МЕМБРАННЫЙ КЛАПАН БЕЗ ОПОРНОГО КОЛЬЦА И ОПОРНОЙ ТАРЕЛКИ Российский патент 2020 года по МПК B60T8/36 F16K31/06 F16K7/17 

Изобретение относится к мембранному клапану по меньшей мере со следующими элементами: эластомерной мембраной, фиксированной посредством радиального внешнего выступа края в корпусе клапана или на нем и взаимодействующей с седлом мембранного клапана; с ограниченной первой, обращенной в сторону от седла мембранного клапана поверхностью эластомерной мембраны и с возможностью загрузки рабочим телом и разгрузки первой распределительной камерой, причем при загрузке первой распределительной камеры рабочим телом эластомерная мембрана прижимается к седлу мембранного клапана; с ограниченной второй, обращенной в сторону от первой поверхности поверхностью эластомерной мембраны и с возможностью загрузки рабочим телом и разгрузки второй распределительной камерой, окружающей седло мембранного клапана, причем при загрузке второй распределительной камеры рабочим телом эластомерная мембрана имеет тенденцию отходить от седла мембранного клапана и при этом соединять вторую распределительную камеру с проточным каналом рабочей жидкости, в котором седло мембранного клапана выполнено со стороны конца, и, причем проточный канал рабочей жидкости, седло мембранного клапана и эластомерная мембрана расположены относительно осевого направления соосно друг с другом, согласно пункту 1 ограничительной части формулы изобретения.

Кроме того, изобретение относится к компоновке ограничительного клапана для управления давлением рабочей жидкости в приводимом в действие рабочим телом и с регулированием пробуксовки тормозном устройстве транспортного средства, содержащим такой мембранный клапан согласно пункту 6 формулы изобретения, а также с регулированием пробуксовки приводимое в действие рабочей жидкостью тормозное устройство транспортного средства, по меньшей мере с одним таким устройством ограничительного клапана согласно пункту 11 формулы изобретения.

Тормозные системы, такие, как система ABS (противоблокировочная система) предотвращают блокирование колес и начинают функционировать, если между шиной и проезжей частью требуется бόльшая, чем передается, динамическая связь, т.е. если водитель превышает силу тормозного нажатия. При торможении, вызывающем блокирование колес, центральный электронный блок управления тормозного устройства системы ABS распознает по сигналам датчика числа оборотов тенденцию к блокировке одного или нескольких колес и рассчитывает по ним управление воздействующей на тормозной цилиндр компоновкой ограничительного клапана. Затем давление в системе тормозного привода регулируют с помощью компоновки ограничительного клапана посредством отвода давления, удержания давления или повышения давления в соответствии с реакцией колес, а вследствие этого, - относительное трение между шиной и проезжей частью до оптимального проскальзывания. Компоновки ограничительного клапана системы ABS находят применение, например, в таких транспортных средствах. как транспортные средства хозяйственного назначения, автобусы, седельные тягачи, а также прицепы. Компоновки ограничительного клапана без действия реле имеют в большинстве случаев 3/2 ходовые электромагнитные клапаны в качестве управляющих мембранных клапанов, причем электронный блок управления управляет 3/2 ходовыми электромагнитными клапанами для осуществления необходимых для эксплуатации системы ABS функций: удержание давления, отвод давления и повышение давления. Во время торможения без реагирования системы ABS (отсутствие тенденции к блокировке колес), рабочее тело, в большинстве случаев – воздух, беспрепятственно протекает при приточно-вытяжном вентилировании тормозных цилиндров компоновки ограничительного клапана в обоих направлениях. Это обеспечивает функционирование рабочей тормозной системы без влияния со стороны компоновки ограничительного клапана системы ABS.

Ограничительные клапаны в виде одноканальных ограничительных клапанов для противоблокировочных устройств транспортных средств имеют внутри корпуса соответственно мембранный клапан в качестве впускного или управляемого обратного клапана и в качестве выпускного клапана, а также электромагнитный распределительный клапан для мембранного управляемого обратного клапана и для выпускного мембранного клапана. Оба мембранных клапана содержат соответственно нагружаемую давлением в управляющей полости мембрану, а электромагнитные распределительные клапаны - соответственно с возможностью приведения в действие посредством электрической индукторной катушки сердечник электромагнита, взаимодействующий соответственно с двумя седлами электромагнитного клапана. В рабочем режиме удержания давления, т.е. когда следует поддерживать уже установленное компоновкой ограничительного клапана давление в системе тормозного привода, подают ток на катушку электромагнита соответствующего мембранному управляемому обратному клапану электромагнитного управляющего клапана, вследствие чего сердечник электромагнита управляющего клапана прижимается с уплотнением против действия пружинных элементов к седлу электромагнитного клапана.

Известный мембранный клапан и известная компоновка ограничительного клапана известны, например, из публикации DE 10 2008 035 372 A1. Известный из DE 10 2008 035 372 A1 мембранный клапан имеет обычно металлическое опорное кольцо, поддерживающее эластомерную мембрану на радиальном внешнем участке, а эластомерная мембрана на своем центральном взаимодействующем с седлом клапана участке - интегрированную опорную тарелку из металла. Опорное кольцо и опорная тарелка увеличивают срок службы эластомерной мембраны.

В основе изобретения лежит задача, в противоположность к этому, усовершенствовать мембранный клапан выше описанной конструкции так, чтобы он, наряду с длительным сроком службы, был выгоден в изготовлении. Так же нужно предоставить в распоряжение содержащую такой мембранный клапан компоновку ограничительного клапана для тормозного устройства транспортного средства с регулированием пробуксовки, а также с регулированием пробуксовки тормозное устройство транспортного средства по меньшей мере с такой компоновкой ограничительного клапана.

Эта задача решается с помощью признаков пунктов 1, 7 и 12 формулы изобретения.

Сущность изобретения

Изобретение относится к мембранному клапану по меньшей мере со следующими элементами: эластомерной мембраной, фиксированной посредством радиального внешнего выступа края в корпусе клапана или на нем и взаимодействующей с седлом мембранного клапана; с ограниченной первой, обращенной в сторону от седла мембранного клапана поверхностью эластомерной мембраны и с возможностью загрузки рабочим телом и разгрузки первой распределительной камеры, причем при загрузке первой распределительной камеры рабочим телом эластомерная мембрана прижимается к седлу мембранного клапана; с ограниченной второй, обращенной в сторону от первой поверхности поверхностью эластомерной мембраны и с возможностью загрузки рабочим телом и разгрузки второй распределительной камеры, окружающей, например, проточный канал рабочей жидкости и/или седло мембранного клапана, если смотреть в направлении периферии, причем при загрузке второй распределительной камеры рабочим телом эластомерная мембрана имеет тенденцию отходить от седла мембранного клапана и при этом соединять вторую распределительную камеру с проточным каналом рабочей жидкости, в котором седло мембранного клапана выполнено со стороны конца, причем проточный канал рабочей жидкости, седло мембранного клапана и эластомерная мембрана расположены относительно осевого направления соосно друг с другом. При этом осевое направление является также направлением действия эластомерной мембраны, например, для ее отведения от седла мембранного клапана. Под эластомерной мембраной понимают мембрану по меньшей мере частично, а предпочтительно полностью изготовленную из эластомера.

Далее согласно изобретению предусмотрено, что внутренний диаметр канала рабочей жидкости составляет от 7,5 мм до 9,5 мм, и твердость по Шору эластомерной мембраны составляет по меньшей мере 40 Шор A, а наименьшая толщина эластомерной мембраны по меньшей мере на центральном участке, находящемся, если смотреть относительно вертикального, к осевому направлению радиальному направлению внутри седла мембранного клапана, составляет по меньшей мере 30% от внутреннего диаметра канала рабочей жидкости.

Заявитель данной заявки на патент обнаружил, что, если с одной стороны, жесткость материала и формы эластомерной мембраны, в частности, на участке, находящемся, если смотреть относительно вертикального к осевому направлению радиальному направлению внутри седла мембранного клапана, достаточно большая, а, с другой стороны, внутренний диаметр проточного канала рабочей жидкости достаточно мал, тогда эластомерная мембрана не изламывается и не проламывается при обычных для компоновок ограничительного клапана соотношениях давлений в проточном канале рабочей жидкости. Но и на радиальном внешнем участке эластомерной мембраны также присутствует такая же высокая жесткость, благодаря относительно высокой жесткости эластомерного материала, поэтому эластомерная мембрана не изламывается и не проламывается на нем. Это обеспечивает большой срок службы, а также высокую функциональную надежность эластомерной мембраны.

В частности, с помощью предлагаемых согласно изобретению мероприятий можно поддерживать эластомерную мембрану мембранного клапана без дополнительного опорного кольца, предусмотренного для поддержания радиального внешнего участка эластомерной мембраны и/или выполнять ее без дополнительной, интегрированной на центральном участке эластомерной мембраны опорной тарелки, причем опорное кольцо и опорная тарелка изготовлены из отличающегося от эластомера материала, например, из металла, как это, например, описано в приведенной выше публикации DE 10 2008 035 372 A1. В частности, в данном случае мембранный клапан выполнен согласно предпочтительной форме исполнения изобретения без такого опорного кольца и/или без такой опорной тарелки. Результатом является значительное снижение производственных расходов для мембранного клапана.

Из приведенных в зависимых пунктах формулы изобретения признаков следуют, предпочтительные усовершенствованные варианты изобретения.

Согласно предпочтительной форме исполнения изобретения, предусмотрены пружинные элементы, прижимающие центральный участок мембраны посредством усилий пружины, к седлу мембранного клапана. Эти пружинные элементы выполнены предпочтительно так, что они прижимают центральный участок эластомерной мембраны к седлу мембранного клапана с относительно небольшим усилием, как раз достаточным для определения исходного состояния и исходного положения эластомерной мембраны при отсутствии воздействия рабочего тела.

Рабочим телом предпочтительно является сжатый воздух или гидравлическая жидкость. Согласно усовершенствованному варианту изобретения, первая распределительная камера и вторая распределительная камера дополнительно ограничиваются клапанной коробкой, в частности, первая распределительная камера - основанием клапанной коробки и/или крышкой клапана, а вторая распределительная камера - основанием клапанной коробки.

Изобретение относится также к компоновке ограничительного клапана для управления давлением рабочей жидкости в приводимом в действие рабочим телом и с регулированием пробуксовки тормозном устройстве транспортного средства, причем в процессе регулирования пробуксовки тормозное давление по меньшей мере в одном тормозном цилиндре увеличивают, удерживают или опускают, причем в корпусе компоновки ограничительного клапана предусмотрены два мембранных клапана, управляемый обратный или впускной мембранный клапан и выпускной мембранный клапан, а также два управляемых электронным блоком управления электромагнитных управляющих клапана для предварительного управления мембранными клапанами, причем управляемый обратный или впускной мембранный клапан проводит рабочее тело по меньшей мере в один тормозной цилиндр в открытом положении и блокирует в закрытом положении подачу рабочего тела по меньшей мере в один тормозной цилиндр, причем выпускной мембранный клапан соединяет по меньшей мере один тормозной цилиндр с отводом давления в открытом положении и блокирует в закрытом положении соединение между по меньшей мере одним тормозным цилиндром и отводом давления.

В отношении управляемого обратного или впускного мембранного клапана и выпускного мембранного клапана, - по меньшей мере впускной управляемый обратный или впускной мембранный клапан выполнен с помощью выше описанного мембранного клапана. Дополнительно также и выпускной мембранный клапан может быть выполнен с помощью выше описанного мембранного клапана.

В случае, если управляемый обратный или впускной мембранный клапан компоновки ограничительного клапана выполнен посредством выше описанного мембранного клапана, может быть предусмотрено соединение первой распределительной камеры управляемого обратного или впускного мембранного клапана с выходом электромагнитного управляющего клапана, образующего впускной управляющий клапан, и соединение второй распределительной камеры управляемого обратного или впускного мембранного клапана с пневматическим каналом клапана ножного тормоза, а проточный канал рабочей жидкости управляемого обратного или впускного мембранного клапана - по меньшей мере с одним приводимым в действие рабочим телом тормозным цилиндром.

В случае, если выпускной мембранный клапан компоновки ограничительного клапана выполнен посредством выше описанного мембранного клапана, может быть предусмотрено соединение первой распределительной камеры выпускного мембранного клапана с выходом электромагнитного управляющего клапана, образующего управляющий выпускной клапан, и соединение второй распределительной камеры выпускного мембранного клапана - по меньшей мере с приводимым в действие рабочим телом тормозным цилиндром, а проточный канал рабочей жидкости выпускного мембранного клапана - с отводом давления или с резервуаром для рабочей жидкости.

Согласно усовершенствованному варианту изобретения оба электромагнитных управляющих клапана имеют по одной катушке электромагнита, а также взаимодействующие с седлами электромагнитного клапана и с возможностью приведения в действие при подаче тока против усилия пружинного элемента сердечники электромагнита.

Кроме того, изобретение содержит также тормозное устройство транспортного средства с регулированием пробуксовки, приводимое в действие рабочим телом, по меньшей мере, с описанным выше устройством ограничительного клапана, в частности, тормозное устройство с регулированием скольжения колес при торможении, причем в процессе регулирования пробуксовки тормозное давление поднимают, удерживают или понижают по меньшей мере в одном тормозном цилиндре. Другими словами, изобретение содержит также, в частности, тормозное устройство транспортного средства с регулированием скольжения колес при торможении, приводимое в действие рабочим телом, причем регулирование скольжения колес при торможении выполняют системой ABS или устройством противоскольжения.

Чертежи

Далее приводится изображение на чертеже одного примера исполнения изобретения его более подробное разъяснение в приведенном ниже описании. На чертежах показаны:

фиг.1. Принципиальная схема тормозного устройства системы ABS (противоблокировочного устройства) в виде общей схемы 4S/4K- системы ABS тормозного устройства транспортного средства;

фиг.2a. Схематичное изображение компоновки ограничительного клапана, управляющей тормозным цилиндром в состоянии повышения давления;

фиг.2b. Схематичное изображение компоновки ограничительного клапана по фиг. 2a в состоянии отвода давления;

фиг.2c. Схематичное изображение компоновки ограничительного клапана по фиг. 2a в состоянии удержания давления;

фиг.3. Увеличенное изображение мембранного клапана компоновки ограничительного клапана по фиг.2a.

Описание примера исполнения изобретения

Согласно фиг.1 оснащенное тормозным устройством системы ABS транспортное средство имеет переднюю ось 1, а также заднюю ось 2. На передней оси 1 расположены колеса 3a и 3b; задняя ось 2 имеет, например, соответственно оснащенные сдвоенными шинами колеса 4a и 4b. Служащее для торможения этих колес 3a, 3b и 4a, 4b тормозное устройство системы ABS выполнено на чертеже в виде устройства 4S/4K (четыре датчика, четыре канала). В частности, в данном случае в целом имеются в распоряжении четыре датчика 5a - 5d числа оборотов, а также четыре компоновки 7a-7d ограничительного клапана. Компоновки 7a - 7d ограничительного клапана служат для управления соответствующими тормозными цилиндрами 6a - 6d. Посредством разветвляющегося пневматического трубопровода 8 тормозного привода все компоновки 7a-7d ограничительного клапана находятся в соединении с клапаном 9 ножного тормоза.

При приведении в действие клапана 9 ножного тормоза водитель создает давление в системе тормозного привода, передаваемое дальше через пневматический трубопровод 8 тормозного привода, проходя через компоновки 7a - 7d ограничительного клапана в соответствующие колеса 3a, 3b, а также соответствующие колесам 4a, 4b тормозные цилиндры 6a - 6d.

Компоновки 7a - 7d ограничительного клапана могут управляться посредством интегрированных, показанных на фигурах 2a, 2b и 2c электромагнитных клапанов 15a, 15b и электрически соединены c этой целью с центральным электронным блоком управления, в частности, с блоком 10 управления системы ABS.

Со стороны входа электронный блок 10 управления соединен с четырьмя, регистрирующими скорость колес датчиками 5a - 5b числа оборотов. В случае блокировки колес 3a - 3d, т.е. при превышении оптимального скольжения колес при торможении, согласно регулированию системы ABS по данным электронного блока 10 управления, управляемое водителем посредством клапана 9 ножного тормоза тормозное давление снижается посредством соответствующей компоновки 7a-7d ограничительного клапана до тех пор, пока не будет устранено блокирование. Тормозное устройство системы ABS данного примера исполнения содержит, кроме того, функцию системы автоматического регулирования привода ведущих колес при их пробуксовке, содержащую блок 11 системы автоматического регулирования привода ведущих колес при их пробуксовке для снижения момента двигателя в виде электромагнитного клапана 12 системы автоматического регулирования привода ведущих колес при их пробуксовке и перекидного клапана 13.

Используемая в соответствии с фиг. 2a в составе тормозного устройства системы ABS с целью противоблокировочного регулирования компоновка 7 ограничительного клапана сконструирована в данном случае в виде одноканальной компоновки ограничительного клапана и состоит, по существу, из двух интегрированных мембранных клапанов 14a и 14b и двух управляющих ими посредством пружинных элементов 17a, 17b предварительно напряженных в одном из двух направлений закрывания электромагнитных клапанов 15a, 15b. Эластомерные мембраны 18a, 18b мембранных клапанов 14a и 14b нагружены соответственно пружинными элементами 16a, 16b в направлении закрывания и предуправляются посредством соответственно электромагнитных клапанов 15a и 15b. Из мембранных клапанов 14a, 14b - один является управляющим обратным или впускным мембранным клапаном 14a, а другой - выпускным мембранным клапаном 14b.

Корпус 21 компоновки 7 ограничительного клапана имеет, кроме того, соединение 23 рабочего тела для подвода давления и/или разгрузки давления компоновки 7 ограничительного клапана, а также рабочее соединение 24 для подключения тормозного цилиндра 6. Соединение 23 рабочего тела соединено, как показано на фигурах 2a - 2c, посредством трубопровода 8 тормозного привода с пневматическим каналом клапана 9 ножного тормоза или рабочей тормозной системы приводимого в действие рабочим телом тормозного устройства и в соответствии с приведением в действие клапана 9 ножного тормоза в него подают или выпускают из него воздух.

Как это лучше всего показано в деталях на фиг. 2с, оба электромагнитных клапана 15a, 15b соответственно имеют катушку 19a, 19b электромагнита, причем взаимодействующие при подаче тока на катушки 19a, 19b электромагнита с седлами 20a, 20b или 29a, 29b электромагнитного клапана электромагнитных клапанов 15a, 15b сердечники 22a, 22b электромагнита приводятся в действие в качестве элементов закрытия клапана. При этом сердечники 22a, 22b электромагнита взаимодействуют в зависимости от положения переключения соответственно с двумя седлами 20a, 20b или 29a, 29b электромагнитного клапана.

Для этого сердечники 22a, 22b электромагнита прижимаются, вследствие предварительного напряжения пружинными элементами 17a, 17b в обесточенном состоянии катушек 19a, 19b электромагнита 19a, 19b к верхним седлам 29a, 29b электромагнитного клапана. Пружинные элементы 17a, 17b предварительно поджимают сердечники 22a электромагнита, в частности, в отведенное от нижнего седла 20a электромагнитного клапана положение, в котором освобождается проходное сечение, соединяющее выполненную в корпусе 21 камеру 26a с отводом 27а давления в виде выпускного отверстия. При подаче тока на катушки 19a, 19b электромагнита сердечники 22a, 22b электромагнита прижимаются против действия пружинящих средств 17a, 17b к нижним седлам 20a, 20b электромагнитного клапана.

Камера 26a соединяется с соединением 23 рабочего тела, а вследствие этого, - с клапаном 9 ножного тормоза, когда эластомерная мембрана 18a управляемого обратного или впускного мембранного клапана 14a отведена от своего седла 28а мембранного клапана. Рабочее соединение 24, а вместе с ним тормозной цилиндр 6 приходит в соединение с другим отводом 30 давления, когда эластомерная мембрана 18b выпускного мембранного клапана 14b отведена от своего седла 28b мембранного клапана.

Компоновка 7 ограничительного клапана показана на фиг.2a в своем открытом положении, в котором происходит повышение давления к подключенному тормозному цилиндру 6 (рост давления). В данном случае ни один из электромагнитных клапанов 15a и 15b не управляется электрически. В показанном положении 9 поступающий от клапана 14а ножного тормоза сжатый воздух нажимает на управляемый обратный или впускной мембранный клапан 14a, в частности, благодаря возникающему на правой рабочей поверхности эластомерной мембраны 18а со стороны подключения 23 давления в системе тормозного привода, она отводится от седла 28а мембранного клапана против действия пружинного элемента 16a. Закрытый в своем нагруженном усилием пружины рабочем положении против верхнего седла 29а электромагнитного клапана электромагнитный клапан 15a препятствует повторному запиранию управляемого обратного или впускного мембранного клапана 14a. При открытом в своем нагруженном усилием пружины рабочем положении втором электромагнитном клапане 15b, тормозное давление, поступающее от клапана 9 ножного тормоза к мембране 18b выпускного мембранного клапана 14b находится справа и прижимает ее к своему седлу 28b мембранного клапана, вследствие чего выпускной мембранный клапан 14b остается запертым. Благодаря этому, находящийся под тормозным давлением сжатый воздух беспрепятственно проходит через компоновку 7 ограничительного клапана. В этом, пропускающем сжатый воздух состоянии, компоновка 7 ограничительного клапана находится также тогда, когда не осуществляется регулирование системы ABS.

Исходя из показанного на фиг.2a состояния (повышение давления), для стабилизации тормозного давления в тормозном цилиндре 6a - 6d (удержания давления), согласно фиг.2c необходимо только подать ток на катушку 19a электромагнита электромагнитного клапана 15a.

И, напротив, если электромагнитный клапан 15b остается обесточенным, вследствие чего со стороны выпуска мембранный клапан 14b остается по - прежнему закрытым. При подаче тока на катушку 19а электромагнита электромагнитного клапана 15a его сердечник 22а электромагнита отводится от верхнего седла 29а электромагнитного клапана против действия пружинного элемента 17a и прижимается к нижнему седлу 20а электромагнитного клапана. Затем подведенное от клапана 9 ножного тормоза через еще открытый управляемый обратный или впускной мембранный клапан 14а тормозное давление выходит в выполненную в корпусе 21 первую распределительную камеру 26a и может воздействовать на эластомерную мембрану 18a согласно фиг. 2c также с левой стороны. В результате давление на правой поверхности 48a и на левой поверхности 46a эластомерной мембраны 18a управляемого обратного или впускного мембранного клапана 14a становится одинаковым по величине. Однако, если первая или левая поверхность 46a эластомерной мембраны 18a больше, управляемый обратный или впускной мембранный клапан 14a закрывается, т.е. эластомерная мембрана 18a прижимается к седлу 28а мембранного клапана. Компоновка ограничительного клапана 7 запирает, в частности, для стабилизации давления проходящий от клапана 8 ножного тормоза к тормозному цилиндру 6 пневматический трубопровод 8 тормозного привода.

Однако при этом подведенное клапаном 9 ножного тормоза тормозное давление по-прежнему существует теперь в закрытой первой распределительной камере 26a. На участке нижнего седла 20а электромагнитного клапана, к которому прижат сердечник 22а электромагнита электромагнитного клапана 15a в находящемся под током состоянии катушки 22а электромагнита, выполнен, например, канал 31 байпасного устройства, через который поток сжатого воздуха может поступать из первой распределительной камеры 26a вдоль по меньшей мере одной части катушки 19а электромагнита относящегося к управляемому обратному мембранному клапану 14а электромагнитного клапана 15a вплоть до отвода 27а давления. В этом случае этот поток сжатого воздуха может охлаждать находящуюся под током катушку 19а электромагнита.

Канал 31 байпасного устройства перекрывает закрытое прилегающим с уплотнением к седлу 20а электромагнитного клапана сердечником 22а электромагнита проходное сечение и обеспечивает поток сжатого воздуха вдоль по меньшей мере одной части катушки 19а электромагнита, предпочтительно, вдоль всего ее протяжения и параллельно к ней, как это обозначено стрелкой 32 на фиг. 2c.

С другой стороны, канал 31 байпасного устройства выполнен, в частности, в сечении так, что объемный расход потока сжатого воздуха через канал 31 байпасного устройства меньше, чем верхний пограничный объемный расход, посредством которого управляемый обратный мембранный клапан 14a переключается снова из своего закрытого положения - в свое открытое положение. Тогда давление, обусловленное поступающим через канал 31 байпасного устройства и к отводу 27а давления сжатым воздухом, снижается в первой распределительной камере 26a, а вместе с ним также давление на левую или первую поверхность 46a эластомерной мембраны 18a управляемого обратного или впускного мембранного клапана 14a. Это препятствует такой величине объемного расхода потока байпасного устройства, при котором он в состоянии оказывать влияние на (переключаемое) состояние управляемого обратного или впускного мембранного клапана 14a. Тогда объемный расход протекающего через канал 31 байпасного устройства байпасного потока должен служить исключительно для охлаждения катушки 19а электромагнита. Канал 31 байпасного устройства выполнен предпочтительно по периферии седла 20а электромагнитного клапана и параллельно к центральной оси сердечника 22а электромагнита или к катушке 19a, и оставляет несмотря на прилегающий с уплотнением к седлу электромагнитного клапана 20a сердечник 36а электромагнита определенное проходное сечение. Однако альтернативно можно отказаться от такого канала 31 байпасного устройства.

Согласно фиг.2b уменьшения давления (понижения давления) в тормозном цилиндре 6 достигают посредством того, что на оба электромагнитных клапана 15a и 15b подается ток. Для электромагнитного клапана 15a и для соответствующего управляемого обратного или впускного мембранного клапана 15a относится описанное выше для удержания давления. И напротив, сердечник 22b электромагнита другого электромагнитного клапана 15b из-за подачи тока на его катушку 19b электромагнита отводится против действия пружинного элемента 17b от нижнего седла 20b электромагнитного клапана и прижимается к верхнему седлу 29b электромагнитного клапана. Поэтому давление в камере 26b снижается так, что поступающее от тормозного цилиндра 6 давление может отводить мембрану 18b выпускного мембранного клапана 14b от седла 28b мембранного клапана, поэтому рабочее соединение 24, а вместе с ним тормозной цилиндр 6 соединяются для удаления воздуха с отводом 30 давления или с резервуаром R для рабочего тела.

Поэтому, резюмируя вышеизложенное, управляемый обратный или впускной мембранный клапан 14a проводит в открытом положении (фиг.2a) рабочее тело в тормозной цилиндр 6 (повышение давления) и блокирует в закрытом положении (фиг.2b) подачу рабочего тела в тормозной цилиндр 6 (удержание давления). Кроме того, выпускной мембранный клапан 14b в открытом положении (фиг.2b) соединяет тормозной цилиндр 6 с отводом 30, R давления (отвод давления) и блокирует в закрытом положении (фиг.2a) соединение между тормозным цилиндром 6 и отводом 30, R давления (удержание давления).

На фиг. 3 более детально и конкретнее изображен предусмотренный в качестве впускного или управляемого обратного клапана компоновки 7 ограничительного клапана мембранный клапан 14a. Его эластомерная мембрана 18a имеет радиальный внешний выступ 34а края, предпочтительно фиксированный в корпусе 21 так, что радиальный внешний выступ 34а края зажат между внешней крышкой 36а клапана и основанием 38а клапанной коробки корпуса 21 клапана. Поэтому корпус 21 клапана, вмещающий клапаны 14a, 14b, 15a, 15b, содержит основание 38а клапанной коробки, а также внешние крышки 36a, 36b клапана, покрывающие мембранные клапаны 14a, 14b.

Центральный участок 40a эластомерной мембраны 18a взаимодействует с седлом 28а мембранного клапана проточного канала 42а рабочей жидкости мембранного клапана 14a. Седло 28а мембранного клапана выполнено в данном случае, например, в конце проточного канала 42а рабочей жидкости, со стороны края, имеющего внутренний диаметр Di. Кроме того, предусмотрена ограниченная первой, обращенной от седла 28а мембранного клапана в сторону поверхностью 46а эластомерной мембраны 18a и крышкой 36а клапана и с возможностью загрузки рабочего тела и его разгрузки первая распределительная камера 26a мембранного клапана 14a, причем при загрузке первой распределительной камеры 26a рабочим телом эластомерная мембрана 18a прижимается к седлу 28а мембранного клапана. Кроме того, имеется также ограниченная второй, обращенной в сторону от первой поверхности 46а поверхностью 48a эластомерной мембраны 18a, а также основанием 38а клапанной коробки и с возможностью загрузки рабочим телом и его разгрузки, вторая распределительная камера 50a, окружающая по меньшей мере с одной стороны седло 20а мембранного клапана и проточный канал 42а рабочей жидкости, причем при загрузке второй распределительной камеры 50a рабочим телом эластомерная мембрана 18a имеет тенденцию отходить от седла 28а мембранного клапана, и при этом вторая распределительная камера 50a соединяется с проточным каналом 42а рабочей жидкости. Эта ситуация изображена также и подробно описана выше на фиг.2a в связи с состоянием "повышение давления".

Пружинный элемент 16a, прижимающий центральный участок 40a эластомерной мембраны 18a вследствие усилий пружины к седлу 20а мембранного клапана, лучше всего виден на фиг.2a. Этот пружинный элемент 16a предпочтительно выполнен так, что он прижимает центральный участок 40a эластомерной мембраны 18a к седлу 28а мембранного клапана с относительно небольшим усилием, как раз достаточным для определения исходного состояния и исходного положения эластомерной мембраны 18a при отсутствии воздействия рабочего тела. Альтернативно можно также отказаться от такого пружинного элемента 16a.

Проточный канал 42a рабочей жидкости, седло 28а мембранного клапана и эластомерная мембрана 18a расположены соосно относительно к осевому направлению или центральной оси 52a, представляющей также направление приведения в действие эластомерной мембраны 18a, например, для ее отведения от седла 28а мембранного клапана. Под эластомерной мембраной 18a понимают мембрану, изготовленную предпочтительно полностью из эластомера, а поэтому эластичную и гибкую.

В управляемом обратном или впускном мембранном клапане 14a компоновки 7 ограничительного клапана первая распределительная камера 26a соединена с выходом электромагнитного управляющего клапана 15a, образующего впускной управляющий клапан. Кроме того, вторая распределительная камера 50a соединена с пневматическим каналом клапана 9 ножного тормоза, а проточный канал 42а рабочей жидкости - с приводимым в действие рабочей жидкостью тормозным цилиндром 6 (фиг .2a и фиг .2c).

Кроме того, предусмотрено, что внутренний диаметр Di проточного канала 42а рабочей жидкости составляет от 7,5 мм до 9,5 мм и твердость по Шору эластомерной мембраны 18a - по меньшей мере - 40 Шор A, а наименьшая толщина d эластомерной мембраны 18a, по меньшей мере, на центральном участке 40a, находящемся, если смотреть в вертикальном радиальном направлении относительно осевого направления, внутри седла 28а мембранного клапана, - по меньшей мере 30% от внутреннего диаметра Di. проточного канала 42а рабочей жидкости. Центральный участок 40a эластомерной мембраны 18a может иметь также, как показано на фиг.3, выступающую центрирующую цапфу 54a, которая выступает относительно первой распределительной камеры 26a и на которой центрирован конец, предпочтительно выполненного в виде спиральной прижимной пружины пружинного элемента 16a. Между тем, другой конец пружинного элемента 16a центрирован или опирается в одной конструктивной форме исполнения в первой распределительной камере 26a. Пружинный элемент 16a предпочтительно также соосен относительно к центральной оси.

Так, как заявитель данной заявки на патент обнаружил, что, поскольку, с одной стороны, жесткость материала и формы эластомерной мембраны 18a, в частности, на центральном участке 40a, находящемся, если смотреть в вертикальном радиальном направлении относительно осевого направления, внутри седла 28а мембранного клапана достаточно большая, а, с другой стороны, внутренний диаметр Di проточного канала 42а рабочей жидкости достаточно мал, эластомерная мембрана 18a не изламывается или не проламывается при обычных для компоновок 7 ограничительного клапана соотношениях давлений в проточном канале 42а рабочей жидкости. Но и на радиальном внешнем участке эластомерной мембраны 18a также присутствует такая же высокая жесткость, благодаря относительно высокой жесткости материала эластомерного материала, поэтому эластомерная мембрана 18a, как не проламывается, так и не изламывается на нем. Это обеспечивает большой срок службы, а также высокую функциональную надежность эластомерной мембраны 18a.

В частности, эластомерная мембрана 18a мембранного клапана 14a выполнена без дополнительного опорного кольца, предусмотренного, например, для поддерживания радиального внешнего участка эластомерной мембраны 18a. Кроме того, эластомерная мембрана 18a мембранного клапана 14a также выполнена без дополнительной, например, интегрированной в центральном участке 40a эластомерной мембраны 18a опорной тарелки, причем опорное кольцо и опорная тарелка изготовлены из различного эластомерного материала и, например, из металла, описанного в качестве примера в вышеназванный публикации DE 10 2008 035 372 A1. Результатом является значительное снижение производственных расходов на мембранный клапан 14a.

Согласно не показанной на чертежах форме исполнения изобретения, выпускной мембранный клапан 14b выполнен также, как впускной или управляемый обратный клапан 14a согласно фиг.3, однако в этом случае, первая распределительная камера 26b соединена с выходом электромагнитного управляющего клапана 15b (выпускным клапаном). Кроме того, в этом случае вторая распределительная камера 50b соединена с приводимым в действие рабочим телом тормозным цилиндром 6, а проточный канал 42b рабочей жидкости - с отводом R или 30 давления. Аналогичные или идентичные конструктивные элементы выпускного мембранного клапана 14b обозначены одинаковыми ссылочными позициями как для впускного или управляемого обратного мембранного клапана 14a, причем в этом случае вместо буквы a ставится буква b (фиг. 2c). Функционирование выпускного мембранного клапана 14b следует из вышеизложенного описания к фиг. 2b.

Перечень ссылочных позиций

1. Передняя ось.

2. Задняя ось.

3. Колесо.

4. Колесо.

5. Датчик числа оборотов.

6. Тормозной цилиндр.

7. Компоновка ограничительного клапана.

8. Трубопровод тормозного привода.

9. Клапан ножного тормоза.

10. Блок управления.

11. Блок системы автоматического регулирования привода ведущих колес при их пробуксовке.

12. Электромагнитный клапан системы автоматического регулирования привода ведущих колес при их пробуксовке.

13. Перекидной клапан.

14a/b. Мембранный клапан.

15a/b. Электромагнитный клапан.

16a/b. Пружинный элемент.

17a/b. Пружинный элемент.

18a/b. Эластомерная мембрана.

19a/b. Катушка электромагнита.

20a/b. Седло электромагнитного клапана.

21. Корпус.

22a/b. Сердечник электромагнита.

23. Соединение рабочего тела.

24. Рабочее соединение.

26a/b. Первая распределительная камера.

27a/b. Отвод давления.

28a/b. Седло мембранного клапана.

29a/b. Седло электромагнитного клапана

30. Отвод давления.

31. Канал байпасного устройства.

32. Стрелка.

34a/b. Выступ края.

36a/b. Крышка клапана.

38a. Основание клапанной коробки.

40a/b. Центральный участок.

42a/b. Проточный канал рабочей жидкости.

46a/b. Первая поверхность.

48a/b. Вторая поверхность.

50a/b. Вторая распределительная камера.

52a/b. Центральная ось.

54a/b. Центрирующая цапфа.

Di. Внутренний диаметр.

d. Толщина.

R. Резервуар для рабочего тела.

Изобретение относится к мембранному клапану (14а, 14b) по меньшей мере со следующими элементами: эластомерной мембраной (18а, 18b), фиксированной посредством радиального внешнего выступа (34a 34b) края в корпусе (21, 38a, 38b, 36a, 36b) клапана или на нем и взаимодействующей с седлом (28a, 28b) мембранного клапана; с ограниченной первой, обращенной в сторону от седла (28a, 28b) мембранного клапана поверхностью (46a, 46b) эластомерной мембраны (18а, 18b) и с возможностью загрузки рабочим телом и разгрузки первой распределительной камерой (26a, 26b); с ограниченной второй, обращенной в сторону от первой поверхности (46a, 46b) поверхностью эластомерной мембраны (18а, 18b) и с возможностью загрузки рабочим телом и разгрузки второй распределительной камерой (50a, 50b), окружающей седло (28a, 28b) мембранного клапана. Изобретение предусматривает, что внутренний диаметр (Di) проточного канала (42a, 42b) рабочей жидкости составляет от 7,5 мм до 9,5 мм, а твердость по Шору эластомерной мембраны (18а, 18b) составляет, по меньшей мере, 40 Шор A, и наименьшая толщина (d) эластомерной мембраны (18а, 18b), по меньшей мере на центральном участке (40а, 40b) эластомерной мембраны (18а, 18b), составляет по меньшей мере 30% от внутреннего диаметра проточного канала рабочей жидкости. Технический результат – длительный срок службы, выгодность в изготовлении. 3 н. и 8 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. Мембранный клапан, содержащий по меньшей мере следующие элементы:

а) эластомерную мембрану (18а, 18b), фиксированную посредством радиального внешнего выступа (34a 34b) края в корпусе (21, 38a, 38b, 36a, 36b) клапана или на нем и взаимодействующую с седлом (28a, 28b) мембранного клапана;

b) ограниченную первой, обращенной в сторону от седла (28a, 28b) мембранного клапана поверхностью (46a, 46b) эластомерной мембраны (18а, 18b) и с возможностью загрузки рабочим телом и разгрузки первую распределительную камеру (26a, 26b), причем при загрузке первой распределительной камеры (26a, 26b) рабочим телом эластомерная мембрана (18а, 18b) прижимается к седлу (28a, 28b) мембранного клапана;

c) ограниченную второй, обращенной в сторону от первой поверхности (46a, 46b) поверхность эластомерной мембраны (18а, 18b) и с возможностью загрузки рабочим телом и разгрузки вторую распределительную камеру (50a, 50b), окружающую седло (28a, 28b) мембранного клапана, причем при загрузке второй распределительной камеры (50a, 50b) рабочим телом эластомерная мембрана (18а, 18b) имеет тенденцию отходить от седла (28a, 28b) мембранного клапана и при этом соединять вторую распределительную камеру (50a, 50b) с проточным каналом (42a, 42b) рабочей жидкости, в котором седло (28a, 28b) мембранного клапана выполнено с концевой стороны, причем

d) проточный канал (42a, 42b) рабочей жидкости, седло (28a, 28b) мембранного клапана и эластомерная мембрана (18а, 18b) расположены относительно осевого направления (52a, 52b) соосно друг с другом, отличающийся тем, что

е) внутренний диаметр (Di) проточного канала (42a, 42b) рабочей жидкости составляет от 7,5 мм до 9,5 мм, и

f) твердость по Шору эластомерной мембраны (18а, 18b) составляет по меньшей мере 40 Шор A, и

g) наименьшая толщина (d) эластомерной мембраны (18а, 18b), по меньшей мере на центральном участке (40а, 40b) эластомерной мембраны (18а, 18b), находящемся, если смотреть относительно вертикального, к осевому направлению (52a, 52b) радиальному направлению внутри седла (28a, 28b) мембранного клапана составляет по меньшей мере 30% от внутреннего диаметра проточного канала рабочей жидкости.

2. Мембранный клапан по п. 1, отличающийся тем, что эластомерная мембрана (18а, 18b) не имеет дополнительное опорное кольцо, которое предназначено для поддержания радиального внешнего участка эластомерной мембраны (18а, 18b) и/или не имеет дополнительную, интегрированную на центральном участке (40а, 40b) эластомерной мембраны (18а, 18b) опорную тарелку, причем опорное кольцо и опорная тарелка изготавливаются из отличающегося от эластомера материала.

3. Мембранный клапан по п. 1 или 2, отличающийся тем, что предусмотрены пружинные элементы (16a, 16b), прижимающие центральный участок (40а, 40b) эластомерной мембраны (18а, 18b) посредством усилий пружины к седлу мембранного клапана.

4. Мембранный клапан по любому из пп.1-3, отличающийся тем, что рабочим телом предпочтительно является сжатый воздух или гидравлическая жидкость.

5. Мембранный клапан по любому из пп.1-4, отличающийся тем, что первая распределительная камера (26a, 26b) и вторая распределительная камера (50a, 50b) дополнительно ограничиваются клапанной коробкой (21, 38a, 36a, 36b).

6. Компоновка (7) ограничительного клапана для управления давлением рабочей жидкости в приводимом в действие рабочим телом и с регулированием пробуксовки тормозном устройстве транспортного средства, причем в процессе регулирования пробуксовки тормозное давление по меньшей мере в одном тормозном цилиндре (6) увеличивают, удерживают или опускают, причем

а) в корпусе (21, 38a, 36a, 36b) компоновки (7) ограничительного клапана предусмотрены два мембранных клапана (14a, 14b), управляемый обратный или впускной мембранный клапан (14a) и выпускной мембранный клапан (14b), а также два управляемых электронным блоком (10) управления электромагнитных управляющих клапана (15a, 15b) для предварительного управления мембранными клапанами (14a, 14b), причем

b) управляемый обратный или впускной мембранный клапан (14a) проводит рабочее тело по меньшей мере в один тормозной цилиндр (6) в открытом положении и блокирует в закрытом положении подачу рабочего тела по меньшей мере в один тормозной цилиндр (6), и причем

с) выпускной мембранный клапан (14b) соединяет по меньшей мере один тормозной цилиндр (6) с отводом (30, R) давления в открытом положении и блокирует в закрытом положении соединение между по меньшей мере одним тормозным цилиндром (6) и отводом (30, R) давления, отличающаяся тем, что

d) в отношении управляемого обратного или впускного мембранного клапана (14a) и выпускного мембранного клапана (14b), - по меньшей мере управляемый обратный или впускной мембранный клапан (14b) образован посредством выше описанного мембранного клапана по любому из пп. 1-5.

7. Компоновка (7) по п. 6, отличающаяся тем, что первая распределительная камера (26а) управляемого обратного или впускного мембранного клапана (14а) соединена с выходом электромагнитного управляющего клапана (15а), образующего впускной управляющий клапан, и вторая распределительная камера (50а) управляемого обратного или впускного мембранного клапана (14а) соединена с пневматическим каналом клапана (9) ножного тормоза, а проточный канал (42а) рабочей жидкости управляемого обратного или впускного мембранного клапана (14а) - по меньшей мере с одним приводимым в действие рабочим телом тормозным цилиндром (6).

8. Компоновка (7) по п. 6 или 7, отличающаяся тем, что выпускной мембранный клапан (14b) образован мембранным клапаном по любому из пп. 1-5.

9. Компоновка (7) по п. 8, отличающаяся тем, что первая распределительная камера (26b) выпускного мембранного клапана (14b) соединена с выходом электромагнитного управляющего клапана (14b), образующего управляющий выпускной клапан, и вторая распределительная камера (50b) выпускного мембранного клапана (14b) - по меньшей мере с приводимым в действие рабочим телом тормозным цилиндром (6), а проточный канал рабочей жидкости выпускного мембранного клапана (14b) - с отводом (30) давления или с резервуаром (R) для рабочего тела.

10. Компоновка (7) по любому из пп.6-9, отличающаяся тем, что оба электромагнитных управляющих клапана (15а, 15b) имеют по одной катушке (19a, 19b) электромагнита, а также взаимодействующие с седлами (20a, 20b, 29f, 29b) электромагнитного клапана и с возможностью приведения в действие при подаче тока против усилия пружинного элемента (17a, 17b) сердечники (22a, 22b) электромагнита.

11. Тормозное устройство транспортного средства с регулированием пробуксовки, приводимое в действие рабочим телом, по меньшей мере, с компоновкой ограничительного клапана, по любому из пп.6-10, причем в процессе регулирования пробуксовки тормозное давление поднимают, поддерживают или опускают по меньшей мере в одном тормозном цилиндре.