BR0209178B1 - válvula controlada previamente, com uma disposição de sede de válvula. - Google Patents

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "VÁLVULACONTROLADA PREVIAMENTE, COM UMA DISPOSIÇÃO DE SEDE DEVÁLVULA".

Descrição

A invenção refere-se a uma válvula controlada previamente, es-pecialmente uma válvula de regulação eletropneumática para um sistema defreio de ar comprimido de um veículo, com uma caixa da válvula, que con-tém um êmbolo de comando, regulável axialmente, o qual, para a regulaçãoaxial, pode ser solicitado por meio de pelo menos uma válvula eletromagné-tica controlada previamente, e o qual está previsto para o acionamento deuma disposição de sede de válvula, que liga o fluxo de ar comprimido entrepelo menos uma conexão de tubulação do freio externa, uma conexão depressão de alimentação, assim como uma conexão de ventilação, e qualdisposição de sede de válvula consiste em essência de uma guarnição de15 vedação em forma de vaso, com uma abertura coaxial, cuja superfície devedação em forma de anel circular, corresponde com uma disposição desede da válvula coaxial, formada de uma sede de válvula externa e umasede de válvula interna. A presente invenção refere-se especialmente a umaperfeiçoamento especial da guarnição de vedação.

Uma válvula controlada previamente, de acordo com o gênero, éutilizada, por exemplo, como válvula de regulação eletropneumática dentrode um sistema de um freio de ar comprimido de um veículo utilitário, com ointuito de regular a pressão de freio de acordo com o efeito de freagem de-sejado. Para esta finalidade, uma tubulação do freio que parte da válvula deregulação, em regra, fica em ligação com um cilindro do freio, o qual estádisposto na roda do veículo, e que produz a potência do freio necessáriapara a freagem, para um freio de disco ou de tambor ligado nesta. A prede-terminação do valor de referência de pressão para a válvula de regulaçãoeletropneumática, pode efetuar-se ou de maneira elétrica como tambémpneumática. No entanto, na maioria dos casos a excitação pneumática éutilizada somente como segurança, em caso de uma falha da excitação elé-trica.Uma válvula de regulação eletropneumática deste gênero estáconhecida da DE 196 05 562 A1. A válvula de regulação apresenta um em-bolo de comando de grande superfície, disposto dentro de uma caixa da vál-vula, o qual pode ser movimentado de maneira axial através de uma câmarade comando correspondente. No lado oposto à câmara de comando, o êm-bolo de comando está adjacente a uma câmara de trabalho. No lado da câ-mara de trabalho, um pino oco coaxial está configurado no êmbolo de co-mando, que serve para o acionamento de uma disposição de sede de vál-vula vizinha. A disposição de sede de válvula comanda, por meio de umaregulação axial de uma guarnição de vedação escorada por mola, o fluxo doar comprimido entre uma conexão externa da tubulação do freio, uma cone-xão da pressão de alimentação, assim como uma conexão de ventilação.

Por meio de uma disposição de válvula controlada previamente,o êmbolo de comando pode ser solicitado com uma pressão de comando nolado da câmara de comando. A disposição de válvula controlada previa-mente consiste no presente caso de duas válvulas eletromagnéticas contro-ladas previamente, as quais, através de uma aplicação de corrente coorde-nada nas bobinas elétricas integradas causam uma subida, uma manuten-ção ou uma redução da pressão de comando dentro da câmara de coman-do. No lado oposto àquele do êmbolo de comando, atua uma contraforçaque resulta da pressão do freio.

A disposição de sede de válvula, que pode ser acionada destamaneira pelo êmbolo de comando, compreende a guarnição de vedaçãoconfigurada em forma de vaso, a qual está provida com uma abertura coaxi-al, para conduzir através desta o ar usado, que se obtém na ocasião da ven-tilação da câmara de comando, para a conexão de ventilação. A superfíciede vedação em forma de anel circular remanescente da guarnição de veda-ção, forma conjuntamente com uma sede da válvula oposta externa, a qualcircunda uma sede da válvula coaxial interna, uma disposição de sede deválvula correspondente.

Uma solicitação por ar comprimido, da conexão da tubulação dofreio que fica em ligação com a câmara de trabalho, efetua-se por apertopara baixo da guarnição de vedação, sendo que esta levanta-se da sede daválvula externa, assim que é liberado um fluxo de ar comprimido da conexãoda pressão de alimentação, para a câmara de trabalho. Uma ventilação dacâmara de trabalho, que fica em ligação com a conexão da tubulação dofreio, obtém-se mediante um levantamento da sede da válvula interna, confi-gurada em uma só peça com o êmbolo de comando, sendo que se realizaum fluxo do ar comprimido partindo da câmara de trabalho para a conexãode ventilação.

A qualidade de regulação que pode ser obtida com a disposiçãode sede de válvula conhecida, acima descrita, está limitada pelo fato, de queum componente de força relativamente grande atua de baixo sobre a guarni-ção de vedação em direção ao êmbolo de comando, o qual, em essência, écausado por meio das influências da pressão do freio. Em contrapartida aeste componente de força inferior existe no outro lado da guarnição de ve-dação um componente de força superior, o qual em virtude de uma superfí-cie ativa menor, causada pela disposição coaxial de ambas as sedes de vál-vula, apresenta um valor menor em conexão com a pressão na câmara detrabalho com a posição da válvula fechada. Este desequilíbrio de ambos oscomponentes de força leva a uma histerese relativamente grande da dispo-sição de sede de válvula, o que influencia de maneira negativa a qualidadede regulação.

Já tentou-se aumentar a superfície de vedação em forma deanel circular da guarnição de vedação, uma vez que se diminui ainda mais odiâmetro da sede do êmbolo. No entanto, neste caso mostrou-se, que aguarnição de vedação em sua região marginal interna sofre uma solicitaçãotão desfavorável, que não pode ser obtida uma estanqueidade dotada deconfiabilidade de serviço e uma função da válvula exata. Um aumento dasede da válvula externa não interessa, por causa de restrições devido àconstrução.

A guarnição de vedação consiste em um elastômero, e apre-senta uma camada intermediária de reforço, a qual, em termos de cortetransversal marginal, está configurada em essência de maneira retangular,sendo que a aba horizontal, que se estende embaixo da superfície de veda-ção, está contígua a uma aba perpendicular, que se estende ao longo deuma seção de lábio de vedação situada no lado externo, com o intuito dereforçar desta maneira o flanco externo da guarnição de vedação. Com estageometria, não pode ser obtido um aumento do componente de força acimada guarnição de vedação, com as condições periféricas acima indicadas. Emcaso extremo, devido à atuação da sede da válvula interna, pode ocorrer umcisalhamento de material de vedação na guarnição de vedação.

Por conseguinte é tarefa da presente invenção, melhorar aindamais uma válvula controlada previamente no sentido, que a guarnição devedação que chega a ser utilizada em conexão com a disposição de sede deválvula, possibilita uma redução do diâmetro interno da sede da válvula, parao aumento do componente de força acima da guarnição de vedação, e aomesmo tempo garante uma função de vedação dotada de confiabilidade deserviço no funcionamento em regime permanente.

A invenção é solucionada, partindo de uma válvula controladapreviamente de acordo com o termo genérico da reivindicação 1, em cone-xão com suas características marcantes. As reivindicações dependentes queseguem, mostram aperfeiçoamentos vantajosos da invenção.

A invenção compreende o ensinamento técnico, que uma guar-nição de vedação apresenta uma camada intermediária de reforço interna,configurada em termos de corte transversal marginal em essência em formade U, a qual está provida com uma saliência amoldada, direcionada radial-mente para dentro e que reforça a região radial interna da superfície de ve-dação, sendo que ambas as abas da camada intermediária de reforço pro-jetam-se como reforço para dentro de seções de lábio de vedação da guar-nição de vedação.

A vantagem de uma guarnição de vedação configurada destamaneira está no fato, que a região crítica da superfície de vedação, que cor-responde com a sede da válvula interna, está suportada por uma geometriada camada intermediária de reforço, configurada especialmente apoiante, detal maneira, que o diâmetro da sede da válvula pode ser reduzido aindamais, para aumentar a superfície circular atuante acima da guarnição de ve-dação, sem dificultar a mobilidade axial da guarnição de vedação. Por con-seguinte obtém-se uma histerese da válvula menor, o que leva a uma quali-dade de regulação melhor de uma válvula de regulação eletropneumática.

De preferência, a camada intermediária de reforço consiste emum material plástico relativamente rígido, em comparação com o material devedação elastômero circundante, o qual está integrado por vulcanização naguarnição de vedação. Além disso também é imaginável a utilização de umacamada intermediária de reforço de aço, alumínio ou semelhante.

De acordo com uma medida que melhora a invenção, as duasseções de lábio de vedação anelares partindo da guarnição de vedação sãoformadas aproximadamente com o mesmo comprimento, para que, quandoestiverem cooperando com as abas também formadas com o mesmo com-primento da camada intermediária de reforço, garantam uma qualidade uni-forme de vedação, sem que forças de contato de grandezas diferentes sobreos componentes da caixa correspondentes à guarnição de vedação causemum impedimento da mobilidade axial da guarnição de vedação.

De acordo com uma medida que melhora a invenção, através daabertura na guarnição de vedação pode ser passado uma seção de tubocom um canal de ventilação, com o intuito de conduzir o ar usado, que seobtém quando da ventilação da câmara de comando, diretamente para aregião da conexão de ventilação. Em conformidade com isto, o diâmetro daabertura está ajustado ao diâmetro da seção de tubo de tal maneira, que ficaà disposição um corte transversal de fluxo, em forma de anel circular, aindasuficiente, para a ventilação da câmara de trabalho.

Outras medidas, que melhoram a invenção, são representadasmais detalhadamente conjuntamente com a descrição de um exemplo deexecução preferido da invenção, através das figuras. Mostram:

a figura 1 um corte longitudinal através de uma válvula de re-gulação eletropneumática, com uma guarnição de

vedação configurada de acordo com a invenção,a figura 2 um corte longitudinal detalhado na região da disposi-ção de sede de válvula da figura 1, ea figura 3 um corte longitudinal através da guarnição de vedação.A válvula de regulação eletropneumática de acordo com a figura1, apresenta uma caixa em duas partes, a qual consiste em uma caixa de válvula de relê inferior 1, a qual está ligada com uma caixa de válvula con-trolada previamente superior 2, por meio de um elemento de vedação inter-mediário 3, mediante uma união aparafusada. A caixa da válvula de relê 1, ea caixa da válvula controlada previamente 2, circundam um espaço oco in-terno, configurado como câmara de comando 4, dentro do qual um êmbolo de comando 5, está disposto de maneira axialmente móvel. Para a regula-gem axial do êmbolo de comando 5, serve uma disposição de válvula con-trolada previamente, colocada dentro da caixa da válvula controlada previa-mente 2, da qual aqui somente está mostrada uma válvula controlada previ-amente 6, que serve como ímã de descarga. A disposição de válvula con- trolada previamente é excitada eletricamente por meio de uma unidade deeletrônica 7, também disposta dentro da caixa da válvula controlada previa-mente 2.

Quando de acionamento, a válvula controlada previamentemostrada 6, ventila a câmara de comando 4, sendo que o ar usado que se obtém, é desviado para a atmosfera, por meio de um canal de ventilaçãocoaxial 7. Além da válvula controlada previamente 6, que neste caso servecomo válvula de escape, existe no presente caso (aqui não mostrada) umasegunda válvula controlada previamente como válvula de entrada, a qualserve para uma solicitação da câmara de comando 4, com uma pressão de comando, para regular de maneira axial o êmbolo de comando 5.

Em conseqüência da solicitação da câmara de comando 4, oêmbolo de comando 5, aciona por meio de uma peça amoldada, coaxial,inferior, em forma de bucha, uma disposição de sede de válvula 9. A extre-midade distai da peça amoldada, coaxial, está configurada como sede da válvula interna 10. Ao lado da sede da válvula interna 10, está prevista umasede da válvula externa 11, disposta de maneira coaxial no mesmo plano, aqual está disposta de maneira estacionária em relação à caixa da válvula derelê 1. Ambas as sedes de válvula 10 e 11, cooperam com uma guarniçãode vedação em forma de vaso 12, cuja superfície de vedação 13, encostaem ambas as sedes de válvula 10 e 11, em uma posição de comando termi-nada da válvula de regulação, o que, entre outros, efetua-se pela atuação deuma mola de pressão 14, disposta entre a caixa da válvula de relê 1, e aguarnição de vedação 12. Através desta disposição de sede de válvula 9, ofluxo do ar comprimido é mudável entre uma conexão da tubulação do freio15, disposta entre uma caixa da válvula de relê 1, por um lado, assim comouma conexão da pressão de alimentação (aqui não reconhecível), a qual ficaem ligação com uma câmara de pressão de alimentação interna 16, e umaconexão de ventilação 17, por outro lado. A conexão de ventilação 17, estáadicionalmente provida com um absorvedor de som 18, para a redução deruídos do ar usado que escapa de uma câmara de trabalho 19, que pode serligada com a conexão da tubulação do freio 15, assim como do canal deventilação 8.

A válvula de regulação eletropneumática, aqui está mostrada emsua posição de comando terminada. Quando da solicitação da câmara decomando 4, com uma pressão de comando e em seguida com um movi-mento do êmbolo de comando 5, em direção a uma posição inferior, ocorredevido à abertura da sede da válvula externa 11, um fluxo de ar comprimido,partindo da câmara de pressão de alimentação 16, através da câmara detrabalho 19, para a conexão da tubulação do freio 15, com o intuito de au-mentar deste modo a pressão do freio.

No caso de uma ventilação da câmara de comando 4, o êmbolode comando 5, é passado para uma posição superior, sendo que a sede daválvula interna 10, é aberta, assim que, partindo da conexão da tubulação dofreio 15, ar comprimido chega através da câmara de trabalho 19, para a co-nexão de ventilação 17, com o intuito de baixar a pressão do freio corres-pondentemente. Deste modo, aqui a pressão do freio é influenciada por ummovimento alternado do êmbolo de comando 5.

Como mostra a representação detalhada de acordo com a figura2, a guarnição de vedação 12, da disposição de sede de válvula 9, apre-senta uma seção de lábio de vedação radial interna 20, assim como umaseção de lábio de vedação radial externa 21, as quais encostam de maneiravedante em seções em forma de tubo de uma bucha de encaixe 22, dispostade maneira estacionária em relação à caixa da válvula de relê 1, e que cir-cundam a mola 14. Através de uma abertura 23, na guarnição de vedação12, passa uma seção de tubo 24, que contém o canal de ventilação 8, com ointuito de conduzir o ar usado, que se obtém na ocasião da ventilação dacâmara de comando (aqui não representada), para a região da conexão deventilação.

De acordo com a figura 3, a guarnição de vedação 12 compre-ende uma camada intermediária de reforço 24 anelar interna formada es-sencialmente em forma de U na seção transversal de borda.

A camada intermediária de reforço 24, no caso, consiste em ummaterial sintético relativamente rígido em relação ao material de vedaçãoelastomérico da guarnição de vedação 12 e é aplicada à guarnição de veda-ção através de vulcanização. A camada intermediária de reforço 24 é pre-vista com uma saliência 25, direcionada radialmente para dentro, para adici-onalmente reforçara região radial interna da superfície de vedação 13. Duasabas 26 e 27 da camada de reforço intermediária 24 sobressaem, cada uma,para dentro das duas seções de lábio de vedação 20 e 21, para aumentar ascaracterísticas de estabilidade da guarnição de vedação 12 e com isso, me-lhorar as características de vedação da guarnição de vedação. Ambas asseções de lábio de vedação 20, 21 da guarnição de vedação 12 são, nocaso, formadas com o mesmo comprimento e cooperam igualmente comabas 26, 27 de mesmo comprimento, porém mais curtas, da camada inter-mediária de reforço 24 interna.

A invenção não é limitada ao exemplo de execução preferidopreviamente exposto. Também são, contudo, consideráveis variações queestão compreendidas no escopo de proteção das reivindicações a seguir.Deste modo, por exemplo, as relações de diâmetro e comprimento da guar-nição de vedação podem ser variadas no ramo do escopo de proteção.LISTAGEM DE REFERÊNCIAS

1 caixa da válvula de relês 2 caixa da válvula controlada previame 3 elemento de vedação 4 câmara de comando 5 êmbolo de comando 6 válvula de comando prévia 7 unidade de eletrônica 8 canal de ventilação 9 disposição de sede de válvula 10 sede da válvula interna 11 sede da válvula externa 12 guarnição de vedação 13 superfície de vedação 14 mola 15 conexão da tubulação do freio 16 conexão da pressão de alimentação 17 conexão de ventilação 18 absorvedor de som 19 câmara de trabalho 20, 21 seção de lábio de vedação 22 bucha de encaixe 23 abertura 24 camada intermediária de reforço 25 saliência 26, 27 aba

Claims (5)

1. Válvula controlada previamente, especialmente uma válvulade regulação eletropneumática para um sistema de freio de ar comprimidode um veículo, com uma caixa da válvula (1), que contém um êmbolo decomando (5), regulável axialmente, o qual, para a regulação axial, pode sersolicitado por meio de pelo menos uma válvula eletromagnética controladapreviamente (6), e o qual está previsto para o acionamento de uma disposi-ção de sede de válvula (9), que liga o fluxo de ar comprimido entre pelo me-nos uma conexão de tubulação do freio externa (15), uma conexão de pres-são de alimentação, assim como uma conexão de ventilação (17), e qualdisposição de sede de válvula consiste em essência em uma guarnição devedação em forma de vaso (12), com uma abertura coaxial (23), cuja super-fície de vedação em forma de anel circular (13), corresponde a uma disposi-ção de sede da válvula coaxial, formada de uma sede da válvula externa (11), e uma sede da válvula interna (10), caracterizada pelo fato de a guarni-ção de vedação (12), apresentar uma camada intermediária de reforço inter-na (24), configurada em termos de corte transversal marginal em essênciaem forma de U, a qual está provida com uma saliência amoldada (25), dire-cionada radialmente para dentro e que reforça a região radial interna da su-perfície de vedação (13), sendo que ambas as abas (26, 27) da camada in-termediária de reforço (24) projetam-se como reforço para dentro de seçõesde lábio de vedação (20, 21) da guarnição de vedação (12).

2. Válvula controlada previamente, de acordo com a reivindica-ção 1, caracterizada pelo fato de a camada intermediária de reforço interna(24), consistir em um material plástico relativamente rígido, em comparaçãocom o material de vedação elastômero da guarnição de vedação (12), o qualpode ser integrado por vulcanização na guarnição de vedação (12).

3. Válvula controlada previamente, de acordo com a reivindica-ção 1, caracterizada pelo fato de a camada intermediária de reforço internaconsistir em aço ou em alumínio.

4. Válvula controlada previamente, de acordo com a reivindicação-1, caracterizada pelo fato de ambas as seções de lábios de vedação (21, 22),da guarnição de lábios de vedação (12), serem configuradas com compri-mento aproximadamente igual, e cooperam com abas (26, 27), também comcomprimento igual, no entanto mais curtas, da camada intermediária de re-forço (24).

5. Válvula controlada previamente, de acordo com uma das rei-vindicações anteriores caracterizada pelo fato de, através da abertura (23),na guarnição de vedação (12), passar uma seção de tubo (24), com um ca-nal de ventilação (8), com o intuito de conduzir o ar usado, que se obtémquando da ventilação da câmara de comando (4), diretamente para a regiãoda conexão de ventilação (17).