Amplificador de freno neumático (12) para dotar a un cilindro maestro de una fuerza de accionamiento,

dichoamplificador (12) comprende una caja rígida (16) en la cual una partición móvil transversalmente (18) se desliza ydelimita de manera estanca una cámara frontal (20) sujeta a una primera presión (P1) desde una cámara posterior(22) sujeta a una segunda presión (P2) que varía entre la primera presión (P1) y una presión de accionamiento (Pa)que es mayor que la primera presión (P1), un vástago de empuje de salida (24) conectado a la partición móviltransversalmente (18) que tiene un extremo frontal que actúa sobre un pistón primario del cilindro maestro y unextremo posterior retenido en un orificio (30) de la partición móvil transversalmente (18), un disco de reacción (28)interpuesto entre la partición móvil transversalmente (18) y una cabeza (26) sobre el extremo posterior del vástagode empuje de salida (24) mediante la cual una fuerza de salida es comunicada al cilindro maestro en respuesta auna fuerza de entrada aplicada a una válvula de control (40) por un elemento de entrada (32), desplazándose dichoelemento de entrada (32) selectivamente en el orificio (30) en función de la fuerza de entrada ejercida sobre unmuelle de retorno (34) que actúa contra la fuerza de entrada aplicada al elemento de entrada (32), teniendo dichaválvula de control (40) un primer émbolo (36) que está situado en frente del elemento de entrada (32) y que tiene unasiento posterior anular para un retén de la válvula de control (40), siendo dicho primer émbolo (36) desplazadoprogresivamente entre una posición en la cual el elemento de entrada (32) está en reposo y la cámara frontal (20) yla cámara posterior (22) están en comunicación entre sí a una posición de accionamiento en la cual la segundapresión (P2) reinante en la cámara posterior (22) aumenta a medida que el primer émbolo (36) se aleja del reténpara disponer la cámara posterior (22) en comunicación con la presión de accionamiento (Pa) que es mayor que laprimera presión (P1), un segundo émbolo (42) que se extiende desde el extremo frontal del primer émbolo (36) yestá situado en un diámetro (44) del orificio (30) para definir una distancia (d) entre una cara (39) de este y el discode reacción (28) de modo que cuando el elemento de entrada (32) es accionado con una fuerza de entrada cuyaintensidad es mayor que una primera intensidad definida la cara (39) entra en contacto con el disco de reacción (28)y transmite una fuerza de reacción desde la cabeza (26) del vástago de empuje de salida (24) al primer émbolo (36)y al elemento de entrada (32), definiendo la relación del área del disco de reacción (28) en contacto con la particiónmóvil transversalmente (18) respecto al área del segundo émbolo (42) en contacto con el disco de reacción (28) unaprimera proporción de amplificación, y medios de descompresión (80) los cuales, cuando el elemento de entrada(32) es accionado con una fuerza de entrada cuya intensidad es mayor que una segunda intensidad definida sedesplaza para crear un volumen adicional en el cual una porción de una cara frontal (27) del disco de reacción (28)se expande y reduce de este modo la fuerza de reacción transmitida al segundo émbolo (42) mediante la caraposterior (29) del disco de reacción (28), definiendo la relación del área del disco de reacción (28) en contacto con lapartición móvil transversalmente (18) respecto al área de los medios de descompresión (80) en contacto con el discode reacción (28) una segunda proporción de amplificación, que es mayor que la primera de amplificación,caracterizado por el hecho de que los medios de descompresión(80) están definidos por la relación entre elvástago de empuje de salida (24), un muelle (70), un pistón (45) y un manguito (100) en el que la cabeza (26) delvástago de empuje de salida (24) tiene una pluralidad de aberturas axiales (72, 72', 72'') dispuestas en un radiodefinido desde el eje de una varilla (66) del vástago de empuje de salida (24) de modo que la extensión de lasaberturas axiales (72, 72',72") crean unas ranuras arqueadas correspondientes (74, 74',74") en la varilla (66),teniendo dicho pistón (45) un cuerpo cilíndrico (67) desde el cual una pluralidad de proyecciones radiales(64,64',64") se extienden dentro de dichas aberturas axiales (72,72',72") y ranuras arqueadas (74,74',74"), estandodicha cabeza (26) de dicho vástago de empuje de salida (24) y pistón (45) situada en el manguito (100) que hacetope con el disco de reacción (28) de modo que el muelle (70) retenido sobre dicho vástago de empuje de salida (24)presiona una cara (46) en dicho pistón (45) en contacto con el disco de reacción (28), dicho muelle (70) teniendo undiámetro máximo que corresponde a un diámetro del orificio (30) en la partición móvil transversalmente (18) mientrasque dicha varilla (66) que tiene un diámetro mínimo que se corresponde con el diámetro de dicho pistón (45) paracrear la segunda proporción de amplificación deseada.

Amplificador neumático de freno con asistencia al frenado con dos proporciones de amplificación.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN

La invención se refiere a un amplificador de freno neumático para un vehículo a motor.

Los frenos amplificados tales como los descritos en las patentes americanas 6.494.125 y 7.100.997 para su uso en un vehículo de motor comprenden comúnmente un amplificador de freno neumático para accionar un cilindro maestro. El amplificador de freno suele tener una caja rígida en la cual una partición transversal que delimita de manera estanca una cámara frontal sujeta a una primera presión con respecto a una cámara posterior sujeta a una segunda presión que varía entre la primera presión y una presión mayor que la primera presión provocando el movimiento. El amplificador de freno tiene un pistón móvil fijado a la partición móvil que tiene una cara frontal que actúa sobre un pistón primario del cilindro maestro por medio de un disco de reacción retenido en una jaula. La jaula está situada entre el pistón móvil y el pistón primario y está conectada a un vástago de control que se mueve selectivamente en el pistón en función de una fuerza de entrada axial ejercida contra una fuerza de retorno que actúa sobre el vástago de control mediante un muelle de retorno. Un primer émbolo dispuesto en frente del vástago de control en el pistón tiene un extremo posterior con al menos un asiento anular posterior para una válvula de tres vías. La válvula de tres vías se mueve progresivamente entre una primera posición en la que, con el vástago de control en reposo, la cámara frontal y la cámara trasera están en comunicación, y una segunda posición en la que, con el vástago de control accionado, la segunda presión reinante en la cámara posterior aumenta. La válvula de tres vías pone la cámara posterior en comunicación con la presión que es mayor que la primera presión para efectuar una aplicación de freno. Un palpador definido por un segundo émbolo que se encuentra en el extremo frontal del émbolo primero pasa a través de un orificio que conduce desde el pistón y el vástago de control y en la posición de reposo, el émbolo segundo está dispuesto a una distancia definida desde el disco de reacción.Cuando el vástago de control es accionado con una fuerza de entrada cuya intensidad es mayor que una primera intensidad definida se desplaza el palpador o segundo émbolo para ser llevado en contacto con el disco de reacción y como resultado se transmite una fuerza de reacción del cilindro maestro al primer émbolo y al vástago de control. La relación del área del disco de reacción en contacto con la jaula respecto al área del palpador o segundo émbolo en contacto con el disco de reacción define una primera proporción de amplificación. La jaula comprende al menos una pared móvil de descompresión que, cuando se acciona el vástago de control con una fuerza de entrada, cuya intensidad es mayor que una segunda intensidad definida mayor que la primera, se desplaza a fin de crear en la jaula un volumen adicional en el que una parte delantera del disco de reacción se expande para reducir la fuerza de reacción transmitida al palpador o segundo émbolo mediante la cara posterior del disco de reacción. La relación del área del disco de reacción en contacto con la jaula respecto al área del palpador o segundo émbolo en contacto con el disco de reacción define una segunda proporción de amplificación, que es mayor que la primera proporción de amplificación.

En el freno amplificado descrito en la patente americana 7.100.997, la pared de descompresión en movimiento forma parte de la jaula que está situada entre el disco de reacción y el pistón primario del cilindro maestro. La jaula tiene una carcasa con una primera cara unida al disco de reacción y un pasaje para retener un pistón cilíndrico de descompresión en contacto con el disco de reacción sustancialmente a lo largo del eje del émbolo. El pistón de descompresión es empujado elásticamente hacia el disco de reacción por un muelle helicoidal que está alojado dentro de la carcasa y el muelle helicoidal tiene sustancialmente el mismo diámetro que el pistón de descompresión. Cuando la intensidad de la fuerza de entrada excede el segundo valor definido, el pistón de descompresión es empujado hacia atrás en el alojamiento, comprimiendo el muelle helicoidal para crear un volumen libre que permite que el disco de reacción se descomprimida aún más y limite la proporción de la fuerza de entrada en el desarrollo de una fuerza de salida correspondiente.

Aunque este tipo de pared de descompresión tiene muchas ventajas, tiene por desgracia una desventaja en términos de necesidad de espacio. Específicamente, este diseño implica el uso de un muelle helicoidal que tiene sustancialmente el mismo diámetro que el pistón de descompresión. Es imposible reducir el diámetro del muelle helicoidal sin reducir el diámetro del pistón de descompresión y como resultado una superficie apropiada para crear en la jaula de un volumen de descompresión no sería suficiente para provocar la descompresión adecuada del disco de reacción. Además, una reducción en el tamaño del muelle helicoidal puede no crear una fuerza que sea capaz de mover de una manera conveniente el vástago de empuje situado entre la jaula y el pistón primario del cilindro maestro. EP 1 538 050 A1 describe un mecanismo de servo freno de acuerdo con el preámbulo de la reivindicación 1, que tiene un pistón de reducción de la presión hecho de material plástico integrado con un vástago de empuje. Un servomotor del mecanismo de servofreno puede operar un pistón primario de un cilindro maestro a través de un palpador, un disco de reacción y el vástago de empuje. Puesto que el vástago de empuje proporciona dos coeficientes de multiplicación diferentes como una función de referencia del valor de entrada, mantiene el pistón de reducción de presión elásticamente restaurado mediante un muelle de material plástico. Así, es posible proporcionar un mecanismo de servo freno que tiene un pistón de reducción de la presión hecho de material plástico integrado con un vástago de empuje.

RESUMEN DE LA INVENCIÓN

La presente invención proporciona un amplificador de freno neumático con las características de la reivindicación 1.

La presente invención proporciona medios mediante los cuales un muelle helicoidal relativamente grande puede ser enjaulado en un vástago de empuje de salida y un pistón de descompresión que tiene una superficie relativamente grande que puede crear un volumen adecuado de descompresión para un disco de reacción con vistas a expandirse en respuesta a una fuerza de entrada predeterminada.

En el amplificador de freno, un vástago de empuje se modifica y se interpone entre el disco de reacción y el pistón primario del cilindro maestro. El vástago de empuje se acopla a un miembro cilíndrico que tiene una cara posterior que contacta con el disco de reacción y en el que una abertura axial por la cual un pistón de descompresión coincidente, de un tamaño definido transversal es retenido en un manguito o cuerpo cilíndrico. El pistón de descompresión tiene una pluralidad de ramas radiales que se extienden a través de orificios correspondientes en la cabeza del vástago de empuje, mientras que una cara posterior de este forma una pared de descompresión. Los extremos de las ramas radiales se encajan en una arandela de soporte que tiene esencialmente un mismo diámetro que el pistón de descompresión y que permite que el pistón de descompresión tenga un tamaño transversal máximo, mientras que el vástago de empuje tiene un diámetro mínimo. La cara en la cabeza de el vástago de empuje de salida forma un tope axial para el pistón de descompresión, mientras que un muelle de retorno helicoidal está enjaulado entre la arandela de soporte y un retenedor que está dispuesto en una ranura en el vástago de empuje de salida. La arandela de soporte tiene un diámetro exterior que corresponde al del orificio de la sección frontal de la pared móvil y tiene un diámetro interior correspondiente al diámetro del pistón de descompresión. El engarce del retenedor en la ranura del vástago de empuje de salida define una posición axial variable para permitir el ajuste de la precarga del muelle helicoidal. El pistón de descompresión incluye tres ramas distribuidas angularmente de forma regular y situadas en perforaciones axiales arqueadas sobre el vástago de empuje de salida de modo que el tamaño del muelle helicoidal puede permanecer en una relación deseada con respecto a... [Seguir leyendo]

1. Amplificador de freno neumático (12) para dotar a un cilindro maestro de una fuerza de accionamiento, dicho amplificador (12) comprende una caja rígida (16) en la cual una partición móvil transversalmente (18) se desliza y delimita de manera estanca una cámara frontal (20) sujeta a una primera presión (P1) desde una cámara posterior

(22) sujeta a una segunda presión (P2) que varía entre la primera presión (P1) y una presión de accionamiento (Pa) que es mayor que la primera presión (P1) , un vástago de empuje de salida (24) conectado a la partición móvil transversalmente (18) que tiene un extremo frontal que actúa sobre un pistón primario del cilindro maestro y un extremo posterior retenido en un orificio (30) de la partición móvil transversalmente (18) , un disco de reacción (28) interpuesto entre la partición móvil transversalmente (18) y una cabeza (26) sobre el extremo posterior del vástago de empuje de salida (24) mediante la cual una fuerza de salida es comunicada al cilindro maestro en respuesta a una fuerza de entrada aplicada a una válvula de control (40) por un elemento de entrada (32) , desplazándose dicho elemento de entrada (32) selectivamente en el orificio (30) en función de la fuerza de entrada ejercida sobre un muelle de retorno (34) que actúa contra la fuerza de entrada aplicada al elemento de entrada (32) , teniendo dicha válvula de control (40) un primer émbolo (36) que está situado en frente del elemento de entrada (32) y que tiene un asiento posterior anular para un retén de la válvula de control (40) , siendo dicho primer émbolo (36) desplazado progresivamente entre una posición en la cual el elemento de entrada (32) está en reposo y la cámara frontal (20) y la cámara posterior (22) están en comunicación entre sí a una posición de accionamiento en la cual la segunda presión (P2) reinante en la cámara posterior (22) aumenta a medida que el primer émbolo (36) se aleja del retén para disponer la cámara posterior (22) en comunicación con la presión de accionamiento (Pa) que es mayor que la primera presión (P1) , un segundo émbolo (42) que se extiende desde el extremo frontal del primer émbolo (36) y está situado en un diámetro (44) del orificio (30) para definir una distancia (d) entre una cara (39) de este y el disco de reacción (28) de modo que cuando el elemento de entrada (32) es accionado con una fuerza de entrada cuya intensidad es mayor que una primera intensidad definida la cara (39) entra en contacto con el disco de reacción (28) y transmite una fuerza de reacción desde la cabeza (26) del vástago de empuje de salida (24) al primer émbolo (36) y al elemento de entrada (32) , definiendo la relación del área del disco de reacción (28) en contacto con la partición móvil transversalmente (18) respecto al área del segundo émbolo (42) en contacto con el disco de reacción (28) una primera proporción de amplificación, y medios de descompresión (80) los cuales, cuando el elemento de entrada

(32) es accionado con una fuerza de entrada cuya intensidad es mayor que una segunda intensidad definida se desplaza para crear un volumen adicional en el cual una porción de una cara frontal (27) del disco de reacción (28) se expande y reduce de este modo la fuerza de reacción transmitida al segundo émbolo (42) mediante la cara posterior (29) del disco de reacción (28) , definiendo la relación del área del disco de reacción (28) en contacto con la partición móvil transversalmente (18) respecto al área de los medios de descompresión (80) en contacto con el disco de reacción (28) una segunda proporción de amplificación, que es mayor que la primera de amplificación, caracterizado por el hecho de que los medios de descompresión (80) están definidos por la relación entre el vástago de empuje de salida (24) , un muelle (70) , un pistón (45) y un manguito (100) en el que la cabeza (26) del vástago de empuje de salida (24) tiene una pluralidad de aberturas axiales (72, 72’, 72’’) dispuestas en un radio definido desde el eje de una varilla (66) del vástago de empuje de salida (24) de modo que la extensión de las aberturas axiales (72, 72’, 72") crean unas ranuras arqueadas correspondientes (74, 74’, 74") en la varilla (66) , teniendo dicho pistón (45) un cuerpo cilíndrico (67) desde el cual una pluralidad de proyecciones radiales (64, 64’, 64") se extienden dentro de dichas aberturas axiales (72, 72’, 72") y ranuras arqueadas (74, 74’, 74") , estando dicha cabeza (26) de dicho vástago de empuje de salida (24) y pistón (45) situada en el manguito (100) que hace tope con el disco de reacción (28) de modo que el muelle (70) retenido sobre dicho vástago de empuje de salida (24) presiona una cara (46) en dicho pistón (45) en contacto con el disco de reacción (28) , dicho muelle (70) teniendo un diámetro máximo que corresponde a un diámetro del orificio (30) en la partición móvil transversalmente (18) mientras que dicha varilla (66) que tiene un diámetro mínimo que se corresponde con el diámetro de dicho pistón (45) para crear la segunda proporción de amplificación deseada.

2. Amplificador de freno neumático (12) según la reivindicación 1, caracterizado por el hecho de que dicho muelle

(70) tiene un extremo (71) que se encaja con un disco de retención (76) que transmite un fuerza de muelle en la pluralidad de proyecciones radiales (64, 64’, 64") para posicionar la cara (46) del pistón (45) en contacto con el disco de reacción (28) .

3. Amplificador de freno neumático (12) según la reivindicación 2, caracterizado además por un clip (41) que se deforma en una ranura (65) sobre la varilla (66) para sostener el extremo (71) del muelle (70) , dicho clip (41) mediante deformación selectiva permitiendo una fuerza de retorno que se cree por la caja del muelle (70) .

4. Amplificador de freno neumático (12) según la reivindicación 1 en el que el radio de dichas ranuras arqueadas (74, 74’, 74") en dicha varilla (66) no reduce la superficie transversal efectiva más del 5 por ciento y como resultado no tiene efecto sobre la fuerza axial del vástago de empuje de salida (24) de manera crítica.

5. Amplificador de freno neumático (12) según la reivindicación 1 en el que el radio de dichas ranuras arqueadas (74, 74’, 74") en dicha varilla (66) no reduce la superficie transversal efectiva más del 3 por ciento y como resultado no tiene efecto sobre la fuerza axial del vástago de empuje de salida (24) de manera crítica.

6. Amplificador de freno neumático (12) según la reivindicación 1 en el que dicho pistón (45) tiene un diámetro correspondiente sustancialmente al diámetro efectivo de dicho muelle (70) .

7. Amplificador de freno neumático (12) según la reivindicación 1 en el que dicha partición móvil transversalmente

(18) se caracteriza por una pluralidad de dedos (33) que se encajan y contribuyen a mantener dicho vástago de empuje de salida (24) en alineación axial con el cilindro maestro.