Odpružení pístu brzdového válce, zejména brzdového válce parkovací brzdy užitkového vozidla

Obor techniky

Vynález se týká uspořádání tlačné pružiny v brzdovém válci, zvláště parkovacích brzd užitkových vozidlem, s napínáte lnou šroubovou pružinou nacházející se mezi pístem posunovatelným ve skříni brzdového válce a dnem skříně brzdového válce, která je opatřena alespoň jedním vtaženým koncovým vinutím, které se vnoří do přilehlélio/ých pružinového/ých vinutí.

Známý stav techniky

U parkovacích brzd užitkových vozidel se obvykle nasazují pružinové válce, buď samostatně, nebo v kombinaci s provozními brzdovými válci, přičemž pro akumulaci potřebné ovládací síly brzdy a pro vyvození pracovního zdvihu jsou obvykle použity šroubové tlačné pružiny, které jsou pneumaticky předepnuty. Dimenzování takovýchto tlačných, resp. akumulačních pružin je stanoveno mnoha kriterii, z nichž se podstatně uvádí zástavbový prostor, který je k disposici a požadovaná dodávka síly. Dosažení pokud možno vysoké dodávky síly v definovaném pracovním bodě (např. polovina zdvihu) při současně ohraničeném tlaku odbrždění a ohraničeném stavebním prostoru je možno pouze při pokud možno co nejplošší charakteristice pružin, tzn. při pokud možno malém zdvihu. Toto je kromě jiného ovlivnitelné počtem závitů, protože při zvyšujícím se počtu závitů zdvih v daném prostoru klesá. Teoreticky se dosáhne optimálně měkké pružiny při maximálním napětí, pokud je zástavbový prostor pro pružiny zcela vyplněn. Tonuto stavu se u známých provedeních přizpůsobí prostřednictvím rozdílných opatření výpočet. Tak dochází k použití sad pružin, přičemž dvě nebo více v sobě uspořádané pružiny jsou zařazeny paralelně. Dále pak dochází k použití tak zvaných minibloků pružin, jejich;? závity se alespoň částečně do sebe ponořují. Takovéto typy pružin se vyznačují k jejich konci se snižujícím průměrem závitů (zabalené pružiny) a snižujícím se průměrem drátu s průměrem z-ivitu (DE 35 36 767 AI).

Popsané typy tlačných pružin, které byly zmíněny jsou, nevýhodné ve vztahu k výrobním nákladům brzdového válce. Zatímco v prvním případě způsobuje použití více pružin zvýšené výrobní a montážní náklady, je u druhého příkladu provedení nákladné opracování pružinové tyče pro tvarování.

Z toho vycházejíc spočívá cíl vynálezu v tom, že bude brána v úvahu možnost nízkých nákladů pro brzdový válec, využije se více stavební prostor v prostoru pružin, přičemž ve srovnání s dosavadními provedeními se má docílit zvýšený práce pružin při zdvihu působením síly pružin.

Podstata vynálezu

Podstata uspořádání tlačné pružiny podle vynálezu spočívá v tom, že píst i dno brzdového válce je opatřeno opěrným prvkem pro přetvařování části koncového závitu stlačené pružiny do opačného směru stoupání než jaký mají ostatní závity stlačené pružiny. Tvarováním tlačné pružiny jako zavinutí pružiny a její opření jednak na pístu a jednak na skříni příp. dnu brzdového válce se dosáhne, že při daných vnějších rozměrech brzdového válce je dosažena větší síla pružiny, tzn. použitím zavinuté pružiny jako tlačné pružiny a opěiou s negativním úhlem odvalení na pístu a/nebo skříni resp. dnu brzdového válce se dosáhne, že při přetvařování konců při napínání tlačné pružiny se musí dodat přídavná práce s tím následkem, že tlačná pružiny přijme více energie, která se při uvolnění může přeměnit ve zvýšenou práci pružiny.

V postatě je v rámci myšlenky vlastní vynálezu dostačující, pokud koncový závit/y tlačné pružiny při jejím napínání má/mají dostačující stupeň volnosti přetvařování při negativním úhlu uvnitř

-1 CZ 297184 B6 vždy přilehlého pružinového závitu/ů; jde o to, přivést energii tlačné pružině na celé její délce během napínání, tedy přednostně počínajíc na obou závitových špičkách na obou koncích pružiny. V tomto smyslu by mohl konec pružiny, resp. konce pružiny tlačné pružiny uvnitř svého stupně volnosti tvarování zůstat bez přímého styku nebo dosednutí na píst resp. skříň, ačkoliv na např. 270° dosaženém opření po fixaci proti opěře je spatřováno jako výhodné pro vedení a jištění proti otočení tlačné pružiny.

Výhodná provedení a další zdokonalení jsou uvedena v dalších patentových nárocích.

Přehled obrázků na výkresech

Na přiložených obrázcích je znázorněno uspořádání brzdových pružin v brzdovém válci podle vynálezu, kde obr. 1 znázorňuje podélný řez brzdovým válcem, obr. 2 znázorňuje částečný pohled na konce tlačné pružiny při schematickém zobrazení negativně nastavených odvalovacích ramp, obr. 3 znázorňuje částečný řez pístu typu podle obr. 1, majícího odvalovací rampu s negativním sklonem a obr. 4 znázorňuje pohled na dosedací část pro píst re sp. dno skříně brzdového válce.

Příklady provedení vynálezu

Na obr. 1 je znázorněn příklad brzdového válce, u kterého je uskutečněno uspořádání tlačné pružiny podle vynálezu. Znázorněný brzdový válec 1 je sestaven jako kombinovaný provozní - a pružinový brzdový válec, označovaný rovněž jako kombiválec, který sestává z provozního brzdového válce 3 a pružinového brzdového válce 5. Provozní brzdový válec 3 odpovídá o sobě známé konstrukci a obsahuje ovládací zdvihátko 7, které působí na brzdový mechanismus vozidla. Pružinový brzdový válec 5 je opatřen mechanismus vozidla. Pružinový brzdový válec 5 je opatřen pístní tyčí 9 působící na provozní brzdový válec 3 a nesoucí píst 13 zatížený tlačnou pružinou 11. Píst 13 rozděluje pružinový brzdový válec 5 na tlačnou komoru 15 a pružinovou komoru 17, přičemž do tlačné komory 15 je zaveditelný vzduch, aby se píst 13 posunul doprava, jak je znázorněno v obr. 1 a napnula se tlačná pružina J f Při uvolnění tlaku v tlakové komoře 15 umožní tlačná pružina 11, zvaná rovněž akumulační pružina, přesunutí pístu 13 s pístní tyčí 9 doleva tak, že při připojení provozního brzdového válce 3 se může přesunout ovládací zdvihátko 7.

Tlačná pružina 11 byla představena jako nacházející se v pružinovém brzdovém válci 5 kombi válce. V rámci vynálezu je však tlačná pružina použitelná rovněž u brzdových válců jiných konstrukcí nebo jiných způsobů působení. Tak může být tlačná pružina použita u stávajících pružinových brzdových válců, může být rovněž nasazena jako direktivní pružina, rovněž jako pružina působící proti ovládacímu zdvihu brzdového válce, při odbržďování a při zpětném nastavení brzdy vozidla.

Podle vynálezu se u zmiňovaných tlačných pružin využije zástavbový prostor, který je k disposici uvnitř vinutí tlačné pružiny, jak bude následně vysvětleno. Zde se ponoří jedno z koncových vinutí 19 tlačné pružiny 11 nebo se ponoří oba koncové závity vždy do prvního, resp. dalšího pružícího závitu odpovídající strany tlačné pružiny 11 tak, že ve zcela napnutém stavu (zdvih=0) je délka pružiny 11 zkrácena. Základní tvar tlačné pružiny 11 odpovídá přitom známému tvaru válcové pružiny se dvěma zataženými konci, příp. jedním zataženým koncem, nebo tvaru sudu.

-2CZ 297184 B6

Důležitým znakem je zde vytvoření opěry pružiny na pístu příp. na straně skříně. Opěry jsou provedeny s negativním stoupáním, tedy se stoupáním opačným ke stoupání závitů tlačné pružiny 11. Tím se dosáhne, že tlačná pružina 11 dosedne při vkládání na píst 13, resp. dno 21 skříně nejprve svými špičkami obou koncových závitů 19. Špičky koncových závitů 19 se tak nacházejí na nejvyšším bodě klesající šroubové odvalovací rampy 23 s úhlem alfa negativního stoupání (obr. 2). Tento stav je při odlehčené tlačné pružině 11. Při následném propružení se koncové závity 19 tlačné pružiny odvalují na odvalovací rampě 23 a obdrží tak rovněž negativní směs stoupání opačný ke smyslu stoupání pružících závitů. To vede do polohy koncových závitů uvnitř prvního resp. dalšího pružícího závitu, jak je znázorněno na obr. 1.

Protože pro uvedené přetvařování pružících konců tlačné pružiny 11 musí se dodat přídavná práce, přijímá rovněž více energie, takže zdvihový pohyb působením síly pružiny může být přeměněn na větší práci pružiny. Pokud by stejná tlačná pružina byla postavena na rovinné dosedací plochy pístu resp. dna pružinového brzdového válce, ne zúčastnily by se konce pružiny nebo koncové závity na práci pružiny a zvýšení síly pružiny by v důsledku toho nenastalo.

U uspořádání pružin podle vynálezu jsou tlačná pružina 11 a odvalovací rampa 23 tak na sobě nastaveny, že se v napnutém stavu (obr. 1) dosáhne definovaný odvalovací rozsah, který přispívá ke stejnoměrnému zavedení síly na 270°. Mohou být však nastaveny rovněž jiné hodnoty.

Rampa 23 je u provedení podle obr. 1 vytvořena v jednom kuse s pístem 13, přičemž na konci rampy 23 se nachází doraz 25 pro špičku tlačné pružiny Π. Doraz 25 působí zde jako jištění proti otáčení tlačné pružiny 11 a stanovuje při montáži přesnou výchozí polohu.

V podstatě nemusí být rampy 23 integrovány do stavebních dílů pístu 13 resp. dna skříně, jak je to patrné u pístu 13 podle obr. 3. Z důvodů výrobních příp. z důvodů nákladů se může prokázat jako účelné nasadit oddělené vkládané díly.

Na obr. 1 a 4 je na dně 21 brzdového válce znázorněn vkládaný díl 27, na kterém je vytvořena odvalovací rampa 23 obsahující negativní stoupání a doraz 25. Přídavně je vkládaný díl opatřen středícím žebrem 29 pro tlačnou pružinu.

Vkládané díly 27 výše uvedené, které mohou být zhotoveny např. z umělé hmoty dávají tu výhodu, že jsou rychle vyměnitelné, tzn., že se mohou použít vkládané díly s různým nastavovacím úhlem odvalovací rampy 23. Vkládané díly 27 jsou uvnitř skříně přednostně vytvořeny s prostředky pro zabránění protáčení, v příkladu provedení podle obr. 4 je to drážka 31, do které zasahuje kolík (neznázoměn) na pístu 13 resp. na dně skříně, aby se vytvořilo zajištění proti otáčení vkládaného dílu 27.

Uspořádání pružin bylo vysvětleno ve vztahu na odvalovací rampu 23, která působí jako uložení tlačné pružiny 11 ve stlačeném stavu. Je významné, že koncový závit může doléhat podél negativního stoupání uvnitř úhlového rozsahu např. 270°, aby se pro přetvařování konců pružiny musela dodat přídavná práce. Těsné dosednutí koncového závitu/ů tlačné pružiny 11 není bezpodmínečně nutné, tzn. primární důležitostí je aby koncový závit od své špičky měl dostačující stupeň volnosti přetvařování, aby se vzrůstajícím negativním smyslem stoupání se získalo více energie. Konečný závit tlačné pružiny 11 může probíhat bez dotyku ve vztahu k přivrácenému dnu nebo pístu 13, takže koncový doraz 25 na pístu j,3 příp. na dnu skříně tvoří jediný přímý dosedací bod koncového závitu/ů tlačné pružiny 11. F ři odvalování na rampě 23, ať s nebo bez vkládaného dílu 27 je však možné přesné stanovení zdvihu při přesném středění tlačné pružiny 11. Pokud se týče tvaru tlačné pružiny 11 v nezatíženém stavu (obr. 2), může být koncový závit samozřejmě nastaven s positivním nebo negativním úhlem, čímž se stanoví při stlačení rozsah přetvařování a dodávající přetvářecí práce.