Тормозное устройство с усилителем и пассивным предохранительным элементом

 

Изобретение относится к транспортному машиностроению и предназначено для применения в тормозных системах автотранспортных средств с целью облегчения процесса торможения. Тормозное устройство состоит из главного тормозного цилиндра и усилителя тормозного привода, имеющего корпус, подвижную перегородку, образующую внутри корпуса переднюю и заднюю камеры, герметично отделенные друг от друга, приводимый в действие управляющей тягой трехходовой клапан, который выборочно создает перепад давлений в передней и задней камерах и, соответственно, нагружает подвижную перегородку создаваемым усилителем усилием, которое действует в направлении главного тормозного цилиндра, и соединенный с подвижной перегородкой толкатель, управляющий работой главного тормозного цилиндра. Корпус усилителя состоит из переднего кожуха, соединенного с главным тормозным цилиндром и образующего стенку передней камеры, и заднего кожуха, образующего стенку задней камеры. Передний и задний кожухи каждый имеют радиальный буртик и соединены между собой хомутом, который взаимодействует с указанными буртиками переднего и заднего кожухов. Новым является то, что хомут состоит, по меньшей мере, из двух частей, которые соединены друг с другом, по меньшей мере, одним запорным элементом, который при значительных напряжениях, возникающих в главном тормозном цилиндре при лобовом или касательном столкновении автомобиля, перестает выполнять свои функции запорного элемента. Техническим результатом является исключение передачи возникающего при лобовом или касательном ударе или аварии усилия на педаль тормоза. 5 з.п.ф-лы, 10 ил.

Изобретение относится к тормозному устройству, выполненному по типу тормозного устройства, облегчающего водителю процесс торможения.

Такие тормозные устройства обычно имеют главный тормозной цилиндр и пневмоусилитель, который содержит, в частности, прочный корпус, подвижную перегородку, образующую внутри корпуса по крайней мере переднюю и заднюю камеры, герметично отделенные друг от друга, трехходовой клапан, который приводится в действие управляющей тягой и который выборочно создает перепад давлений в передней и задней камерах и соответственно нагружает подвижную перегородку создаваемым усилителем усилием, которое действует в направлении главного тормозного цилиндра, и толкатель, соединенный с подвижной перегородкой и управляющий работой главного тормозного цилиндра, при этом корпус пневмоусилителя состоит из переднего кожуха, соединенного с главным тормозным цилиндром и образующего стенку передней камеры, и заднего кожуха, образующего стенку задней камеры, где и передний, и задний кожуха имеют радиальный буртик, а соединение этих переднего и заднего кожухов между собой осуществляется с помощью хомута, который взаимодействует с их буртиками.

Тормозные устройства такого типа хорошо известны и одно из них описано, в частности, в GB-A-2136520. Обычно они размещаются в переднем моторном отсеке автомобиля, в котором обычно находится двигатель, при этом усилитель крепится своей задней стенкой к переборке, отделяющей моторный отсек от салона автомобиля, а главный тормозной цилиндр крепится к передней стенке усилителя. Управляющая усилителем тяга проходит через отверстие в перегородке и соединена с педалью тормоза, расположенной в салоне автомобиля.

В последние годы при общем ужесточении требований к безопасности автомобилей были сформулированы новые требования и к автомобильным тормозным устройствам, в частности к их усилителям, заключающиеся в том, что при лобовом столкновении или касательном столкновении усилие, воспринимаемое автомобилем, не должно передаваться к ноге водителя даже в том случае, когда удар происходит в тот момент, когда водитель со всей силой нажимает на педаль тормоза.

Защита пассажиров автомобиля при лобовом или скользящем столкновении автомобиля с другим автомобилем или при ударе автомобиля в неподвижное препятствие обеспечивается соответствующей конструкцией рамы и кузова автомобиля, за счет деформации которых поглощается большая часть энергии удара при таком столкновении.

Тем не менее достаточно часто, в частности при размещении в переднем отсеке автомобиля двигателя или перевозимого на автомобиле груза, во время удара двигатель или груз резко смещаются к задней стенке переднего отсека и ударяют в главный тормозной цилиндр. В результате такого удара главный тормозной цилиндр нагружается силой, направленной либо вдоль его оси, либо под некоторым углом к ней. В любом случае действующее на главный тормозной цилиндр усилие удара через соединительные фланцы будет восприниматься корпусом усилителя, прижимая его к переборке переднего отсека.

С учетом расположения элементов тормозной системы в переднем отсеке автомобиля последствия лобового или касательного удара можно представить следующим образом: сначала под действием усилия, приложенного к корпусу усилителя, независимо от наличия в нем стяжных болтов, переборка переднего отсека уйдет назад и одновременно резко уйдет назад педаль тормоза, возможно серьезно травмируя при этом водителя. Внутреннее устройство переднего отсека автомобиля, особенно если в нем размещается двигатель, определяется спецификой конструкции конкретного автомобиля, и поэтому решение, которое могло бы устранить обратный ход педали тормоза в каком-либо конкретном автомобиле, должно быть достаточно универсальным для того, чтобы оно могло дать определенный положительный эффект и в автомобилях других конструкций.

Эти соображения определили задачу настоящего изобретения, которая заключается в поиске нового решения, устраняющего влияние последствий лобового или касательного удара на тормозную систему в тех случаях, когда известные решения не дают должного эффекта, и создании усилителя тормозного привода, исключающего передачу возникающего при ударе или столкновении усилия, приложенного от двигателя или перевозимого в переднем отсеке груза, к главному тормозному цилиндру и на педаль тормоза, которая под действием этого усилия могла бы сместиться назад в сторону водителя, без всякого использования дополнительных элементов, которые могли бы увеличить осевую протяженность расположенного в переднем отсеке тормозного устройства в направлении переборки между передним и пассажирским отсеками автомобиля.

Для решения этой задачи в изобретении предлагается устройство, отличающееся по существу наличием хомута, состоящего по меньшей мере из двух частей, которые соединяются друг с другом по крайней мере одним запорным элементом, который при нагружении изгибающим моментом главного тормозного цилиндра при лобовом или касательном столкновении автомобиля поворачивается и тем самым перестает выполнять свои функции запорного элемента.

При использовании такого хомута передний и задний кожуха усилителя могут при ударе автомобиля отойти друг от друга, исключив тем самым возможность передачи значительных усилий в направлении водителя, а происходящая при этом расстыковка двух деталей сопровождается поглощением определенной части кинетической энергии.

В одном из возможных вариантов выполнения изобретения обе части хомута имеют по меньшей мере на одном из своих концов радиально выступающую наружу от центра усилителя лапку, и эти расположенные рядом лапки двух частей хомута соединяются друг с другом запорным элементом.

Такой запорный элемент можно выполнить, например, в виде вилки, расположенной на одном конце жесткого стержня, второй конец которого прикреплен к переднему кожуху усилителя.

В предпочтительном варианте конец жесткого стержня прикреплен к пластине, которая сама прикреплена к переднему кожуху усилителя.

Используемая в этом варианте пластина вставляется между передним кожухом усилителя и крепежным фланцем главного тормозного цилиндра.

В предлагаемом в изобретении устройстве конец по меньшей мере одной из половин хомута можно выполнить в виде лапки, радиально выступающей наружу от центра усилителя и образующей вилку, взаимодействующую с расположенной рядом с ней лапкой второй половины хомута.

Другие задачи, отличительные особенности и преимущества изобретения более подробно рассмотрены ниже на примере некоторых, неограничивающих вариантов его выполнения со ссылкой на прилагаемые чертежи, на которых показано: на фиг.1 - общий вид сбоку тормозного устройства по изобретению в нормальном рабочем состоянии, на фиг.2 - тормозное устройство по фиг.1 после лобового или касательного столкновения, на фиг. 3 - изображение в аксонометрии тормозного устройства по фиг.1 в нормальном рабочем состоянии, на фиг. 4 - изображение в аксонометрии тормозного устройства по фиг.1 после лобового или касательного столкновения, на фиг.5 - вид спереди тормозного устройства по фиг.1 после лобового или касательного столкновения, на фиг.6 - половина поперечного сечения тормозного устройства по фиг.1, на фиг.7 - поперечное сечение в увеличенном масштабе обведенных на фиг.6 окружностью VII деталей тормозного устройства, из которых состоит его запорный элемент, на фиг.8 - общий вида сбоку другого варианта выполнения предлагаемого в изобретении тормозного устройства и фиг.9 и 10 - виды сбоку концов запорного элемента, изображенного на фиг. 7.

Как нетрудно сделать вывод на основании иллюстрирующих изобретение чертежей, изобретение относится к тормозному устройству с усилителем, состоящему из главного тормозного цилиндра М и пневмоусилителя S.

Для удобства обращенная в сторону главного тормозного цилиндра М часть тормозного устройства называется в последующем описании "передней", а обращенная к педали тормоза - "задней". Поэтому на фиг.1-4 и 6-8 передняя часть показана слева, а задняя - справа.

Поскольку принцип работы тормозных систем с усилителями тормозного привода достаточно давно и хорошо известен специалистам в данной области, то достаточно лишь в общих чертах описать конструкцию усилителя, к которому применимо настоящее изобретение.

Показанный на фиг.6 усилитель S состоит, в частности, из прочного корпуса 10, подвижной перегородки 12, образующей внутри корпуса 10 по меньшей мере две герметичные переднюю 14 и заднюю 16 камеры, трехходового клапана 18, который приводится в действие управляющей тягой 20 и выборочно создает перепад давлений в передней 14 и задней 16 камерах и соответственно нагружает подвижную перегородку 12 направленным вперед усилием, создаваемым усилителем, и толкателя 22, соединенного с подвижной перегородкой 12 и управляющего работой главного тормозного цилиндра М.

Прочный корпус 10 усилителя состоит из переднего кожуха 24, называемого обычно цилиндром, который соединен с главным тормозным цилиндром М и образует стенку передней камеры 14, и заднего кожуха 26, называемого обычно крышкой, который образует стенку задней камеры 16. Передний 24 и задний 26 кожуха каждый имеют выполненный обычным образом радиальный буртик 28 и 30 соответственно, между которыми неподвижно зажат внешний борт 32 гибкой завальцованной мембраны 34, образующей подвижную перегородку 12.

Как показано на фиг.7, круглый хомут 40 удерживает в собранном состоянии передний 24 и задний 26 кожуха вместе с зажатым между их буртиками 28 и 30 бортом 32 мембраны. Хомут 40 изготовлен в виде кольца 36 с отогнутыми внутрь краями 37 и 38, образующими боковые стенки хомута, лежащие в параллельных друг другу плоскостях, перпендикулярных оси Х-Х' симметрии усилителя.

Предлагаемый в настоящем изобретении круглый хомут 40 разделен пополам и состоит из двух полукруглых частей или полуколец 40А и 40В. Концы обеих половин хомута на определенном по длине участке не имеют боковых краев 37 и 38 и образованы только кольцом 36. Более того, этот выступающий и расположенный на конце хомута участок кольца 36 согнут по радиусу, проходящему через центр кривизны кольца 36, и образует на конце хомута показанную на фиг.10 лапку 42.

Такие лапки 42 выполнены, в частности, на обеих концах одной из половин хомута, обозначенной на чертежах позицией 40А. Такая же лапка 42 выполнена и на одном из концов другой половины хомута, в частности обозначенной на чертежах позицией 40В, а на другом ее конце расположена выполненная по-другому лапка 44. Длина выступающего за боковые края участка кольца 36 на этом конце этой половины хомута в два раза больше необходимой для формирования лапки 42 длины выступающего за боковые края участка кольца 36, расположенного на другом конце этой половины хомута. Этот свободный конец кольца сначала отгибается, как и его другой конец, наружу по радиусу, проходящему через центр кривизны кольца 36, а затем отгибается еще раз в другую сторону на 180^o, образуя на конце этого полукольца вторую сторону показанного на фиг.9 крючка, расположенную приблизительно параллельно первой стороне крючка на некотором от нее расстоянии, которое несколько больше толщины кольца 36.

При установке хомута передний 24 и задний 26 кожуха корпуса 10 усилителя стыкуются друг с другом, а их буртики 28 и 30 обжимают с противоположных сторон расположенный между ними борт 32 упругой мембраны 34. Затем на буртики 28 и 30 притянутых друг к другу кожухов надеваются полукольца 40А и 40В хомута и выполненная в виде крючка лапка 44 полукольца 40В заводится сверху за лапку 42 полукольца 40А. Другие концы полуколец 40А и 40В хомута, на которых имеются лапки 42, сводятся затем друг с другом, удерживая усилитель в собранном виде.

Притянутые друг к другу лапки 42 удерживаются в таком положении запорным элементом 50. Этот запорный элемент 50 имеет вилку 52, удерживающую в собранном виде введенные в нее лапки 42 полуколец 40А и 40В и выполненную на отогнутом конце прочного стержня 54, другой конец которого крепится к пластине 56, зажатой между главным тормозным цилиндром М и передним кожухом 24.

Собранный таким образом с главным тормозным цилиндром М усилитель S тормозного привода можно установить на автомобиль, прикрепив, в частности, его задний кожух 26 к переборке, отделяющей моторный отсек автомобиля от салона. Собранный с главным тормозным цилиндром усилитель тормозного привода показан на фиг.1 и 3. Следует подчеркнуть, что при такой компоновке, которая является наиболее распространенной, усилитель и главный тормозной цилиндр расположены на одной линии, а главный тормозной цилиндр образует перпендикулярный переборке выступ, передний конец которого расположен на достаточно большом расстоянии от переборки.

Очевидно, что при столкновении автомобиля именно этот выступающий конец главного тормозного цилиндра в наибольшей степени примет на себя силу от удара в него соответствующей части двигателя или груза, который перевозится в переднем отсеке автомобиля.

Такого рода удар полностью передается затем через корпус главного тормозного цилиндра на корпус 10 усилителя, а через него - на переборку и далее через их внутренние элементы на управляющую тягу усилителя и в итоге на педаль тормоза.

Ниже с учетом всего вышесказанного рассмотрено, каким образом настоящее изобретение позволяет решить эту проблему и устранить этот недостаток, присущий известным тормозным системам автомобилей.

При лобовом или касательном столкновении автомобиля, на котором установлен такой собранный с главным тормозным цилиндром усилитель тормозного привода, удар соответствующей части двигателя или груза, который перевозится в переднем отсеке автомобиля, в главный тормозной цилиндр М приводит к тому, что корпус главного тормозного цилиндра М нагружается изгибающим моментом, под действием которого он поворачивается вокруг оси, которая в той или иной степени лежит в зоне расположения фланца, которым главный тормозной цилиндр крепится к переднему кожуху усилителя и к пластине 56 запорного элемента 50.

Поворот главного тормозного цилиндра относительно усилителя сопровождается поворотом пластины 56 и, как следствие этого, поворотом запорного элемента 50. При повороте запорного элемента вилка 52 выходит из зацепления с лапками 42 и в результате этого концы полуколец 40А и 40В хомута отходят, как показано на фиг.2, 4 и 5, друг от друга, при этом, однако, другие концы полуколец 40А и 40В хомута остаются соединенными друг с другом лапкой 42 полукольца 40А, которая удерживается внутри лапки 44 полукольца 40В. Очевидно, что при развороте полуколец 40А и 40В хомута, которые могут свободно поворачиваться относительно образованного этими лапками шарнирного соединения, передний 24 и задний 26 кожуха усилителя разъединяются друг от друга.

При повороте главного тормозного цилиндра относительно переднего кожуха 24 усилителя одновременно происходит разгерметизация передней камеры 14 усилителя, которая соединяется с окружающим пространством. При такой разгерметизации передней камеры атмосферное давление перестает создавать какое-либо усилие, удерживающее оба кожуха усилителя в собранном виде. Не прижимаемые друг к другу атмосферным давлением передний 24 и задний 26 кожуха усилителя могут свободно отойти друг от друга и в таком состоянии не смогут передать никакого заметного усилия водителю.

На фиг.8 показан другой вариант выполнения рассмотренного выше устройства. В этом варианте используются два одинаковых выполненных в виде полуколец хомута, которые стягивают кожуха 24 и 26 усилителя друг с другом и на концах каждого из которых расположены описанные выше лапки 42.

Соединение таких выполненных в виде полуколец хомутов друг с другом осуществляется с помощью двух диаметрально противоположных запорных элементов 50, закрепленных на одной и той же пластине 56. Работает выполненный в соответствии с этим вариантом изобретения и собранный с главным тормозным цилиндром усилитель тормозного привода аналогично описанному выше, за исключением того, что в этом варианте разъединение корпуса 10 усилителя будет происходить при повороте главного тормозного цилиндра М относительно усилителя S в двух соответствующих плоскостях.

Таким образом, в настоящем изобретении предложен собранный с главным тормозным цилиндром усилитель тормозного привода, в котором при ударе двигателя или перевозимого в переднем отсеке автомобиля груза в главный цилиндр происходит разъединение усилителя, который после этого перестает передавать водителю автомобиля усилие, возникающее при лобовом или касательном столкновении автомобиля.

Следует отметить, что изобретение не ограничено рассмотренными в описании вариантами и более того предполагает возможность внесения в них различных, очевидных для специалистов в данной области техники модификаций и изменений. Так, в частности, предлагаемый в изобретении хомут можно изготовить не только из двух, но, например, и из трех частей, охватывающих угловой сектор протяженностью в 120^o и соединенных попарно запорным элементом, закрепленным на пластине, которая расположена между усилителем и главным тормозным цилиндром.

Формула изобретения

1. Тормозное устройство с усилителем для автомобилей, состоящее из главного тормозного цилиндра (М) и усилителя (S) тормозного привода, имеющего, в частности, прочный корпус (10), подвижную перегородку (12), образующую внутри корпуса (10) по крайней мере переднюю (14) и заднюю (16) камеры, герметично отделенные друг от друга, приводимый в действие управляющей тягой (20) трехходовой клапан (18), который выборочно создает перепад давлений в передней (14) и задней (16) камерах и соответственно нагружает подвижную перегородку создаваемым усилителем усилием, которое действует в направлении главного тормозного цилиндра (М), и соединенный с подвижной перегородкой (12) толкатель (22), управляющий работой главного тормозного цилиндра (М), при этом корпус (10) усилителя состоит из переднего кожуха (24), соединенного с главным тормозным цилиндром (М) и образующего стенку передней камеры (14), и заднего кожуха (26), образующего стенку задней камеры (16), и эти передний (24) и задний (26) кожуха каждый имеют радиальный буртик (28, 30) и соединены между собой хомутом (40), который взаимодействует с указанными буртиками (28, 30) переднего (24) и заднего (26) кожухов, отличающееся тем, что хомут (40) состоит по меньшей мере из двух частей (40А, 40В), которые соединены друг с другом по меньшей мере одним запорным элементом (50), который при нагружении изгибающим моментом главного тормозного цилиндра (М) при лобовом или касательном столкновении автомобиля поворачивается и тем самым перестает выполнять свои функции запорного элемента.

2. Тормозное устройство по п.1, отличающееся тем, что каждая часть (40А, 40В) хомута имеет по крайней мере на одном своем конце лапку (42), радиально выступающую наружу от оси усилителя (S), при этом две соседние лапки (42) двух примыкающих друг к другу частей (40А, 40В) хомута удерживаются в собранном виде запорным элементом (50).

3. Тормозное устройство по п.2, отличающееся тем, что запорный элемент (50) имеет вилку (52) на одном из концов прочного стержня (54), другой конец которого прикреплен к переднему кожуху (24) усилителя (S).

4. Тормозное устройство по п.3, отличающееся тем, что один из концов прочного стержня (54) прикреплен к пластине (56), которая прикреплена к переднему кожуху (24) усилителя (S).

5. Тормозное устройство по п.4, отличающееся тем, что пластина (56) вставлена между передним кожухом (24) усилителя (S) и крепежным фланцем главного тормозного цилиндра (М).

6. Тормозное устройство по п.1, отличающееся тем, что на конце по меньшей мере одной из частей (40В) хомута имеется радиально выступающая наружу от оси усилителя (S) лапка (44) в виде крючка, взаимодействующая с лапкой (42) соседней части (40А) хомута.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6, Рисунок 7, Рисунок 8, Рисунок 9, Рисунок 10