваются, необходимо компенсировать этот износ тормозных накладок посредством устройства регулировки. Для этой цели вал разжимного кулака колесного тормоза с S-образным кулачком, в итоге, должен быть повернут в том направлении, в котором тормозные накладки перемещаются в направлении к барабану в процессе торможения, чтобы тормозные колодки сдвигались ближе к внутренней стороне барабана. Это направление обозначается как направление зажима. Тем не менее, в положении покоя должен оставаться небольшой зазор для обеспечения безупречного процесса отпуска. Эту дополнительную регулировку можно производить через равные промежутки времени также и вручную. Для этого на тормозном рычаге вала разжимного кулака колесного тормоза, на который воздействует тормозной цилиндр посредством своего поршневого штока, должно проводиться дополнительное регулирование. Так как ручная регулировка не работает ни в соответствии с потребностями, ни непрерывно, то так называемые автоматические регуляторы тягового механизма относятся к стандартному оборудованию транспортных средств, оснащенных барабанными тормозами с S-образными кулачками.

Имеются различные системы регуляторов тягового механизма. Базовая конструкция очень похожа и состоит, в основном, из червячного колеса, червяка, предохранительной муфты или муфты силового выключения, муфты свободного хода (в большинстве случаев по принципу пружины в виде петли), зубчатого колеса, зубчатой рейки и так называемого управляющего диска. Этот механизм находится в корпусе, который имеет рычаг, с которым шарнирно соединен тормозной цилиндр. Вал разжимного кулака колесного тормоза посредством клиновидного зубчатого зацепления соединен с червячным колесом.

У регуляторов тягового механизма имеют место два принципа действия: в соответствии с одним принципом действия происходит регулировка в начале процесса торможения, в соответствии с другим принципом регулировка осуществляется в конце, то есть в процессе отпуска.

В качестве примера для иллюстрации здесь мог бы быть назван документ ЕР 0614025 В1. В данном документе описано устройство регулировки для дискового тормоза, причем использование обоих вышеуказанных принципов действия происходит совместно, так как в начале процесса торможения производится регулировка и осуществляется зажим упругого элемента, который в процессе отпуска разгружается и способствует дальнейшей регулировке.

Находящиеся в настоящее время на рынке регуляторы тягового механизма в отношении сопротивления усталости и длительности функционирования не всегда соответствуют ожиданиям или требованиям. В качестве подверженной износу детали выявила себя муфта свободного хода в форме пружины в виде петли. Функционирование данного конструктивного элемента сильно зависит от соотношений сил трения, от фасонирования и стабильности формы сопряженных поверхностей. Если со временем возникает износ и/или изменение соотношений сил трения, то может произойти функциональный отказ конструктивного элемента и, тем самым, всего регулятора тягового механизма.

Задача изобретения состоит в том, чтобы создать регулятор тягового механизма вышеуказанного типа. Техническим результатом является обеспечение высокой надежности, и в отношении функционального поведения оказывается как можно меньше воздействия от колебаний коэффициента трения и допусков на изготовление, а также максимально экономичное изготовление.

Эта задача в соответствии с изобретением решается посредством регулятора тягового механизма с признаками пункта 1 формулы изобретения, а также посредством барабанного тормоза с признаками пункта 10 формулы изобретения.

Регулятор тягового механизма в соответствии с изобретением для барабанного тормоза для регулировки вызванного торможением износа, в частности, на тормозных накладках с предохранительной муфтой и с вращающейся муфтой свободного хода или направляющей муфтой отличается тем, что предохранительная муфта выполнена как сферическая наклонная муфта, которая через нажимную пружину предварительно напряжена.

В предпочтительном варианте осуществления изобретения направляющая муфта выполнена как роликовый механизм свободного хода. При этом выявляется точное функциональное поведение в силу использования прецизионных и независимых от трения деталей.

Следующий вариант осуществления изобретения предусматривает то, что сферическая наклонная муфта состоит из расположенных напротив друг друга торцевых поверхностей, которые выполнены, соответственно, с гнездами шариков для расположенных там шариков. При этом особенно предпочтительно, чтобы все подвижные конструктивные элементы механизма регулировки были выполнены на шариковых опорах, так как это способствует высокому КПД.

В другом варианте осуществления изобретения предусмотрено, что предохранительная муфта и направляющая муфта совместно образуют муфту шарикового фиксатора. При этом предпочтительно, чтобы муфта шарикового фиксатора состояла из двух расположенных напротив друг друга наклонных контуров с расположенными между ними шариками, причем в особо предпочтительном варианте осуществления наклонные контуры имеют, по меньшей мере, два различных наклона. Это предпочтительно, так как в таком случае имеет место точное функциональное поведение. Так как функция свободного хода и предохранительная функция определены лишь посредством фасонирования и силы предварительного напряжения, и таким образом, трение не оказывает влияния на функциональное поведение.

В альтернативном варианте осуществления изобретения наклонные контуры имеют исполнение в форме кривой.

Предпочтительно, чтобы муфта шарикового фиксатора имела коническую муфту, так как в этом предпочтительном варианте осуществления изобретения возможно благоприятное изготовление конструктивных элементов, так как важные конструктивные элементы механизма регулировки можно изготавливать посредством пластического формообразования без снятия стружки.

Далее предусмотрено, что наклонные контуры и расположенные между ними шарики удерживаются друг с другом посредством работающей на кручение пружины.

Барабанный тормоз в соответствии с изобретением имеет регулятор тягового механизма в соответствии с изобретением.

Другие преимущества, детали и признаки изобретения можно заимствовать из дальнейшего детального описания в сочетании с приложенными чертежами.

Изобретение разъясняется далее более подробно на основании примера осуществления изобретения, представленного на чертежах, на которых показано:

Фиг.1 — изображение в разрезе примерного первого варианта осуществления регулятора тягового механизма в соответствии с изобретением;

Фиг.2 — развернутое изображение в разрезе регулятора тягового механизма в соответствии с Фиг.1;

Фиг.3 — изображение в разрезе вдоль линии I-I регулятора тягового механизма в соответствии с Фиг.1;

Фиг.4 — схематичное изображение управляющего диска с зубчатой рейкой регулятора тягового механизма в соответствии с Фиг.1;

Фиг.5 — изображение в разрезе примерного второго варианта осуществления регулятора тягового механизма в соответствии с изобретением.

Одинаковые обозначения на отдельных чертежах представляют одинаковые или функционально соответствующие друг другу детали.

Фиг.1 демонстрирует изображение в разрезе примерного первого варианта осуществления регулятора 20 тягового механизма в соответствии с изобретением.

Механизм регулировки данного первого варианта осуществления изобретения состоит из следующих отдельных компонентов: вала 1, зажимной втулки 2 с расположенными на торце первыми гнездами 2.1 шариков на одной стороне и с осевым подшипником 2.2 на другой стороне, которая смежна первому концу вала 1; из роликового механизма 3 свободного хода с внешним зацеплением 3.1; червяка 4 с расположенными на торце вторыми гнездами 4.1 шариков, которые противолежат первым гнездами 2.1 шариков; из нескольких шариков 5 для так называемой сферической наклонной муфты 18; из нескольких шариков 6 фиксатора для передачи крутящего момента между валом 1 и червяком 4; из пружины 7 предварительного напряжения с опорными дисками 12, 13 и стопорным кольцом 14; из червячного колеса 8; червячной рейки 9; управляющего диска 10 и фиксирующего рычага 11.

Регулятор 20 тягового механизма расположен в корпусе 15, причем ось 17 червячного колеса перпендикулярна плоскости чертежа, а продольная ось вала 1 регулятора тягового механизма проходит под прямым углом к оси 17. В данном примере выше вала 1 на корпусе 15 расположен рычаг 16, который находится в рабочем соединении с неизображенным тормозным цилиндром.

Внутри червячного колеса 8 находится также неизображенный вал разжимного кулака колесного тормоза, который на своем не показанном здесь конце имеет конструкцию кулачка S-образного профиля, которая известным образом приводит в действие тормозные колодки барабанного тормоза. Вал разжимного кулака колесного тормоза пролегает в направлении оси 17 и соединен с червячным колесом 8 без возможности поворота. Посредством приведения в действие рычага 16 в обозначенном стрелкой направлении Z производится разжим тормозных накладок, а в направлении L производится отпуск тормозных накладок известным способом. Направление Z обозначается как направление зажима, а направление L как направление отпуска.

Роликовый механизм 3 свободного хода осуществляет функцию направляющей муфты и является промышленно изготовленным прецизионным конструктивным элементом, который особенно рассчитан на долговечность и эксплуатационную надежность.

Сферическая наклонная муфта 18 образуется из первых гнезд 2.1 шариков зажимной втулки 2 и из вторых гнезд 4.1. шариков червяка 4, между которыми в соответствующем количестве расположены шарики 5. Сферическая наклонная муфта 18 служит в качестве предохранительной муфты или муфты силового отключения и предварительно напряжена посредством пружины 7 предварительного напряжения. Пружина 7 предварительного напряжения предусмотрена между лежащим на червяке 4 первым опорным диском 12 и расположенным на втором конце вала 1 вторым опорным диском 13. Аксиальное закрепление пружины 7 предварительного напряжения на валу 1 происходит посредством стопорного кольца 14 на данном втором конце вала, который противолежит первому концу вала с зажимной втулкой 2. Пружина 7 предварительного напряжения через первый опорный диск 12 и червяк 4 оказывает, таким образом, аксиальное сжимающее усилие, которое через вторые гнезда 4.1. шариков и шарики 5 передается на зажимную втулку 2.

Таким образом, момент срабатывания данной конструкции сферической наклонной муфты, в противоположность фрикционным муфтам, определяется только силой предварительного напряжения пружины и фасонированием гнезд 2.1 и 4.1 шариков.

Гнезда 2.1 и 4.1 шариков выполнены, к примеру, наклонной формы. Так как в данном варианте осуществления изобретения речь идет чисто о движении катания с так называемым точечным контактом, то обеспечивается эксплуатация почти без износа и при этом долгосрочная по времени, так как оба функциональных элемента уже в течение времени миллион раз и замечательным образом доказали себя на деле в приводимых в действие пневматическим способом дисковых тормозах серий SB и SN заявителя.

Далее следует функциональное описание данного первого варианта осуществления изобретения со ссылкой на чертежи.

Регулировка происходит в начале процесса торможения. Когда в соответствующий тормозной цилиндр через среду, здесь это воздух, подается давление, то поршневой шток тормозного цилиндра выдвигается и приводит в действие через рычаг 16 корпус 15, причем колебательное движение вокруг оси 17 производится в направлении Z зажима. Необходимая для этого передача усилия происходит от рычага 16 через верхний участок корпуса 15, вал 1 и червяк 4 на червячное колесо 8, которое соединено с валом разжимного кулака колесного тормоза без возможности поворота, как разъяснено выше и очевидно на основании Фиг.2 и изображения в разрезе на Фиг.3 вдоль линии I-I с Фиг.2.

Теперь ссылаемся на Фиг.4., которая представляет схематичное изображение управляющего диска 10 с зубчатой рейкой 9 регулятора 20 тягового механизма.

Зубчатая рейка 9 через внешнее зацепление 3.1 роликового механизма 3 свободного хода находится в рабочем соединении с валом 1 регулятора 20 тягового механизма, причем зубчатая рейка 9 расположена с возможностью смещения в направлении стрелки. На своем нижнем конце она имеет первый кулачок 9.1 и второй кулачок 9.2, которые расположены на расстоянии друг от друга. Кулачки 9.1 и 9.2 находятся, соответственно, в зацеплении с первым надрезом 10.1 и со вторым надрезом 10.2, которые разделены посредством зуба 10.3 и расположены на участке периметра управляющего диска 10. Управляющий диск 10 через фиксирующий рычаг 11 закреплен таким образом, что он неподвижен относительно колебательного движения корпуса 15.

В первой фазе процесса движения в целом проходит так называемый свободный путь между первым кулачком 9.1 зубчатой рейки 9 и первым надрезом 10.1 в неподвижном управляющем диске 10. Посредством величины этого свободного пути, то есть посредством выбора размеров кулачка 9.1 и надреза 10.1, определяется воздушный зазор между тормозными колодками и тормозным барабаном.

В следующей фазе первый кулачок 9.1. зубчатой рейки 9 входит в соприкосновение с заплечиком первого надреза 10.1 управляющего диска 10. При этом имеется лишь два возможных рабочих состояния.

Случай 1: Когда воздушный зазор корректен, одновременно с прилеганием кулачка 9.1 зубчатой рейки 9 тормозные колодки прилегают к внутренней стенке барабана. Регулировка, ввиду значительных усилий, далее не возможна, однако, вследствие эластичности конструктивных элементов барабанного тормоза производится дальнейший поворот на регуляторе 20 тягового механизма. Чтобы это было возможно без повреждения механизма регулировки в регуляторе 20 тягового механизма, в силу вступает функция предохранительной муфты в форме сферической наклонной муфты 18. При этом шарики 5 катятся по сферическим наклонам гнезд 2.1, 4.1 шариков вверх и разжимают при этом полумуфты, а именно противолежащие торцевые поверхности зажимной втулки 2 и червяка 4, против силы предварительного напряжения пружины 7 предварительного напряжения. Таким образом, дальнейший поворот через внешнее зацепление 3.1. роликового механизма 3 свободного хода не может вызывать поворота червяка 4 и червячного колеса 8.

Случай 2: Когда воздушный зазор между тормозными колодками и тормозным барабаном слишком велик, посредством зубчатой рейки 9 и соединенного с роликовым механизмом 3 свободного хода внешним зацеплением 3.1. на основании стопорного действия роликового механизма 3 свободного хода в сферическую наклонную муфту 18 подается вращательное движение. Так как момент срабатывания сферической наклонной муфты 18 больше, чем крутящий момент приводимого в движение червяка 4, то он вращается совместно с червячным колесом 8. Таким образом, зазор между тормозной колодкой и тормозным барабаном уменьшается. Когда на следующем ходу тормозные колодки входят в соприкосновение с тормозным барабаном, течение процесса описывается так же, как и в случае 1.

При отпуске тормоза сферическая наклонная муфта 18 (предохранительная муфта) сначала возвращается в положение покоя. Регулятор 20 тягового механизма посредством пружины обратного хода в ненагруженном состоянии поворачивается обратно в положение покоя. При этом кулачок 9.1 зубчатой рейки 9 перемещается на другую сторону заплечика надреза 10.1 в неподвижном управляющем диске 10. В случае, если при приведении в действие тормоза производилась регулировка в соответствии со случаем 2, роликовый механизм 3 свободного хода поворачивается в обратном направлении на дополнительно выполненный для регулировки угол поворота червяка 4 в направлении L отпуска.

Возврат регулятора 20 тягового механизма вручную происходит как обычно, посредством вращения в обратную сторону вала 1 регулятора с помощью соответствующего инструмента, к примеру гаечного ключа, который насаживается на соответствующий буртик 19 на первом конце вала 1. При этом обе полумуфты сферической наклонной муфты 18, а именно зажимная втулка 2 и червяк 4, отжимаются друг от друга и поворачиваются до тех пор, пока шарики 5 не войдут в следующие зажимные гнезда или гнезда 2.1, 4.1 шариков. Таким образом, червяк 4 может быть повернут против стопорного действия роликового механизма 3 свободного хода.

Таким образом, регулятор 20 тягового механизма создается со следующими предпочтительными признаками:

— точное функциональное поведение в силу использования прецизионных и не зависимых от трения конструктивных элементов, таких как роликовый механизм 3 свободного хода и сферическая наклонная муфта 18;

— незначительный функциональный гистерезис и высокий КПД, так как все подвижные конструктивные элементы механизма регулировки выполнены на шариковых опорах;

— продолжительный срок службы и высокая длительная эксплуатационная надежность, так как все подвижные конструктивные элементы выполнены на шариковых опорах и, таким образом, не может иметь место сколько-нибудь существенный износ.

Фиг.5 демонстрирует второй вариант осуществления регулятора 20 тягового механизма в соответствии с изобретением с усовершенствованной технологией регулировки. Особые преимущества состоят при этом в том, что имеет место дальнейшее улучшение функционального поведения, упрощенное изготовление и не допускающее различных трактовок конструктивное решение.

Особое преимущество у данного варианта осуществления выявляется вследствие того, что функция свободного хода и функция предохранительной муфты сосредоточены в одном единственном блоке, так называемой муфте 25 шарикового фиксатора.

Механизм регулировки состоит из следующих деталей: вала 1, имеющего внешнее зацепление приводного диска 21 с торцевым наклонным контуром 21.1 и упорным шарикоподшипником 2.2; из нескольких шариков 5; работающей на кручение пружины 22 для прилегания шариков 5 к наклонному контуру 21; конического диска 23 с торцевым наклонным контуром 23.1; червяка 4 с внешним конусом 24; нескольких шариков 6 фиксатора для передачи крутящего момента; и из пружины 7 предварительного напряжения с соответствующими опорными кольцами 12, 13 и стопорным кольцом 14.

Эти конструктивные элементы рассчитаны таким образом, что возможно изготовление без снятия стружки и, таким образом, не требующее больших затрат. Так как все конструктивные элементы, перемещающиеся под действием силы, установлены с возможностью качения, в частности, на шариках с точечным контактом, обеспечивается длительный срок службы и точное, стабильное функциональное поведение.

Описание процесса функционирования следует со ссылкой на Фиг.1-5. Функции зубчатой рейки 9 с кулачком 9.1 и управляющего диска 10 с надрезом 10.1 в данном случае далее не описываются, а дается ссылка на изложенное выше описание.

В случае 1 в данном втором примере осуществления изобретения повреждение механизма регулировки в регуляторе 20 тягового механизма предотвращается посредством того, что в действие вступает предохранительная функция муфты 25 шарикового фиксатора. От установленного пружиной 7 предварительного напряжения силового порога шарики 5 муфты 25 шарикового фиксатора перекатываются в гнездах шариков с наклонными контурами 21.2 и 23.1 вверх по наклонам. Угол наклона наклонных рабочих поверхностей вначале явно больше для того, чтобы достигался максимально больший силовой порог. После преодоления порога срабатывания для щажения приводных элементов предпочтителен более низкий момент соединения. Поэтому, далее по ходу процесса рабочая поверхность угла наклона наклонного контура в данном примере выполнена меньше, чем вначале.

Для случая 2 во втором примере осуществления изобретения: когда воздушный зазор между тормозными колодками и тормозным барабаном слишком велик, посредством зубчатой рейки 9 и муфты 25 шарикового фиксатора в коническую муфту, которая состоит из конического диска 23 и внешнего конуса 24 червяка 4, подается вращательное движение. Так как момент освобождения предварительно напряженной муфты 25 шарикового фиксатора больше, чем крутящий момент приводимого в движение червяка 4, она поворачивается совместно с червячным колесом 8. Таким образом, зазор между тормозными колодками и тормозным барабаном уменьшается. Когда на следующем ходу тормозные колодки входят в соприкосновение с тормозным барабаном, течение процесса поясняется так же, как и в случае 1.

При отпуске тормоза шарики 5 муфты 25 шарикового фиксатора сначала перекатываются обратно в свое положение покоя. Регулятор 20 тягового механизма посредством пружины обратного хода в свободном от нагрузки состоянии поворачивается обратно в положение покоя. При этом кулачок 9.1 зубчатой рейки 9 перемещается на другую сторону заплечика надреза 10.1 в неподвижном управляющем диске 10. В случае, если при приведении в действие тормоза производилась регулировка, в действие вступает функция свободного хода муфты 25 шарикового фиксатора. Так как шарики 5 в положении покоя не испытывают нагружающего воздействия от пружины 7 предварительного напряжения и только посредством работающей на кручение пружины 22 с небольшим усилием прилегают к сферическим рабочим поверхностям 21.1, 23.1, то она может быть повернута обратно на дополнительно выполненный для регулировки угол поворота на червяке 4 в направлении L отпуска.

Возврат регулятора 20 тягового механизма вручную происходит при этом как обычно посредством поворота в обратном направлении вала 1 регулятора с помощью гаечного ключа. При этом обе сферические полумуфты 21.1 и 23.1 муфты 25 шарнирного фиксатора, а именно приводной диск 21 и коническая муфта 23, 24 отжимаются друг от друга до тех пор, пока шарики 5 не достигнут конца сферических наклонных рабочих поверхностей. В результате изменения угла наклона сферических рабочих поверхностей, которое значительно, в данном случае не происходит самоторможения в муфте 25 шарикового фиксатора. Относительное движение происходит при этом внутри конической муфты 23, 24, червяк 4 может при этом поворачиваться против неподвижной муфты 25 шарикового фиксатора.

Второй вариант осуществления регулятора 20 тягового механизма имеет следующие предпочтительные признаки:

— точное функциональное поведение, так как функция свободного хода и предохранительная функция определены лишь фасонированием и силой предварительного напряжения, и таким образом, силы трения не оказывают влияния на функциональное поведение;

— незначительный функциональный гистерезис и высокий КПД, так как все подвижные конструктивные элементы механизма регулировки выполнены на шариковых опорах;

— продолжительный срок службы и высокая длительная эксплуатационная надежность, так как в силу исполнения конструктивных элементов на шариковых опорах не может иметь место сколько-нибудь существенный износ;

— удобное изготовление, так как важные конструктивные элементы механизма регулировки изготавливаются посредством пластического формообразования без снятия стружки.

Описанные выше варианты осуществления являются лишь примерами и не ограничивают собой изобретение. Вариации и модификации для специалиста очевидны и возможны.

Так, к примеру, возможно, чтобы зубчатая рейка 9 могла иметь и второй кулачок 9.2, а управляющий диск 10 второй надрез 10.2. Также возможны и другие кулачки и надрезы.

Возможно, чтобы наклонные контуры 21.1, 23.1 или гнезда 2.1, 4.1 шариков могли иметь более двух различных углов наклона. Само собой разумеется, что возможны также и имеющие форму кривой рабочие поверхности.

СПИСОК ОБОЗНАЧЕНИЙ

1 — вал

2 — зажимная втулка

2.1 — первое гнездо шарика

2.2 — упорный шарикоподшипник

3 — роликовый механизм свободного хода

3.1 — внешнее зацепление

4 — червяк

4.1 — второе гнездо шарика

5 — шарик

6 — шарик фиксатора

7 — пружина предварительного напряжения

8 — червячное колесо

9 — зубчатая рейка

9.1 — первый кулачок

9.2 — второй кулачок

10 — управляющий диск

10.1 — первый надрез

10.2 — второй надрез

10.3 — зуб

11 — фиксирующий рычаг

12 — первый опорный диск

13 — второй опорный диск

14 — стопорное кольцо

15 — корпус

16 — рычаг

17 — ось

18 — сферическая наклонная муфта

19 — буртик

20 — регулятор тягового механизма

21 — приводной диск

21.1 — первый наклонный контур

22 — пружина, работающая на кручение

23 — конический диск

23.1 — второй наклонный контур

24 — внешний конус

25 — муфта шарикового фиксатора

L — направление отпуска

Z — направление зажима.

1. Регулятор (20) тягового механизма для барабанного тормоза для регулировки вызванного торможением износа, в частности, на тормозных накладках, с предохранительной муфтой и с вращающейся муфтой свободного хода или направляющей муфтой, отличающийся тем, что предохранительная муфта выполнена в виде сферической наклонной муфты (18), которая через нажимную пружину (7) предварительно напряжена.

2. Регулятор (20) по п.1, отличающийся тем, что направляющая муфта выполнена в виде роликового механизма (3) свободного хода.

3. Регулятор (20) по п.1 или 2, отличающийся тем, что сферическая наклонная муфта (18) состоит из расположенных напротив друг друга торцевых поверхностей, которые выполнены, соответственно, с гнездами (2.1, 4.1) шариков для расположенных там шариков (5).

4. Регулятор (20) по одному из пп.1 и 2, отличающийся тем, что предохранительная муфта и направляющая муфта совместно образуют муфту (25) шарикового фиксатора.

5. Регулятор (20) по п.4, отличающийся тем, что муфта (25) шарикового фиксатора состоит из двух расположенных напротив друг друга наклонных контуров (21.1. 24.1) с расположенными между ними шариками (5).

6. Регулятор (20) по п.5, отличающийся тем, что наклонные контуры (21.1, 24.1) имеют, по меньшей мере, два различных наклона.

7. Регулятор (20) по п.5, отличающийся тем, что наклонные контуры (21.1, 24.1) имеют исполнение в форме кривой.

8. Регулятор (20) по одному из пп.5-7, отличающийся тем, что муфта (25) шарикового фиксатора имеет коническую муфту (23, 24).

9. Регулятор (20) по одному из пп.5-7, отличающийся тем, что наклонные контуры (21.1. 24.1) и расположенные между ними шарики (5) удерживаются друг с другом посредством работающей на кручение пружины (22).

10. Барабанный тормоз с регулятором (20) тягового механизма по одному из пп.1-9.

Отправить ответ

avatar
  Подписаться  
Уведомление о