ES2238381T3 - Servomotor de vacio con asistencia al frenado. - Google Patents
Servomotor de vacio con asistencia al frenado.Info
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Abstract
Un vacuomultiplicador, incluyendo una envuelta de multiplicador (1), un pistón de multiplicador (4) alojado en dicha envuelta de multiplicador (1) para dividir el interior de dicha envuelta de multiplicador (1) en una cámara delantera de vacío (2) que comunica con una fuente de vacío (V) y una cámara operativa trasera (3), un cilindro de válvula (10) conectado a dicho pistón de multiplicador (4), un pistón de válvula (18) encajado en dicho cilindro de válvula (10) de manera que pueda deslizar hacia adelante y hacia atrás, una varilla de entrada (20) conectada a dicho pistón de válvula (18) en su extremo delantero, un muelle de retorno de entrada (41) que empuja dicha varilla de entrada (20) hacia atrás, y una válvula de control (38) dispuesta dentro de dicho cilindro de válvula (10), para cambiar la comunicación de dicha cámara operativa (3) con una de dicha cámara de vacío (2) y la atmósfera según el movimiento de avance y retroceso de dicha varilla de entrada.
Description
Servomotor de vacío con asistencia al
frenado.
La presente invención se refiere a un
vacuomultiplicador usado para el servo operación de un cilindro de
freno principal para un vehículo. En dicho vacuomultiplicador, un
pistón de multiplicador está situado en una envuelta de
multiplicador para dividir el interior de la envuelta de
multiplicador en una cámara delantera de vacío que comunica con una
fuente de vacío y una cámara operativa trasera. Un pistón de válvula
encajado en un cilindro de válvula de manera que pueda deslizar
hacia adelante y hacia atrás, una varilla de entrada conectada en su
extremo delantero al pistón de válvula, una válvula de control que,
según el movimiento hacia adelante y hacia atrás de la varilla de
entrada entre el pistón de válvula y el cilindro de válvula, altera
la comunicación de la cámara operativa con la cámara de vacío o la
atmósfera, y un muelle de retorno de entrada que empuja la varilla
de entrada hacia atrás, están dispuestos en el cilindro de válvula
que comunica con el pistón de multiplicador. La válvula de control
está constituida por un asiento de válvula de introducción de vacío
en forma de aro formado en el cilindro de válvula, un asiento de
válvula de introducción atmosférica formado en el pistón de válvula
y colocado dentro del asiento de válvula de introducción de vacío,
un elemento de válvula que incluye una porción de reborde de unión
en forma de aro soportado fijamente en la pared interior del
cilindro de válvula, un cilindro elástico que se extiende axialmente
desde la porción de reborde de unión, y una porción de válvula
conectada, a modo de pestaña, al extremo delantero del cilindro
elástico y situada mirando al asiento de válvula de introducción de
vacío y el asiento de válvula de introducción atmosférica, en el que
se va a asentar la porción de válvula. Un primer orificio que
comunica con la cámara de vacío está abierto al lado de pared
exterior del asiento de válvula de introducción de vacío, y un
segundo orificio que comunica con la cámara operativa se abre entre
el asiento de válvula de introducción de vacío y el asiento de
válvula de introducción atmosférica, permitiendo así que el interior
de la porción de válvula comunique con la atmósfera.
Los vacuomultiplicadores son conocidos, como se
describe, por ejemplo, en
JP-B-58-48923U y DE
107 56 225 A1 que describen un servofreno según el preámbulo de la
reivindicación 1. La periferia de la válvula de control del
vacuomultiplicador descrito en
JP-B-58-48923U se
representa en la figura 6. Como es evidente por la figura 6, una
válvula de control 38 de un vacuomultiplicador convencional incluye:
un asiento de válvula de introducción de vacío en forma de aro 30,
formado en un cilindro de válvula 10; un asiento de válvula de
introducción atmosférica 31, que se forma en un pistón de válvula 18
que está conectado a una varilla de entrada 20 y está situado dentro
del asiento de válvula de introducción de vacío 30; un elemento de
válvula 34, que incluye una porción de reborde de unión en forma de
aro 34b que es soportado fijamente por la pared interior del
cilindro de válvula 10, un cilindro elástico 34c que se extiende
hacia adelante de la porción de reborde de unión 34b, y un disco de
válvula en forma de aro 34a que está conectado, a modo de pestaña,
al extremo delantero del cilindro 34c y está colocado enfrente del
asiento de válvula de introducción de vacío 30 y el asiento de
válvula de introducción atmosférica 31 en el que asienta; y un
muelle de válvula 36, que empuja el disco de válvula 34a en la
dirección en la que asienta en el asiento de válvula de introducción
de vacío 30 y el asiento de válvula de introducción atmosférica 31.
Un primer orificio 28, que comunica con la cámara de vacío 2, se
abre al lado de pared exterior de la válvula de introducción de
vacío 30, y un segundo orificio 29, que comunica con la cámara
operativa 3, se abre entre el asiento de válvula de introducción de
vacío 30 y el asiento de válvula de introducción atmosférica 31. Un
orificio de introducción atmosférica 39, que comunica con la pared
interior del disco de válvula 34a, se forma en la parte trasera del
cilindro de válvula 10. Además, un muelle de retorno de entrada 41,
que empuja la varilla de entrada 20 en la parte trasera, se retira
entre el cilindro de válvula 10 y la varilla de entrada 20, mientras
que un pistón de multiplicador 4 está acoplado integralmente con el
cilindro de válvula 10.
En general, para este vacuomultiplicador, puesto
que la fuerza operativa inicial ejercida por la varilla de entrada
20 se determina según la carga establecida del muelle de retorno de
entrada 41, es preferible que la carga establecida del muelle de
retorno de entrada 41 sea lo más pequeña que sea posible para
reducir la fuerza operativa requerida.
Supóngase que el asiento de válvula de
introducción atmosférica 31 se libera de la porción de válvula 34a
del elemento de válvula 34 desplazando la varilla de entrada 20
hacia adelante contra la carga establecida del muelle de retorno de
entrada 41, que la porción de válvula 34a está asentada en el
asiento de válvula de introducción de vacío 30, y que se ejerce una
fuerza de propulsión hacia adelante producida por una diferencia de
presión entre la cámara de vacío 2 y la cámara operativa 3 en el
pistón de multiplicador 4. Dado que en este estado, la presión
atmosférica actúa en la cara frontal de la porción de válvula 34a y
una presión de vacío, producida por la cámara de vacío 2, actúa en
la cara trasera, es necesario que la carga establecida del muelle de
válvula sea satisfactoriamente grande para evitar la fuerza de
propulsión producida por la diferencia de presión de liberar la
porción de válvula 34a del asiento de válvula de introducción de
vacío 30. Sin embargo, cuando la carga establecida del muelle de
válvula 36 es grande, consiguientemente, la carga establecida del
muelle de retorno de entrada 41 también debe ser grande. De otro
modo, cuando se libera la fuerza operativa aplicada a la varilla de
entrada 20, la carga establecida del muelle de válvula 36 evitará
que la porción de válvula 34a se separe del asiento de válvula de
introducción de vacío 30. Este factor evita toda reducción de la
carga establecida del muelle de retorno de entrada 41 del
vacuomultiplicador convencional.
Para resolver este problema, un objeto de la
presente invención es proporcionar un vacuomultiplicador donde se
prevé una carga establecida menor para un muelle de válvula, y por
consiguiente, la carga establecida de un muelle de retorno de
entrada se puede reducir, así como la fuerza operativa inicial
aplicada a la varilla de entrada.
Para lograr el objeto anterior, según la
invención, se ha previsto un vacuomultiplicador como el definido en
la reivindicación 1.
Cuando la varilla de entrada se mueve hacia
adelante contra la carga establecida del muelle de retorno de
entrada, y cuando el asiento de válvula de introducción atmosférica
se separa de la porción de válvula del elemento de válvula mientras
el disco de válvula está asentado en el asiento de válvula de
introducción de vacío, la presión de vacío, que se transmite del
primer orificio a la cámara anular delantera del cilindro de
válvula, actúa en la cara frontal de la porción de válvula que mira
a la cámara anular delantera, mientras que la presión atmosférica,
que se transmite del segundo orificio a la cámara anular trasera,
actúa en la cara trasera del asiento de válvula que mira a la cámara
anular trasera. Así, no sólo según la carga establecida del muelle
de válvula, sino también según la diferencia de presión entre las
cámaras anulares delantera y trasera, la porción de válvula es
empujada en la dirección en la que será sentada en el asiento de
válvula de introducción de vacío. Por lo tanto, la carga establecida
del muelle de válvula se puede reducir un valor equivalente a la
fuerza de empuje producida por la diferencia de presión. Y, por
consiguiente, solamente se requiere una pequeña carga establecida
para el muelle de retorno de entrada que empuja la varilla de
entrada en la parte trasera, de manera que se puede reducir la carga
impuesta por la operación inicial de la varilla de entrada.
Según una realización preferida, la porción de
válvula incluye un labio de cierre hermético en su periferia
exterior, curvado hacia atrás de manera que contacte deslizantemente
con la pared interior del cilindro de válvula.
Cuando el asiento de válvula de introducción
atmosférica está separado de la porción de válvula del elemento de
válvula, y cuando la porción de válvula está asentada en el asiento
de válvula de introducción de vacío, se incrementa la fuerza con la
que el labio de cierre hermético se mantiene cerca contra la pared
interior del cilindro de válvula debido a la diferencia de presión
generada entre las cámaras anulares delantera y trasera, y se puede
obtener una condición estanca al aire entre las cámaras anulares
delantera y trasera.
En otra realización preferida, un agujero pasante
que comunica con la cámara anular trasera y el primer orificio se
forma en el cilindro de válvula paralelo a una línea axial del
cilindro de válvula.
Al mismo tiempo que se forma el cilindro de
válvula, el agujero pasante también se puede formar por un pasador
cilíndrico de núcleo. Así, se puede obtener un cilindro de válvula
que tiene un trayecto de comunicación a un bajo costo.
La figura 1 es una vista en sección transversal
vertical de un vacuomultiplicador de tipo único según la invención
donde se detiene una varilla de entrada.
La figura 2 es un diagrama ampliado que muestra
una porción II en la figura 1.
La figura 3 es un diagrama, correspondiente a la
figura 2, usado para explicar el estado servo operativo.
La figura 4 es un diagrama, correspondiente a la
figura 2, usado para explicar el proceso servo de liberación.
La figura 5 es un gráfico que muestra la
característica servo del vacuomultiplicador.
Y la figura 6 es una vista en sección transversal
de un elemento de válvula de control en un vacuomultiplicador
convencional.
Una realización de la presente invención se
describirá ahora con referencia a las figuras
1-5.
En primer lugar, en las figuras 1 y 2, una
envuelta de multiplicador 1 de un vacuomultiplicador B está formada
por un par de una mitad delantera de envuelta 1a y una mitad trasera
de envuelta 1b, cuyos extremos opuestos están conectados entre sí.
Las medias envueltas 1a y 1b están acopladas conjuntamente por una
pluralidad de varillas de unión penetrantes 8 (en la figura 1,
solamente se representa una varilla de unión). La mitad trasera de
envuelta 1b está fijada, mediante las varillas de unión 8, a la
pared delantera F del compartimiento del vehículo, y un cuerpo de
cilindro Ma de un cilindro de freno principal M está fijado a la
mitad delantera de envuelta 1a.
El interior de la envuelta de multiplicador 1
está dividido en una cámara delantera de vacío 2 y una cámara
operativa trasera 3 por un pistón de multiplicador 4 que está
alojado alternativamente en la envuelta de multiplicador 1, y un
diafragma 5 que se une sobre la cara trasera del pistón de
multiplicador 4 y está intercalado entre las medias envueltas 1a y
1b. La cámara de vacío 2 está conectada, a través de un tubo de
vacío 14, a una fuente de vacío V (por ejemplo, el interior del
colector de entrada de un motor de combustión).
El pistón de multiplicador 4 y el diafragma 5
también son penetrados por las varillas de unión 8, y el diafragma
5, especialmente, está encajado sobre las varillas de unión 8 de
manera que la condición estanca existente entre la cámara de vacío 2
y la cámara operativa 3 se pueda mantener, mientras se permite el
movimiento del pistón de multiplicador 4.
El pistón de multiplicador 4, que se hace de
acero inoxidable, se forma en forma anular, y una válvula de
cilindro 10 hecha de una resina sintética, está acoplada
integralmente con los centros del pistón de multiplicador 4 y el
diafragma 5. El cilindro de válvula 10 se soporta deslizantemente,
mediante un elemento de soporte 13 que tiene un labio de cierre
hermético, a un cilindro de soporte 12 que sobresale hacia atrás del
centro de la mitad trasera de envuelta 1b.
Dentro del cilindro de válvula 10 están
dispuestos un pistón de válvula 18, una varilla de entrada 20 que
está conectada al pistón de válvula 18, y una válvula de control 38
que altera la comunicación de la cámara operativa 3 con la cámara de
vacío 2 o la atmósfera según el movimiento de la varilla de entrada
20.
El pistón de válvula 18 se encaja deslizantemente
en un agujero de guía 11 formado en el cilindro de válvula 10, y se
forma un pistón de reacción 17 en su porción delantera, a través de
una porción de cuello 18b, mientras que se ha formado un asiento de
válvula de introducción atmosférica en forma de pestaña 31 en su
porción trasera. Además, en la válvula de cilindro 10, se ha formado
un asiento de válvula de introducción de vacío en forma de aro 30
colocado concéntricamente con el asiento de válvula de introducción
atmosférica 31 para encerrar el asiento de válvula de introducción
atmosférica 31.
Se ha formado un agujero de conexión 18a en el
pistón de válvula 18 que se abre a la parte trasera del asiento de
válvula de introducción atmosférica 31, y un extremo delantero
esférico 20a de la varilla de entrada 20 está encajado en el agujero
de conexión 18a. Parte del pistón de válvula 18 está calafateada
para evitar que resbale del extremo delantero 20a, y como resultado,
la varilla de entrada 20 está acoplada pivotantemente con el pistón
de válvula 18.
Además, un elemento de válvula común 34 está
unido al cilindro de válvula 10, para cooperar con el asiento de
válvula de introducción de vacío 30 y el asiento de válvula de
introducción atmosférica 31. El asiento de válvula 34 está hecho
totalmente de un material elástico, tal como caucho, e incluye una
porción de reborde de unión en forma de aro 34b, un cilindro
elástico 34c que se extiende hacia adelante de la porción de reborde
de unión 34b, y una porción de válvula en forma de pestaña 34a que
sobresale radialmente hacia fuera del extremo delantero del cilindro
elástico 34c. Una chapa de refuerzo en forma de aro 44 se introduce
desde la pared interior de la porción de válvula 34a por
acoplamiento de molde. Además, un labio de cierre hermético en forma
de aro 37, que se curva en la parte trasera, se ha formado
integralmente con la pared exterior de la porción de válvula
34a.
La porción de reborde de unión 34b está
intercalada entre un par de soportes de válvula 35A y 35B, que
contactan el extremo trasero de un saliente en forma de aro 10a. El
saliente en forma de aro 10a está formado integralmente en la pared
interior del cilindro de válvula 10 junto con el asiento de válvula
de introducción de vacío 30. Entonces, el soporte trasero de válvula
35B está encajado en la pared interior del cilindro de válvula 10
mediante una junta tórica 43. Y la porción de válvula 34a está
situada mirando al asiento de válvula de introducción atmosférica 31
y el asiento de válvula de introducción de vacío 30, de manera que
la porción de válvula 34a pueda estar asentada en ellos.
Un muelle de válvula 36 está dispuesto de forma
contráctil entre la chapa de refuerzo 44 de la porción de válvula
34a y la varilla de entrada 20 y empuja la porción de válvula 34a en
la dirección en que la porción de válvula 34a asienta en los
asientos de válvula 30 y 31. Como resultado, una válvula de control
38 está constituida por el asiento de válvula de introducción de
vacío 30, el asiento de válvula de introducción atmosférica 31, el
elemento de válvula 34 y el muelle de válvula 36.
Un muelle de retorno de entrada 41 está dispuesto
de forma contráctil entre el soporte trasero de válvula 35B y la
varilla de entrada 20, y con esta disposición, los soportes de
válvula delantero y trasero 35A y 35B se ponen en contacto y sujetan
con el extremo trasero del saliente en forma de aro 10a del cilindro
de válvula 10, mientras la varilla de entrada 20 es empujada en la
parte trasera.
Una cámara anular delantera 45A que encierra el
asiento de válvula de introducción de vacío 30 está formada en el
saliente en forma de aro 10a en la pared interior del cilindro de
válvula 10, y la cara delantera de la porción de válvula 34a mira a
la cámara anular 45A. La pared interior de la cámara anular
delantera 45A, que está radialmente cerca del exterior, se extiende
en la parte trasera del asiento de válvula de introducción de vacío
30, y el labio de cierre hermético 37 en la pared exterior de la
porción de válvula 34a contacta estrechamente con y desliza a lo
largo de la pared interior de la cámara anular 45A. Por lo tanto, la
cámara anular delantera 45A se cierra cuando la porción de válvula
34a está asentada en el asiento de válvula de introducción de vacío
30.
Además, una cámara anular trasera 45B a la que
mira la cara trasera de la porción de válvula 34a, se define dentro
del saliente en forma de aro 10a utilizando la porción de válvula
34a con el labio de cierre hermético 37.
Se ha formado orificios primero y segundo 28 y 29
en el cilindro de válvula 10. Un extremo del primer orificio 28 se
abre a la cámara de vacío 2, y su otro extremo se abre a la cámara
anular delantera 45A. Un extremo del segundo orificio 29 se abre a
la cámara operativa 3, y su otro extremo se abre entre el asiento de
válvula de introducción de vacío 30 y el asiento de válvula de
introducción atmosférica 31. El segundo orificio 29 comunica con la
cámara anular trasera 45B a través de un agujero de comunicación 47,
que se forma en la base del saliente en forma de aro 10a y es
paralelo a la línea axial del cilindro de válvula 10. El agujero de
comunicación 47, que es paralelo a la línea axial del cilindro de
válvula 10, se puede formar fácilmente utilizando un pasador
cilíndrico de núcleo durante el proceso empleado para formar el
cilindro de válvula 10.
Ambos extremos de una envuelta 40, que cubre el
cilindro de válvula 10 y se puede estirar o contraer, están
encajados alrededor la varilla de entrada 20 y al extremo trasero de
un cilindro de soporte 12 de la mitad trasera de envuelta 1b. Un
orificio de entrada atmosférica 39 que comunica con el interior del
elemento de válvula 34 se forma en la superficie trasera de la
envuelta 40. Un filtro 42, que filtra el aire que fluye a través del
orificio de entrada atmosférica 39, está situado entre la pared
exterior de la varilla de entrada 20 y la pared interior del
cilindro de válvula 10. El filtro 42 tiene flexibilidad de manera
que los movimientos relativos de la varilla de entrada 20 y el
cilindro de válvula 10 no interfieran con él.
Una chaveta 32 que determina los límites de
retracción del pistón de multiplicador 4 y el pistón de válvula 18
está unida al cilindro de válvula 10 de manera que la chaveta 32 se
pueda mover una distancia predeterminada en la dirección axial. En
el extremo interno de la chaveta 32, una horquilla 32b se extiende a
través de la porción de cuello 18b situada entre el pistón de
válvula 18 y el pistón de reacción 17. Un extremo externo 32a de la
chaveta 32 está situado enfrente de la cara frontal de una pared de
tope 19 dispuesta en el cilindro de soporte 12 de la mitad trasera
de envuelta 1b. Por lo tanto, cuando la chaveta 32 contacta la pared
de tope 19, se determina el límite de la retracción del pistón de
multiplicador 4 y el cilindro de válvula 10, y cuando el extremo
trasero del pistón de reacción 17 contacta la chaveta 32, se
determina el límite de la retracción del pistón de válvula 18 y la
varilla de entrada 20. Puesto que la anchura de la porción de cuello
18b en la dirección axial se establece de manera que sea mayor que
el grosor de la chaveta 32, el pistón de válvula 18 y la chaveta 32
se pueden mover ligeramente uno con relación a otro.
Un pistón operativo sobresaliente hacia adelante
15 y un agujero de cilindro de diámetro pequeño 16 que pasa por el
centro del pistón operativo 15, se forman en el cilindro de válvula
10, y el pistón de reacción 17 se encaja deslizantemente en el
agujero de cilindro 16. Un elemento de copa 21 está encajado
deslizantemente sobre la pared exterior del pistón operativo 15, y
un pistón flexible plano 22 se introduce en el elemento de copa 21
de manera que el pistón flexible plano 22 esté colocado enfrente del
pistón operativo 15 y el pistón de reacción 17. Entonces, se forma
un intervalo específico entre el pistón de reacción 17 y el pistón
flexible 22 cuando el vacuomultiplicador B no está operando.
Una varilla de salida 25 sobresale de la cara
frontal del elemento de copa 21, y está conectada a un pistón Mb del
cilindro de freno principal M. Con esta disposición, el pistón
operativo 15, el pistón de reacción 17, el pistón flexible 22 y el
elemento de copa 21 constituyen un mecanismo de reacción 24 que
alimenta parte de la salida producida por la varilla de salida 25 de
nuevo a la varilla de entrada 20.
Un retén 26 está colocado de manera que contacte
el elemento de copa 21 y la cara frontal del cilindro de válvula 10.
Un muelle de retorno de multiplicador 27, que empuja el pistón de
multiplicador 4 y el cilindro de válvula 10 a la parte trasera, está
dispuesto de forma contráctil entre el retén 26 y la pared delantera
de la envuelta de multiplicador 1.
Ahora se explicará la operación realizada con
esta realización.
Como se representa en las figuras 1 y 2, en el
estado en el que el vacuomultiplicador B es detenido, la chaveta 32
unida al cilindro de válvula 10 contacta la cara frontal de la pared
de tope 19 de la mitad trasera de envuelta 1b, y la cara de extremo
trasero del pistón de reacción 17 contacta la chaveta 32, de manera
que el pistón de multiplicador 4 y la varilla de entrada 20 estén
situados en la posición de límite de retracción. Entonces, el
asiento de válvula de introducción atmosférica 31 empuja contra la
porción de válvula 34a del elemento de válvula 34, que contacta
estrechamente, y separa ligeramente la porción de válvula 34a del
asiento de válvula de introducción de vacío 30. Así, se corta la
comunicación entre el orificio de entrada atmosférica 39 y el
segundo orificio 29, mientras que se establece comunicación entre
los orificios primero y segundo 28 y 29. Por lo tanto, la presión de
vacío en la cámara de vacío 2 se transmite a través de los orificios
primero y segundo 28 y 29 a la cámara operativa 3, y puesto que esto
iguala la presión en las cámaras 2 y 3, el pistón de multiplicador 4
y el cilindro de válvula 10 se mantienen en la posición de
retracción por la fuerza de empuje ejercida por el muelle de retorno
de multiplicador 27.
Al frenar un vehículo, se presiona el pedal de
freno P, y la varilla de entrada 20, junto con el pistón de válvula
18, es movida hacia adelante contra la carga establecida del muelle
de retorno de entrada 41, el cilindro elástico 34c se estira por la
fuerza ejercida por el muelle de válvula 36, y la porción de válvula
34a asienta en el asiento de válvula de introducción de vacío 30,
mientras que, al mismo tiempo, el asiento de válvula de introducción
atmosférica 31 se separa del elemento de válvula 34, como se
representa en la figura 3. Así, se corta la comunicación entre los
orificios primero y segundo 28 y 29, y se establece comunicación
entre el segundo orificio 29 y el orificio de entrada atmosférica 39
a través del interior del elemento de válvula 34.
Como resultado, el aire que fluye al cilindro de
válvula 10 a través del orificio de entrada atmosférica 39 pasa a
través del asiento de válvula de introducción atmosférica 31 y
después se transmite, a través del segundo orificio 29, a la cámara
operativa 3, donde la presión de la cámara operativa 3 se incrementa
hasta que es más alta que la de la cámara de vacío 2. Así, empleando
la fuerza de propulsión hacia adelante producida por la diferencia
de presión, el pistón de multiplicador 4, junto con el cilindro de
válvula 10, el pistón operativo 15, el pistón flexible 22, el
elemento de copa 21 y la varilla de salida 25, se presiona hacia
adelante contra la fuerza ejercida por el muelle de retorno de
multiplicador 27, y el pistón Mb del cilindro de freno principal M
es movido hacia adelante por la varilla de salida 25. El pistón
flexible 22 se comprime por la fuerza de reacción que se genera
cuando el pistón Mb es movido, mientras que una parte del pistón 22
se distiende y entra en el pequeño agujero de cilindro 16. Sin
embargo, puesto que la fuerza de reacción no se transmite a la
varilla de entrada 20 hasta que la porción distendida del pistón
flexible 22 contacta la cara frontal del pistón de reacción 17, la
salida de la varilla de salida 25 tiene una característica de salto,
como se indica con la línea a-b en la figura 5, y
produce un aumento brusco.
Durante el movimiento hacia adelante de la
varilla de entrada 20, la presión de vacío, que se transmite del
primer orificio 28 a la cámara anular delantera 45A del cilindro de
válvula 10, actúa en la cara frontal de la porción de válvula 34a
que mira a la cámara anular delantera 45A, mientras que la presión
atmosférica, que se transmite del segundo orificio 29, a través del
agujero de comunicación 47, a la cámara anular trasera 45B, actúa en
la cara trasera de la porción de válvula 34a que mira a la cámara
anular trasera 45b. Por lo tanto, la porción de válvula 34a es
empujada en la dirección en la que asentará en el asiento de válvula
de introducción de vacío 30, no sólo por la carga establecida del
muelle de válvula 36, sino también por la diferencia a las presiones
acumuladas en las cámaras anulares delantera y trasera 45A y 45B.
Por lo tanto, la carga establecida del muelle de válvula 36 se puede
reducir un valor equivalente a la fuerza de empuje producida por la
diferencia de presión, y por consiguiente, también se puede reducir
la carga establecida del muelle de retorno de entrada 41, que empuja
la varilla de entrada 20 en la dirección de retracción. Como
resultado, la característica de salto se puede producir aplicando
una menor fuerza operativa inicial, de manera que se pueden eliminar
rápidamente las carreras no válidas del cilindro de freno principal
M y los frenos de rueda, y se puede mejorar la respuesta de cada
freno de rueda.
Además, en este estado, puesto que el labio de
cierre hermético 37 en la pared exterior de la porción de válvula
34a se curva en la parte trasera y contacta estrechamente la pared
interior del cilindro de válvula 10, la fuerza de contacto aplicada
a la pared interior se puede incrementar por la diferencia de
presión entre las cámaras anulares delantera y trasera 45A y 45B, y
se puede obtener una condición estanca entre las cámaras anulares
45A y 45B.
Después de que el pistón flexible 22 contacta el
pistón de reacción 17, una parte de la fuerza de reacción ejercida
por la varilla de salida 25 es realimentada a la varilla de entrada
20, a través del pistón flexible 22, de manera que el conductor
puede percibir la magnitud de la salida de la varilla de salida 25.
La salida de la varilla de salida 25 se incrementa, como se indica
con la línea b-c en la figura 5, a una servo
relación que se determina por la relación de las zonas de recepción
de presión del pistón operativo 15 y el pistón de reacción 17 que
contactan el pistón flexible 22.
Después de que la diferencia de presión entre la
cámara de vacío 2 y la cámara operativa 3 ha llegado al punto límite
servo c, como se indica por línea c-d, la salida de
la varilla de salida 25 es igual a la suma de la fuerza máxima de
propulsión producida, debido a la diferencia de presión, por el
pistón de multiplicador 4 y la presión operativa introducida en la
varilla de entrada 20.
Cuando el pedal de freno P se libera para
cancelar el estado de frenado del vehículo, en primer lugar, la
varilla de entrada 20 y el pistón de válvula 18 se retiran por la
fuerza ejercida por el muelle de retorno de entrada 41. Por
consiguiente, como se representa en la figura 4, el pistón de
válvula 18 asienta el elemento de válvula 34 en el asiento de
válvula de introducción atmosférica 31, al mismo tiempo que separa
ampliamente el elemento de válvula 34 del asiento de válvula de
introducción de vacío 30. Así, la cámara operativa 3 comunica con la
cámara de vacío 2 a través del segundo orificio 29 y el primer
orificio 28. Como resultado, se evita la introducción en la cámara
operativa 3 de aire de la atmósfera, y se obtiene aire de la cámara
operativa 3, a través de la cámara de vacío 2, por la fuente de
vacío V, quitando por ello la diferencia de presión existente. Así,
el pistón de multiplicador 4 también es retirado por la fuerza de
empuje aplicada por el muelle de retorno de multiplicador 27 para
cancelar la operación del cilindro principal M, y después, el pistón
de multiplicador 4 y la varilla de entrada 20 vuelven al estado
detenido representado en las figuras 1 y 2.
Esta invención no se limita a esta realización, y
se puede modificar de varias formas sin apartarse del alcance de la
invención. Por ejemplo, el vacuomultiplicador B se puede prever como
un multiplicador del tipo de tándem donde un par de pistones de
multiplicador delantero y trasero están acoplados con el mismo
cilindro de válvula.
Claims (6)
1. Un vacuomultiplicador, incluyendo una envuelta
de multiplicador (1), un pistón de multiplicador (4) alojado en
dicha envuelta de multiplicador (1) para dividir el interior de
dicha envuelta de multiplicador (1) en una cámara delantera de vacío
(2) que comunica con una fuente de vacío (V) y una cámara operativa
trasera (3), un cilindro de válvula (10) conectado a dicho pistón de
multiplicador (4), un pistón de válvula (18) encajado en dicho
cilindro de válvula (10) de manera que pueda deslizar hacia adelante
y hacia atrás, una varilla de entrada (20) conectada a dicho pistón
de válvula (18) en su extremo delantero, un muelle de retorno de
entrada (41) que empuja dicha varilla de entrada (20) hacia atrás, y
una válvula de control (38) dispuesta dentro de dicho cilindro de
válvula (10), para cambiar la comunicación de dicha cámara operativa
(3) con una de dicha cámara de vacío (2) y la atmósfera según el
movimiento de avance y retroceso de dicha varilla de entrada
(20),
incluyendo dicha válvula de control (38) un
asiento de válvula de introducción de vacío en forma de aro (30)
formado en dicho cilindro de válvula (10); un asiento de válvula de
introducción atmosférica (31) formado en dicho pistón de válvula
(18); un elemento de válvula (34) que tiene una porción anular de
válvula (34a) que mira a dicho asiento de válvula de introducción de
vacío (30) y dicho asiento de válvula de introducción atmosférica
(31); y un muelle de válvula (36) que empuja dicha porción de
válvula (34a) hacia dicho asiento de válvula de introducción de
vacío (30) y dicho asiento de válvula de introducción atmosférica
(31),
donde un primer orificio (28) que comunica con
dicha cámara de vacío (2) está abierto a un lado de periferia
externa de dicho asiento de válvula de introducción de vacío (30),
un segundo orificio (29) que comunica con dicha cámara operativa (3)
se abre entre dicho asiento de válvula de introducción de vacío (30)
y dicho asiento de válvula de introducción atmosférica (31), y un
lado de periferia interior de dicha porción de válvula (34a) se
comunica con la atmósfera,
donde dicha porción de válvula (34a) está
provista de dicho cilindro de válvula (10) de manera que contacte
deslizantemente con la pared interior de dicho cilindro de válvula
(10), para definir una cámara anular delantera (45A) y una cámara
anular trasera (45B) dentro de dicho cilindro de válvula (10),
cerrándose dicha cámara delantera (45A) por una cara frontal de
dicha porción de válvula (34a) cuando dicha porción de válvula (34a)
está asentada en dicho asiento de válvula de introducción de vacío
(30), y mirando una cara trasera de dicha porción de válvula (34a) a
dicha cámara anular trasera (45B), y
donde dicha cámara anular delantera (45A)
comunica con dicho primer orificio (28), y dicha cámara anular
trasera (45B) comunica con dicho segundo orificio (29),
caracterizado porque, cuando el asiento de
válvula de introducción atmosférica (31) está separado de la porción
de válvula (34a) del elemento de válvula (34), se transmite presión
atmosférica a través del segundo orificio (29) a la cámara anular
trasera (45B) para actuar sobre la cara trasera de la porción de
válvula (34a), de manera que la diferencia de presión entre la
cámara anular delantera (45A) y trasera (45B) asiste al muelle de
válvula (36) al empujar la porción de válvula (34a) hacia dicho
asiento de válvula de introducción de vacío (30), para reducir las
fuerzas operativas durante las condiciones de frenado normales.
2. El vacuomultiplicador según la reivindicación
1, donde dicha porción de válvula (34a) incluye un labio de cierre
hermético (37) en su periferia exterior, curvado hacia atrás de
manera que contacte deslizantemente con la pared interior de dicho
cilindro de válvula (10).
3. El vacuomultiplicador según la reivindicación
1 ó 2, donde un agujero pasante (47) que comunica con dicha cámara
anular trasera (45B) y el segundo orificio (29) se forma en dicho
cilindro de válvula (10) paralelo a una línea axial de dicho
cilindro de válvula (10).
4. El vacuomultiplicador de cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 3, donde el elemento de válvula (34) tiene
además una porción de reborde de unión en forma de aro (34b)
mantenida fijamente con respecto a una pared interior de dicho
cilindro de válvula (10), y un cilindro elástico (34c) que se
extiende axialmente desde dicha porción de reborde de unión (34b),
donde dicha porción anular de válvula (34a) está conectada en forma
de pestaña a un extremo delantero de dicho cilindro elástico
(34c).
5. El vacuomultiplicador según la reivindicación
4, incluyendo además un soporte de válvula (35A, 35B) para sujetar
fijamente dicha porción de reborde de unión (34b) con respecto a la
pared interior de dicho cilindro de válvula (10), siendo colocado
axialmente dicho soporte de válvula (35A, 35B) por una porción
escalonada formada en la pared interior de dicho cilindro de válvula
(10) y dicho muelle de retorno de entrada (41).
6. El vacuomultiplicador según cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 5, donde dicha cámara anular delantera (45A) se
define parcialmente por una superficie exterior de dicho asiento
anular de válvula de introducción de vacío (30) y la pared interior
de dicho cilindro de válvula (10) que contacta una periferia externa
de dicha porción de válvula (34a).
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