HU213424B - Hydraulic brake assembly with locking-arrester - Google Patents

Description

A találmány tárgya hidraulikus fékberendezés blokkolásgátlóval.

A fékberendezésben van egy főfékhenger, legalább egy kerékfék, amelyet a főfékhengerrel fékvezeték köt össze, van benne továbbá egy szivattyú, amelynek a nyomóvezetéke a főfékhengerrel van összekötve és vannak benne vezérlőszelepek, amelyek a nyomást a kerékfékben a csúszástól függően vezérlik úgy, hogy a nyomás csökkentése végett a kerékfékekből nyomóközeget vezetnek el és a nyomás növelése végett a kerékfékekhez nyomóközeget vezetnek. A fékberendezésen van továbbá egy csillapítókészülék és/vagy egy szűkítőbetét a nyomóvezetékben.

Ilyen fékberendezést ír le például a DE PS 31 37 287 számú leírás.

A fék működtetésekor a főfékhengerből nyomóközeg jut a kerékfékbe. Ennek következtében a fékbetétek a fékpofákhoz, illetve a féktárcsához nyomódnak és így lép fel a fékhatás. Ha a fékerő meghalad egy bizonyos értéket, akkor fennáll a kerék blokkolásának veszélye. Amikor ez az állapot bekövetkezik, akkor a fékvezeték záródik és a kerékfékből nyomóközeg távozik. Amikor a kerék kellően ismét gyorsulhat, akkor a fékvezeték megint nyílik és a kerékfékre nyomás jut, hogy a nyomás újból megnőjön.

A leírt kapcsolási állapotok létrehozása végett a fékvezetékben és a tehermentesítő vezetékben vezérlő - moduláló - szelepek vannak. Nem kerülhető el, hogy a fékvezeték, illetve a tehermentesítő vezeték zárásakor és nyílásakor a hidraulikarendszerben nyomáshullámok keletkezzenek. Ezek a nyomáshullámok testhangrezgéseket keltenek. Ezek intenzitása jelentős lehet és ez a gépjárművezető számára kellemetlen. Fennáll továbbá annak veszélye, hogy a járművezető a zajokat a fékberendezés hibájának jeleként értelmezi és ez őt esetleg előre nem látható következményekkel járó cselekvésre készteti. Az említett DE PS 31 37 287 számú leírás ezért azt javasolja, hogy a nyomóvezetékbe a szivattyú és a főfékhenger közé, illetve a szivattyú és a nyomóvezetéknek a fékvezetékbe való betorkolása közé egy csillapítókészüléket és egy szűkítőbetétet iktassanak be. Ezek a segédeszközök az említett nyomáshullámokat simítják és ezáltal végső soron a zajt csökkentik.

Ennek a berendezésnek van azonban egy hátránya. Minthogy a csillapítókészülék és a szűkítőbetét a fékvezetékekhez csatlakozik, ezért nem szabályozott fékezés esetén is hatnak. Nem szabályozott fékezéskor a főfékhengertől a kerékfékekhez nyomott nyomóközeget nemcsak a kerékfékhenger - a munkahenger - veszi fel, hanem a csillapítókészülék is. Emiatt a pedál útja meghosszabbodik.

A DE 21 28 168 számú szabadalmi leírás olyan fékberendezést ismertet, amelynél fékvezetékbe iktatott szivattyú, továbbá a főfékhenger és a szivattyú közötti vezetékbe iktatott visszacsapó szelep van. Ennél a megoldásnál a fékberendezés bonyolultsága, szabdalt volta okoz hátrányt.

Az EP 0264 855 számú leírásból olyan fékberendezés ismerhető meg, amelynél szintén van blokkolásgátló.

A blokkolásgátlóhoz a fékkörbe iktatott szivattyú és visszacsapószelep, valamint érzékelő és beavatkozó szervek tartoznak. Ez a megoldás is azért hátrányos, mert szétszórtan szerelt, nagy helyigényű, sérülésre és meghibásodásra hajlamos.

Találmányunk célja ezért olyan hidraulikus, blokkolásgátlós fékberendezés kialakítása, amely a szabályozás alatt a lehető legkisebb nyomáslüktetésekkel és minimális zajjal működik és nem szabályozott fékezés esetén elkerüli a pedál útjának szükségtelen meghosszabbodását. Találmányunk további célja egy olcsó, kis helyet igénylő és könnyen szerelhető fékberendezés kialakítása.

A kitűzött feladatot a találmány szerinti fékberendezés azáltal oldja meg, hogy a csillapítókészülék és a szűkítőbetét - vagyis fojtás - valamint a visszacsapó szelep egyetlen egységben, a szivattyú hengertömbjében van összeépítve.

A csillapítókészülék és a szűkítőbetét előnyös módon sorba van kapcsolva.

Előnyös a szükítőbetétet a csillapítókészülék és a visszacsapó szelep közé vagy a visszacsapó szelep és a főfékhenger közé beiktatni.

A találmány szerinti fékberendezés egyik előnyös kiviteli alakjánál a csillapítókészülékben van egy csillapítókamra, amelyet egy dugattyúként működő test határol és ez a dugattyú rugóerő ellenében a csillapítókamra térfogatának növelése irányában eltolható. A csillapítókészülék előnyös módon egy hengerből áll, ami tömítetten vezet egy dugattyút és a dugattyúra egy rugó hat, ami a dugattyút a csillapítókamra térfogatának csökkentése irányában terheli.

A kerékfékhez előnyös módon hozzá van rendelve egy beömlőszelep és egy kiömlőszelep. A beömlőszelep a fékvezetékbe, a kiömlőszelep a tehermentesítő vezetékbe van beiktatva.

A tehermentesítő vezeték előnyös módon a szivattyú szívóoldalához csatlakozik. Előnyös továbbá, ha a szivattyú szívóoldala összeköttetésben van egy tartállyal és ez a tartály a fék alaphelyzetében össze van kötve a főfékhenger munkakamráival.

A szivattyú előnyös módon egy dugattyús szivattyú, amelynek a dugattyúját excenter hajtja és a szívóvezetékbe egy szívószelep, a nyomóvezetékbe egy nyomószelep van beiktatva.

Előnyös még, ha a nyomószelep a csillapítókészülék és a szivattyútér közé van beiktatva.

A találmány szerinti megoldást a legkülönbözőbb típusú hidraulikus blokkolásgátló fékberendezésekben lehet alkalmazni. így alkalmazható a már említett DE PS 31 37 287 számú leírásban ismertetett típusú fékberendezésekben, amelyeknél a szivattyú szívóoldala kizárólag a tehermentesítő vezetékre csatlakozik. Alkalmazható azonban akkor is, ha a szivattyú - mint a később leírandó kiviteli alaknál - egy tartályra csatlakozik, amely a fék alaphelyzetében - nem működtetett állapotában - a főfékhenger munkakamráival van összekötve.

Ez a megoldás lehetővé teszi a fékrendszer nagymérvű előszerelését, úgyhogy a gépjárműbe történő beépítéskor már csak kevés beépítési munkára van szükség.

HU 213 424 Β

Ez a megoldás javítja az energiaellátó rendszer - ebbe értve a csillapítókészüléket vagy az egész fékberendezést is - működési vizsgálatának lehetőségeit is.

Az energiaellátás különösen kompakt, integrált kiképzése szempontjából előnyös a szivattyút kiszorító szivattyúként kialakítani, amelynél egy szivattyúkamra és a csillapítókészülék között van egy nyomószelep és ez a nyomószelep a szivattyúkamra felé zár. A visszacsapó szelep és a nyomószelep egy egységként van kialakítva.

A visszacsapó szelepet előnyös módon egy túlfolyó karmantyú képezi, amelynek a tömítőajka a csillapítókészülék csillapítókamrájának egyik határoló falára fekszik fel.

A visszacsapó szelep és a nyomószelep előnyös módon rugóterhelésü szelepzárótaggal ellátott visszacsapó szelepként van kialakítva és a két szelep közös szelepházban van elhelyezve.

A nyomáslüktetések és ezzel a zajok különösen hatékony minimálása végett a csillapítókamrát előnyös módon legalább részben egy elasztomer idom határolja, amelynek a csillapítókamrától távolabb eső oldala legalább egy üreget határol. Ezáltal egyszerű és kis helyigényű eszközökkel lehet a nyomáslüktetéseket csökkenteni, még nagy nyomásszint esetén is. A nyomáscsúcsok úgy szűnnek meg, hogy az elasztomer idom az üregbe benyomódva alakváltozási energiát vesz fel. A csillapítási karakterisztikát előnyös módon egy rugóelemmel lehet befolyásolni, ami az elasztomer idomra hat. Ezáltal a hőmérsékleti hatásokat is csökkenteni lehet.

Találmányunkat annak példaképpen! kiviteli alakjai kapcsán ismertetjük részletesebben ábráink segítségével, amelyek közül:

- az 1. ábra egy ismert fékberendezés vázlata,

- a 2. ábra a találmány szerinti fékberendezés csillapítókészülékével kapcsolatos szerkezeti részlet egy példakénti kiviteli alakja;

- a 3. ábra a találmány szerinti fékberendezés csillapítókészülékével kapcsolatos szerkezeti részlet egy másik példakénti kiviteli alakja.

Az 1. ábrán vázlatosan ábrázoltunk egy fékberendezést, amelyhez az 1 féknyomásképző tartozik. Az 1 féknyomásképző a 2 főfékhengerből és a vákuumos 2 fékrásegítőből vagy fékerősítőből áll. A berendezés működtetéséhez erőt fejtenek ki a 4 pedálon. Ez az erő - a vákuumos 3 fékrásegítő segédereje által kiegészítve - a 2 főfékhenger 5 nyomórúddugattyújára megy át. Az erő hatására az 5 nyomórúddugattyú eltolódik és így zárja a 6 központi szelepet. A 7 munkakamrában megnövekszik a nyomás, ami a 9 úszódugattyúra hat. Ez a nyomás eltolja a 9 úszódugattyút, ami zárja a 10 központi szelepet és így a 11 munkakamrában is megnő a nyomás. A 7 és 11 munkakamrához csatlakozik a 8, illetve 12 fékvezeték. A 12 fékvezeték az ábrázolt kiviteli alaknál a gépjármű első kerekeihez csatlakozik. Evégett a 12 fékvezeték két, 12' és 12 vezetékágra oszlik, amelyek az első tengely egy-egy kerekéhez csatlakoznak. A 12' és 12 vezetékágban van egy-egy, árammentes állapotban nyitott, EV1, illetve EV2 beömlőszelep vagy zárószelep. A kerékfékeket ezenkívül a tehermentesítő 14 vezeték összeköti a 13 tartállyal. A tehermentesítő 14 vezeték 14' és 14 vezetékágában van egy-egy árammentes állapotban zárt, AVI, illetve AV2 kiömlőszelep.

A 13 tartályt a 21 szívóvezeték köti össze a 16 szivattyú szívóoldalával. A szivattyú nyomóoldalát a nyomóvezeték köti össze a 12 fékvezetékkel.

Nem ábrázoltuk a 8 fékvezeték fékkörét. A 8 fékvezetékhez csatlakoznak a hátsókerékfékek ugyanúgy, mint a 12 fékvezetékhez az első kerékfékek.

A 16 szivattyúban van egy 17 excenter, ami hajtja a szivattyú 18 dugattyúját. A 18 dugattyú egy 29 szivattyúteret határol, ami egy 19 szívószelepen át a 21 szívóvezetékhez és egy 20 nyomószelepen át a 22 nyomóvezetékhez kapcsolódik. Mind a 19 szívószelep, mind a 20 nyomószelep visszacsapó szelep. A 20 nyomószelep után a 22 nyomóvezetékbe egy 24 csillapítókamra van beiktatva. A 24 csillapítókamrát egy 25 dugattyú határolja, amire a 26 rugó hat. A 26 rugó úgy fekszik fel a 25 dugattyúra, hogy azt a 24 csillapítókamrába nyomja és így a 24 csillapítókamra térfogata minimális lesz. A csillapítókészülék után egy 27 szükítőbetét van beiktatva. A 27 szűkítőbetétet követően a 22 nyomóvezetékbe egy 28 visszacsapó szelep van beiktatva. A 28 visszacsapó szelep a 16 szivattyú felé zár.

Az 1. ábrán a fék nem működtetett helyzetében látható. A 7 és 11 munkakamra a nyitott 10 és 6 központi szelepen át össze van kötve a 13 tartállyal. A 4 pedál működtetésekor a 7 és 11 munkakamrákban a már leírt módon megnövekszik a nyomás, amit a 12 fékvezeték az első tengely kerekeihez vezet. A 8 és 12 fékvezetékekben és ezekkel együtt a kerékfékekben fennálló nyomást a pedálerő határozza meg.

Fékezéskor a fékek kerékforgatási viselkedését szenzorok folyamatosan ellenőrzik. így azonnal megállapítható, hogy mikor következik be valamelyik kerék blokkolásának veszélye. Ebben az esetben az EV1, AVI, EV2 és AV2 szelepek megfelelő kapcsolási jeleket kapnak. A szabályozás első lépésében a blokkolásveszélyes kerék EV 1, illetve EV2 beömlőszelepe zár és így a hozzá csatlakozó kerékfékben nem nőhet tovább a nyomás. A nyomás csökkentése végett nyit az AVI, illetve AV2 kiömlőszelep és így nyomóközeg távozik a kerékfékből a 13 tartályhoz. Egyidejűleg bekapcsolódik a 16 szivattyú hajtása. A 16 szivattyú nyomóközeget vesz fel a 13 tartályból és azt a 12 fékvezetékbe szállítja.

Amikor a blokkolásveszélyes kerék ismét kellőképpen gyorsulhatna, akkor zár a kiömlőszelep és nyit a beömlőszelep, úgyhogy újból nyomóközeg juthat a kerékfékekhez és kialakulhat a féknyomás. A szabályozás abból áll, hogy ismételt nyomásnövelések és nyomáscsökkenések által a kerekeket egy meghatározott csúszástartományba állítjuk be és így a gépjármű kormányozhatóságát megtartva - maximális fékeröt lehet átvinni. A 22 nyomóvezetékben alkalmazzuk a 23 csillapítókészüléket, ami különösen akkor hatékony, amikor a 16 szivattyú az EV1 és EV2 beömlőszelep zárt helyzetében a 12 fékvezetékekbe szállít nyomóközeget. Minthogy a 12 fékvezeték zárva van, ezért a szivattyú nyomáslüktetései lépnének fel és megfelelő testhanghullámokat keltenének. Ezt a 27 szükítőbetétekkel együttműködő 23 csillapítókészülék akadályozza meg. A 16 szi3

HU 213 424 Β vattyúból kiáramló nyomóközeg a 27 szűkítőbetétnél torlódik és a 23 csillapítókészülék 24 csillapítókamrájábajut. Ott a 25 dugattyút a 26 rugó ereje ellenében eltolja és így - ismert módon - bekövetkezik a nyomáshullámok simítása. Ezáltal a zajkeltés jelentősen csökkenthető. A 28 visszacsapó szelep most átveszi azt a fontos feladatot, hogy nem szabályozott fékezéskor meggátolja a nyomóközeg beáramlását a 2 föfékhengerből a 24 csillapítókamrába. A 12 fékvezetékben megnövekedő nyomás ugyanis zátja a 28 visszacsapó szelepet és így a 24 csillapítókamra nem tud hatni.

A 2. ábrán látható egy radiális dugattyús szivattyú egy része. A szivattyúban van egy 30 hengertömb, amelyben egy nem ábrázolt munkadugattyú nyomóközeget szállít a 29 szivattyútérből a 20 nyomószelepen át egy 24 csillapítókamrába. Innen a nyomóközeg a 28 visszacsapó szelepen és a 31 fojtáson át a 32 nyomáscsatlakozóhoz áramlik, ami egy nem ábrázolt nyomóvezetékkel van összekötve. Ez a nyomóvezeték a nem ábrázolt főfékhenger és az ugyancsak nem ábrázolt kerékhengerek között csatlakozik a fékvezetékhez.

A 20 nyomószelepnek egy 33 szelepháza és egy rugóval terhelt 34 szelepzáró tagja van, amely utóbbi felfekhet a 35 szelepülékre. A 35 szelepüléka 33 szelepház és a 29 szivattyútér között tömít. A 33 szelepházhoz tartozik egy 36 szeleptartó. A 36 szeleptartóban van egy axiális 37 csatorna, ami hidraulikusan összeköti a 20 nyomószelepet a 24 csillapítókamrával. A 36 szeleptartót radiálisán körülveszi a 38 túlfolyókarmantyú. A 38 túlfolyókarmantyú a 36 szeleptartóval és a 24 csillapítókamrának azzal a határoló falával együtt, amire a 38 túlfolyókarmantyú tömítőajka felfekszik, képezi a 28 visszacsapó szelepet. A 38 túlfolyókarmantyút axiálisan a 39 támasztárcsa biztosítja, ami a 36 szeleptartó radiálisán kiszélesedő részére támaszkodik. A 24 csillapítókamrát lényegében a 30 hengertömbbe becsavarható 40 zárórész határolja, ami a 33 szelepházat is rögzíti. A 24 csillapítókamra egyik axiális határoló falát egy elasztomer 41 idom képezi, amit a 42 fedél tart a 40 zárórész egyik felfekvő felületén. A 42 fedélnek van egy mélyedése. Ez a mélyedés képezi az elasztomer 41 idomnak a csillapítókamrától távolabb eső oldalán lévő 43 üreget.

Nagy nyomáscsúcsok esetén az elasztomer 41 időm - alakváltozási képességének és merevségének megfelelően - a nyomástól függően a 43 üregbe benyomódhat és így kiegyenlíthető a nyomáslüktetéseket. Minthogy a nyomáslüktetések viszonylag magas nyomásszinten következnek be, ezért a 41 idom összenyomhatósága viszonylag kicsi és az energiát lényegében a rugalmas alakváltozás révén nyeli el. Járulékos csillapítást hoz létre az áramlás irányának megváltozása a 29 szivattyútér és a 32 nyomáscsatlakozó között. Emellett a 2. ábra szerinti kiviteli alaknál különösen előnyös, hogy a beáramlás a 24 csillapítókamrába a 37 csatornán, tehát egy zárt keresztmetszeten át, míg a kiáramlás a 24 csillapítókamrából egy gyűrű alakú résen át megy végbe.

A 3. ábrán egy olyan kiviteli alak látható, amelynél mind a 20 nyomószelep, mind a 28 visszacsapó szelep rugóval terhelt, golyó alakú szelepzáró taggal ellátott visszacsapó szelepként, ugyanabban a 33 szelepházban van kialakítva. A szivattyútérhez tartozó 20 nyomószelepet az 50 csatorna köti össze a 24 csillapítókamrával, ahonnan a nyomó közeg a 28 visszacsapószelepen, az 51 csatornán, a gyűrű alakú 52 téren és a 31 fojtáson át jut a nem ábrázolt nyomáscsatlakozóhoz.

A 33 szelepház bele van zömítve a 40 zárórészbe és az egészet előszerelten csavarjuk be a hengertömbbe. Az elasztomer 41 idomot a 40 zárórésszel összezömített fedél tartja. A 41 idomban 53 mélyedések vannak a rugalmas alakváltozás könnyítése végett. Az elasztomer 41 idom és a fedél között van egy, lapként kialakított 54 rugóelem. A 41 idom rugalmas igénybevétele révén elérhető a csillapítási jelleggörbe optimális alakítása, így különösen a lineáris csillapítás. Ugyanígy a csillapítókészülék is adaptálható a szivattyú adott nyomásszintjéhez.

Az elasztomer 41 idom és az 54 rugóelem alkalmas összehangolása révén viszonylag kis szivattyúnyomások esetén a lüktetéseket a 41 idom az 53 üregei folytán bekövetkező rugalmas alakváltozásával csillapítja, míg nagy szivattyúnyomások esetén és a 41 idom alakváltozási képességének közel teljes kihasználása után a csillapítási energiát az 54 rugóelem veszi fel.

Claims (12)

1. SZABADALMI IGÉNYPONTOK

   1. Hidraulikus fékberendezés blokkolásgátlóval, amelynek főfékhengere (2), legalább egy, a főfékhengerrel (2) fékvezeték (12) révén összekapcsolt kerékfékje, szivattyúja (16), a kerékfékhez tartozó beömlőszelepei (EV1, EV2) és kiömlőszelepei (AVI, AV2), továbbá a szivattyú (16) nyomószelepe (20) és a főfékhenger (2) közötti nyomóvezetékbe (22) iktatott csillapítókészüléke (23) , szűkítőbetétje (27) és visszacsapó szelepe (28) van, azzaljellemezve, hogy a szivattyú (16) hengertömbjében (30) egy zárórésszel (40) van rögzítve a nyomószelep (20) szelepháza (33), a szelepház (33) axiális csatornával (37) ellátott szeleptartója (36) és a zárórészben (40) fedél (42) révén rögzített idom (41) közötti csillapítókamrája (24) , a szeleptartót (36) övező túlfolyókarmantyúval (38) létrehozott visszacsapó szelepe (28), továbbá a hengertömbben (30) kiképzett nyomáscsatlakozója (32) van.
2. 2. Az 1. igénypont szerinti fékberendezés, azzaljellemezve, hogy a csillapítókamra (24) és a nyomáscsatlakozó (32) közötti áramlási útban fojtás (31) van.
3. 3. Az 1. vagy 2. igénypont szerinti fékberendezés, azzal jellemezve, hogy a kerékfékhez tartozó beömlőszelep (EV1, EV2) a fékvezetékbe (12), a kiömlőszelep (AVI, AV2) pedig egy tehermentesítő vezetékbe (14) van iktatva.
4. 4. A 3. igénypont szerinti fékberendezés, azzal jellemezve, hogy a tehermentesítő vezeték (14) a szivattyú (16) szívóoldalához van kapcsolva.
5. 5. A 4. igénypont szerinti fékberendezés, azzal jellemezve, hogy a szivattyú (16) egy szívó vezetékkel (21) egy tartályhoz (13) van csatlakoztatva, amely tartály (13) a főfékhengerhez (2) van kapcsolva.
6. 6. Az 1-5. igénypontok bármelyike szerinti fékberendezés, azzal jellemezve, hogy a túlfolyókarmantyú (38) tömítőajka és a csillapítókamra (24) palástja között kialakított visszacsapó szelepe (28) van.

   HU 213 424 Β
7. 7. Az 1-5. igénypontok bármelyike szerinti fékberendezés, azzal jellemezve, hogy egy szelepházban (33) van egy rugóterhelésű szelepzáró taggal rendelkező nyomószelepe (20) és egy szintén rugóterhelésű szelepzáró taggal rendelkező visszacsapó szelepe 5 (28).
8. 8. Az 1-7. igénypontok bármelyike szerinti fékberendezés, azzal jellemezve, hogy a zárórészben (40) rögzített, egyik oldalával a csillapítókamrát (24), másik oldalával egy üreget (43) vagy mélyedést (53) határoló, 10 elasztomer anyagú idoma (41) van.
9. 9. A 8. igénypont szerinti fékberendezés, azzal jellemezve, hogy az idomban (41) kiképzett mélyedése (53) van.
10. 10. A 8. vagy 9. igénypont szerinti fékberendezés, azzaljellemezve, hogy az üreg (43) vagy a mélyedés (53) össze van kötve a szabad légtérrel.
11. 11. Az 1-10. igénypontok bármelyike szerinti fékberendezés, azzal jellemezve, hogy az idomot (41) a csillapítókamra (24) felé nyomó rugóeleme (54) van.
12. 12. Az 1-11. igénypontok bármelyike szerinti fékberendezés, azzaljellemezve, hogy a szivattyú (16) nyomószelepe (20) és a nyomáscsatlakozó (32) között legalább egy áramlási iránytörés van.