CH619184A5

CH619184A5 -

Info

Publication number: CH619184A5
Application number: CH885777A
Authority: CH
Inventors: Giuseppe Amedei; Enrico Rivetti; Antonino Bertone
Original assignee: Fiat Spa
Priority date: 1976-07-20
Filing date: 1977-07-18
Publication date: 1980-09-15
Also published as: DK316477A; FR2359296B1; DE2732135B2; US4130990A; IE45312L; BE856831A; NL7708031A; LU77797A1; SE7708375L; IE45312B1; DE2732135C3; ES461465A1; GB1560966A; JPS5334073A; DK145289B; SU959640A3; FR2359296A1; DK145289C; IT1070618B; DE2732135A1

Description

L'invenzione riguarda un impianto idraulico per un autoveicolo provvisto di comandi servoassistiti del freno, della frizione e dello sterzo.

Col crescere dei servomeccanismi idraulici che vengono installati a bordo degli autoveicoli (ad esempio per il comando del freno, della frizione e dello sterzo), si presenta il problema di prevedere impianti che occupino il minore spazio possibile, che abbiano bassi costi, e che siano di grande affidabilità e durata per evitare costose riparazioni.

Per l'alimentazione di questi servomeccanismi vengono abitualmente impiegati circuiti idraulici di tipo full-power composti da una pompa volumetrica che preleva il fluido da un serbatoio e lo comprime ad alta pressione (circa 200 kg/ cm2) in opportuni accumulatori.

La pressione negli accumulatori è regolata da valvole limitataci di pressione.

Altri dispositivi, invece, pur utilizzando sempre una pompa volumetrica hanno eliminato totalmente la presenza di accumulatori di pressione e di valvole limitatriei; è il caso, per esempio, dei dispositivi costruiti dalla ditta Delco Moraine o dalla Bendix. In particolare il dispositivo della Delco Moraine, illustrato nel rapporto n. P 1178-228 del 2 aprile 1974 della stessa ditta, riguarda un dispositivo comprendente una pompa volumetrica servente un dispositivo di servoassistenza per lo sterzo congiuntamente ad un dispositivo di servoassistenza per il freno.

Con questo circuito di alimentazione, quando si utilizza il servofreno anche il servosterzo viene mandato in pressione. Ciò presuppone che non venga influenzato il comportamento dello sterzo qualora aumenti la pressione a monte e a valle della valvola del servosterzo. Inoltre non è possibile l'inserimento di un ulteriore servizio, ad esempio di un dispositivo di servoassistenza della frizione.

Scopo della presente invenzione è la realizzazione di un impianto che permetta l'utilizzazione di più servomeccanismi idraulici in modo indipendente l'uno dall'altro senza l'impiego di accumulatori di pressione. Detto scopo viene raggiunto mediante un impianto idraulico, caratterizzato dal fatto che esso include:

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- una sorgente di liquido in pressione costituita da una pompa volumetrica la cui entrata è collegata con un serbatoio aperto contenente liquido;

- un primo ed un secondo dispositivo distributore dei quali il primo è associato al dispositivo di servoassistenza del comando del freno ed il secondo al dispositivo di servoassistenza del comando della frizione, con una camera a tenuta e con una camera di utilizzazione ed in cui il collegamento tra la camera a tenuta e la camera di utilizzazione è normalmente chiusa da una valvola otturatrice,

- un terzo distributore associato al servocomando dello sterzo, munito di un ingresso per l'arrivo del liquido proveniente dalla sorgente di liquido in pressione e di uno scarico collegato a detto serbatoio aperto, e conformato in modo tale che con lo sterzo in posizione neutrale detto ingresso comunica con detta uscita;

- un gruppo modulatore della pressione avente un ingresso collegato alla sorgente di liquido in pressione e un'uscita collegata all'ingresso del terzo distributore, tale gruppo includendo mezzi per parzializzare almeno una luce di passaggio nel percorso che unisce i rispettivi ingresso e uscita, in funzione delle pressioni generate nei comandi del freno e rispettivamente della frizione azionando i pedali corrispondenti; ed essendo inoltre collegato con il primo e con il secondo distributore per mezzo di condotti almeno uno dei quali comunica con la zona di detto gruppo situata a monte di detti mezzi per parzializzare almeno una luce di passaggio,

- detti mezzi per parzializzare almeno una luce di passaggio nel percorso che unisce i rispettivi ingresso ed uscita, comprendono almeno una valvola modulatrice che è munita di uno stantuffo montato scorrevole in un cilindro e che ne divide la cavità in una prima e in una seconda camera, e che è inoltre formato con un foro assiale il quale comunica da una parte con detta prima camera e dall'altra parte con un foro passante radiale ricavato nello stantuffo e isolato da ambo i lati alla periferia di quest'ultimo da anelli di tenuta e comunicante, in tutte le possibili posizioni assiali dello stantuffo con un'apertura ricavata nella parete laterale del cilindro; di fronte allo sbocco di detto foro assiale rivolto verso detta prima camera essendo disposto un elemento a forma di cono il quale è tenuto dalla spinta di una molla diretta verso detto sbocco contro un arresto, e mediante detto elemento, durante lo spostamento dello stantuffo verso l'elemento a forma di cono può venire strozzata la corrente di liquido che fluisce da detta prima camera verso il detto foro nella parete laterale del cilindro. Suddette caratteristiche e vantaggi del dispositivo secondo l'invenzione risulteranno dalla descrizione particolareggiata che segue, riferita ai disegni allegati, forniti a titolo di esempio non limitativo in cui:

la fig. 1 rappresenta una prima forma di attuazione di un impianto idraulico senza accumulatori per l'alimentazione di più servizi indipendenti secondo l'invenzione;

la fig. 2 rappresenta una seconda forma di attuazione di un impianto idraulico senza accumulatori per l'alimentazione di più servizi indipendenti, secondo l'invenzione.

Con riferimento alle figure, con 1 è indicato un serbatoio liquido freni, con 3 un cilindro operatore servoassistito di una frizione, con 5 un cilindro maestro per freni servoassistito e con 7 uno sterzo servoassistito mentre con 9 e 11 sono indicate due valvole uguali fra di loro, costituente un gruppo modulatore della pressione mediante la parzializzazione di una luce di passaggio della corrente di fluido generata da una pompa volumetrica 13, azionata da un organo della trasmissione. Dal serbatoio 1 parte un condotto di mandata 15 su cui è inserita in serie la pompa 13 e sfocia in ima camera interna 17 della suddetta valvola modulatrice composta da un cilindro cavo chiuso alle estremità e comprendente uno stantuffo 19 provvisto di due sporgenze assiali delle quali, la prima rivolta verso la camera 17 presenta un foro assiale 21 che si inoltra fino alla parte centrale di detto stantuffo dove incontra un foro passante radiale delimitato lateralmente da due anelli di tenuta 25, mentre la seconda sporgenza delimita una seconda camera 29.

All'interno della camera 17 è posto, coassialmente al foro 21 inserito in un sopporto 31, un elemento 33 a forma di cono la cui punta è rivolta verso il foro 21 e che è tenuto in posizione contro il sopporto da una molla 34. Lo stantuffo 19 é tenuto lontano dall'elemento 33 da una molla 35. La valvola modulatrice 11 presentando le stesse caratteristiche costruttive della valvola 9 verrà definita nel corso della descrizione con gli stessi numeri previa aggiunta di una «a» di distinzione. Il foro radiale passante 23 è collegato mediante un condotto 39 con la camera 17a della valvola 11, la camera 29 è in comunicazione a mezzo di un condotto 41 con la camera di compressione (non visibile in figura) del cilindro maestro 5 dell'impianto frenante, mentre la camera 17 è collegata tramite un condotto 43 con la camera 45 del distributore 47 compreso nel sistema servo-frenante, e già descritto nella domanda di brevetto italiana n. 69786 A/75 del 12.11.1975 della stessa richiedente. Detto distributore è composto da un cilindro cavo 49 chiuso alle estremità e presentante due camere, la 45 e la 51 separate da un risalto circolare 53. All'interno di detta camera 45 è posto, in modo scorrevole e a tenuta, uno stantuffo 55 tenuto in posizione da una molla 56, la cui estremità è di forma conica, la cui parte a diametro maggiore poggia contro il risalto 53 e la cui punta termina all'interno della camera 51 coassialmente all'asse di uno stantuffo 57 posto, in modo scorrevole all'interno di essa e tenuto in posizione da una molla 58. Detto stantuffo 57 è sostanzialmente uguale allo stantuffo 19 per cui presenta un foro assiale 59 che si inoltra nella parte centrale dello stantuffo fino ad incontrare un foro radiale passante 61 delimitato lateralmente da due anelli di tenuta 63. Una camera 65 è definita, dalla parte opposta alla camera 51 da una sporgenza dello" stantuffo 57; la camera 61 è collegata a sua volta mediante un condotto 69 con una camera 71 circondante la parte a diametro maggiore di uno stantuffo 73 comandante, sotto l'azione del pedale 75, il cilindro maestro (raffigurato parzialmente in sezione); detta camera divide la parte di stantuffo a diametro maggiore da quella a diametro minore. La camera 65 è collegata al circuito frenante del veicolo ed alla camera di compressione del cilindro maestro mediante due condotti 77 e 79, mentre un condotto 87 di scarico collega il foro 61 col serbatoio 1.

Dal condotto 87 si diparte un condotto 89 che sfocia nel foro 61 a del distributore 91 del cilindro operatore servoassistito 3 della frizione. Detto distributore non verrà descritto essendo esso identico a quello accoppiato al cilindro maestro dei freni, le sue parti verranno perciò contrassegnate con gli stessi numeri del suddetto distributore con l'aggiunta di una «a» come segno di distinzione. Dalla camera 51a del distributore 91, un condotto 93 porta ad una camera 95 definita dalla differenza dei diametri di uno stantuffo 95 a due diametri, montato in modo scorrevole a tenuta, che aziona l'asta 96 di comando della frizione. Nella cavità in cui è posto detto stantuffo 95 all'estremità a diametro minore, una seconda camera 97 è definita da una sporgenza dello stantuffo stesso, detta seconda camera è in collegamento con la camera 65a del distributore 91 e con la camera di compressione (non raffigurata) di un cilindro maestro 99, comandato dal pedale della frizione 10, mediante due condotti 103 e 105. La camera 65a del distributore 91 è inoltre collegata, a mezzo di un condotto 109 con la camera 29a della valvola 11.

Dal foro 23a dello stantuffo 19a della valvola 11 si diparte un condotto 111 che sfocia nella cavità interna 113 del dispositivo di servoassistenza 115 dello sterzo servoassistito 7.

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Detto dispositivo di servoassistenza 115 è composto, in modo schematizzato, da un cilindro 117 cavo e chiuso alle estremità, la cui cavità interna 113 sopra menzionata contiene uno stantuffo 121 montato in modo scorrevole, presentante tre parti a diametro maggiore che definiscono due camere di comando 131 e 133. Le camere di comando 131 e 133 sono collegate mediante condotti 135 e 137 con due camere 138 e 139 definite da uno stantuffo 140 montato in modo scorrevole in un cilindro cavo 141 e collegato con i tiranti dello sterzo (non raffigurati) mediante una barra 145. Inoltre dette due camere sono collegate mediante due condotti rispettivamente 147 e 149, con il serbatoio di scarico, e tutte e due con il condotto 111 di mandata. Lo stantuffo 121 è collegato mediante un albero 152 con un sistema di ingranaggi 154 che azionati dallo sterzo 156 trasformano il moto da rotativo in alternativo.

Le parti a diametro maggiore dello stantuffo 121 sono sistemate in modo tale che spostandolo si parzializza lo scarico di una camera e la mandata dell'altra camera, mentre il collegamento con i condotti 135 e 137 è sempre in atto.

Il funzionamento dell'impianto verrà ora descritto facendo riferimento ad ogni tipo di servocomando compreso in esso. Azionando ad esempio il pedale della frizione si mandano in pressione i condotti 105, 103 e 109 e le camere 97, 65a e 29a. Questa pressione fa traslare gli stantuffi 57a, 95 e 19a dì modo che si ha un inizio di stacco della frizione (non raffigurata), lo stantuffo 57a si appoggia contro la parete conica dello stantuffo 55a chiudendo il condotto 59a e con esso lo scarico della camera 93, lo!stantuffo 19a poggia contro la parte conica dello stantuffo 33a paralizzando il foro 21a e mandando in pressione la camera 17a. La pressione della camera 17a attraverso il condotto 39a viene portata nella camera 45a. Aumentando la pressione sul pedale si ha un'ulteriore aumento della pressione nei condotti, il che fa sì che lo stantuffo 57a, vincendo la pressione nella camera 45 a e la forza della molla 56a, stacca lo stantuffo 55a dalla sporgenza 53a permettendo alla pressione esistente nella camera a tenuta 45a di arrivare, attraverso il condotto 93, nella camera 95 in modo da sommarsi alla pressione esistente nella camera 97 e da agire da forza d'apporto all'azionamento della frizione. L'azione servosterzante avviene invece nel modo seguente. Agendo sullo sterzo 156 il moto rotativo viene trasformato in moto alternativo dal dispositivo 154. Attraverso lo spostamento assiale dell'albero 152 (in questo caso verso sinistra di chi guarda), lo stantuffo 121 parzializza la mandata dal condotto 111 alla camera 131 lasciando libero lo scarico 147 e inoltre parzializza lo scarico 149. In questo modo la camera 133 viene mandata in pressione e con essa il condotto 137 e la camera 138, il che provoca lo spostamento dello stantuffo 140 collegato alla barra dello sterzo mediante la barra 145. Questa azione può avvenire contemporaneamente all'azione della frizione, in quanto lo stantuffo 33a non ostruisce mai completamente il foro 2la, per cui si avrà sempre comunque una mandata di liquido dalla pompa al condotto 111. Un'azione inversa sul volante provocherà lo spostamento inverso del pistone 140, come anche facilmente intuibile dal disegno. Per quanto riguarda il funzionamento del comando del servofreno esso è il seguente:

azionando il pedale 75 del freno si mandano in pressione i condotti 79,41,77 e 76, la camera 29 e la camera 65. Per effetto della pressione si ha un inìzio di frenata ed i due stantuffi 57 e 19 cominciano a spostarsi verso destra andando ad appoggiarsi contro la parete conica degli stantuffi 55 e 33. Questo spostamento ha l'effetto di parzializzare il foro 21 del liquido proveniente dalla pompa 13, di mandare in pressione la camera 17 e chiudere lo scarico della camera 71. Aumentando la pressione sul pedale, si ha un'ulteriore spinta sugli stantuffi 19 e 57 con l'effetto che la pressione nella camera 17 e quindi nel 5 condotto 43, e nella camera 45 aumenta; d'altra parte lo stantuffo 57 spostandosi ulteriormente e vincendo la resistenza della molla 56 e della pressione nella camera 45, stacca lo stantuffo 55 dalla sporgenza 53 lasciando trafilare il liquido in pressione, il quale attraverso il passaggio 69 arriva nella came-io ra 71 e sommandosi alla forza esercitata sul pedale agisce da forza servofrenante.

Il funzionamento degli altri dispositivi rimane comunque garantito dal fatto che la chiusura del foro 21 ad opera della parte conica dello stantuffo 33 è sempre parziale e mai totale 15 per cui si ha sempre un trafilaggio di liquido tale da alimentare gli altri dispositivo. In caso di utilizzo dei due dispositivi di servoassistenza per freno e frizione, la pressione fornita dalle valvole modulatóri 9 e 11 sarà sempre corrispondente alla maggiore pressione esercitata su uno dei pedali mentre nel ca-20 so in cui si utilizza solo il servosterzo tutti i circuiti vanno contemporaneamente in pressione, questa pressione però non viene utilizzata in quanto è arrestata dagli stantuffi 55 e 55a che rimangono contro i risalti 53 e 53a.

In fig. 2 è illustrata una seconda forma di attuazione che 25 presenta un gruppo modulatore 209 i cui componenti sono gli stessi della valvola modulatrice contrassegnata col numero 9 nella fig. 1, con l'aggiunta di uno stantuffo 211 che delimita una ulteriore camera 213. Tutte le altre parti componenti del dispositivo illustrato in fig. 1 sono rimaste invariate conserva-30 no pertanto gli stessi numeri di riferimento fatta eccezione per • quanto riguarda alcuni condotti di collegamento che hanno subito delle modifiche negli allacciamenti.

Come risulta dalla fig. 2 si ha pertanto che la camera 213 è 35 collegata con il condotto 41 mentre la'camera 29 è collegata con la camera 65a da un condotto 215. La camera 17 è collegata ad un condotto 217 che si sdoppia nei condotti 221 e 223 con le camere 45 e 45a dei dispositivi di servoassistenza rispettivamente del freno e della frizione mentre il foro 23 è collegato 40 da un condotto 225 con la cavità 113 del dispositivo di servo-assistenza dello sterzo.

Il dispositivo illustrato in fig. 2 ha un funzionamento analogo a quello illustrato precedentemente. Infatti la pressione formatasi nel condotto 41, se si preme il pedale del freno e 45 nella camera 65a, se si preme il pedale della frizione (la formazione della pressione avviene come per il dispositivo precedente), provoca in ogni caso uno spostamento dello stantuffo 19 contro l'elemento 33, una parzializzazione dello scarico della pompa ed una formazione di pressione nel condotto 217 so proporzionale alla pressione esercitata sullo stantuffo 19. Questa pressione viene utilizzata dal dispositivo di servoassistenza nel modo già descritto per il dispositivo della fig. 1. Il dispositivo di servoassistenza allo sterzo non ha. subito alcuna variazione nel funzionamento rispetto a quanto descritto per la fi-55 gura precedente se si esclude il fatto che in questa realizzazione esso è collegato alla valvola modulatrice contrassegnata con il numero 209. Nei disegni forniti a titolo di esempio sono stati illustrati circuiti frenanti ad un solo condotto, resta inteso che con l'aggiunta di ulteriori pistoni nelle valvole modulatrici so e nei distributori il dispositivo dell'invenzione può essere applicato a qualsiasi tipo di circuito frenante o di servoassistenza.

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2 fogli disegni

Claims

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2. Impianto idraulico secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che:

- l'impianto comprende due valvole modulataci (9; 11) ed entro la prima camera (17) della prima valvola modulatrice (9) sbocca il condotto di mandata (15) della pompa (13), e l'alimentazione di tutti i dispositivi di servoassistenza (3, 5,7) si effettua attraverso la prima valvola modulatrice (9) la cui prima camera (17) è collegata con la camera e tenuta (45) del primo distributore (47) compreso nel sistema ser-vofrenante (5), e la seconda camera (29) di detta prima valvola modulatrice (9) è collegata con i condotti (41,79,

77,76) che portano ai freni mentre l'apertura nella parete del cilindro è collegata con la prima camera (17a) della seconda valvola modulatrice (11),

- in quest'ultima la prima camera (17a) è collegata con la camera a tenuta (45a) del secondo (91) dei distributori, e la seconda camera (29a) è esposta all'azione della pressione di comando della frizione, e l'apertura nella parete laterale

^ del cilindro con l'ingresso del terzo distributore (115).

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RIVENDICAZIONI 1. Impianto idraulico per un autoveicolo provvisto di co- ' mandi servoassistiti del freno, della frizione e dello sterzo, caratterizzato dal fatto che esso include:

- una sorgente di liquido in pressione costituita da una pompa volumetrica (13) la cui entrata è collegata con un serbatoio aperto (1) contenente liquido;

- un primo (47) ed un secondo (47a) dispositivo distributore dei quali il primo è associato al dispositivo di servoassi-stenza del comando (5) del freno ed il secondo al dispositivo di servoassistenza del comando (3) della frizione, con una camera a tenuta (45; 45a) e con una camera di utilizzazione (51 ; 5 la) ed in cui il collegamento tra la camera a tenuta e la camera di utilizzazione è normalmente chiusa da una valvola otturatrice (55; 55a),

- un terzo distributore (115) associato al servocomando (7) dello sterzo, munito di un ingresso per l'arrivo del liquido proveniente dalla sorgente (13) di liquido in pressione e di uno scarico collegato a detto serbatoio aperto (1), e conformato in modo tale che con lo sterzo in posizione neutrale detto ingresso comunica con detta uscita;

- un gruppo modulatore (9, 11 ; 209) della pressione avente un ingresso collegato alla sorgente (13) di liquido in pressione e un'uscita collegata all'ingresso del terzo distributore (115), tale gruppo includendo mezzi (19,19a, 211,33, 33a) per parzializzare almeno ima luce di passaggio nel percorso che unisce i rispettivi ingresso e uscita, in funzione delle pressioni generate nei comandi del freno (5) e rispettivamente della frizione (3) azionando i pedali corrispondenti (75; 101); ed essendo inoltre collegato con il primo (47) e con il secondo (47a) distributore per mezzo di condotti (43,39a; 217,221,223) almeno uno dei quali comunica con la zona di detto gruppo situata a monte di detti mezzi per parzializzare almeno una luce di passaggio,

- detti mezzi per parzializzare almeno una luce di passaggio nel percorso che unisce i rispettivi ingresso ed uscita, comprendono almeno una valvola modulatrice (9,11,209) che è munita di uno stantuffo (19; 19a) montato scorrevole in un cilindro e che ne divide la cavità in una prima (35; 35a) e in una seconda (29, 29a, 213) camera, e che è inoltre formato con un foro assiale (21) il quale comunica da una parte con detta prima camera (35; 35a) e dall'altra parte con un foro passante radiale (23; 23a) ricavato nello stantuffo (19; 19a) e isolato da ambo i lati alla periferia di quest'ultimo da anelli di tenuta e comunicante, in tutte le possibili posizioni assiali dello stantuffo con un'apertura ricavato nella parete laterale del cilindro; di fronte allo sbocco di detto foro assiale (21; 2la) rivolto verso detta prima camera (35; 35a) essendo disposto un elemento (33; 33a) a forma di cono il quale è tenuto dalla spinta di una molla (34; 34a) diretta verso detto sbocco contro un arresto (31), e mediante detto elemento, durante lo spostamento dello stantuffo (19; 19a) verso l'elemento (33; 33a) a forma di cono può venire strozzata la corrente di liquido che fluisce da detta prima camera (35; 35a) verso il detto foro nella parete laterale del cilindro.
3. Impianto idraulico secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che:

- detto gruppo modulatore comprende una sola valvola modulatrice (209) che presenta due stantuffi (19; 211) che suddividono la cavità interna del cilindro in una prima camera (17), una seconda camera intermedia (29) ed una terza camera (213) formata tra il secondo stantuffo (211) ed una delle pareti frontali del cilindro; nella prima camera (17) sbocca il condotto di uscita (15) della pompa (13) e tale prima camera (17) è pure collegata con le camere a tenuta (45; 45a) del primo (47) e, rispettivamente, del secondo (47a) distributore mentre l'apertura nella parete laterale del cilindro è collegata con l'ingresso del terzo distributore (115); la seconda camera essendo esposta all'azione della pressione di comando della frizione e la terza camera (213) a quella che regna nel condotto (79) portante i freni.