ES2290006T3 - Dispositivo para ajustar la deceleracion de un vehiculo. - Google Patents

Abstract

Dispositivo para ajustar la deceleración de un vehículo cuando se aplica un esfuerzo sobre un dispositivo accionador de un cilindro de freno maestro o principal que incluye: - un cilindro (1) unido hidráulicamente al circuito de freno y acoplado a una parte del vehículo. - dicho cilindro (1) acomoda un pistón (2) cuyo vástago (2c) está acoplado a un dispositivo accionador (7) de tipo palanca o pedal, articulado él mismo en una parte del vehículo; en el que: - el extremo (1a) del cilindro (1), situado frente al otro extremo a partir del cual sobresale el pistón (2), está articulado de modo oscilante en una parte (4) del vehículo por medio de un primer eje (5); - el vástago (2c) del pistón (2), está acoplado de manera articulada en el dispositivo accionador (7), por medio de un segundo eje (8), estando articulado dicho dispositivo accionador (7) en la parte del vehículo, por medio de un tercer eje (10). Caracterizado porque los ejes primero, segundo y tercero (5, 8, 10) están montados cada uno de ellos en combinación con un rodamiento (6, 9, 11).

Description

Dispositivo para ajustar la deceleración de un vehículo.

La invención se refiere al sector técnico de los dispositivos de frenado para todos los tipos de vehículos, tales como los coches, motocicletas, aviones, etc.

Una de las piezas esenciales de un dispositivo de frenado está constituida por el cilindro maestro o principal unido hidráulicamente a los dispositivos de frenado como tales, a discos o a tambores y acoplados a uno o varios dispositivos accionadores, maniobrables manualmente o con los pies, en función del tipo de vehículo de que se trate.

Esencialmente, el cilindro de freno maestro, incluye un cilindro unido hidráulicamente al circuito de frenado y acoplado a una parte del vehículo. El cilindro acomoda un pistón acoplado al dispositivo accionador, que a su vez es accionado en una parte del vehículo. Este estado de la técnica puede representarse por la descripción de la patente US 5.050.381, que refleja el preámbulo de la reivindicación 1.

La acción de frenado tiene por objeto crear una deceleración del vehículo seguida o no de la parada total de este último. Particularmente, se ha considerado importante poder ajustar la deceleración correspondiente por ejemplo a la ralentización necesaria del vehículo para abordar una curva. Este ajuste es resultante sobre todo del desplazamiento del esfuerzo sobre el dispositivo accionador de frenado (palanca o pedal). De ello se deriva una reacción que es el valor de la deceleración que el conductor puede percibir de diferentes maneras. En realidad, este valor de la deceleración es muy difícil de apreciar.

Por ejemplo, este valor de la deceleración puede percibirse directamente por una sensación del fenómeno de aceleración horizontal en el cuerpo del usuario, o directamente integrando la disminución de la velocidad percibida por el paso del paisaje o también, indirectamente, apreciando la variación de asiento del vehículo considerado debida a la componente horizontal de la aceleración, teniendo tendencia el vehículo al "hundirse" por delante. Esta reacción es la más utilizada para el ajuste de los frenos, pero tiene algunos errores. En efecto, a deceleración igual, el "hundimiento" de vehículo, varía en función de su carga, de la regulación de la suspensión y de otros fenómenos.

Para obtener la deceleración deseada, el conductor actúa sobre el dispositivo de frenado provocando una reacción de su vehículo. Para obtener la reacción deseada, el conductor se ve obligado a modificar varias veces la acción ejercida sobre el dispositivo de frenado para obtener la deceleración deseada. El resultado obtenido no es por lo tanto inmediato. Por consiguiente, este tiempo de respuesta, puede hacer perder varios metros a una distancia de parada.

Cuando el conductor es suficientemente experimentado y conoce bien su vehículo, el piloto determina, por aprendizaje, el esfuerzo preciso que debe aplicar sobre el dispositivo accionador para obtener la deceleración deseada. En este caso, el resultado es instantáneo, pero la cadena de control debe ser fiel. En caso contrario, el resultado no será el esperado por el conductor.

De ello se deriva que el conductor tiene que aprender por lo tanto a utilizar su sistema de frenado o a determinar experimentalmente la carrera y el esfuerzo necesarios sobre el dispositivo accionador de frenado para obtener la deceleración deseada. Este aprendizaje se realiza de modo natural e inconscientemente.

El frenado ideal es, por lo tanto, obtener una relación perfectamente lineal entre la carrera del dispositivo accionador y la deceleración y entre el esfuerzo ejercido sobre el dispositivo accionador y la deceleración.

Desde hace muchos años, se han realizado importantes progresos técnicos relativos al frenado.

Por el contrario, no se ha aportado ninguna mejora técnica al cilindro maestro. El problema planteado en un cilindro maestro considerado ideal, es poder transformar el esfuerzo sobre el dispositivo accionador en presión en el circuito de frenado de manera proporcional al aumento de presión y al aflojamiento del citado dispositivo accionador.

En la práctica, la precisión del ajuste de frenado se ve ampliamente afectada por la aparición de diversas fricciones, particularmente a nivel de las juntas, de las articulaciones sobre cojinetes lisos, de los pistones en el mandrinado del cilindro, etc.

Las figuras 1 y 2 muestran la curva de histéresis resultante de las medidas efectuadas en un banco de ensayo y correspondientes a cilindros maestros de diseño clásico, montados en motos de gran cilindrada.

La figura 1, corresponde a un cilindro maestro radial, mientras que la figura 2 corresponde a un cilindro maestro axial.

La curva que aparece en trazos fuertes corresponde a la presión medida, mientras que la curva de trazos de puntos corresponde a la presión teórica.

En las abscisas de estas curvas, se indican en daN, diferentes esfuerzos que se ejercen sobre la palanca, mientras que en las ordenadas, se indican las presiones ejercidas en bars.

Si se considera una presión de 15 bars correspondiente aproximadamente a una deceleración de 0,7 G, la curva de histéresis pone de manifiesto que las fricciones internas perjudican de modo significativo la fidelidad de los pares esfuerzos-presiones. Se comprueba que en los dos modos evaluados, el error entre el esfuerzo en la palanca, y el aumento de presión y la reducción de presión, puede llegar hasta 43% en el caso del cilindro maestro axial y hasta 57% en el caso del cilindro maestro radial.

Hay que señalar que el desfase al principio de la carrera corresponde a un muelle de recuperación del pistón del cilindro maestro, necesario para evitar las fricciones de retorno.

Estas curvas muestran que el piloto no puede ajustar la deceleración con precisión. Sobre todo, no puede disminuir la presión en el circuito, dado que deberá aflojar de manera considerable el esfuerzo, para disminuir un poco la presión.

Estos problemas obligan a los pilotos de competición a bombear en la palanca o el pedal del freno, a fin de poder ceñirse a la curva de aumento de presión, de modo que la curva de descenso de presión no se utilice nunca. Esta técnica llamada de bombeo consiste en ejercer un esfuerzo en la palanca o el pedal del freno y en reducir inmediatamente este esfuerzo y ello de manera sucesiva y continua.

Es evidente que esta técnica de pilotaje no es accesible para el conductor en general que se verá sorprendido por una deceleración continuamente diferente, para el mismo esfuerzo aplicado a la palanca o al pedal del freno. Por lo tanto, es difícil e incluso imposible, percibir y ajustar correctamente el frenado.

Esta falta de control del frenado conduce de modo inevitable a deceleraciones inadaptadas que pueden tener consecuencias dañinas, teniendo tendencia a aumentar las distancias de paradas, incluso cuando el vehículo va equipado con un sistema de antibloqueo de las ruedas.

Estando claramente planteado el problema y a fin de solucionar los inconvenientes citados, se ha considerado necesario poder eliminar, o al menos disminuir de modo significativo, las fricciones directas o indirectas en el cilindro maestro.

Una vez planteado el problema, se ha diseñado y puesto a punto un dispositivo para ajustar la deceleración de un vehículo al aplicar un esfuerzo a un dispositivo accionador de un cilindro de freno maestro conforme a las características de la reivindicación 1.

De ello se deriva que los esfuerzos ejercidos sobre el pistón por el dispositivo accionador se producen siempre en el eje de dicho cilindro a fin de que no sea sometido a ningún esfuerzo radial, de modo que el esfuerzo axial se convierta totalmente en presión en el circuito.

La invención se expone a continuación más detalladamente con ayuda de los planos anexos, en los que:

Las figuras 1 y 2 muestran las curvas de histéresis obtenidas en el caso de cilindros maestros según el estado de la técnica.

La figura 3 muestra la curva de histéresis obtenida en el caso de cilindro maestro según las características de la invención.

Las figuras 4, 5 y 6 son vistas esquemáticas en sección que muestran el montaje oscilante del cilindro maestro según las características de la invención, en caso de que el pistón sea accionado por una palanca articulada (caso de una motocicleta por ejemplo); en la figura 4 no se ejerce ningún esfuerzo sobre la palanca; en la figura 5 se ejerce un esfuerzo intermedio sobre la palanca; en la figura 6, se ejerce un esfuerzo máximo sobre la palanca.

La figura 7 es una vista del tipo de la representada en las figuras 4, 5 y 6 donde el pistón está sujeto a un dispositivo accionador de tipo pedal (como en un vehículo automóvil particularmente).

La figura 8 es una vista en sección transversal considerada según la línea 8.8 de la figura 6.

La figura 9 es una vista en sección transversal considerada según la línea 9.9 de la figura 6.

El cilindro maestro incluye un cilindro (1) dentro del cual va montado coaxialmente un pistón (2). El cilindro (1) está unido, por cualquier medio conocido y apropiado, al circuito hidráulico del sistema de frenado como tal. El pistón (2) lleva ranuras (2a) y (2b) u otras disposiciones que puedan acomodar juntas de estanqueidad (3). El posible muelle de recuperación o de otro tipo del pistón (2) no está representado.

Según una característica básica de la invención, se ha diseñado un dispositivo para ajustar la declaración al aplicar un esfuerzo sobre un dispositivo accionador (7) de un cilindro maestro, según el cual el extremo (1a) del cilindro (1), situado frente al otro extremo a partir del cual sobresale el pistón (2), está articulado de modo oscilante en una parte del vehículo tal como un cárter (4) u otro elemento, en función del tipo de vehículo considerado. Por ejemplo, el montaje oscilante del cilindro (1) con respecto al elemento de soporte (4), se efectúa por medio de un eje (5) montado en combinación con un rodamiento (6). El extremo (1a) constituye un apéndice redondeado montado entre las dos alas de una articulación que presenta una parte del elemento de soporte (4). El conjunto del eje (5) con su rodamiento (6) está montado transversalmente para asegurar el acoplamiento oscilante de dicho apéndice (1a) en la articulación de dicho elemento de soporte (4).

Según el mismo principio, el vástago (2c) del pistón (2), está acoplado de manera articulada en una parte apropiada de un dispositivo accionador (7), que puede estar constituido por una palanca, en el caso de una motocicleta (figuras 4, 5 y 6) o por un pedal, en el caso de un vehículo automóvil (figura 7). Del mismo modo que para el cilindro (1), el montaje articulado del pistón (2) con respecto al dispositivo accionador (7), se efectúa por medio de un eje (8) en combinación con un rodamiento (9). El dispositivo accionador (7) es accionado en una parte fija del vehículo considerado, por medio de un eje (10) en combinación con un rodamiento (11). El montaje articulado del pistón (2) con respecto al dispositivo accionador (7) y del dispositivo accionador (7) con respecto a la parte del vehículo, puede efectuarse del mismo modo que para el cilindro (1), por disposiciones en forma de articulación.

Teniendo en cuenta estas disposiciones y como muestran particularmente las figuras 4, 5 y 6, el esfuerzo que ejerce la palanca (7) (o el pedal) sobre el pistón (2), se transmiten de modo coaxial al cilindro (1) a fin de que dicho pistón no esté sometido a ningún esfuerzo radial. De ello se deriva que el esfuerzo axial es totalmente convertido en presión en el circuito hidráulico. Este montaje oscilante del cilindro particularmente, permite por lo tanto suprimir las fricciones y obtener, como muestra la figura 3, una curva de histéresis en la que, en comparación con el estado de la técnica, el error de dosificación se lleva casi a 14%.

Algunos ensayos han demostrado así que según las características de la invención, basta con ejercer un esfuerzo de 6,2 daN aproximadamente para obtener 15 bars, mientras que con los cilindros maestros, según el estado de la técnica para obtener la misma presión de 15 bars, es necesario ejercer un esfuerzo de 7,8 daN aproximadamente.

Teniendo en cuenta estas características, de ello se deriva que el usuario recibe una información ampliamente superior a la de un cilindro maestro del estado de la técnica (lo que es muy importante en el caso de un conductor de moto). En efecto, la fricción de las pastillas - discos, genera ligeras vibraciones que se retransmiten al cilindro maestro por el líquido de freno.

Según el estado de la técnica, estas vibraciones son amortiguadas por el movimiento de deslizamiento del pistón, mientras que tales vibraciones son directamente transmitidas a la palanca, teniendo en cuenta las características de la invención. El conductor puede percibir así de modo instantáneo y con precisión, la eficacia de los frenos y notar también cuando se perturba la fricción de los discos - pastillas.

Hay que señalar que en el caso de una motocicleta, el control del cilindro maestro de la palanca puede efectuarse por medio de un basculador que puede llevar un sistema de ajuste de separación de la palanca, para poder adaptar el cilindro maestro a cada tamaño de la mano.

Las ventajas se deducen de la descripción.

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Referencias citadas en la descripción Esta lista de referencias citadas por el solicitante trata únicamente de ayudar al lector y no forma parte de la patente europea. Aunque se ha prestado la máxima atención a su elaboración, no pueden excluirse errores u omisiones y la Organización Europea de Patentes rechaza toda responsabilidad al respecto. Documentos de patentes citadas en la descripción

\bullet US 5050381 A [0003].

Claims (1)

1. Dispositivo para ajustar la deceleración de un vehículo cuando se aplica un esfuerzo sobre un dispositivo accionador de un cilindro de freno maestro o principal que incluye:

-

un cilindro (1) unido hidráulicamente al circuito de freno y acoplado a una parte del vehículo.

-

dicho cilindro (1) acomoda un pistón (2) cuyo vástago (2c) está acoplado a un dispositivo accionador (7) de tipo palanca o pedal, articulado él mismo en una parte del vehículo; en el que:

-

el extremo (1a) del cilindro (1), situado frente al otro extremo a partir del cual sobresale el pistón (2), está articulado de modo oscilante en una parte (4) del vehículo por medio de un primer eje (5);

-

el vástago (2c) del pistón (2), está acoplado de manera articulada en el dispositivo accionador (7), por medio de un segundo eje (8), estando articulado dicho dispositivo accionador (7) en la parte del vehículo, por medio de un tercer eje (10).

Caracterizado porque los ejes primero, segundo y tercero (5, 8, 10) están montados cada uno de ellos en combinación con un rodamiento (6, 9, 11).