PL168452B1 - Pneumatyczne urzadzenie wspomagajace, zwlaszcza do hamulców pojazdów mechanicznych PL PL PL - Google Patents

Abstract

1 . Pneum atyczne urzadzenie wspomagajace, zwlaszcza do hamulców pojazdów mechanicznych po- siadajace obudowe obejmujaca przestrzen podzielona na dwie komory: przednia i tylna, z których przednia wydzielona jest umieszczonym wewnatrz obudowy tlo- kiem zawierajacym tylna rurowa czesc podpierajaca plaszcz i elementy wspólpracujace z pofaldowana mem- brana polaczona z tlokiem i obudowa, przy czym prze- dnia kom ora polaczona je st n a stale ze zródlem podcisnienia, zas tylna komora polaczona jest wybiór- czo z przednia komora albo z atmosfera przez zaworowe czlony wspólpracujace ze sterowniczym drazkiem od- dzialujacym przez przednia czolowa powierzchnie n u r- nika na tylna powierzchnie czolowa krazka reakcyjnego zamocowanego do popychacza, powrotna sprezyne dzia- lajaca na sterowniczy drazek usytuowany pomiedzy plaszczem tloka i nurnika, zaworowe czlony posiadajace zastawke usztywniona przez wkladke i przeciwdzialaja- ca poprzez czynna czesc zaopatrzona w gniazdo zawo- rowe uformowane na nurniku wyposazona w drugie gniazdo zaworowe uformowane w tloku, zastawke ufor- mowana przez elastyczna rurowa membrane, czynna czesc zastawki zlokalizowana pomiedzy dwoma konca- mi elastycznej rurowej membrany, znam ienne tym, ze zastawka (138) ma otwory (120) pozwalajace na pola- czenie pomiedzy przednia komora (16) a tylna komora (18) w spoczynkowym polozeniu nurnika (32). FIG. 1 PL PL PL

Description

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

Znane są urządzenia wspomagające do halmulców zwykle zawierające tłok, który składa się z tylnej części rurowej i płaszcza, a który wraz z membraną fałdowaną w środkowym położeniu tłoka i wyprostowaną w skrajnych położeniach, określa przednią komorę połączoną na stałe do źródła podciśnienia i tylną komorę połączoną wybiórczo z przednią komorą albo z atmosferą przez elementy zaworowe uruchamiane za pomocą drążka sterowniczego współpracu168 452 jącego z nurnikiem na jednej z powierzchni czołowych krążka reakcyjnego zamocowanego do popychacza, sprężyny powrotnej do drążka sterującego umieszczonej pomiędzy płaszczem tłoka a nurnikiem, zaworów posiadających zastawkę wzajemnie oddziaływujących przez część czynną usztywnioną przez wkładkę na pierwsze gniazdo zaworowe ukształtowane na nurniku i na drugie gniazdo zaworowe ukształtowane na tłoku, zastawkę dopasowaną kształtem do elastycznej membrany rurowej, czynną część zastawki zlokalizowaną pomiędzy dwoma końcami elastycznej membrany rurowej.

Znane urządzenie wspomagające przedstawione na przykład w dokumencie EP-A-0 004 477, ma pewne niedogodności. Ażeby uniknąć długiego skoku jałowego drążka sterowniczego, zaprojektowano elementy zaworów w taki sposób, aby wznios zastawki pomiędzy zastawką a drugim gniazdem zaworowym był możliwie najmniejszy. Podczas hamowanie kanał dla powietrza atmosferycznego 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 hałas przy zasysaniu powietrza, który może być kłopotliwy, tym bardziej, że konstrukcja piasty tłoka, z jednym radialnym kanałem w stronę tylnej komory i pojedynczy kanał osiowy w kierunku przedniej komory, także powoduje wyraźną turbulencję w poruszającym się powietrzu. Inna niedogodność odnosząca się do tych zmniejszonych kanałów i turbulencji powietrza polega na tym, że powietrze jest znacznie spowolnione w jego różnych ruchach pomiędzy atmosferą, tylną komorą i przednią komorą, i dlatego te urządzenia wspomagające mają długi czas reagowania.

W znanym rozwiązaniu według opisu patentowego US-A-4 598 548 dokonano próby rozwiązania tego zagadnienia, ale wciąż zawiera ono starego typu zawory umieszczone w centralnej części rurowej ukształtowanej przy tylnej części obudowy urządzenia wspomagającego. W takim układzie obudowa musi mieć specjalną konstrukcję. Ponadto, zgodnie z tym rozwiązaniem, konstrukcja piasty tłoka majeden radialny kanał w kierunku tylnej komory i jeden osiowy kanał w kierunku przedniej komory, w którym powstają wyraźne turbulencje w przepływającym powietrzu, szkodliwe dla czasu reagowania siłownika, ponieważ spowolniają powietrze i wytwarzają hałasy podczas działania.

Celem wynalazku jest zbudowanie takiego urządzenia wspomagającego, które funkcjonuje cicho i którego czas reagowania jest możliwie najkrótszy i osiąga się to w sposób prosty, pewny i ekonomiczny.

Pneumatyczne urządzenie wspomagające, zwłaszcza do hamulców pojazdów mechanicznych według wynalazku posiadające obudowę obejmującą przestrzeń podzieloną na dwie komory: przednią i tylną, z których przednia wydzielona jest umieszczonym wewnątrz obudowy tłokiem zawierającym tylną rurową część podpierającą płaszcz i elementy współpracujące z pofałdowaną membraną, połączoną z tłokiem i obudową. Przednia komora połączona jest na stałe ze źródłem podciśnienia, zaś tylna komora połączona jest wybiórczo z przednią komorą albo z atmosferą przez zaworowe człony współpracujące ze sterowniczym drążkiem oddziaływującym przez przednią czołową powierzchnię nurnika na tylną powierzchnię czołową krążka reakcyjnego zamocowanego do popychacza, powrotną sprężynę działającą na sterowniczy drążek usytuowany pomiędzy płaszczem tłoka i nurnika, zaworowe człony posiadające zastawkę usztywnioną przez wkładkę i przeciwdziałającą poprzez czynną część zaopatrzoną w gniazdo zaworowe uformowane na nurniku i wyposażoną w drugie gniazdo zaworowe uformowane w tłoku, zastawkę uformowaną przez elastyczną rurową membranę, czynną część zastawki zlokalizowaną pomiędzy dwoma końcami elastycznej rurowej membrany, charakteryzuje się tym, że zastawka ma otwory pozwalające na połączenie pomiędzy przednią komorą a tylną komorą w spoczynkowym położeniu nurnika. Korzystne jest gdy otwory wykonane w zastawce znajdują się w jej czynnej części pomiędzy pierwszym zaworowym gniazdem a drugim zaworowym gniazdem, i że tłok ma pośrednie tłokowe żebro określające z płaszczem tłoka przestrzeń obwodową. Korzystne jest także, że drugie zaworowe gniazdo jest uformowane na płaszczu tłoka. Ponadto korzystne jest, że pierwsze i drugie gniazda zaworowe i zastawka są rozmieszczone w gniazdach zaworowych i zastawce, przy czym znajdują się one w obwodowej przestrzeni.

168 452

Urządzenie charakteryzuje się tym, że otwory są wykonane w płaszczu celem utrzymania przedniej komory w połączeniu z obwodową przestrzenią, a otwory wykonane są w pośrednim żebrze celem utrzymania tylnej komory w połączeniu z obwodową przestrzenią. Ponadto inne otwory są wykonane w nurniku celem utrzymania obwodowej przestrzeni w połączeniu z atmosferą.

Wszystkie otwory wykonane w nurniku, zastawce, płaszczu i żebrze są równomiernie rozmieszczone wokół osi symetrii urządzenia wspomagającego, ich liczba jest taka sama, a ich środki usytuowane są w tej samej płaszczyźnie.

Rozwiązanie ze stanu techniki zostanie opisane i pokazane na fig. 1 rysunku, przedstawia ona rzut boczny w podłużnym przekroju ilustrującym centralną część pneumatycznego urządzenia wspomagającego, znanego typu, do hamulców z powyżej wymienionego dokumentu EP-A-0 004 477, natomiast fig. 2 rysunku przedstawiony jest rzut boczny w podłużnym półprzekroju ilustrującym centralną część urządzenia wspomagającego do hamulców produkowanego zgodnie z niniejszym wynalazkiem.

Figura 1 przedstawia część hamulcowego urządzenia wspomagającego przeznaczonego do umiejscowienia w znany sposób pomiędzy pedałem hamulca pojazdu a pompą główną zasilającą hydrauliczny obwód hamulcowy 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 z elastomeru, wzmocniona jest w swojej części centralnej 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 tylną ścianę obudowy 10 i jest w niej uszczelniona. Przejścia te uszczelnione są wzmocnioną pierścieniową uszczelką 24, która zamocowana jest pierścieniem 26 w rurowej centralnej części obudowy 10 wydłużając ją do tyłu.

Ściskana sprężyna 28 usytuowana jest pomiędzy tłokiem 20 a przednią ścianką (nie pokazaną) zewnętrznej obudowy 10 i normalnie utrzymuje tłok 20 oraz płaszcz 14 w tylnym położeniu spoczynkowym, zilustrowanym na fig. 1, na której tylna komorą 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 osi X-X’. Przedni koniec sterującego 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 sterującym drążkiem 34 a rurową częścią tłoka 20 otwiera wyjście do atmosfery zewnętrznej przy tyle urządzenia wspomagającego, na przykład poprzez filtr powietrza. Pierścieniowa przestrzeń 36 w przodzie łączy się z tylną komorą 18 poprzez kanał promieniowy 38 uformowany w centralnej części tłoka 20, podczas uruchamiania elementów wspomagających sterowanych przez nurnik 32.

Znany zespół wspomagający zawiera trzy-drogowy zawór z pierścieniową zastawką 40 osadzoną w części rurowej tłoka 20 i dwu-pierścieniowym zaworowym gniazdem 20a i 32a uformowanym odpowiednio na centralnej części tłoka 20 i na nurniku 32.

168 452

Przedni koniec elastycznej tulei o mniejszej średnicy formowany jest z elastomerem, zaś tylny koniec tej tulei kończy się zawinięciem obrzeża, które osadzone jest szczelnie wewnątrz rurowej części 22 tłoka 20. To zawinięcie obrzeża utrzymywane jest w stałym położeniu przez metalową czaszę 42, naktórej opiera się ściśnięta sprężyna 44 pchająca zastawkę40 ku przodowi.

Pierścieniowe gniazdo zaworowe 32a uformowane jest na tylnej powierzchni końcowej nurnika 32. Podobnie, pierścieniowe gniazdo zaworowe 20a uformowane jest na tylnej powierzchni czołowej centralnej części tłoka 20 dokoła gniazda 32a. Zależnie od pozycji 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 osią X-X', celem utrzymania przedniej komory 16 urządzenia wspomagającego w połączeniu z pierścieniową komorą 16 usytuowaną dokoła zastawki 40, wewnątrz rurowej części 22 tłoka 20. Podczas gdy nurnik 32 zajmuje swoje tylne położenie spoczynkowe, zilustrowane na fig. 1, w której 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.

Osiowy suw nurnika 32 wewnątrz tłoka 20 jest ustalany w znany sposób 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, samowspierającą na odsadzeniu uformowanym na sterującym 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 56a popychacza 56 przez reakcyjny krążek 58 wykonany z odkształcalnego materiału, takiego jak elastomer, przy czym popychacz 56 i reakcyjny krążek 58 są rozmieszczone wzdłuż osi X-X’ urządzenia wspomagającego na przedłużeniu sterowniczego drążka 34 i nurnika 32. Tylna powierzchnia 56a popychacza 56 uformowana jest na płytce 56b o kształcie krążka stanowiącego tylny koniec popychacza 56. Płytka 56b i reakcyjny krążek 58 są przykryte kołpakiem 60 centrowanym na osi X-X' urządzenia wspomagającego i współpracuje z pierścieniowym rowkiem uformowanym na centralnej części tłoka 20 dokoła przedniej pierścieniowej powierzchni 20b tej części tłoka 20.

Działanie tego znanego urządzenia wspomagającego 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 52 bez siły napinającej sprężynę 44. Podczas tego nieznacznego przemieszczenia drążka sterowniczego 34 i nurnika 32, pod działaniem sprężyny 44 zastawka 40 nadąża za gniazdem 32a nurnika 32 do chwili aż wejdzie w styczność z gniazdem' 20a tłoka; przednia komora 16 i tylna komora 18 urządzenia wspomagającego są w ten sposób odizolowane od siebie.

W drugiej fazie działania hamulca, nurnik 32 przemieszczany jest ku przodowi do zastawki 40 ażeby uszczelnić gniazdo 20a tłoka 20 i zacząć oddalać się od gniazda 32a nurnika. W tych warunkach, tylna komora 18 urządzenia wspomagającego jest odłączona od przedniej komory 16 i łączy się z atmosferą.

Tylna komora 18, która poprzednio połączona z przednią komorą 16 i dlatego była pod zmniejszonym ciśnieniem, w następstwie zasysa powietrze o ciśnieniu atmosferycznym przez zaworowy kanał o małym przekroju pomiędzy zastawką 40 a gniazdem 32a nurnika 32. Skutek tego jest taki, że występuje wielki opór w kanale powietrza co powoduje przedłużenie czasu reakcji. Ponadto, wchodzące powietrze do urządzenia przedstawionego w górnej połowie fig. 1 celem przedostania się do kanału 38 będzie przepływało dokoła sterowniczego drążka 34 i nurnika 32 aby dotrzeć do radialnego kanału 38, przez co daje w wyniku turbulentny i hałaśliwy

168 452 przepływ powietrza również gwizdanie odnoszące się do kanału przez szczelinę pomiędzy zastawką 40 a gniazdem 32a nurnika.

To samo zjawisko zachodzi podczas hamowania, kiedy powietrze pod wyższym ciśnieniem przygotowane jest do przejścia z tylnej komory 18 w kierunku przedniej komory 16 przez radialny kanał 38, komorę 48 dokoła nurnika 32, szczeliną pomiędzy zastawką 40 a gniazdem 20a tłoka i osiowym kanałem 46. Zjawiska te nie będą dlatego szczegółowo opisywane.

Celem wynalazku jest urządzenie wspomagające, które dla takiego samego przesunięcia drążka sterowniczego 34, powodowałoby z jednej strony jak największy przekrój poprzeczny prezentowanego kanału powietrza, a z drugiej strony przepływ powietrza miałby jak najmniejszą turbulencję.

Cel ten został osiągnięty za pomocą rozwiązania według wynalazku przedstawionego w przykładowym wykonaniu na fig.2 rysunku, na której identyczne elementy co na fig. 1 mają takie same odnośniki liczbowe.

Z fig. 2 widać, że tłok 20 i nurnik 32 uległy całkowitej modyfikacji dla osiągnięcia założonego celu. Tłok 20 jest złożony, ma rurową tylną część 22 i posiada, w sąsiedztwie swojego przedniego końca, wybrzuszenie 100 powstrzymujące częściowy obrót dokoła osi X-X’ i formujące pośrednie tłokowe żebro usztywniające 102 o kształcie zbliżonym do stożka ściętego. Płaszcz 14 tłoka 20 umocowany jest na przykład przez pasowanie wtłaczane, do przedniego końca o większej średnicy żebra 102, zaś do zewnętrznego brzegu obwodowego płaszcza 14, zamocowana jest membrana 12 wykonana z naddatkiem umożliwiającym skok tłoka 20 przy czym umocowanie membrany 12 następuje przez elementy otworów 104 wykonane blisko brzegu płaszcza 14 celem wypełnienia ich materiałem membrany 12. Wewnętrzny brzeg obwodowy płaszczy 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.

Istniejące uszczelnienie pomiędzy płaszczem 14 a przednim końcem większej średnicy żebra usztywniającego 102 jest zgrubieniem pierścieniowym 112 formującym przedni koniec elastycznej rurowej membrany 114, której tylny koniec stanowi uformowane zgrubienie pierścieniowe 116 uszczelniające połączenie pomiędzy tylnym końcem mniejszej średnicy żebra 102 a przednim końcem tylnej rurowej części 22.

Pośrednia część elastycznej rurowej membrany 114 zawiera pierścieniową wkładkę 118 na swojej tylnej powierzchni czołowej, co usztywnia część membrany 114 w płaszczyźnie prostopadłej do osi X-X'. Membrana 114 i wkładka 118 mają otwory 120 i 122 rozmieszczone przeciwlegle.

Część membrany 114 usztywniona przy użyciu wkładki 118 ma możliwość poruszania się osiowego w obwodowej przestrzeni 123 zlokalizowanej pomiędzy tylną powierzchnią czołową płaszcza 14 a przednią powierzchnią czołową pośredniego tłokowego żebra usztywniającego 102 razem z zamocowanym płaszczem 14 do żebra 102, przy czym żebro 102 jest zamocowane do rurowej tylnej części 22 tłoka.

Nurnik 32 jest uformowany z tylną częścią 124 ślizgającą się w otworze 30 rurowej części 22 i przedniej części 126 ślizgającej się wewnątrz tulei 110. Przedstawiona całościowo pomiędzy tyłem 124 i przodem 126 części nurnika 32 stanowi przedłużenie 128 rozciągające się najpierw promieniowo na zewnątrz aby formować pierścieniową część 130 a następnie od zewnętrznego obwodowego brzegu ramy, osiowo do przodu aby formować cylindryczną część 132 rozciągającą się pomiędzy tuleją 110 a rurową częścią 22 i wnikając w obwodową przestrzeń 123. Cylindryczna część 132 jest rozciągana na zewnątrz przez pierścieniową część 134, która wchodzi w pierścieniową przestrzeń 123 przed częścią membrany 114 usztywnionej przez wkładkę 118, a zewnętrzna średnica której jest niewiele większa niż wewnętrzna średnica wkładki 118. Część pierścieniowa 134 posiada, na swoim zewnętrznym owalnym brzegu wybrzuszenie 136 zdolne do formowania pierwszego gniazda zaworowego z membraną 114 usztywnioną przez wkładkę 118 i samoformującą zastawką 138.

168 452

Drugie zaworowe gniazdo 140 jest uformowane przez wybrzuszenie na tylnej powierzchni czołowej płaszcza 14 ponad kołem średnicy nieco mniejszej niż zewnętrzna średnica wkładki 118. Wybrzuszenie 140 może być korzystnie uformowane na części wypukłej tylnej powierzchni czołowej płaszcza 14, tak że odpowiadająca wklęsła część przedniej powierzchni czołowej płaszcza 14 wyznacza naczynie dla ściśniętej sprężyny 28. Alternatywnie, w tej części tylnej czołowej powierzchni płaszcza 14 może być planowane i formowane wybrzuszenie ponad powyżej określonym kołem na przedniej powierzchni czołowej membrany 114 usztywnionym przez wkładkę 118.

Otwory 142 są wykonane w płaszczu 14 celem ułożenia przedniej komory 16 w połączeniu z obwodową przestrzenią 123 zlokalizowaną naprzeciwko zastawki 138. Również otwory 144 są wykonane w pośrednim żebrze usztywniającym 102 celem złożenia tylnej komory 18, w połączeniu z częścią obwodowej przestrzeni 123 zlokalizowanej z tyłu zastawki 138. Ostatecznie, otwory 146 są wykonane w tylnej części 124 nurnika 32 celem ułożenia obwodowej przestrzeni 36 z tyłu nurnika 32, gdzie panuje ciśnienie atmosferyczne, w połączeniu obwodowej przestrzeni 123 przez obwodową przestrzeń 148 pomiędzy częścią cylindryczną 132 nurnika 32 a rurową częścią 22 tłoka.

Nurnik 32 i drążek sterowniczy 34 są cofnięte do ich tylnej pozycji spoczynkowej przez powrotną sprężynę 150 podpierając się z jednej strony na tylnej powierzchni czołowej części płaszcza 14 formującej zgrubienie 106, a z drugiej strony, na przedniej powierzchni czołowej pierścieniowej części 130 wydłużenia 128 nurnika 32, płaszcz 14 jest cofnięty do swojego tylnego położenia spoczynkowego przez sprężynę 28. W swoim tylnym położeniu spoczynkowym nurnik 32 podchodzi naprzeciwko zgrubienia 152 uformowanego wewnątrz rurowej tylnej części 22 tłoka. Zastawka 138 jest pchana ku przodowi przez sprężynę 154 zastawki podpierając się z jednej strony na tylnej powierzchni czołowej membrany 114 usztywnionej przez wkładkę 118 formującą zastawkę 138, a z drugiej strony, na przedniej powierzchni czołowej zgrubienia 100 uformowanego przy przednim końcu rurowej tylnej części 22.

Urządzenie wspomagające według wynalazku zawierające tłok 20 uformowany przez złożoną ruchomą ścianę składającą się z płaszcza 14 wyposażonego w membranę 12 pofałdowaną w środkowym położeniu tłoka i wyprostowaną w skrajnych położenia oraz umocowaną do pośredniego usztywniającego żebra 102, samomocowalnego do rurowej tylnej części 22. Tłok 20 oddziaływuje na popychacz 56 przez oporowy krążek 58 poprzez elementy przedniej pierścieniowej powierzchni czołowej 20b tulei 110. Tuleja 110 służąca także jako element prowadzący dla nurnika 32.

Zawory składają się z zastawki 138, która uformowana jest na pośredniej części rurowej membrany 114 umocowanej przy jej końcach do złożonej ruchomej ściany, aktora współpracuje z gniazdem zaworowym 136 uformowanym na nurniku i gniazda 140 zaworu uformowanego na złożonej ruchomej ścianie.

Ponadto, zawory są zlokalizowane przed przednim końcem nurnika 32, a bardziej dokładnie przed częścią obudowy rozciągającą się prostopadle do osi Χ-Χ’. To daje w wyniku taką korzyść, że wynalazek może być stosowany z obudowami znanych serwomechanizmów, bez konieczności posiadania ostatniej specjalistycznej konstrukcji obudowy.

Działanie urządzenia wspomagającego zgodnie z wynalazkiem jest następujące. W urządzeniu wspomagającym w stanie spoczynku, jak na fig. 2, przednia komora 16 połączona jest z tylną komorą 18 przez otwory 142, kanał zaworowy 140-138 w przestrzeni 123 i otwory 120, 122 i 144. Efektem działania drążka sterowniczego 34 jest spowodowanie przesunięcia nurnika 32 przeciwko działaniu sprężyny 150. Zastawka 138 pozostaje w położeniu na gnieździe zaworowym 136 nurnika 32 pod działaniem sprężyny 154, aż do wejścia w kontakt ruchomej części z gniazdem zaworu 140, przez to zamykając kanał zaworowy 140-138 i oddziela od siebie przednią komorę 16 od tylnej komory 18.

Kiedy drążek sterujący 34 i nurnik 32 w dalszym ciągu są przesuwane, cylindryczna część 132 tego drugiego dalej zanurza się w przestrzeń 123. Zastawka 138 przybliża się wówczas aby spocząć na gnieździe zaworowym 140 tłoka, podczas gdy zaworowe gniazdo 136 nurnika 32 oddala się od zastawki 138.

168 452

Powietrze o ciśnieniu atmosferycznym może wówczas wpłynąć do tylnej komory 18 przez otwory 146wtylnej części nurnika 32, obwodową przestrzeń 148 pomiędzy cylindryczną częścią 132 nurnika 32, a rurową częścią 22 tłoka, kanał zaworowy 136-138, otwory 120 i 122 uformowane w membranie 114 i wkładce 118, a w końcu otwory 1-44 w pośrednim usztywniającym żebrze 102.

Zgodnie z wynalazkiem powietrze wpuszczane jest do tylnej komory 18 przez kanał zaworowy 136-138, którego średnica jest kilka razy większa niż średnica znanego urządzenia wspomagającego opisanego i pokazanego na fig. 1. W ten sposób utworzono kanały zaworowe 136-138 o średnicy równej do pięciu razy średnicy znanego kanału zaworowego. Ma to na celu, żeby przekrój kanału dla powietrza był zwielokrotniony pięciokrotnie, i dlatego też przepływ powietrza w stronę tylnej komory jest także zwielokrotniony przez pięć. W ten sposób uzyskuje się urządzenie wspomagające, którego czas reakcji jest znacznie skrócony. Pięciokrotna wartość nie jest krytyczna, ale była jedynie wybrana jako przykład.

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

Takie samo zjawisko redukcji czasu reakcji występuje podczas hamowania. Kiedy siła przyłożona do drążka sterowniczego 34 zmniejsza się, jego końcówka cofając się napędza nurnik 32. Wskutek tego gniazdo zaworowe 136 nurnika 32 styka się z zastawką 138, gdy zaworowe gniazdo 140 jeszcze jest w kontakcie z zastawką 138. Kiedy nurnik 32 cofa się dalej, zaworowe gniazdo 136 nurnika usuwa zastawkę 138 z zaworowego gniazda 140. Powietrze zawarte w tylnej komorze 18 jest przez to zassane do przedniej komory przez otwory 1-44 w pośrednim usztywniającym żebrze 102, otwory 122 i 120 w membranie 114 i wkładce 118, kanale zaworowym 138-140 i w końcu otwory 142 w płaszczu 14. W celu szybkiego ponownego wyrównania ciśnienia (podciśnienia w tym szczególnym przypadku) pomiędzy komorami 16 i 18, nurnik 32 powinien cofać się na stosunkowo długą odległość od korpusu zaworu. Dlatego odległość do tłoka 20, kanału zaworowego pomiędzy gniazdem zaworowym 140 tłoka 20 i zastawki 138 jest dokładnie określona przez tylną część 124 nurnika pozostająca pod działaniem powrotnej sprężyny 150, pchającej nurnik 32 w kierunku zgrubienia 152 uformowanego wewnątrz rurowej tylnej części 22 tłoka 20. W ten sposób powietrze przygotowane do przepływu przez kanał zaworowy 138-140 o średnicy wyraźnie większej niż znanych kanałów zaworowych przepływa przez ten większy obszar szybciej i sprawniej, skutkiem tego skraca się czas reakcji w fazie zwalniania hamulca.

Jest to wynik układu zaworowych gniazd 136 nurnika i 140 tłoka i zastawki 138, który sprawia że płynny przepływ pomiędzy atmosferą a tylną komorą i pomiędzy tylną komorą a przednią komorą wzrasta do znacznych rozmiarów proporcjonalnie redukując czas reakcji urządzenia wspomagającego w obu fazach hamowania i w fazie zwalniania hamulca.

Z powodu rozmieszczenia elementów zaworowych w przedniej części obudowy usytuowanych prostopadle do osi X-X' i z powodu faktu, że drugie gniazdo 140 zaworowe uformowane jest na płaszczu 14 tłoka, obwodowa część 134 nurnika może mieć dobraną większą zewnętrzną średnicę co umożliwi rozszerzenie zaworowych kanałów 136-138 i 140-138 i odpowiedniej redukcji czasu reakcji serwomechanizmu.

Wynalazek ten umożliwia także redukcję eksploatacyjnych hałasów urządzenia wspomagającego do znacznych rozmiarów. W rzeczywistości, powietrze przepływa podczas hamowania przez otwory, obwodowej przestrzeni 148, zaworowy kanał 136-138, otwory 120, 122 i 1-44 a podczas zwalniania hamulca,przepływa przez otwory 144, 122 i 120, zaworowy kanał 138-140 i otwory 142. Specjalistyczna konstrukcja urządzenia wspomagającego według wynalazku przewiduje zabezpieczenie, które realizowane jest poprzez równą liczbę otworów 142, 120, 122, 144 i 146 równomiernie rozmieszczonych wokół osi X-X' tak, że ich środki usytuowane są w tej samej płaszczyźnie, jak zilustrowano na fig. 2. W ten sposób masy powietrza wzbierające w ruchu podczas działania urządzenia wspomagającego przedmiotowego wynalazku będą miału szybkości składowe tych, które będą zawierały się tylko w jednej płaszczyźnie, na przykład tych z fig. 2. Innymi słowy, przepływ powietrza w urządzeniu wspomagającym jest dokładnie symetryczny wokół osi X-X' we wszystkich eksploatacyjnych warunkach, z których wszystkie wynikające z opóźnionej turbulencji i hałasu zostały wyeliminowane.

168 452

Zgodnie z niniejszym wynalazkiem zbudowano pneumatyczne urządzenie wspomagające, w którym specjalny układ środków zaworowych pozwala na ciche funkcjonowanie z bardzo skróconymi czasami reakcji. Oczywiście, wynalazek nie jest ograniczony do wykonania opisanego w przykładzie wykonania, ale jest zdolny do osiągania wielu alternatywnych odmian, które będą możliwe do realizacji dla przeciętnego fachowca z tej dziedziny. W ten sposób, na przykład, fałdująca się i prostująca membrana i elastyczna rurowa membrana, na której uformowana jest zastawka może być wytwarzana w jednym kawałku. Również ten wynalazek może odnosić się do urządzeń wspomagających w tandemie albo z dodatkową komorą.

Claims (8)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Pneumatyczne urządzenie wspomagające, zwłaszcza do hamulców pojazdów mechanicznych posiadające obudowę obejmującą przestrzeń podzieloną na dwie komory: przednią i tylną, z których przednia wydzielona jest umieszczonym wewnątrz obudowy tłokiem zawierającym 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 przez zaworowe człony współpracujące ze sterowniczym drążkiem oddziałującym przez przednią czołową powierzchnię nurnika na tylną powierzchnię czołową krążka reakcyjnego zamocowanego do popychacza, powrotną sprężynę działającą na sterowniczy drążek usytuowany pomiędzy płaszczem tłoka i nurnika, zaworowe człony posiadające zastawkę usztywnioną przez wkładkę i przeciwdziałającą poprzez czynną część zaopatrzoną w gniazdo zaworowe uformowane na nurniku wyposażoną w drugie gniazdo zaworowe uformowane w tłoku, zastawkę uformowaną przez elastyczną rurową membranę, czynną część zastawki zlokalizowaną pomiędzy dwoma końcami elastycznej rurowej membrany, znamienne tym, że zastawka (138) ma otwory (120) pozwalające na połączenie pomiędzy przednią komorą (16) a tylną komorą (18) w spoczynkowym położeniu nurnika (32).
2. 2. Urządzenie według zastrz. 1, znamienne tym, że otwory (120) wykonane w zastawce (138) znajdują się w jej czynnej części pomiędzy pierwszym zaworowym gniazdem (136) a drugim zaworowym gniazdem (140).
3. 3. Urządzenie według zastrz. 1, znamienne tym, że tłok (22, 14, 102) ma pośrednie tłokowe żebro (102) określające z płaszczem (14) tłoka przestrzeń obwodową (123).
4. 4. Urządzenie według zastrz. 1, znamienne tym, że drugie zaworowe gniazdo (140) jest uformowane na płaszczu (14) tłoka.
5. 5. Urządzenie według zastrz. 1, albo 2, albo 3, albo 4, znamienne tym, że pierwsze (136) i drugie (140) gniazda zaworowe i zastawka (138) są rozmieszczone w gniazdach zaworowych i zastawce (138) są rozmieszczone w obwodowej przestrzeni (123).
6. 6. Urządzenie według zastrz. 5, znamienne tym, że otwory (142) są wykonane w płaszczu (14) celem utrzymania przedniej komory (16) w połączeniu z obwodową przestrzenią (123), a otwory (144) wykonane są w pośrednim żebrze (102) celem utrzymania tylnej komory (18) w połączeniu z obwodową przestrzenią (123).
7. 7. Urządzenie według zastrz. 1, znamienne tym, że otwory (146) są wykonane w nurniku (32) celem utrzymania obwodowej przestrzeni (123) w połączeniu z atmosferą.
8. 8. Urządzenie według zastrz. 7, znamienne tym, że otwory (146,120,142, 144) wykonane w nurniku (32), zastawce (138), płaszczu (14) i żebrze (102) są równomiernie rozmieszczone wokół osi symetrii urządzenia wspomagającego, ich liczba jest taka sama a ich środki usytuowane są w tej samej płaszczyźnie.