专利名称：制动缸的呼吸装置的制作方法
技术领域：
发明涉及一种如权利要求1、2和3前序部分所述的制动缸的呼吸装置。
背景技术：
DE 29 43 763 C2公开了这种呼吸装置。
呼吸装置用于具有由弹簧加载活塞的制动缸，活塞将制动缸分成压力介质腔和弹簧腔。制动缸可以作为弹簧蓄能制动缸，其弹簧在制动方向对活塞加载。为了解除制动，向压力介质腔输入压力介质。制动缸也可以这样构成，即活塞由弹簧在制动解除方向加载并通过向压力介质腔输入压力介质在制动方向克服弹簧力加载。
例如，如果由弹簧蓄能制动缸构成的制动缸通过其压力介质腔的泄压操作，则由于弹簧逐渐伸张且活塞移动使得弹簧腔增大。为了避免在弹簧腔增大时，在其中产生影响弹簧力作用的负压，弹簧腔通过作为呼吸装置的阀与弹簧蓄能制动缸的压力介质腔连通或与和弹簧蓄能制动缸连通的作为操作制动缸的另一制动缸的压力介质腔连通。
由于输入到弹簧蓄能制动缸压力介质腔或操作制动缸压力介质腔的压力介质在串接的压力介质处理设备和预处理设备中被净化或干燥，通过呼吸方式可以明显降低弹簧腔区域和弹簧被腐蚀和弄脏的危险。
公知的呼吸装置这样工作，在所有通常使用的压力介质充入压力介质腔的充气速度下，尽管通过首先开启的阀排泄，在弹簧腔和压力介质腔之间建立通常足够的压力，使得阀的阀件克服弹簧件的力移动并由此关闭阀。
然而，对于这种呼吸装置不能完全避免的是，在充满压力介质腔时，流过阀的压力空气也会在弹簧腔中在阀件后侧产生压力，延缓阀的关闭，特别是对于由弹簧蓄能制动缸构成的制动缸，可能对制动缸的动作参数特性产生负面影响。
发明内容
本发明的目的在于改进上述类型的呼吸装置，避免对呼吸装置开闭能力的负面影响，对于在弹簧蓄能制动缸中使用的呼吸装置，进一步避免对弹簧蓄能制动缸动作参数特性的负面影响。
本发明的目的由权利要求1、2和3给出的本发明技术方案实现。本发明的进一步构成和有利实施方案由从属权利要求给出。
本发明特别的优点在于，采用简单的措施，实现呼吸阀的灵敏动作，该呼吸阀用于将弹簧腔和制动缸的压力介质腔连通。在将压力介质慢慢输入压力介质腔时，尽可能在呼吸阀关闭过程中到达弹簧腔的压力介质不会作用到运动的阀件的后侧，这是因为阀件的远离呼吸阀控制腔的一侧伸入附加腔中并至少近似压力密封地封闭。
通过阀件在呼吸阀的关闭方向运动时略微压缩附加腔中的空气，产生对阀件的复位力。在相应确定附加腔的尺寸和限定该腔的阀件作用面时，由该腔压缩空气产生的力足以使得阀件复位，这样，可以省去阀件复位的弹簧。
有利的是，通过改变阀件彼此反向的作用面和通过采用阀的不同弹簧改变阀的灵敏度。
特别有利的是，在呼吸装置中设置的阀由预控阀构成，它以这样的方式工作，即在弹簧蓄能制动缸的活塞进行冲程时，首先阀的控制腔并而后阀的工作口与操作制动缸的压力介质腔连通。为此，呼吸装置具有第二阀和必要时具有第三阀，其中第二阀设置在一工作口之前，而第三阀设置在作为呼吸阀的第一阀的控制口之前。
通过预控作为呼吸阀的阀实现在呼吸阀的工作口与操作制动缸的压力介质腔的连通还没有开通时，在弹簧蓄能制动缸的活塞在制动方向进行冲程并同时在操作制动缸的压力介质腔具有压力介质时，呼吸阀已进入关闭位置。
有利的是，作为呼吸阀的第一阀这样构成并这样设置在弹簧蓄能制动缸的活塞杆上或中，即设置在活塞杆通孔中的密封件除了具有密封和导向功能外，还具有用于第二阀且必要时用于第三阀密封体的作用。
有利的是，作为呼吸阀的阀以阀套的方式构成，它设置在制动缸的活塞或活塞杆上形成的通孔中。
对于由弹簧蓄能制动缸构成的制动缸，通过用于弹簧腔的本发明呼吸装置实现弹簧蓄能制动缸良好的动作参数特性。
下面，借助附图进一步描述发明的三个实施例，其中图1示出了一种组合弹簧蓄能操作制动缸，它包括设置在弹簧蓄能制动缸活塞的活塞杆上的预控阀装置，用于将弹簧蓄能制动缸的弹簧腔与操作制动缸的压力介质腔连通，其中弹簧蓄能制动缸的压力介质腔施加有压力介质，而操作制动缸的压力介质腔无压力；图2示出了图1的具有阀装置弹簧蓄能制动缸活塞杆区域的放大断面图；图3示出了图1的组合弹簧蓄能操作制动缸，其中弹簧蓄能制动缸的压力介质腔和操作制动缸的压力介质腔均无压力；图4示出了图3的具有阀装置弹簧蓄能制动缸活塞杆区域的放大断面图；图5示出了图1组合弹簧蓄能操作制动缸，其中对操作制动缸的压力介质腔和弹簧蓄能制动缸的压力介质腔均具有压力，而弹簧蓄能制动缸的压力介质腔处于减压阶段；图6示出了图5的具有阀装置弹簧蓄能制动缸活塞杆区域的放大断面图；图7示出了一种组合弹簧蓄能操作制动缸，它包括设置在弹簧蓄能制动缸的活塞上的呼吸阀和设置在弹簧蓄能制动缸壳壁中的排气阀；图8示出了图7弹簧蓄能制动缸活塞区域设置呼吸阀的放大断面图；图9示出了一种由操作制动缸构成的制动缸，它包括设置在活塞杆区域的用于弹簧腔的呼吸阀；以及图10示出了图9操作制动缸活塞杆区域设置呼吸阀的放大断面图。
具体实施例方式
图1示出了组合式弹簧蓄能操作制动缸1、2，它包括弹簧蓄能制动缸1和操作制动缸2，它们组合成一个部件。弹簧蓄能制动缸1包括壳体30、3，它们由共同用于弹簧蓄能制动缸1和操作制动缸2的壁30和罐形盖3组成。在壳体30、3中借助在壳体30、3的纵轴向密封的密封环8移动设置作为弹簧蓄能活塞的活塞7。该活塞7将弹簧蓄能制动缸1分成用作释放腔的压力介质腔4和弹簧腔9。在弹簧腔9设置作为蓄能弹簧的弹簧12，它的一端支承在壳体30、3的盖3上，另一端向着压力介质腔4的方向即朝着制动方向对活塞7加载。在限定其压力介质腔4的活塞7侧对中地设置由管构成的活塞杆5，它穿过压力介质腔4和在壁30上设置的通孔32在作为制动腔的操作制动缸2的压力介质腔22的方向延伸。活塞杆5在其朝着操作制动缸2的压力介质腔22一端借助基件31封闭。壁30具有一伸入弹簧蓄能制动缸1压力介质腔4的环绕凸起，它限定了弹簧蓄能制动缸1活塞杆5的通孔32并作为活塞杆5的导向部分33。
在活塞杆5的导向部分33上设置一环形密封件13、52，它密封地围住活塞杆5并除了密封功能外还具有活塞杆5的导向件功能。在活塞7上与活塞杆5同轴地设置一用于手动弹簧蓄能释放件的通孔10。通孔10的横截面这样选择，使得在弹簧蓄能释放件与限定通孔10的壁之间保留一环形缝隙，通过该环形缝隙使得作为通道6的管形活塞杆5的内腔与弹簧腔9连通。
通过在弹簧蓄能制动缸1壳体30、3壁30上的压力介质口16和与其连接的例如由手制动阀17构成的阀，压力介质腔4有选择地与压力空气源18或与大气连通。
在弹簧蓄能制动缸1上连接其操作制动缸2，它具有壳体30、27。操作制动缸2的壳体30、27由共同用于弹簧蓄能制动缸1和操作制动缸2的壁30和罐形盖27构成。由隔膜23和隔膜盘24构成的作为操作制动活塞的活塞23、24将操作制动缸2分成作为操作制动腔的压力介质腔22和弹簧腔25。其隔膜23夹持在壁30和壳体30、27的盖27之间。活塞23、24由支承在盖27上的弹簧26朝着压力介质腔22的方向即制动释放方向加载。在隔膜盘24上对中地设置一活塞杆29，它穿过在盖27上的通孔28从壳体30、27中穿出。在通孔28中设置围住活塞杆29的密封件，它除了具有密封作用外还具有对活塞杆29的导向作用。在壳体30、27的壁30上设置压力介质口21。通过其压力介质口21和由制动阀19构成的阀，压力介质腔22有选择地与压力空气源20或与大气连通。
弹簧蓄能制动缸1管形活塞杆5壁的自由端具有密封区域11。在该密封区域11设置用于弹簧蓄能制动缸1弹簧腔9的作为呼吸阀的呼吸装置的第一阀50、40、34、14、15。
下面，借助图1和2描述其呼吸装置。
如图2所示，在活塞杆5的密封区域11设置由盲孔构成的略呈阶梯的孔35、46，它起始于活塞杆5的基件31并在活塞杆5的纵向轴方向伸入密封区域11。孔35、46直径大的一端借助封闭件36封闭。在活塞杆5的密封区域11，垂直于活塞杆5的纵向轴设置一作为第一工作口34的第一孔、一作为第二工作口14的第二孔和一作为控制口15的第三孔，它们通向阶梯孔35、46。在孔35、46中，在孔35、46纵向轴方向滑移动地设置与孔35、46对应的略呈阶梯的阀件39、42、44。该阀件39、42、44具有环形密封体40并与由孔35、46的阶梯形成的阀座50以及第一工作口34、第二工作口14和控制口15一起形成作为用于弹簧蓄能制动缸1弹簧腔9的呼吸阀的第一阀50、40、34、14、15。
其作为呼吸阀的第一阀50、40、34、14、15与作为截止阀的第二阀5、14、13、52和作为预控阀的第三阀5、15、13、52一起形成预控阀装置50、40、34、14、15、5、13、52。
两工作口34和14和控制口15这样设置在活塞杆5的壁上并这样朝向环形密封件13、52和通向操作制动缸2的压力介质腔22设置，即在弹簧蓄能制动缸1的活塞7处于压紧弹簧12的左端位置时，第一阀50、40、34、14、15的第二工作口14和控制口15由密封件13、52覆盖。阀件39、42、44具有收缩部分42，它设置在阀件39、42、44的较大直径部分39和较小直径部分44之间。通过这种结构，在阀件39、42、44上形成第一作用面38、一与第一作用面38背向的第二作用面45、第三作用面41和第四作用面43。第一作用面38和第二作用面45由阀件39、42、44的彼此向背的端侧形成。第三作用面41和第四作用面43由彼此相对的阀件39、42、44的限定收缩部分42侧形成，第三作用面41与与第一作用面38背向，而第四作用面43与第二作用面45背向。
由第一作用面38限定控制腔37。由此，包括第一作用面38的阀件39、42、44的部分39具有阀50、40、34、14、15控制活塞的功能。第三作用面41和第四作用面43限定工作腔49，通过它在第一阀50、40、34、14、15打开时，两工作口34和14彼此连通。阀件39、42、44的小直径部分44伸入的附加腔48由阀件39、42、44的第二作用面45限定。在该腔48中设置为阀件39、42、44提供复位力的弹簧47，该弹簧47朝着控制腔37的方向即第一阀50、40、34、14、15的打开方向对阀件39。42、44加载并在控制腔37无压力时，使得第一阀50、40、34、14、15处于打开位置。阀件39、42、44的作用面38、45、41、43和弹簧47这样布置，即在通过由操作制动缸2的压力介质腔22增大的压力对控制腔37加压时，由其压力在第一阀50、40、34、14、15关闭方向施加到阀件39、42、44第一作用面38上的作用力大于与该作用力方向反向的在第一阀50、40、34、14、15的开启方向作用到阀件39、42、44上的第一阀50、40、34、14、15弹簧47的作用力并大于由压力介质腔22中的压力在第一阀50、40、34、14、15开启方向作用到由第三作用面41和第四作用面43形成的作用面差上的力的作用力。
在通过压力介质腔22的压力对限定工作腔49的作用面41和43加压时，产生在第一阀50、40、34、14、15开启方向上对阀件39、42、44作用的作用力，这是因为与第一作用面38背向的第三作用面41略大于与第三作用面41背向的第四作用面43。通过第一阀50、40、34、14、15由支座型阀构成且由于具有密封体40阀件39、42、44的部分39的直径必须大于阀件39、42、44的部分44的直径，强制形成两作用面43和41之间的差值，其中部分44在呈阶梯的孔35、46的部分46中导向，其部分46具有阀座50。
如果第一阀不由支座型阀构成，而是由滑阀构成，其中由阀塞形成的阀件沿一调节孔延伸，则不需要呈阶梯形成阀孔和阀件。彼此相对形成的限定工作腔的阀件作用面的尺寸相等。
通过改变阀件39、42、44直径差实现的阀件39、42、44的不同面组合和通过使用不同的弹簧，能以简单的方式改变驱动第一阀50、40、34、14、15所需的驱动力。
由于通过伸入腔48中的阀件39、42、44的部分44的作用，由第二作用面45限定的第一阀50、40、34、14、15的腔48相对于操作制动缸2的压力介质腔22和弹簧蓄能制动缸1的弹簧腔9至少近似密封封闭，使得在第一阀50、40、34、14、15还处于打开时，压力介质腔22中的压力升高，而附加腔48中的压力不升高。由于第一阀50、40、34、14、15阀件39、42、44在关闭过程在腔48的方向行程较小，腔48中的空气不会被强烈压缩到所产生的在第一阀50、40、34、14、15开启方向对阀件39、42、44作用的压力阻碍阀件39、42、44的关闭运动。
第一阀50、40、34、14、15的第一工作口34通过活塞杆5上的通道6和弹簧蓄能制动缸1活塞7上的通孔10使得弹簧蓄能制动缸1的弹簧腔9与第一阀50、40、34、14、15的工作腔49连通。在第一阀50、40、34、14、15切换过程中，第二工作口14用于将工作腔49与操作制动缸2的压力介质腔22连通。通过控制口15的作用，第一阀50、40、34、14、15的控制腔37同样与操作制动缸2的压力介质腔22连通。
其密封件13、52在朝向弹簧蓄能制动缸1的活塞杆5的一侧具有凹陷部分51，在第二工作口14和第一阀50、40、34、14、15的控制口15被密封件13、52覆盖时通入其中。朝向操作制动缸2压力介质腔22的密封件13、52的端区域由密封唇构成，它环形地围住活塞杆5并密封地抵靠在活塞杆5上。该密封唇形成第二阀5、14、13、52和第三阀5、15、13、52的控制棱52。
在活塞杆5上的作为第一阀50、40、34、14、15第二工作口14的孔还具有由滑阀构成第二阀5、14、13、52的控制口功能，而对此活塞杆5上的作为第一阀50、40、34、14、15控制口15的孔还具有由滑阀构成第三阀5、15、13、52的控制口功能。由此，密封件13、52通过第二工作口14形成第二阀5、14、13、52，而通过控制口15形成第三阀5、15、13、52。
第二工作口14和控制口15彼此这样设置，以制动缸的压力介质腔22为起算点，控制口15比第二工作口14靠近压力介质腔22。通过设置工作口14和15实现在弹簧蓄能制动缸1的活塞7在制动方向(向右)即朝着弹簧蓄能制动缸1的壁30的方向冲程时，首先作为预控阀的第三阀5、15、13、52进入操作制动缸2的压力介质腔22与第一阀50、40、34、14、15的控制腔37连通的开启位置，而作为截止阀的第二阀5、14、13、52进入操作制动缸2的压力介质腔22与第一阀50、40、34、14、15的第二工作口14连通的开启位置。
通过预控制阀构成的呼吸阀保证在对操作制动缸2的压力介质腔22加压时并同时在制动方向驱动弹簧蓄能制动缸1的活塞7时，弹簧蓄能制动缸1的弹簧腔9不与操作制动缸2的压力介质腔22连通。
为此，不一定需要在呼吸装置中设置第三阀5、15、13、52。重要的是，在弹簧蓄能制动缸1的活塞7在制动方向冲程时，控制腔37和作为呼吸阀的第一阀50、40、34、14、15的第二工作口14与制动缸的压力介质腔22连通，这样，在对压力介质腔22加压时，在其工作口14与压力介质腔22连通之前，第一阀50、40、34、14、15关闭。
在弹簧蓄能制动缸1的活塞7在制动释放方向(向左即离开壁30的方向)冲程时，首先第二阀5、14、13、52且而后第三阀5、15、13、52进入关闭位置。
没有进一步描述图3和5所示的组合式弹簧蓄能操作制动缸，因为其结构与图1所示组合式弹簧蓄能操作制动缸的结构相同。这些图只是用于更好的理解本发明呼吸装置的功能。
这同样适用于图4和图6所示的组合式弹簧蓄能操作制动缸的阀即呼吸阀50、40、34、14、15、预控阀5、15、13、52和截止阀5、14、13、52，它们对应于图2所示的阀。
图1、3和5示出了组合式弹簧蓄能操作制动缸处于不同的工作位置。图2、4和6示出了作为用于弹簧制动缸弹簧腔的呼吸阀处于转换位置，它们处于组合式弹簧蓄能操作制动缸的不同工作位置。
下面，进一步描述本发明呼吸装置的功能。
根据图1和2，组合式弹簧蓄能操作制动缸1、2处于这样的位置，在该位置弹簧蓄能制动缸1的压力介质腔4被加压，而操作制动缸2的压力介质腔22无压力。弹簧蓄能制动缸1的弹簧12借助处于左端位置的活塞7压紧。活塞7在该位置，第一阀50、40、34、14、15的第二工作口14和控制口15由密封件13、52盖住。第一阀50、40、34、14、15处于开启位置。第二阀5、14、13、52和第三阀5、15、13、52处于关闭位置，控制腔37和第二工作口14相对于操作制动缸2的压力介质腔22截止。因此，弹簧蓄能制动缸的弹簧腔9借助第二阀5、14、13、52相对于操作制动缸2的压力介质腔22截止(图2)。
如果通过操作制动阀19将压力气体输入到操作制动缸2的压力介质腔22，则其活塞23、24通过在压力介质腔22增大的压力在制动方向即克服弹簧26力朝着弹簧腔25的方向被驱动。只要弹簧蓄能制动腔1的压力介质腔4不排气，弹簧蓄能制动腔1的活塞7保持在图1所示的位置。第一阀50、40、34、14、15处于开启位置(初始位置)，在该位置，第一工作口34和第二工作口14彼此连通。第二阀5、14、13、52和第三阀5、15、13、52处于关闭位置。该位置对应于图2所示的第一阀50、40、34、14、15、第二阀5、14、13、52和第三阀5、15、13、52的位置。
如果制动腔2的压力介质腔22排气，则制动腔2的活塞23、24通过弹簧26的弹簧力回到初始位置。
如图3和4所示，如果弹簧蓄能制动缸1的压力介质腔4通过作为手动制动阀的阀17排气，则弹簧蓄能制动缸1的活塞7由压紧弹簧12在制动方向驱动。由此，操作制动缸2的活塞23、24借助弹簧蓄能制动缸1活塞7的活塞杆5在相同方向驱动。在该过程中，第一阀50、40、34、14、15的控制口15和第二工作口14运行过密封件13、52的控制棱52。第二阀5、14、13、52和第三阀5、15、13、52进入打开位置。通过活塞杆5中的通道6、已处于打开位置的第一阀50、40、34、14、15和打开的第二阀5、14、13、52，弹簧蓄能制动缸1的弹簧腔9与操作制动缸2的无压压力介质腔22连通。压力介质腔22通过操作制动阀19与大气连通。
如果将压力介质输入到弹簧蓄能制动缸1的压力介质腔4中，则活塞7朝着弹簧腔9的方向运动。处于弹簧腔9中的空气通过打开的第一阀50、40、34、14、15和打开的第二阀5、14、13、52挤压到操作制动缸2的压力介质腔22中。空气从操作制动缸2的压力介质腔22经打开的操作制动阀通向大气。在弹簧蓄能制动缸1活塞7冲程的最后部分，第二阀5、14、13、52进入关闭位置并截止弹簧蓄能制动缸1的弹簧腔9与操作制动缸2的压力介质腔22的连通，以便在相同的方向活塞7继续运动时，在弹簧腔9中形成较小的过压。通过在弹簧蓄能制动缸1壳体30、3的壁上设置排气阀也可以减小通向大气的过压。
如果在弹簧蓄能制动缸1的压力介质腔4无压时经操作制动阀19将压力空气输入到操作制动缸2的压力介质腔22中，则其压力空气对第一阀50、40、34、14、15的控制腔37加压。同时，压力空气经第二工作口14、工作腔49和第一阀50、40、34、14、15的第一工作口34以及活塞杆5中的通道6进入弹簧蓄能制动缸的弹簧腔9。由于压力空气不会进入第一阀50、40、34、14、15的腔48且不会作用到与限定控制腔37的阀件39、42、44的第一作用面38相反的阀件39、42、44的第二作用面45上，不会妨碍第一阀50、40、34、14、15的关闭过程且由此不会延迟。这样，只有很小量的压力空气进入弹簧蓄能制动缸1的弹簧腔9。
如图5所示，如果弹簧蓄能制动缸1的压力介质腔4通过手动制动阀17与大气相通，而对操作制动缸2的压力介质腔22加压，则弹簧蓄能制动缸1的活塞7通过弹簧蓄能制动缸1张开弹簧12的作用力在制动方向即向右朝向压力介质腔4的方向被驱动。这样，弹簧蓄能制动缸1的活塞杆5伸入操作制动缸2的压力介质腔22。通过设置在第一阀50、40、34、14、15的第二工作口14之前的控制口15伸入压力介质腔22，控制口15越过密封件13、52的控制棱52，而第二工作口14仍由密封件13、52盖住。密封件13、52的控制棱52处于控制口15与第二工作口14之间，如图6所示。操作制动缸2压力介质腔22的压力空气通过控制口15进入第一阀50、40、34、14、15的控制腔37。随着压力介质腔22的压力增大，作用到阀件39、42、44第一作用面38上的力大于与该作用力相反的作用到阀件39、42、44第二作用面45上的弹簧47的作用力，阀件39、42、44向左朝着第一阀50、40、34、14、15的附加腔48运动，直到该阀件的密封件40抵靠在阀座50上，第一阀50、40、34、14、15关闭。随着与活塞7连接的弹簧蓄能制动缸1的活塞杆5继续朝向压力介质腔22运动，第一阀50、40、34、14、15的第二工作口14越过密封件13、52的控制棱52。第一阀50、40、34、14、15的第二工作口14承受操作制动缸2压力介质腔22的压力。由于第一阀50、40、34、14、15事先已处于关闭位置，操作制动缸2的压力介质腔22相对于弹簧蓄能制动缸1的弹簧腔9截止。
图7所示的组合式弹簧蓄能操作制动缸的结构基本与图1所示的组合式弹簧蓄能操作制动缸相同。为清楚起见，相同的部件采用相同的附图标记。
在这种弹簧蓄能操作制动缸中，弹簧蓄能制动缸1的弹簧腔9不与操作制动缸2的压力介质腔22连通，而与弹簧蓄能制动缸1的压力介质腔4连通。
为此，弹簧腔9的呼吸装置设置在弹簧蓄能制动缸1活塞7的壁中。
如图8所示，由调节压力的呼吸阀构成的阀54、50、40、34、14、15的结构与图2所示的呼吸阀的结构基本相同。与图2所示呼吸阀的不同在于，呼吸阀的阀体不是由制动缸的活塞杆5或活塞7的一部分构成。
作为呼吸阀的阀由独立的阀构成，它具有一阀体54，在其中形成略呈阶梯的孔35、46。在该孔35、46中，阀件39、42、44在孔35、46的纵向运动设置。第一工作口34、第二工作口14和控制口15由孔构成，它们垂直与阶梯孔35、46的纵向轴穿过阀体54的壁。阀件39、42、41具有第一作用面38、与第一作用面38反向的第二作用面45、与第一作用面38反向的第三作用面41和与第二作用面45反向的第四作用面43。此外，在阀体54中形成由第一作用面38限定的控制腔37、由第三作用面41和第四作用面43限定的工作腔49以及由第二作用面45限定的附加腔48，在附加腔48中设置弹簧47。两工作口34和14通向工作腔49，而控制口15通向控制腔37。阶梯孔35、46的阶梯构成阀座50，该阀座与设置在阀件39、42、44上的环形密封件40构成阀。
弹簧蓄能制动缸1的活塞7具有一通口55，在通口55的限定壁上加工出螺纹56。在该通口55中拧入作为呼吸阀的阀54、50、40、34、14、15。控制口15和第二工作口14与压力介质腔4连通，而第一工作口34与弹簧蓄能制动缸1的弹簧腔9连通。在弹簧蓄能制动缸1的缸盖3上设置排气阀53。
在这种呼吸装置中可以借助预控阀和截止阀省去作为呼吸阀的阀54、50、40、34、14、15的预控制，借助其截止阀根据活塞冲程截止第二工作口14和控制口15。
该呼吸阀以这样的方式工作，即在弹簧蓄能制动缸1的压力介质腔4无压时，阀54、50、34、40、14、15处于开启位置，它使得弹簧蓄能制动缸1的压力介质腔4与弹簧腔9彼此连通。如果通过作为手动制动阀的阀17向压力介质腔4输送压力介质，则在压力介质腔4中增大的压力使得活塞7克服弹簧12的作用力朝着弹簧腔9的方向运动。同时，压力介质腔4中的压力对阀54、50、40、34、14、15的控制腔37和第二工作口14加压。随着压力的增大，作用到阀件39、42、44的第一作用面38的作用力大于反向作用到由阀件39、42、44的第三作用面41和第四作用面43形成的作用面之差上的作用力以及在阀54、50、34、14、15的开启方向作用到阀件39、42、44上的弹簧47的作用力时，阀54、50、40、34、14、15进入关闭位置。弹簧腔9与制动缸1的压力介质腔4彼此截止。
通过在压力介质腔4中继续增大的压力，活塞7克服弹簧12的作用力朝着弹簧腔9的方向移动。在弹簧腔9中形成的速滞压力达到预定力即排气阀53的关闭力时使得该排气阀开启。弹簧腔9的过压减小到大气压。
图9示出了一种制动缸，它具有由隔膜23和隔膜盘24构成的活塞23、24。在隔膜盘24上设置制动缸的活塞杆29。在隔膜23、隔膜盘24和朝向隔膜盘24的活塞杆29的端侧上形成对中的略呈阶梯的孔59、58、57，该孔从隔膜23经隔膜23和隔膜盘24伸入活塞杆29。孔59、58、57形成了盲孔。在该孔59、58、57中设置上述的呼吸阀54、50、40、34、14、15，它具有第一工作口34，第二工作口14和控制口15。隔膜23和隔膜盘24以及活塞杆29在阶梯孔57、58、59区域相对于孔59、58、57彼此密封连接，使得弹簧腔25与压力介质腔22可以通过阀54、50、34、14、15连通。
呼吸阀54、50、40、34、14、15由独立的阀构成，它包括阀体54。工作口34和14及控制口15由穿过阀体54壁的孔构成。呼吸阀54、50、40、34、14、15根据活塞23、24和活塞杆29中的阶梯孔59、58、57呈阶梯地形成并这样设置在活塞杆29的孔59、58、57中，使得它的第一工作口34能与活塞杆29上的孔61连通。该孔61垂直于活塞杆29的纵向轴设置在其上，该孔使得呼吸阀54、50、40、34、14、15的第一工作口34与制动缸的弹簧腔25连通。呼吸阀54、50、40、34、14、15的第二工作口14和控制口15通向比呼吸阀54、50、34、14、15直径要大的阶梯孔59、58、57的部分59、58。通过该部分59、58，第二工作口14和控制口15与制动缸的压力介质腔22连通。在呼吸阀54、50、34、14、15的第一工作口34和第二工作口14之间的区域，密封件如密封环60或液体密封件设置在呼吸阀54、50、40、34、14、15阀体54的凸缘部分和活塞杆29孔59、58、57的台阶之间。该密封件防止通过呼吸阀54、50、40、34、14、15的阀体54和孔59、58、57壁之间可能的缝隙(例如由于加工误差造成的)，可能形成的压力介质腔22和弹簧腔25之间所不希望的连通。
呼吸阀54、50、40、34、14、15以这样的方式工作，在压力介质腔22无压力时，阀件39、42、44处于图10所示的位置。第一工作口34和第二工作口14通过开启的呼吸阀54、50、40、34、14、15彼此连通。因此，通过开启的呼吸阀54、50、40、34、14、15，压力介质腔22与弹簧腔25连通。
如果将压力介质输送到压力介质腔22，则压力介质腔22中的压力介质通过活塞杆29上的孔59、58、57的部分59、58和控制口15进入呼吸阀54、50、40、34、14、15的控制腔37。如果通过压力介质产生的作用到阀件39、42、44的第一作用面38上的作用力大于与该作用力反向作用到阀件39、42、44上的弹簧47的作用力，则阀件39、42、44的密封件40抵靠到阀座50上。呼吸阀54、50、40、34、14、15处于关闭位置，在该位置，它使得第一工作口34和第二工作口14以及压力介质腔22相对于弹簧腔25截止。随着压力介质腔22中的压力进一步增加，活塞23、24克服弹簧26的作用力朝向弹簧腔25的方向移动。在弹簧腔25中形成的速滞压力达到预定力即排气阀62的关闭力时使得该排气阀开启。弹簧腔25的过压减小到大气压。
对于本发明呼吸阀特别重要的是，设置在远离控制腔37的阀件39、42、44一端的阀件39、42、44的作用面45不受弹簧腔9和制动缸压力介质腔22的影响。通过该措施，防止了在对制动缸1、2压力介质腔4、22施加压力空气时，在阀50、40、34、14、15关闭过程中，随着弹簧腔压力的增加有可能对远离阀50、40、34、14、15控制腔37的阀件39、42、44的一侧加压并阻止阀50、40、34、14、15的关闭过程。
在伸入附加腔中的阀件区域与限定该腔的壁之间可以设置密封件，以压力密封地封闭该腔。
与本发明相关的运动阀件理解为阀的各运动部件，它与控制口(滑阀)或阀座(支座型阀)一起形成阀或它作为密封件或具有密封件的阀部件的支座件(例如阀活塞、控制活塞)。
呼吸阀工作口与弹簧腔连通的通路可以由管形活塞杆的内腔构成或对于实心材料的活塞杆由在活塞杆纵向轴方向局部穿过它的孔构成或安装到活塞杆中或上的连接管构成。
在省去呼吸阀预控制的本发明呼吸阀的实施方案中在组合式弹簧蓄能操作制动缸中或在没有制动件的制动缸中或在简单的操作制动缸中不使用弹簧蓄能件。
第二阀和第三阀的控制棱不需要由作为弹簧蓄能制动缸的活塞杆导向的密封件构成。它可以具有与密封件独立的起到控制棱作用的密封体。
当然，也可以在组合式弹簧蓄能操作制动缸中省去第二阀和第三阀。由制动缸压力介质腔产生的弹簧蓄能制动缸压力介质腔的呼吸与弹簧蓄能制动缸压力介质腔是否施加压力介质或无压无关。作为呼吸阀的阀如同制动缸压力介质腔排气一样长时间处于开启位置。在向制动缸的压力介质腔输入压力介质时，阀进入关闭位置。
在本发明呼吸装置的实施方式中作为呼吸阀的第一阀与第二阀和可能时与第三阀共同作用时，也可以省去第一阀的附加腔。第一阀的转换过程不如具有附加腔的阀效果好。
呼吸阀的阀体不必由活塞杆的壁或由弹簧蓄能活塞的一部分构成。呼吸阀也可以具有独立的阀体，在其中具有运动设置的阀件且具有工作口和控制口。这种独立的阀设置在活塞杆上或活塞上或设置在活塞杆中的相应形成的孔或凹口中或设置在与活塞或活塞杆连接的部件上或中。在该呼吸装置的实施方式中，阀优选设置在朝向制动缸压力介质腔的弹簧蓄能制动缸活塞杆的端侧上或至少设置在活塞杆端侧区域。
权利要求
1.一种制动缸的呼吸装置，包括下述特征a)制动缸(1)具有活塞(7)，它将制动缸(1)分成压力介质腔(4)和设置有弹簧(12)的弹簧腔(9)；b)呼吸装置具有在活塞(7)上或中设置的或在与该活塞(7)连接的活塞杆(5)上或中设置的阀(50、40、34、14、15)，通过该阀在压力介质腔(4)泄压时，弹簧腔(9)根据压力介质腔(4)进行呼吸；c)该阀这样构成，即在将压力介质输入压力介质腔(4)时，该阀克服复位力从开启初始位置进入关闭位置；其特征在于d)该阀(50、40、34、14、15)包括一工作腔(49)、一与压力介质腔(4)连通的控制腔(37)和一可运动的阀件(39、42、44)；e)该阀(50、40、34、14、15)这样构成，即在将施加到压力介质腔(4)的压力施加到控制腔(37)时，阀件(39、42、44)在所述压力作用下克服复位力被朝着该阀(50、40、34、14、15)的关闭方向驱动；f)该阀具有一附加腔(48)；g)该阀件(39、42、44)具有一第一作用面(38)和一与该第一作用面(38)反向的第二作用面(45)，该阀件(39、42、44)的作用面(38)限定了控制腔(37)，而其第二作用面(45)限定了附加腔(48)；h)该附加腔(48)借助该阀件(39、42、44)至少基本压力密封地被封闭。
2.一种用于由弹簧蓄能制动缸(1)构成的制动缸与由操作制动缸(2)构成的另一制动缸呈一体结构的呼吸装置，包括以下特征a)该弹簧蓄能制动缸(1)具有一由弹簧(12)驱动的活塞(7)，该活塞将弹簧蓄能制动缸(1)分成压力介质腔(4)和容纳其弹簧(12)的弹簧腔(9)；b)操作制动缸(2)具有通过压力介质克服弹簧(26)力驱动的活塞(23、24)，其活塞将操作制动缸(2)分成压力介质腔(22)和容纳弹簧(26)的弹簧腔(25)；c)在弹簧蓄能制动缸(1)的活塞(7)上设置一活塞杆(5)，该活塞杆穿过将弹簧蓄能制动缸(1)的压力介质腔(4)与操作制动缸(2)的压力介质腔(22)隔开的壁(30)上的通孔(32)在操作制动缸(2)的压力介质腔(22)方向延伸，活塞杆(5)借助环形围住该活塞杆(5)的密封件(13、52)在通孔(32)中密封导向；d)呼吸装置具有在弹簧蓄能制动缸(1)活塞(7)的活塞杆(5)上或中设置的第一阀(50、40、34、14)，通过该阀在弹簧蓄能制动缸(1)的压力介质腔(4)泄压时，弹簧蓄能制动缸(1)的弹簧腔(9)根据操作制动缸(2)的压力介质腔(22)进行呼吸；e)第一阀(50、40、34、14)这样构成，即在将压力介质输入操作制动缸(2)的压力介质腔(22)时，该阀克服复位力从开启位置进入关闭位置；其特征在于f)第一阀(50、40、34、14、15)包括一工作腔(49)、一施加操作制动缸(2)压力介质腔(22)的压力的控制腔(37)和一可运动的阀件(39、42、44)；g)第一阀(50、40、34、14、15)这样构成，即在将施加到操作制动缸(2)压力介质腔(22)的压力施加到控制腔(37)时，阀件(39、42、44)在所述压力作用下克服复位力被朝着该第一阀(50、40、34、14、15)的关闭方向驱动；h)具有一第二阀(5、14、13、52)，借助它第一阀(50、40、34、14、15)的工作腔(49)相对于操作制动缸(2)的压力介质腔(22)截止；i)第二阀(5、14、13、52)这样构成和设置，即在对弹簧蓄能制动缸(1)的压力介质腔(4)加压时，该阀处于关闭位置，而在弹簧蓄能制动缸(1)的压力介质腔(4)泄压并由此产生弹簧蓄能制动缸(1)活塞(7)的运动时，该阀朝着压力介质腔(4)的方向进入开启位置；k)第一阀(50、40、34、14、15)和第二阀(5、14、13、52)这样构成和设置，即在第一阀(50、40、34、14、15)通过对控制腔(37)施加操作制动缸(2)的压力介质腔(22)的压力到达关闭位置时，在对操作制动缸(2)的压力介质腔(22)加压时且弹簧蓄能制动缸(1)的压力介质腔(4)泄压时，第二阀(5、14、13、52)从关闭位置到达开启位置。
3.一种用于由弹簧蓄能制动缸(1)构成的制动缸与由操作制动缸(2)构成的另一制动缸呈一体结构的呼吸装置，包括以下特征a)弹簧蓄能制动缸(1)具有一由弹簧(12)驱动的活塞(7)，它将弹簧蓄能制动缸(1)分成压力介质腔(4)和容纳弹簧(12)的弹簧腔(9)；b)操作制动缸(2)具有一由压力介质驱动的克服弹簧(26)作用力的活塞(23、24)，该活塞(23、24)将操作制动缸(2)分成压力介质腔(22)和容纳弹簧(26)的弹簧腔(25)；c)在弹簧蓄能制动缸(1)的活塞(7)上设置一活塞杆(5)，该活塞杆穿过将弹簧蓄能制动缸(1)的压力介质腔(4)与操作制动缸(2)的压力介质腔(22)隔开的壁(30)上的通孔(32)在操作制动缸(2)的压力介质腔(22)方向延伸，活塞杆(5)借助环形围住该活塞杆(5)的密封件(13、52)在通孔(32)中密封导向；d)呼吸装置具有在弹簧蓄能制动缸(1)活塞(7)的活塞杆(5)上或中设置的阀(50、40、34、14、15)，通过该阀在操作制动缸(2)的压力介质腔(22)泄压时，弹簧蓄能制动缸(1)的弹簧腔(9)根据操作制动缸(2)的压力介质腔(22)进行呼吸；e)该阀(50、40、34、14、15)这样构成，即在将压力介质输入操作制动缸(2)的压力介质腔(22)时，该阀克服复位力从开启初始位置进入关闭位置；其特征在于f)该阀(50、40、34、14、15)包括一工作腔(49)、一与操作制动缸(2)压力介质腔(22)连通的控制腔(37)和一可运动的阀件(39、42、44)；g)该阀(50、40、34、14、15)这样构成，即在将施加到操作制动缸(2)压力介质腔(22)的压力施加到控制腔(37)时，阀件(39、42、44)在所述压力作用下克服复位力被朝着该阀(50、40、34、14、15)的关闭方向驱动；h)具有一附加腔(48)；i)所述阀件(39、42、44)具有一第一作用面(38)和一与第一作用面(38)反向的第二作用面(45)，其中该阀件(39、42、44)的第一作用面(38)限定了控制腔(37)，而其第二作用面(45)限定了附加腔(48)；k)所述附加腔(48)借助阀件(39、42、44)至少基本压力密封地封闭。
4.如权利要求2所述的呼吸装置，其特征在于包括以下特征a)它具有一附加腔(48)；b)第一阀(50、40、34、14、15)的所述阀件(39、42、44)具有一第一作用面(38)和一与第一作用面(38)反向的第二作用面(45)，其中该阀件(39、42、44)的第一作用面(38)限定了控制腔(37)，而其第二作用面(45)限定了附加腔(48)；c)所述附加腔(48)借助阀件(39、42、44)至少近似压力密封地封闭。
5.如至少上述权利要求2-4之一所述的呼吸装置，其特征在于包括以下特征；a)它具有一第三阀(5、15、13、52)，借助它操作制动缸(2)的压力介质腔(22)相对于第一阀(50、40、34、14、15)的控制腔(37)截止；b)第三阀(5、15、13、52)在对弹簧蓄能制动缸(1)的压力介质腔(4)加压时处于关闭位置，而在弹簧蓄能制动缸(1)的压力介质腔(4)泄压时且由此产生的弹簧蓄能制动缸(1)的活塞(7)运动时朝着压力介质腔(4)的方向进入开启位置；c)第二阀(5、14、13、52)和第三阀(5、15、13、52)这样构成和设置，即在第三阀(5、15、13、52)处于开启位置并在弹簧蓄能制动缸(1)的活塞(7)在制动释放方向进行冲程进入关闭位置时，在第三阀(5、15、13、52)处于关闭位置之前，第二阀(5、14、13、52)在弹簧蓄能制动缸(1)的活塞(7)朝着弹簧蓄能制动缸(1)的压力介质腔(4)的方向运动时进入开启位置。
6.如至少上述权利要求之一所述的呼吸装置，其特征在于，包括以下特征a)作为呼吸阀的阀(50、40、34、14、15)由支座型阀构成，它包括阀座(50)和相对在阀件(39、42、44)上设置的密封件(40)；b)在阀件(39、42、44)上设置彼此反向的第三作用面(41)和第四作用面(43)，它们限定了阀(50、40、34、14、15)的工作腔(49)，其中阀件(39、42、44)的第三作用面(41)与第一作用面(37)反向，而第四作用面(43)与第二作用面(45)反向。
7.如至少上述权利要求之一所述的呼吸装置，其特征在于包括以下特征a)作为呼吸阀的阀由滑阀构成，它具有第一工作口、第二工作口、至少滑过一工作口的阀件以及一控制口；b)该阀工作腔由阀件的第三作用面和与其相对设置的第四作用面限定；c)其第三作用面和与其反向的第四作用面相等。
8.如至少上述权利要求之一所述的呼吸装置，其特征在于，第二阀(5、14、13、52)由环形围住弹簧蓄能制动缸(1)活塞杆(5)的密封件(13、52)和第一阀(50、40、34、14、15)的工作口(14)构成。
9.如至少上述权利要求之一所述的呼吸装置，其特征在于第三阀(5、15、13、52)由环形围住弹簧蓄能制动缸(1)活塞杆(5)的密封件(13、52)和第一阀(50、40、34、14、15)的工作口(15)构成。
10.如至少上述权利要求之一所述的呼吸装置，其特征在于其控制口(15)和工作口(14)这样设置，以操作制动缸(2)的压力介质腔(22)为基准，控制口(15)位于工作口(14)之前。
11.如至少上述权利要求之一所述的呼吸装置，其特征在于环形围住弹簧蓄能制动缸(1)活塞杆(5)的密封件(13、52)在其靠近制动缸(2)压力介质腔(22)的一端具有一环形围住活塞杆(5)的密封唇，它作为至少第二阀(5、14、13、52)的控制棱(52)。
12.如至少上述权利要求之一所述的呼吸装置，其特征在于在第一阀(50、40、34、14、15)的附加腔(48)中设置一弹簧(47)，它在第一阀(50、40、34、14、15)开启方向对阀件(39、42、44)加载。
13.如权利要求1所述的呼吸装置，其特征在于包括以下特征a)其活塞(23、24)和活塞杆(29)具有阶梯孔(59、58、57)，它起始于活塞(23、24)的靠近压力介质腔(22)一侧并在活塞杆(29)纵轴方向延伸到活塞杆(29)中；b)作为呼吸阀的阀(50、40、34、14、15)相应于阶梯孔(59、58、57)呈阶梯地构成；c)该阀(50、40、34、14、15)这样设置在孔(59、58、57)中，即该阀(50、40、34、14、15)的第一工作口(34)通过活塞杆(29)上的横向孔(61)与弹簧腔(25)连通，其阀(50、40、34、14、15)的第二工作口(14)和其阀(50、40、34、14、15)的控制口(15)通过具有较大直径的孔(59、58、57)部分(58、59)与压力介质腔(22)连通。
14.如至少上述权利要求之一所述的呼吸装置，其特征在于具有以下特征a)作为呼吸阀的阀(50、40、34、14、15、55)以阀套形式构成，它具有阀体(54)，该阀体包括第一工作口(34)、第二工作口(14)、控制口(15)、工作腔(49)、控制腔(37)和附加腔(48)；b)在阀体(54)中设置阀座(50)和在阀体(54)的纵轴方向运动的具有密封件(40)的阀件(39、42、44)。
全文摘要
呼吸装置具有第一阀(50、40、34、14、15)，它设置在组合弹簧蓄能操作制动缸(1、2)中且在弹簧蓄能制动缸(1)的压力介质腔(4)泄压时，弹簧蓄能制动缸(1)的弹簧腔(9)根据操作制动缸(2)的压力介质腔(22)进行呼吸。第一阀由压力调节阀构成，它具有一与弹簧腔(9)连通的第一工作口(34)、一与操作制动缸(2)压力介质腔(22)连通的第二工作口(14)和一与操作制动缸(2)压力介质腔(22)连通的控制口(15)。为了确保在弹簧蓄能制动缸(1)的活塞(7)在制动方向进行冲程时，在对操作制动缸(2)的压力介质腔(22)加压时，压力介质腔(22)的压力介质不进入弹簧腔(9)，设置第二阀(5、14、13、52)和第三阀(5、15、13、52)。其第二阀(5、14、13、52)这样构成和设置，即在第一阀的控制口(15)已经与操作制动缸(2)的压力介质腔(22)连通后，它就使得第一阀(50、40、34、4、15)的第二工作口(14)与操作制动缸(2)的压力介质腔(22)连通。
文档编号B60T17/08GK1665709SQ03814274
公开日2005年9月7日 申请日期2003年6月27日 优先权日2002年6月28日
发明者O·布兰特, R·格罗格塞克, A·里齐特, H·翁格尔, T·维布尔, U·里谢尔 申请人:威伯科有限合伙公司