EA019820B1 - Устройство для выпуска воздуха для колесного узла и способ выпуска воздуха из колесного узла - Google Patents

Abstract

Изобретение относится к устройству для выпуска воздуха из колесного узла автомобиля, содержащему корпус, соединенный с нагнетающим трубопроводом колесного узла и предназначенный для воздействия давления накачки колесного узла, подвижный поршень и клапан, расположенные внутри корпуса. Поршень воздействует на клапан, жестко соединенный с поршнем, между положением закрывания и положением выпуска воздуха из корпуса. Каждый из клапана и поршня имеет поверхность, подвергаемую воздействию нагнетаемого воздуха внутри корпуса в положении закрывания, и открывание клапана обеспечивается воздействием управляющего усилия на поршень. Управляющее усилие обеспечивается сжатым воздухом, подводимым к поверхности поршня, которая не предназначена для контакта с нагнетаемым воздухом в закрытом положении. Клапан выполнен с возможностью закрытия сжимающим средством, таким как пружина, которая опирается на поверхность клапана, которая не находится в контакте с нагнетаемым воздухом. Изобретение также относится к способу выпуска воздуха из колесного узла посредством применения указанного устройства.

Description

Настоящее изобретение относится к устройству для выпуска воздуха из колесного узла автомобиля, образованного колесом, содержащим обод, и пневматической шиной, при этом узел предназначен для установки на автомобиль или тяжелую машину для гражданского строительства. Также настоящее изобретение относится к способу выпуска воздуха из колесного узла, образованного колесом, содержащим обод и пневматическую шину для автомобиля, с помощью вышеуказанного устройства для выпуска воздуха.

Несмотря на то что изобретение не ограничивается таким типом использования, оно, в особенности, будет описано в отношении пневматических шин для автомобиля типа самосвала, работающего в рудниках и имеющего посадочный диаметр, превышающий 18 дюймов.

Обычно в колесных узлах используются ободы двух типов. Они обычно выполняются с вогнутыми ободами, имеющими посадочные места в форме усеченного конуса, наклонные относительно оси вращения узла на угол в 5 или 15°, либо с плоскими или практически плоскими глубокими ободами, имеющими посадочные места с наклоном или в 0, или в 5° относительно оси вращения.

Вогнутые ободы содержат монтажный желобок, диаметр которого явно ниже номинального диаметра обода. Этот внутренний диаметр обода может рассматриваться пользователями как очень малый, так как он не позволяет использовать тормозные барабаны, размеры которых предназначены для все более и более эффективного торможения автомобилей в зависимости от их веса.

Вследствие этого, эти ободы часто используются для колесных узлов большегрузных автомобилей или автомобилей туристического типа, и они гораздо меньше используются или зачастую совсем не используются для автомобилей, таких, например, как автомобили для лесоразработок и гражданского строительства.

Для изготовления колесного узла, в частности, бескамерного, обод с плоским дном требует наличия, по меньшей мере, бокового съемного кольца, блокирующего кольца и герметизирующей прокладки, и, естественно, плоское дно обода должно быть снабжено неподвижной ребордой со стороны, противоположной стороне, где размещаются съемные детали. Действительно, размеры колес автомобилей и размеры пневматических шин и, в частности, жесткость нижних зон требуют, чтобы колеса были выполнены из нескольких частей для того, чтобы выполнить монтаж пневматических шин на обод. Требуются, как минимум, три детали. В большинстве случаев количество необходимых деталей превышает три и может иногда достигать шести деталей при больших размерах пневматической шины без учета деталей, необходимых для крепления колес на автомобиле. Исключение составляют герметизирующие прокладки из резины, а детали обода являются металлическими и, следовательно, тяжелыми, крупногабаритными и неудобными в транспортировке. Отсюда следует, что монтаж и демонтаж пневматических шин большого и очень большого размера являются трудными и длительными операциями. Установка и/или снятие колеса, снабженного такой пневматической шиной, требует неподвижности автомобиля или транспортного средства в течение значительного времени и, таким образом, отрицательно влияет на заданную производительность использования этих автомобилей.

В публикации \УО 00/71365 описана методика, позволяющая упростить монтаж пневматических шин, которые установлены непосредственно на ступице, выполняющей функцию обода. Независимые монтажные кольца играют роль посадочных мест обода и удерживаются на месте блокирующими кольцами, которые жестко соединяются со ступицей путем, в частности, дополняющих профилей. В соответствии с этой методикой блокирующее кольцо состоит из вулканизированной резины, усиливающей с помощью покрытия эластичное усилительное кольцо и радиально противодействующее давлению.

Такая методика является во всяком случае интересной, так как она позволяет исключить операции монтажа на ободе, а также крепление колеса на автомобиле, поскольку пневматические шины непосредственно смонтированы на ступице посредством монтажных колец и фиксирующих колец. Кроме того, так как количество элементов значительно уменьшено, операции установки этих элементов упрощены.

Во всяком случае при осуществлении этой технологии, или когда пневматические шины соединены с колесами, образованными из множества деталей, при необходимости замены пневматической шины или осуществлении перестановки на автомобиле двух пневматических шин операция демонтажа колеса и/или пневматической шины является всегда необходимой; речь идет о выпуске воздуха из пневматической шины, необходимом при замене пневматической шины или квазинеобходимом, по крайней мере частично, при перестановке колесных узлов для уменьшения их веса.

Время выпуска воздуха из пневматической шины размером 59/80К.63, которой оборудован автомобиль типа самосвала, превышает 30 мин, что при полной замене пневматических шин автомобиля требует по меньшей мере 2 ч времени выпуска воздуха.

Зная, что в руднике рабочий цикл, соответствующий транспортировке полного кузова самосвала, очень часто меньше этого времени в 30 мин, становится ясно, что время манипуляций с пневматическими шинами оказывает непосредственное влияние на производительность автомобилей.

Таким образом, существует необходимость уменьшения времени выпуска воздуха из таких пневматических шин.

Пневматические шины для транспортных средств гражданского строительства, таких как автомобили, например, типа самосвала, используемые в рудниках, обычно накачиваются до давления, состав

- 1 019820 ляющего от 4 до 10 бар для обычных нагрузок и размеров.

Существующие технологии выпуска воздуха заключаются в освобождении внутренней части вентиля шины для обеспечения выхода воздуха. Уменьшение времени выпуска воздуха можно было бы получить за счет увеличения размера существующих выпускающих клапанных систем шины, но их конструкция стала бы сложной и выпуск воздуха, вызванный давлением и объемом воздуха в этом типе пневматических шин, может стать опасным для оператора, который должен освободить внутреннюю часть вентиля шины вентиля.

Были рассмотрены существующие вентили перекидного, золотникового или клапанного типа с подходящими размерами, однако они имеют различные недостатки. С одной стороны, они имеют весьма значительный габаритный размер для того, чтобы быть установленными на определенные автомобили, и, с другой стороны, обслуживание этих вентилей требует полного демонтажа. Обслуживание должно быть принято во внимание, так как, когда воздух выходит из колесного узла, он увлекает за собой частицы, являющиеся как следствием коррозии колеса, так и фрагментами пневматической шины в случае разрушения последней, а также жидкости, являющиеся результатом конденсации и специфическими продуктами, предназначенными для борьбы с коррозией.

В своих исследованиях и, в частности, в процессе изучения изготовления колесного узла, содержащего пневматические шины больших размеров, в частности, посадочный диаметр которых превышает 18 дюймов, предназначенные для оборудования автомобилей типа самосвалов, производительность которых желают постоянно повышать, следует уменьшить время, необходимое для выпуска воздуха из пневматических шин.

Эта цель достигается согласно настоящему изобретению посредством создания устройства для выпуска воздуха для колесного узла автомобиля, образованного колесом, содержащим обод и пневматическую шину, содержащего корпус, соединенный с нагнетающим трубопроводом колесного узла и предназначенный для воздействия давления накачки колесного узла, подвижный поршень и клапан, расположенные внутри корпуса, причем поршень воздействует на клапан, жестко соединенный с поршнем, между положением закрывания и положением выпуска воздуха из корпуса, при этом клапан нормально закрыт, причем каждый из клапана и поршня имеет поверхность, подвергаемую воздействию нагнетаемого воздуха внутри корпуса в положении закрывания, и открывание клапана обеспечивается воздействием управляющего усилия на поршень, при этом управляющее усилие обеспечивается сжатым воздухом, подводимым к поверхности поршня, которая не предназначена для контакта с нагнетаемым воздухом в закрытом положении, причем клапан выполнен с возможностью закрытия сжимающим средством, таким как пружина, которая опирается на поверхность клапана, которая не находится в контакте с нагнетаемым воздухом.

Предпочтительно устройство для выпуска воздуха имеет по меньшей мере одно отверстие для выпуска воздуха в открытом положении устройства.

Предпочтительно отверстие для выпуска воздуха имеет по меньшей мере один характеристический размер меньше 10 мм.

Предпочтительно устройство для выпуска воздуха предназначено для колесного узла автомобиля типа самосвала.

Указанная цель также достигается согласно настоящему изобретению посредством создания способа выпуска воздуха из колесного узла, образованного колесом, содержащим обод и пневматическую шину для автомобиля, с помощью вышеописанного устройства для выпуска воздуха, причем согласно способу открывают клапан указанного устройства посредством приложения управляющего усилия на поршень, при этом управляющее усилие обеспечивают сжатым воздухом, подводимым к поверхности поршня, которая не предназначена для контакта с нагнетаемым воздухом в закрытом положении; и закрывают клапан указанного устройства сжимающим средством, таким как пружина, которая опирается на поверхность клапана, которая не находится в контакте с нагнетаемым воздухом.

Существо изобретения включает колесный узел любого типа совокупности пневматическая шина/колесо, независимо от типа колеса или обода и, в частности колесные узлы, которые ранее были описаны в заявке на патент \УО 00/71365.

В соответствии с изобретением устройство закреплено на нагнетающем трубопроводе и состоит из корпуса, имеющего полость, в которой может перемещаться поршень для воздействия на клапан. Перемещение клапана обеспечивает открывание отверстия для выпуска воздуха из колесного узла. Устройство согласно изобретению содержит также систему, в которой после накачки поверхность поршня и поверхность клапана подвергаются давлению накачки колесного узла. Если упомянутые поверхности поршня и клапана идентичны, то давление накачки колесного узла не имеет никакого влияния на подвижность комплекса поршня и клапана внутри корпуса устройства для выпуска воздуха. Можно предусмотреть поверхность поршня несколько большей поверхности клапана так, чтобы давление накачки обеспечивало закрытое положение клапана. Можно также предусмотреть средство, например эластичное или сжимаемое, которое осуществляло бы дополнительное усилие, например, на поверхность клапана, который не находится в контакте с нагнетаемым воздухом, для того, чтобы обеспечить нормальное положение клапана закрытым. Описанное таким образом устройство для удаления воздуха и, точнее, раз

- 2 019820 мер его отверстия для удаления воздуха может быть рассчитан для уменьшения времени, необходимого для выпуска воздуха из пневматической шины. Действительно, не приспосабливая больше классический вентиль для накачки к специфическим условиям выпуска путем соответствующей операции демонтажа внутренней части вентиля, можно точно описать устройство по изобретению, которое может быть открыто без всякого риска для оператора.

В соответствии с предпочтительным вариантом реализации изобретения управляющее воздействие на поршень осуществляется сжатым воздухом, поступающим к поверхности поршня, не предназначенным для контакта с нагнетаемым воздухом в закрытом положении.

Давление воздуха, выполняющее функцию управляющего воздействия, может быть относительно слабым в той мере, что перемещение комплекса поршень/клапан не взаимодействует с нагнетающим давлением колесного узла. В указанном выше случае, когда площадь поверхности поршня слегка превышает площадь поверхности клапана, воздействие сжатого воздуха на поверхность поршня, который не находится в контакте с нагнетаемым воздухом, должно компенсировать силу, соответствующую действию нагнетаемого давления на поверхность поршня, равную разности между поверхностями поршня и клапана. Управляющая поверхность, которая согласно изобретению соответствует поверхности поршня, на которую осуществляется управляющее воздействие, превышает разность между поверхностями поршня и клапана, при этом давление сжатого воздуха, которое осуществляет управляющее воздействие, может быть выбрано меньшим давления накачки колесного узла, позволяя обеспечить перемещение поршня устройства выпуска, осуществляющего открывание клапана.

В другом упомянутом выше случае, например, эластичного или сжимающего устройства, осуществляющего дополнительное воздействие на поверхность клапана, которая не находится в контакте с нагнетаемым воздухом для обеспечения закрытого положения клапана, воздействие, осуществляемое сжатым воздухом на поверхность, которая не находится в контакте с нагнетаемым воздухом, должно компенсировать воздействие, осуществляемое упомянутым устройством. В зависимости от выбранного устройства давление управляющего воздуха может быть еще несколько повышено.

В соответствии с другими вариантами осуществления изобретения управляющее воздействие обеспечивается любым другим известным специалисту устройством, таким как механические или электрические устройства, например электромагнитные.

В соответствии с вариантом осуществления изобретения выпускающий клапан закреплен на дне обода так, чтобы воздух удалялся в осевое пространство между колесами автомобиля. В соответствии с таким исполнением воздух удаляется в зону, относительно закрытую между нижней частью грузовика, дорогой и колесами. В случае сдвоенных колес, например, на задней оси автомобиля воздух может также удаляться из каждого из колесных узлов в пространство между сдвоенными колесами.

В соответствии с другим вариантом осуществления изобретения устройство выпуска удалено от колеса и связано с последним трубопроводом или трубкой, образующей части накачивающей системы. Такой вариант осуществления будет предпочтительным, в частности, в случаях, когда в существующих автомобилях не предусмотрен достаточный проход для накачивающего трубопровода, необходимый при демонтаже колес для обеспечения соединения выпускающего устройства с колесом. В соответствии с этим вариантом необходимо, чтобы сечение трубки, связывающей выпускающее устройство с накачивающим отверстием, было, по меньшей мере, эквивалентным сечению выпускного отверстия устройства согласно изобретению.

В соответствии с упомянутым выше предпочтительным вариантом осуществления изобретения, согласно которому сжатый воздух осуществляет управляющее воздействие, приводящее к открыванию выпускного устройства, сжатый воздух может быть подведен по трубопроводу к выпускному устройству. Речь идет, например, о жесткой трубке, один конец которой закреплен на радиально внутренней части выпускного устройства для подвода упомянутого сжатого воздуха к поверхности поршня, а другой конец которой оператор может подключить к компрессору. Предназначенный для оператора другой конец предпочтительно размещен с внешней осевой стороны колес, то есть предпочтительно вне зон, где воздух будет выпускаться таким образом, чтобы ограничить риски для оператора, связанные с выпуском воздуха.

Предпочтительный вариант изобретения предусматривает, что в открытом положении клапан имеет выходное кольцевое сечение, соответствующее периферии упомянутого клапана. В соответствии с этим вариантом изобретения для общего заданного сечения выпуска воздуха ширина отверстия ограничена и позволяет, таким образом, исключить проход отходов, содержащихся в колесном узле, и размеры которых превышают ширину этого отверстия. Этот вариант осуществления изобретения повышает, таким образом, безопасность выпуска воздуха путем исключения частиц большого диаметра, которые могут проскочить в процессе этого выпуска.

В соответствии с первым вариантом осуществления изобретения выпускающее устройство пропускает накачанный воздух через одно отверстие.

Предпочтительно отверстие имеет по меньшей мере один определяющий размер, меньший 10 мм. Под определяющим размером отверстия в изобретении понимают размер, который характеризует отверстие, например диаметр для отверстия круглого сечения, или, например, длину, ширину или высоту для

- 3 019820 отверстия другого сечения.

В соответствии с другими вариантами осуществления изобретения выпускающее устройство пропускает воздух в пространство, радиально внутреннее ободу, по меньшей мере через два отверстия. Увеличение количества отверстий для выпуска воздуха позволяет также осуществить одновременную фильтрацию отходов в процессе выпуска, при этом диаметр отверстий может уменьшаться с увеличением их количества. Увеличение количества отверстий может также служить для уменьшения шума.

В соответствии с предпочтительным вариантом осуществления изобретения выпускающее устройство содержит систему контроля перемещения клапана в положение выпуска, как только давление пневматической шины достигнет порогового значения.

Такой вариант осуществления изобретения заключается в использовании системы контроля, которая будет открывать отверстие выпускающего устройства при превышении заданного порога давления. Такая система, кроме того, соединена с системой подачи сигнала оператору, когда давление сильно превышает нормальное значение, которое может быть предпочтительно определено.

В соответствии с первым вариантом этого варианта осуществления изобретения выпускающий клапан, содержащий сжимающее средство, обеспечивающее нормально закрытое положение, скомбинированное с сечением клапана, превышающим сечение поршня, при этом выпускающее устройство содержит систему контроля пассивного типа, и давление пневматической шины удерживает клапан открытым до давления, определяемого сжимающим средством.

В соответствии с этим вариантом изобретения закрытое состояние клапана обеспечивается таким сжимающим средством, как пружина, которая опирается на поверхность клапана, которая не находится в контакте с нагнетаемым воздухом. Для этого жесткость сжимающего средства компенсирует усилие, создаваемое давлением накачки и разностью между площадями поверхности клапана и поверхности поршня. В соответствии с изобретением жесткость сжимающего средства будет являться определенной для обеспечения этой компенсации, и, кроме того, будет удерживать клапан закрытым до давления накачки, такого, что усилие, осуществляемое на клапан, превышает усилие, которое осуществляет так называемое давление на поверхность клапана, соответствующее разности между площадями поверхности клапана и поверхности поршня. Следовательно, как только давление накачки превысит это давление, которое называют пороговым давлением, клапан переходит в открытое положение и закрывается, как только давление накачки падает.

В соответствии со вторым вариантом этого варианта осуществления изобретения может быть предусмотрена система контроля пассивного типа, состоящая из связывающего трубопровода между поверхностью поршня, который в нормальном состоянии не находится в контакте с накачиваемым воздухом, и накачивающим близлежащим оборудованием, подвергаемым воздействию давления накачки, и срабатывающая при достижении порога давления.

Предлагается, например, соединить систему с трубкой, такой как диафрагменный клапан, калиброванный для разрыва при заданном пороге давления и открывания для прохода воздуха через трубопровод из полости колесного узла к поверхности поршня, который в нормальном состоянии не находится в контакте с накачиваемым воздухом. Такая система, предпочтительно, сочленяется с обратным клапаном для исключения нежелательного давления, которое могло бы оказываться на диафрагменный клапан, когда клапан открыт под действием давления, управляемого оператором.

Соединение полости колесного узла с поверхностью поршня, который в нормальном состоянии не находится в контакте с накачиваемым воздухом, приводит к открыванию клапана до тех пор, пока давление колесного узла приводит заново к его закрыванию. В случае, например, выпускающего устройства, которое содержит клапан и поршень одинакового сечения и такое сжимающее средство, как пружина, которое обеспечивает закрытое состояние клапана, именно жесткость пружины определяет конечное давление колесного узла после разрыва диафрагмы клапана. Эта жесткость предпочтительно выбрана для обеспечения качения колесного узла и не требует вмешательства в место выпуска воздуха, которое не предназначено для операций обслуживания типа починки, перестановки или смены пневматических шин.

В соответствии с третьим вариантом этого варианта изобретения упомянутое устройство для выпуска воздуха содержит систему контроля активного типа, при использовании которой, зная давление пневматической шины, оператор может удержать вентиль открытым. Оператор может знать о давлении накачки колесного узла, например, по датчику давления и/или температуры. По некоторым причинам оператор может решить открыть клапан путем осуществления управляющего усилия на поршень, как описано выше, в частности путем воздействия сжатым воздухом на поверхность поршня, которая не находится в контакте с накачиваемым воздухом.

В случае третьего варианта, содержащего активную систему контроля, также предполагается использование давления пневматической шины для непосредственного воздействия на поршень устройства для выпуска воздуха и открывание клапана. Однако в этом случае система, управляемая оператором, снабжена, например, трубопроводом, связывающим полость колесного узла с поверхностью поршня, которая в нормальном состоянии не находится в контакте с воздухом. Функционирование устройства для выпуска воздуха и, в частности, его открывания, подобны предыдущему случаю системы пассивного контроля.

- 4 019820

В соответствии с другим вариантом осуществления этого варианта изобретения устройство для выпуска воздуха содержит систему контроля для перемещения клапана в положение выпуска, как только давление колесного узла превысит пороговое давление, при этом устройство для выпуска воздуха комбинирует систему контроля активного типа и систему контроля пассивного типа. Таким образом, можно управлять давлением колесного узла желаемым воздействием, когда, например, оператор осознанно управляет приближением или удалением от величины порогового давления, либо автоматически посредством системы пассивного типа.

Устройство для выпуска воздуха, выполненное в соответствии с изобретением, обеспечивает более быстрый выпуск воздуха, при этом его диаметр и расход могут быть адаптированы к нуждам, определяемым объемом колесного узла и его давлением накачки без какого-либо риска для оператора.

Кроме того, оно также позволяет совместить активную и пассивную системы контроля, которые позволяют исключить любой риск качения со значительно повышенными давлениями и ограничить также время ожидания, которое возникает при появлении значительно повышенных давлений, в частности для ограничений рисков, могущих привести к повреждению пневматических шин.

Изобретение предлагает также способ выпуска воздуха из колесного узла, включающего колесо, содержащее обод и пневматическую шину для автомобиля, с помощью устройства для выпуска воздуха, содержащего корпус, соединенный с выпускающим трубопроводом колесного узла, при этом корпус находится под давлением, и подвижный поршень внутри корпуса, причем поршень воздействует на клапан, соединенный с поршнем, между положением закрывания и положением выпуска из корпуса, при этом клапан нормально закрыт, и каждый из клапана и поршня имеет поверхность, обращенную к накачиваемому воздуху внутри корпуса в положении закрывания, а открывание клапана обеспечивают воздействующей на него силой управления.

Настоящее изобретение и его преимущества будут более очевидны из нижеследующего подробного описания вариантов выполнения, представленных в качестве неограничивающих примеров. Описание представлено со ссылками на чертежи, на которых фиг. 1а, 1Ь - схематичные виды клапана для выпуска воздуха согласно первому варианту осуществления изобретения;

фиг. 2 - схематичный вид клапана для выпуска воздуха согласно второму варианту осуществления изобретения;

фиг. 3 - схематичный вид клапана для выпуска воздуха согласно третьему варианту осуществления изобретения.

Для упрощения понимания чертежи изображены не в масштабе.

Фиг. 1а и 1Ь схематично изображают в разрезе устройство 1 для выпуска воздуха, выполненное в соответствии с изобретением и предназначенное для соединения с системой накачки колесного узла. Устройство 1 для выпуска воздуха образовано, в частности, корпусом 2, снабженным полостью 3, в которой подвижно размещен поршень 4, жестко соединенный с клапаном 5.

Различные конструктивные элементы вентиля для выпуска воздуха могут быть выполнены из различных материалов, позволяющих получить достаточно точные размеры и твердость; речь может идти о нержавеющей стали, материалах, полученных литьем под давлением, и т.п.

Для упрощения на чертежах не изображены необходимые герметизирующие прокладки между неподвижными между собой элементами и между подвижными одни относительно других элементами. Изобретение требует обеспечения значительной герметичности, которая в соответствии со знаниями специалиста может быть получена за счет наличия кольцеобразных уплотнений или эластичного металлического уплотнения между соединениями колесо/корпус вентиля и/или корпус вентиля/поршень, либо также наклонным профилем поршня, обеспечивающим контакт металл/металл.

На чертежах также не изображены элементы крепления, такие как зоны винтовой резьбы на различных элементах, образующих устройство для выпуска воздуха.

Полость 3 для перемещения поршня 4 и клапана 5 образует герметичный объем, содержащий отверстие 6, соединенное с нагнетающим трубопроводом 7. Этот нагнетающий трубопровод 7 продолжается до объема, доступного оператору, и который доступен оператору, который может включить компрессор для накачки колесного узла. Напротив отверстия 6 находится также отверстие 8, функцией которого является подвод воздуха к колесному узлу.

Когда устройство для выпуска воздуха закреплено непосредственно на ободе колесного узла, это отверстие 8 соединено непосредственно с отверстием для накачки, выполненным в ободе. В соответствии с другими вариантами осуществления можно не соединять устройство для выпуска воздуха с ободом. Отверстие 8, таким образом, соединено с отверстием накачки в ободе с помощью не представленного на чертежах трубопровода, сечение которого, по меньшей мере, должно быть равно сечению выпуска устройства 1 для выпуска воздуха.

Поршень 4 и клапан 5, жестко соединенные между собой, установлены подвижно в полости 3, сохраняя герметичность полости, при этом поршень 4 и клапан 5 содержат уплотнительные прокладки. Клапан 5 также подвижен между положением закрывания, как изображено на фиг. 1а, и положением выпуска воздуха, изображенным на фиг. 1Ь.

- 5 019820

Фиг. 1Ь изображает устройство 1 для выпуска воздуха в положении выпуска. Клапан 5, перемещенный относительно своего положения на фиг. 1а, находится в таком положении, что он открывает отверстие для прохода накачанного воздуха к отверстию 9, выполненному в корпусе 2 устройства 1 для выпуска.

Устройство 1 для выпуска содержит трубопровод 10, соединенный с полостью 11 корпуса 2, закрытой поршнем 4. Этот трубопровод 10 позволяет направлять сжатый воздух, который будет воздействовать на поршень 4 для управления клапаном 5, к положению открывания или выпуска.

Устройство 1 для выпуска воздуха содержит также пружину 12, сжатую, с одной стороны, между опорой в стенку корпуса 2 и, с другой стороны, опорой в клапан 5. Сжатие и жесткость пружины заранее определены таким образом, чтобы клапан 5 находился в нормально закрытом состоянии, изображенном на фиг. 1а, а фиг. 1Ь изображает устройство 1 для выпуска в открытом состоянии.

Когда необходимо накачать колесный узел, с которым соединено устройство 1 для выпуска, сжатый воздух направляется по трубопроводу 7, пересекает полость 3 от отверстия 6 до отверстия 8 и попадает в колесный узел. В случаях фиг. 1а, 1Ь площадь поверхности поршня 4, на которую воздействует нагнетаемый воздух, и площадь поверхности клапана 5, на которую также воздействует нагнетаемый воздух, являются равными. Каким бы ни было давление нагнетаемого воздуха, последний не оказывает никакого влияния на подвижность комплекса поршень 4/клапан 5. Как показано выше, именно пружина 12 позволяет обеспечить закрытое положение клапана 5.

На фиг. 1Ь открытое положение клапана 5 обеспечивается путем направления сжатого воздуха в полость 11 по трубопроводу 10. Этот воздух осуществляет воздействие на поверхность поршня 4, которая не находится в контакте с нагнетаемым воздухом.

Воздействие, осуществляемое этим сжатым воздухом должно быть достаточным для сжатия пружины 12 и обеспечения перемещения комплекса поршень 4/клапан 5. Свойства пружины и, в частности, ее жесткость, таким образом, выбраны для обеспечения открывания устройства 1 для выпуска воздуха без использования сложного инструмента.

Когда поршень 4 устройства 1 для выпуска переместился и когда клапан 5 достигает положения открывания, по периферии клапана 5 образуется кольцевое отверстие, которое выпускает накачанный воздух. Этот накачанный воздух затем удаляется через отверстие 9, выполненное в корпусе 2 в устройстве 1 для выпуска.

Фиг. 2 изображает устройство 21 для выпуска, которое имеет пассивную систему контроля, которая открывает отверстие клапана 25 при достижении заданного порога давления в колесном узле. Возможно наблюдать появление повышения давления в колесном узле, в частности, вызванного повышением температуры накачанного воздуха в шине или работой тормозной системы. Предпочтительно исключать этот тип повышения давления, в частности, для сохранения целостности пневматической шины.

В случае с фиг. 2 конструкция устройства 21 для выпуска такова, что площадь поверхности поршня 24, находящейся в контакте с нагнетаемым воздухом, меньше поверхности 25 клапана, находящегося в контакте с нагнетаемым воздухом. Удержание клапана 25 в закрытом положении, как и в случае по фиг. 1, обеспечивается наличием пружины 212, характеристики которой и, в частности, жесткость, как и в случае с фиг. 2, предусмотрены такими, чтобы компенсировать результирующую силу давления нагнетаемого воздуха, которое осуществляется на поверхность, равную разности между площадями поверхностей клапана 25 и поршня 24. Эта сила пропорциональна давлению накачки, и характеристики пружины выбираются такими, чтобы соответствовать давлению данного колесного узла, которое называют пороговым давлением. Это означает, что за этим порогом давления пружина сжата, и клапан 25 приведен в положение выпуска воздуха. Как только давление опускается ниже этого порогового давления, клапан 25 под действием пружины возвращается в нормально закрытое положение.

Фиг. 3 изображает также устройство 31 для выпуска воздуха, содержащее систему пассивного контроля и включающее, кроме того, систему активного контроля.

Устройство 31 для выпуска воздуха сходно с подобным устройством по фиг. 1 и содержит, кроме того, дополнительный трубопровод 313, который связывает полость 33 корпуса 32 с полостью 311, ограниченную поверхностью поршня 34, которая не находится в контакте с нагнетаемым воздухом. Этот трубопровод 313 содержит устройство 314, перекрывающее проход воздуха и способное открываться, как только достигается заранее заданное пороговое давление; таким элементом является, например, диафрагменный клапан, калиброванный для разрыва при заданном пороге давления. Комбинация трубопровода 313 и устройства 314 образует систему пассивного контроля, которая позволяет ограничить риски, связанные с повышениями давления в колесном узле.

В случае с фиг. 3 выбор размера и жесткости пружины 313 позволяет определить конечное давление колесного узла при достижении порогового давления, так как именно давление в колесном узле является управляющей силой, воздействующей на поршень 34. Выбором является, например, давление в два бара, которое позволит вернуться ненагруженному автомобилю на малой скорости в мастерскую или для ремонта, или для замены системы пассивного контроля на новую, например для замены диафрагмы клапана.

Устройство 31 содержит также дополнительный трубопровод 315, который соединяет полость 33

- 6 019820 корпуса 32 с полостью 311, ограниченной поверхностью поршня 34, которая не находится в контакте с нагнетаемым воздухом. Этот трубопровод 315 соединен с блоком управления 316, управляемым оператором из кабины автомобиля либо расположенным на боковой стороне автомобиля, при этом блок управления управляет открыванием трубопровода и, таким образом, открыванием клапана 35 и, следовательно, выпуском воздуха из колесного узла. Этот управляемый способ выпуска воздуха, когда оператор его включает и останавливает по необходимости, образует систему активного контроля. Она, кроме того, может быть соединена с системой выпуска трубопроводом 315, действующим в процессе фазы остановки, которая позволяет соединить полость 311 с атмосферой.

Трубопроводы 313 и 315 содержат, предпочтительно, обратные клапаны или эквивалентные устройства для исключения прохода воздуха, поступающего по трубопроводу 310. Таким же образом трубопровод 310 может содержать обратный клапан для исключения прохода воздуха, проходящего по трубопроводам 313 и 315.

Открывание выпускающего устройства 1, 21, 31 независимо от случая с фиг. 1, 2 или 3 приводит к образованию кольцевого отверстия на конце полости 3, 23, 33 внутри корпуса 2, 22, 32. Это кольцевое отверстие предусмотрено для создания поверхности выхода воздуха, достаточно большой для значительного уменьшения времени выпуска воздуха по сравнению с существующими техническими решениями путем локального ограничения размера отверстия для лимитирования выхода твердых частиц, содержащихся в колесном узле, которые могли бы являться бомбардирующими частицами, переносимыми потоками воздуха. Устройство для выпуска по изобретению имеет то преимущество, что оно легко адаптируется к существующим колесам и, в общем, легко устанавливается. Кроме того, устройство для выпуска может быть без труда выполнено таким образом, чтобы внутренние части легко демонтировались для обслуживания, в частности, независимо от демонтажа пневматической шины; действительно, является важным иметь возможность их регулярной чистки, при этом устройство для выпуска воздуха по изобретению способно удерживать частицы для исключения их выброса из полости колесного узла.

Были проведены испытания выпуска воздуха на колесных узлах, содержащих пневматические шины с размерностями 59/80К63 и 44/80К57. Испытания были проведены на колесных узлах, содержащих вентиль для выпуска воздуха по изобретению.

На тех же колесных узлах были выполнены другие испытания с осуществлением выпуска обычным способом из вентиля для выпуска воздуха.

Полученные результаты представлены в следующей таблице:

	59/80В63	44/80К57
Выпуск воздуха устройством согласно изобретению	3,20 мин	2 мин
Выпуск через выпускающий вентиль	42 мин	28 мин

Эти результаты представляют, кроме того, преимущества в простоте и безопасности процесса способа выпуска воздуха согласно изобретению, который занимает меньшее время, и могут привести к существенному выигрышу в производительности автомобилей.

Устройство для выпуска воздуха по изобретению является особенно интересным для колесных узлов большого размера для использования в гражданском строительстве. Устройство может также быть использовано для любого типа колесного узла, такого как колесные узлы для большегрузного автомобиля, в частности колесные узлы, предназначенные для оборудования автомобилей, легко поднимаемых для замены комплекса сдвоенных колес, комплексов, смонтированных для автомобилей сельскохозяйственных машин, в частности комплексов больших размеров, накачанных низким давлением.

Claims (5)

1. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

   1. Устройство для выпуска воздуха для колесного узла автомобиля, образованного колесом, содержащим обод и пневматическую шину, отличающееся тем, что оно содержит корпус, соединенный с нагнетающим трубопроводом колесного узла и предназначенный для воздействия давления накачки колесного узла, подвижный поршень и клапан, расположенные внутри корпуса, причем поршень воздействует на клапан, жестко соединенный с поршнем, между положением закрывания и положением выпуска воздуха из корпуса, при этом клапан нормально закрыт, причем каждый из клапана и поршня имеет поверхность, подвергаемую воздействию нагнетаемого воздуха внутри корпуса в положении закрывания, и открывание клапана обеспечивается воздействием управляющего усилия на поршень, при этом управляющее усилие обеспечивается сжатым воздухом, подводимым к поверхности поршня, которая не предназначена для контакта с нагнетаемым воздухом в закрытом положении, причем клапан выполнен с возможностью закрытия сжимающим средством, таким как пружина, которая опирается на поверхность клапана, которая не находится в контакте с нагнетаемым воздухом.
2. 2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что оно имеет по меньшей мере одно отверстие для выпуска воздуха в открытом положении устройства.

   - 7 019820
3. 3. Устройство по п.2, отличающееся тем, что отверстие для выпуска воздуха имеет по меньшей мере один характеристический размер, меньший 10 мм.
4. 4. Устройство по любому из пп.1-3, отличающееся тем, что оно предназначено для колесного узла автомобиля типа самосвала.
5. 5. Способ выпуска воздуха из колесного узла, образованного колесом, содержащим обод и пневматическую шину для автомобиля, с помощью устройства для выпуска воздуха по любому из пп. 1-3, отличающийся тем, что открывают клапан указанного устройства посредством приложения управляющего усилия на поршень, при этом управляющее усилие обеспечивают сжатым воздухом, подводимым к поверхности поршня, которая не предназначена для контакта с нагнетаемым воздухом в закрытом положении; и закрывают клапан указанного устройства сжимающим средством, таким как пружина, которая опирается на поверхность клапана, которая не находится в контакте с нагнетаемым воздухом.