MX2011010369A - Valvula de potencia doble con balance de presion integrado. - Google Patents

Abstract

Un ensamblaje de válvula de potencia doble (10) para un sistema de frenado hidráulico teniendo un cuerpo único (16) con disposiciones de válvula de potencia doble, cada uno teniendo una bobina (36, 36') con un pasadizo extendiéndose longitudinalmente (36D, 36D') para proporcionar una modulación de la presión aplicada a los frenos, y un pistón de balance integral (60, 60') contenido dentro del cuerpo (10) que iguala la presión aplicada a los frenos de mano izquierda y derecha cuando ambos frenos son aplicados.

Description

VÁLVULA DE POTENCIA DOBLE CON BALANCE DE PRESIÓN INTEGRADO CAMPO TECNICO DE LA INVENCION La presente invención se relaciona con válvulas de potencia para sistemas de frenado hidráulico y en particular, válvulas de potencia dobles con un ensamblaje de balance de presión integrado para uso en un sistema de frenado hidráulico para vehículos agrícolas.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN Vehículos agrícolas, tales como tractores, generalmente incluyen un par de ruedas traseras con frenos con un pedal de freno de mano derecha y un pedal de freno de mano izquierda. En tales sistemas, el pedal de freno de mano derecha puede ser aplicado solo causando justo que el freno trasero de mano derecha sea aplicado, y similarmente el pedal de freno de mano izquierda puede ser aplicado solo causando justo que el freno de mano izquierda sea aplicado. Aplicando digamos justo el freno de mano derecha, mientras que simultáneamente se dirigen las ruedas frontales completamente hacia la derecha, permite que el tractor gire más bruscamente que usando solamente dirección. Esto puede ser particularmente útil cuando gira un tractor con un implemento de tractor montado, tal como un arado en un promontorio (es decir, el terreno sin arar en los extremos de surcos o cerca de una barda) de un terreno. Para acoplar ambos frenos traseros simultáneamente, tal como para servicio normal de suspensión, los pedales de freno de mano izquierda y derecha son aplicados simultáneamente.

Un problema de sistemas de freno agrícolas del tipo anterior es que cuando ambos pedales de freno son aplicados simultáneamente, un sistema debe estar presente para balancear la presión siendo aplicada a los frenos de mano derecha e izquierda. La ausencia de tal sistema, incrementa la presión de freno en un lado comparado con el otro lo que podría resultar en giro inesperado del vehículo cuando ambos frenos son aplicados. Uno de tales sistemas de frenado conocidos es descrito en la Patente de E.U.A. No. 4,408,805.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN Un objeto de la presente invención es proporcionar un sistema de frenado que incluye una disposición de balance de presión integral para asegurar que una presión uniforme sea aplicada en ambos frenos de mano derecha e izquierda mientras que ambos pedales de freno son aplicados simultáneamente.

La invención ahora será descrita, a menara de ejemplo únicamente, con referencia a los dibujos anexos y la descripción detallada.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS La Figura 1 es una vista en sección transversal de una disposición de válvula de potencia de mano izquierda de un ensamblaje de válvula de potencia doble de conformidad con la presente invención, tomada a lo largo de la línea X-X de la Figura 3; La Figura 1A es una vista ampliada de parte de la Figura 1 con el ensamblaje en su posición pasiva; La Figura 1 B es otra vista ampliada de parte de la Figura 1 con el ensamblaje en una posición completamente aplicado y los frenos de mano izquierda y derecha balanceados; La Figura 1 C es aún otra vista ampliada de parte de la Figura 1 con el ensamblaje en una posición modulada y los frenos de mano izquierda y derecha balanceados.

La Figura 2 es una vista superior del ensamblaje de válvula de potencia doble de la Figura 1 ; La Figura 3 es una vista de extremo del ensamblaje de válvula de potencia doble de la Figura 1 incluyendo adicionalmente vistas en despiece tomadas en las secciones etiquetadas Wi en la Figura 1 ; y La Figura 4 es una vista de extremo del ensamblaje de válvula de potencia doble de la Figura 1 incluyendo adicionalmente vistas en despiece tomadas en las secciones etiquetadas W2 en la Figura 1.

DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN Con referencia a las Figuras 1 a 3 es mostrado un ensamblaje de válvula de potencia doble 10 teniendo un cuerpo único 16 el cual incluye una disposición de válvula de potencia de mano izquierda 12 y una disposición de válvula de potencia de mano derecha 14. Los componentes de la disposición de válvula de potencia de mano derecha 14 son sustancialmente idénticos a los componentes de disposición de válvula de potencia de mano izquierda 12 y como tal, solamente la disposición de potencia de mano izquierda 12 será descrita con detalle. Con referencia a la Figura 1 es mostrada una vista en sección transversal de la disposición de válvula de potencia de mano izquierda 12.

El cuerpo 16 es formado como un componente unitario, y puede ser formado como un vaciado labrado aunque esa necesidad no es el caso. Por ejemplo, el cuerpo 16 podría ser labrado a máquina a partir de un sólido. El cuerpo 16 incluye una pared interior escalonada 18 teniendo una sección trasera 19, una sección media 20, una sección de bobina 21 y una sección de balance 22. Extendiéndose hacia dentro de la sección de balance 22 está una proyección anular 23 del cuerpo 16.

Un reborde de cierre 24 con un sello 25 es recibido dentro, y cierra, la sección trasera 19 de la pared interior 18. Como es usado en la presente, "trasera" se refiere a la derecha cuando se observa en las figuras y "frontal" se refiere a la izquierda cuando se observa a las figuras. El reborde de cierre 24 es mantenido en su lugar por pernos 27, e incluye una pared interior de reborde 26 con un sello 29, la pared interior de reborde 26 recibe de manera deslizable un émbolo 28. Una tapa de émbolo 40 es asegurada al frente del émbolo 28. Asegurado sobre el reborde de cierre 24 en una manera conocida está un ensamblaje de varilla de empuje 30 que acopla el émbolo 28 a través de la pared interior de reborde 26. El resorte 42 actúa para sesgar el émbolo 28 hacia la derecha cuando se observan las Figuras 1 , 1A, 1 B y 1 C y reacciona contra una región anular 19A de la sección trasera 19 de la pared interior escalonada 18 y la tapa de émbolo 40. La sección de balance 22 de pared interior escalonada 18, la cual está en el frente del cuerpo 16, es cerrada por un tapón 32 teniendo un sello 33.

Recibido de manera deslizable en la sección media 20 y la sección de bobina 21 de la pared interior 18 está un ensamblaje de bobina 34 comprendiendo una bobina 36, y una placa de bobina 38 acoplando la parte trasera de la bobina 36. La bobina 36 incluye una porción trasera de diámetro ampliado 36A teniendo un diámetro ahusado que es ligeramente menor que el diámetro de la sección de bobina 21 en el borde delantero y es sustancialmente el mismo diámetro que la sección de bobina en el borde trasero, una porción frontal de diámetro ampliado 36B teniendo un diámetro que es sustancialmente el mismo que el diámetro de la sección de bobina 21 , y una porción central angosta de diámetro reducido 36C. Un pasadizo longitudinal 36D se extiende desde el extremo frontal de la bobina 36 y se comunica con un pasadizo de aceite radial 36E formado en la porción central 36C. Un par de resortes 43, 44 actúan sobre la placa de bobina 38 y la tapa de émbolo 40 como será explicado adicionalmente abajo.

El puerto de presión 50 intersecta y está en comunicación de fluido con la pared interior de bobina 21. El puerto de freno 52, el cual es colocado hacia atrás del puerto de presión 50, de manera similar intersecta y está en comunicación de fluido con la pared interior de bobina 21 . El puerto de tanque 54, sin embargo, es colocado entre las disposiciones de válvula de potencia de mano izquierda y derecha (como es mejor observado en las Figuras 2 y 3), y está conectado fluidamente por el orificio 55 a la sección trasera 19 de la pared interior escalonada 18, y está también conectado fluidamente a la sección trasera 19' (no mostrada) por un orificio 55'. Los extremos superiores de los orificios 55 y 55' terminan en la base del puerto de tanque 54, el cual es formado en el cuerpo 16 y es el único puerto de tanque del cuerpo. Ventajosamente, esto significa que solamente una conexión única es requerida hacia el cuerpo para conectar los orificios 55 y 55' a la cámara de tanque (no mostrada).

Recibido de manera deslizable en la sección de balance 22 de la pared interior escalonada 18, y colocado deslizablemente sobre la proyección anular 23 del cuerpo 16, está un pistón de balance anular 60. Juntos, el tapón 32, la pared interior de balance 22 y el pistón de balance 60 forman una primera cámara de balance 41. El pistón de balance 60 incluye dos regiones de pistón 60A y 60B en relación separada a lo largo del diámetro exterior, y una región de pistón 60C a lo largo del diámetro interior. La región 60A incluye el sello 64A, la región 60B incluye el sello 64B, y la región 60C incluye el sello 64C. Entre los sellos 64A y 64B, cuando el sistema está en su posición pasiva como es mostrada en las Figuras 1 y 1A, está un orificio radial 68 que está en comunicación de fluido con un pasadizo 69. El pasadizo 69 está, a su vez en comunicación de fluido con una segunda cámara de balance 70 (mejor observado en la Figura 3). El resorte 62 actúa para sesgar el pistón de balance 60 hacia la izquierda cuando se observan las Figuras 1 , 1A, 1 B y 1 C, y reacciona contra el pistón de balance 60 y una región anular 22A de la sección de balance 22 de la pared interior 18. Para evitar el atrapamiento de cualquier presión entre el pistón de balance 60 y la región anular, un orificio (no mostrado) es provisto que ventila esa región hacia el tanque.

En operación de la disposición de válvula de potencia de mano izquierda 12, fluido hidráulico presurizado es suministrado hacia el puerto de presión 50. Las Figuras 1 y 1A muestran la posición de los varios componentes cuando la disposición de la válvula de potencia está en un estado pasivo, es decir, cuando los frenos no han sido aplicados. En este estado, la porción frontal ampliada 36B de bobina 36 es colocada sobre la intersección del puerto de presión 50 y la pared interior de bobina 21 evitando así el flujo de fluido presurizado desde el puerto de presión 50 hacia el puerto de freno 52. En lugar de eso, en el puerto de freno de estado pasivo 52 es ventilado hacia el puerto de tanque 54 vía la pared interior de bobina 21 y alrededor de la porción trasera ampliada 36A de bobina 36.

La operación de solo el pedal de freno de mano izquierda (no mostrado), por ejemplo, oprimiendo parcialmente el pedal de freno, causa que el ensamblaje empuje la varilla 30 se mueva hacia la izquierda cuando se observan las Figuras 1 y 1A, moviendo así el émbolo 28 hacia la izquierda y comprimiendo los resortes 42, 43 y 44. Sin embargo, la compresión de los resortes 43 y 44 reacciona sobre la placa de bobina 38, moviendo así la bobina 36 hacia la izquierda. Cuando la bobina 36 mueve hacia la izquierda (como es mejor observado en la Figura 1C), la porción central angosta 36C se mueve hacia dentro de la intersección entre el puerto de presión 50 y la pared interior de bobina 21 , colocando la pared interior de bobina 21 en comunicación de fluido con el puerto de presión 50. Esto a su vez coloca el puerto de freno 52 en comunicación de fluido con el puerto de presión 50, y causa que el freno izquierdo sea aplicado. Sin embargo, cuando el ensamblaje de varilla de empuje es solamente parcialmente oprimido, como es mostrado en la Figura 1C, el fluido presurizado desde el puerto de presión 50 también puede pasar alrededor de la porción trasera ampliada 36A y escapar parcialmente hacia el puerto de tanque 54 vía el orificio 55, y reduce así la presión comunicada hacia el puerto de freno 50. También será apreciado que la presurización en el puerto de freno 52 es transmitida a través del pasadizo de aceite radial 36E y el pasadizo extendiéndose longitudinalmente 36D hacia la primera cámara de balance 41 . La presión en la primera cámara de balance 41 actúa en la bobina 36 y, en combinación con el resorte 37, casusa que la bobina 36 se mueva a la derecha hasta que tal tiempo cuando las fuerzas actuando en la bobina 36 son balanceadas, modulando así la presión hacia el puerto de freno 52.

Si el pedal de freno de mano izquierda es completamente oprimido, como es mostrado en la Figura 1 B, sin embargo, la placa de bobina 38 hace contacto con la cara trasera 20A de la sección media 20 de la pared interior 18, y la porción trasera 36A es recibida completamente en la sección de bobina 21 , evitando así que fluido presurizado ingrese al puerto de presión 50 de la pared interior de bobina 21 de ventilar fuera de la pared interior de bobina 21 hacia el puerto de tanque 54. El puerto de freno 52 entonces recibirá la presión completa desde el puerto de presión 50, y entonces el freno de mano izquierda será completamente aplicado.

Será apreciado que la presión en la primera cámara de balance 41 también actuará sobre el pistón de balance 60, causando que el pistón de balance 60 se mueva a la derecha. Esto, a su vez comprime el resorte 62 hasta que la fuerza desde el resorte comprimido 62 equilibra la fuerza causada por la presión en el pistón de balance 60, un valor conocido basado en la constante de resorte del resorte 62. Cuando la presión en la primera cámara de balance 41 alcanza un nivel predeterminado, basado en la constante de resorte conocida del resorte 62, el sello 60A pasará sobre el orificio 68 colocando así el orificio 68 en comunicación de fluido con la primera cámara de balance 41. La presión en la cámara de balance 41 entonces es transmitida entonces a través del orificio 68 y el pasadizo 69 hacia la segunda cámara de balance 70, y después hacia el pasadizo 69' y el orificio 68' en la disposición de válvula de potencia de mano izquierda 12. Si el pedal de freno de mano izquierda no ha sido oprimido, o no oprimido suficientemente para causar que el sello 60A' pase sobre el orificio 68', entonces la presión transmitida desde la primera cámara de balance de mano izquierda 31 hacia la segunda cámara de balance 70 no es transmitida a través del orificio 68' hacia la primera cámara de balance de mano izquierda 31 ', y las disposiciones de válvula de potencia izquierda y derecha 12, 14 son aisladas hidráulicamente de cada otra.

Si, no obstante, ambos pedales de freno de mano izquierda y derecha han sido oprimidos suficientemente para causar que el sello 60A pase sobre el orificio 68 y el sello 68A' pase sobre el orificio 68', entonces ambas la primera cámara de balance de mano izquierda 41 y la primera cámara de balance de mano derecha 41 ' estarán en comunicación de fluido con la segunda cámara de balance 70. Como un resultado, la presión en cada una de las primeras cámaras de balance 41 y 41 ' entonces será la misma, la presión en el puerto e freno de mano izquierda 52 y el puerto de freno de mano derecha 52' será la misma, y la presión aplicada a los frenos de mano izquierda y derecha también será la misma.

En otras palabras, si la presión en ambas primeras cámaras de balance 41 , 41 ' excede un nivel predeterminado suficiente para superar la constante de resorte del resorte 62, 62', las disposiciones de freno de potencia de mano izquierda y derecha 12, 14 estarán en comunicación de fluido y presión igual es provista a ambos puertos de freno 52, 52'. Si, por otro lado, la presión en cualquiera de las primeras cámaras de balance 41 , 41 ' no excede un nivel predeterminado suficiente para superar la constante de resorte del resorte 62, 62', entonces las disposiciones de freno de potencia de mano izquierda y derecha 12, 14 serán aisladas hidráulicamente de cada otra.

Así, mientras que el ensamblaje de válvula de potencia doble permite que un operador aplique selectivamente el freno de mano izquierda o el freno de mano derecha, también asegura que cuando ambos frenos son aplicados, será aplicada presión igual a ambos frenos evitando giros no pretendidos o frenado igual.

La inclusión del pistón de balance 60 también proporciona una característica de seguridad en el caso de que un circuito de freno falle. En un sistema hidráulico en el cual los frenos de mano izquierda y derecha están balanceados a través de comunicación de fluido permanente entre los frenos, falla de uno de los circuitos resulta en una falla de ambos, ya que el fluido en el circuito activo será expulsado vía la conexión de fluido a través del circuito que falla. En el sistema actual, sin embargo, si un circuito de freno falla, tal como la disposición de válvula de potencia de mano izquierda 12, la presión en la primera cámara de balance 41 ' permanecerá a la presión atmosférica, es decir, la presión de puerto de tanque, y estará por debajo del nivel predeterminado necesario para superar la constante de resorte del resorte 62'. El pistón de balance 60' por lo tanto permanecerá en la posición pasiva aislando la disposición de la válvula de potencia de mano izquierda 12 desde la disposición de válvula de potencia de mano derecha 14. Como cada una de las disposiciones de válvula de potencia de mano izquierda y derecha 12, 14 tiene un puerto de presión independiente 50 y 50', respectivamente, aún si un circuito de freno falla, el otro circuito continuará para operar cuando el pasaje de transferencia 68 será sellado por los sellos de pistón 64A y 64B en el lado que falló, evitando así que aceite presurizado desde el lado operativo fugue desde el circuito que falló.

Para evitar duda los términos "izquierdo" y "derecho" son meramente usados para distinguir componentes similares, y no debería ser considerado como definiendo una relación espacial particular de un componente con relación al otro.

Claims (5)

NOVEDAD DE LA INVENCIÓN REIVINDICACIONES

1 .- Un ensamblaje de válvula de potencia doble para un sistema de frenado hidráulico teniendo un cuerpo único que comprende: una disposición de válvula de potencia de mano izquierda (12) contenida dentro del cuerpo (16) teniendo una primera cámara de balance de mano izquierda (41 ), y una disposición de válvula de potencia de mano derecha teniendo una primera cámara de balance de mano derecha; un puerto de presión (50, 50') contenido dentro del cuerpo (16); un ensamblaje de bobina de mano izquierda (34) contenida dentro de la disposición de válvula de potencia de mano izquierda (12) operable por un operador para colocar selectivamente el puerto de presión (50, 50') en comunicación de fluido con un puerto de freno de mano izquierda (52), y un ensamblaje de bobina de mano derecha contenido dentro de la disposición de potencia de mano derecha (14) operable por un operador para colocar selectivamente el puerto de presión (50, 50') en comunicación de fluido con un puerto de freno de mano derecha (52'); y el puerto de freno de mano izquierda (52) contenido dentro del cuerpo en comunicación de fluido con la primera cámara de balance de mano izquierda (41 ), y el puerto de freno de mano derecha (52') contenido dentro del cuerpo en comunicación de fluido con la primera cámara de balance de mano derecha; y una disposición de válvula de balance contenida dentro del cuerpo (16) teniendo una segunda cámara de balance (70), una válvula de balance de mano izquierda (60, 62, 64A, 64B) que coloca la primera cámara de balance de mano izquierda (41) en comunicación de fluido con la segunda cámara de balance (70) cuando la presión en la pnmera cámara de balance de mano izquierda (41) excede un valor predeterminado y aisla hidráulicamente la primera cámara de balance de mano izquierda (41 ) de la segunda cámara de balance (70) cuando la presión en la primera cámara de balance de mano izquierda (41) es menor que el valor predeterminado, y una válvula de balance mano derecha que coloca la primera cámara de balance de mano derecha en comunicación de fluido con la segunda cámara de balance (70) cuando la presión en la primera cámara de balance de mano derecha excede un valor predeterminado y aisla hidráulicamente la primera cámara de balance de mano derecha de la segunda cámara de balance (70) cuando la presión en la primera cámara de balance de mano derecha es menor que el valor predeterminado.

2.- El ensamblaje de válvula de potencia doble de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizado además porque en el cual existe un puerto de presión de mano izquierda (50), el ensamblaje de bobina de mano izquierda (34) para colocar el puerto de presión de mano izquierda (50) en comunicación de fluido con el puerto de freno de mano izquierda (52), y un puerto de presión de mano derecha (50'), el ensamblaje de bobina de mano derecha para colocar el puerto de presión de mano derecha (50') en comunicación de fluido con el puerto de freno de mano derecha (52').

3.- El ensamblaje de válvula de potencia doble de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizado además porque la válvula de balance de mano izquierda y la válvula de balance de mano derecha comprenden un pistón de balance anular (60) sesgado por un resorte (62) hacia una posición cerrada en la cual la primera cámara de balance de mano derecha e izquierda respectiva (41 ) no está en comunicación de fluido con la segunda cámara de balance (70).

4 - El ensamblaje de válvula de potencia doble de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 o 3, caracterizado además porque la primera cámara de balance de mano izquierda (41 ) y la primera cámara de balance de mano derecha están en comunicación de fluido con la segunda cámara de balance (70) por los pasadizos de mano izquierda y mano derecha respectivos (55, 55') formados en el cuerpo (16).

5 - El ensamblaje de válvula de potencia doble de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 , 3 o 4, caracterizado además porque el cual el puerto de freno de mano izquierda (52) está en comunicación de fluido con la primera cámara de balance de mano izquierda (41 ) por un pasadizo (36D, 36E) formado en el ensamblaje de bobina de mano izquierda (34), y el puerto de freno de mano derecha está en comunicación de fluido con la primera cámara de balance de mano derecha por un pasadizo formado en el ensamblaje de bobina de mano derecha.