Способ торможения вращающегося колеса транспортного средства и устройство для его осуществления

(51) МПК НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ СПОСОБ ТОРМОЖЕНИЯ ВРАЩАЮЩЕГОСЯ КОЛЕСА ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ(71) Заявитель Государственное учреждение высшего профессионального образования БелорусскоРоссийский университет(72) Авторы Мельников Александр Сергеевич Сазонов Игорь Сергеевич Ким Валерий Андреевич(73) Патентообладатель Государственное учреждение высшего профессионального образования БелорусскоРоссийский университет(57) 1. Устройство для торможения установленного на вилке транспортного средства вращающегося колеса, ступица которого выполнена с наружной зубчатой поверхностью, содержащее диск с фрикционной накладкой и скошенной торцевой поверхностью, установленный 17076 1 2013.04.30 с возможностью вращения в сторону, противоположную вращению колеса транспортного средства, и прижатия к ступице колеса транспортного средства, установленный с возможностью взаимодействия со скошенной торцевой поверхностью диска кулачок, внутренняя зубчатая поверхность которого через шестерни, установленные с помощью осей в окнах кольца, зафиксированного на штифтах вилки, связана с наружной зубчатой поверхностью ступицы колеса, упорный подшипник, расположенный между кулачком и кольцом, цилиндрические пружины, стягивающие диск и кулачок, стержень с фрикционной накладкой, установленный с возможностью прижима к поверхности диска. 2. Способ торможения вращающегося колеса транспортного средства устройством для торможения по п. 1, при котором прижимают стержень с фрикционной накладкой к боковой поверхности диска, вращающегося в сторону, противоположную вращению колеса транспортного средства, уменьшают угловую скорость вращения диска до его остановки,перемещают диск в осевом направлении и осуществляют прижатие диска к поверхности ступицы вращающегося колеса транспортного средства. Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано в тормозных системах различных машин. Известен способ торможения вращающегося колеса транспортного средства, заключающийся в создании усилий, прижимающих тормозные колодки к диску с помощью гидравлического привода, усилия, прижимающие тормозные колодки к диску, создаются за счет воздействия водителя транспортного средства на поршень главного тормозного цилиндра. Возникающее при этом давление жидкости в трубопроводе передается на поршень исполнительного колесного тормозного цилиндра, прижимающего тормозные колодки к диску 1. Особенность способа заключается в том, что величина создаваемого усилия, прижимающего тормозные колодки к диску, ограничена величиной усилия, прикладываемого водителем транспортного средства к рычагу или педали тормоза. Известно устройство для осуществления способа создания тормозного момента дискового тормоза с помощью гидравлического привода, содержащее главный тормозной цилиндр, трубопровод и исполнительный колесный цилиндр 1. Особенностью устройства является воздействие водителя транспортного средства на поршень главного тормозного цилиндра для создания давления в трубопроводе, что не позволяет создавать необходимые усилия прижатия тормозных колодок к диску для различных мобильных машин без использования усилителя. В качестве прототипа выбран способ торможения вращающегося колеса транспортного средства, заключающийся в перемещении тормозных колодок, которые зажимают тормозной диск, связанный с вращающимся колесом транспортного средства, перемещение колодок осуществляется с помощью передачи винт-гайка, при вращении винта в передаче винт-гайка 2. Особенность способа заключается в том, что усилие, прижимающее тормозные колодки к диску, зависит от усилия прикладываемого водителем транспортного средства для вращения винта передачи винт-гайка, используемой в качестве нажимного устройства дискового тормоза. Известно устройство для создания тормозного момента дискового тормоза с помощью передачи винт-гайка, содержащее корпус, тормозную скобу, тормозные колодки, тормозной диск, винтовую пару 2. Возникающее при вращении винта осевое перемещение винта и гайки передается на тормозные колодки, которые прижимаются к диску и затормаживают диск. Особенностью устройства является то, что усилие, необходимое для вращения винта нажимного устройства, создается водителем транспортного средства, что не дает возмож 2 17076 1 2013.04.30 ность повысить значение усилий, прижимающих тормозные колодки к диску при снижении усилия водителя. Задача изобретения повышение эффективности тормозной системы. Для решения поставленной задачи способ торможения вращающегося колеса транспортного средства, заключающийся в перемещении тормозных колодок, которые зажимают тормозной диск, согласно изобретению, состоит в том, что торможение вращающегося колеса транспортного средства осуществляют путем прижатия диска вращающегося в сторону, противоположную вращению колеса, к ступице вращающегося колеса, при этом прижатие диска к ступице осуществляют при помощидвух взаимодействующих кулачков, при этом осуществляют остановку вращения первого кулачка при помощи стержня с фрикционной накладкой, а второй кулачок связан с вращающимся колесом через зубчатую передачу. Для решения поставленной задачи способ торможения вращающегося колеса транспортного средства устройством для торможения, при котором прижимают стержень с фрикционной накладкой к боковой поверхности диска, вращающегося в сторону, противоположную вращению колеса транспортного средства, уменьшают угловую скорость вращения диска до его остановки, перемещают диск в осевом направлении и осуществляют прижатие диска к поверхности ступицы вращающегося колеса транспортного средства. Сущность изобретения поясняется фигурой. На ней представлен разрез устройства для торможения установленного на вилке транспортного средства вращающегося колеса. Устройство для торможения установленного на вилке 1 транспортного средства вращающегося колеса 2, ступица 3 которого выполнена с наружной зубчатой поверхностью,содержащее диск 4 с фрикционной накладкой 15 и скошенной торцевой поверхностью,установленный с возможностью вращения в сторону, противоположную вращению колеса 2 транспортного средства, и прижатия к ступице 3 колеса 2 транспортного средства, установленный с возможностью взаимодействия со скошенной торцевой поверхностью диска 4 кулачок 5, внутренняя зубчатая поверхность которого через шестерни 8, 14, установленные с помощью осей 7, 13, в окнах кольца 22, зафиксированного на штифтах 9, 12, вилки 1, связана с наружной зубчатой поверхностью ступицы 3 колеса 2, упорный подшипник 6,расположенный между кулачком 5 и кольцом 22, цилиндрические пружины 18, 19, стягивающие диск 4 и кулачок 5, стержень 20 с фрикционной накладкой 21, установленный с возможностью прижима к поверхности диска 4. Способ торможения вращающегося колеса транспортного средства устройством для торможения, при котором прижимают стержень 20 с фрикционной накладкой 21 к боковой поверхности диска 4, вращающегося в сторону, противоположную вращению колеса 2 транспортного средства, уменьшают угловую скорость вращения диска 4 до его остановки, перемещают диск 4 в осевом направлении и осуществляют прижатие диска 4 к поверхности ступицы 3 вращающегося колеса 2 транспортного средства. Колесо 2 установлено с помощью подшипников 11, 17 на оси 16, которая установлена в вилке 1 и зафиксирована с помощью гайки 10. Устройство для торможения установленного на вилке транспортного средства вращающегося колеса работает следующим образом. На первом этапе, когда не происходит торможения вращающегося колеса 2 транспортного средства, вращающееся колесо 2 транспортного средства через наружную зубчатую поверхность ступицы 3 и шестерни 8 и 14 передает вращение на внутреннюю зубчатую поверхность кулачка 5. Передача вращения через шестерни 8 и 14 обеспечивает вращение кулачка 5 в сторону, противоположную вращению колеса 2 транспортного средства. Одновременно вместе с кулачком 5 как одно целое вращается кулачок, являющийся диском 4. Вращение двух 17076 1 2013.04.30 кулачков как одного целого обеспечивается их контактом по скошенной поверхности и стягиванием их цилиндрическими пружинами 18 и 19. Упорный подшипник 6, установленный между кулачком 5 и кольцом 22, позволяет кулачку 5 свободно вращаться. Осевых усилий между взаимодействующими кулачком, являющимся диском 4 и кулачком 5, не возникает, так как их угловые скорости равны, и они при этом вращаются как одно целое, не проскальзывая, относительно друг друга. На втором этапе, когда необходимо затормозить вращающееся колесо 2 транспортного средства, прижимают стержень 20 с фрикционной накладкой 21 к поверхности кулачка,являющегося диском 4. При этом угловая скорость кулачка, являющегося диском 4,уменьшается, возникают осевые усилия. Осевые усилия возникают вследствие того, что кулачок, являющийся диском 4, и кулачок 5 контактируют между собой по скошенной поверхности и при уменьшении угловой скорости кулачка, являющегося диском 4, происходит взаимное проскальзывание кулачка, являющегося диском 4, и кулачка 5 относительно друг друга. Кулачок 5 при этом не перемещается в осевом направлении, так как упирается в упорный подшипник 6, установленный на кольце 22, и служит опорой для кулачка, являющегося диском 4. Вследствие этого кулачок, являющийся одновременно диском 4, перемещается в осевом направлении и прижимается к ступице 3 колеса 2, затормаживая колесо 2. Усилие прижатия диска 4 к ступице 3 вращающегося колеса 2 транспортного средства зависит от разницы угловых скоростей взаимодействующих кулачка, являющегося диском 4, и кулачка 5 и увеличивается при увеличении разности угловых скоростей, иначе говоря,при уменьшении угловой скорости кулачка, являющегося диском 4. Так как усилие, необходимое для управления устройством, в данном случае это усилие прижатия стержня 20 с фрикционной накладкой 21 к поверхности кулачка, являющегося диском 4, значительно меньше усилия, необходимого для создания силы,прижимающей диск 4 к ступице 3 вращающегося колеса 2 транспортного средства, а также меньше приводных усилий, необходимых для срабатывания тормозных механизмов с механическим приводом и тормозов с гидравлическим или пневматическим приводом без усилителей, эффективность тормозной системы повышается. Снятие управляющего воздействия со стержня 20 упирающегося в поверхность кулачка, являющегося диском 4, позволяет кулачку, являющемуся диском 4, и кулачку 5 вращаться как единому целому без проскальзывания относительно друг друга. Вращению кулачков как единое целое без проскальзывания относительно друг друга способствуют цилиндрические пружины 18 и 19, стягивающие кулачки. Вследствие этого прекращается осевое перемещение и прижатие диска 4, являющегося первым кулачком к ступице, 3 колеса транспортного средства 2, происходит растормаживание устройства. Источники информации 1. Гришкевич А.И., Ломако Д.М., Автушко В.П. и др. Автомобили Конструкция, конструирование и расчет. Системы управления и ходовая часть Учеб. пособие для вузов/ Под ред. А.И.Гришкевича. - Минск. Вышэйшая школа, 1987. - С. 54-56. 2. Патент 4640, МКИ 116 55/00, - 2002. Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20. 4