Главная страница  |  Описание сайта  |  Контакты
ПНЕВМАТИЧЕСКИЙ ТОРМОЗНОЙ УСИЛИТЕЛЬ
ПНЕВМАТИЧЕСКИЙ ТОРМОЗНОЙ УСИЛИТЕЛЬ

ПНЕВМАТИЧЕСКИЙ ТОРМОЗНОЙ УСИЛИТЕЛЬ

Патент Российской Федерации
Суть изобретения: Использование: в автомобильном транспорте, а именно к пневматических усилителях тормозных систем. Сущность изобретения: пневматический тормозной усилитель содержит корпус, внутри которого имеется поршень, состоящий из ступицы и юбки, образующий переднюю камеру, постоянно соединенную с источником вакуума, и заднюю камеру, избирательно соединяемую с передней камерой или атмосферой через клапанное средство, приводимое в действие управляющей тягой, плунжер, реагирующий диск, надежно прикрепленный к осевой тяге, и пружина возврата для управляющей тяги, расположенная между поршнем и плунжером, причем клапанное средство содержит заслонку, взаимодействующую с первым круговым седлом клапана, выполненным на прунжере, и вторым круговым седлом клапана, выполненным на поршне, а заслонка содержит гибкую мембрану, прикрепленную, с обеспечением герметичности, своей наружной боковой кромкой к поршню. 10 з.п. ф-лы, 2 ил.
Поиск по сайту

1. С помощью поисковых систем

   С помощью Google:    

2. Экспресс-поиск по номеру патента


введите номер патента (7 цифр)

3. По номеру патента и году публикации

2000000 ... 2099999   (1994-1997 гг.)

2100000 ... 2199999   (1997-2003 гг.)
Номер патента: 2105685
Класс(ы) патента: B60T13/569
Номер заявки: 95110941/28
Дата подачи заявки: 20.03.1995
Дата публикации: 27.02.1998
Заявитель(и): Алльедсиньяль Эроп Сервис Текник (FR)
Автор(ы): Жан Пьер Готье[FR]; Юлисс Вербо[FR]; Мигель Перез Ревилла[FR]
Патентообладатель(и): Алльедсиньяль Эроп Сервис Текник (FR)
Описание изобретения: Настоящее изобретение относится к пневматическому усилителю, в частности того типа, который используют для усиления торможения автомобилей.
Усилители такого типа обычно содержат корпус, внутри которого имеется поршень, состоящий из ступицы и юбки, и который образует переднюю камеру, постоянно соединенную с источником вакуума, и заднюю камеру, избирательно соединяемую с передней камерой или с атмосферой через клапанное средство, приводимое в действие тягой управления, способной оказывать нажим, посредством передней поверхности плунжера, на заднюю поверхность реагирующего диска, надежно прикрепленного к осевой тяге, и пружину возврата управляющей тяги, расположенную между поршнем и плунжером, причем клапанное средство содержит заслонку, взаимодействующую с первым круговым седлом клапана, выполненным на плунжере, и со вторым круговым седлом клапана, выполненным на поршне, а заслонка выполнена в виде гибкой мембраны, прикрепленной, с обеспечением герметичности, своей наружной боковой кромкой к поршню.
Такие усилители, как проиллюстрированный, например, в заявке на Европейский патент N EP-A-0004477, имеют несколько недостатков. Так, для того, чтобы предотвратить слишком большое холостое перемещение управляющей тяги, клапанное средство должно быть сконструировано таким, чтобы "подъем заслонки" из ее положения к первому седлу клапана был как можно меньшим. Отсюда следует, что при торможении канал, по которому атмосферный воздух может поступать в заднюю камеру, уменьшен, как и канал, по которому воздух из задней камеры может поступать в переднюю камеру при отпускании тормозов.
Одним из недостатков, вытекающих из наличия этих уменьшенных каналов, по которым проходит турбулентный поток воздуха, заключается в том, что воздух в процессе своих различных перемещений между атмосферой, задней камерой и передней камерой движется значительно медленнее, и, следовательно, усилители имеют большое время срабатывания.
Кроме того, работа этих усилителей сопровождается шумами, вызываемыми всасыванием воздуха, которые могут причинять беспокойство, в частности - потому, что конструкция ступицы поршня, имеющая единственный радиальный канал в заднюю камеру и единственный осевой канал в переднюю камеру, дополнительно вносит высокую степень турбулентности в движущийся воздух.
Другой основной недостаток известных усилителей заключается в том, что кольцевой элемент заслонки имеет общую форму усеченного конуса с внешним установочным буртиком, соединенным с опорой элемента заслонки, в трубчатой ступице узла поршня, причем активная часть элемента заслонки соединена с этим установочным буртиком посредством тонкой переборки, выступающей наружу для соединения ее с установочным буртиком. При такой компоновке элемент промежуточной переборки элемента заслонки подвергается в течение периода нормальной эксплуатации воздействию многочисленных изгибных и сжимающих напряжений, которые могут, со временем, вызывать в этом месте ослабление эластомерного материала, из которого сделан элемент заслонки.
Кроме того, в процессе эксплуатации этот элемент промежуточной переборки элемента заслонки подвергается воздействию разности давлений между атмосферой, которая постоянно преобладает в трубчатой ступице вокруг входного штока, и вакуумом, который постоянно преобладает в кольцевой камере, окружающей элемент промежуточной переборки элемента заслонки и постоянно сообщающийся с передней камерой или вакуумной камерой усилителя. Эта разность давлений, помимо того, что она вносит вклад в усталость детали промежуточной переборки, накладывает осевое усилие на активную часть элемента заслонки, которое складывается с усилием пружины клапана и которое плунжер клапана должен преодолеть в течение каждой фазы отпускания тормозов, чтобы освободить активную часть элемента заслонки из первого седла заслонки, выполненного в ступице, и восстановить сообщение между задней рабочей камерой усилителя и вакуумной камерой, что обуславливает увеличение размеров пружины возврата для входного штока, приводя, в частности, к тому, что водителю придется прикладывать большое усилие, чтобы задействовать усилитель, это усилие известно в данной области техники под названием "усилие атаки".
Подобно этому, плунжер имеет поверхность, соответствующую площади поверхности, ограниченной первым круговым седлом клапана, выполненным на плунжере, подвергающуюся воздействию той же самой разности давлений, также накладывающей осевое усилие, которое тоже должна преодолеть пружина возврата входного штока, дополнительно увеличивая усилие атаки.
В заявке на патент Франции N FR-A-2537524, соответствующей ограничительной части основного пункта формулы данного изобретения, предпринята попытка обеспечить решение проблемы этих недостатков, но конструкция по-прежнему содержит традиционное клапанное средство, заключенное в трубчатую центральную часть, выполненную в задней части корпуса усилителя, взаимодействующее с модифицированным плунжером, имеющим значительную площадь поверхности, подвергающуюся воздействию разности давлений, и, следовательно, требующую приложения значительного усилия атаки. Кроме того, согласно рассматриваемой заявке, не только корпус усилителя должен иметь специальную конструкцию, но и конструкция ступицы поршня имеет единственный радиальный канал в заднюю камеру и единственный осевой канал в переднюю камеру, также вносящие высокую степень турбулентности в движущийся воздух, которые оказывают негативное влияние на время срабатывания усилителя, замедляя движение воздуха, проходящего по ним, и которые генерируют рабочие шумы.
Таким образом, известные усилители имеют не являющиеся пренебрежимо малыми площади поверхности, постоянно подвергающиеся воздействию разности давлений, что приводит к значительным усилиям атаки и усилиям возврата Кроме того, эти усилия изменяются как функция разности давлений, преобладающих в усилителе. Отсюда следует, что один и тот же усилитель, установленный в разных автомобилях, будет иметь разные особенности и что необходимо обеспечить в процессе изготовления столько настроек усилителя, сколько моделей автомобилей будут им оснащены, что значительно затрудняет планирование производства, хранение и отправку усилителей. И именно это является причиной того, что усилитель будет иметь значительно отличающиеся особенности в соответствии с тем, будет ли оснащенный им автомобиль эксплуатироваться на уровне моря или на большой высоте.
Задача настоящего изобретения заключается, следовательно, в том, чтобы разработать усилитель, который работает тихо, у которого как можно меньшее время срабатывания, в котором клапанное средство не ставит никаких проблем по долговечности и в котором усилие атаки постоянно вне зависимости от условий эксплуатации, и в том, чтобы сделать разработку простой, надежной и экономичной, используя корпус усилителя обычной конструкции. Кроме того, скачок давления в таком усилителе тоже должен регулироваться простым способом, без снятия усилителя.
При такой задаче объектом изобретения является усилитель, в котором воздушные каналы между атмосферой и задней камерой, с одной стороны, задней камерой и передней камерой, с другой стороны, имеют наибольшее возможное поперечное сечение, не создавал препятствий, которые могут вызывать турбулентность, и в котором клапанное средство и плунжер имеют уменьшенную, насколько это возможно, и даже способную обращаться в нуль, площадь поверхности, подвергающуюся воздействию разности давлений.
В соответствии с изобретением, гибкая мембрана, образующая заслонку, прикреплена, с обеспечением герметичности, своей внутренней боковой кромкой к жесткой трубчатой детали, скользящей, с обеспечением герметичности, в задней трубчатой части поршня.
В предпочтительном варианте осуществления наружный диаметр жесткой трубчатой детали заслонки по существу равен диаметру первого кругового седла клапана, выполненного на плунжере.
Согласно столь же предпочтительным особенностям, плунжер выполнен с передней трубчатой частью, скользящей, с обеспечением герметичности, в поршне, причем наружный диаметр этой трубчатой передней части по существу равен диаметру первого кругового седла клапана, выполненного на плунжере, так что наружные диаметры трубчатой передней части плунжера и жесткой трубчатой детали заслонки по существу одинаковы.
Другие признаки, задачи и преимущества настоящего изобретения станут ясны из нижеследующего описания варианта осуществления изобретения путем приведения неограничивающего примера со ссылкой на чертежи, где изображено: на фиг.1 вид сбоку в продольном полуразрезе, отображающий заднюю центральную чаять пневматического тормозного усилителя, изготовленного согласно настоящему изобретению; на фиг. 2 вид, аналогичный фиг. 1, отображающий заднюю центральную часть пневматического тормозного усилителя в соответствии с одним из вариантов настоящего изобретения.
На фиг. 1 изображена часть тормозного усилителя, предназначенного для установки обычным способом между педалью тормоза автомобиля и главным цилиндром, управляющим гидравлическим контуром торможения этого автомобиля. Для удобства часть усилителя, обращенная к главному цилиндру, названа передней, а часть усилителя, обращенная к педали тормоза, названа задней.
Усилитель, изображенный на фиг. 1, содержит внешний корпус 10 в виде оболочки, имеющий симметрию вращения вокруг оси X-X'. На чертеже изображена только задняя центральная часть этого корпуса 10.
Внутренность пространства, ограниченного корпусом 10, разделена на переднюю камеру 16 или вакуумную камеру и заднюю камеру 18 или рабочую камеру конструкцией поршня, обозначенной как единое целое позицией 20 и взаимодействующей с гибкой неразворачиваемой мембраной, выполненной из эластомера (не показана), прикрепленной, с обеспечением герметичности, своей наружной боковой кромкой к корпусу 10 обычным способом. Поршень 20 содержит трубчатую заднюю часть 22, которая проходит через заднюю стенку корпуса 10 с обеспечением герметичности. Герметичность этого прохождения обеспечена армированным кольцевым уплотнением 24, которое закреплено кольцом 26 в трубчатой центральной части, продолжающей заднюю стенку корпуса 10 назад. Трубчатая часть 22 ограничена в направлении вперед деталью 28, имеющей в целом приближенную форму усеченного конуса и образующей промежуточную переборку поршня.
Передний торец большего диаметра переборки 28 надежно прикреплен, например посредством нагнетательного фитинга, к передней части 30 поршня, образуя, с одной стороны, дискообразную юбку 32 на наружной боковой кромке, которую фиксирует неразворачиваемая мембрана, а с другой стороны центральную ступицу 34.
Пружина сжатия 36, вставленная между поршнем 20 и передней стенкой (не показана) корпуса 10, обычно удерживает поршень 20 смещенным назад, в положении покоя, изображено на фиг.1, в котором задняя камера 18 имеет минимальный объем, а передняя камера 16 имеет максимальный объем. Центральная часть ступицы 34 поршня 20 цилиндрическая и выполнена со ступенчатым отверстием 38. В промежуточной части 40 этого отверстия, имеющей меньший диаметр, помещен с возможностью скольжения передний конец 42 плунжера 44, также имеющий симметрию вращения вокруг оси X-X' а в передней части 46 этого отверстия, имеющей больший диаметр, помещен реагирующий диск 48, выполненный из деформируемого материала, такого, как эластомер, и задний конец 50 осевой тяги 52, предназначенной для привода главного цилиндра (не показан), прикрепленного к передней стенке корпуса 10.
Передний конец управляющей тяги 54 усилителя, также расположенный вдоль оси X-X', установлен в плунжере 44 с помощью шарового шарнира. Задний конец (не показан) этой тяги 54, который выступает наружу из трубчатой части 22 поршня 20, управляется непосредственно педалью тормоза автомобиля (не показана).
Кольцевое пространство 56, заключенное между управляющей тягой 54 и трубчатой частью 22 поршня 20, открывается во внешнюю атмосферу в задней части усилителя, например через посредство воздушного фильтра.
Между юбкой 32 и передним торцом переборки 28, имеющим больший диаметр, удерживается с обеспечением герметичности буртик 58, образующий передний торец гибкой мембраны 60, имеющей общую форму усеченного конуса. Задняя внутренняя боковая кромка мембраны 60 соединена, с обеспечением герметичности, например путем склеивания, с элементом 62, имеющим симметрию вращения относительно оси X-X' и выполненным из жесткого материала.
Передняя часть 64 этого элемента 62 имеет плоскую кольцевую переднюю поверхность, перпендикулярную оси X-X' и надежно прикреплена к заднему торцу мембраны 60, придавая ей жесткость.
Задняя часть 66 жесткого элемента 62 трубчатая и скользит, с обеспечением герметичности, в задней трубчатой части 22 поршня 20 с помощью уплотнения 68.
Плунжер 44 выполнен с передней частью 42, которая описана выше, и с задней частью 70, скользящей в отверстии 38, образованном в центральной части ступицы 34 поршня 20. Задняя часть 70 плунжера 44 выполнена с продолжением 72, простирающимся сначала радиально наружу, образуя кольцевую часть 74, а затем вдоль наружной периферийной кромки последней в осевом направлении, образуя трубчатую часть 76.
Передний конец 78 трубчатой части 76 скользит, с обеспечением герметичности, внутри втулки 34 поршня 20 с помощью уплотнения 77.
Гибкая мембрана 60, объединенная с жестким трубчатым элементом 62, образует трехпутевое клапанное средство и содержит первый круговой элемент 80 заслонки, образованный упругим буртиком, расположенным на радиальном заплечике задней части 66 жесткого элемента 62, и второй круговой элемент 82 заслонки, образованный упругим буртиком, расположенным на плоской кольцевой передней поверхности передней части 64 жесткого элемента 62. Буртик 82 предпочтительно можно, как было показано, изготавливать из того же материала, что и гибкую мембрану 60. Первый элемент 80 заслонки взаимодействует с первым седлом 44a клапана, выполненным на радиальном заплечике трубчатой части 76 плунжера 44. Второй элемент 82 заслонки взаимодействует со вторым седлом 20a клапана, выполненным на плоской кольцевой поверхности, обращенной к задней части ступицы 34 поршня 20.
И наконец, пружина сжатия 84 расположена между ступицей 34 поршня 20 и кольцевой частью 74 плунжера 44 и действует как пружина возврата для управляющей тяги 54, а отверстия 86, 88 и 90 выполнены, соответственно, в поршне 20, жестком элементе 62 и переборке 28. Эти отверстия равномерно распределены вокруг оси симметрии усилителя, количества их одинаковы, а их центры расположены в одной и той же плоскости.
Отверстия будут предпочтительно выполнены в задней части 70 плунжера 44, чтобы обеспечить сообщение корпусов пружины 84 и переднего конца 78 плунжера 44 с атмосферой до уплотнения 77.
Усилитель, изображенный на фиг. 1, представлен в положении покоя, в котором поршень 20 отведен назад в заднее положение покоя пружиной 36, воздействующей на переднюю поверхность ступицы 34. Поэтому поршень упирается в буртик 82, образованный на плоской кольцевой передней поверхности передней части 64 жесткого элемента 62, который сам упирается в переднюю поверхность задней части корпуса 10. Следовательно, второй канал 20a 82 клапана между седлом 20a клапана поршня 20 и элементом 82 заслонки закрыт.
Последовательность работы усилителя, изготовленного согласно настоящему изобретению, можно легко установить, исходя из предшествующих пояснений.
Когда усилитель находится в покое, как показано на фиг. 1, передняя камера 16 сообщается с источником вакуума и изолирована от задней камеры 18 проходами клапана 20a 42 и 44a 80, которые оба закрыты, как было показано выше. Задействование управляющей тяги 54 сказывается в продвижении плунжера 44 против воздействия пружины 84. Заслонка 82 остается сплющенной на седле 20a клапана поршня 20 под действием пружины 3, тогда как седло 44a клапана начинает удаляться от заслонки 80. Поэтому воздух под атмосферным давлением сразу же допускается в заднюю камеру через кольцевое пространство 56, кольцевое пространство 92 между трубчатой частью 76 плунжера 44 и трубчатой частью 22 поршня, проход 44a 80 клапана, отверстия 88, выполненные в жестком элементе 62, и, наконец, через отверстия 90 в промежуточной переборке 28.
Поэтому можно ясно увидеть, что, в соответствии с задачей изобретения, получен усилитель, холостой ход которого уменьшен, насколько это возможно, поскольку именно холостой ход предлагаемого усилителя является тем параметром, который, ввиду упругости первого элемента 80 заслонки, необходимо выдерживать для гарантии герметичности этого элемента, но который можно считать пренебрежимо малым.
Можно также заметить, что, благодаря данному изобретению, воздух допускается в заднюю камеру 18 через проход 44a-80 клапана, который имеет диаметр в несколько раз больше, чем в обычном усилителе. Таким образом можно получать каналы клапана с диаметром в пять раз больше диаметра обычного канала клапана.
В данном примере отсюда следует, что поперечное сечение канала, по которому может проходить воздух, тоже увеличивается в пять раз. Поэтому и в самом деле получен усилитель, который работает тихо, поскольку такое увеличенное поперечное сечение позволяет воздуху циркулировать, не издавал шумов всасывания и иных свистящих звуков. Можно уточнить, что значение "пять" здесь не критично, а выбрано лишь для примера.
Любой другой коэффициент увеличения прохода клапана может быть выбран в зависимости от желаемого результата.
На этой стадии работы усилителя создается скачок давления усилителя, воздух допускается в заднюю камеру усилителя, создавая разность давлений между двумя поверхностями поршня, создавая повышающее усилие, которое имеет тенденцию перемещать поршень 20 вперед, причем это усилие передается осевой тяге 52 через заплечик, образованный между двумя частями 40 и 46 ступенчатого отверстия 38, воздействующий на реагирующий диск 48. 8 результате этого происходит резкий рост усилия, оказываемого осевой тягой 52, до тех пор, пока реагирующий диск не будет деформирован настолько, что сможет заполнить пространство, которое сначала отделяет его заднюю поверхность от передней поверхности плунжера 44.
Величина скачка давления усилителя задается, таким образом, осевым расстоянием в положении покоя между передней поверхностью плунжера 44 и задней поверхностью реагирующего диска 48. Посредством специальной конструкции усилителя согласно настоящему изобретению эту величину можно легко отрегулировать до получения желаемого значения сразу же после сборки усилителя. В самом деле, плунжер 44 сделан из двух частей, ввинченных одна в другую с помощью резьбы 94 между задней частью 70 плунжера 44 и кольцевой частью 74, надежно прикрепленной к трубчатой части 76 плунжера 44.
Легко понять, что сразу после полной сборки усилителя, как показано на фиг. 1, относительное вращение задней части 70 и кольцевой части 74, например путем удержания одной из этих частей неподвижной при вращении второй вокруг оси X-X' с помощью соответствующего приспособления, преобразуется в поступательное движение передней части 42 относительно трубчатой части 76. Поскольку плунжер находится в покое, опираясь на заслонку 80, выполненную на жестком элементе 62, на который также начинает опираться поршень 20, то относительное вращение задней части 70 и кольцевой части 74, следовательно, заставляет изменяться расстояние между передней поверхностью плунжера 44 и задней поверхностью реагирующего диска 48.
Следовательно, величину скачка давлений усилителя в соответствии с настоящим изобретением можно регулировать снаружи, просто, любым подходящим способом, применимым к полностью собранному усилителю. Например, усилие, соответствующее скачку давлений в усилителе, можно прикладывать к осевой тяге 52, что вызывает деформацию реагирующего диска 48.
Поэтому будет достаточно ввинтить заднюю часть 70 плунжера в трубчатую часть 76, чтобы заставить переднюю поверхность плунжера 44 продвигаться до тех пор, пока она не войдет в контакт с деформированной частью задней поверхности реагирующего диска 48, в контакт, который можно выявить любыми средствами, например с помощью датчика деформации, установленного на управляющей тяге 54. Затем, снижая усилие, оказываемое на осевую тягу 52, можно будет получить усилитель, настроенный на желаемый скачок давлений. Можно также изготовить усилитель таким, что он будет приводиться в действие посредством его управляющей тяги 54. Датчики усилия на управляющей тяге 54 и осевой тяге 52 дадут возможность отслеживать эпюру выходного усилия в зависимости от входного усилия, и, следовательно, регулировать скачок давления усилителя до желаемой величины.
В соответствии с другой задачей изобретения, был действительно получен усилитель, значение скачка которого можно регулировать до достижения любой желаемой величины, и делать это снаружи усилителя, а значит без необходимости снятия его. Этот усилитель имеет максимально сниженный холостой ход и работает без шума.
В конце фазы привода, которая описана выше, воздух под атмосферным давлением оказывается в задней камере 18, а разность давлений приложена по всей поверхности юбки 32, за исключением кольцевой поверхности S, лежащей между окружностью, ограниченной кольцеобразной деталью 65, и окружностью, соответствующей контакту буртика 82 на седле 20a поршня 20, причем эта разность давлений приложена к этой поверхности S гибкой мембраны 60 жесткого элемента 62, образующих узел заслонки.
При надлежащем выборе величины площади этой поверхности, а также жесткости пружины 84, узел поршня 20 заслонки 60, 62 будет двигаться под воздействием этой разности давлений, создавал усилие такого усилителя.
Следовательно, можно отметить, что за счет конкретной конструкции усилителя согласно настоящему изобретению заслонка 60, 62 подвергается воздействию только одного усилия, направленного вперед и созданного разностью давлений, преобладающих в передней камере 16 и задней камере 18 усилителя, которая приложена к кольцевой поверхности мембраны 60 и жесткого элемента 62, расположенной вне окружности, ограниченной вторым буртиком 82, взаимодействующим со вторым седлом 20a клапана, выполненным на поршне 20.
Если желательна гарантия того, что проход 20a-82 клапана закрыт, можно добавить механическое усилие к упомянутому выше пневматическому усилию. Такое механическое усилие может быть создано пружиной, расположенной на поршне 20 и отжимающей заслонку 60, 62 вперед. Например, можно использовать тарельчатую пружину или рифленую шайбу между уплотнением 68 и задней поверхностью 96 радиального заплечика задней части 66 жесткого элемента 62, на передней поверхности которого выполнен буртик 80, около радиальной внутренней кромки отверстия 90 и/или между промежуточной переборкой 28 и передней частью 64 жесткого элемента 62, около радиальной внутренней кромки отверстия 90, как показано пунктирными линиями на фиг. 1.
Движение поршня 20 и заслонки 60, 62 как единого целого также дает эффект отвода буртика 80, несомого жестким элементом 62, назад к седлу 44a клапана плунжера 44, а следовательно, и закрытия канала 44a-80 клапана. Любое последующее увеличение усилия, прикладываемого водителем к управляющей тяге 54, заставит канал 44a-80 клапана повторно открыться, чтобы пропустить дополнительное количество воздуха под атмосферным давлением в заднюю камеру 18, что будет иметь эффект увеличения повышающего усилия, прикладываемого к осевой тяге 52, и увеличения реакции педали, прикладываемой через посредство диска 48 к плунжеру 44, а затем приведет к контакту их друг с другом.
Когда водитель автомобиля хочет уменьшить или прекратить оказываемое им тормозящее действие, он уменьшает свой нажим на педаль тормоза. После этого управляющая тяга 54 возвращается в исходное положение, и ее перемещение приводит в движение плунжер 44, который в результате этого начинает упираться своей поверхностью 44a в буртик 80, приводя в движение (именно так!) вместе с ним заслонку 60, 62. Затем это движение прерывает контакт между буртиком 82, несомым заслонкой 60, 62, и поверхностью 20a поршня 20, открывая таким образом канал 20a-82 клапана.
Воздух, содержащийся в задней камере 18, после этого засасывается в переднюю камеру 16 через отверстия 90 и 88 и канал 20a-82 клапана. Чтобы обеспечить быструю балансировку давления (в этом случае балансировку вакуума) между двумя камерами 16 и 18, причем канал клапана может быть открыт на довольно значительную величину, которая ограничена только расстоянием L между переборкой 28a частью заслонки 60, 62, расположенной перед ней.
Отсюда можно увидеть, что и здесь воздух заставляют протекать через канал 20a, 82 клапана, имеющий диаметр, который значительно больше, чем у обычных проходов клапанов, обеспечивая с помощью значительного поперечного сечения прохода соответствующее увеличение скорости потока, отчего в фазе отпускания тормозов имеет место сниженное время срабатывания.
И наконец, следует понять, что конкретная конструкция усилителя согласно настоящему изобретению делает возможным решение одной из поставленных задач.
В самом деле, во всех положениях усилителя, а именно положениях покоя, торможения или отпускания тормозов, заслонка 60, 62 подвергается своей жесткой деталью, воздействию разности давлений, прикладываемой к ее поверхности, лежащей между буртиком 80 и уплотнением 68, причем ее наружная поверхность подвергается воздействию давления, преобладающего в задней камере 18, а ее внутренняя поверхность подвергается воздействию атмосферного давления.
Точно также, во всех положениях плунжер 44 подвергается воздействию разности давлений, прикладываемой к его поверхности, лежащей между буртиком 80 и уплотнением 77, причем его наружная поверхность подвергается воздействию давления, преобладающего в задней камере 18, а его внутренняя поверхность подвергается воздействию атмосферного давления.
Следовательно, можно понять, что если жесткая трубчатая деталь 62 заслонки 60, 62 имеет заданный диаметр, равный или по существу равный диаметру буртика 80, взаимодействующего с первым седлом 44a клапана, выполненным на плунжере 44, то заслонка 60, 62 не будет подвергаться никакому усилию, созданному разностью давлений. Точно также, если задать диаметр трубчатой части 78 плунжера 44 равным или по существу равным диаметру буртика 80, взаимодействующего с первым седлом 44a клапана, выполненным на плунжере 44, то последний не будет подвергаться никакому усилию, созданному разностью давлений.
Отсюда вытекает очень существенный признак усилителя согласно настоящему изобретению, а именно то, что безотносительно величин давления, преобладающего в задней камере 18, и атмосферного давления, последнее не будет создавать разность давлений ни на заслонке, ни на поршне, когда упомянутые диаметры равны. В этом случае усилие, прикладываемое к плунжеру для привода усилителя в действие, равно усилию, которое прикладывается к нему в фазе отпускания тормозов. Таким образом, получен усилитель, в котором, согласно терминологии, известной специалистам в данной области техники, усилие атаки равно усилию возврата.
Именно этот признак делает возможным очень значительное уменьшение предварительной нагрузки на пружину 84. В самом деле, как разъяснено во введении, присутствие кольцевой тюльпанообразной заслонки в обычных усилителях обуславливает наличие "подвергаемой всасыванию" поверхности, которая значительно больше в фазе покоя, чем та, которая существует в фазе отпускания тормозов. Вот почему предварительное сжатие пружины возврата входного штока должно быть значительным, и вот почему усилие атаки значительно больше усилия возврата. С помощью предлагаемого изобретения теперь можно получить усилитель, в котором предварительное сжатие пружины 84 можно уменьшить со всеми вытекающими из этого благоприятными последствиями для усилия атаки.
Другое преимущество бесшумной специальной конструкции предлагаемого усилителя тоже нужно отметить. В самом деле, можно заметить, что пружина 84 представляет собой пружину возврата для управляющей тяги 54. Кроме того, поскольку она расположена между плунжером 44 и поршнем 20, она действует как пружина заслонки.
Следовательно, можно заметить, что предлагаемое изобретение дает возможность уменьшить количество элементов, необходимых для работы усилителя. В результате, последний (усилитель) будет значительно проще в сборке, а значит значительно дешевле и надежнее.
Следует также представлять, что если задать наружный диаметр трубчатой передней части 78 плунжера 44 большим или меньшим, чем диаметр буртика 80, взаимодействующего с первым седлом 44a клапана плунжера 44, то можно соответственно увеличить или уменьшить усилие атаки, и что, точно так же, если задать величину наружного диаметра жесткой трубчатой детали 62 заслонки 60, 62, которая больше или меньше диаметра буртика 80, взаимодействующего с первым седлом 44a клапана плунжера 44, то точно так же можно соответственно уменьшить или увеличить усилие возврата.
Усилие атаки, необходимое для привода в действие усилителя, можно, таким образом, просто установить путем предварительного нагружения (сжатия) пружины 84, когда она находится в покое. Отсюда следует, что это усилие атаки можно сделать настолько малым, насколько это желательно. Именно таким образом обеспечена возможность создания усилителей, способных давать усилие атаки менее 1 кг, тогда как усилитель обычной конструкции отличается усилием атаки, которое всегда больше 5 кг.
Таким образом, можно, с помощью предлагаемого изобретения, получить усилитель, усилие атаки которого можно отрегулировать до получения любой желаемой величины, какой бы малой она ни была. Например, как показано на чертеже, можно представить себе, как получить плунжер 44 из трех частей, передней части 42 и трубчатой части 76, которые уже описаны, и кольцевой части 74, на которую оперта пружина возврата 84. Эти три части ввинчены одна в другую посредством резьбы с одинаковым шагом.
Таким образом, сразу же после полной сборки усилителя и отладки скачка давления в усилителе до желаемой величины, как разъяснено выше, придавая вращение задней части 70 плунжера 44, надежно прикрепленной к передней части 42, относительно трубчатой части 76, достаточно придать вращение кольцевой части 74 относительно задней части 70 и трубчатой части 76, поддерживаемых неподвижными друг относительно друга, чтобы таким образом сжать пружину 84 в большей или меньшей степени и тем самым регулировать усилие атаки до получения любого желаемого значения.
На фиг. 2 представлена задняя центральная часть усилителя, изготовленного согласно одному из вариантов воплощения конструкции, которая только что была описана. На фиг. 2 элементы, которые идентичны или аналогичны тем, которые изображены на фиг. 1, обозначены теми же позициями с добавлением, если это необходимо, индекса "прим".
На фиг. 2 показано, что передний торец промежуточной переборки 28 поршня прижат к и надет на переднюю часть 30 поршня с помощью упругих ушек 29, несущих буртик, взаимодействующий с периферийной канавкой 31, выполненной на поршне 20. Передняя часть 30 поршня включает и другую периферийную канавку 33, в которой находятся внутренняя боковая кромка юбки 32 и внутренний буртик 35 гибкой эластомерной мембраны, который предпочтительно удерживает ушки 29 в канавке 31.
Промежуточная переборка 28 поршня, таким образом, взаимодействует с задней поверхностью передней части 30 поршня 20 чтобы поддерживать, с соблюдением герметичности, буртик 58 гибкой мембраны 60, задняя внутренняя боковая кромка которой прикреплена, с обеспечением герметичности, к жесткому элементу 62.
Передняя часть 64 элемента 62 имеет плоскую кольцевую переднюю поверхность 63, которая в состоянии покоя упирается в плоскую кольцевую поверхность 65 передней части 30 поршня.
Задняя часть 70 плунжера 44, скользящая в отверстии 38 поршня 20, выполнена с продолжением 72, которое выполнено как единое целое с трубчатой частью 76, простираясь вдоль оси вперед, и на котором выполнена кольцевая часть 74'.
Передний конец 78 трубчатой части 76 скользит, с обеспечением герметичности, вокруг ступицы 34 поршня 20 с помощью уплотнения 77'.
В трубчатой части 22 поршня установлена с возможностью скольжения втулка 81. Она имеет передний конец 83, который в состоянии покоя упирается в задний конец элемента 62 под действием пружины сжатия 85, которая удерживается между радиальным заплечиком 87 втулки 81 и тарелкой 89, опирающейся на заплечик 92, выполненный на заднем конце трубчатой части 76.
Работа усилителя, изготовленного в соответствии с этим вариантом, в основном соответствует описанию, приведенному выше со ссылками на фиг. 1, и поэтому не будет повторно рассматриваться в подробностях. Пружина 85 предварительно сжата в состоянии покоя и имеет жесткость, которая значительно меньше жесткости пружины 84, а ее функция заключается в том, чтобы гарантировать закрытие канала 20a-82 клапана во время фазы привода в действие усилителя. Поэтому пружина 85 не имеет существенного влияния на работу усилителя, как описано выше.
Холостой ход усилителя, изображенного на фиг. 2, тоже мал настолько, насколько это возможно, потому что и здесь он соответствует просто деформации первого элемента 80 заслонки.
Скачок усилителя, изображенного на фиг. 2 также можно очень легко отрегулировать снаружи после полной сборки усилителя. В самом деле, с помощью соответствующего инструмента можно зафиксировать трубчатую часть 76, вращая ее посредством буртика 91. После этого можно, с помощью другого инструмента, повернуть заднее продолжение 72 плунжера 44, чтобы увеличить или уменьшить расстояние, в состоянии покоя, между передней поверхностью передней части 42 плунжера 44 и задней поверхностью реагирующего диска 48, и таким образом увеличить или уменьшить, соответственно, величину скачка усилителя.
Установка уплотнения 77' в соответствии с вариантом, изображенным на фиг. 2, внутри трубчатой передней части 78 плунжера 44, дает возможность значительно уменьшить относительно варианта осуществления, изображенного на фиг. 1 площадь поверхности плунжера, которая подвергается воздействию атмосферного давления, а значит соответственно уменьшить усилие атаки усилителя.
Следовательно, можно ясно увидеть, что в соответствии с настоящим изобретением получен пневматический усилитель, в котором конкретные компоновки седла клапана, выполненные на плунжере, имеющем трубчатую часть, скользящую, с обеспечением герметичности, в поршне, а также конкретные компоновки элемента заслонки, выполненного на жесткой детали, скользящей, с обеспечением герметичности, в поршне, дают усилителю возможность работать тихо, с очень малым временем срабатывания, уменьшенным усилием атаки и при очень высокой надежности клапанного средства. Конечно, изобретение не ограничивается вариантом осуществления, который был описан посредством примера, а может быть представлено во многочисленных вариантах, которые очевидны для специалиста в данной области техники.
Таким образом, например, изобретение можно было бы применить к усилителям, соединенным последовательно или имеющим дополнительную камеру. В этом случае трубчатая часть 76 и кольцевая часть 74, 74' плунжера тоже можно было бы изготавливать в виде одного элемента, а осевые отверстия можно было бы сделать в кольцевой части, причем в эти отверстия могли бы проникать пальцы элемента, скользящего на задней части 70 плунжера, и эти пальцы опирались бы на пружину 84. Гайка, навинченная на заднюю часть 70 или на продолжение этой части, будет заставлять элемент, оснащенный пальцами, выдвигаться или перемещаться назад и будет таким образом оказывать нажим на пружину 84, когда она находится в покое, а значит будет вызывать уменьшение усилия атаки усилителя.
Формула изобретения: 1. Пневматический тормозной усилитель, содержащий корпус, внутри которого имеется поршень, состоящий из ступицы и юбки, и который образует переднюю камеру, постоянно соединенную с источником вакуума, и заднюю камеру, избирательно соединяемую с передней камерой или с атмосферой через клапанное средство, приводимое в действие тягой управления, способной оказывать нажим, посредством передней поверхности плунжера, на заднюю поверхность реагирующего диска, надежно прикрепленного к осевой тяге, и пружину возврата для управляющей тяги, расположенную между поршнем и плунжером, причем клапанное средство содержит заслонку, взаимодействующую с первым круговым седлом клапана, выполненным на плунжере, и вторым круговым седлом клапана, выполненным на поршне, а заслонка содержит гибкую мембрану, прикрепленную, с обеспечением герметичности, своей наружной боковой кромкой к поршню, отличающийся тем, что гибкая мембрана соединена, с обеспечением герметичности, своей внутренней боковой кромкой с жесткой трубчатой деталью, скользящей, с обеспечением герметичности, в задней трубчатой части поршня.
2. Усилитель по п. 1, отличающийся тем, что наружный диаметр жесткой трубчатой детали заслонки, по существу равен диаметру первого элемента заслонки, взаимодействующего с первым седлом клапана, выполненным на плунжере.
3. Усилитель по п.1, отличающийся тем, что плунжер выполнен с передней трубчатой частью, взаимодействующей посредством скольжения с обеспечением герметичности с поршнем.
4. Усилитель по п. 3, отличающийся тем, что трубчатая передняя часть плунжера выполнена с возможностью скольжения с обеспечением герметичности в поршне, причем наружный диметр трубчатой передней части плунжера по существу равен диаметру первого элемента заслонки, взаимодействующего с первым седлом клапана, выполненным на плунжере.
5. Усилитель по п.2 или 4, отличающийся тем, что наружным диаметр трубчатой передней части плунжера по существу равен наружному диаметру жесткой трубчатой детали заслонки.
6. Усилитель по п. 3, отличающийся тем, что трубчатая передняя часть плунжера выполнена с возможностью скольжения с обеспечением герметичности вокруг ступицы поршня, а внутренний диаметр трубчатой передней части плунжера по существу равен диаметру первого элемента заслонки, взаимодействующего с первым круговым седлом клапана, выполненным на плунжере.
7. Усилитель по п. 2 или 6, отличающийся тем, что внутренний диаметр трубчатой передней части плунжера по существу равен наружному диаметру жесткой трубчатой детали заслонки.
8. Усилитель по п. 1, отличающийся тем, что плунжер содержит переднюю часть, на которой образована передняя поверхность плунжера, взаимодействующая с задней поверхностью реагирующего диска, и трубчатую переднюю часть, на которой выполнено первое круговое седло клапана, причем передняя часть и трубчатая часть плунжера выполнены с возможностью перемещения в осевом направлении друг относительно друга.
9. Усилитель по п.8, отличающийся тем, что плунжер содержит кольцевую часть, на которую опирается пружина возврата для управляющей тяги, причем эта кольцевая часть выполнена с возможностью перемещения в осевом направлении относительно передней части.
10. Усилитель по п.9, отличающийся тем, что кольцевая часть также выполнена с возможностью перемещения относительно трубчатой части плунжера.
11. Усилитель по п.1, отличающийся тем, что заслонка подвергается воздействию только одного усилия, направленного вперед и созданного разностью давлений, преобладающих в передней и задней камерах усилителя и приложенных к поверхности, лежащей между наружной боковой кромкой мембраны и деталью, взаимодействующей со вторым седлом клапана, выполненным на поршне.