FI64773C - Pneumatisk bromsanordning foer fordon - Google Patents

Description

FtT^Tl Γαΐ KUULUTUSJULKAISU s λ n 77

^Sg) ^ UTLÄGG NINGSSKR1 FT 64/ /O

%prV£ C (45) F a tr_.it c: diilit ^ ^ (51) <v.lk.3/lnt.CI. 3 B 60 T 8/20 SUOMI — FINLAND (21) PWuuttltafcmmi· — Patantuueknlng 791039 (22) Hak«mi«pUvl — Amdknlngadag 28.03.79 (23) Alkupllvt— GlttlgNtsdag 28.03.79 (41) Tullut |ulktMktl — Bllvlt offuntlig 10.11.79

Patentti, ja rekisterihallitut (44) NtttSvtoip^ou j. kuuLjulk^un ^m.- ,0*oq*8.

Patent· och registerstyrelsen Ant6kmn utligd och utljkrfftun publlcarsd j · y · j (32)(33)(31) Pyydetty «tuolkMt—Begird prlorltet 09.05.78

Sveitsi-Schweiz(CH) 50^0/78-8 (71) Werkzeugmaschinenfabrik Oerlikon-Buhrle AG, Birchstrasse 155» OH-8050 Zurich, Sveitsi-Schweiz(CH) (72) Walter Muller, Bassersdorf, Heinz Deutsch, Zurich, Sveitsi-Schweiz(CH) (7*0 Berggren Oy Ab (5*0 Ajoneuvon paineilmajarrutuslaite - Pneumatisk bromsanordning för fordon

Keksintö koskee ajoneuvon paineilmajarrutuslaitetta, johon kuuluu yksi kuormasta riippuva paineensäädin, vähintään yksi vaihtokyt-kettävissä oleva kaksitieventtiili ja vaihtoehtoisesti yksi ohjaus-venttiili, jossa on yksi tai useampi tila, jolloin vaihtoehtoisen ohjaus-venttiilin tai jarrusylinterin painekanuniot voidaan täyttää tai tyhjentää saattamalla kaksitieventtiili vaihtamaan asentoa.

Tämänlaisia ajoneuvon jarrutuslaitteita käytetään ensisijaisesti rautatiejunien käyttöjarruina. Varustettuina monivaiheisella ohjaus-venttiilillä ne mahdollistavat erilaisten hidastusasteiden valinnan.

Sveitsiläisestä patenttijulkaisusta 588 370 tunnetaan tällainen laite sähköpneumaattisesti toimintaan saatettavaa moniasteista jarrua varten. Tässä laitteessa vaihtokytkettävissä olevat magneet-tiventtiilit ovat yhtäältä yhteydessä syöttöjohdon kanssa ja toisaalta ohjausventtiilin ja kuormasta riippuvan paineensäatimen kanssa. Paineen alentamiseksi ohjausventtiilin painekammioissa nämä yhdistetään, vaihtokytkemällä magneettiventtiili, paineensäätimeen. Asianomainen paineensäätimen kammio on alemmassa ja säädetyssä paineessa ja voi paineen noustessa päästää ilman ilmakehään.

2 64773 Tällä ratkaisulla on se varjopuoli, että häiriön sattuessa paineen-säätimessa ohjausventtiilin painekammiot tosin voidaan edellisen mukaisesti saattaa magneettiventtiilien kautta yhteyteen paineensääti-men kanssa, mutta että paineensäädin ei enää pysty alentamaan painetta. Tämä paineensäätimen häiriö johtaa vastaavaan koko jarrutuslait-teen toimintahäiriöön.

Patenttivaatimuksissa määritellyn keksinnön tarkoituksena on saada aikaan ajoneuvon paineilmajarrutuslaite, jonka toimintakyky säilyy myös silloin, kun sattuu vuoto ohjausjohtoon tai kuormasta riippuvan paineensäätimen männän tiivisteeseen tai jos alla määritetyin edellytyksin paineensäätimen mäntä ei enää ole liikuteltavissa. Keksinnön mukaan tämä saavutetaan sovittamalla kaksoistakaiskuventtiili yhtäältä kaksitieventtiilin ja toisaalta paineensäätimen ja paine-kammion väliin, jolloin kaksitieventtiili yhdessä kytkentäasennos-saan yhdistää kaksoistakaiskuventtiilin johonkin ulosmenoon.

Keksinnöllä saavutettavat edut on nähtävä olennaisesti siinä, että jarrutus on mahdollista myös yllämainittujen vaurioiden esiintyessä.

Seuraavassa selitetään oheisen piirustuksen yhteydessä keksinnön eräitä sovellutusmuotoja. Piirustuksessa: kuvio 1 on kaaviollinen esitys ajoneuvon jarrutuslaitteesta, jossa on moniasteinen ohjausventtiili; ja kuvio 2 on kaaviollinen esitys ajoneuvon jarrutuslaitteesta, jossa ei ole ohjausventtiiliä.

Kuvion 1 mukaiseen ajoneuvon jarrutuslaitteeseen 1 kuuluu yksi ohjausventtiili 1, kolme kaksitie- eli magneettiventtiiliä 2, 3 ja 4 ja yksi kuormituksesta riippuva paineensäädin 5. Jarrutuslaite käsittää lisäksi syöttöjohdon 6, jarrutusjohdon 7 ja kuormituksen ohjausjohdon 8. Jarrutusjohtoon 7 on yhdistetty jarrusylinteri 9. Jarrusylinterissä 9, joka tässä esimerkissä on esitetty jousivaraa-ja-jarrusylinterinä, sijaitsee varausjousi 10, joka jarrusylinterin 9 painekammion 9a ollessa paineeton kehittää täyden jarrutus-voiman. Tämä varaajajousi 10 nojaa yhtäältä jarrusylinterin 9 pohjaan ja toisaalta jarrumäntään 11. Syöttöjohto 6 on paineenrajoitti-men 12 kautta yhdistetty esittämättä jätettyyn paineilman lähteeseen. Kuorman ohjausjohto 8 on yhdistetty joko esittämättömään ilmajouseen tai esittämättömään kaksitieventtii1iin, jotka kehittävät kuormasta riippuvan paineen, joka on suoraan suhteellinen ajoneuvon kuormitukseen.

64773

Jarrutuslaitteen ohjausventtiiliin 1 kuuluu kolme ohjausmäntää 13, 14 ja 15. Niin kuin kuviosta 1 näkyy, nämä kolme mäntää ovat eri kokoiset. Keskimmäinen mäntä 14 on kaksi kertaa niin suuri kuin oikeanpuoleinen mäntä 13 ja puoleksi niin suuri kuin vasen mäntä 15, eli toisin sanoen, kun näiden kolmen männän pinta-alojen summaa merkitään f:llä, niin männän 13 pinta-ala on 1/7 F, männän 14 pinta-ala on 2/7 F ja männän 15 pinta-ala on 4/7 F. Nämä kolme mäntää 13, 14 ja 15 on kiinnitetty männänvarteen 16, joka nojaa vent-tiilikappaleeseen 17. Tässä venttiilikappaleessa 17 on reikä 17a ja sitä työntää venttiilijousi 18 venttiilinpesän 20 liikkumatonta venttiilinistuinta 19 vasten, erottaen tässä asennossa toisistaan kaksi venttiilinkammiota 21 ja 22. Kammio 21 on jarrutusjohtoa 7 myöten yhteydessä jarrusylinteriin 9 ja kammio 22 on syöttöjohtoa 6 myöten ja paineenrajoittimen 12 kautta yhteydessä esittämättömään paineilman lähteeseen. Jokainen näistä ohjausmännistä 13, 14 ja 15 sijaitsee kukin oman ohjauskammionsa 24, 26 ja vastaavasti 28 ja oman painekammionsa 23, 25 ja vast. 27 välissä. Ohjausmännän 13 painekammio 23 on yhteydessä ensimmäiseen takaiskuventtiiliin 30, keskimmäinen ohjausmännän 14 painekammio 25 on yhteydessä toiseen takaiskuventtiiliin 31 ja ohjausmännän 15 painekammio 27 on yhteydessä kolmanteen takaiskuventtiiliin 32. Ohjauskammiot 24, 26 ja 28 ovat yhteydessä ilmakehään. Venttiilinkammion 21 ja ohjauskam-mion 28, joka sekin on yhteydessä ilmakehään, välissä sijaitsee vielä yksi ohjausmäntä 33, joka sekin on kiinnitetty männänvarteen 16.

Jokaisessa kolmesta magneettiventtilistä 2, 3 ja 4 on venttiilin-lautanen 34, 35 ja vastaavasti 36. Jokainen näistä venttiilinlauta-sista 34, 35, 36 erottaa ylisen venttiilinkammion 37, 38 ja vast.

39 aiisisista venttiilinkammioista 40, 41 ja vast. 42. Yliset kolme venttiilinkammiota 37, 38 ja 39 ovat syöttöjohtoa 6 myöten ja paineenra joittimen 12 kautta yhteydessä esittämättömään paineilman lähteeseen. Aliset kolme venttiilinkammiota 40, 41 ja 42 ovat johtoja 43 myöten yhteydessä takaiskuventtiileihin 30, 31 ja 32. Kaikissa kolmessa magneettiventtiilissä 2, 3 ja 4 on ankkuri 44, joka tavalliseen tapaan mahdollistaa venttiililautasten 34, 35 ja 36 liikuttamisen sähköisesti. Jos magneettiventtiilit 2, 3 ja 4 saavat virtaa, niin venttiilinlautaset 34, 35 ja 36 tulevat nostetuiksi jousien 45 voimaa vastaan sijaitsemaan piirustuksen mukaisessa 4 64773 asemassa. Tässä asemassa paineilma pääsee kulkemaan syöttöjohdosta 6 kaksoistakaiskuventtiilien 30, 31 ja 32 kautta ohjausventtii-lin 1 painekammioihin 23, 25 ja 27. Jos magneettiventtiilit 2, 3 ja 4 eivät saa virtaa ja venttiilin lautaset 34, 35 ja 36 eivät ole nostettuina, niin paineilma pääsee kulkemaan ohjausventtiilistä 1 kaksoistakaiskuventtiilien 30, 31 ja 32 kautta joiden lautaset 46 ovat piirustuksen mukaisessa asemassa, johtoja 43 myöten ja ankkureissa 44 olevien poistoreikien 47 kautta ilmakehään.

Paineensäätimessä 5 on kaksi säätömäntää 43 ja 49. Ylinen säätömän-tä 48 erottaa säätökammion 50 ilmakehään yhteydessä olevasta kammiosta 51. Alinen säätökammio 49 erottaa ylisen, kuormanohjausjohdon 8 kanssa yhteydessä olevan kammion 52 ilmakehään yhteydessä olevasta kammiosta 53. Alinen säätömäntä 49 on kuormitettu jousella 54, joka pyrkii nostamaan säätömäntää 49 sitä voimakkaammin, mitä pienempi ajoneuvon kuormitus on ja mitä pienempi on paine kuormanohjausjohdossa 8 ja kammiossa 52. Säätömännät 48 ja 49 on yhdistetty toisiinsa männänvarrella 55, jonka tehtävänä on liikuttaa venttiilikappaletta 56, jossa on reikä 56a. Venttiilikappale 56 erottaa piirustuksen mukaisessa asemassaan mainitun säätökammion 50 venttiilikammiosta 57, joka on yhteydessä syöttöjohtoon 6. Venttiilin jousi 58 pyrkii työntämään venttiilikappaletta 56 venttiilinpesässä 60 olevaan venttiilinistuinta 59 vasten. Johto 61 yhdistää säätökammion 50 kaksoistakaiskuventtiileihin 30, 31 ja 32.

Jos jarrusylinterissä oleva jousi 10 painekammion 9a ollessa ilmasta tyhjä ei ole tarkoitettu kehittämään täyttä jarrutusvoimaa, vaan irrottamaan jarru, niin ohjausventtiilin 1 ohjauskammiot 24, 26 ja 28 on yhdistettävä kaksoistakaiskuventtiileihin 30, 31 ja 32 ja painekammiot 23, 25 ja 27 ilmakehään, so. ohjauskammiot on muutettava painekammioiksi ja päinvastoin. Kammio 29 on yhdistettävä syöttö-johtoon 6.

Kuvion 2 mukaisessa jarrutuslaitteessa vastaavia osia on merkitty samoilla viitenumeroilla kuin kuviossa 1. Tämä jarrutuslaitteen toinen sovellutusesimerkki eroaa ensimmäisestä sovellutusesimerkistä seuraavien tunnusmerkkien osalta.

Ohjausventtiiliä ei ole. Sen vuoksi jarrusy1interi 9, joka tässä 5 64773 esimerkissä on esitetty jousivaraaja-jarrusylinterinä, on suoraan yhteydessä kaksoistakaiskuventtiilin 30 ulostulon kanssa.

Molempien sovellutusesimerkkien toimintatapa on olennaisesti samanlainen ja selitetään sen vuoksi yhtä aikaa. Eroihin viitataan lopussa.

1) Jarrun irrottamiseksi täydellisesti virta magneettiventtiilei-hin 2, 3 ja 4 on kytkettävä. Sen johdosta paineilmaa pääsee syöttö-johdosta 6 ohjausventtiilin 1 painekammioihin 23, 25 ja 27, jolloin venttiilikappale 17 tulee työnnetyksi eroon venttiilinistuimesta 19, minkä johdosta paineilmaa pääsee venttiilinkammiosta 22 jarrusylin-terin 9 painekammioon 9a ja työntää männän 11 varaajajousen 10 voimaa vastaan irrotusasentoon.

2) Täyttä jarrutusta varten virtausta magneettiventtiileihin 2, 3 ja 4 on kytkettävä pois. Tämän johdosta jouset 45 puristavat venttii-linlautaset 34, 35 ja 36 istuimia vasten, ja ankkuri 44 putoaa aliseen ääriasemaansa ja irtoaa venttiilinlautasista 34, 35 ja 36.

Tämän johdosta aliset venttiilinkammiot 40, 41 ja 42 joutuvat pois-toreikien 47 kautta yhteyteen ilmakehän kanssa ja ohjausventtiilin I painekammiot 23, 25 ja 27 tyhjenevät, jolloin paine alenee.

Koska paine venttiilinkammiossa 21 ensiksi vielä säilyy, männät 13, 14 ja 15 liikkuvat kuviossa 1 männänvarren 16 välityksellä oikealle. Tämän johdosta venttiilinkappaleessa 17 oleva reikä 17a vapautuu ja venttiilinkammio 21 tyhjenee, minkä johdosta paine alenee myös jarrusylinterin 9 painekammiossa 9a. Jousi 10 puristaa jarrumän r,.än II kuviossa 1 oikealle, minkä johdosta jarrutus alkaa.

Se, miten pitkälle paine painekammioissa 23, 25 , 27 ja 21 ja niin ollen jarrusylinterissä 9 laskee, riippuu ajoneuvon kuormituksesta seuraavalla tavalla: 2a) Ajoneuvon ollessa täydessä kuormassa kuormanohjausjohdossa 8 vallitsee maksimaalinen paine, joka riittää työntämään säätömännän 49 jousen 54 voimaa vastaan täysin alas. Ventiilikappale 56 nojaa tällöin istuimeen 59 eikä männänvarren 55 yläpää enää ole kosketuksessa vontt. i j I i kappa leon 56 kanssa. Ilma pääsee näin ollen poistumaan kammiosta 50 venttii1 ikuppa Ioessa 56 olevaa reikää 56a myöten ilmakehään. Näin oi.Ien johdossa 61 vallitsee ilmakehän paine ja läppä 46 kaksoistakaiskuventtiiLeissä 30, 31 ja 32 jää kuviossa esitettyyn asemaansa.

64773 2b) Ajoneuvon ollessa täysin tyhjennetty kuorman ohjausjohdossa 8 vallitsee minimaalinen paine. Jousi 54 pystyy näin ollen työntämään säätöventtiiliä 49 ylöspäin. Venttiilikappale 56 tulee näin ollen työnnetyksi ylös venttiilinistuimelta 59. Kammioon 50 virtaa paineilmaa painekammiosta 57 kunnes kammiossa 50 vallitseva paine joka vaikuttaa säätömäntään 48, pystyy saattamaan paineensäätimen 5 sulkuasentoon. Tämä tietää sitä, että painekammiot 23, 25 ja 27 jo tunnettuun tapaan tyhjenevät kaksoistakaiskuventtiilien 30, 31 ja 32 kautta vain siihen saakka kunnes paine näissä painekammiois-sa 23, 25 ja 27 on hiukan pienempi kuin paineensäätimen 5 säätö-kammiossa 50 ja vastaavasti johdossa 61. Johdossa 61 vallitseva hiukan suurempi paine vaikuttaa kaksoistakaiskuventtiileissä 30, 31 ja 32 sen, että läppä 46 nyt sulkee sisäänmenoaukon johtoon 43 ja avaa johtoon 61 johtavan aukon. Tämän johdosta ohjausventtiilissä 1 olevat painekammiot 23, 25 ja 27 eivät, siitä huolimatta, että johdot 43 ovat ilmakehän paineessa, pysty tyhjenemään enempää, ja niissä vallitseva paine vastaa paineensäätimen 5 säätökammiossa 50 vallitsevaa painetta. Tämä tietää sitä, että paine venttiilin kammiossa 21 ja jarrusylinterissä 9 ei pysty laskemaan ilmakehän paineeseen saakka ja niin ollen jousi vaikuttaa vain pienennetyllä jarrustusvoimalla.

3) Ajoneuvon ollessa osaksi kuormattu jarrutusvoima on aina suhteellinen ajoneuvon kuormaan.

Jos ainoastaan magneettiventtiili 2 on kytketty toimintaan, niin jarrutusvoima saavuttaa vain 1/7 täysjarrutuksesta. Mahdollisia jarrutusasteita on seitsemän, nimittäin: venttiili 2 — aste 1 venttiili 3 — aste 2 venttiilit 2+3 — aste 3 venttiili 4 — aste 4 venttiilit 4+2 — aste 5 venttiilit 4+3 — aste 6 venttiilit 4+3+2 -- aste 7

Tiukan jarrutuksen helpottamiseksi voidaan lisätä vielä neljäs tässä lähemmin esittämättä jätetty magneettiventtiili, joka on yhteydessä neljänteen, samoin esittämättä jätettyyn painekamraioon 64773 tosin suoraan. Jos tämä magneettiventtiili saatetaan toimintaan, niin paine tässä ohjausventtiilin 1 neljännessä painekammiossa laskee ilmakehän paineeseen saakka, minkä johdosta riippumatta ajoneuvon kuormituksesta ja jarrutusasteesta syntyy jarrutusvoima, koska paineen alenemista painekammiossa vastaavasti myös paine jar-rusylinterissä 9 alenee ja varaajajousi 10 pystyy kehittämään tietyn jarrutusvoiman. Tällä jarrutuksella on merkitystä varsinkin tyhjissä ajoneuvoissa ja alhaisessa jarrutusasteessa.

Kuviossa 2 esitetyn sovellutusesimerkin toimintapa saadaan analogisesti ensimmäisen sovellutusesimerkin toimintatavasta. Sillä erotuksella, että ainoastaan yksi jarrutusaste on mahdollinen ja että jarrusylinterin 9 painekammion 9a tyhjennys tapahtuu suoraan kaksoistakaiskuventtiilin 30 ja kaksitie- eli magneettiventtiilin 2 kautta.

Mikäli ohjausjohdossa 8 esiintyy vuoto tai mikäli säätömännän 49 tiiviste sylinteriseinään vuotaa, vaikuttaa tilassa 52 ympäristön paine. Tämän ansiosta säätömäntä 49 mäntävipuineen 55 työntyy ylöspäin ja venttiilikappale 56 yhdistää venttiilin venttiilikam-mion 57 säätökammioon 50. Siten ilma voi virrata syöttöjohdosta 6 säätökammioon 50. Täten säätömäntä 48 painuu jälleen alas ja ilman virtaaminen ohjaussyöttöjohdosta 6 katkeaa. Mikäli nyt magneetti-venttiili 2, 3, 4 ohjataan täysjarrutukseen, voi ilma poistua pai-nekammiosta 23, 25, 27 johdon 43 ja poistoreikien 47 kautta. Tämä niin kauan kuin paine johdossa 43 on pienempi kuin samanaikainen paine säätökammiossa 50. Silloin liikkuvat takaiskuventtiilien 30, 31, 32 lautaset 46 asentoon, jossa johto 61 on yhdistetty paine-kammioihin 23, 25, 27. Täten jarrutusvoima tasapainottuu tasolle, joka vastaa säätökammion 50 painetta. Tämä vastaa vähintään kuormittamattoman ajoneuvon täysjarrutusta. Mikäli säätömäntä 48 alkaa vuotaa, vaikuttaa säätökammiossa 50 paine. Siten on myös täysin kuormitetun ajoneuvon täysjarrutus mahdollista.

On myös mahdollista, että säätömäntää 48 painetaan siten, että säätökammioon 50 syntyy paine, joka vastaa ajoneuvon sen hetkistä kuormitusta. Tässä tapauksessa laskee paine painekammioissa 23, 25, 27 magneettiventtiilin 2, 3, 4 käytön ansiosta tasolle, joka vallitsee säätökammiossa 50. Täten on myös kertajarrutus, joka vastaa 8 64773 ajoneuvon sen hetkistä kuormitusta, mahdollista.

Tästä seuraa, että tietyin edellytyksin on ajoneuvon jarruttaminen mahdollista myös paineensäätimen 5 tietyin vaurioin.

On tietenkin mahdollista kytkeä ajoneuvon jarrutuslaitteessa vielä yksi punnitus- eli magneettiventtiili molemmissa sovellutusesimerkeissä esitettyjen punnitus- eli magneettiventtiilien eteen esimerkiksi varoventtiiliksi.

Vielä eräs mahdollinen keksinnön sovellutusmuoto on se, että ohja-usventtiilin painekammioita varten varataan yhteinen kaksoistaka-iskuventtiili. Tosin pitäisi tällöin jokainen painekammio varustaa painekammion ja kaksoistakaiskuventtiiIin välisellä lisäventtiilil-lä. Kaksitieventtiilin yksinomainen toimintaan saattaminen aiheuttaisi tällöin täysjarrutuksen. Muussa tapauksessa täytyisi yhdessä kaksitieventtiilin kanssa saattaa toimintaan aina vähintään yksi näistä venttiileistä painekammion ja kaksoistakaiskuventtiilin välisen yhteyden katkaisemiseksi.

Claims (3)

64773 9

1. Ajoneuvon paineilmajarrutuslaite, erityisesti kiskoajoneu-vojen sähköpneumaattisesti toimintaan saatettavia jarruja varten, johon kuuluu yksi syöttöjohto (6), vähintään yksi vaihtokytkettä-vissä oleva kaksitieventtiili (2, 3, 4), yksi kuormasta riiDpuva paineensäädin (5) ja vähintään yksi männän (11, 13, 14, 15) painekaiunio (9a, 23, 25, 27) jarrutangon ohjausta varten, jolloin kaksitieventtiili (2, 3, 4) on yhteydessä syöttöjohtoon (6) ja yhdessä kytkentäasen-nossa yhdistää syöttöjohdon (6) painekammioon (9a, 23, 25, 27), tunnettu siitä, että kaksitieventtiilin (2, 3, 4), kuormasta riippuvan paineensäätimen (5) ja painekammion (9a, 23, 25, 27. väliin on sovitettu kaksoistakaiskuventtiili (30, 31, 32), jonka kahdesta sisäänmenosta ensimmäinen on yhteydessä kaksitieventtiilin (2, 3, 4) ja toinen on yhteydessä kuormasta riippuvan paineensäätimen (5) kanssa ja jonka ulostulo on yhteydessä paine-kammion (9a, 23, 25, 27) kanssa, että kaksitieventtiilin (2, 3, 4) toisessa kytkentäasennossa kaksoistakaiskuventtiili (30, 31, 32) paineen alentamiseksi painekammiossa (9a, 23, 25, 27) on yhteydessä ulostulon (47) kanssa, ja että jarrutusvoiman rajoittamiseksi kuormasta riippuvasti kaksoistakaiskuventtiili (30, 31, 32) vaih-tokytkeytyy silloin^kun paine ensimmäisessä sisäänmenossa alittaa kuormasta riippuvan paineen toisessa sisäänmenossa.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen paineilmajarrutuslaite, tunnettu siitä, että ohjausventtiilin (1) jokaista pai-nekammiota (23, 25, 27) varten on olemassa oma kaksoistakaiskuventtiili (30, 31, 32) ja oma kaksitieventtiili (2, 3, 4).

3. Patenttivaatimuksen 1 mukainen ajoneuvon paineilmajarrutus -laite, tunnettu siitä, että ainoastaan yksi yhteinen kaksoistakaiskuventtiili ja yksi kaksitieventtiili on olemassa useita painekammioita varten.