PL184079B1 - Urządzenie hamulcowe ze wspomaganiem, ze zmiennym stosunkiem siły wspomagającej - Google Patents

Abstract

1. U rzadzenie hamulcowe ze wspomaganiem, ze zmiennym stosunkiem sily wspomagajacej, dla pojazdów mechanicznych, zawierajace, z jednej strony, cylinder glówny wypelniony plynem hamulcowym i wyposazony w glówny tlok hydrauliczny, przewidziany do przejmowania sily u ru ch am iajac e j zlozonej z sily przykladanej i sily wspomagania, obu dzialajacych w kierunku osiowym, a z drugiej strony, zaw ierajac e pneumatyczne urzadzenie wspomagajace, które jest uruchamiane przez wywieranie sily przykladana na trzpien uruchamiajacy, przymocowany do nurnika sterujacego otwieraniem trójdroznego zaworu, tak zeby wywierac sile uruchamiajaca na glówny tlok hydrauliczny, przy czym urzadzenie wspomagajace zawiera sztywna obudowe rozdzielona w sposób szczelny na przynajmniej dwie komory, za pomoca przynajmniej jednej ruchomej przegrody, która jest uruchamiana pod wplywem róznicy cisnien wystepujacej pomiedzy dwiema komorami powoduja otwieranie tró jdroznego zaworu i sterujac ruchem wzdluznym tloka pneumatycznego, który przemieszcza sie wzgledem obudowy, podtrzymujac trójdrozny zawór i przynajmniej przyczyniajac sie do przenoszenia sily przykladanej, natomiast glówny tlok hydrauliczny glównego cylindra hydraulicznego zawiera w sobie wydrazony ruchomy cylinder, polaczony komunikacyjnie z wewnetrzna objetoscia cylindra glównego, przejmuje przynajmniej czesc sily wspomagania, a wewnatrz niego przesuwa sie w kierunku osiowym uszczel- niony dodatkowy t l o k hydrauliczny, przejmujacy przynajmniej sile przykladana, pierwszy uklad sprezysty wywierajacy pierwsza sile sprezysta pomiedzy dodatkowym tlokiem hydraulicznym i ruchomym cylindrem i naciskajacy na dodatkowy tlok hydrauliczny w kierunku cylindra glównego, przynajmniej jeden otwór wykonany w ruchomym cylindrze laczacy wnetrze ruchomego cylindra z wnetrzem cylindra glównego, przy czym dodatkowy tlok hydrauliczny zawiera uklad zaworu dwudrozne go, umiejscowiony pomiedzy objetoscia wnetrza cylindra glównego i wnetrzem ruchomego cylindra, znamienny tym, ze dodatkowy tlok hydrauliczny (34) jest konstrukcja zlozona i zawiera pierwsza czesc (50), która, w pozycji spoczynku, jest wsparta na cylindrze ruchomym (32) pod dzialaniem pierwszego ukladu sprezystego (46) oraz zawiera druga czesc (52) majaca zdolnosc do przesuwania sie wzgledem pierwszej czesci (50), przy czym drugi uklad sprezysty (54, 92) generuje druga sile sprezysta skierowana do tylu, na druga czesc (52), przy czym uklad zaworu dwudroz nego, który jest normalnie otwarty, jest utworzony przez duga czesc (52) dodatkowego tloka hydraulicznego i glówny tlok hydrauliczny (30), ewentualnie . . . FIG. 2 PL PL PL PL PL PL PL

Description

Przedmiotem wynalazku jest urządzenie hamulcowe ze wspomaganiem, ze zmiennym stosunkiem siły wspomagającej, dla pojazdów mechanicznych, zawierające główny cylinder sterujący ciśnieniem hydraulicznym w obwodzie hamulcowym układu hamulcowego pojazdu, przy czym istnieje możliwość uruchamiania tego cylindra za pomocą pneumatycznego urządzenia wspomagającego, wtedy gdy kierowca pojazdu naciska na pedał hamulcowy.

Tego typu urządzenie jest znane ze stanu techniki na przykład z opisu patentowego USA nr 4 491 058, w którym główny cylinder tradycyjnie jest napełniony płynem hamulcowym i jest wyposażony w główny tłok hydrauliczny mający zadanie przejmowania siły uruchamiającej, złożonej z siły przykładanej i siły wspomagania, działających wspólnie w kierunku osiowym.

Ponadto, pneumatyczne urządzenie wspomagające jest uruchamiane przez wywieranie siły przykładanej, uruchamiającej trzpień sterujący otwieraniem zaworu, w celu wywarcia siły działającej na główny tłok hydrauliczny.

Urządzenie wspomagające zawiera sztywną obudowę podzieloną w sposób szczelny na dwie komory za pomocą przemieszczającej się przegrody, uruchamianej poprzez działanie różnicy ciśnień pomiędzy dwiema komorami, powodowanej otwieraniem zaworu i napędzaniem tłoka pneumatycznego, który ma możliwość poruszania się w stosunku do obudowy i przemieszcza zawór, przy czym siła przyłożona na początku jest przenoszona za pośrednictwem dysku reakcyjnego, na który także naciska tłok pneumatyczny, wywierając na dysk dodatkową siłę wspomagającą o pewnej wielkości.

Te urządzenia hamulcowe, mimo 'zalet, mają także wady z powodu stosowania tłoka pneumatycznego, który może się poruszać względem sztywnej obudowy. Całkowita droga przeznaczona dla zadziałania na trzpień, a tym samym droga ruchu pedału hamującego, jest stosunkowo długa i to stanowi okoliczność, przy której wymaga się by była ona odpowiednia do zapewnienia optymalnej kontroli opóźniania ruchu pojazdu pod działaniem hamulców.

Jednak w przypadkach ostrego hamowania w sytuacjach niebezpiecznych, wadą główną tego urządzenia jest to, że dla uzyskania stosunkowo wysokiego ciśnienia w układzie hamulcowym potrzebują długiej drogi ruchu pedału hamulcowego, która jest zasadniczo dłuższa niż

184 079 wymagana do uzyskania tego samego ciśnienia w układzie podczas hamowania w normalnych warunkach, kiedy istota bezpiecznego hamowania ma mniejsze znaczenie.

Jeżeli występuje pilna potrzebą hamowania, kierowca nie zawsze jest świadomy tej przedłużonej drogi pedału hamulcowego, ponieważ on naciska nań z gwałtownie zmieniającą się konkretną, siłą po to, by uzyskać efekt hamowania wymagany w takiej niebezpiecznej sytuacji.

Dlatego rozwój systemów hamulcowych nastąpił z uwzględnieniem wykorzystania różnych czujników, które są czułe na działanie siły przyłożonej na pedał hamulca i/lub na szybkość przykładania tej siły, przy zastosowaniu pneumatycznego zaworu elektromagnetycznego, uruchamianego przez mikroprocesor odbierający sygnały z tych czujników, tak żeby była odpowiednia różnica ciśnień występująca w urządzeniu wspomagającym, by uczynić wzrost tej różnicy ciśnień bardziej szybkim, a tak samo uczynić bardziej szybkim wzrost siły urządzenia wspomagającego i przez to skorygować przedłużanie się czasu reagowania urządzenia wspomagającego progresywną siłą wspomagania.

Jednak, chociaż czujniki i mikroprocesor mają bardzo krótki czas reakcji, części mechaniczne, na których te czujniki są zainstalowane mają stosunkowo dużą bezwładność lub duży czas reakcji, co oznacza, że elektroniczny system korekcyjny nie zaczyna działać dopóki po stosunkowo długim czasie nie zostanie wykryta niebezpieczna sytuacja.

Równolegle, nastąpił rozwój hamulcowych urządzeń wspomagających, w których reakcja wywierana na trzpień uruchamiający nie jest już realizowana mechanicznie przez dysk reakcyjny, ale przez ciśnienie hydrauliczne występujące w cylindrze głównym.

Tego typu urządzenie zostało przedstawione w opisie zgłoszeniowym FR-A-2 658 466, w którym główny tłok hydrauliczny cylindra głównego zawiera w sobie: wydrążony ruchomy cylinder połączony komunikacyjnie z cylindrem głównym i przejmujący przynajmniej niewielką siłę wspomagającą, we wnętrzu którego porusza się ruchem suwliwym w kierunku osiowym uszczelniony dodatkowy tłok hydrauliczny zdolny do wywierania przynajmniej siły przykładanej, przy czym układ sprężysty wywierający pewną siłę sprężystą pomiędzy dodatkowym .tłokiem hydraulicznym i ruchomym cylindrem i napierający na dodatkowy tłok hydrauliczny w kierunku ruchu cylindra głównego, przynajmniej jeden otwór wykonany w ruchomym cylindrze, tak żeby wnętrze tego cylindra połączyć komunikacyjnie z wnętrzem cylindra głównego.

Urządzenia z reakcją hydrauliczną mają jako swą główną zaletę taką właściwość, że mają jednak wielką intensywność hamowania i szybkość wywierania siły przykładanej, przy czym ich krzywa charakterystyki działania, mianowicie krzywa założonego ciśnienia w cylindrze głównym jako funkcja intensywności siły przykładanej urządzenia wspomagającego, jest niezmienna. Dlatego te urządzenia wykazują brak przedłużania się czasu reagowania w przypadku hamowania w warunkach niebezpiecznych.

Okoliczność wyposażania tych urządzeń z reakcją hydrauliczną, w czujniki wykrywające sytuacje niebezpieczne oraz w pneumatyczne zawory elektromagnetyczne do podwyższania ciśnienia w tylnej komorze urządzenia wspomagającego, przynosi ewidentne korzyści w porównaniu z urządzeniami z reakcją mechaniczną, ponieważ to częściowo nieco polepsza normalną krzywą charakterystyki działania urządzenia wspomagającego, nie usiłuje jednak korygować krzywej zdegradowanej.

Celem niniejszego wynalazku jest przedstawione poniżej hamulcowe urządzenie wspomagające z reakcją hydrauliczną, które ma udoskonalać charakterystyki działania w przypadku hamowania w warunkach niebezpiecznych, bez potrzeby instalowania czujników lub skomplikowanego obwodu elektronicznego, przez to odznacza się ono niższym kosztem, podczas gdy jego działanie jest niezawodne we wszystkich okolicznościach.

Przedmiot wynalazku bazuje na rozwiązaniu znanym z europejskiego opisu patentowego nr EP-B-0 662 894, które przedstawia urządzenie hamulcowe ze wspomaganiem dla pojazdów mechanicznych.

Urządzenie hamulcowe ze wspomaganiem, ze zmiennym stosunkiem siły wspomagającej, dla pojazdów mechanicznych, zawierające, z jednej strony, cylinder główny wypełniony płynem hamulcowym i wyposażony w główny tłok hydrauliczny, przewidziany do przejmo6

184 079 wania siły uruchamiającej złożonej z siły przykładanej i siły wspomagania, obu działających w kierunku osiowym, a z drugiej strony, zawierające pneumatyczne urządzenie wspomagające, które jest uruchamiane przez wywieranie siły 'przykładanej na trzpień uruchamiający, przymocowany do nurnika sterującego otwieraniem trójdrożnego zaworu, tak żeby wywierać siłę uruchamiającą na główny tłok hydrauliczny, przy czym urządzenie wspomagające zawiera sztywną obudowę rozdzieloną w sposób szczelny na przynajmniej dwie komory, za pomocą przynajmniej jednej ruchomej przegrody, która jest uruchamiana pod wpływem różnicy ciśnień występującej pomiędzy dwiema komorami powodując otwieranie trójdrożnego zaworu i sterując ruchem wzdłużnym tłoka pneumatycznego, który przemieszcza się względem obudowy, podtrzymując trójdrożny zawór i przynajmniej przyczyniając się do przenoszenia siły przykładanej, natomiast główny tłok hydrauliczny głównego cylindra hydraulicznego zawiera w sobie wydrążony ruchomy cylinder, połączony komunikacyjnie z wewnętrziną objętością cylindra głównego, przejmuje przynajmniej część siły wspomagania, a wewnątrz niego przesuwa się w kierunku osiowym uszczelniony dodatkowy tłok hydrauliczny, przejmujący przynajmniej siłę przykładaną, pierwszy układ sprężysty wywierający pierwszą siłę sprężystą pomiędzy dodatkowym tłokiem hydraulicznym i ruchomym cylindrem i naciskający na dodatkowy tłok hydrauliczny w kierunku cylindra głównego, przynajmniej jeden otwór wykonany w ruchomym cylindrze łączący wnętrze ruchomego cylindra z wnętrzem cylindra głównego, przy czym dodatkowy tłok hydrauliczny zawiera układ zaworu dwudrożnego, umiejscowiony pomiędzy objętością wnętrza cylindra głównego i wnętrzem ruchomego cylindra, według wynalazku charakteryzuje się tym, że dodatkowy tłok hydrauliczny jest konstrukcją złożoną i zawiera pierwszą część, która w pozycji spoczynku, jest wsparta na cylindrze ruchomym pod działaniem pierwszego układu sprężystego oraz zawiera drugą część mającą zdolność do przesuwania się względem pierwszej części, przy czym drugi układ sprężysty generuje drugą siłę sprężystą skierowaną do tyłu na drugą część, przy czym układ zaworu dwudrożnego, który jest normalnie otwarty, jest utworzony przez drugą część dodatkowego tłoka hydraulicznego i główny tłok hydrauliczny, ewentualnie przez drugą część dodatkowego tłoka hydraulicznego i trzecią część na głównym tłoku hydraulicznym, przy czym ruch drugiej części dodatkowego tłoka hydraulicznego w kierunku cylindra głównego, względem głównego tłoka hydraulicznego lub względem trzeciej części na głównym tłoku hydraulicznym, powoduje zamykanie układu zaworu dwudrożnego składającego się z pierścieniowej uszczelki, osiowego wydłużenia, jednokierunkowego zaworu, uszczelki krawędziowej i pierścieniowej uszczelki i przerywa połączenie komunikacyjne pomiędzy objętością wnętrza cylindra głównego i wnętrzem ruchomego cylindra.

Nurnik jest zamocowany do trzpienia popychającego składającego się z pierścieniowej uszczelki, osiowego wydłużenia, jednokierunkowego zaworu, uszczelki krawędziowej i pierścieniowej uszczelki, w kierunku zamykania, przy wystąpieniu ruchu względnego pomiędzy nurnikiem i ruchomą przegrodą, odpowiadającego zmianie wartości siły przykładanej większej niż wartość założona wstępnie.

Układ zaworu dwudrożnego zawiera pierścieniową uszczelkę, umieszczoną na przednim czole drugiej części, zwróconym w kierunku otworu wykonanego w cylindrze ruchomym.

Układ zaworu dwudrożnego zawiera pierścieniową uszczelkę umieszczoną na cylindrze ruchomym przy brzegu otworu wykonanego w nim.

Układ zaworu dwudrożnego jest uformowany w postaci wydrążonego wydłużonego osiowego występu na drugiej części, wystającego do przodu i mającego zdolność, przy niezupełnym uszczelnieniu, do wsuwania się do otworu wykonanego w cylindrze ruchomym, przy czym wydrążony występ jest wyposażony, w swej tylnej części, w przynajmniej jeden otwór.

Druga część ma możliwość przesuwania się w pierwszej części, będąc w niej uszczelniona, przy czym układ zaworu dwudrożnego jest, utworzony przez wydrążone osiowe wydłużenie drugiej części, wystające w przód, przesuwające się przy niezupełnym uszczelnieniu, w otworze wykonanym w cylindrze ruchomym, przy czym wydrążone wydłużenie jest wyposażone, w swej tylnej części, · w przynajmniej jeden otwór.

Druga część jest utworzona z wydrążonym osiowym wydłużeniem, wyposażonym przy swym tylnym końcu w przynajmniej jeden otwór, przy czym, dwudrożny układ zaworowy

184 079 jest utworzony przez przynajmniej jeden kanał umieszczony na zewnętrznym obrzeżu wzdłuż części długości wydrążonego osiowego wydłużenia, który wybiórczo oddziałowuje wzajemnie z osiowym otworem cylindra ruchomego, przy czym wydrążone osiowe wydłużenie zawiera jednokierunkowy zawór pozwalający ' na przechodzenie płynu z wnętrza ruchomego cylindra w kierunku objętości wnętrza cylindra głównego, a zapobiegający przenikaniu płynu w drugim kierunku.

Druga część jest utworzona z pełnym osiowym wydłużeniem, przeznaczonym do wsuwania się przy niezupełnym uszczelnieniu, w otwór wykonany w ruchomym cylindrze i z rowkiem na obrzeżu, w którym jest umieszczona pierścieniowa uszczelka krawędziowa tworząca dwudrożny układ zaworowy, przy czym, cylinder ruchomy jest uformowany z pierścieniowym rowkiem, połączonym komunikacyjnie z objętością wnętrza cylindra głównego za pośrednictwem kanału utworzonego w ruchomym cylindrze, przy czym rowek na obrzeżu i rowek pierścieniowy, w pozycji spoczynku, leżą naprzeciw siebie.

Druga część jest umieszczona przesuwnie w pierwszej części, będąc w niej uszczelniona, przy czym trzecia część jest umieszczona przesuwnie w ruchomym cylindrze, będąc w nim uszczelniona, przy czym trzecia część jest dociskana w tył przez trzeci układ sprężysty, tak żeby będąc w pozycji spoczynku wspierała się ona na pierwszej części, pomiędzy drugą część i trzecią część jest włożony drugi układ sprężysty, trzecia część jest uformowana ze środkowym otworem łączącym komunikacyjnie wnętrze ruchomego cylindra z objętością wnętrza cylindra głównego, układ zaworu dwudrożnego jest utworzony przez pierścieniową uszczelkę umieszczoną na drugiej części lub na trzeciej części.

Ciśnienie płynu hamulcowego w objętości ' wnętrz cylindra głównego jest wywierane na pierwszą powierzchnię przekroju poprzecznego wydrążonego cylindra ruchomego kiedy dwudrożny układ zaworowy składający się z pierścieniowej uszczelki, osiowego wydłużenia, jednokierunkowego zaworu, uszczelki krawędziowej i pierścieniowej uszczelki jest otwarty, a na drugą powierzchnię przekroju poprzecznego dodatkowego tłoka hydraulicznego, która jest mniejsza niż pierwsza powierzchnia przekroju poprzecznego, kiedy powyższy dwudrożny układ zaworowy jest zamknięty.

Druga powierzchnia przekroju poprzecznego jest ograniczona przez średnicę wewnętrzną pierścieniowej uszczelki, znajdującej się na przednim czole drugiej części.

Druga powierzchnia przekroju poprzecznego jest na cylindrze ruchomym przy brzegu otworu w nim wykonanego.

Druga powierzchnia przekroju poprzecznego jest ograniczona przez średnicę zewnętrzną osiowego wydłużenia drugiej części.

Druga powierzchnia przekroju poprzecznego jest ograniczona przez średnicę wewnętrzną pierścieniowej uszczelki umieszczonej na drugiej części.

Druga powierzchnia przekroju poprzecznego jest ograniczona przez średnicę wewnętrzną pierścieniowej uszczelki umieszczonej na trzeciej części.

Na tył drugiej części jest nałożony element zderzakowy wykonany z materiału elastomerowego. Na tył drugiej części i na przód nurnika jest nałożony element zderzakowy wykonany z materiału elastometrowego.

Na przód nurnika jest nałożony element zderzakowy wykonany z materiału elastrometrowego.

Urządzenie zawiera standardowo uruchamiany mod do zmian w sile wejściowej poniżej założonej wartości oraz podobny mod zabezpieczający do zmian w sile wejściowej powyżej założonej wartości siły wejściowej.

Dzięki temu układowi, przy hamowaniu w warunkach niebezpiecznych, pierwsza i druga część pomocniczego tłoka hydraulicznego mogą się poruszać ruchem suwliwym, jedna względem drugiej oraz uruchamiać dwudrożny układ zaworowy w kierunku zamykania go, tak żeby pomocniczy tłok hydrauliczny przejmował reakcję od wewnętrznego ciśnienia w cylindrze, głównym tylko na powierzchnię _ przekroju poprzecznego, która jest mniejsza niż ta, na której on przejmuje tę reakcję hamulcowego urządzenia wspomagającego jest wyższy przy hamowaniu w 'warunkach niebezpiecznych niż podczas hamowania w warunkach normalnych.

184 079

Przedmiot wynalazku jest uwidoczniony w przykładach wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia widok przekrój hamulcowego urządzenia wspomagającego, wykonanego według niniejszego wynalazku, fig. 2 - przekrój, w skali powiększonej, środkowej części urządzenia z fig. 1, fig. 3 - przekrój pierwszej postaci alternatywnej, środkowej części urządzenia hamulcowego z fig. 1, fig. 4 - przekrój drugiej postaci alternatywnej, środkowej części urządzenia hamulcowego z fig. 1, fig. 5 - przekrój trzeciej postaci alternatywnej, środkowej części urządzenia hamulcowego z fig. 1, fig. 6 - przekrój czwartej postaci alternatywnej, środkowej części urządzenia hamulcowego z fig. 1, fig. 7 -przekrój piątej postaci alternatywnej, środkowej części urządzenia hamulcowego z fig. 1, fig. 8 - krzywą ciśnienia wytwarzanego w cylindrze głównym jako funkcję nacisku przyłożonego na pedał hamowania, przy czym krzywa ta jest uzyskana z urządzenia hamulcowego według niniejszego wynalazku.

Wynalazek odnosi się do udoskonalenia stosowanego przy układach hamulcowych z pneumatycznymi urządzeniami wspomagającymi, na tle ogólnych konstrukcji i działania takich układów dobrze znanych specjalistom.

Schematycznie, tego typu układ zawiera urządzenie wspomagające 100 i cylinder główny 200.

Urządzenie wspomagające 100 jest zwykle tak zaprojektowane, żeby go zamocować nieruchomo do przegrody (nie pokazanej) oddzielającej przedział silnikowy pojazdu od kabiny kierowcy tego pojazdu i jest uruchamiane pedałem hamulcowym (nie pokazanym) znajdującym się w tej kabinie.

Cylinder główny 200 obsługujący hamulcowy obwód hydrauliczny pojazdu jest zamocowany nieruchomo do przedniej ściany urządzenia wspomagającego 100.

Zwyczajowo, ta część zespołu urządzenie wspomagające/cylinder główny, która jest skierowana na cylinder główny jest nazywana „przód, a ta część tego zespołu, która jest skierowana na pedał hamulcowy 12, jest nazywana „tył. Dlatego na figurach przód jest po lewej stronie, a tył po prawej.

Samo urządzenie wspomagające 100 składa się ze sztywnej obudowy 10, której wewnętrzna objętość jest podzielona na komorę przednią 12 i komorę tylną 14, ruchomą szczelną przegrodą 16, zawierającą membranę 18 i sztywną osłonę 20 i jest przystosowana do napędzania ruchem wzdłużnym tłoka pneumatycznego 22, który może się przemieszczać wewnątrz obudowy 10.

Komora przednia 12, której czoło przednie jest szczelnie zamknięte przez cylinder główny 200, jest na stałe połączona ze źródłem podciśnienia (nie pokazano) za pośrednictwem złączki 15. Ciśnienie w komorze tylnej 14 jest sterowane trójdrożnym zaworem 24, obsługiwanym przez trzpień uruchamiający 26, połączony z pedałem hamulcowym i przymocowany do nurnika 28.

Kiedy trzpień uruchamiający 26 jest w pozycji spoczynkowej, to znaczy jest wyciągnięty w prawo, zawór 24 otwiera połączenie komunikacyjne pomiędzy dwiema komorami, 12 i 14, urządzenia wspomagającego. Ponieważ tylna komora 14 jest wtedy poddawana temu samemu podciśnieniu co i przednia komora 12, tłok 22 jest popychany w tył w prawo, do pozycji spoczynkowej, przez sprężynę 25.

Przesuwając trzpień uruchamiający 26 w kierunku lewym, uzyskujemy efekt, po pierwsze, najpierw przestawienia zaworu 24 w taki sposób, że on oddziela komory 12 i 14, jedną od drugiej, a wtedy, po drugie, nastąpi przestawienie tego zaworu w taki sposób, że otwiera on tylną komorę i łączy ją z ciśnieniem atmosferycznym.

Różnica ciśnień pomiędzy dwiema komorami 12 i 14, która teraz oddziałowuje na membranę 18, wywiera na ruchomą przegrodę 16 parcie, które dąży do przestawienia tej przegrody w kierunku na lewo i pozwala napędzać ruchem wzdłużnym tłok 22, który z powrotem przestawia, ściskając sprężynę 25.

Siła czynna hamowania wywierana na trzpień uruchamiający 26 lub „siła przykładana” i siła wspomagająca hamowanie, lub „siła wspomagania”, spowodowana parciem przegrody ruchomej 16, są wtedy przyłożone razem wzdłuż· osi X-X’ urządzenia wspomagającego 100, w kierunku cylindra głównego 200 i one składają się tworząc siłę oddziaływującą na ten cylinder.

184 079

A dokładniej, ta siła pobudzająca jest przykładana do głównego tłoka hydraulicznego 30 cylindra głównego i powoduje jego przestawienie w lewo (na rysunku), a to prowadzi do wzrostu ciśnienia płynu hamulcowego znajdującego się w objętości wnętrza V cylindra głównego 200 i do uruchomienia hamulców (nie pokazane) połączonych z nim.

Jak lepiej to widać na fig. 2, główny tłok hydrauliczny 30 jest w istocie konstrukcją złożoną i zawiera, z jednej strony, wydrążony cylinder ruchomy 32, a z drugiej strony, dodatkowy tłok hydrauliczny 34.

Pojemność wnętrza 35 wydrążonego cylindra ruchomego 32 łączy się komunikacyjnie z objętością wnętrza V cylindra głównego za pośrednictwem otworów takich jak 36, wykonanych w cylindrze ruchomym w kierunku osiowym.

Oprócz dozwolonego przejścia dla cieczy przez otwory 36 pomiędzy objętością wnętrza V cylindra głównego 200 i objętością wnętrza 35 cylindra ruchomego 32, ten ruchomy cylinder 32 jest uszczelniony i przesuwa się suwliwie w korpusie cylindra głównego 200, a uszczelnienie jego jest osiągnięte dzięki zastosowaniu przynajmniej jednej pierścieniowej uszczelki krawędziowej 37.

Dodatkowy tłok hydrauliczny 34, swoją częścią, suwa się wewnątrz cylindra ruchomego 32 i zamyka go szczelnie dzięki uszczelce pierścieniowej 38.

Cylinder ruchomy 32 jest połączony, za pośrednictwem pierścienia 40, ze sztywną osłoną 20 tak żeby przejmować przynajmniej część siły wspomagającej wywieranej przez tę sztywną osłonę 20.

Dodatkowy tłok hydrauliczny 34 jest ustawiony osiowo, zwrócony czołem do trzpienia popychającego 42, przymocowanego do nurnika 28 i ma zdolność przenoszenia na nurnik przynajmniej siły przykładanej, wywieranej na trzpień uruchamiający 26 przymocowany do nurnika 28.

Teraz zostanie wyjaśnione w jaki sposób działa urządzenie dotychczas tutaj opisywane.

Podczas spoczynku, rozmaite części ruchome zajmują położenie przedstawione na figurach 1i 2, a w szczególności dodatkowy tłok hydrauliczny 34 wsparty jest na promieniowym kołnierzu 44 cylindra ruchomego 32, pod działaniem sprężyny napierającej 46. W przykładzie pokazanym na figurach 1 i 2, kołnierz 44 jest utworzony na przednim końcu pierścienia 40. Zawór 24 umożliwia połączenie komunikacyjne pomiędzy dwiema komorami 12 i 14, które tym samym znajdują się pod jednakowo obniżonym ciśnieniem dostarczanym przez złączkę 15.

Pierwsza siła czynna przyłożona na pedał hamulcowy służy do pokonania wstępnego napięcia, sprężyny trzpienia uruchamiającego 26 i do ustawienia zaworu 24 w pozycji, w której on odizoluje dwie komory 12 i 14, jedną od drugiej. To podnosi siłę czynną wywieraną na pedał hamulcowy, a tym samym nie dostarcza wzrostu ciśnienia w cylindrze głównym, i to jest przedstawione na krzywej na fig. 8, przez segment OA.

Po tej określonej z góry drodze trzpienia uruchamiającego 26, zawór 24 otwiera komorę tylną 14 urządzenia wspomagającego 100 do atmosfery, a różnica ciśnień pomiędzy dwiema komorami 12 i 14 urządzenia wspomagającego zostaje ustanowiona. Ta różnica ciśnień daje wzrost siły wspomagającej, która przemieszcza sztywną osłonę 20 i ruchomy cylinder 32 do przodu.

Ciśnienie hydrauliczne w objętości wnętrza V głównego cylindra 200 przez to wzrasta i zostaje ustalone, poprzez przepływ płynu hydraulicznego otworami 36, w objętości wewnętrznej 35 cylindra ruchomego 32 oraz oddziałowuje na powierzchnię przekroju poprzecznego S dodatkowego tłoka hydraulicznego 34.

Najpierw siła wytworzona przez to ciśnienie oddziałowuje na powierzchnię przekroju poprzecznego S nie przekraczając napięcia wstępnego znajdującej się w spoczynku sprężyny 46, co znaczy, że pomocniczy tłok hydrauliczny pozostaje nieruchomy względem cylindra ruchomego 32 oraz jest w pewnej odległości od trzpienia popychającego 42, tym samym nie ma oddziaływania reakcyjnego na pedał hamulcowy. Ta pierwsza faza działania jest przedstawiona przez segment AB krzywej na fig. 8. Długość segmentu AB jest znana jako „skok” urządzenia wspomagającego.

Skok urządzenia wspomagającego może być ustawiany na każdą wymaganą wielkość przez nastawianie napięcia wstępnego sprężyny 46 znajdującej się w spoczynku. Jest to możliwe,

184 079 na przykład tak jak zostało przedstawione na figurach 1 i 2, jak sobie wyobrazimy, że pierścień 40 jest nagwintowany i wkręcony w cylinder ruchomy 32, na który on przenosi przynajmniej część siły wspomagania wywieranej na niego przez napierającą nań osłonę 20.

Wkręcanie pierścienia 40 w cylinder ruchomy 32 daje tym samym efekt ściśnięcia sprężyny 46 i dlatego też daje efekt zwiększenia siły wstępnej sprężyny, wywieranej na dodatkowy tłok hydrauliczny 34 w kierunku cylindra głównego, to znaczy podwyższa dalej wartość skoku.

W celu skompensowania zmniejszania się długości, które powoduje wkręcanie pierścienia 40 w cylinder ruchomy 32, ten pierścień jest, na przykład, wykonywany z dwóch części skręcanych razem, tak żeby miały nastawialną ogólną długość.

Jest także możliwe wyobrazić sobie trzpień popychający 42, który sam jest wykonany z dwóch części skręconych razem, tak żeby miały nastawialną ogólną długość, a nastawianie tej długości czyni w szczególności możliwym zmienianie otwierania zaworu, kiedy skok się pojawi, niezależnie od wartości założonego skoku, ustawionego za pomocą wkręcania pierścienia 40 do cylindra ruchomego 32.

W drugiej fazie działania ciśnienie hydrauliczne wzrasta w objętościach V i 35 oraz osiąga założoną wartość, przy której, kiedy napiera na powierzchnię przekroju poprzecznego S, staje się odpowiednie do pokonania napięcia wstępnego sprężyny 46 znajdującej się w spoczynku. Dodatkowy tłok hydrauliczny 34 przestawia się przy tym w tył i wchodzi w kontakt z trzpieniem popychającym 42, jak jest to zilustrowane przez punkt B krzywej z figury 8.

Korzystnym byłoby umożliwić założenie elementu zderzakowego 45, wykonanego z gumy lub jakiegoś innego materiału elastomerowego, na tylną część dodatkowego tłoka hydraulicznego 34 i/lub na przedzie trzpienia popychającego 42, dla łagodzenia uderzania w ten styk i łagodzenia wywoływanego przez to hałasu.

Dodatkowy tłok hydrauliczny 34 napiera więc na trzpień popychający 42 i na pedał hamulcowy siłą reakcyjną która zależy od siły wspomagającej i przeciwstawia się sile przykładanej, a tym samym pozwala na sterowanie pierwszej siły przez drugą, jak to zostało zaprezentowane przez segment BC na krzywej na figurze 8. Dodatkowy tłok hydrauliczny 34 spełnia więc rolę tłoka reakcyjnego, poddawanego ciśnieniu panującemu w komorze reakcyjnej, zawierającej w sobie wewnętrzną, objętość 35 i tłok ruchomy 32.

Pochylenie tego segmentu BC, które jest równe stosunkowi nacisku występującego na wyjściu do siły przykładanej, przedstawia stosunek wspomagania urządzenia hamulcowego. Ten stosunek wspomagania jest także równy stosunkowi powierzchni przekroju poprzecznego S„ cylindra ruchomego 32, do powierzchni przekroju poprzecznego S, dodatkowego tłoka hydraulicznego 34.

Siła wspomagania osiąga swoje maksimum kiedy ciśnienie w tylnej komorze urządzenia wspomagającego osiąga wielkość ciśnienia atmosferycznego, a tym samym może już nie wzrastać dalej. Wtedy jest osiągnięte zjawisko znane pod nazwą, nasycenia, które jest przedstawione przez segment CD na krzywej z figury 8.

We wszystkich tych fazach działania można zauważyć w szczególności, że niezależnie od drogi nurnika 28, która jest potrzebna do uruchomienia zaworu 24 i spowodowania zmiany ciśnienia w tylnej komorze 14 i która odpowiada odcinkowi OA krzywej na fig. 8, nurnik 28 i trzpień popychający 42 przestawiają się razem z ruchomą przegrodą 16.

Urządzenie hamulcowe, które właśnie zostało opisane, działa w ten sam sposób przy każdym hamowaniu, niezależnie od szybkości wywierania siły przykładanej na trzpień uruchamiający 26, to znaczy zarówno przy hamowaniu normalnym, gdzie niewielkie opóźnianie ruchu pojazdu jest wymagane, jak i przy hamowaniu w warunkach niebezpiecznych, gdzie kierowca potrzebuje zatrzymać swój pojazd natychmiast.

W tym drugim przypadku, jest oczywiście pożądane szybkie osiągnięcie właściwej siły czynnej hamowania, to znaczy wysokiego ciśnienia w hydraulicznym obwodzie hamulcowym. Znane rozwiązanie, przytoczone na wstępie i zawierające w układzie, na przykład, przynajmniej jeden czujnik siły działającej na pedał hamulcowy oraz polegające na przeliczaniu szybkości zmieniania się tej siły w celu wywnioskowania z tego niebezpiecznej sytuacji i uruchomienia zaworu elektromagnetycznego dla połączenia tylnej komory urządzenia

184 079 wspomagającego bezpośrednio z atmosferą, jest tylko rozwiązaniem częściowym, ponieważ ono daje efekty tylko po pewnym opóźnieniu.

Niniejszy wynalazek czyni możliwym uzyskanie takiego rezultatu, to znaczy natychmiastowego osiągnięcia wysokiego ciśnienia hamowania w wypadku hamowania w warunkach niebezpiecznych, przy zastosowaniu środków, które są proste i efektywne, a których czas reagowania jest minimalny.

Jak jest to lepiej widoczne na fig. 2, dodatkowy tłok hydrauliczny 34 jest sam w sobie konstrukcją złożoną. W skład jego wchodzi pierwsza część 50, która w pozycji spoczynku jest wsparta na ruchomym cylindrze 32 pod działaniem nacisku sprężyny 46. W skład jego wchodzi także druga część 52, która ma zdolność przesuwania się wewnątrz pierwszej części 50.

Druga część 52 jest w stanie podparcia od tylnej strony, w pozycji spoczynku, na pierwszej części 50, pod działaniem nacisku drugiej sprężyny 54 umieszczonej pomiędzy uskokami cylindra ruchomego 32 i tej drugiej części 52. Druga sprężyna 54 ma napięcie wstępne w stanie spoczynku, które jest niższe niż napięcie sprężyny 46.

Druga część 52, jak już wcześniej było opisywane, jest uszczelniona pierścieniową uszczelką 38 i przesuwa się po cylindrze ruchomym 32. Ponadto jest ona wyposażona w człon dla zamykania wyjścia z osiowego otworu 36 wykonanego w cylindrze ruchomym 32.

Zgodnie z rozwiązaniem na figurze 2, ten człon zamykający składa się z uszczelki pierścieniowej 56 umieszczonej na przednim czole drugiej części 52, .zwróconej w kierunku osiowego otworu 36. Jest także możliwe wyobrażenie sobie pierścieniowej uszczelki 56 umieszczonej na cylindrze ruchomym 32, przy krawędzi otworu osiowego 36.

Kiedy zostanie przyłożona na pedał hamulcowy siła czynna podczas hamowania, przy którym tylko jest wymagane normalne zwolnienie pojazdu, zespół, który został właśnie opisany działa tak jak było wyjaśnione wcześniej. Fazy działania, pierwsza i druga, przebiegają faktycznie tak jak to było opisane, pierwsza i druga część, razem są przestawiane do tyłu i wtedy ciśnienie hydrauliczne w komorze reakcyjnej 35 wzrasta.

Krzywa charakterystyki działania urządzenia hamulcowego odpowiada swym kształtem krzywej na fig. 8, przechodząc przez punkty O, A, B, C i D.

Przeciwnie, podczas hamowania w warunkach niebezpiecznych, to znaczy kiedy przykładana siła czynna na pedał hamulcowy wzrasta bardzo szybko by osiągnąć bardzo wysoką wartość, nurnik 28 i trzpień popychający 42 posuwają się na przód bardzo szybko, a w szczególności one się posuwają do przodu bardzo szybko względem sztywnej osłony 20, różnica ciśnień pomiędzy komorami, przednią i tylną, nie zostaje ustanowiona na skutek braku czasu i nie zostaje przemieszczona przegroda 16. To zjawisko ma dwie ważne konsekwencje.

Z jednej strony, dodatkowy ruch nurnika 28 do przodu powoduje większe otwarcie zaworu 24, który pozwala na szybszy wzrost ciśnienia w tylnej komorze 14.

Z drugiej strony, w tym samym czasie, trzpień popychający 42 wchodzi w kontakt z drugą częścią 52 i powoduje przesunięcie jej do przodu w pierwszej części 50, ściskając sprężynę 54, ale bez ściskania sprężyny 46, która wtedy jako jedyne działanie ma za zadanie utrzymywać pierwszą część 50 w stanie podparcia na .promieniowym występie 44. W tym ruchu, pierścieniowa uszczelka 56 zamyka osiowy kanał 36 tak, że pojemność komory reakcyjnej jest tym samym zredukowana do pojemności ograniczonej przez pierścieniową uszczelkę 56.

W następstwie tego ciśnienie hydrauliczne występujące w objętości V cylindra głównego jest wywierane na drugą część 52, na jej powierzchnię przekroju poprzecznego S2 ograniczoną przez średnicę wewnętrzną uszczelki pierścieniowej 56. Rezultat tego jest więc taki, że stosunek wspomagania podczas tego hamowania w warunkach niebezpiecznych jest równy stosunkowi powierzchni przekroju poprzecznego S„ ruchomego cylindra 32, do powierzchni przekroju poprzecznego S2, drugiej części 52 dodatkowego tłoka hydraulicznego 34, na którą to powierzchnię przekroju poprzecznego to ciśnienie jest wywierane.

Ponieważ powierzchnia przekroju poprzecznego S2 jest mniejsza niż powierzchnia przekroju poprzecznego S drugiej części 52, więc oznacza to, że przy hamowaniu w warunkach niebezpieczeństwa stosunek wspomagania jest większy niż uzyskiwany przy hamowaniu w normalnych warunkach. Dlatego na fig. 8 działanie urządzenia hamulcowego jest przedstawione przez odcinek krzywej BE.

184 079

Można więc zauważyć, że dla tej samej chwilowej siły czynnej przykładanej F,, chwilowe ciśnienie P₂ jest znacznie wyższe niż chwilowe' ciśnienie P, uzyskiwane przy hamowaniu w normalnych warunkach. Co więcej, ponieważ stosunek wspomagania jest wyższy, zjawisko nasycenia przedstawione przez punkt E na krzywej jest osiągane wcześniej.

Ten drugi stosunek wspomagania może być zmieniany dowolnie i mieć założoną każdą wymaganą wartość, poprzez dobieranie niskich wartości dla średnic uszczelki pierścieniowej 56 i otworu 36. Otwór 36 potrzebuje mieć jednak średnicę wystarczająco dużą dla umożliwienia wzrostu ciśnienia hydraulicznego w komorze reakcyjnej 35, podczas działania w warunkach normalnych, bez wprowadzania ograniczeń w połączeniu komunikacyjnym z objętością V cylindra głównego.

Kiedy kierowca zwolni przykładaną przez siebie silę czynną po takim hamowaniu w warunkach niebezpiecznych, efektem przemieszczania się trzpienia uruchamiającego 26 ponownie do tyłu, jest przemieszczanie się nurnika 28 i zaworu 24, a ten wtedy umieszcza się tak, że łączy komunikacyjnie komorę przednią i komorę tylną, jedną z drugą. To tym samym powoduje ruch do tyłu ruchomej przegrody 16 i ruchomego cylindra 32 pod działaniem sprężyny 25, spadek ciśnienia w objętości wnętrza V cylindra głównego oraz ruch w tył drugiej części 52 pod działaniem sprężyny 54. Różne ruchome części wracają w ten sposób do swych pozycji spoczynku przedstawionych na figurach 1 i 2.

W ten sposób, według niniejszego wynalazku, zostało uzyskane hamulcowe urządzenie wspomagające, które posiada udoskonaloną charakterystykę działania w wypadku hamowania w warunkach niebezpieczeństwa, ponieważ ma ono wtedy stosunek wspomagania, który jest znacznie wyższy niż w normalnych warunkach działania. Ta zmiana stosunku wspomagania jest uzyskiwana automatycznie bez potrzeby stosowania czujników lub skomplikowanych obwodów elektronicznych, po prostu poprzez wykorzystanie faktu, że w tych ekstremalnych warunkach, nurnik 28 .i trzpień popychający 42 wykazują względny ruch w odniesieniu do sztywnej osłony 20. Środki zastosowane do uzyskania tego rezultatu są względnie proste i dlatego ciągną za sobą niskie koszty oraz działają niezawodnie we wszystkich okolicznościach, zarówno w normalnych warunkach działania jak i w 'warunkach niebezpieczeństwa.

Figury 3 i 7 przedstawiają różne alternatywne formy hamulcowego urządzenia wspomagającego, które właśnie zostało opisane. Na tych figurach te same elementy są zaznaczone tymi samymi odnośnikami.

Można zauważyć na fig. 3 człon do zamykania otworu 36, który jest powiązany z drugą częścią 52, przy czym ten element jest jedyną rzeczą, która została tu zmodyfikowana w porównaniu z rozwiązaniem przedstawionym na fig. 2. W tej alternatywnej formie, druga część 52 jest ukształtowana, na swym przednim końcu, w postaci wydrążonego osiowego wydłużenia 58 suwającego się w sposób prawie szczelny w otworze 36. W dodatku, osiowe wydłużenie 58 jest wyposażone w swej tylnej części w otwory 60 sprawiające, że otwór 36 ma połączenie komunikacyjne z komorą reakcyjną 35.

Działanie jest identyczne w porównaniu z tym, które zostało opisane wcześniej. Przy hamowaniu w normalnych warunkach, ciśnienie panujące w objętości wnętrza V cylindra głównego, jest przenoszone do komory reakcyjnej 35 za pośrednictwem otworów 36 i 60, tak że ono może być wywierane na powierzchnię przekroju poprzecznego S drugiej części 52 i powoduje przemieszczanie jej do tyłu w tym samym czasie co i pierwszej części 50.

Przy hamowaniu w warunkach niebezpieczeństwa, trzpień popychający 42 powoduje przesuwanie się do przodu drugiej części 52. Wydrążone osiowe wydłużenie 58 wsuwa się więc do otworu 36 dopóki otwory 60 nie zostaną zupełnie zamknięte. Połączenie komunikacyjne pomiędzy objętością V cylindra głównego i komorą reakcyjną 35 zostaje właśnie przerwane, więc ciśnienie panujące wewnątrz cylindra głównego jest teraz wywierane tylko na powierzchnię przekroju poprzecznego S₂, drugiej części 52, ograniczonej zewnętrzną średnicą osiowego wydłużenia 58.

Kiedy kierowca zwolni przykładaną przez siebie siłę czynną, efekt ponownego ustanowienia połączenia komunikacyjnego pomiędzy komorami, przednią i tyl^ną powoduje przemieszczanie się w tył ruchomej przegrody 16 i cylindra ruchomego 32 pod działaniem sprężyny 25 oraz powoduje spadek ciśnienia w objętości wnętrza V cylindra głównego. Z powodu

184 079 tego spadku ciśnienia i ze względu na niezupełne uszczelnienie wydłużenia osiowego 58 w otworze 36, druga część 52 może się wystarczająco przemieścić w tył by odkryć otwory 60 i spowodować przywrócenie połączenia komunikacyjnego komory reakcyjnej 35 z objętością wnętrza V cylindra głównego. Druga część 52 może więc przemieścić się w tył pod działaniem sprężyny 54, a rozmaite części ruchome mogą tym samym powrócić do swych pozycji spoczynku przedstawionych na fig. 3.

Zaleta tej alternatywnej postaci polega na fakcie, że powierzchnia przekroju poprzecznego S₂ może zostać określona bardziej ściśle niż w poprzednim rozwiązaniu.

Zgodnie z postacią alternatywną przedstawioną na fig. 4, pierwsza część 50 jest podparta od przodu na końcu cylindra ruchomego 32 i jest przebita osiowym otworem 62, w którym druga część 52 ma możliwość przesuwania się będąc jednocześnie uszczelniona w otworze pierścieniową uszczelką 63.

Druga część 52 posiada ogólny kształt cylindryczny, a w swojej części środkowej zawiera kołnierz 64 opierający się od tyłu na części pierwszej 50 pod działaniem naporu sprężyny 54.

Tak jak w rozwiązaniu na fig. 3, druga część 52 jest ukształtowana przy swym przednim końcu w wydrążone osiowe wydłużenie 58 przesuwające się w sposób prawie szczelny w otworze 36 i wyposażony w swej tylnej części w otwory 60 sprawiające, że otwór 36 ma połączenie komunikacyjne z komorą reakcyyną 35.

Działanie urządzenia jest identyczne, w porównaniu z tym z poprzednich rozwiązań. Przy hamowaniu w normalnych warunkach, ciśnienie panujące w objętości wnętrza V cylindra głównego, jest przenoszone do komory reakcyjnej 35 za pośrednictwem otworów 36 i 60, jest wywierane na powierzchnię przekroju poprzecznego S pierwszej części 50 i powoduje przemieszczanie jej w tył, w tym samym czasie co i drugą część 52, dzięki uszczelnieniu jej pierścieniową uszczelką 63.

Przy hamowaniu w warunkach niebezpieczeństwa, trzpień popychający 42 powoduje przesuwanie się do przodu drugiej części 52. Wydrążone osiowe wydłużenie 58 wsuwa się więc do otworu 36 dopóki otwory 60 nie zostaną zupełnie zamknięte. Połączenie komunikacyjne pomiędzy objętością V cylindra głównego i komorą reakcyjną 35 zostaje właśnie przerwane, ciśnienie panujące wewnątrz cylindra głównego jest teraz wywierane tylko na powierzchnię przekroju poprzecznego S₂, drugiej części 52, ograniczonej zewnętrzną średnicą osiowego wydłużenia 58.

Kiedy kierowca zwolni przykładaną przez siebie · siłę czynną. efekt wstecznego ruchu ruchomej przegrody 16 i cylindra ruchomego 32, pod działaniem sprężyny 25, powoduje spadek ciśnienia w objętości wnętrza V cylindra głównego. Z powodu tego spadku ciśnienia i ze względu na niezupełne uszczelnienie osiowego wydłużenia 58 w otworze 36, druga część 52 może się wystarczająco przemieścić w tył by odkryć otwory 60 i spowodować przywrócenie połączenia komunikacyjnego komory reakcyjnej 35 z objętością wnętrza V cylindra głównego. Druga część 52 może więc przemieścić się w tył pod działaniem sprężyny 54, a rozmaite części ruchome mogą tym samym powrócić do swych pozycji spoczynku przedstawionych na fig. 4.

Zgodnie z postacią alternatywną przedstawioną na fig. 5, pierwsza część 50 wspiera się kołnierzem na promieniowym uskoku cylindra ruchomego 32 pod działaniem sprężyny 46.

Druga część 52 ma możliwość przesuwania się w części pierwszej 50 i w cylindrze ruchomym 32, w sposób szczelny, dzięki uszczelnieniu pierścieniową uszczelką 38.

Druga część 52 jest także ukształtowana na swym przednim końcu w wydrążone osiowe wydłużenie 58 wyposażone w swej tylnej części w otwory 60 sprawiające, że otwór 36 ma połączenie komunikacyjne z komorą reakcyjną 35.

Według tej postaci alternatywnej, osiowy występ 58 przy swym przednim końcu zawiera jednokierunkowy zawór 66 pozwalający na przechodzenie płynu z komory reakcyjnej 35 w kierunku objętości wnętrza V cylindra głównego, ale zapobiegający przepływowi płynu w drugim kierunku.

Ponadto, osiowy występ 58 jest uformowany z rowkami lub z kanałami 68 na części swojej długości, które to rowki lub kanały umożliwiają w pozycji pokazanej na fig. 5, nieograniczoną komunikację pomiędzy osiowym otworem 36 i komorą reakcyjną 35. Ta część osiowego

184 079 występu 58, która nie posiada kanałów 68, i która znajduje się poza tymi kanałami 68, przesuwa się w otworze 36 w sposób prawie szczelny.

Działanie urządzenia jest podobne do tego z poprzednich rozwiązań. Przy hamowaniu w normalnych warunkach, ciśnienie panujące w objętości wnętrza V cylindra głównego jest przenoszone do komory reakcyjnej 35 za pośrednictwem otworu 36, kanałów 68 i otworów 60, jest wywierane na powierzchnię przekroju poprzecznego S drugiej części 52 i powoduje jej przemieszczanie w tył w tym samym czasie co i pierwszej części 50, dając w ten sposób pożądane oddziaływanie na trzpień uruchamiający.

Przy hamowaniu w warunkach niebezpieczeństwa, trzpień popychający 42 powoduje przemieszczanie się do przodu drugiej części 52. Wydrążony osiowy występ 58 przesuwa się więc w otworze 36 dopóki rowki 68 nie zajmą położenia, przy którym są całkowicie schowane w otworze 36. Dodatkowe przemieszczenie w przód drugiej części 52 jest umożliwione dzięki jednokierunkowemu zaworowi 66, pozwalającemu na przepływ płynu z komory reakcyjnej 35 w kierunku objętości wnętrza V cylindra głównego.

Jako że połączenie komunikacyjne dla przepływającego płynu z objętości V cylindra głównego w kierunku komory reakcyjnej 35 zostało tym samym przerwane, ciśnienie panujące wewnątrz cylindra głównego jest teraz wywierane tylko na powierzchnię przekroju poprzecznego S₂ drugiej części 52 ograniczonej przez średnicę zewnętrzną, występu 58, tak jak w poprzednich rozwiązaniach.

, Kiedy kierowca zwolni wywieraną przez siebie siłę czynną, ciśnienie spada w objętości wnętrza V cylindra głównego. Z powodu tego spadku ciśnienia i ze względu na niezupełną szczelność pomiędzy występem 58 i otworem 36, druga część 52 może się przemieszczać w tył wystarczająco by odkryć kanały 68 i przywrócić połączenie komunikacyjne komory reakcyjnej 35 z objętością wnętrza V cylindra głównego. Druga część 52 może więc przemieścić się w tył pod działaniem sprężyny 54, a rozmaite części ruchome mogą tym samym powrócić do swych 'pozycji spoczynku przedstawionych na fig. 5.

Zgodnie z postacią alternatywną przedstawioną na fig. 6, pierwsza część 50, tak jak i w poprzednim rozwiązaniu, wspiera się kołnierzem na promieniowym uskoku cylindra ruchomego 32 pod działaniem sprężyny 46, a druga część 52 ma możliwość przesuwania się w części pierwszej 50 i w cylindrze ruchomym 32, w sposób szczelny, dzięki uszczelnieniu pierścieniową uszczelką 38.

Druga część 52 jest uformowana przy swoim przednim końcu w osiowy występ 70, tym razem składający się z pełnego cylindra i przesuwający się w sposób prawie szczelny w osiowym otworze 36, w połączeniu komunikacyjnym z objętością wnętrza V cylindra głównego. Komora reakcyjna 35 jest więc kształtu pierścieniowego.

Zgodnie z tą postacią alternatywną, druga cześć 52 jest uformowana z rowkiem 72 na obrzeżu, w którym jest umieszczona uszczelka krawędziowa 74 tego samego typu co uszczelka krawędziowa 37 stosowana w cylindrze głównym. Rowek 72 jest uformowany pomiędzy fragmentem drugiej części 52, suwającym się w cylindrze ruchomym 32 i ,w nim uszczelnionym, a przednim jej fragmentem o odpowiednio mniejszej średnicy.

Cylinder ruchomy 32 jest także ukształtowany z rowkiem pierścieniowym 76, do którego wpada kanał 78 uformowany w cylindrze ruchomym 32 i połączony komunikacyjnie z objętością wnętrza V cylindra głównego. W pozycji, spoczynku na fig. 6 .

rowki pierścieniowe 72 i 76 są właściwie zwrócone przeciwnie, wzajemnie jeden do drugiego, co oznacza, że uszczelka krawędziowa 74 umożliwia połączenie komunikacyjne pomiędzy kanałem 78 i komorą reakcyjną 35.

Przy hamowaniu w warunkach normalnych, ciśnienie panujące w objętości wnętrza V cylindra głównego jest przenoszone, z jednej strony, do pierścieniowej komory reakcyjnej 35 za pośrednictwem kanału 78 i rowków 76 i 72, a z drugiej strony, na osiowy występ 70 drugiej części 52, .co oznacza, że jest wywierane na całą powierzchnię przekroju poprzecznego S tej drugiej części 52. To ciśnienie może zatem powodować przemieszczanie się w tył drugiej części 52 w tym samym czasie co i pierwszej części 50, dając tym samym pożądaną reakcję na trzpień uruchamiający. .

Przy hamowaniu w warunkach niebezpieczeństwa, trzpień popychający 42 przemieszcza do przodu drugą część 52. Pełny osiowy występ 70 wsuwa się więc do otworu 36 dopóki

184 079 krawędź uszczelki 74 nie opuści pierścieniowego rowka 76 i nie zapewni dobrego uszczelnienia pomiędzy częściami, pierwszą 50 i drugą 52. Dodatkowy ruch do przodu drugiej części 52 jest umożliwiony dzięki uszczelce krawędziowej 74 działającej jako zawór jednokierunkowy i umożliwiającej przepływanie płynu z komory reakcyjnej 35 do kanału 78 i do objętości wnętrza V cylindra głównego.

Ponieważ przemieszczanie się płynu z objętości V cylindra głównego do pierścieniowej komory reakcyjnej 38 jest przerwane przez uszczelkę krawędziową 74 zapobiegającą temu połączeniu komunikacyjnemu, ciśnienie panujące wewnątrz cylindra głównego jest teraz wywierane tylko na powierzchnię przekroju poprzecznego S2 drugiej części 52 ograniczonej przez średnicę zewnętrzną, występu 70. Ciśnienie przenoszone przez kanał 78 do rowka 72 jest wywierane na ścianki tego rowka, przednią i tylną, a więc nie oddziałowuje ono na drugą część 52.

Kiedy kierowca zwolni wywieraną przez siebie siłę czynną ciśnienie spada w objętości wnętrza V cylindra głównego. Z powodu tego spadku ciśnienia i ze względu na niezupełną szczelność pomiędzy występem 70 i otworem 36, druga część 52 może się przemieszczać w tył wystarczająco by przywrócić położenie uszczelki krawędziowej 74 na wprost rowka 76 w cylindrze ruchomym 32, a tym samym umożliwić połączenie komunikacyjne pomiędzy komorą reakcyjną 35 i objętością wnętrza V cylindra głównego. Druga część 52 może więc przemieścić się w tył pod działaniem sprężyny 54, a rozmaite części ruchome mogą tym samym powrócić do swych pozycji spoczynku przedstawionych na fig. 6.

Alternatywna postać przedstawiona na fig. 7 stanowi w rzeczywistości alternatywną postać rozwiązania przedstawionego na fig. 4. Według tej ostatniej postaci alternatywnej, pierwsza część 50 jest wsparta przodem na końcu cylindra ruchomego 32 i jest - przebita przez osiowy otwór 62, w którym druga część 52 ma możliwość przesuwania się będąc jednocześnie uszczelniona w otworze dzięki pierścieniowej uszczelce 63.

Drugą cześć 52 posiada ogólny kształt cylindryczny i jest zamocowana przy swoim przednim końcu do dysku 80 o średnicy zewnętrznej większej niż średnica otworu 62.

Zgodnie z tą postacią alternatywną, została uformowana trzecia część 82 w postaci tłoka 82 posiadającego możliwość przesuwania się w otworze 84 w cylindrze ruchomym 32, przy jednoczesnym uszczelnieniu go w otworze dzięki pierścieniowej uszczelce 83. Ta trzecia część 82 jest w pozycji spoczynku dociskana w tył przez sprężynę 86, tak że opiera się podczas spoczynku na pierwszej części 50, za pośrednictwem zębów lub występów 88 o bokach uformowanych kwadratowo.

Ta trzecia część 82 jest uformowana ze środkowym przelotowym otworem 90, który posiada uskok tak, żeby utworzyć próg, na którym się wspiera sprężyna 92, przy czym ta sprężyna wspiera się także na dysku 80 drugiej części 52.

Napięcie wstępne sprężyny 86 podczas spoczynku jest mniejsze niż napięcie sprężyny 46 oraz suma napięć wstępnych sprężyn 86 i 92 podczas spoczynku jest mniejsza niż napięcie wstępne sprężyny 46, więc druga część, kiedy znajduje się w stanie spoczynku, jest od przodu podparta na cylindrze ruchomym 32. W dodatku, sprężyna 92 posiada mniejszą sztywność niż sprężyna 86.

Według tej alternatywnej postaci, człon służący do zupełnego zamykania komory reakcyjnej 35 składa się z pierścieniowej uszczelki 94 umieszczonej na drugiej części 52 albo, jak zostało przedstawione, umieszczonej na trzeciej części 82, wokół tylnego końca otworu 90.

Podczas działania przy hamowaniu w normalnych warunkach, ciśnienie panujące w objętości wnętrza V cylindra głównego jest przenoszone do komory reakcyjnej 35, za pośrednictwem otworu 90, by napierało na powierzchnię przekroju poprzecznego S pierwszej części 50 i powodowało jej przemieszczanie w tył w tym samym czasie co i drugiej części 52, dzięki uszczelnieniu pierścieniową uszczelką 63.

Przy hamowaniu w warunkach niebezpieczeństwa, trzpień popychający przemieszcza w przód drugą część 52, a więc ta druga część wsuwa się do otworu 62. Ponieważ sprężyna 86 jest sztywniejsza niż sprężyna 92, ta druga sprężyna ściska się pierwsza i pozwala drugiej części wejść w kontakt z trzecią częścią lub dokładniej, w kontakt z pierścieniową uszczelką 92. Przy takim zadziałaniu, połączenie komunikacyjne pomiędzy objętością V cylindra głównego

184 079 i komorą reakcyjną 35 zostaje przerwane. Ruch do przodu zespołu druga część/trzecia część nie jest ograniczony, ponieważ ten zespół zmienia miejsce w komorze reakcyjnej, która przez to ma stałą objętość.

Ponieważ komora reakcyjna 35 jest odizolowana od objętości wnętrza V cylindra głównego, dlatego ciśnienie panujące wewnątrz cylindra głównego teraz napiera tylko na powierzchnię przekroju poprzecznego 82 drugiej części 52, ograniczoną przez średnicę wewnętrzną pierścieniowej uszczelki 94.

Kiedy kierowca zwolni wywieraną przez siebie siłę czynną tak jak i w poprzednich rozwiązaniach, przemieszczanie w tył przegrody ruchomej 16 i ruchomego cylindra 32 daje taki efekt, że powoduje spadek ciśnienia w objętości wnętrza V cylindra głównego.

W tym samym czasie, ponieważ trzpień popychający 42 przemieścił się w tył, sprężyna 86 może ponownie popychać w tył trzecią część 82 dopóki ona nie wesprze się na pierwszej części 50, podczas gdy sprężyna 92 może popychać w tył drugą część 52 dopóki ona również się nie wesprze na pierwszej części 50.

Rozmaite części ruchome wracają więc do swych pozycji spoczynku, przedstawionych na fig. 7, a komora reakcyjna 35 jest ponownie w stanie połączenia komunikacyjnego z objętością wnętrza cylindra głównego.

Można więc jasno stwierdzić, że różne alternatywne postaci, które zostały właśnie objaśnione, czynią możliwym osiąganie tych samych korzyści co i pierwsze rozwiązanie, mianowicie, umożliwiają uzyskanie udoskonalonej charakterystyki działania na wypadek hamowania w warunkach niebezpieczeństwa. Każde rozwiązanie posiada więc stosunek wspomagania, który jest znacznie wyższy niż stosunek wspomagania przy normalnych warunkach hamowania. Zmiana stosunku wspomagania jest uzyskiwana automatycznie, prosto, przez wykorzystanie wzajemnego ruchu pomiędzy nurnikiem 28 i tłokiem pneumatycznym 22. Różne środki zastosowane do uzyskania tego rezultatu są stosunkowo proste, a tym samym ciągną za sobą niskie koszty i przy tym działają niezawodnie we wszystkich okolicznościach, zarówno podczas działania w normalnych warunkach jak i w warunkach niebezpieczeństwa.

Oczywiście, specjaliści mogą dokonywać różnych modyfikacji w różnych rozwiązaniach, które zostały objaśnione, nie robiąc przy tym w każdym razie odstępstw od dziedziny wynalazku, jaka została określona przez załączone zastrzeżenia patentowe.

184 079

FIG. 4

184 079

5/

FIG. 6

184 079

FIG. 7

FIG. 8

184 079

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 70 egz.

Cena 4,00 zł.

Claims (19)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Urządzenie hamulcowe ze wspomaganiem, ze zmiennym stosunkiem siły wspomagającej, dla pojazdów mechanicznych, zawierające, z jednej strony, cylinder główny wypełniony płynem hamulcowym i wyposażony w główny tłok hydrauliczny, przewidziany do przejmowania siły uruchamiającej złożonej z siły przykładanej i siły wspomagania, obu działających w kierunku osiowym, a z drugiej strony, zawierające pneumatyczne urządzenie wspomagające, które jest uruchamiane przez wywieranie siły przykładanej na trzpień uruchamiający, przymocowany do nurnika sterującego otwieraniem trójdrożnego zaworu, tak żeby wywierać siłę uruchamiającą na główny tłok hydrauliczny, przy czym urządzenie wspomagające zawiera sztywną obudowę rozdzieloną w sposób szczelny na przynajmniej dwie komory, za pomocą przynajmniej jednej ruchomej przegrody, która jest uruchamiana pod wpływem różnicy ciśnień występującej pomiędzy dwiema komorami powodując otwieranie trój drożnego zaworu i sterując ruchem wzdłużnym tłoka pneumatycznego, który przemieszcza się względem obudowy, podtrzymując trójdrożny zawór i przynajmniej przyczyniając się do przenoszenia siły przykładanej, natomiast główny tłok hydrauliczny głównego cylindra hydraulicznego zawiera w sobie wydrążony ruchomy cylinder, połączony komunikacyjnie z wewnętrzną objętością cylindra głównego, przejmuje przynajmniej część siły wspomagania, a wewnątrz niego przesuwa się w kierunku osiowym uszczelniony dodatkowy tłok hydrauliczny, przejmujący przynajmniej siłę przykładaną pierwszy układ sprężysty wywierający pierwszą siłę sprężystą pomiędzy dodatkowym tłokiem hydraulicznym i ruchomym cylindrem i naciskający na dodatkowy tłok hydrauliczny w kierunku cylindra głównego, przynajmniej jeden otwór wykonany w ruchomym cylindrze łączący wnętrze ruchomego cylindra z wnętrzem cylindra głównego, przy czym dodatkowy tłok hydrauliczny zawiera układ zaworu dwudrożnego, umiejscowiony pomiędzy objętością wnętrza cylindra głównego i wnętrzem ruchomego cylindra, znamienny tym, że dodatkowy tłok hydrauliczny (34) jest konstrukcją złożoną i zawiera pierwszą część (50), która, w pozycji spoczynku, jest wsparta na cylindrze ruchomym (32) pod działaniem pierwszego układu sprężystego (46) oraz zawiera drugą część (52) mającą zdolność do przesuwania się względem pierwszej części (50), przy czym drugi układ sprężysty (54, 92) generuje drugą siłę sprężystą skierowana do tyłu, na drugą część (52), przy czym układ zaworu dwudrożnego, który jest normalnie otwarty, jest utworzony przez drugą część (52) dodatkowego tłoka hydraulicznego i główny tłok hydrauliczny (30), ewentualnie przez drugą część (52) dodatkowego tłoka hydraulicznego i trzecią część (52) na głównym tłoku hydraulicznym, przy czym ruch drugiej części (52) dodatkowego tłoka hydraulicznego w kierunku cylindra głównego (200), względem głównego tłoka hydraulicznego lub względem trzeciej części na głównym tłoku hydraulicznym, powoduje zamykanie układu zaworu dwudrożnego składającego się z pierścieniowej uszczelki (56), osiowego wydłużenia (58), jednokierunkowego zaworu (66), uszczelki krawędziowej (74) i pierścieniowej uszczelki (94) i przerywa połączenie komunikacyjne pomiędzy objętością wnętrza (V) cylindra głównego i wnętrzem (35) ruchomego cylindra (32).
2. 2. Urządzenie według zastrz. 1, znamienne tym, że nurnik (28) jest zamocowany do trzpienia popychającego (42) składającego się z pierścieniowej uszczelki (56), osiowego wydłużenia (58), jednokierunkowego zaworu (66), uszczelki krawędziowej (74) i pierścieniowej uszczelki (94), w kierunku zamykania, przy wystąpieniu ruchu względnego pomiędzy nurnikiem (28) i ruchomą przegrodą (16), odpowiadającego zmianie wartości siły przykładanej większej niż wartość założona wstępnie.
3. 3. Urządzenie według zastrz. 2, znamienne tym, że układ zaworu dwudrożnego zawiera pierścieniową uszczelkę (56), umieszczoną na przednim czole drugiej części (52), zwróconym w kierunku otworu (36) wykonanego w cylindrze ruchomym (32).

   184 079
4. 4. Urządzenie według zastrz. 2, znamienne tym, że układ zaworu dwudrożnego zawiera pierścieniową uszczelkę (56) umieszczoną na cylindrze ruchomym (32) przy brzegu otworu (36) wykonanego w nim.
5. 5. Urządzenie według zastrz. 1, znamienne tym, że układ zaworu dwudrożnego jest uformowany w postaci wydrążonego wydłużonego osiowego występu (58) na drugiej części (52), wystającego do przodu i mającego zdolność, przy niezupełnym uszczelnieniu, do wsuwania się do otworu (36) wykonanego w cylindrze ruchomym (32), przy czym wydrążony występ jest wyposażony, w swej tylnej części, w przynajmniej jeden otwór (60).
6. 6. Urządzenie według zastrz. 1, znamienne tym, że druga część (52) ma możliwość przesuwania się w pierwszej części (50), będąc w niej uszczelniona, przy czym, układ zaworu dwudrożnego jest utworzony przez wydrążone osiowe wydłużenie (58) drugiej części (52), wystające w przód, przesuwające się przy niezupełnym uszczelnieniu, w otworze (36) wykonanym w cylindrze ruchomym (32), przy czym wydrążone wydłużenie jest wyposażone, w swej tylnej części, w przynajmniej jeden otwór (60).
7. 7. Urządzenie według zastrz. 1, znamienne tym, że druga część (52) jest utworzona z wydrążonym osiowym wydłużeniem (58), wyposażonym przy swym tylnym końcu w przynajmniej jeden otwór (60), przy czym, że dwudrożny układ zaworowy jest utworzony przez przynajmniej jeden kanał (68) umieszczony na zewnętrznym obrzeżu wzdłuż części długości wydrążonego osiowego wydłużenia (58), który -wybiórczo oddziałowuje wzajemnie z osiowym otworem (36) cylindra ruchomego (32), przy czym wydrążone osiowe wydłużenie (58) zawiera jednokierunkowy zawór (66) pozwalający na przechodzenie płynu z wnętrza (35) ruchomego cylindra (32) w kierunku objętości wnętrza (V) cylindra głównego (200), a zapobiegający przenikaniu płynu w drugim kierunku.
8. 8. Urządzenie według zastrz. 1, znamienne tym, że druga część (52) jest utworzona z pełnym osiowym wydłużeniem (70), przeznaczonym do wsuwania się przy niezupełnym uszczelnieniu, w otwór (36) wykonany w ruchomym cylindrze (32), i z rowkiem (72) na obrzeżu, w którym jest umieszczona pierścieniowa uszczelka krawędziowa (74) tworząca dwudrożny układ zaworowy, przy czym, cylinder ruchomy (32) jest uformowany z pierścieniowym rowkiem (76), połączonym komunikacyjnie z objętością wnętrza (V) cylindra głównego za pośrednictwem kanału (78) utworzonego w ruchomym cylindrze (32), przy czym rowek na obrzeżu (72) i rowek pierścieniowy (76), w pozycji spoczynku, leżą naprzeciw siebie.
9. 9. Urządzenie według zastrz. 1, znamienne tym, że druga część (52) jest umieszczona przesuwnie w pierwszej części (50), będąc w niej uszczelniona, przy czym trzecia część (82) jest umieszczona przesuwnie w ruchomym cylindrze (32), będąc w nim uszczelniona, przy czym trzecia część (82) jest dociskana w tył przez trzeci układ sprężysty (86), tak żeby będąc w pozycji spoczynku wspierała się ona na pierwszej części (50), pomiędzy drugą część (52) i trzecią część (82) jest włożony drugi układ sprężysty (92), trzecia część (82) jest uformowana ze środkowym otworem (90) łączącym komunikacyjnie wnętrze (35) ruchomego cylindra (32) z objętością wnętrza cylindra głównego (200), układ zaworu dwudrożnego (94) jest utworzony przez pierścieniową uszczelkę (94) umieszczoną na drugiej części (52) lub na trzeciej części (82).
10. 10. Urządzenie według zastrz. 3 albo 4 albo 5 albo 6 albo 7 albo 8, albo 9, znamienne tym, że ciśnienie płynu hamulcowego w objętości wnętrza (V) cylindra głównego (200) jest wywierane na pierwszą powierzchnię przekroju poprzecznego (S) wydrążonego cylindra ruchomego (32) kiedy dwudrożny układ zaworowy składający się z pierścieniowej uszczelki (56), osiowego wydłużenia (58), jednokierunkowego zaworu (66), uszczelki krawędziowej (74) i pierścieniowej uszczelki (94) jest otwarty, a na drugą powierzchnię przekroju poprzecznego (S₂) dodatkowego tłoka hydraulicznego (34), która jest mniejsza niż pierwsza powierzchnia przekroju poprzecznego (S), kiedy powyższy dwudrożny układ zaworowy jest zamknięty.
11. 11. Urządzenie według zastrz. 3, znamienne tym, że druga powierzchnia przekroju poprzecznego (S₂) jest ograniczona przez średnicę wewnętrzną pierścieniowej uszczelki (56), znajdującej się na przednim czole drugiej części (52).

    184 079
12. 12. Urządzenie według zastrz. 4 znamienne tym, że druga powierzchnia przekroju poprzecznego (S₂) jest na cylindrze ruchomym (32) przy brzegu otworu (36) w nim wykonanego.
13. 13. Urządzenie według zastrz 10, znamienne tym, że druga powierzchnia przekroju poprzecznego (S2) jest ograniczona przez średnicę zewnętrzną osiowego wydłużenia drugiej części(52).
14. 14. Urządzenie według zastrz. 10, znamienne tym, że druga powierzchnia przekroju poprzecznego (S₂) jest ograniczona przez średnicę wewnętrzną pierścieniowej uszczelki umieszczonej na drugiej części (52).
15. 15. Urządzenie według zastrz. 10, znamienne tym, że druga powierzchnia przekroju poprzecznego (S₂) jest ograniczona przez średnicę wewnętrzną pierścieniowej uszczelki umieszczonej na trzeciej części (82).
16. 16. Urządzenie według zastrz. 1 albo 3, albo 5, albo 6, albo, 7 albo, 8 albo 9, znamienne tym, że na tył drugiej części (52), jest nałożony element zderzakowy (45) wykonany z materiału elastomerowego.
17. 17. Urządzenie według zastrz. 1 albo, 2 albo, 3 albo, 5 albo, 6 albo, 7 albo, 8 albo 9, znamienne tym, że na tył drugiej części (52) i na przód nurnika (28) jest nałożony element zderzakowy (45) wykonany z materiału elastometrowego.
18. 18. Urządzenie według zastrz. 2, znamienne tym, że na przód nurnika (28) jest nałożony element zderzakowy (45) wykonany z materiału elastrometrowego.
19. 19. Urządzenie według zastrz. 1, znamienne tym, że zawiera standardowo uruchamiany mod do zmian w sile wejściowej poniżej założonej wartości oraz podobny mod zabezpieczający do zmian w sile wejściowej powyżej założonej wartości siły wejściowej.