CN101312866A - 具有内部放气的组合式常用制动缸和弹簧储能制动缸 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种组合式常用制动缸和弹簧储能制动缸(1)，包括：a)一个设置在常用制动缸(2)的外壳内可施加压力的膜片(24)，它在一侧限定一个可施加常用制动压力的常用制动室(20)的边界，而在另一侧限定一个容纳复位弹簧的室的边界，b)一个设置在弹簧储能制动缸(4)的外壳内的、可通过一个储能弹簧(10)操纵的弹簧储能制动活塞(8)，它在一侧限定一个弹簧储能制动室(12)的边界，而在另一侧限定一个容纳储能弹簧(10)的弹簧室(14)的边界，并且具有一个活塞杆(18)，该活塞杆带有一个放气阀(16)，该放气阀在弹簧室(14)与常用制动室(20)之间建立或阻断流动连接。本发明规定，所述放气阀(16)具有以下特点：c)设置一个支承阀体(36)的活塞(38)，该活塞在一个缸(40)内可轴向移动地进行导引，其中，至少一个支承在活塞(38)上的第一压力弹簧(42)对阀体(36)加载，将其压靠到活塞(38)上的一个第一阀座(44)上，d)活塞(38)通过至少一个支承在活塞杆(18)上的第二压力弹簧(46)这样加载，使得阀体(36)压向活塞杆(18)上的一个第二阀座(48)并且离开第一阀座(44)，e)活塞(38)的一个第一活塞面(50)通过弹簧室(14)内的压力沿一个将阀体(36)从第二阀座(48)抬起的方向加载，而一个第二活塞面(52)通过常用制动室(20)内的压力沿一个将阀体(36)压靠到第二阀座(48)上并从第一阀座(44)抬起的方向加载，其中，f)当阀体(36)从第一阀座(44)和/或从第二阀座(48)抬起时，在常用制动室(20)与弹簧室(14)之间建立流动连接。

Description

具有内部放气的组合式常用制动缸和弹簧储能制动缸
技术领域
本发明涉及一种按权利要求1的前序部分所述的组合式常用制动缸和弹簧储能制动缸，包括一个设置在常用制动缸的外壳内的可施加压力的膜片，该膜片在一侧限定一个可施加常用制动压力的常用制动室的边界，而在另一侧限定一个容纳复位弹簧的室的边界；一个设置在弹簧储能制动缸的外壳内的、可通过一个储能弹簧操纵的弹簧储能制动活塞，该弹簧储能制动活塞在一侧限定一个弹簧储能制动室的边界，而在另一侧限定一个容纳储能弹簧的弹簧室的边界，并且具有一个活塞杆，该活塞杆带有一个放气阀，该放气阀在弹簧室与常用制动室之间建立或阻断流动连接。
背景技术
例如由DE 40 11 739 A1已知一种这样的组合式常用制动缸和弹簧储能制动缸。在那里，放气阀在端侧设置在弹簧储能制动活塞的空心活塞管内，弹簧储能制动活塞可根据运行状态伸入常用制动室内。放气阀的任务是，当驻车制动器松开时，降低通过驻车制动器活塞后退继而弹簧室的容积缩小而在那里形成的过压，为此将放气阀转换至打开位置并在弹簧室与常用制动室之间建立流动连接。在平的行驶路段上起动时，常用制动室放气并与一个调压模件的放气装置连通，因为在驻车制动器松开后不需要常用制动。此时在弹簧室内多余的空气容积的至少一部分可以流出，接着这部分空气容积从那里不直接例如通过一个设在弹簧室的壁内的阀，而是经由常用制动室的进气和放气通道进入大气中。因此，就此而言人们也称其为内部放气。
然而，在上升的行驶路段上起动时，在首先拉紧驻车制动器的情况下，有必要在松开驻车制动器之前至少短时附加地拉紧常用制动器，以防起动时汽车倒滚。在这种情况下常用制动室进气。在由驾驶员提出足够高的制动需求时，在常用制动室内和同时在活塞的一侧形成的常用制动压力，有能力克服在弹簧室内建立的压力的作用将活塞保持在阀座上并由此保持放气阀关闭。当然，若基于汽车驾驶员的比较低的常用制动需求，常用制动压力和/或常用制动压力梯度低于某个阈值，则在活塞的其中一侧形成的常用制动压力不足以保持放气阀关闭。此时压缩空气从常用制动室经已开启的放气阀流入弹簧室内。压缩空气从那里经活塞密封装置和外壳密封装置逸入大气中，从而引起干扰性的噪声。此外，通过放气阀流出的空气容积不再提供用于建立常用制动力。
发明内容
本发明的目的是，进一步发展前言所述类型的组合式常用制动缸和弹簧储能制动缸，使之避免上面列举的那些缺点。
按本发明，此目的通过权利要求1的特征达到。
按本发明的组合式常用制动缸和弹簧储能制动缸的放气阀具有下列特征：
a)设置一个支承阀体的活塞，该活塞在一个缸内可轴向移动地进行导引，其中，至少一个支承在活塞上的第一压力弹簧对阀体加载，使其压靠到活塞上的一个第一阀座上，
b)活塞通过至少一个支承在活塞杆上的第二压力弹簧这样加载，使得阀体压向活塞杆上的一个第二阀座并且离开活塞上的第一阀座，
c)活塞的一个第一活塞面通过弹簧室内的压力沿一个将阀体从第二阀座抬起的方向加载，而一个第二活塞面通过常用制动室内的压力沿一个将阀体压靠到第二阀座上并从第一阀座抬起的方向加载，其中，
d)当阀体从第一阀座和/或从第二阀座抬起时，在常用制动室与弹簧室之间建立流动连接。
采取这些措施，保证在拉紧驻车制动器的同时拉紧常用制动器时保持放气阀关闭。由此不再会有压缩空气从常用制动室经由放气阀溢流到弹簧室内并从那里逸入大气中，由此防止干扰性的流动噪声。
采取在从属权利要求中详细介绍的措施，可以有利地进一步发展和改进在独立权利要求中说明的发明。
由下面对实施例的说明可以更确切地了解本发明。
附图说明
在附图中描述了本发明的一个实施例并且在下面说明中对其进行详细阐述。其中：
图1按本发明的一种优选的实施形式的具有放气阀的组合式常用制动缸和弹簧储能制动缸的剖面图；
图2图1所示放气阀处于关闭位置；
图3在驻车制动器拉紧时，图1所示放气阀处于开启位置；以及
图4在驻车制动器松开时，图1所示放气阀处于开启位置。
具体实施方式
为示例性地说明本发明，图1示出一个下文称为组合缸的组合式常用制动缸和弹簧储能制动缸1。所述组合缸包括一个常用制动缸2和一个在结构和功能上与之相连的弹簧储能制动缸4。常用制动缸2和弹簧储能制动缸4通过一个间壁6彼此隔开。在弹簧储能制动缸4内可移动地设置一个弹簧储能制动活塞8，在这里，一个储能弹簧10贴靠在弹簧储能制动活塞8的一侧上。储能弹簧10在其相反侧支承在弹簧储能制动缸4的底部上。
在弹簧储能制动活塞8与间壁6之间构成一个弹簧储能制动室12，为了使弹簧储能制动室12能进气和放气，它与一个由于尺寸原因未示出的调压模件连接。在进气时，弹簧储能制动活塞8压紧储能弹簧10沿轴向移到驻车制动器的松开位置。当弹簧储能制动活塞8如此移动时，将处于容纳储能弹簧10的弹簧室14内的空气经由一个放气阀16压出。若反之为了制动而使弹簧储能制动室12放气，则储能弹簧10有能力将弹簧储能制动活塞8移到拉紧位置。
弹簧储能制动活塞8与一个空心的活塞杆18连接，后者通过间壁6延伸到常用制动缸2的一个常用制动室20内。一个设置在间壁6内的密封装置22在活塞杆18纵向运动期间相对于活塞杆18的外壁密封。一个进口23通入常用制动室20内，为了操纵常用制动缸2，压缩空气通过进口流入或排出。所述压缩空气作用在一个安置在常用制动缸2内的膜片24上，在其相反侧设置一个形式上为膜片盘26的压块。膜片盘26与一个压杆28连接，压杆与一个在组合缸1外的制动操纵机构配合作用。在这里它可例如涉及汽车盘式制动器的操纵件。常用制动缸2是一种主动制动缸，也就是说，常用制动器通过常用制动室20进气拉紧并通过放气松开。一个图中未示出的其一端支承在膜片盘26上而另一端支承在常用制动缸2的底部上的复位弹簧，保证压杆28在常用制动室20放气时返回到松开位置。
放气阀16容纳在活塞杆18的远离弹簧储能制动活塞8的端部中并且更确切地设置在其内腔32中。虽然如此，在那里还设有一个在这里并不关心的紧急松开装置34，但活塞杆18的内腔32仍可与弹簧室14连通。
按图2，组合式常用制动缸和弹簧储能制动缸的放气阀16具有下列特点：
a)设置一个支承阀体36的活塞38，该活塞在一个缸40内可轴向移动地进行导引，其中，至少一个支承在活塞38上的第一压力弹簧42对阀体36加载，使其压靠到活塞38上的一个第一阀座44上，
b)活塞38通过至少一个支承在活塞杆18上的第二压力弹簧46这样加载，使得阀体36压向活塞杆18上的一个第二阀座48并且离开活塞38的第一阀座44，
c)活塞38的一个第一活塞面50通过弹簧室14内的压力沿一个将阀体36从第二阀座48抬起的方向加载，而一个第二活塞面52通过常用制动室20内的压力沿一个将阀体36压靠到第二阀座48上并从第一阀座44抬起的方向加载，其中，
d)当阀体36从第一阀座44和/或从第二阀座48抬起时，在常用制动室20与弹簧室14之间建立流动连接。
由图2至图4可以看出，活塞38基本上具有三个分段：朝向弹簧室14具有第一活塞盘54的第一活塞段，在此活塞段上构成第一活塞面50和第二活塞面52；与之连接设计为活塞杆56的第二活塞段；和，设计为第二活塞盘58的第三活塞段，在此活塞段上构成一个第三活塞面60和一个第四活塞面62。第三活塞面60与第四活塞面62例如大小相同。缸40旋转固定和轴向固定地保持在活塞杆18的内腔32中。
在第三活塞面60、缸40的径向在内部的圆周面与缸40的底部64之间构成一个第一室66，其中缸40的底部64具有一个中央通孔，第一活塞盘54可以穿过它延伸。在缸40的底部64上，在其指向第一室66的面上构成第二阀座48，如图4所示。第一阀座44位于活塞38的指向第一室66的第二活塞面52上(图3)。此外，在第一室66内还容纳第一压力弹簧42，它一端支承在阀体36上而另一端支承在第二活塞盘58的第三活塞面60上。
阀体36优选地设计为一个围绕活塞杆56的环，其外径小于缸40的内径，所以在环36与缸40之间存在一个净的环形间隙。因此环36只沿轴向压靠第一活塞盘54上的第一阀座44或压靠缸40的底部64上的第二阀座48。
第一室66借助缸40中的一个径向通孔68与一个环室70始终也就是说在活塞38的任何轴向位置处于流动连接。所述环室70围绕缸40而且再通过活塞杆18上的一个径向通孔72与常用制动室20连接。此外，在第二活塞盘58与缸40的另一底部74之间构成一个其中容纳第二压力弹簧46的第三室76，此压力弹簧一端支承在第二活塞盘58上而另一端支承在缸40的另一底部74上。第一压力弹簧42与第二压力弹簧46均预紧地装入。
第二活塞盘58具有一个活塞孔78，它包括一个轴向段和一个径向段。活塞孔78可以在第三室76与环室70之间建立流动连接，其前提条件是，其径向段与缸40中的另一径向通孔80对齐，其中仅在活塞38的一个位置下才出现这种状态(图4)。
图2示出放气阀16处于关闭位置，亦即环36沿轴向密封地贴靠在第一阀座44和第二阀座48上，因此在处于弹簧室14压力作用下的活塞杆18的内腔32与环室70之间不存在流动连接，环室与常用制动室20处于连接状态。
现在，从一种既未操纵常用制动器也未操纵驻车制动器的状态出发，在常用制动器仍松开的情况下拉紧驻车制动器。通过被储能弹簧10移动的弹簧储能制动活塞12，弹簧室14突然增大，因而显著降低那里的压力。于是弹簧室14的比较低的压力作用到第一活塞面50上，第二活塞面52由常用制动室20的压力加载，该压力相应于相对较高的大气压力。
由于所述的压差，活塞38在图3中克服缩短的第一压力弹簧42的作用向右移动，由此将环36从第一阀座44抬起并释放在环36与活塞杆56之间的流通截面，通过此流通截面形成流动，因此空气可以从常用制动室20经活塞杆18上的通孔72流入环室70内，从那里经缸40上的径向通孔68流入第一室66，并且最终从那里流入活塞杆18的内腔32中，内腔则又与弹簧室14保持导压连接。由此在弹簧室14与常用制动室20之间发生压力平衡。反之，环36通过第一压力弹簧42的作用密封地压靠到缸40的底部64上的第二阀座48上。
在压力室14内逐渐增大的压力也作用在第三活塞面60上，从而使活塞38基于在那里产生的压力在图3中向左移动，直至第二活塞面52上的第一阀座44重新密封地挡靠在环36上。所述的运动受第一压力弹簧42的弹簧力支持，直至放气阀16重新处于图2所示的关闭位置。
在松开驻车制动器时，弹簧室14内的压力基于其缩小而增大。借助图4可以清楚看出，所述提高的压力作用到第一活塞面50上，由此使活塞38克服缩短的第二压力弹簧46的作用向左运动，并与此同时将经由第一压力弹簧42张紧并因此随活塞38一起移动的环36从缸40的底部64上的第二阀座48抬起。因为环36沿径向没有压靠到缸40上，而是在那里始终留有一个环形间隙，所以压缩空气现在可以从弹簧室14经活塞杆18的内腔32、第一室66、缸40上的通孔68、环室70和活塞杆18上的通孔72，流入与之相对置的施加较低压力的常用制动室20内。
与此同时，活塞38处于一个其中活塞孔78的径向段与缸40上的另一通孔80对齐的位置，因此第三室76也被施以在常用制动室20内存在的压力，该压力基于压缩空气从弹簧室14流入而升高。其结果是，在第二活塞盘58上，在第三活塞面60和第四活塞面62上存在相同的常用制动压力，从而使对应的压力互相抵消。
在弹簧室14与常用制动室20之间成功地压力平衡后，活塞38基于缩短的第二压力弹簧46的作用向右输送到关闭位置，此时环36重新沿轴向密封地贴靠在第二阀座48上。
图2还示出放气阀16的一个关闭位置，该位置是在拉紧驻车制动器的同时附加地操纵常用制动器形成的。这种状况例如发生在上坡起动时。
在拉紧驻车制动器时，如已针对图3说明的那样，弹簧室14内的压力下降，其结果是导致活塞38向右运动。在弹簧室14与常用制动室20之间成功地压力平衡后，亦即在通过空气从常用制动室20流入而使弹簧室14内的压力增大时，第一压力弹簧42重新造成关闭位置。若现在从这一状态出发附加地操纵常用制动器，则常用制动室20内的压力上升。因此所述增大的常用制动压力也存在于第一室66中，因为压缩空气可以经由活塞杆18上的通孔72、环室70和缸40上的通孔68进入第一室内。所述的常用制动压力也作用到环36上，由此使环36增强其压靠在第一阀座44和第二阀座48上的密封作用，并且支持将环36保持在那里的第一压缩弹簧42的作用。
附图标记一览表
1  常用制动缸和弹簧储能               40 缸
   制动缸                             42 第一压力弹簧
2  常用制动                           44 第一阀座
4  弹簧储能制动缸                     46 第二压力弹簧
6  间壁                               48 第二阀座
8  弹簧储能制动活塞                   50 第一活塞面
10 储能弹簧                           52 第二活塞面
12 弹簧储能制动室                     54 第一活塞盘
14 弹簧室                             56 活塞杆
16 放气阀                             58 第二活塞盘
18 活塞杆                             60 第三活塞面
20 常用制动室                         62 第四活塞面
22 密封装置                           64 底部
23 进口                               66 第一室
24 膜片                               68 通孔
26 膜片盘                             70 环室
28 压杆                               72 通孔
32 内腔                               74 底部
34 紧急松开装置                       76 第三室
36 阀体                               78 活塞孔
38 活塞                               80 通孔

Claims (5)

1.一种组合式常用制动缸和弹簧储能制动缸(1)，包括：
a)一个设置在常用制动缸(2)的外壳内的可施加压力的膜片(24)，该膜片在一侧限定一个可施加常用制动压力的常用制动室(20)的边界，而在另一侧限定一个容纳复位弹簧的室的边界，
b)一个设置在弹簧储能制动缸(4)的外壳内的、可通过一个储能弹簧(10)操纵的弹簧储能制动活塞(8)，该弹簧储能制动活塞在一侧限定一个弹簧储能制动室(12)的边界，而在另一侧限定一个容纳储能弹簧(10)的弹簧室(14)的边界，并且具有一个活塞杆(18)，该活塞杆带有一个放气阀(16)，该放气阀在弹簧室(14)与常用制动室(20)之间建立或阻断流动连接，
其特征为：所述放气阀(16)具有以下特点：
c)设置一个支承阀体(36)的活塞(38)，该活塞在一个缸(40)内可轴向移动地进行导引，其中，至少一个支承在活塞(38)上的第一压力弹簧(42)对阀体(36)加载，使其压靠到活塞(38)上的一个第一阀座(44)上，
d)活塞(38)通过至少一个支承在活塞杆(18)上的第二压力弹簧(46)这样加载，使得阀体(36)压向活塞杆(18)上的一个第二阀座(48)并且离开第一阀座(44)，
e)活塞(38)的一个第一活塞面(50)通过弹簧室(14)内的压力沿一个将阀体(36)从第二阀座(48)抬起的方向加载，而一个第二活塞面(52)通过常用制动室(20)内的压力沿一个将阀体(36)压靠到第二阀座(48)上并从第一阀座(44)抬起的方向加载，其中，
f)当阀体(36)从第一阀座(44)和/或从第二阀座(48)抬起时，在常用制动室(20)与弹簧室(14)之间建立流动连接。
2.按照权利要求1所述的常用制动缸和弹簧储能制动缸，其特征为，活塞(38)还具有一个第三活塞面(60)和一个第四活塞面(62)，其中，第三活塞面(60)通过常用制动室(20)内的压力沿一个将阀体(36)从第二阀座(48)抬起并压靠到第一阀座(44)上的方向加载，而第四活塞面(62)通过常用制动室(20)内的压力沿一个将阀体(36)压靠到第二阀座(48)上并从第一阀座(44)抬起的方向加载。
3.按照权利要求2所述的常用制动缸和弹簧储能制动缸，其特征为，活塞(38)存在一个位置，在此位置，一个容纳第二压力弹簧(46)的、通过第四活塞面(62)限定边界的室(76)借助一个活塞孔(78)与常用制动室(20)建立流动连接。
4.按照前列诸权利要求中至少一项所述的常用制动缸和弹簧储能制动缸，其特征为，阀体(36)由一个轴向密封的环构成，第一压力弹簧(42)支承在该环上。
5.按照前列诸权利要求中至少一项所述的常用制动缸和弹簧储能制动缸，其特征为，第二阀座(48)设计在缸(40)的底部(64)上。
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