Тормозной цилиндр одностороннего действия

 

Использование: в области транспортного машиностроения, в частности в конструкциях тормозных систем транспортных средств. Сущность изобретения: тормозной цилиндр содержит поршень со штоком, защитный чехол, уплотнение штока поршня, возвратную пружину, размещенную между поршнем и крышкой тормозного цилиндра. Введен поршень-камера с упором и закрепленной в нем мембраной, связанной со штоком и взаимодействующей с упором, между мембраной и упором введена отпускная пружина, а шток защищен чехлом. 1 ил.

Изобретение относится к области транспортного машиностроения и может быть использовано в конструкциях тормозных систем транспортных средств.

Известна конструкция тормозной камеры, которая предназначена для выполнения тех же функций, что и тормозной цилиндр. Тормозная камера содержит корпус и крышку, между которыми по наружному диаметру зажата мембрана, диск, опирающийся на среднюю часть мембраны, жестко закрепленный на диске шток, который вилкой шарнирно соединен с приводным устройством (исполнительным механизмом).

Недостаток известной тормозной камеры состоит в том, что усилие на штоке камеры зависит от хода поршня и при превышении определенной величины резко падает. Это обстоятельство и обусловило небольшой ход штока тормозной камеры.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является тормозной цилиндр, выбранный в качестве прототипа и содержащий цилиндр с элементами крепления (к деталям транспортного средства), поршень с жестко закрепленным на нем уплотнением, препятствующим проникновению воздуха между поршнем и гильзой цилиндра, шток, шарнирно соединенный с приводным устройством тормоза, возвратную пружина для возвращения поршня со штоком в исходное положение при выпуске сжатого воздуха.

Недостатком этого тормозного цилиндра является возникновение значительных сил трения при торможении и отпуске между поршнем и внутренней поверхностью стенки тормозного цилиндра. В результате трения снижается сила на штоке тормозного цилиндра, особенно при некачественной смазке, ее затвердевании при низкой температуре окружающего воздуха, а также при ее недостаточном количестве или полном отсутствии. Это способствует повышенному износу уплотнений, расположенных на поршне и штоке тормозного цилиндра, повышая внешние утечки воздуха из полости, расположенной перед поршнем цилиндра, тем самым снижая давление сжатого воздуха в этой полости.

Перечисленные факторы могут существенно снизить КПД тормозного цилиндра и эффективность тормоза в целом.

Задачей предложенного технического решения является снижение сопротивления движению поршня за счет уменьшения сил трения, повышение надежности и долговечности поршневого узла тормозного цилиндра, снижение эксплуатационных расходов при работе, уменьшение расхода воздуха на утечки через неплотности, вызванные разрушением уплотнительных элементов, а также повышение КПД тормозного цилиндра.

Поставленная задача достигается тем, что тормозной цилиндр снабжен поршнем, представляющим собой камеру, содержащую мембрану, которая по наружному диаметру прижата хомутом к упору, между которыми жестко крепится уплотнение поршня тормозного цилиндра, причем в задней крышке цилиндра расположено углубление, в котором помещается выступающая часть мембраны при отпущенном положении тормоза. Упор представляет собой заднюю часть тормозного цилиндра и в центре имеет сквозное отверстие с диаметром, подобранным таким образом, чтобы сквозь него свободно без трения проходил шток или его направляющая в процессе работы цилиндра.

Таким образом, заявленное техническое решение соответствует критерию "новизна".

Сравнение заявленного решения не только с прототипом, но и с другими техническими решениями в данной области позволяет сделать вывод о соответствии критерию "изобретательский уровень".

На чертеже изображен предлагаемый тормозной цилиндр.

Тормозной цилиндр состоит из поршня-камеры 1, передней 2 и задней 3 крышек, корпуса (гильзы или обечайки цилиндра), защитного чехла 7, шайбы, закрепляющей последний с передней крышкой, и направляющей 6 штока поршня.

В передней крышке 2 с целью очистки наружного воздуха, поступающего в полость между упором 7 и крышкой 2, расположен фильтр 8.

В полости цилиндра размещена возвратная пружина 9 поршня. Поршень-камера 1 состоит из упора 7, соединенного с мембраной 19, закрепленной с ним по диаметру с помощью хомута 10, на котором закреплено уплотнение 11 с укрепленной в пазу хомута 10 уплотнительной вставкой 20. С мембраной 19 в средней ее части жестко закреплен диск 12, который соединен с направляющей 6, внутри которой размещен шток 13 с шаровым шарниром 14, который закреплен с направляющей 6 штока при помощи шайбы 15. Между диском 12 и упором 7 размещена отпускная пружина 16 мембраны.

На штоке 13 закреплена вилка 17. В задней крышке 3 приварена втулка 18 с конической резьбой для подвода сжатого воздуха. Передняя 2 и задняя 3 крышки соединены с корпусом 4 с помощью гаек (не показаны).

Тормозной цилиндр работает следующим образом.

При торможении воздухораспределитель (не показан) сначала подает сжатый воздух во втулку 18 по стрелке А, перемещая мембрану 19 и преодолевая сопротивление пружины 16. Мембрана 19 вместе с закрепленным на ней диском 12, штоком 13 и направляющей 6 штока поршня перемещается до тех пор, пока диск 12 не достигнет упора 7. Затем начинает перемещаться поршень-камера 1, который включает в себя упор 7, уплотнение 11, хомут 10, диск 12 и отпускную пружину 16 мембраны, преодолевая сопротивление возвратной пружины 9 поршня. Таким образом, при малом выходе штока тормозной цилиндр работает как тормозная камера, а при дальнейшем увеличении выхода штока как тормозной цилиндр. После сообщения втулки 18 с атмосферой (режим отпуска) сначала поршень - камера 1 под действием возвратной пружины 9 возвращается влево до упора в заднюю крышку 3 цилиндра, а затем мембрана 19 вместе с диском 12 и закрепленным на нем штоком 13 под действием отпускной пружины 16 мембраны возвращается в исходное предтормозное положение ( в углубление, расположенное в задней крышке.

Эффект от внедрения данного технического решения ожидается за счет снижения сопротивления движения до 30-50%, повышения надежности и долговечности уплотнений на штоке цилиндра, снижения эксплуатационных расходов при работе тормозного цилиндра до 20-35%, уменьшения расхода воздуха на утечки через неплотности до 30-50% , а также повышения на 10-20% КПД тормозного цилиндра.

Формула изобретения

ТОРМОЗНОЙ ЦИЛИНДР ОДНОСТОРОННЕГО ДЕЙСТВИЯ пневматического тормоза транспортного средства, содержащий корпус с крышкой и расположенным в нем поршнем со штоком, установленным с уплотнением, возвратную пружину, размещенную между поршнем и крышкой, отличающийся тем, что он снабжен поршнем-камерой с упором и закрепленной в нем мембраной, связанной со штоком и взаимодействующей с упором, при этом между упором и мембраной введена отпускная пружина, а шток защищен чехлом.

РИСУНКИ

Рисунок 1