KR960012399B1 - 2중 면적 2차 피스톤이 있는 압력분배식 브레이크 밸브 - Google Patents

2중 면적 2차 피스톤이 있는 압력분배식 브레이크 밸브 Download PDF

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에드윈 바쏘로뮤 로이
존 세보 밀란
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얼라이드 코오퍼레이션
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Abstract

내용없음.

Description

2중 면적 2차 피스톤이 있는 압력분배식 브레이크 밸브
제1도는 본 발명에 따른 2중회로 브레이크 밸브의 단면도.
제2도는 제1도의 선2-2에 관한 확대 단면도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
12 : 하우징 14 : 보어
16, 20 : 입구 18, 22 : 출구
24 : 배기구 50 : 릴레이피스톤
74, 78 : 대직경부 76, 80 : 소직경부
82 : 1차면적 84 : 2차면적
86 : 유효면적(유체압력 반응면적) 52 : 제어장치
104 : 밸브장치 110 : 플런저(압력반응장치)
120 : 제어구멍
본 발명은 고하중 차량용 2중회로 브레이크 밸브에 관한 것이다.
2중회로 브레이크 밸브는 고하중차량의 1차 및 2차 제동회로를 통한 연통을 제어하는데 사용된다.
전형적으로, 이 브레이크 밸브는 운전자 조작식 페달의 움직임에 반응하여 한쌍의 공급구멍 또는 입구구멍과 이에 상응하는 한쌍의 송출 또는 출구구멍 사이의 연통을 제어하게 된다.
이와 같은 종래 기술의 밸브는 전형적으로 각각의 상응하는 출구구멍에 동일한 압력수준을 전달한다.
짐을 실은 트레일러와 이를 견인할 수 있는 트랙터 양자를 연결시켜 운행하는 때에는 양출구 또는 송출구멍에 동일한 압력수준을 전달시켜야 하므로 이때에는 이 트랙터에 이와 같은 브레이크 밸브가 장착되는 것이 바람직하다. 그러나, 트랙터가 트레일러와 연결되어 있지 않은 소위 밥테일(bobtail)형식으로 운행될 때에는 이 트랙터의 뒷바퀴 브레이크에 극도의 과제동이 걸린다. 이에 따라 위험한 스키드 상태가 발생될 수 있으므로 트랙터가 트레일러를 연결하지 않고 운행될 때에는 트랙터 뒷바퀴 브렝크에 전달되는 제동압력을 자동적으로 감압시키는 장치를 설치하는 것이 바람직하다. 모든 상황하에서 동일한 압력수준을 출구구멍에 전달하는 이와 같은 종래 기술의 브레이크 밸브는 미국특허 제3,580,646호에 예시되어 있다.
최근에 허여된 미국특허 제4,553,789호에는 트랙터가 트레일러를 연결하지 않고 운행될 때에는 2차회로상에 압력분배가 이루어지고 이에 따라 트랙터 뒷바퀴 브레이크에 전달되는 압력수준을 감압시키는 브레이크 제어밸브가 개시되어 있다.
본 발명은 전기한 미국특허 제3,580,646호에 개시되어 있는 형식의 2중회로 브레이크 밸브를 제공하는데 이 밸브에는 2차 입구와 2차 출구간의 연통을 제어하는 릴레이 피스톤이 1차 면적과 2차 면적으로 분할되어 있다.
제어장치는(통상 트랙터와 트레일러 공급관로 간의 연결) 압력신호에 반응하여 트랙터가 밥테일 형식으로 운행될 때는 2차 면적을 통기시키지만 트랙터가 트레일러를 연결하고 운행될 때에는 1차 면적 및 2차 면적 양자 모두를 1차 출구에 연통시킨다. 따라서, 트랙터가 밥테일 형식으로 운행될 때에는 2차 입구와 2차 출구간의 연통이 균형잡혀, 2차 출구에서의 압력 수준이 1차 출구에서의 압력수준에 대하여 선정된 비율로 생성된다. 따라서 트레일러를 연결하지 않고 트랙터가 운행될 때에는 이 감압된 압력수준이 트레일러 뒷바퀴 브레이크의 제동효과를 감소시키므로 이에 따라 스키드 현상 발생 가능성이 줄어들 수 있다.
본 발명의 이러한 이점들과 또 다른 이점들은 첨부된 도면에 관한 다음의 설명으로부터 명백하여 질 것이다.
이제 도면에 대하여 설명한다.
이 도면에서 2중회로 브레이크 밸브(10)는 그 내부에 보어(14)를 구획형성하고 있는 하우징(12)을 구비하고 있다.
1차 입구구멍(16), 1차 출구 또는 송출구멍(18), 2차 입구구멍(20) 및 2차 출구 또는 송출구멍(22)은 보어(14)와 연통하고 있다. 배기구멍(24)도 역시 이 보어(14)에 연결되며 이 보어로부터 대기로의 연통은 허용하지만 그 역연통을 막은 종래의 플래퍼 밸브(26)에 의해 폐쇄된다.
그래듀에이팅 피스톤(graduating pistion)(28)은 보어(14)내에 미끄럼 가능하게 설치되고 그래듀에이팅 스프링(30)을 장착하고 있으며 이들에 관해서는 후기에 상세히 설명된다.
이 그래듀에이팅 스프링(30)은 페달판(32)을 가압하여서 그래듀에이팅 피스톤(28)에 의해 지지되는 멈춤링(34)과 맞물리게 한다.
이 페달판(32)은 운전자 조작식 브레이크 페달에 의해 맞물려 있는데 이 페달은 인습적으로 차량운전자실에 설치되어 있다. 원주상으로 뻗어 있는 밸작용부재(36)는 피스톤(28)에 외접되어 있어 브레이크 작용중에 그래듀에이팅 피스톤(28)이 아랫쪽으로 눌릴때(제1도 참조) 밸브플런저(38)를 맞물리게 하는데 적합하게 되어 있다. 플런저(38)는 보어(14)내에 설치되어 있는 원주상 시일링부재(40)에 의해 안내되며 스프링(43)에 의해 보어(14)내에 설치되어 원주상으로 뻗어 있는 밸브시이트(42)와 밀봉을 이루면서 맞물리게 된다.
따라서, 이 밸브시이트(42)와 플런저(38)는 보어(14)를 1차 입구구멍(16)에 연결되어 있는 1차 챔버(44)와 1차 출구 또는 송출구멍(18)에 연결되어 있는 1차 출구챔버(46)로 분할한다.
스프링(48)은 항복적으로 이 그래듀에이팅 피스톤(28)을 도면상의 위치로 향하여 도면상에서 볼 때 윗쪽으로 가압한다.
릴레이피스톤(50)은 보어(14)내에 미끄럽게 설치되며 밸브플런저(38)내에 미끄럼 가능하게 수용되어 있는 스템(52)을 구비하고 있다.
이 스템은 파스너 어셈블러(56)와 스프링(58)을 구비하고 있는 케이지형 스프링 어셈블리(54)에 의해 그래듀에이팅 피스톤(28)과 결합되어 있다. 이 스템(52)은 길다란 슬롯(60)이 구비되어 있어서, 밸브어셈블러(10)의 여러 부재들이 예시된 위치에 배치되는 경우에 출구챔버(46)가 스템(52)내에 구획형성되어 있는 슬롯(60)과 통로(62)를 통하여 배기구(24)와 연통할 수 있도록 한다.
이 스템(52)은 그 끝이 밸브작용 부재(64)로 되어 있는데, 이는 시일링 어셈블리(68)에 의해 도면상에서 볼 때 보어(14)의 하부내부에 미끄럼 가능하게 설치되어 있는 밸브 플런저(66) 조작에 적합하다. 스프링(70)은 항복적으로 밸브 플런저(66)를 가압하여 밸브시이트(72)와 맞물려 밀봉을 이루도록 가압한다.
제1도에서 볼 수 있는 바와 같이 밸브작용 부재(64)가 밸브 플런저(66)로부터 이격되어 배치될 때 2차 송출구멍(22)에서의 압력은 밸브 플런저(66)내에 형성되어 있는 통로(73)를 통하여 배기구멍(24)으로 방출된다.
보어(14)의 하부는 다단형으로 되어 있어 대직경부(74)와 소직경부(76)를 구획형성하고 있다.
릴레이 피스톤(50)도 이와 유사하게 다단형으로 되어 있어 보어(14)의 대직경부(74)와 밀봉을 이루면서 미끄럽게 맞물리게 되는 대직경부(78)와 보어(14)의 소직경부(76)와 밀봉을 이루면서 미끄럽게 맞물리게 되는 소직경부(80)를 형성하고 있다.
따라서, 릴레이 피스톤(50)의(제1도상에서 볼 때) 윗면은 1차 면적(82)과 2차 유효면적(84)으로 분할된다.
1차 면적(82)은 릴레이 피스톤의 대직경부(78)와 릴레이 피스톤(50)의 소직경부(80) 사이의 차이에 의해서 형성되고, 2차 유효면적(84)은 릴레이 피스톤(50)의 소직경부(80)에 의해서 형성된다.
피스톤(50)의 대향면상의 유효면적(86)은 2차 출구 또는 송출구멍(22)에서의 유체압력 수준을 받게 된다.
스프링(88)은 항복적으로 릴레이 피스톤(50)을 도면상에서 볼 때 아랫쪽으로 가압한다.
통로(90)는 릴레이 피스톤(50)의 1차 유효면적(82)을 1차 출구 또는 송출챔버(46)와 연통시킨다.
이제 제2도에 관해 설명한다. 이 도면에서 밸브(10)는 제어장치(92)와 보어(94)를 구비하고 있는데, 보어의 일부분(96)은 (제1도에 점선으로 표시되어 있는) 통로(98)를 통하여 피스톤(50)의 2차 유효면적(84)에 연결되어 있다.
보어(94)에 다른 부분(100)은 (제1도에 점선으로 표시되어 있는) 통로(102)에 의해 1차 출구 또는 송출챔버(46)와 연결된다. 보어(94)의 이 다른 부분(100)은 밸브부재(104)에 의해 일부분(96)과 분할되는데 이 밸브부재는 밸브시이트(106)와 맞물려 밀봉을 이루도록 스프링(108)에 의해 가압된다.
플런저(110)는 보어(94)내에 미끄럼 가능하게 설치되며 밸브부재(104)와 맞물리는 스템(112)을 구비하고 있다.
이 플런저(110)가 제2도에 도시된 위치에 배치되어 있을 때는 이 플런저(110) 내부에 있는 통로(114)에 의해 보어의 일부분(96)이 통로(115)를 지나 밸브하우징의 외부와 연결된다.
스프링(116)은 플런저(110)를 도면에 예시된 위치로 항복적으로 가압한다.
플런저(118)의 면(110)은 제어구멍(120)에서의 유체압력수준을 받게 된다.
제어구멍(120)은 적절한 제어압력원에 연결된다.
본 발명에서, 이 제어구멍(120)이 트랙터 보호밸브와 트레일러 공급관로 사이의 연결부에 연결되는 것은 바람직하다.
따라서 본 밸브(10)가 설치되어 있는 트랙터가 트레일러를 견인하기 위하여 연결될 때에는 트레일러 공급관로가 트레일러 제동시스템에 연결되어 압력수준이 트레일러 공급관로를 통하여 전달될 것이다.
따라서 압력신호 역시 제어구멍(120)으로 전달될 것이다.
반면에 트랙터가 트레일러를 견인하지 않는 전기한 밥테일 형식으로 운전되는 경우에는 트레일러 공급관로는 트레일러 제동시스템에 연결되지 않으며 이에 따라서 트레일러 공급관로는 대기압에 연결되어 제어구멍(120)에서의 압력수준 또한 대기압 상태가 된다.
작동중에 있어서, 트랙터와 트레일러가 연결되어 있는 경우에는 제어구멍(120)에 전달된 압력신호에 의해 플런저(110)가 제2도상에서 볼 때 오른쪽으로 밀리며 이에 따라 스템(112)이 밸브부재(104)와 맞물려 밀봉이 이루어지게 되어 그 결과 배기통로(114 및 115)를 통하여 대기로 연통되고 만다.
플런저(110)가 그 이상 이동하면 밸브부재(104)가 시이트(106)로부터 이격되고 이에 따라 보어(94)의 일부분(96)은 보어의 다른 부분(100)과 연결되고 그 결과 통로(98)는 통로(102)와 연통된다. 따라서 출구 또는 송출챔버(46)는 릴레이 피스톤(50)의 1차 면적(83)(통로(90)를 통하여)과 2차 면적(84)(통로(98 및 102)를 통하여) 양자 모두와 연통된다.
본 밸브(10)는 전기의 미합중국특허 제3,580,646호의 설명내용에 따라 조작될 수 있다.
이를 요약하면 차량운전자가 그래듀에이팅 피스톤(28)을 하향이동시킴으로써 브레이크 작용이 수행되면, 맨처음으로 2차 밸브작용부재(64)가 플런저(66)와 맞물려 밀봉을 이루게 되고 이에 따라 결국 송출 또는 출구구멍(22)과 배기구멍(24) 사이가 연통된다.
그래듀에이팅 피스톤(28)이 그 이상 하향이동을 하면 추가적인 증가량으로 인하여 압축성 탄성부재(122)가 압축변형되고 이에 따라 밸브작용부재(36)는 밸브플런저(38)와 맞물려 밀봉을 이루게 된다. 스템(52)에 대한 피스톤(28)의 상대 이동에 의해서도 스프링(58)이 압축변형되고 이에 따라 스템(52)으로부터 힘이 경감된다.
따라서 밸브시이트(72)에 대하여 플런저(66)를 유지시키는 스프링(70)의 힘은 이보다 더 약한 스프링(88)의 힘에 의해 부분적으로 경감된다.
실린더(28)의 추가적인 하향이동은 밸브플런저(38)를 틈개방(crack open)시키고 이에 따라 1차 입구구멍(16)으로부터 1차 출구 또는 송출챔버(46)를 통하여 1차 출구 또는 송출구멍(18)으로 전달이 이루어져 브레이크 작용이 이루어진다.
이와 동시에 1차 출구 또는 송출챔버(46)내의 압력은 통로(90)와 통로(102 및 98)를 통하여 릴레이 피스톤(50)의 1차 및 2차 유효면적(82, 84)으로 전달된다.
따라서 전기의 1차 및 2차 유효면적(82 및 84)에 대하여 작용하는 유체압력은 릴레이 피스톤(50)을 아랫쪽으로 가압하고 이에 따라 밸브플런저(66)가 밸브시이트(72)로부터 틈개방이 되어 2차 입구(20)로부터 2차 출구 또는 송출구멍(22)으로 연통이 이루어져 브레이크 작용이 이루어진다.
그러나 이 시스템내에 압력이 형성되면 곧 그래듀에이팅 피스톤(28)에 대하여 작용하는 압력이 이 그래듀에이팅 피스톤을 윗쪽으로 가압하여 그래듀에이팅 스프링(30)을 압축시키고, 그 결과 밸브작용부재들(36, 64)이 이들에 상응하는 밸브부재(38, 66)와 맞물리게 되는 한편, 밸브부재들(38, 66)이 이들에 상응하는 밸브시이트들(42, 72)과 맞물려 밀봉을 이루는 겸침위치로 이들 밸브작용부재(36, 64)를 복귀시킨다.
운전자가 페달상의 압력을 변화시키지 않는한 밸브부재들은 계속 이러한 겹침위치에 있게 될 것이다.
출구 또는 송출구멍(22)에서의 압력을 받는 1차 피스톤(50)의 면(86)이 1차 및 2차 유효면적(82, 84)의 조합면적과 동일하므로 이 2차 출구 또는 송출구멍(22)에 작용하는 압력이 1차 출구 또는 송출구멍(18)에 작용하는 압력과 동일하며, 동등한 유체압력 수준들이 이 릴레이 피스톤(50)의 양쪽편에 존재하여야 비로소 이 피스톤(50)이 겹침위치에 복귀하게 된다는 사실을 주목하여야 할 것이다.
차량이 전기한 밥테일 형식으로 운전될 경우에는 제어구멍(120)에서의 압력은 상기한 바와 같이 통기된다.
따라서, 스프링(116)은 플런저(110)를 제2도상에서 볼 때 왼쪽으로 가압하여 이에 따라 스템(112)의 끝이 밸브부재(104)로부터 이격됨으로써 스프링(108)이 이 밸브부재(104)를 가압하게 되어 이 밸브부재는 밸브시이트(106)와 맞물려 밀봉을 이루게 된다.
따라서, 통로(98, 102) 사이의 연통이 종결되면 통로(98)는 통로(114 및 115)를 통하여 대기로 통기된다.
따라서, 릴레이 피스톤(50)의 2차 유효면적(84)은 밸브부재들의 위치와는 관계없이 대기로 통기될 것이다.
상기한 바와 같이 브레이크 작용이 작용되면, 릴레이 피스톤(50)의 1차 유효면적(84)에 전달되는 압력은 1차 송출 또는 출구챔버(46)의 압력과 동일한데 이는 양자사이가 통로(90)에 의해 연결되어 있기 때문이다.
그러나 2차 유효면적(84)은 대기로 통기될 것이다.
따라서 2차 송출구멍(22)에서의 압력이 피스톤(50)의 전체면(86)에 대하여 작용하는 한편, 1차 송출 또는 출구구멍(18) 내의 1차 유효면적(82)에 대해서만 작용하므로 낮은 압력이 2차 송출구멍(22)에서 생성된다.
1차 유효면적(82)은 피스톤의 면적(86)에 대한 소정의 비유로 되어 있으므로 2차 송출구멍(22)에 전달되는 압력수준은 1차 송출 또는 출구챔버(46)내의 압력수준에 대한 소정된 압력 수준으로 될 것이다.
따라서, 2차 송출 또는 출구구멍(22)을 통하여 전달되는 압력수준이 1차 송출 또는 출구구멍(18)을 통하여 전달되는 압력수준에 대한 소정된 압력수준으로 되어 있으므로 감압식 또는 압력분배식 후륜 브레이크 작용은 이 2차 송출 또는 출구구멍(22)을 통해 이루어진다.

Claims (8)

  1. 한쌍의 입구(16, 20)와 한쌍의 출구(18, 22) 및 하나의 배기구(24)를 구비하고 있으며 그 내부에 보어(14)를 구획형성하고 있는 하우징(12), 상기 보어(14)내에 설치되며 상기 배기구(24)와 상기 입구들중 하나의 입구(16) 및 상기 출구들중 이에 상응하는 하나의 출구(18) 사이의 연통을 제어하기에 적합한 제1세트의 결합밸브부재(36, 38, 42), 상기 보어(14)내에 설치되며 상기 배기구(24)와 나머지 하나의 입구(20) 및 나머지 하나의 출구(22) 사이의 연통을 제어하기에 적합한 제2세트의 결합밸브부재(64, 66, 72), 상기 제1세트의 밸브부재(36, 38, 42)를 작동시키기 위하여 상기 보어(14) 내에 미끄럼 가능하게 설치되는 운전자 조작식 실린더(28), 상기 제2세트의 밸브부재(64, 66, 72)를 작동시키기 위하여 상기 보어(4)내에 미끄럼 가능하게 설치되는 릴레이 피스톤(50)으로 구성되는 2중회로 브레이크 밸브에 있어서, 상기 릴레이 피스톤(50)은 1차 면적(82) 및 2차 면적(84), 상기 1차 면적(82)을 상기 하나의 출구(18)에 연통시키는 수단(90) 및 상기 하나의 출구(81)에서의 압력수준에 관계없이 상기 2차 면적(84)이 상기 하나의 출구(18)와 연통되는 제1상태로부터 변환시킬 수 있으며 상기 하나의 출구(18)에서의 압력수준에 관계없이 상기 2차 면적(84)이 통기되는 제2상태로 변환가능한 제어장치(92)를 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 2중회로 브레이크 밸브.
  2. 제1항에 있어서, 상기 릴레이 피스톤(50)은 상기 나머지 하나의 출구(22)에서의 유체압력과 연통되는 유체압력 반응면적(86)을 형성하고 있는 것을 특징으로 하는 2중회로 브레이크 밸브.
  3. 제2항에 있어서, 상기 유체압력 반응면적(86)은 상기 1차(82) 및 2차(84) 면적의 합과 동일하며, 상기 유체압력 반응면적(86)에 대하여 작용하는 상기 나머지 하나의 출구(22)에서 압력에 의해 발생되는 상기 릴레이 피스톤(50)상에 작용하는 힘과 상기 제1차 면적(82) 및 2차 면적(84)에 대하여 작용하는 유체압력에 의해 발생되어 상기 릴레이 피스톤(50)상에 작용하는 힘이 서로 대향하는 것을 특징으로 하는 2중회로 브레이크 밸브.
  4. 제3항에 있어서, 상기 제어장치(92)에 의한 상기 2차 유효면적(84)의 통기는 상기 릴레이 피스톤(50)의 전역에 면적차를 발생시키며 여기에서 상기 다른 하나의 출구(22)에서의 압력수준은 상기 하나의 출구(18)에서의 압력수준의 소정된 비로 정해지는데 그 소정된 비는 상기 유체압력 반응면적(86)에 대한 상기 제1차 면적(82)의 비로 되어 있는 것을 특징으로 하는 2중회로 브레이크 밸브.
  5. 제1항에 있어서, 상기 제어장치(92)는 유체압력 제어신호와 연결되는 제어구멍(120), 상기 제어구멍(120)에서의 유체압력에 반응하는 압력반응수단(110) 및 상기 압력 반응수단(110)에 의해 작동되어 상기 2차 면적(84)과 상기 하나의 출구(18)에 전달된 유체압력수준 사이와 그리고 상기 2차 면적(84)과 대기 사이의 전달을 제어하는 밸브기구(104)를 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 2중회로 브레이크 밸브.
  6. 제1항에 있어서, 상기 릴레이 피스톤(50)은 다단형으로 대직경부 및 소직경부(78, 80)와 이들 사이에어깨부를 형성하고 있으며, 상기 보어는 이에 상응하는 다단형으로 이 릴레이 피스톤(50)의 대직경부(78)를 미끄럼 가능하게 수용하는 대직경부(74)와 이 릴레이 피스톤(50)의 소직경부(80)를 수용하는 소직경부(76)를 형성하고 있는 것을 특징으로 하는 2중회로 브레이크 밸브.
  7. 제6항에 있어서, 이 피스톤의 어깨부는 하우징의 어깨부와 밀봉을 이루며 맞물리는 것을 특징으로 하는 2중회로 브레이크 밸브.
  8. 제6항에 있어서, 상기 제어장치(92)는 유체압력신호와의 연결을 위한 제어구멍(120)과, 그리고 상기 제어신호에 반응하여 상기 2차 면적(84)을 하나의 출구(22)에 연통시키는 제1위치로부터 변환시키기 위하여 상기 제어구멍(120)에서의 유체압력 수준에 반응하며 상기 제어신호에 반응하여 상기 2차 면적(84)을 통기시키는 제2위치로 변환가능한 압력반응장치(110)를 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 2중회로 브레이크 밸브.
KR1019870003098A 1986-04-03 1987-04-01 2중 면적 2차 피스톤이 있는 압력분배식 브레이크 밸브 KR960012399B1 (ko)

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