ПРЕДПОСЫЛКИ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Настоящее изобретение относится к устройству для сигнализирования о давлении в шинах, содержащему наружный кожух, установленный с возможностью вращения совместно со снабженным резьбой корпусом, предназначенным для навинчивания указанного устройства на корпус стандартного вентиля для накачивания шины, камеру, ограниченную внутри указанного снабженного резьбой корпуса, элемент, чувствительный к изменению давления в этой камере, звено, выполненное с возможностью деформирования под воздействием давления с учетом температуры, и приспособление для сигнализирования о положении деформируемого звена.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
В патенте США №5694969 описано устройство для накачивания шины колеса. Редукционный вентиль шины для накачивания колеса с шиной содержит корпус вентиля для накачивания шины, имеющий камеру с отверстиями в верхнем и нижнем концах и выполненное в нем разгрузочное отверстие. В указанном корпусе смежно с его верхним концом расположен вентиль для накачивания шины, имеющий подпружиненный центральный золотник для обеспечения прохода внутрь воздуха для накачивания через него шины. В корпусе вентиля для накачивания шины расположен перепускной клапан для выпуска воздуха из шины при превышении давления в ней заданного уровня. Перепускной клапан имеет седло и клапанный элемент, поджатый к седлу пружиной сжатия с удержанием в закрытом положении до тех пор, пока в шине не будет достигнуто заданное давление воздуха, и с обеспечением его открытия для выпуска воздуха через разгрузочное отверстие корпуса вентиля при превышении давления воздуха в шине заданного значения. Указанную пружину сжатия поддерживает сильфон с параметрами, изменяющимися в зависимости от нагрева, чувствительный к изменениям температуры воздуха в шине, с обеспечением предотвращения перепускным клапаном чрезмерного давления в шине, а также предотвращения ослабления этого давления при повышении давления воздуха в шине от увеличения температуры воздуха в этой шине.
В патенте США №3451418 (Nakagawa Shunshi и др.) описано устройство для контроля внутреннего давления в пневматической шине, содержащее полый корпус и расположенное в нем надувное приспособление, а также средства, предназначенные для удержания воздушного вентиля шины обычно в открытом положении. Внутренняя часть пневматической шины сообщается с внутренней частью надувного приспособления. Кроме того, устройство также снабжено приспособлением, способным автоматически указывать внутреннее давление шины в любой момент времени. Это устройство прикреплено к воздушному вентилю шины и выполнено с возможностью подачи непосредственно через него сжатого воздуха для накачивания пневматической шины.
Это устройство также содержит средства автоматического закрытия воздушного вентиля пневматической шины, когда ее внутреннее давление падает ниже заданной величины.
В патенте США №2866432 (Laurie) описано устройство для контроля давления в шине. Индикатор давления в шине действует совместно со штоком вентиля, в котором расположен вентиль шины.
Этот индикатор содержит корпус, имеющий расположенную вблизи одного его конца камеру, открытую с одного конца, защелкивающуюся диафрагму, обычно выгнутую наружу и проходящую поперек открытого конца камеры, и средства регулирования индикатора, предназначенные для регулируемого задания нормальной дуги выгиба диафрагмы.
Индикатор давления в шине также снабжен уплотняющими средствами для герметичного присоединения диафрагмы к камере для перекрытия открытого конца последней от атмосферы, при этом диафрагма установлена с возможностью перемещения между положением, в котором она выгнута внутрь, и положением, в котором она обычно выгнута наружу, со слышимым щелчком.
Другой конец корпуса имеет резьбовое отверстие, сообщающееся с камерой и предназначенное для крепления с возможностью съема к резьбовому концу штока вентиля шины, при этом через камеру и указанное отверстие проходит подвижный шток толкателя, один конец которого предназначен для контактирования с внутренней поверхностью диафрагмы, а другой конец находится в контакте со штоком вентиля шины при перемещении диафрагмы в положение, в котором она выгнута внутрь, для высвобождения тем самым воздуха, находящегося в шине, в указанное отверстие и камеру, расположенную за диафрагмой.
В этих и других документах, входящих в уровень техники, отсутствуют следующие особенности:
- шток (толкателя), имеющий две части двух различных наружных диаметров, если разность между давлением в шине и атмосферным давлением превышает по меньшей мере одну заданную пороговую величину,
- элемент переменной геометрической формы, закрывающий углубление, при этом геометрическая форма указанного элемента зависит от разности между давлением в шине и атмосферным давлением, и сам элемент имеет первую геометрическую форму, когда атмосферное давление воздействует на углубление, а давление в шине выше самой высокой заданной пороговой величины, и вторую геометрическую форму, когда давление в шине ниже самой низкой заданной пороговой величины,
- уплотнительное звено, отделяющее первую камеру, расположенную под толкателем, от второй камеры, расположенной над толкателем,
- первый проход, соединяющий углубление с первой камерой, которая в свою очередь сообщается с атмосферой через второй проход, канал и канавку,
- третья камера, отделенная от первой камеры, когда толкатель находится в первом положении ограничения хода,
- проходы и клапан с двумя устойчивыми состояниями, который снабжен запирающим устройством двойного действия и на который воздействует элемент переменной геометрической формы, для соединения второй камеры с камерой шины, так что когда указанный элемент имеет первую форму, клапан с двумя устойчивыми состояниями может оказаться в первом устойчивом состоянии, а толкатель может находиться в первом положении ограничения хода, и наоборот, для соединения первой и второй камер друг с другом и для соединения этих камер с атмосферой через второй проход, канал и канавку, когда указанный элемент имеет вторую форму, и следовательно, клапан с двумя устойчивыми состояниями оказывается во втором устойчивом состоянии,
- когда давление падает ниже самой низкой заданной пороговой величины, элемент переменной геометрической формы обеспечивает возможность принятия клапаном с двумя устойчивыми состояниями второго устойчивого состояния, закрытия соединения между третьим проходом и второй камерой через канал и четвертый проход и открытия соединения между второй камерой и углублением, в свою очередь соединенным с атмосферой через указанный канал и третий проход.
Технический эффект, обеспечиваемый этими отличительными особенностями, состоит в том, что толкатель приводится в действие разностью давлений между первой камерой, расположенной под толкателем, и второй камерой, расположенной над ним. Давление в первой и второй камерах устанавливается через клапан с двумя устойчивыми состояниями, приводимый в действие элементом переменной геометрической формы, действующим подобно пружинной диафрагме, имеющей две возможные формы в зависимости от давления в шине относительно пороговой величины.
В противоположность этому способу толкатель устройства, описанного в патенте США №3451418, работает как поршень, приводимый в действие давлением в шине и сжимающий при этом механическую пружину.
Настоящее изобретение решает проблему создания различных средств, приводящих в действие толкатель в зависимости от давления в шине.
Хотя в патенте США №2866432 описано устройство для сигнализирования о давлении в шине, содержащее пружинную диафрагму, аналогичную предлагаемому элементу переменной геометрической формы для указания давления в шине, эта пружинная диафрагма указывает на давление в шине только своей формой без взаимодействия с другими элементами устройства.
Таким образом, даже если специалисты используют пружинную диафрагму, описанную в патенте США №2866432, в устройстве, описанном в патенте США №3451418, нет указаний на связь этой диафрагмы с клапаном с двумя устойчивыми состояниями для установления различных давлений в первой и второй камерах, приводящих толкатель в действие в зависимости от пороговой величины давления в шине.
В этих и других документах, относящихся к уровню техники, отсутствует описание устройства для сигнализирования о давлении в шинах, а описаны лишь устройства, ограничивающие давление в случае чрезмерного повышения температуры воздуха в камере шины.
ЦЕЛЬ И СВОЙСТВА ИЗОБРЕТЕНИЯ
Предлагаемое изобретение направлено на решение проблемы создания устройства для сигнализирования о давлении в шинах. Результаты, полученные благодаря настоящему изобретению, главным образом заключаются в том, что самозапирающий золотник вентиля для накачивания шины осуществляет свои функции контроля и автоматического предотвращения выхода воздуха из шины и при наличии указанного устройства, которое, следовательно, используется только для сигнализирования о соответствии давления в шине заданной величины или об отсутствии такого соответствия без риска спуска шины в случае, если в самом устройстве выпуск воздуха имеет место.
Преимущества настоящего изобретения заключается в том, что давление в шине выявляется с учетом по меньшей мере одной пороговой величины, при превышении которой устройство сигнализирует о нормальном давлении в шине, в то время как при падении давления в шине ниже этой пороговой величины или другой заданной величины, меньшей указанной пороговой величины, предлагаемое устройство сигнализирует о ненормальном давлении в шине, причем возможность учета температуры для определения пороговых величин, когда сигнальное устройство указывает на нормальное или ненормальное давление в шине, обеспечивает термочувствительный элемент.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
Другие преимущества, свойства и цели изобретения станут более понятными из описания предпочтительного варианта выполнения со ссылками на чертежи, на которых:
фиг.1 изображает предлагаемое устройство перед его затягиванием на вентиле,
фиг.2 изображает предлагаемое устройство после его затягивания,
фиг.3 изображает предлагаемое устройство на этапе нагружения,
фиг.4 изображает предлагаемое устройство после этапа нагружения,
фиг.5 иллюстрирует изменение состояния предлагаемого устройства при понижении давления в шине ниже заданного порога,
фиг.6 изображает предлагаемое устройство после понижения давления в шине ниже заданного порога.
ОПИСАНИЕ ПРЕДПОЧТИТЕЛЬНОГО ВАРИАНТА ВЫПОЛНЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Предлагаемое устройство содержит наружную оболочку 1, верхняя стенка 2 которой предпочтительно выполнена прозрачной. Оболочка 1 вращается со снабженным резьбой корпусом 4, который может быть навинчен на снабженную резьбой соединительную трубку 5 вентиля 6 для накачивания шины. Вентиль 6 имеет самозапирающий золотник 7, поджатый пружиной 8. Золотник 7 автоматически предотвращает выход воздуха из шины с обеспечением возможности ее накачивания.
Оболочка 1 установлена с возможностью осевого перемещения по отношению к корпусу 4 и удерживается в устойчивом положении ограничения хода по отношению к этому же корпусу 4 посредством пружины 9, при этом уплотнение между оболочкой 1 и корпусом 4 обеспечено тороидальной прокладкой 3.
Корпус 4 присоединен сильфоном 10 к толкателю 11, в котором выполнены три внутренних прохода 12, 13, 14. Сильфон 10 обеспечивает возможность осевого перемещения толкателя 11 без трения внутри предлагаемого устройства. Кроме того, сильфон 10 разделяет две камеры 15, 20, из которых камера 15 расположена под толкателем 11 внутри сильфона 10, а камера 20 расположена над толкателем 11 и постоянно сообщается с камерой 16, расположенной снаружи сильфона 10. Таким образом, толкатель 11 установлен с возможностью осевого перемещения под воздействием разности давлений между камерой 15 (нижней камерой) и камерой 20 (верхней камерой).
В варианте выполнения, не показанном на чертежах, функцию сильфона 10, заключающуюся в отделении двух камер 15, 20, расположенных соответственно под толкателем 11 и над ним, выполняет подвижная прокладка, создающая трение при перемещении толкателя 11.
Верхняя часть толкателя 11 имеет углубление 17, закрытое пластиной 18, выполненной с возможностью деформирования. Уплотнение между внутренней частью углубления 17, закрытого пластиной 18, и камерой 20, расположенной между стенкой 2 и пластиной 18, обеспечивает тороидальная прокладка 19, при этом камера 20 непосредственно соединена с камерой 16. Углубление 17 с проходом 13, выполненным внутри штока толкателя 11, соединяет канал 21, а шток имеет две части различных наружных диаметров. Пластина 18 регулирует канал 21 посредством клапана 22 с двумя устойчивыми состояниями, снабженного запирающим приспособлением двойного действия и приводимого в действие этой же пластиной 18, причем клапан находится в первом устойчивом состоянии, когда первая часть запирающего приспособления закрывает соединение между углублением 17 и каналом 21 с обеспечением соединения между проходом 13 и каналом 21, и во втором устойчивом состоянии, когда вторая часть запирающего приспособления закрывает соединение между проходом 13 и каналом 21 с обеспечением соединения между углублением 17 и каналом 21.
Проход 14, соединяющий внутреннюю часть углубления 17 с камерой 15, расположенной под толкателем 11 внутри сильфона 10, регулируется самозапирающимся клапаном 23, обеспечивающим проход воздуха из углубления 17 в камеру 15, но не обратно.
Проход 12 соединяет камеру 16 (расположенную снаружи сильфона 10) и камеру 20 (расположенную над толкателем 11) с каналом 21, в котором вставлен шток 24 клапана 22.
На практике, когда предлагаемое устройство навинчивают на вентиль 6, оболочка 1 передает вращающий момент, то есть вращение, корпусу 4, причем вентиль 6 навинчивают пальцами руки на оболочку 1 для передачи вращающего момента, вызывающего вращение корпуса 4, для зажатия прокладки 25, используемой для уплотнения корпуса вентиля 6 относительно предлагаемого устройства.
Внутри трубки 5 вентиля 6 ограничена камера 26, отделенная от камеры 15 только тогда, когда толкатель 11 находится в нижнем крайнем положении, так что часть его штока, имеющая больший диаметр, зажимает внутренний край прокладки 25.
Когда прокладка 25 зажата полностью, камера 15, расположенная внутри сильфона 10, сообщается с атмосферой 27 через канал 28, канавку 31 и канал 29. Канал 28 регулируется самозапирающимся клапаном 30, который в открытом положении обеспечивает проход воздуха из камеры 15 в каналы 21 и 29 и затем в атмосферу 27, только когда прокладка 25 полностью зажата. В случае недостаточного зажатия прокладки 25 клапан 30 не открывается, следовательно, предотвращен проход воздуха из камеры 15 в каналы 21 и 29 и затем в атмосферу 27. Это происходит даже тогда, когда прокладка 25 недостаточно зажата, но находится в контакте с трубкой 5.
Устройство, показанное на фиг.1, еще не зафиксировано на вентиле 5, 6. В этом случае попытка нагружения устройства не вызывает никакого эффекта, следовательно, устройство автоматически разгружается, поскольку, с одной стороны, камера 26, проходы 13, 21, 12, камера 16 и камера 20, расположенная над толкателем 11, не сохраняют давление в шине из-за выхода воздуха между недостаточно зажатой прокладкой 25 и корпусом 5 клапана с последующим выпуском воздуха и его непосредственным выходом в атмосферу 27 через канал 29, а с другой стороны, отсутствует возможность выхода воздуха в атмосферу из камеры 15, расположенной под толкателем 11 (при кратковременном нагружении камера 15 перед тем, как она оказывается изолированной от камеры 26 в момент зажатия внутренней кромки прокладки 25 частью штока толкателя 11, имеющей больший наружный диаметр, подвергается воздействию давления воздуха в камере шины): действительно, клапан 30 остается закрытым, поскольку он открывается только из-за сдавливания при зажатии прокладки 25, а также из-за усилия, которое оказывает на этот же клапан 30 давление в камере 15.
Кроме того, при неполном зажатии прокладки 25 на трубке 5, так что происходит выпуск воздуха в канал 29 и канавку 31, воздух также стремится течь обратно в камеру 15 через канавку 31, вызывая снижение давления благодаря обратному потоку через канал 29. Надлежащее равновесие между потерями давления в указанных каналах 28, 29 может обеспечить разгрузку всего устройства из-за недостаточного зажатия прокладки 25 даже при отсутствии клапана 30. По этой причине можно моментально понять, что устройство недостаточно затянуто, во всяком случае отсутствует риск спуска шины из-за неплотного затягивания устройства.
На фиг.2 предлагаемое устройство показано после его затягивания. После полного навинчивания устройства на вентиль 5, 6 шины и, следовательно, обеспечения полного обжатия прокладки 25 путем навинчивания корпуса 4 на этот вентиль 5, 6 это устройство готово к работе. В положении, показанном на фиг.2, предлагаемое устройство работает аналогично колпачку обычного вентиля для накачивания шины, то есть оно не выполняет каких-либо других функций, а только лишь используется для защиты вентиля. Вентиль 5, 6 закрыт золотником 7, следовательно, воздушная камера шины не сообщается ни с камерой 26, ни с атмосферой.
Обычно пластина 18 прогнута кверху, и она удерживается в таком положении до тех пор, пока давление в камере 20 не достигнет достаточно высокой величины по отношению к давлению в углублении 17 (то есть к атмосферному давлению, поскольку углубление 17 сообщается с атмосферой, как будет более понятно из последующего описания), следовательно, когда указанная величина давления достаточно высока, пластина прогнута вниз.
В действительности прогиб пластины 18 зависит от разности между давлением в камере 20, которая последовательно будет сообщаться с воздушной камерой шины, и давлением в углублении 17, которое будет сообщаться с атмосферой. Если разность давлений, которую предпочтительно можно корректировать с учетом температуры при наличии сбалансированного воздействия, производимого биметаллическим элементом 18, достаточно высока, элемент 18 прогибается вниз с занятием устойчивого положения с прогибом вниз, показанного на фиг.3, 4, что означает, что предлагаемое устройство выполняет свои функции, в противном случае элемент 18 сохраняет свою форму, при которой он прогнут кверху.
Последовательная работа заключается в нагружении предлагаемого устройства. Эта работа осуществляется путем приложения внешнего осевого усилия Р от руки, вызывающего осевое перемещение оболочки 1 по отношению к корпусу 4 путем преодоления усилия пружины 9.
Из-за усилия Р, прикладываемого к внешнему корпусу предлагаемого устройства (к оболочке 1 и стенке 2), толкатель 11 также перемещается вниз под действием этого усилия Р, передаваемого пластине 18 через верхнюю стенку 2. Благодаря этому усилию Р пластина 18 прогибается вниз, как в случае, когда давление в камере 20 выше давления в углублении 17, на достаточную величину. Действия, осуществляемые для приведения устройства в действие, являются процессом нагружения, что происходит в случае, когда разность между давлением в камере 20, с одной стороны, и давлением в углублении 17 и камере 15, с другой стороны, достаточно высока. Примечательно, что на этом первом этапе кратковременного нагружения разность между давлением в камере 20, с одной стороны, и давлением в камере 15 и углублении 17 (соединенными друг с другом проходом 14), с другой стороны, еще не возникла и не стабилизировалась, следовательно, прогиб пластины 18 и перемещение вниз толкателя 11 происходит только благодаря усилию Р.
Эта новая геометрическая форма пластины 18 вызывает также перемещение клапана 22, снабженного запирающим устройством двойного действия, в направлении первого устойчивого состояния. Следовательно, клапан 22 соединяет проход 13 с проходом 12 и камерами 16, 20 и разъединяет соединение между каналом 21 и углублением 17. Следует напомнить, что камера 20 проходит от верхней поверхности пластины 18 к камере 16, расположенной снаружи сильфона 10.
Кроме того, благодаря этому же усилию Р толкатель 11 перемещается вниз, следовательно, нижний конец его штока (внутри которого выполнен проход 13) толкает вниз конец золотника 7, который открывается с обеспечением заполнения камеры 26, ограниченной в трубке 5 вентиля 6, воздухом из камеры шины.
Прокладка 25 также может уплотнять шток толкателя 11 с помощью своего внутреннего выступа, только когда толкатель 11, шток которого имеет две части разного диаметра, перемещается в направлении нижнего положения ограничения хода, показанного на фиг.3 (положение нагружения). Следовательно, если в начале открытия золотника 7 во время перемещения вниз толкателя 11 воздух, выходящий из камеры шины, заполняет камеры 26, 15, проход 28, канал 29, канавку 31 (и проходы 12, 13, канал 21 и камеры 16, 20, так как эти полости сообщаются друг с другом) в момент, когда толкатель 11 достиг своего нижнего положения ограничения хода, и следовательно, обеспечено уплотнение между штоком толкателя 11 и прокладкой 25, камера 26, ограниченная в трубке 5 вентиля 6, отделена от камеры 15, расположенной под толкателем 11 внутри сильфона 10. Примечательно, что уплотнение на штоке толкателя 11, необходимое для изолирования камер 26 и 15, когда толкатель 11 находится у своего нижнего положения ограничения хода, может быть получено не посредством прокладки 25, а с помощью другой прокладки, например тороидальной прокладки, выполненной как одно целое с корпусом 4, при этом решение, заключающееся в объединении функции уплотнения в одной прокладке 25, позволяет уменьшить осевые размеры всего устройства.
При достижении этого состояния давление, присутствующее в воздушной камере шины, устанавливается в камере 26, проходах 12, 13 и камерах 16 и 20, и наоборот, атмосферное давление устанавливается в камере 15 и углублении 17, в проходах 14, 28, 29 и в канавке 31. Следовательно, оказываются отделенными две полости: первая полость 20, расположенная над толкателем 11, и вторая полость 15, расположенная под ним, причем это разделение существует благодаря прокладке 25 (уплотнение на штоке толкателя 11), с одной стороны, и сильфону 10 (уплотнению на толкателе 11), с другой стороны. При снятии внешнего усилия Р, если разность между давлением в камере 20 и давлением в углублении 17 (то есть между давлением в камере шины и атмосферой) достаточно высока (напомним, что камера 15 через внутренний проход 14 сообщается с углублением 17 и, таким образом, в ней присутствует атмосферное давление), пластина 18 сохраняет свою форму с прогибом вниз, обусловленную усилием Р, даже когда это усилие снято, и, следовательно, сообщение прохода 13 с углублением 17 через канал 21 будет закрыто, а сообщение прохода 13 с проходом 12 (и, следовательно, прохода 13 с камерами 16, 20) через этот же канал 21 будет открыто благодаря первому устойчивому состоянию, в котором находится клапан 22, снабженный запирающим устройством двойного действия.
После снятия усилия Р пружина 9 и давление воздуха в камерах 16, 20 перемещают оболочку 1 обратно вверх, которая занимает свое первоначальное положение, как показано на фиг.4. При такой конфигурации, если давление воздуха (давление воздуха в камере шины), имеющееся в камере 20 (возможно откорректированное с учетом температуры при наличии сбалансированного воздействия, производимого элементом 18), таково, что на верхнюю поверхность пластины 18 действует нагрузка, достаточная для удержания пластины 18 в прогнутом вниз положении (фактически в углублении 17 присутствует атмосферное давление), то эта нагрузка также надежно удерживает толкатель 11 в нижнем положении ограничения хода, поскольку благодаря разности давлений в активных частях она существенно превышает усилие, обусловленное воздействием давления воздуха в камере шины на шток толкателя 11, и усилие пружины 8.
Таким образом, шток толкателя 11 удерживает золотник 7 открытым для обеспечения непрерывного сообщения между воздушной камерой шины и мерным устройством 18 через обе камеры 26 и 20, где присутствует давление воздуха в камере шины. Совершенно очевидно, что любой выход воздуха предотвращен благодаря уплотнению, образованному прокладками 25, 19, 3 и сильфоном 10. Следовательно, как показано на фиг.4, пока давление в шине (возможно корректируемое с учетом температуры) поддерживается на достаточном уровне, то есть выше установленной пороговой величины, определяющей нижний предел нормального давления в шине, предлагаемое устройство остается нагруженным, то есть пластина 18 прогнута вниз, а толкатель 11 находится в нижнем положении ограничения хода; это же устройство поддерживает сообщение с воздушной камерой шины через золотник 7.
Необходимо уточнить, что функция, выполняемая предлагаемым устройством (а именно сигнализирование о падении давления в шине ниже по меньшей мере одной заданной пороговой величины), полезна для всех обычных рабочих условий, когда присутствует медленный спуск шины, то есть при обстоятельствах, затруднительных для выявления обычными средствами наблюдения (явление, имеющее место или по естественным причинам, таким как выход воздуха через элементы конструкции самой шины, или по внешним причинам, таким как небольшие проколы, вызывающие медленный спуск шины); следовательно, предлагаемое устройство обеспечивает время, необходимое для получения сигнала и как можно более скорейшего выполнения действий для восстановления нормальной величины давления (и/или починки возможного прокола для предотвращения вынужденной остановки транспортного средства). Очевидно, что предлагаемое устройство не имеет практической пользы в случае проколов или других серьезных явлений, вызывающих такой быстрый спуск шины, при котором времени для получения сигнала и последующих действий недостаточно.
Естественно, что заранее заданная пороговая величина, определяющая нижний предел нормального давления в шине, может быть задана с обеспечением сигнализирования о превышении этой пороговой величины, когда давление в шине все еще достаточно высоко для обеспечения времени, необходимого для получения сигнала, и выполнения действий, необходимых для обычных рабочих операций, когда спуск шины происходит медленно.
Когда давление (возможно откорректированное с учетом температуры) падает ниже указанной пороговой величины (или ниже другой пороговой величины, которая меньше предыдущей), пластина 18, как показано на фиг.5, прогибается вверх. Этот прогиб немедленно обеспечивает возможность автоматического перехода клапана 22 из первого устойчивого состояния во второе для закрытия соединения между проходом 13 и камерами 16 и 20 (через канал 21 и проход 12), при этом наоборот соединение между камерой 20 и углублением 17 (через проход 12 и канал 21) остается открытым. Углубление 17 через проход 14 сообщается с камерой 15, которая в свою очередь сообщается с атмосферой 27 через проход 28, канал 29 и канавку 31.
Достигаемая при таком положении цель заключается в надежном закрытии шины, следовательно, шина изолирована от окружающей среды посредством золотника 7 с предотвращением любого выхода воздуха через него или само предлагаемое устройство. Для этого устройство выполнено так, что направленное вниз усилие, действующее на толкатель 11 и находящиеся с ним в комплекте детали, из-за разности давлений в верхней камере 20 (где присутствует давление в камере шины) и в нижней камере 15 (где присутствует давление окружающей среды), когда разность давлений в камере 20 и углублении 17 обеспечивает возможность удержания пластины 18 в прогнутом вниз положении, так высоко, что значительно превышает усилие, которое действует вверх на толкатель 11 и которое вызвано золотником 7, поджатым вверх пружиной 8, давлением воздуха в камере шины, действующим на шток толкателя 11, и упругостью сильфона 10.
Таким образом, обеспечено удержание толкателя 11 в нагруженном положении (в нижнем положении ограничения хода) даже при наличии внешних возмущающих воздействий (вибрации, сил инерции и т.д.). Начало явления, вызывающего разгрузку предлагаемого устройства, обусловлено изменением давления в шине (возможно откорректированного с учетом температуры) относительно атмосферного давления, способным вызвать прогиб пластины 18 вверх, когда давление в полостях 17, 14, 15, 28 и 29 все еще является атмосферным давлением, а давление в полостях 16, 20, 12, 21, 13 и 26 представляет собой давление воздуха в камере шины (которое уже упало ниже заданного порога). При таких условиях разность между давлением в камере 20 (где присутствует давление в камере шины) и давлением в камере 15 (где присутствует давление окружающей среды), воздействующим на толкатель 11, все еще способна удерживать толкатель 11 в нагруженном положении (то есть в нижнем положении ограничения хода); в действительности активные части толкателя 11 и связанного с ним штока выполнены таким образом, что результирующий вектор различных перечисленных выше сил, действующих на толкатель 11, всегда направлен вниз, также когда давление в шине ниже заданной пороговой величины, в то время как пластина 18 прогибается вверх, как только давление в шине превысит эту величину. Поскольку предлагаемое устройство предназначено для практического применения при всех обычных рабочих условиях, когда шина спускается медленно, в момент, когда давление в шине (возможно откорректированное с учетом температуры) опускается ниже заданной для этого пороговой величины, пластина 18 тотчас прогибается вверх, но результирующая сил, действующих на толкатель 11 (модуль которой в свою очередь при медленном протекании явления будет изменяться, но лишь на очень небольшую величину), всегда направлена вниз. Кроме того, эта результирующая представляет собой такую величину, что толкатель 11 постоянно удерживается в нижнем положении ограничения хода до тех пор, пока давление в камере 20 существенно не упадет. Это существенное падение является непосредственным следствием прогиба вверх пластины 18.
Действительно, перемещение клапана 22 в сторону своего второго устойчивого состояния, следующее за изменением геометрической формы пластины 18, вызывает внезапное изменение давления в различных полостях. Соединение между проходом 13 (в котором вместе с камерой 26 сохраняется давление в шине) и камерами 16 и 20 (через проходы 21 и 12) разъединяется, в то время как камеры 20 и 16 опорожняются через эти же проходы 12 и 21, углубление 17 (которое сейчас сообщается с каналом 21 и проходом 12), проход 14, камеру 15, канал 28, канавку 31 и канал 29, которые непосредственно сообщаются с атмосферой 27.
Таким образом, давление в камере 20 быстро падает, в то время как из-за потерь давления, препятствующих потоку воздуха в атмосферу 27 через канал 28, канавку 31 и канал 29, давление в камере 15 стремится повыситься (прежде давление в камере 15 соответствовало атмосферному давлению). Это явление, связанное с направленной вверх нагрузкой, действующей на шток толкателя 11 посредством золотника 7, поджатого пружиной 8, и сильфоном 10, вызывает внезапный ход вверх толкателя 11 в сторону его верхнего положения ограничения хода.
В самом начале хода толкателя 11 вверх шток, имеющий две части разных диаметров, выходит из взаимодействия с прокладкой 25, таким образом, внезапно создается непосредственное соединение между камерой 26, которая до тех пор, пока не закрыт золотник 7, остается под давлением в шине и возможно заполнена значительным потоком воздуха, и камерой 15, расположенной под толкателем 11. Таким образом, давление в камере 15 тотчас достигает величины давления в шине путем приложения действующей вверх нагрузки на толкатель 11. Эта величина давления сохраняется до тех пор, пока золотник 7 не закроется полностью в соответствии с настоящим изобретением, в то время как клапан 23 предотвращает поток воздуха в углубление 17, и поэтому воздух через проходы 21 и 12 может попасть в камеру 20, расположенную над толкателем 11, где тем временем давление упало по отношению к давлению в шине, которое там присутствовало перед превышением пороговой величины.
Таким образом, толкатель 11 до тех пор, пока золотник 7 полностью не закроется, подвергается воздействию направленного верх результирующего усилия, обусловленного разностью давлений в камерах 15 и 20, усилием, прикладываемым к игле золотника 7, поджатого пружиной 8, и усилием сильфона 10, и достаточного для перемещения толкателя 11 вверх, даже если в камерах 15 и 20 присутствует аналогичная величина давления. Действительно, давление в камере 15 остается равным величине давления в шине, поскольку выходной поток из все еще открытого золотника 7 значительно больше потерь, вытекающих в атмосферу через проход 28, канавку 31 и канал 29. Этот факт гарантирует, что даже при падении давления в камере 20 на небольшую величину или даже при его возвращении к величине давления воздуха в камере шины в момент отсоединения штока толкателя 11 от прокладки 25, что может произойти при смещении клапана 23, результирующая нагрузок, действующих на толкатель 11, всегда в любом случае будет направлена вверх благодаря упругости пружины 8 и сильфона 10.
Этот факт вызывает внезапный ход толкателя 11 вверх к его верхнему положению ограничения хода и закрытие золотника 7 путем достижения желаемого результата и разгрузки устройства: когда золотник 7 закрыт, обе камеры 15 и 20 внезапно соединяются с окружающей средой (атмосферным давлением), в то время как толкатель 11 завершает свой ход вверх до тех пор, пока он не достигнет своего верхнего положения ограничения хода благодаря упругости сильфона 10 (фиг.6).
Таким образом, шина немедленно оказывается изолированной от окружающей среды, следовательно, золотник 7 всегда выполняет свою функцию защиты и закрытия шины для предотвращения выхода воздуха через вентиль для накачивания шины. Это предотвращает любой риск, связанный с возможным выпуском воздуха в предлагаемом устройстве.
Если после этапа нагружения толкатель 11 остается в таком положении, при котором золотник 7 удерживается открытым, то есть в своем нижнем положении ограничения хода, это означает, что давление в воздушной камере шины (возможно откорректированное с учетом температуры) выше заданной пороговой величины, определяющей нижний предел нормального давления воздуха в шине; и наоборот, когда толкатель 11 перемещается назад к верхнему положению ограничения хода (то есть он разгружен), давление в камере шины (возможно откорректированное с учетом температуры) ниже указанной заданной пороговой величины или другой заданной пороговой величины, которая меньше первой.
Следовательно, для сигнализирования во внешнюю среду с помощью известных средств о превышении пороговой величины, которая определяет нижний предел нормального давления в шине, или об отсутствии такого превышения достаточно выявить или прогиб пластины 18, или положение толкателя 11 (ход которого составляет несколько миллиметров). Например, цветовое изменение в зависимости от положения толкателя 11 при работе может отображаться в прозрачном смотровом окне, выполненном в стенке 2. Кроме того, смещение толкателя 11 (или изменение геометрической формы пластины 18) может приводить в действие электрическую схему, благодаря чему может быть обеспечено выделение оптических и/или звуковых сигналов, передаваемых индуцированием, или электромагнитных волн и так далее со всеми возможными комбинациями.
Очевидно, что предлагаемое устройство может быть перезагружено неограниченное количество раз, при этом каждый раз, когда возникает превышение заданной пороговой величины, устройство автоматически разгружается и остается ненагруженным до следующего нагружения от руки путем обеспечения возможности получения сигнала.
На фиг.6 предлагаемое устройство показано после падения давления в шине; в этом случае составные части предлагаемого устройства снова находятся в положении, показанном на фиг.2.
Изобретение относится к автомобильной промышленности. Устройство содержит наружную оболочку, вращающуюся со снабженным резьбой корпусом, который может быть навинчен на соединительную трубку вентиля для накачивания шины, толкатель, имеющий углубление, закрытое деформируемой пластиной, сильфон, отделяющий камеру, расположенную над толкателем, от второй камеры, расположенной под толкателем, при этом пластина прогнута вниз, когда атмосферное давление воздействует на углубление, а давление в шине, имеющее величину, превышающую заданную, воздействует на первую камеру. С первой камерой сообщается третья камера, ограниченная внешней стенкой сильфона и внутренней оболочкой. Внутри трубки расположена четвертая камера, которая отделена от второй камеры, когда шток толкателя плотно закрывает прокладку. Когда давление в шине падает ниже заданной величины, проходы соединяют первую и третью камеры со второй камерой и атмосферой. В результате повышается точность работы устройства. 9 з.п. ф-лы, 6 ил.
| US 3451418 А, 24.06.1969 | |||
| US 2866432 А, 30.12.1958 | |||
| US 2906282 А, 29.09.1959 | |||
| DE 4332717 А, 09.06.1994 | |||
| УСТРОЙСТВО для КОНТРОЛЯ ДАВЛЕНИЯ в ПНЕВМАТИЧЕСКОЙ ШИНЕ | 0 |
|
SU385759A1 |
