BRPI0404075B1 - Cilindro mestre de segurança aprimorada e pistão para o referido cilindro mestre - Google Patents

Description

"CILINDRO MESTRE DE SEGURANÇA APRIMORADA E PISTÃO PARA O REFERIDO CILINDRO MESTRE". A presente invenção refere-se primariamente a um cilindro mestre de segurança aprimorada e a um pistão para tal cilindro mestre, em particular um cilindro mestre compreendendo um pistão produrido por moldagem de plástico ou alumínio, por eremplo. 0 documento FE: 02 817190 descreve um cilindro mestre para um sistema de freio compreendendo pistões feitos de material plástico e produzido por moldagem. Cada um dos pistões divide o primeiro e o segundo circuito hidráulico em uma câmara de alimentação e uma câmara de pressão, sendo a câmara de pressão em comunicação com a câmara de alimentação em descanso por meio de um duto feito no pistão e bloqueado por um obturador durante uma ação de frenagem. 0 obturador e o duto formam uma válvula, sendo a referida válvula acionada pelo deslocamento do pistão causado por um esforço aplicado ao pedal de freio. A câmara de alimentação é conectada a um reservatório de fluido de freio e a câmara de pressão e conectada aos freios dispostos nas rodas do veículo automotor. A válvula é alerta na posição de descanso por rreio de um elemento de mancai centra o qual o obturador é pressionado e então levantado· de um assento de válvula formado ao redor do duto. No circuito primário, o elemento de mancai é um pino flutuante que é deslocado com o movimento do pistão. Por outro lado, no circuito hidráulico secundário, o pino está finado e montado no corpo do cilindro mestre.

Durante o trajeto máximo do pistão secundário, sua extremidade anterior, ou seja, sua extremidade direcionada para longe do pedal de freio, é pressionado contra a parede da extremidade do corpo do cilindro mestre. Foi observado que a ação da extremidade anterior do pistão secundário pressionado contra a parede da extremidade do corpo do cilindro mestre pode causar danos à extremidade anterior do pistão secundário, o que prejudica o bom funcionamento do cilindro mestre.

Especificamente, o material plástico utilizado na produção por moldagem do pistão secundário em particular não é capaz de suportas repetidos impactos. Entretanto, a vantagem econômica que ele oferece por conta da simplicidade da produção do pistão por moldagem e por conta da economia de peso oferecido por meio desse ao cilindro mestre inteiro , e portanto para todo o sistema de freios, é bem considerável. Consequentemente, é desejável que se continue a utilizar pistões feitos de material plástico nos cilindros rnes tre .

Seria concebível produzir pistões de plástico capetzes de suportar o repetido impacto contra o corpo do cilindro mestre empregando-se materiais plásticos de alta força mecânica. Entretanto, esses materiais plásticos possuem um custo relativamente alto e são muito mais difíceis de utilizar, o que anularia uma grande parte dos efeitos vantajosos adquiridos com o emprego do material plástico para produzir os pistões do cilindro mestre.

Conseqüentemente, o objetivo da presente invenção é oferecer um cilindro mestre que compreenda pistões plásticos de segurança aprimorada.

Também é objetivo da presente invenção oferecer um cilindro mestre que compreenda pistões plásticos que possuam uma vida útil igual à vida útil dos cilindros mestres compreendendo pistões padrão.

Também é objetivo da presente invenção oferecer um cilindro mestre que compreenda pistões feitos de plástico de baixo custo.

Esses objetivos são alcançados por um cilindro mestre para sistema de freios que compreenda um circuito primário e um circuito secundário que são respectivamente fornecidos junto com um pistão primário e um pistão secundário, cada um dos pistões definindo uma câmara de alimentação e uma câmara de trabalho que são postas em comunicação em descanso por uma válvula disposta em cada um dos pistões, em que as válvulas sejam abertas em descanso por meio dos pinos dispostos no corpo do cilindro mestre, em que o pino do circuito primário seja montado de modo a flutuar no pistão primário e o pino do circuito secundário sendo montado de maneira fixa no corpo do cilindro mestre, em que o pino do circuito secundário seja montado em uma fenda longitudinal feita no pistão secundário, em que a fenda seja dimensionada de modo a prevenir que a extremidade anterior do pistão secundário entre em contato com a parede da extremidade do corpo do cilindro mestre.

Era outras palavras, o pistão secundário é pressionado contra o pino do circuito secundário antes de encabeçar contra a parede da extremidade do cilindro mestre.

Um número cada vez maior de veículos automotores é equipado com um sistema eletrônico de controle de estabilidade, permitindo um melhor controle sobre o trajeto tomado pelo veículo automotor. Este sistema empreqa um computador que recebe informações de vários sensores, o computador determina assim se é necessário ou não corriqir o trajeto do veículo. Se o trajeto do veículo precisar ser modificado, o computador ordena que uma bomba hidráulica envie fluido de freio aos freios a fim de prepará-los para frear uma ou mais rodas, em que o fluido de freio seja drenado do reservatório de fluido de freio por meio do cilindro mestre. Entretanto, por causa das altas taxas de fluxo exigidas para a operação desses sistemas eletrônicos de controle de estabilidade, é necessário possuir grandes secções de passagem cruzando o cilindro mestre e particularmente nos pistões, em particular no pistão secundário, em que uma das secções características seja a secção definida pela fenda em que o pdno é montado de forma deslizante.

Conseqüentemente, é vantajoso fornecer uma fenda que possua as maiores dimensões possíveis; entretanto, a fira de atingir a maior resistência a impacto possível para o pistão em função do contato entre a extremidade posterior da fenda e o pino, ê necessário dar urn formato especial à fenda, a fim de distribuir de maneira otimizada as forças aplicadas p>elo pino contra o pistão. Este objetivo é atingido por uma fenda que possua uma primeira parte posterior cujas dimensões transversais sejam substancialmente iguais ao diâmetro do pino, de modo que o último suporte toda a periferia posterior da fenda, e que compreenda também uma segunda parte anterior cujas dimensões transversais sejam suficientes piara permitir a passagem do fluido de freio do reservatório para o freio, quando o referido fluido de freio for drenado por uma bomba hidráulica. A presente invenção possui a vantagem do design bastante simples, de ser fácil de aplicar a qualquer tipo de cilindro mestre que possua p>istões com válvulas e de ser capaz de ser usada em veículos que compreendam sistemas eletrônicos de controle de estabilidade. O assunto da p>resente invenção é primariamente um, cilindro mestre que compreenda um corpo que seja feito um orifício bloqueado em uma extremidade pior uma parede, pelo menos um póstão montado de forma a deslizar de maneirai vedada no orifício, uma câmara de alimentação de fluido hidráulico formada em uma fenda longitudinal no pistão, uma câmara de trabalho conectada aos freios, em que a referida câmara de trabalho seja conectada à câmara de alimentação por meio de uma passagem feita no pistão, uma válvula para bloquear a referida passagem durante a fase de frenagem, em que a referida válvula compreenda um obturador e um assento de válvula suportado pelo pistão, em que o referido obturador seja pressionado em descanso contra um elemento de mancai montado de modo fixo ao corpo do cilindro mestre, em que o referido elemento de mancai seja montado para passar através da fenda longitudinal, em que a distancia que separa a primeira extremidade do remoto da fenda da válvula e a primeira extremidade do remoto do elemento de mancai da parede da extremidade seja menor do que a distância que separa a primeira extremidade do pistão junto à parede da extremidade da parede da extremidade.

Outro assunto da presente invenção è um cilindro mestre em que o elemento de mancai seja um pino.

Outro assunto da presente invenção é um cilindro mestre em que a primeira extremidade da fenda seja no formato de um arco circular e em que o arco circular possua um diâmetro que seja substancialmente igual ao diâmetro do pino, de modo a oferecer uma distribuição uniforme das tensões aplicadas ao pistão pelo pino.

Outro assunto da presente invenção é um cilindro mestre em que a segunda extremidade da fenda junto à parede da extremidade possua uma largura que seja maior que o diâmetro da primeira extremidade da fenda.

Outro assunto da presente invenção pe um cilindro mestre em que o referido pistão seja obtido por moldagem.

Outro assunto da presente invenção é um cilindro mestre em que o pistão seja produzido por moldagem de plástico.

Outro assunto da presente invenção é um cilindro mestre em que o pistão seja produzido por moldagem de material fenólico.

Outro assunto da presente invenção é um cilindro mestre em que o pistão seja produzido por moldagem de liga de alumínio.

Outro assunto da presente invenção é um cilindro mestre em que o obturador seja posto em contato com o assento de válvula por meio de uma mela montada em compressão em um cárter ao qual se abra a passagem entre o obturador e uma tampa encaixada por pressão ao cárter.

Outro assunto da presente invenção é um cilindro mestre em que o cilindro mestre seja um cilindro mestre duplo que compreendei um pistão primário e um pistão secundário.

Outro assunto da presente invenção é um cilindro mestre que compreenda uma mola de retorno primária e uma secundária pertencendo respectivamente aos pistões primário e secundário, e em que a mola primária seja rnontada em uma gáiola determinando a carga da mola, a referida gaiola pressionada contra o pistão primário e o pistão secundário.

Mais um assunto da presente invenção é um pistão para um cilindro mestre que compreenda uma fenda longitudinal para receber um elemento de mancai passando através do pistão, em que a fenda compreenda uma extremidade do mancai que possa entrar em contato com o elemento de mancai. A presente invenção será mais bem compreendida com o auxilio da descrição a sequir e das Figuras em anexo, em que a frente e o verso correspondam respectivamente à parte esquerda e à parte direita dos desenhos, em que: a Figura 1 é uma vista em corte longitudinal do cilindro mestre de acordo com a presente invenção, em posição de descanso; a Figura 2 é uma vista em corte longitudinal de um pistão de cilindro mestre de acordo com a presente invençaoe a Figura 3 é um corte cruzado de um pistão de acordo com a presente invenção.

Por posição de descanso entende-se a posição ocupada pelos pistões do cilindro mestre quando não é aplicado nenhum esforço de frenagern ao pedal de freio. A figura 1 mostra um cilindro mestre de acordo com a presente invenção que compreenda o corpo do cilindro mestre 2 do eixo longitudinal X em que é feito um orifício coaxial ao eixo X, o referido orifício 3 sendo bloqueado em uma extremidade pela parede da extremidade 5. Logicamente é possível oferecer por meio de um orifício 3 bloqueado em uma extremidade longitudinal por um plugue anexo montado, por exemplo, p>or parafusagem ou por adesivagem. Montado de modo deslizante por vedação ao orifício 3 está o pistão primário 8 e o pistão secundário 10 respectivamente definindo um circuito hidráulico primário 4 e um circuito hidráulico secundário 6. 0 cilindro mestre é controlado por um pedal de freio acionado por um mecanismo acionador de um compartimento de passageiro de um veículo automotor por meio de uma haste de controle. Um reforçador pneumático de freio é comumente interposto entre o pedal de freio e o cilindro mestre e transmite o esforço de frenagem e o a força irnpulsionadora ao pistão primário por uma haste que penetra na extremidade posterior do pistão primário.

Os pistões primário e secundário voltam respectivamente à posição de descanso por meio de uma mola primária e uma mola secundária 9, 11. A mola de retorno primária é montada entre a extremidade posterior do pistão secundário 10 e a extremidade anterior do pistão primário 8. Vantajosamente, a mola de retorno primária é montada em uma gaiola de dimensão longitudinal variável, possuindo dimensão máxima predeterminada, em que a gaiola estabeleça a carga da mola primária de retorno do pistão. A gaiola é montada para ser pressionada contra os pistões primários e secundários.

Uma vez que a presente invenção vantajosamente se aplica ao circuito secundário, descreveremos apenas o circuite· hidráulico secundário; entretanto, não se menciona que a presente invenção pode ser aplicada ac· pistão primário. ü circuito hidráulico secundário 6 compreende uma câmara de alimentação 26 conectada por vedação 12 ao um reservetiório de fluido de freio (não mostrado) e uma câmara cie pressão 28 conectada aos freios dispostos nas rodas do veículo automotor. A câmara de alimentação 26 é delimitada por uma fenda longitudinal 30 feita no corpo do pistão 10, e a câmara de pressão 28 é delimitada por uma extremidade anterior longitudinal 34 do pistão secundário na parede 5 da extremidade. A câmara de alimentação está em comunicação com a câmara de trabalho por uma passagem 36 feita no pistão 10 e bloqueada por uma válvula 13 durante uma frenagem. A válvula 18 da sua peça compreende um assento de válvula 20 suportado pelo pistão e um obturador 22 retornado elasticamente contra o assento de válvula por uma. mola 38. O obturador 22 suporta por meio de uma haste 40 contra um elemento de mancai 42 que é fixamente montado ao corpo do cilindro mestre e passar pela fenda 32. O elemento· de mancai 42 é por exemplo um pino cilíndrico· que possui um eixo perpendicular ao eixo X do corpo do cilindro mestre e estendendo-se da parte de baixo do corpo do cilindro mestre em direção à parte de cima do corpo do cilindro mestre. A mola 38 é vantajosamente retida em um cârter 37, que é feito no pistão e para dentro do qual a passagem 36 se abre, por meio de uma tampa encaixada por pressão à extremidade anterior do cárter 37. A tampa é perfurada de modo a permitir que o fluido de freio flua da câmara de alimentação à câmara de trabalho.

Durante uma ação de frenagem, o pistão primário desliza no corpo do cilindro mestre na direção da seta F, fazendo com que o pistão secundário 10 deslize na direção da seta F, a haste do obturador 22 perde concato com o pino 42, o obturador 22 é empurrado para trás pela mola 3 8 na direção do assento de válvula e a válvula fecha, bloqueando a comunicação entre a câmara de alimentação 26 e a câmara de pressão 23, permitindo assim uma elevação na pressão da câmara de pressão 28 e nos freios dispostos nas rodas. 0 nível de frenagem aumenta com o deslocamento dos pistões primário e secundário na direção da seta e o nível máximo de frenagem é atingido quando o pistão secundário entra em contate· com a extremidade anterior do orifício 3 no corpo do cilindro mestre. 0 pistão secundário é vantajosamente produzido por rnoldagern de plástico, por exemplo, um material fenólico ou liga de alumínio, de modo que não haja uma linha divisória que exija usinagem ou rebarbação. A rnoldagern do pistão é vantajosamente conduzida, por exemplo, com uma rnoldagern em três partes, a primeira parte do corpo principal de formato cilíndrico, a segunda e a terceira parte p-ara formar as extremidades anterior e posterior dos pistões e uma parte deslizante dividida em duas para produzir a fenda. Entretanto, o contate· com a parede da extremidade 5 do orifício 3 do cilindro mestre pode danificar a scctremida.de anterior 34 do pistão secundário e causar, pior exemplo, o aparecimento de detritos ou lascas do material plástico, o que pode atrapalhar o deslize do pistão, particularmente o deslize vedado do pistão, e portanto o aumento da pressão na câmara de pressão “i O A p>re sente invenção torna possível a resolução deste problema.

De acordo com a presente invenção, a distância L separando a extremidade posterior 44 da fenda 30 e a extremidade posterior 4 6 do pino 42 é menor do que a distância D separando a extremidade anterior 3 2 do pistão secundário da parede da extremidade 5 do orifício 3. Conseqüentemente, o trajeto máximo do pistão secundário 10 é limitado pelo contato entre a. extremidade posterior 44 da fenda 30 com a extremidade posterior 46 do pino 42 e não pelo contato entre a extremidade anterior 32 do pistão secundário e a parede da extremidade 5 do orifício 3. A fenda 30 compreende vantajosamente uma primeira parte posterior e longitudinal 43 de dimensão transversal menor e uma segundei parte anterior e longitudinal 50 de dimensão transversal maior. A primeira parte 43 e a segunda parte 50 são delimitadas artificialmente na Figura 2 por uma linha em cadeia. ITa vista seccional do pistão secundário, representado na figura 2, a primeira parte 48 compreende uma primeira extremidade posterior e longitudinal delimitada por um arco circular 52 e com diâmetro substancialmente igual ao diâmetro do pino 42 e estendendo-se em direção à segunda extremidade anterior e longitudinal por um cone truncado apontando para trás. A segunda parte anterior e longitudinal 50 compreende urna primeira secção substancialmente retangular que possui uma dimensão transversal d que é maior do que o diâmetro do pino 42 e termina em direção à frente no exemplo representado por um arco circular. A figura 2 mostra em linhas encadeadas o pino 42 em posição final quando o pistão secundário completou seu trajeto máximo. Assim, pode ser visto que a extremidade posterior 44 da fenda 30 e a periferia posterior do pino 42 estão em contato próximo e permitem que as forças aplicadas ao pistão 10 pelo pino 42 sejam distribuídas uniformemente, evitando uma concentração de tensões em pontos, particulares do pistão, o que arrisca a prejudicar o pistão. É também oferecido o uso de um elemento de mancai cuja rigidez é maio?r do que o elemento cie mancai utilizado em cilindros mestre cujo pistão secundário é pressionado contra a parede da extremidade do corpo do cilindro mestre. Por exemplo, no caso de um piso, seu diâmetro é maior do que o diâmetro do pino utilizado em um cilindro mestre convencional. 0 pistão vantajosamente compreende uma periferia que é perfilada de modo que aumente a taxa de fluxo de fluido drenado na fase de ativação de ESP. Por exemplo, o pistão compreende um afunilamento 51 situado na parte central na direção axial de modo a aumentar a seeção de passagem entre o pistão e o orifício 3, e os sulcos axiais 52 para firmar o pistão.

Um cilindro mestre de segurança aprimorada foi produzido satisfatoriamente com um custo relativamente baixo e peso baixo e pode ser adaptado ao sistema de freio que compreende sistemas eletrônicos de controle de estabilidade. A presente invenção se aplica especialmente à industria de motores. A presente invenção se aplica primariamente a indústria de freio para veículos automotivos e especialmente à indústria de freios para carros particulares.

Claims (9)

1. "CILINDRO MESTRE DE SEGURANÇA APRIMORADA E PISTÃO PARA O REFERIDO CILINDRO MESTRE", compreende um corpo (2) no qual é aberto um orifício (3) bloqueado em uma extremidade por uma parede (5), pelo menos um pistão (8, 10) montado de modo a deslizar, vedado no orifício, uma câmara de alimentação de fluido hidráulico formada em uma fenda longitudinal (30) no pistão, uma câmara de trabalho conectada aos freios, sendo a referida câmara conectada à câmara de alimentação por meio de uma passagem (36) feita no pistão (8,10) uma válvula para bloquear a referida passagem (36) durante a fase de frenagem, a referida válvula (18) compreendendo um obturador (22) e um assento de válvula (20) suportado pelo pistão (8, 10), o referido obturador (22) pressionado em descanso contra um elemento de mancai (42) montado de maneira fixa no corpo (3) do cilindro mestre, sendo o referido elemento de mancai montado para passar através da fenda longitudinal (30) , sendo a distância que separa a primeira extremidade (44) do remoto da fenda da válvula (20) e a primeira extremidade (46) do remoto do elemento de mancai da parede da extremidade (5) menor do que a distância que separa a primeira extremidade (34) do pistão junto à parede da extremidade (5) da parede (5), sendo o elemento de mancai um pino, caracterizado por a primeira extremidade (44) da fenda (30) ser no formato de um arco circular em que o arco circular possua um diâmetro que seja substancialmente igual ao diâmetro do pino de modo a atingir distribuição uniforme da tensão aplicada pelo pino ao pistão (S, 10) .

2 . "CILINDRO MESTRE DE SEGURANÇA APRIMORADA E PISTÃO PARA O REFERIDO CILINDRO MESTRE", de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que uma segunda extremidade da fenda (3 0) junto à parede da extremidade (5) possua uma largura que seja maior do que o diâmetro da primeira extremidade (44) da fenda (30) .

3. "CILINDRO MESTRE DE SEGURANÇA APRIMOR ADA E PISTÃO PARA O REFERIDO CILINDRO MESTRE", de acordo com as reivindicações 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que o referido pistão seja obtido por meio de moldagem.

4. "CILINDRO MESTRE DE SEGURANÇA. ARRIMORADA, E PISTÃO PARA O REFERIDO CILINDRO MESTRE", de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato de que o pistão seja produzido por moldagem de plástico.

5. "CILINDRO MESTRE DE SEGURANÇA APRIMORADA E PISTÃO PARA, O REFERIDO CILINDRO MESTRE", de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de que o pistão seja produzido por moldagem de material fenólico.

6. "CILINDRO MESTRE DE SEGURANÇA APRIMORADA E PISTÃO PARA, O REFERIDO CILINDRO MESTRE", de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato de que o pistão seja produzido por moldagem de liga de alumínio.

7. "CILINDRO MESTRE DE SEGURANÇA APRIMORADA E PISTÃO PARLA O REFERIDO CILINDRO MESTRE", de acordo com as reivindicações 1, ou 2, ou 3, ou 4, ou 5, ou 6, caracterizado pelo fato de que o obturador (22) seja posto em contato com o assento de válvula (20) por meio de uma mola (38) montada em compressão em um cárter para o qual se abre a passagem (36) entre o obturador e uma campa encaixada por pressão ao cárter.

8 . "CILINDRO MESTRE DE SEGURANÇA APRIMORADA Ξ PISTÃO PARA O REFERIDO CILINDRO MESTRE", de acordo com as reivindicações 1, ou 2, ou 3, ou 4, ou 5, ou 6, ou 7, caracterizado pelo fato de que o cilindro mestre seja ura cilindro mestre duplo compreendendo um pistão primário e um pistão secundário.

9. "CILINDRO MESTRE DE SEGURANÇA APRIMORADA. E PISTÃO PARA O REFERIDO CILINDRO MESTRE", de acordo com as reivindicações 1, ou 2, ou 3, ou 4, ou 5, ou 6, ou 7, ou 8, caracterizado pelo fato de que compreenda uma mola de retorno primária (9) e uma secundária (11) pertencendo respectivamente aos pistões primário e secundário, e ern que a mola primária seja montada em uma gaiola determinando a carga da mola, a referida gaiola pressionada contra o pistão primário e o pistão secundário.