PT1571059E - Dispositivo de centragem axial para um servomotor pneumático de assistência a travagem que compreende uma esfera - Google Patents

Description

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DESCRIÇÃO

"DISPOSITIVO DE CENTRAGEM AXIAL PARA UM SERVOMOTOR PNEUMÁTICO DE ASSISTÊNCIA À TRAVAGEM QUE COMPREENDE UMA ESFERA" A invenção refere-se a um dispositivo de centragem axial de esforço aplicável, designadamente à transmissão de esforços fornecidos por um servomotor de assistência de travagem ao cilindro de comando do circuito de travagem, conhecido, por exemplo, através do documento US-A-5.761.983.

Um tal sistema compreende principalmente: uma haste de comando susceptivel, a partir de uma posição de repouso, de sofrer uma deslocação segundo uma direcção axial sob o efeito de um esforço de entrada, terminando esta haste por um apalpador; um pistão pneumático móvel segundo esta direcção axial, desde uma posição de repouso, sob o efeito de uma diferença de pressão comandada pela deslocação axial da haste de comando, apresentando este pistão pneumático uma superfície anular axial que rodeia o apalpador; um disco de reacção alojado numa copela de fundo plano e que apresenta uma face livre sobre a qual a superfície anular axial do referido pistão pneumático e o êmbolo são susceptíveis de aplicar esforços de saída; 2 uma haste de impulsão sensivelmente axial cuja primeira extremidade recebe estes esforços de saída e cuja outra extremidade as retransmite a um pistão hidráulico do cilindro de comando; e meios de manutenção para assegurar que a haste de impulsão conserva uma direcção sensivelmente axial.

De um modo geral os servomotores de assistência à travagem e os cilindros de comando que lhes estão associados são construídos em grande série e são, por esta razão, submetidos a compromissos muito delicados no plano do custo e da precisão de fabrico. Isto conduz em especial a dificuldades importantes na obtenção de um alinhamento perfeito da haste de impulsão com a haste de comando, sem o qual as deformações sob constrangimentos, seguidos de uma deterioração irreversível do servomotor podem surgir.

Além disso, pode ser difícil tornar colineares o eixo da haste de impulsão e o eixo do pistão do cilindro de comando. A invenção fornece uma solução que permite livrar-se ao mesmo tempo do facto de os eixos da haste de impulsão e o pistão do cilindro de comando não serem colineares e do facto de não serem rigorosamente paralelos. A invenção refere-se, por conseguinte, a um dispositivo de centragem axial de esforço para um conjunto composto por um servomotor pneumático de assistência à travagem e de um cilindro de comando, que compreende: uma haste de comando susceptível, a partir de uma posição de repouso, de sofrer uma deslocação 3 segundo uma primeira direcção axial sob o efeito de um esforço de entrada, sendo esta haste terminada por um apalpador; um pistão pneumático móvel segundo esta primeira direcção axial, a partir de uma posição de repouso, sob o efeito de uma diferença de pressão comandada pela deslocação axial da haste de comando; uma haste de impulsão orientada sensivelmente segundo a primeira direcção axial, em que uma primeira extremidade desta haste de impulsão recebe os esforços de saída do pistão do servomotor e uma segunda extremidade do qual retransmite estes esforços a uma extremidade de um pistão hidráulico do cilindro de comando, sendo o pistão hidráulico orientado segundo uma segunda direcção axial colinear ou não com a primeira direcção axial.

De acordo com a invenção, prevê-se um elemento de forma arredondada situado entre o referido pistão hidráulico e a haste de impulsão. Pelo menos uma das referidas extremidades anteriores da haste de impulsão ou da referida extremidade posterior do pistão hidráulico apresenta uma superfície plana perpendicular à primeira direcção axial ou à segunda direcção axial e que está contacto com o elemento de forma arredondada. 0 elemento de forma arredondada é, com vantagem, de forma esférica.

De acordo com uma forma de realização da invenção, o referido elemento de forma arredondada é a extremidade 4 anterior da haste de impulsão, ou o referido elemento de forma arredondada é a extremidade posterior do pistão hidráulico.

De acordo com outra forma de realização, o referido elemento de forma arredondada é retido na extremidade posterior do pistão hidráulico ou é fixado à extremidade anterior da haste de impulsão.

De acordo com uma alternativa de realização da invenção, pode prever-se que a extremidade posterior do pistão hidráulico compreenda um dispositivo de centragem disposto segundo a segunda direcção axial e no qual é colocado o elemento de forma arredondada.

Em alternativa, pode prever-se que a extremidade anterior da haste de impulsão comporte um dispositivo de centragem disposto segundo a primeira direcção axial e no qual é colocado o elemento de forma arredondada.

De preferência, este dispositivo de centragem do elemento de forma arredondada comporta uma concavidade realizada na extremidade posterior do pistão hidráulico ou na extremidade anterior da haste de impulsão. Esta concavidade pode ter uma forma geral cónica, esférica ou paraboloidal.

De preferência, o elemento de forma arredondada e a extremidade de forma plana da haste de impulsão ou do pistão hidráulico são em materiais de durezas comparáveis. 5

Com vantagem, o elemento de forma arredondada é embebido num produto lubrificante ou revestido com um produto lubrificante.

Os diferentes aspectos e caracteristicas da invenção tornar-se-ão mais evidentes a partir da descrição que se seguirá e das figuras anexas que representam: a figura 1, uma vista em corte parcial de um dispositivo de acordo com a invenção, as figuras 2a e 2b, vistas aumentadas de formas de realização do dispositivo de centragem axial de esforço de acordo com a invenção, as figuras 3a 3d, variantes de realização do dispositivo da invenção, a figura 4, uma alternativa de realização do dispositivo de acordo com a invenção.

Fazendo referência à figura 1 descrever-se-á, por conseguinte, um exemplo de realização do dispositivo de transmissão de esforço de acordo com a invenção.

Na técnica automóvel designadamente, é bem conhecido um servomotor pneumático de assistência ao travão permite comandar o pistão de um cilindro de comando. Contudo para melhor salientar o interesse da invenção, o funcionamento de um tal servomotor vai ser descrito resumidamente.

Um servomotor 1 (situado à direita na figura 1) compreende um invólucro rígido 3 separado em duas câmaras 6 3a e 3b, de maneira estanque, por uma membrana 4 solidária com um pistão pneumático 5 móvel no interior do invólucro 3. A câmara anterior 3a, é fechada na parte esquerda de maneira estanque pelo cilindro de comando 2. Esta câmara 3a está ligada de modo permanente a uma fonte de depressão (não representada) por uma ligação 6. A pressão na câmara posterior 3b é controlado por uma válvula 7, comandada por uma haste de comando 8, a qual está ligada ao pedal de travão.

Quando a haste de comando 8 está em posição de repouso, neste caso colocada para a direita, a válvula 7 estabelece uma comunicação entre as duas câmaras 3a e 3b do servomotor. Sendo a câmara posterior 3b então sujeito à mesma depressão que a câmara anterior 3a, o pistão 5 é impelido para a direita, em posição de repouso, por uma mola 8. 0 accionamento da haste de comando 8 para a esquerda tem por efeito, num primeiro momento, deslocar a válvula 7 de modo que ela isole uma da outra as câmaras 3a e 3b, depois, num segundo momento, deslocar esta válvula de modo que ela abra a câmara posterior 3b à pressão atmosférica. A diferença de pressão entre as duas câmaras então sentida pela membrana 4 exerce sobre o pistão 5 uma impulsão que tende a deslocá-lo para a esquerda comprimindo a mola 9. 0 esforço de travagem que exerce, por intermédio de um êmbolo 10, a haste de comando com destino ao cilindro de comando, e o esforço de assistência à travagem 7 resultante da impulsão do pistão 5, são aplicados na face anterior (direita) 11a de um disco de reacção 11 alojado numa copela 12, própria para retransmitir estes esforços a uma haste de impulsão 13, a qual tem por função accionar um pistão hidráulico 14 do cilindro de comando. A invenção refere-se essencialmente à cadeia de transmissão de esforço que constituem juntos, na figura 1, a haste de comando 8, o êmbolo 10, o pistão 5, o disco de reacção 11, a copela 12, a haste de impulsão 13 e o pistão hidráulico 14. A figura 1 representa um primeiro exemplo de realização do sistema da invenção. O pistão 5 apoia-se sobre o disco de reacção 11 por uma superfície anular axial 5a que rodeia o apalpador 10. A copela 12 é de forma essencialmente cilíndrica e apresenta um fundo plano 12a, perpendicular ao eixo longitudinal YY' da haste de comando, e em cuja face interior se apoia o disco de reacção 11.

No exemplo de realização da figura 1, a haste de impulsão 13 tem uma primeira das suas extremidades 13b solidária com o fundo plano 12a da copela 12, e estão previstos meios de manutenção no cilindro de comando 2 para assegurar que esta haste de impulsão 13 permanece sensivelmente colinear com a haste de comando 8.

Do lado do pistão do cilindro de comando, a haste de impulsão 13 actua através de um elemento arredondado sobre o pistão 14 do cilindro de comando.

Na figura 1, este elemento é representado sob forma de elemento esférico 20. Além disso, na extremidade de realização da figura 1, o pistão ou uma peça intermédia 14 solidária ao pistão possui, na sua extremidade 14b que está 8 voltada para a haste de impulsão 13, uma concavidade cujo eixo está situado segundo o eixo XX' do pistão. 0 elemento esférico 20 está colocado nesta concavidade e a haste de impulsão vem fazer pressão pela sua extremidade plana 13a contra este elemento esférico. Além disso, na figura 1, a extremidade 14b é prolongada por uma peça cilíndrica oca 18 que permite colocar mais facilmente o elemento esférico 20 contra a concavidade 21. Esta peça 18 pode formar uma peça única com a peça 14. A figura 2a representa uma vista aumentada de um exemplo de realização deste dispositivo de transmissão de esforços. A peça intermédia 14 é montada, por exemplo aparafusada, na extremidade 15b da haste de pistão 15 que se prolonga para a esquerda (na figura) para o pistão do cilindro de comando não representado. A peça 14 é, por exemplo, cilíndrica e o seu eixo é colinear com o da haste de pistão 15. Deverá notar-se que a peça 14 pode ser o pistão do próprio cilindro de comando. A extremidade 14b da peça intermédia 14 possui a concavidade 21 que apresenta uma simetria de revolução em torno do eixo XX'. Na figura 2a, esta concavidade 21 tem uma forma arredondada oca cuja abertura é suficiente em relação do diâmetro do elemento esférico 20, e a parte oca é suficiente para que o elemento esférico se posicione naturalmente segundo o eixo XX' quando a haste de impulsão 13 exerce uma força FS da esquerda para a direita. A haste de impulsão 13 é posicionada na figura 2a segundo um eixo YY' paralelo ao eixo XX' mas deslocado em 9 relação a este eixo XX'. A face de extremidade 13a da haste de impulsão 13 é plana e perpendicular ao eixo YY'. 0 elemento esférico é em material de uma grande dureza, superior à dureza da haste de pistão. Trata-se, por exemplo, de uma esfera, das que se encontram no comércio, cuja superfície foi endurecida. A haste de impulsão 13 é de material de dureza comparável à do elemento esférico de tal modo que a superfície 13b da haste de impulsão 13 não seja marcada pela forma do elemento esférico sob o efeito das forças transmitidas pela haste de impulsão.

Além disso, o elemento esférico 20 e a superfície 13a da haste de impulsão 13 apresentam boas qualidades de superfície de modo que a superfície 13a possa deslizar facilmente sobre o elemento esférico.

Deste modo, quando uma força FS de saída do servomotor de assistência à travagem for exercida pela haste de impulsão 13, a esfera colocar-se-á segundo o eixo XX'. A face 13a da haste de impulsão 13 poderá manter a sua posição segundo o eixo YY' excêntrica em relação ao eixo XX'. O esforço FS encontrar-se-á sobre a haste do pistão 15 sob forma de força FS' igual ou quase igual à força FS e isto sem risco de deterioração do cilindro de comando nem do servomotor. A figura 2b representa uma alternativa de realização da figura 2a. De acordo com esta variante, a concavidade 21 tem uma forma cónica cujo eixo de revolução está situado segundo o eixo XX' . O ângulo no cimo do cone é suficientemente aberto (suficientemente grande) para que o 10 elemento esférico se coloque naturalmente segundo o eixo XX' quando se exerce sobre ele uma força, tal como FS com a haste de impulsão 13. A concavidade poderia ter qualquer outra forma, sem sair do âmbito da invenção, com a condição de permitir ao elemento esférico colocar-se segundo o eixo XX'.

Eventualmente a concavidade tem uma forma tal que permite ao elemento esférico poder girar livremente sobre si próprio sob o efeito de um atrito da face 13a quando a haste de impulsão 13, excêntrica em relação ao eixo XX', se apoia sobre o elemento esférico.

Além disso, poderá revestir-se a concavidade e o elemento esférico com um material lubrificante ou embeber o elemento esférico, a concavidade e a extremidade 13a da haste de impulsão 13 num produto lubrificante.

Fazendo agora referência às figuras 3a a 3d, descrever-se-ão agora variantes de realização do elemento arredondado 20 que é interposto entre a haste de impulsão 13 e o pistão do cilindro de comando.

De acordo com uma variante de realização representada na figura 3a, o pistão do cilindro de comando (ou uma peça intermédia solidária ao cilindro de comando) 14 possui uma extremidade 14b que tem uma forma arredondada. Esta extremidade 14b tem então o lugar do elemento arredondado 20. A extremidade 13a da haste de impulsão 13 é uma superfície plana perpendicular ao eixo YY' da haste de impulsão. A superfície arredondada 20 está em contacto com a extremidade plana 13a da haste de impulsão 13 e pode 11 deslizar sobre esta o que permite assim retransmitir os esforços da haste de impulsão ao pistão do cilindro de comando sem risco de deterioração deste ou do servomotor ainda que os eixos XX' e YY' não sejam colineares. A figura 3b representa uma variante na qual a extremidade 13a da haste de impulsão é de forma arredondada e tem, por conseguinte, o lugar do elemento arredondado 20. A extremidade 14b da peça 14 (pistão) é uma superfície plana perpendicular ao eixo XX'. O elemento arredondado 20 está em contacto com a superfície plana 14b e pode deslizar sobre esta.

Na variante da figura 3c, um elemento de forma arredondada 20 (esférica por exemplo) é retido na extremidade 14b da peça 14. A peça 14 (pistão por exemplo) é, com vantagem, moldada e é, por exemplo, em material plástico. A superfície 13a da haste de impulsão 13 é plana e perpendicular ao eixo YY'. A variante de realização da figura 3d prevê que o elemento de forma arredondada seja fixado (por exemplo por aperto) à extremidade 13a da haste de impulsão 13. A extremidade 14b da peça 14 é uma superfície plana perpendicular ao eixo XX'. A figura 4 representa uma variante de realização na qual a haste de impulsão é solidária, pela sua extremidade 13b, a uma copela 12 que é montada no pistão 5 de forma a centrar a haste de impulsão segundo o eixo YY'. Esta copela é ajustada à força ou aparafusada ao pistão 5. A posição da haste de impulsão é assim determinada pela montagem da copela 12 no pistão. 12 A outra extremidade 13a da haste de impulsão 13 está livre. Atravessa uma placa de protecção de entrada 17.

Lisboa, 13 de Dezembro de 2006

Claims (10)

1 REIVINDICAÇÕES 1. Dispositivo de centragem axial de esforço para um conjunto composto por um servomotor pneumático de assistência à travagem (1) e por um cilindro de comando (2), que compreende: uma haste de comando (8) susceptível, a partir de uma posição de repouso, de sofrer uma deslocação segundo uma primeira direcção axial (YY') sob o efeito de um esforço de entrada, sendo esta haste terminada por um apalpador (10); um pistão pneumático (5) móvel segundo esta direcção axial (YY'), desde uma posição de repouso, sob o efeito de uma diferença de pressão comandada pela deslocação axial da haste de comando; uma haste de impulsão (13) orientada sensivelmente segundo a primeira direcção axial (YY'), em que uma extremidade posterior (13b) desta haste de impulsão recebe os esforços de saída do pistão (5) do servomotor (1) e uma extremidade anterior da qual (13a) retransmite estes esforços a uma extremidade posterior (14b) de um pistão hidráulico (14) do cilindro de comando (2), sendo o pistão hidráulico (14) orientado segundo uma segunda direcção axial (XX') colinear ou não com a primeira direcção axial; caracterizado por compreender um elemento de forma arredondada (20) situado entre o referido pistão hidráulico (14) e a haste de impulsão (13), em que pelo menos uma das referidas extremidades anteriores (13a) da haste de 2 impulsão ou da referida extremidade posterior (14b) do pistão hidráulico (14) apresenta uma superfície plana perpendicular à primeira direcção axial (YY') ou à segunda direcção axial (XX'), respectivamente, e estando em contacto com o elemento de forma arredondada.

2. Dispositivo de centragem axial de esforço de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por o referido elemento de forma arredondada (20) ser de forma esférica.

3. Dispositivo de centragem axial de esforço de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por o referido elemento de forma arredondada (20) ser a extremidade anterior (13a) da haste de impulsão (13), ou o referido elemento de forma arredondada ser a extremidade posterior (14b) do pistão hidráulico (14).

4. Dispositivo de centragem axial de esforço de acordo com a reivindicação 2, caracterizado por o referido elemento de forma arredondada (20) ser retido na extremidade posterior (14b) do pistão hidráulico (14) ou fixado à extremidade anterior (13a) da haste de impulsão (13).

5. Dispositivo de centragem axial de esforço de acordo com a reivindicação 2, caracterizado por a extremidade posterior (14b) do pistão hidráulico (14) compreender um dispositivo de centragem (21) disposto segundo a segunda direcção axial (YY') e no qual é colocado o elemento de forma arredondada (20).

6. Dispositivo de centragem axial de esforço de acordo com a reivindicação 2, caracterizado por a extremidade anterior (13a) da haste de impulsão (13) compreender um dispositivo 3 de centragem (21) disposto segundo a primeira direcção axial (XX') e no qual é colocado o elemento de forma arredondada (20).

7. Dispositivo de centragem axial de esforço de acordo com uma das reivindicações 5 ou 6, caracterizado por o dispositivo de centragem do elemento de forma arredondada (20) compreender uma concavidade (21) realizada na extremidade posterior (14b) do pistão hidráulico (14) ou na extremidade anterior (13a) da haste de impulsão (13).

8. Dispositivo de centragem axial de esforço de acordo com a reivindicação 7, caracterizado por a concavidade (21) ter uma forma geral cónica, esférica ou paraboloidal.

9. Dispositivo de centragem axial de esforço de acordo com uma das reivindicações anteriores, caracterizado por o elemento de forma arredondada (20) e a extremidade de forma plana da haste de impulsão ou do pistão hidráulico (13) serem em materiais de durezas comparáveis.

10. Dispositivo de centragem axial de esforço de acordo com qualquer das reivindicações anteriores, caracterizado por o elemento de forma arredondada (20) ser embebido num produto lubrificante ou revestido com um produto lubrificante. Lisboa, 13 de Dezembro de 2006