ES2242025T3 - Servofreno. - Google Patents
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- B60T8/4827—Traction control, stability control, using both the wheel brakes and other automatic braking systems in hydraulic brake systems
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Abstract
Un servofreno hidráulico (12) para su uso en un sistema de frenos (10), que tiene un primer alojamiento (100), con un primer calibre (102) separado respecto de un segundo calibre (104), el mencionado primer calibre (102) reteniendo un pistón de trabajo (118), y el mencionado segundo calibre (104) reteniendo una válvula de control (170), un elemento de entrada (49) conectado al mencionado pistón de trabajo (118) y enlazado con la mencionada válvula de control (170), por medio de una disposición de palanca (50), estando el mencionado segundo calibre (104) conectado a un fuente de fluido de alimentación comprimido, y estando el mencionado primer calibre (102) conectado a un primer conjunto de frenos de rueda (14, 14¿) de un vehículo, proporcionando la mencionada disposición de palanca (50), a la mencionada válvula de control (170), una fuerza de entrada sensible a una fuerza de frenado aplicada al mencionado elemento de entrada (49), para medir el fluido de alimentación comprimido, y crear elfluido de alimentación comprimido regulado, que es comunicado a través de un primer conducto (128) para actuar sobre, y mover, el mencionado pistón de trabajo (118), al efecto de desarrollar fluido operacional que es comunicado al mencionado primer conjunto de frenos de rueda (14, 14¿), y a través de un segundo conducto (130), directamente a un segundo conjunto de frenos de rueda, para efectuar una aplicación de frenado, el mencionado servofreno hidráulico (12) está caracterizado por un segundo alojamiento (200), que sujeta a la mencionada válvula de control (170) en el mencionado segundo calibre (104), a la vez que encierra a la mencionada válvula de control (170), la disposición de palanca (50), y una proyección (117) que se extiende desde el mencionado pistón de trabajo (118), para definir una cámara de descompresión (202), que tiene una presión de fluido permanente que es menor que la mencionada fuente de fluido de alimentación comprimido, estando los mencionados calibres primero (102)y segundo (104), conectados a la mencionada cámara de descompresión (202) en ausencia de que esté siendo aplicada una fuerza de entrada a la mencionada válvula de control (170).
Description
Servofreno.
Esta invención se refiere a un servofreno
hidráulico, para su uso en un sistema de frenos que tiene una
activación manual para llevar a cabo una aplicación primaria del
freno, y una activación hidráulica para llevar a cabo una aplicación
secundaria del freno, al efecto de aliviar o, por lo menos, atenuar
la resultante de situaciones que pueden contribuir a que derrapen
las ruedas, que patinen las ruedas, o al control dinámico de un
vehículo.
En los servofrenos hidráulicos del tipo revelado
en la Patente U.S. 4 441 319, una pieza de válvula es movida por
medio de una fuerza de entrada, aplicada por un operador a un pedal
de freno, para regular el flujo de fluido comprimido desde un fuente
a una cámara operacional. El fluido comprimido regulado, actúa en, y
proporciona, una fuerza para mover pistones en un cilindro principal
y efectúa una aplicación de freno. Para mover el elemento de
válvula, primero la fuerza de entrada debe superar la resistencia de
un resorte, que impulsa el elemento de válvula a acoplarse con un
asiento para sellar una fuente de fluido comprimido.
Subsiguientemente, la presión del fluido actúa en el precinto y,
como resultado, la fuerza de rozamiento que actúa en el precinto
también se opone al movimiento de la válvula de control, que debe
ser superada para iniciar la activación de la válvula de control y
el flujo de fluido comprimido regulado, para llevar a cabo la
aplicación de frenado.
Un efecto de resistencia de rozamiento
relacionados con los precintos, es tratado, y reducido, por medio de
la estructura para un servofreno, como es el revelado en las
patentes U.S. 4 281 585; 4 539 892; y 4625 515. Este tipo de
servofreno incluye un alojamiento, con unos calibres primero y
segundo conectados a una cámara de presión, con un pistón de trabajo
localizado en el primer calibre, y una válvula de control localizada
en el segundo calibre. La válvula de control está conectada a un
elemento de entrada, por medio de una disposición palanca. Una
fuerza de entrada, aplicada al elemento de entrada a través de un
pedal de freno, mueve el pistón de trabajo y la válvula de control,
para permitir que el fluido comprimido fluya a la cámara
presurizada, y actúe en el pistón de trabajo para mover
correspondientemente un pistón en un cilindro principal, y
desarrollar una fuerza operacional para llevar a cabo una aplicación
de frenado. Mientras, funcionando este servofreno de modo adecuado,
la válvula de control, la disposición de palanca, el elemento de
entrada y los pistones de trabajo, están todos expuestos a ser
presurizados durante la aplicación de frenado.
La patente U.S. 4 117 766 revela también tal
clase de servofreno. Un reforzador hidráulico del tipo centro
cerrado, comprende un alojamiento que contiene una cámara de
trabajo, un pistón accionador deslizable en la cámara de trabajo, un
conjunto de una válvula de alta presión y una válvula de escape de
tipo válvula de bola, que controla las conexiones de fluido entre un
acumulador, la cámara de trabajo y un orificio de salida. La válvula
de alta presión está controlada por medio de una balancín, que
incluye un manguito que tiene un conducto central, que se comunica
con la cámara de trabajo y el orificio de salida. La válvula de
escape controla el flujo de fluido, a través del conducto externo.
Ambas válvulas son activadas por el movimiento de un bloque
deslizante, adaptado para acoplar con el elemento de válvula de
escape.
Se ha sugerido, para la estructura incorporada en
un servofreno hidráulico de un sistema de frenos, realizar
características adicionales tales como control de tracción, control
operacional dinámico, y control anti-deslizamiento.
Desafortunadamente, sin adaptación estructural, el pedal de freno
refleja el movimiento del pistón de trabajo en el funcionamiento del
servofreno hidráulico, durante el desempeño funcional de tales
características adicionales. Para que el pedal de freno permanezca
durante tal rendimiento funcional, se revela una estructura en la
patente U.S. 6 203 119, a través de la cual se mueve un asiente de
la válvula de control, mientras que sujeta la pieza de entrada
estacionariamente, para medir el fluido operacional comprimido
secundario y, de ese modo, llevar a cabo una aplicación de frenado
secundaria.
Un objetivo principal de la presente invención,
es proporcionar un servofreno que tenga una disposición de válvula
de control equilibrada, para regular fluido de alimentación
comprimido, al efecto de impulsar un primer pistón que, a su vez,
presuriza fluido operacional en un cilindro principal, para llevar a
cabo un frenado en un primer conjunto de frenos de rueda, y para
suministrar directamente el fluido de alimentación comprimido
regulado, al efecto de llevar a cabo el frenado en un segundo
conjunto de frenos de rueda, en respuesta, bien a una entrada de un
operador, o una entrada secundaria que solicita una aplicación de
frenado.
El servofreno de la presente invención para ser
usado en un sistema de frenos, comprende un primer alojamiento con
un primer calibre separado respecto de un segundo calibre
reteniendo, el mencionado primer calibre, un pistón de trabajo y
reteniendo, el mencionado segundo calibre, una válvula de control,
un elemento de entrada conectado al mencionado pistón de trabajo, y
enlazado con la mencionada válvula de control por medio de una
disposición de palanca, estando el mencionado segundo calibre,
conectado a una fuente de fluido de alimentación comprimido, y
estando el mencionado primer calibre, conectado a un primer conjunto
de frenos de rueda de un vehículo, suministrando la mencionada
disposición de palanca, a la mencionada válvula de control, con una
fuerza de entrada en respuesta a una fuerza de frenado, aplicada al
mencionado elemento de entrada, para medir el fluido de alimentación
comprimido y crear un fluido de alimentación comprimido regulado,
que se comunica a través de un primer conducto, para actuar sobre, y
mover, el mencionado pistón de trabajo, al efecto de desarrollar
fluido operacional que es comunicado al mencionado primer conjunto
de frenos de rueda, y a través de un segundo conducto directamente a
un segundo conjunto de frenos de rueda, para efectuar una aplicación
de freno, el mencionado servofreno hidráulico está caracterizado por
un segundo alojamiento, que sujeta la mencionada válvula de control
en el mencionado segundo calibre, mientras que encierra a la
mencionada válvula de control, la disposición de palanca y una
proyección que se extiende desde el mencionado pistón de trabajo,
para definir una cámara de descompresión que tiene una presión de
fluido permanente que es menor que la mencionada fuente de fluido de
alimentación comprimido, estando los mencionados calibres primero y
segundo, conectados a la mencionada cámara de descompresión, en
ausencia de una fuerza de entrada aplicada a la mencionada válvula
de control.
Una ventaja del servofreno hidráulico de la
presente invención, reside en un desarrollo separado del fluido
comprimido, para llevar a cabo una aplicación de frenado en un
primer conjunto de frenos de rueda, por medio de fluido de
alimentación comprimido regulado, que lleva a cabo directamente una
aplicación de frenado en un segundo conjunto de los frenos de
rueda.
Una ventaja más de la invención, reside en una
relación estructural de componentes para un servofreno, mediante lo
que un segundo alojamiento se acopla con un primer alojamiento, para
sujetar una disposición de válvula de control en el primer
alojamiento, de modo que se mantiene una presión equilibrada a
través de la disposición de válvula de control, y de modo que un
elemento de entrada, una disposición de palanca, y una parte de la
disposición de válvula de control, están localizados en una cámara
de descompresión de baja presión.
La figura 1 es una ilustración esquemática, de un
sistema de frenos que tiene componentes realizados de acuerdo con la
presente invención;
la figura 2 es una vista en sección, de un
servofreno hidráulico para el sistema de la figura 1, ilustrando una
posición de descanso para el pistón de trabajo y la disposición de
válvula de control antes de la aplicación de frenado;
la figura 3 es una vista en sección, del
servofreno hidráulico para el sistema de la figura 1, que ilustra
una posición intermedia de la disposición de válvula de control,
durante una aplicación de frenado manual;
la figura 4 es una vista en sección, del
servofreno hidráulico para el sistema de la figura 1, que ilustra
una posición final de la disposición de válvula de control, durante
una aplicación de frenado manual;
la figura 5 es una vista en sección, del
servofreno hidráulico para el sistema de la figura 1, que ilustra
una posición de equilibrio de la disposición de válvula de control,
durante una aplicación de frenado manual;
la figura 6 es una vista en sección del
servofreno hidráulico para el sistema de la figura 1, que ilustra
una posición de activación de la disposición de válvula de control,
durante una aplicación de frenado manual; y
la figura 7 es una vista en sección, que ilustra
la disposición de palanca que conecta el elemento de entrada con la
disposición de válvula de control del reforzador hidráulico de la
figura 2.
El sistema de frenos 10 que se muestra en la
figura 1, incluye un regulador o servofreno hidráulico 12, conectado
a un primer conjunto de frenos de rueda 14, 14' por medio de un
primer conducto 16, y a un segundo conjunto frenos de rueda 18, 18'
por medio de un segundo circuito 20. El servofreno hidráulico 12
recibe fluido de alimentación comprimido, desde una fuente que puede
incluir un acumulador 22 y una bomba de motor 24. El servofreno
hidráulico 12, se activa selectivamente por medio de cualquier
fuerza manual aplicada a una disposición de entrada 49, que incluye
el pedal de freno 28, la varilla de entrada 30 y la disposición de
palanca 50, para llevar a cabo una primera aplicación de frenado, o
por medio de una fuerza hidráulica desarrollada como una función de
una señal recibida, desde un elemento de control electrónico (ECU)
40, para activar una válvula de solenoide 34 conectada con el fluido
de alimentación comprimido, y llevar a cabo una segunda aplicación
de frenado.
El sistema de frenos 10 incluye, también, una
válvula de solenoide de incremento 15, una válvula solenoide de
decaimiento 15', y un sensor de velocidad de la rueda 17 para cada
rueda, en el primer conjunto de frenos de rueda 14, 14' y en el
segundo conjunto de frenos de rueda 18, 18', al efecto de
suministrar a la unidad de control electrónico (ECU) 40 unas señales
de entrada para servir información o datos relativos a un
operacional funcional actual del vehículo. Además de estas señales
de entrada, la ECU 40 recibe y evalúa también otras entradas y datos
relativos al vehículo incluyendo, pero no limitándose a: el
funcionamiento de la bomba de motor; la presión del fluido de
alimentación comprimido; fuerzas dinámicas experimentadas por el
vehículo; la presión de alimentación del fluido de acumulador, el
nivel del fluido en una reserva, etc., entradas todas las cuales se
refieren al funcionamiento del vehículo, y pueden producir el efecto
de una aplicación de frenado.
Funcionalmente, el servofreno hidráulico 12
responde a una fuerza de entrada del operador (entrada manual)
aplicada al pedal de freno 28, para comunicar directamente fluido de
alimentación comprimido regulado a los frenos de rueda 18, 18' e,
indirectamente, por medio del desarrollo de fluido operacional
comprimido, por medio de un pistón de trabajo 118 provisto en los
frenos de rueda 14, 14', para llevar a cabo una aplicación de
frenado. Al término de la fuerza de entrada del operador al pedal de
frenado 28, el funcionamiento del servofreno es devuelto a un estado
de reposo, tal como se ilustra en la figura 2. Durante el
funcionamiento del vehículo, si las entradas relativas a las
características operacionales, o condiciones experimentadas
actualmente por medio del vehículo, así como evaluadas por la ECU
40, indican que se está produciendo, o es inminente, una situación
no deseable, la ECU 40 está programada para transmitir una señal
operativa que activa un solenoide 34, al efecto de permitir el flujo
de fluido de alimentación comprimido desde el acumulador 22, y
activar de modo hidráulico el servofreno hidráulico 12. Cuando es
activado de modo hidráulica, el fluido comprimido de alimentación
regulador, es dirigido en comunicación con los frenos de rueda 18,
18' y, dependiendo de la situación real, el fluido comprimido de
alimentación puede ser comunicado selectivamente para desarrollar
fluido comprimido operacional, por medio del pistón de potencia 118,
que es suministrado a los frenos de rueda 14, 14', y efectuar una
aplicación de frenado, que está diseñada para atenuar una condición
de trabajo no deseable que podría afectar al funcionamiento del
vehículo.
El servofreno hidráulico 12 tal como se muestra
en detalle en la figura 2, incluye un primer alojamiento 100, que
está unido a un segundo alojamiento 200. El primer alojamiento tiene
un primer calibre 102, que está separado respecto de un segundo
calibre 104. El segundo alojamiento 200 se acopla con el primer
alojamiento 100, para definir una cavidad 202 que está localizada
adyacente el primer calibre 102 y al segundo calibre 104. La cavidad
202 esta diseñada para ser conectada a la reserva 108 y, como tal,
se mantiene a esencialmente la misma baja presión que la reserva
108.
El primer calibre 102 del alojamiento 100, está
conectado al primer conjunto de frenos de rueda 14, 14', por medio
del conducto 16, que está conectado a través de un puerto
operacional, o de salida 110, al elemento de tapón del extremo 116,
a la cavidad 202 y al fluido de alimentación de reposición
disponible en la reserva de fluido 108, por medio de una trayectoria
del flujo, desde el puerto de compensación 106, al segundo diámetro
104, por medio de un puerto de alimentación 114 en el conducto 128,
para recibir fluido comprimido medido desde una cámara operacional
190. El pistón de trabajo 118 está localizado en el primer calibre
102, y con la pared del extremo 101 define una cámara de
accionamiento 125 en su interior. Una primera proyección anular 117
en el pistón de trabajo 118, se extiende a través de la pared del
extremo 101, en la cavidad 202, mientras que una segunda proyección
anular 117' se extiende en un calibre 112, formado en el elemento de
tapón del extremo 116. La segunda proyección anular 117' lleva un
precinto 119 que, en una posición de descanso, está localizado
adyacente al puerto de compensación 106, para permitir la libre
comunicación de fluido disponible en la reserva 108, para que se
comunique con el conducto 16. Un muelle de recuperación 122,
localizado entre en elemento de tapón del extremo 116 y la segunda
proyección anular 117', impulsa al pistón de trabajo 118 hacia una
posición de descanso, definida por la pared del extremo 101. Un
primer precinto 124 portado por un pistón de trabajo 118, se acopla
con el calibre 102, y un segundo precinto 124' retenido en la pared
del extremo 101, es la cámara de activación de precinto diseñada 125
desde la cavidad 202 que tiene una presión de fluido sustancialmente
igual a la presión de fluido en la reserva 108. La primera
proyección anular 117 tiene un calibre 128' que se extiende desde el
extremo 118', para recibir un pistón 140 unido a la extensión 30' de
la varilla de empuje 30 de la disposición de entrada 49. El calibre
128' está conectado con la cámara de accionamiento 125, por medio de
un calibre transversal 114, y recibe al pistón 140 para definir una
cámara de reacción 142, dentro del pistón de trabajo 118.
El segundo calibre 104 está conectado para
recibir fluido de alimentación comprimido, desde el acumulador 22,
por medio de un puerto 21' conectado al conducto de alimentación 21.
El segundo calibre 104 tiene, en su interior, varias etapas para
recibir y retener una disposición de válvula de control 170.
Simultáneamente se comunica fluido de alimentación comprimido, desde
el segundo calibre 104 al primer calibre 102, para desarrollar una
presión de fluido operacional por parte del pistón de trabajo 118,
que se comunica con el primer conjunto de frenos de rueda 14, 14' y,
directamente, con el segundo conducto 130 en el alojamiento 100, al
efecto de alimentar al segundo conjunto de frenos de rueda 18, 18',
para llevar a cabo una aplicación de frenado.
La disposición de válvula de control 170 está
localizada en el segundo calibre 104, y está definida por un
elemento cilíndrico 172 que está unido en el segundo calibre 104,
una disposición de cierre móvil 180, un émbolo móvil 188; un muelle
de recuperación o cierre 185; un manguito o collar 248; un muelle
de recuperación 194; y un cojinete 196. El elemento cilíndrico 172
se sujeta en el segundo diámetro 104, por medio del segundo
alojamiento 200, para definir una cámara de alimentación 174 dentro
del segundo calibre 104. La cámara de alimentación 174 está
conectada al acumulador 22, por medio del puerto 21', y puede
recibir libremente fluido de alimentación comprimido disponible,
desde bien el acumulador 22 o desde la bomba de motor 24.
El elemento cilíndrico 172 tiene una pared 171
con una abertura ahusada 171', que está rodeada por un asiento 173,
un calibre axial 178 y una calibre transversal 176, 176', que
conecta al calibre axial 178 a la cámara de accionamiento 125, por
medio del primer conducto 128, y al segundo conjunto de frenos de
rueda 18, 18' por medio del segundo conducto 130.
La disposición de cierre 180 incluye un vástago
180', diseñado para deslizarse axialmente en el calibre 104, una
cabeza 181 formada en el extremo del vástago 180', que retiene una
bola 182 y un muelle de recuperación 184. El retorno del muelle de
recuperación 184, actúa sobre la cabeza 181, para impulsar a la
bola 182, hacia la pared 171 del elemento cilíndrico 172, y en
acoplamiento con el asiento 173, al efecto de sellar la cámara de
alimentación 174 y retener el suministro comprimido en su interior.
El calibre 104 también está conectado al segundo conducto 130, por
medio de un conducto 175, al efecto de proporcionar una trayectoria
del flujo, a través de la cual se comunicada el fluido disponible en
el segundo conducto 130, para actuar en el vástago 180' y ayudar a
equilibrar la presión de fluido a través de la bola 182.
El émbolo 188 está definido por medio de un
cuerpo cilíndrico 188', que tiene una superficie periférica 186 que
acopla con el calibre 178 en el elemento cilíndrico 172, al efecto
de definir una cámara operacional 190 dentro del segundo calibre
104. Un vástago hueco 192 conectado con el cuerpo cilíndrico 188',
se extiende en la cámara operacional 190, y conecta la cámara
operacional 190 con una cámara de descompresión, formada por la
cavidad 202, entre los alojamientos primero 100 y segundo 200. El
cuerpo cilíndrico 188' también tiene un calibre 94 formado en su
interior, que está conectado con la cámara operacional 190, por
medio de un tercer conducto 132, y una superficie periférica 186 en
este, tiene un hombro 186' que separa un diámetro 186'' respecto de
un diámetro 186'''. Un puerto 192' en el diámetro 186'', forma una
salida para un conducto 191 desde el vástago hueco 192, a través del
cual la cámara operacional 190 está conectada con la cavidad de la
cámara de descompresión 202, mientras que el diámetro 186'''
proporciona una superficie para recibir al manguito o collar 248, a
través de la cual se recibe las fuerzas desde la disposición de
palanca 50. Un cojinete 196 que rodea el diámetro 186'' del cuerpo
cilíndrico 188, está localizado de forma estanca en una muesca 206,
formada en el segundo pistón 208. Estando el segundo pistón 208
localizado en un calibre 210 del segundo alojamiento 200. El
acoplamiento estanco del cojinete 196 con la muesca 206 en el
segundo pistón 208, define una cámara de reacción 195 dentro del
calibre 94 del émbolo 186. El segundo pistón 208 también lleva un
precinto 209, que acopla el calibre 210, al efecto de definir una
cámara de accionamiento secundaria 212, en el segundo alojamiento
200. La cámara de accionamiento secundaria 212 está conectada al
conducto 23, y recibe de forma selectiva fluido de alimentación
comprimido, desde una fuente (bien el acumulador 22 o la bomba de
motor 24), al activarse el solenoide 34, por medio de una señal de
entrada desde la ECU 40. El segundo pistón 208 tiene una proyección
208', que se extiende desde esta, y acopla el calibre 94 del émbolo
188, al efecto de ayudar a alinear la disposición de válvula de
control 170 en el segundo calibre 104.
La disposición de palanca 50, si bien es
funcionalmente similar a las palancas reveladas en el arte previo,
se distingue de estas por medio de una base 250, que tiene un collar
anular 252 que está localizado en la superficie periférica de la
primera proyección anular 117, por medio de un anillo encanado a
presión 254, al efecto de definir una extensión del pistón de
trabajo 118. La disposición de palanca 50, tal como se ha ilustrado
adicionalmente en la figura 7, incluye brazos primero y segundo 256,
256', y es del tipo que se revela más completamente en el arte
previo, incluida la patente U.S. 4 625 515 en la que el brazo 256
tiene un primer extremo 258, y el brazo 256' tiene un primer extremo
258', unidos a la base 250 por medio de un pasador de pivote 260, y
un segundo extremo 262 con una punta o botón 264, que está
localizado en la ranura 247 del manguito o collar 248 portado en la
superficie periférica 186''' del émbolo 188. Una repisa 52 portada
por la extensión de la varilla de empuje 30', tiene una base 54 que
es impulsada para su acoplamiento con el pistón 140, por medio de un
resorte 56. Las paredes laterales paralelas 58, 58' que se extienden
separándose de la base 54 tienen, cada una, ranura vertical 266 (de
las cuales se muestra solo una), para recibir una correspondiente
punta 31 localizada en el brazo 256, 256', al efecto de formar una
conexión con la extensión de varilla de empuje de entrada 30'. La
operación funcional del manguito, o collar 248, con la disposición
de palanca 50, se distingue de las disposiciones de palanca previas,
en permitir el movimiento independiente del pistón de trabajo 118 y
la disposición de válvula de control 170, de modo que el movimiento
de la varilla de empuje de entrada 30, está coordinado con el
movimiento del émbolo 188, y en que equilibrar el pistón del émbolo
188 con respecto al asiente 173 en la pared 171, al efecto de medir
el flujo en la cámara operacional 190, no afecta de modo adverso el
desarrollo de la presión de fluido operacional por el pistón de
trabajo 118.
Cuando un operador activa un conmutador de
ignición de un vehículo, se activa muchos sensores para alimentar a
una ECU 40 con datos e información relativa a las condiciones de
trabajo del vehículo y el entorno circundante, tales datos incluyen
entradas desde un sensor de baja presión 39, y un sensor de alta
presión 41 en un sistema de frenos 10, que abastece a la ECU 40 con
una señal indicativa de la actual presión de fluido, del fluido de
alimentación almacenado en el acumulador 22, al efecto de impulsar
una aplicación de frenado. Si la presión de fluido en el acumulador
22, está por debajo de un valor predeterminado en el que no podría
llevarse a cabo diversas aplicaciones de frenado, la ECU 40 activa
la bomba de motor 24, al efecto de incrementar la presión de fluido,
del fluido de alimentación almacenado en el acumulador 22, antes de
permitir que se libere un freno de estacionamiento. Cuando la bomba
de motor 24 incrementa la presión de fluido que se recibe en el
acumulador 22, a una presión de fluido deseada, el freno de
estacionamiento es liberado, y la transmisión del vehículo ya puede
ser acoplada, para mover el vehículo.
El reforzador hidráulico 12 para el sistema de
frenos 10 de la figura 1, se muestra en la figura 2 en una posición
de descanso, con el pistón de trabajo 118 y la disposición de
válvula de control 170 impulsados, respectivamente, hacia topes, por
muelles de recuperación 122, 184. En una posición de reposo, se
comunica fluido de alimentación comprimido, disponible en el
acumulador 22, a la cámara de alimentación 274, por medio del
puerto de entrada 21' y el conducto 21. Con el pistón de trabajo 118
en descanso, la base 250 de la disposición de palanca 50 unida a la
proyección anular 117 del pistón de trabajo 118, se acopla el
alojamiento 200, de modo que el calibre 112 de este, es conectado a
la cavidad 202 y la reserva 108, por medio del puerto de
compensación 106. En la posición de descanso, la cámara de
accionamiento 125 está también conectada a la cavidad de la cámara
de descompresión 202, por medio del conducto 128, el calibre
transversal 176, 176', la cámara operacional 190, el vástago 192, el
conducto 191 y el puerto 192'. La presión del fluido, en el fluido
de la reserva 108 y la cámara de descompresión 202, es la misma, y
tal como han sido ilustrados están conectados entre sí, con
propósitos de refuerzo, sin embargo, se ha previsto la estructura
que podría proporcionar independencia y funcionamiento separado de
cada sistema, cuando el nivel de fluido en la reserva 108 cae a un
nivel predeterminado. Con la presión de fluido en el calibre 112,
la cámara operacional 125, y la cámara de descompresión o la cavidad
202 siendo iguales, la presión de fluido a través del pistón de
trabajo 118 es también la misma, y como resultado el muelle de
recuperación 122 mantiene la disposición de entrada 49 en la
posición de descanso, como se ilustra en la figura 2. De forma
similar, la presión de fluido a través de la disposición de válvula
de control 170, también se equilibra cuando los conductos 175 y 130
son conectados a la cámara operacional 190, y comunican igual
presión de fluido a través de la disposición de cierre 180, de modo
que el resorte 184 impulsa a la bola 182 en acoplamiento con el
asiento 173, para sellar la cámara 174. Adicionalmente, el muelle de
recuperación 185 actúa en el cuerpo cilíndrico 188' del émbolo 188,
para impulsar el émbolo 188 hacia el segundo pistón 208 y mantener
la disposición de palanca 50 en una posición sustancialmente
vertical.
Cuando se desea efectuar una aplicación de
frenado, es aplicada una fuerza de entrada al pedal de freno 28. La
fuerza de entrada es transmitida por medio de la varilla de empuje
de entrada 30 y la extensión 30', para mover el pistón 140 dentro
del calibre 141, y el pistón de trabajo 118 en el calibre 102. El
movimiento del pistón de trabajo 118 dentro de calibre 102, cierra
el calibre 112 cuando el precinto 119 en proyección anular 117' se
mueve más allá del puerto de compensación 106. La fuerza de entrada
que es aplicada a la varilla de empuje 30, se transmite a los brazos
de palanca 256, desde la repisa 52, por medio de espigas 31 y,
puesto que el extremo 258 está fijo en la espiga 260, el extremo 262
pivota para ejercer una fuerza correspondiente en el émbolo 188, por
medio de espigas 264 que actúan a través del collar 248. La fuerza
transmitida a través del manguito 248, impulsa el émbolo 188 hacia
la bola 182 y, después de superar el resorte 185, el vástago 192 se
acopla con la bola 182 del modo mostrado en la figura 3. Cuando el
vástago 192 se acopla con la bola 182, termina la comunicación entre
la cámara operacional 190 y la cavidad o cámara de descompresión
202. Después, la fuerza de entrada aplicada al émbolo 188 mueve ya
la bola 182 fuera del asiento 173, al efecto de permitir al fluido
de alimentación comprimido, fluir a través de la abertura 171' en la
cámara operacional, como fluido de alimentación comprimido regulado,
del modo ilustrado en la figura 4. El fluido de alimentación
comprimido regulado, es comunicado simultáneamente a la cámara
operacional 125, al efecto de iniciar el frenado del primer conjunto
de frenos de rueda 14, 14', por medio del fluido operacional
comprimido por el movimiento del pistón de trabajo 118, y al
conducto 130 para iniciar directamente el frenado del segundo
conjunto de frenos de rueda 18, 18'. Con más detalle, el fluido de
alimentación comprimido regulado, presentado a la cámara 125, actúa
sobre el pistón de trabajo 118 y, después de superar el muelle de
recuperación 122, mueve el pistón de trabajo 118 y la proyección
anular 117', hacia el casquete extremo 116, al efecto de presurizar
el fluido operacional en el calibre 112. Este fluido operacional
comprimido es comunicado al primer conjunto de frenos de rueda 14,
14', al efecto de llevar a cabo una aplicación de frenado en estos,
y es coordinada con el fluido de alimentación comprimido regulado,
que se comunica directamente al segundo conjunto de frenos de rueda
18, 18', al efecto de llevar a cabo una aplicación de frenado en
estos.
En la posición completamente activada, como se
muestra en la figura 4, el fluido de alimentación comprimido
regulado es comunicado a la cámara de reacción 142, y actúa sobre el
pistón 140, para proporcionar a la varilla de empuje 30 de la
disposición de entrada 49, con una realimentación indicativa de que
el fluido de alimentación comprimido regulado, está siendo
suministrado a los frenos de rueda, al efecto de llevar a cabo una
aplicación de frenado. A la vez, se consigue un efecto de equilibrio
en la disposición de válvula de control 170, cuando el fluido de
alimentación comprimido regulado desde la cámara operacional 190, se
comunica a través del conducto 132 en el calibre 94 y actúa
igualmente a través del émbolo 188 y el cojinete 196, para mitigar
cualquier efecto que el fluido de alimentación comprimido pueda
tener en la fuerza de entrada que actúa sobre el émbolo 188 a través
del manguito 248. Cuando una fuerza de reacción como la desarrollada
por el fluido de alimentación comprimido, actúa sobre el pistón 140,
equilibra la fuerza de entrada cuando es comunicada a través del
equilibrio de la varilla de empuje de entrada 30, los brazos 256 de
la disposición de palanca 50 pivotan de nuevo sobre la espiga 260,
para permitir al muelle de recuperación 184 mover la bola 182 en
acoplamiento con el asiento 173, y determina el flujo de fluido de
alimentación comprimido, en la cámara operacional 190, del modo
ilustrado en la figura 5. Mientras que la fuerza de entrada
permanezca constante, el pistón de trabajo 118 y la disposición de
válvula de control 170 permanecen en sus respectivas posiciones,
ilustradas en la figura 5, para llevar a cabo una aplicación de
frenado en la que el fluido de alimentación comprimido regulado, es
directamente comunicado al segundo conjunto de frenos de rueda 18,
18', y el fluido comprimido operacional, desarrollado por el
movimiento del pistón de trabajo 118, es comunicado al primer
conjunto de frenos de rueda 14, 14'. Al término de la fuerza de
entrada, causada por un operador en el pedal de freno 28, el muelle
de recuperación 122 mueve el pistón de trabajo 118, el muelle de
recuperación 184 mueve el elemento de cierre 180, y el muelle de
recuperación 185 mueve el émbolo 188 a una posición de descanso,
como se muestra en la figura 2.
En el reforzador hidráulico 12 mostrado en al
figura 2, para el sistema de frenos 10, la disposición de válvula de
control 170 funciona de un modo suave y, sustancialmente carente de
fricción, cuando la disposición de cierre 180 y el émbolo 188 están
dispuestos de forma que el fluido de alimentación comprimido, y el
fluido de alimentación comprimido regulado, no actúan directamente
en precintos asociados con la disposición de válvula de control
170.
La característica de accionamiento secundaria del
reforzador hidráulico 12 para el sistema de frenos 10, está bajo el
control de la ECU 40. La ECU 40 es sensible a situaciones que puedan
efectuar, de forma adversa, una operación deseada del vehículo y, en
concreto, al deslizamiento de las ruedas, al patinaje de las ruedas,
o al balanceo del vehículo. En tales situaciones, sensores como son
los sensores de la velocidad de la rueda 17, suministran a la ECU 40
señales de entrada que son evaluadas, al efecto de determinar si
estaría justificada una aplicación de frenado para conseguir un
funcionamiento del vehículo más seguro, o más eficaz. Cuando la ECU
40 determina que está garantizado un accionamiento de frenado
secundario, es enviada una señal operacional para activar el
solenoide 34, que permite al fluido de alimentación comprimido fluir
desde el acumulador 22 (un segundo acumulador, independiente, puede
ser utilizado para algunas aplicaciones), a la cámara de
accionamiento secundario 212, por medio del conducto 23 y el puerto
de entrada 23' en el segundo alojamiento 200. El fluido de
alimentación comprimido en la cámara de accionamiento secundaria
212, actúa, y mueve el segundo pistón 208 en el calibre 210, al
efecto de proporcionar una fuerza de accionamiento secundario, que
actúa en el extremo 187 del émbolo 188 y, después de superar el
muelle de recuperación 185, mueve el vástago 192 en acoplamiento con
la bola 182. La disposición de palanca 50 permanece estacionaria,
cuando la superficie 186''' en el émbolo 188 se desliza en el
manguito 248 y, como resultado, el pedal de freno 28 permanece
estacionario después de una caída inicial que corresponde al
movimiento del pistón de trabajo 118, suficientemente pasado el
puerto compensatorio 106 para cerrar el calibre 102. Una vez que el
vástago 192 acopla la bola 182, se termina la comunicación entre la
cámara operacional 190 y la cámara de descompresión 202 y, con el
movimiento adicional del émbolo 188 por medio del segundo pistón
208, la bola 182 es movida ahora fuera del asiento 173, para
permitir que el fluido de alimentación comprimido regulado, fluya
desde la cámara de alimentación 174 a la cámara operacional 190, del
modo que se muestra en la figura 6. El fluido de alimentación
comprimido regulado, presentado a la cámara operacional 190, es
comunicado inmediatamente al segundo conjunto de frenos de rueda 18,
18', por medio del conducto 130, para que lleve a cabo una
aplicación de frenado.
El fluido de alimentación comprimido regulado,
comunicado a la cámara operacional 190 a través de movimiento del
émbolo 188, por medio del pistón de accionamiento secundario 208, es
suministrado también a la cámara de accionamiento 125, y mueve el
pistón de trabajo 118 en el calibre 102, de modo que el precinto 119
portado por la proyección 117' se mueve pasado el puerto de
compensación 106, para presurizar fluido en el calibre 112.
Cuando la situación que se desea corregir es bien
un control anti-deslizamiento o control dinámico, el
fluido de alimentación comprimido continúa para actuar sobre el
pistón de trabajo 118, y mueve la proyección 117' en el calibre 112,
para presurizar fluido operacional que es suministrado al primer
conjunto de frenos de rueda 14, 14', para efectuar una aplicación de
frenado correspondiente de un freno de rueda, por medio de la
actuación selectiva de la válvula de solenoide de incremento 15, o
de la válvula de solenoide de mantenimiento 15', para corregir la
situación.
Cuando la situación que se desea corregir es
control de tracción, una vez que el precinto 119 ha pasado el puerto
de compensación 106, se crea un agarrotamiento hidráulico en el
calibre 112, por medio de cerrar las válvulas de solenoide 15 parta
cada uno del los frenos de rueda 14, 14' del primer conjunto, de
modo que el pistón de trabajo 118 permanece en una posición
estacionaria, dentro del calibre 102, y es limitado el frenado a los
frenos de rueda, en el segundo conjunto de frenos de rueda 18, 18',
a los que se suministra fluido de alimentación comprimido, por medio
del conducto 20 conectado al conducto 130. La ECU 40 activará
selectivamente una válvula de solenoide de incremento individual 15,
o una válvula de solenoide de mantenimiento 15', asociada con cada
uno de los frenos de rueda 18, 18', para corregir la situación.
Cuando la ECU 40 determina que la condición no
deseable ha terminado, o ha sido reducida a una situación de
funcionamiento seguro, la señal operativa para el solenoide 34 se
termina, y es abierto un solenoide de descompresión 34', para
permitir que el fluido de alimentación comprimido en la cámara 212,
fluya a la reserva 108' para la bomba de motor 24. Cuando el fluido
de alimentación comprimido fluye desde la cámara 212, el muelle de
recuperación 184 mueve la bola 182 en el vástago 180', en
acoplamiento con el asiento 173, para sellar la cámara de
alimentación 174, y el muelle de recuperación 185 devuelve el émbolo
188 y el segundo pistón 200 a una posición de descanso, como se ve
mejor en la figura 2, de forma que el calibre 112 y la cámara
operacional 190 en el primer alojamiento 100, son conectadas a la
cavidad 202, para reponer cualquier fluido que sea necesario para
mantener el sistema.
Claims (8)
1. Un servofreno hidráulico (12) para su uso en
un sistema de frenos (10), que tiene un primer
alojamiento(100), con un primer calibre (102) separado
respecto de un segundo calibre (104), el mencionado primer calibre
(102) reteniendo un pistón de trabajo (118), y el mencionado segundo
calibre (104) reteniendo una válvula de control (170), un elemento
de entrada (49) conectado al mencionado pistón de trabajo (118) y
enlazado con la mencionada válvula de control (170), por medio de
una disposición de palanca(50), estando el mencionado segundo
calibre (104) conectado a un fuente de fluido de alimentación
comprimido, y estando el mencionado primer calibre (102) conectado a
un primer conjunto de frenos de rueda (14, 14') de un vehículo,
proporcionando la mencionada disposición de palanca (50), a la
mencionada válvula de control(170), una fuerza de entrada
sensible a una fuerza de frenado aplicada al mencionado elemento de
entrada(49), para medir el fluido de alimentación comprimido,
y crear el fluido de alimentación comprimido regulado, que es
comunicado a través de un primer conducto (128) para actuar sobre, y
mover, el mencionado pistón de trabajo (118), al efecto de
desarrollar fluido operacional que es comunicado al mencionado
primer conjunto de frenos de rueda (14, 14'), y a través de un
segundo conducto (130), directamente a un segundo conjunto de frenos
de rueda, para efectuar una aplicación de frenado, el mencionado
servofreno hidráulico (12) está caracterizado por un segundo
alojamiento (200), que sujeta a la mencionada válvula de
control(170) en el mencionado segundo calibre (104), a la vez
que encierra a la mencionada válvula de control (170), la
disposición de palanca (50), y una proyección (117) que se extiende
desde el mencionado pistón de trabajo(118), para definir una
cámara de descompresión (202), que tiene una presión de fluido
permanente que es menor que la mencionada fuente de fluido de
alimentación comprimido, estando los mencionados calibres primero
(102) y segundo (104), conectados a la mencionada cámara de
descompresión (202) en ausencia de que esté siendo aplicada una
fuerza de entrada a la mencionada válvula de control (170).
2. El servofreno hidráulico (12) enunciado en la
reivindicación 1, en el que la mencionada válvula de
control(170) está caracterizada por un elemento
cilíndrico (172) unido al mencionado segundo calibre (104), por
medio del mencionado segundo alojamiento (200), para definir una
cámara de alimentación (174) dentro del mencionado segundo calibre
(104), un primer elemento de vástago (180'), localizado en el
mencionado segundo calibre (104) e impulsado en acoplamiento con un
asiento (173) en el mencionado elemento cilíndrico (172), para
cerrar la mencionada cámara de alimentación (174), un émbolo (188)
localizado en un calibre central dentro del mencionado elemento
cilíndrico (172), para definir una cámara operacional (190) dentro
del mencionado segundo calibre (104), y que tiene un segundo vástago
(192) en este, que se extiende en la mencionada cámara operacional
(190), estando conectada la mencionada cámara operacional (190) a la
mencionada cámara de descompresión (202), por medio del mencionado
segundo vástago (192), respondiendo el mencionado émbolo (188), a
una fuerza de entrada desde la mencionada disposición de palanca
(50), por medio de moverse inicialmente dentro de la mencionada
cámara operacional (190), para traer al mencionado segundo vástago
(192) en acoplamiento con el mencionado primer vástago (180'), al
efecto de interrumpir la comunicación entre la mencionada cámara
operacional (190) y la mencionada cámara de descompresión (202) y,
después de esto, mover el mencionado primer vástago (180')
alejándolo respecto del mencionado asiento (173), para medir el
fluido de alimentación desde la mencionada cámara de alimentación
(174), en la mencionada cámara operacional (190), como el mencionado
fluido de alimentación comprimido regulado.
3. El servofreno hidráulico (12) enunciado en la
reivindicación 2, en el que el mencionado segundo alojamiento (200)
está, además, caracterizado por un tercer calibre (210), que
recibe un segundo pistón (208) para definir una cámara de
accionamiento secundaria (212), estando el mencionado segundo pistón
(208) conectado al mencionado émbolo (188), y respondiendo al fluido
comprimido secundario siendo suministrado a la mencionada cámara
secundaria de accionamiento (212), para mover inicialmente el
mencionado émbolo (188) en la mencionada cámara operacional (190),
al efecto de traer el mencionado segundo vástago (192) en
acoplamiento con el mencionado primer vástago (180'), para
interrumpir la comunicación entre la mencionada cámara operacional
(190) y la mencionada cámara de descompresión (202), y mover después
el mencionado primer vástago (180') a lo lejos respecto del
mencionado primer asiento (173), para medir el fluido de
alimentación desde la mencionada cámara de alimentación (174) en la
mencionada cámara operacional (190), y proporcionar al mencionado
segundo conjunto de frenos de rueda (18, 18') la mencionada
alimentación presurizada regulada, para efectuar una aplicación de
frenado.
4. El servofreno hidráulico (12) enunciado en la
reivindicación 3, caracterizado además porque la mencionada
alimentación presurizada regulada, mueve el mencionado primer pistón
(118), para cerrar la comunicación entre el mencionado primer
calibre (102) y la mencionada cámara de descompresión (202), cuando
el mencionado fluido comprimido secundario es suministrado a la
mencionada cámara de accionamiento secundaria (212), y medios para
inhibir el movimiento del mencionado primer pistón (118), después
del cierre de la mencionada comunicación a la mencionada cámara de
descompresión (202), para mantener el mencionado elemento de entrada
(49) en una posición estacionaria.
5. El servofreno hidráulico (12) enunciado en la
reivindicación 4, en el que el mencionado medio para inhibir el
movimiento del mencionado primer pistón (118), está
caracterizado por una válvula de solenoide (15, 15') que
cierra la comunicación con el mencionado primer conjunto de frenos
de rueda (14, 14'), para crear un bloqueo hidráulico en el
mencionado primer calibre (102).
6. El servofreno hidráulico (12) enunciado en la
reivindicación 5, en el que la mencionada cámara operacional (190) y
una cámara de reacción (195), están caracterizadas por estar
formadas entre un émbolo (180) y el mencionado segundo pistón (208),
para equilibrar las fuerzas a través del mencionado émbolo (188),
cuando se recibe una entrada desde la mencionada disposición de
palanca (50).
7. El servofreno hidráulico (12) enunciado en la
reivindicación 6, en el que la mencionada válvula de control (170)
está, además, caracterizada por un primer resorte (185)
localizado en la mencionada cámara operacional (190), el cual ayuda
a mover el mencionado émbolo (188) hacia una posición de descanso,
en la que se establece comunicación entre el segundo conducto (130)
y la mencionada cámara de descompresión (202), y un segundo resorte
(194) localizado entre un manguito (264) y el mencionado segundo
pistón (208), que impulsa al mencionado segundo pistón (208) hacia
la mencionada segunda cámara de accionamiento (212), para definir
una posición de descanso para el mencionado segundo pistón
(208).
8. El servofreno hidráulico (12) enunciado en la
reivindicación 3, caracterizado además porque la mencionada
alimentación presurizada regulada, mueve el mencionado primer pistón
(118), para cerrar la comunicación entre el mencionado primer
calibre (102) y la mencionada cámara de descompresión (202), cuando
el mencionado fluido comprimido secundario es suministrado a la
mencionada cámara de accionamiento secundaria (212), al efecto de
desarrollar el mencionado fluido operacional, el cual es comunicado
a un primer conjunto de frenos de rueda (14, 14') durante una
aplicación de frenado secundaria.
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