człon zamocowany bezpośrednio do nieobrotowej części pojazdu (12) OPIS PATENTOWY (19)PL (11) PL B1

Transkrypt

1 RZECZPOSPOLITA POLSKA Urząd Patentowy Rzeczypospolitej Polskiej (12) OPIS PATENTOWY (19)PL (11) (21) Numer zgłoszenia (13) B1 (22) Data zgłoszenia: (86) Data i numer zgłoszenia międzynarodowego (51) IntCl6: , PCT/FR94/00175 F16D 65/092 F16D 65/097 ( 8 7 ) Data i numer publikacji zgłoszeaia międzynarodowego , W094/24454, PCT Gazette nr 24/94 (54) Hamulec tarczowy z przesuwną szczęką (30) Pierwszeństwo: ,FR, (73) Uprawniony z patentu: ALLIEDSIGNAL EUROPE SERVICES TE- CHNIQUES, Drancy, FR (43) Zgłoszenie ogłoszono: BUP 03/96 (72) Twórca wynalazku: Gérard Le Deit, Courtry, FR (45) O udzieleniu patentu ogłoszono: WUP 11/97 (74) Pełnomocnik: Szalkiewicz Tadeusz, PATPOL Spółka z o.o. PL B1 (57)1 Hamulec tarczowy z przesuwną szczęką zawierający człon zamocowany bezpośrednio do nieobrotowej części pojazdu 1 dwa wsporniki, z których jeden zamocowany jest do nieobrotowego członu a drugi ma postać szczęki 1 jest przesuwny względem pierwszego, przy czym oba wsporniki usytuowane są obwodowo względem tarczy i do każdego 7 nich jest przymocowany klocek ścierny, a do przesuwnego wspornika dołączony jest uruchamiający siłownik hamulcowy do dociskania klocków hamulcowych do tarczy, przy czym każdy klocek cierny ma centralną strefę tarcia, na którą działa wypadkowa sił napędowych 1 dwa skrajne końce, z których jeden jest przesunięty w stosunku do centralnej strefy w kierunku obrotu tarczy hamulcowej a drugi ma profil napędowy, zaś wspornik klocka ciernego ma dwie obudowy, z których jedna stanowi profil utrzymujący dla p rofilu napędowego w strefie podparcia podczas przenoszenia przez klocek cierny sił napędowych, zaś drugi skrajny koniec każdego klocka ciernego ma zewnętrzną powierzchnię stykową dostosowaną do wewnętrznej powierzchni stykowej wspornika klocka ciernego w strefie podparcia, znam ienny tym, ze w rejonie skrajnego końca (32) klocków ciernych (3,4) od strony bliższej osi tarczy ciernej usytuowany jest sprężysty dociskacz (9) klocka ciernego (3) do w spornika (1) w kierunku strefy podparcia, przy czym siła (F) sprężystego dociskacza (9) ma co najmniej jedną składową (F I) skierowaną wzdłuż promienia (R) tarczy ciernej (6) przechodzącego przez centralną strefę tarcia (30), a strefa mocowania (A) skrajnego końca (32) klocków ciernych (3,4) stanowi miejsce swobodnego obrotu powierzchni każdego klocka ciernego (3, 4) dookoła strefy mocowania (A), natomiast centralna strefa tarcia (30) znajduje się wewnątrz kąta (G), którego jedno ramię (T) jest wyznaczone przez styk wewnętrznej powierzchni (8b) z zewnętrzną powierzchnią (31b) 1 ma postać linii stycznej w płaszczyźnie, w której znajduje się klocek cierny (3,4) 1 w której położona jest prosta (D)... FIG.1

2 Hamulec tarczowy z przesuwną szczęką Zastrzeżenia patentowe 1. Hamulec tarczowy z przesuwną szczęką zawierający człon zamocowany bezpośrednio do nieobrotowej części pojazdu i dwa wsporniki, z których jeden zamocowany jest do nieobrotowego członu a drugi ma postać szczęki i jest przesuwny względem pierwszego, przy czym oba wsporniki usytuowane są obwodowo względem tarczy i do każdego z nich jest przymocowany klocek ścierny, a do przesuwnego wspornika dołączony jest uruchamiający siłownik hamulcowy do dociskania klocków hamulcowych do tarczy, przy czym każdy klocek cierny ma centralną strefę tarcia, na którą działa wypadkowa sił napędowych i dwa skrajne końce, z których jeden jest przesunięty w stosunku do centralnej strefy w kierunku obrotu tarczy hamulcowej a drugi ma profil napędowy, zaś wspornik klocka ciernego ma dwie obudowy, z których jedna stanowi profil utrzymujący dla profilu napędowego w strefie podparcia podczas przenoszenia przez klocek cierny sił napędowych, zaś drugi skrajny koniec każdego klocka ciernego ma zewnętrzną powierzchnię stykową dostosowaną do wewnętrznej powierzchni stykowej wspornika klocka ciernego w strefie podparcia, znamienny tym, że w rejonie skrajnego końca (32) klocków ciernych (3,4) od strony bliższej osi tarczy ciernej usytuowany jest sprężysty dociskacz (9) klocka ciernego (3) do wspornika (1) w kierunku strefy podparcia, przy czym siła (F) sprężystego dociskacza (9) ma co najmniej jedną składową (F1) skierowaną wzdłuż promienia (R) tarczy ciernej (6) przechodzącego przez centralną strefę tarcia (30), a strefa mocowania (A) skrajnego końca (32) klocków ciernych (3, 4) stanowi miejsce swobodnego obrotu powierzchni każdego klocka ciernego (3, 4) dookoła strefy mocowania (A), natomiast centralna strefa tarcia (30) znajduje się wewnątrz kąta (G), którego jedno ramię (T) jest wyznaczone przez styk wewnętrznej powierzchni (8b) z zewnętrzną powierzchnią (31b) i ma postać linii stycznej w płaszczyźnie, w której znajduje się klocek cierny (3,4) i w której położona jest prosta (D) wyznaczona przez połączenie punktów styku strefy mocowania (A) i strefy podparcia (B), przy czym prosta (D) stanowi drugie ramię kąta (G), który jest rozwarty i mniejszy od kąta półpełnego. 2. Hamulec, według zastrz. 1, znamienny tym, że przynajmniej jedna z dwóch powierzchni stykowych (8b, 31b) posiada okrągły profil oraz powierzchnie (8b, 31b) posiadają różne promienie krzywizny przynajmniej w strefie podparcia (B, B ). 3. Hamulec, według zastrz. 2, znamienny tym, że jedna z dwóch powierzchni stykowych (8b, 31b) jest wklęsła a druga wypukła, przy czym druga wklęsła powierzchnia stykowa posiada promień krzywizny, który jest większy niż promień krzywizny odpowiadającej jej powierzchni wypukłej. 4. Hamulec, według zastrz. 3, znamienny tym, że dwie powierzchnie stykowe (8b, 31b) posiadają okrągły profil, przy czym każda wklęsła powierzchnia stykowa posiada promień krzywizny, który jest większy niż promień krzywizny odpowiadającej powierzchni wypukłej. 5. Hamulec, według zastrz. 1, znamienny tym, że profil napędowy (32a) zawiera wrąb przewidziany na klocku ciernym (3, 4) i otwarty na zewnątrz tarczy, zaś profil utrzymujący (7a) zawiera pazur przewidziany na wsporniku (1), skierowany do środka tarczy i usytuowany w tym wrębie. 6. Hamulec, według zastrz. 1, znamienny tym, że pierwsza składowa (F1) siły wywieranej przez sprężysty dociskacz (9) na klocek cierny jest odśrodkowa. 7. Hamulec, według zastrz. 1 albo 6, znamienny tym, że siła (F) sprężystego dociskacza (9) posiada drugą składową (F2) prostopadłą do promienia (R) tarczy (6) przechodzącego przez centralną strefę klocka ciernego (3) i skierowaną w kierunku (S) obrotu tarczy. 8. Hamulec, według zastrz. 1 albo 2, albo 3, albo 4, albo 5, znamienny tym, że każdy klocek cierny (3,4) zawiera zewnętrzną powierzchnię stykową (31b) i profil napędowy (32a) na każdym z jego końców.

3 Hamulec, według zastrz. 8, znamienny tym, że każdy skrajny koniec (31, 32) klocka ciernego (3,4) posiada pomiędzy jego zewnętrzną powierzchnią stykową (31b, 32b) a jego profilem napędowym (31a, 32a) szerokość (131, 132) większą niż minimalna szerokość (l11, l12), którą posiada odpowiadająca mu obudowa (11, 12) wspornika klocka ciernego poza strefą podparcia (B, B ) w kierunku brzegu tarczy (6), co daje w efekcie dwa skrajne końce (31, 32) klocka ciernego opierające się jednocześnie na wsporniku klocka ciernego w odpowiadających im strefach podparcia (B, B ), które są określone na wsporniku klocka ciernego po obu stronach klocka. 10. Hamulec, według zastrz. 1, znamienny tym, że wewnętrzna powierzchnia stykowa (8b) jest płaska (P) w strefie podparcia (B, B ). * * * Przedmiotem wynalazku jest hamulec tarczowy z przesuwną szczęką do pojazdu mechanicznego. Hamulce tarczowe tego typu znane były już od dłuższego czasu w technice, a przykład takiegoż udostępniony jest w patencie nr US , w którym przestawione jest rozwiązanie zawierające człon zamocowany bezpośrednio do nieobrotowej części pojazdu i dwa wsporniki, z których jeden zamocowany jest do nieobrotowego członu a drugi ma postać szczęki i jest przesuwny względem pierwszego, oba wsporniki usytuowane są obwodowo względem tarczy i każdy ma przymocowany klocek ścierny. Do przesuwnego wspornika dołączony jest uruchamiający siłownik hamulcowy do dociskania klocków hamulcowych do tarczy. Każdy klocek cierny ma centralną strefę tarcia, na którą działa wypadkowa sił napędowych i dwa skrajne końce, z których jeden jest przesunięty w stosunku do centralnej strefy w kierunku obrotu tarczy hamulcowej a drugi ma profil napędowy. Wspornik tego klocka ciernego ma dwie obudowy. Jedna z nich stanowi profil utrzymujący dla profilu napędowego w strefie podparcia podczas przenoszenia przez klocek cierny sił napędowych. Drugi skrajny koniec każdego klocka ciernego ma zewnętrzną powierzchnię stykową dostosowaną do wewnętrznej powierzchni stykowej wspornika tego klocka ciernego w strefie podparcia. Z teoretycznego punktu widzenia, te hamulce posiadają taką zaletę, iż klocki cierne, na które w przypadku hamowania przyłożone są obciążenia napędowe, przenoszą siły na wspornik, który utrzymuje ją w miejscu, a mianowicie zasadniczo na pierwszy wspornik nazywany "nośnikiem", przez każdy z dwóch końców tego klocka ciernego, z których jeden pracuje jako napinacz, a drugi jako zaczep. Z obecnego punktu widzenia, sytuacja przedstawia się jednakże zupełnie inaczej i o wiele mniej korzystanie, jako że praktycznie nie do uzyskania jest jednoczesne działanie o charakterze napinania i przenoszenia wzdłużnych obciążeń. Faktycznie, w znanych hamulcach wyżej wspomnianego typu, rozłożenie obciążeń napinających i wzdłużnych zależy niezmiernie istotnie od wymiarów klocka ciernego i od podparcia, które ją obejmuje, przy czym te wymiary jako takie zależą nie tylko od tolerancji wytwarzania,ale także od różnych odkształceń hamulca pod wpływem mniej lub bardziej intensywnych obciążeń hamowania, i/lub od bardziej lub mniej znaczących wzrostów temperatury. W tym kontekście, celem wynalazku jest zaproponowanie hamulca tarczowego z przesuwnymi szczękami, w którym przekazywanie na wspornik klocka ciernego obciążeń przez niego przejmowanych jest dokonywane na obu końcach klocka ciernego bez ich narażenia, na wpływ niepożądanych parametrów, takich jak te, które zostały właśnie wyjaśnione. Hamulec tarczowy z przesuwną szczęką według wynalazku, charakteryzuje się tym, że w rejonie skrajnego końca klocków ciernych od strony bliższej osi tarczy ciernej usytuowany jest sprężysty dociskacz klocka ciernego do wspornika w kierunku strefy podparcia, przy czym siła sprężystego dociskacza ma co najmniej jedną składową skierowaną wzdłuż

4 promienia tarczy ciernej przechodzącego przez centralną strefę tarcia, a strefa mocowania skrajnego końca klocków ciernych stanowi miejsce swobodnego obrotu powierzchni każdego klocka ciernego dookoła strefy mocowania, natomiast centralna strefa tarcia znajduje się wewnątrz kąta, którego jedno ramię jest wyznaczone przez styk wewnętrznej powierzchni z zewnętrzną powierzchnią i ma postać stycznej w płaszczyźnie, w której znajduje się klocek cierny i w której położona jest prosta wyznaczona przez połączenie punktów styku strefy mocowania i strefy podparcia, przy czym prosta stanowi drugie ramię kąta, który jest rozwarty i mniejszy od kąta półpełnego. Korzystnym jest, że przynajmniej jedna z dwóch powierzchni stykowych posiada okrągły profil oraz powierzchnie posiadają różne promienie krzywizny przynajmniej w strefie podparcia i że jedna z dwóch powierzchni stykowych jest wklęsła a druga wypukła, przy czym druga wklęsła powierzchnia stykowa posiada promień krzywizny, który jest większy niż promień krzywizny odpowiadającej jej powierzchni wypukłej oraz że dwie powierzchnie stykowe posiadają okrągły profil, przy czym każda wklęsła powierzchnia stykowa posiada promień krzywizny, który jest większy niż promień krzywizny odpowiadającej powierzchni wypukłej. Korzystnym jest także, że profil napędowy zawiera wrąb przewidziany na klocku ciernym i otwarty na zewnątrz tarczy zaś profil utrzymujący zawiera pazur przewidziany na wsporniku, skierowany do środka tarczy i usytuowany w tym wrębie. Korzystnym jest również, że pierwsza składowa siły wywieranej przez sprężysty dociskacz na klocek cierny jest odśrodkowa. Ponadto korzystnym jest też, że siła sprężystego dociskacza posiada drugą składową prostopadłą do promienia tarczy przechodzącego przez centralną strefę klocka ciernego i skierowaną w kierunku obrotu tarczy. Następną korzyścią jest to, że każdy klocek cierny zawiera zewnętrzną powierzchnię stykową i profil napędowy na każdym z jego końców. Kolejną korzyścią jest to, że każdy skrajny koniec klocka ciernego posiada pomiędzy jego zewnętrzną powierzchnią stykową a jego profilem napędowym szerokość większą niż minimalna szerokość, którą posiada odpowiadająca mu obudowa wspornika klocka ciernego poza strefą podparcia w kierunku brzegu tarczy, co daje w efekcie dwa skrajne końce klocka ciernego opierające się jednocześnie na wsporniku klocka ciernego w odpowiadających im strefach podparcia, które są określone na wsporniku klocka ciernego po obu stronach klocka. Dalszą korzyścią jest to, że wewnętrzna powierzchnia stykowa jest płaska w strefie podparcia. Przedmiot wynalazku zostanie uwidoczniony w przykładzie wykonania na rysunku, na którym: fig. 1 przedstawia czołowy widok hamulca tarczowego według wynalazku; fig. 2 - schematyczny widok ilustrujący zasadę wynalazku; oraz fig. 3 - schematyczny widok ilustrujący szczególną właściwość wynalazku. Wynalazek dotyczy zasadniczo hamulca tarczowego z przesuwną szczęką do pojazdów mechanicznych. Hamulce tego typu zawierają pierwszy wspornik 1, nazywany "nośnikiem", zamocowany odpowiednio do pojazdu, drugi wspornik 2 ukształtowany jako szczęka i przesuwnie zamontowany w stosunku do pierwszego wspornika, klocki cierne 3, 4 z których każdy jest utrzymywany przez jeden ze wsporników, przede wszystkim przez nośnik 1 tak, aby stawiać opór siłom napędowym, którym jest poddawana w przypadku hamowania oraz siłownik hamulcowy 5 uruchamiany tak, aby zwiększyć nacisk wkładek ciernych 3, 4 na tarczę 6 ruchem, który jest zasadniczo prostopadły do jej ruchu. Każda wkładka 3, 4 posiada centralną strefę tarcia 30 (fig. 2) i dwa skrajne końce 31, 32, z których pierwszy 31 jest przesunięty w stosunku do centralnej strefy 30 w kierunku obrotu S tarczy 6, a przynajmniej drugi 32 z końców posiada profil napędowy 32a. Na swoim boku, wspornik tego klocka ciernego, na przykład nośnik 1, posiada utrzymujący profil 7a działający razem z profilem napędowym 32a klocka ciernego 3 w strefie mocowania w sąsiedztwie punktu A w celu utrzymania tego klocka ciernego, gdy jest on naprężany przez

5 siły napędowe w kierunku obrotu S tarczy 6. Co więcej, przynajmniej pierwszy koniec 31 każdego klocka ciernego 3 posiada zewnętrzną powierzchnię styku 31b odpowiednią do przylegania, w strefie podparcia w sąsiedztwie punktu B, do odpowiadającej jej wewnętrznej powierzchniu styku 8b pierwszej powierzchni podparcia 8 przewidzianej na wsporniku 1 dla tego klocka ciernego. Zgodnie z wynalazkiem, każdy klocek cierny 3 jest dociskany do wspornika 1 w kierunku strefy podparcia przez siłę F posiadającą przynajmniej jedną składową F 1 skierowaną wzdłuż promienia R tarczy 6, który przechodzi przez centralną strefę tarcia 30, a która to siła jest na przykład wywierana przez sprężysty dociskacz 9 umieszczony na drugim końcu tego klocka ciernego (fig. 2). Każdy klocek cierny jest zwymiarowany w odniesieniu do wspornika tak, aby posiadał odpowiednią swobodę obrotu w swojej płaszczyźnie wokół strefy mocowania, to znaczy tak, aby umożliwić obrót w płaszczyźnie pokazanej na fig. 2 i wycentrować w punkcie A. Wewnętrzna i zewnętrzna powierzchnie stykowe 8b, 31b razem wyznaczają, w strefie podparcia, styczną T w płaszczyźnie zawierającej wkładkę, a linia prosta D łącząca strefę mocowania A i strefę podparcia B określa, razem ze styczną T, kąt G. Zgodnie z istotną cechą wynalazku kąt G jest rozwarty, mniejszy niż kąt półpełny, i obejmuje centralną strefę tarcia 30. Przynajmniej jedna z dwóch powierzchni stykowych bardzo korzystnie posiada okrągły profil, a owe powierzchnie posiadają różne promienie krzywizny, przynajmniej w strefie podparcia, to znaczy w sąsiedztwie punktu B. W najprostszym przykładzie wykonania, jedna z dwóch powierzchni stykowych jest wklęsła a druga wypukła, przy czym możliwe jest alternatywne użycie układu kombinacji wypukłej i płaskiej powierzchni. W rzeczywistości, nawet w przypadku, gdy jedna z dwóch powierzchni stykowych jest wklęsła, korzystne pozostaje nadanie drugiej zasadniczo płaskiego profilu P w strefie podparcia, jak pokazano na fig. 2. Profil napędowy 32a przewidziany na klocku ciernym 3 przybiera, na przykład, formę wrębu, który jest otwarty na zewnątrz tarczy a profil utrzymujący 7a przewidziany na wsporniku 1 klocka 3 przybiera formę pazura, który jest skierowany do środka tarczy i usytuowany we wrębie. Korzystnie, gdy pierwsza składowa F1 siły sprężystej F wywierana przez sprężynę 9 jest siłą odśrodkową oraz owa sprężysta siła F posiada drugą składową F2, która jest prostopadła do promienia R tarczy 6 przechodzącego przez centralną strefę klocka ciernego oraz skierowana w kierunku obrotu tarczy, przy czym owo rozłożenie sił umożliwia ustawienie klocka ciernego na stałe w pozycji, do której jest on przemieszczany automatycznie pod wpływem sił hamowania, które są wywierane w centralnej strefie 30 i dążą do wprawienia klocka ciernego w ruch obrotowy strefy mocowania A. Dzięki skuteczności owych cech, luz, który jest konieczny dla zepewnienia wystarczającej przesuwności klocków ciernych nie wpływa na przenoszenie obciążeń przez końce klocków ciernych, dlatego rozkład tych obciążeń zostaje uwolniony od wadliwości poprzednio zawdzięczanej niedoskonałej kontroli nad tymi luzami, a także nad ich możliwymi odmianami. Jak pokazano na rysunku, każdy klocek cierny zawiera zewnętrzną powierzchnię stykającą 31b, 32b oraz profil napędowy 3 la, 32a na każdym z jego końców pozwalając na hamowanie, które jest równie skuteczne, gdy pojazd cofa się, jak podczas jazdy do przodu. W tym przypadku, jak pokazano na fig. 3, każdy skrajny koniec 31, 32 klocka ciernego korzystnie posiada, pomiędzy jego zewnętrzną powierzchnią stykową 31b, 32b a jego profilem napędowym 31a, 32a szerokość l31, l32 większą niż minimalna szerokość l11, l12, którą posiada odpowiadająca mu obudowa 11, 12 wspornika klocka ciernego poza strefą podparcia B, B w kierunku brzegu tarczy 6, co daje w efekcie dwa skrajne końce 31, 32 wkładki opierające się jednocześnie na wsporniku klocka ciernego w odpowiadających im strefach podparcia B, B'.

6 FlG. 2

7 FIG.3

8 FIG.1 Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 90 egz. Cena 2,00 zł