CZ286756B6 - Vacuum brake booster for motor vehicles - Google Patents

Description

Podtlakový posilovač brzd pro motorová vozidla

Oblast techniky

Vynález se týká podtlakového posilovače brzd pro motorová vozidla, který je tvořen skříní posilovače, jejíž vnitřní prostor je pohyblivou stěnou rozdělen na podtlakovou komoru a pracovní komoru, jakož i řídicím ventilem, řídícím tlakový rozdíl, působící na pohyblivou stěnu, který je upraven v nosném tělese, nesoucím pohyblivou stěnu a který sestává ze dvou vzájemně soustředně vytvořených těsnicích sedel a z prstencového ventilového tělesa, omezujícího v nosném tělese řídicího ventilu pneumatický prostor, panující v pracovní komoře a jehož radiálně vnitřní omezení je tvořeno vodicí součástí, upravenou při současném utěsnění v nosném tělese řídicího ventilu.

Dosavadní stav techniky

Takový podtlakový posilovač brzd je znám například z publikace DE-OS 42 27 879A1. Ventilové těleso známého posilovače brzd, předepjaté směrem k těsnicím sedlům prostřednictvím ventilové pružiny, je v oblasti své těsnicí plochy opatřeno průchody, které, vycházejíce z prstencového prostoru, spojeného s pracovní komorou, ústí v pneumatickém prostoru na straně ventilového tělesa, odvrácené od těsnicích sedel, takže mezi tímto prostorem a pracovní komorou nastává stálé vyrovnání tlaků. Na ventilovém tělese lze rozeznat dvě pneumatické aktivní plochy. První aktivní resp. prstencová plocha je omezena radiálně uvnitř ležícím těsnicím sedlem (atmosférickým těsnicím sedlem) řídicího ventilu, jakož i radiálně uvnitř ležící těsnicí chlopní, ventilového tělesa, spolupůsobící s vodicí součástí, omezující pneumatický prostor, takže je v klidové poloze vystavena působení pneumatického tlakového rozdílu mezi atmosférickým tlakem a podtlakem, panujícím v pneumatickém prostoru. Tím vzniká složka síly, která směřuje proti síle, jíž působí ventilová pružina, a která klesá při uvedené posilovače v činnost s vzrůstajícím stupněm zavzdušnění pneumatického prostoru, dokud nedosáhne v bodě plného vybuzení posilovače brzd resp. při plném zavzdušnění pracovní komory nulové hodnoty, takže je první prstencová plocha z hlediska působení tlaku vyrovnána.

Druhá aktivní resp. prstencová plocha je omezena radiálně vně ležícím těsnicím sedlem (podtlakovým těsnicím sedlem) řídicího ventilu, jakož i radiálně vně ležící těsnicí chlopní ventilového tělesa, spolupůsobící s vnitřní stěnou tělesa řídicího ventilu, omezující pneumatický prostor, takže je v klidové poloze posilovače brzd z hlediska působení tlaků vyrovnána a při jeho uvedení v činnost vystavena působení pneumatického tlakového rozdílu. Tím vzniká složka síly, závislá na podtlaku, která podporuje účinek výše uvedené ventilové pružiny.

Za nevýhodnou se však u známého posilovače brzd považuje skutečnost, že jsou pro minimalizování složky těsnicí síly, závislé na podtlaku, vznikající v oblasti vyšších ovládacích sil, nutné konstrukční změny v tělese řídicího ventilu.

Podstata vynálezu

Je proto úkolem vynálezu navrhnout opatření, která umožňují minimalizaci výše uvedené složky těsnicí síly bez konstrukčních změn tělesa řídicího ventilu. Tento úkol je řešen podtlakovým posilovačem brzd pro motorová vozidla, sestávajícím ze skříně, jejíž vnitřní prostor je pohyblivou stěnou, rozdělen na podtlakovou a pracovní komoru, a z řídicího ventilu, řídícího tlakový rozdíl, působící na pohyblivou stěnu, který je upraven v nosném tělese, nesoucím pohyblivou stěnu, a který je tvořen dvěma vzájemně soustředně vytvořenými těsnicími sedly a prstencovým ventilovým tělesem, omezujícím v nosném tělese řídicího ventilu pneumatický prostor, v němž

-1 CZ 286756 B6 působí pneumatický tlak, panující v pracovní komoře a jehož radiálně vnitřní omezení je tvořeno radiálně vnitřní válcovou částí vodicí součástí, upravené při současném utěsnění v nosném tělese řídicího ventilu, podle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že vodicí součást je opatřena radiálně vnější válcovou částí, tvořící radiálně vnější omezení pneumatického prostoru.

Při konkretizaci myšlenky vynálezu u výhodného dalšího provedeného vynálezu, u něhož je prstencové ventilové těleso opatřeno radiálně vnější, jakož i radiálně vnitřní těsnicí chlopní a radiálně vnitřní těsnicí chlopeň spolupůsobí s radiálně vnitřní válcovou částí vodicí součásti, spolupůsobí radiálně vnější těsnicí chlopeň s radiálně vnější válcovou částí vodicí součásti, která radiálně dosedá na nosné těleso řídicího ventilu.

Další výhodná varianta provedení vynálezu, u níž je ventilové těleso opatřeno první prstencovou plochou, omezenou radiálně vnitřní těsnicí chlopní a radiálně vnitřním těsnicím sedlem, jakož i druhou prstencovou plochou, omezenou radiálně vnější těsnicí chlopní a radiálně vnějším těsnicím sedlem, se vyznačuje tím, že obě prstencové plochy jsou vytvořeny stejně veliké. Tímto opatřením je dosaženo toho, že je zajištěno tlakově vyrovnané chování podtlakového posilovače brzd podle vynálezu, zejména v jeho středním funkčním rozsahu, jelikož se síly, působící navzájem proti sobě, ruší.

U dalšího výhodného provedení předmětu vynálezu je první prstencová plocha větší než druhá prstencová plocha. Toto provedení je obzvláště výhodné při realizaci proporcionálně ovladatelných řídicích ventilů, jichž se například používá u posilovačů brzd, ovladatelných cizí silou resp. elektromechanicky.

Přitom je výhodné, je-li vodicí součást zhotovena z umělé hmoty nebo z kovu.

Zjednodušení montáže řídicí konstrukční skupiny, u níž je utěsnění vodicí součásti oproti tělesu řídicího ventilu provedeno těsnicím kroužkem, je u další varianty provedení dosaženo tím, že je těsnicí kroužek upraven v radiální drážce, vytvořené ve vodicí součásti.

Zkrácení axiální konstrukční délky, zejména řídicí konstrukční skupiny posilovače brzd podle vynálezu, u něhož je ve vstupní oblasti vzduchu tělesa řídicího ventilu upraven vzduchový filtr, jakož i vratná pružina, předepínající radiálně vnitřní těsnicí sedlo (těsnicí sedlo atmosféry) proti směru uvádění posilovače v činnost, je konečně dosaženo tím, že vzduchový filtr axiálně dosedá na vodicí součást a vratná pružina je vytvořena ve tvaru válce a je upravena radiálně vně koaxiálně se vzduchovým filtrem.

Přehled vyobrazení na výkresech

Vynález je v následujícím textu blíže vysvětlen na příkladu provedení v souvislosti s přiloženými výkresy, kde znázorňuje:

obr. 1 podtlakový posilovač brzd podle vynálezu v podélném řezu (méně důležité části jsou vynechány)a obr. 2 řídicí konstrukční skupinu podtlakového posilovače brzd podle obr. 1 ve zvětšeném měřítku (silně zjednodušenou).

Příklad provedení vynálezu

Podtlakový posilovač brzd, podle obr. 1 a obr. 2, sestává z pouze schematicky naznačené skříně 1 posilovače, která je axiálně pohyblivou stěnou 2 rozdělena na pracovní komoru 3 a podtlakovou

-2CZ 286756 B6 komoru 4. Axiálně pohyblivá stěna 2 sestává z membránového talíře 8, zhotoveného hlubokým tažením plechu, jakož i ohebné membrány 18, dosedající na membránový talíř 8, která neznázorněným způsobem tvoří mezi vnějším obvodem membránového talíře 8 a skříní 1 posilovače valivou membránu jako utěsnění.

Řídicí ventil 12, ovladatelný ovládací tyčí 7, je umístěn v nosném tělese 5 řídicího ventilu 12, nesoucím pohyblivou stěnu 2 a vedeném při současném utěsnění ve skříni 1 posilovače, a sestává z prvního radiálně vnějšího těsnicího sedla 15, vytvořeného na nosném tělese 5 řídicího ventilu 12, druhého radiálně vnitřního těsnicího sedla 16, vytvořeného na ventilovém pístu 9, spojeném s ovládací tyčí 7, jakož i z prstencového ventilového tělesa 10, spolupůsobícího s oběma těsnicími sedly 15, 16 a vedeného ve vodicí součásti 21, upravené při současném utěsnění v nosném tělese 5 řídicího ventilu 12, přičemž prstencové ventilové těleso 10 je prostřednictvím ventilové pružiny 22, opírající se o vodicí součást 21, přitlačováno na těsnicí sedla 15, 16. Pracovní komoru 3 lze podtlakovými kanály 28, probíhajícími po stranách v nosném tělese 5 řídicího ventilu 12, spojit s podtlakovou komorou 4.

Brzdová sílaje prostřednictvím pryžově elastického reakčního kotouče 6, dosedajícího na čelní stranu nosného tělesa 5 řídicího ventilu 12, jakož tlačné tyče Γ4, opatřené čelní přírubou 23, přenášena na ovládací píst neznázoměného hlavního válce brzdové soustavy, který je upevněn na podtlakové straně podtlakového posilovače brzd. Vstupní síla, zaváděná ovládací tyčí 7, je přenášena na reakční kotouč 6 prostřednictvím ventilového pístu 9.

První vratná pružina 26, schematicky znázorněná na výkrese, která se opírá o neznázoměnou přírubu na čelní straně skříně 1 posilovače na straně podtlaku, udržuje pohyblivou stěnu 2 ve znázorněné výchozí poloze. Kromě toho je upotřebena druhá vratná pružina 27 pístní tyče, která, radiálně obepínajíc vzduchový filtr 33, axiálně dosedající na vodicí součást 21, je umístěna mezi ovládací tyčí 7 a vodicí součástí 21 a její síla zajišťuje předpětí ventilového pístu 9 resp. jeho radiálně vnitřního těsnicího sedla 16 vůči prstencovému ventilovému tělesu 10.

Aby bylo možno při uvedení řídicího ventilu 12 v činnost spojit pracovní komoru 3 s atmosférou, je konečně v nosném tělese 5 řídicího ventilu 12 vytvořen pneumatický kanál 29, probíhající přibližně radiálním směrem. Vratný pohyb ventilového pístu 9 na konci brždění je přitom omezen příčnou součástí 11, která v klidové poloze podtlakového posilovače brzd, znázorněné na výkrese, dosedá na kluzný utěsňující kroužek 13, vedoucí při současném utěsnění nosné těleso 5 řídicího ventilu 12 ve skříni 1 posilovače.

Jak lze dále rozeznat na výkrese, omezuje prstencové ventilové těleso 10 ve vodicí součásti 21 pneumatický prostor 17, který je prostřednictvím průchodů 19 (obr. 2), vytvořených v prstencovém ventilovém tělese 10, spojen s prstencovým prostorem 24, omezeným těsnicími sedly 15, 16, v němž ústí výše uvedený pneumatický kanál 29, takže pneumatický prostor 17, vytvořený na straně prstencového ventilového tělesa 10, odvrácené od těsnicí plochy 20, je stále spojen s pracovní komorou 3 a na prstencovém ventilovém tělese 10 dochází k vyrovnání tlaků.

Jak je zejména znázorněno na obr. 2, je prstencové ventilové těleso 10 opatřeno první radiálně vnější těsnicí chlopní 31, doléhající těsně na radiálně vnější válcovou část 25 vodicí součásti 21, jakož i druhou radiálně vnitřní těsnicí chlopní 32, která spolupůsobí s radiálně vnitřní válcovou částí 30 vodicí součásti 21, vytvořenou ve tvaru trubky. Účinné utěsnění vodicí součásti 21 vůči nosnému tělesu 5 řídicího ventilu 12 zajišťuje těsnicí kroužek 34, který je upraven v oběžné radiální drážce 35 vodicí součásti 21.

V klidové poloze, znázorněné na výkrese, panuje v podtlakových kanálech 28, v prstencovém prostoru 24, jakož i v pneumatickém prostoru 17 pro vyrovnání tlaků přibližně stejný tlak resp. podtlak, panující v podtlakové komoře 4. Ventilová pružina 22 poskytuje potřebnou sílu přítlaku prstencového ventilového tělesa 10 na těsnicí sedla 15, 16. Jelikož v oblasti, omezené ventilo

-3 CZ 286756 B6 vým pístem 9, jakož i radiálně vnitřní částí prstencového ventilového tělesa 10, panuje atmosférický tlak, působí na první prstencovou plochu Al prstencového ventilového tělesa 10 mezi druhým (atmosférickým) radiálně vnitřním těsnicím sedlem 16 a radiálně vnitřní těsnicí chlopní 32 pneumatický tlakový rozdíl. Tím vzniká složka síly, závislá na hodnotě podtlaku v pneumatickém prostoru 17 pro vyrovnání tlaků, která působí proti těsnicí síle, poskytované ventilovou pružinou 22.

Při uvedené podtlakového posilovače v činnost, při němž se druhé radiálně vnitřní těsnicí sedlo 16 oddělí od prstencového ventilového tělesa 10 a dochází k zavzdušnění pracovní komory 3, nastává současně zavzdušnění pneumatického prostoru 17 pro vyrovnání tlaků, takže na druhou prstencovou plochu A2 prstencového ventilového tělesa 10 mezi prvním (podtlakovým) radiálně vnějším těsnicím sedlem 15 a radiálně vnější těsnicí chlopní 31 působí pneumatický tlakový rozdíl. Tím vzniká složka síly, působící směrem k těsnicím sedlům 1_5, 16, která podporuje účinek ventilové pružiny 22. Se vzrůstajícím zavzdušněním pneumatického prostoru 17 pro vyrovnání tlaků klesá složka síly, působící na první prstencovou plochu Al, dokud v bodě plného vybuzení podtlakového posilovače brzd resp. při jeho plném zavzdušnění neklesne až na nulovou hodnotu.

Z výše uvedeného popisu vyplývá, že vhodným přizpůsobením obou prstencových ploch Al, A2 lze ovlivnit chování podtlakového posilovače brzd podle vynálezu. Jsou-li například obě prstencové plochy Al a A2 stejně velké, je dosaženo vyrovnání tlaků v podtlakovém posilovači v rozsahu středních ovládacích sil tím, že se obě složky síly vyruší. Je-li naproti tomu radiálně vnější druhá prstencová A2 zvolena větší než první prstencová plocha Al. lze realizovat proporcionální regulaci řídicího ventilu 12, která je obzvláště vhodná u posilovačů brzd, ovladatelných cizí silou resp. elektromagneticky.

Claims (8)

1. Podtlakový posilovač brzd pro motorová vozidla, sestávající ze skříně (1), jejíž vnitřní prostor je pohyblivou stěnou (2), rozdělen na podtlakovou komoru (4) a pracovní komoru (3), a z řídicího ventilu (12), řídícího tlakový rozdíl, působící na pohyblivou stěnu (2), který je upraven v nosném tělese (5), nesoucím pohyblivou stěnu (2), a který je tvořen dvěma vzájemně soustředně vytvořenými těsnicími sedly (15, 16) a prstencovým ventilovým tělesem (10), omezujícím v nosném tělese (5) řídicího ventilu (12) pneumatický prostor (17), v němž působí pneumatický tlak, panující v pracovní komoře (3) a jehož radiálně vnitřní omezení je tvořeno radiálně vnitřní válcovou částí (30) vodicí součástí (21), upravené při současném utěsnění v nosném tělese (5) řídicího ventilu (12), vyznačující se tím, že vodicí součást (21) je opatřena radiálně vnější válcovou částí (25), tvořící radiálně vnější omezení pneumatického prostoru (17).

2. Podtlakový posilovač brzd podle nároku 1, vyznačující se tím, že na radiálně vnější válcovou část (25) vodicí součásti (21) těsně doléhá radiálně vnější těsnicí chlopeň (31) prstencového ventilového tělesa (10), přičemž radiálně vnější válcová část (25) vodicí součásti (21) radiálně dosedá na nosné těleso (5) řídicího ventilu (12) a na radiálně vnitřní válcovou část (30) vodicí součásti (21) těsně doléhá radiálně vnitřní těsnicí chlopeň (32) prstencového ventilového tělesa (10).

3. Podtlakový posilovač brzd podle nároku 1 nebo 2, vyznačující se tím, že radiálně vnější těsnicí chlopní (31) a radiálně vnějším těsnicím sedlem (15) omezená druhá

-4CZ 286756 B6 prstencová plocha (A2) je stejně velká jako radiálně vnitřní těsnicí chlopní (32) a radiálně vnitřním těsnicím sedlem (16) omezená první prstencová plocha (Al), vytvořená stejně jako druhá prstencová plocha (A2) na prstencovém ventilovém tělese (10).

4. Podtlakový posilovač brzd podle nároku 1 nebo 2, vyznačující se tím, že radiálně vnější těsnicí chlopní (31) a radiálně vnějším těsnicím sedlem (15) omezená druhá prstencová plocha (A2) je menší než radiálně vnitřní těsnicí chlopní (32) a radiálně vnitřním těsnicím sedlem (16) omezená první prstencová plocha (Al), vytvořená stejně jako druhá prstencová plocha (A2) na prstencovém ventilovém tělese (10).

5. Podtlakový posilovač brzd podle alespoň jednoho z nároků 1 až 4, vyznačující se t í m , že vodicí součást (21) je zhotovena z umělé hmoty.

6. Podtlakový posilovač brzd podle alespoň jednoho z nároků laž4, vyznačující se t í m , že vodicí součást (21) je zhotovena z kovu.

7. Podtlakový posilovač brzd podle jednoho z předchozích nároků, vyznačující se tím, že ve vodicí součásti (21) je vytvořena radiální drážka (35), v níž je upraven těsnicí kroužek (34) pro utěsnění vodicí součásti (21) vůči nosnému tělesu (5) řídicího ventilu (12).

8. Podtlakový posilovač brzd podle jednoho z předchozích nároků, vyznačující se tím, že na vodicí součást (21) axiálně dosedá vzduchový filtr (33), přičemž radiálně vně koaxiálně vůči vzduchovému filtru (33) je upravena druhá vratná pružina (27), předepínající ventilový píst (9) vůči prstencovému ventilovému tělesu (10) a vytvořená ve tvaru válce.