CZ494890A3

CZ494890A3 - Apparatus for monitoring fluid-tightness of a chamber filled with a gas

Info

Publication number: CZ494890A3
Application number: CS904948A
Authority: CZ
Inventors: Peter Bartscher; Gunther Singbartl; Gerhard Stegemann; Helmut Ulrich
Original assignee: Wabco Westinghouse Fahrzeug
Priority date: 1989-10-14
Filing date: 1990-10-11
Publication date: 1993-03-17
Also published as: DE59010433D1; US5226315A; JP2694623B2; ATE141009T1; DE3934415A1; RU1809920C; JPH03137535A; EP0423462A1; EP0423462B1

Description

Vynález se týká zařízení ke sledování těsnosti komory naplněné plynem, upraveného pro měření tlaku, plynu v komoře, a které je spojeno se spínacím zařízením, které slouží pro vyhodnocování měřené veličiny zařízení pro měření tlaku, přičemž spínací zařízení má prahovou spínací hodnotu, která odpovídá předem danému tlaku plynu a pro teplotně závislé změny prahové spínací hodnoty je upraveno zařízení ci11 ivé na tep I o.

Takové zřízení je známé z EP-B-0 248 821. Toto zařízení slouží ke sledování těsnosti pneumatiky. voz idI a a snímá v ní měřicím zařízením tlak. Změřená veličina měřícího zařízení se vyhodnocuje pomocí spínacího zařízení. Spínací zařízení má prahovou spínací hodnotu odpovídající požadovanému tlaku v pneumatice tak, že při poklesu v tlaku v pneumatice pod požadovanou hodnotu vyšle spínací zařízení signál.

Protože’pneumatika je vystavena teplotním výchylkám, mění se tím i tlak v ní. To má za následek, že předem stanovená prahová spínací hodnota se od požadovaného tlaku v pneumatice více nebo méně odchýlí. Zařízení pro měření, tlaku je proto opatřeno zařízením citlivým na- teplo, které je. ., účinné, tj. uvede Se do chodu v závislosti na teplotě pneumatiky a slouží k přizpůsobování prahové spínací hodnoty poža- | dováného tlaku v pneumatice změněného vlivem teploty.

•v.

Jako zařízení citlivé na teplo zde slouží ze všech stran uzavřená referenční tlaková dóza, která je naplněna médiem, jehož tlak odpovídá požadovanému tlaku v pneumatice. Referenční t I aková dóza je.obklopena teplotou pneumatiky.a může se podle výchylek teploty pneumatiky přiměřeně roztahovat nebo smršťovat. Této tvarové změny se využije pro ovlivňování předpětí odpruženého spínacího zařízení tak, že prahová spínací hodnota se přizpůsobí tlakové změně v pneumatice, závislé na teplotě.

Toto zařízení je však funkční jen do té doby, než na referenční tlakové doze vznikne trhlina. Při vzniku trhliny by nastalo vyrovnání tlaků mezi pneumtikou a referenční tlakovou dózou.

Když je referenční tlaková dóza netěsná, uvede se vyrovnáním tlaků mezi pneumatikou a referenční tlakovou dózou do činnosti spínací zařízení citlivé na tlak a v důsledku toho vyšle signál. Tento signál však není jednoznačně identifikovatelný, protože může znamenat buď snížení tlaku v pneumatice nebo. úbytek tlaku v referenční tlakové, doze..

Požadavek, aby referenční tlaková doza mohla být použita po relativně dlouhou dobu provozu bez zmíněné poruchy funkce—může—pře dpok-l-áda-t—j-en-ná-k-l-a-dn-ý—způsob j-e-j-í-h-o—z-h-obo^vení. Při určitých pochybnostech ohledně provozní bezpečno.sti jsou nadto nezbytné opakované kontroly úbytku tlaku nebo nákladné sledování referenční tlakové dozy.

-Z-e—s-p-i-su-DE—2-8—1-3—0-58—C2—j-e—známé—zař-í-zen-í—p.r_o_rně.ř_e.nj_ tlaku, jehož zařízení citlivé na tlak je vytvořeno z odpruženého pístu, přičemž píst.je proti síle pružiny tlačen tlakem v pneumatice. Předpětí pružiny je vyladěno na požadovaný tlak v pneumatice, takže při poklesu tlaku pod požadovaný tlak síla pružiny převáží a píst se přesune do polohy vydávající signál. Protože toto zařízení nemá Žádné prostředky napájené tlakem pneumatiky, které samotné slouží k roz5 poznání a využití teploty plynu v pneumatice, nemůže zde nastat problém popsaný ve spise EP-B-0 248 821. Proto je zde nutno počítat s nevýhodou, že silou pružiny jednou nastavená prahová spínací hodnota se nemůže přizpůsobit vlivem teploty změřenému a tím chybnému požadovanému tlaku v pneumatice.

Úkolem vynálezu je proto vytvořit zařízení pro měření tlaku ke sledování těsnosti komory naplněné plynem, jehož spínací zařízení má proměnnou prahovou spínací hodnotu v z.á- - s* vislosti na teplotě plynu, přičemž prostředky pro teplotně )

7!

nezávislé změny prahové spínací hodnoty jsou účinné nezávist

I e na 11 aku ρ I ynu.

h

Wi

Tento úkol je vyřešen zařízením ke sledování těsnosti '* komory naplněné plynem, upraveným pro měření tlaku plynu v komoře a spojeným se spínacím zařízením, které slouží- pro vyhodnocování měřené veličiny zařízení pro měření tlaku, přičemž spínací zařízení má prahovou spínací hodnotu, která od- , povídá předem danému tlaku plynu a pro teplotně závislé změny prahové spínací hodnoty je upraveno zařízení citlivé na teplo, podle vynálezu, jehož postatou je, že je vytvořeno z pístu odpruženého pružinou, který je tlačen tlakem plynu proti síle pružiny, přičemž zařízení citlivé na teplo je pro změnu prahové spínací hodnoty vytvořeno z mezičlenu s pro-, měnnou podélnou roztažností v závislosti na teplotě, který je uspořádán v řadě s pružinou vyvíjející pružnou sílu.

Přitom je podle dalšího znaku vynálezu zařízení citlivé na teplo- vytvořeno z alespoň jednoho tvarového dílu reagujícího na teplo, jehož teplotně závislá tvarová změna slouží pro vznik dráhy seřizující prahovou spínací hodnotu.

Podle výhodného provedení, j e ' t varový d ί I vytvořen jako spirála, s jejíž teplotně závislou tvarovou změnou je spojeno natočení konců spirály vůči sobě. SpiráI a'může mít tvar šroubovícové pružiny.

Jeden z konců spirály je upnut pevně a zařízení může být opatřeno prostředky, kterými se převádí pootočení volného konce, spirály na podélný pohyb. Přitom prostředky pro pře vadění otáčení volného konce spirály na podélný pohyb mohou “lyýT^-ťvčrř-eTiy^-l^_ine'árn“í'm^—p'ř'evod em^-spoýen ým~ s~ v oJ-n ým-ko n c em— spirály. Je výhodné, když je lineární převod tvořen šroubem s maticí.

Podle dalšího znaku vynálezu je zařízení citlivé na teplotu vytvořeno z alespoň jednoho talíře, jehož tvarové změny se docílí jeho vyklenutím.

Zařízení citlivé ria teplotu může být rovněž vytvořeno z alespoň jednoho dílu ohnutého do tvaru U, jehož tvarové změny se docílí rozevřením nebo uzavřením jeho ramen,.

Π , ,

Tvarový, díl reagující na teplotu může být proveden z

V b i metá I u.

Zařízení citlivé na teplotu může být rovněž provedeno z. činného elementu s roztažným materiáIem s délkovou roztaŽností citI ivou na teplotu. Přitom se délkové roztažení tohóto činného efementu uskuteční lineárně. Toto délkové roztažení se však může uskutečnit i nelineárně.

Zařízení podle vynálezu se může použít ke kontrole tlaku v pneumatikách vozidel.

Výhoda zařízení podle vynálezu spočívá v tom, že pra3 cuje bez obsluhy, protože kontrola funkce při provozu není . potřebná. Zařízení podle vynálezu má dále tu výhodu, že ve . i srovnání se zařízením popsaným v úvodu je snadněji vyrobíte l n é.

Vynález je dále blíže objasněn na příkladném provedení s odkazem na přiložené výkresy, na nichž obr. 1 znázorňuje zařízení ke kontrole těsnosti komory naplněné plynem se zařízením citlivým na teplotu a obr. 2, 3 a 4 zařízení podle obr. 1 s různými variantami zařízení citlivého na teplotu.

Zaříz-en-í jeupraveno pro kompenzaci teplotně závislých. tlakových výchylek sledovaného tlaku plynu.

Obr. 1 znázorňuje těleso 2 ^se vstupem 2 a výstupem 3 a s tlakovouk omo rou k_, která je ohraničena tel esem _1, k t er e j i obklopuje a pohyblivou stěnou, tvořenou pístem 6. Tlaková komora 4^ se plní přes vstup 2 plynem, jehož tlak ma byt sledován. Vstup 2 je spojen přes vstupní ventil 7, 8, vytvořený jako Šoupátko, s výstupem 3. Vstupní ventil 7, 8 však může být vytvořen podle výhodného provedení i jako sedlový ventil.

Výstup 3_ je přes výstupní ventil 9, 10 propojitelný s atmosférou. Vstupní ventil 7, 8 a výstupní ventil 9, 1_0 jsou čin* né v závislosti na poloze pístu 6.

i:

Píst 6 je ovládán silou pružiny JJ, která působí ve smě- ru na tlakovou komoru 4^. Píst 6 může být vytvořen i z vhodně tvarované membrány spojené s tělesem jj. Síla pružiny jjjj je nastavitelná sěřizovacím šroubem 12 tak, že při předem daném požadovaném tlaku v tlakové komoře 4, je daná prahova spínací hodnota, při níž se píst 6 nachází v poloze, ve ktere je vstupní ventil 7, 8 uzavřen. Při poklesu tlaku v tlakové komoře 4 pod požadovaný tlak převáží síla pružiny 17 , což má ten nás I edek, že ventilový člen 73 , pohyb 1 i vý s ρ í s t em -6, se pohybuje ve směru otvoru vstupního ventilu 7, 8.

r . _

I Píst 6. tlačený pružinou 7 7 a vent i I ové zař í zen í 7, 8j ι Si

9, 70 obsahujíc/ spínací zařízení je.spojeno se zařízením 74 citlivým na teplotu. Zařízení 74 citlivé na teplotu je uváděno do činnosti teplotou měnící kontrolovaný tlak a slouží k přizpůsobení prahové spínací hodnoty tlaku změněnému vlivem teploty. Zařízení 74 citlivé na teplo je vytvořenoz tvarového dílu 74 tepelně reagujícího. Tvarový,díl 74 je vytvořen jako spirála, přičemž tvarovou změnou teplotně závislou dojde ke vzájemnému pootočení obou konců spirály. Spirála může býť vytvořena, jak znázorňuje obr. 7 ve formě' šroubovicové pružiny.

Spirálovitý tvarový díl 74 je na svém jednom koceni 7 5 vůči pístu 6 zajištěn proti otáčení. Volný konec 76 spirály je spojen s lineárním převodem pro převádění otáčivého pohy· . bu konce 76 spirály na podélný pohyb. Lineární převod je proveden maticí 77 a šroubem 78. Podélným pohybem vzniklým v závislosti na teplotě se zdvih potřebný pro znázornění poklesu tlaku v pneumatice udržuje do otevření vstupního £

i ventilu 7, 8‘ na konstantní hodnotě. To znamená, že poloha i ventilového členu 13 zůstává až do otevření vstupního ven* ϊ tilu 7, 8 nezměněna tak, že prahová spínací hodnota spínacíit ho zařízení daná požadovaným tlakem se přizpůsobí novému požadovanému tlaku, který se nastaví I tep Iotní změnou. ')

........... ....... : - J *

Obr. 2, 3 a 4 znázorňují zařízení ke'kontrole tlaku podle obr. 1, avšak s jinak vytvořenými teplotně reagujícími elementy. Stejné Části zařízení jsou přitom označeny stejnými vztahovými značkami, 'l

Zařízení podle obr. 2 je opatřeno zařízením 14 citlivým na teplotu, vytvořeným z talířů 19, které reagují na teplofUj j-fajl oKž^-1 v a r o v á změna se projevuje vyk“1enut^_ím v pode”P ^: ~ ném směru.

Podle obr. 3 je zařízení 14 citlivé na teplo vytvořeno z dílů 20 tvaru U reagujících na teplotu, jejichž tvarová^-změna se uskčrtVč-ňTTjVFotev'í^_rán‘í'm a^-z'a'v'í‘rá'n‘í'm^—r'amen^—2'1~:

ř;

Podle podmínek použití a vzhledem k potřebné síle nebo k vzniklému podélnému roztažení mohou být tvarové díly 14, 19, 20 použity jednotIívě nebo několikrát. Při několikerém použití mohou být tyto díly-uspořádány nad sebou nebo paralelně. A konečně je možno navzájem,spoIu kombinovat i rozdílné tvarové díly. Při použití tvarových dílů ve formě ta11

Iířů 19 a dílů 20 tvaru U slouží vratná pružina 22 k tomu, že pri teplotně závislém podélném zkrácení se píst 6 vrací zpět.

\ Tvarové díly 14 , 19, 20 mohou být provedeny z bimetalu t reagujícího na teplotu.

Zařízení podle obr. 4 je opatřeno zařízením citlivým na teplo, které sestává z takzvaného činného,eIementu 23 s roztažným mater i á I em, který je známý napříkI ad z prospektu BTH-361-6060-2000 MU firmy Behr-Thomson. Roztažný materiál či látka,, uzavřený v činném elementu 23 má tu vlastnost, že

I v závislosti na teplotě mění svůj objem. Této vlastnosti je využito pro délkové roztažení činného elementu 23, které slouží ke změně prahové spínací hodnoty vpředu popsaným způsobem. Pří teplotním délkovém smrštění slouží pro vrácení t

ventilového členu 13 vratná pružina 24.

^: Činný element 23 s roztažným materiálem skýtá možnost j volby charakteristiky roztažnosti v zlávislosti na teplotě buď jako lineární nebo nelineární. Takto se může upravit například velikost přestavení či posunutí prahové spínacíhodnoty s přibývající teplotou jako méně nebo více účinná.

Zařízení 14 , 19, 20, 2'3 citlivá na teplotu jsou prove•3 děna jako mezičleny mezí pružinou 11 a spínacím zařízením 7, θ» 1_0 a uspořádána s pružinou 11 v. řadě či zákrytu.

Je rovněž možné, aby tato teplotně citlivá zařízení 19 , 20, 23 byla uspořádána s pružinou 11 sice v řadě či zákrytu, avšak mezi seřizovacím Šroubem 12 a pružinou 11.

Způsob činnosti zařízení podle vynálezu je následující:

i ί

i i

j

Λ ' Při předem daných provozních podmínkách je v tlakové komoře 4 požadovaný tlak, který například odpovídá tlaku v pneumatice vozidla. Tímto požadovaným tlakem se píst 6 poV hnul proti síle pružiny 11 do polohy, ve které je vstupní t

ventil 7, f) uzavřen a výstupní ventil 9, 10 otevřen. Při po1<l“e’su^—t“l^_aku-pOd—požadOVan-ýHi-l-a-k—na—v-s+up-u—οθρ-ř-í-k-l-a-d—p-ř-idefektu pneumatiky, převáží síla pružiny 11 až se konečně' uskuteční otevření vstupního ventilu 7, 8 a uzavření výstupního ventilu 9, 10 . Spojením vstupu 2 s výstupem 3 pres vstupní ventil 7, 8 vznikne na výstupu 3 signální tlak, který post kTe-s—t|-aku—pod—požadovanýmt-l-ak—s-i-gna-l-i-z-u-j-e-.^Opě-t-o-vným—v-y-t-v-o-řením požadovaného tlaku zaujme venti Iové zařízení 7, 8,

9, .10 výchozí polohu, ve které je výstup 3 spojen s atmosférou.

Zařízením 14, 19, 20, 23 citlivým na teplotu se způsobí, že pres teplotně závislou změnu tlaku, která působí na pohyblivou stěnu 5, se poloha ventilového členu 13 vůči ventilovému zařízení ‘7, 8, 9, 10 nemění. Požadovaná charakteristika spínacího zařízení je i nadále, přes teplotně závislé odchylky, udržována požadovaným tlakem.

Spínací zařízení může být rovněž provedeno jako elektrické. Namísto ventilového zařízení 7, ž» 10 by mohl potom být namontován například elektrický spínač. Ovládání spínače by se mohlo potom provádět odpovídajícím sp í nac írrwzdv i - .v hátkem, které by působilo místo ventilového, členu 13. Pokles i tlaku pod požadovaný tlak by byl potom signalizován elektrickým signálem.

Claims

' Patentové nároky

Zařízení ke sledování těsnosti komory naplněné plynem, jehož měřící zařízení pro měření tlaku plynu v komoře je opatřeno spínacím zařízením pro vyhodnocování naměřených hodnot s nastavitelnou prahovou hodnotou odpovídající předem stanovenému tlaku plynu, jakož i ústrojím citlivým “na^-~t ěpTo ťup rd^-’ řřfětTě n“í ' pr a ho vé' ' hod noty- -s ρ ί n a c-í h' ó -zařízen í - - --Λ - —;

v záv-islosti- na - teplotě, vyznačené, -tím, že obsahuje, píst /6/ zatížený pružinou /11/ a dále zatěžovaný proti síle pružiny /11/ tlakem plynu, jehož pružina /11/ je uspořádána v radě s č 1 ene m /14 , 19, 20-, 2 3 /· mě nic i m dé 1 ko vé roztažení.. .. v závislosti na teplotě.