專利名稱：車輛空氣制動系統(tǒng)及其閥門的制作方法
技術領域：
本發(fā)明通常涉及一種車輛制動系統(tǒng)，一種多功能閥門及其他閥門，以及，在一個實施例中，涉及到對一種系統(tǒng)的改進，這種類型的系統(tǒng)在美國專利第4，685，744號中揭示并提出專利申請。
應用在卡車，拖車，牽引車，公共汽車，及其他裝備空氣制動器的停車，緊急情況及運行的空氣制動系統(tǒng)通常包括用于所有軸，包括不可操縱的和可操縱的軸的膜片箱。應用在這種空氣制動系統(tǒng)中的壓力供給系統(tǒng)通常包括壓縮機和儲氣室，以及應用于各種制動系統(tǒng)操作模式的多重閥門。通常應用的有兩個分開的空氣系統(tǒng)，即一個運行的或初級的系統(tǒng)，以及一個緊急的或次級的系統(tǒng)。不僅是閥門數(shù)量很多，而且在結構復雜性上不同。這樣的閥門包括服務中繼閥門，彈簧制動控制閥門，快速放松閥門以及其他閥門。在操作上，踏板閥門通常被用在運行制動應用上，而操縱的推拉閥門被用在停車以及緊急狀態(tài)應用上。而且，動力或壓力供應裝備利用單路或雙路檢查閥或其他保護閥門以保護一個空氣系統(tǒng)不受另一個影響。
具有兩個空氣系統(tǒng)以及比此操作的相當復雜的閥門配置的目的有許多。一個目的是在一個系統(tǒng)內(nèi)或在機動卡車的牽引車和拖車之間的連接處完全失去壓力的情況下提供安全。這種系統(tǒng)的另一個目的是允許司機在系統(tǒng)的一側失去壓力的情況下放松和重新使用制動器。因此，很明顯，安全性和后備操作在空氣制動系統(tǒng)中是非常重要的。事實上，聯(lián)邦和州安全法要求空氣系統(tǒng)滿足某些要求，包括不僅要有一配置在通道16內(nèi)。一個單路止回閥42被配置在通道3內(nèi)?，F(xiàn)參考

圖1，一個單路止回閥36被配置在通道7內(nèi)。一個單路止回閥32被配置在通道12內(nèi)。一個旁路閥38被配置在通道13內(nèi)。一個單路止回閥33被配置在通道15內(nèi)。
閥門10及其部件閥門以及按照本發(fā)明的系統(tǒng)，在這里作為與前述的美國專利第4，685，744號中揭示的制動機構一起使用來進行描述。其所揭示的內(nèi)容可與其他類型的制動系統(tǒng)一起使用，這當然在本發(fā)明的范圍內(nèi)，而且所要求的實施例並不限于按照上述的技術專利中包括一些裝置的實施例。
如圖2所示，在拖車模式中，單路止回閥42允許從初級儲氣罐28出來的空氣，通過管道103和通道3，而不允許空氣流過通道3到儲氣罐28。如果一個緊急儲氣罐27沒有壓力，止回閥36允許初級儲氣罐28保持壓力。如果初級儲氣罐沒有壓力，止回閥42與壓力保護閥結合允許緊急儲氣罐27保持壓力。單路止回閥36允許空氣從儲氣罐27流出而不允許空氣流回儲氣罐27。單路止回閥32允許空氣填充儲氣罐27，並防止空氣流回供氣源61。流過閥門32的空氣最終也經(jīng)過壓力保護閥8流入並填充儲氣罐28。單路止回閥37允許空氣從減壓閥11在由減壓閥作用下產(chǎn)生的所需的壓力下流至緊急控制閥;但閥門37防止空氣在一峰壓下流至減壓閥11。單路止回閥33允許空氣在峰壓下從供氣源61流至緊急控制閥4;但閥門33防止空氣在一減壓的情況下流至並通過管道15、14和101，或口41。同步閥2包括旁路閥34。同步閥2可通過調(diào)整一彈簧139(如圖7所示)進行調(diào)整以在制動進行和鎖緊活塞嚙合之間得到任何延遲。如果同步閥和它的所連接的系統(tǒng)失靈，旁個初級/次級壓力操作，而且要在失去壓力之前，要能為緊急情況和?？寇囕v提供制動。
美國專利第4，685，744號的系統(tǒng)對上述的這種類型的裝置在幾個方面做了改進。它在各個容納一個單一的膜片箱的制動執(zhí)行桿處都包含一個制動裝置。當一個足夠的壓力提供到箱體一側空氣接收入口處時，膜片驅(qū)動制動執(zhí)行桿朝前以產(chǎn)生制動。反之，一個復位彈簧使執(zhí)行桿退回以放松制動器。通至膜片箱的輸入孔與一個雙路的，中心開口的往復式閥門連接，通到閥門的一個輸入孔與運行的或初級的空氣供應系統(tǒng)連接，而另一個至閥門的輸入孔則與緊急狀態(tài)的或次級的空氣供應系統(tǒng)連接。在運行狀態(tài)，運行供壓增加，因此使緊急狀態(tài)輸入孔關閉。如在任一側有故障或失壓，但不是兩側，閥門將會使低壓一側關閉而以剩下的有壓力的一側正常操作。制動器包括一個齒條和具有一個棘爪端的緊急活塞，該棘爪端與執(zhí)行桿連接並在失壓和制動已被執(zhí)行的情況下，將執(zhí)行桿保持在位置上。在這樣的執(zhí)行之前，一個足夠的緊急狀態(tài)空氣供壓使棘爪端保持在脫開狀態(tài)。在棘爪端連接之后，一個作用到往復閥門的緊急狀態(tài)一側和活塞上的再供給的壓力將消除齒條和棘爪之間的結合壓力從而使棘爪從齒條處提起。在緊急制動程序中，機構鎖住，活塞的降落被延遲，直至儲氣罐放氣或儲氣罐壓力達到一預定的水平之后才落下。
在一些上述的系統(tǒng)中，在初級儲氣罐上的一個壓力保護閥防止空氣在緊急狀態(tài)儲氣罐被部分充滿之前流動。
在美國專利第4，685，744的系統(tǒng)中，運行管道既與初級系統(tǒng)也與緊急系統(tǒng)相溝通。因此，在運行操作時，驅(qū)動的空氣壓力是由兩個儲氣罐供給的。
市場上的另一個系統(tǒng)是BendixDD3。這是一個雙膜片，空氣驅(qū)動的，機械作用的制動器。該機械鎖緊制動裝置包括一個錐形的執(zhí)行桿。DD3在活塞桿位置上使用滾珠。這些滾珠被空氣吹離執(zhí)行桿直至緊急制動起作用為止。當緊急制動作用時，執(zhí)行桿被一較小的膜片驅(qū)動向前以使制動器開始起作用，而在同時，保持滾珠位置的空氣被排出，一個彈簧迫使其落回執(zhí)行桿上。這些滾珠被設計成只能朝一個方向運動。這就允許執(zhí)行桿向前運動而使制動器起作用，但能防止執(zhí)行桿向后運動而松開制動。
為松開緊急制動，空氣除作用在滾珠上以外，還作用到較小的膜片上。由于BendixDD3系統(tǒng)在與使制動起作用所使用的壓力相同的情況下松開緊急制動，因此要求有一個獨立的腳踏系統(tǒng)松開停車制動。BendixDD3並不調(diào)節(jié)機械鎖緊制動的時間。它在進行制動的同時使?jié)L珠嚙合。這可導致執(zhí)行桿和滾珠之間的過早接觸並引起機械磨損。
在一個實施例中，本發(fā)明顯示了一個用于控制和調(diào)節(jié)車輛空氣制動系統(tǒng)的多功能系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括一個用于程序化和控制受壓空氣在緊急制動系統(tǒng)和一個機械鎖緊制動系統(tǒng)之間流動的多功能順序閥;一個初級的或運行的壓縮空氣儲氣罐;一個緊急的，或次級的儲氣罐;一個將壓縮空氣供到多功能順序閥的供氣管道;以及一些使空氣流經(jīng)順序閥，從儲氣罐到儲氣罐，和流過車輛制動裝置的管道和通道。
在一個實施例中，按照本發(fā)明的一個多功能順序閥具有-一個壓力保護閥(在拖車模式中)，該閥用于保證緊急儲氣罐首先被充滿并允許在運行(次級)儲氣罐被充滿之前，或制動器松開;
-一個減壓閥，該閥用于保證空氣在一個預想的壓力上作用到制動器上;
-一個緊急控制閥，該閥用于保證在制動松開之前，系統(tǒng)充壓到某一個安全水平上;在低壓模式中，它保證制動器在一個預想的壓力上仍能起作用;在一個較高壓力下閥門打開，然后，在此閥門關閉，所以并不要求系統(tǒng)每次升高氣壓，制動器在一個邊界壓力下起作用。
-一個同步閥，一旦制動器起作用，該閥控制制動器的鎖緊活塞，所以他們松開並在一預想的壓力下起作用而無不必要的磨損或與推桿齒條的摩擦接觸;
-單路止回閥構件，用于控制和引導氣流至各種其他閥門和儲氣罐;
-一個旁路閥，該閥允許受壓空氣流經(jīng)同步閥以鎖住制動器;
-一個旁路閥，其允許達到一個峰壓以松開制動器;以及-用于接受來自壓縮空氣供氣源的進氣口和一些管道或通道，通過它們，空氣可被有控制地通到空氣制動系統(tǒng)內(nèi)的一個或一些儲氣罐，通到系統(tǒng)內(nèi)的制動裝置，其他閥門和裝置中。
多功能順序閥可被制成或用來向系統(tǒng)內(nèi)的任何其他閥門發(fā)出信號。
上述順序閥可被應用在各種制動器上，包括下列但并不限于下列制動器單膜片和雙膜片制動器，鎖緊活塞制動器，以及具有一個壓力隔離閥以控制到一個或一些膜片的氣流的制動器(見美國專利第4，685，744號)。本發(fā)明還針對著使用空氣制動器的車輛的系統(tǒng)，包括但不限于下列車輛牽引車，公共汽車，卡車，和拖車。
圖1是按照本發(fā)明的多功能控制和程序閥的通道和閥門的略圖。
圖2是按照本發(fā)明的系統(tǒng)與圖1的多功能控制和順序閥的略圖。
圖3是圖1的系統(tǒng)的略圖。
圖4是按照本發(fā)明的適用于卡車拖車的系統(tǒng)的略圖。
圖5是按照本發(fā)明的一個系統(tǒng)的略圖。
圖6是按照本發(fā)明的一個系統(tǒng)的略圖，在該系統(tǒng)中，如兩個儲氣罐未達到全部所須壓力時，拖車不能移動。
圖7是按照本發(fā)明的適于與卷簧一起作用的同步閥的一個側剖視圖。
圖8是按照本發(fā)明的一個緊急控制閥的側剖視圖。
圖9是按照本發(fā)明的一個減壓閥的側剖視圖。
圖10是按照本發(fā)明的壓力保護閥的側剖視圖。
在多功能控制和順序閥10內(nèi)，配置著各種各樣互相連接的閥門，如圖1和圖2所示，包括一個同步閥2，一個緊急控制閥4，一個壓力保護閥8，一個減壓閥11，一個旁路閥38，一個是同步閥2一部分的旁路閥34，一個雙路閥31和各種單路止回閥32、33、36、37和42。同步閥2具有一個供氣口2a，一個送氣口34b和一個控制口2c。緊急控制閥4具有一個供氣口4a，一個送氣口4b，和一個控制口4c，并與一個排氣口49相連通。壓力保護閥8具有一個供氣口8a，和一個送氣口8b。減壓閥11具有一個供氣口11a，一個送氣口11b，以及傳感器或控制口11c。在與閥門10上的通道3和63相通的閥的閥身56上開有一信號口39。
壓力保護閥8被配置在通道1內(nèi)。減壓閥11被配置在通道5內(nèi)。緊急控制閥4被配置在通道9內(nèi)。同步閥2以及其旁路閥34被路閥34將允許空氣經(jīng)口34b從活塞35流出，在幾秒鐘內(nèi)使活塞嚙合。同步閥2的操作，緊急控制閥4，減壓閥11和壓力保護閥8連系圖7-10詳細地進行討論。提供一多功能閥以及一個具有這樣閥門的系統(tǒng)是在本發(fā)明的范圍內(nèi)，其中，與多功能閥10的連接被轉換，因而運行儲氣罐28被首先充填，放松制動器，然后允許對緊急儲氣罐進行充填，這樣，當制動器被放松時，運行空氣將可使用。
如圖3所示，在一個按照本發(fā)明的用于拖車的系統(tǒng)50內(nèi)，應用一個按照本發(fā)明的多功能控制和順序閥10，系統(tǒng)50包括四個制動器21、22、23、24，拖車的兩個軸(未表示)中的每一個上有兩個制動器。這些制動器最好如美國專利第4，685，744號中所揭示的那樣，每一個制動器如所揭示的帶有一雙路往復止回閥17、18、19、20，但傳統(tǒng)的彈簧制動器和傳統(tǒng)的閥門可被使用。本發(fā)明并不限于一定數(shù)量的制動器或一定數(shù)量的軸。
回到圖3中揭示的系統(tǒng)50，多功能閥10被連接在各種儲氣罐，氣流管道，以及往復閥之間，這將在下面詳細地描述。供氣管101提供了一個通道使空氣在壓力下流至多功能閥10，並從閥門10流至系統(tǒng)的其他設備。一推拉停車制動裝置如圖所示連接到供氣管101。供氣管101連通至多功能閥。
來自供氣源61的空氣流過管道101，流過閥門31和閥門32(見圖1和2)，然后通過一管道102流出多功能閥到達緊急(次級)儲氣罐27。管道104、105、106、107被分別連接在多功能閥10和雙路往復止回閥17、18、19、20之間?？諝庠谒殙毫ο聫亩喙δ荛y流過管道103到一運行(初級，供氣)儲氣罐28。管道108連通在多功能閥10和管道113之間(當然，當然也可連接到任何共同的管道110-112，114)，管道113延伸在一中繼閥40(運行閥)和雙路往復閥20之間。管道109連接在多功能閥10和連接在制動器21、22之間的管道116之間。
一運行管道114被連接在一運行管道上的典型的腳踏裝置25和中繼閥40之間。管道110、111、112、113被分別連接在中繼閥40和雙路往復閥17、18、19、20之間。管道115被連接在中繼閥40和運行儲氣罐28之間。
中繼閥40可以是由Bendix公司重型車系統(tǒng)集團生產(chǎn)的R-12型的或相同類型的產(chǎn)品。典型的情況是，空氣從運行管道114作用到閥門的運行口，迫使一中繼活塞下降壓緊一偏后彈簧以打開連接到儲氣罐28，管道115的供氣口，讓氣流通過四個送氣口到管道110-113。改變管道114上的壓力引起供氣口和送氣口開啟，以引起相應的變化來控制制動作用的量。以四個前面描述過的制動裝置21-24為例，供應儲氣罐28的出口，各經(jīng)過管道110-113連通到雙路往復止回閥17-20。這些實質(zhì)上完全相同的制動裝置中的兩個，通常被連接到一根不可操縱的軸上，但本發(fā)明並不限于使用在不可操縱的軸上。
圖3的系統(tǒng)50具有一個多功能閥10，該閥的部件閥門在圖1和圖2中揭示。制動裝置21-24在美國專利第4，658，744號中已被詳細地揭示。當制動器21-24的系統(tǒng)中沒有空氣時，要松開制動器，空氣可通過供氣管101到達一個雙路止回閥31被充到系統(tǒng)中去?？諝饬鬟^雙路止回閥31到一個單路止回閥32，並從這兒流入緊急儲氣罐27。在此同時，空氣通過一個單路止回閥33流至緊急控制閥4，並通過緊急控制閥4流至制動器21、22、23、24，然后通過管道104-107流至雙路往復閥17-20，該往復閥如美國專利第4，658，744號中所揭示的和描述的，控制活塞-執(zhí)行桿裝置?？諝膺€流過同步閥2的旁路閥34到管109，然后到制動裝置21-24的鎖緊活塞?？諝膺€流過一個單路止回閥36和一管道55到達一減壓閥11，然后通過一個單路止回閥31到達緊急控制閥4。在此同時，空氣流至并通過一個旁路閥38到達緊急控制閥4。有空氣聚集作用在制動器21-24的膜片上，該空氣試圖裝制動執(zhí)行桿推出并放松固定執(zhí)行桿的活塞(如美國專利第4，658，744號所示，該專利在此充分體現(xiàn)了全部目標)。
現(xiàn)在緊急儲器罐27被充滿了壓縮空氣，同時制動器21-24的膜片箱也被充滿，活塞下的壓力增加將制動器執(zhí)行桿固定住。
一旦緊急儲氣罐27被充到一個預定的壓力時(即氣壓大于60P.S.i)，固定住制動器執(zhí)行桿的活塞上升並使執(zhí)行桿脫開。然后，空氣進到緊急控制閥4的控制口4c，達到所需的壓力(即80P.S.i)，而且緊急控制閥4的一個送氣口4b開啟以從制動器21-24的膜片箱中排出空氣，這就允許執(zhí)行桿縮回。這些推動制動片壓緊制動鼓(或閘瓦壓緊閘鼓或閘盤)的執(zhí)行桿縮回因而放松了制動器。
制動器可在初級儲氣罐無氣壓的情況下被放松。從供氣源61來的空氣在一個需要的工作壓力下通過管道10作用到多功能閥10上。緊急儲氣罐必須進行工作，還需要具有工作壓力，否則供氣將不能通過管道15a向緊急控制閥4維持工作壓力，因為管道將趨向通過止回閥32向緊急儲氣罐27供氣。所以，如果緊急儲氣罐沒有氣壓或壓力太低，從供氣源來的空氣不能達到工作壓力，而且制動器不能被松開。然而，如果初級儲氣罐不能維持工作壓力，那么，壓力保護閥8和止回閥42一起將儲氣罐28與閥門10的其余部分隔離。所以制動器可在初級儲氣罐沒有壓力的情況下被松開。
在制動器被松開以后，預先被防止從壓力保護閥8流至運行(初級，供氣)儲氣罐28的空氣達到一個預先設定的所需壓力，它使壓力保護閥8開啟并允許空氣流至運行儲氣罐28，開始向其充氣。當兩個儲氣罐被壓縮空氣充滿后制動器已被松開，拖車就可移動(或正在移動)。
當拖車在運動中時，牽引拖車的牽引車的操作者打算進行制動時，他或她踩下腳踏板25，這可允許壓縮空氣在一個預定的壓力下從一個氣源，例如一個牽引車上的氣罐，流到一個運行閥，例如傳統(tǒng)的中繼閥40之內(nèi)。閥門40的開啟允許空氣以一個調(diào)節(jié)好的速率，從運行儲氣罐28，流過管道110-113，到達雙路往復閥17-20並由此進入制動器的膜片箱因而使制動器作用。
要?？恳惠v具有系統(tǒng)50的拖車，一個停車制動裝置被起用，即拉一個如圖3所示的裝置26上的按紐，它打開管道101以允許管道內(nèi)的空氣排出。它使空氣從緊急控制閥4中經(jīng)過口4c排出，這樣就推動一個活塞在緊急控制閥中向上移動，因而開啟了空氣從口4a到口4b的流動並由此經(jīng)管道104-107流至制動器的膜片箱，這就使制動器可用于車輛?？苛??？諝庖揽恳粋€單路止回閥32被限止在兩個儲氣罐27和28內(nèi)，但空氣仍然流過一個單路止回閥42或36流到減壓閥11的一個供氣口11a，並由此，在一個所需的減低了的壓力下從排氣口11b排出，到達並通過一單路止回閥37進入緊急控制閥4的供氣口4a以傳送到制動器。當制動器膜片箱內(nèi)的空氣積累到一個所需的預定水平時，同步閥通過管道16，104-107感受到并對這一壓力作出反應，一個活塞在同步閥2中降下，打開旁路閥34，使空氣從鎖緊活塞中逸出，以及從管道58，14，101和閥門31或口41排出，以允許活塞降下，嚙合并鎖住制動器執(zhí)行桿，因而使制動器制動。如果由于任何原因，同步閥2沒有按此方式工作，或如果無足夠的壓力使其工作，制動器活塞箱來的空氣將從旁路閥34的排氣口34b漏出而鎖緊活塞最終將降下與執(zhí)行桿嚙合。
在系統(tǒng)50被充滿壓縮空氣以后，要松開停車制動器，要將裝置26的按鈕按下。這使空氣在壓力下經(jīng)過管道101再一次進入系統(tǒng)。用來使停車制動器工作的空氣流過減壓閥11，因此處在一個比現(xiàn)在流入管道101的空氣壓力低的情況下。突然，在單路止回閥33處有較高壓力的空氣，因此，供氣管101處的空氣壓力經(jīng)過緊急控制閥4作用到制動器的膜片上。與此同時，一股緩慢的受限制的空氣經(jīng)旁路閥38流入緊急控制閥，這樣，當裝置26上的按鈕被啟動時，就可產(chǎn)生瞬時的峰壓，它使制動器被快速地和高效地松開。在這樣的制動器應用中，制動器在減壓情況下起作用(相對于從氣源61和儲氣罐27、28的空氣壓力水平而言的減壓)。因此，在活塞脫開嚙合之前，使峰壓瞬時地作用在制動器上，減少了摩擦或由操縱機構引起的背壓的有害影響。
按照本發(fā)明，如圖2所示，多功能閥10上的一個平衡口，使停車制動器可能在與運行制動同樣的壓力下自動地重新起作用，即，如果裝置25的腳踏板被壓下，導致鎖緊活塞上升，並放松停車制動器。一旦腳踏板被松開(并且升起)，停車制動器可自動地重新起作用。
如果制動器不是設來用于停車，而操作者踩下裝置25的腳踏板，停車制動器在腳踏板被松開之前(在排出平衡口的空氣減少之前)是不能作為停車模式起作用的，因為多功能閥將不會允許管道14上的壓力減少，因這一壓力減少會開始停車程序直到空氣從兩個儲氣罐和供氣源排出為止。雙路止回閥31將使空氣保持在管道14內(nèi)直至口41和管道101內(nèi)的空氣被排空或它們中不再有空氣(見圖3)，因而保證了車輛在由減壓閥所提供的，同一所需的壓力下始終保持停車狀態(tài)。這保證了車輛或拖車只能在所需的停車壓力下被停放，而不能在運行管道114較高的壓力下停放，因而減少了有關松開制動器的問題，並使在制動器鼓上加上一個危險的高壓的情況成為不可能。
一個按照本發(fā)明的與卡車牽引車一起使用的系統(tǒng)150在圖4中表示。在該系統(tǒng)中，多功能閥10不具有壓力保護閥8。因為壓縮空氣是由一卡車牽引車的壓縮機152(或一些壓縮機)供給的，它將空氣在一所需的壓力下送至與系統(tǒng)50的儲氣罐28相應的初級儲氣罐154和送至的圖3所示的系統(tǒng)50的儲氣罐27相應的次級儲氣罐156中。再有，不再需要系統(tǒng)50中的單路止回閥32，因為空氣被直接供到緊急(次級)儲氣罐，而不是經(jīng)過多功能閥10。一旦系統(tǒng)150的儲氣罐被充滿，將停車制動裝置26上的鈕拉出，就能讓空氣從儲氣罐154、156流至多功能閥10的減壓閥，在此，空氣壓力被減至一個所需要的水平。壓下按鈕會對膜片施加一個峰壓，從鎖緊活塞上去掉殘余壓力，並允許它們?nèi)缜耙衙枋鲞^的系統(tǒng)50的情況那樣自由地升起。由于系統(tǒng)150利用從卡車壓縮機152來的空氣，并同為單路止回閥160和162，空氣只能由儲氣罐154、156朝多功能閥的方向流動，而不能相反?？ㄜ噳嚎s機152將壓縮空氣充到一個共同儲氣罐158，空氣從該儲氣罐再流到儲氣罐154和156。但是，因為上述的不同，系統(tǒng)150類似于系統(tǒng)50，并以同樣的方式有兩個功能。圖4中所述的系統(tǒng)150中的類似的部件，標以與系統(tǒng)50中的部件完全一樣的號碼。
圖1和圖2中所示的多功能閥門10上的一個信號口39可被用來作為通過一個管道(未表示)向其他閥門提供空氣的一個連接點。空氣也可以或者經(jīng)過口39從儲氣室進行供給而不必使用額外的單向閥，或者經(jīng)過管道進行供給，但是是簡單地連接到口39。例如，空氣可以經(jīng)過口39供到用于另一軸的停車制動的另一中繼閥。通過圖3所示的管道104-107或116，一個信號可由閥門10提供，向其他閥門，例如彈簧制動控制閥發(fā)出信號。
以上所述，可以理解本系統(tǒng)從供氣源到充填儲氣罐使用一根管道而BendixDD3和美國專利第4，685，744要求兩根管道。單一管道消除了額外的壓力保護閥的需要。本發(fā)明還提供了用一個供氣源得到兩個壓力水平，提供一個峰壓以克服任何摩擦而無單獨的制動作用等好處。此外，本發(fā)明允許使用者通過設計，選擇并制造同步閥2的彈簧139以控制制動執(zhí)行和活塞嚙合之間的延遲，因此允許使用者調(diào)整制動器，這樣在活塞嚙合之前制動器可充分動作，并因而防止了執(zhí)行桿在活塞嚙合時撞碎活塞桿。
本系統(tǒng)可僅僅使用一個膜片來同時操作運行和緊急制動器(雖然它也可用在多膜制動器上)。緊急制動器可被加工成能按照需要那樣有力地進行制動。工作壓力可能是很高的，而由多功能閥產(chǎn)生的峰壓仍能克服任何摩擦。美國專利第4，685，744僅使用一個膜片并在制動器放松過程中僅使用附加壓力以脫開活塞。
按照本發(fā)明的系統(tǒng)保證在制動器松開之前在緊急儲氣罐內(nèi)有空氣。在緊急儲氣罐中需要空氣，這是因為使用空氣作用，機械制動的制動器，必需要有氣源來使制動器重新動作。
如圖7所示，同步閥2具有一個同步活塞130以及一個以可動方式放置在通道16中的旁路閥34。同步活塞130具有一個活塞面131;一個頂部O型密封環(huán)槽133，在該槽中，置放有一頂部O型密封環(huán)132;一個底部O型密封環(huán)槽135，在該槽中，置放有一底部O型密封環(huán)134;一個閥針136;以及還有一個繞在活塞130周圍的復位彈簧139。通道16具有一個第一臺肩137，一個第二臺肩138，一個第三臺肩140和一個第四臺肩143。一個呼吸管141以連通的方式連接到通道16并開口與大氣相通。
旁路閥34具有一個以可移動的方式置放在通道16內(nèi)的閥門構件145，並被一個彈簧147壓向上面，該彈簧被連接到閥門構件145和底板30上(在圖7中未顯示)。
從制動器21-24的膜片箱來的空氣通過同步閥2的口2c流入同步閥2，並向下推在活塞130的表面131上。閥針136移動並向下推在閥門構件145上打開旁路閥34，該閥允許向上托住制動器鎖緊活塞的空氣流到通道58，14，閥門31，供氣源61和口41(如圖1和2所示)，這樣，鎖緊活塞掉下，與制動器執(zhí)行桿嚙合使制動器起作用。活塞130上的擋塊148的限位部分和第一臺肩137保證活塞130盡可能移動一段所需要的距離。彈簧136壓在擋塊148和第二臺肩138上。彈簧139將活塞130向上推，這樣，當向下推在表面131上的壓力不夠時，彈簧139將活塞保持在上面，這樣閥門構件145抵在臺肩143上，因而限止了空氣流至管道58以延遲鎖緊活塞的降落，直至所需的壓力通過通道9和圖7中未顯示的管道104-107作用到制動器的膜片上為止。這是由同步閥所完成的同步化?；钊蓛蓚€O型密封環(huán)密封在通道16內(nèi)，而被封在它們之間的空氣通過呼吸管141與大氣相通。
當制動器被松開時，利用以前描述的峰壓，從供氣源61來的空氣，流過通道58，同步閥2，出口34b進入通道16，然后到達鎖緊活塞以松開它們。
要停放車輛，當空氣通過通道12-14和58被排出時，空氣被送到制動器膜片，通過通道9和管道104-107(見圖2)，以及，當輸送一個預先確定的量值的空氣時，活塞130向下移動，再一次相應于活塞面131上的空氣壓力，打開旁路閥34，因而允許鎖緊活塞落下，使制動器起作用。無論活塞130是否向下運動，由于在閥門構件145內(nèi)的一個旁路小孔142，來自管道116的通道16內(nèi)的空氣將流出到通道58和出口2a，鎖緊活塞將會落下。由于同步閥2的旁路特性，如由它的旁路閥34和它的小孔142所提供的，空氣并不停止流過閥門2，這樣，就建立了保護，而不致于通過閥門產(chǎn)生不需要的背壓。
如圖8所示，緊急控制閥4具有一個以可動的方式置放在通道9內(nèi)的緊急控制閥活塞150，被活塞被一個置放在活塞150的槽152內(nèi)的彈簧151推向上面。活塞150具有一個閥針153，該閥針可移動，以接觸和向上推動一個閥門165上的閥門構件154，閥門165以可動的方式置放在通道9內(nèi)。一個彈簧156將閥門構件154推向下面。
閥門構件154被一個彈簧156壓緊在一臺肩157上，以密封防止從通道15a來的空氣進入通道9。活塞150具有一臺肩158，它壓緊在通道9的臺肩159上以防止壓壞臺肩165上的O型密封圈161。
為保證活塞150以密封的方式安裝在通道9內(nèi)，一個O型密封圈161被置放在活塞150的臺肩162上，而一個O型密封圈163被放置在槽164內(nèi)。臺肩162和O型密封圈161被放置，以允許一個向上的運動。通道9的一個臺肩165被O型密封圈161以密封的方式緊靠著，活塞150的進一步的運動被禁止?；钊?50的向上運動，與閥門構件154接觸並使其跟著運動，脫開與臺肩157的密封接觸，空氣被允許從通道15a，從閥門4的出口4b流到管道104-107(圖8中未顯示)，並然后流在制動器膜片箱以使制動器起作用。在制動器松開模式，通過通道13和孔166流入的空氣推在O型密封圈161和活塞上引起活塞向下運動，並因而使空氣從管道104-107流到排氣口49因此而松開制動器。閥門構件154對表面157和閥針153密封以制止空氣從15a流出，因而防止了空氣流到管道104-107。當制動器起作用時，活塞向上運動，被彈簧151推向上面，控制空氣通過孔166推出?；钊?50使閥門構件154離開密封表面157，並使閥針153與閥門構件154密封，這樣空氣能從通道15a流到通道9，以及隨后流到制動器。
閥門構件154與臺肩157密封接觸，然后當活塞向下運動時，從管道104-107排出的空氣流過一個活塞150內(nèi)的孔155，並由此流到排氣口49。因而造成了，通過孔166向下推動活塞150的空氣作用面積，彈簧151大于活塞150下降至一內(nèi)徑167之前提供的面積。
由于通道9的孔和活塞150的設計，閥門4有一機內(nèi)滯后現(xiàn)象。通道9的內(nèi)徑167大于通道9的內(nèi)徑168。因此，要求打開閥門和將空氣從制動器膜片排出的壓力要比閥門重新復位和使制動器起作用所需的壓力高。由于內(nèi)徑168小于內(nèi)徑167，因此其在活塞150向下運動時承受的壓力要比使活塞向上運動重新復位時要高。一旦活塞開始向下運動，它到達較大直徑的區(qū)域，因此，活塞150上的力就增加(力＝壓力×面積)，在這一點上，活塞開始運動得更快。關于活塞的向上運動，伴隨著力的減少，在這一點上，活塞開始運動得更慢。
這個機內(nèi)滯后現(xiàn)象是個優(yōu)點，因為保證有足夠的空氣壓力作用在制動器膜片上，以保證系統(tǒng)從零氣壓升高時，鎖緊活塞被松開，另外，它還保證儲氣罐27被充以充足的空氣以使制動器重新工作。這一滯后現(xiàn)象還允許制動器放松更快，並且是在比其制動時的壓力更高的壓力下進行。如果有一些空氣由于運行制動器作用而泄漏的話，這一滯后現(xiàn)象還提供了更多的安全性。這樣的空氣泄漏將不會引起不希望出現(xiàn)的振蕩作用和制動器的松開，這種松開在如果O型密封圈161允許閥針153使閥門構件154脫位和復位的場合下發(fā)生。這會引起制動器制動放松。
如圖10所示，壓力保護閥8具有一個以可動的方式安裝在通道1內(nèi)的壓力保護閥活塞170，通道1與通道57相通?；钊?70部分地在閥套48中運動。一個彈簧171圍繞著閥套48并通過推壓活塞170上的一個臺肩172而將活塞170向下推。一個O型密封圈173被置放在活塞170上的一個槽174內(nèi)，一旦閥門構件176允許空氣從口8a到口8b最后到初級儲氣罐28(圖10中未顯示)時，O型密封圈173提供密封以升起活塞。由于彈簧171在一個所需要的壓力達到之前一直將閥門構件176壓在閥座225上，壓力保護閥就保證了緊急儲氣罐27被首先充滿。
如圖9所示，通道5內(nèi)的減壓閥11具有一個以可動的方式裝在通道5內(nèi)的減壓活塞180，該減壓活塞在其一個中空槽182內(nèi)置放一個彈簧181。這個將活塞180向上推的彈簧，可在槽182的一個內(nèi)表面183上加一偏壓，并在多功能閥的底板30(圖9中未顯示)加壓。一個O型密封圈184被置放在活塞180上的一個槽185內(nèi)以保證活塞180被密封地安裝在通道5內(nèi)?；钊?80上的一個閥針189可以運動和一個閥門190接觸和使其與閥座脫開，閥門190也以可動的方式安裝在通道5內(nèi)。一個彈簧192將門190向下推並對多功能閥10的頂板(圖9中未顯示)施壓一個偏壓。
從兩個儲氣罐27、28供應的空氣(未減壓)通過口11a進入減壓閥並從口11b出去進入制動器(通過閥37和緊急控制閥)。當管道104-107內(nèi)的壓力達到一個所需的水平時，這一壓力下的空氣使減壓活塞180向下運動并關閉流入口11a的氣流。由于這空氣進入一個比較大的容積(在制動器膜片箱內(nèi))，它的壓力被降低。這個空氣壓力通過口11c被感測到，口11c經(jīng)一管道6a與管道104-107相通。與其他不使用另外管道(例如11c)來感測氣壓的閥門相比，這產(chǎn)生了相對較快地關閉流入制動器的空氣的效果。
通過調(diào)整，選擇，或設計彈簧181，可使減壓閥被調(diào)到預先設定的壓力，這樣，一個予想的壓力被加到制動器上使其作用。從每一個儲氣罐來的空氣都可流到減壓閥使其作用。
即使從儲氣罐來的供氣管道斷裂，或者儲氣罐中有一個破裂，或壓力保護閥8泄露，在按照本發(fā)明的系統(tǒng)中，單路止回閥42起保護構件的作用，使多功能閥與斷裂的管道隔離，或與破裂的或泄露的儲氣罐隔離，這樣仍能用來自完好的儲氣罐或通過完好的管道使制動器作用。
權利要求
1.在一個用于車輛的空氣制動系統(tǒng)中，其有一些與車輛的軸相連接的空氣驅(qū)動的制動器，一個容納受壓空氣的第一儲氣罐，它被用來驅(qū)動空氣驅(qū)動制動器，以及一個容納受壓空氣的第二儲氣罐，它被用來驅(qū)動空氣驅(qū)動制動器，其特征是一個通過氣流管道與空氣驅(qū)動制動器相連通的多功能閥，第一儲氣罐，第二儲氣罐和多功能閥包括壓力保護閥門構件，其允許從一個供氣源來的空氣在壓力下流到第一儲氣罐，同時防止這一空氣流到第二儲氣罐，減壓閥門構件，用于減低從供氣源來的空氣在流到空氣驅(qū)動制動器之前的壓力，緊急控制閥門構件，用于在從供氣源來的空氣停止流動時，在一個所需要的壓力下輸送空氣，這一所需要的壓力低于空氣源所供空氣的壓力，以及同步閥門構件，用于在以一個預想的壓力流到同步閥門構件之前，延遲空氣驅(qū)動制動器的制動執(zhí)行。
2.在權利要求1的空氣制動系統(tǒng)，其特征是，第一儲氣罐和第二儲氣罐被供以空氣，該空氣用一根管道從供氣源流到多功能閥。
3.在權利要求1的空氣制動系統(tǒng)，其特征是，空氣在壓力下，或從第一儲氣罐，或從第二儲氣罐，沿空氣管道被供到空氣驅(qū)動制動器中。
4.在權利要求1的空氣制動系統(tǒng)，其特征是，同步閥門構件旁路閥門構件，該旁路閥門構件允許空氣在同步閥失靈的情況下，允許空氣在壓力下從同步閥流過以使空氣驅(qū)動制動器鎖住。
5.在權利要求1的空氣制動系統(tǒng)，其特征是，緊急控制閥門構件具有峰壓構件，該峰壓構件用來在一個峰壓下將空氣瞬時地輸送至空氣驅(qū)動制動器以使它們從鎖住狀態(tài)中松開。
6.權利要求1的空氣制動系統(tǒng)，其特征是，其包括止回閥門構件，該止回閥防止空氣在壓力下由儲氣罐流至供氣源。
7.權利要求6的空氣制動系統(tǒng)，其特征是，它包括壓力保護閥門構件，該壓力保護閥用來防止空氣流到一破裂的或泄露的第一或第二儲氣罐或從這樣的儲氣罐流出，這樣，上述的破裂的或泄露的儲氣管就被與多功能閥隔離。
8.在權利要求1的空氣制動系統(tǒng)，其特征是，第一儲氣罐是一緊急儲氣罐，并還包括制動松開構件，以在空氣驅(qū)動制動器被由緊急儲氣罐來的空氣所驅(qū)動進行制動之后，松開空氣驅(qū)動制動器，以及一些傳感部件，用來使制動松開構件只有在緊急儲器罐中有受壓空氣時才能進行動作。
9.在權利要求1的空氣制動系統(tǒng)，其特征是，空氣驅(qū)動制動器是單膜片型的。
10.在權利要求1的空氣制動系統(tǒng)，其特征是，空氣驅(qū)動制動器是雙膜片型的。
11.在權利要求1的空氣制動系統(tǒng)，其特征是，空氣驅(qū)動制動器是鎖緊活塞型的。
12.在權利要求1的空氣制動系統(tǒng)，其特征是，車輛是一個拖車。
13.在權利要求1的空氣制動系統(tǒng)，其特征是，車輛是牽引車和拖車的結合。
14.在權利要求1的空氣制動系統(tǒng)，其特征是，車輛是公共汽車。
15.在權利要求1的空氣制動系統(tǒng)，其特征是，車輛是卡車。
16.權利要求1的空氣制動系統(tǒng)，其特征是，它包括保護閥門構件，用來防止空氣流到一個破裂的或泄漏的第一或第二儲氣罐，或從這樣的儲氣罐流出，這樣，上述的破裂的或泄漏的儲氣罐就被與多功能閥門隔離。
17.在權利要求1和權利要求16的空氣制動系統(tǒng)，其特征是，緊急控制閥門構件具有峰壓構件，用來在一峰壓下，瞬時地將空氣輸送到空氣驅(qū)動制動器，以使它們從鎖住情況下松開。
18.在權利要求1、16和17的空氣制動系統(tǒng)，其特征是，同步閥門構件包括旁路閥門構件，該旁路閥門允許空氣在同步閥失靈的情況下流過同步閥，以允許鎖住空氣驅(qū)動制動器。
19.在權利要求16、17或18的空氣制動系統(tǒng)，其特征是，第一儲氣罐和第二儲氣罐被供以空氣，該空氣沿一根空氣管道從供氣源流至多功能閥。
20.一種用來操縱一根制動執(zhí)行桿的車輛制動裝置，其特征是，上述制動裝置包括一個壓力箱，在其一側有一第一開口，通過此口，上述執(zhí)行桿沿制動方向和與此相反的回程方向軸向地進行操作，一個被置放來用于沿制動方向驅(qū)動上述執(zhí)行桿的膜片，上述的壓力箱在上述膜片的一側，與上述的執(zhí)行桿相對的方向有一第二開口，用來接收驅(qū)動上述膜片的壓力，一個連接到上述的第二開口的雙路的中央開口的往復閥，在其中央央的一側，有一個第一輸入口，用來接收來自運行壓力供應源的壓力，以及在其中央另一側，有一個第二輸入口，用來接收來自緊急壓力供應源的壓力，運行和緊急的壓力的平衡使上述的中央開口的往復閥的往復保持在中心，這樣，上述的運行的和緊急的壓力的共同壓力提供了作用在上述膜片上的驅(qū)動壓力，上述運行的和緊急的壓力的、不平衡使上述雙路閥的進口對上述的不平衡的運行的和緊急的壓力中的低壓關閉，而維持從上述的不平衡的運行的和緊急的壓力來的高壓，一個固定到上述執(zhí)行桿上的齒條提供了保持嚙合的齒形，以防止上述執(zhí)行桿在回程方向的運動，一個具有一活塞桿端部的活塞，該端部進入與上述齒條機構保持嚙合的保持器，上述活塞構件還包括偏壓構件將上述活塞桿推入嚙合保持器，以及一個施加緊急壓力的開口性的連接，用來將上述活塞桿推出上述嚙合保持器，當施加的緊急壓力降到一個預定的降壓值以下時，上述的活塞桿進入嚙合保持器，以及一個多功能閥，其包括一些用來在沿制動方向驅(qū)動上述執(zhí)行桿和允許上述活塞桿在緊急制動作用期間進入嚙合保持器之間產(chǎn)生延遲的構件。
21.一種用來操縱一個制動執(zhí)行桿的車輛制動裝置，其特征是，上述制動裝置包括一個壓力箱，在其一側有一第一開口，通過此口，上述執(zhí)行桿沿制動方向和與此相反的回程方向軸向地進行操作，一個被置放用于沿制動方向驅(qū)動上述制動桿的膜片，上述的壓力箱在上述的膜片的一側，與上述的執(zhí)行桿相對的方向，有一個第二開口，用來接收驅(qū)動上述膜片的壓力，一個連接到上述的第二開口的雙路的，中央開口的往復閥，在其中央的一側，有一個第一輸入口，用來接收來自運行壓力源的壓力，以及在其中央的另一側，有一第二輸入口，用來接收來自緊急供壓源的壓力，運行的和緊急的壓力的平衡，使上述的中央開口的往復閥的往復保持在中心，這樣，上述的運行的和緊急的壓力的共同壓力提供了作用在上述膜片上的驅(qū)動壓力，上述的運行的和緊急的壓力的不平衡，使上述的雙路閥的輸入口對上述的不平衡的運行的和緊急的壓力中的低壓關閉，而維持來自上述的不平衡的運行的和緊急的壓力的高壓，一個固定到上述執(zhí)行桿上的齒條提供了保持嚙合的齒形，以防止上述的執(zhí)行桿沿回拉方向運動，一個具有一活塞桿端部的活塞，該端部進入與上述齒條嚙合的保持器，上述活塞構件還包括偏壓構件將上述活塞桿推入上述的嚙合保持器，以及一個施加緊急壓力的開口性的連接，用來將上述活塞桿推出活塞保持器，當施加的緊急壓力降到一個預定的降壓值以下時，上述活塞桿進入嚙合保持器，以及一個多功能閥，其增加沿制動方向驅(qū)動上述執(zhí)行桿的壓力水平，以在緊急制動松開期間克服上述執(zhí)行桿和上述活塞桿之間的摩擦。
22.在權利要求21的制動系統(tǒng)，其特征是，多功能閥還增加了沿制動方向驅(qū)動上述執(zhí)行桿的壓力水平，以在緊急制動松開過程中克服上述執(zhí)行桿和上述活塞桿之間的摩擦。
23.一種用來操縱一個制動器執(zhí)行桿的車輛制動裝置，其特征是，上述制動裝置包括一個壓力箱，在其一側有一第一開口，通過此口，上述執(zhí)行桿沿制動方向和與此相反的回程方向軸向地進行操作，一個被置放來用于沿制動方向驅(qū)動上述執(zhí)行桿的膜片，上述的壓力箱在上述的膜片的一側，與上述的執(zhí)行桿相對的方向，有一第二開口，用來接收驅(qū)動上述膜片的壓力，一個連接到上述第二開口的雙路的，中央開口的往復閥，在其中央的一側，有一第一輸入口，用來接收來自運行壓力源的壓力，以及在其中失靈一側，有一個第二輸入口，用來接收來自緊急壓力供應源的壓力，運行的和緊急的壓力的平衡，使上述的中央開口的往復閥的往復保持在中心，這樣，上述的運行的和緊急的壓力的共同壓力，提供了作用在上述膜片上的驅(qū)動壓力，上述的運行的和緊急的壓力的不平衡，使上述雙路閥的輸入口對上述的不平衡的運行的和緊急的壓力中的低壓關閉，而維持從上述不平衡的運行的和緊急的壓力來的高壓，以及一些構件，使緊急制動只有在緊急壓力供應源保持足夠的空氣壓力時才能松開。
24.一種用在車輛空氣制動系統(tǒng)中的多功能閥，其特征是，空氣制動系統(tǒng)包括供氣構件，一些與車輛的軸相連接的空氣驅(qū)動制動器，一個在緊急模式中和運行模式中用來容納受壓空氣以便被供應來驅(qū)動空氣制動器的儲氣罐，多功能閥經(jīng)過互相連接的氣流管道與空氣驅(qū)動制動器和儲氣罐連通，多功能閥包括一個單一的整體的殼體，在整體殼體內(nèi)的減壓閥構件用來減少來自供氣源的空氣在流到空氣驅(qū)動制動器之前的壓力。在整體殼體內(nèi)的緊急控制閥門構件用來當來自供氣源的空氣停止流動時，在一個所需的壓力下將空氣輸送到制動器，壓力小于由供氣源所供空氣的壓力，以及在整體殼體內(nèi)的同步閥構件，用來在空氣以所需要的壓力流到同步閥門構件之前，延遲對空氣驅(qū)動制動器的驅(qū)動。
全文摘要
一種具有一多功能控制閥的空氣制動系統(tǒng)；一個用于空氣制動系統(tǒng)的多功能閥，在多功能控制閥內(nèi)的各種子閥門一包括一壓力保護閥，一個減壓閥，一個緊急控制閥，以及一個同步閥。在一個實施例中，所有四種子閥門都在多功能閥的一個單一的，整體的殼體內(nèi)。
文檔編號F16D57/00GK1043478SQ8910820
公開日1990年7月4日 申請日期1989年10月27日 優(yōu)先權日1988年10月27日
發(fā)明者納桑·L·古德芬 申請人:國際運輸設備實業(yè)公司