Устройство автоматической регулировки зазора в тормозном механизме

007678 Изобретение относится к машиностроению, в частности к устройствам для автоматической регулировки тормоза транспортного средства, а именно, к автоматической регулировке зазоров между накладками колодок и барабаном в тормозном механизме преимущественно грузовых транспортных средств и обеспечивает автоматическую компенсацию износа фрикционных накладок тормозов с пневматическим приводом и кулачковым разжимом колодок. В настоящее время разработано и применяется большое количество конструкций устройств автоматической регулировки зазоров между накладками колодок и барабаном в тормозном механизме, в т.ч. грузовых транспортных средств. Так, известно устройство для автоматической регулировки тормоза транспортного средства, которое включает тормозной рычаг, валик, связанный через червячную пару с разжимным кулаком тормозных колодок, и храповой механизм ограничения обратного хода тормозных колодок [1]. Для повышения надежности автоматической регулировки и работы тормозной системы в целом устройство дополнительно снабжено кронштейном с дугообразной канавкой и кулачковым механизмом, выполненным в виде закрепленного на валике двуплечего рычага с роликом, контактирующим со стенками дугообразной канавки кронштейна. Также известно устройство для автоматической регулировки тормоза транспортного средства, которое включает, в том числе, регулировочный рычаг с регулировочным приспособлением [2]. В описанном устройстве рычаг через червячную пару соединен с валом привода тормоза. Червячное колесо и червяк образуют регулировочное приспособление. Привод регулировочного приспособления выполнен в виде зубчатого венца зубчатой рейки и шестерни и муфты свободного хода. В кожухе с обоих торцов зубчатой рейки выполнены полости для обеспечения ее хода, больше зазора в тормозе. Имеется устройство "мертвого хода" в виде зубчатого сцепления между шестерней и отбойной муфты свободного хода. При износе накладок колодок и барабана воздушный зазор между ними увеличивается. Устройство обеспечивает автоматическое увеличение поворота рычага до полного прилегания накладок колодок к барабану. Наиболее близким к заявляемому является устройство для автоматической регулировки зазора в тормозных механизмах транспортных средств, которое содержит разжимной вал, закрепленный на нем храповик, приводной рычаг, в пазу корпуса которого установлен с возможностью взаимодействия с храповиком подпружиненный стопор, и управляющее устройство с установленным в его пазу вторым подпружиненным стопором [3]. Регулятор содержит приводной рычаг, взаимодействующий посредством подпружиненного стопора с храповиком, закрепленным на разжимном валу. Стопор установлен с возможностью вращательного и возвратно-поступательного перемещения в пазу корпуса приводного рычага и имеет опорный выступ, контактирующий с опорной впадиной приводного рычага в режиме торможения для обеспечения жесткой блокировки приводного рычага с храповиком. На разжимном валу закреплен второй храповик, взаимодействующий с подпружиненным стопором управляющего устройства,установленным с возможностью вращательного и возвратно-поступательного перемещения относительно второго храповика, и имеет опорный выступ, контактирующий с опорной впадиной управляющего устройства для обеспечения жесткой блокировки управляющего устройства и храповика при установке зазора между накладками тормозных колодок и барабаном. Все описанные выше устройства автоматической регулировки зазоров имеют достаточно сложную конструкцию. При этом основные функциональные элементы таких устройств, в частности элементы,предназначенные для передачи вращения, размещены друг по отношению к другу таким образом, что их оси вращения расположены в различных плоскостях. Таким образом, наряду с усложнением конструкции, в описанных устройствах может наблюдаться снижение надежности их функционирования, в том числе за счет усложнения кинематических схем. Задачей настоящего изобретения является создание устройства автоматической регулировки зазора между накладками колодок и тормозным барабаном в тормозном механизме, которое имело более простую конструкцию и обеспечивало бы при этом более простую и точную автоматическую регулировку при повышении надежности функционирования устройства в целом. Устройство должно содержать значительное меньшее количество элементов и обеспечивать более надежное зацепление между элементами в заданном режиме при передаче крутящего момента. Поставленная задача решается устройством автоматической регулировки зазора в тормозном механизме, содержащим регулировочный рычаг, на корпусе которого размещена рукоятка, связанная, с одной стороны, посредством пальца с тормозной камерой и, с другой стороны, с разжимным кулаком посредством механизма регулировки, включающего систему взаимосвязанных элементов передачи вращения,снабженных элементами зацепления, стопорный элемент и средство задания режима взаимодействия элементов, за счет того, что элементы передачи вращения и стопорный элемент размещены на валу соосно относительно вала разжимного кулака, каждый элемент передачи вращения выполнен в виде тела вращения и снабжен по меньшей мере одним элементом зацепления, выполненным по меньшей мере на одной торцевой поверхности, и по меньшей мере одним элементом взаимодействия с корпусом или валом разжимного кулака, выполненным на внешней или внутренней радиальной поверхности, стопорный элемент выполнен в виде тела вращения и снабжен по меньшей мере одним элементом зацепления, вы-1 007678 полненным на торцевой поверхности со стороны смежного элемента передачи вращения, при этом средство задания режима взаимодействия элементов передачи вращения выполнено составным и включает элемент задания усилия взаимодействия, связанный по меньшей мере с одним элементом передачи вращения, и элемент задания мертвого хода, связанный со стопорным элементом и средством крепления тормозной камеры. В заявляемом устройстве практически все основные функциональные элементы - элементы, передающие вращение при повороте регулировочного рычага, элементы, обеспечивающие режимы взаимодействия элементов, передающих вращение, стопорный элемент и т.д. - размещены соосно на одном валу, который является валом разжимного кулака. Зацепление, создаваемое между смежными элементами передачи вращения и стопорным элементом по их торцевым поверхностям, обеспечивает более высокую надежность и стабильность передачи вращения в заданном режиме, который поддерживается элементом задания усилия взаимодействия и элементом задания мертвого хода из состава средства задания режима взаимодействия элементов передачи вращения. Перечисленные выше особенности конструктивного выполнения основных функциональных элементов заявляемого устройства, а также связей, в том числе пространственных, кинематических и т.п.,между этими элементами в своей совокупности определяют оригинальность конструкции заявляемого устройства в целом. Благодаря упрощенной кинематической схеме, устройство обеспечивает более точную и стабильную автоматическую регулировку зазора, а также более оперативное и надежное срабатывание тормозной системы в целом. Конкретные формы выполнения каждого из указанных выше элементов из состава заявляемого устройства автоматической регулировки могут быть выбраны специалистом в данной области техники в каждом конкретном случае, исходя из определенных условий, но с учетом описанных выше их конструктивных и иных особенностей. Однако, в одной из наиболее предпочтительных форм реализации заявляемого устройства автоматической регулировки зазора в тормозном механизме, механизм регулировки содержит в качестве элементов передачи вращения жестко связанную с корпусом в радиальном направлении ведущую полумуфту и жестко связанную с валом разжимного кулака в радиальном направлении центральную муфту, при этом стопорный элемент выполнен в виде ведомой полумуфты, элемент задания усилия взаимодействия выполнен в виде тарельчатой пружины, установленной на валу разжимного кулака с возможностью осевого взаимодействия с ведущей полумуфтой со стороны, противолежащей центральной муфте, а элемент задания мертвого хода выполнен в виде поводка, неразъемно связанного с ведомой полумуфтой и снабженного на его свободном конце овальным отверстием, длина которого выбрана согласно номинальной величине регулируемого зазора, предназначенным для размещения элемента связи со средством крепления тормозной камеры, предпочтительно кронштейном крепления тормозной камеры, в частности пальца, закрепленного на кронштейне крепления тормозной камеры. Далее, предпочтительными являются те формы реализации, в которых центральная муфта снабжена зубчатыми элементами зацепления, выполненными зеркально на обеих ее торцевых поверхностях по всей площади поверхности, при этом ведущая полумуфта и ведомая полумуфта снабжены ответными зубчатыми элементами зацепления, выполненными на их торцевых поверхностях, взаимодействующих с центральной муфтой. При этом наиболее предпочтительно, когда элементы зацепления на торцевых поверхностях центральной муфты размещены напротив друг друга без смещения. Что касается выбора числа зубчатых элементов на торцевых поверхностях муфты, а также ведомой и ведущей полумуфт, то в ряде наиболее предпочтительных форм реализации на поверхности может быть выполнено по 72 элемента зацепления. При этом геометрия зубчатых элементов может быть выбрана специалистом в данной области техники любой подходящей для каждой конкретной формы реализации. Ниже заявляемое устройство для автоматической регулировки зазора в тормозном механизме будет рассмотрено более подробно на примере одной из предпочтительных, но не ограничивающих форм реализации со ссылками на позиции фигур чертежей, на которых представлены: фиг. 1 а - схематичное изображение вида спереди заявляемого устройства (в разрезе); фиг. 1 б - схематичное изображение фрагмента вида по стрелке А по фиг. 1 а (в увеличенном масштабе); фиг. 1 в - схематичное изображение фрагмента вида по разрезу Б-Б по фиг. 1 а (в увеличенном масштабе); фиг. 2 а - схематичное изображение вида спереди муфты в одной из предпочтительных форм реализации; фиг. 2 б - схематичное изображение вида сбоку муфты по фиг. 2 а (в разрезе); фиг. 3 а - схематичное изображение вида спереди ведущей полумуфты в одной из предпочтительных форм реализации; фиг. 3 б - схематичное изображение вида сбоку ведущей полумуфты по фиг. 3 а (в разрезе); фиг. 4 а - схематичное изображение вида спереди ведомой полумуфты в одной из предпочтительных-2 007678 форм реализации; фиг. 4 б - схематичное изображение вида сбоку ведомой полумуфты по фиг. 4 а (в разрезе); фиг. 5 - схематичное изображение вида спереди тарельчатой пружины в одной из предпочтительных форм реализации. На фиг. 1 а схематично в разрезе изображен вид спереди заявляемого устройства в одной из возможных предпочтительных форм реализации. Устройство автоматической регулировки зазора содержит регулировочный рычаг 1, в корпусе 2 которого соосно относительно оси 3 вала разжимного кулака (на чертежах не изображены) расположены ведущая полумуфта 4, муфта 5, ведомая полумуфта 6 и тарельчатая пружина 7. Корпус 2 снабжен крышкой 8. Устройство содержит также поводок 9. Поводок 9 неподвижно (например, посредством развальцовки) связан с ведомой полумуфтой 6. Поводок 9 снабжен крышкой 10 поводка 9. Крышка 10 поводка 9, крышка 8 корпуса 2 и корпус 2 соединены посредством болта 11 с шайбой 12. В поводке 9 предусмотрено овальное отверстие 13 для установки пальца, закрепленного на кронштейне крепления тормозной камеры (на чертежах не показаны). Регулировочный рычаг 1 стопорится в осевом направлении на валу разжимного кулака посредством втулки упорной болтом с шайбой (на чертежах не показаны). Более детально фрагмент поводка 9 представлен на фиг. 1 б (схематичное изображение фрагмента вида по стрелке А по фиг. 1 а в увеличенном масштабе). Значение обозначенного на фиг. 1 б размера L выбрано, исходя из заданной величины свободного хода поводка 9, которая соответствует номинальному значению регулируемого зазора. На фиг. 1 в схематично в увеличенном масштабе изображен фрагмент вида по разрезу Б-Б по фиг. 1 а, иллюстрирующий формирование зацепления между ведущей полумуфтой 4, муфтой 5 и ведомой полумуфтой 6 посредством выполненных на их торцевых поверхностях зубчатых элементов 14, 15 и 16 и 17, соответственно. При этом зубчатые элементы 15 и 16, выполненные на торцевых поверхностях муфты 5, расположены зеркально относительно поперечной оси 18 (см. фиг. 2 б) муфты 5. В качестве примеров на фиг. 2 а;б, фиг. 3 а;б, фиг. 4 а;б и фиг. 5 представлены в различных видах возможные предпочтительные формы реализации муфты 5, ведущей полумуфты 4, ведомой полумуфты 6 и тарельчатой пружины 7. Так, на фиг. 2 а представлено схематичное изображение вида спереди, а на фиг. 2 б - схематичное изображение в разрезе вида сбоку муфты 5. Муфта 5 на своих торцевых поверхностях 19 и 20 содержит по 72 зубчатых элемента 15 и 16, соответственно, которые расположены зеркально относительно поперечной оси 18. На внутренней радиальной поверхности 21 муфты 5 выполнены шлицы 22 для соединения с валом разжимного кулака. На фиг. 3 а представлено схематичное изображение вида спереди, а на фиг. 3 б - схематичное изображение в разрезе вида сбоку ведущей полумуфты 4. На внешней радиальной поверхности 23 ведущей полумуфты 4 выполнены шлицы 24 для соединения ведущей полумуфты 4 с корпусом 2. Зубчатые элементы 14 выполнены на торцевой поверхности 25, обращенной к муфте 5. На фиг. 4 а представлено схематичное изображение вида спереди, а на фиг. 4 б - схематичное изображение в разрезе вида сбоку ведомой полумуфты 6. Зубчатые элементы 17 выполнены на торцевой поверхности 26, обращенной к муфте 5. На противолежащей муфте 5 части ведомой полумуфты 6 предусмотрен участок 27 под соединение с поводком 9 посредством развальцовки. Фиг. 5 представлено схематичное изображение вида спереди тарельчатой пружины 7 в одной из возможных предпочтительных форм реализации. Тарельчатая пружина 7 на ее внешнем диаметре 28 снабжена опорными элементами, выполненными в виде лепестков 29 с опорными поверхностями 30. Тарельчатая пружина 7 имеет условно коническую форму, причем ее внутренний диаметр 31 обращен в сторону крышки 8 корпуса 2, а внешний диаметр 28 с лепестками 29 обращен в сторону ведущей полумуфты 4. Для связи с тормозной камерой тормоза (на чертежах не изображена) в рукоятке 32 регулировочного рычага 1 предусмотрено отверстие 33. Заявляемое устройство автоматической регулировки зазора работает следующим образом. В связи с известностью для специалистов в данной области процессов, происходящих непосредственно при установке зазора в тормозном механизме, все элементы тормозного механизма, не входящие в состав регулировочного рычага 1, на чертежах не изображены, что специально указано в тексте описания. При сборке устройства в корпус 2 регулировочного рычага 1 последовательно (соосно оси 3 вала разжимного кулака) устанавливают тарельчатую пружину 7, ведущую полумуфту 4, муфту 5 и ведомую полумуфту 6. При этом ведущую полумуфту 4 в корпус 2 устанавливают по шлицам 24, выполненным на внешней радиальной поверхности 23 ведущей полумуфты 4. Шлицы 22, выполненные на внутренней радиальной поверхности 21 муфты 5, предназначены для позиционирования муфты 5 на валу 3 разжимного кулака. На корпус 2 устанавливают поводок 9, крышку 8 и крышку 10 поводка 9 и стягивают конструкцию посредством болта 11 с шайбой 12. Поводок 9 и ведомую полумуфту 6 соединяют неподвижно посредством развальцовки участка 27 ведомой полумуфты 6. В таком положении зубчатые элементы 14, выпол-3 007678 ненные на торцевой поверхности 25 ведущей полумуфты 4, входят в зацепление с зубчатыми элементами 15, выполненными на торцевой поверхности 19 муфты 5, а зубчатые элементы 16, выполненные на торцевой поверхности 20 муфты 5 - с зубчатыми элементами 17, выполненными на торцевой поверхности 26 ведомой полумуфты 6. Зубчатые элементы 15 и 16, выполненные на торцевых поверхностях 19 и 20, соответственно, муфты 5 расположены зеркально относительно поперечной оси 18 муфты 5 (см. фиг. 1 в). Тарельчатая пружина 7 по своему внутреннему диаметру 31 контактирует с крышкой 8 корпуса 2. При этом в некоторых формах реализации в крышке 8 корпуса 2 может быть выполнено кольцевое углубление (на чертежах не изображено) для установки тарельчатой пружины 7 по ее внутреннему диаметру 31. Лепестки 29, выполненные на внешнем диаметре 28 тарельчатой пружины 7 своими опорными поверхностями 30 контактируют с торцевой поверхностью ведущей полумуфты 4, противолежащей муфте 5. В статическом положении ведущая полумуфта 4, муфта 5 и ведомая полумуфта 6 удерживаются поджатыми в осевом направлении на валу 3 разжимного кулака за счет фиксации по отношению к корпусу 2 посредством болта 11 с шайбой 12 крышки 8 корпуса 2 и крышки 10 поводка 9, а также дополнительно за счет установки на валу 3 разжимного кулака между крышкой 8 и ведущей полумуфтой 4 тарельчатой пружины 7. При первом торможении от тормозной камеры тормоза, взаимодействующей через отверстие 33 с рукояткой 32 регулировочного рычага 1, вращательное движение передается на корпус 2 регулировочного рычага 1. При этом происходит одновременный согласованный поворот вокруг оси 3 вала разжимного кулака следующих элементов: корпуса 2 регулировочного рычага 1; ведущей полумуфты 4 через шлицы 24, выполненные на внешней радиальной поверхности 23 ведущей полумуфты 4, взаимодействующие с соответствующими выступами, выполненными в корпусе 2; муфты 5 через формирующие зацепление зубчатые элементы 14, выполненные на торцевой поверхности 25 ведущей полумуфты 4, и зубчатые элементы 15, выполненные на торцевой поверхности 19 муфты 5; вала 3 разжимного кулака, а следовательно, и самого разжимного кулака (на чертежах не изображены) через шлицы 22, выполненные на внутренней радиальной поверхности 21 муфты 5, взаимодействующие с соответствующими выступами, выполненными на валу 3 разжимного кулака. Разжимной кулак (на чертежах не изображен) своей S-образной головкой при вращении устанавливает накладки тормозных колодок (на чертежах не изображены) с зазором по отношению к тормозному барабану (на чертежах не изображен). Одновременно, через зацепление, формируемое зубчатыми элементами 16, выполненными на торцевой поверхности 20 муфты 5, и зубчатыми элементами 17, выполненными на торцевой поверхности 26 ведомой полумуфты 6, вращательное движение передается также с муфты 5 на ведомую полумуфту 6. Однако, как только палец (на чертежах не изображен), закрепленный на кронштейне тормозной камеры,достигает крайнего положения в овальном отверстии 13, выполненном в поводке 9, вращательное движение ведомой полумуфты стопорится (за счет неподвижного соединения поводка 9 с ведомой полумуфтой 6, например посредством развальцовки участка 27 ведомой полумуфты 6). Таким образом, ведомая полумуфта 6 может осуществить поворот только на величину свободного хода поводка 9, соответствующую величине номинального зазора между накладками тормозных колодок и тормозным барабаном, и определяемую значением размера L овального отверстия 13, выполненного в поводке 9. При этом после достижения крайнего положения пальца поворот остальных элементов регулировочного рычага продолжается. Благодаря зеркальному относительно поперечной оси 18 муфты 5 выполнению зубчатых элементов 15 и 16 на торцевых поверхностях 19 и 20, соответственно, муфты 5, зубчатые элементы 17, выполненные на торцевой поверхности 26 ведомой полумуфты 6, проскальзывают по зубчатым элементам 16,выполненным на торцевой поверхности 20 муфты 5, в том числе за счет сжатия тарельчатой пружины 7. Усилие сжатия тарельчатой пружины 7 выбирается с учетом возможности обеспечения режима взаимного проскальзывания зубчатых элементов 17 и 16 и определяется рядом параметров тарельчатой пружины 7, в том числе количеством лепестков 29, выполненных на внешнем диаметре 28 тарельчатой пружины 7, суммарной протяженностью опорных поверхностей 30 лепестков 29 и т.д. В некоторых формах реализации для обеспечения режима проскальзывания для установки тарельчатой пружины 7 по ее внутреннему диаметру 31 в крышке 8 корпуса 2 может быть предусмотрено кольцевое углубление. При растормаживании под воздействием пружины тормозной камеры и стягивающей пружины тормозных колодок (на чертежах не изображены) корпус 2 регулировочного рычага 1 возвращается в исходное положение. Вместе с корпусом 2 через шлицы 24, выполненные на внешней радиальной поверхности 23, в исходное положение поворачивается и ведущая полумуфта 4. При этом вал 3 разжимного кулака, а также муфта 5 (через шлицы 22, выполненные на ее внутренней радиальной поверхности 21),ведомая полумуфта 6 (через сцепление, сформированное зубчатыми элементами 16, выполненными на торцевой поверхности 20 муфты 5, и зубчатыми элементами 17, выполненными на торцевой поверхности 26 ведомой полумуфты 6), а также поводок 9 продолжают поворот в противоположном направлении на величину свободного хода поводка 9, определяемую значением размера L овального отверстия 13, соответствующим номинальному значению регулируемого зазора. В результате этого обеспечивается ста-4 007678 бильность зазора между накладками тормозных колодок и тормозным барабаном. В случае увеличения зазора (за счет истирания накладок) на определенном цикле торможения при торможении произойдет перескакивание зубчатых элементов 17, выполненных на торцевой поверхности 26 ведомой полумуфты 6 по отношению к зубчатым элементам 16, выполненным на торцевой поверхности 20 муфты 5. Тем самым будет обеспечиваться стабильное поддержание номинального зазора в автоматическом режиме. Литература 1. Авторское свидетельство SU1124142 А, опубл. 15.11.1984. 2. Патент RU2091626 С 1. опубл. 27.09.1997. 3. Патент RU2007639 С 1. опубл. 15.02.1994. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Устройство автоматической регулировки зазора в тормозном механизме, содержащее регулировочный рычаг, на корпусе которого размещена рукоятка, связанная, с одной стороны, посредством пальца с тормозной камерой и, с другой стороны, с разжимным кулаком посредством механизма регулировки, включающего систему взаимосвязанных элементов передачи вращения, снабженных элементами зацепления, стопорный элемент и средство задания режима взаимодействия элементов, отличающееся тем,что элементы передачи вращения и стопорный элемент размещены соосно относительно вала разжимного кулака, каждый элемент передачи вращения выполнен в виде тела вращения и снабжен по меньшей мере одним элементом зацепления, выполненным по меньшей мере на одной торцевой поверхности, и по меньшей мере одним элементом взаимодействия с корпусом или валом разжимного кулака, выполненным на внешней или внутренней радиальной поверхности, стопорный элемент выполнен в виде тела вращения и снабжен по меньшей мере одним элементом зацепления, выполненным на торцевой поверхности со стороны смежного элемента передачи вращения, при этом средство задания режима взаимодействия элементов передачи вращения выполнено составным и включает элемент задания усилия взаимодействия, связанный по меньшей мере с одним элементом передачи вращения, и элемент задания мертвого хода, связанный со стопорным элементом и средством крепления тормозной камеры. 2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что механизм регулировки содержит в качестве элементов передачи вращения жестко связанную с корпусом в радиальном направлении ведущую полумуфту и жестко связанную с валом разжимным кулаком в радиальном направлении центральную муфту, при этом стопорный элемент выполнен в виде ведомой полумуфты, элемент задания усилия взаимодействия выполнен в виде тарельчатой пружины, установленной на валу разжимного кулака с возможностью осевого взаимодействия с ведущей полумуфтой со стороны, противолежащей центральной муфте, а элемент задания мертвого хода выполнен в виде поводка, неразъемно связанного с ведомой полумуфтой и снабженного на его свободном конце овальным отверстием, длина которого выбрана согласно номинальной величине регулируемого зазора, предназначенным для размещения элемента связи со средством крепления тормозной камеры, предпочтительно кронштейном крепления тормозной камеры, в частности пальца, закрепленного на кронштейне крепления тормозной камеры. 3. Устройство по п.2, отличающееся тем, что центральная муфта снабжена зубчатыми элементами зацепления, выполненными зеркально на обеих ее торцевых поверхностях по всей площади поверхности,при этом ведущая полумуфта и ведомая полумуфта снабжены ответными зубчатыми элементами зацепления, выполненными на их торцевых поверхностях, взаимодействующих с центральной муфтой. 4. Устройство по п.3, отличающееся тем, что элементы зацепления на торцевых поверхностях центральной муфты размещены напротив друг друга без смещения. 5. Устройство по любому из пп.3 или 4, отличающееся тем, что на каждой из поверхностей выполнено по 72 элемента зацепления.