PL168225B1 - Pneumatyczne urzadzenie wspomagajace, zwlaszcza do hamulców pojazdówmechanicznych PL PL PL - Google Patents

Abstract

1 Pneumatyczne urzadzenie wspomagajace, zwlaszcza do hamul ców pojazdów mechanicznych zawierajace obudowe obejmujaca prze- strzen podzielona na dwie komory przednia i ty ln a z których przednia wydzielona jest umieszczonym wewnatrz obudowy tlokiem posiadaja- cym tylna rurowa czesc podpierajaca plaszcz 1 elementy wspólpracujace z pofaldowana membrana polaczona z tlokiem i obudow a przy czym przednia komora polaczona jest na stale ze zródlem podcisnienia, zas tylna komora polaczona jest wybiorczo z przednia komora albo z at- mosfera poprzez zaworowe czlony wspólpracujace ze sterowniczym drazkiem oddzialywujacym przez przednia czolowa powierzchnie nur- nika na tylna powierzchnie czolowa reakcyjnego krazka zamocowanego do popychacza, sprezyne powrotna dzialajaca na sterowniczy drazek usytuowany pomiedzy plaszczem tloka i nurnika, zaworowe czlony za- wierajace zastawke usztywniona przez wkladke i przeciwdzialajaca po- przez czynna czesc zaopatrzona w gniazdo zaworowe uksztaltowane na nurniku 1 w yposazona w drugie gniazdo zaworowe uksztaltowane w tloku, zastawke uksztaltowana przez elastyczna rurowa membrane, czesc zastawki usytuowana pomiedzy dwoma koncami elastycznej ru- rowej membrany, znam ienne tym , ze nurnik (32) ma przednia czesc (126) w czynnej czesci (128), która jest przesuwana ruchem postepo- wym wzgledem przedniej czesci (126) i tylnej czesci (124) zespolonej z przednia czescia(126) polaczeniem gwintowym FIG. 1 PL PL PL

Description

Przedmiotem niniejszego wynalazku jest pneumatyczne urządzenie wspomagające, zwłaszcza do hamulców pojazdów mechanicznych.

Znane są urządzenia wspomagające do hamulców pojazdów mechanicznych zawierające tłok, który ma tylną rurową, część i płaszcz oraz membranę, która fałduje się albo prostuje w zależności od położenia tłoka, określających przednią komorę przyłączoną na stałe do źródła podciśnienia i tylną komorę połączoną selektywnie do przedniej komory albo z atmosferą przez zespół zaworów uruchamianych przez sterowniczy drążek podpierający poprzez zespół nurnika, jedną z powierzchni czołowych reakcyjnego krążka, zamocowanego do popychacza, sprężynę powrotną dla sterowniczego drążka umieszczoną pomiędzy płaszczem tłoka a nurnikiem, elementy zaworowe zawierające zastawkę usztywnioną przez wkładkę oddziaływującą przez czynną część na pierwsze zaworowe gniazdo uformowane na nurniku i na drugie zaworowe gniazdo uformowane na tłoku, zastawkę uformowaną przez elastyczną rurową membranę, czynną część zastawki umieszczoną pomiędzy dwoma końcami elastycznej rurowej membrany.

Powyżej opisana konstrukcja urządzenia wspomagającego przedstawiona jest na przykład w dokumencie EP-A-0 004 477. Ma ono pewne niedogodności. Ażeby uniknąć zbyt długiego skoku jałowego drążka sterowniczego, konieczne jest ażeby zaprojektować środki zaworowe w taki sposób, aby wznios zastawki pomiędzy zastawką a drugim gniazdem zaworowym był możliwie najmniejszy. Podczas hamowania, kanał przeznaczony do atmosferycznego powietrza zmniejsza się w kierunku tylnej komory, jak i kanał przeznaczony dla powietrza od tylnej komory w stronę przedniej komory podczas zwalniania hamulca. Funkcjonowaniu tych urządzeń wspomagających towarzyszy przy zasysaniu powietrza hałas, który może być kłopotliwy, tym bardziej, ze konstrukcja piasty tłoka, z jednym radialnym kanałem w stronę tylnej komory i pojedynczy kanał osiowy w stronę przedniej komory, także powoduje wyraźną turbulencję w poruszającym się powietrzu. Takie urządzenia wspomagające także posiadają urządzenia do nastawiania wartości skoku urządzenia wspomagającego, którego wartość uzalezniona jest od dokładności wykonania określonej tolerancjami produkcyjnymi w seriach produkcyjnych albo do ustawiania na szczególną wartość. Te układy do nastawiania są często wysoce skomplikowane, ale ponad wszystko są one układami wewnątrz urządzenia wspomagającego. Nastawianie skoku musi być dlatego wykonane przed zmontowaniem urządzenia wspomagającego, przez skomplikowane sposoby obejmujące specyficzne narzędzia, które są trudne do użycia. Kiedy zachodzi konieczność zmiany wartości skoku urządzenia należy wówczas przeprowadzić demontaż urządzenia wspomagającego, co jest trudną i dodatkową przyczyną błędów manipulowania.

Celem niniejszego wynalazku jest urządzenie wspomagające, którego skok jałowy jest możliwie jak najmniejszy. Skok ten nastawiany jest od zewnątrz na dowolną żądaną wartość po ostatecznym zmontowaniu urządzenia wspomagającego, które funkcjonuje cicho.

Pneumatyczne urządzenie wspomagające, zwłaszcza do hamulców pojazdów mechanicznych według wynalazku, charakteryzuje się tym, ze nurnik ma przednią część wewnątrz czynnej części, która jest przesuwana ruchem postępowym względem pierwszej części i tylnej części zespolonej z pierwszą częścią połączeniem gwintowym.

Korzystnie jest, gdy czynna część połączona jest suwliwie i szczelnie z pierwszą częścią na odcinku pomiędzy tylną częścią a przeciwległym położeniem określonym przez sprężynę usytuowaną pomiędzy przednią częścią a czynną częścią nurnika i gdy na przedniej części

168 225 nurnika znajduje się czołowa powierzchnia, która współpracuje z tylną powierzchnią oporowego krążka, przy czym pierwsze zaworowe gniazdo jest uformowane na czynnej części.

Ponadto korzystnie jest, gdy pierwsze i drugie gniazdo zaworowe rozmieszczone są w pierścieniowej przestrzeni, która została określona przez pośrednie tłokowe żebro i płaszcz stanowiące części tłoka, przy czym drugie zaworowe gniazdo zostało uformowane na płaszczu tłoka.

Dalszą korzyścią jest to, ze w płaszczu tłoka wykonane są otwory łączące przednią komorę z pierścieniową przestrzenią, a w pośrednim zebrze wykonane są otwory łączące tylną komorę z pierścieniową przestrzenią i że czynna część zastawki ma otwory pomiędzy pierwszym gniazdem zaworowym a drugim gniazdem zaworowym łączące przednią komorę z tylną komorą

W rozwiązaniu według wynalazku nurnik ma otwory łączące pierścieniową przestrzeń z atmosferą, a otwory znajdujące się w nurniku, zastawce, płaszczu i żebrze są rozmieszczone równomiernie wokół osi symetrii urządzenia wspomagającego, ich ilość jest równa i są usytuowane w tej samej płaszczyźnie.

Ponadto urządzenie według wynalazku charakteryzuje się tym, ze powrotna sprężyna sterowniczego drążka jest usytuowana pomiędzy płaszczem tłoka a czynną częścią nurnika i ze druga sprężyna jest współśrodkowa względem powrotnej sprężyny sterowniczego drążka ma większą średnicę niż sprężyna powrotna i współpracuje z czynną częścią zastawki poprzez naciskanie zastawki ku przodowi.

Wynalazek zostanie pokazany w przykładzie wykonania na tle rozwiązania ze stanu techniki i uwidoczniony na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia przekrój podłużny urządzenia wspomagającego pokazujący centralną część urządzenia wspomagającego do hamulców pojazdów mechanicznych, a fig. 2 - połowę przekroju podłużnego pokazującego centralną część pneumatycznego urządzenia wspomagającego do hamulców pojazdów mechanicznych zgodnie z niniejszym wynalazkiem.

Figura 1 pokazuje centralną część urządzenia wspomagającego przeznaczonego do umieszczania pomiędzy pedałem hamulca pojazdu a pompą główną sterującą hydraulicznym obwodem hamulcowym tego pojazdu. Część znanego urządzenia wspomagającego zwrócona ku pompie głównej nazywana jest przodem urządzenia wspomagającego, a część po stronie pedału hamulca nazywana jest tyłem urządzenia wspomagającego.

Urządzenie wspomagające z fig. 1 zawiera skorupowo ukształtowaną zewnętrzną obudowę 10 o symetrii obrotowej wokół osi X-X’. Na fig. 1 pokazana jest tylko tylna część centralna obudowy 10.

Elastyczna fałdująca się albo prostująca w zależności od położenia tłoka 20 membrana 12, wzmocniona jest w swojej centralnej części przez metalowy podpierający krążek 14 także nazywany płaszczem. Membrana 12 dzieli wewnętrzną przestrzeń wytyczoną przez obudowę 10 na przednią komorę 16 i tylną komorę 18. Zewnętrzny brzeg (nie pokazany) membrany 12 jest szczelnie umocowany do zewnętrznej obudowy 10. Wewnętrzny obwodowy brzeg membrany 12 zakończony jest zawiniętym obrzeżem umieszczonym szczelnie w pierścieniowym rowku uformowanym na zewnętrznej powierzchni obwodowej wydrążonego wspomagającego tłoka 20 usytuowanego wzdłuż osi X-X’ urządzenia wspomagającego. Wydrążony tłok 20 rozszerza się do tyłu i ma kształt rurowej części 22, która przechodzi przez ścianę tylną obudowy 10, w której jest uszczelniona. Przejścia te uszczelnione są wzmocnioną pierścieniową uszczelką 24, która umocowana jest pierścieniem 26 w rurowej, centralnej części obudowy 10 wydłużając ją do tyłu.

Ściśnięta sprężyna 28 usytuowana jest pomiędzy tłokiem 20 a przednią ścianą (nie pokazaną) zewnętrznej obudowy 10 i normalnie utrzymuje tłok 20 oraz płaszcz 14 w tylnym położeniu spoczynkowym, zilustrowanym na fig. 1, na której tylna komora 18 ma minimalną objętość, a przednia komora 16 ma maksymalną objętość.

W centralnej części tłoka 20 w obszarze pomiędzy rurową tylną częścią 22 a jego przednią częścią, w której zamocowane są membrana 12 i płaszcz 14 znajduje się otwór 30, w którym umieszczony jest suwliwie nurnik 32 również posiadający symetrię obrotową wokół

168 225 osi X-X’. Przedni koniec sterowniczego drążka 34 urządzenia wspomagającego, usytuowany także wzdłuż osi X-X', jest osadzony w nurniku 32, za pomocą przegubu kulistego. Tylny koniec (nie pokazany) drążka 34, wysuwający na zewnątrz rurową część 22 tłoka 20 jest sterowany bezpośrednio przez pedał hamulca (nie pokazany) pojazdu.

Pierścieniowa przestrzeń 36 wytyczona pomiędzy sterowniczym drążkiem 34 a rurową częścią 22 tłoka 20 otwiera wyjście do atmosfery zewnętrznej przy tylnej części urządzenia wspomagającego, na przykład poprzez filtr powietrza. Pierścieniowa przestrzeń 36 w przodzie łączy się z tylną komorą 18 poprzez promieniowy kanał 38 uformowany w centralnej części tłoka 20, podczas uruchamiania środków wspomagających sterowanych przez nurnik 32.

Znany zespół wspomagający zawiera trzydrogowy zawór z pierścieniową zastawką 40 osadzoną w części rurowej tłoka 20 i dwupierścieniowym gniazdem zaworowym 20a i 32a uformowanym odpowiednio na centralnej części tłoka 20 i na nurniku 32.

Przedni koniec elastycznej tulei z elastomeru o mniejszej średnicy formowania jest z elastomeru, zaś tylny koniec tej tulei kończy się zawinięciem obrzeża, które osadzone jest szczelnie wewnątrz rurowej części 22 tłoka 20. To zawinięcie obrzeza utrzymywane jest w stałym położeniu przez metalową czaszę 42, na której opiera się ściśnięta sprężyna 44 pchająca zastawkę 40 ku przodowi.

Pierścieniowe gniazdo zaworowe 32a uformowane jest na tylnej powierzchni czołowej nurnika 32. Podobnie pierścieniowe gniazdo zaworowe 20a uformowane jest na tylnej powierzchni czołowej centralnej części tłoka 20, dokoła gniazda 32a. Zależnie od położenia nurnika 32 wewnątrz tłoka 20, układ gniazd zaworowych pozwala zastawce 40 pozostającej pod działaniem sprężyny 44 podtrzymywać uszczelnienie na przynajmniej jednym z gniazd zaworowych 32a i 20a.

Drugi kanał 46 uformowany jest w centralnej części tłoka 20, w przybliżeniu równolegle z jego osiąX-X’, celem utrzymania przedniej komory 16 urządzenia wspomagającego w połączeniu z pierścieniową komorą 48 usytuowaną dokoła zastawki 40, wewnątrz rurowej części 22 tłoka 20. Kiedy nurnik 32 zajmuje swoje tylne położenie spoczynkowe, zilustrowane na fig. 1, w którym zastawka 40 utrzymuje uszczelnienie na gnieździe 32a nurnika 32 i jest ustawiony z dala od gniazda 20a tłoka 20, przód komory 16 i tył komory 18 urządzenia wspomagającego jest połączony przez kanał 46, pierścieniową komorę 48 i kanał 38.

W znany sposób osiowy suw nurnika 32 wewnątrz tłoka 20 jest ustalany przez ogranicznik 50 osadzony w centralnej części tłoka 20. Nurnik 32 normalnie zatrzymywany jest w tylnym położeniu spoczynkowym określonym przez ogranicznik 50 za pomocą elementów ściskających sprężynę 52 wprowadzoną pomiędzy czaszę 42 a podkładkę 54, samowspierąjącą się na odsadzeniu uformowanym na sterowniczym drążku 34.

W centralnej części, tłok 20 ma pierścieniową przednią powierzchnię czołową 20b, od której rozpoczyna się otwór 30. Pierścieniowa przednia powierzchnia czołowa 20b tłoka 20 oddziaływuje na tylną powierzchnię czołową popychacza 56, 56a przez reakcyjny krążek 58 wykonany z odkształcalnego materiału, takiego jak elastomer, przy czym popychacz 56 i reakcyjny krążek 58 są usytuowane wzdłuż osi X-X’ urządzenia wspomagającego na przedłużeniu sterowniczego drążka 34 i nurnika 32. Tylna powierzchnia 56a popychacza 56 uformowana jest na płytce 56a o kształcie krążka stanowiącego tylny koniec popychacza 56. Płytka 56b i reakcyjny krążek 58 są przykryte kołpakiem 60 centrowanym w osi X-X’ urządzenia wspomagającego i współpracuje z pierścieniowym rowkiem uformowanym na centralnej części tłoka 20 dokoła przedniej powierzchni czołowej 20b tej części tłoka 20.

Działanie tego znanego urządzenia jest znane i opisane skrótowo poniżej.

Po zamocowaniu urządzenia wspomagającego na pojeździe przednia komora 16 połączona jest na stałe ze źródłem podciśnienia.

W pierwszym etapie, efektem naciśnięcia pedału hamulcowego przez kierowcę jest wyrównanie siły napinającej sprężynę 44. Podczas tego nieznacznego przemieszczenia sterowniczego drążka 34 i nurnika 32, pod działaniem sprężyny 44 zastawka 40 nadąża za gniazdem 32a nurnika 32 do chwili aż wejdzie w kontakt z gniazdem 20a tłoka, przednia 16 i tylna!8 komory urządzenia wspomagającego są w ten sposób odizolowane jedna od drugiej.

168 225

W tej pierwszej fazie działania urządzenia wspomagającego, siła wywierana na sterowniczy drążek 34 nie wytwarza siły oddziaływującej na popychacz 56 przy wyjściu urządzenia wspomagającego.

W drugiej fazie działania hamulca, nurnik 32 jest przemieszczany wystarczająco ku przodowi do zastawki 40, ażeby uszczelnić gniazdo 20a tłoka 20 i zacząć oddalać się od gniazda 32a nurnika. W tych warunkach, tylna komora 28 urządzenia wspomagającego jest odcięta od przedniej komory 16 i łączy sie z atmosferą. Wytwarzana siła wspomagania jest skierowana do przesunięcia tłoka 20 ku przodowi. Przesunięcie to przenoszone jest na popychacz 56 przez reakcyjny krążek 58.

Podczas tej drugiej fazy działania hamulców, siła wspomagająca wywierana przez tłok 20 nie odkształca reakcyjnego krążka 58 wystarczająco do końca aby zapełnić całkowicie przestrzeń początkową oddzielającą ją od nurnika 32. W konsekwencji, wyjściowa siła przyłożona do pompy głównej przez popychacz 56 gwałtownie wzrasta, podczas gdy siła wywierana na sterowniczy drążek 34 pozostaje niezmieniona.

Ten gwałtowny wzrost siły wyjściowej odpowiada temu co jest nazwane skokiem urządzenia wspomagającego, który ma próg, poza którym wytwarzana siła wspomagająca w urządzeniu wspomagającym i wywierana na reakcyjny krążek 58 przez tłok 20 pozostaje dostateczna dla przedniej powierzchni czołowej 32b nurnika do wejścia w kontakt z reakcyjnym krążkiem 58.

W znany sposób, jak pokazano na fig. 1, wielkość skoku jest nastawiana przez ogranicznik 50, który wyznacza tylne położenie spoczynkowe nurnika 32 w odniesieniu do tłoka 20 i także odległość w stanie spoczynku pomiędzy przednią powierzchnią czołową 32b nurnika a tylną powierzchnią 58a krążka reakcyjnego. Jeżeli skok urządzenia wspomagającego będzie zerowy, to jest konieczne demontowanie urządzenia wspomagającego całkowicie celem wymiany tego ogranicznika albo nurnika albo obu tych elementów.

W czasie następującym po zadziałaniu urządzenia wspomagającego, tylna komora 18, która poprzednio połączona była z przednią komorą 16 i dlatego była pod zmniejszonym ciśnieniem, w następstwie zasysa powietrze o ciśnieniu atmosferycznym przez zawory kanału o małym przekroju poprzecznym pomiędzy zastawką 40 a gniazdem 32a nurnika. Skutek tego jest taki, ze występuje wielki opór w kanale powietrza oraz powstają hałasy podczas działania. Ponadto, powietrze wpływające, na przykład z urządzenia przedstawionego w górnej połowie fig. 1 celem przedostawania się do kanału 38 będzie przepływało dokoła sterowniczego drążka 34 i nurnika 32 aby dotrzeć do radialnego kanału 38. Daje to w wyniku turbulencję i głośny przepływ powietrza powodując w dodatku hałasy w postaci gwizdów podczas przechodzenia przez szczelinę pomiędzy zastawką 40 a gniazdem 32a nurnika.

Takie samo zjawisko występuje podczas zwalniania hamulca, kiedy powietrze o wyższym ciśnieniu przygotowane jest do przejścia od tylnej komory 18 w kierunku przedniej komory 16 przez radialny kanał 32, szczelinę pomiędzy zastawką 40 a gniazdem 21 tłoka 20, pierścieniową komorą 48 dokoła zastawki 40 a osiowym kanałem 46. Te zjawiska nie będą dlatego opisane szczegółowo.

Jest wysoce pożądane aby urządzenia wspomagające miały wielkość skoku, która może być łatwo nastawiona na dowolną żądaną wielkość bez potrzeby demontowania urządzenia wspomagającego i którego działanie jest ciche.

Cel ten został osiągnięty za pomocą wynalazku, pokazanego w przykładowym wykonaniu przedstawionym na rysunku, na którym fig. 2, identyczne elementy co na fig. 1, mają takie same odnośniki liczbowe.

Z figury 2 widać, ze tłok 20 i nurnik 32 uległy całkowitej modyfikacji dla osiągnięcia założonego celu. Tłok 20 jest założony, ma rurową tylną część 32 i przednią część o symetrii obrotowej wokół osi X-X' i formujące pośrednie tłokowe zebro 102 generalnie rzecz biorąc o kształcie zbliżonym do stożka ściętego. Płaszcz 14 tłoka 20 umocowany na przykład siłą pasowania, do przedniego końca większej średnicy zebra 102, zaś do wewnętrznego brzegu obwodowego płaszcza 14 zamocowana jest membrana 12 wykonana z naddatkiem umożliwiającym skok tłoka 20, przy czym umocowanie membrany następuje przez elementy otworów 104

168 225 wykonane blisko brzegu płaszcza 14 celem wypełnienia ich materiałem membrany 12. Wewnętrzny obwodowy brzeg płaszcza 14 jest wygięty w kierunku osi X-X’ tworząc występ 106 współdziałający z występem 108 uformowanym na tulei 110 mającej przednią pierścieniową powierzchnię czołową 20b przeznaczoną do współdziałania z oporowym krążkiem 58, jak opisano w odniesieniu do fig. 1.

Utrzymane uszczelnienie pomiędzy płaszczem 14 a przednim końcem większej średnicy zebra 102 jest zgrubieniem pierścieniowym 112 formującym przedni koniec elastycznej rurowej membrany 114, tylny koniec którego formuje pierścieniowe zgrubienie 116 utrzymujące uszczelnienie w tłoku 20 w obszarze połączenia tylnej rurowej części 22 z pośrednim żebrem 102, na przykład za pomocą cylindrycznego metalowego kołpaka 117.

Pośrednia część elastycznej rurowej membrany 114 utrzymuje pierścieniową wkładkę 118 na swojej tylnej powierzchni czołowej, celem usztywnienia w płaszczyźnie prostopadłej do osi X-X’. Membrana 114 i wkładka 112 mają odpowiednie otwory 120 i 122 rozmieszczone przeciwlegle jeden naprzeciw drugiego.

W takim wytwarzaniu membranowa część 114 usztywniona przez wkładkę 118 może poruszać się osiowo w pierścieniowej przestrzeni 123 znajdującej się pomiędzy tylną powierzchnią czołową płaszcza 14 a przednią powierzchnią czołową pośredniego tłokowego zebra 102, płaszcz 14 i żebro 102 są zamocowane jeden do drugiego, samo zebro 102 jest przedłużone ku przodowi rurowej tylnej części 22 tłoka.

Nurnik 32 jest sformowany z tylną częścią 124 ślizgającą się w otworze 30 rurowej części 22 i przedniej części 126 ślizgajacej się wewnątrz tulei 110 i współdziałający z oporowym krążkiem 58. Te dwie części są połączone przez skręcenie jednej z drugą. Trzecia część 128 nurnika ślizga się na przedniej części 126 i to połączenie ślizgowe jest uszczelnione. Trzecia część 128 albo czynna część nurnika zawiera cylindryczną część 129 z wewnętrzną średnicą równą zewnętrznej średnicy przedniej części 126 nurnika 32, przy czym ślizgowe powierzchnie są uszczelnione. Część 129 jest wydłużona na swoim przednim końcu do części powiększającej się radialnie na zewnątrz aby uformować pierścieniową część 130, a potem od zewnętrznego obwodowego drugiego brzegu części 130 wydłuża się osiowo ku przodowi w rurowej części 22, formuje cylindryczną część 132 wydłużając otaczającą tuleję 110 i wejście w pierścieniową przestrzeń 123. Przedni koniec cylindrycznej części 132 jest przedłużany radialnie na zewnątrz przez pierścieniową część 134, która wchodzi wewnątrz pierścieniowej przestrzeni 123 w przedniej części membrany 114 usztywnionej przez wkładkę 118 i zewnętrzną średnicę, która jest nieco większa niż wewnętrzna średnica wkładki 118. Pierścieniowa część 134 formuje pierwsze zaworowe gniazdo z membraną 14 usztywnioną przez wkładkę 118 i samoformującą się zastawkę 138. Zaworowe gniazdo korzystnie zawiera wybrzuszenie 136 uformowane, na przykład, na zewnętrznym obwodowym brzegu pierścieniowej części 134 i skierowanym do tyłu albo alternatywnie jak pokazano, przez wybrzuszenie uformowane na przedniej powierzchni membrany 114.

Otwory 142 są wykonane w płaszczu 14 celem doprowadzenia przedniej komory 16 do połączenia z częścią pierścieniowej przestrzeni 123 zlokalizowanej przed zastawką 138 Również otwory 144 są wykonane w pośrednim zebrze 102 celem doprowadzenia tylnej komory 18 do połączenia z częścią pierścieniowej przestrzeni 123 zlokalizowanej za zastawką 138. W końcu, otwory 146 są wykonane w tylnej części 124 nurnika 32 celem doprowadzenia do połączenia pierścieniowej przestrzeni 36 za nurnikiem 32 gdzie panuje ciśnienie atmosferyczne z pierścieniową przestrzenią 123 za pomocą pierścieniowej przestrzeni 148 pomiędzy cylindryczną częścią 132 nurnika 32 i rurową częścią 22 tłoka. Korzystnie, jak pokazano, filtr powietrza 149 jest usytuowany w obszarze otworów 146, celem zabezpieczenia przed wprowadzeniem zanieczyszczeń do urządzenia wspomagającego.

Tłok 20 jest cofany do swojego tylnego położenia spoczynkowego przez sprężynę 28 działającą na przednią powierzchnię czołową płaszcza 14. Następnie przemieszcza się naprzeciw membrany 114 w jej części usztywnionej przez wkładkę 118, która sama przesuwa się naprzeciw przedniej powierzchni czołowej tylnej części obudowy 10. Drugi zaworowy kanał

168 225

138-140 pomiędzy zaworowym gniazdem 140 tłoka 20 a zastawką 138 jest w ten sposób zamknięty.

Nurnik 32 i sterowniczy drążek 34 powracają do swoich tylnych spoczynkowych położeń pod działaniem powrotnej sprężyny 150 opierając się z jednej strony na tylnej powierzchni czołowej części płaszcza 14 formując ramię 106, a z drugiej strony na przedniej powierzchni czołowej pierścieniowej części 130 trzeciej części 128 nurnika 32. W tym położeniu nurnik 32 dochodzi przez elementy pierścieniowej części 134 formujących pierwsze gniazdo zaworowe naprzeciw membrany 114 w jego części usztywnionej przez wkładkę 118, sam juz ustawiony naprzeciw przedniej powierzchni czołowej, tylnej części obudowy 10, jak pokazano wyżej. Pierwszy zaworowy kanał 136-138 pomiędzy gniazdem zaworowym 136 nurnika 32 a zastawki 138 jest także w ten sposób zamknięty.

Ponadto, zastawka 138 naciskana jest ku przodowi sprężyny 154 zastawki, podpierającą się, z jednej strony, na tylnej powierzchni czołowej membrany 114 usztywnionej przez wkładkę 118 formującą zastawkę 138, a z drugiej strony na przedniej części czołowej zgrubienie pierścieniowe 116 membrany 114 albo cylindrycznego kołpaka 117, jak pokazano.

Nurnik 32 ma sprężynę 156 umieszczoną pomiędzy tylną powierzchnią czołową ramienia 158 uformowaną na przedniej części 126 nurnika 32 i przedniej części czołowej pierścieniowej części 130 trzeciej części 128 nurnika 32, tak żeby docisk trzeciej części 128 odsuwał od przedniej części 126 i podsuwał naprzeciw tylnej części 124.

Zgodnie z wynalazkiem dostarczone urządzenie wspomagające zawiera złożony ruchomy tłok 20, składający się z płaszcza 14, wyposażony w membranę 12 i umocowany do pośredniego żebra 102, sam wydłuża się ku tyłowi przez rurową tylną część 52, ten ruchomy tłok przystosowany jest do oddziaływania na popychacz 56 przez oporowy krążek 58 poprzez środki przedniej pierścieniowej powierzchni czołowej 206 tulei 110, która służy także jako element prowadzący do nurnika 32.

Elementy zaworów składają się z zastawki 138, która jest uformowana na pośredniej części rurowej membrany zamocowanej przy jej końcach do złożonego ruchomego tłoka i który oddziaływuje na gniazdo zaworowe 136 nurnika i gniazdo zaworowe 110 złożonego ruchomego tłoka.

Działanie urządzenia wspomagającego wytworzonego zgodnie z wynalazkiem jest łatwiejsze do zrozumienia po powyższych wyjaśnieniach. W urządzeniu wspomagającym w stanie spoczynku, jak pokazano na fig. 2, przednia komora 16 jest połączona ze źródłem podciśnienia i odłączona od tylnej komory 18 przez zaworowe kanały 140-140 i 136-140, które są oba zamknięte jak pokazano powyżej. Efektem działania drążka sterowniczego 34 jest spowodowanie przesunięcia nurnika 32 przeciwko działaniu sprężyny 150. Zastawka 138 pozostaje w położeniu na gnieździe zaworowym 140 tłoka 20 pod działaniem sprężyny 154, podczas gdy zaworowe gniazdo 136 zaczyna się odsuwać od zastawki 138. Powietrze o ciśnieniu atmosferycznym jest dlatego wpuszczone bezpośrednio do tylnej komory, odpowiednio przez filtr powietrza 149 i poprzez otwory 146 w tylnej części nurnika 23, pierścieniową przestrzeń 148 pomiędzy cylindryczną częścią 132 nurnika 32 a rurową częścią 22 tłoka, zaworowy kanał 136-138, otwory 120 i 122 uformowane w membranie 114 i wkładka 118 i w końcu otwory 144 w pośrednim zebrze 102.

Urządzenie wspomagające według wynalazku ma skok jałowy zredukowany do minimum, ponieważ usunięto całą fazę ruchu, która była konieczna do odizolowania komory przedniej od komory tylnej. Sam skok jałowy urządzenia wspomagającego według wynalazku jest taki, ze utrzymuje w stanie sprężystym gniazdo zaworu 136 by zapewnić jego szczelność.

Rezultatem wynalazku jest powietrze wprowadzane do tylnej komory 18 przez zaworowy kanał 136-138, którego średnica jest kilka razy większa niż w znanym urządzeniu, jak jest to opisane na fig. 1. Jest możliwe wytwarzanie zaworowych kanałów 136-138 o średnicy równej do pięciu razy średnicy konwencjonalnego kanału zaworowego.

Z tego przykładu wynika, ze poprzeczny przekrój kanału przeznaczonego dla powietrza jest zwielokrotniony przez pięć i dlatego przepływ powietrza ku tylnej komorze jest także zwielokrotniony przez pięć. Urządzenie wspomagające, które funkcjonuje cicho od czasu jak

168 225 powiększony przekrój poprzeczny kanału pozwala na cyrkulację powietrza bez powodowania hałasu ssania i innego gwizdania. Oczywiste jest, ze wartość pięć nie jest krytyczna, ale została jedynie wybrana jako przykład.

Każdy inny współczynnik powiększenia kanału zaworowego w odniesieniu do znanego urządzenia wspomagającego może być wybrany zgodnie z pożądanym rezultatem.

Skok urządzenia wspomagającego daje się zauważyć, gdyż powietrze jest wpuszczane do tylnej komory 18 urządzenia wspomagającego wytwarzającego różnicę ciśnień pomiędzy dwiema powierzchniami czołowymi tłoka 20, przez to wytwarza się siłę wspomagającą, która przyczynia się do przemieszczenia tłoka 20 ku przodowi. Ta siła przekazana jest na popychacz 56 przez ramię 106 płaszcza 14 działającego na tuleję 110, oddziaływującą na reakcyjny krążek 58. Następnie występuje nagły wzrost wywieranej przez popychacz 56 siły, aż do wystarczającego odkształcenia reakcyjnego krążka 58 celem napełnienia przestrzeni wstępnie oddzielonej tylną powierzchnią czołową od przedniej powierzchni czołowej nurnika 32.

Wielkość skoku urządzenia wspomagającego jest dlatego regulowana przez osiową odległość, w stanie spoczynku, pomiędzy przednią powierzchnią czołową nurnika a tylną powierzchnią czołową reakcyjnego krążka. Dzięki wynalazkowi ta wielkość może być łatwo nastawiana na pożądaną wartość, od razu przy montażu urządzenia wspomagającego. W rzeczywistości jest widoczne, ze nurnik 32 zawiera tylną część 124 przykręconą do przedniej części 126, sprężynę 156 podpierającą się na ramieniu końcowej części w celu ściśnięcia ku tyłowi aktywnej części 128, na której uformowane jest przednie gniazdo zaworowe 136, naprzeciw drugiej części 124. Łatwo zauważyć na zmontowanym urządzeniu, co pokazano na fig. 2, że względny ruch obrotowy tylnej części 124 i przedniej części 126, wywołany, na przykład, przez unieruchomienie jednej z nich przy jednoczesnym obrocie drugiej części wokół osi X-X’ odpowiednim narzędziem, zostanie przemieniony w prostoliniowe przesunięcie przedniej części 126 w odniesieniu do trzeciej części 128. Osiowy wymiar albo odległość pomiędzy przednią powierzchnią czołową nurnika 32 a pierwszym gniazdem zaworowym 136 nurnika jest wówczas zmieniony. Od ostatniego podpierania w stanie spoczynku na zastawce 138, na której płaszcz 14 tłoka 20 również podpiera aby formować drugie tłokowe gniazdo 140 zaworowe, a od płaszcza 14 na ramię 106 podpierające na ramieniu 108 tuleję 110, przednią pierścieniową powierzchnię czołowa, która jest w kontakcie z reakcyjnym krążkiem 58, ruch obrotowy względny tylnej części 124 i przedniej części 126 rzeczywiście konsekwentnie zmienia odległości pomiędzy przednią powierzchnią czołową nurnika 32 a tylną powierzchnią czołową reakcyjnego krążka 58.

Wielkość skoku urządzenia wspomagającego zgodnie z wynalazkiem może być nastawiona z zewnątrz w prosty sposób jakąś odpowiednią metodą. Możliwe jest, na przykład, przyłożenie do popychacza 56 siły odpowiadającej żądanemu skokowi urządzenia wspomagającego, w ten sposób wywołując odkształcenie oporowego krążka 58.

Następnie wystarczy wkręcić przednią część 126 nurnika 32 do tylnej części 124 celem spowodowania przesunięcia przedniej powierzchni czołowej 32b nurnika 32 przesuwała to, aż do wejścia w kontakt z odkształconą częścią tylnej powierzchni 58a oporowego krążka 58, ten kontakt jest wykrywalny przez dowolne przyrządy, na przykład, za pomocą przyrządu odkształcalnego umieszczonego na sterowniczym drążku 34. Dotąd zwalniająca siła była wywierana na popychacz 56. Urządzenie wspomagające o nastawnej żądanej wielkości skoku może będzie ją odzyskiwało. Urządzenie wspomagające może być także obsługiwane przez uruchomienie go przez jego sterowniczy drążek 34. Czujniki siłowe na sterowniczym drążku 34 i popychaczu 56 czynią możliwe nakreślenie wykresu siły wyjściowej jako funkcji siły wejściowej, a w następstwie nastawienie skoku urządzenia wspomagającego na żądaną wielkość.

Zgodnie z wynalazkiem zostało przygotowane urządzenie wspomagające, którego wielkość skoku może być nastawiana na każdą żądaną wartość, od zewnątrz urządzenia i bez potrzeby jego rozbierania. To urządzenie ma ekstremalnie mały skok jałowy i funkcjonuje bez hałasu.

To zyska na ocenie, gdyż zjawisko zmniejszenia hałasu działania urządzenia wspomagającego wystąpi również podczas zwalniania hamulca. W rzeczywistości, kiedy siła przyłoze10

168 225 nła do sterowniczego drążka maleje, drążek cofa się a jego ruch napędza nurnik 32. Gniazdo zaworowe 136 nurnika 32 skutkiem tego powraca w kontakt z zastawką 138, podczas gdy gniazdo zaworowe 140 pozostaje w kontakcie z zastawką 138. Kiedy nurnik 32 nadal cofa się, gniazdo zaworowe 136 nurnika powoduje następnie, ze zastawka 138 oddala się od gniazda zaworowego 140. Powietrze zawarte w tylnej komorze 18 jest wówczas zasysane do przedniej komory przez otwory 144 w pośrednim żebrze 102, otwory 122 i 120 w membranie 114 i wkładce 118, zaworowy kanał 138-140 i w końcu otwory 142 w płaszczu 14. Powietrze przygotowane jest do przepływu przez zaworowy kanał 138-140 o średnicy wyraźnie większej niż w znanych kanałach zaworowych i dlatego zwiększona powierzchnia pozwala na zwiększony przepływ, w ten sposób również osiąga się skutek cichego funkcjonowania w fazie zwalniania hamulca.

Wynalazek umożliwia zmniejszenie hałasu urządzenia wspomagającego w zasadniczych rozmiarach. Było dotąd wiadome, że podczas hamowania powietrze przepływa przez otwory 146, pierścieniową przestrzeń 148, zaworowy kanał 136-138 i otwory 120, 122 i 144, a podczas zwalniania hamulca powietrze przepływa przez otwory 144, 122 i 120, zaworowy kanał 138-140 i otwory 142. Specjalna konstrukcja urządzenia wspomagającego zgodnie z wynalazkiem przewiduje rozmieszczenie równej liczby otworów 142, 120, 122, 144 i 146 równomiernie usytuowanych wokół osi X-X’, tak ze ich środki są w tej samej płaszczyźnie, jak pokazano na fig. 2. W ten sposób masy powietrza wprawione w ruch podczas funkcjonowania urządzenia wspomagającego według niniejszego wynalazku, będą miały szybkość, której składowe będą zawarte tylko w jednej płaszczyźnie, na przykład w tej z fig. 2. Przepływ powietrza w urządzeniu wspomagającym jest dokładnie symetryczny wokół osi X-X’ we wszystkich kierunkach działania, co sprawia, ze cała turbulencja i hałasy wynikające z jego działania są wyeliminowane.

Zgodnie z niniejszym wynalazkiem, pneumatyczne urządzenie wspomagające ma specjalny układ zespołów zaworowych i nurnikowych, pozwalający na łatwe nastawienie wielkości skoku przez działanie z zewnątrz w pełni zmontowanego urządzenia.

Urządzenie to ma ponadto zredukowany w dużym stopniu skok jałowy i cicho funkcjonuje. Oczywiście wynalazek nie jest ograniczony do wykonania opisanego w przykładzie wykonania, ale może mieć wiele alternatywnych wersji, które dla przeciętnego fachowca z tej dziedziny są oczywiste. Na przykład, fałdująca się i prostująca membrana i elastyczna rurowa membrana, na której uformowana jest zastawka, może być wytworzona w jednym kawałku. Wynalazek może również być stosowany do urządzeń wspomagających w układzie podwójnym albo z dodatkową komorą.

Claims (10)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Pneumatyczne urządzenie wspomagające, zwłaszcza do hamulców pojazdów mechanicznych zawierające obudowę obejmującą przestrzeń podzieloną na dwie komory przednią i tylną, z których przednia wydzielona jest umieszczonym wewnątrz obudowy tłokiem posiadającym tylną rurową część podpierającą płaszcz i elementy współpracujące z pofałdowaną membraną połączoną z tłokiem i obudową, przy czym przednia komora połączona jest na stałe ze źródłem podciśnienia, zaś tylna komora połączona jest wybiórczo z przednią komorą albo z atmosferą poprzez zaworowe człony współpracujące ze sterowniczym drążkiem oddziaływującym przez przednią czołową powierzchnię nurnika na tylną powierzchnię czołową reakcyjnego krążka zamocowanego do popychacza, sprężynę powrotną działającą na sterowniczy drążek usytuowany pomiędzy płaszczem tłoka i nurnika, zaworowe człony zawierające zastawkę usztywnioną przez wkładkę i przeciwdziałającą poprzez czynną część zaopatrzoną w gniazdo zaworowe ukształtowane na nurniku i wyposażoną w drugie gniazdo zaworowe ukształtowane w tłoku, zastawkę ukształtowaną przez elastyczną rurową membranę, część zastawki usytuowaną pomiędzy dwoma końcami elastycznej rurowej membrany, znamienne tym, ze nurnik (32) ma przednią część (126) w czynnej części (128), która jest przesuwana ruchem postępowym względem przedniej części (126) i tylnej części (124) zespolonej z przednią częścią (126) połączeniem gwintowym.
2. 2. Urządzenie według zastrz. 1, znamienne tym, ze czynna część (128) połączona jest suwliwie i szczelnie z przednią częścią (126) na odcinku miedzy tylną częścią (124) a przeciwległym położeniem określonym przez sprężynę (156) usytuowaną pomiędzy przednią częścią (126) a czynną częścią (128) nurnika (32).
3. 3. Urządzenie według zastrz. 2, znamienne tym, ze na przedniej części (126) nurnika (32) znajduje się czołowa powierzchnia (32b), która współpracuje z tylną powierzchnią (58a) oporowego krążka (58), przy czym pierwsze zaworowe gniazdo (136) jest uformowane na czynnej części (128).
4. 4. Urządzenie według zastrz. 3, znamienne tym, ze pierwsze (136) i drugie (140) gniazda zaworowe są rozmieszczone w pierścieniowej przestrzeni (123), która została określona przez pośrednie tłokowe zebro (102) i płaszcz (14) stanowiące części tłoka (22,14, 102), przy czym drugie zaworowe gniazdo (140) zostało uformowane na płaszczu (14) tłoka.
5. 5. Urządzenie według zastrz. 4, znamienne tym, że w płaszczu (14) tłoka wykonane są otwory (142) łączące przednią komorę (16) z pierścieniową przestrzenią (123), a w pośrednim zebrze (102) wykonane są otwory (144) łączące tylną komorę (18) z pierścieniową przestrzenią (123).
6. 6. Urządzenie według zastrz. 5, znamienne tym, ze czynna część zastawki (138) ma otwory (120) pomiędzy pierwszym gniazdem zaworowym (136) a drugim gniazdem zaworowym (140) łączące przednią komorę (16) z tylną komorą (18).
7. 7. Urządzenie według zastrz. 1 albo 3, albo 4, albo 5, znamienne tym, że nurnik (32) ma otwory (146) łączące pierścieniową przestrzeń (123) z atmosferą.
8. 8. Urządzenie według zastrz. 7, znamienne tym, ze otwory (146, 120, 142, 144) znajdujące się w nurniku (32), zastawce (138), płaszczu (14) i żebrze (102) są rozmieszczone równomiernie wokół osi symetrii urządzenia wspomagającego, ich ilość jest równa i są usytuowane w tej samej płaszczyźnie.
9. 9. Urządzenie według zastrz. 1 albo 2, albo 3, albo 4, albo 5, albo 8, znamienne tym, ze powrotna sprężyna (150) sterowniczego drążka (34) jest usytuowana pomiędzy płaszczem (14) tłoka a czynną częścią (128) nurnika (32)

   168 225
10. 10. Urządzenie według zastrz. 9, znanaienne lym. ze sprężyna (154) jest współśrodkowa względem powrotnej sprężyny (150) sterowniczego drążka (34), ma większą średnicę niż sprężyna (150) i współpracuje z czynną częścią zastawki (138) poprzez naciskanie zastawki (138) ku przodowi.