ES2210156T3 - Servofreno de depresion con dispositivo auxiliar de frenado de emergencia mecanico. - Google Patents

Abstract

Servofreno (10) con: - una cámara de depresión (16) y una cámara de trabajo (18) separada de ésta por una pared móvil (14), - una válvula de control (20) que posee una carcasa de válvula de control (22) acoplada a la pared móvil (14) de forma que transmite la fuerza y que, para la obtención de una diferencia de presión en la pared móvil (14), puede controlar la entrada de presión atmosférica o sobrepresión a la cámara de trabajo (18), - un dispositivo auxiliar de frenado de emergencia con un imán permanente (38) que está dispuesto en la carcasa de válvula de control (22) y un rotor (36A) que actúa conjuntamente con el imán permanente (38) que, en caso de un frenado de emergencia, se ajusta al imán permanente (38), manteniéndose abierta la válvula de control (20) para la entrada de presión atmosférica o sobrepresión a la cámara de trabajo (18), formando el imán permanente (38) y el rotor (36A) un módulo magnético de dos componentes (36A, 38), estando acoplado rígidamente un primer componente a un émbolo de accionamiento (28) en sentido de accionamiento del servofreno y - un dispositivo de acoplamiento (66) para el acoplamiento entre el segundo componente del módulo magnético (36A, 38), por lo menos en sentido de accionamiento del servofreno, y el émbolo de accionamiento (28), caracterizado porque las fuerzas de reacción que actúan en contra del sentido de accionamiento del servofreno, se pueden introducir en el dispositivo de acoplamiento (66) y pueden conducir al acoplamiento del segundo componente del módulo magnético (36A, 38), al menos en sentido de accionamiento del servofreno, con el émbolo de accionamiento (28).

Description

Servofreno de depresión con dispositivo auxiliar de frenado de emergencia mecánico.

La invención se refiere a un servofreno de depresión con una cámara de depresión y una cámara de trabajo separada de ésta por una pared móvil, con una válvula de control que posee una carcasa acoplada a la pared móvil de forma que transmite la fuerza y que para la obtención de una diferencia de presión en la pared móvil, puede controlar la entrada de presión atmosférica o sobrepresión a la cámara de trabajo, y con un dispositivo auxiliar de frenado de emergencia con un imán permanente dispuesto en la carcasa de la válvula de control y un rotor que actúa junto con el imán permanente y que, en caso de un frenado de emergencia, se ajusta al imán permanente, manteniéndose abierta la válvula de control para la entrada de presión atmosférica o sobrepresión a la cámara de trabajo. El imán permanente y el rotor forman un módulo magnético de dos componentes, estando acoplado de forma rígida un primer componente del módulo magnético a un émbolo de accionamiento en sentido de accionamiento y siendo posible acoplar un segundo componente del módulo magnético al émbolo de accionamiento por medio de un dispositivo de acoplamiento al menos en el sentido de accionamiento del servofreno. Por el término "sentido de accionamiento" en el marco de la presente invención, se entiende siempre el sentido de accionamiento del servofreno.

Los servofrenos de depresión se conocen desde hace mucho tiempo y se utilizan en millones de casos para apoyar las fuerzas de accionamiento de un sistema de freno de vehículo hidráulico y, por lo tanto, mantenerlas a un nivel agradable para el conductor de un vehículo. Igualmente se conocen los, así llamados, dispositivos auxiliares de frenado de emergencia que, a menudo, también se denominan "asistentes de freno" En este caso se trata de dispositivos que, en caso de un frenado de emergencia con fundamentalmente la misma fuerza de aplicación, ponen a disposición del conductor una potencia de frenado aumentada.

Entre los dispositivos auxiliares de frenado de emergencia se pueden distinguir sistemas activados electromagnéticamente y sistemas activados mecánicamente. Por motivos de costes se pretende el empleo de un sistema mecánico para aplicaciones en vehículos económicos.

Por el documento WO 00/07862 se conoce, por ejemplo, un servofreno de depresión con un dispositivo auxiliar de frenado de emergencia mecánico de este tipo. Este servofreno de depresión posee una cámara de depresión y una cámara de trabajo hermeticamente separada de ésta por una pared móvil. Una válvula de control que posee una carcasa acoplada a la pared móvil de forma que transmite la fuerza, comprende un asiento de válvula atmosférico que, para la obtención de una diferencia de presión en la pared móvil, puede controlar la entrada de la presión atmosférica a la cámara de trabajo en dependencia del desplazamiento de un elemento de entrada del servofreno. El elemento de entrada se acopla en sentido de accionamiento a un émbolo de accionamiento.

Para un mejor apoyo de la fuerza de frenado en caso de frenados de emergencia, se dispone un dispositivo auxiliar mecánico de frenado de emergencia en la carcasa de la válvula de control. El dispositivo auxiliar de frenado de emergencia comprende un módulo magnético de dos componentes a partir de un imán permanente y un rotor. El rotor que actúa junto con el imán permanente está acoplado rígidamente en sentido de accionamiento al elemento de entrada a través del émbolo de accionamiento. Un dispositivo de acoplamiento permite acoplar el rotor al imán permanente, de modo que al iniciar un proceso de frenado no varía la distancia axial entre el rotor y el imán permanente.

El rotor está pretensado elásticamente en sentido contrario al sentido de accionamiento del servofreno y se mantiene en la posición inicial de la válvula de control a una primera distancia del imán permanente. En el transcurso de una aproximación al imán permanente y al quedar por debajo de una segunda distancia previamente establecida que es menor que la primera distancia, el imán permanente tira del rotor venciendo la fuerza elástica de pretensado que actúa sobre él y anulando su acoplamiento rígido en sentido de accionamiento, con el elemento de entrada ajustado al imán permanente.

El movimiento del rotor se transmite a un casquillo de válvula acoplado de forma rígida al rotor, en cuyo extremo orientado hacia el elemento de entrada se dispone el asiento de válvula atmosférico. Con el dispositivo auxiliar de frenado de emergencia activado, la válvula atmosférica se mantiene abierta por completo en virtud del acoplamiento del rotor y el imán permanente. Por consiguiente, se genera la máxima diferencia de presión posible, alcanzándose la máxima fuerza de intensificación posible del servofreno.

Después de la activación del dispositivo auxiliar de frenado de emergencia, para su desactivación es preciso reducir la fuerza de accionamiento aplicada por el conductor. Como consecuencia de la reducción de la fuerza de accionamiento aplicada por el conductor, el émbolo de accionamiento se mueve contra el sentido de accionamiento y un arrastrador acoplado de forma rígida al émbolo de accionamiento, suelta el rotor del imán permanente.

Mientras no se alcance la presión de modulación del servofreno, es decir, la diferencia máxima de presión en la pared móvil, es necesario un exceso de velocidad de accionamiento definido para quedar por debajo de la segunda distancia y el consiguiente acoplamiento que acompaña entre el rotor y el imán permanente. Sin embargo, si se ha alcanzado la presión de modulación, el posterior aumento de la fuerza de accionamiento aplicada por el conductor independientemente de la velocidad de accionamiento siempre está unida a una aproximación del rotor y el imán permanente. Por lo tanto, en caso de un aumento lento de la fuerza de accionamiento, por ejemplo si el vehículo se detiene ante un semáforo, después de haber alcanzado la presión de modulación se puede producir un acoplamiento no deseado entre el rotor y el imán permanente. El dispositivo auxiliar de frenado de emergencia se activa a pesar de que no existe ninguna situación de frenado de emergencia.

De igual manera que en el caso de una activación deseada después de un frenado de emergencia, para desactivar de nuevo el dispositivo auxiliar de frenado de emergencia activado de forma no deseada, el conductor debe retroceder una distancia relativamente grande el pedal de freno antes de que el servofreno descienda a su curva característica de potencia original y el conductor pueda regularlo otra vez de forma habitual.

El cambio en la curva característica de potencia normal que se produce con una activación del dispositivo auxiliar de frenado de emergencia en situaciones en las que no es necesario un frenado de emergencia resulta irregular para el conductor y, por consiguiente, se considera un inconveniente.

La invención se basa en el objetivo de proponer un servofreno con un dispositivo auxiliar de frenado de emergencia mecánico, en el que la activación del dispositivo auxiliar de frenado de emergencia sólo se pueda llevar a cabo en situaciones de frenado de emergencia.

Partiendo de un servofreno del tipo descrito al principio, este objetivo se cumple según la invención, gracias a que se prevé un dispositivo de acoplamiento que acopla el segundo componente aún desacoplado del módulo magnético al émbolo de accionamiento, por lo menos en sentido de accionamiento del servofreno siempre que las fuerzas de reacción aumentadas se introduzcan en el dispositivo de acoplamiento en contra del sentido de accionamiento del servofreno.

Si no existe ninguna situación de frenado de emergencia, es decir, por ejemplo en caso de un aumento pausado de la fuerza de aplicación, tanto el rotor, como también el imán permanente se acoplan, al menos en sentido de accionamiento, al émbolo de accionamiento por medio del dispositivo de acoplamiento. A través del acoplamiento simultáneo tanto del rotor, como también del imán permanente, al émbolo de accionamiento, no se puede reducir más la distancia opuesta entre los dos componentes del módulo magnético. Por consiguiente, se excluye que el rotor y el imán permanente se aproximen hasta tal punto que se quede por debajo de la segunda distancia arriba mencionada y se produzca un acoplamiento del rotor y el imán permanente.

Según la invención, se recurre a las fuerzas de reacción hidráulicas del cilindro de freno principal que actúan en el émbolo de accionamiento en contra del sentido de accionamiento, como criterio para la existencia de una situación de frenado de emergencia. En caso de un aumento comparativamente lento de la fuerza de accionamiento aplicada por el conductor, es decir, cuando no existe ninguna situación de frenado de emergencia, las fuerzas de reacción del cilindro de freno principal son relativamente altas. En este caso, por decirlo así, como respuesta a las elevadas fuerzas de reacción, éstas activan el dispositivo de acoplamiento y el componente del módulo magnético aún no acoplado al émbolo de accionamiento se acopla al émbolo de accionamiento, al menos, en sentido de accionamiento. Por lo tanto, queda excluida una activación no deseada del dispositivo auxiliar de frenado de emergencia.

Por el contrario, en caso de un accionamiento rápido del sistema de freno típico en situaciones de frenado de emergencia, las fuerzas de reacción del cilindro de freno principal en el comienzo aún son comparativamente reducidas. Por consiguiente, el dispositivo de acoplamiento permanece desactivado y el dispositivo auxiliar de frenado de emergencia se puede conectar de la forma habitual.

Según una forma de realización preferible se prevé un dispositivo de acoplamiento mecánico. Las fuerzas de reacción del cilindro de freno principal actúan ventajosamente en el dispositivo de acoplamiento mecánico en contra del sentido de accionamiento, de modo que el segundo componente aún no acoplado del módulo magnético se acopla al émbolo de accionamiento al menos en sentido de accionamiento, por ejemplo, si las fuerzas de reacción rebasan un umbral determinado. En este caso, el dispositivo de acoplamiento se dispone preferiblemente de forma que transmita la fuerza, entre el émbolo de accionamiento y un componente del servofreno que introduce las fuerzas de reacción del cilindro de freno principal en el servofreno. Según el principio "actio = reactio", en el dispositivo de acoplamiento, además de la fuerza de accionamiento aplicada por el conductor que actúa en sentido de accionamiento, también actúa la fuerza de reacción del cilindro de freno principal que actúa en contra del sentido de accionamiento.

El acoplamiento entre el componente del módulo magnético aún no acoplado al émbolo de accionamiento, y el émbolo de accionamiento se lleva a cabo preferiblemente por medio de una unión de bloqueo. Sin embargo, también son posibles otras configuraciones de los dispositivos de acoplamiento. Por lo tanto, el dispositivo de acoplamiento puede comprender, por ejemplo, elementos de enclavamiento o de trinquete para el acoplamiento de los componentes del módulo magnético aún desacoplados al émbolo de accionamiento.

Siempre que se prevea una unión de bloqueo para el acoplamiento del componente del módulo magnético aún desacoplado al émbolo de accionamiento, el dispositivo de acoplamiento puede comprender un elemento de retención que, por medio de una fuerza que actúe, por ejemplo, en sentido de accionamiento, se pueda deformar radialmente hacia fuera con respecto a un eje longitudinal de la carcasa de la válvula de control. El elemento de retención se dispone preferiblemente en sentido de accionamiento por detrás del émbolo de accionamiento y se une a éste de forma que transmita la fuerza. Por lo tanto, el émbolo de accionamiento puede aplicar al menos una parte de la fuerza necesaria para la deformación del elemento de retención.

Según una forma de realización preferible, las zonas deformables del elemento de retención se configuran como dedos que se extienden paralelamente al eje longitudinal de la carcasa de la válvula de control y que rodean concéntricamente en su totalidad este eje longitudinal. Los dedos, a su vez, se pueden unir por sus extremos orientados hacia la cámara de depresión, a una pieza de soporte común que se conecta al émbolo de accionamiento.

Para la deformación del elemento de retención se puede utilizar una pieza dotada de superficies inclinadas dispuesta, por ejemplo, entre el émbolo de accionamiento y el elemento de retención. En lugar de una pieza separada dotada de superficies inclinadas, éstas también se pueden prever radialmente por fuera en el émbolo de accionamiento.

Mediante la actuación conjunta de las superficies inclinadas (por ejemplo, superficies cónicas) con las zonas del elemento de retención configuradas, por ejemplo, como dedos, se acciona el dispositivo de acoplamiento. Para ello es necesario, generalmente, una reducción de la distancia axial entre el componente dotado de superficies inclinadas y el elemento de retención. Las superficies oblicuas pueden inclinarse con respecto a un eje longitudinal de la carcasa de la válvula de control.

Entre el elemento de retención y la pieza dotada de superficies inclinadas se dispone preferiblemente un elemento elástico, de modo que actúa contra una aproximación de ambos componentes. La carcasa de la válvula de control puede poseer un escalón que actúe en contra del sentido de accionamiento como tope para la pieza dotada de superficies inclinadas. Por detrás del elemento de retención y en sentido de accionamiento se dispone preferiblemente una placa sensora que actúa junto con una placa de reacción que se dispone entre un émbolo de reacción del servofreno de depresión y la carcasa de la válvula de control.

El dispositivo de retención puede seguir presentando un apéndice acoplado en sentido de accionamiento al componente aún desacoplado del módulo magnético, que actúa conjuntamente con el elemento de retención y lo rodea de forma concéntrica radialmente por fuera, al menos por zonas. En el caso de una deformación del elemento de retención radialmente hacia fuera, las zonas del elemento de retención que se deforman entran en contacto con la sección del apéndice que rodea el elemento de retención radialmente por fuera. Mediante el contacto entre el elemento de retención y el apéndice del componente aún desacoplado del módulo magnético se lleva a cabo el acoplamiento de este componente con el émbolo de accionamiento. El apéndice se pretensa preferiblemente en sentido de accionamiento con respecto al componente a acoplar del módulo magnético, a fin de permitir cierto movimiento relativo entre este componente y el apéndice.

El componente aún desacoplado del módulo magnético se une preferiblemente a través de, por ejemplo, una unión por tornillos, a un dispositivo de sujeción de forma axialmente regulable. El dispositivo de sujeción, a su vez, se puede pretensar por medio de un elemento elástico en contra del sentido de accionamiento contra un escalón de la carcasa de la válvula de control. Gracias al escalón de la carcasa de la válvula de control se evita un movimiento del componente acoplable del módulo magnético en contra del sentido de accionamiento. El elemento elástico, por el contrario, permite cierto desplazamiento del componente acoplable del módulo magnético en sentido de accionamiento.

El dispositivo de sujeción para el componente desacoplado del módulo magnético se une preferiblemente en contra del sentido de accionamiento de forma rígida y en sentido de accionamiento de forma elástica al apéndice que actúa junto con el elemento de retención. Con esta finalidad, el dispositivo de sujeción se puede dotar radialmente por dentro, por ejemplo, de una ranura. El apéndice puede poseer un cuello que penetre en la ranura, pretensando de forma ventajosa un elemento elástico dispuesto entre una superficie lateral de la ranura orientada hacia la cámara de depresión y una cara frontal opuesta del cuello, el dispositivo de sujeción y el apéndice entre sí.

Por medio de las figuras esquemáticas adjuntas se explican más detalladamente ejemplos de realización preferibles de la invención con más detalles y ventajas. Las distintas figuras muestran:

Fig. 1 una sección longitudinal a través de la válvula de control de un primer ejemplo de realización de un servofreno de depresión según la invención en una posición listo para el servicio;

Fig. 2 la válvula de control de la figura 1 con el dispositivo auxiliar de frenado de emergencia activado;

Fig. 3 la válvula de control de la figura 1 en posición de aflojamiento después de la desactivación del dispositivo auxiliar de frenado de emergencia;

Fig. 4 la válvula de control de la figura 1 al alcanzar la presión de modulación en una posición de frenado normal;

Fig. 5 la válvula de control de la figura 1 después de rebasar el punto de modulación con el dispositivo de acoplamiento activado;

Fig. 6 la válvula de control según la figura 1 en una posición de frenado parcial con el dispositivo de acoplamiento activado;

Fig. 7 una sección longitudinal a través de la válvula de control de un segundo ejemplo de realización de un servofreno de depresión según la invención.

En la figura 1 se muestra un primer ejemplo de realización de un servofreno de depresión según la invención 10 con una carcasa 12 en la que una pared móvil 14 separa a prueba de escape bajo presión una cámara de depresión 16 de una cámara de trabajo 18.

Durante el servicio del servofreno 10, la cámara de depresión 16 está en unión constante con una fuente de depresión, por ejemplo, con la sección de aspiración de un motor de combustión interna o con una bomba de depresión. Una válvula de control 20 con una carcasa 22 puede unir opcionalmente la cámara de trabajo 18 a la cámara de depresión 16, a fin de evacuar la cámara de trabajo 18 o unir la cámara de trabajo evacuada 18 a la atmósfera ambiental, es decir, a la presión ambiente, a fin de generar una diferencia de presión en la pared móvil 14. La pared móvil 14 se acopla a la carcasa de la válvula de control 22 de forma que transmite la fuerza.

El servofreno 10 se acciona por medio de un elemento de entrada 26 en forma de barra pretensado por un resorte 24 en su posición inicial que penetra a lo largo de un eje A en la carcasa de la válvula de control 22 y se fija en un émbolo de accionamiento 28 con uno de sus extremos configurado de forma esférica.

El extremo del émbolo de accionamiento 28 opuesto al extremo configurado de forma esférica del elemento de entrada 26 está en contacto a través de un dispositivo de acoplamiento 66 con una placa sensora 30 que transmite una fuerza de aplicación llevada al servofreno 10 por el elemento de entrada 26 a través de una placa de reacción 32 de material elastómero, a un émbolo de reacción 34 de un cilindro principal conectado funcionalmente en serie con el servofreno 10, y aquí no representado, de un sistema de frenado hidráulico del vehículo. La placa de reacción 34 reúne la fuerza de accionamiento aplicada por el conductor, así como la fuerza del servofreno.

El émbolo de accionamiento 28 atraviesa un rotor anular 36a situado concéntricamente con respecto al émbolo y un imán permanente anular 38, dispuesto también concéntricamente con respecto al émbolo de accionamiento 28, que se aloja en un elemento de construcción 40 con forma de vaso.

El elemento de construcción con forma de vaso 40, que aloja el imán permanente 38, se une a un soporte en forma de un anillo de soporte de cilindro hueco 42, con posibilidad de regulación axial a través de una rosca interna central, que está dotado de una rosca exterior complementaria. El anillo de soporte 42 posee un ensanchamiento de diámetro a modo de brida 42A que con una de sus superficies orientada hacia el elemento de entrada 26, se ajusta a un escalón 22A de la carcasa de la válvula de control 22.

La carcasa de la válvula de control 22 se cierra por el lado opuesto al elemento de entrada 26 por medio de un suplemento de carcasa de válvula de control 44. Entre una superficie orientada hacia la cámara de depresión 16 del ensanchamiento de diámetro en forma de brida 42A del anillo de soporte 42 y una superficie frontal orientada hacia el elemento de entrada 26 del suplemento de carcasa de válvula de control 44, se dispone un elemento elástico anular 43. El elemento elástico 43 compuesto por un material elastómero permite un desplazamiento definido del anillo de soporte 42 y del elemento de construcción en forma de vaso 40 que aloja el imán permanente 38 y está acoplado al anillo de soporte 42, en sentido de accionamiento.

El diámetro interior del anillo de soporte 42 muestra por su extremo orientado hacia la cámara de depresión 16, una ranura anular 42B. En esta ranura anular 42B entra un cuello 72A de un apéndice 70 que se extiende desde el anillo de soporte 42 en dirección a la cámara de depresión 16. Entre una superficie lateral de la ranura 42B orientada hacia la cámara de depresión 16 y una superficie frontal del cuello 70a del apéndice 70, orientada hacia el elemento de entrada 26, se dispone un elemento elástico 72 de manera que el cuello 70A quede pretensado en sentido de accionamiento. Por consiguiente, el apéndice 70 se une al soporte 42 rígidamente en sentido de accionamiento y de manera elástica en sentido contrario al de accionamiento.

El apéndice 70 muestra una serie de secciones 70B en forma de segmentos de camisa cilíndrica que se extienden al interior de un rebajo 44A del suplemento de la carcasa de la válvula de control 44. En la figura 1 sólo se representa una de las secciones 70B. Estas secciones 70B del apéndice 70 colaboran con los dedos 74A de un elemento de retención 74. En la figura 1 se representan dos de estos dedos 74A que se desarrollan paralelos al eje longitudinal de la carcasa A rodeándolo concéntricamente. Por sus extremos orientados hacia la cámara de depresión 16, los dedos 74A se unen a una pieza de soporte común 74B. El elemento de retención 74 tiene, por consiguiente, una forma que es fundamentalmente la de un vaso, presentando, sin embargo, las paredes laterales del vaso unos rebajos en la zona situada entre los distintos dedos 74A.

En sentido de accionamiento, detrás del elemento de retención 74, se encuentra la placa sensora 30. En sentido de accionamiento, delante del elemento de retención 74, se encuentra un elemento de construcción cónico 76 que en sentido de accionamiento, y a través de su sección cónica 76B, colabora con los dedos 74A y, a través de su superficie frontal orientada hacia la cámara de depresión 16, y con ayuda de un elemento elástico 78, con la pieza de soporte 74B.

Cuando el elemento de construcción cónico 76 penetra en el interior del elemento de retención en forma de vaso 74, los dedos 74A del elemento de retención 74 son doblados radialmente hacia fuera por la sección cónica 76B del elemento de construcción cónico 76 cuya sección transversal disminuye en sentido de accionamiento. Al mismo tiempo se deforma de manera correspondiente el elemento elástico 78 situado delante del elemento de construcción cónico 76 en sentido de accionamiento.

El rotor 36A que colabora con el imán permanente 38 se configura en una sola pieza con un casquillo de válvula 36B que se desplaza axialmente y se guía en la carcasa de la válvula de control. El rotor 36A está dotado de un cuello orientado radialmente hacia dentro que actúa conjuntamente con un muelle de retroceso 58. El muelle de retroceso 58 pretensado colabora con el suplemento de la carcasa de la válvula de control unida a la carcasa de la válvula de control 22, tensando el rotor 36A y el casquillo de válvula 36B en contra de la sentido de accionamiento del elemento de entrada 26 frente a un saliente 28A del émbolo de accionamiento 28. El rotor 36A se acopla, por consiguiente, rígidamente al émbolo de accionamiento 28 en sentido de accionamiento.

En el extremo libre del casquillo de válvula 36B se configura un primer asiento de válvula anular 54 de la válvula de control 20. El primer asiento de válvula 54 colabora con un elemento de obturación de válvula igualmente anular 56 pretensado con respecto al mismo a través de un muelle 60 y puede controlar la conexión entre la atmósfera del entorno y la cámara de trabajo 18 del servofreno 10. Radialmente fuera del primer asiento de válvula 54, y de manera concéntrica con respecto al mismo, se configura en la carcasa de la válvula de control 22, un segundo asiento de válvula anular 62 de la válvula de control 20 que colabora igualmente con el elemento de obturación de válvula 56, siendo capaz de controlar la conexión entre la cámara de depresión 16 y la cámara de trabajo 18 del servofreno 10.

El primer asiento de válvula 54 de la válvula de control 20 se abre más o menos con respecto a la carcasa de la válvula de control 22 con motivo de un accionamiento del servofreno en función del desplazamiento del elemento de entrada 26, produciéndose la correspondiente fuerza de apoyo del servofreno 10 que resulta de la diferencia de presión que actúa en ese momento en la pared móvil 14.

En un accionamiento rápido y con una elevación relativamente grande del elemento de entrada 26, como suele ser típico en un frenado de emergencia, el rotor 36A se aproxima al imán permanente 38 tanto que la fuerza del muelle de compresión 58 ya no es suficiente para alejar el rotor 36A del imán permanente 38. En este caso, vence la fuerza ejercida por el imán permanente 38 sobre el rotor 36A. Este último se desacopla del elemento de entrada 26 y entra en contacto con el imán permanente 38. Este movimiento del rotor 36A arrastra también el casquillo de válvula 36B realizado en una sola pieza con el rotor 36A, de manera que el asiento de válvula 54 permanece abierto al máximo como consecuencia del acoplamiento del rotor 36A y del imán permanente 38. Con ello se activa el dispositivo auxiliar de frenado de emergencia y se proporciona la máxima fuerza posible del servofreno 10. Esta posición de servicio del servofreno 10 con el dispositivo auxiliar de frenado de emergencia activado se representa en la figura 2.

Dado que en caso de un frenado de emergencia, las fuerzas de reacción del cilindro de freno principal son aún relativamente reducidas en el inicio del frenado, la fuerza de accionamiento aplicada por el conductor introducida mediante el émbolo de accionamiento 28 en el elemento de construcción cónico 76, se transmite sin una gran resistencia a través del elemento elástico 78, al elemento de retención 74 y del elemento de retención 74 a la placa sensora 30. Por lo tanto, las fuerzas de reacción no son suficientes para oponer una resistencia a las fuerzas de accionamiento aplicadas por el conductor que conduciría a una deformación del elemento de retención 74 y a un acoplamiento del imán permanente 38 en sentido de accionamiento con el émbolo de accionamiento 28. El dispositivo de acoplamiento permanece desactivado.

A fin de soltar el freno de la posición de funcionamiento del servofreno 10 representada en la figura 2 y de desactivar el dispositivo auxiliar de frenado de emergencia, es preciso reducir la fuerza de accionamiento aplicada por el conductor. En caso de una reducción de la fuerza de accionamiento aplicada por el conductor, se apoya la carrera de retorno del elemento de entrada 26 a través de los muelles de retroceso 24 y 58. En virtud de la carrera de retorno del elemento de entrada 26, un pasador 64 acoplado rígidamente al émbolo de accionamiento 28 y que se extiende por una escotadura 36C del casquillo de válvula 36B, entra en contacto con una cara frontal 36D del casquillo de válvula 36B. Por consiguiente, en un posterior aumento de la carrera de retorno, las fuerzas de retroceso de los muelles de retroceso 24 y 58 se transmiten a través del pasador 64 al casquillo de válvula 36B y al rotor 36A acoplado rígidamente al casquillo de válvula 36B, de modo que el rotor 36A se desprende finalmente del imán permanente 38. El dispositivo auxiliar de frenado de emergencia está desactivado.

En la figura 3 se representa esta posición de servicio del servofreno con freno suelto y una carrera de retorno completa del elemento de entrada 26.

A causa de la carrera de retorno del émbolo de accionamiento 28, el muelle de retroceso 58 desplaza el casquillo de válvula 36B acoplado rígidamente al rotor 36A en contra del sentido de accionamiento y lo pretensa contra un escalón 22B de la carcasa de la válvula de control 22. A continuación, el primer asiento de válvula 54 entra en contacto con el elemento de obturación de válvula 56 y lo desplaza también en contra del sentido de accionamiento. Por consiguiente, el segundo asiento de válvula 62 se abre y se crea una unión entre la cámara de trabajo 18 y la cámara de depresión 16. La cámara de trabajo 18 se evacúa y se ajusta el estado inicial mostrado en la figura 1.

En la posición de servicio del servofreno 10 representada en la figura 3, el elemento de construcción cónico 76 ya se ha separado del émbolo de accionamiento 28, dado que se evita un posterior desplazamiento del elemento de construcción cónico 76 en contra del sentido de accionamiento por medio de un tope 44B del suplemento de carcasa de la válvula de control 44.

Si a partir de la posición de servicio del servofreno 10 representada en la figura 1, la fuerza de accionamiento aplicada por el conductor se aplica lentamente, es decir, no existe ninguna situación de frenado de emergencia, las fuerzas de reacción cada vez mayores del cilindro de freno principal actúan en contra del accionamiento y conducen finalmente a una activación del dispositivo de acoplamiento.

En la figura 4 se representa el servofreno 10 de la figura 1 alcanzando la presión de modulación en una posición de frenado normal con el dispositivo de acoplamiento activado. El rotor 36A ya se ha aproximado al imán permanente 38 hasta tal punto que un posterior desplazamiento del rotor 36A en sentido de accionamiento provocaría un acoplamiento no deseado del rotor 36A y el imán permanente 38. En una posición de servicio del servofreno 10 como esta, el dispositivo de acoplamiento se activa.

En virtud de las elevadas fuerzas de reacción en este estado del cilindro de freno principal, en caso de un posterior desplazamiento del émbolo de accionamiento 28 en sentido de accionamiento, se deforma el elemento elástico 72 dispuesto entre el elemento de retención 74 y el elemento de construcción cónico 76. A continuación, el elemento de construcción cónico 76 penetra aún más en el elemento de retención 74, de modo que la sección cónica 76A del elemento de construcción cónico 76 dobla radialmente hacia fuera los dedos 74A del elemento de retención 74. Acto seguido, los dedos 74A se enganchan con los diámetros interiores de las secciones 70B del apéndice 70 que se extienden al interior de la escotadura 44A del suplemento de carcasa de la válvula de control 44. Como consecuencia, el imán permanente 38 se acopla rígidamente en sentido de accionamiento al émbolo de accionamiento 28 a través del elemento de construcción en forma de vaso 40, el dispositivo de sujeción 42, el apéndice 70, el elemento de retención 74 y el elemento de construcción cónico 76. Dado que el rotor 36A está acoplado rígidamente al émbolo de accionamiento 28 a través de un tope 28A del émbolo de accionamiento 28, no puede disminuir más la distancia entre el rotor 36A y el imán permanente 38.

Si ahora se continúa aumentando la fuerza de accionamiento aplicada por el conductor, como se representa en la figura 5, y se rebasa la presión de modulación, el émbolo de accionamiento 28 se sigue moviendo en sentido de accionamiento, no obstante, la distancia entre el rotor 36A y el imán permanente 38 no puede disminuir más en virtud del acoplamiento rígido también del imán permanente 38 con el émbolo de accionamiento 28. En su lugar, la ampliación del diámetro en forma de brida 42A del dispositivo de sujeción 42 se separa de su contacto con el tope 22A de la carcasa de la válvula de control 22 y se deforma el elemento elástico 43. Queda excluida una activación no deseada del dispositivo auxiliar de frenado de emergencia.

Si a partir de la posición de funcionamiento representada en la figura 5, el freno se suelta a causa de la reducción de la fuerza de accionamiento aplicada por el conductor, el elemento elástico ahora descargado 78 separa presionando el elemento de construcción cónico 76 y el elemento de retención 74. El efecto de retención entre el elemento de retención 74 y el apéndice 70 se suprime y el émbolo de accionamiento 28 desacopla de nuevo el imán permanente 38.

En la, así llamada, posición de frenado parcial del servofreno 10 representada en la figura 6, el asiento de válvula abierto 54 con una fuerza de accionamiento aplicada por el conductor constante, se cierra como consecuencia de las fuerzas de reacción del cilindro de freno principal. Se ajusta la posición de equilibrio.

Si ya se ha activado el dispositivo de acoplamiento en la posición de frenado parcial, es decir, si los dedos 74A ya aprietan la sección 70B del apéndice 70, las fuerzas de reacción del cilindro de freno principal necesarias para el cierre del asiento de válvula 54 en una realización en una sola pieza del apéndice 70 y del dispositivo de sujeción 42 a través de la ampliación de diámetro en forma de brida 42A del dispositivo de sujeción 42, se introducen por completo en la carcasa de la válvula de control 22. En este caso, la válvula de asiento 54 no se podría cerrar mediante las fuerzas de reacción del cilindro de freno principal y no se podría alcanzar una posición de equilibrio.

A fin de poder alcanzar, a pesar de todo, la posición de equilibrio en la posición de frenado parcial, el dispositivo de sujeción 42 y el apéndice 70 se configuran como elementos de construcción separados y desplazables uno contra otro. Como ya se ha explicado arriba, el apéndice 70 se puede desplazar relativamente con respecto al dispositivo de sujeción 42 en contra del sentido de accionamiento mediante la deformación del elemento elástico 43 dispuesto en la ranura 42B del dispositivo de sujeción 42. Por consiguiente, las fuerzas de reacción del cilindro de freno principal pueden actuar de nuevo, al menos parcialmente, en el émbolo de accionamiento 28, también con el dispositivo de acoplamiento activado. A continuación, el émbolo de accionamiento 28 transmite las fuerzas de reacción al casquillo de válvula 36B a través de los muelles 58, de modo que el asiento de válvula 54 se cierra.

En la figura 7 se representa un segundo ejemplo de realización de un servofreno de depresión 10 según la invención, mejor dicho, la válvula de control 20 de este servofreno de depresión 10. El servofreno de depresión 10 según el segundo ejemplo de realización coincide fundamentalmente, desde un punto de vista funcional, con el servofreno de depresión descrito en las figuras 1 a 6. No obstante, en el servofreno de depresión según el segundo ejemplo de realización se ha suprimido el elemento de construcción cónico 76 según la figura 1. Una ventaja de este ahorro es una extensión axial considerablemente menor del dispositivo de acoplamiento 66. La menor extensión axial tiene como consecuencia que no sea necesario un mayor espacio constructivo en el interior de la carcasa de válvula de control 20, como es el caso en una carcasa de válvula de control del tipo habitual, es decir, sin dispositivo auxiliar de frenado de emergencia. Por otra parte, el dispositivo de acoplamiento 66 representado en la figura 7 se puede fabricar a un precio más razonable en virtud de la supresión del elemento de construcción cónico.

En el servofreno de depresión 10 representado en la figura 7, el émbolo de accionamiento 28 asume la función del elemento de construcción cónico. Con este objetivo, el émbolo de accionamiento 28 posee en su extremo orientado hacia la placa sensora 30, superficies inclinadas en forma de una sección cónica 28a. Por medio de estas superficies inclinadas 28a, el émbolo de accionamiento 28 actúa conjuntamente con los dedos de retención 74a del elemento de retención 74.

El elemento de retención 74 posee una pieza de soporte cilíndrica hueca 74b que rodea radialmente por fuera una reducción del diámetro 28b del émbolo de accionamiento 28 y se guía de forma desplazable en sentido longitudinal en la reducción de diámetro 28b. En la posición de servicio del servofreno 10 representada en la figura 7, la pieza de soporte cilíndrica hueca 74b está situada con uno de sus extremos junto a la superficie de la placa sensora 30 orientada hacia el elemento de entrada 26. Los dedos de retención 74a se disponen en la zona de su otro extremo.

En un desplazamiento lento del émbolo de accionamiento 28 en sentido de accionamiento, la sección cónica 28a del émbolo de accionamiento oprime radialmente hacia fuera los dedos de retención 74a en virtud de las elevadas fuerzas de reacción introducidas por la placa sensora 30 en la pieza de soporte 74b. En este caso, los dedos de retención 74a encajan con el cilindro de acoplamiento 70 que rodea radialmente por fuera los dedos de retención 74a. En virtud de esta unión de bloqueo, el émbolo de accionamiento 28 se acopla en sentido de accionamiento al imán permanente 40 a través de su sección cónica 28a, los dedos de retención 74a y el cilindro de acoplamiento 70. Como consecuencia de este acoplamiento del émbolo de accionamiento 28 con el imán permanente 40, la distancia axial entre el rotor 36a y el imán permanente 40 no se puede reducir más.

Claims (17)

1. Servofreno (10) con

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una cámara de depresión (16) y una cámara de trabajo (18) separada de ésta por una pared móvil (14),

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una válvula de control (20) que posee una carcasa de válvula de control (22) acoplada a la pared móvil (14) de forma que transmite la fuerza y que, para la obtención de una diferencia de presión en la pared móvil (14), puede controlar la entrada de presión atmosférica o sobrepresión a la cámara de trabajo (18),

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un dispositivo auxiliar de frenado de emergencia con un imán permanente (38) que está dispuesto en la carcasa de válvula de control (22) y un rotor (36A) que actúa conjuntamente con el imán permanente (38) que, en caso de un frenado de emergencia, se ajusta al imán permanente (38), manteniéndose abierta la válvula de control (20) para la entrada de presión atmosférica o sobrepresión a la cámara de trabajo (18), formando el imán permanente (38) y el rotor (36A) un módulo magnético de dos componentes (36A, 38), estando acoplado rígidamente un primer componente a un émbolo de accionamiento (28) en sentido de accionamiento del servofreno y

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un dispositivo de acoplamiento (66) para el acoplamiento entre el segundo componente del módulo magnético (36A, 38), por lo menos en sentido de accionamiento del servofreno, y el émbolo de accionamiento (28),

caracterizado porque las fuerzas de reacción que actúan en contra del sentido de accionamiento del servofreno, se pueden introducir en el dispositivo de acoplamiento (66) y pueden conducir al acoplamiento del segundo componente del módulo magnético (36A, 38), al menos en sentido de accionamiento del servofreno, con el émbolo de accionamiento (28).

2. Servofreno según la reivindicación 1, caracterizado porque el segundo componente del módulo magnético (36A, 38) se puede acoplar al émbolo de accionamiento (28) por medio de una unión de bloqueo.

3. Servofreno según la reivindicación 1 ó 2, caracterizado porque el dispositivo de acoplamiento (66) comprende un elemento de retención (74) que se puede deformar radialmente hacia fuera con respecto a un eje longitudinal (A) de la carcasa de válvula de control (22).

4. Servofreno según la reivindicación 3, caracterizado porque el elemento de retención (74) posee varios dedos (74A) que se extienden paralelamente al eje longitudinal A y cuya totalidad rodea concéntricamente el eje longitudinal (A).

5. Servofreno según la reivindicación 4, caracterizado porque el extremo de cada dedo (74A) orientado hacia la cámara de depresión (16) se une a una pieza de soporte común (74B) que está conectada funcionalmente después al émbolo de accionamiento (28) en sentido de accionamiento del servofreno.

6. Servofreno según una de las reivindicaciones 3 a 5, caracterizado porque el émbolo de accionamiento (28) posee radialmente por fuera superficies inclinadas (28a) y porque por medio de estas superficies inclinadas (28a) actúa junto con el elemento de retención (74).

7. Servofreno según una de las reivindicaciones 3 a 5, caracterizado porque el dispositivo de acoplamiento (66) posee un elemento de construcción (76) dotado de superficies inclinadas (76A), que actúa conjuntamente con el elemento de retención (74), al menos a través de estas superficies inclinadas (76A).

8. Servofreno según la reivindicación 7, caracterizado porque entre el elemento de retención (74) y el elemento de construcción (76) dotado de superficies inclinadas (76A), está dispuesto un primer elemento elástico (78).

9. Servofreno según una de las reivindicaciones 7 u 8, caracterizado porque la carcasa de válvula de control (22) posee un tope (44B) que en caso de un desplazamiento del elemento de construcción (76) dotado de superficies inclinadas (76A), actúa junto con éste en contra del sentido de accionamiento.

10. Servofreno según una de las reivindicaciones 3 a 9, caracterizado porque el dispositivo de acoplamiento (66) posee un apéndice (70) que actúa conjuntamente con el segundo componente del módulo magnético (36A, 38), al menos en sentido de accionamiento, con una sección (70B) que rodea, al menos por zonas, el elemento de retención (74) radialmente por fuera y que actúa junto con el elemento de retención (74).

11. Servofreno según la reivindicación 10, caracterizado porque el apéndice (70) está pretensado en sentido de accionamiento con respecto al segundo componente del módulo magnético (36A, 38).

12. Servofreno según una de las reivindicaciones 1 a 11, caracterizado porque el segundo componente del módulo magnético (36A, 38) está unido a un dispositivo de sujeción (42) de forma axialmente regulable.

13. Servofreno según la reivindicación 12, caracterizado porque existe un segundo elemento elástico (43) que pretensa el dispositivo de sujeción (42) en contra del sentido de accionamiento en dirección a la carcasa de válvula de control (22).

14. Servofreno según la reivindicación 12 ó 13, caracterizado porque la unión entre el dispositivo de sujeción (42) y el apéndice (70) permite un desplazamiento relativo en sentido axial.

15. Servofreno según la reivindicación 14, caracterizado porque el dispositivo de sujeción (42) está unido al apéndice (70) rígidamente en contra del sentido de accionamiento y elásticamente en el sentido de accionamiento.

16. Servofreno según una de las reivindicaciones 13 a 15, caracterizado porque el dispositivo de sujeción (42) posee una ranura abierta radialmente hacia el interior (42B) en la que penetra un cuello (70A) del apéndice (70).

17. Servofreno según la reivindicación 16, caracterizado porque en la ranura (42B) está dispuesto un tercer elemento elástico (72) entre una superficie lateral, orientada hacia la cámara de depresión, de la ranura (42B) y una cara frontal opuesta del cuello (70A) del apéndice (70).