Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:патенты / Сборник патентов_2968
.pdf
резервуаре постоянно поддерживался частичный вакуум, обеспечивающий быструю реакцию привода, как
только клапанный механизм установит цилиндр в сообщение с резервуаром.
Поскольку работа тормозного механизма 110 и последующее разрежение через трубы 23 в коллектор будут
приводить к изменению процентного содержания воздуха во взрывоопасной смеси, мы предпочитаем
разместить в трубе 23 регулирующий клапан 115 23d, который можно регулировать таким образом, когда
двигатель работает на холостом ходу и при полностью открытой дроссельной заслонке, а привод мощности
включен, чтобы обеспечить необходимое разрежение без опасности остановки двигателя 120.
Втулка клапана 16 плотно прилегает к центральному отверстию направляющего кольца 7 и снабжена сзади
клапана 18 и внутри воротника 7 кольцевым рядом отверстий 16a.
Когда детали 125 находятся в нормальном положении, как показано на рис. 2, например, отверстие 19 будет
закрыто кольцом 18, а отверстия 16a будут закрыты направляющим кольцом 7.
Клапан 16 снабжен двумя годовыми 130
[0039]
4
[0040]
5
[0041]
10
[0042]
15
[0043]
20
[0044]
25
[0045]
30
[0046]
35
[0047]
40
[0048]
45
[0049]
50
[0050]
55
[0051]
,60
[0052]
€5
[0053]
226,514
[0054]
Большой ряд отверстий, обозначенных цифрами 24 и 25 соответственно, расположенных в разных
поперечных плоскостях вдоль втулки и внутренней части соединительной втулки, снабжен перегородкой или
заглушкой 26 между этими двумя рядами отверстий, которые можно назвать, соответственно, отверстиями
высокого и низкого давления, где 24 — отверстия низкого давления, а 25 — отверстия высокого давления
клапанного механизма.
На внешней стороне гильзы 16 также имеется клапан или кольцо 27, жестко закрепленное за отверстиями
высокого давления 25, причем периферийная поверхность указанного кольца отшлифована таким образом,
чтобы соответствовать камере 28 внутри поршня 10 и входить в зацепление с выступом на заднем конце
камеры в нормальном положении, как показано, например, на фиг. 2.
Втулка 16 (рис. 7) также снабжена аналогичным клапаном или кольцом 29 между двумя рядами отверстий 24 и
25 и предназначена для установки внутри втулки 30, расположенной внутри поршня 10, причем втулка
снабжена на своем заднем конце выступом 31, к которому прижимается кольцо 29, когда детали находятся в
нормальном положении, как показано на рис. 2.
На фиг. 6 показан отсоединенный воротник 29, а также втулка 30, но положение воротника 29 на гильзе 16
обозначено пунктирными линиями.
Сзади втулки 30 находится вспомогательное седло клапана 32, которое в данном случае может представлять
собой шайбу из кожи или другого подходящего материала, которая будет удерживаться между задним концом
втулки 30 и выступом, образованным в поршне, таким образом, чтобы вступать в контакт со скользящим
клапаном или кольцом 27, когда втулка 16 перемещается вверх на достаточное расстояние, которое в данном
случае составляет 7/16 дюйма.
Аналогичное седло клапана 33 предусмотрено для клапана или кольца 29, которое расположено на переднем
конце втулки 30, а втулка 30 и седла клапанов 32 и 33 удерживаются на месте зажимным кольцом 34,
закрепленным на передней стороне поршня любым желаемым способом, например, винтами, как показано на
рисунке.
Втулка 30 снабжена отверстием.
[0055]
35, сообщающийся с цилиндром, расположенным позади поршня, посредством каналов.
[0056]
36.
Задняя часть головки цилиндра снабжена каналом 37, расположенным точно в одной линии с каналами 36 и
закрытым винтом 38.
С помощью этого винта можно получить доступ к каналам 36 для смазки клапанного механизма при
необходимости.
Камера 28 также снабжена отверстием 39, сообщающимся посредством канала 40, проходящего через
поршень, с цилиндром на передней стороне поршня.
Задний конец полого удлинителя 12, который фактически является штоком поршня, удобно снабжен блоком
41, имеющим крепежное ушко 42, а пробка 41 также снабжена отверстием или отверстиями 43 для подачи
атмосферного воздуха, когда воздух 70 используется для высокого давления, и для всасывания при низком
давлении для приведения поршня в действие.
Передний конец стержня, 9, снабжен крепежным ушком, 44.
[0057]
Описанный выше механизм может быть установлен в фиксированном положении в любом соединении между
частью, управляемой вручную, например, ручным рычагом или ножной педалью, и механизмом, который
должен быть приведен в действие этим механизмом, например, тормозным механизмом, механизмом
сцепления, рулевым механизмом, механизмом переключения передач и т. д.
На фиг. 1 показан наш усовершенствованный привод, установленный в соединении между ножным рычагом,
обозначенным цифрами 50 и 85 и снабженным обычной возвратной пружиной 51, и тормозным механизмом
автомобиля, в качестве примера. Детали схематически показаны на фиг. 1, где тормозные ленты заднего
колеса обозначены цифрой 52, тормозные колодки, обозначенные цифрой 53, шарнирно закреплены в точке
54 и приводятся в действие кулачком или эксцентриком 55 посредством рычага 56, соединенного звеном 57 с
рычагом 58 на валу 59, при этом для тормозных сегментов или колодок 53 предусмотрена возвратная пружина
95 60.
Данный тормозной механизм имеет известную конструкцию и не является частью нашего настоящего
изобретения.
Цилиндр привода 100 фиксируется в заданном положении относительно шасси автомобиля или другого
транспортного средства любым желаемым способом.
Передний конец штока клапана 9 привода соединен звеном 105 62 или штоком с тормозным рычагом 50, а
шток поршня или удлинитель 12 соединен звеном 53 с рычагом 64 на валу качания 59.
Это представляет собой стандартную конструкцию, в которой наш усовершенствованный привод 110
установлен в соединениях между ножным тормозным рычагом и валом для приведения в действие тормозов
задних колес автомобиля. Однако следует понимать, что наш усовершенствованный привод 115 может
использоваться в любом другом типе тормозного механизма или в соединениях для приведения в действие
других механических устройств, помимо тормозов, таких как перечисленные выше и другие.
120
[0058]
Теперь, обращаясь к работе нашего усовершенствованного силового привода, следует отметить, что шток 9 и
втулка клапана 16,
[0059]
имеют определенный люфт относительно поршня.
В данном случае (125) потеря подвижности составляет 7/16 дюйма, но мы не хотим ограничиваться именно
этим расстоянием.
В любом случае, это расстояние, на которое втулка клапана 16 должна быть перемещена вперед от 130
[0060]
5
[0061]
10
[0062]
15
[0063]
20
[0064]
25
[0065]
-30
[0066]
85
[0067]
40
[0068]
45
[0069]
50
[0070]
55
[0071]
60
[0072]
226,514
[0073]
5
[0074]
его нормальное положение перед тем, как клапан или кольца 29 и 27 вступят в контакт с седлами клапанов 33
и 32 соответственно.
Теперь обратимся к рис. 2, на котором показано положение частей нашего усовершенствованного силового
привода в нормальном положении, и предположим, что, как показано на рис. 1, канал 20 в передней части
головки соединен с вакуумным баком и впускным коллектором автомобильного двигателя, и что порты 43 на
заднем конце штока поршня или удлинителя 12 открыты для атмосферы. Тогда будет видно, что в этом
положении клапанного механизма атмосферный воздух имеет свободный доступ к передней стороне поршня
через полый шток поршня 12, задний конец гильзы 16, порты 25 во гильзе 18, порты 39 и канал 40 в поршне.
В этом положении поршня вся связь между цилиндром и всасывающим устройством прерывается клапаном
18 на втулке клапана 16, который в этом положении клапанного механизма закрывает отверстие 19 во втулке
6.
Если теперь необходимо задействовать тормозной механизм или иным образом привести в действие силовой
привод, то ножная педаль 50 перемещается вперед в направлении стрелки на рис. 1, преодолевая
сопротивление пружины 51, что приводит к перемещению вперед втулки клапана 16.
По мере продвижения гильзы 16 вперед, отверстия 24 отводятся от поршня и вводятся в сообщение с частью
цилиндра, расположенной перед поршнем, которая, таким образом, сообщается с всасывающим баком.
Одновременно клапаны 29 и 27 перемещаются вперед, отрезая заднюю часть цилиндра от канала 40 и
устанавливая сообщение между входным отверстием атмосферного воздуха или воздуха более высокого
давления 43 и частью цилиндра, расположенной за поршнем, через отверстия 25, отверстие 35 во втулке 30 и
каналы 36 в поршне.
Действие механизма всасывания, создаваемого в данном случае самим двигателем (хотя он может
создаваться и другими способами), заключается в быстром отводе воздуха из цилиндра на переднюю часть
поршня, и поскольку противоположный конец цилиндра находится в сообщении с атмосферой, поршень
мгновенно перемещается вперед.
Если рычаг ножного механизма не будет перемещаться дальше, поршень просто переместится достаточно
далеко, чтобы переместиться над отверстием 24 в гильзе клапана (см. рис. 4), тем самым прервав сообщение
между всасывающим механизмом и внутренней частью цилиндра перед поршнем и удерживая детали в этом
положении.
Следует отметить, что в цилиндре перед поршнем происходит определенное разрежение, за которым следует
немедленное движение поршня вперед под давлением атмосферного воздуха, пока поршень не будет
приведен в сбалансированное состояние, в котором он и останется, поскольку связь с механизмом
всасывания прерывается, и атмосферный воздух не может поступать в переднюю часть поршня.
75 Если ножной рычаг будет нажат еще сильнее, чтобы переместить втулку клапана дальше вперед и снова
вывести порты 24 за пределы поршня и ввести их в сообщение с цилиндром, то разрежение 80 воздуха на
передней стороне поршня мгновенно возобновится, как и движение поршня вперед.
Фактически, движение поршня настолько мгновенно следует за движением ножного рычага вперед, что
ножной рычаг может быть перемещен вперед на любое желаемое расстояние до остановки, и поршень будет
следовать за движением и остановится практически мгновенно, когда движение ножного рычага вперед
прекратится, поскольку дополнительное перемещение поршня при остановке равно лишь продольной ширине
втулки 16 клапанных отверстий 24.
Таким образом, обратного движения поршня не происходит, и давление, оказываемое им, не снижается, но
силу или давление, оказываемое поршнем, можно точно и деликатно измерить ощущением ноги, как если бы
усилие фактически прикладывалось самой ногой, и оно будет поддерживаться до тех пор, пока положение
ноги на рычаге остается неподвижным.
В то же время следует понимать, что мышцы стопы не прилагают никаких усилий, кроме преодоления
сопротивления возвратной пружины, которая может использоваться в сочетании с ножным рычагом, так что
мышцы освобождаются от всякой усталости или напряжения, а тонкость управления приводным механизмом
сохраняется в той же степени, что и в случае, когда приводимая в движение часть перемещается
непосредственно мышечным усилием.
[0075]
Когда поршень перемещен вперед, чтобы оказать максимальное давление на тормоз, дальнейшее движение
ножного рычага приведет к тому, что клапаны 29 и 27 прижмутся к своим вспомогательным седлам 33 и 32
соответственно, тем самым дополнительно герметизируя клапанный механизм. Поскольку это отмечает
предел свободного хода, обеспечиваемого между приводной частью, а именно ножным рычагом, и
приводимой частью, а именно штоком поршня, дальнейшее давление ножного рычага на тормоз
[0076]
6
[0077]
226,514
[0078]
Педаль позволит оператору увеличить усилие, прилагаемое приводом, если это потребуется.
[0079]
В тот момент, когда давление ноги на ножной рычаг 50 ослабевает, рычаг перемещается назад под действием
своей возвратной пружины, перемещая таким образом втулку клапана 16 назад, что сдвигает клапаны 29 и 27
в положения, указанные на рис. 5, так что передняя часть цилиндра сообщается с атмосферой через
отверстия 25, 39 и 40, в то время как всасывающий механизм сообщается с цилиндром 15, расположенным
позади поршня, через отверстия 24, 35 и 36.
Это вызывает немедленное возвратное движение поршня, которому способствует возвратная пружина 60
тормозного механизма, и если ножка 20 постоянно освобождается от рычага ножки, поршень вернется в
нормальное положение, хотя это возвратное движение может быть остановлено в любой момент путем
проверки возвратного движения рычага ножки 25, что мгновенно вызовет перемещение поршня и клапанного
механизма в зафиксированное или промежуточное положение, показанное на рис. 4.
[0080]
Таким образом, видно, что цилиндр 30 соединен с источником более высокого давления и источником более
низкого давления, и что клапанный механизм сконструирован и расположен таким образом, чтобы менять
местами соединения между этими источниками и 35 соответствующими концами цилиндров для перемещения
поршня в одном или обратном направлении, или для отсоединения обоих концов цилиндра от указанных
источников, чтобы остановить движение поршня и 40 удерживать его в неподвижном состоянии в равновесии.
На фиг. 8 показан полый поршневой шток, обозначенный цифрой 12а, снабженный соединением 70,
сообщающимся с внутренней частью полого поршневого штока 45.
Подключив соединение 70, например, с помощью гибкого трубопровода 71 к любому источнику рабочей среды
под давлением, например, к цилиндру двигателя внутреннего сгорания, или к соединенному с ним резервуару
высокого давления 50, или к паровому котлу или резервуару со сжатым воздухом, устройство будет работать
точно так же.
[0081]
При проектировании нашего силового привода было признано крайне важным обеспечить герметичность
клапанов, чтобы предотвратить утечку с обеих сторон поршня во время работы устройства.
Следует отметить, что всасывающий патрубок 19, или патрубок с нижним давлением 60, полностью
отключается от внутреннего клапанного механизма, когда детали находятся в нормальном положении (см.
рис. 2), с помощью заземляющего клапана или кольца 18 и седла 18а, которые закрывают патрубок 19 и
кольцо.
[0082]
7,
который закрывает порты 16а в гильзе клапана 16, при этом единственным открытым каналом связи является
канал через полый поршневой шток 12, гильзу 16, порты 25, 39 и 40, соединяющий источник более высокого
давления, в данном случае атмосферный воздух, с цилиндром перед поршнем.
Когда втулка клапана 16 перемещается вперед в открытое положение, как показано на рис. 3, шлифованные
клапанные кольца 29 и 27 входят в зацепление с вспомогательными седлами клапанов 33 и 32
соответственно, так что не происходит утечки воздуха в ту часть цилиндра, которая находится перед поршнем
и где происходит разрежение, что препятствует быстрому затуханию воздуха в этой части цилиндра.
Это обеспечивается как плотной посадкой самих клапанных муфт в их охватывающих частях, так и контактом
85 между передними поверхностями указанных клапанных муфт и вспомогательными седлами из кожи или
другого подходящего материала.
Когда клапанный механизм находится в промежуточном положении, показанном на рис. 4, разрежение может
действовать только до тех пор, пока отверстия 24 во втулке клапана не будут закрыты стенками поршневой
пластины 34, а атмосферный воздух будет перекрыт с передней стороны поршня клапаном 27, закрывающим
отверстия 39.
[0083]
Из приведенного выше описания видно, что когда наш силовой привод вставляется и фиксируется в
соединениях между рычагом с ручным управлением или педалью 100 и приводимой в действие деталью,
педаль или рычаг перемещаются практически в том же направлении и способом, и в той же степени, как если
бы они были напрямую соединены с приводимым в действие устройством 105. Единственное различие
заключается в том, что фактическая мощность, передаваемая приводимому в действие устройству,
обеспечивается силовым цилиндром и поршнем под точным управлением рычага или педали с ручным
управлением 110, и оператор освобождается от усилий, которые потребовались бы для непосредственного
приложения мощности.
Еще одна важная особенность нашего силового привода заключается в том, что, как уже говорилось ранее,
если силовой привод по какой-либо причине выйдет из строя, устройство с ручным управлением может
немедленно активироваться и обеспечить необходимую мощность для работы приводимого в действие
устройства.
Это связано с проблемой потери подвижности между втулкой клапана (16) и поршнем (120 градусов).
Предположим, например, что оператор не знает о том, что всасывающая труба 23, соединяющая канал 20
цилиндра с впускным коллектором 125, сломана или повреждена, так что она протекает, что может произойти
случайно или иным образом, и
[0084]
226,514
[0085]
7
[0086]
Если оператор желает задействовать тормоза, перемещая ножной рычаг 50 вперед до тех пор, пока детали не
окажутся в положении, указанном на рис. 3, при этом кольца клапана 5, 29 и 27, будут соприкасаться со
вспомогательными седлами 33 и 32, то не будет создаваться разрежение, необходимое для перемещения
поршня вперед. Однако в этом случае оператор, просто нажав на педаль 10 54 вперед на большее
расстояние, может уверенно переместить поршень и шток поршня 12 на желаемое расстояние, чтобы
задействовать тормоза с желаемой силой, приложив необходимую мышечную силу 15, и единственным
дополнительным усилием будет трение деталей, которое будет незначительным.
Движение поршня вперед не будет замедляться никаким сжатием внутри цилиндра 20, поскольку клапанный
механизм находится в положении, указанном на рис. 3, и атмосферный воздух может поступать в цилиндр
позади поршня и свободно выходить из цилиндра перед поршнем 25 через отверстия 24, 16a, 19 и канал 20.
После нажатия на педаль тормоза, когда она отпущена, возвратные пружины 50 и 51 обеспечивают движение
втулки 16 назад, и как только клапаны 29 и 27 достигнут заднего предела своего ограниченного движения,
предусмотренного компенсацией люфта между втулкой и поршнем, пружина 60 вернется в свое нормальное
положение, при этом воздух поступает через отверстие 38 и канал 40 на переднюю сторону поршня, а воздух
выталкивается через канал 36, отверстие 35 и отверстия 24, а затем через канал 20 в атмосферу.
Таким образом, описанное здесь устройство может быть установлено и закреплено в соединениях между
любым обычным устройством с ручным управлением и деталью 45 или деталями, которые должны быть
приведены в действие этим устройством, без опасности аварии, которая в противном случае могла бы
возникнуть из-за отказа механизма с механическим приводом, поскольку в случае таких отказов ручное
управление приводимой в действие деталью 50 может быть легко осуществлено точно так же, как если бы
устройство с механическим приводом не находилось в соединениях, за исключением небольшого
запаздывания, предусмотренного в клапанном механизме 55, и столь же небольшого замедления из-за трения
деталей, которые никоим образом не будут препятствовать правильной работе приводимой в действие
детали.
[0087]
Подходящие средства для смазки подвижных частей силового привода могут быть обеспечены с помощью
маслосъемных чашек, маслонасыщенных уплотнений для сальниковых уплотнений и другими способами, как
это принято в устройствах с электроприводом.
На чертеже 65 показана масляная чаша 75 на задней головке цилиндра, сообщающаяся посредством канала
76 с втулкой, через которую проходит полый поршневой шток или стержень 12.
[0088]
направляющих, а также через отверстие в штоке поршня, обозначенное цифрой 77, с втулкой клапана 70 для
смазки этих деталей.
[0089]
Внутреннюю часть клапанного механизма можно смазать, открутив винт 38 и вставив масленку с длинным
горлышком в канал 36.
Цилиндр 1 также предпочтительно снабжен масляным отверстием, закрытым винтом 1a, который можно снять
для смазки стенок цилиндра и поршневых уплотнений 11.
[0090]
Вакуумный бак или резервуар, регулирующий клапан и обратный клапан, расположенные в соединениях
между механизмом реверсивного клапана привода и всасывающим каналом подачи заряда двигателя между
дроссельной заслонкой и цилиндром или цилиндрами, обычно впускным коллектором, выполняют важные
функции в связи с нашим усовершенствованным приводом.
Если бы всасывающий канал был напрямую соединен с исполнительным механизмом, то воздух, отводимый
из исполнительного механизма, если бы он отводился достаточно быстро, чтобы обеспечить его быструю
работу, попадал бы во всасывающий канал с такой скоростью, что это могло бы привести к остановке
двигателя на холостом ходу из-за слишком сильного разбавления взрывчатого заряда, поскольку при
закрытой дроссельной заслонке (как и должно быть, когда исполнительный механизм используется для
управления тормозом) в всасывающем канале произойдет максимально возможное разрежение.
При полностью открытой дроссельной заслонке разрежение практически не происходит.
Если соединение будет ограничено таким образом, чтобы предотвратить слишком быструю подачу воздуха,
отбираемого из привода, в всасывающий канал двигателя, то потребуется подождать некоторое время, пока
из привода не будет откачано достаточное количество воздуха для его работы.
Разместив резервуар или накопительное пространство в соединениях, как показано и описано, и поддерживая
в нем условия разрежения, можно обеспечить мгновенное срабатывание привода и одновременно
предотвратить слишком быстрое попадание отработанного воздуха во всасывающий канал, достаточное для
остановки двигателя.
Ограничительное устройство, или регулирующий клапан, расположенный между резервуаром или вакуумной
камерой и всасывающим каналом, ограничивает прохождение воздуха, отбираемого из цилиндра привода, во
всасывающий канал или впускной коллектор, и взаимодействует с резервуаром, обеспечивая работу привода
и предотвращая остановку двигателя.
Далее будет также видно, что по мере увеличения степени разрежения в сью- 130
[0091]
226,514
[0092]
Пропускная способность вакуумного резервуара или хранилища непрерывно изменяется при открытии или
закрытии дроссельной заслонки; степень разрежения в вакуумном резервуаре или хранилище постоянно
менялась бы, если бы не наличие обратного клапана.
Благодаря использованию этого обратного клапана максимальное разрежение в вакууме, резервуаре или
накопительном пространстве будет достигнуто при первом закрытии дроссельной заслонки двигателя,
например, при переключении передач и т. д.
Вакуумный резервуар обеспечивает необходимую емкость, а обратный клапан поддерживает это
максимальное разрежение, так что и то, и другое мгновенно доступно, когда необходимо привести в действие
Соседние файлы в папке патенты