ТОРМОЗНАЯ КАМЕРА С ПРУЖИННЫМ ЭНЕРГОАККУМУЛЯТОРОМ
BRAKE CHAMBER WITH SPRING-LOADED POWER ACCUMULATOR

Изобретение относится к машиностроению, а именно к тормозным системам автотранспортных средств.
Известна тормозная камера с пружинным энергоаккумулятором (патент 2638882), содержащая секцию рабочего торможения, отделенную перегородкой от секции пружинного энергоаккумулятора, разделенной диафрагмой или поршнем на нагнетательную и пружинную полости, перепускной клапан, корпус которого выполнен в форме стакана с центральным сквозным отверстием в донышке на одном конце и фланцем на другом, причем корпус размещен в толкателе энергоаккумулятора при этом упирается фланцем в торец толкателя, в корпусе клапана размещен подпружиненный запорный элемент, перепускной клапан, снабженный цилиндрическим штоком с надетой на него пружиной, с фланцем на одном конце неподвижно установлен в центральном отверстии донышка клапана, а фланец выполнен в форме буртика и упирается в стенку донышка клапана, на другом конце штока с возможностью перемещения по нему размещен запорный элемент.
Недостатком известной конструкции является то, что подпружиненный запорный элемент при перемещении на штоке, неподвижно установленным в донышке корпуса, своей внешней цилиндрической поверхностью, на которой выполнены продольные каналы для прохода воздуха, соприкасается с внутренней поверхностью корпуса, а возникающее приэтом трение, оказывает сопротивление перемещению запорного элемента в корпусе, способствует износу соприкасающихся поверхностей, заклиниванию, снижению надежности работы клапана.
Наиболее близкой к предлагаемой заявке является тормозная камера с пружинным энергоаккумулятором (патент 2642229), содержащая секцию рабочего торможения, отделенную перегородкой от секции пружинного энергоаккумулятора, разделенной диафрагмой или поршнем на нагнетательную и пружинную полости, перепускной клапан, корпус которого выполнен в форме стакана с центральным сквозным отверстием в донышке на одном конце и фланцем на другом, причем корпус размещен в толкателе энергоаккумулятора, приэтом упирается фланцем в торец толкателя, в корпусе клапана размещен подпружиненный запорный элемент с центральным глухим отверстием, которое выполнено двухступенчатым с заходным конусом в первой ступени со стороны донышка корпуса клапана, сопряженным со второй ступенью отверстия, цилиндрический шток клапана с надетой на него пружиной, одним концом размещенной в центральном отверстии донышка корпуса, другим концом с фланцем размещен во второй ступени центрального глухого отверстия запорного элемента, на донышке корпуса клапана соосно с центральным отверстием донышка выполнен конусный выступ для взаимодействия с заходным конусом первой ступени центрального глухого отверстия запорного элемента.
Недостатком известной конструкции является то, что подпружиненный запорный элемент, снабженный штоком, при перемещении в корпусе клапана, своей внешней цилиндрической поверхностью, на которой выполнены продольные каналы для прохода воздуха, соприкасается с внутренней поверхностью корпуса, а возникающее приэтом трение, оказывает сопротивление перемещению запорного элемента в корпусе, способствующего износу соприкасающихся поверхностей, заклиниванию, снижению надежности работы клапана.
Утолщение, образованное между основанием конической поверхности центрального глухого отверстия на торце запорного элемента и его наружной цилиндрической поверхности, способствует увеличению жесткости торца и соответственно уменьшению податливости торца, что снижает плотность соприкосновения конической поверхности центрального глухого отверстия с конусным выступом на донышке корпуса клапана, и надежность работы перепускного клапана.
Задачей изобретения является повышение надежности работы и упрощение изготовления.
Поставленная задача достигается тем, что в тормозной камере с пружинным энергоаккумулятором, содержащей секцию рабочего торможения, отделенную перегородкой от секции пружинного энергоаккумулятора, разделенной диафрагмой или поршнем на нагнетательную и пружинную полости, перепускной клапан, корпус которого выполнен в форме стакана с центральным сквозным отверстием в донышке на одном конце и фланцем на другом, причем корпус размещен в толкателе энергоаккумулятора приэтом упирается фланцем в торец толкателя, в корпусе клапана размещен подпружиненный запорный элемент с центральным глухим отверстием с заходным конусом, клапан снабжен цилиндрическим штоком с надетой на него пружиной, один конец которого размещен в центральном отверстии на донышке корпуса клапана, а другой, снабженный фланцем, выполненным в форме буртика, размещен в центральном глухом отверстии подвижного запорного элемента, отличающейся тем, что цилиндрическая поверхность запорного элемента сопряжена с конической поверхностью глухого центрального отверстия по образующей конуса, выполненного на его торце со стороны донышка корпуса клапана, приэтом внешняя цилиндрическая поверхность запорного элемента несопряжена с внутренней цилиндрической поверхностью корпуса клапана.
Сопоставительный анализ с прототипом показывает, что заявляемая тормозная камера с пружинным энергоаккумулятором отличается наличием новых признаков:
- цилиндрическая поверхность запорного элемента сопряжена с конической поверхностью центрального глухого отверстия по образующей конуса, выполненного на его торце со стороны донышка корпуса клапана;
- внешняя цилиндрическая поверхность запорного элемента несопряжена с внутренней цилиндрической поверхностью корпуса клапана.
Анализ известных технических решений в исследуемой области позволяет сделать вывод об отсутствии в них признаков, сходных с существенными отличительными признаками в заявляемой тормозной камере с пружинным энергоаккумулятором и признать, что заявляемое решение обладает новизной и изобретательским уровнем.
Наличие сопряжения внешней цилиндрической поверхности запорного элемента по образующей конуса, выполненного на его торце со стороны донышка корпуса клапана с конической поверхностью центрального глухого отверстия, позволяет уменьшить жесткость торца, за счет чего создать при срабатывании клапана плотное смыкание сопрягаемый конусных поверхностей запорного элемента и корпуса клапана и осуществить надежное перекрытие нагнетательной полости секции рабочего торможения с пружинной полостью секции пружинного энергоаккумулятора и тем самым повысить надежность работы тормозной камеры с пружинным энергоаккумулятором.
Выполнение наружной цилиндрической поверхности запорного элемента несопряженной с внутренней цилиндрической поверхностью корпуса клапана, позволяет избежать трения, препятствующего перемещению запорного элемента в корпусе клапана, предотвратить износ запорного элемента и корпуса клапана, упростить их изготовление.
Заявляемое техническое решение поясняется графическими изображениями, где:
на фиг. 1 - тормозная камера с пружинным энергоаккумулятором в расторможенном положении;
на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1.
Тормозная камера с пружинным энергоаккумулятором состоит из секции рабочего торможения, секции пружинного энергоаккумулятора, разделенных фланцем 1 и жестко с ними соединенных.
В толкателе 2 секции пружинного энергоаккумулятора установлен перепускной клапан 3. В корпусе 4 перепускного клапана размещен запорный подвижный элемент 5. Корпус 4 выполнен в форме стакана с донышком 6 и фланцем 7. Донышко 6 снабжено центральным отверстием 8 и конусным выступом 9. С внешней стороны фланца 7 сделаны радиальные каналы 10, сообщающиеся с внутренней полостью корпуса 4.
На торце запорного элемента 5 со стороны секции рабочего торможения выполнен диаметральный канал 11. На противоположном торце запорного элемента 5 выполнено центральное глухое отверстие 12 с заходным конусом 13. В центре корпуса 4 клапана 3 размещен цилиндрический шток 14, один конец которого снабжен лысками 15, выполненными на нем диаметрально противоположно, размещен в центральном отверстии 8 донышка 6, а другой с имеющимся на нем фланцем 16 размещен в центральном глухом отверстии 12, между лысками 15 и внутренней поверхностью центрального отверстия 8 в донышке 6 образованы зазоры. На цилиндрический шток 14 со стороны донышка 6 корпуса 4 надета пружина 17, под действием которой запорный элемент 5 в исходном положении поджимается к упорной шайбе 18, установленной в корпусе 4 и застопоренной пружинным кольцом 19, как показано на фиг. 2. Корпус 4 герметизируется в толкателе 2 уплотненным кольцом 20. На торце подвижного запорного элемента 5 со стороны донышка 6, корпуса 4 выполнен внешний конус 21, который сопряжен с его внешней цилиндрической поверхностью 22, несопряженной с внутренней цилиндрической поверхность 23 корпуса 4.
Подвод сжатого воздуха в нагнетательную полость 24 секции рабочего торможения осуществляется через отверстие 25, а в нагнетательную полость 26 энергоаккумулятора - через отверстие 27. Нагнетательная полость 24 секции рабочего торможения и пружинная полость 28 сообщаются между собой через перепускной клапан 3 и блокируется им же.
Тормозная камера с пружинным энергоаккумулятором работает следующим образом.
В момент движения автотранспортного средства тормозная камера с пружинным энергоаккумулятором находится в расторможенном состоянии. Сжатый воздух пневмосистемы автотранспортного средства подается только в нагнетательную полость 26 секции пружинного энергоаккумулятора. При этом толкатель 2 с размещенным в нем перепускным клапаном 3 занимает положение, представленное на фиг. 1. Нагнетательная полость 24 секции рабочего торможения через пневмосистему автотранспортного средства соединена с атмосферой. Избыточное давление воздуха, которое создается в пружинной полости 28 за счет перемещения диафрагмы или поршня секции пружинного энергоаккумулятора сбрасывается в атмосферу через внутреннюю полость толкателя 2, перепускной клапан 3 (через зазоры, образованные лысками 15 на штоке 1 и внутренней поверхностью центрального отверстия 8 в донышке 6, пространство между конусным выступом 9 и заходным конусом 13 центрального отверстия 12 запорного элемента 5 диаметральный канал 11 запорного элемента 5,каналы 10 на внешней стороне фланца 7 корпуса 4), нагнетательную полость 24 секции рабочего торможения, через пневмосистему автотранспортного средства. При этом подвижный запорный элемент 5 клапана 3 поджат торцем в плоскость шайбы 18.
При рабочем торможении автотранспортного средства сжатый воздух пневмосистемы подается в нагнетательную полость 24 секции рабочего торможения. Нагнетательная полость 26 пружинной секции энергоаккумулятора продолжает оставаться также под воздействием сжатого воздуха. Под воздействием сжатого воздуха нагнетательной полости 24 секции рабочего торможения через радиальные каналы 10 с внешней стороны фланца 7 корпуса 4 подвижный запорный элемент 5 вместе со штоком перемещается в корпусе 4 клапана 3, сжимая при этом пружину 17, пока заходный конус 13 центрального глухого отверстия 12 не сомкнется плотно с конусным выступом 9 на донышке 6 корпуса 4 клапан 3. Приэтом зазоры между лысками 15 штока 14 и внутренней поверхностью центрального отверстия 8 в донышке оказываются надежно перекрыты, а пружинная полость 28 - защищены от проникновения в нее сжатого воздуха.
Под воздействием сжатого воздуха шток секции рабочего торможения выдвигается приводя в действие непосредственно тормоза.
При растормаживании сжатый воздух из полости 24 секции рабочего торможения сбрасывается через пневмосистему автотранспортного средства в атмосферу. Под воздействием пружины 17 подвижный запорный элемент 5 вновь занимает исходное положение такое же, как при расторможенном состоянии, показанном на фиг. 2.
При пользовании стояночным тормозом или потере воздуха в полости 24 секции рабочего торможения сжатый воздух из полости 27 пружинного энергоаккумулятора через ускорительный клапан тормозной системы автотранспортного средства, управляемый ручным тормозным краном обратного действия, выпускается в атмосферу. Приэтом диафрагма или поршень пружинной секции энергоаккумулятора под воздействием пружины выдвигает толкатель 2, который выдвигает шток секции рабочего торможения, приводящий в действие тормоз. В результате перемещения диафрагмы или поршня в пружинной полости 28 энергоаккумулятора образуется разряжение воздуха, которое через перепускной клапан 3 и полость 24 секции рабочего торможения уравнивается с атмосферным через пневмосистему автотранспортного средства.
Предложенная конструкция тормозной камеры с пружинным энергоаккумулятором, пружинная секция которого оснащена перепускным клапаном, цилиндрическая поверхность запорного элемента которого сопряжена с конической поверхностью центрального глухого отверстия по образующей конуса, выполненного на его торце со стороны донышка корпуса клапана, приэтом внешняя цилиндрическая поверхность запорного элемента несопряжена с внутренней цилиндрической поверхностью корпуса клапана, позволяет повысить надежность работы перепускного клапана, упростить изготовление.
Наличие перепускного клапана в тормозной камере с пружинным аккумулятором обеспечивает надежность работы изделия, уравнивает давление в пружинной полости энергоаккумулятора через пневмостистему автотранспортного средства с атмосферным.