ES2271729T3 - Servomotor neumatico de asistencia al frenado con ruido de funcionamiento reducido. - Google Patents
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Abstract
Servomotor de asistencia neumática al frenado que comprende una envoltura (2) de eje longitudinal (X), una primera cámara de baja presión (10), una segunda cámara de presión variable (12), un faldón (4) que delimita las cámaras primera y segunda (10, 12) y montado en deslizamiento estanco en la envoltura (2), un pistón neumático (8) montado solidario de una parte central del faldón (2), una válvula de tres vías (20) montada en una cola (14) del pistón neumático (8), y accionada por un accionamiento de frenado (33) que comprende un vástago de accionamiento (22) de eje longitudinal (X), impulsado por un pedal en una primera extremidad longitudinal (25), un émbolo (32) montado a la manera de rótula en una segunda extremidad longitudinal (34) del citado vástago de accionamiento (22), comprendiendo la citada válvula de tres vías (20) una válvula de equilibrado (23) apta para poner en comunicación en reposo a las cámaras primera y segunda (10, 12) y una válvula de admisión (24) apta para permitirla alimentación de fluido neumático a alta presión de la segunda cámara (12), comprendiendo la válvula de equilibrado (23) un primer asiento (26) soportado por el cuerpo (14) del pistón y un obturador (36), comprendiendo la válvula de admisión (24) un segundo asiento (28) soportado por una primera extremidad longitudinal del émbolo y el citado obturador (36), comprendiendo el émbolo (32) en una segunda extremidad longitudinal opuesta a la primera extremidad (54) una superficie frente a una primera cara de un disco de reacción (55) que se apoya por una segunda cara sobre una primera extremidad longitudinal (50) de un vástago de empuje (48) apta para trasmitir un esfuerzo de frenado aplicado al accionamiento de frenado y a la asistencia de frenado en un cilindro maestro, comprendiendo el pistón neumático (8) igualmente en su parte central una superficie que se apoya contra la primera cara del disco de reacción (55), caracterizado porque el citado servomotor comprende medios (68, 168, 268, 368, 468) que permiten amortiguar el movimiento relativo y principalmente oscilatorio entre el accionamiento de frenado y el pistón neumático en ausencia de reacción hidráulica.
Description
Servomotor neumático de asistencia al frenado
con ruido de funcionamiento reducido.
La presente invención se refiere a un servomotor
de asistencia neumática al frenado con ruido de funcionamiento
reducido.
Los servomotores de asistencia neumática al
frenado del tipo conocido están dispuestos entre un pedal de freno y
un cilindro maestro y transmiten al cilindro maestro el esfuerzo
amplificado aplicado al pedal por un conductor.
El servomotor comprende una envoltura neumática
estanca de eje longitudinal, un faldón montado en deslizamiento
axial estanco en la envoltura, un pistón neumático montado
rígidamente en un orificio central del faldón y solidario en
desplazamiento del faldón, una cámara de baja presión o cámara
delantera y una cámara de presión variable o cámara trasera
delimitadas por el faldón y la envoltura, una válvula de tres vías
montada en una cola del pistón y accionada por un vástago de
accionamiento y apta para poner en comunicación a la cámara de baja
presión con la cámara de presión variable o para aislar de manera
estanca la cámara dentera de la cámara trasera y para alimentar a la
cámara trasera de fluido neumático a alta presión, por ejemplo de
aire a presión atmosférica.
El vástago de accionamiento comprende una
primera extremidad longitudinal trasera unida a un pedal de freno y
una segunda extremidad opuesta a la primera extremidad, montada a la
manera de rótula en un émbolo montado en deslizamiento en el pistón
neumático.
La válvula de tres vías comprende una primera
válvula de equilibrado apta para poner en comunicación o para aislar
a la cámara delantera y a la cámara trasera, cuyo asiento está
soportado por el pistón, y una segunda válvula de admisión que
permite la alimentación de aire a presión atmosférica de la cámara
trasera, cuyo asiento de válvula está soportado por una extremidad
trasera del émbolo.
Los obturadores de las válvulas primera y
segunda están formados por una membrana de elastómero que se aplica
sobre uno u otro o los dos asientos primero y segundo a continuación
del accionamiento del vástago de accionamiento. Un resorte confirma
la aplicación de la membrana sobre el o los asientos de válvula.
Un vástago de empuje, coaxial al vástago de
accionamiento, está dispuesto entre la segunda extremidad del
palpador y un pistón del cilindro maestro y transmite por una
extremidad longitudinal delantera en apoyo contra un pistón
hidráulico del cilindro maestro el esfuerzo de frenado aplicado por
el conductor y el esfuerzo de asistencia proporcionado por el
servomotor. Un disco de reacción de material sensiblemente
incompresible está dispuesto en una extremidad trasera del vástago
de empuje y recibe por una cara trasera los esfuerzos aplicados por
el conductor y por el pistón neumático y por una cara delantera la
reacción del cilindro maestro, y transmite una parte de la reacción
del cilindro maestro al vástago de accionamiento por mediación del
émbolo, permitiendo así a un conductor la gestión de frenado.
En reposo, se ha previsto un juego entre el
disco de reacción y el émbolo, que determina la fase de salto bien
conocida por el experto.
Se ha observado en ocasiones un ruido llamado
"wiper noise", puesto que se parece al ruido de un limpia
parabrisas sobre un parabrisas seco. Este ruido puede aparecer antes
de que el cilindro maestro imprima una reacción hidráulica al disco
de reacción por mediación del vástago de empuje, durante un
desplazamiento rápido del vástago de accionamiento con un pequeño
esfuerzo. Este ruido es debido a una fase de inestabilidad de la
válvula de tres vías.
El funcionamiento normal de un servomotor es el
siguiente. Cuando el conductor se apoya sobre el pedal de freno, el
vástago de accionamiento es desplazado axialmente y lleva al émbolo
en dirección al vástago de empuje. El desplazamiento del émbolo
hacia el vástago de empuje cierra la válvula de equilibrado,
aislando la cámara delantera de la cámara trasera y abre la válvula
de admisión, permitiendo al aire a presión atmosférica penetrar en
la cámara trasera. Aparece entonces una diferencia de presiones
entre la cámara delantera y la cámara trasera, provocando el
desplazamiento neumático en dirección al vástago de empuje. El
vástago de empuje se desplaza entonces, arrastrando al menos a un
pistón del cilindro maestro. Aumenta entonces la presión en el
circuito hidráulico de frenado, la cual es retransmitida por
mediación del vástago de empuje al disco de reacción. El disco de
reacción combina entonces los esfuerzos aplicados por el vástago de
empuje, el pistón neumático y el émbolo. Una reacción es entonces
retransmitida al conductor por mediación del vástago de
accionamiento que puede entonces entorpecer el nivel de frenado.
Sin embargo, a veces, puede ocurrir para una
velocidad determinada de desplazamiento del vástago de accionamiento
y un esfuerzo aplicado al vástago de accionamiento determinado, que
el pistón neumático tras el cierre de la válvula de equilibrado y
apertura de la válvula de admisión, se desplace axialmente hacia el
vástago de empuje con una velocidad suficiente para provocar la
reapertura de la válvula de equilibrado y el cierre de la válvula de
admisión. El pistón neumático es rechazado entonces axialmente hacia
el pedal, provocando el cierre de la válvula de equilibrado y la
apertura de la válvula de admisión. Esta secuencia de
apertura-cierre de las válvulas tiene lugar varias
veces hasta que aparece una reacción en el cilindro maestro y el
disco de reacción se deforma.
Las secuencias de
apertura-cierre provocan entonces el ruido "wiper
noise". Este ruido no es en ningún caso revelador de un mal
funcionamiento del servomotor pero puede, sin embargo, hacer creer
al conductor que el sistema de frenado está dañado. En consecuencia,
es necesario suprimirlo, o si no, reducirlo para que no sea audible
por el conductor.
En el documento FR 00/06715, se ha propuesto un
contacto permanente entre el émbolo y el disco de reacción y prever
un juego para el salto entre la cara delantera del disco de reacción
y el vástago de empuje. Esta solución, muy eficaz en la mayoría de
los casos, no es sin embargo suficiente para ciertos vehículos.
En el documento US 6,352,015B1, se ha propuesto
un medio de amortiguación entre el accionamiento de frenado y el
pistón neumático, efectivo únicamente en presencia de una reacción
hidráulica. Además, no se puede considerar aumentar el aislamiento
fónico del vehículo y del servomotor por razones de volumen y de
precio de costo.
Es, por consiguiente, un objeto de la presente
invención ofrecer un servomotor silencioso en todas las situaciones
de frenado.
Es igualmente un objeto de la presente invención
ofrecer un servomotor de concepción simple.
Es igualmente un objeto de la presente invención
ofrecer un servomotor de coste de fabricación bajo.
Los objetos enunciados precedentemente son
obtenidos por un servomotor que comprende una envoltura en la cual
desliza un faldón de manera estanca, un pistón solidario del faldón,
una válvula de tres vías accionada por un vástago de accionamiento
impulsado en una primera extremidad por un pedal, un émbolo montado
en una segunda extremidad longitudinal opuesta y montado en
deslizamiento en el cuerpo de pistón, estando el desplazamiento
relativo del conjunto vástago de accionamiento-émbolo y del pistón
neumático limitado al menos en una primera fase de frenado.
En otros términos, el servomotor comprende
medios para reducir la amplitud de los desplazamientos entre el
conjunto de accionamiento y el pistón.
La presente invención tiene principalmente por
objeto un servomotor de asistencia neumática al frenado que
comprende una envoltura de eje longitudinal, una primera cámara de
baja presión, una segunda cámara de presión variable, un faldón que
delimita las cámaras primera y segunda, y montado en deslizamiento
estanco en la envoltura, un pistón neumático montado solidario de
una parte central del faldón, una válvula de tres vías montada en
una cola del pistón neumático, y accionada por un accionamiento de
frenado que comprende un vástago de accionamiento de eje
longitudinal, impulsado por un pedal de una primera extremidad
longitudinal, un émbolo unido a la manera de rótula a una segunda
extremidad longitudinal del citado vástago de accionamiento,
comprendiendo la citada válvula de tres vías una válvula de
equilibrado apta para poner en comunicación en reposo a las cámaras
primera y segunda, y una válvula de admisión apta para permitir la
alimentación de fluido neumático a alta presión de la segunda
cámara, comprendiendo la válvula de equilibrado un primer asiento
soportado por el cuerpo del pistón y un obturador, comprendiendo la
válvula de admisión un segundo asiento soportado por una primera
extremidad longitudinal del émbolo y el citado obturador,
comprendiendo el émbolo en una segunda extremidad longitudinal
opuesta a la primera extremidad una superficie frente a una primera
cara de un disco de reacción que se apoya por una segunda cara sobre
una primera extremidad longitudinal de un vástago de empuje apto
para transmitir un esfuerzo de frenado aplicado al accionamiento de
frenado y a la asistencia de frenado en un cilindro maestro,
comprendiendo el pistón neumático, igualmente en su parte central
una superficie que se apoya contra la primera cara del disco de
reacción, caracterizado porque el citado servomotor comprende medios
(68, 168, 268, 368, 468) que permiten amortiguar el movimiento
relativo y principalmente oscilatorio entre el accionamiento de
frenado y el pistón neumático en ausencia de reacción
hidráulica.
La presente invención tiene igualmente por
objeto un servomotor de asistencia neumática al frenado
caracterizado porque los citados medios de amortiguación realizan un
acoplamiento por rozamiento entre el accionamiento de frenado y el
pistón neumático.
La presente invención tiene igualmente por
objeto un servomotor de asistencia neumática al frenado
caracterizado porque los citados medios de amortiguación están
interpuestos entre el émbolo y el pistón.
La presente invención tiene igualmente por
objeto un servomotor de asistencia neumática al frenado
caracterizado porque los citados medios de amortiguación comprenden
una garganta anular practicada en una pared exterior de una primera
parte cilíndrica del émbolo próxima al vástago de accionamiento y un
elemento de material de coeficiente de rozamiento alto montado en la
citada garganta y destinado a situarse en contacto con una primera
sección cilíndrica del paso del pistón.
La presente invención tiene igualmente por
objeto un servomotor de asistencia neumática al frenado
caracterizado porque los citados medios de amortiguación comprenden
una garganta anular practicada en una pared interior de una primera
sección cilíndrica del paso del pistón y un elemento de material de
coeficiente de rozamiento alto montado en la citada garganta y
destinado a situarse en contacto con una primera parte cilíndrica
del émbolo próxima al vástago de accionamiento.
La presente invención tiene igualmente por
objeto un servomotor de asistencia neumática al frenado
caracterizado porque los citados medios de amortiguación comprenden
una garganta anular practicada en una pared exterior de una segunda
parte cilíndrica del émbolo próxima al disco de reacción y un
elemento de material de coeficiente de rozamiento alto montado en la
citada garganta y destinado a situarse en contacto con una segunda
sección cilíndrica del paso del pistón.
La presente invención tiene igualmente por
objeto un servomotor de asistencia neumática al frenado
caracterizado porque el citado elemento está fabricado de
elastómero.
La presente invención tiene igualmente por
objeto un servomotor de asistencia neumática al frenado
caracterizado porque el citado elemento es una junta tórica.
La presente invención tiene igualmente por
objeto un servomotor de asistencia neumática al frenado
caracterizado porque los esfuerzos de rozamiento entre el pistón y
el accionamiento de frenado están comprendidos de manera ventajosa
entre 5 Newtons y 40 Newtons.
La presente invención tiene igualmente por
objeto un servomotor de asistencia neumática al frenado
caracterizado porque los esfuerzos de rozamiento entre el pistón y
el accionamiento de frenado están comprendidos de manera más
ventajosa entre 5 Newtons y 20 Newtons.
La presente invención tiene igualmente por
objeto un servomotor de asistencia neumática al frenado
caracterizado porque los esfuerzos de rozamiento entre el pistón y
el accionamiento de frenado están comprendidos de manera todavía más
ventajosa entre 10 Newtons y 20 Newtons.
La presente invención tiene igualmente por
objeto un servomotor de asistencia neumática al frenado
caracterizado porque los citados medios de amortiguación unen por
una primera extremidad, un elemento fijo del pistón y, por una
segunda extremidad una cara trasera del obturador.
La presente invención tiene igualmente por
objeto un servomotor de asistencia neumática al frenado
caracterizado porque los citados medios de amortiguación unen por
una primera extremidad un elemento fijo del pistón y, por una
segunda extremidad, el vástago de accionamiento.
La presente invención tiene igualmente por
objeto un servomotor de asistencia neumática al frenado
caracterizado porque los citados medios de amortiguación son del
tipo magnético.
La presente invención tiene igualmente por
objeto un servomotor de asistencia neumática al frenado
caracterizado porque están montados imanes primero y segundo
respectivamente en el accionamiento de frenado y en el pistón
neumático de manera que sus polos opuestos estén enfrentados o, al
menos, lo estén parcialmente.
La presente invención tiene igualmente por
objeto un servomotor de asistencia neumática al frenado
caracterizado porque al menos uno de los citados imanes es un
electroimán y porque está previsto detener la alimentación eléctrica
del citado electroimán cuando los riesgos de movimientos relativos
oscilatorios perturbadores entre el pistón y el émbolo han
desaparecido.
La presente invención tiene igualmente por
objeto un servomotor de asistencia neumática al frenado
caracterizado porque los citados medios de amortiguación son del
tipo electroestático.
La presente invención tiene igualmente por
objeto un servomotor de asistencia neumática al frenado
caracterizado porque el pistón y el accionamiento de frenado son al
menos localmente cargados por cargas electrostáticas opuestas.
La presente invención se comprenderá mejor con
la ayuda de la descripción que sigue y de las figuras adjuntas, en
las cuales la parte delantera y la parte trasera corresponden
respectivamente a la izquierda y la derecha de los dibujos y en los
cuales:
- La figura 1 es una vista en corte longitudinal
de un primer ejemplo de un primer modo de realización de un
servomotor neumático de acuerdo con la presente invención;
- la figura 2 es una vista de detalle de la
figura 1;
- la figura 3 es una vista en corte longitudinal
de un detalle de un segundo ejemplo del primer modo de realización
de acuerdo con la presente invención;
- la figura 4 es una vista en corte longitudinal
de un detalle de un tercer ejemplo del primer modo de realización de
acuerdo con la presente invención;
- la figura 5 es una vista en corte longitudinal
de un detalle de un primer ejemplo de un segundo modo de realización
de acuerdo con la presente invención;
- la figura 6 es una vista en corte longitudinal
de un detalle de un segundo ejemplo de un segundo modo de
realización de acuerdo con la presente invención;
- la figura 7 es una vista en corte longitudinal
de un quinto modo de realización de un servomotor de acuerdo con la
presente invención;
Las mismas referencias son utilizadas para
describir los elementos que tienen la misma función y la misma
estructura en toda la descripción.
Todos los elementos descritos son de geometría
de revolución alrededor de un eje longitudinal X, en caso contrario
esto se describe.
En las figuras 1 y 2, se puede ver un primer
ejemplo de un primer modo de realización de un servomotor de acuerdo
con la presente invención de eje longitudinal X que comprende una
envoltura 2 que define un volumen estanco, en la cual está montado
en deslizamiento un faldón 4 provisto de un orificio central 6 en el
cual está montado de manera estanca un pistón neumático 8. El faldón
divide al volumen estanco en una primera cámara delantera de baja
presión 10 y una segunda cámara trasera 12 de presión variable. La
primera cámara 10 es alimentada, por ejemplo, de fluido neumático a
baja presión por una bomba de vacío o la toma de aire de un
motor.
El pistón neumático 8 está formado por un cuerpo
14 de forma sensiblemente troncocónica orientado hacia atrás,
estando la base del tronco de cono fijada en el orificio central 6
del faldón 4. El cuerpo 14 comprende igualmente una cola
sensiblemente cilíndrica que se extiende hacia atrás.
El cuerpo 14 de pistón está perforado por un
paso axial 18 pasante en el cual está montada una válvula de tres
vías 20 accionada por un vástago de accionamiento 22 unido a una
primera extremidad 25 longitudinal de un pedal de freno (no
representado).
La válvula de tres vías 20 comprende una primera
válvula 23 de equilibrado que pone en comunicación en reposo a la
cámara delantera 10 y a la cámara trasera 12, y una segunda válvula
24 de admisión de aire a presión atmosférica en la cámara trasera en
fase de frenado.
Las válvulas primera 23 y segunda 24 comprenden
respectivamente primeros y segundos asientos 26, 28 soportados
respectivamente por el cuerpo de pistón 14 y por una primera
extremidad longitudinal trasera 30 de un émbolo 32 montado en una
segunda extremidad axial 34 del vástago de accionamiento 22.
La extremidad trasera 30 del émbolo 32 recibe a
la manera de rótula la extremidad 34 delantera del vástago de
accionamiento y se extiende hacia atrás en un ensanchamiento
troncocónico orientado hacia delante.
El conjunto émbolo 32 y vástago de accionamiento
22 forma un accionamiento de frenado 33.
Cada válvula 22, 24 comprende igualmente un
obturador 36 solidario del cuerpo de pistón que comprende una placa
anular 38 apta para apoyarse contra el primer asiento 26 o el
segundo asiento 28 o los dos 26, 28 simultáneamente en posición de
equilibrio. Un resorte cilíndrico 35, que confirma la aplicación del
obturador 36 en los asientos primero y/o segundo 26, 28, está
montado en reacción contra un elemento fijo 37 del cuerpo de pistón
y una cara trasera 40 de la placa 38 de obturación.
El émbolo 32 está montado en deslizamiento en
una parte delantera de menor diámetro del paso 18 que atraviesa el
cuerpo 14 de pistón.
El servomotor comprende igualmente un vástago de
empuje 48 coaxial al vástago de accionamiento 22 y montado entre el
émbolo y un cilindro maestro (no representado). El vástago de empuje
48 comprende en una primera extremidad longitudinal 50 trasera un
alojamiento 52 en forma de copela que recibe a un disco de reacción
55 que se sitúa enfrente de una segunda extremidad longitudinal
delantera 54 del émbolo 32, llamada palpador y de una extremidad
delantera del pistón neumático.
El vástago de empuje 48 transmite al cilindro
maestro los esfuerzo aplicados al vástago de accionamiento 22 y por
el pistón neumático arrastrado por el faldón 4.
El disco de reacción 55 está realizado de
material sensiblemente incompresible y compone los esfuerzos
proporcionados por el vástago de accionamiento, por el pistón
neumático y por el vástago de empuje que transmite la reacción del
cilindro maestro.
El émbolo 32 comprende al menos una primera
parte cilíndrica 44 apta para ser montada con un juego mínimo para
evitar el acuñamiento en una primera sección cilíndrica 42 de la
parte delantera del paso 18, que asegura el guiado del émbolo en el
cuerpo del pistón, soportando la primera parte cilíndrica 44 al
palpador 54. En el ejemplo representado, el émbolo comprende
igualmente una segunda parte cilíndrica 58 delante del
ensanchamiento troncocónico y de mayor diámetro con relación al
diámetro de la primera parte cilíndrica 44 y montado igualmente con
un juego mínimo en una segunda sección cilíndrica 60 del paso 18 del
cuerpo de pistón 14.
El servomotor comprende igualmente un primer
resorte antagonista 62 del pistón en posición de reposo y montado en
compresión entre el pistón y una cara interior de la envoltura 2, y
un segundo resorte antagonista 64 del vástago de accionamiento
montado en compresión entre una superficie anular 66 que sobresale
de la superficie del vástago de accionamiento 22 y el elemento fijo
37 del pistón.
El servomotor de acuerdo con la presente
invención comprende igualmente medios 68 para amortiguar el
movimiento relativo y principalmente oscilatorio entre el
accionamiento de frenado 33 y el pistón neumático 8. En el ejemplo
particular representado en las figuras 1 y 2, los medios 68 realizan
un acoplamiento por rozamiento entre el émbolo 32 y el pistón 8 para
reducir la amplitud de los movimientos oscilantes del pistón con
respecto al émbolo 32. En el ejemplo representado, los medios 68
comprenden un elemento 72 anular de material de alto coeficiente de
rozamiento, montado en una garganta anular 70 practicada en la
superficie exterior de la segunda parte cilíndrica 58 del émbolo 32.
Las dimensiones de la junta 72 y de la garganta 70 se determinan de
manera que aseguren un esfuerzo de rozamiento suficiente entre la
superficie de la junta 72 y la segunda sección cilíndrica 60 del
paso 18 con el fin de atenuar de manera suficiente los movimientos
oscilatorios entre el pistón y el palpador y evitar o al menos
reducir el ruido de "wiper noise".
El elemento anular está, por ejemplo, realizado
de elastómero, por ejemplo de caucho.
El elemento anular es ventajosamente una junta
tórica, que es de bajo precio de coste, de montaje muy simple así
como de vida útil elevada.
La presencia de estos esfuerzos de rozamiento
entre el émbolo y el pistón limita el desplazamiento relativo del
pistón y del émbolo en un primer sentido axial indicado por la
flecha F1 y en un segundo sentido indicado por la flecha F2,
reduciendo entonces los riesgos de aparición del ruido "wiper
noise". Así, cuando el conductor se apoya sobre el pedal de freno
en unas condiciones de velocidad y de esfuerzo de aplicación
determinados, la válvula de equilibrado se cierra, la válvula de
admisión de abre, el pistón neumático se desplaza axialmente en la
dirección del vástago de empuje. En ausencia de reacción del
cilindro maestro en cualquier inicio de fase de frenado, el pistón
tiende a desplazarse rápidamente o, por el hecho de los rozamientos
entre el émbolo 32 y el pistón 8, la amplitud del desplazamiento del
pistón 8 en el sentido F1 se reduce, así como su desplazamiento en
el sentido F2. En consecuencia, el movimiento oscilatorio entre el
émbolo y el pistón se reduce mucho.
En la figura 3, se puede ver un segundo ejemplo
de realización del primer modo de realización en el cual los medios
de amortiguación del movimiento relativo entre el émbolo y el pistón
neumático son soportados por el pistón 8. El pistón 8 comprende una
garganta 74 practicada en la superficie interior de la segunda
sección cilíndrica 60 del paso 18 en el cual está montada una junta
tórica 72, y en contacto con la segunda parte cilíndrica 58.
En la figura 4, se puede ver un tercer ejemplo
de realización del primer modo de realización en el cual la junta
tórica está montada en una garganta 170 practicada en la primera
parte cilíndrica 44 del émbolo, situándose entonces la junta en
contacto con la superficie interior de la primera sección cilíndrica
42.
Para el servomotor representado en la figura 1 a
4, la frecuencia de vibración del pistón 8 con relación al palpador
32 es típicamente del orden de 50 Hertz. Los esfuerzos de rozamiento
que son necesarios para esta frecuencia de vibraciones entre el
émbolo 32 y el pistón 8, están ventajosamente comprendidos entre 5 y
40 Newtons, de manera preferida entre 5 y 20 Newtons y de manera más
preferida entre 10 y 20 Newtons.
Se puede igualmente considerar prever una
garganta practicada en la superficie interior de la primera sección
cilíndrica 42 para recibir a la junta 72.
Se ha de entender que se puede prever cualquier
otro tipo de junta, por ejemplo juntas de cuatro lóbulos o juntas de
labio; por otra parte, se puede considerar prever disponer varias
juntas si las oscilaciones lo necesitan, por ejemplo una primera
junta al nivel de la primera parte cilíndrica y una segunda junta al
nivel de la segunda parte cilíndrica del émbolo.
Se puede igualmente considerar prever medios 68
que comprendan elementos de material de alto coeficiente de
rozamiento repartidos de manera angular sobre la periferia del
émbolo o en el paso 18. Estos elementos están por ejemplo
sobremoldeados con el pistón, realizado típicamente por moldeo.
Se puede igualmente considerar realizar los
medios 68 con un manguito de material de alto coeficiente de
rozamiento montado sobre el émbolo o en el paso 18.
En la figura 5, se puede ver un segundo modo de
realización de un servomotor de acuerdo con la presente invención
que comprende medios amortiguadores 168 del movimiento relativo
entre el accionamiento de frenado 33 y el pistón neumático 8.
Los medios 168 están fijados a una cara trasera
de la placa obturadora 38 de la válvula de tres vías 20 y al
elemento fijo 37 del pistón neumático 8.
El funcionamiento del servomotor de acuerdo con
la presente invención es el siguiente: después de un desplazamiento
del accionamiento de frenado 33 en la dirección del vástago de
empuje 48, el pistón neumático 8 es impulsado por la diferencia de
presiones entre la cámara delantera 10 y la cámara trasera 12, la
placa de obturación 38 se sitúa en contacto con el primer asiento 26
y cierra la válvula de equilibrado 23 y se aleja del segundo asiento
24 y abre la válvula de admisión 28. En cierto caso particular, el
pistón neumático 8 se desplaza en el primer sentido F1 con una
velocidad demasiado importante, permaneciendo la placa obturadora 38
permanece en contacto con el primer asiento 26 y mantiene a la
válvula de equilibrado 23 cerrada mientras que el primer asiento 26
está axialmente por detrás del segundo asiento 28. Cuando el primer
asiento 26 está axialmente por delante del segundo asiento 28, la
placa obturadora 38 se aplica al segundo asiento 28 y se aleja del
primer asiento 26. El desplazamiento de la placa obturadora 38 es
entonces determinado por la posición del émbolo 32 o del
accionamiento de frenado 33. Ahora bien debido al hecho de la
presencia del medio 168 entre la placa obturadora 38 y el pistón 8,
el movimiento del pistón 8 con respecto al accionamiento de frenado
33 es amortiguado en el sentido F1 por mediación de la placa
obturadora 38. Después el pistón 8 se desplaza en el sentido F2, el
primer asiento 26 soportado por el pistón 8 se coloca de nuevo en
contacto con la placa obturadora 38 y tiende a querer empujarla en
el sentido F2, y a abrir la válvula de admisión 24, siendo el
movimiento de la placa obturadora 38 igualmente amortiguado por los
medios 168 en el sentido F2, y el movimiento oscilatorio del pistón
8 con respecto al accionamiento de frenado 33 es amortiguado.
Se puede igualmente considerar realizar el
efecto de amortiguación directamente entre el émbolo y la placa
obturadora, es decir, unir por medios amortiguadores el émbolo 22 y
la placa obturadora.
En la figura 6, se puede ver un tercer modo de
realización de un servomotor de acuerdo con la presente invención en
el cual los medios de amortiguación 268 están dispuestos en el
pistón neumático 8 y el vástago de accionamiento 22. En el ejemplo
representado, los medios 168 están fijados por una primera
extremidad al elemento fijo del pistón neumático y a la superficie
anular de apoyo 66 del segundo resorte antagonista 64 del vástago de
accionamiento 22.
El funcionamiento de la válvula de tres vías es
sensiblemente el mismo que el del segundo modo de realización del
servomotor de acuerdo con la presente invención y está representado
en la figura 5; no obstante la amortiguación del movimiento del
pistón con relación al accionamiento de frenado se efectúa
directamente entre el vástago de accionamiento 22 y el pistón 8.
En la figura 7 se puede ver un cuarto modo de
realización de acuerdo con la presente invención en el cual los
medios de amortiguación 368, 468 son del tipo magnético.
En un primer ejemplo, el émbolo 32 comprende en
la pared exterior de la primera parte cilíndrica 44 un primer imán
302 y el pistón neumático 8 comprende en la pared interior de la
primera sección cilíndrica 42 del paso 18 del pistón un segundo imán
304 sensiblemente frente al primer imán 302, estando cada uno de los
imanes primero y segundo 302, 304 orientados de manera que polos de
los imanes primero y segundo enfrentados sean opuestos, de manera
que el campo magnético que aparece se oponga al alejamiento relativo
del émbolo y del pistón.
En particular, los imanes primero y segundo 302,
304 son ventajosamente de formas anulares y están montados en las
gargantas primera y segunda 306, 308 practicadas respectivamente en
las primeras partes cilíndrica 44 del émbolo 32 y sección cilíndrica
42 del paso 18 del pistón 8. La forma anular de los imanes 302, 304
permite evitar una orientación angular del émbolo 32 con relación al
pistón 8 durante el montaje. Se ha de entender sin embargo que se
pueden prever primeros y segundos imanes repartidos angularmente en
la superficie del émbolo 32 y del paso 18 del pistón 8. El segundo
imán está ventajosamente sobremoldeado en el pistón neumático que se
realiza típicamente por moldeo de materia plástica.
En este ejemplo los imanes son del tipo imán
permanente, imán eléctrico o electroimán. En estos últimos casos, es
entonces ventajosamente posible realizar un sistema activo que
permita crear un efecto de amortiguación del movimiento relativo del
pistón con relación al émbolo únicamente en la fase susceptible de
ver aparecer el ruido de "wiper noise".
En efecto, es posible modificar la polarización
del electroimán en función de la presión en el cilindro maestro. Un
ordenador genera una orden de detención de la alimentación eléctrica
de uno y del otro de los imanes cuando se sobrepasa una cierta
presión hidráulica en el cilindro maestro que caracterizan el hecho
de que se aplica una reacción en el sentido F2 al pistón neumático y
en el accionamiento de frenado por mediación de la cara trasera del
disco de reacción, eliminando los movimientos relativos parásitos
entre el pistón y el accionamiento de frenado.
Se puede igualmente considerar fijar la
alimentación del electroimán en función del recorrido relativo del
pistón y del émbolo.
Se ha de entender que se puede prever utilizar
un imán permanente y un electroimán.
Se ha de entender que los medios
electromagnéticos pueden estar dispuestos en cualquier otro lugar
que permita acoplar el pistón neumático y el accionamiento de
frenado.
En un quinto modo de realización, el pistón y al
menos un elemento del accionamiento de frenado están cargados, al
menos localmente, de cargas electrostáticas de cargas opuestas que
crean una atracción entre el pistón y el accionamiento de frenado.
Las zonas cargadas de manera electrostática están una frente a otra
o al menos son aptas para superponerse al menos parcialmente.
Se ha de entender que los medios de
amortiguación no son necesariamente bidireccionales y que se puede
considerar no prever una amortiguación más que en el sentido F1 o en
el sentido F2, lo que produciría, no obstante, una reducción notable
del ruido de "wiper noise".
Se ha de entender igualmente que los medios de
amortiguación que tienen un efecto temporal, únicamente en fase de
inicio de frenado, no se salen del marco de la presente
invención.
Se ha de entender que el servomotor de acuerdo
con la presente invención puede igualmente comprender otros medios
para evitar el ruido de "wiper noise", por ejemplo un émbolo
que comprenda un palpador provisto de una excrecencia axial
destinada a situarse permanentemente en contacto con la cara trasera
del disco de reacción y un alojamiento de disco de reacción que
permite un juego entre la cara delantera del disco de reacción y el
fondo del alojamiento con el fin de determinar el salto.
Se puede realizar un servomotor de asistencia
neumática al frenado simple que no produzca o que produzca poco
ruido de "wiper noise".
La presente invención se aplica principalmente a
la industria del frenado para coches particulares.
Claims (18)
1. Servomotor de asistencia neumática al frenado
que comprende una envoltura (2) de eje longitudinal (X), una primera
cámara de baja presión (10), una segunda cámara de presión variable
(12), un faldón (4) que delimita las cámaras primera y segunda (10,
12) y montado en deslizamiento estanco en la envoltura (2), un
pistón neumático (8) montado solidario de una parte central del
faldón (2), una válvula de tres vías (20) montada en una cola (14)
del pistón neumático (8), y accionada por un accionamiento de
frenado (33) que comprende un vástago de accionamiento (22) de eje
longitudinal (X), impulsado por un pedal en una primera extremidad
longitudinal (25), un émbolo (32) montado a la manera de rótula en
una segunda extremidad longitudinal (34) del citado vástago de
accionamiento (22), comprendiendo la citada válvula de tres vías
(20) una válvula de equilibrado (23) apta para poner en comunicación
en reposo a las cámaras primera y segunda (10, 12) y una válvula de
admisión (24) apta para permitir la alimentación de fluido neumático
a alta presión de la segunda cámara (12), comprendiendo la válvula
de equilibrado (23) un primer asiento (26) soportado por el cuerpo
(14) del pistón y un obturador (36), comprendiendo la válvula de
admisión (24) un segundo asiento (28) soportado por una primera
extremidad longitudinal del émbolo y el citado obturador (36),
comprendiendo el émbolo (32) en una segunda extremidad longitudinal
opuesta a la primera extremidad (54) una superficie frente a una
primera cara de un disco de reacción (55) que se apoya por una
segunda cara sobre una primera extremidad longitudinal (50) de un
vástago de empuje (48) apta para trasmitir un esfuerzo de frenado
aplicado al accionamiento de frenado y a la asistencia de frenado en
un cilindro maestro, comprendiendo el pistón neumático (8)
igualmente en su parte central una superficie que se apoya contra la
primera cara del disco de reacción (55), caracterizado porque
el citado servomotor comprende medios (68, 168, 268, 368, 468) que
permiten amortiguar el movimiento relativo y principalmente
oscilatorio entre el accionamiento de frenado y el pistón neumático
en ausencia de reacción hidráulica.
2. Servomotor de asistencia neumática al frenado
de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque los
citados medios de amortiguación (68) realizan un acoplamiento por
rozamiento entre el accionamiento de frenado (33) y el pistón
neumático (8).
3. Servomotor de asistencia neumática al frenado
de acuerdo con la reivindicación 2, caracterizado porque los
citados medios de amortiguación (68) se interponen entre el émbolo
(32) y el pistón (8).
4. Servomotor de asistencia neumática al frenado
de acuerdo con la reivindicación 3, caracterizado porque los
citados medios de amortiguación comprenden una garganta anular (70)
practicada en una pared exterior de una primera parte cilíndrica
(44) del émbolo (32) próxima al vástago de accionamiento (22) y un
elemento de material (72) de alto coeficiente de rozamiento montado
en la citada garganta (170) y destinado a situarse en contacto con
una primera sección cilíndrica (42) de un paso (18) del pistón
(8).
5. Servomotor de asistencia neumática al frenado
de acuerdo con la reivindicación 3, caracterizado porque los
citados medios de amortiguación (68) comprenden una garganta anular
(74) practicada en una pared interior de una segunda sección
cilíndrica (60) del paso (18) del pistón (8) y un elemento (72) de
material de alto coeficiente de rozamiento montado en la citada
garganta (74) y destinado a situarse en contacto con una segunda
parte cilíndrica (58) del émbolo próxima al vástago de
accionamiento.
6. Servomotor de asistencia neumática al frenado
de acuerdo con la reivindicación 3, caracterizado porque los
citados medios de amortiguación comprenden una garganta anular (70)
practicada en una pared exterior de una segunda parte cilíndrica
(58) del émbolo próxima al disco de reacción (55) y un elemento (72)
de material de alto coeficiente de rozamiento montado en la citada
garganta (70) y destinado a situarse en contacto con una segunda
sección cilíndrica (60) de un paso (18) del pistón (8).
7. Servomotor de asistencia neumática al frenado
de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 4 a 6,
caracterizado porque el citado elemento (72) está fabricado
de elastómero.
8. Servomotor de asistencia neumática al frenado
de acuerdo con la reivindicación precedente, caracterizado
porque el citado elemento es una junta tórica.
9. Servomotor de asistencia neumática al frenado
de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 2 a 8,
caracterizado porque los esfuerzos de rozamiento entre el
pistón (8) y el accionamiento de frenado están comprendidos de
manera ventajosa entre 5 Newtons y 40 Newtons.
10. Servomotor de asistencia neumática al
frenado de acuerdo con la reivindicación precedente,
caracterizado porque los esfuerzos de rozamiento entre el
pistón (8) y el accionamiento de frenado están comprendidos de
manera más ventajosa entre 5 Newtons y 20 Newtons.
11. Servomotor de asistencia neumática al
frenado de acuerdo con la reivindicación precedente,
caracterizado porque los esfuerzos de rozamiento entre el
pistón (8) y el accionamiento de frenado están comprendidos de
manera aún más ventajosa entre 10 Newtons y 20 Newtons.
12. Servomotor de asistencia neumática al
frenado de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado
porque los citados medios de amortiguación (168) se unen por una
primera extremidad a un elemento fijo (37) del pistón y por una
segunda extremidad a una cara trasera del obturador (32).
13. Servomotor de asistencia neumática al
frenado de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado
porque los citados medios de amortiguación (268) se unen por una
primera extremidad a un elemento fijo (37) del pistón (8) y por una
segunda extremidad al vástago de accionamiento (22).
14. Servomotor de asistencia neumática al
frenado de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado
porque los citados medios de amortiguación (368, 468) son del tipo
magnético.
15. Servomotor de asistencia neumática al
frenado de acuerdo con la reivindicación precedente,
caracterizado porque imanes primero (302) y segundo (304)
están montados respectivamente en el accionamiento de frenado (33) y
en el pistón neumático (8) de manera que sus polos opuestos estén
enfrentados o al menos lo estén parcialmente.
16. Servomotor de asistencia neumática al
frenado de acuerdo con la reivindicación precedente,
caracterizado porque al menos uno de los citados imanes (302,
304) es un electroimán y porque está previsto interrumpir la
alimentación eléctrica del citado electroimán cuando los riesgos de
movimientos relativos oscilatorios perturbadores entre el pistón y
el émbolo han desaparecido.
17. Servomotor de asistencia neumática al
frenado de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado
porque los citados medios de amortiguación son del tipo
electroestático.
18. Servomotor de asistencia neumática al
frenado de acuerdo con la reivindicación precedente,
caracterizado porque el pistón y el accionamiento están, al
menos localmente, cargados por cargas electrostáticas opuestas.
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