PL205487B1 - Pneumatyczny serwomotor do selektywnego wspomagania hamowania o regulowanej sile - Google Patents

Description

Przedmiotem wynalazku jest pneumatyczny serwomotor do selektywnego wspomagania hamowania o regulowanej sile, stosowany w pojazdach samochodowych.

Z opisów patentowych US-A-3 470 697, FR-A-2 532 084, czy FR-A-2 658 466 są znane serwomotory do wspomagania hamowania, składające się ze sztywnej obudowy, wyposażonej w ruchomą i hermetyczną ś ciankę rozdzielaj ą c ą , tworzą c ą komorę przednią oraz komorę tylną wewnątrz obudowy, przy czym komora przednia znajduje się pod działaniem pierwszego ciśnienia, a komora tylna jest podłączona selektywnie do pierwszej komory lub znajduje się pod dział aniem drugiego ciśnienia, wyższego niż pierwsze ciśnienie, przy czym ruchomo wraz z ruchomą ścianką rozdzielającą jest umieszczony pneumatyczny tłok, zaś wewnątrz tłoka znajduje się pręt kontrolny oraz nurnik, poruszany przez pręt kontrolny, przy czym komora tylna jest połączona z komorą przednią poprzez zawór trójdrogowy, wyposażony w pierścieniowe gniazdo, tworzone przez tylną część nurnika, kiedy pręt kontrolny znajduje się w pozycji spoczynkowej i poddaje tylną komorę działaniu drugiego ciśnienia, kiedy pręt kontrolny znajduje się w jednym ze swych położeń działania, i zawiera elementy przekazujące siłę, zdolne do odbierania i przekazywania przynajmniej jednej siły wspomagania, wywieranej przez przednią powierzchnię pneumatycznego tłoka, kiedy zawór poddaje tylną komorę działaniu drugiego ciśnienia, przy czym nurnik posiada część przednią, składającą się z elementów ustalających, które łączą przednią część nurnika z pneumatycznym tłokiem, które to elementy ustalające zawierają jednokierunkowe sprzęgło do poruszania elementów przenoszących siłę, niezależnie od pręta kontrolnego i od części tylnej nurnika, kiedy napędzane są przez pneumatyczny tłok, co jest wynikiem działania pręta kontrolnego, którego prędkość jest większa niż określona uprzednio wartość.

Ostatnie badania dowiodły, że znacząca ilość kierowców, w sytuacji awaryjnego hamowania nie docenia zaistniałego ryzyka i po gwałtownym wciśnięciu hamulca stopniowo zwalnia siłę nacisku, dokładnie wówczas, kiedy siła ta powinna zostać zachowana celem uniknięcia wypadku.

Fakt ten doprowadził do opracowania różnych rozwiązań serwomotorów skupiających się na korygowaniu możliwego nieuważnego zachowania kierowcy, powodowanego niedoświadczeniem lub paniką.

Dlatego też celem wynalazku jest opracowanie prostego rozwiązania wspomnianego powyżej problemu, prowadzącego do zachowania dużej siły hamowania następującej po gwałtownym wciśnięciu hamulca.

Pneumatyczny serwomotor do selektywnego wspomagania hamowania o regulowanej sile, zawierający sztywną obudowę, wyposażoną w ruchomą i hermetyczną ściankę rozdzielającą, tworzącą komorę przednią oraz komorę tylną wewnątrz obudowy, przy czym komora przednia znajduje się pod działaniem pierwszego ciśnienia, a komora tylna jest podłączona selektywnie do pierwszej komory lub znajduje się pod działaniem drugiego ciśnienia, wyższego niż pierwsze ciśnienie, przy czym ruchomo wraz z ruchomą ścianką rozdzielającą jest umieszczony pneumatyczny tłok, zaś wewnątrz tłoka znajduje się pręt kontrolny oraz nurnik, poruszany przez pręt kontrolny, przy czym komora tylna jest połączona z komorą przednią poprzez zawór trójdrogowy, wyposażony w pierścieniowe gniazdo, tworzone przez tylną część nurnika, kiedy pręt kontrolny znajduje się w pozycji spoczynkowej i poddaje tylną komorę działaniu drugiego ciśnienia, kiedy pręt kontrolny znajduje się w jednym ze swych położeń działania, i zawiera elementy przekazujące siłę, zdolne do odbierania i przekazywania przynajmniej jednej siły wspomagania, wywieranej przez przednią powierzchnię pneumatycznego tłoka, kiedy zawór poddaje tylną komorę działaniu drugiego ciśnienia, przy czym nurnik posiada część przednią, składającą się z elementów ustalających, które łączą przednią część nurnika z pneumatycznym tłokiem, które to elementy ustalające zawierają jednokierunkowe sprzęgło do poruszania elementów przenoszących siłę, niezależnie od pręta kontrolnego i od części tylnej nurnika, kiedy napędzane są przez pneumatyczny tłok, co jest wynikiem działania pręta kontrolnego, którego prędkość jest większa niż określona uprzednio wartość, według wynalazku charakteryzuje się tym, że jednokierunkowe sprzęgło składa się z cylindrycznej tulei, swobodnie przesuwnej wokół przedniego odcinka tylnej części nurnika, oraz z blokującego klina zawierającego środkowy otwór otaczający tuleję, posiadający wewnętrzną średnicę większą niż zewnętrzna średnica cylindrycznej tulei i wyposażony w pierwszą i drugą część podział ową , poł oż one ś rednicowo przeciwległ e wzglę dem ś rodkowego otworu.

Blokujący klin zawiera pierwszą część podziałową, opierającą się o nieruchomą część serwomotoru w położeniu spoczynkowym i w trakcie oddziaływania sprężystych elementów na blokujący klin, oraz drugą część podziałową, opierającą się o pneumatyczny tłok.

PL 205 487 B1

O tuleję opierają się elementy sprężyste, popychające w stanie spoczynku tuleję ku tyłowi aż do oparcia się o ramię umieszczone na tylnej części nurnika.

Przednia część nurnika posiada palec, ślizgowo umocowany na przednim końcu tylnej części nurnika, stykający się z tarczą reakcyjną, kiedy tuleja jest odchylana przez klin blokujący.

Tylna pozycja spoczynkowa nurnika jest wyznaczona przez nacisk na blokujący klin pod działaniem głównej sprężyny, zespołu zatrzymującego, umieszczonego w tylnej części nurnika.

Zespół zatrzymujący posiada sworzeń, prostopadły do osi nurnika i przechodzący przez wydłużone otwory w tulei.

Zespół zatrzymujący posiada ramię, współpracujące z co najmniej jedną częścią blokującego klina i przechodzące przez otwór w tulei.

W stanie spoczynku pierwsza część podział owa klina blokuj ą cego naciska na element pośredni, opierając się o nieruchomą część serwomotoru.

Element pośredni wystaje do tyłu z wkładki, tworzącej przednią powierzchnię pneumatycznego tłoka, w której to wkładce zawarte jest jednokierunkowe sprzęgło.

Jednokierunkowe sprzęgło posiada blokujący klin mający na jednym końcu pierwszą część podziałową, na drugim końcu drugą część podziałową a w części środkowej otwór, który to otwór posiada wewnętrzną powierzchnię o profilu obrotowym dostosowanym do współpracy z zewnętrzną powierzchnią tulei.

Przedmiot wynalazku jest przedstawiony w przykładzie wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia wzdłużny przekrój serwomotoru, znanego ze stanu techniki, fig. 2 - wzdłużny przekrój ukazujący tylną i środkową część serwomotoru według wynalazku, fig. 3 - wzdłużny przekrój w rzucie prostopadłym, w stosunku do przekroju z fig. 2, ukazujący tylną i środkową część serwomotoru z fig. 2, fig. 4 - przekrój poprzeczny, w rzucie prostopadłym do przekroju z fig 2 i 3, piasty serwomotoru pokazanej na fig 2 i 3, fig. 5 - widok zespołu rozebranego na części tłoka serwomotoru pokazanego na fig. 2 do 4, fig. 6 - przekrój wzdłużny ukazujący tylną i środkową część serwomotoru według pierwszego przykładu wykonania wynalazku, fig. 7 - wzdłużny przekrój w rzucie prostopadłym, w stosunku do przekroju z fig. 6, ukazujący tylną i środkową część serwomotoru z fig. 6, fig. 8 - przekrój poprzeczny, w rzucie prostopadł ym do przekroju z fig 6 i 7, piasty serwomotoru pokazanej na fig. 6 i 7, fig. 9 - widok zespołu rozebranego na części tłoka serwomotoru pokazanego na fig. 6 do 8, fig. 10 - przekrój wzdłużny ukazujący tylną i środkową część serwomotoru według drugiego przykładu wykonania wynalazku, fig. 11 - przekrój wzdłużny ukazujący tylną i środkową część serwomotoru według wariantu drugiego przykładu wykonania wynalazku, fig. 12 - widok zespołu rozebranego na części tłoka serwomotoru pokazanego na fig. 11, fig. 13 - częściowy rzut prostopadły preferowanego wykonania klina blokującego, fig. 14 - przekrój wzdłużny klina z fig. 13 a fig. 15 - detal z fig. 14.

Na fig. 1 pokazano wzdłużny przekrój konwencjonalnego pneumatycznego serwomotoru do wspomagania hamowania dostosowanego do konwencjonalnej instalacji, umieszczonego pomiędzy nie pokazanym, pedałem hamulca pojazdu samochodowego a głównym cylindrem 20 kontrolującym ciśnienie w obwodzie układu hamulcowego pojazdu.

Część serwomotoru od strony głównego cylindra 20 nazywana będzie „częścią przednią”, a część serwomotoru od strony pedał u hamulca „cz ęścią tylną ”. A zatem, na fig. 1 cz ęść przednia jest po lewej stronie, podczas gdy część tylna znajduje się po prawej stronie.

Pneumatyczny serwomotor do wspomagania hamowania, jako taki, składa się z przedniej łuski 1a i tylnej łuski 1b, tworzących sztywną obudowę 1.

Ruchoma ścianka rozdzielająca 2 oddziela w sposób hermetyczny wewnętrzną przestrzeń sztywnej obudowy 1 i tworzy komorę przednią 3 i komorę tylną 4. Przednia komora 3 tworzy się pod działaniem pierwszego ciśnienia Pd, które jest relatywnie niskie.

Pneumatyczny tłok 5 porusza się wraz z ruchoma ścianką rozdzielającą 2 i składa się z piasty 6 ślizgowo umocowanej w otworze 19 obudowy 1.

Serwomotor napędzany jest przez pręt kontrolny 7 przesuwnie umieszczony w piaście 6 pomiędzy pozycją spoczynkową, pokazaną na fig. 1, i końcową pozycją działania, pozycją, która to pozycja wspomnianego pręta w piaście zależy od działania siły wejściowej Fe, działającej na pręt w kierunku działania X+, wywieranej przez pedał hamulca, niepokazany, prędkości, przy której wywierana jest siła Fe, siły powrotnej Fr wywieranej w kierunku przeciwnym X- przez sprężynę główną 71 oraz od siły reakcji działającej w tym samym kierunku, co siła powrotna.

Kiedy siła wejściowa Fe jest stopniowo wywierana na pręt kontrolny 7, który z kolei układa się w pozycji pośredniej działania, pomiędzy pozycją spoczynkową, pokazaną na fig. 1, a końcową pozycją

PL 205 487 B1 działania, pręt nie osiąga jednak końcowej pozycji działania, dopóki siła wejściowa Fe jest wywierana przy większej prędkości niż zadany limit.

Nurnik 8, napędzany przez pręt kontrolny 7 jest ślizgowo umocowany w otworze 61 wykonanym w piaście 6, celem kontrolowania położenia zaworu trójdrogowego 9.

Na zawór 9 składają się: stałe gniazdo tylne 91, wykonane w wewnętrznej części piasty 6, ruchome gniazdo tylne 92, koncentryczne w stosunku do gniazda 91 i łączące się z tylną częścią 82 nurnika 8, oraz wydrążona klapa 93, która z kolei jest koncentryczna względem zarówno nurnika 8 jak i piasty.

Wydrążona klapa 93 posiada powierzchnię czołową tylnego uszczelnienia, wykonaną tak aby, zależnie od położenia nurnika 8, współpracowała zarówno z ruchomym gniazdem 92, lub z gniazdem stałym 91.

Zrozumiałe jest, że kiedy serwomotor jest w pozycji spoczynkowej, jak pokazano na rysunku, klapa 93 naciska na ruchome gniazdo 92 i oddziela tylną komorę 4 od źródła ciśnienia, zazwyczaj atmosferycznego, które dostarcza ciśnienie Pa, wyższe niż ciśnienie Pd, któremu poddana jest komora przednia 3.

Z drugiej jednak strony, kiedy sił a wejś ciowa Fe, wię ksza niż sił a powrotna Fr wywierana przez sprężynę 71, wywierana jest na pręt 7, to ta siła Fe sprawia, że nurnik 8 porusza się naprzód w kierunku działania X+, co skutkuje oddzieleniem klapy 93 od ruchomego gniazda 92 i oparciem się jej o stał e gniazdo 91. Komora tylna 4 znajduje się więc pod dział aniem ciś nienia Pa.

Wpuszczenie powietrza do tylnej komory powoduje popchnięcie ruchomej ścianki rozdzielającej 2 w kierunku działania X+ i wytwarza siłę wspomagania, działając ą na przednią pł aszczyznę 51 tł oka 5.

Siła wejściowa Fe i siła wspomagania są sumowane przez elementy przekazujące siłę, które przekazują nacisk obu tych sił na główny cylinder 20. Elementy przekazujące siłę zawierają elementy reakcyjne umożliwiające przeciwstawienie sile wejściowej Fe reakcji zależnej od siły wspomagania.

Na rysunku pokazano serwomotor, który wykorzystuje tarczę reakcyjna 13 wykonaną z materiału elastomerowego, umieszczoną w gnieździe 11 i odbierającą zarówno siłę wejściową Fe, przekazywaną przez nurnik 8, jak i siłę wspomagania, działającą na przednią powierzchnię pneumatycznego tłoka 5.

Tarcza reakcyjna 13 odpiera nacisk siły wejściowej Fe, a jej reakcja jest odpowiednia do siły wspomagania, a gniazdo 11, zintegrowane z popychaczem 10, przenosi na pierwotny tłok hydrauliczny 200 głównego cylindra 20 rezultat działania tych sił, jak też i siłę powrotną Fr oraz siłę sprężynowania sprężyny powrotnej 35 tłoka.

Nurnik 8 składa się z części przedniej 81 i części tylnej 82. Część przednia 81 oraz elementy przekazujące siłę, włączając w to odpowiednie elementy ustalające, przeznaczone są do utrzymywania razem części przedniej 81 i pneumatycznego tłoka 5, podczas gdy pręt kontrolny jest w końcowej pozycji działania.

Przednia część 81 nurnika 8 składa się głównie z cylindrycznej tulei 18, zdolnej do swobodnego obrotu wokół przedniego odcinka tylnej części 82 nurnika 8. Przednia część 81 składa się również z palca 17, ś lizgowo umocowanego na przednim koń cu tylnej części 82, który to palec 17 mo ż e kontaktować się z tarczą reakcyjną 13.

Tuleja 18 może poruszać się pomiędzy ramieniem, zamocowanym na tylnej części 82 nurnika 8, a palcem 17.

W pozycji spoczynkowej tuleja 18 jest wciskana ku tyłowi w klin naprzeciw ramienia umieszczonego na tylnej części 82 przez elementy sprężyste 21, takie jak śrubowa sprężyna naciskowa, oparta na ramieniu znajdującym się na pneumatycznym tłoku 5 i umieszczona wokół palca 17.

Blokujący klin 31 zamontowany jest na przedniej części 81 nurnika 8. Posiada on otwór centralny 32, którego wewnętrzna średnica jest nieznacznie większa niż zewnętrzna średnica cylindrycznej tulei 18 oraz dwie części podziałowe 33 i 34, umieszczone po średnicy naprzeciw siebie względem centralnego otworu 32.

Blokujący klin 31 podlega działaniu w kierunku wstecznym sprężystego elementu 36 opierającego się o pneumatyczny tłok 5. Sprężysty element 21 w obecnym przykładzie wykonania jest śrubową sprężyną naciskową, umieszczoną w niewspółosiowej pozycji względem osi X+, X- i umieszczoną obok drugiej części podziałowej 34.

W trakcie działania sprężyny 36, blokujący klin 31 naciska, w spoczynku, z jednej strony na nieruchomą część serwomotoru przez pierwszą część podziałową 33, a z drugiej strony na pneumatyczny tłok 5 przez drugą część podziałową 34.

PL 205 487 B1

Kiedy serwomotor znajduje się w spoczynku, co ukazuje fig. 2, kontrolny pręt 7 odciągany jest w kierunku X- przez siłę Fr, wywierana przez spr ężynę 71. Tylna pozycja spoczynkowa kontrolnego pręta 7 i nurnika 8, którego tylna część 82 jest obrotowo zamocowana na przednim końcu kontrolnego pręta 7 jest wymuszana przez blokujący klin 31.

Bardziej szczegółowo, w przykładzie wykonania z fig. 2 do 5, przez tylną część 82 nurnika 8 przechodzi sworzeń 40, prostopadły do osi tłoka i przechodzący przez wydłużone otwory 41 wykonane w tulei 18 (fig. 5).

W ten sposób sprężyna powrotna 71 nadaje kontrolnemu prętowi 7 siłę zwrotną przekazywaną przez tylną część 82 nurnika 8 oraz sworzeń 40 na blokujący klin 31, który w spoczynku, naciska na pneumatyczny tłok 5 oraz na nieruchomą część serwomotoru. Tak więc blokujący klin 31 działa równocześnie jako klin ograniczający nurnik 8 w ciągu jego suwu powrotnego, w ten sposób ustalając jego pozycję spoczynkową w stosunku do pneumatycznego tłoka 5, podczas gdy pozycja spoczynkowa tego ostatniego jest ustalona w odniesieniu do serwomotoru.

Sposób działania serwomotoru według wynalazku zostanie teraz opisany w odniesieniu do fig. 2 do 5.

Kiedy serwomotor znajduje się w pozycji spoczynkowej, co ukazuje fig. 2, kontrolny pręt 7 odciągnięty jest do tyłu w kierunku X-, pod działaniem siły Fr, wywieranej przez sprężynę 71, co skutkuje stykiem ruchomego tylnego gniazda 92 i klapy 93.

W ten sposób tylna komora 4 łączy się z przednią komorą 3 i jest oddzielona od ciśnienia atmosferycznego Pa. W tej pozycji spoczynkowej sprężyna 21 utrzymuje tuleję 18 w pozycji tylnej, w klinie naprzeciw tylnej części 82 nurnika 8, tak aby pomiędzy krawędzią tulei 18, na którą naciska sprężyna 21, a tylną częścią palca 17 utrzymana była szczelina. Szczelina ta jest mniejsza niż odległość pomiędzy klapą 93 i stałym gniazdem 91, która to odległość odpowiada stanowi spoczynku serwomotoru. Przedni koniec palca 17 znajduje się w odległości od tylnej powierzchni tarczy reakcyjnej 13, która to odległość jest większa niż wspomniana szczelina.

Jak już wspomniano, jeżeli siła wejściowa Fe, większa niż siła powrotna Fr wywierana przez sprężynę 71, zostanie wywarta na kontrolny pręt 7, to ruchome gniazdo 92 zacznie rozłączać się z klapą 93, co z kolei spowoduje poddanie tylnej komory 4 dział aniu ciś nienia atmosferycznego i sprawi, że nurnik 8 zacznie przesuwać się w kierunku X+. Wpuszczenie powietrza do tylnej komory popycha ściankę rozdzielającą 2 w kierunku działania X+ i wytwarza siłę wspomagania, działającą na przednią powierzchnię 51 pneumatycznego tłoka 5.

Podczas tego ruchu nurnik 8 poruszył tuleję 18 naprzód, o pewną odległość w stosunku do pozycji spoczynkowej serwomotoru, to jest o odległość mniejszą niż szerokość szczeliny pomiędzy krawędzią tulei 18 a tylną częścią palca 17, a tuleja 18 przesunęła się względem otworu 32 blokującego klina 31.

Siła wspomagania wywierana jest przez pneumatyczny tłok 5 na tylną powierzchnię tarczy reakcyjnej 13 usytuowanej wokół przedniego odcinka palca 17. Skutkuje to ruchem tarczy reakcyjnej 13, gniazda 11 i popychacza 10 do przodu. Popychacz 10 uruchamia w ten sposób tłok pierwotny 200 cylindra głównego 20, przynoszący wzrost ciśnienia w tym ostatnim oraz siłę reakcyjną wywieraną na popychacz 10 i przekazywaną przez tarczę reakcyjną 13 na gniazdo 11.

Tylna powierzchnia tarczy reakcyjnej 13, ściśniętej pomiędzy powierzchnią czołową 51 pneumatycznego tłoka 5 i gniazdem 11 wybrzusza się i styka z palcem 17, tak, że tarcza reakcyjna przenosi dalej siłę reakcyjną, wytworzoną przez działanie głównego cylindra, która to siła działa na palec 17, nurnik 8, stykający się z palcem 17 oraz na pręt kontrolny 7.

W tych warunkach dział ania serwomotor dział a w sposób konwencjonalny i kierowca pojazdu ma takie samo wyczucie pedału hamulca, do jakiego jest przyzwyczajony.

Z drugiej strony, jeżeli siła wejściowa Fe, działająca na kontrolny pręt 7, narasta gwałtownie, to ruchome gniazdo 92 odsuwa się od klapy 93 na odległość większą niż stan spoczynkowy serwomotoru i większą niż szczelina pomiędzy krawędzią tulei 18 a tylną częścią palca 17 tak, że otwór odlotowy powietrza pod ciśnieniem atmosferycznym otwiera się szerzej niż w wypadku normalnego hamowania. Tłok 5 poruszany jest w kierunku działania X-, X+ z prędkością znacznie mniejszą niż suw nurnika 8. W tych warunkach nurnik 8 styka się z tylnym końcem tulei 18, a palec 17 styka się z tarczą reakcyjną 13, i tuleja 18 przesuwa się względem otworu centralnego 32 blokującego klina 31.

Następnie palec 17 ściska tarczę reakcyjną 13, co skutkuje ruchem popychacza 10 oraz zadziałaniem głównego cylindra 20. W trakcie tej pierwszej fazy szybkiego działania siła reakcyjna jest przenoszona przez tarczę reakcyjną i palec na nurnik 8 i pręt kontrolny 7.

PL 205 487 B1

Podczas drugiej fazy szybkiego działania, kiedy powietrze pod ciśnieniem atmosferycznym dostało się do tylnej komory 4 serwomotoru, wytwarza ono siłę wspomagania działającą na ruchomą ściankę rozdzielającą 2, która to siła jest przenoszona na pneumatyczny tłok 5. Dzięki temu ten ostatni porusza się w kierunku X+, a pierwsza część podziałowa 33 przestaje stykać się z nieruchomą częścią serwomotoru tak, że sprężyna 36 powoduje obrót blokującego klina 31 wokół drugiej części podziałowej 34 i zatrzymuje się naprzeciw pneumatycznego tłoka 5.

W rezultacie blokują cy klin 31 zatrzaskuje się na tulei 18 i przesuwa ją naprzód aż do koń ca palca 17. W tej fazie działania pneumatyczny tłok 5 popychany jest przez ruchomą ściankę rozdzielającą 2 i utrzymuje blokujący klin 31 w pozycji zatrzaśniętej na tulei 18. Następnie pneumatyczny tłok 5 przesuwa tuleję 18, która z kolei przesuwa palec 17, tarczę reakcyjną 13, gniazdo 11 i popychacz 10 poruszają główny cylinder 20. Reakcja spowodowana działaniem głównego cylindra jest następnie przenoszona przez tuleję 18 na pneumatyczny tłok 5, nie poruszając ani nurnika 8, ani pręta kontrolnego 7 i nie jest także odczuwana przez kierowcę, który ma teraz do dyspozycji maksymalną skuteczność hamowania, nawet jeżeli mógł zwolnić nieco nacisk na pedał hamulca połączony z kontrolnym prętem 7.

W istocie rzeczy kiedy nacisk na pedał hamulca, nie pokazany, jest stopniowo zwalniany i si ł a wejściowa Fe jest zmniejszana, wówczas blokujący klin 31 pozostaje zablokowany na tulei 18 tak długo, aż gniazdo zaworu 92 nie rozdzieli klapy 93 od stałego gniazda 91, tak, że maksymalna siła wspomagania wciąż oddziałuje na główny cylinder 20 podczas fazy zwalniania hamulca. Siła ta działa dopóki gniazdo zaworu 92 nie cofnie się w kierunku X- na tyle daleko, aby oddzielić klapę 93 od stałego gniazda 91, w rezultacie czego tylna komora 4 znów połączy się z przednią komorą 3. W tym momencie część podziałowa 33 blokującego klina 31 znów zetknie się z nieruchomą częścią serwomotoru, który to ruch uwolni tuleję 18, a serwomotor osiągnie pozycję spoczynkową, ukazaną na fig. 2.

Figury od 6 do 9 ukazują wariant opisanego powyżej przykładu wykonania, w którym blokujący klin 31 działa ponadto jak opisany wyżej sworzeń 40. W tym celu centralny otwór 32 blokującego klina 31 posiada co najmniej jedno ramię 32', a najlepiej dwa ramiona, w wariancie ukazanym na fig. 9, przeciwległe do siebie i wystające w kierunku siebie, które to ramiona 32' są odbierane w zagłębieniach 18' wykonanych w tulei 18. Poza tym nurnik 8 posiada ramię 37 tworzące ogranicznik, na przykład wkładkę wykonana tak, aby odbierała ramiona 32', w pozycji spoczynku, tak aby określać tylną pozycję spoczynkową nurnika 8 w odniesieniu do pneumatycznego tłoka 5. Fig, od 6 do 9 ukazują również, że sprężyna 36 może być umieszczona współosiowo z nurnikiem 8. Działanie serwomotoru według tego wariantu jest identyczne z działaniem opisanym szczegółowo powyżej.

Figura 10 ukazuje drugi przykład wykonania przedmiotu wynalazku. Serwomotor posiada kliny 55 i 56 wykonane tak, aby określały pozycję spoczynkową nurnika 8 w odniesieniu do pneumatycznego tłoka 5, przy czym jeden klin jest nieruchomy, podczas gdy drugi jest zamontowany wahliwie. W tym przykładzie wykonania, część podziałowa blokującego klina 31 opiera się na wahliwym klinie 56 przy pomocy wieszaka 57, ślizgowo umocowanego w otworze pneumatycznego tłoka 5, podczas gdy wahliwy klin 56 jest nieruchomy w pozycji spoczynkowej, w stosunku do serwomotoru i porusza się tylko w trakcie dział ania. Poza tym spr ężyna powrotna tulei 18 moż e być podkł adką Bellevill'a opartą o tylną powierzchnię palca 17.

Figury 11 i 12 ukazują wariant drugiego przykładu wykonania przedmiotu wynalazku. W tym wariancie w pneumatycznym tłoku 5 wykonane jest gniazdo 60, tworzące przednią płaszczyznę 51 pneumatycznego tłoka. Gniazdo 60 zamknięte jest w tylnej części przez pokrywę 61, utrzymywaną przez pneumatyczny tłok 5. W pokrywie 61 wykonany jest otwór 62, przez który może swobodnie przesuwać się tuleja 18, w sposób opisany wcześniej. W wewnętrznej przestrzeni gniazda 60 znajduje się palec 17, sprężyny 21 i 36 oraz blokujący klin 31 i wieszak 57, który wystaje z pokrywy 61. Zaletą tego wariantu jest umieszczenie mechanizmu wewnątrz kasety, która z łatwością może być zainstalowana w konwencjonalnym serwomotorze, aby nadać mu pożądaną charakterystykę działania.

Figury od 13 do 15 ukazują preferowane wykonanie klina blokującego, gdzie klin 31 posiada na jednym końcu pierwszą część podziałową, a na drugim końcu drugą część podziałową oraz otwór centralny 32, którego wewnętrzna powierzchnia posiada kształt umożliwiający blokowanie i odblokowywanie klina 31 względem tulei 18.

Figura 13 ukazuje preferowane wykonanie klina 31 z kadłubem 101, wyposażonego na jednym końcu w pierwszą część podziałową 33, a na drugim końcu w płytkę blokującą 103. Pierwsza część

PL 205 487 B1 podziałowa 33 posiada elementy podtrzymujące 104, 105, usytuowane pod odpowiednimi kątami względem wzdłużnej osi klina 31, wystające z pierwszej części podziałowej 33 i skierowane ku tyłowi.

Płytka blokująca 103 jest jednym końcem przymocowana do kadłuba 101, zaś na przeciwległym końcu posiada drugą część podziałową 34. Druga część podziałowa 34 posiada na jednej powierzchni 107 języczek 109, wystający z płaszczyzny jednej strony płytki blokującej 103 na płaszczyznę drugiej strony płytki blokującej, prostopadle do wzdłużnej osi klina i wykonany metodą wytłaczania. Druga część podziałowa 34 posiada wypustkę 111 wykonaną na powierzchni 113 na wysokości wzdłużnej osi klina 31.

Płytka blokująca 103 posiada również otwór centralny 32, którego średnica wewnętrzna jest nieznacznie większa niż zewnętrzna średnica cylindrycznej tulei 18.

Figury 14 i 15 ukazują wewnętrzną powierzchnię 115 otworu 32 posiadającą serię otworów wykonanych zgodnie z kierunkiem X+. Pierwszy otwór 117 posiada kształt ściętego stożka skierowanego zgodnie z kierunkiem X+, o kącie połówkowym wierzchołka β, gdzie β = 30°, drugi otwór 119 posiada stożek zgodny z kierunkiem X+, o kącie połówkowym wierzchołka γ, gdzie γ = 10° + 1°, trzeci otwór stanowi regularny otwór cylindryczny 121, a czwarty otwór 123 posiada kształt ściętego stożka skierowanego zgodnie z kierunkiem X-, o kącie połówkowym wierzchołka α, gdzie α = 10° + 1°. Wewnętrzna powierzchnia 115 umożliwia ruch kołyskowy w kierunku + θ oraz w kierunku - θ wokół osi 125 przechodzącej przez punkt O, będący środkiem otworu centralnego 32.

Obrotowy profil wewnętrznej powierzchni 115 jest skutkiem procesu obróbki skrawaniem, a w szczególności dwóch nastę pują cych po sobie obróbek. Pierwsza obróbka odbywa się przy nachyleniu klina 31 pod kątem w stosunku do wzdłużnej płaszczyzny symetrii klina 31, w kierunku + θ względem osi 125 płaszczyzny 126, podczas gdy przy drugiej obróbce klin 31 jest nachylony pod kątem w kierunku - θ, względem osi 125 płaszczyzny 126 w stosunku do wzdłużnej płaszczyzny symetrii klina 31, mającym wartość 2,5° + 1°.

Osiowa długość otworu 123 jest równa osiowej długości otworu złożonego z otworów 117 i 119, a długość każ dego z otworów jest tak dobrana, aby umożliwić klinowi 31 blokowanie i odblokowywanie względem tulei 18.

Kąt pochylenia klina 31 leży w zakresie od - 3,5° + 0,6° do 3,5° + 0,6° w odniesieniu do wzdłużnej płaszczyzny symetrii klina, dla tulei o średnicy 15,05 mm.

Na połączeniu otworów 119 i 121 znajduje się wyoblenie A, a na połączeniu otworów 121 i 123 występuje wyoblenie B.

Klin 31 jest umocowany wokół przedniej części 81 nurnika 8, z powierzchnią 107 skierowaną w stronę pedału hamulca. Druga część podziałowa 34 klina 31 opiera się na pneumatycznym tłoku 5 dzięki elementowi sprężynującemu 36, najlepiej sprężynie śrubowej, usytuowanej pomiędzy pneumatycznym tłokiem 5 i klinem 31. Sprężyna jest zamontowana jednym końcem na pneumatycznym tłoku 5, dzięki wyciętemu w nim rowkowi, a drugim końcem na wypustce 111. W pozycji spoczynkowej pierwsza część podziałowa 33 opiera się o nieruchomą część serwomotoru poprzez elementy podpierające 105.

Blokowanie i odblokowywanie klina 31 w stosunku do tulei 18 odbywa się w następujący sposób.

Ponieważ działanie serwomotoru w sytuacji hamowania awaryjnego zostało opisane wcześniej, zatem poniżej opisane zostanie tylko blokowanie i odblokowywanie klina 31. W przypadku hamowania wymagającego wspomagania pierwsza część podziałowa 33 rozłącza się z nieruchomą częścią serwomotoru, zaś sprężyna 36 powoduje, że klin 31 obraca się wokół języczka 109 tworzącego sworzeń w kierunku + θ , a klin 31 zatrzaskuje się na tulei 18, pozostając nieruchomym w linii prostej, w otworze 32, ponieważ centralny otwór 32 styka się z tuleją 18 krawędziami podkładki w co najmniej dwóch punktach styku pomiędzy zewnętrzną powierzchnią tulei i wewnętrzną powierzchnią centralnego otworu 32. Punkty te znajdują się na wyobleniach odpowiednio A i B, symetrycznie względem punktu O.

Pod koniec operacji hamowania klin 31 odblokowuje się w stosunku do tulei 18, kiedy pierwsza część podziałowa 33 jest popychana do tyłu przez tylny pierścień serwomechanizmu hamulca.

W tym preferowanym przykł adzie wykonania blokują cego klina 31 powrót tł oka 5 do pozycji spoczynkowej pod koniec hamowania nie jest zwolniony, a system złożony ze sworznia i klina jest efektywnie odblokowywany. W obu wypadkach warunki działania są skutkiem właściwego doboru kąta nachylenia pomiędzy klinem 31 i tuleją 18.

PL 205 487 B1

Serwomotor według wynalazku umożliwia utrzymanie zaworu 9 w pozycji otwartej podczas większej części fazy zwalniania nacisku na hamulec, następującej po hamowaniu awaryjnym, tak aby wywierać siłę hamowania znacznie większą, niż jakby to miało miejsce bez zastosowania serwomotoru według wynalazku, w przypadku zwykłej siły hamowania wywieranej przez kierowcę.

Claims (10)

1. Pneumatyczny serwomotor do selektywnego wspomagania hamowania o regulowanej sile, zawierający sztywną obudowę, wyposażoną w ruchomą i hermetyczną ściankę rozdzielającą, tworzącą komorę przednią oraz komorę tylną wewnątrz obudowy, przy czym komora przednia znajduje się pod działaniem pierwszego ciśnienia, a komora tylna jest podłączona selektywnie do pierwszej komory lub znajduje się pod działaniem drugiego ciśnienia, wyższego niż pierwsze ciśnienie, przy czym ruchomo wraz z ruchomą ścianką rozdzielającą jest umieszczony pneumatyczny tłok, zaś wewnątrz tłoka znajduje się pręt kontrolny oraz nurnik, poruszany przez pręt kontrolny, przy czym komora tylna jest połączona z komorą przednią poprzez zawór trójdrogowy, wyposażony w pierścieniowe gniazdo, tworzone przez tylną część nurnika, kiedy pręt kontrolny znajduje się w pozycji spoczynkowej i poddaje tylną komorę działaniu drugiego ciśnienia, kiedy pręt kontrolny znajduje się w jednym ze swych położeń działania, i zawiera elementy przekazujące siłę, zdolne do odbierania i przekazywania przynajmniej jednej siły wspomagania, wywieranej przez przednią powierzchnię pneumatycznego tłoka, kiedy zawór poddaje tylną komorę działaniu drugiego ciśnienia, przy czym nurnik posiada część przednią, składającą się z elementów ustalających, które łączą przednią część nurnika z pneumatycznym tłokiem, które to elementy ustalające zawierają jednokierunkowe sprzęgło do poruszania elementów przenoszących siłę, niezależnie od pręta kontrolnego i od części tylnej nurnika, kiedy napędzane są przez pneumatyczny tłok, co jest wynikiem działania pręta kontrolnego, którego prędkość jest większa niż określona uprzednio wartość, znamienny tym, że jednokierunkowe sprzęgło składa się z cylindrycznej tulei (18), swobodnie przesuwnej wokół przedniego odcinka tylnej części (82) nurnika (8), oraz z blokującego klina (31) zawierającego środkowy otwór (32) otaczający tuleję (18), posiadający wewnętrzną średnicę większą niż zewnętrzna średnica cylindrycznej tulei (18) i wyposażony w pierwszą i drugą część podziałową (33, 34), położone średnicowo przeciwległe względem środkowego otworu (32).

2. Serwomotor według zastrz. 1, znamienny tym, że blokujący klin (31) zawiera pierwszą część podziałową (33), opierającą się o nieruchomą część serwomotoru w położeniu spoczynkowym i w trakcie oddziaływania sprężystych elementów (36) na blokujący klin (31), oraz drugą część podziałową (34), opierającą się o pneumatyczny tłok (5).

3. Serwomotor według zastrz. 1, znamienny tym, że o tuleję (18) opierają się elementy sprężyste (21), popychające w stanie spoczynku tuleję (18) ku tyłowi aż do oparcia się o ramię umieszczone na tylnej części (82) nurnika (8).

4. Serwomotor według zastrz. 1, znamienny tym, że przednia część nurnika (8) posiada palec (17), ślizgowo umocowany na przednim końcu tylnej części (82) nurnika (8), stykający się z tarczą reakcyjną (13), kiedy tuleja (18) jest odchylana przez klin blokujący (31).

5. Serwomotor według zastrz. 1, znamienny tym, że tylna pozycja spoczynkowa nurnika (8) jest wyznaczona przez nacisk na blokujący klin (31) pod działaniem głównej sprężyny (71), zespołu zatrzymującego, umieszczonego w tylnej części (82) nurnika (8).

6. Serwomotor według zastrz. 5, znamienny tym, że zespół zatrzymujący posiada sworzeń (40), prostopadły do osi nurnika (8) i przechodzący przez wydłużone otwory (41) w tulei (18).

7. Serwomotor według zastrz. 5, znamienny tym, że zespół zatrzymujący posiada ramię (37), współpracujące z co najmniej jedną częścią (32') blokującego klina (31) i przechodzące przez otwór (18') w tulei (18).

8. Serwomotor według zastrz. 2, znamienny tym, że w stanie spoczynku pierwsza część podziałowa (33) klina blokującego (31) naciska na element pośredni (57), opierając się o nieruchomą część (56) serwomotoru.

9. Serwomotor według zastrz. 8, znamienny tym, że element pośredni (57) wystaje do tyłu z wkładki (60, 61), tworzącej przednią powierzchnię (51) pneumatycznego tłoka (5), w której to wkładce (60, 61) zawarte jest jednokierunkowe sprzęgło.

PL 205 487 B1

10. Serwomotor według zastrz. 9, znamienny tym, że jednokierunkowe sprzęgło posiada blokujący klin (31) mający na jednym końcu pierwszą część podziałową (33), na drugim końcu drugą część podziałową (34) a w części środkowej otwór (32), który to otwór (32) posiada wewnętrzną powierzchnię o profilu obrotowym dostosowanym do współpracy z zewnętrzną powierzchnią tulei (18).