Вакуумный серводвигатель Советский патент 1993 года по МПК F15B15/08 

Изобретение относится к пневмогидро- автомйтике и может быть использовано в конструкциях тормозных устройств транспортных средств.

Целью изобретения является сокращение осевых габаритов.

На фиг.1 изображен вакуумный серводвигатель, в котором тяга пересекает жесткий диск и мембрану; на фиг,2 - вакуумный серводвигатель, в котором жесткая тяга установлена на направляющем штифте; на фиг.З - вакуумный серводвигатель, в котором тяга выполнена заодно с рабочим поршнем; на фиг.4 - вакуумный серводвигатель, а котором вспомогательный корпус снабжен сильфоном: на фиг.5 - схема подключения распределительного устройства к камерам вакуумного серводвигателя.

Серводвигатель (фиг.1) содержит входной элемент 1, например, соединенный с тормозной педалью (не показана) транспортного средства и выходной элемент 2. Выходной элемент 2 опирается на входной элемент 1 и рабочий поршень 3.

Рабочий поршень 3 выполнен как одно целое с жестким рабочим диском 7, на который опирается гибкая мембрана 9, герметично разделяя, корпус 12 на первую и вторую камеры 10 и 20. В камере 10 поддерживается низкое давление, причем источник вакуума (не изображено) управляется от двигателя внутреннего сгорания. В кам ере 20 в нерабочем состоянии присутствует то же низкое давление, что и в камере 10. Пе00

о о

00 VJ

о

со

ремещение входного элемента 1 вызывает закрывание соединительного отверстия клапана между камерами 10 и 20 и открывание отверстия клапана, через которое воздух при атмосферном давлении поступает в камеру 20 (указанный клапан, установленный в концевой части 5 севродвигателя, не показан).

Результирующая сила от разницы давлений в двух камерах 10 и 20, приложенная к жесткому диску 7, заставляет поршень 3 перемещаться и прилегает к выходному элементу добавочное усилие, величина которого является функцией площади рабочего диска 7.

Для увеличения этой площади в первой камере 10 на жестком диске 7 закреплен вспомогательный кольцевой корпус 25. Кольцевой вспомогательный поршень 27 герметично разделяет внутреннее пространство этого вспомогательного корпуса 25 на третью и четвертую камеры 30 и 40 с помощью вспомогательной мембраны 29,

Отверстия 32 обеспечивают связь между первой камерой 10 и третьей камерой 30, которая отделена от второй камеры 20 жестким диском 7. Вторая и четвертая камеры 20, 40 сообщаются между собой.

Таким образом, эффективная площадь, на которую воздействует разность давлений, определяется теперь сечением главного корпуса 12, к которому добавляется сечение вспомогательного корпуса 25.

Кольцевой поршень 27 неподвижно закреплен относительно стенки второй камеры 20 корпуса 12, По крайней мере, одна, жесткая тяга в виде полого штока 50 опирается с одной стороны на эту стенку и с другой стороны представляет одно целое с кольцевым поршнем 27, что дает возможность установить связь между второй и четвертой камерами 20, 40 посредством отверстия, выполненного в этом кольцевом поршне 27. Полый шток 50 таким образом проходит последовательно и герметично через третью камеру 30, жесткий диск 7 и главную мембрану 9.

На практике желательно использовать три или четыре полых штока такого типа. Направляющий штифт (фиг.2) выполнен в виде шпонки 74, один конец которой имеет форму конического острия, выступающего вр вторую камеру 20, закреплённой на корпусе 12 напротив полого штока 50. Тем самым сборка значительно упрощается. Действительно, когда камера 40 под давлением, поршень 27 перемещается вместе с полым штоком 50. Затем этот последний надевается герметично на шпонку 74, причем для предотвращения какого-либо дальнейшего движения вспомогательного поршня 27 относительно корпуса 12 предусмотрены средства фиксации 70.

При этом диск 7 имеет форму усеченного конуса, а одна стенка вспомогательного корпуса 25 образована непосредственно частью поршня 3, т.е. выполнена заодно с последним (фиг.2).

Вариант реализации, показанный на

0 фиг.З, очень сходен с вариантом фиг.2. Отличие их, однако, состоит в том, что шток 50, может быть выполнен как одно целое с поршнем 27, не является полым и не обеспечивает связи между камерами 20 и 40. В этом

5 случае такую связь достигают посредством канала 76 в поршне 3 (фиг.З).

С другой стороны, неподвижность вспомогательного поршня 27 по отношению к стенке второй камеры 20 корпуса 12 обеспе0 чивается силой, являющейся либо результатом разности давлений между камерами 30 и 40, когда серводвигатель действует либо силой сжатия пружины 60, когда серводвигатель в покое, либо действует в начале пу5 ти. Сжатие пружины 60 является результатом того, что когда серводвигатель в покое, пружина 65 имеет существенную остаточную; силу сжатия для того, чтобы тЪлкатель жёсткий диск 7 обратно до упора

0 .и сжимать пружину (или пружины) 60. Разница в несколько миллиметров между свободной длиной и сжатой длиной пружины 60 достаточна для обеспечения требуемого действия,

5 Кольцевой поршень 27 может быть выполнен (фиг.4) за одно целое с концом, по крайней мере, одного штока 50, другой конец которого представляет одно целое со стенкой первой камеры 10 главного корпуса

0 12. Связь между второй и четвертой камерами 20,40 обеспечивается посредством упругого гофрированного сильфона 57, расположенного в третьей камере 30, один конец которого закреплен в отверстии, вы5 полненном в кольцевом поршне 27.

Жесткий шток 50 проходит герметично через стенку кольцевого корпуса 25, для этой цели предусмотрена прокладка (фиг.4). Кроме того, предпочтительно используются

0 три или четыре жестких штока 50.

Вспомогательный корпус 25 может быть кольцевым, овальным и т.п., и также состоять из нескольких корпусов малого размера, жесткий диск 7 может иметь форму усечен5 ного конуса.

Для увеличения эффективной площади серводвигателя в третьей и четвертой камерах 30, 40 обеспечивается возможность вязи, соответственно, в первой и второй камерами 10, 20.

При работе серводвигателя в устройстве, препятствующим пробуксовке, очевидно, первая и третья камеры 10, 30 должны быть всегда соединены. Однако, без прямой связи между второй и четвертой камерами 20, 40 можно обойтись (фиг.5), при этом четвертая камера 40 тогда соединяется посредством канала и распределительного устройства в виде электрического клапана 200 со второй камерой 20 или с источником воздуха при атмосферном давлении, Разность давлений, которая может возникнуть между третьей и четвертой камерами 30, 40, таким образом, достаточна, чтобы перемещать выходной элемент 2 независимо от воздействия на тормозную педаль, при этом обнаружение угрозы пробуксовки ведущих колес соответствующим компьютером вызывает выработку этим компьютером сигнала, управляющего распределительным устройством в виде электрического клапана 200, который затем устанавливает прямое сообщение между камерой 40 и атмосферой.

В отсутствие возбуждения электриче- ского клапана 200 серводвигатель работает так, как описано выше.

Формула изобретения

1. Вакуумный серводвигатель, содержащий главный корпус, герметично разделенный на первую и вторую камеры гибкой мембраной, опертой на жесткий диск, выполненный заодно с рабочим поршнем, а также по меньшей мере один вспомогательный корпус с вспомогательным поршнем, размещенным с образованием третьей и четвертой камер, и распределительное устройство для соединения камер с йсточни- ком разрежения и с атмосферой, отличающийся тем, что, с целью сокращения осевых габаритов, каждый вспомогательный корпус размещен внутри первой камеры, закреплен стенкой на жестком диске и отделен последним от второй камеры, а вспомогательный поршень жестко соединен с главным корпусом.

2. Серводвигатель поп.1,отличаю- щ и и с я тем, что каждый вспомогательный поршень выполнен кольцевым, а стенка вспомогательного корпуса - в виде цилиндрической гильзы.

3. Серводвигатель по пп.1 и 2, о т л и - чающийся тем, что стенка вспомогатель- ного корпуса выполнена заодно с участком наружной поверхности рабочего поршня.

5 0 5 0

5

0

5 0 5

0

5

4. Серводвигатель по пп.1-3, отличающийся тем. что для соединения с главным корпусом вспомогательный поршень снабжен жесткой тягой.

5. Серводвигатель по п.4, отличающийся тем, что жесткая тяга соединена со вспомогательным поршнем со стороны третьей камеры и пересекает последнюю, жесткий диск и вторую камеру.

6. Серводвигатель по п.5, о т л и ч а ю - щ и и с я тем, что жесткая тяга пересекает гибкую мембрану.

7. Серводвигатель по пп.4-6, отличающийся тем, что жесткая тяга выполнена с продольным каналом, соединенным с четвертой камерой.

8. Серводвигатель по пп.1-7, отличающийся тем, что распределительное устройство выполнено с возможностью соединения четвертой и второй камер.

9. Серводвигатель по пп.1-8, отличающийся тем, что распределительное устройство снабжено электроуправляемым клапаном, выполненным с возможностью соединения четвертой камеры с атмосферой или с второй камерой,

10. Серводвигатель по п.3-6, отличающийся тем, что в рабочем поршне выполнен канал, соединенный с второй и четвертой камерами.

11. Серводвигатель по пп,4-10, отличающийся тем, что во второй камере на главном корпусе выполнен направляющий штифт для установки на нем жесткой тяги.

12. Серводвигатель по п.11, о т л и ч а ю- щ и и с я тем, что направляющий штифт снабжен элементом фиксации жесткой тяги от перемещения.

13. Серводвигатель по п.4, отличаю- щ и и с я тем, что жесткая тяга соединена со вспомогательным поршнем со стороны четвертой камеры и пересекает последнюю и первую камеру.

14. Серводвигатель по п.13, отличающийся тем, что вспомогательный корпус снабжен сильфоном,с размещенным в третьей камере и соединенным с одной стороны с вспомогательным поршнем, ас дру- .гой - с гибкой мембраной.

15. Серводвигатель по пп.4-14, отличающийся тем, что он выполнен с тремя вспомогательными поршнями, соединенными жесткими тягами с главным корпусом.

16. Серводвигатель по пп.1-15, отличающийся тем, что в стенке вспомогательного корпуса выполнено отверстие для соединения первой и третьей камер.

Использование: в конструкциях тормозных устройств транспортных средств. Сущность изобретения: рабочий поршень 3 выполнен как одно целое с жестким рабочим диском 7, на который опирается гибкая, мембрана 9, герметично разделяя корпус 12 на первую и вторую камеры 10, 20. В камере 10 поддерживается низкое давление, причем источник вакуума (не изображено) управляется от двигателя внутреннего сгорания, В камере 20 в нерабочем состоянии присутствует то же низкое давление, что и в камере 10. Перемещение входного элемента 1 вызывает закрывание соединительного отверстия клапана между камерами 10 и 20 и открывание клапана, через который воздух при атмосферном давлении поступает в камеру 20. Результирующая сила от разницы давлений в камерах 10, 20, прило- . женна.я к диску 7, заставляет поршень 3 перемещаться. Для увеличения рабочей площади на диске 7 закреплен вспомогательный корпус 25 с поршнем 27, 15 з.п. ф-лы, 5 ил. (Л С