PL71168B1 - Force transmitting device of a weighing valve for a vehicle[us3808954a] - Google Patents

Description

Urzadzenie wywierajace sile proporcjonalna do obciazenia przenoszonego przez pojazd Przedmiotem wynalazku jest urzadzenie wywierajace sile proporcjonalna do obciazenia przenoszonego przez pojazd, zwlaszcza podwozie pojazdu.Urzadzenie takie moze byc polaczone z zaworem regulujacym cisnienie powietrza doplywajacego do urzadzenia, które reguluje sile hamowania w funkcji sily dzialajacej na nurnik i stad moze byc uzyte do wytwarzania sygnalów zwiazanych z wielkoscia obciazenia pojazdu. Wyzej opisane urzadzenie wraz z zaworem zwanym w tej dziedzinie zaworem wazacym jest zwykle wmontowane w zawieszenie wagonu kolejowego lub innego pojazdu.Znane urzadzenie polaczone z zaworem sluzacym do regulacji cisnienia sprezonego plynu hamulcowego zaleznie od obciazenia pojazdu, zawiera obudowe wypelniona niescisliwym medium, tlok przenoszacy te wieksza sile na zawarte w obudowie medium oraz nurnik przesuwany wzdluz swojej osi, na który dziala medium i który ma mniejsze pole przekroju poprzecznego niz tlok.W znanych urzadzeniach tego typu medium przenoszace sile stanowi ciecz lub tworzywo gumopodobne w postaci tarczy. Niezaleznie od powaznych problemów zwiazanych ze szczelnoscia tych urzadzen zawierajacych medium hydrauliczne, wszystkie znane dotychczas urzadzenia do przenoszenia sil w tych zaworach wykazuja szereg niedogodnosci. Po pierwsze ze wzgledu na stosunkowo niskie cisnienie robocze panujace w medium a tym samym ze wzgledu na duza powierzchnie robocza z tego wynikajaca znane uklady przenoszenia sily czynia zawory duzymi pod wzgledem gabarytów w zwiazku z tym, trudnymi do wbudowania w zawieszenie pojazdu. Po drugie znane zawory reagujace na obciazenie nie pracuja zadawalajaco ze wzgledu na skomplikowana i kosztowna ich budowe. Przyczyna tej niezadawalajacej pracyjest fakt, ze wszelkie wibracje i drgania wysokiej czestotliwosci wystepujace w zawieszeniu pojazdu oddzialywuja na urzadzenie przenoszone przez tlok róznicowy o malej srednicy na zawór, powodujac drganie zaworu oraz straty powietrza. W celu rozwiazania tego problemu zawory byly wyposazone w elementy tlumiace drgania, majace postac waskich kanalów, które to kanaly czynily zawór jeszcze bardziej skomplikowanym, kosztownym i niepewnym w pracy.2 71168 Celem wynalazku jest zmniejszenie wymiarów urzadzenia przenoszacego sile, a tym samym i wymiarów zaworu, a w wyniku tego ulatwienie wmontowywania tego ostatniego w uklad zawieszenia pojazdu. Dla osiagniecia tego celu postawiono sobie za zadanie tak zaprojektowac urzadzenie do wywierania sily, aby mozliwe bylo zwiekszenie cisnienia roboczego co rozwiazaloby problem tlumienia drgan.Zadanie to rozwiazano wedlug wynalazku przez zastosowanie jako medium przenoszacego sile, pelnej bryly wykonanej z tworzywa plastycznie odksztalcalnego oraz przez osadzenie nurnika wewnatrz tego medium tak, zejego koniec jest przez to medium calkowicie otoczony.Oczywiscie mozliwa jest równiez praca medium posredniczacego przy stosunkowo niewielkim cisnieniu, na przyklad rzedu 30kg/cm2, jakie jest powszechnie stosowane przy dotychczas znanych konstrukcjach przy jednoczesnym zachowaniu lepszych warunków tlumienia drgan. Jednakze jesli cisnienie w medium posrednicza¬ cym zostanie zwiekszone przez zmniejszenie powierzchni roboczej bryly tego medium, to wspólpraca nurnika z tym medium w sposób konwencjonalny staje sie niemozliwa ze wzgledu na problem tlumienia. Zawór reagujacy na obciazenie zawierajacy urzadzenie wywierajace sily wedlug wynalazku ma cisnienie robocze rzedu 100 do 700 kg/cm2, co oznaczajednoczesnie rozwiazanie problemu uszczelnienia.Ze wzgledu na fakt, ze nurnikjest zaglebiony w medium posredniczacym, sily dzialajace na powierzchnie jego przekroju poprzecznego dzialaja jednoczesnie na sciany boczne, a tym samym powoduja tlumienie wibracji oraz drgan wysokiej czestotliwosci. W efekcie, niezaleznie od tego, ze zawór reagujacy na obciazenie moze byc wykonany o bardzo malych rozmiarach i tanim kosztem ze wzgledu na zastosowanie wysokiego cisnienia roboczego, uzyskuje sie równiez znaczne polepszenie charakterystyki roboczej zaworu oraz zmniejszony pobór sprezonego powietrza.Ze wzgledów konstrukcyjnych najkorzystniej jest jesli nurnik jest osadzony na trzonie przechodzacym przez otwór wykonany w tloku. W tym przypadku raczej trudny do rozwiazania problem uszczelnienia moze byc rozwiazany tak, ze uszczelnienie medium posredniczacego z jednej strony w miejscu pomiedzy tlokiem i obudowa, a z drugiej strony pomiedzy tlokiem i nurnikiem jest wykonane w postaci zespolu uszczelniajacego, skladajacego sie z pierscienia uszczelniajacego z wargami uszczelniajacymi zwróconymi w strone medium przy obudowie oraz w strone nurnika i z wspólpracujacego z nim pierscienia oporowego wykonanego ze sztywnego materialu o wlasciwosciach przeciwciernych, zwróconego w strone tloka.Jednakze mozliwe jest tez takie rozwiazanie, w którym nurnik i tlok moga byc calkowicie od siebie oddzielone w obudowie. W tym przypadku uszczelnienie medium posredniczacego w miejscu pomiedzy obudowa i nurnikiem ma postac odksztalcalnego pierscienia uszczelniajacego osadzonego w obudowie i otaczajacego nurnik podczas, gdy w miejscu pomiedzy tlokiem i obudowa pierscien osadzony w obudowie otacza tlok. W celu unikniecia wywierania na medium sil scinajacych i zapewnienia plynnego dzialania jest pozadane, aby koniec nurnika znajdujacy sie w medium byl zaokraglony.Przedmiot wynalazku jest przedstawiony w przykladzie wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia urzadzenie w przekroju podluznym, fig. 2 — odmiane urzadzenia w przekroju podluznym.Zawór ma obudowe 1 (fig. 1) przystosowana do zamocowania na pojezdzie i zaopatrzona w pokrywe 2.Miedzy obudowa i pokrywa jest zacisnieta na swoim obwodzie gietka przepona 3. Obudowa 1 ma w srodku otwór czesciowo o wiekszej srednicy 4 i o mniejszej srednicy 5. W pierwszy z nich jest wsunieta tuleja 6 z materialu o malym wspólczynniku tarcia, w której osadzony jest tlok 7. Wolna przestrzen otworu 4 jest wypelniona przez medium 8 w postaci pelnej bryly wykonanej z materialu niescisliwego, dajacego sie odksztalcac plastycznie w zakresie normalnych temperatur pracy zaworu. Odpowiednim do tego celu materialem jest np. polietylen lub kauczuk silikonowy.Gietka przepona 3 jest przytwierdzona do tloka róznicowego 9,10,11 i jest przez niego podtrzymywana.Kolnierz 9 stanowi wraz z przepona 3 czesc tloka o wiekszej srednicy podczas, gdy nurnik 10, majacy postac preta lub igly, stanowi czesc jego o mniejszej srednicy. Nurnik 10 wystaje przez otwór 5 do otworu 4 i jest zaglebiony w medium 8. Walek 11 stanowi pierwszy czlon zaworu, przystosowany do stykania sie i wspólpracy z dociskaczem 12, majacym w osi otwór 13. Uszczelka gumowa 14 zacisnieta miedzy pokrywa 2 i zaslepia 2\ umozliwia ruchy osiowe dociskacza 12 i zapobiega ucieczce powietrza. Sprezyna sciskana 15, umieszczona miedzy zaslepka 2* i dociskaczem 12, naciska na ten ostatni ku dolowi, przy czym miedzy czlonami 11 i 12 narysowano dla przejrzystosci rysunku szczeline, przedstawiona sytuaqa nie zachodzi jednak nigdy w rzeczywis¬ tych warunkach pracy. Walek 11 znajduje sie wewnatrz nieruchomego gniazda 16 w pokrywie 2. Miedzy walkiem 11 i gniazdem 16 istnieje mala pierscieniowa szczelina. Sprezone powietrze z dowolnego zródla jest doprowadzone przez pierwszy otwór 17 w pokrywie 2. Odprowadzenie powietrza do urzadzenia odbiorczego (nie pokazanego) nastepuje przez drugi otwór 18 w tejze pokrywie. Odksztalcalny pierscien uszczelniajacy 19 wykonany z plastycznego tworzywa sztucznego, policzterofluoroetylenu otacza wystajaca czesc nurnika 10 i opiera sie swym kolnierzem o dno otworu 4 obudowy 1. Drugi taki pierscien 20, najlepiej z tego samego3 71168 materialu co pierscien 19, otacza tlok 7 i opiera sie o tuleje 6 przytrzymywana podkladka 21, która jest zabezpieczona pierscieniem 22.Dzialanie przedstawionego zaworu jest nastepujace. Podczas normalnej pracy urzadzenia sila zwiazana z obciazeniem pojazdu naciska na tlok 7, który jest polaczony z czescia ukladu zawieszenia pojazdu, a nastepnie poprzez medium 8 na obudowe 1, która przenosi ja na przylegla czesc pojazdu. Jednakze mala czesc sily jest przenoszona przez medium 8 na nurnik 10 i dalej ku górze na pokrywe 2 przez kolnierz 9 oraz przez powietrze znajdujace sie powyzej i równowazace ten tlo!:. Cisnienie powietrza jest male w porównaniu z cisnieniem medium 8, które jest rzedu 100-700 kG/cm2.W wyniku zwiekszenia sie obciazenia pojazdu wzrasta cisnienie medium, które dziala na nurnik 10, przesuwajac tlok ku górze i wywolujac ruch w góre dociskacza 12. Sprezone powietrze doprowadzone przez otwór 17, moze przejsc przez gniazdo 16 i wejsc do komory miedzy przepona 3 i pokrywa 2, w wyniku czego cisnienie w tej komorze wzrasta, powodujac ruch tloka róznicowego ku dolowi az do chwili ponownego zetkniecia sie dociskacza 12 z gniazdem 16.Cisnienie powietrza w otworze wylotowym 18 odpowiada w wyniku tego wielkosci nowej sily przenoszo¬ nej przez urzadzenie i stanowi sygnal, który moze byc przekazany w dowolny sposób do jakiegokolwiek urzadzenia odbiorczego, na przyklad regulujacego uklad hamulcowy pojazdu lub tez odpowiednio wywzorc9wa- nego manometru, wskazujacego wielkosc obciazenia pojazdu. W przypadku zmniejszenia sie tego obciazenia nurnik 10 jest wciskany glebiej do medium 8 wskutek zmniejszenia sie jego cisnienia. Tenruch tloka powoduje otwarcie ujscia do atmosfery z komory miedzy przepona 3 i pokrywa 2 przez otwór 13 i otwór 23 w pokrywie 2, w wyniku czego cisnienie w tej komorze spada, co powoduje przesuniecie sie tloka ku górze az do chwili ponownego styku czlonów 11 i 12.Na fig. 2 przedstawiono korzystna postac urzadzenia wedlug wynalazku. Na tym rysunku nie pokazano zaworu, przy czym rozumie sie, ze urzadzenie moze wspólpracowac z zaworem z fig. 1 lub odpowiednim innym.Pokazane na fig. 2 urzadzenie zawiera obudowe 30 z otworem, którego czesc o wiekszej srednicy jest przystosowana do umieszczenia w niej tloka 31, zas czesc o mniejszej srednicy jest przystosowana do umieszczenia w niej nurnika 32, który, jak juz podano, moze byc polaczony z odpowiednim zaworem. Tlok 31 ma równiez w srodku otwór czesciowo wypelniony niescisliwym medium 33 odksztalcalnym plastycznie, na przyklad guma silikonowa niewrazliwa na zmiany temperatury. Nurnik 32 jest zaglebiony w medium 33, w otwór zas tloka 31 ponad medium 33 jest wsuniety korek 34 obejmujacy nurnik 32.Celem rozwiazania trudnego zagadnienia uszczelnienia wzgledem medium 33, szczelin miedzy nurnikiem 32 i tlokiem 34 oraz miedzy tlokiem i otworem w tloku 31 przewidziano zestaw zlozony z dwóch pierscieni: uszczelniajacego 35, wykonanego z materialu gietkiego oraz podkladowego 36 z materialu stosunkowo sztywniejszego i zmniejszajacego tarcie, na przyklad z zywicy octanowej. Pierscien 35 ma wargi uszczelniajace na stronie zwróconej w kierunku medium 33 i posredniczy wraz z tym ostatnim przy przenoszeniu sil na nurnik 32, zwlaszcza wargami na jego sciane boczna. Tlok 31 opiera sie o rame 37 pojazdu, a obudowa 30 ma kolnierz 38 przystosowany do przejmowania ciezaru innej czesci pojazdu (nie pokazanej). Uszczelka 39 miedzy dolnym koncem obudowy i rama 37 zapobiega przedostawaniu sie zanieczyszczen i wody. Sila wystepujaca miedzy czesciami pojazdu jest przenoszona przez tlok 31, medium 33, pierscienie 35, 36, tlok 34 i obudowe 30. Czesc sily jest przenoszona na nurnik 32.Przy porównaniu dwóch przedstawionych odmian widac, ze istnieje funkcjonalna odpowiedniosc miedzy obudowa 1 i tlokiem 31 oraz miedzy tlokiem 7 i tlokiem 34. Nurnik 32 (fig. 2) ma zaokraglony koniec co jest korzystne, gdyz na medium nie dzialaja sily scinajace, a dzialanie tlumiace na nurnik 32, sil skierowanych na jego boki, jest lagodniejsze. Zaokraglenie konca jest w istocie dosc wazne, poniewaz cisnienie medium podczas pracy zmienia sie w granicach okolo 100-700 kG/cm2. Nalezy zauwazyc, ze tlumienie ruchów nurnika jest proporcjonalne do cisnienia medium, tj. do sily na tloku. PL PL

Claims (7)

1. Zastrzezenia patentowe 1. Urzadzenie wywierajace sile proporcjonalna do obciazenia przenoszonego przez pojazd, zwlaszcza do podwozia pojazdu, polaczone z zaworem sluzacym do regulagi cisnienia sprezonego plynu hamulcowego zaleznie od obciazenia pojazdu i zawierajace obudowe wypelniona niescisliwym medium, tlok przenoszacy te wieksza sile na zawarte w obudowie medium oraz nurnik przesuwny wzdluz swojej osi, na który dziala medium i który ma niniejsze pole przekroju poprzecznego niz tlok, znamienne tym, ze niescisliwe medium posredniczace (8) ma postac pelnej bryly wykonanej z plastycznie odksztalcalnego materialu, zas nurnik (10) jest zaglebiony w tym medium tak, ze jego koniecjest przez to medium ze wszystkich stron otoczony.4 71 168

2. Odmiana urzadzenia wedlug zastrz. 1, znamienna tym, ze nurnik (32) majacy postac preta jest umieszczony w otworze usytuowanym w tloku (34).

3. Urzadzenie wedlug zastrz. 1-2, znamienne tym, ze uszczelnienie pomiedzy tlokiem (34) i tlokiem (31) oraz pomiedzy tlokiem (34) i nurnikiem (32) zawiera pierscien (35) z wargami uszczelniajacymi zwróconymi w kierunku medium przy tloku (31) i przy nurniku (32) oraz, pierscien oporowy (36) z materialu sztywnego o wlasnosciach przeciwciernyeh.

4. Urzadzenie wedlug zastrz. 1, znamienne tym, ze nurnik (10)jest umieszczony w otworze usytuowanym w obudowie (1).

5. Urzadzenie wedlug zastrz. 1 i 4, znamienne tym, ze pomiedzy tlokiem (7) i obudowa (1) zawiera odksztalcalny pierscien uszczelniajacy (20).

6. Urzadzenie wedlug zastrz. 1 i 4, znamienne tym, ze na nurniku (10) umieszczony jest odksztalcalny pierscien uszczelniajacy (19) stykajacy sie z obudowa (1).

7. Urzadzenie wedlug zastrz. 1-6, znamienne tym, ze koniec nurnika (32) zaglebiony w medium posredniczacym (33)jest zaokraglony.KL. 63c,53/07 71168 MKP B60t 8/18 '? *K 9 * ? 12 p Fig. iKL. 63c,53/07 71 168 MKP B60t 8|/18 Fig. 2 ,V3 ¦iv A* ?^e' *o* eQ° Prac. Poligraf. UP PRL. Naklad 120 + 18 egz. Cena 10 zl PL PL