Servomotor neumático tándem de asistencia a la frenada.

Servomotor neumático tándem de asistencia a la frenada que comprende una carcasa posterior (2) configurada para fijarse a una superficie de soporte (S) de un vehículo,

y que se encuentra unida a una carcasa anterior (3); un plato central (4); un pistón posterior (5) que conforma una primera cámara de presión variable (7) y una primera cámara de presión constante (8); y un pistón anterior (6) que conforma una segunda cámara de presión variable (9) y una segunda cámara de presión constante (10). Dicho servomotor (1) comprende una barra de refuerzo (30) que atraviesa la primera cámara de presión variable (7) y la primera cámara de presión constante (9); y que presenta un extremo interior (31) en contacto con el plato central (4) y un extremo exterior (32) en contacto con la carcasa posterior (2) configurado para mantener un contacto, directo o indirecto, con la superficie de soporte (S).

Campo de la invención

La presente invención se refiere a un servomotor neumático tipo tándem de asistencia a la frenada de vehículos, que presenta una configuración estructural optimizada que reduce las solicitaciones mecánicas que se producen sobre sus principales componentes.

Antecedentes de la invención

Los servomotores neumáticos de asistencia a la frenada, o servofrenos de vacío, permiten reducir el esfuerzo aplicado por el conductor sobre el pedal de freno, además de modular la presión que ejerce sobre el mismo, obteniéndose una mayor precisión y una mayor eficacia en la frenada.

Los servofrenos de vacío aprovechan la diferencia de presión entre al menos una cámara de presión constante y una cámara de presión variable dispuestas entre un pistón de tipo diafragma, para multiplicar la fuerza neta que ejerce un vástago de mando, accionado por el pedal de freno, sobre un vástago de empuje que acciona un cilindro hidráulico de freno.

Los servofrenos de vacío de tipo tándem resultan de especial interés en este sentido, debido a su considerable robustez y potencia de frenada. Su configuración estructural básica comprende generalmente una carcasa posterior, configurada para fijarse a una superficie de soporte de un vehículo, que se encuentra unida a una carcasa anterior contigua al cilindro hidráulico de freno, definiendo entre ellas un alojamiento interior. Ambas carcasas se encuentran unidas interiormente por un plato central, que además de proporcionar rigidez, separa dicho alojamiento interior.

Asimismo, un pistón posterior, dispuesto entre la carcasa posterior y el plato central, conforma una primera cámara de presión variable con la carcasa posterior, y una primera cámara de presión constante con el plato central. Mientras que un pistón anterior, dispuesto entre el plato central y la carcasa anterior, conforma una segunda

cámara de presión variable con el plato central, y una segunda cámara de presión constante con la carcasa anterior.

Las cámaras de presión constante comunican con una salida de aire, normalmente vinculada al colector de admisión, para crear una depresión, o vacío, dentro de las mismas. Mientras que las cámaras de presión variable comunican con una entrada de aire, para introducir aire a presión atmosférica en el momento de la frenada. En posición de reposo no existe diferencia de presión entre las cámaras, estando todas en vacío. No así en la posición de frenada, donde las cámaras de presión constante se mantienen a la presión de vacío, mientras que las cámaras de presión variable se encuentran a la presión atmosférica.

Tradicionalmente los servofrenos de vacío de tipo tándem han ido acompañados de refuerzos estructurales, conocidos como tie-rod, formados por varillas de unión que atraviesan las cámaras de presión variable y las cámaras de presión constante, normalmente en disposición simétrica, y cuyos extremos se encuentran unidos a las carcasas. Su función es la de proporcionar rigidez al conjunto, frente a las solicitaciones mecánicas que se producen sobre la carcasa posterior y anterior en las posiciones de reposo y frenada. En reposo, ambas carcasas se encuentran sometidas a la diferencia de presión existente entre el vacío interior y la presión atmosférica, mientras que en frenada, la carcasa posterior se encuentra sometida a la fuerza de reacción del vástago de empuje.

Adicionalmente, bajo determinadas condiciones, el plato central se encuentra sometido también a diferencias de presión que provocan solicitaciones importantes sobre el mismo, principalmente cargas de flexión. Los refuerzos estructurales de tipo tie-rod no protegen al plato central de dichas solicitaciones, de modo que éste debe configurarse mediante los materiales y grosores oportunos, que aporten la resistencia necesaria para soportar dichas cargas, evitando deformaciones no deseadas o la rotura del plato.

La presente invención resuelve de manera plenamente satisfactoria los problemas anteriormente expuestos, gracias a una configuración estructural optimizada que reduce las solicitaciones mecánicas que se producen sobre el plato central y sobre la

carcasa posterior, para redirigirlas hacia la superficie de soporte en la que se fija dicha carcasa. Ello permite obtener servofrenos de mayor robustez, o bien optimizar el diseño de los mismos, mediante la reducción de grosores de los componentes mencionados (plato y carcasa), para reducir peso y coste.

Descripción de la invención

La presente invención se refiere a un servomotor neumático tipo tándem de asistencia a la frenada, conocido como servofreno de vacío, que comprende:

una carcasa posterior configurada para fijarse a una superficie de soporte de un vehículo, y que se encuentra unida a una carcasa anterior;

un plato central unido interiormente a una de las carcasas;

un pistón posterior dispuesto entre la carcasa posterior y el plato central, que conforma:

- una primera cámara de presión variable con la carcasa posterior; y

- una primera cámara de presión constante con el plato central;

y;

un pistón anterior dispuesto entre el plato central y la carcasa anterior, que conforma:

- una segunda cámara de presión variable con el plato central; y

- una segunda cámara de presión constante con la carcasa anterior;

donde las cámaras de presión variable comunican con una entrada de aire y las cámaras de presión constante comunican con una salida de aire.

El servomotor de la presente invención se caracteriza por que comprende al menos una barra de refuerzo que atraviesa la primera cámara de presión variable y la primera cámara de presión constante; y que presenta un extremo interior en contacto con el plato central y un extremo exterior en contacto con la carcasa posterior, dicho extremo exterior configurado para mantener un contacto, directo o indirecto, con la superficie de soporte. De este modo, la barra de refuerzo actúa como un elemento configurado para transmitir parte de las solicitaciones mecánicas del plato central hacia la superficie de soporte del vehículo.

Preferentemente, el servomotor de la presente invención va acompañado de los

clásicos refuerzos estructurales, conocidos como tie-rod, que comprenden al menos una varilla de unión que atraviesa las cámaras de presión variable y las cámaras de presión constante; y que presenta un extremo posterior unido a la carcasa posterior y un extremo anterior unido a la carcasa anterior.

La barra de refuerzo se puede conformar con los mismos materiales que se emplean para las varillas de unión, por ejemplo acero o aluminio, entre otros materiales metálicos adecuados a tal efecto. Incluso, si se desea reducir costes, la barra de refuerzo se puede conformar con materiales plásticos de rigidez adecuada.

Preferentemente, el plato central comprende un elemento de centrado que aloja el extremo interior, y que se encuentra configurado para mantener una posición perpendicular de la barra de refuerzo respecto al plato central. Ello aumenta la eficiencia en la transmisión de fuerzas hacia la superficie de soporte y garantiza el sellado entre la primera cámara de presión variable y la primera cámara de presión constante. Dicho elemento de centrado puede consistir en un rebaje o hueco realizado sobre el plato central, o en un saliente o relieve que sobresalga del mismo.

Preferentemente, el pistón posterior comprende una junta estanca que abraza la barra de refuerzo, y que se encuentra configurada para deslizar sobre la misma, manteniendo la estanqueidad entre la primera cámara de presión variable y la primera cámara de presión constante.

La barra de refuerzo puede adoptar diferentes configuraciones de montaje, de acuerdo a una transmisión indirecta o directa de las solicitaciones mecánicas hacia la superficie de soporte.

Según un ejemplo de configuración de montaje para transmisión indirecta, la carcasa posterior comprende una pared de transmisión que presenta una cara interna y una cara externa, estando dicha cara externa configurada para contactar directamente con la superficie de soporte. Mientras que el extremo exterior comprende una cabeza de transmisión, preferentemente plana, en contacto directo con la cara interna; donde dicha cabeza de transmisión se encuentra configurada para contactar con la superficie de soporte de forma indirecta, a través de la pared de transmisión. Particularmente, la

cara interna comprende un primer elemento de ajuste, mientras que la cabeza de transmisión comprende un segundo elemento de ajuste complementario al primer elemento de ajuste; donde ambos elementos de ajuste se encuentran configurados para mantener...

1.- Servomotor neumático tándem de asistencia a la frenada que comprende:

una carcasa posterior (2) configurada para fijarse a una superficie de soporte (S) de un vehículo, y que se encuentra unida a una carcasa anterior (3);

un plato central (4) unido interiormente a una de las carcasas (2, 3);

un pistón posterior (5) dispuesto entre la carcasa posterior (2) y el plato central (4), que conforma:

- una primera cámara de presión variable (7) con la carcasa posterior (2); y

- una primera cámara de presión constante (8) con el plato central (4);

y;

un pistón anterior (6) dispuesto entre el plato central (4) y la carcasa anterior (3), que conforma:

- una segunda cámara de presión variable (9) con el plato central (4); y

- una segunda cámara de presión constante (10) con la carcasa anterior (3); donde las cámaras de presión variable (7, 9) comunican con una entrada de aire (11), y las cámaras de presión constante (8, 10) comunican con una salida de aire (12), dicho servomotor (1) caracterizado por que comprende una barra de refuerzo (30) que atraviesa la primera cámara de presión variable (7) y la primera cámara de presión constante (9); y que presenta un extremo interior (31) en contacto con el plato central (4) y un extremo exterior (32) en contacto con la carcasa posterior (2), dicho extremo exterior (32) configurado para mantener un contacto, directo o indirecto, con la superficie de soporte (S).

2.- Servomotor neumático tándem de asistencia a la frenada según la reivindicación 1 caracterizado por que comprende una varilla de unión (13) que atraviesa las cámaras de presión variable (7, 9) y las cámaras de presión constante (8, 10); y que presenta un extremo posterior (14) unido a la carcasa posterior (2) y un extremo anterior (15) unido a la carcasa anterior (3).

3 - Servomotor neumático tándem de asistencia a la frenada según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 2 caracterizado por que el plato central (4) comprende un elemento de centrado (16) que aloja el extremo interior (31), y que se encuentra configurado para mantener una posición perpendicular de la barra de refuerzo (30)

respecto al plato central (4).

4.- Servomotor neumático tándem de asistencia a la frenada según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3 caracterizado por que el pistón posterior (5) comprende una junta estanca (17) que abraza la barra de refuerzo (30), y que se encuentra configurada para deslizar sobre la misma, manteniendo la estanqueidad entre la primera cámara de presión variable (7) y la primera cámara de presión constante (8).

5.- Servomotor neumático tándem de asistencia a la frenada según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4 caracterizado por que la carcasa posterior (2) comprende una pared de transmisión (21) que presenta una cara interna (22) y una cara externa (23), estando dicha cara externa (23) configurada para contactar directamente con la superficie de soporte (S); y por que el extremo exterior (32) comprende una cabeza de transmisión (33) en contacto directo con la cara interna (22); donde dicha cabeza de transmisión (33) se encuentra configurada para contactar con la superficie de soporte (S) de forma indirecta, a través de la pared de transmisión (21).

6.- Servomotor neumático tándem de asistencia a la frenada según la reivindicación 5 caracterizado por que la cara interna (22) comprende un primer elemento de ajuste (24); y por que la cabeza de transmisión (33) comprende un segundo elemento de ajuste (34) complementario al primer elemento de ajuste (24); donde ambos elementos de ajuste (24, 34) se encuentran configurados para mantener una posición perpendicular de la barra de refuerzo (30) respecto a la a la superficie de soporte (S).

7.- Servomotor neumático tándem de asistencia a la frenada según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4 caracterizado por que la carcasa posterior (2) comprende una pared de sujeción (210) que presenta una cara interna (220) y una cara externa (230), comunicadas por un orificio (240); y por que el extremo exterior (32) comprende una cabeza de sujeción (310) rematada por una aleta (320) en contacto directo con la cara interna (220), configurada para presionar la cara externa (230) contra la superficie de soporte (S); y una prolongación exterior (330) que atraviesa el orificio (240), y que se encuentra configurada para sujetarse a la superficie de soporte (S) de forma directa.

8.- Servomotor neumático tándem de asistencia a la frenada según la reivindicación 7

caracterizado por que la prolongación exterior (330) presenta un roscado (340) para su sujeción a la superficie de soporte (S) mediante una tuerca (350).

9.- Servomotor neumático tándem de asistencia a la frenada según cualquiera de las 5 reivindicaciones 2 a 4 caracterizado por que la barra de refuerzo (30) presenta una configuración tubular que envuelve la varilla de unión (13).