ITMI942534A1 - Impianto di frenatura idraulico per veicoli stradali, specialmente autovetture - Google Patents
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Abstract
Per un freno di esercizio servoassistito dovrà agire un simulatore di corsa con caratteristica di pedale progressiva.L'impianto di frenatura idraulico (10) possiede un cilindro di frenatura principale (12) azionato da pedale nonché una disposizione valvolare (18) per la commutazione dell'impianto di frenatura nella modalità di funzionamento del freno di esercizio o come freno ausiliario. Il cilindro di frenatura principale (12) possiede un serbatoio (22) del fluido in pressione e presenta due spazi di pressione (25, 27) nonché un pistone intermedio (55). Il pistone intermedio (55) è sostenuto su una molla (63) di simulatore di corsa. Quando è attivo il freno di esercizio è possibile comandare fluido in pressione dal secondo spazio di pressione (27) nel serbatoio (22) e il pistone intermedio (15) viene impostato in antagonismo alla resistenza della molla (63). Quando il freno ausiliario è attivo i due spazi di pressione (25, 27) comunicano, cosicché il pistone intermedio (55) è a pressione compensata. Con l'azionamento del pedale fluido in pressione viene espulso dal primo spazio di pressione (25). Il pistone intermedio (55) non è soggetto ad alcuno spostamento.L'impianto frenante può essere impiegato in veicoli stradali, specialmente in autovetture. (Figura 1).
Description
DESCRIZIONE
Stato.della tecnica l'invenzione parte da un impianto di frenatura idraulico per veicoli stradali del genere della rivendicazione principale .
Dal DE=40 29 793 A1 è già noto un tale impianto di frenatura, in cui all'inizio della frenai tura la prima valvola di sbarramento nel circuito frenante rimane nella posizione di passaggio, cosicchè azionando il pedale del freno dallo spazio di près sione del cilindro di frenatura principale viene,apestato fluido in pressione e viene formata pressione di frenatura per cilindro di frenatura della ruota. In tal caso il pedale del freno esegue una.deviazione definita prevalentemente dal giuoco di allentamento. nel freno della ruota nonché dalla sua elasticità e da quella della conduttura di frenatura. La caratteristica del pedale progressiva generalmente desiderata ossia la forza antagonista sul pedale, che all'inizio della corsa del pedale è modesta e cresce progressiv mente all'uamentere della deviazione nel noto impianto di frenatura tuttavia risulta discontinua, poiché a partire da una preassegnata soglia di pressione la prima valvola di sbarramento viene commutata nella po-. sizione di sbarramento e viene attivato l'azionamento servoassiatito del freno di esercizio. In tal caso . al crescere della sollecitazione da parte del conducent e il pedale del freno non effettua piùà alcuna corsa apprezzabile.
Però si desidera che sia azionando il freno di esercizio aia anche il freno ausiliario esista una caratteristica del pedale circa uguale.
Vantaggi dell'invenzione
L'impianto di frenatura secondo l'inven zione con le caratteristiche della rivendicazione principale presenta invece il vantaggio consistente nel fatto che la molla imprime la caratteristica di pedale nella modalità di funzionamento dell'impianto frenante come freno di esercizio servoassistito, laddove sull'intero campo di azione si ottiene una cors di pedale continua ed un andamento della carica el astica senza discontinuità di forza.Mentre in particolare il fluido in pressione viene,spostato-dal-se». condo spazio di pressione del cilindro di frenatura principale nel serbatoio del fluido in pressione, il primo spazio di pressione per effetto della prima valvola di sbarramento rimane separato dal circuito fre nante, cosicchè si evita un prolungamento inanimissi-: ilmente grande della corea del pedale. Con l'allenta mento del freno l’energia assorbita dalla molla vienne ceduta completamente al pedale del freno.
Se invece in seguito,ad avaria del freno di esercizio viene attivato il freno ausiliario, allora i due spazi di pressione del cilindro di frenatura principale comunicano per mezzo della terza e della quarta conduttura e il pistone intermedio è a pressione compensata, ossia con un azionamento del pedale del freno il piatone intermedio conserva la sua posizione di partenza e fluido in pressione viene spostato soltanto dallo spazio di pressione latopedale . La caratteristica del pedale in tal caso non è influenzata dalla molla, cosicché viene amancare un prolungamento desiderato della corsa del pedale la corsa disponibile del pedale pertanto può essere utilizzata completamente per lo spostamento,di fluido in pressione dallo spazio di pressione lato-pedale. Ciò vantaggiosamente consente di mantenere piccolo il diametro del cilindro di frenatura principale e a causa delle conseguenti ridotte forze di azionamento di ridurre di diametro un servofrena a depressione , eventualmente presente, oppure di fare completamente !a meno di esso.
Con gli accorgimenti illustrati nelle sottorivendicazioni sono possibili vantaggiosi ulteriori sviluppi e perfezionamenti dell'impianto frenante indicato nella rivendicazione principale.
Con l'esecuzione della molla indicata nella rivendicazione 2 in maniera semplice ed economica è possibile ottenere una caratterietica di pedal e influenzabile in ampia misura mediante influenzamento delle proprietà dell 'elastomero nonchè della quantità e della-grandezza delle celle.
L'ulteriore sviluppo dell'invenzione ratterizzato della rivendicazione 3 vantaggiosamente è caratterizzato dal fatto che lo spazio di montaggio del c lindro di frenatura principale previsto per la molla viene utilizzato completamente.
Un materiale particolarmente adatto per la molla è indicato nella rivendicazione 4 Disegno
Un esempio di realizzazione dell' zione è rappresentato semplificato nel disegno ed illustrato dettagliatamente nella seguente descrizione
In particolare:
la figura 1 mostra uno schema-di un impianto di frenatura idraulico, e
la figura 2 mostra un cilindro di frenatura principale,d isposto nell'impiauto di frenatura, in sezione longitudinale.
Descrizione dell'esempio di
impianto di frenatura idraulico, indicato con 10 nella figura 1 del disegno, di cui fe rappresentato unicamente il circuito di frenatura 11, serve sia da freno di esercizio servoassistito, sia anche freno ausiliario, azionato-da forza musco lare, per un veicolo stradale, specialmente per una autovettura. Elementi essenziali dell 'impianto frenante 10 sono un cilindro di frenatura principale 12 azionato da pedale, freni 13 e 14 sulle ruote del circuito di frenatura 11, un generatore 15 di soppressione, disposizioni valvolari I6 e 17 per la modulazione della pressione nei cilindri di frenatura sulle ruore 13 e 14, disposizione valvolare 18 per commutazione della modalità di funzionamento dell'imianto frenante come freno di esercizio, come freno ausiliario ed un apparecchio di comando elettronico 19.
L' impianto frenatute 10 possiede una prima conduttura 21 , e da un serbatoio 22 del fluido in pressione del cilindro di frenatura pri ncipale 12 si diparte e si dirama con due ramificazioni di conduttura 21 .1 e 21.2 facenti,capo ai cilindri di frenatura deile ruote 13 e 14. Da questi si dipartono rami di conduttura 23,1 e 23.2 di una seconda conduttura 23 pure collegata con il serbatoio 22 del fluido in pressione, Una terza conduttura 24 ei estende fra un primo spazio di pressione 25 del cilindro di frenatura principale 12 e la seconda conduttura 23. E' prevista inoltre una quarta conduttura 26 che si estende fra un secondo spazio di pressione 27 del cilindro di frenatura principale 12 e le seconda conduttura 23·
Nella prima conduttura 21 si trova una pompa 30ad alta pressione .della sorgente di servopressione 15· Con la pompa 30 ad alta pressione è possibile aspirare fluido a pressione dal serbatoio 22 del fluido in pressione del cilindro di frenatur principale 12 e questo ad alto livello di pression pub essere pompato in un immagazzinatore di pressione 31 che dal lato di deflusso della pompa è raccordato alla prima conduttura 21.
Per sorvegliare la pressione nel immazzinato re di pressione 31 è previsto un sensore di pressione 32 raccordato alla prima conduttura 21 .
Dal lato di deflusso della pompa ad alta pressione-30 e dell'immagazzinatore di pressione 31 nella pri ma conduttura 21 si trova una vaivola di tenuta 33 nella forma di una valvola a 2/2 vie con posizionie di sbarramento azionato da molla e posizione di passaggio commutabile elettromagneti camente.
La disposizione valvolare 16 è formata da una valvola diaammiseione 36, disposta nel ramo 21.1 della conduttura 21, e da una valvola di scarico 37 inserita nel ramo 23.1 della seconda conduttura 23· La valvola di ammissione 36 e la valvola di ecarico 37 sono.,eseguite come valvole rii, strozzatura a più vie con due aperture di raccordo. La valvola di ammissione 36 in una sua posizione finale esterna assume una posizione di sbarramento azionata da molla e nell'altra sua posizione finale esterna assume una posizione di passaggio commutabile elettromagneticamente. La valvola di scarico 37 come posizioni final esterne possiede una posizione di passaggio azionata da molla e una posizione di sbarramento commutabile elettromagnetica. La disposizione valvolare 17 associata al cilindro 14 di frenatura della ruota possiede la stessa struttura valvolare. Dal lato del freno sulla ruota inoltre sono previsti rispettivi sensori 38 e 39 per-sorvegliare la pressione nei cilindri difrenatura 13 rispettivamente 14 sulle—ruote.
I cilindri di frenatura 13 e 14 sulle inseriti circuito di frenatura ll sono associati a non rappresentati freni delle ruote dell 'assale del veicolo stadale.Nella figura.1 non è rappresentato un secondo circuito di contenente freni delle ruote dell'assale posteriore del veicolo. Esso può essere raccordato in primo luogo ai generatore di servopressione 15 e in secondo luogo al serbatoio 22 del fluido in pressione del cilindro di frenatura principale 12 e conetener disposizioni valvolari per la modulazione della pres sione dei freni delle ruote dell 'assaie posteriore Nella terza condutture 24 dell' impianto frenante si trova ima prima valvola di sbarramento 41 nella forma costruttiva della valvola 2/2 vie posizione di passaggio azionato da molla-e posiza di sbarramento azionata elettromagneticamente. La pri ma valvola di sbarramento 41 è aggirata da una tura di aggiramento 12 con valvola di ritenuta 43 ivi disposta, che nelle direzione dai cilindri di frenatura delle ruote 13 14 al cilindro di frenatura 12 è attraversabile. Alla terza conduttura 24 anche dal lato del cilindro di frenatura principale è raccorda to un sensore di pressione 44 -per sostenere la pressione prodotta nel primo spazio di pressione 25 del cilindro di frenatura principale 12.
Una seconda vaivoia di sbarramento 46 ai trova nella seconda conduttura 23 fra il serbatoio 22 del fluido in pressione e il raccordo della terza conduttura 24 alla seconda conduttura 23, La secondi^ valvola di sbarramento 46 al pari della prima valvola di sbarramento 41 è una valvola a 2/2 vie, tuttavia con posizione di sbarramento azionata da molla ae poslzìone di passaggio azionata elettromagneticamente . La quarta conduttura 26 che proviene dal secondo spa
zio di pressione 27 del cilindro di frenatura principale 12 è raccordata, fra la prima valvola di sbarrai manto e la seconda valvola di sbarramento 46 alili seconda conduttura 23.
Il cilindro di frenatura principale 12. è azionabile, con un pedale del freno 48· .Questo mediante un'asta di azionamento 49 agisce su un pistone 50 delimitante dal lato del pedale il primo spazio di pressione 25. Azionando il pedale del freno 48 è possibile chiudore un interruttore 51 delle luci dei freni, mentre il movimento dell'asta dilazionamento 49 è rilevabile con un sensore di corsa 52.
Come fe riconoscibile dalla sezione longitudinale della cassa 53 del cilindro di frenatura principi 12 , riprodotta ingrandita nella figura 2, in un foco cillndrico 54 chiuso mediante il pistone 50 si tr trova un pistone intermedio 55 separante ii due spa zi di pressione 25 e 27. Questo in maniera nota è accoppiato scorrevole longitudinalmente nel pistone 50, laddove-una molla di pressione vincolata 56, alleggiate nel primo spazio di pressione 25, mantiene reoiprocantente a distanza preassegnata entrambi i pistoni 50 e55 quando il pedale-del freno 48 non è a zionato
Il pistone intermedio 55 circa nel centro della sua estremità longitudinale è dotato di un collare 59, che si estende radialmente fino quasi in corrispondenza del contorno interno di un allargirnento diametrale 60 del foro cilindrico-54· L'allar--gemente diametrale 60 è delimitato verso-il secondo-! spazio di pressione 27 mediante un gradino di foro 61. Il pistone intermedio 55 e il suo collare 59 da un lato nonché l'allargamento diametrale.60 del foro cilindrico.54 e il gradino di foro 61 dall'altro launo spazio anulare 62 in cui è allogaiata una molla 63. Questa ha la forma di un-cilindro diritto circolare cavo e riempie.completamente.lo spa--zio anulare 62. La molla 63 circonda il pistone intprmedio 55 coassialmente e è sostenuta.in primo luogo su.questo e in secondo luogo sulla cassa 53 del cilindro di frenatura principale. La molla 63 è formata con un elastomero, come poliuretano ed-à eseguita non celle-chiuse porose, riempite di gas preferibilmente-microcelle. La molla 63 definisce a caratteristica del pedale nella modalità di funzionamento dell 'impianto di frenatura 10 come freno di esercizio. Infine il pistone intermedio 55 è anche chiuso a tenuta contro il secondo spazio di pressione 27 con una guar-|nizione 64.·
La pompa 30, le valvole 33, 36, 37, 41, 46, i sensori 32, 38, 39; 44, 52 e l'nterruttore 51 delle luci dei freni sono collegati elettricamente con l 'apparecchio di comando 19. Questo valuta i segnali dell'interruttore e dei sensori e commuta rispettiva ente comanda la pompa e le valvole in base ad un algoritmo pre assegnato
L'impianto di frenatura idraulico 10 presenta la seguente modalità di azione:
In caso di freno di esercizio funzionale l'immagazzlnatore di pressione 11 è caricato e le valvole della di servopressione 15, delle divalvolari 1 17 e 18 assumono la posizione disegnata. Azionando il pedale del freno 48 viene chiuso linterruttore 51 delle luci dei freni, cosicchè l'apparecchio di comando 19 riconosce la riconosce la richiesta di frenatura. L'apparecchio di comando 19 commuta la prima valvola di sbarramento 41 nella posizione di sbarramento e la seconda valvola di sbarramento 46 nella posizione di passeggio. Inoltre· l'apparecchio di comando 19 porta le valvole di scarico 37 delle disposizioni valvolari 16 e 17 nella posizione di sbarramento. L'abbassainento del pedale del freno 48 viene sorvegliato dal sensore di corea 52 . L'asta di azionamento 49 provoca uno spostamento del pistone 50, che a causa della valvola di sbarramento chiusa 41 e della valvola di ritenuta sbarrante 43 dalla colonna idraulica nello spazio di pressione 25 viene trasmesso al pistone intermedio 55. Questo spo sta fluido in pressione dal secondo spazio di pre etsione 27 attraverso la seconda valvola di sbarramento aperta 46 nel serbatoio 22 dei fluido in pressione. Contemporaneamente la molla 63 del simulatore di corsa viene compressa dal pistone intermedio 55, il che porta ad un aumento della pressione nel primo spazio di pressione 25. Questa pressione viene rilevata sensore di pressione 44 e dall Apparecchio di comando 19 viene convertita in segnale di commutazione rispetti vamente segnale di comando per la valvola di tenuta 33 nonché per le valvole di 36 delle di-. sposizioni valvolari l6 e17. Corrispondentemente al segnale dei sensore di pressione 44 viene formata pressione di frenatura nei cilindri dei freni delle ruote 13 e 14 del circuito di frenatura 11 e questa viene sorvegliata dai sensori di pressione 38 e 39. Se viene ridotta la pressione nel primo spazio di ressione 5 allora l'apparecchio di comando 19 comanda fluido in pressione dai cilindri di frenatura delle ruote 13 e 14 mediante le valvole di scarico 37 nel serbatoio del fluido in pressione 22, Nel non rappresentato secondo circuito di frenatura dell'impian to frenante 10 vengono azionati nello stesso modo i Sfreni delle ruote,
Nella modalità di funzionamento precedentemente descritta dellimpianto frenante 10 come freno no di esercizio la molla 63 del simulatore di corsa. definisce la caratterietica del pedale, poiché il fluido in pressione racchiuso nel primo spazio di pr sione 25 è incomprimibile e conseguentemente la molla di pressione 56 non viene caricata poiché inoltre il fluido in pressione dal secondo spazio di pressione 27 enza apprezzabile resistenza può essere spostato dal pistone intermedio 55. La molla 63 racchiusa nello spazio anulare 62 contrappone, al pistone intermedio , 55 una resistenza che in primo luogo provi ene dalla deformazione della struttura elastomera e in secondo luogo dalla compressione del gas nelle celle. In tal piodo si ottiene un andamento della forza di azionamento crescente progressivamente al crescere della corsa di azionamento Con lo scarico del pedale del freno48l'energiavieneimmagazzinatanellamolla63 viene ceduta senza residui e la molla riassume il suo volume originario. Il fluido in pressione spostato dallo spazio di pressione 27 viene sostituito dal serbatoio 22. Se il freno di esercizio si guasta allora le valvole dell'impianto frenante 10 rimangono posizione disegnata e viene attivato il freno ausiliario. La sorgente di servopressione 15 non è in grado di comandare fluido in pressione nei cilindri di frenatura 13 e 14 delle ruote. Al posto di azionando il pedale di freno 48 fuido in pressione viene espulso dal primo spazio di pressione 25 del cilindro di frenatura principale 12. Quantità parziali di fluido in pressione dalla seconda conduttura 23, attraverso la prima valvola di sbarramento aperta 41 e le valvole di scarico aperte 37 delle di· sposizioni valvolari 16 e 17, si portano nei cilindri di frenatura delle ruote 13 e 14, dove attiviamo la pressione di frenatura. La pressione prodotta nel pri mo spazio di pressione 25 per mezzo della quarta con-
duttura 26 viene trasmessa anche nel secondo spazio di pressione 27. Poiché in tal modo esiste uguaglianza di pressione su entrambi i lati frontali del pitone intermedio 55, di uguale diametro, questo non esegue alcun movimento. Pertanto viene unicamente spostato fluido in prcseione dal primo spazio di pressione 25· Con l'attivazione del freno ausiliario la caratteri stica del pedale in primo luogo viene definita dalla carica della molla di pressione 56 e in secondo l uogo dalla forza antagonista che il circuito di frenatur a 11 contrappone alla forza sul pedale. Anche in tal caso sussiste una progressività dell'aumento di forza in funzione della corsa pedale.
Nell 'esempio di realizzazione precedentemente definito questa frenatura ausiliaria è attiva sol tanto nel circuito di frenatura 11 associato 'assale anteriore del veicolo. Ciò è sufficiente per portare il veicolo, nel caso di un guasto del freno di esercizio, con una guida prudente, in una officina per riparare il sistema frenante.
Claims (3)
- RIVENDICAZIONI 1 .Impianto di frenatura idraulico (10) per veicoli stradali, specialmente autovetture, con un freno di esercizio, servoassistito mediante azione su un pedale del freno (48), e con un freno ausiliario azionato da forza muscolare, con un cilinriro di frenatura principale (12), azionabile con il pedale del freno (48 ) e presentante due spazi di pressione (25,27) ed un pistone intermedio (55) movibile antagonismo ad una molla (63),con un sefabatoio (22) del fluido in pressione, con una prima conduttura (21)di un circuito di frenatura (11), che dal ser-(22) del fluido in pressione porta ad almeno un cilindro di frenatura della ruota (13) e alla quale è raccordata una sorgente di servopressione (15), con una seconda conduttura (23), che collega almeno un cilindro di frenatura della ruota (13) del circuìto di frenatura (11 ) con il serbatoio (22) del fluido in pressione con la disposizione valvolare (16) per la modulazione della pressione in almeno un cilindro di frenatura della ruota (13), formata da una valvola di ammissione (16) nella prima conduttura (21) ed una valvola di scarico (37) nella seconda conduttura (23), con una terza conduttura (24 ), che si diparte dal primo spazio di pressione (25) lato-pedale del cilindro di frenatura principale (12), è raccordata al circuito di frenatura (il) ed in cui è disposta una prima valvola di sbarramento (41), azionabile el attrnmagneticamente ed assumente la sua posizione di paesaggio quando diseccitata, caratterizzato dalle ulteriori caratteristiche : la molla (63) cooperante con il pistone intermedio (55) è eseguita nella forma di una molla di simulatore di corsa definente la caratteristidel pedale - la terza conduttura (24) fra la valvol di scarico (37) della disposizione valvolare (16) assumente la sua posizione di passaggio quando diseccitata, ed il serbatoio (22) del fluido in pressioni è raccordata alla seconda conduttura (23), - nella seconda conduttura (23) fra il r accordo della terza conduttura (24)e il serbatoio (22) del fluido-in pressione si trova una seconda valvola di sbarramento (46) azionata elettromagnetic amente ed-assumente la sua posizione di sbarramento quando diseccitata, - alla seconda conduttura (23) del circulto di frenatura (11 ) fra la prima valvola di sbarramento (41) e la seconda valvola di sbarramento (46) raccordata una quarta conduttura (26), ch si diparte dal secondo spazio di pressione (27) opposto al pedale, del.cilindroidi frenatura principale (12 ), - quando è attivo il di esercizio la prima valvola di sbarramento (41) assume la sua posizione di sbarramento azionata eletfcromagnetlcamente mentre la.seconda valvola (46) assume la sua posizione di passaggio azionata elettromagneticamente quando è attivo il frano ausiliario le due valvole di sbarramento (41., 46) rimangono nella posizione diseccitata .
- 2. Impianto di frenatura idraulico secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che la molla (63)è eseguita come corpo cilindricocavo fatto di un elastomero con celle a pori -chiusi, riempite di gas, che circonda coassialmente il pistone intermedio {55) ed è sostenuto in primo luogo su questo e in secondo luogo-sulla cassa (53-) del cilindi frenatura-principale.
- 3. Impianto di frenatura idraulico se -condo la rivendicazione 2, caratterizzato dal fatto che la molla (63-) con i propri lati frontali è sostenuta su un collare (59) del pistone (55) e su un gradino ( 1 ) del foro della cassa (53) del cilindro di frenatura principale e riempie uno spazio anulare (62) fra il pistone intermedio (55) e la cassa (53) del cilindro di frenatura principale, 4, Impianto di frenatura idraulico secondo la rivendicazione 21 caratterizzata dal fatto che la molla (63) è fatta di poliuretano.
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