ES2330836T3 - Servomotor de asistencia al frenado para vehiculo automovil. - Google Patents

Abstract

Servomotor de asistencia al frenado para vehículo automóvil, que comprende una carcasa (16) en la cual un pistón (28) es desplazable axialmente por una palanca de mando (12) accionada por un pedal de freno y que tiene un extremo delantero montado en un órgano de control (38) en el interior del pistón (28), del cual una parte cilíndrica tubular posterior (34) es guiada con estanqueidad en una chimenea cilíndrica de la carcasa (16), incluyendo dicho servomotor también unos medios de retención axial del pistón (28), que limitan su desplazamiento hacia atrás, formados por un extremo longitudinal trasero de la chimenea que forma un tope y por una parte trasera (58) de la chimenea que tiene un diámetro reducido y en apoyo por un resalto interno (56) que conecta dicha parte posterior (58) de la chimenea contra el tope.

Description

Servomotor de asistencia al frenado para vehículo automóvil.

La invención se refiere a un servomotor de asistencia al frenado para vehículo automóvil.

El documento US-A-4433 614 describe un servomotor neumático de asistencia de frenado que comprende un manguito que asegura la retención axial hacia atrás del pistón.

De manera conocida, un servomotor se dispone entre una palanca de mando accionada por un pedal de freno y un cilindro principal de un circuito de frenado para ampliar el esfuerzo aplicado al pedal y transmitirlo al pistón del cilindro principal y comprende una carcasa compartimentada en una cámara delantera unida a la depresión del motor y una cámara trasera a presión selectivamente variable entre la depresión del motor y la presión atmosférica. La diferencia de presión entre las dos cámaras actúa sobre un pistón montado en la carcasa entre la palanca de mando y el pistón del cilindro principal.

La palanca de mando se une a este pistón del servomotor por medio de una válvula de control de alimentación de la cámara posterior de la carcasa, que está montada en el interior de una parte tubular trasera del pistón del servomotor y que comprende un órgano tubular cilíndrico en cuyo interior se recibe una rótula que forma el extremo delantero de la palanca de mando.

La pared transversal trasera de la carcasa del servomotor está formada, en general, por estampado, con una chimenea axial de forma cilíndrica que se extiende hacia atrás y que comprende un reborde posterior orientado radialmente hacia el eje y que forma un tope que limita el desplazamiento axial hacia atrás del pistón del servomotor.

Cuando la carcasa del servomotor es de chapa relativamente gruesa, por ejemplo de aproximadamente 1,5 mm, y cuando la longitud axial de la chimenea formada por estampado no es demasiado grande, el espesor del reborde posterior de la chimenea es suficiente para resistir un esfuerzo de extracción de la palanca de mando que, en las especificaciones de los fabricantes automóviles, se fija en un valor de aproximadamente 200-250 daN.

Cuando la carcasa del servomotor es de chapa menos gruesa, en particular, cuando sus paredes transversales de extremo se unen rígidamente entre sí por tirantes, y cuando la longitud axial de la chimenea aumenta, en particular cuando se desplaza el cilindro principal un poco en sentido axial hacia el interior del servomotor para disminuir el espacio ocupado axial hacia adelante del conjunto de servomotor y cilindro principal, el espesor del reborde posterior de la chimenea formada por estampado es relativamente pequeño, por ejemplo del orden de 0,4 mm., y ya no permite resistir un esfuerzo de tracción de aproximadamente 200 a 250 daN sobre el palanca de mando.

La invención tiene, en particular, por objetivo aportar una solución simple, eficaz y poco costosa a este problema.

Tiene también por objeto solucionar este problema sin modificar de manera compleja y costosa los sistemas preexistentes de servomotores y de cilindro principales.

A tal efecto, propone un servomotor de asistencia al frenado para vehículo automóvil, que comprende una carcasa en la cual un pistón es axialmente desplazable por un palanca de mando accionada por un pedal de freno y que tiene un extremo delantero montado en un órgano cilíndrico de control en el interior del pistón cuya parte tubular cilíndrica posterior es guiada con estanqueidad en una chimenea cilíndrica de la carcasa, caracterizada porque se forman unos medios de retención axial del pistón, que limitan su desplazamiento hacia atrás por una parte intermedia de la chimenea.

Cuando la chimenea se forma por estampación de una chapa relativamente delgada como la de una carcasa de tirantes del tipo descrito anteriormente, su espesor en su parte mediana sigue siendo suficiente para resistir un esfuerzo de tracción de aproximadamente de 200 a 250 daN sobre la palanca de mando, incluso cuando el longitud de la chimenea haya sido aumentada para hacer frente a un desplazamiento hacia atrás del cilindro principal con respecto al servomotor.

En un método de realización preferido de la invención, los medios de retención axial del pistón están formados por un resalto interno de la chimenea, que conecta una parte posterior de diámetro reducido con una parte delantera de la chimenea.

El pistón del servomotor comprende en su parte posterior unos medios destinados a cooperar con los medios de retención axial formados en la chimenea.

Ventajosamente, se interpone un casquillo anular entre los medios de retención axial de la chimenea y los medios correspondientes del pistón.

Este casquillo anular forma una riostra radial entre los medios del pistón y los de la chimenea y permite reducir al mínimo las modificaciones que es necesario aportar a chimeneas y a pistones normales.

Se comprenderá mejor la invención y aparecerán más claramente otras características, detalles y ventajas de ésta mediante la lectura de la descripción siguiente, proporcionada a título de ejemplo, que hace referencia a los dibujos anexos en los cuales:

- la figura 1 es una vista esquemática en corte axial de un conjunto de servomotor y cilindro principal de frenado, en la cual la semivista inferior representa un conjunto conocido de la técnica previa y la semivista superior un conjunto según la invención;

- la figura 2 es una vista esquemática en corte axial, a mayor escala, de la parte posterior de un servomotor según la invención.

Por convenio, en toda la descripción, la parte delantera corresponde a lo que está situado en el lado izquierdo en los dibujos y la parte de atrás a lo que está situado en el lado derecho.

En la figura 1, la referencia 10 designa un servomotor neumático de asistencia al frenado, que se asocia por una parte mediante una palanca de mando 12 a un pedal de freno no representado y por otra parte a un cilindro principal 14 de un circuito hidráulico de frenado.

El servomotor 10 comprende una carcasa 16 sensiblemente cilíndrica, formada por la unión cara a cara de una pared anular delantera 18 y una pared anular trasera 20 conectadas de manera estanca en su periferia externa, estando compartimentada esta carcasa de manera estanca en una cámara delantera 22 y una cámara trasera 24 por una división interna anular 26 que se extiende radialmente por el interior de la carcasa 16, entre su periferia externa y un pistón central 28 desplazable axialmente en la carcasa 16 por la palanca de mando 12.

La cámara delantera 22 está conectada por un racor 30 a una fuente de vacío que es, por ejemplo, la depresión del motor en el caso de un vehículo a gasolina, o una bomba de vacío en el caso de un vehículo con motor Diesel. La presión que reina en la cámara posterior 24 es controlada de una manera conocida por un sistema de válvula 32 que se monta en el interior de una parte trasera 34 del pistón 28, siendo esta parte trasera 34 de forma cilíndrica tubular y extendiéndose axialmente hacia atrás.

El sistema de válvula 32 es accionado por el extremo delantero de la palanca de mando 12, estando colocado este extremo delantero con forma de rótula 36 dentro de un órgano cilíndrico de control 38 que es guiado en deslizamiento axial en el interior del pistón 28.

Por el lado delantero, el pistón 28 se encuentra asociado a un resorte de recuperación 40 montado entre su extremo delantero y la pared anular delantera 18 de la carcasa 16 para solicitar constantemente al pistón 28 hacia atrás. El extremo delantero del pistón 28 se conecta también por una biela de empuje 42 a un pistón primario 44 del cilindro principal 14.

En esta disposición conocida, el desplazamiento axial hacia adelante de la palanca de mando 12 accionada por el pedal de freno se traduce en un desplazamiento hacia adelante del pistón 28 que se transmite al pistón primario 44 del cilindro principal 14 para alimentar un circuito de frenado con fluido hidráulico a presión. La fuerza de desplazamiento del pistón 28 por la palanca de mando 12 es amplificada por la diferencia de presión entre las cámaras 22 y 24 del servomotor, estando conectada la cámara delantera 22 a la depresión del motor mientras que la cámara trasera 24 está a una presión que el sistema de válvula 32 hace variar entre la depresión del motor y la presión atmosférica en función de los desplazamientos de la palanca de mando 12.

En la semivista inferior de la figura 1, que representa un conjunto conocido de la técnica anterior, la pared posterior 20 de la carcasa 16 del servomotor incluye una chimenea sensiblemente cilíndrica 48 que se extiende axialmente hacia atrás y que incluye un borde posterior 50, el cual se extiende radialmente hacia el eje y forma unos medios de retención que limitan el desplazamiento axial hacia atrás del pistón 28 a través de los medios 52 de estanqueidad y de guiado del pistón 28.

Según las especificaciones establecidas por algunos fabricantes de automóviles, este reborde de extremo posterior 50 debe resistir un esfuerzo de tracción o de extracción de un valor de aproximadamente 200-250 daN que se ejerce hacia atrás sobre la palanca de mando 12 y que es transmitido al reborde 50 por medio del órgano de control 38 y del pistón 28.

La chimenea 48 está formada por estampación de la parte central de la pared posterior 20 y su espesor disminuye progresivamente desde su extremo delantero a su extremo trasero. Cuando la pared 20 es de chapa con un espesor determinado, por ejemplo de aproximadamente de 1,5 mm, y si la longitud axial de la chimenea no es demasiado grande, el espesor del reborde posterior 50 de la chimenea es de aproximadamente de 0,9 mm y pueden resistir el esfuerzo de extracción citado anteriormente con un valor de 200-250 daN. Por el contrario, cuando la carcasa 10 se realiza con una chapa menos gruesa, en particular, cuando sus paredes transversales de extremo se conectan rígidamente entre sí por unos tirantes 54 tal como se representa esquemáticamente en la figura 1, el espesor del reborde posterior 50 de la chimenea 48 puede ser inferior a 0,4 mm y ya no permite en general resistir el esfuerzo de extracción citado anteriormente.

Este fenómeno se agrava cuando, para disminuir el volumen axial en la parte delantera del conjunto de servomotor 10 y cilindro principal 14, el cilindro principal se desplaza un poco hacia atrás en el interior de la carcasa 16, tal como se ha representado en la parte superior de la figura 1. Este desplazamiento del cilindro principal hacia atrás obliga en efecto a desplazar hacia atrás la posición del sistema de válvula 32 y del órgano de control 38 y en consecuencia a aumentar la longitud axial de la chimenea 48, como se ha representado en la parte superior de la figura 1. Esta prolongación axial de la chimenea 48 se traduce en una disminución adicional del espesor del borde radial 50, que ya no resiste el esfuerzo de extracción citado anteriormente.

Para atenuar este inapropiada, la invención prevé, como se ha representado esquemáticamente en la parte superior de la figura 1 y de manera más visible en la figura 2, formar un resalto interno 56 en una parte intermedia o sensiblemente central de la chimenea 48, conectando este resalto interno una parte posterior 58 de la chimenea, que tiene un diámetro reducidos, con una parte delantera de la chimenea.

Este resalto interno 56 de la chimenea está destinado a cooperar mediante un tope con unos medios apropiados 60 de la superficie periférica del pistón 28, tales como un resalto 60 que conecta la parte cilíndrica tubular posterior 34 del pistón con una parte cilíndrica intermedia 62 de este pistón que tiene un diámetro superior.

Ventajosamente, se coloca un disco o casquillo anular 64 entre los resaltos 56 de la chimenea 48 y 60 del pistón 28, en el interior de la chimenea 48 y alrededor del pistón 28, teniendo este casquillo anular un diámetro externo sensiblemente igual o muy ligeramente inferior al diámetro interno de la parte delantera de la chimenea 48, y un diámetro interno que es inferior al diámetro externo del resalto 60 del pistón 28.

En estas condiciones, el resalto 56 de la chimenea 48 ejerce la función de retención axial del pistón, efectuada por el reborde posterior 50 de chimenea en la realización conocida representada en la parte inferior de la figura 1. Este resalto 56 formado en una parte intermedia de la chimenea 48, tiene un espesor superior al del reborde posterior 50 y puede resistir el esfuerzo de extracción 15 citado anteriormente, incluso cuando la pared trasera 20 de la carcasa 16 tenga un espesor relativamente bajo, por ejemplo de aproximadamente de 0,8 mm.

El casquillo anular 64 permite adaptar, por una elección apropiada de su diámetro interno y de su espesor axial, el diámetro y la posición axial del resalto 56 de la chimenea al diámetro y a la posición axial del resalto 60 del pistón 28.

Como en la técnica conocida, la chimenea 48 del servomotor según la invención puede incluir un reborde posterior 50 para el mantenimiento en su sitio de unos medios de estanqueidad y de guiado de la parte tubular cilíndrica 34 del pistón 28. Pero este reborde posterior 50 ya no está destinado a resistir un esfuerzo importante de tracción o de extracción ejercido sobre la palanca de mando 12, que es soportado por el resalto intermedio 56 de la chimenea.

Por medios simples y poco costosos, que comprenden la formación del resalto 56 en la estampación de la chimenea 48 y la eventual colocación del casquillo anular 64, la invención permite solucionar el problema de la resistencia a un esfuerzo de tracción o de extracción ejercido sobre la palanca de mando 12, en el caso de que la carcasa 16 del servomotor sea de chapa de pequeño espesor y donde se haya hecho retroceder ligeramente al cilindro principal en el interior de la carcasa 16 para reducir la ocupación de volumen axial hacia adelante.

La invención se aplique, en particular, a la industria del automóvil y principalmente a la industria de 1os elementos de frenado para vehículos automóviles, especialmente para los coches particulares.

Claims (8)

1. Servomotor de asistencia al frenado para vehículo automóvil, que comprende una carcasa (16) en la cual un pistón (28) es desplazable axialmente por una palanca de mando (12) accionada por un pedal de freno y que tiene un extremo delantero montado en un órgano de control (38) en el interior del pistón (28), del cual una parte cilíndrica tubular posterior (34) es guiada con estanqueidad en una chimenea cilíndrica de la carcasa (16), incluyendo dicho servomotor también unos medios de retención axial del pistón (28), que limitan su desplazamiento hacia atrás, formados por un extremo longitudinal trasero de la chimenea que forma un tope y por una parte trasera (58) de la chimenea que tiene un diámetro reducido y en apoyo por un resalto interno (56) que conecta dicha parte posterior (58) de la chimenea contra el tope.

2. Servomotor según la reivindicación 1, caracterizado porque los medios de retención axial del pistón (28) están formados por un resalto interno (56) de la chimenea, que conecta una parte delantera con una parte trasera (58) de diámetro reducido de la chimenea.

3. Servomotor según la reivindicación 1 ó 2, caracterizado porque la superficie periférica externa del pistón (28) comprende unos medios que cooperan con los medios de retención axial (56) formados en la chimenea (48).

4. Servomotor según la reivindicación 3, caracterizado porque los medios anteriormente citados del pistón (28) está formados por un resalto (60) de su superficie externa, que conecta una parte posterior de diámetro reducido con una parte delantera.

5. Servomotor según la reivindicación 3 ó 4, caracterizado porque se interpone un casquillo anular (64) entre los medios de retención axial (56) formados en la chimenea y los medios cooperantes (60) del pistón.

6. Servomotor según una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque la chimenea (48) está formada por estampación de una pared trasera (20) de la carcasa del servomotor.

7. Servomotor según una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque las paredes de extremo (18, 20) de la carcasa (16) del servomotor están conectadas rígidamente por tirantes (54).

8. Servomotor según una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque se asocia a un cilindro principal (14) que se extiende axialmente en parte dentro de la carcasa (16) anteriormente citada para disminuir la ocupación de volumen axial hacia adelante del conjunto formado por el servomotor (10) y el cilindro principal (14).