PL168427B1

PL168427B1 - Pneumatic boostering system

Info

Publication number: PL168427B1
Application number: PL92294237A
Authority: PL
Inventors: Jean-Pierre Gautier; Ulysse Verbo
Original assignee: Bendix Europ Services Tech
Priority date: 1991-04-17
Filing date: 1992-04-15
Publication date: 1996-02-29
Also published as: YU39492A; RU2028234C1; BR9201572A; TR25650A; ES2056694T3; EP0509867A1; EP0509867B1; FR2675448A1; DE69200221D1; JPH05131917A; TW331797U; US5233908A; KR920019594A; DE69200221T2

Abstract

1. Pneumatyczne urzadzenie wspomagajace, zwlaszcza do hamulców pojazdów mechanicznych zawierajace obudowe, wewnatrz której umieszczony jest tlok uformowany z tylnej ru- rowej czesci podpierajacej plaszcz, przednia komore polaczona trwale ze zródlem podcisnienia i tylna komore polaczona wy- biórczo do przedniej komory albo do atmosfery przez zaworowe czlony uruchamiane przez sterowniczy drazek podpierany przez elementy nurnika na jednej z powierzchni czolowych oporowego krazka umocowanego do popychacza, zaworowe czlony posiada- jace zastawke usztywniona przez wkladke i oddzialywujaca przez czynna czesc pierwszego zaworowego gniazda uformowanego na nurniku i drugiego zaworowego gniazda uformowanego na tloku, zastawke uformowana przez elastyczna rurowa membrane, czyn- na czesc zastawki usytuowana pomiedzy dwoma koncami elasty- cznej rurowej membrany, ogranicznik okreslajacy równoczesnie spoczynkowe polozenie tloka i spoczynkowe polozenie nurnika, znam ienne tym, ze tlok (22, 14, 102) ma, posrednie tlokowe zebro (102) polaczone z plaszczem (14) tloka, ograniczajace obwodowa przestrzen (123), pierwsze (136) i drugie (140) zaworowe gniazda i zastawke (138), które sa rozmieszczone w obwodowej przestrzeni (123), i drugie zaworowe gniazdo (140) uformowane na plaszczu (14) tloka. F IG . 2 PL PL

Description

Przedmiotem wynalazku jest urządzenie wspomagające, w którym odnośne położenie spoczynkowe pierwszego i drugiego gniazda zaworowego jest dokładnie określone i w którym kanały dla powietrza pomiędzy atmosferą a tylną komorą z jednej strony i tylną komorą a przednią komorą z drugiej strony mają największy z możliwych przekrojów, bez przeszkód zdolnych wytwarzać turbulencję.

Zgodnie z wynalazkiem pneumatyczne urządzenie wspomagające, zwłaszcza do hamulców pojazdów mechanicznych zawiera obudowę, wewnątrz której umieszczony jest tłok uformowany z tylnej rurowej części podpierającej płaszcz, przednią komorę połączoną trwale ze źródłem podciśnienia i tylną komorę połączoną wybiórczo do przedniej komory

168 427 albo do atmosfery przez zaworowe człony uruchamiane przez sterowniczy drążek podpierany przez elementy nurnika na jednej z powierzchni czołowych oporowego krążka umocowanego do popychacza, zaworowe człony posiadające zastawkę usztywnioną przez wkładkę i oddziaływującą przez czynną część pierwszego zaworowego gniazda uformowanego na nurniku i drugiego zaworowego gniazda uformowanego na tłoku, zastawkę uformowaną przez elastyczną rurową membranę, czynną część zastawki usytuowaną pomiędzy dwoma końcami elastycznej rurowej membrany, ogranicznik określający równocześnie spoczynkowe położenie tłoka i spoczynkowe położenie nurnika. Urządzenie według wynalazku charakteryzuje się tym, że tłok ma pośrednie tłokowe żebro połączone z płaszczem tłoka ograniczające obwodową przestrzeń, pierwsze i drugie zaworowe gniazda i zastawkę, które są rozmieszczone w obwodowej przestrzeni, i drugie zaworowe gniazdo uformowane na płaszczu tłoka.

Korzystnie jest, gdy urządzenie ma otwory, które są wykonane w płaszczu służące do połączenia przedniej komory z obwodową przestrzenią, zaś otwory są wykonane w pośrednim żebrze i służą do połączenia tylnej komory z obwodową przestrzenią, a zastawka ma otwory pozwalające na połączenia pomiędzy przednią komorą a tylną komorą, przy czym otwory wykonane w zastawce są usytuowane w jej czynnej części pomiędzy pierwszym zaworowym gniazdem a drugim zaworowym gniazdem.

Korzystnie jest, gdy położenie nurnika, w którym współpracujące z nim przedłużenia zastawki i ogranicznik, pozostają w styczności jest położeniem spoczynkowym, a przedłużenia zastawki są usytuowane w otworach pośredniego żebra.

Inną korzyścią jest także to, że otwory są wykonane w nurniku celem usytuowania obwodowej przestrzeni w połączeniu z atmosferą oraz, że otwory wykonane w nurniku, zastawce, płaszczu i żebrze są równomiernie rozmieszczone wokół osi symetrii urządzenia wspomagającego, ich ilości' w każdym z wyżej wymienionych elementów są równe a ich środki są rozmieszczone w tej samej płaszczyźnie.

Rozwiązanie ze stanu techniki, znane z wymienionego powyżej brytyjskiego opisu patentowego nr GB-A-2 064 690 zostanie opisane i pokazane na fig. 1 rysunku, na której przedstawiony jest rzut boczny w podłużnym przekroju centralnej części urządzenia wspomagającego, natomiast przedmiot wynalazku zostanie uwidoczniony w przykładzie wykonania na fig. 2 rysunku, na której przedstawionyjest rzut boczny w podłużnym półprzekroju centralnej części pneumatycznego urządzenia wspomagającego, zwłaszcza do hamulców pojazdów mechanicznych.

Na figurze 1 przedstawiona jest centralna część hamulcowego urządzenia wspomagającego przeznaczonego do umieszczenia w znany sposób pomiędzy pedałem hamulca pojazdu a pompą główną zasilająca hydrauliczny układ hamulcowy tego pojazdu. Dotychczas, część urządzenia wspomagającego przykrywającą pompę główną nazywana jest przodem urządzenia wspomagającego, a część znajdująca się naprzeciwko pedału hamulcowego jego tyłem.

Urządzenie wspomagające z fig. 1 zawiera skorupowo ukształtowaną zewnętrzną obudowę 1θ mającą symetrię obrotową wokół osi X-X’. Na fig. 1 pokazana jest tylko tylna część centralna obudowy 10.

Elastyczna fałdująca się albo prostująca w zależności od położenia tłoka membrana 12 z elastomeru wzmocniona w części centralnej przez metalowy krążek podpierający 14, także nazywany płaszczem, dzieli wewnętrzną przestrzeń obudowy 10 na przednią komorę 16 i tylną komorę 18. Zewnętrzny obwodowy brzeg (nie pokazany) membrany 12 umocowany jest szczelnie do zewnętrznej obudowy 10. Wewnętrzny obwodowy brzeg membrany 12 jest zawinięty i umieszczony szczelnie w pierścieniowym rowku uformowanym na zewnętrznej powierzchni obwodowej wydrążonego wspomagającego tłoka 20 umieszczonego wzdłuż osi X-X' urządzenia wspomagającego. Wydrążony tłok 20 rozszerza się na końcu w formę rurowej części 22, która przechodzi przez tyljną ścianę obudowy 10 i jest w niej uszczelniona. Uszczelnienie tych przejść jest zapewnione przez wzmocnioną pierścieniową uszczelkę 24, która zamocowana jest przez pierścień 26 w rurowej centralnej części wydłużając tylną ścianę obudowy 10 do tyłu.

168 427

Ściskana sprężyna 28 włożona pomiędzy tłok 20 a przednią ścianę (nie pokazaną) zewnętrznej obudowy 10 normalnie trzyma tłok 20 i płaszcz 14 w tylnej pozycji spoczynkowej, zilustrowanej na fig. 1, w której tylna komora 18 jest przy jej minimalnej objętości a przednia komora 16 przy jej maksymalnej objętości.

Tłok 20 w centralnej części, usytuowanej pomiędzy rurową tylną częścią 22 a przednią częścią, w której zamocowane są membrana 12 i płaszcz 14 ma otwór 30, w którym umieszczony jest suwliwie nurnik 32 również posiadając symetrię obrotową wokół osiX-X’. Przedni koniec drążka sterującego 34 urządzenia wspomagającego również usytuowanyjest wzdłuż osi X-X' i jest osadzony w nurniku 32 za pomocą przegubu kulistego. Tylny koniec (nie pokazany) drążka 34, wysuwający na zewnątrz rurową część 22 tłoka 20, jest sterowany bezpośrednio przez hamulcowy pedał (nie pokazany) pojazdu.

Obwodowa przestrzeń 36 znajdująca się pomiędzy drążkiem sterowniczym 34 a częścią rurową tłoka 20 otwiera się ku zewnętrznej atmosferze przy tyle urządzenia wspomagającego, na przykład poprzez filtr powietrza. Obwodowa przestrzeń 36 łączy się w przedniej części z tylną komorą 18 przez kanał promieniowy 38 uformowany w centralnej części tłoka, po uruchomieniu elementów wspomagających sterowanych przez nurnik 32.

Przedni koniec mniejszej średnicy elastycznej tulei z elastomeru uformowany jest wokół zastawki 40, zaś tylny koniec tulei kończy się zawinięciem obrzeża osadzonym szczelnie wewnątrz rurowej części 22 tłoka 20. To zawinięcie obrzeża utrzymywane jest wewnątrz rurowej części 22 przez metalową czaszę 42, na której opiera się ściśnięta sprężyna 44 służąca do przemieszczania zastawki 40 ku przodowi.

Pierścieniowe gniazdo zaworowe 32a uformowane jest na tylnej powierzchni końcowej nurnika 32. Podobne pierścieniowe gniazdo zaworowe 20a uformowane jest na tylnej powierzchni końcowej centralnej części tłoka 20 dokoła gniazda 32a. Zależnie od pozycji nurnika 32 wewnątrz tłoka 20 tulei układ i działanie sprężyny 44 pozwalają zastawce 40 stale utrzymywać szczelność przynajmniej jednego z gniazd zaworowych 32a i 20a.

Drugi kanał 46 usytuowanyjest w centralnej części tłoka 20 w przybliżeniu równolegle z osią X-X', aby utrzymać połączenie przedniej komory 16 urządzenia wspomagającego z pierścieniową komorą 48 usytuowaną dookoła zastawki 40 wewnątrz rurowej części 22 tłoka 20. Kiedy nurnik 32 zajmuje swoje tylne położenie spoczynkowe, zilustrowane na fig. .1, w którym zastawka 40 podtrzymuje uszczelnienie na gnieździe 32a nurnika 32 i jest ustawiony z dala od gniazda 20a tłoka 20, przednia komora 16 i tylna komora 18 urządzenia wspomagającego są połączone przez kanał 46, pierścieniową komorę 48 i kanał 38.

Także w znany sposób, przynajmniej jeden ogranicznik 50 usytuowany w centralnej części tłoka 20 ustala osiowy suw nurnika 32 w drugim położeniu. Nurnik 32 jest utrzymany w tylnym położeniu spoczynkowym przez pierścieniowe ramię 33 nurnika oparte o ogranicznik 50 nazywany także przyciskiem zatrzymującym działanie, za pomocą elementów ściskających sprężynę 52 wprowadzoną pomiędzy czaszę 42 a podkładkę 54 samowspierającą się na odsądzeniu uformowanym na sterowniczym drążku 34.

W swojej centralnej części, tłok 20 ma przednią obwodową powierzchnię czołową 20b, której środkowa strefa pokrywa się z otworem 30. Ta przednia pierścieniowa powierzchnia czołowa 20b tłoka 20 działa na tylną powierzchnię czołową 56a popychacza 56 przez oporowy krążek 58 wykonany z odkształcalnego materiału, takiego jak elastomer. Popychacz 56 i oporowy krążek 58 są rozmieszczone wzdłuż osi X-X’ urządzenia wspomagającego i stanowią przedłużenie sterowniczego drążka 34 i nurnika 32. Tylna powierzchnia 56a popychacza 56 uformowana jest na płytce 58b o kształcie krążka stanowiącego tylny koniec popychacza 56. Płytka 56b i oporowy krążek 58 są przykryte kołpakiem 60 leżącym w osi X-X’ urządzenia wspomagającego i współpracującym z pierścieniowym rowkiem uformowanym na centralnej części tłoka 20 dokoła przedniej pierścieniowej powierzchni 20b końca.

Działanie tego znanego urządzenia wspomagającego jest znane i opisanejestjak niżej.

Po zamocowaniu urządzenia wspomagającego na pojeździe, przednia komora 16 połączona jest na stałe ze źródłem podciśnienia.

168 427

Ogranicznik 50 zamocowany jest bez luzu w centralnej części tłoka 20. Jałowy skok tego urządzenia wspomagającego jest ograniczony przez różnicę wymiarową pomiędzy przednią odnośną powierzchnia czołowa ogranicznika 50 stykającego sie ramieniem 33 nurnika 32 i obwodowego gniazda zaworowego 20a tłoka 20, a wymiarem pomiędzy' ramieniem 33 a obwodowym gniazdem zaworowym 32a nurnika 32.

W pierwszym etapie, efektem naciśnięcia pedału hamulcowego przez kierowcę jest wyrównanie siły napinającej sprężynę 52 bez siły napinającej sprężynę 44. Podczas tego nieznacznego przemieszczenia drążka sterowniczego 34 i nurnika 32, zastawka 40 pod działaniem sprężyny 44 nadąża za gniazdem 32a nurnika 32 do chwili, ażwejdzie w styczność z gniazdem 20a tłoka; przednia komora 16 i tylna komora 18 urządzenia wspomagającego są w ten sposób odizolowane od siebie. Suw sterowniczego drążka 34 i nurnika 32 odpowiadający pierwszej fazie uruchomienia odpowiada skokowi jałowemu urządzenia wspomagającego jak wyjaśniono wyżej. Dlatego urządzenie to jest podatne na zmiany związane z tolerancjami wykonawczymi tłoka 20 i nurnika 32.

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

Tylna komora 18, poprzednio połączona z przednią komorą 16 i będąca w tym celu pod zmniejszonym ciśnieniem, zasysa powietrze o ciśnieniu atmosferycznym przez kanał zaworowy o małym przekroju pomiędzy zastawką 40 a gniazdem 32a nurnika. Wówczas ujawnia się poważna przeszkoda w kanale powietrza. Ponadto wchodzące powietrze, na przykład, z górnej połowy fig. 1, aby przedostać się do kanału 38 będzie musiało przechodzić dokoła sterowniczego drążka 34 i nurnika 32, aby dojść do radialnego kanału 38, powoduje to turbulentny i hałaśliwy przepływ powietrza, jak również gwizdanie powstające w kanale szczelinowym pomiędzy zastawką 40 a gniazdem 32a nurnika.

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

Jest wysoce pożądane aby urządzenie wspomagające było stosowane dla zmniejszonych skoków jałowych i tam gdzie, w tym samym czasie, występuje możliwie największy przekrój poprzeczny kanału powietrza a przepływ powietrza ma możliwie najmniejszą turbulencję.

Cel ten osiągnięto za pomocą wynalazku przedstawionego w przykładzie wykonania na fig. 2, na której identyczne elementy co na fig. 1 mają takie same odnośniki liczbowe.

Z figury 2 widać, że w tym celu tłok i nurnik uległy całkowitej modyfikacji. Tłok jest złożony, ma rurową tylną część 22 i przednią część o obrotowej symetrii wokół osi Χ-Χ’, pośrednie tłokowe, usztywniające żebro 102 generalnie rzecz biorąc o kształcie zbliżonym do stożka ściętego. Płaszcz 14 umocowany jest za pomocą pasowania wtłaczanego do przedniego końca większej średnicy żebra 102. Do zewnętrznego obwodowego brzegu płaszcza 14 jest zamocowana membrana 12 za pomocą otworów 104 wykonanych blisko brzegu płaszcza 14 celem wypełniania ich materiałem membrany 12. Wewnętrzny brzeg obwodowy płaszcza 14 jest wygięty w kierunku osi Χ-Χ’ tak, aby uformować występ 106 współdziałający z występem 108 uformowanym na tulei 110 mającej przednią pierścieniową powierzchnię czołową 20b przeznaczoną do współdziałania z oporowym krążkiem 58, jak opisano w odniesieniu do fig. 1.

Otrzymane uszczelnienie pomiędzy płaszczem 14, a przednim końcem większej średnicy żebra 102 ma postać zgrubienia pierścieniowego 112 formującego przedni koniec elastycznej rurowej membrany 114, której tylny koniec tworzy zgrubienie pierścieniowe 116, utrzymujące szczelność tłoka 20 w strefie połączenia tylnej rurowej części 22 i pośredniego żebra 102, na przykład za pomocą cylindrycznej metalowej miski 117.

168 427

Pośrednia część elastycznej rurowej membrany 114 tylnej powierzchni czołowej wzmocniona jest pierścieniową wkładką 118 tak, aby ją usztywnić w płaszczyźnie prostopadłej do osi X-X’. Membrana 114 i wkładka 118 mają odpowiednie otwory 120 i 122 rozmieszczone naprzeciw siebie.

Membranowa część 114 usztywniona przez wkładkę 118 jest przemieszczana osiowo w obwodowej przestrzeni 123 i jest usytuowana pomiędzy tylną powierzchnią czołową płaszczyzny 14 a przednią powierzchnią czołową pośredniego tłokowego żebra 102, płaszcz 14 i żebro 102 zamocowane są do siebie, samo żebro 102 jest przeciągnięte ku przodowi rurowej tylnej części 22 tłoka.

Nurnik 32 ukształtowany jest z tylnej części 124 ślizgającej się w otworze 30 rurowej części 22 i przedniej części 126 ślizgającej się wewnątrz tulei 110. Przedstawione integralnie pomiędzy tyłem 124 i przodem 126 części nurnika 32 są przedłużeniem 128 rozciągając się najpierw promieniowo na zewnątrz tworząc obwodową część 130 a następnie od zewnętrznego obwodowego brzegu końca, osiowo ku przodowi w rurowej części 22 tworząc cylindryczną część 132 rozciągającą się dokoła tulei 110 i wchodzą w obwodową przestrzeń 123. Przedni koniec cylindrycznej części 132 jest rozszerzony radialnie na zewnątrz przez pierścieniową część 134, która wchodzi w obwodową przestrzeń 123 w przedniej części membrany 114 usztywnionej przez wkładkę 118 i której zewnętrzna, średnia jest nieco większa niż średnia wewnętrzna wkładki 118. Pierścieniowa część 134 posiada na jej zewnętrznym obwodowym brzegu wybrzuszenia 136 zdolne do formowania pierwszego gniazda zaworowego z membraną 114, która jest usztywniona przez wkładkę 118 i która sama stanowi zastawkę 138.

Drugie zaworowe gniazdo 140 jest uformowane przez wybrzuszenie na tylnej powierzchni czołowej płaszcza 14 ponad kołem o średnicy nieco mniejszej niż zewnętrzna średnica wkładki 118. Wybrzuszenie 140 korzystnie jest uformowane na wypukłej części tylnej powierzchni czołowej płaszcza 14 tak, że odpowiadająca wklęsła część przedniej powierzchni czołowej płaszcza 14 formuje naczynie dla ściśniętej sprężyny 28. Alternatywnie, możliwe jest zarówno dla części tylnej powierzchni czołowej płaszczy 14 jak i dla wybrzuszenia aby znalazły się ponad powyżej określonym kołem na przedniej powierzchni membrany 114 usztywnionej przez wkładkę -118.

Otwory 142 są wykonane w płaszczu 14 celem usytuowania przedniej komory 16 w połączeniu z obwodową przestrzenią 123 zlokalizowanej przed zastawką 138. Również otwory 144 są wykonane w pośrednim żebrze 102 celem usytuowania tylnej komory 18 w połączeniu z częścią obwodowej przestrzeni 123 zlokalizowanej za zastawką 138. W końcu, otwory 146 są wykonane w tylnej części 124 nurnika 32 celem usytuowania pierścieniowej przestrzeni 36 z tyłu nurnika 32, gdzie panuje atmosferyczne ciśnienie, w połączeniu z obwodową przestrzenią 123 poprzez pierścieniową przestrzeń 148 pomiędzy cylindryczną częścią 132 nurnika 32 a rurową częścią 22 tłoka.

Zastawka 138 posiada, na przykład poprzez elementy wkładki 118, wydłużenia 150 równomiernie usytuowane wzdłuż obwodu, ukierunkowane osiowo ku tyłowi, zlokalizowane przeciwległe do otworów 144 żebra 102 i wchodzące do tych otworów.

Urządzenie wspomagające posiada, w swojej rurowej centralnej części rozciągającą się ku tyłowi, tylną ścianę obudowy 10, ogranicznik 152 przyjmujący formę, w przedstawionym przykładzie, cyllndrycznej klamry, na przykład pasowaniem wtłaczanym w tę rurową centralną część tak, aby być do niej zamocowanym. Klamra 152 ma ramię 154 stanowiące zderzak z ramieniem 156 uformowanym na tłoku 20, po powrocie tłoka 20 do tylnego położenia spoczynkowego pod działaniem sprężyny 28 na płaszcz 14.

Nurnik 32 i drążek sterowniczy 34 po powrocie do ich tylnego położenia spoczynkowego pod działaniem sprężyny 158 opierającej się z jednej strony na tylnej powierzchni czołowej części płaszcza 14 stanowiącego ramię 106, a z drugiej strony, na przedniej powierzchni czołowej pierścieniowej części 130 przedłużenia 128 nurnika 32. W swoim tylnym położeniu spoczynkowym, nurnik 32, dochodzi przez elementy pierwszego gniazda zaworowego 136, naprzeciw zastawki 138, a także za pomocą wydłużeń 150 naprzeciw przedniej pierścieniowej powierzchni czołowej tulei 152. Z drugiej strony, zastawka 138 jest

168 427 pchana -ku przodowi przez podpierającą sprężynę 160 zastawki, z jednej strony, na tylnej powierzchni czołowej membrany 114 usztywnionej przez wkładkę ll8 i formującą zastawkę 138. a z drugiej strony, na przedniej powierzchni czołowej zgrubienia pierścieniowego 116 zatrzymanego w misce 117.

Zgodnie z -wynalazkiem przewidziane urządzenie wspomagające zawierające złożony tłok składający się z płaszcza 14 wyposażonego w fałdującą się i prostującą membranę 12 zamocowaną do pośredniego żebra 102, samo rozciągające się ku tyłowi przez rurową tylną część 22, tego ruchomego tłoka zdolnego do działania na popychacz 56, oporowy krążek 58 przez elementy przedniej pierścieniowej powierzchni czołowej 20b tulei 110, ostatnia także służąca jako element prowadzący dla nurnika 32.

Zaworowe człony składają się z zastawki 138, która uformowana jest na pośredniej części rurowej membrany umocowanej przy jej końcach do złożonego tłoka i która oddziaływuje na gniazdo zaworowe 136 uformowane na nurniku i gniazdo zaworowe 140 uformowane na złożonym tłoku.

Ponadto zaworowe człony są zlokalizowane przed przednim końcem nurnika 32, a bardziej dokładnie przed częścią obudowy rozciągającej się prostopadle do osi Χ-Χ'. To przynosi taką korzyść, że wynalazek może być stosowany w znanych obudowach urządzeń wspomagających bez konieczności dostarczania specjalnej konstrukcji tych ostatnich.

Działanie urządzenia wspomagającego według wynalazku polega na tym, że w stanie spoczynku, jak pokazano na fig. 2, przednia komora 16 połączona jest z tylną komorą 18 przez otwory 142, kanał zaworowy 140-138 w przestrzeni 123 i otwory 120, 122 i 144. Efektem działania sterowniczego drążka 34 jest spowodowanie przesunięcia nurnika 32 przeciwnie do działania sprężyny 158. Zastawka 138 pozostaje ułożona na gnieździe zaworowym 136 nurnika 32 pod działaniem sprężyny 160, aż do wejścia w kontakt z zaworowym gniazdem 140 ruchomej przegrody, zamykając tym samym zaworowy kanał 140-138 i odcinając przednią komorę 16 od tylnej komory 18.

Jak z powyższego widać, działanie tej fazy odpowiada skokowi jałowemu urządzenia wspomagającego. Wynikiem tego wynalazku może być ustawienie skoku jałowego na dowolną żądaną wartość, a zwłaszcza może być wykonany skok tak mały jak jest pożądany. W rzeczywistości, w położeniu spoczynkowym urządzenia wspomagającego, tłok 20jest przy tylnym zderzaku podpierany przez ramię 156 na ramieniu 154 klamry 152. Nurnik będąc naciskany ku tyłowi przez sprężynę 158 opierającą się na tylnej powierzchni czołowej płaszczyzny 14, i będąc przy tylnym zderzaku poprzez środki pierwszego zaworowego gniazda 136 na zastawce 138, jest naciskany ku przodowi przez sprężynę 160 o mniejszej sztywności niż sprężyna 158, osiowe przedłużenia 150 wkładki 118 są naciskane ku tyłowi, aż do ich tylnych krawędzi dojścia do naciskania na przednią pierścieniową powierzchnią czołową klamry 152.

Klamra 152 określa tylne położenie tłoka 20 przez ramiona 154 i 156 tak, że gniazdo zaworowe 140 uformowane na tłoku 20, i równocześnie tylne położenie nurnika 32 przez osiowe przedłużenie 150 i zastawkę 138 a w konsekwencji zaworowe gniazdo 136 zostało uformowane na nurniku 32. Jałowy skok urządzenia jest określony przez wymiar pomiędzy ramieniem 154 klamry 152 a pierścieniową przednią powierzchnią czołową klamry. Ten wymiar może być dokładnie określony pod warunkiem, że w stanie spoczynku, pierścieniowe gniazdo zaworowe 140 uformowane na tłoku 20 znajduje się w płaszczyźnie usytuowanej w bardzo małej odległości przed płaszczyzną zawierającą pierścieniowe zaworowe gniazdo 136 uformowane na nurniku 32. W ten sposób, suw sterowniczego drążka 34 i nurnika 32 konieczny do odizolowania przedniej komory 16 od tylnej komory 18, który służy do utrzymania obudowy zaworowego kanału 138-140, może skutkiem tego być zmniejszony do wartości tak niskiej jak dziesiąta część milimetra.

Korzystnym wynikiem wynalazku jest również i to, że jałowy skok jest określony przez pojedynczy wymiar jednego składnika zamiast różnicy pomiędzy wieloma wymiarami różnych składników, -w przeciwieństwie do stanu techniki. Odmiany wjałowym skoku pomiędzy jednym a drugim urządzeniem wspomagającym przypisywalne dla tolerancji wykonawczych w seriach produkcyjnych są dlatego zmniejszane do minimum.

168 427

Korzystnym skutkiem wynalazku jest również dokładne określenie odpowiedniego położenia spoczynkowego pierwszego gniazda 136 i drugiego gniazda 140 zaworowego przez pojedynczy ogranicznik, klamry 152. Nie potrzeba określać z bardzo wysoką dokładnością. położenia urządzenia wspomagającego od końca zamocowanej części obudowy 10.

Żeby nie ograniczać skutecznego suwu tłoka 20, wystarczające jest dobre ułożenie klamry 152 w urządzeniu wspomagającym tak daleko do tyłu jak to możliwe ale chroniąc tłok 20 wchodzący w położenie spoczynkowe, z jego płaszczem 14 albo z pośrednim żebrem 102 w kontakt z tylną częścią obudowy 10. W rzeczywistości, w tym przypadku klamra 152 nie mogłaby dłużej wykonywać swojej funkcji jako ogranicznik dla tłoka 20 i nurnika 32, a w konsekwencji nastawiania jałowego skoku.

W drugiej fazie działania urządzenia wspomagającego przez dalsze poruszanie się sterowniczego drążka 34 i nurnika 32, cylindryczna część 132 końca wchodzi do przestrzeni 123. Zastawka 138 następnie wchodzi aby podpierać zaworowe gniazdo 140 tłoka, podczas gdy zaworowe gniazdo 136 nurnika 32 odsuwa się od zastawki 138.

Powietrze o ciśnieniu atmosferycznym może następnie wchodzić do tylnej komory 18 przez otwory 14_r6 w c^z^^iśc^i nurnika 321, pierścieniowej przestrzeni 148 ponnędzy cylindryczną część 132 nurnika 32 a rurową częścią 22 tłoka, kanał zaworowy 136-138, otwory 120 i 122 uformowane w membranie 114 i wkładce 118, a w końcu otwory 144 w pośrednim żebrze 102. Powietrze jest wpuszczane do tylnej komory 18 poprzez zaworowy kanał 136-138 o średnicy kilka razy większej niż w znanym urządzeniu wspomagającym, które opisano w odniesieniu do fig. 1. Okazało się możliwe wytwarzanie zaworowych kanałów 136-138 o średnicy równej do pięciu razy średnicy znanego zaworowego kanału. Przekrój poprzeczny kanału przeznaczonego dla powietrza jest zwielokrotniony pięciokrotnie i dlatego przepływ powietrza w stronę tylnej komory jest także zwielokrotniony pięciokrotnie. Urządzenie wspomagające, które działa cicho, z powodu powiększonych przekrojów poprzecznego kanału pozwala na krążenie powietrza, bez hałasów zasysania i innych gwizdów. Oczywiste jest, że wartość w/w nie jest jedyna, ale została wybrana jako przykładowa.

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

To samo zjawisko zmniejszania hałasu działania urządzenia wspomagającego występuje podczas zwalniania hamulca. W rzeczywistości, kiedy przyłożona siła do sterowniczego drążka zmniejsza się, koniec cofa się i swoim ruchem napędza nurnik 32. Gniazdo zaworowe 136 nurnika 32 tym sposobem powraca w kontakt z zastawką 138, a zaworowe gniazdo 140 jeszcze jest w kontakcie z zastawką 138.

Kiedy nurnik się cofa, gniazdo zaworowe nurnika powoduje wówczas, że zastawka 138 oddala się od gniazda zaworowego 140. Powietrze znajdujące się w tylnej komorze 18 jest wówczas zasysane do przedniej komory przez otwory 144 w pośrednim żebrze 102, otwory 122 i 120 w membranie 114 i wkładce 118, zaworowy kanał 138-140 i w końcu przez otwory 142 w płaszczu 14. Powietrze przygotowane jest aby przepływać przez zaworowy kanał 138-140 o średnicy wyraźnie większej niż znane zaworowe kanały i dlatego większa powierzchnia pozwala na większy przepływ, rezultatem którego jest ciche działanie w fazie zwalniania hamulca.

Jako skutek układu zaworowych gniazd 136 nurnika i 140 tłoka i zastawki 138, przepływ płynu pomiędzy atmosferą a tylną komorą i pomiędzy tylną komorą a przednią komorą wzrasta do znacznego rozmiaru, proporcjonalnie zmniejszając odziaływanie hałasów urządzenia wspomagającego w obu fazach: hamowania i zwalniania hamulców.

Wynalazek daje możliwość dalszej większej redukcji hałasu, związanego z działaniem urządzenia wspomagającego, cechującego turbulencję powietrza krążącego w tym urządzeniu. W rzeczywistości objawia się to tym, że podczas hamowania, przephywy powietrza przez otwory 146, promieniową przestrzeń 148, zaworowy kanał 136-138 i otwory 120,122 i 144, a podczas zwalniania hamulca, przez otwory 144,122 i 120, zaworowy kanał 138-140 i otwory 142. Specjalna konstrukcja urządzenia wspomagającego zgodna z wynalazkiem daje możliwość zabezpieczenia tego, że otwory 142,120,122,144 i 146 są równej liczby i równomiernie

168 427 rozmieszczone wokół osi X-X’ i tak, że ich środki znajdują się w tej samej płaszczyźnie, jak pokazano na fig. 2. W ten sposób, masy powietrza są wprawiane w ruch, podczas działania niniejszego wynalazku, będą miały prędkość, której składowe będą zawarte tylko w jednej płaszczyźnie na przykład tej z fig. 2. Innymi słowy, przepływ powietrza w urządzeniu wspomagającym jest dokładnie symetryczny wokół osi X-X’ we wszystkich warunkach działania, i można powiedzieć, że cała turbulencja i hałasy wynikające stąd są wyeliminowane.

Zgodnie z niniejszym wynalazkiem, pneumatyczne urządzenie wspomagające zostało zaopatrzone w specjalny układ środków zaworowych pozwalających na działanie z ekstremalnie małym skokiem jałowym i cicho. Oczywiście, wynalazek nie jest ograniczony do opisanego rozwiązania w przykładzie wykonania, ale umożliwia utworzenie wielu alternatywnych odmian, które będą widoczne dla przeciętnego fachowca z tej branży. W ten sposób, na przykład, fałdująca się i rozwijająca się membrana i elastyczna rurowa membrana, na której uformowana jest zastawka może być wywarzana wjednym kawałku. Wynalazek może być również stosowany w podwójnym układzie urządzeń albo z dodatkową komorą.

168 427

FIG. I

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 90 egz. Cena 150 zł

Claims

Zastrzeżenia patentowe

1. Pneumatyczne urządzenie wspomagające, zwłaszcza do hamulców pojazdów mechanicznych zawierające obudowę, wewnątrz której umieszczony jest tłok uformowany z tylnej rurowej części podpierającej płaszcz, przednią komorę połączoną trwale ze źródłem podciśnienia i tylną komorę połączoną wybiórczo do przedniej komory albo do atmosfery przez zaworowe człony uruchamiane przez sterowniczy drążek podpierany przez elementy nurnika na jednej z powierzchni czołowych oporowego krążka umocowanego do popychacza, zaworowe człony posiadające zastawkę usztywnioną przez wkładkę i oddziaływującą przez czynną część pierwszego zaworowego gniazda uformowanego na nurniku i drugiego zaworowego gniazda uformowanego na tłoku, zastawkę uformowaną przez elastyczną rurową membranę, czynną część zastawki usytuowaną pomiędzy dwoma końcami elastycznej rurowej membrany, ogranicznik określający równocześnie spoczynkowe położenie tłoka i spoczynkowe położenie nurnika, znamienne tym, że tłok (22,14,102) ma, pośrednie tłokowe żebro (102) połączone z płaszczem (14) tłoka, ograniczające obwodową przestrzeń (123), pierwsze (136) i drugie (140) zaworowe gniazda i zastawkę (138), które są rozmieszczone w obwodowej przestrzeni (123), i drugie zaworowe gniazdo (140) uformowane na płaszczu (14) tłoka.
2. Urządzenie według zastrz. 1, znamienne tym, że ma otwory (142), które są wykonane w płaszczu (14) i służą do połączenia przedniej komory (16) z obwodową przestrzenią (123), zaś otwoiy (144), są wykonane w pośrednim żebrze (102) i służą do połączenia tylnej komory (18) z obwodową przestrzenią (123).
3. Urządzenie według zastrz. 2, znamienne tym, że zastawka (138) ma otwory (120) pozwalające na połączenie pomiędzy przednią komorą (16) a tylną komorą (18).
4. Urządzenie według zastrz. 3, znamienne tym, że otwory (120) wykonane w zastawce (138) są usytuowane w jej czynnej części pomiędzy pierwszym zaworowym gniazdem (136) a drugim zaworowym gniazdem (140).
5. Urządzenie według zastrz. 4, znamienne tym, że położenie nurnika (32), w którym współpracujące z nim przedłużenia (150) zastawki (138) i ogranicznik (152), pozostają w styczności jest położeniem spoczynkowym.
6. Urządzenie według zastrz. 5, znamienne tym, ze przedłużenia (150) zastawki (138) są usytuowane w otworach (144) pośredniego żebra (102).
7. Urządzenie według zastrz. 1, albo 2, albo 5, znamienne tym, że otwory (146) są wykonane w nurniku (32) celem usytuowania obwodowej przestrzeni (123) w połączeniu z atmosferą.
8. Urządzenie według zastrz. 7, znamienne tym, że otwory (146, 120, 142, 144) wykonane w nurniku (32), zastawce (138), płaszczu (14) i żebrze (102) są równomiernie rozmieszczone wokół osi symetrii urządzenia wspomagającego, ich ilości w każdym z ww. elementów są równe, a ich środki są rozmieszczone w tej samej płaszczyźnie.

Przedmiotem niniejszego wynalazku jest pneumatyczne urządzenie wspomagające, a ściślej urządzenie takiego typu, które jest używane do wspomagania hamulców pojazdów mechanicznych.

Znane urządzenia wspomagające tego typu zwykle zawierają tłok mający tylną część rurową i płaszcz z elementem pomocniczym fałdującym albo prostującym membranę,która

168 427 dzieli przestrzeń w obudowie na komorę przednią połączoną trwale ze źródłem podciśnienia i tylną komorę połączoną wybiórczo z komorą przednią albo z atmosferą przez zaworowe człony uruchamiane drążkiem sterowniczym podpieranego za pomocą części nurnika na jednej z powierzchni czołowych odpornego krążka zamocowanego do popychacza, zaworowe człony zawierające zastawkę, wzajemnie oddziaływujące poprzez czynną część usztywnioną przez wkładkę, na pierwsze gniazdo zaworowe na nurniku i na drugie gniazdo zaworowe uformowane na tłoku, zastawkę dopasowaną kształtem do elastycznej rurowej membrany, czynną część zastawki usytuowaną pomiędzy dwoma końcami, elastycznej rurowej membrany i ogranicznika określającego jednocześnie pozycję spo^ czynkową tłoka i nurnika. ,

Znane urządzenie wspomagające, przedstawione na przykład w brytyjskim opisie patentowym GB-A-2 064 690 ma pewne niedogodności. Budowa tego urządzenia przedstawiona jest na rysunku - fig. 1 i opisana w dalszej części opisu.

Ażeby zapobiec zbyt długiemu skokowi jałowemu drążka sterowniczego, należy zaprojektować -zaworowe .człony w taki sposób, aby wznios zastawki pomiędzy zastawką a drugim gniazdem zaworowym był możliwie jak najmniejszy. Wskutek tego, kanał doprowadzający powietrze atmosferyczne w kierunku tylnej komory podczas hamowania jak i kanał doprowadzający powietrze z tylnej komory w kierunku przedniej komory podczas zwolnienia hamulca są zmniejszone. Funkcjonowaniu tych urządzeń wspomagających towarzyszą dlatego hałasy zasysanego powietrza, które mogą stać się kłopotliwe, tym bardziej, że konstrukcja piasty tłoka, posiadająca pojedynczy kanał radialny w kierunku tylnej komory i pojedynczy kanał osiowy w kierunku przedniej komoiy, także powodują wyraźną turbulencję w ruchu powietrza.

Znane z francuskiego opisu patentowego nr FR-A-2 546 461 urządzenie wspomagające, zawiera regulowaną obudowę obejmującą zastawkę regulującą różnicę ciśnienia pomiędzy przednią i tylną komorą. Ta regulowana obudowa wytwarzana jest w dwóch częściach ślizgających się teleskopowo jedna w drugiej, przy czym pierwsza jest umocowana do fałdowanej i prostowanej membrany i nieruchoma podpora aktywnej części zastawki poprzez środki drugiego gniazda zaworowego. Aby zmniejszyć skok jałowy tego urządzenia wspomagającego, powierzchnia czołowa zastawki przeciwległa do formujących wsporników części czynnej przez elementy tulei naprzeciwko drugiej części regulowanej obudowy utrzymanej przez obudowę urządzenia wspomagającego poprzez pierścieniową uszczelkę. Takie urządzenie wspomagające, oprócz tego, że jest wysoce złożoną konstrukcją, funkcjonuje hałaśliwe.

Znane z amerykańskiego opisu patentowego nr US-A-4 598 548 rozwiązanie zawiera znane zawory umieszczone w centralnej części rurowej ukształtowanej przy tylnej części obudowy urządzenia wspomagającego. To urządzenie musi wówczas mieć specjalną konstrukcję. Ponadto, zgodnie z tym opisem, piasta tłoka ma pojedynczy radialny kanał w kierunku tylnej komory i pojedynczy osiowy kanał w kierunku przedniej komory, także powodujący wyraźne turbulencje w ruchu powietrza, szkodliwe dla czasu reagowania siłownika, przez spowolnienie powietrza, które one narzucają i wytwarzają hałasy podczas działania.

Celem niniejszego wynalazku jest konstrukcja urządzenia wspomagającego, którego skok jałowy jest możliwie najmniejszy i które funkcjonuje cicho, co jest osiągnięte w sposób prosty, pewny i ekonomiczny.