ВСТРОЕННАЯ ГИДРОАККУМУЛИРУЮЩАЯ УСТАНОВКА
BUILT-IN HYDRAULIC ACCUMULATOR

Изобретение относится к гидроаккумулирующей установке для гидравлического тормоза.
Гидравлические аккумуляторы, являющиеся, например, частью гидравлического тормоза для обеспечения необходимой при торможении характеристики между поглощенным объемом гидравлической жидкости и создаваемым аккумулятором давлением, нуждаются, как правило, в пружинящих элементах. По этой причине гидравлические аккумуляторы используются с газовыми или спиральными пружинами. Газовые пружины используются, когда следует избежать чересчур большого собственного веса гидравлического аккумулятора, поскольку газовые пружины существенно легче и компактнее механических пружин. Однако недостатком газовых пружин по сравнению с механическими пружинами является сильная зависимость характеристики газовых пружин от температуры. Так, например, при снижении температуры давление газа в газовой пружине падает. По этой причине на железнодорожном транспорте используются почти исключительно спиральные пружины. Однако спиральные пружины имеют тот недостаток, что они требуют большого монтажного пространства, которое, в частности, у рельсовых транспортных средств зачастую отсутствует.
Задачей изобретения является создание компактного и легкого гидроаккумулирующего устройства.
Изобретение решает эту задачу с помощью гидроаккумулирующего устройства для гидравлического тормоза с аккумулирующей камерой высокого давления, аккумулирующей камерой среднего давления и аккумулирующей камерой атмосферного давления, причем аккумулирующая камера высокого давления, аккумулирующая камера среднего давления и аккумулирующая камера атмосферного давления установлены в общем корпусе, ограничивающем вместе с поршнем высокого давления, перемещающимся в корпусе, аккумулирующую камеру высокого давления, а вместе с поршнем среднего давления, перемещающимся в корпусе, аккумулирующую камеру среднего давления, причем пружина высокого давления, установленная в корпусе, за пределами аккумулирующей камеры высокого давления опирается на поршень высокого давления, а пружина среднего давления, установленная в корпусе, за пределами аккумулирующей камеры среднего давления опирается на поршень среднего давления.
Согласно изобретению три разных аккумулирующих устройства установлены в общем корпусе, охватывающем все аккумулирующие камеры. При этом наряду с аккумулирующей камерой атмосферного давления, содержащей необходимый запас гидравлической жидкости, предусмотрена аккумулирующая камера среднего давления. Аккумулирующая камера среднего давления необходима для предотвращения поступления воздуха в гидравлическую систему. Аккумулирующее устройство среднего давления устанавливает предварительное напряжение сжатия на незначительное избыточное давление относительно атмосферного давления. Это незначительное избыточное давление здесь называется средним давлением. Кроме того, в случае гидравлического тормоза, например, для аккумулирования энергии, полученной в процессе торможения, для последующего рабочего цикла тормоза, используется аккумулирующее устройство высокого давления. По этим причинам наряду с аккумулирующим устройством атмосферного давления, которое может называться также резервуаром, одновременно используются также аккумулирующее устройство высокого давления и аккумулирующее устройство среднего давления.
Кроме того, гидроаккумулирующее устройство согласно изобретению состоит также из корпуса и двух поршней, причем поршни ограничивают соответственно аккумулирующую камеру высокого давления и аккумулирующую камеру среднего давления. Оба поршня находятся под действием пружин. Поэтому в рамках изобретения предусмотрены две пружины, опирающиеся на соответствующие поршни. Поскольку используются разные пружины сжатия, поршни испытывают разное предварительное напряжение, так что вследствие их подвижности гидравлические жидкости в аккумулирующей камере высокого давления и в аккумулирующей камере среднего давления находятся под разными давлениями. При этом, само собой разумеется, необходимо, чтобы поршни оказывали уплотняющее действие на внутреннюю стенку корпуса, так чтобы никакая гидравлическая жидкость не могла вытекать из соответствующей аккумулирующей камеры. Для этого предусмотрены целесообразные уплотнительные элементы, как, например, пружинящие поршневые кольца и т.п.
Согласно изобретению для трех гидроаккумулирующих камер необходим только один корпус. Кроме того, гидроаккумулирующее устройство является также компактным и легко встраивается.
Целесообразным образом корпус выполнен в виде полого цилиндра, причем аккумулирующая камера высокого давления и аккумулирующая камера среднего давления выполнены на противоположных друг другу сторонах корпуса в виде полого цилиндра. При выполнении корпуса в виде полого цилиндра поршни, выполняемые, как правило, дополняющими по форме участки корпуса, также выполняются цилиндрическими. Другими словами, в рамках изобретения используются цилиндрические поршни, общепринятые на рынке, благодаря чему затраты на гидроаккумулирующее устройство снижаются.
Целесообразным образом пружина среднего давления и пружина высокого давления выполнены в виде спиральных пружин, причем пружина среднего давления располагается внутри пружины высокого давления, или пружина высокого давления располагается внутри пружины среднего давления. Согласно этому предпочтительному усовершенствованному варианту спиральные пружины располагаются одна в другой и поэтому в одном и том же монтажном пространстве. Тем самым гидроаккумулирующее устройство является еще более компактным.
Целесообразным образом пружина высокого давления со своей стороны, противоположной поршню высокого давления, опирается на корпус, причем пружина среднего давления со своей стороны, противоположной поршню среднего давления, опирается на поршень высокого давления. Согласно этому предпочтительному усовершенствованному варианту выполнения сила сжатия пружины среднего давления используется также для аккумулирующей камеры высокого давления. Вследствие, как правило, незначительного объема гидравлической жидкости в аккумулирующем устройстве высокого давления даже при полном опорожнении аккумулирующего устройства высокого давления дело доходит до сравнительного незначительного смещения поршня высокого давления, так что давление в аккумулирующей камере среднего давления при перемещении поршня высокого давления изменяется лишь незначительно. Эти незначительные изменения давления в случае гидравлического тормоза являются приемлемыми.
Целесообразным образом упорные ограничения предусмотрены для ограничения перемещения поршня высокого давления и/или поршня среднего давления. Упоры целесообразным образом выбраны с таким расчетом, чтобы соответствующему аккумулирующему устройству предоставлялся достаточный объем.
Согласно соответствующему усовершенствованному варианту поршень среднего давления со своей стороны, противоположной аккумулирующей камере среднего давления, ограничивает аккумулирующую камеру атмосферного давления. Согласно этому предпочтительному усовершенствованному варианту выполнения аккумулирующее устройство среднего давления может получать гидравлическую жидкость из аккумулирующей камеры среднего давления, о чем позднее еще будет сказано более подробно.
Целесообразным образом поршень среднего давления перемещается в корпусе в продольном направлении, причем предусмотрены два упора, ограничивающие продольное перемещение поршня среднего давления в одном соответствующем направлении.
Целесообразным образом поршень среднего давления содержит два клапана, взаимодействующие с соответствующим упором и при контакте поршня среднего давления с соответствующим упором соединяющие аккумулирующую камеру атмосферного давления или внешний вывод корпуса с аккумулирующей камерой среднего давления.
Другие преимущества и варианты выполнения изобретения являются предметом нижеследующего описания примера выполнения изобретения со ссылкой на фиг.1, на которой изображен вид сбоку примера выполнения гидроаккумулирующего устройства с частичным разрезом.
На фигуре изображен вид примера выполнения гидроаккумулирующего устройства 1 согласно изобретению с частичным разрезом. Гидроаккумулирующее устройство 1 имеет корпус 2 в виде полого цилиндра, в котором предусмотрены аккумулирующая камера 3 высокого давления, аккумулирующая камера 4 среднего давления, а также аккумулирующая камера 5 атмосферного давления. Аккумулирующая камера 3 высокого давления, во-первых, ограничена корпусом 2, а также поршнем 6 высокого давления, установленным в корпусе 2 уплотняющим образом и с возможностью перемещения, так что утечка гидравлической жидкости, которой заполнено аккумулирующее устройство 3 высокого давления, несмотря на свободу перемещения, исключена. Корпус 2 и поршень 7 среднего давления соответствующим образом ограничивают аккумулирующую камеру 4 среднего давления. Аккумулирующая камера 5 атмосферного давления также ограничена корпусом 2 и поршнем 7 среднего давления. Другими словами, поршень 7 среднего давления отделяет аккумулирующую камеру 5 атмосферного давления от аккумулирующей камеры 4 среднего давления. Для дыхания резервуара в корпусе 2 предусмотрены проходные клапаны 8 и 9, проходящие через боковую стенку корпуса 2 и обеспечивающие выравнивание давления с внешней атмосферой. Кроме того, аккумулирующая камера 5 сообщается с впускным патрубком 10, оснащенным обратным клапаном 11.
Аккумулирующая камера 3 высокого давления, а также аккумулирующая камера 4 среднего давления также оснащены соответствующим внешним выводом 12. Для создания желательного гидравлического давления предусмотрена пружина 13 высокого давления, или пружина 14 среднего давления, причем пружина 13 высокого давления с одной стороны опирается на поршень 6 высокого давления, а со своей стороны, противоположной поршню 6 высокого давления, на корпус 2. Пружина 14 среднего давления с одной стороны опирается на поршень 7 среднего давления, а с другой стороны, т.е. со своей стороны, противоположной поршню 7 высокого давления, на поршень 6 высокого давления. При этом как пружина 13 высокого давления, так и пружина 14 среднего давления выполнены в виде винтовых пружин или, другими словами, спиральных пружин, заходящих одна в другую. В показанном примере выполнения пружина 14 среднего давления располагается внутри пружины 13 высокого давления. При этом пружина 13 высокого давления и пружина 14 среднего давления проходят через аккумулирующее устройство 5 атмосферного давления гидроаккумулирующего устройства. Таким образом, создано компактное аккумулирующее устройство, в частности, целесообразное для гидравлического тормоза в рельсовых транспортных средствах. Кроме того, гидравлическое устройство является легким.
Объем аккумулирующей камеры 3 высокого давления по сравнению с остальными аккумулирующими устройствами незначителен, так что при полном опорожнении аккумулирующей камеры 3 высокого давления положение поршня 6 высокого давления изменяется лишь незначительно. Поэтому чрезмерные колебания давления в аккумулирующем устройстве 4 среднего давления исключены.
Как поршень 6 высокого давления, так и поршень 7 среднего давления могут перемещаться в корпусе 2 в продольном направлении. Другими словами, они осуществляют возвратно-поступательное движение. Возвратно-поступательное движение поршня 6 высокого давления в одном направлении ограничено упором. Другими словами, поршень 6 высокого давления при полном опорожнении аккумулирующей камеры 3 высокого давления упирается в торец 15 корпуса 2, действующий в качестве упора. То же самое относится к поршню 7 среднего давления, упирающемуся во второй торец корпуса 2. Кроме того, для поршня среднего давления предусмотрен второй упор 17, установленный со стороны поршня 7 среднего давления, противоположной торцу 16. Тем самым направления движения поршня среднего давления ограничены.
Упоры 16 и 17 взаимодействуют с двумя клапанами 18 и 19, установленными в поршне 7 среднего давления. Когда поршень 7 среднего давления достигает нижнего упора 16, аккумулирующая камера 4 среднего давления полностью опорожняется. Однако нижний клапан 18 в этом случае открывается, так что гидравлическая жидкость с помощью поршня 7 среднего давления может протекать из аккумулирующей камеры 5 атмосферного давления к внешнему выводу 12 аккумулирующей камеры 4 среднего давления. Когда поршень 7 среднего давления достигает другого упора 17, аккумулирующая камера 4 среднего давления полностью заполняется гидравлической жидкостью. Клапан 19 открывается, так что избыточная гидравлическая жидкость может расшириться за счет аккумулирующей камеры 5 атмосферного давления. Кроме того, в корпусе 2 могут быть образованы усилительные перемычки.
Затем следует отметить, что гидравлическое давление в камере 3 высокого давления больше, чем в аккумулирующей камере 4 среднего давления. В то же время давление в аккумулирующей камере 4 среднего давления больше атмосферного давления.