Гальмовий пристрій

1. Тормозное устройство, содержащее неподвижную раму, тормозимый элемент, силовые тормозные элементы и механизм передачи усилия на силовые тормозящие элементы, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что оно снабжено самоусиливающимися узлами, каждый из которых состоит из фрикционного элемента, связанного с управляющим элементом, имеющим возможность контактировать при торможении с тормозимым элементом и перемещаться при этом в направлении его движения до исчезновения зазора между силовыми тормозящими элементами и тормозимым элементом, и усиливающего рычага, одним своим концом связанного с фрикционным элементом, а вторым концом связанного с механизмом передачи усилия на силовые тормозящие элементы. 2. Тормозное устройство по п.1, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что фрикционный элемент самоусиливающих узлов выполнен в виде тела качения, шарнирно связанного с усиливающим рычагом, и связанного с управляющим элементом через нажимной элемент, имеющий возможность при торможении контактировать с фрикционным элементом. 3. Тормозное устройство по п.2, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что фрикцион ный элемент самоусиливающих узлов выполнен составным из нескольких частей, одни из которых имеют возможность контактировать при торможении с тормозимым элементом, а другие - с нажимным элементом, причем указанные части фрикционного элемента связаны между собой через фрикционы. 4. Тормозное устройство по п.З, о т личающееся тем, что диаметры частей фрикционного элемента самоусиливающих узлов, имеющих возможность контактировать при торможении с нажимным элементом, выполнены меньшими, чем диаметры частей, имеющих возможность контактировать при торможении с тормозимым элементом. 5. Тормозное устройство по пп.1-4, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что поверхности фрикционного элемента или его частей, а также ответные поверхности контактирующих с ними при торможении элементов тормозного устройства выполнены профильными в плоскости, перпендикулярной направлению движения поверхности тормозимого элемента. 6. Тормозное устройство по пп.3-5, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что фрикционы связаны с дополнительными управляющими элементами. 7. Тормозное устройство по пп.3-6, отличающееся тем, что части "фрикционного элемента самоусиливающих узлов, контактирующие при торможении с нажимным элементом, находятся в непроскальзывающем зацеплении с ним. 8. Тормозное устройство по пп.3-7, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что части фрикционного элемента самоусиливающих узлов, контактирующие при торможении с тормозимым элементом, находятся в непроскальзывающем зацеплении с ним. vj О 00 ОО О 27088 9. Тормозное устройство по п.8, о т личающееся тем, что фрикционный элемент самоусиливающих узлов,связан с одним концом дополнительного рычага, второй конец которого взаимодействует с неподвижной рамой с возможностью регулировки длины дополнительного рычага. 10. Тормозное устройство по п.9, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что управляющий элемент и нажимной элемент самоусиливающих узлов жестко соединены с неподвижной рамой или с возможностью регулировки их положения. 1Т. Тормозное устройство по п.2-10, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что поверхность нажимного элемента самоусиливающих узлов, имеющего возможность контактировать при торможении с фрикционным элементом, выполнена профильной s плоскости, параллельной направлению движения поверхности тормозимого элемента. 12. Тормозное устройство по п.2-11, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что управляющие элементы и нажимные элементы по крайней мере двух самоусиливающцх узлов связаны между собой или выполнены как единое целое. 13. Тормозное устройство по п п . 1 12, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что самоусиливающие узлы выполнены с возможностью регулировки угла наклона усиливающего рычага при отсутствии зазоров между силовыми тормозящими элементами и тормозимым элементом. 14. Тормозное устройство по пп.1-13, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что оно снабжено регулируемыми или нерегулируемыми упорами. 15. Тормозное устройство по пп.1-14, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что его элементы снабжены фрикционными накладками. 16. Тормозное устройство по пп.1-15, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что его элементы снабжены или связаны между собой упругими элементами. Изобретена относится к тормозным устройствам и может быть использовано в машиностроении, в частности, в конструкциях автомобилей, станков, грузоподъемных, сельскохозяйственных, спортивных машин. Известно тормозное устройство, содержащее неподвижную раму, тормозимый шкив, расположенные диаметрально относительно него два основных рычага, шарнирно связанных с неподвижной рамой и между собой, тормозящие элементы, первый из которых выполнен в виде заклинивающего ролика, установленного с возможностью взаимодействия с поверхностью тормозимого шкива и клиновой поверхностью на основном рычаге, а второй выполнен в виде одноплечей фрикционной колодки и соединен с дополнительным рычагом, шарнирно установленным на одном из основных рычагов, а также противовес, установленный на свободном конце дополнительного рычага, и упор, установленный на основном рычаге с возможностью взаимодействия с дополнительным рычагом для ограничения поворота колодки в направлении ее заклинивания и образования зазора между ней и шкивом в расторможенном состояний [1]. В данном тормозном устройстве силовые тормозящие элементы заменены самозаклинивающими элементами, один из которых выполнен в виде заклиниваю5 щего ролика, установленного с возможностью взаимодействия с поверхностью тормозимого шкива и клиновой поверхностью на основном рычаге, а второй выполнен в виде одноплечей фрикционной 10 колодки и соединен с дополнительным рычагом, шарнирно установленным на одном из основных рычагов. Основным недостатком данного тормозного устройства является то, что в нем 15 реализуется эффект самозаклинивания, а не самоусиления. При самозаклинивании торможение происходит резко, в виде удара, который может разрушить как тормозное устройство, так и машину, на которой 20 это тормозное устройство установлено. Кроме того, большие ускорения, возникающие при торможении самозаклиниванием могут привести к травме оператора, потере машиной устойчивости, создании 25 аварийной ситуации для других машин. Таким образом, данное тормозное устройство имеет узко ограниченную сферу » возможного применения. Кроме того, тормозное устройство предусматривает воз 27088 можность вращения тормозимого шкива только в одну сторону, возможность реверсирования вращения не предусматривается принципом его работы. Принцип работы данного тормозного 5 устройства не предусматривает возможность управления тормозным моментом на тормозимом шкиве. Возникающие в элементах тормозного устройства усилия зависят только от массы, скорости дви- 10 жения и других характеристик тормозимой машины. Кроме того, взаимодействие ролика с клиновой поверхностью на основном рычаге позволяет использовать только генерируемое им усилие, направ- 15 ленное перпендикулярно направлению движения поверхности тормозимого шкива, величина и точка приложения которого сильно зависят от положения основного рычага с клиновой поверхностью, опреде- 20 ляемого имеющимися в тормозном устройстве лифтами, степенью и равномерностью износа фрикционной колодки и клиновой поверхности, возникающими при самозаклинивании в тормозном устройст- 25 ве деформациями, другими случайными факторами. Возможность пластических деформаций элементов тормозного устройства в момент самозаклинивания, особенно ролика и клиновой поверхности, не толь- 30 ко увеличивает нестабильность возникающего при самозаг іинивании усилия, но может привести и к необратимому нарушению работы тормозного устройства. Невозможность предотвратить контакт роли- 35 ка с клиновой поверхностью вне периодов торможения только за счет вращения тор* озимого шкива приводит к их обоюдному неравномерному износу и увеличивает нестабильность возникающего при 40 самозаклинивании усилия Использование одноплечей фрикционной колодки, соединенной с дополнительным рычагом, шарнирно установленным на одном из основных рычагов, которая 45 также может служить отдельным источником самозаклинивания, делает неопределимым и еще более нестабильным суммарное усилие, возникающее при самозаклинивании. Упор, установленный на ос- 50 новном рычаге с возможностью взаимодействия с дополнительным рычагом для ограничения поворота фрикционной колодки в направлении ее заклинивания, снимает эффект неопределенности сум- 55 марного усилия, но делает бессмысленным соединение фрикционной колодки с дополнительным рычагом и t го шарнирную установку на одном из основных рычагов. Приспособление данного тормозного устройства к работе в режиме самоусиления путем введения новых элементов привело бы к нєстабилсности кос. |>фициента самоусиления из-за вышеперечисленных факторов, а также потребовало бы приложения управляющего усилия к элементу, совершающему сложное движение, что затруднило бы герметизацию тормозного устройства, а также привело бы к необходимости большого перемещения управляющего тормозным устройством элемента для выбора зазоров между тормозимым шкивом, роликом и фрикционной колодкой, и следовательно, к увеличению интервала времени между реакцией оператора и началом торможения и к снижению плавности торможения и точности оиенки тормозного пути, что в свою очередь привело бы к увеличению вероятности аварии и к дополнительным динамическим нагрузкам на машину. Таким образом, данная конструкция тормозного устройства является принципиально бесперспективной для создания герметизированного тормозного устройства со стабильным самоусилением и малым перемещением управляющего элемента. Известен дисковый тормоз с самоусилением, выбранный за прототип, содержащий тормозимый диск, выполненный упругим, и тормозящие колодки, шарнирно связанные с неподвижной рамой посредством рычагов-упоров, установленных под острым углом к плоскости вращения тормозимого диска [2] В указанном дисковом тормозе при торможении возникает эффект самоусиления за счет того, что силовые тормозящие элементы заменены тормозящими колодками, связанными с неподвижной рамой через рычаги-упоры, установленные под острым углом к плоскости вращения тормозимого диска. Одним из недостатков данного дискового тормоза является нелинейность коэффициента самоусиления, достигаемая за счет выполнения тормозимого диска упругим С одной стороны, эта нелинейность приводит к необходимости большого перемещения управляющего дисковым тормозом элемента для достижения номинального тормозного момента и, следовательно, к увеличению интервала времени между реакцией оператора и началом эффективного торможения и к снижению плавности торможения и точности оценки тормозного пути, что в свою очередь приводит к увеличению вероятности аварии и к дополнительным динамичес 27088 ким нагрузкам на машину. С другой стороны, при нелинейном росте коэффициента самоусиления вместе с ним нелинейно увеличивается и его нестабильность, не давая оператору возможности точно рассчитывать свои действия. Еще одним недостатком данного тормоза является принципиальная трудность выполнения конструкции, обеспечивающей симметричность схемы нагружения относительно оси вращения тормозимого диска. В результате вращающийся тормозимый диск за счет своей упругости может оказаться несимметрично деформированным. С одной стороны, при большой скорости вращения упругого тормозимого диска, постепенно снижающейся в процессе торможения, это может привести к непредсказуемым динамическим эффектам, снижающим стабильность работы тормоза. С другой стороны, несимметричность схемы нагружения упругого тормозимого диска может привести к неравномерному износу тормозящих колодок, что также снижает стабильность коэффициента самоусиления. Для обеспечения симметричности схемы нагружения данного дискового тормоза необходим раздельный привод нескольких тормозящих колодок. Синхронизация этих приводов и равномерное распределение по ним нагрузки при сохранении компактности конструкции принципиально затруднительны, что также снижает стабильность работы дискового тормоза. Кроме того, наличие нескольких приводов ухудшает герметизацию дискового тормоза. Дополнительным недостатком данного дискового тормоза является замена силовых тормозящих элементов самоусиливающими узлами, каждый из которых состоит из тормозящей колодки и рычагаупора, шарнирно связанного с ней и с неподвижной рамой. В результате интенсивный нагрев и износ тормозящих колодок приводят к нестабильности коэффициентов трения тормозящих колодок по тормозимому диску и углов наклона рычагов-упоров и, следовательно, к нестабильности коэффициентов самоусиления и к возможности возникновения увеличивающегося различия между ними. В основу изобретения поставлена задача для тормозного устройства, содержащего неподвижную рамуг тормозимый элемент, силовые тормозящие элементы и механизм передачи усилия на силовые тормозящие элементы, путем снабжения его самоусиливающими узлами, каждый из которых состоит из фрикционного эле 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 8 мента, связанного с управляющим элементом, контактирующего при торможении с тормозимым элементом и перемещающегося при этом в направлении его движения до исчезновения зазора между силовыми тормозящими элементами и тормозимым элементом, и усиливающего рычага, одним своим концом связанного с фрикционным элементом, а вторым концом связанного с механизмом передачи усилия на силовые тормозящие элементы, выполнения фрикционного элемента самоусиливающих узлов в виде тела качения, шарнирно связанного с усиливающим рычагом, и его связи с управляющим элементом через • "ажимной элемент, который при торможении контактирует с фрикционным элементом, выполнения фрикционного элемента самоусиливающих узлов составным из нескольких частей, в частности - соосных, некоторые из которых контактируют при торможении с тормозимым элементом, а некоторые из остальных контактируют при торможении с нажимным элементом, связи частей фрикционного элемента между собой через фрикционы, выполнения диаметров частей фрикционного элемента самоусиливающих узлов, контактирующих при торможении с нажимным элементом, меньшими, чем диаметры частей, контактирующих при торможении с тормозимым элементом, выполнения поверхностей фрикционного элемента или его частей, а также ответных поверхностей контактирующих с ними при торможении элементов тормозного устройства профильными в плоскости, перпендикулярной направлению движения поверхности тормозимого элемента, связи фрикционов с дополнительными управляющими элемеьтами, введения частей фрикционного элемента самоусиливающих узлов, контактирующих при торможении с нажимным элементом, в непроскальзывающее зацепление с ним, введения частей фрикционного элемента самоусиливающих узлов, контактирующих при торможении с тормозимым элементом, в непроскальзывающее зацепление с ним, связи фрикционного элемента самоусиливающих узлов с одним концом дополнительного рычага, второй конец которого взаимодействует с неподвижной рамой с возможностью регулировки длины дополнительного рычага, соединения управляющего элемента и нажимного элемента самоусиливающих узлов с неподвижной рамой без возможности перемещения или с возможностью регулировки их положения, выполнения поверхности на 21 27088 ностей. При этом за счет действия сил трения на оси фрикционного элемента 6 Создается сила, сонаправленная с движением поверхности тормозимого элемента 2. Указанная сила, воздействуя на усиливающий рычаг 8 и дополнительный рычаг 17, приводит к возникновению эффекта самоусиления. Сила, развиваемая при 22 этом на усиливающем рычаге 8, передается на силовые тормозящие элементы 4, 5 (см. фиг.2) через механизм 3 передачи усилия на силовые тормозящие элементы, который дополнительно увеличивает усилия, с которыми указанные силовые тормозящие элементы 4, 5 прижимаются к тормозимому элементу 2. Фиг.1 27088 / / / / / / / / / / Л///////////Л Фиг.2 Я 8 91 880/.2 27088 Фиг. 5 Упорядник Техред М. Келемеш Коректор М. Куль Замовлення 551 Тираж Підписне Державне патентне відомство України, 254655, ГСП, Київ-53, Львівська пл., 8 Відкрите акціонерне товариство "Патент", м. Ужгород, вул. Гагаріна, 101