ТОРМОЗНАЯ КАМЕРА С ПРУЖИННЫМ ЭНЕРГОАККУМУЛЯТОРОМ
BRAKE CHAMBER WITH SPRING POWER ACCUMULATOR

Изобретение относится к машиностроению, а именно к тормозным системам автотранспортных устройств.
Известна тормозная камера с пружинным энергоаккумулятором, содержащая секцию рабочего торможения, отделенную перегородкой от секции пружинного энергоаккумулятора разделенную диафрагмой (поршнем) на нагнетательную и пружинную полости. В толкателе энергоаккумулятора установлен перепускной клапан, в котором размещен подвижный запорный элемент. Корпус клапана выполнен в форме стакана с фланцем, опирающимся на торец толкателя. В стенках цилиндрической части корпуса выполнены диаметральные отверстия, сообщающиеся с внутренней расточкой корпуса, в которой размещен подвижный запорный элемент, а так же с продольными каналами, выполненными на внешней цилиндрической поверхности стакана, сообщающиеся с радиальными каналами, выполненными на поверхности фланца со стороны цилиндрической части стакана и сообщающиеся с нагнетательной полостью секции рабочего торможения. Запорный подвижный элемент клапана выполнен в форме короткого колпачка с манжетно-воротничковым уплотнением направленным в сторону нагнетательной полости секции рабочего торможения и подпружиненным в ту же сторону (см. заявку №2010141382/11 (059361) на полезную модель от 11.10.2010 г.).
Недостатком известной конструкции является то что переток воздуха из пружинной полости энергоаккумулятора в нагнетательную полость секции рабочего торможения происходит через систему отверстий и каналов, выполненных в корпусе клапана, что усложняет его изготовление, так как заготовка корпуса, выполненная, например, методом формования, требует дополнительной механической обработки для получения отверстий или из изготовления корпуса механической обработкой.
Недостатком известной конструкции является так же то, что подвижный запорный элемент клапана выполнен в форме опирающегося на пружину колпачка с манжетно-воротничковым уплотнением, что недостаточно для того, чтобы предотвратить перекосы при перемещении в корпусе клапана, так как под действием пружины и возникающем трении манжетно-воротничкового уплотнения об уплотняемую поверхность, колпачок может перекашиваться и заклиниваться на длине всего рабочего хода, что снижает его надежность, работоспособность.
Недостатком известной конструкции является и то, что манжетно-воротничковое уплотнение подвижного запорного элемента имеет острую запирающую кромку что способствует его разрушению в процессе эксплуатации связанного с действием сил трения и перемены их направления. Так как запорный элемент изготавливается из резины, то разрушение острой кромки наступает в результате накопления повреждений и усталостных явлений в резине.
Наиболее близкой к предполагаемой заявке является тормозная камера с пружинным энергоаккумулятором (патент РФ 2581900), 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 с центральным глухим отверстием, клапан снабжен цилиндрическим штоком с надетой на него пружиной, один конец которого размещен в центральном отверстии на донышке корпуса клапана, а другой, снабженный фланцем, размещен в центральном глухом отверстии запорного подвижного элемента.
Недостатком известной конструкции является то, что подпружиненный запорный элемент перепускного клапана, являющийся связывающим звеном между пружинной полостью энергоаккумулятора и нагнетательной полостью секции рабочего торможения и пневмосистемой автотранспортного устройства с атмосферой, перекрывает воздухопроводящие каналы клапана, упираясь плоскостью торца в поверхность донышка клапана при рабочем торможении. При этом для обеспечения надежного прилегания плоскости торца запорного элемента с поверхностью донышка для предотвращения проникновения сжатого воздуха из нагнетательной плоскости камеры рабочего торможения в пружинную полость энергоаккумулятора необходимо точное изготовление подвижного запорного элемента.
Задачей изобретения является повышение надежности работы, упрощение конструкции. Поставленная задача достигается тем, что в тормозной камере с пружинным энергоаккумулятором, содержащей секцию рабочего торможения, отделенную перегородкой от секцией пружинного энергоаккумулятора, разделенной диафрагмой или поршнем на нагнетательную и пружинную полости, перепускной клапан, корпус которого выполнен в форме стакана с фланцем, установленным в толкателе, в корпусе размещен подвижный запорный элемент с центральным глухим отверстием, в котором установлен снабженный фланцем цилиндрический шток с надетой на него пружиной, а на противоположном фланцу стакана конце в корпусе со стороны нагнетательной полости пружинного энергоаккумулятора размещен уплотнитель, через центральное отверстие которого пропущен шток с надетой на него пружиной, поджатый к упорной шайбе, зафиксированной стопорным кольцом в корпусе пружиной, при этом уплотнитель снабжен наружной остроугольной кромкой, плотно прилегающей к внутренней цилиндрической поверхности корпуса клапана, и упорным торцом для взаимодействия с упорным торцом подвижного запорного элемента.
Сопоставительный анализ с прототипом показывает, что заявляемая тормозная камера с пружинным энергоаккумулятором отличается наличием новых признаков:
- клапан снабжен уплотнителем, установленным в корпусе со стороны нагнетательной полости энергоаккумулятора, через центральное отверстие которого пропущен конец цилиндрического штока, сопряженного за запорным подвижным элементом, при этом уплотнитель поджат пружиной, надетой на цилиндрический шток, к упорной шайбе, размещенной в корпусе;
- уплотнитель снабжен наружной запирающей остроугольной кромкой плотно прилегающей к внутренней цилиндрической поверхности корпуса, и снабжен упорным торцом для взаимодействия с торцом подвижного запорного элемента.
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 уплотнителя, размещенного в корпусе со стороны нагнетательной полости пружинного энергоаккумулятора, поджатого пружиной, надетой на цилиндрический шток, к упорной шайбе, размещенной в корпусе, снабженного запирающей острой кромкой, облегчающей внутреннюю цилиндрическую поверхность клапана, и упорным торцом, взаимодействующей с упорным торцом подвижного запорного элемента, позволяет осуществить надежное перекрытие нагнетательной полости секции рабочего торможения с пружиной полостью энергоаккумулятора, при этом изготовление уплотнителя, сопряженного с внутренней цилиндрической поверхностью корпуса, и с подвижным запорным элементом, не требует высокой точности изготовления, упростить изготовление корпуса клапана, так как отпадает необходимость выполнения в нем уплотнительных элементов для взаимодействия с подвижным запорным элементом, что позволяет повысить надежность работы тормозной камеры с пружинным энергоаккумулятором, упростить изготовление деталей перепускного клапана: корпуса и подвижного запорного элемента.
Заявляемое техническое решение поясняется чертежами, 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 ним соединенных.
В толкателе 2 секции пружинного энергоаккумулятора установлен перепускной клапан 3. В корпусе 4 перепускного клапана размещен подвижный запорный элемент 5. Корпус 4 выполнен в форме стакана с донышком 6 с центральным отверстием 7 и фланцем 8, упирающимся в торец толкателя 2. На внешней стороне фланца 8 выполнены каналы 9, сообщающиеся с нагнетательной полостью 10 секции рабочего торможения, а через отверстие 8 в донышке 6 и каналы 11 на торце подвижного запорного элемента 5 с внутренней полостью 12 корпуса 4. В центральном глухом отверстии 13 запорного подвижного элемента 5 установлен фланцем на одном конце цилиндрический шток 14, другой конец цилиндрического штока с надетой на него пружиной 15, на котором диаметрально противоположно выполнены лыски 16, пропущен через центральное отверстие 17, выполненное в уплотнителе 18, размещенном в корпусе 4. Уплотнитель 18 снабжен наружной запирающей остроугольной кромкой 19, плотно облегающей внутреннюю цилиндрическую поверхность корпуса клапана. Уплотнитель 18 плотно поджат пружиной 15 к упорной шайбе 20 стопорным кольцом 21. Подвижный запорный элемент 5 и уплотнитель 18 взаимодействуют между собой упорными торцами Т1 и Т2 соответственно.
Подвод сжатого воздуха в нагнетательную полость 10 секции рабочего торможения осуществляется через отверстие 22, а в нагнетательную полость 23 энергоаккумулятора через отверстие 24.
Нагнетательная полость 10 секции рабочего торможения и пружинная полость 25 энергоаккумулятора сообщаются между собой через перепускной клапан 3 и блокируются 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 23 секции пружинного энергоаккумулятора. При этом толкатель 2 с размещенным в нем перепускным клапаном 3 занимает положение, представленное на фиг. 1. Нагнетательная полость 10 секции рабочего торможения через пневмосистему автотранспортного средства соединена с атмосферой. Избыточное давление воздуха, которое создается в пружинной полости 25 за счет перемещения диафрагмы или поршня секции пружинного энергоаккумулятора, сбрасывается в атмосферу через внутреннюю полость толкателя 2, перепускной клапан 3 (через зазоры, образованные лысками 16 на штоке 14 и внутренней поверхностью центрального отверстия в уплотнителе 18, пространство между торцом Т2 уплотнителя и Т1 подвижного запорного элемента 5, зазором между внутренней цилиндрической поверхностью корпуса 4 и цилиндрической поверхностью подвижного запорного элемента 5, каналы 11, центральное отверстие 7 и каналы 9 на фланце 8 корпуса 4), нагнетательную полость 10 секции рабочего торможения, через пневмосистему автотранспортного средства. При этом подвижный запорный элемент 5 клапана 3 останется поджатым к донышку корпуса 4 со стороны фланца 8, а уплотнитель 8 к шайбе 20, зафиксированной в корпусе стопорным кольцом 21.
При рабочем торможении автотранспортного средства сжатый воздух пневмосистемы подается в нагнетательную полость 10 секции рабочего торможения. Нагнетательная полость 23 пружинной секции энергоаккумулятора продолжает оставаться также под воздействием сжатого воздуха. Под воздействием сжатого воздуха нагнетательной полости 10 секции рабочего торможения через каналы 9, отверстие 7 корпуса 4, каналы 11 запорного подвижного элемента 5 последний вместе со штоком 14 перемешается в корпусе 4 клапана 3, сжимая при этом пружину 15, пока торец Т1 не упрется в торец Т2 уплотнителя 18, отсекая проникновение сжатого воздуха в пружинную полость 25 секции пружинного энергоаккумулятора. Благодаря наличию на уплотнителе 18 запирающей остроугольной кромки, предотвращается проникновение сжатого воздуха со стороны нагнетательной полости секции рабочего торможения в пружинную полость 25 секции пружинного энергоаккумулятора.
Под воздействием сжатого воздуха шток секции рабочего торможения выдвигается, воздействуя через регулировочный рычаг, который поворачивает разжимной кулак, прижимающий тормозные колодки к тормозному барабану, в результате чего происходит торможение автотранспортного устройства.
При растормаживании сжатый воздух из полости 10 секции рабочего торможения сбрасывается через пневмосистему автотранспортного средства в атмосферу. Под воздействием пружины 15 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 10 секции рабочего торможения сжатый воздух из полости 23 пружинного энергоаккумулятора через ускорительный клапан тормозной системы автотранспортного средства, управляемый ручным тормозным краном обратного действия, выпускается в атмосферу. При этом 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 25 энергоаккумулятора образуется разрежение воздуха, которое через перепускной клапан 3 и полость 10 секции рабочего торможения уравнивается с атмосферным через пневмосистему автотранспортного средства.
Предложенная конструкция тормозной камеры с пружинным энергоаккумулятором, пружинная секция которого оснащена перепускным клапаном, который снабжен уплотнителем, размещенным в корпусе клапана со стороны нагнетательной полости пружинного энергоаккумулятора и пожатым пружиной, надетой на цилиндрический шток, пропущенный через центральное отверстие в уплотнителе, к упорной шайбе, зафиксированной в корпусе клапана, при этом уплотнитель снабжен упорным торцом для взаимодействия с торцом подвижного запорного элемента, что позволяет при срабатывании перепускного клапана осуществить надежную блокировку нагнетательной полости секции рабочего торможения и пружинной полости секции пружинного аккумулятора, упростить изготовление корпуса клапана и подвижного запорного элемента.