Пневмопружинная тормозная камера

(51) МПК (2006) НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ(71) Заявитель Цехан Владимир Николаевич(72) Автор Цехан Владимир Николаевич(73) Патентообладатель Цехан Владимир Николаевич(57) 1. Пневмопружинная тормозная камера, содержащая корпус с крышками, разделенный поперечной перегородкой на тормозную секцию и секцию пружинного энергоаккумулятора, в последней размещен подпираемый силовой пружиной подвижный разделительный элемент, соединенный с полым толкателем, пропущенным с уплотнением через центральное отверстие в передней крышке корпуса, а в тормозной секции расположена мембрана,связанная с выходной тягой, пропущенной через центральное отверстие перегородки, и полый толкатель разделительного элемента второй из указанных секций, оборудованной 9644 1 2007.08.30 устройством растормаживания, выполненным в виде регулировочного упора, кинематически связанного с выходной тягой для изменения ее вылета относительно полого толкателя, с концом которого имеет возможность контакта упор, отличающаяся тем, что поперечная перегородка выполнена съемной внутри полого цилиндрического корпуса, который имеет на внутренней своей поверхности радиальные выступы и упорный кольцевой буртик для осевой фиксации, установленной между ними со стороны передней крышки поперечной перегородки, выполненной с пазами по внешнему диаметру для ввода в них соответствующих радиальных выступов полого цилиндрического корпуса и последующего взаимного поворота соединяемых деталей в положение, при котором пазы поперечной перегородки смещены относительно радиальных выступов полого цилиндрического корпуса. 2. Тормозная камера по п. 1, отличающаяся тем, что подвижный разделительный элемент выполнен в виде упругой диафрагмы с жестким центром, соединенным с полым толкателем, последний выполнен, по меньшей мере, из двух телескопически сопряженных трубчатых частей, одна из которых опорная, зафиксирована концом в центральном отверстии перегородки, другая, подвижная часть, связана по внешнему диаметру через узел защемления с диафрагмой, а выходным концом имеет возможность контакта с расположенным на тяге упором, при этом на других концах трубчатых частей выполнены упорные буртики для ограничения телескопического перемещения полого толкателя. 3. Тормозная камера по п. 1, отличающаяся тем, что полый цилиндрический корпус с отбортованными на концах наружными фланцами для крепления крышек и/или разделяющая его поперечная перегородка выполнены из листового материала. 4. Тормозная камера по п. 1 или 2, отличающаяся тем, что выходная тяга выполнена с кольцевой канавкой по наружной поверхности и кинематически связана посредством фиксирующих элементов с регулировочным упором, выполненным в виде двух коаксиально установленных втулок с фланцами, соединенных между собой упругим элементом,причем одна из втулок, наружная поворотная, выполнена с пазами по внутреннему диаметру, а другая - втулка - сепаратор, в окнах которой размещены фиксирующие элементы с возможностью захода в кольцевую канавку выходной тяги или пазы поворотной втулки,охвачена последней и установлена с возможностью опоры фланцем на конец толкателя. 5. Тормозная камера по п. 4, отличающаяся тем, что втулка - сепаратор регулировочного упора зафиксирована на выходной тяге от вращения. 6. Тормозная камера по п. 2, отличающаяся тем, что выходная тяга включает в себя два отдельных звена, одно из которых, нажимной шток, пропущен сквозь опорную часть полого толкателя и жестко соединен с опорным диском для контакта с мембраной, а второе - приводной шток, установлен с возможностью осевого перемещения внутри подвижной трубчатой части полого толкателя и содержит на конце со стороны нажимного штока направляющую опору для взаимодействия с последним, причем регулировочный упор,установленный с возможностью контакта с концом полого толкателя, кинематически связан с приводным штоком. 7. Тормозная камера по п. 6, отличающаяся тем, что направляющая опора приводного штока соединена с последним шарнирно и выполнена в виде поршня. 8. Тормозная камера по п. 6, отличающаяся тем, что кинематическая связь между упором и приводным штоком выполнена посредством их резьбового соединения. Изобретение относится к транспортному машиностроению, а именно к исполнительным аппаратам пневматического тормозного привода транспортных средств. Наиболее близким к изобретению из известных технических решений является пневмопружинная тормозная камера, содержащая составной корпус, разделенный поперечной перегородкой на тормозную секцию и соосную ей секцию пружинного энергоаккумулято 2 9644 1 2007.08.30 ра, в последней установлена силовая пружина и подвижный разделительный элемент, соединенный с полым толкателем, пропущенным с уплотнением сквозь центральное отверстие в передней крышке корпуса, а в тормозной секции установлена мембрана, связанная с выходной тягой, пропущенной в центральное отверстие перегородки и сквозь полый толкатель разделительного элемента второй из указанных секций, при этом выходная тяга связана посредством резьбового соединения с регулировочным упором, установленным с возможностью взаимодействия с концевой частью толкателя 1. Однако недостатком такого устройства является небезопасность в эксплуатации и сборке-разборке конструкции, не предусматривающей блокировку от срыва предварительно сжатой мощной силовой пружины энергоаккумулятора в случае непреднамеренного рассоединения деталей крепления передней крышки составного корпуса. Кроме того, технологические возможности указанной конструкции ограничены необходимостью применения в составе корпуса литой перегородки с фланцами для крепления крышек, а в секции пружинного энергоаккумулятора - литого поршня в роли подвижного разделительного элемента, что повышает металлоемкость изделия в целом. Устройство указанной тормозной камеры не позволяет также достаточно быстро осуществить процедуру аварийного механического растормаживания тормозного привода по причине значительной трудоемкости операции винтового перемещения регулировочного упора на выходной тяге для изменения положения последней относительно полого толкателя и, таким образом, снятия воздействия усилия силовой пружины энергоаккумулятора на тормозной механизм. Задача, на решение которой направлено изобретение, состоит в повышении безопасности, расширении технологических возможностей конструкции и снижении металлоемкости пневмопружинной тормозной камеры, а также обеспечении быстрого растормаживания тормозного привода при неработающих или неисправных энергетических системах транспортного средства. Решение поставленной задачи достигается тем, что пневмопружинную тормозную камеру предложено выполнить содержащей корпус с крышками, разделенный поперечной перегородкой на тормозную секцию и секцию пружинного энергоаккумулятора. В последней размещен подпираемый силовой пружиной подвижный разделительный элемент,соединенный с полым толкателем, пропущенным с уплотнением через центральное отверстие в передней крышке корпуса. В тормозной секции расположена мембрана, связанная с выходной тягой, пропущенной через центральное отверстие перегородки и полый толкатель разделительного элемента секции пружинного энергоаккумулятора. Поперечная перегородка выполнена съемной внутри полого цилиндрического корпуса с наружными фланцами на концах для крепления крышек. Полый цилиндрический корпус имеет на внутренней своей поверхности со стороны передней крышки радиальные выступы и упорный кольцевой буртик для осевой фиксации установленной между ними поперечной перегородки, выполненной с пазами по внешнему диаметру для ввода в них соответствующих радиальных выступов полого цилиндрического корпуса и последующего взаимного поворота соединяемых деталей в положение, при котором пазы поперечной перегородки смещены относительно радиальных выступов корпуса. Полый цилиндрический корпус с фланцами и/или разделяющая его поперечная перегородка могут быть выполнены из листового материала. Секция пружинного энергоаккумулятора оборудована устройством растормаживания, выполненным в виде регулировочного упора, кинематически связанного с выходной тягой для изменения ее вылета относительно полого толкателя, с концом которого имеет возможность контакта упор. Предложено исполнение тормозной камеры, при котором подвижный разделительный элемент выполнен в виде упругой диафрагмы с жестким центром, соединенным с полым толкателем. Толкатель выполнен, по меньшей мере, из двух телескопически сопряженных трубчатых частей, одна из которых, опорная, зафиксирована концом в центральном отвер 3 9644 1 2007.08.30 стии перегородки. Другая, подвижная часть, связана по внешнему диаметру через узел защемления с диафрагмой, а выходным концом имеет возможность контакта с расположенным на тяге упором. При этом на других концах трубчатых частей выполнены упорные буртики для ограничения телескопического перемещения полого толкателя. Для обеспечения быстрого растормаживания тормозного привода выходная тяга может быть выполнена с кольцевой канавкой по наружной поверхности и кинематически связана с регулировочным упором посредством фиксирующих элементов. Вэтом случае регулировочный упор выполнен в виде двух коаксиально установленных втулок с фланцами, соединенных между собой упругим элементом. Одна из втулок, наружная поворотная, выполнена с пазами по внутреннему диаметру. Другая, втулка-сепаратор, в окнах которой размещены фиксирующие элементы с возможностью захода в кольцевую канавку тяги или пазы поворотной втулки, охвачена последней и установлена с возможностью опоры фланцем на конец толкателя. Втулка-сепаратор регулировочного упора зафиксирована на выходной тяге от вращения. Кроме того, возможно исполнение камеры, при котором выходная тяга включает в себя два отдельных звена, одно из которых, нажимной шток, пропущен сквозь опорную часть полого толкателя и жестко соединен с опорным диском для контакта с мембраной. А второе, приводной шток, установлен с возможностью осевого перемещения внутри подвижной трубчатой части полого толкателя и содержит на конце со стороны нажимного штока направляющую опору для взаимодействия с последним. Направляющая опора может быть соединена с приводным штоком шарнирно и выполнена в виде поршня. Предложено исполнение, при котором регулировочный упор, установленный с возможностью контакта с концом полого толкателя, кинематически связан посредством резьбового соединения с приводным штоком. Существенность отличий предлагаемого изобретения от прототипа состоит в том, что силовая пружина энергоаккумулятора, которая установлена между его подвижным разделительным элементом и перегородкой корпуса, связана с упомянутыми деталями еще и посредством телескопического соединения частей полого толкателя. Это обстоятельство не позволяет предварительно сжатой мощной силовой пружине разжаться больше допустимого предела в случае непреднамеренного рассоединения деталей крепления передней крышки корпуса, предотвращая, тем самым, срыв пружины и повышая безопасность изделия. Другими отличительными особенностями являются выполнение подвижного разделительного элемента энергоаккумулятора в виде упругой диафрагмы, а также то, что конструктивная схема камеры позволяет выполнить полый цилиндрический корпус с фланцами и/или разделяющую его поперечную перегородку из листового материала. Отмеченные особенности расширяют технологические возможности конструкции и снижают металлоемкость пневмопружинной тормозной камеры. Кроме того, для обеспечения растормаживания тормозного привода камера снабжена быстросъемным упором, регулирующим вылет выходной тяги относительно толкателя. Процедура растормаживания сводится к операции поворота гаечным ключом наружной втулки регулировочного упора,что приводит к разблокированию фиксирующих элементов, соединяющих упор с тягой,изменению ее положения относительно толкателя и, таким образом, снятия воздействия усилия силовой пружины энергоаккумулятора на тормозной механизм. Такая процедура, в отличие от винтового перемещения упора на приводной тяге, менее трудоемка и позволяет достаточно быстро осуществить растормаживание тормозного привода, что повышает эвакопригодность транспортного средства. На фиг. 1 изображена предлагаемая пневмопружинная тормозная камера, продольный разрез (при наличии давления текучей среды в полости растормаживания) на фиг. 2 - сечение А-А на фиг. 1 на фиг. 3 - вариант соответствующего изобретению устройства камеры в положении ее деталей при отсутствии давления текучей среды в рабочих полостях. 9644 1 2007.08.30 Камера состоит из полого цилиндрического корпуса 1 с фланцами 2 и 3 на наружной поверхности для крепления к ним соответственно передней 4 и задней 5 крышек. На внутренней поверхности полого корпуса 1 выполнены радиальные выступы 6 и упорный кольцевой буртик 7 для осевой фиксации установленной между ними со стороны крышки 4 с центральным отверстием поперечной перегородки 8. Последняя имеет пазы 9 по внешнему диаметру для ввода в них соответствующих выступов 6 и последующего взаимного поворота соединяемых деталей 1 и 8 в положение, при котором пазы 9 перегородки смещены относительно радиальных выступов 6 корпуса. Цилиндрический корпус 1 и поперечная перегородка 8, выполненная с центральным отверстием, соосным отверстию в крышке 4, отформованы из листового материала. Крепление крышек 4 и 5 к корпусу 1 осуществлено с помощью кольцевых соединительных элементов, однако конструктивно возможно применить другие варианты соединения (фальцевое или болтовое) упомянутых деталей. Перегородка 8 разделяет корпус 1 на тормозную секцию 10 и секцию 11 пружинного энергоаккумулятора. В секции 10 установлена мембрана 12, взаимодействующая с выходной тягой 13, причем мембрана и тяга отжимаются пружиной 14 к задней крышке 5,в которой имеется ввод 15 для впуска текучей среды из магистрали рабочего контура тормозной системы в силовую полость 16 камеры. В секции энергоаккумулятора 11 имеется приводимый в действие силовой пружиной 17 подвижный разделительный элемент, выполненный в виде упругой диафрагмы 18 с жестким центром, соединенным с полым толкателем 19, пропущенным с уплотнением через центральное отверстие в передней крышке 4. Диафрагма 18 разделяет секцию 11 энергоаккумулятора на две полости - нагнетательную 20 и пружинную 21. Нагнетательная полость 20 через вывод 22 в передней крышке 4 соединяется с магистралью контура стояночной тормозной системы, а пружинная полость 21 через вентиляционные отверстия 23 в перегородке 8, полый толкатель 19 - с атмосферой. Пружинный энергоаккумулятор оборудован устройством аварийного растормаживания тормозного привода, представляющим собой механизм изменения вылета выходной тяги 13 относительно полого толкателя 19. Механизм выполнен в виде кинематически связанного с тягой 13 регулировочного упора 24, установленного с возможностью контакта с концом полого толкателя 19. Толкатель 19 состоит из телескопически сопряженных трубчатых частей опорной 25, зафиксированной одним концом в центральном отверстии перегородки 8, и подвижной части 26, снабженной узлом защемления диафрагмы 18. Данный узел включает в себя закрепленную на внешнем диаметре части 26 резьбовую втулку 27 и опорную тарелку 28 между которыми герметично защемлена по центру гайкой 29 упомянутая диафрагма. Выходной конец трубчатой части 26 имеет возможность контакта с расположенным на тяге упором 24. При этом на других концах опорной 25 и подвижной 26 частей образованы упорные кольцевые буртики 30 и 31 соответственно для ограничения телескопического перемещения толкателя 19. Кинематическая связь тяги 13 с упором 24 выполнена посредством фиксирующих элементов 32. Выходная тяга 13 имеет кольцевую канавку 33 по наружной поверхности, а регулировочный упор 24 выполнен в виде двух втулок, коаксиально установленных на тяге втулки-сепаратора 34 и поворотной 35,соединенных жестко с фланцами 36 и 37 соответственно. Втулки 34, 35 связаны между собой упругим элементом - цилиндрической пружиной кручения 38, расположенной концентрично и концы которой закреплены во фланцах. При этом втулка 35 установлена на втулке 34 с возможностью вращения и выполнена с пазами 39 по внутреннему диаметру, а снаружи может иметь фасонную поверхность под ключ либо, например, выполненные во фланце 37 отверстия 40 для установки в них зацепов вилообразного ключа с целью совершения механического поворота указанной втулки. Втулка-сепаратор 34 установлена с возможностью опоры фланцем 36 на конец толкателя 19 и имеет окна 41, в которых размещены фиксирующие элементы 32 с возможностью захода в кольцевую канавку 33 выходной тяги или пазы 39 поворотной втулки. При выполнении последнего упор 24 способен расфиксироваться с тягой 13 и перемещаться по ней в осевом направлении. 5 9644 1 2007.08.30 Втулка-сепаратор 34 упора зафиксирована на тяге 13 от вращения посредством соединяющей их поверхности профилированной в радиальном направлении (см. фиг. 2). Снаружи тормозной камеры выходная тяга 13 защищена от попадания грязи чехлом 42. Вариант исполнения тормозной камеры, представленный на фиг. 3, характеризуется тем, что выходная тяга 13 включает в себя два отдельных звена - нажимной 43 и приводной 44 штоки. Нажимной шток 43 пропущен сквозь опорную часть 25 полого толкателя и жестко соединен с опорным диском 45 для контакта с мембраной 12. Приводной шток 44,установлен с возможностью осевого перемещения внутри подвижной трубчатой части 26 толкателя и содержит направляющую опору 46 на конце для взаимодействия со штоком 43. Опора 46 соединена с приводным штоком 44 шарнирно и выполнена в виде поршня. Устройство растормаживания - винтового типа. Так что упор 24, установленный с возможностью контакта с концом толкателя 19, кинематически связан с приводным штоком 44 посредством их резьбового соединения. Следует отметить, что для соответствующего фиг. 3 варианта исполнения тормозной камеры можно также использовать вариант устройства растормаживания, показанный на фиг. 1 и 2, и наоборот. Пневмопружинная тормозная камера работает следующим образом. При движении транспортного средства исполнительный механизм колесного тормоза расторможен. В этом состоянии мембрана 12 тормозной секции камеры и выходная тяга 13 находятся в исходном (крайнем верхнем) положении, диафрагма 18 энергоаккумулятора вместе с подвижной частью 26 толкателя под действием давления текучей среды (сжатого воздуха), подаваемой в нагнетательную полость 20 через вывод 22 в крышке,перемещается и сжимает силовую пружину 17. При торможении рабочей тормозной системой текучая среда подается в силовую 16 и нагнетательную 20 полости, в результате чего подвижный разделительный элементдиафрагма 18 удерживает пружину 17 в сжатом положении, а мембрана 12, прогибаясь и сжимая пружину 14, перемещает тягу 13, которая передает усилие на механизм тормоза колеса. Для растормаживания выпускают текучую среду из силовой полости 16 тормозной секции. При этом пружина 14 перемещает мембрану 12 вместе с тягой 13 в исходное положение. При аварийном (например, в случае обрыва пневмолинии) или стояночном торможении происходит самопроизвольное или принудительное понижение давления текучей среды в нагнетательной полости 20 секции пружинного энергоаккумулятора. Подвижный разделительный элемент-диафрагма 18 под действием силовой пружины 17 перемещается вниз. Соединенная с диафрагмой 18 подвижная часть 26 толкателя, воздействуя через упор 24 на связанную с механизмом колесного тормоза выходную тягу 13, осуществляет включение стояночного торможения. В случае неисправности источника давления текучей среды, соединенного с нагнетательной полостью 20 камеры, растормаживание механизма колесного тормоза может быть выполнено вручную поворотом на выходной тяге 13 поворотной втулки 35 упора с помощью гаечного или специального вилообразного ключа, преодолев усилие пружины кручения 38. При этом, когда пазы 39 втулки 35 совпадут с окнами 41 втулки-сепаратора 34, в которых установлены фиксирующие элементы 32, последние выйдут из кольцевой канавки 33 тяги 13, расфиксировав ее от соединения с упором 24. Связанная с механизмом колесного тормоза выходная тяга 13 сдвинется относительно подвижной части 26 толкателя 19 в крайнее верхнее положение, благодаря чему и произойдет растормаживание. При исправной системе энергоснабжения тормозной камеры выходная тяга 13 приводится в обратном порядке к исходному фиксированному с упором 24 положению автоматически при подаче давления текучей среды в нагнетательную полость 20 энергоаккумулятора. 9644 1 2007.08.30 Функционирование показанного на фиг. 3 варианта осуществления изобретения должно быть в целом понятно из рассмотренного выше описания работы тормозной камеры. Отметим лишь, в частности, что для выполнения процедуры ручного растормаживания в представленном на фиг. 3 варианте осуществления изобретения необходимо, сняв чехол 42, отвернуть с помощью гаечного ключа резьбовой упор 24, сдвинув приводной шток 44,связанный с механизмом колесного тормоза, относительно трубчатой части 26 толкателя в крайнее верхнее положение. Внедрение в практику конструкции пневмопружинной тормозной камеры позволит решить заявленные в изобретении задачи. Источники информации 1. Патент 2809723, НКИ 188-106, 1957 (прототип). Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20. 7