PL234559B1 - Disk brake - Google Patents

Description

Opis wynalazkuDescription of the invention

Znany jest patent z USA nr US 20070114101 A1, gdzie wielotłoczkowy hydrauliczny zacisk hamulcowy posiada dodatkowe dźwignie zainstalowane na korpusie nieruchomego zacisku po obydwu stronach tarczy hamulcowej, gdzie każda dźwignia działa na jedną okładzinę cierną. Dźwignie spięte są linką hamulcową. Gdy następuje ściągnięcie linki, dźwignie zaciskają okładziny cierne na tarczy hamulcowej. Kształt rampowy dźwigni po stronie styku ich z okładzinami ciernymi pozwala uzyskać stały kierunek działania siły docisku, niezależnie od kąta wychylenia dźwigni.There is known US patent No. US 20070114101 A1, where the multi-piston hydraulic brake caliper has additional levers installed on the body of the fixed caliper on both sides of the brake disc, where each lever acts on one friction lining. The levers are fastened with a brake cable. When the cable is pulled out, the levers clamp the friction linings against the disc brake rotor. The ramp shape of the levers on the side of their contact with the friction linings allows for a constant direction of the clamping force, regardless of the angle of deflection of the lever.

Znany jest patent nr US 8544613 B2, gdzie wielotłoczkowy hydrauliczny zacisk hamulcowy, którego korpus jest nieruchomo zamontowany do wspornika, posiada hamulec parkingowy zintegrowany poprzez dodatkowe strzemię zamontowane do korpusu zacisku w sposób umożliwiający mu ruch przesuwny w kierunku osi obrotu tarczy. To strzemię wyposażone jest w tłoczek poruszany mechanicznie, który znajduje się od wewnętrznej strony zacisku. W momencie użycia hamulca postojowego, tłoczek wysuwa się naciskając na wewnętrzną wkładkę cierną, która przesuwa się do tarczy hamulcowej, zapierając się o nią, wytwarza siłę reakcji, powodującą przesunięcie się strzemienia w stronę przeciwną do przesuwającego się tłoczka. Przesuwające się strzemię naciska na wkładkę cierną po drugiej stronie tarczy hamulcowej, ściskając tarczę hamulcową. Zasadniczy hamulec hydrauliczny posiada np. 4 oddzielne tłoczki - po dwa po każdej stronie tarczy, oraz oddzielne wkładki cierne - po jednej po każdej stronie tarczy.There is known patent no. US 8544613 B2, where the multi-piston hydraulic brake caliper, the body of which is fixedly mounted to the bracket, has a parking brake integrated through an additional stirrup mounted to the caliper body in a way that allows it to move in the direction of the axis of rotation of the disc. This stirrup is equipped with a mechanically operated piston which is located on the inside of the caliper. When the parking brake is applied, the piston extends by pressing on the internal friction insert, which moves to the brake disc, pushing against it, creating a reaction force that causes the stirrup to move in the opposite direction to the moving piston. The moving stirrup presses against the friction insert on the other side of the brake disc, squeezing the brake disc. The main hydraulic brake has e.g. 4 separate pistons - two on each side of the disc, and separate friction inserts - one on each side of the disc.

Przedmiotem wynalazku jest hydrauliczny hamulec tarczowy wraz ze zintegrowanym mechanicznym hamulcem postojowym szczególnie dla pojazdów, składający się z zacisku hamulcowego o nieruchomym korpusie, zamocowanym nieruchomo na wsporniku oraz tarczy hamulcowej o konstrukcji pływającej, opisanej w patentach nr US 7654365 B2, US 6267210 B1, US 3435924 A, której konstrukcja pozwala na ruch przesuwny wieńca tarczy względem nieruchomo zamontowanego na piaście koła dzwona, po kierunku osi obrotu tarczy.The subject of the invention is a hydraulic disc brake with an integrated mechanical parking brake, especially for vehicles, consisting of a brake caliper with a fixed body, fixed on a bracket, and a brake disc with a floating structure, described in patents no. US 7654365 B2, US 6267210 B1, US 3435924 A, the structure of which allows the disc rim to move in relation to the bell wheel fixed to the hub, along the direction of the disc rotation axis.

Niniejszy zacisk hamulcowy wyposażony jest w minimum dwie pary tłoczków zamontowanych w tej samej osi, po przeciwległych stronach tarczy hamulcowej, z czego przyjemniej jedna para tłoczków wyposażona jest w mechanizmy kasowania luzów, uruchamiane płynem hydraulicznym. Po obydwu stronach tarczy hamulcowej znajduje się po jednej wkładce ciernej, współpracującej z tłoczkami po danej stronie tarczy. Pod wpływem działania płynu hydraulicznego, wszystkie tłoczki dociskają wkładki cierne do tarczy hamulcowej. Para tłoczków z mechanizmem kasowania luzów pełni również rolę mechanicznego hamulca postojowego. W zacisku, po stronie przeciwległej niż koło względem tarczy hamulcowej, znajduje się mechanizm uruchamiający hamulec postojowy. Mechanizm ten może składać się z dźwigni uruchamianej ręcznie spiętej z wałkiem, który posiada wyżłobienie krzywkowe. Dźwignia i linka mogą być zastąpione serwem elektrycznym.This brake caliper is equipped with at least two pairs of pistons mounted on the same axis, on opposite sides of the brake disc, of which one pair of pistons is more pleasantly equipped with mechanisms for resetting play, actuated by hydraulic fluid. On both sides of the brake disc, there is one friction insert that cooperates with the pistons on a given side of the disc. Under the influence of hydraulic fluid, all pistons press the friction inserts against the brake disc. A pair of pistons with a clearance erasing mechanism also acts as a mechanical parking brake. In the caliper, on the side opposite from the wheel to the brake disc, there is a parking brake actuation mechanism. The mechanism may consist of a hand-operated lever fastened to a shaft which has a cam groove. The lever and cable may be replaced by an electric servo.

Popychacz, wprawiony w ruch za pomocą mechanizmu uruchamiania hamulca postojowego, popycha śrubę regulacyjną, która przenosi siłę poprzez samohamowne połączenie gwintowe na nakrętkę mechanizmu kasowania luzów, która przesuwa tłoczek, który przesuwa wkładkę cierną. Wkładka cierna naciskając na wieniec tarczy hamulcowej, przesuwa go w kierunku osi obrotu tarczy, do przeciwległej wkładki ciernej, która dosuwa się do tłoczka, który to zapiera się o nakrętkę mechanizmu kasowania luzów znajdującego się w tym tłoczku, połączoną z śrubą regulacyjną samohamownym połączeniem gwintowym. Śruba ta unieruchomiona jest poprzez nakrętkę kontrującą, znajdującą się na zewnątrz zacisku hamulcowego.The pusher, driven by the parking brake actuation mechanism, pushes the adjusting bolt, which transmits the force through a self-locking threaded connection, to the clearance reset mechanism nut, which moves the piston that moves the friction insert. The friction insert, pressing on the brake disc rim, moves it in the direction of the disc rotation axis, to the opposite friction insert, which engages the piston, which rests against the nut of the clearance reset mechanism located in the piston, connected to the adjusting screw with a self-locking threaded connection. This bolt is fixed by a counter nut located outside the brake caliper.

Wzrost siły mechanizmu hamulca postojowego doprowadza do zatrzymania się tarczy hamulcowej lub pozostawienia jej zablokowanej, gdy hamulec był użyty na postoju.The increase in the force of the parking brake mechanism causes the brake disc to stop or remain blocked when the brake was applied at a standstill.

Po zwolnieniu hamulca tłoczek od strony mechanizmu hamulca postojowego cofnie się pociągnięty przez uszczelkę, która odkształca się sprężyście przy ruchach tłoczka. Tarcza wróci na swoje miejsce w wyniku dziania sprężynek zamontowanych na śrubach łączących jej obydwie części lub w wyniku ruchu obrotowego ustawi się symetrycznie między wkładkami ciernymi.After releasing the brake, the piston on the side of the parking brake mechanism will move back, pulled by the seal, which deforms elastically with the movements of the piston. The disc will return to its place as a result of knitting of the springs mounted on the bolts connecting its two parts, or as a result of rotational movement it will position itself symmetrically between the friction inserts.

Rozwiązanie wg wynalazku przeznaczone jest do układów hamulcowych o wysokiej skuteczności, gdzie zazwyczaj używa się zacisków wielotłoczkowych, co pozwala zwiększyć średni promień działania siły hamowania bez potrzeby zwiększania średnicy tarczy hamulcowej. Ponadto przy zastosowaniu wielu tłoczków naciskających na wkładkę cierną można równiej rozłożyć siłę docisku wkładki do tarczy hamulcowej, co skutkuje bardziej równomiernym nagrzewanie elementów ciernych, podczas pracy hamulca zasadniczego.The solution according to the invention is intended for high-performance braking systems, where multi-piston calipers are usually used, which allows to increase the average radius of the braking force without the need to increase the diameter of the brake disc. Moreover, when using many pistons pressing against the friction insert, the pressure force of the insert against the brake disc can be distributed more evenly, which results in a more uniform heating of the friction elements during the service brake operation.

PL 234 559 B1PL 234 559 B1

Zintegrowanie funkcji hamulca postojowego w jedną parę tłoczków pozwala wykorzystać te tłoczki zarówno do hamulca zasadniczego, jak i postojowego. W hamulcu zasadniczym i postojowym używane są te same okładziny cierne. W hamulcach tarczowych o wysokiej skuteczności zazwyczaj stosuje się dwuczęściowe tarcze hamulcowe, gdzie dzwon i wieniec są wykonane z innych materiałów, w celu zwiększenia skuteczności układu hamulcowego i zmniejszenia masy. Często też konstrukcja tych tarcz jest pływająca, toteż zastosowanie wynalazku z patentu nie zwiększy kosztu całkowitego.By integrating the parking brake function into one pair of pistons, these pistons can be used for both the service brake and the parking brake. The same friction linings are used in the service brake and the parking brake. High performance disc brakes typically use two-piece brake discs where the bell and rim are made of different materials to increase the effectiveness of the braking system and reduce weight. Often, the structure of these discs is floating, so that applying the patent invention will not increase the total cost.

Fig. 1 przedstawia widok aksonometryczny hamulca tarczowego opisanego w przykładzie wykonania.Fig. 1 shows an axonometric view of the disc brake described in the embodiment.

Fig. 2 przedstawia widok po kierunku osi obrotu tarczy hamulcowej. Przerywanymi liniami na zacisku hamulcowym oznaczone są pozycje tłoczków. Oznaczona jest również linia przekroju A-A.Fig. 2 shows a view along the axis direction of rotation of the brake disc. The positions of the pistons are marked with dashed lines on the brake caliper. The section line A-A is also marked.

Fig. 3 przedstawia przekrój jak oznaczono na fig. 2. Tarcza hamulcowa, nakrętki regulacyjne 3 i 4, popychacz 9 oraz wałeczek 19, przedstawiono w widoku.Fig. 3 is a sectional view as indicated in Fig. 2. The brake disc, adjusting nuts 3 and 4, follower 9 and roller 19 are shown in view.

Fig. 4 przedstawia rzut aksonometryczny zacisku hamulcowego. Liniami przerywanymi przedstawiono pozycję tłoczków 1 i 2, nakrętek regulacyjnych 3 i 4 oraz śrub regulacyjnych 5 i 16.Fig. 4 shows an axonometric view of a brake caliper. The dashed lines show the positions of the pistons 1 and 2, the adjustment nuts 3 and 4 and the adjustment screws 5 and 16.

Fig. 5 przedstawia rzut aksonometryczny zacisku hamulcowego.Fig. 5 shows an axonometric view of a brake caliper.

Przedmiot wynalazku uwidoczniono w przykładzie wykonania na rysunkach przedstawiających hamulec tarczowy.The subject of the invention has been shown in an exemplary embodiment in the drawings showing a disc brake.

Hamulec tarczowy składający się z zacisku hamulcowego wraz ze zintegrowanym mechanizmem hamulca postojowego, zamontowanego nieruchomo do jarzma w taki sposób, że środek klocka hamulcowego leży w odległości od osi obrotu koła równej średniemu promieniowi wieńca współpracującej tarczy hamulcowej. Hamulec tarczowy składający się z zacisku hamulcowego posiadającego minimum dwie pary tłoczków, gdzie każda para leży osiowo, umieszczone w cylindrycznych otworach, dwa w zewnętrznym korpusie zacisku hamulcowego 17 i dwa w wewnętrznym korpusie zacisku hamulcowego 20. Na przykładzie posiadający trzy pary, znamienny tym, że tłoczki 1 i 2 leżące w tej samej osi posiadają mechanizmy kasowania luzu zamontowane osiowo wewnątrz tłoczków, składające się między innymi z nakrętek 3 i 4. Mechanizmy kasowania luzu mają na celu zniwelować luz powstały w wyniku zużywania się okładzin ciernych oraz pływające tarczy hamulcowej. Przy uruchomieniu hamulca zasadniczego, wzrasta ciśnienie płynu hydraulicznego w cylindrach wewnętrznego korpusu zacisku 20 i zewnętrznego korpusu zacisku 17, w miejscach styku nakrętek regulacyjnych 3 i 4 oraz tłoczków 1 i 2 pojawią się siły wypadkowe, które są rekompensowane poprzez wykręcenie nakrętek 3 i 4 ze śrub regulacyjnych 5 i 13 zamontowanych w osi tłoczków 1 i 2, wspomagane poluźniającymi się sprężynkami 6 i 21. Mechaniczny hamulec postojowy uruchamiany jest mechanicznie za pomocą dźwigni 7 zamontowanej do wewnętrznego korpusu zacisku 20, która obraca wałek z wycięciem krzywkowym 8, popychając popychacz 9, popychający śrubę regulacyjną 5 zamontowaną w osi tłoczka 1, która poprzez samohamowne połączenie gwintowe przesuwa nakrętkę 3 mechanizmu kasowania luzu, która po zetknięciu się z powierzchnią czołową tłoczka 1 przesuwa go, a tłoczek 1 przesuwa wkładkę cierną 10 do wieńca tarczy hamulcowej 11, który przesuwa się do wkładki ciernej 12, dalej dosuwając ją do tłoczka 2, który cofa się do momentu zetknięcia z nakrętką 4 mechanizmu kasowania luzu, blokując dalszy ruch na samohamownym połączeniu gwintowym ze śrubą regulacyjną 13.A disc brake consisting of a brake caliper with an integrated parking brake mechanism, fixed to the yoke so that the center of the brake pad is at a distance from the wheel's axis of rotation equal to the mean rim radius of the mating brake disc. Disc brake consisting of a brake caliper having at least two pairs of pistons, each pair lying axially, placed in cylindrical bores, two in the outer body of the caliper 17 and two in the inner body of the caliper 20. Example, three pairs, characterized in that the pistons 1 and 2 lying in the same axis have clearance cancellation mechanisms axially mounted inside the pistons, including, among others, nuts 3 and 4. The clearance cancellation mechanisms are designed to compensate for the clearance resulting from wear of friction linings and floating brake disc. When the main brake is actuated, the pressure of the hydraulic fluid increases in the cylinders of the inner body of the caliper 20 and the outer body of the caliper 17, in the contact points of the adjustment nuts 3 and 4 and pistons 1 and 2, resultant forces will appear, which are compensated by removing the nuts 3 and 4 from the bolts regulators 5 and 13 mounted in the axis of pistons 1 and 2, assisted by loosening springs 6 and 21. The mechanical parking brake is mechanically actuated by means of a lever 7 mounted to the internal body of the clamp 20, which rotates the shaft with the cam cut 8, pushing the pusher 9, pushing an adjusting screw 5 mounted in the axis of the piston 1, which, through a self-locking threaded connection, moves the nut 3 of the clearance cancellation mechanism, which, upon contact with the face of the piston 1, moves it, and the piston 1 moves the friction insert 10 to the rim of the brake disc 11, which moves to of the friction insert 12, further pushing it against the piston 2, which it moves back until it contacts the nut 4 of the clearance cancellation mechanism, blocking further movement on the self-locking threaded connection with the adjustment screw 13.

Dalszy wzrost siły P na dźwigni 7 hamulca postojowego prowadzi do zatrzymania się tarczy hamulcowej, bądź uniemożliwia jej ruch, gdy hamulec używany jest na postoju.A further increase in the force P on the parking brake lever 7 leads to the stopping of the brake disc or prevents its movement when the brake is used at a standstill.

Po zwolnieniu hamulca postojowego, poprzez cofnięcie dźwigni 7 do pozycji wejściowej, tłoczek 1 wycofa się do wewnątrz zacisku do pozycji początkowej, za sprawą uszczelki 14, która wcześniej odkształciła się sprężyście.After releasing the parking brake, by returning the lever 7 to its initial position, the piston 1 will retract to the inside of the caliper to its initial position due to the seal 14, which has previously deformed elastically.

Wieniec tarczy hamulcowej 11 powróci do pozycji początkowej za sprawą sprężynek 15, które wcześniej odkształciły się sprężyście.The rim of the brake disc 11 returns to its initial position due to the springs 15, which previously deformed elastically.

Śruba regulacyjna 13 zablokowana jest nakrętką kontrującą 16. Po odblokowaniu nakrętki kontrującej 16 można obracać śrubę regulacyjną 13 w celu wycofania tłoczka do wewnątrz korpusu zacisku 17, aby swobodnie dokonać wymiany zewnętrznej, zużytej wkładki ciernej 12.The adjusting screw 13 is locked by the lock nut 16. After unlocking the lock nut 16, you can turn the adjusting screw 13 to retract the piston inside the caliper body 17 to freely replace the worn outer friction insert 12.

Aby wycofać tłoczek 1 od strony dźwigni 7 należy wykręcić śrubę kontrującą 18, następnie obracać wałek 19 z gniazdem imbusowym, który spowoduje obrót śruby regulacyjnej 5, poprzez połączenie zębate, wycofując tłoczek 1 do wewnątrz korpusu zacisku 20 i pozwalając na wymianę wewnętrznej wkładki ciernej 10.To retract the piston 1 from the lever 7 side, unscrew the counter screw 18, then turn the shaft 19 with an Allen socket, which will rotate the adjusting screw 5 through a gear joint, retracting the piston 1 inside the body of the clamp 20 and allowing the replacement of the internal friction insert 10.

Claims (3)

Zastrzeżenia patentowePatent claims 1. Hamulec tarczowy, znamienny tym, że składa się z pływającej tarczy hamulcowej oraz wielotłoczkowego zacisku hamulcowego z korpusem zamontowanym nieruchomo do wspornika z wkładkami ciernymi po jednej na każdą stronę tarczy, posiadającym przynajmniej cztery tłoczki, z czego co najmniej dwa (1) i (2) leżące w jednej osi wyposażone są w mechanizmy kasowania luzów uruchamiane hydraulicznie. Każdy z tłoczków (1) i (2) współpracuje z inną wkładką cierną (10) i (12). Mechanizm uruchamiania hamulca postojowego znajduje się po jednej stronie zacisku.1. Disc brake, characterized by a floating brake disc and a multi-piston brake caliper with a body fixed to a support with friction inserts, one on each side of the disc, having at least four pistons, of which at least two (1) and ( 2) lying in one axis are equipped with hydraulically actuated lash resetting mechanisms. Each of the pistons (1) and (2) cooperates with a different friction insert (10) and (12). The parking brake actuation is on one side of the caliper. 2. Hamulec tarczowy wg zastrz. 1, znamienny tym, że jeśli w zacisku tego hamulca występuje nieparzysta liczba par tłoczków, to tłoczki (1) i (2), wyposażone w mechanizm kasowania luzów uruchamiany hydraulicznie, korzystnie będą środkową parą.2. Disc brake according to claim The method of claim 1, characterized in that if there are an odd number of pairs of pistons in the caliper of the brake, the pistons (1) and (2) provided with a hydraulically actuated lash reset mechanism will preferably be the middle pair. 3. Zespół hamulca tarczowego wg zastrz. 1, znamienny tym, że mechanizm hamulca postojowego może być uruchamiany elektrycznie.3. A disc brake assembly according to claim The method of claim 1, characterized in that the parking brake mechanism is electrically actuatable.