VÁLVULA DE RELÉ CON VÁLVULA DE VERIFICACIÓN DOBLE POLARIZADA INTEGRAL
ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN Esta invención pertenece a la técnica de los sistemas de freno para vehículos pesados, y más particularmente a un sistema de freno neumático que satisface los estándares recientes impuestos con respecto al rendimiento de freno de emergencia. Se apreciará que como resultado de las modificaciones pensadas por la presente invención, los sistemas de freno neumático pueden cumplir ahora nuevos requerimientos de distancia de frenada de emergencia con una línea de control de servicio de eje posterior averiado. En los sistemas de freno de remolque actualmente disponibles, al presionar un pedal de pie o pedal actúa una válvula de control de pie para accionar los frenos neumáticos asociados con las ruedas. Los puertos de suministro dobles y los puertos de abastecimiento dobles se proporcionan con la válvula de control de pie para poder lograr el freno frontal y posterior deseados. En sistemas de este tipo, una válvula de relé se asocia con las ruedas posteriores. La válvula de relé incluye un puerto de suministro que comunica con una fuente de aire comprimido y un puerto de salida que se comunica con el ambiente o atmósfera. ün puerto de abastecimiento está en comunicación operativa con los accionadores del freno de rueda para efectuar el frenado deseado. Además, y de acuerdo con los sistemas conocidos, un puerto de servicio de la válvula de relé de servicio recibe 5 una señal de control (por ejemplo presión neumática) a partir de la válvula de control de pie. Cuando la válvula de control de pie se acciona al presionar el pedal de pie, el aire presurizado se abastece al puerto de servicio. Esto, a su vez, presuriza un pistón movible que acciona una válvula de
entrada/de salida en la válvula de relé para establecer comunicación entre el puerto de suministro y el puerto de abastecimiento para efectuar el freno. Revisiones recientes en los estándares nacionales requieren que una distancia de detección de seguridad se
logre con una línea de control de servicio de eje posterior averiado, es decir, si la línea de servicio de la válvula de control de pie a la válvula de relé es insuficiente, inoperante, etc., entonces el sistema de freno aún debe satisfacer los requerimientos de distancia de frenada de
emergencia. También se prefiere que modificaciones a sistemas existentes se disminuyan de manera que diseños probados y componentes puedan utilizarse. Por consiguiente, existe una necesidad de una
solución efectiva, simple y económica.
»~*-*» - ' ......--»««*-* , m SUMARIO DE LA INVENCIÓN La presente invención contempla una válvula de relé nueva y mejorada en un sistema de freno neumático para vehículos pesados que soluciona los problemas antes dichos y 5 otros y dirige los estándares promulgados recientemente con respecto a los requerimientos de distancia de frenada de emergencia con una línea de control de servicio de eje posterior averiado. De acuerdo con la presente invención, se 10 proporciona una válvula de relé que tiene un puerto de
• suministro, un puerto de abastecimiento y un puerto de salida en comunicación selectiva entre sí para efectuar la operación de freno en respuesta a la presión de aire de un puerto de servicio. La válvula de relé, particularmente el puerto de 15 servicio de la misma, se modifica para incorporar líneas de control de servicio primarios y secundarias para acomodar un requerimiento de línea de control de servio de eje posterior averiado. • De acuerdo con la invención, una línea de servicio 20 secundario se comunica con el puerto de abastecimiento de la válvula de control de pie de manera que si la presión neumática de la línea de servicio primario se interrumpe, la presión aún se abastezca al puerto de servicio y al pistón de accionamiento de la válvula de relé. 25 De acuerdo con otro aspecto de la invención, las líneas de servicio primarios y secundarias están en comunicación operativa mediante una válvula de verificación doble polarizada. De este modo, si una señal neumática está
• presente a partir de los circuitos primario y secundario, la 5 línea primaria controlará la operación de la válvula de relé mientras la línea secundaria proporcionará la redundancia deseada. Una ventaja principal de la invención es la capacidad de cumplir los nuevos requerimientos de distancia 10 de frenada de emergencia. • Aún otra ventaja de la invención reside en las modificaciones simples al sistema conocido para lograr los beneficios deseados en una forma económica. Aún otras ventajas y beneficios de la invención se 15 volverán aparentes para aquellos expertos en la técnica con una lectura y entendimiento de la siguiente descripción detallada.
• BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS 20 La invención puede tomar forma física en ciertas partes y arreglos de partes, una modalidad preferida de la cual se describirá en detalle en la especificación. La invención se ilustra en lo.s dibujos anexos, en los cuales: La Figura 1 es una representación esquemática de un
sistema de freno de la técnica anterior;
La Figura 2 es una vista similar a la Figura 1 e ilustra una vista esquemática de la presente invención; La Figura 3 es una vista en corte transversal a
• través de la nueva válvula de relé; 5 La Figura 4 es una vista en elevación tomada generalmente del lado derecho de la Figura 3; La Figura 5 es una vista en detalle alargada del ensamblaje de válvula de verificación doble polarizada; La Figura 6 es una representación esquemática en 10 parte de una línea de control de servicio primario que opera
• la válvula de relé; y La Figura 7 es una vista similar a la Figura 6 y que ilustra la operación de la válvula de relé mediante la línea de control de servicio secundario. 15 DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA MODALIDAD PREFERIDA Con referencia ahora a los dibujos, en donde las demostraciones son para los propósitos de ilustrar la
• modalidad preferida de la invención solamente y en donde los
dibujos no pretenden limitar la invención, las Figuras muestran un sistema A de freno del tipo utilizado para vehículos pesados tales como remolques, autobuses, y similares. Más particularmente, y con referencia a la Figura 1, un sistema de freno de la técnica anterior se ilustra
esquemáticamente. La estructura y operación de estos sistemas son bien conocidos en la técnica; sin embargo, una breve revisión del sistema general es útil para entender la presente invención. El sistema de freno es un sistema de
• freno neumático o de aire en el cual un pedal de pie o pedal 5 10 montado en la cabina del camión se presiona selectivamente mediante el operador. El aire presurizado desde un compresor 12 pasa a través de un secador 14 de aire y se almacena en depósitos 16, 18 de servicio primarios y secundarios, respectivamente. Una válvula 20 de control del sistema doble
se acciona por el pedal de pie para proporcionar presión de
• aire desde los depósitos a las válvulas 22 asociadas con el eje frontal, y las válvulas 24, 26, 28 asociados con los ejes posteriores. Estas válvulas controlan la presión de aire para las cámaras 30 de freno asociadas con las ruedas
individuales. Los sistemas de freno de este tipo incluyen un sistema de freno antibloqueo (ABS) que modifica la aplicación del freno a través de los moduladores 32 si se detecta un
• bloqueo de rueda inminente. Los detectores 34 de velocidad
asociados con la rotación del monitor de las ruedas y envía señales a una unidad 36 de control electrónico de ABS (ECU) . En una forma bien conocida en la técnica, los ensambles de válvula solenoide asociados con los moduladores 32 se controlan independientemente por el ECU 36. Al abrir y cerrar
las válvulas solenoides, el ECU antibloqueo simula el bombeo de freno pero a una velocidad sustancialmente más rápida que la del conductor de un vehículo puede bombear actualmente los frenos para evitar el derrapamiento. • Como se hace referencia en la porción de 5 Antecedentes de la especificación, estándares recientes requieren que los sistemas cumplan los requerimientos de distancia de frenada de emergencia predeterminados con una línea de control de servio de eje posterior averiado. En la Figura 1, esta línea de control de servicio de eje posterior
se representa por el número 40. Esto conduce desde la válvula
• 20 de control de pie hasta la válvula 26 relé de servicio. Si esta línea de control de servicio se interrumpe, bloquea, o deteriora, los nuevos estándares requieren que los requerimientos de distancia de frenada de emergencia aún se
cumplan. La Figura 2 ilustra esquemáticamente cómo este problema se soluciona de acuerdo con las enseñanzas de la invención objeto. Particularmente, y para propósitos de
• consistencia, elementos similares se refieren a números
similares con un sufijo cebado para facilidad de ilustración y entendimiento. Uno de los nuevos componentes o modificaciones es una continuación de una línea 50 de control de servicio secundario o adicional que lleva desde la válvula de control de pie a la válvula 26' de relé de servicio. Por
ejemplo, la línea secundaria que se extiende desde la válvula de control de pie hasta la válvula 24' de freno de muelle se modifica para incorporar una junta 52 de manera que la línea 50 de control secundaria proporciona presión de aire desde la
# válvula de control de pie hasta la válvula 26' de relé de 5 servicio. En el control esquemático de la Figura 2, la válvula de relé de servio incluye aire presurizado suministrado mediante la línea de control primaria o el circuito 40' primario, así como una línea 50 de control secundaria. Además, la válvula 26' de relé de servicio
incorpora una válvula de verificación doble polarizada que
• permite que la válvula de relé de servicio opere en sustancialmente la misma forma que el sistema de la Figura 1 si la línea de control de servicio primario es operacional, y aún proporciona presión de aire desde la válvula de control
de pie a través de la línea 50 de control de servicio secundario en el caso de pérdida de la línea de servicio primario. Con referencia continúa a la Figura 2 y con
• referencia adicional a las Figuras 3-5, las modificaciones a
la válvula 26 de relé de servicio se describirán. Nuevamente, aunque generalmente conocida en la técnica, la siguiente breve descripción de la válvula de relé de servicio proporcionará ayuda en la compresión del ambiente general, estructura y función de la invención objeto. El cárter 60 de
válvula de relé incluye un puerto 62 de suministro, un puerto 64 de salida, un puerto 66 de abastecimiento, y un puerto 68 de servicio. El puerto de suministro se comunica con una fuente 16' o 18' de aire comprimido (Figura 2) mientras el
• puerto 64 de salida comunica con el ambiente. Los puertos 66 5 de suministro se comunican con los accionadores 30' de freno asociados con las ruedas. El puerto 68 de servicio recibe aire presurizado desde cualquier línea 40 de servicio primario, donde se comunica con el puerto 70 primario, o la línea 50 de servicio
secundario que conecta con el puerto 72 secundario. Como se
• describirá con más detalle a continuación, los puertos 70 y 72 selectivamente se comunican con el puerto 68 de servicio que depende de la posición de la válvula de verificación doble polarizada. El aire de servicio presurizado actúa en el
lado superior del pistón 80 movible recibido en la cavidad 82 del cárter. El pistón se sella alrededor de su periferia mediante el miembro de sello o anillo-0 84 que acopla la pared interior del cárter que define la cavidad. Un miembro
• de polarización, tal como un muelle 86, normalmente empuja el
pistón 80 hacia una primera o posición superior como se muestra en la Figura 3. A medida que el aire del puerto 68 de servicio presuriza uno primero o lado superior del pistón en la válvula de relé, el pistón 80 se mueve hacia abajo para cerrar el puerto 64 de salida. Como se apreciará, el puerto
66 de abastecimiento normalmente está en comunicación con el puerto 64 de salida en la posición mostrada en la Figura 3 y de igual manera el puerto 62 de suministro y el puerto 66 de abastecimiento no están en comunicación. El movimiento del
• pistón hacia abajo empuja el ensamblaje 90 de válvula de 5 entrada/salida hacia abajo para mover una superficie 92 de sello lejos de un asiento 94 de válvula de entrada. Esto establece comunicación entre el puerto 62 de suministro y el puerto 66 de abastecimiento a través del volumen 96. De este modo, los frenos se aplican. Con la liberación del freno de
servicio, el aire se abastece en el lado superior del pistón
'^ 80 de relé. El aire de abastecimiento en la cavidad 96, y una ayuda del muelle 86, empuja el pistón de relé hacia arriba a la posición mostrada en la Figura 3. Consecuentemente, el puerto 66 de abastecimiento se conecta al puerto de salida,
nuevamente, como se muestra en la Figura 3. Una válvula 100 de verificación doble polarizada se interpone entre los puertos 70, 72 de servicio primarios y secundarios. En la modalidad preferida, el ensamblaje de válvula de verificación doble polarizada incluye un diafragma
102 flexible como se ilustra más particularmente en la Figura 5. Un miembro 104 de guía se interpone entre el diafragma 102 y un miembro de polarización o muelle 106. El muelle empuja el diafragma de manera que un perímetro exterior, superficie 108 de sello se pone en acoplamiento de sello con un asiento
110 de válvula. Como se describe en lo anterior, durante el freno de servicio normal, cuando el aire presurizado se proporciona a través de la línea de control primaria al puerto 70, el aire presurizado del circuito secundario en el
4 puerto 72 es cerrado. Este se ejemplifica mejor en la Figura 5 6 donde el circuito primario es viable y el flujo procede desde el puerto 70 de servicio, pasando el diafragma 102, y dentro de la cámara 82 de pistón de la válvula de relé. El muelle ejerce una fuerza predeterminada contra el diafragma de manera que una diferencial de presión de, por ejemplo, dos
a ocho libras por pulgada cuadrada (psi) se requiere para
• solucionar la fuerza de muelle y permitir que el flujo del puerto 72 secundario alcance la cámara 82 de pistón. Esta situación se ilustra en la Figura 7. Se ilustra la línea de servicio primaria como estando bloqueada o averiada para
comunicar la presión de servicio desde la válvula de control de pie al puerto 70 de servicio de la válvula de relé. La presión en la línea 50 secundaria soluciona la fuerza de polarización del muelle 106 y mueve el diafragma contra el
• asiento 112 de válvula. Esto cierra la comunicación entre el
puerto 70 y la cámara 82 de pistón y establece comunicación entre el puerto 72 de servicio secundario y la cámara 82 de pistón. De este modo, el freno efectivo se logra a través de la línea de servicio secundario para operar la válvula de relé y proporcionar la presión deseada a la cámara de freno
si la operación a través de la línea de servicio primaria se pierde. Se reconocerá que si las señales se presentan en ambas líneas de servicio operativas, entonces la válvula de
• verificación polarizada doble proporciona comunicación a 5 través de la línea de servicio primaria debido a la fuerza de polarización adicional impuesta sobre la válvula de verificación por el muelle 106. La invención se ha descrito con referencia a la modalidad preferida. Obviamente, las modificaciones y
alteraciones ocurrirán a otras con una lectura y
• entendimiento de la especificación. Por ejemplo, los arreglos de válvula de verificación polarizada alternativos pueden utilizarse como opuestos al arreglo de diafragma mostrado y descrito en las Figuras 3-7. No obstante, todas las
modificaciones y alteraciones a tal grado, pretenden cubrirse a medida que entran dentro del alcance de las reivindicaciones anexas o los equivalentes de la misma por las reivindicaciones anexas. •