Тормозной рычаг для крепления к шлицевому валу с s-образным разжимным кулачком автомобильного барабанного тормоза

 

Использование: в автомобилестроении для обеспечения оптимальных зазоров между фрикционными накладками и барабаном тормоза. Тормозной рычаг для тормозной системы с S-образным разжимным кулачком содержит червячное колесо 3 и червячный винт 4. На червячном винте 4 установлено колесо сцепления 6, образующее с винтом сцепление 8. Регулирующее воздействие передается от внешней эталонной точки через зубчатое колесо 16, колесо держателя 17 и регулирующий винт 20. Общая ось трех этих элементов перпендикулярна червячному винту. Колесо держателя может поворачиваться посредством пружины 18 относительно зубчатого колеса на угловое расстояние, соответствующее люфту. Под воздействием пружины кручения 17 осуществляется включение односторонней муфты сцепления 19 между колесом 17 и регулирующим винтом 20. Пружина кручения 18 установлена с предварительным сжатием. 1 з.п. ф-лы, 5 ил.

Изобретение относится к тормозному рычагу, крепящемуся к шлицевому валу с S-образным разжимным кулачком автомобильного барабанного тормоза и соединяемому с толкателем тормозного цилиндра.

Известен тормозной рычаг, содержащий червячное колесо, которое установлено с возможностью вращения в корпусе тормозного рычага и снабжено шлицами для взаимодействия со шлицевым валом с установленным на нем S-образным разжимным кулачком, червячный винт установлен с возможностью вращения в корпусе перпендикулярно червячному колесу и входит в рабочее зацепление с последним, и блок регулирования для передачи какого-то регулирующего движения от какой-то эталонной точки на колесо сцепления, которое может вращаться на червячном винте в зависимости от углового движения тормозного рычага и которое образует сцепление с червячным колесом, которое удерживается в рабочем зацеплении с помощью мощной работающей на сжатие пружины.

Упомянутый блок регулирования включает регулирующий диск, который может коаксиально вращаться вместе с червячным колесом и который соединен с регулирующим кольцом, снабженным регулирующим рычагом для образования эталонной точки в результате присоединения к неподвижной части шасси автомобиля, зубчатое колесо, входящее в рабочее зацепление со снабженной зубьями периферийной частью регулирующего диска, колесо держателя и регулирующий винт, при этом две последние детали будут коаксиальными по отношению к зубчатому колесу, а последняя деталь к тому же будет находиться в зубчатом зацеплении с колесом сцепления, причем ось червячного винта будет перпендикулярна оси зубчатого колеса, колеса держателя и регулирующего винта.

Довольно часто так называемые барабанные тормоза с S-образным разжимным кулачком особенно эффективно используются на автомобилях большой грузоподъемности, например, на грузовых автомобилях и автобусах. Снабженные фрикционными тормозными накладками тормозные колодки могут прижиматься к тормозному барабану с помощью S-образного разжимного кулачка, который может вращаться вместе с валом, выходящим за пределы тормозного барабана. Прикрепленный к валу с S-образным разжимным кулачком тормозной рычаг соединен с поршневым штоком предпочтительно пневматического тормозного цикла в пределах подмоторной рамы. Таким образом, после подачи воздуха под давлением в тормозной цилиндр сила торможения будет передаваться от поршневого штока через тормозной рычаг непосредственно на вал с S-образным разжимным кулачком и на сам S-образный разжимной кулачок, который в свою очередь будет прижиматься к тормозным колодкам и тем самым инициирует срабатывание тормозов.

В случае износа фрикционных тормозных накладок для эффективного обрабатывания тормозов будет необходима несколько большая длина хода поршневого штока тормозного цилиндра. Уже стало обычной практикой снабжать тормозной рычаг внутренними средствами для введения червячного винта в рабочее зацепление с червячным колесом, которое крепится к валу с S-образным разжимным кулачком, а следовательно, и для регулирования угловой позиции тормозного рычага в зависимости от степени износа тормозной накладки, именно оборудованный таким образом рычаг называют автоматическим тормозным рычагом.

Подавляющая часть конструкций для таких автоматических тормозных рычагов основывается на так называемом принципе "длина хода поршня", т.е. регулировка в данном случае целиком и полностью зависит от длины хода поршневого штока или другими словами от углового движения тормозного рычага на какое-то конкретное значение, соответствующее нормальному клиренсу или люфту между тормозными накладками и тормозным барабаном при его нахождении в позиции покоя.

Однако совсем недавно было установлено, что по самым различным причинам более эффективным является другой принцип, а именно, так называемый принцип считывания и фиксирования люфта. В данном случае регулирующий механизм будет в состоянии провести четкое различие между длиной хода поршневого штока в зависимости от степени износа тормозных накладок и длиной хода поршневого штока в зависимости от степени эластичности в различных частях между тормозным цилиндром и тормозным барабаном. Это значит, что автоматическое регулирование будет уменьшать люфт до нормального и желаемого значения, если, конечно, последний из-за износа тормозных накладок стал чрезмерно большим, однако все известные механизмы игнорируют факт влияния эластичности.

При конструировании и создании тормозного рычага необходимо учитывать различные требования и факторы.

Наиболее жесткими требованиями являются высокая надежность тормозного рычага и максимально возможные периоды между обычными профилактическими.

Проблема с обычным тормозным рычагом типа, по которому необходимую эталонную точку для выполнения функции регулирования люфта рычагом находят в какой-то фиксированной точке в пределах шасси автомобиля, заключается в том, что первоначальная установка и крепление рычага должны выполняться с определенной степенью точности, чтобы гарантировать правильное и нормальное функционирования тормозного рычага. Целесообразно, чтобы позиция эталонной точки, а следовательно, и угловая позиция регулирующего рычага относительно корпуса тормозного рычага не имела большого значения для нормального и правильного функционирования самого тормозного рычага. Желаемой позицией в данном случае будет так называемая плавающая эталонная точка.

Для решения указанной задачи тормозной рычаг привода шлицевого вала разжимного S-образного кулачка автомобильного барабанного тормоза, соединяемый со штоком тормозного цилиндра, содержащий червячное колесо, установленные с возможностью вращения и выполненное с внутренними шлицами для соединения со шлицевым валом разжимного S-образного кулачка, червяк, расположенный перпендикулярно червячному колесу, блок регулирования, включающий колесо сцепления, установленное на червяке с возможностью вращения и связанное с ним посредством сцепления одностороннего действия, нагруженного пружиной сжатия, регулирующий диск с зубьями на периферии, установленный коаксиально червячному колесу, соединенное с последним регулирующее кольцо с рычагом для установления точки отсчета при прикреплении к неподвижной части шасси автомобиля, зубчатое колесо, входящее в зацепление с зубьями регулирующего диска, коаксиальные зубчатому колесу втулку и регулирующий винт, входящий в зацепление с колесом сцепления, ось червяка перпендикулярна оси зубчатого колеса, втулки и регулирующего винта, он снабжен зубчатым сцеплением одностороннего действия, установленным между втулкой и регулирующим винтом, втулка установлена с возможностью ограниченного углового перемещения посредством пружины кручения относительно зубчатого колеса на величину, соответствующую люфту в тормозе или величине регулировки положения рычага в направлении, соответствующем направлению вращения при торможении.

Пружина кручения может быть установлена с предварительным осевым сжатием для обеспечения замыкания сцепления одностороннего действия.

На фиг. 1 изображен вид сбоку тормозного рычага; на фиг. 2 вид вдоль линии II-II на фиг.1; на фиг. 3 вид вдоль линии III-III на фиг.2; на фиг. 4 вид вдоль линии IV-IV на фиг.1; на фиг. 5 вид части фиг. 2 в увеличенном масштабе.

Тормозной рычаг устанавливается в тормозной системе автомобилей большой грузоподъемности между поршневым штоком тормозного цилиндра и шлицевым валом с S-образным разжимным кулачком барабанного тормоза, который содержит тормозной барабан и тормозные колодки, которые будут S-образным разжимным кулачком с целью образования тормозящего зацепления с тормозным барабаном.

В своей верхней части торцевой корпус тормозного рычага 1 снабжен отверстием 2 для соединения с поршневым штоком тормозного цилиндра. На противоположном конце корпуса тормозного рычага установлено червячное колесо 3, которое может вращаться и на котором имеются внутренние шлицы для крепления колеса на шлицевом валу с S-образным разжимным кулачком. В зубчатом зацеплении с червячным колесом 3 находится червячный винт 4, который установлен в корпусе 1 с возможностью вращения.

Один конец червячного винта 4 выходит за пределы корпуса 1 /вправо, что видно на фиг. 3/. На выходе из корпуса червячный винт имеет шестигранный захват, посредством которого и с помощью соответствующего приспособления можно будет вращать рукой винт 4. На этом же конце червячного винта установлена крышка 5, которая ввинчивается в корпус 1 вокруг винта 4. Колесо сцепления 6 установлено на червячном винте 4 с возможностью вращения и удерживается напротив крышки 5 с помощью аксиального подшипника 7. В результате взаимодействия /обычно в радиальном направлении/ снабженных зубьями поверхностей на червячном винте 4 и колеса сцепления 6 образуется сцепление 8.

С помощью работающей на сжатие мощной пружины 9, установленной между пружинящей шайбой 10 на конце червячного винта 4 и пружинящей крышкой 11, которая ввинчивается в корпус 1, осуществляется смещение червячного винта 4 вправо /см. фиг.3/, т.е. осуществляется зацепление механизма сцепления 8.

Блок регулирования расположен в том же отверстии корпуса 1, что и червячное колесо 3, но не соединен с этим колесом. Блок регулирования включает вращаемый регулирующий диск 12, периферийная часть которого снабжена зубьями, а сам диск соединен с внешним регулирующим кольцом 13, снабженным отходящим от него регулирующим рычагом 14. Между регулирующим диском 12 и регулирующим кольцом 13 расположена плоская крышка 15, которая привинчивается к корпусу 1 с целью крепления всего регулирующего блока.

Регулирующий рычаг 14 необходимо соединять с неподвижной частью шасси автомобиля, на которой можно будет устанавливать этот рычаг с возможностью качания. Главной функцией регулирующего блока является посылка эталонного или управляющего сигнала в тормозной рычаг.

Зубчатое колесо 16 находится в зацеплении со снабженным зубьями регулирующим диском 12.

Внутри зубчатого колеса 16 расположено колесо держателя 17. Это колесо держателя может поворачиваться вперед и назад относительно зубчатого колеса только в ограниченной степени, которая будет соответствовать желаемому люфту между тормозными колодками и тормозным барабаном. Следовательно, интервал регулировки или так называемое расстояние А для тормозного рычага определяется величиной зазора между зубчатым колесом 16 и колесом держателя 17. Эти две детали соединяются между собой с помощью работающей на кручение относительно слабой пружины или пружины возврата 18, которая также выполняет функцию удерживания односторонней муфты сцепления 19 /описание приводится ниже/ в зацепленном состоянии.

Вращающийся регулирующий винт 20 установлен коаксиально относительно зубчатого колеса 16 и колеса держателя 17, регулирующий винт 20 находится в зацеплении с колесом сцепления 6 /см. фиг.3/. Колесо держателя 17 и регулирующий винт 20 соединяются посредством односторонней муфты сцепления 19 с зубьями.

Основной функцией тормозного рычага, описанного типа, является передача тормозного усилия от тормозного цилиндра на вал с S-образным разжимным кулачком тормоза, а также для регулирования люфта между тормозным барабаном и тормозными колодками до желаемого уровня, причем в последнем случае эта функция выполняется с помощью уже описанного средства, используемого в тормозном рычаге.

Рассмотрим ситуацию, когда люфт будет чрезмерным.

Исходной точкой в данном случае является то, что в процессе выполнения предшествующей операции торможения работающая на кручение пружина 18 растягивается в направлении вращения, причем обуславливается это образованием зазора между зубчатым колесом 16 и колесом держателя 17, а сам этот зазор будет соответствовать желаемому люфту между тормозным барабаном и тормозными колодками. Момент кручения пружины 18 не будет достаточно большим, чтобы после зацепления сцепления 8 можно будет гарантировать срабатывание колеса держателя 17, регулирующего винта 20, колеса сцепления 6, червячного винта 4 и червячного колеса 3. Это тот случай, когда корпус 1 вращается вокруг оси червячного колеса в направлении против часовой стрелки /см. фиг.1/ и по дуге, которая соответствует траектории движения тормозных колодок перед моментом, когда колодки входят в рабочее зацепление с тормозным барабаном.

В самый первый момент приложения тормозящего усилия зубчатое колесо 16 будет перемещаться по регулирующему диску 12 на вращательное расстояние, которое будет соответствовать зазору между зубчатым колесом 16 и колесом держателя 14.

В момент совершения этого движения уменьшается момент кручения работающей на кручение пружины 18.

После прохождения упомянутого расстояния, что фактически будет означать, что люфт между тормозными колодками и тормозным барабаном будет больше желаемого, зубчатое колесо 16 будет начинать вращение вместе с собой колеса держателя 17, чтобы одностороння муфта сцепления 19 получила новое зацепление.

На следующем этапе тормозные колодки будут входить в рабочее зацепление с тормозным барабаном, чтобы повысить силу противодействия и чтобы в условиях сжатия работающей на сжатие пружины 9 червячный винт 4 перемещался аксиально, что будет означать разъединение сцепления 8.

Благодаря этому значительно уменьшается вращательное противодействие для колеса сцепления 6, так что теперь оно может вращаться без обязательного вращения червячного винта 4 в момент продолжающегося приложения тормозного эффекта.

В течение первой части процесса отпускания тормоза зубчатое колесо 16 будет скользить по регулирующему диску 12 /в противоположном направлении относительно направления приложения тормозного эффекта/ и будет обеспечивать срабатывание колеса держателя 17, регулирующего винта 20 и колеса сцепления 6 с помощью работающей на кручение пружины 18. Поскольку сцепление 8 все еще находится в разъединенном состоянии, червячный винт 4 в данный момент бездействует.

В момент, когда вот-вот должно произойти разъединение тормозных колодок с тормозным барабаном, а следовательно, когда должно произойти уменьшение тормозящей силы, работающая на сжатие пружина 9 перемещает червячный винт 4 вправо и снова вводит зацепление сцепления 8. Благодаря этому повышается вращательное сопротивление колеса сцепления 6 до степени, при которой вообще прекращается вращение этого колеса.

При непрерывном движении корпуса 1 /в направлении по часовой стрелке, см. фиг. 1/ зубчатое колесо 16 скользит по регулирующему диску 12, однако работающая на кручение пружина 18 не может вращать колесо держателя 17 и регулирующий винт 20 из-за наличия вращательного сопротивления колеса сцепления 6. Это значит, что между колесом держателя 17 и зубчатым колесом 16 уже нет зазора, или другими словами, что между этими двумя колесами восстановлена начальная позиция и что работающая на кручение пружина 18 находится в растянутом состоянии.

В процессе оставшейся или последней части длины хода тормозного рычага зубчатое колесо 16 будет скользить по регулирующему диску 12 и будет обеспечивать срабатывание колеса держателя 17, регулирующего винта 20, колеса сцепления 6, червячного винта 4 и червячного колеса 3, причем все эти элементы расположены на валу с S-образным разжимным кулачком, вращение которого гарантирует уменьшение расстояния или люфта между тормозными колодками и тормозным барабаном. Поскольку уменьшение при каждом приложении тормозного эффекта будет относительно небольшим, то для достижения желаемой степени уменьшения люфта может потребоваться несколько приложений тормозного эффекта.

Описанная функция тормозного рычага предполагает наличие чрезмерного люфта. Если это не так, тогда торможение фактически будет одинаковым, но с единственным важным условием, а именно односторонняя муфта сцепления 19 в любой новой позиции не будет разъединяться и не будет повторно входить в рабочее зацепление. Следует также обратить внимание на то, что движение тормозного рычага прекращается после исчезновения зазора между зубчатым колесом 16 и колесом держателя 14, а следовательно, не требуется никакой регулировки.

Формула изобретения

Тормозной рычаг для крепления к шлицевому валу с S-образным разжимным кулачком автомобильного барабанного тормоза, соединяемый со штоком тормозного цилиндра, содержащий червячное колесо, установленное с возможностью вращения и выполненное с внутренними шлицами для соединения со шлицевым валом разжимного S-обратного кулачка, червяк, расположенный перпендикулярно червячному колесу, блок регулирования, включающий колесо сцепления, установленное на червяке с возможностью вращения и связанное с ним посредством сцепления одностороннего действия, нагруженного пружиной сжатия, регулирующий диск с зубьями на периферии, установленный коаксиально червячному колесу, соединенное с последним регулирующее колесо с рычагом для установления точки отсчета при прикреплении к неподвижной части шасси автомобиля, зубчатое колесо, входящее в зацепление с зубьями регулирующего диска, коаксиальные зубчатому колесу втулку и регулирующий винт, входящий в зацепление с колесом сцепления, ось червяка перпендикулярна оси зубчатого колеса, втулки и регулирующего винта, отличающийся тем, что он снабжен зубчатым сцеплением одностороннего действия, установленным между втулкой и регулирующим винтом, втулка установлена с возможностью ограниченного углового перемещения посредством пружины кручения относительно зубчатого колеса на величину, соответствующую люфту в тормозе или величине регулирования положения рычага в направлении, соответствующем направлению вращения при торможении.

2. Рычаг по п.1, отличающийся тем, что пружина кручения установлена с предварительным осевым сжатием для обеспечения замыкания сцепления одностороннего действия.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5