Мембранная камера

(12) НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ(71) Заявитель Открытое акционерное общество Гродненский завод автомобильных агрегатов(72) Автор Мамончик Александр Ильич(73) Патентообладатель Открытое акционерное общество Гродненский завод автомобильных агрегатов(57) Мембранная камера, содержащая корпус с крышкой и подвижный разделительный элемент, отделяющий полость, сообщаемую с источником давления текучей среды, от полости, в которой установлена силовая пружина, подвижный разделительный элемент выполнен в виде эластичной мембраны, установленной с контактом поверхностей на опорном диске со штоком с возможностью хода последнего вдоль оси камеры, эластичная мембрана зажата между корпусом и крышкой и имеет возможность скручивания в области между корпусом и опорным диском по кольцу с образованием выступа ее поверхности над поверхностью опорного диска со стороны силовой пружины, отличающаяся тем, что эластичная мембрана установлена скрученной в ненагруженном состоянии, с отклонением выступа ее поверхности над поверхностью опорного диска в ненагруженном состоянии, определяемым из соотношения/2,где- минимальное отклонение выступа поверхности мембраны над поверхностью опорного диска- максимальный ход штока вдоль оси камеры, причем зоны поверхностей эластичной мембраны, контактирующих с опорным диском и зажатых между корпусом и крышкой,лежат в одной плоскости.(56) 1. Гуревич Л.В., Меламуд Р.А. Пневматический тормозной привод автотранспортных средств. - М. Транспорт. 1988. - С. 164. 2. Патент , МПК В 60 Т 13/38, 1993. Полезная модель относится к области машиностроения, в частности к тормозным системам транспортных средств. Широко известны исполнительные механизмы тормозных систем, в частности тормозные камеры и пружинные энергоаккумуляторы 1, содержащие корпус с крышкой и подвижный разделительный элемент, отделяющий полость, сообщаемую с источником давления текучей среды, от полости, в которой установлена силовая пружина, подвижный разделительный элемент выполнен в виде поршня с манжетой и штоком с возможностью хода штока вдоль оси камеры, причем внутренний диаметр камеры в зоне контакта с уплотнительной манжетой постоянен. Известным исполнительным механизмам тормозных систем присущи недостатки, свойственные для тормозных цилиндров потери на трение,ускоренный износ уплотнения поршня при попадании грязи, сравнительно высокая трудоемкость промышленного производства и технического обслуживания. В качестве прототипа выбрана мембранная камера, выполняющая функцию тормозной камеры или пружинного энергоаккумулятора 2. Мембранная камера, выполняющая функцию как тормозной камеры, так и пружинного энергоаккумулятора, содержит корпус с крышкой и подвижный разделительный элемент, отделяющий полость, сообщаемую с источником давления текучей среды, от полости, в которой установлена силовая пружина, подвижный разделительный элемент выполнен в виде эластичной мембраны, установленной с контактом поверхностей на опорном диске со штоком с возможностью хода штока вдоль оси камеры, эластичная мембрана зажата между корпусом и крышкой и имеет возможность скручивания в области между корпусом и опорным диском по кольцу с образованием выступа ее поверхности над поверхностью опорного диска со стороны силовой пружины. Недостатком конструкции вышерассмотренной мембранной камеры является сравнительно большая разница между внутренним диаметром камеры и диаметром опорного диска, что связано с особенностями формы эластичной мембраны. Последняя в ненагруженном состоянии устанавливается так, что ее поверхность повторяет форму корпуса в области их контакта. При такой форме поверхности мембраны при перемещении подвижного разделительного элемента, для обеспечения необходимого хода штока вдоль оси камеры диаметр опорного диска значительно отличается в меньшую сторону от внутреннего диаметра камеры. Значительное отличие диаметра опорного диска от внутреннего диаметра камеры увеличивает размеры самой камеры, а также уменьшает усилие на штоке в его конечном положении в процессе торможения (для тормозной камеры) или в процессе растормаживания (для пружинного энергоаккумулятора). Сущность полезной модели заключается в том, что в мембранной камере, содержащей корпус с крышкой и подвижный разделительный элемент, отделяющий полость, сообщаемую с источником давления текучей среды, от полости, в которой установлена силовая пружина, подвижный разделительный элемент выполнен в виде эластичной мембраны, установленной с контактом поверхностей на опорном диске со штоком с возможностью хода последнего вдоль оси камеры, эластичная мембрана зажата между корпусом и крышкой и имеет возможность скручивания в области между корпусом и опорным диском с образованием выступа ее поверхности над поверхностью опорного диска со стороны силовой пружины, с целью максимального приближения величины диаметра опорного диска к величине внутреннего диаметра камеры, эластичная мембрана установлена скрученной в ненагруженном состоянии, с отклонением выступа ее поверхности над поверхностью опорного диска в ненагруженном состоянии, определяемым из соотношения 2 24522006.02.28/2,где- минимальное отклонение выступа поверхности мембраны над поверхностью опорного диска,- максимальный ход штока вдоль оси камеры, причем зоны поверхностей эластичной мембраны, контактирующих с опорным диском и зажатых между корпусом и крышкой, лежат в одной плоскости. Технический результат в заявленной полезной модели - увеличение эффективного диаметра подвижного разделительного элемента с повышением постоянства усилия на штоке при его сравнительно большом ходе. Достижение технического результата в заявляемой мембранной камере позволит уменьшить габаритные размеры самой камеры при улучшении такой динамической характеристики, как постоянство усилия на штоке при сравнительно большом его ходе вдоль оси камеры,что достигается совокупностью существенных признаков, входящих в формулу. На чертеже изображено осевое сечение мембранной камеры с двумя крайними положениями подвижного разделительного элемента, соответствующими ненагруженному(положение 1) состоянию эластичной мембраны и нагруженному (положение 2), причем положение 2 соответствует максимальному ходу штока. Мембранная камера содержит корпус 1 с крышкой 2 и подвижный разделительный элемент, отделяющий полость, сообщаемую через вход 3 с источником текучей среды, от полости, в которой установлена силовая пружина 4. Входное отверстие подачи текучей среды выполнено в крышке. Высота корпуса больше высоты крышки. Подвижный разделительный элемент выполнен в виде эластичной мембраны 5, установленной на опорном диске 6 со штоком 7. Эластичная мембрана 5 зажата между корпусом 1 и крышкой 2 и установлена скрученной в области между корпусом 1 и опорным диском 6 по кольцу с образованием выступа ее поверхности над поверхностью опорного диска 6. Причем эластичная мембрана 5 установлена скрученной в ненагруженном состоянии, соответствующем положению 1 подвижного разделительного элемента. Ненагруженное состояние эластичной мембраны 5 соответствует отсутствию подачи через вход 3 текучей среды, например, воздуха с давлением, повышенным над атмосферным. В таком состоянии эластичной мембраны 5 отклонение выступа ее поверхности над поверхностью опорного диска 6 имеет величину . Минимальная величина отклонения выступа поверхности мембраны 5 над поверхностью опорного диска 6 определяется из соотношения/2, гдемаксимальный ход штока 7 вдоль оси камеры. Зоны поверхностей эластичной мембраны 5, контактирующих с опорным диском 6 и зажатых между корпусом 1 и крышкой 2, лежат в одной плоскости. Максимальный ход штока соответствует положению 1 разделительного элемента. Внутренний диаметр корпуса 1 в зоне ее контакта с эластичной мембраной 5 выполнен с постоянной величиной. Установка эластичной мембраны в ненагруженном состоянии в полость камеры может быть обеспечена на стадии изготовления эластичной мембраны с отклонением выступа ее поверхности на определенную величину и в определенном по кольцу месте. В качестве материала для изготовления эластичной мембраны может быть использована резиновая смесь 7-ИРП-1347 ТУ 38.105.1855-88 и ткань ТК 80 РО ТУ 17 РСФСР 46-9154-78. Возможны и другие резиновые смеси и ткани. Использование эластичной мембраны 5, установленной в камеру, скрученной в области между корпусом 1 и опорным диском 6 по кольцу с образованием выступа ее поверхности над поверхностью опорного диска 6 со стороны силовой пружины 4 позволяет увеличить диаметр опорного диска до максимальных размеров. Мембранная камера, например, выполняющая функцию тормозной камеры, работает с достижением технического результата следующим образом. При подаче на вход 3 сжатого воздуха на поверхность опорного диска 6 и частично на выступ эластичной мембраны 5 действует сила, перемещая подвижный элемент со штоком 7 вдоль оси камеры и сжимая силовую пружину 4. Перемещение штока 7 происходит до момента уравновешивания си 3 24522006.02.28 лы упругости сжатой пружины 4 и силы давления сжатого воздуха. В процессе перемещения подвижного элемента из положения 1 в положение 2 ближняя к корпусу 1 часть мембраны прижимается к его стенке, а выступ ее поверхности перемещается параллельно оси камеры. Очевидно, что для успешной реализации изобретения и достижения технического результата максимальная высотавыступа поверхности мембраны над диском не может быть меньше половины максимального хода штока. В противном случае при дальнейшем ходе штока будет резко падать усилие на штоке за счет возникновения силы упругости растягиваемой мембраны, имеющей составляющую, противоположную силе давления сжатого воздуха на поверхность разделительного подвижного элемента. Максимальный полезный эффект от технического результата достигается, если зоны поверхностей эластичной мембраны, контактирующих с опорным диском и зажатых между корпусом и крышкой, лежат в одной плоскости. Таким образом, совокупность существенных признаков полезной модели направлена на получение вышеотмеченного технического результата и способствует достижению положительного эффекта. Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20. 4