PT1355814E - Dispositivo de travagem assistida com válvula de urgência - Google Patents

Description

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DESCRIÇÃO "DISPOSITIVO DE TRAVAGEM ASSISTIDA COM VÁLVULA DE URGÊNCIA" A invenção refere-se a um dispositivo de travagem assistida, para um veiculo a motor, do tipo dos que compreendem um cilindro principal que comanda a pressão em pelo menos um circuito de travagem, um êmbolo primário montado deslizante no cilindro principal para criar no mesmo uma variação de pressão, sendo este êmbolo primário submetido a uma força de accionamento que se compõe de uma força de entrada exercida por um órgão de comando manual e uma força de assistência exercida por um servomotor de assistência, que está acoplado ao órgão de comando manual. 0 servomotor de assistência pode ser pneumático e compreender um invólucro rigido separado em duas câmaras pneumáticas por uma divisória móvel, que pode ser submetida a uma diferença de pressão entre as câmaras sob a acção de uma válvula accionada pelo órgão de comando manual. É conhecido um dispositivo de travagem deste tipo, por exemplo, do Documento EP-B-0 662 894.

As condições nas quais a travagem é exercida podem diferir. Um primeiro caso corresponde às condições normais, quando um obstáculo é visto de longe e a travagem é exercida de forma relativamente suave; esta travagem é chamada "travagem normal" ou "travagem lenta". Um outro caso é o de uma travagem brusca ou "travagem de urgência", por exemplo, quando bruscamente surge um obstáculo diante do condutor, que deve parar o seu veiculo o mais rapidamente possível. 2

Com vista a satisfazer estas condições de travagem diferentes, um dispositivo de travagem assistida, do tipo definido anteriormente, foi completado com uma válvula de assistência de urgência própria para fazer intervir pelo menos duas relações de assistência correspondentes, respectivamente, a uma travagem lenta e a uma travagem de urgência; a relação de assistência para a travagem lenta é mais fraca e a reacção hidráulica oposta ao avanço do órgão de comando manual é mais forte. Para a travagem de urgência, a relação de assistência é mais forte e a reacção hidráulica contra o órgão de comando manual é mais fraca, de maneira que o condutor pode travar durante mais tempo e com mais força.

Por convenção, no seguimento do texto será designado pelo termo "para a frente" um sentido orientado do órgão de comando para o cilindro principal, e pelo termo "para trás" o sentido oposto. A válvula de assistência de urgência compreende um êmbolo de reacção, que desliza de maneira estanque numa cavidade interna do êmbolo primário, comunicando a parte anterior desta cavidade interna com o volume interior do cilindro principal, em que um êmbolo rápido de secção inferior à do êmbolo de reacção desliza de maneira estanque numa cavidade interna de diâmetro correspondente ao êmbolo primário, e um comando de relação accionado por um distribuidor mergulhador, ele próprio accionado pelo órgão de comando manual, estando o conjunto projectado para que, aquando de uma travagem de urgência, a reacção hidráulica só se exerça sobre a menor secção deste êmbolo rápido. A relação de assistência lenta faz intervir o êmbolo de reacção, de maior secção. 3

Um dispositivo de travagem deste tipo, com válvula de assistência de urgência, dá inteira satisfação do ponto de vista de funcionamento e esforço de travagem. Todavia, as realizações propostas até ao presente para a válvula de assistência de urgência são relativamente volumosas, com um número de peças relativamente elevado, levando a um custo de fabricação não negligenciável. A invenção tem por objectivo, sobretudo, fornecer um dispositivo de travagem com válvula de assistência de urgência mais compacto e com um custo de fabricação reduzido.

De acordo com a invenção, um dispositivo de travagem assistida, para um veiculo a motor, do tipo definido anteriormente, compreendendo uma válvula de assistência de urgência, é caracterizado pelo facto de o êmbolo de reacção e o êmbolo rápido formarem um só e o mesmo êmbolo escalonado, que apresenta uma parte de maior secção (êmbolo de reacção) e uma parte de menor secção (êmbolo rápido), determinando a parte de maior secção, conjuntamente com a cavidade interna correspondente do êmbolo primário, uma câmara anelar de volume variável segundo a deslocação do êmbolo escalonado em relação ao êmbolo primário, e por estarem previstos meios de separação/comunicação, comandados pela deslocação do êmbolo escalonado, para que a pressão do liquido se exerça eficazmente sobre a maior secção do êmbolo escalonado quando este último ocupa a sua posição de repouso ou se encontra atrás desta posição, e apenas sobre a menor secção quando o êmbolo escalonado se tiver deslocado para a frente em relação ao êmbolo primário, aquando de uma travagem de urgência. A parte da maior secção do êmbolo escalonado pode encontrar-se para a frente e a parte da menor secção para 4 trás. A parte de menor secção pode compreender um rebordo contra o qual se apoia axialmente uma anilha que serve de apoio a uma mola de compressão, cuja outra extremidade está apoiada contra um encosto fixado numa reentrância do êmbolo primário.

Pode ser ligado ao êmbolo primário um meio de separação entre a maior e a menor secção do êmbolo escalonado. É vantajosamente prevista no êmbolo escalonado uma cavidade interna cega aberta para a frente, comunicando esta cavidade interna cega para a sua extremidade interior, pelo menos por um orifício, com a periferia do êmbolo de menor secção, enquanto está previsto na câmara anelar um meio de estanquicidade, ligado ao êmbolo primário, em torno do êmbolo de menor secção, para cooperar com o ou os orifícios do êmbolo de menor secção. Quando o ou os orifícios se encontram atrás do meio de estanquicidade, a parte da frente da câmara anelar é isolada da pressão hidráulica do cilindro principal, de maneira que esta pressão aja eficazmente em toda a superfície da maior secção, ao passo que, quando o ou os orifícios se encontram à frente do meio de estanquicidade, a pressão hidráulica se exerce na parte da frente da câmara anelar, de maneira que esta pressão é eficaz apenas sobre a menor secção. 0 meio de estanquicidade é vantajosamente constituído por uma junta de borda.

De preferência, o êmbolo de menor secção prolonga-se para o distribuidor mergulhador por uma haste de diâmetro mais pequeno, que forma o comando de relação. Pode existir em repouso um espaço livre entre a extremidade de trás da haste e o distribuidor mergulhador. A invenção consiste, à parte as disposições expostas acima, num certo número de outras disposições, que se tratarão 5 mais explicitamente a seguir, a propósito de um exemplo de realização descrito com referência aos desenhos anexos, mas que não é de modo algum limitativo. Quanto a estes desenhos: a fig. 1 é uma vista parcial em corte, com partes removidas, de um dispositivo de travagem de acordo com a invenção; a fig. 2 é uma vista parcial em corte, em escala ampliada, de elementos da fig. 1 e da válvula de assistência de urgência, estando o dispositivo de travagem em posição de repouso; a fig. 3, por fim, mostra analogamente à fig. 2, os elementos de inicio de travagem rápida. A estrutura de conjunto e o funcionamento geral de um dispositivo de travagem assistida do tipo da invenção são conhecidos, nomeadamente das patentes EP-B-0 662 894 ou FR-B-2 658 466, e apenas serão sucintamente recordadas. Para mais pormenores, poder-se-á reportar às duas patentes citadas, incorporadas na descrição por referência.

Na fig. 1, pode ver-se um dispositivo de travagem 1 para um veiculo automóvel, que compreende um cilindro principal 2, parcialmente representado, e um êmbolo primário 3 montado deslizante no cilindro principal 2. Está previsto um órgão de comando manual 4, compreendendo uma alavanca coaxial com o êmbolo primário 3, para exercer sobre este êmbolo uma força de entrada de trás para a frente, quer dizer, da direita para a esquerda segundo a representação da fig. 1. A deslocação do êmbolo primário 3 para a frente cria um aumento de pressão do liquido no volume interior 5 do cilindro principal, ligado a pelo menos um circuito 6 hidráulico de travagem. 0 órgão de comando 4 é geralmente accionado por um pedal de travão 4a, esquematicamente representado. É acoplado ao órgão de comando 4 um servomotor de assistência pneumática 6. 0 servomotor 6 compreende um invólucro rigido 7, separado interiormente, de maneira estanque, em duas câmaras pneumáticas 7a, 7b por uma divisória móvel 8, que compreende uma membrana 8a de material elastomérico e uma saia rigida 8b. A câmara 7a está ligada em permanência a uma fonte de vácuo (não representada) por um bocal A. Um êmbolo pneumático 9 em forma de casquilho coaxial com o êmbolo primário 3 é fixado à saia rigida 8b. 0 êmbolo pneumático 9 é montado deslizante, de maneira estanque, num distribuidor mergulhador 10, de forma globalmente cilíndrica. A estanquicidade é assegurada por uma junta tórica 11. O distribuidor mergulhador 10 compreende, para a frente, uma cabeça 10a e, para trás, uma reentrância cega axial 10b, aberta para trás, que recebe uma rótula 4b prevista na extremidade da alavanca 4. O distribuidor mergulhador 10 compreende, do lado oposto ao êmbolo 3, um alargamento troncocónico 12, que se pode apoiar de maneira estanque contra um anel 13, de material elastomérico, ligado em translação axial ao êmbolo pneumático 9. O conjunto 12, 13 constitui uma parte de uma válvula de três vias B (parcialmente representada) que permite ou isolar a câmara 7b da atmosfera e pôr em comunicação as câmaras 7a, 7b, ou isolar as câmaras 7a, 7b uma da outra e admitir ar à pressão atmosférica na câmara 7b quando o alargamento 12 se afasta axialmente do anel 13. O êmbolo pneumático 9 é chamado para a sua posição de repouso, representada na fig. 1, por uma mola de compressão 7 14 colocada entre o êmbolo 9 e a parede oposta do invólucro 7, na qual está fixado o cilindro principal 2. Um prato fundo 15, compreendendo uma abertura central 16, está em apoio axial pelo seu bordo periférico exterior contra um ressalto do êmbolo pneumático 9. A mola 14 aplica o bordo deste prato fundo contra o êmbolo 9. 0 prato fundo 15 está em apoio axial, pelo bordo interior, que envolve a sua abertura 16, contra a extremidade de trás do êmbolo primário 3. 0 diâmetro exterior da cabeça 10a é inferior ao diâmetro da abertura 16.

Está prevista uma válvula de assistência de urgência VA para fazer intervir pelo menos duas relações de assistência, correspondentes, respectivamente, a uma travagem normal (lenta) e a uma travagem de urgência. A válvula VA compreende um único êmbolo escalonado 17, que apresenta uma parte de maior secção 17a situada para a frente e que constitui um êmbolo de reacção, e uma parte de menor secção 17b situada atrás, que constitui um êmbolo rápido.

A parte 17a é montada deslizante de maneira estanque, graças a uma junta tórica, numa cavidade interna 18 do êmbolo primário 3. A parte da frente 18a desta cavidade interna comunica com o volume interior 5 do cilindro principal. Uma mola de compressão em hélice 19 apoia-se contra a face da frente da parte 17a e contra um anel fendido 20 fixado numa ranhura da cavidade interna 18, à frente da parte 17a. A mola 19 impele o êmbolo escalonado 17 para trás. A parte de trás 17b do êmbolo escalonado desliza numa cavidade interna 18b de diâmetro correspondente, de maneira estanque graças a uma junta tórica. A cavidade interna 18b é coaxial com a cavidade interna principal 18 que aquela prolonga para trás. A 8 entrada da cavidade interna 18b compreende um chanfro troncocónico 18c. A parte 17b é prolongada, para trás, por uma haste T coaxial de menor diâmetro, que forma o comando de relação. Um ressalto 21 marca a transição entre a parte 17b e a haste T. A haste T atravessa uma cavidade interna 22, de diâmetro superior à cavidade interna 18, que dá seguimento à cavidade interna 18b para trás e abre-se para a cabeça 10a, contra a qual a haste T vem apoiar-se. Em repouso, pode existir uma folga axial da ordem do milímetro ou de alguns milímetros entre a extremidade de trás da haste T e a cabeça 10a. A transição entre a cavidade interna 18b e a cavidade interna 22 é marcada por um ressalto radial 23, que forma o fundo da cavidade interna 22. Uma anilha 24 é encaixada em torno da haste T. Esta anilha 24 compreende um orifício central, cujo diâmetro é igual, desprezando a folga de deslizamento, ao da haste T. 0 bordo do orifício interior da anilha 24 pode ser travado pelo ressalto 21. O diâmetro exterior da anilha 24 é inferior ao diâmetro da cavidade interna 22.

Está colocada uma mola helicoidal de compressão 25 entre a anilha 24 e um encosto atrás formado por um anel de bloqueio 26, por exemplo, de material plástico, fixado na parede interior da cavidade interna 22. A parte 17a de maior secção do êmbolo escalonado 17, em conjunto com o fundo 18d da parte da maior secção da cavidade interna 18, determina uma câmara anelar 27, cujo volume varia de acordo com a deslocação do êmbolo escalonado 17 relativamente ao êmbolo primário 3.

Está perfurada axialmente no êmbolo escalonado 17 uma cavidade interna cega 28, que se abre do lado do cilindro principal 2 segundo uma entrada 28a de maior diâmetro. 9 A cavidade interna cega 28 prolonga-se na parte 17b de menor secção do êmbolo 17. Na vizinhança do fundo da cavidade interna 28, orifícios 29 orientados radialmente põem em comunicação a cavidade interna cega 28 com a periferia da parte 17b. 0 comprimento da cavidade interna 28 e a posição axial dos orifícios 29 é tal que, quando o êmbolo 17 ocupa a sua posição de repouso representada na fig. 1 e na fig. 2, os orifícios 29 encontram-se mesmo em frente do fundo 18d da parte da maior secção da cavidade interna 18.

Uma junta de lábio 30, que apresenta uma elasticidade e uma rigidez suficientes, por exemplo, de material elastomérico, está alojada numa ranhura anelar 31 prevista na cavidade interna 18 do êmbolo primário 3. A junta 30, ligada ao êmbolo 3, está em apoio axial contra o fundo 18d. O lábio 32 da junta 30 determina uma superfície troncocónica, que constitui uma espécie de funil, cuja base menor está voltada para o fundo 18d. O lábio 32 apoia-se de maneira estanque contra a superfície exterior da parte 17b de menor secção do êmbolo escalonado. A extremidade de trás do lábio 32 encontra-se à frente dos orifícios 29 quando o êmbolo escalonado 17 está na posição de repouso das figs. 1 e 2. A junta de lábio 30 está prevista para resistir à pressão hidráulica que se pode exercer atrás de si e para impedir a transmissão desta pressão à parte da câmara 27 situada à frente da junta 30. Pelo contrário, em caso de aumento da pressão na parte da frente da câmara 27, o lábio 32 da junta 30 pode deformar-se e afastar-se radialmente da parte 17b para deixar passar líquido e permitir uma diminuição de pressão.

Um deslocamento para a frente do êmbolo escalonado 17 relativamente ao êmbolo primário 3 faz passar os orifícios 10 29 de trás para a frente da zona de contacto do lábio 32 com a superfície exterior da parte 17b. O conjunto da junta de lábio 30 e dos orifícios 29 constitui uma espécie de válvula anti-retorno, que permite o escoamento do líquido num sentido e bloqueia este escoamento no outro sentido. A junta 30 e os orifícios 29 são um exemplo, não limitativo, de meios de separação/comunicação entre a parte de maior secção 17a e a parte de menor secção 17b do êmbolo 17, com alimentação ou evacuação da câmara anelar 27 comandada pela deslocação do êmbolo escalonado 17. Pode ser utilizado qualquer dispositivo equivalente à combinação da junta 30 e dos orifícios 29.

Aparte isto, o funcionamento do dispositivo de travagem mantém-se clássico e será recordado apenas sucintamente.

No caso de uma travagem normal, o órgão de comando manual 4 é deslocado, relativamente lentamente, para a esquerda. A válvula B é accionada e corta primeiro a comunicação entre as câmaras 7a e 7b, depois o alargamento troncocónico 12 afasta-se do anel elástico 13, o que assegura a admissão de ar à pressão atmosférica na câmara 7b do servomotor pneumático 6. A divisória móvel 8 transmite a força de assistência ao êmbolo pneumático 9, que se desloca para a frente contra a mola 14. O êmbolo 9 arrasta o prato fundo 15, que impele o êmbolo primário 3 para a frente. A pressão do líquido aumenta no volume 5, assim como na cavidade interna 18 e no volume situado atrás da junta 30, comunicando este volume, através dos orifícios 29, com a cavidade interna cega 28 e com a cavidade interna 18. A junta 30 opõe-se à transmissão da pressão na parte da frente da câmara 27. 11 A pressão de líquido sobre a parte de maior secção 17a do êmbolo 17 origina um esforço para trás. Quando este esforço atinge e ultrapassa a tensão prévia da mola 25, o êmbolo escalonado 17 recua, impelindo a anilha 24 contra a mola 25, até que a haste T embata na cabeça 10a.

Esta fase corresponde a uma fase de salto, no decurso da qual nenhuma reacção se opõe ao avanço do órgão 4, enquanto se produz uma diminuição do volume da câmara 27; um aumento eventual da pressão nesta câmara 27 está limitado, visto que o lábio 32 permite um escoamento para trás.

Sob a acção da força de entrada do órgão 4, o distribuidor mergulhador 10 contínua a sua deslocação para a frente; o êmbolo pneumático 9 segue o distribuidor mergulhador 10 e impele o êmbolo primário 3 com a força de assistência.

Quando a saturação (força de assistência máxima) é atingida, a força de entrada manual exercida sobre o órgão 4 é transmitida mecanicamente ao êmbolo primário 3 e permite assegurar o aumento da pressão de travagem.

No decurso de uma travagem normal, os orifícios 29 mantêm-se atrás do lábio 32. A pressão do líquido na cavidade interna 18 exerce-se em toda a secção da parte 17a, visto que a junta 30 impede o aparecimento de uma contra-pressão na zona anelar atrás da cabeça 17a, em torno da parte 17b. A reacção hidráulica que se opõe ao avanço do distribuidor mergulhador 10 e do órgão 4 é relativamente forte.

No caso de uma travagem rápida (fig. 3), o distribuidor mergulhador 10 desloca-se, inicialmente, mais rapidamente que o êmbolo pneumático 9 e que o êmbolo primário 3. A cabeça 10a entra em contacto com a haste T e impele-a. O 12 êmbolo escalonado 17 é deslocado para a frente em relação ao êmbolo primário 3, comprimindo a mola 19.

Os orifícios 29 vão passar de trás para a frente do lábio 32, de forma que a pressão do líquido na cavidade interna 18 seja transmitida, pelos orifícios 29, à parte da câmara 27 situada à frente da junta 30.

Assim, a pressão hidráulica não será eficaz, quer dizer, exercerá somente um impulso para trás na menor secção 17b. A reacção sobre o êmbolo escalonado 17 é, portanto, reduzida. Esta reacção mais fraca no caso de travagem normal permite obter, num tempo mínimo, uma pressão de travagem elevada. A válvula de assistência de urgência VA, de acordo com a invenção, é compacta e compreende um número reduzido de peças, o que permite diminuir o seu custo de fabricação.

Lisboa, 23 de Fevereiro de 2010

Claims (9)

1 REIVINDICAÇÕES 1. Dispositivo de travagem assistida, para um veiculo a motor, compreendendo: um cilindro principal (2), que comanda a pressão em pelo menos um circuito de travagem; um êmbolo primário (3), montado deslizante no cilindro principal, para criar no mesmo uma variação de pressão, estando este êmbolo primário submetido a uma força de accionamento que é composta por uma força de entrada, exercida por um órgão de comando manual (4), e por uma força de assistência, exercida por um servomotor de assistência (6) que está acoplado ao órgão de comando manual; uma válvula de assistência de urgência (VA), compreendendo um êmbolo de reacção (17a) que desliza de maneira estanque numa cavidade interna (18) do êmbolo primário, comunicando a parte da frente (18a) desta cavidade interna com o volume interior (5) do cilindro principal, em que um êmbolo rápido (17b), de secção inferior à do êmbolo de reacção, desliza de maneira estanque numa cavidade interna (18b) de diâmetro correspondente ao do êmbolo primário, e um comando de relação (T) accionado por um distribuidor mergulhador (10), ele próprio accionado pelo órgão de comando manual (4), estando o conjunto disposto para que, aquando de uma travagem de urgência, a reacção hidráulica se exerça apenas sobre a menor secção do êmbolo rápido, caracterizado por o êmbolo de reacção (17a) e o êmbolo rápido (17b) formarem um só e o mesmo êmbolo escalonado (17), que apresenta uma parte de maior secção (17a) e uma parte de menor secção (17b), determinando a parte de maior secção (17a), com a cavidade interna correspondente (18) do êmbolo primário, uma câmara anelar (27) de volume variável de 2 acordo com a deslocação do êmbolo escalonado (17) relativamente ao êmbolo primário (3), e por estarem previstos meios de separação/comunicação (28, 29, 30), comandados pela deslocação do êmbolo escalonado (17), para que a pressão do liquido se exerça na maior secção (17a) do êmbolo escalonado quando este último ocupa a sua posição de repouso ou se encontra atrás desta posição, e se exerça sobre a menor secção (17b) apenas quando o êmbolo escalonado se deslocar para a frente, relativamente ao êmbolo primário (3), aquando de uma travagem de urgência.

2. Dispositivo de travagem de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por os meios de separação/comunicação compreenderem um meio de separação (30), entre a maior e a menor secção, ligado ao êmbolo primário (3).

3. Dispositivo de travagem de acordo com as reivindicações 1 ou 2, caracterizado por os meios de separação/comunicação compreenderem uma cavidade interna cega (28) prevista no êmbolo escalonado e aberta para a frente, comunicando esta cavidade interna cega, pela sua extremidade interior, pelo menos por um orificio (29), com a periferia do êmbolo de menor secção (17b), enquanto está previsto na câmara anelar (27), em torno do êmbolo de menor secção (17b), um meio de estanquicidade (30) ligado ao êmbolo primário (3), para cooperar com o ou os orifícios (29) do êmbolo de menor secção.

4. Dispositivo de travagem de acordo com a reivindicação 3, caracterizado por o meio de estanquicidade ser constituído por uma junta (30) de lábio (32). 3

5. Dispositivo de travagem de acordo com uma das reivindicações 1 a 4, caracterizado por a parte de maior secção (17a) do êmbolo escalonado se encontrar para a frente e a parte de menor secção (17b) para trás.

6. Dispositivo de travagem de acordo com a reivindicação 5, caracterizado por a parte de menor secção (17b) compreender um ressalto (21), contra o qual se pode apoiar axialmente uma anilha (24), que serve de apoio a uma mola de compressão (25), cuja outra extremidade está apoiada contra um encosto (26) fixado numa reentrância (22) do êmbolo primário.

7. Dispositivo de travagem de acordo com uma das reivindicações anteriores, caracterizado por o êmbolo de menor secção (17b) se prolongar para o distribuidor mergulhador (10) por uma haste (T) de menor diâmetro.

8. Dispositivo de travagem de acordo com a reivindicação 7, caracterizado por existir um espaço livre, em repouso, entre a extremidade atrás da haste (T) e o distribuidor mergulhador (10).

9. Dispositivo de travagem de acordo com uma das reivindicações anteriores, caracterizado por uma mola de compressão (19) se apoiar contra a parte de maior secção (17a) do êmbolo escalonado (17) e contra um anel fendido (20) fixado numa ranhura da cavidade interna (18) do êmbolo primário (3). Lisboa, 23 de Fevereiro de 2010