ES2201836T3 - Servofreno de depresion con ayuda al frenado de emergencia sin electroiman. - Google Patents
Servofreno de depresion con ayuda al frenado de emergencia sin electroiman.Info
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Abstract
Servofreno (10) de depresión con una cámara (16) de depresión y una cámara (18) de trabajo, separada de ésta herméticamente por una pared móvil (14), así como con una válvula (20) de control que presenta una carcasa (22), acoplada a la pared móvil (14) con transmisión de fuerza, y un primer asiento (40) de válvula, dispuesto dentro, que controla en coordinación con un primer elemento (42) de obturación de válvula la entrada de la presión atmosférica o sobrepresión a la cámara (18) de trabajo en función del desplazamiento de un elemento (24) de entrada, acoplado al primer asiento (40) de válvula, del servofreno (10) para crear una diferencia de presión en la pared móvil (14), estando conformado el primer asiento (40) de válvula en un elemento (38) de válvula desplazable que se acopla al elemento (24) de entrada, en la dirección de accionamiento del servofreno (10), caracterizado porque el elemento (38) de válvula se expone en su lado trasero, que se dirige hacia el elemento (24) de entrada,a la presión imperante en la cámara (18) de trabajo, porque después de sobrepasarse un desplazamiento del elemento (38) de válvula desplazable, fijado con antelación y en la dirección de accionamiento respecto a la carcasa (22) de la válvula de control, éste último se expone en, al menos, una parte de su lado delantero, opuesto al lado trasero, a la presión imperante en la cámara (16) de depresión y porque la diferencia de presión, que actúa sobre el elemento (38) de válvula desplazable lo mantiene en la posición alcanzada hasta que se produce una compensación de presión entre el lado delantero y el lado trasero del elemento (38) de válvula desplazable.
Description
Servofreno de depresión con ayuda al frenado de
emergencia sin electroimán.
La invención trata de un servofreno de depresión
con una cámara de depresión y una cámara de trabajo, separada de
ésta herméticamente por una pared móvil, así como con una válvula de
control que presenta una carcasa, acoplada a la pared móvil con
transmisión de fuerza, y un primer asiento de válvula, dispuesto
dentro, que controla en coordinación con un primer elemento de
obturación de válvula la entrada, al menos, de la presión
atmosférica a la cámara de trabajo en función del desplazamiento de
un elemento de entrada, acoplado al primer asiento de válvula, del
servofreno para crear una diferencia de presión en la pared móvil.
Los servofrenos de depresión de este tipo ya se conocen desde hace
mucho tiempo y millones de estos se usan para potenciar las fuerzas
de accionamiento de un sistema de freno hidráulico para vehículos,
manteniendo así un nivel agradablemente bajo para el conductor de un
vehículo.
Asimismo se conocen los llamados asistentes de
frenado. Por este concepto se entiende normalmente un sistema que
en caso de un frenado de emergencia, posibilita a un conductor, que
ejerce básicamente la misma fuerza de accionamiento, una mayor
potencia de frenado. Los sistemas de este tipo han sido
desarrollados, porque las investigaciones han demostrado que la
mayor parte de los usuarios de vehículos, aunque pisan el pedal del
freno rápidamente en caso de un frenado de emergencia, no lo hacen
con la fuerza suficiente que se necesitaría para alcanzar la máxima
potencia de frenado posible. Por tanto, el recorrido de parada del
vehículo es más largo de lo necesario. Los sistemas de este tipo que
ya están en producción usan un servofreno de accionamiento
electromagnético junto con un dispositivo que puede determinar la
velocidad de accionamiento del pedal del freno. Si este dispositivo
detecta una velocidad de accionamiento por encima de un valor umbral
predeterminado, se supone que existe una situación de frenado de
emergencia y el servofreno se modula totalmente mediante el
dispositivo de accionamiento electromagnético, es decir, entrega su
máxima potencia posible de multiplicación. Un servofreno con uno de
tales asistentes de accionamiento electromagnético se conoce del
documento DE4405092C1.
Sin embargo, los servofrenos con posibilidad de
accionamiento electromagnético resultan demasiado caros para los
vehículos de los segmentos inferior y medio de precios. Por
consiguiente existe el deseo de encontrar soluciones que realicen
la función del asistente de frenado con un gasto reducido.
La invención tiene el objetivo de proporcionar un
servofreno de depresión del tipo mencionado con una función de
asistente de frenado, sin que aquí haya que recurrir a una válvula
de control de accionamiento electromagnético. En este aspecto se
debe evitar en lo posible una activación involuntaria de la función
de asistente de frenado.
Este objetivo se consigue, según la invención,
mediante un servofreno de depresión que presente las características
de la reivindicación 1.
Así, el primer asiento de válvula se conforma en
un elemento de válvula desplazable que se acopla al elemento de
entrada, en la dirección de accionamiento del servofreno. Según la
invención, el elemento de válvula desplazable se expone siempre en
el lado trasero, que se dirige hacia el elemento de entrada, a la
presión imperante en la cámara de trabajo. Sin embargo, sí el
elemento de válvula desplazable se desplaza relativamente hacia la
carcasa de la válvula de control en la dirección de accionamiento
más allá de un tramo fijado previamente, entonces el elemento de
válvula desplazable se expone en, al menos, una parte de su lado
delantero, opuesto al lado trasero, y la diferencia de presión, que
actúa sobre el elemento de válvula desplazable, mantiene fijo el
elemento de válvula en la posición alcanzada hasta que se produce
una compensación de presión entre el lado delantero y el lado
trasero del elemento de válvula desplazable.
Según la invención se usa la diferencia de
presión, existente en cada caso en la pared móvil, para ejercer una
fuerza que actúa en la dirección de accionamiento sobre el elemento
de válvula móvil para mantener abierto por completo el primer
asiento de válvula, conformado en el elemento de válvula
desplazable, en situaciones determinadas, en las que no es
suficiente la fuerza de accionamiento ejercida por el conductor, de
modo que el servofreno crea la mayor diferencia de presión posible
entre su cámara de depresión y su cámara de trabajo, es decir,
entrega su potencia de multiplicación máxima.
En el servofreno de depresión según la invención,
después de sobrepasarse el mencionado desplazamiento relativo
prefijado con antelación, el elemento de válvula desplazable
resulta prácticamente "aspirado" a una posición, en la que el
primer asiento de válvula está completamente abierto. Ahora bien,
este necesario desplazamiento relativo sólo se logra si la velocidad
de accionamiento del elemento de entrada sobrepasa un valor
definido. En el servofreno de depresión según la invención, la
función de asistente de frenado se activa, por tanto, sólo mediante
el aprovechamiento inteligente de las diferencias de presión
existentes dentro del servofreno. No se necesita un electroimán para
la activación de la función de asistente de frenado.
La desactivación de la función de asistente de
frenado se realiza, en el servofreno según la invención, mediante
una reducción de la diferencia de presión que actúa sobre el
elemento de válvula desplazable. La reducción de esta diferencia de
presión se activa por un movimiento de retroceso del elemento de
entrada, que sobrepasa una medida determinada.
En ejemplos preferidos de realización del
servofreno de depresión según la invención, el elemento de válvula
desplazable se pretensa elásticamente contra la dirección de
accionamiento del servofreno. Esta pretensión elástica garantiza de
forma ventajosa un acoplamiento del elemento de válvula desplazable
al elemento de entrada en la dirección de accionamiento del
servofreno y posibilita, por otra parte, cuando la función de
asistente de frenado está activada, el desacoplamiento del elemento
de válvula desplazable del elemento de entrada. En esas formas de
realización, la fuerza, ejercida sobre el elemento de válvula
desplazable debido a la diferencia de presión, tiene que ser mayor
que la fuerza elástica, que actúa sobre el elemento de válvula en
dirección contraria, para activar la función de asistente de
frenado. Esta exigencia se puede tener en cuenta simplemente
mediante una medición adecuada de aquellas superficies del elemento
de válvula, expuestas a la diferencia de presión.
Preferentemente, en el caso del servofreno de
depresión según la invención, se configura en el elemento de
válvula desplazable un segundo asiento de válvula que funciona en
coordinación con un tercer asiento de válvula que crea en estado
abierto una comunicación entre la cámara de trabajo y la cámara de
depresión. Después de sobrepasarse el desplazamiento, fijado con
antelación, del elemento de válvula respecto a la carcasa de la
válvula de control, queda cerrado el segundo asiento de válvula y
abierto el tercer asiento de válvula de modo que la presión
imperante en la cámara de depresión puede actuar sobre el elemento
de válvula desplazable.
En ejemplos especialmente preferidos de
realización, el segundo asiento de válvula se conforma en el lado
delantero del elemento de válvula desplazable. Entre el segundo
asiento de válvula y el tercer asiento de válvula, ambos
preferentemente de forma anular, se delimita un espacio vacío
anular, cuya limitación frontal en un lado está constituida por el
elemento de válvula desplazable. Especialmente, el tercer asiento
de válvula se dispone concéntricamente respecto al segundo asiento
de válvula y radialmente fuera de éste. En el caso de que el segundo
asiento de válvula esté cerrado y el tercer asiento de válvula,
abierto, entonces el espacio vacío anular se comunica con la cámara
de depresión, mientras que en el caso de que el segundo asiento de
válvula esté abierto y el tercer asiento de válvula, cerrado, éste
se comunica con la cámara de trabajo. De esta forma, la superficie
del elemento de válvula desplazable, situada radialmente entre el
segundo asiento de válvula y el tercer asiento de válvula, se puede
exponer a la presión en la cámara de depresión o a la presión en la
cámara de trabajo.
Para poder reducir una diferencia de presión que
actúa sobre el elemento de válvula desplazable, el elemento de
válvula desplazable presenta, según una forma de realización del
servofreno de depresión según la invención, un canal que comunica
el lado delantero del elemento de válvula con su lado trasero. Este
canal, que normalmente está cerrado, se puede abrir mediante un
desplazamiento del elemento de entrada o de una pieza constructiva,
acoplada a éste, que se realiza relativamente respecto al elemento
de válvula desplazable contra la dirección de accionamiento del
servofreno y que sobrepasa una medida fijada con antelación. La
medida, fijada con antelación, garantiza que la función de
asistente de frenado no se desconecte demasiado pronto de forma
involuntaria.
Conforme a una configuración preferida del
servofreno según la invención, el canal, que comunica el lado
delantero con el lado trasero del elemento de válvula desplazable,
se puede cerrar mediante una junta anular que presenta dos faldas
de obturación circunferenciales, distanciadas axialmente entre sí.
La junta anular se aloja en una pieza constructiva que está guiada
sobre o en el elemento de válvula desplazable y se puede mover en
dirección axial relativamente respecto al elemento de válvula. La
distancia axial de las dos faldas de obturación circunferenciales
determina aquí básicamente la medida del desplazamiento relativo
entre la pieza constructiva y el elemento de válvula, que es
necesaria para abrir el canal y realizar una compensación de
presión.
En formas preferidas de realización del
servofreno según la invención, el segundo elemento de obturación de
válvula se pretensa elásticamente contra la dirección de
accionamiento del servofreno y se puede desplazar axialmente contra
esta pretensión elástica. La medida de la posibilidad de
desplazamiento axial del segundo elemento de obturación de válvula
representa aquí el umbral de conmutación que hay que dejar atrás
para activar la función de asistente de frenado. En las formas de
realización de este tipo, la fuerza resultante de la diferencia de
presión en el elemento de válvula desplazable tiene que ser mayor
que la suma de las fuerzas elásticas actuantes en dirección
contraria, que pretensan el segundo elemento de obturación de
válvula o el elemento de válvula desplazable para que se active la
función de asistente de frenado.
Con el fin de realizar una construcción que
ahorre espacio, el elemento de válvula desplazable tiene,
preferentemente, una forma básicamente de manguito. Aquí, el primer
asiento de válvula se conforma en el extremo del elemento de
válvula, dirigido hacia el elemento de entrada, mientras que el
segundo asiento de válvula se encuentra en el extremo opuesto del
elemento de válvula. Un elemento de válvula desplazable en forma de
manguito de este tipo se puede integrar en construcciones de válvula
de control convencionales sin influir notablemente en su diámetro o
longitud de construcción.
Preferentemente, en todas las formas de
realización del servofreno de depresión según la invención se
pretensa elásticamente el elemento de entrada contra la dirección
de accionamiento. En caso de soltarse el freno, esta pretensión
elástica mueve hacia atrás el elemento de entrada a la posición de
partida. De forma ventajosa desde el punto de vista constructivo se
aprovecha este pretensado elástico del elemento de entrada durante
su movimiento de retroceso a la posición de partida para mover
hacia atrás el elemento constructivo mencionado antes, en el que se
aloja la junta anular, relativamente respecto al elemento de
válvula desplazable para abrir así el canal existente en el
elemento de válvula y desconectar la función de asistente de
frenado.
Un ejemplo preferido de realización de un
servofreno de depresión según la invención se explica detalladamente
a continuación mediante dibujos esquemáticos adjuntos. Muestran:
Fig. 1 un corte longitudinal a través de la zona
en cuestión de un servofreno de depresión, según la invención, en
una posición de reposo,
Fig. 2 la vista según la figura 1 en una posición
de accionamiento, en la que está activada una función de asistente
de frenado,
Fig. 3 la vista según la figura 2 con la fuerza
de accionamiento retirada y
Fig. 4 la vista según las figuras 1 y 2 poco
antes de la desconexión de la función de asistente de frenado.
En la figura 1 se muestra un servofreno 10 de
depresión con una carcasa 12, cuyo espacio interior se subdivide
mediante una pared móvil 14 en una cámara 16 de depresión y una
cámara 18 de trabajo.
La cámara 16 de depresión se comunica siempre,
durante el funcionamiento del servofreno 10, con una fuente de
depresión, por ejemplo, con el sistema de aspiración de un motor de
combustión o con una bomba de depresión. Una válvula 20 de control
con una carcasa 22 se usa para establecer una comunicación entre la
cámara 16 de depresión y la cámara 18 de trabajo con el fin de
evacuar la cámara 18 de trabajo o para establecer una comunicación
entre la cámara 18 de trabajo evacuada y la atmósfera ambiente, es
decir, la presión atmosférica. La pared móvil 14 se acopla con
transmisión de fuerza a la carcasa 22 de la válvula de control.
El servofreno 10 se acciona mediante un elemento
24 de entrada pretensado elásticamente en su posición de partida,
que penetra a lo largo de un eje A en la carcasa 22 de la válvula
de control y que se fija con extremo esférico a un pistón 26 de
transmisión.
Al pistón 26 de transmisión se une fijamente un
pasador 28 que se extiende en ángulo recto respecto al eje A
alejándose del pistón 26 de transmisión y a través de un canal 30
conformado en la carcasa 22 de la válvula de control. En la
posición, mostrada en la figura 1, el pasador 28 hace contacto con
un tope 32 de la carcasa 12 de servofreno, que define la posición
de reposo de la válvula 20 de control, es decir, la posición de
todas las piezas constructivas de la válvula 20 de control entre
sí, que éstas toman (posición LTF) cuando el servofreno 10 no está
accionado. Las paredes laterales del canal 30 limitan la
posibilidad de movimiento del pasador 28 a lo largo del eje A, es
decir, la carrera máxima del pasador 28 a lo largo del eje A está
dada por la distancia que presentan entre sí las paredes laterales
del canal 30 en dirección axial.
El extremo del pistón 26 de transmisión, opuesto
al extremo esférico del elemento 24 de entrada, hace contacto con un
empujador 34 de transmisión de fuerza que transmite una fuerza de
accionamiento, aportada al servofreno 10 a través del elemento 24
de entrada, a un cilindro principal, conectado a continuación del
servofreno, de un sistema de freno hidráulico para vehículos, del
que se representa sólo una parte de un pistón 36 de entrada en las
figuras.
El pistón 26 de transmisión y una parte del
empujador 34 de transmisión de fuerza son rodeados por un elemento
38 de válvula desplazable, dispuesto concéntricamente respecto a
éstos y que presenta básicamente una forma de manguito. En el
extremo libre del elemento 38 de válvula, colindante con el
elemento 24 de entrada, se conforma un primer asiento anular 40 de
la válvula 20 de control. El primer asiento 40 de válvula trabaja
en coordinación con un primer elemento 42 de válvula, también
anular y pretensado elásticamente contra éste, y puede controlar la
comunicación entre la atmósfera ambiente y la cámara 18 de trabajo
del servofreno 10.
Radialmente por fuera del primer asiento 40 de
válvula y concéntricamente respecto a éste se conforma dentro, en la
carcasa 22 de la válvula de control otro asiento anular 44 de la
válvula 20 de control, denominado cuarto asiento de válvula en lo
sucesivo y que también trabaja en coordinación con el primer
elemento 42 de válvula. Este cuarto asiento 44 de válvula puede
controlar la comunicación entre la cámara 16 de depresión y la
cámara 18 de trabajo del servofreno 10 para evacuar la cámara 18 de
trabajo después del accionamiento de éste.
En el extremo, alejado del elemento 24 de
entrada, del elemento 38 de válvula desplazable se conforma en el
extremo libre de un manguito 46, que tiene un diámetro más pequeño
que el elemento 38 de válvula y que mediante una brida anular 48 se
une de una sola pieza al elemento 38 de válvula, un segundo asiento
anular 50 de válvula que trabaja en cooperación con un segundo
elemento 52 de obturación de válvula, pretensado elásticamente
contra éste y que también tiene forma anular.
Radialmente por fuera del segundo asiento 50 de
válvula se conforma en la carcasa 22 de la válvula de control un
tercer asiento 53 de válvula, también anular, que se dispone
concéntricamente respecto al segundo asiento 50 de válvula y que
trabaja, asimismo, en coordinación con el segundo elemento 52 de
válvula. El funcionamiento tanto del segundo asiento 50 de válvula
como del tercer asiento 53 de válvula se explicará detalladamente
más adelante.
El segundo elemento 52 de obturación de válvula
está guiado con posibilidad de desplazamiento axial mediante una
prolongación cilíndrica 54, que se extiende a partir de éste en
dirección al pistón 36 de entrada, en una sección 56,
correspondientemente realizada, de una carcasa auxiliar 58 y se
hermetiza mediante una junta 60 respecto a la sección 56. La
carcasa auxiliar 58, que está encarcasada en la zona final interna
de la carcasa 22 de la válvula de control y unida fijamente a ésta,
presenta una prolongación cilíndrica hueca 6 que penetra en la
carcasa 22 de la válvula de control y que tiene un diámetro externo
menor que la sección 56, también cilíndrica hueca, dispuesta
concéntricamente respecto a éste. En la prolongación cilíndrica
hueca 62 se aloja el extremo del empujador 34, dirigido hacia el
pistón 36 de entrada, de transmisión de fuerza. En el extremo libre
de la prolongación cilíndrica hueca 62 se conforma un asiento anular
50' de válvula que presenta el mismo diámetro que el segundo asiento
50 de válvula y que forma con éste una unidad funcional en el
presente ejemplo de realización. El asiento 50' de válvula actúa
sobre el lado, opuesto al segundo asiento 50 de válvula, del segundo
elemento 52 de obturación de válvula, en coordinación con este
último.
Entre la prolongación cilíndrica hueca 62 y la
sección 56 se dispone un muelle 64 de presión que se apoya, en un
lado, en el fondo de la carcasa auxiliar 58 y, en el lado
contrario, en el segundo elemento 52 de obturación de válvula. El
muelle 64 de presión pretensa el segundo elemento 52 de obturación
de válvula contra la dirección de accionamiento del servofreno 10 y
en dirección hacia el segundo asiento 50 de válvula y el tercer
asiento 53 de válvula.
Otro muelle 66 de presión, que rodea
concéntricamente el empujador 34 de transmisión de fuerza y que se
apoya con su extremo libre en la carcasa 58 auxiliar 58, presiona
con su otro extremo contra un collar 67, dirigido radialmente hacia
dentro, del manguito 46 del elemento 38 de válvula desplazable, de
modo que el elemento 38 de válvula se pretensa contra la dirección
de accionamiento del servofreno 10 y, normalmente, se mantiene en
contacto con un borde anular 68 conformado en el empujador 34 de
transmisión de fuerza.
Como se representa en la figura 1, el pasador 28
penetra a través de una entalladura 70 del elemento 38 de válvula
desplazable. En la entalladura 70, el pasador 28 tiene un juego a lo
largo del eje A que es menor que el recorrido máximo posible del
pasador 28 en el canal 30.
En las figuras 1 a 4 se explica detalladamente el
funcionamiento del servofreno 10. Un accionamiento del servofreno 10
desplaza el elemento 24 de entrada hacia dentro del servofreno 10 o
de su válvula 20 de control, es decir, hacia la izquierda en las
figuras. Este desplazamiento del elemento 24 de entrada se transmite
al pistón 26 de transmisión y de éste, al empujador 34 de aplicación
de fuerza. El empujador 34 de transmisión de fuerza transmite, a
su vez, mediante el borde anular 68 conformado en éste, este
desplazamiento al elemento 38 de válvula desplazable de modo que el
primer asiento 40 de válvula se levanta del primer elemento 42 de
obturación de válvula, por lo que puede fluir aire ambiente a
través de un canal 72, rodeado por el elemento 24 de entrada,
pasando por delante del primer asiento 40 de válvula, y a través del
canal 30 a la cámara 18 de trabajo del servofreno 10. En la pared
móvil 14 aparece a continuación una diferencia de presión y la
fuerza así resultante se transmite de la pared móvil 14 a la carcasa
2 de la válvula de control que transmite la fuerza mediante el
pistón 36 de entrada al cilindro principal ya mencionado.
Dado que el elemento 38 de válvula desplazable se
acopla, como ya se ha descrito, al elemento 24 de entrada en la
dirección de accionamiento, el primer asiento 40 de la válvula 20 de
control se abre más o menos en dependencia del desplazamiento del
elemento 24 de entrada, realizado relativamente respecto a la
carcasa 22 de la válvula de control. La diferencia de presión, que
actúa en cada caso en la pared móvil 14, da como resultado una
correspondiente fuerza de apoyo del servofreno 10.
En los frenados de servicio, que se denominan
aquí frenados normales, el elemento 24 de entrada, y con ello
también el elemento 38 de válvula desplazable, sólo se mueve
relativamente poco en la dirección de accionamiento. Esto provoca
que aunque durante un frenado normal de este tipo el segundo asiento
50 de válvula hace contacto con el segundo elemento 52 de
obturación de válvula, no lo haga el asiento 50' que trabaja en
coordinación con éste. No se produce un desplazamiento axial
considerable del segundo elemento 52 de obturación de válvula, de
modo que el tercer asiento 53 de válvula permanece cerrado. Por
tanto, en un frenado normal la presión imperante en la cámara 18 de
trabajo llega, a través de un orificio 74, existente en el pistón 26
de transmisión (véase la figura 2), así como del asiento 50' de
válvula y de orificios 78 de compensación de presión, existentes en
el segundo elemento 52 de obturación de válvula, tanto al lado
trasero como al lado delantero de la brida anular 48 del elemento
38 de válvula. Por esta razón, no actúa ninguna diferencia de
presión sobre le elemento 38 de válvula desplazable, ni
especialmente sobre su brida anular 48 durante un frenado
normal.
Si no se aumenta una fuerza de accionamiento,
aplicada en el marco de un frenado normal sobre el elemento 26 de
entrada, entonces el primer elemento 42 de válvula vuelve a estar
en contacto con el primer asiento 40 de válvula debido al
desplazamiento de la carcasa 22 de la válvula de control, que
provoca la diferencia de presión existente en la pared móvil 14, de
modo que se interrumpe la entrada de aire a la cámara 18 de trabajo
(posición de equilibrio; ambos asientos 40 y 44 de válvula
cerrados).
Sin embargo, en caso de un accionamiento rápido y
con una carrera relativamente grande del elemento 24 de entrada,
como es típico en un frenado dominado por el pánico (frenado de
emergencia), el elemento 38 de válvula desplazable se mueve
relativamente respecto a la carcasa 22 de la válvula de control en
la dirección de accionamiento que casi se sobrepasa por un instante
tanto la distancia axial entre el segundo asiento 50 de válvula y el
segundo elemento 52 de obturación de válvula como la distancia
axial entre el asiento 50' de válvula y el segundo elemento 52 de
obturación de válvula. Si se observa detalladamente este proceso,
primero el segundo asiento 50 de válvula hace contacto hermético con
el segundo elemento 52 de obturación de válvula y desplaza a éste
contra la fuerza del muelle 64 de presión en la dirección de
accionamiento, de modo que también el asiento 50' de válvula pasa a
tener un contacto hermético con el segundo elemento 52 de
obturación de válvula.
Debido al desplazamiento del segundo elemento 52
de obturación de válvula se ha abierto el tercer asiento 53 de
válvula de modo que la depresión, imperante en la cámara 16 de
depresión, puede llegar a un espacio vacío anular B que se delimita
entre los asientos cerrados 50, 50' y el tercer asiento 53 de
válvula. Después de abrirse el asiento 53 de válvula, en el espacio
vacío anular B se ajusta con relativa rapidez la presión imperante
en la cámara de depresión, que entonces actúa también sobre el lado
delantero de la brida anular 48 del elemento 38 de válvula.
Sin embargo, en el lado trasero de la brida
anular 48 sigue actuando como siempre la presión imperante en la
cámara 18 de trabajo. Por tanto, la diferencia de presión,
existente así en la brida anular 48, provoca una fuerza que actúa en
la dirección de accionamiento sobre el elemento 38 de válvula
desplazable y que, mediante un dimensionamiento adecuado de la
superficie de la brida anular 48, es mayor que la fuerza en
dirección contraria de los dos muelles 64 y 66 de presión. De esta
forma se garantiza que el elemento 38 de válvula desplazable se
mantenga en la posición representada en la figura 2, es decir, el
primer asiento 40 de válvula permanece abierto (función de asistente
de frenado, véase la figura 2), incluso si el elemento 24 de
entrada se desplaza un poco contra la dirección de accionamiento
(véase la figura 3) en el transcurso ulterior del frenado de
emergencia debido a las elevadas fuerzas de retroceso que se
producen. El elemento 38 de válvula desplazable permanece casi
"fijado por aspiración" al segundo elemento 52 de obturación de
válvula debido a la depresión existente en este estado de
accionamiento en el espacio vacío anular B, incluso cuando el borde
circular 68 se separa del collar 67 del manguito 46 (véase la figura
3).
Para desconectar la función de asistente de
frenado se tiene que producir una compensación de presión respecto
a la brida anular 48. Con este fin existe en el elemento 38 de
válvula desplazable un taladro radial 80 que, por una parte, se
comunica permanentemente con el espacio vacío anular B y, por otra
parte, se puede conectar con el lado trasero de la brida anular 48.
La comunicación con el espacio interno del elemento 38 de válvula
desplazable y, con ello, con el lado posterior de la brida anular
48 controla una junta anular 82 que se aloja en el pistón 26 de
transmisión y que presenta dos faldas 84 de obturación
circunferenciales, distanciadas axialmente entre sí. Mientras el
taladro radial 80 se encuentre axialmente entre las dos faldas
radiales 84, está interrumpida la comunicación entre el taladro
radial 80 y el espacio interno del elemento 38 de válvula
desplazable. Sólo cuando el pistón 26 de transmisión ha retrocedido,
relativamente respecto al elemento 38 de válvula, tanto que la falda
84 de obturación, situada a la izquierda en las figuras, ha
rebasado el taladro radial 80 contra la dirección de accionamiento
del servofreno, existe una comunicación de fluido entre el espacio
interno del elemento 38 de válvula desplazable y el espacio vacío
anular B, de modo que se puede realizar la mencionada compensación
de presión.
Después de ejecutada la compensación de presión
desaparece la fuerza en la dirección de accionamiento, resultante de
la diferencia de presión en la brida anular 48, de modo que el
muelle 64 de presión mueve el segundo elemento 52 de obturación de
válvula, poniéndolo en contacto con el tercer asiento 53 de
válvula, y el muelle 66 de presión oprime el elemento 38 de válvula
desplazable, poniéndolo en contacto con el borde circular 68 del
empujador 34 de transmisión de fuerza. La función de asistente de
frenado se desconecta de esta manera y los asientos 50 y 50' de
válvula se vuelven a abrir.
Si el elemento 24 de entrada retrocede muy
rápidamente, todavía se puede desconectar la función de asistente de
frenado de un segundo modo. En caso de un rápido movimiento de
retroceso del elemento 24 de entrada, el pasador 28 choca contra el
borde, situado a la derecha en la figura 3, de la entalladura 70 en
el elemento 38 de válvula (véase la figura 4), actuando sobre el
elemento 38 de válvula desplazable no sólo la fuerza de los muelles
64 y 66 de presión, sino además la fuerza de un muelle 86 de
presión que pretensa el elemento 24 de entrada contra la dirección
de accionamiento. La fuerza conjunta de estos tres muelles 64, 66 y
68 de presión es mayor que la fuerza actuante en la dirección de
accionamiento, que resulta de la diferencia de presión en la brida
anular 48, de modo que el elemento 38 de válvula desplazable se
separa obligatoriamente del segundo elemento 52 de obturación de
válvula y se desconecta la función de asistente de frenado, incluso
cuando todavía no se ha realizado o no se ha ejecutado por completo
la compensación de presión en la brida anular 48.
Claims (9)
1. Servofreno (10) de depresión con una cámara
(16) de depresión y una cámara (18) de trabajo, separada de ésta
herméticamente por una pared móvil (14), así como con una válvula
(20) de control que presenta una carcasa (22), acoplada a la pared
móvil (14) con transmisión de fuerza, y un primer asiento (40) de
válvula, dispuesto dentro, que controla en coordinación con un
primer elemento (42) de obturación de válvula la entrada de la
presión atmosférica o sobrepresión a la cámara (18) de trabajo en
función del desplazamiento de un elemento (24) de entrada, acoplado
al primer asiento (40) de válvula, del servofreno (10) para crear
una diferencia de presión en la pared móvil (14), estando conformado
el primer asiento (40) de válvula en un elemento (38) de válvula
desplazable que se acopla al elemento (24) de entrada, en la
dirección de accionamiento del servofreno (10), caracterizado
porque el elemento (38) de válvula se expone en su lado trasero,
que se dirige hacia el elemento (24) de entrada, a la presión
imperante en la cámara (18) de trabajo, porque después de
sobrepasarse un desplazamiento del elemento (38) de válvula
desplazable, fijado con antelación y en la dirección de
accionamiento respecto a la carcasa (22) de la válvula de control,
éste último se expone en, al menos, una parte de su lado delantero,
opuesto al lado trasero, a la presión imperante en la cámara (16)
de depresión y porque la diferencia de presión, que actúa sobre el
elemento (38) de válvula desplazable lo mantiene en la posición
alcanzada hasta que se produce una compensación de presión entre el
lado delantero y el lado trasero del elemento (38) de válvula
desplazable.
2. Servofreno de depresión según la
reivindicación 1, caracterizado porque el elemento (38) de
válvula desplazable se pretensa elásticamente contra la dirección
de accionamiento del servofreno (10).
3. Servofreno de depresión según la
reivindicación 1 ó 2, caracterizado porque en el elemento
(38) de válvula desplazable se conforma un segundo asiento (50) de
válvula que trabaja en coordinación con un segundo elemento (52) de
obturación de válvula que, por su parte, trabaja en coordinación con
un tercer asiento (53) de válvula que en estado abierto crea una
comunicación entre la cámara (18) de trabajo y la cámara (16) de
depresión y porque después de sobrepasarse el desplazamiento, fijado
con antelación, del elemento (38) de válvula respecto a la carcasa
(22) de la válvula de control se cierra el segundo asiento (50) de
válvula y se abre el tercer asiento (53) de válvula.
4. Servofreno de depresión según la
reivindicación 3, caracterizado porque entre el segundo
asiento (50) de válvula y el tercer asiento (53) de válvula se
delimita un espacio vacío anular (B), cuya limitación frontal en un
lado está constituida por el elemento (38) de válvula desplazable y
porque en caso de estar cerrado el segundo asiento (50) de válvula
y abierto el tercer asiento (53) de válvula, el espacio vacío
anular (B) se comunica con la cámara (16) de depresión, mientras
que en caso de estar abierto el segundo asiento (50) de válvula y
cerrado el tercer asiento (53) de válvula se comunica con la cámara
(18) de trabajo.
5. Servofreno de depresión según la
reivindicación 4, caracterizado porque el elemento (38) de
válvula desplazable presenta un canal (80) que comunica su lado
delantero con su lado trasero y que se abre después de sobrepasarse
un desplazamiento fijado con antelación del elemento (24) de entrada
o de una pieza constructiva, acoplada a éste, que se realiza contra
la dirección de accionamiento del servofreno (10) respecto al
elemento (38) de válvula desplazable.
6. Servofreno de depresión según la
reivindicación 5, caracterizado porque el canal (80), que
comunica el lado delantero con el lado trasero del elemento (38) de
válvula desplazable, se puede cerrar mediante una junta anular (82)
que presenta dos faldas (84) de obturación circunferenciales,
distanciadas axialmente entre sí, y que se aloja en una pieza
constructiva que está guiada sobre o en el elemento (38) de válvula
desplazable con posibilidad de desplazamiento axial respecto a éste
último.
7. Servofreno de depresión según una de las
reivindicaciones 3 a 6, caracterizado porque el segundo
elemento (52) de obturación de válvula se pretensa elásticamente
contra la dirección de accionamiento del servofreno (10) y se puede
desplazar axialmente contra esa pretensión elástica.
8. Servofreno de depresión según una de las
reivindicaciones precedentes, caracterizado porque el
elemento (38) de válvula desplazable tiene una forma básicamente de
manguito, conformándose el primer asiento (40) de válvula en el
extremo del elemento (38) de válvula, dirigido hacia el elemento
(24) de entrada y el segundo asiento (50) de válvula, en el extremo
opuesto del elemento (38) de válvula.
9. Servofreno de depresión según una de las
reivindicaciones precedentes, caracterizado porque el
elemento (24) de entrada se pretensa elásticamente contra la
dirección de accionamiento.
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