CILINDRO DE MANDO PARA SISTEMAS DE FRENO ELECTRO-HIDRAULICO.

Cilindro de mando para sistemas de freno electro-hidráulicos, que comprende un cuerpo (2) de eje longitudinal (X) perforado por un ánima (4), un pistón (10 montado a deslizamiento estanco en el ánima y que divide axialmente el ánima en una cámara de alimentación (22) conectada de manera estanca a un depósito de líquido de freno (R) y una cámara de trabajo (24), estando el citado pistón accionado por un vástago de accionamiento vinculado a un pedal de freno, y un cartucho de simulación de la reacción de un circuito de freno en el pedal, estando la citada cámara de trabajo (24) en comunicación, en funcionamiento normal, con el interior del cartucho (28) de simulación de la sensación de pedal y, en funcionamiento degradado, con al menos un freno dispuesto a la altura de una rueda, comprendiendo el citado cartucho (28) un pistón (42) susceptible de ser sometido por una primera cara (44) al líquido de freno a presión suministrado por la cámara de trabajo (22), y sometido por una segunda cara (46) a un medio elástico (48) de rigidez variable, caracterizado porque el medio elástico (48) comprende al menos un resorte helicoidal (78) y un medio de intercalación (80) dispuesto entre al menos dos espiras (Sn) del citado resorte (78) y que permite el apoyo de las citadas espiras sobre dicho medio de intercalación (80) más allá de un valor predeterminado de presión del líquido de freno en la cámara de trabajo (24)

La presente invención se refiere principalmente a un cilindro de mando o cilindro maestro para sistema de freno electro-hidráulico, que comprende medios mejorados de simulación de la sensación de pedal, y a un sistema de freno electro-hidráulico que comprende un tal cilindro de mando.

Los sistemas de freno electro-hidráulicos comprenden un cilindro de mando que simula, en funcionamiento normal, la reacción mecánica de un circuito de freno usual sentida en el pedal de freno por un conductor, y medios de detección de la acción del conductor sobre el pedal de freno, que envían la información a una calculadora que genera la orden a una bomba hidráulica para enviar líquido de freno a presión a los frenos. En funcionamiento degradado, por ejemplo cuando la bomba no responde, el cilindro de mando alimenta los frenos con líquido de freno a presión como en un circuito de frenado usual.

Los cilindros de mando para sistemas de freno electro-hidráulicos del tipo conocido, véase, por ejemplo el documento US-B-6192685, comprenden un cuerpo de forma sensiblemente cilíndrica en el cual está practicada un ánima, dividida en al menos una cámara de alimentación y una cámara de trabajo, para un pistón montado de manera deslizante y estanca en el ánima y accionado por un vástago de accionamiento unido a un pedal de freno. El pistón permite en reposo una comunicación entre las dos cámaras y una separación estanca de las dos cámaras durante una acción de frenado. La cámara de alimentación está conectada de manera estanca a un depósito de líquido de freno y la cámara de trabajo está, en funcionamiento normal, conectada a un cartucho de simulación de la sensación de pedal o cartucho de sensación de pedal y, en funcionamiento degradado, al menos a un freno dispuesto a la altura de la rueda.

El cartucho de sensación de pedal comprende una envuelta que delimita una cámara sensiblemente cilíndrica, en la cual desliza un pistón sometido, en funcionamiento normal, durante una fase de frenado, por una primera cara, al líquido de freno a presión suministrado por la cámara de trabajo, y, por una segunda cara, a un primer extremo de un medio elástico, apoyándose el segundo extremo del medio elástico contra el fondo de la cámara opuesta al pistón. El medio elástico permite simular la reacción mecánica de un circuito de frenado usual, que corresponde a una relación que vincula la fuerza al pedal en función de la carrera del pedal. La curva característica de esta relación comprende al menos una primera parte que corresponde a la absorción del circuito de frenado al comienzo de la fase de frenado, correspondiendo después una segunda parte a una reacción cada vez más importante con el aumento del grado de frenado.

2 Los medios elásticos del tipo conocido, utilizados en los cartuchos de sensación de pedal, son por lo tanto muy complejos y costosos, comprenden por ejemplo varios resortes helicoidales, de cargas diferentes, de paso constante y de paso variable, elementos de material elastómero para simular la absorción del circuito. Además, el montaje es largo y, en consecuencia, aumenta el precio de coste debido al gran número de piezas necesarias para simular correctamente una reacción de pedal usual. Los sistemas de freno electro-hidráulicos permiten un excelente control del frenado y del vehículo; sin embargo, los medios de simulación de la reacción del circuito de freno son relativamente complejos y exigen un ajuste preciso, no siendo entonces contemplable su aplicación a una gran gama de vehículos. Además, los fabricantes de quipos de automóviles desean normalizar lo más posible los componentes que constituyen los sistemas de freno. No obstante, cada tipo de vehiculo automóvil tiene una sensación de pedal característica, lo que implica actualmente modificar de manera importante los medios de simulación de la sensación de pedal para cada tipo de vehiculo automóvil. Sería particularmente interesante para el conductor del vehículo poder modificar la sensación de pedal según el tipo de conducción deseada, lo que es actualmente imposible con los medios existentes. En particular, cuando el vehiculo automóvil es conducido por varias personas que desean una comodidad de frenado diferente, sería posible memorizar en la calculadora del vehículo los ajustes del dispositivo de sensación de pedal relativos a cada persona susceptible de utilizar el vehículo automóvil y operar el ajuste automático durante la identificación del conductor. Se puede considerar el reducir el número de elementos que constituyen el cartucho de simulación utilizando, por ejemplo, un solo resorte. La utilización de resortes del tipo helicoidal de paso regular no convienen, ya que estos tienen un coeficiente de rigidez k constante y el esfuerzo de deformación Fd está vinculado de manera lineal a la deformaron axial x por la relación Fd = k·x, siendo válida esta relación siempre que el resorte se deforme elásticamente. Existen igualmente resortes de paso variable cuyo esfuerzo de deformación está vinculado de manera no lineal a la deformación axial del resorte y cuya característica se aproxima a la de un circuito de freno usual; sin embargo, estos resortes no permiten un ajuste de la sensación de pedal simulada según el tipo de vehículo y/o el conductor. En consecuencia, es un objetivo de la presente invención ofrecer un cilindro de mando para un sistema de freno electro-hidráulico de constitución sencilla y que permita una sensación de pedal simulada muy próxima a la reacción de un circuito de freno usual.

3 Es así mismo un objetivo de la presente invención proporcionar un cilindro de mando para un sistema de freno electro-hidráulico que permita ser aplicado fácilmente a diferentes modelos de vehículos automóviles. Es igualmente un objetivo de la presente invención ofrecer un cilindro de mando para un sistema de freno electro-hidráulico cuya sensación de pedal simulada sea ajustable de manera sencilla. Es también un objetivo de la presente invención proporcionar un cilindro de mando para un sistema de freno electro-hidráulico utilizable para varios modelos de vehículos automóvil. Estos objetivos se consiguen con un cilindro de mando que comprende un cartucho de simulación de la sensación de pedal que incluye un medio elástico que reproduce la reacción de un circuito de freno usual, comprendiendo el medio elástico un resorte helicoidal y un medio de intercalación dispuesto entre al menos dos espiras consecutivas del resorte helicoidal, que tiene dos superficies de apoyo axialmente opuestas para las dos espiras y que modifica la rigidez del medio elástico cuando las espiras se apoyan sobre el medio de intercalación . En otros términos, el medio elástico comprende un resorte provisto de varias espiras, acoplado a un elemento intercalado entre varias espiras del resorte, formando así pares de espiras del resorte separadas por una espira del medio de intercalación; durante el aumento de la carga sufrida por el resorte, las espiras del resorte se ponen progresiva y continuamente en contacto con las partes del medio de intercalación dispuestas entre cada par de espiras, provocando un aumento progresivo y continuo de la rigidez del medio elástico y de ese modo una reacción del pedal de freno próxima a la reacción de un circuito de freno usual. En efecto, la rigidez del medio elástico determina la reacción del cartucho de simulación de la sensación de pedal, siendo la rigidez del medio elástico inversamente proporcional al número de espiras activas del resorte helicoidal, siendo llamadas espiras activas las espiras que se desplazan axialmente con relación a las otras espiras cuando se aplica una carga al resorte. En consecuencia, cuando se produce una puesta bajo carga del medio elástico según la presente invención, se ponen progresivamente en contacto zonas de espiras del resorte con el medio de intercalación hasta que las citadas zonas de espiras se ponen fijas con relación a la zona de espira siguiente o precedente en el sentido de aplicación de la carga, siendo la zona de espira siguiente o precedente una zona de espira «desactivada» y formando soporte para la desactivación de la zona de espira activa. Ventajosamente, el medio o elemento de intercalación es de sección variable según el eje del resorte, lo que permite, en consecuencia, tener una variación de la

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modificación de la rigidez del medio elástico que ofrece una reacción muy próxima a una reacción de un circuito de freno usual.

Además, la reacción notada en el pedal de freno se puede modificar modificando la posición relativa del medio de intercalación con relación al resorte, por...

1. Cilindro de mando para sistemas de freno electro-hidráulicos, que comprende un cuerpo (2) de eje longitudinal (X) perforado por un ánima (4), un pistón (10 montado a deslizamiento estanco en el ánima y que divide axialmente el ánima en una cámara de alimentación (22) conectada de manera estanca a un depósito de líquido de freno (R) y una cámara de trabajo (24), estando el citado pistón accionado por un vástago de accionamiento vinculado a un pedal de freno, y un cartucho de simulación de la reacción de un circuito de freno en el pedal, estando la citada cámara de trabajo (24) en comunicación, en funcionamiento normal, con el interior del cartucho (28) de simulación de la sensación de pedal y, en funcionamiento degradado, con al menos un freno dispuesto a la altura de una rueda, comprendiendo el citado cartucho (28) un pistón (42) susceptible de ser sometido por una primera cara (44) al líquido de freno a presión suministrado por la cámara de trabajo (22), y sometido por una segunda cara

(46) a un medio elástico (48) de rigidez variable, caracterizado porque el medio elástico (48) comprende al menos un resorte helicoidal (78) y un medio de intercalación (80) dispuesto entre al menos dos espiras (Sn) del citado resorte (78) y que permite el apoyo de las citadas espiras sobre dicho medio de intercalación (80) más allá de un valor predeterminado de presión del líquido de freno en la cámara de trabajo (24).

2. Cilindro de mando según la reivindicación 1, caracterizado porque el medio de intercalación (80) está formado por una hélice que forma espiras (Zn).

3. Cilindro de mando según la reivindicación 2, caracterizado porque la hélice tiene una sección de dimensión según el eje longitudinal continuamente creciente o decreciente por cada parte de hélice.

4. Cilindro de mando según la reivindicación 1, la 2 o la 3, caracterizado porque el medio de intercalación (80) está realizado de material plástico.

5. Cilindro de mando según las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque el resorte helicoidal (78) es de paso regular.

6. Cilindro de mando según una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque el medio de intercalación comprende un segundo extremo longitudinal (83) montado fijo con respecto al pistón (42) del cartucho (28).

7. Cilindro de mando según una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque el cartucho (28) comprende medios de ajuste de la sensación de pedal simulada, por modificación de la posición axial del medio de intercalación (80) con relación al resorte (78).

8. Cilindro de mando según la reivindicación precedente, caracterizado porque los citados medios de ajuste comprenden un motor eléctrico de movimiento paso a paso que permite un desplazamiento longitudinal y en rotación del medio de intercalación (80).

9. Sistema de freno electro-hidráulico que comprende medios de detección

(88) de la acción de frenado del conductor, una calculadora 90 que recibe las informaciones de los medios de detección (88) y que genera órdenes de mando para provocar el accionamiento de al menos un freno 92 dispuesto a la altura de una rueda, un generador de presión (94) que recibe la orden de la calculadora (90) de enviar líquido a presión a los frenos (92), un cilindro de mando que permite la simulación de la sensación de pedal en funcionamiento normal y que sirve de fuente de líquido de freno a presión en funcionamiento degradado, y electroválvulas (96) para interrumpir la comunicación entre el citado cilindro de mando y los frenos en funcionamiento normal, caracterizado porque el citado cilindro de mando es un cilindro de mando según una cualquiera de las reivindicaciones precedentes.

10. Sistema de freno según la reivindicación precedente, caracterizado porque el generador de presión (94) es una bomba eléctrica.