ES2217201T3 - Servofreno neumatico con relacion variable de transmision de fuerza. - Google Patents

Abstract

Servofreno neumático (10), especialmente para automóviles, con una válvula de mando (22) para el control de una diferencia de presión neumática, un miembro de entrada de fuerza (24) para el accionamiento de la válvula de mando (22), un miembro de cesión de fuerza (38) para la transmisión de la fuerza de frenado, un disco de reacción (34) dispuesto entre el miembro de cesión de fuerza (38) y el miembro de entrada de fuerza (24), fabricado de material elastomérico, y un dispositivo (30), dispuesto entre el disco de reacción (34) y el miembro de entrada de fuerza (24), que actúa sobre el disco de reacción (34), para la variación de la relación de transmisión de fuerza entre el miembro de entrada de fuerza (24) y el miembro de cesión de fuerza (38), en función de la fuerza ejercida sobre el miembro de entrada de fuerza (24), que comprende un pistón interior (50) y un pistón exterior (52), que rodea exteriormente, de forma radial, el pistón interior (50), y es desplazable respecto al pistón interior (50), caracterizándose el servofreno porque el pistón interior (50) presenta exteriormente, de forma radial, o el pistón exterior (52) interiormente, de forma radial, una cavidad (50'', 52'''') para la recogida de partículas de material, que está cubierta por el pistón (50, 52) situado enfrente, respectivamente, de la cavidad (50'', 52'''').

Description

Servofreno neumático con relación variable de transmisión de fuerza.

La invención se refiere a un servofreno neumático, especialmente para automóviles, con una válvula de mando para el control de una diferencia de presión neumática, un miembro de entrada de fuerza para el accionamiento de la válvula de mando, un miembro de cesión de fuerza para la transmisión de la fuerza de frenado, un disco de reacción dispuesto entre el miembro de cesión de fuerza y el miembro de entrada de fuerza, fabricado de material elastomérico, y un dispositivo colocado entre el disco de reacción y el miembro de entrada de fuerza, que actúa sobre el disco de reacción, para la variación de la relación de transmisión de fuerza entre el miembro de entrada de fuerza y el miembro de cesión de fuerza en función de la fuerza ejercida sobre el miembro de entrada de fuerza, comprendiendo el dispositivo un pistón interior y un pistón exterior que rodea exteriormente, de forma radial, el pistón interior y es desplazable respecto al pistón interior.

Un servofreno semejante, configurado como freno de vacío para un automóvil es conocido del documento EP 0 705 190 B1.

Normalmente, los servofrenos neumáticos tienen una relación de transmisión de fuerza fija, es decir, una fuerza de accionamiento introducida mediante el miembro de entrada en el servofreno es transmitida por una superficie menor, asociada con el miembro de entrada, a una superficie mayor asociada con el miembro de cesión de fuerza. Esto es realizado, la mayoría de las veces, mediante inserción de un llamado "disco de reacción", de comportamiento similar al de los líquidos, de material elastomérico. En determinadas circunstancias, por ejemplo, en una situación de frenado de emergencia, es deseable, sin embargo, disponer de la máxima asistencia posible de fuerza de frenado para que, a partir de una determinada fuerza de entrada, se pueda generar la máxima presión posible de frenado.

En el mencionado documento EP 0 705 190 B1 se propone, por tanto, mediante el dispositivo para la variación de la relación de transmisión de fuerza, disminuir la superficie que actúa sobre el disco de reacción cuando se sobrepasa una determinada fuerza de entrada. Esta superficie disminuida penetra, comparada con la superficie no disminuida (con la misma fuerza de entrada o de accionamiento), más en el disco elástico de reacción, de manera que la válvula de mando del servofreno se abre más, por lo que resulta una presión diferencial consiguientemente mayor en el servofreno y, por tanto, una mayor transmisión de fuerza.

En el servofreno conocido del documento EP
0 705 190 B1, el pistón interior y el pistón exterior del dispositivo para la variación de la relación de transmisión de fuerza actúan directamente sobre el disco de reacción. Debido a la actuación directa de ambos pistones sobre el disco de reacción se origina una menor abrasión del material elastomérico. Una hendidura, requerida para el funcionamiento seguro del dispositivo para la variación de la relación de transmisión de fuerza, entre un tope para el pistón exterior y la superficie del pistón exterior próxima a este tope, va desapareciendo, de manera creciente, por las partículas de abrasión que se fijan dentro del dispositivo para la variación de la relación de transmisión de fuerza. Si la hendidura desaparece totalmente, la presión de frenado no puede ser retirada de forma controlada después de un frenado con elevada presión de freno. Antes bien, una asistencia de fuerza de frenado generada por el servofreno termina sólo cuando es reducida fuertemente la fuerza de entrada aplicada por el conductor. Esto ha de ser atribuido a que, cuando la hendidura ya no existe, las fuerzas recuperadoras hidráulicas que actúan sobre el pistón exterior no son introducidas en el miembro de entrada de fuerza, sino totalmente en la carcasa de válvula de mando.

El hecho de que, a pesar de una reducción de la fuerza de entrada aplicada por el conductor, apenas se modifique la acción de frenado, es percibido por el conductor como un empeoramiento del accionamiento de los frenos del vehículo. El conductor recibe la impresión de que disminuye su influencia sobre el comportamiento de los frenos del vehículo, lo que puede producir situaciones de conducción críticas.

La invención está basada en la finalidad de proporcionar un servofreno neumático de la clase antes citada, cuyo accionamiento dependa notablemente menos de fenómenos de desgaste.

A partir de un servofreno de la clase citada se consigue esta finalidad según la invención, por una parte, porque el pistón interior presenta exteriormente, de forma radial, una cavidad, cubierta por el pistón exterior, para la recogida de partículas de material, y, por otra parte, porque el pistón exterior posee radialmente en el interior una cavidad, cubierta por el pistón interior, para la recogida de partículas de material. Las partículas de material que se desplacen en sentido contrario a la dirección de accionamiento que sean de atribuir, por ejemplo, al desgaste del disco de reacción, son reunidas, por consiguiente, en la cavidad, antes de que se puedan depositar en el dispositivo para la variación de la relación de transmisión de fuerza. La influencia de partículas de material sobre el funcionamiento del dispositivo para la variación de la relación de transmisión de fuerza es reducida, por tanto, de forma duradera. Por este motivo se reduce también la dependencia del desgaste del accionamiento de los frenos del vehículo.

La cavidad para la recogida de partículas de material está dispuesta respecto al pistón interior y al pistón exterior de forma conveniente, de manera que la cavidad esté cubierta en todas las posiciones de funcionamiento del dispositivo para la variación de la relación de transmisión de fuerza. La cavidad puede estar así formada, por ejemplo, en una zona del pistón exterior tal que esté cubierta por el pistón interior continuamente, es decir, en todas las posiciones de funcionamiento. En este caso, la cavidad está formada, preferiblemente, en una zona delantera del pistón exterior próxima al disco de reacción. Es válido, por consiguiente, que el pistón interior esté provisto de una cavidad. Sin embargo, en este caso la cavidad debería estar prevista en una zona del pistón interior trasera, alejada del disco de reacción. Se puede conseguir así que partículas de material que hayan llegado a la cavidad permanezcan también allí. Se contrarresta, por consiguiente, una fuga involuntaria de las partículas de material reunidas.

La cavidad tiene forma de, preferiblemente, ranura, por ejemplo, ranura que transcurra totalmente, o al menos en zonas, en la dirección periférica de uno de los pistones. Una forma semejante de la cavidad garantiza, de forma especial, que partículas que se desplazan puedan ser recogidas de forma segura dentro de la cavidad. Las dimensiones de la cavidad están elegidas ventajosamente de manera que pueda ser recogida la máxima cantidad de partículas de material durante la vida del servofreno.

En su extremo próximo al miembro de entrada de fuerza, el pistón interior puede estar conectado con, por ejemplo, un pisón con forma cilíndrica. Existe entonces la posibilidad de guiar el pistón exterior, de forma desplazable por deslizamiento, sobre un eje del pisón. Una forma semejante ahorra un guiado separado del pistón exterior y produce una forma constructiva compacta. El pisón y el pistón interior están realizados, preferiblemente, en una pieza.

Para mayor simplificación de la estructura constructiva y la reducción del dispositivo para la variación de la relación de transmisión de fuerza, en formas de realización preferidas del servofreno según la invención, el eje del pisón está provisto, en su extremo próximo al miembro de entrada de fuerza, de un plato sobre el que se puede apoyar un elemento elástico que pretensa el pistón interior contra un tope formado en el pistón exterior. El tope que limita la capacidad de desplazamiento axial del pistón interior en sentido contrario a la dirección de accionamiento está dispuesto, preferiblemente, radialmente en el interior del pistón exterior cilíndrico hueco.

El elemento elástico que pretensa el pistón exterior en su posición de salida puede tener una curva elástica característica lineal. Sin embargo, el elemento elástico puede presentar también una curva elástica característica progresivamente creciente, por lo que la asistencia de frenado del servofreno según la invención aumenta progresivamente a partir del desplazamiento del pistón exterior desde su posición de salida hasta alcanzar una posición final del pistón exterior.

El diámetro exterior del pistón exterior es elegido, ventajosamente, mayor que el diámetro interior del plato, de manera que el pistón exterior pueda apoyarse de forma sencilla sobre el tope para el pistón exterior que esté formado, por ejemplo, en la carcasa de válvula de mando. Aunque el plato puede estar formado también en una pieza con el eje del pisón, se prefiere la provisión de plato y eje como componentes separados. La provisión de plato y eje como componentes separados permite un montaje especialmente sencillo del dispositivo para la variación de la relación de transmisión de fuerza. Esto será descrito con más detalle posteriormente a partir de los dibujos.

Según una forma preferida de realización de la invención, el dispositivo para la variación de la relación de transmisión de fuerza está realizado como un cartucho, que puede ser introducido en la carcasa de válvula de mando después de haber realizado el montaje previo. Se puede integrar el cartucho, sin gran coste, en muchos servofrenos ya existentes. Existe además la posibilidad de proporcionar un, y el mismo, servofreno con y sin transmisión de fuerza variable, siendo o no instalado el cartucho en el servofreno.

Un ejemplo de realización de un servofreno según la invención es descrito con detalle, a continuación, a partir de las Figuras esquemáticas anexas.

La Fig. 1 muestra, en sección longitudinal, un servofreno según la invención, según un primer ejemplo de realización, con un dispositivo para la variación de la relación de transmisión de fuerza entre el miembro de entrada de fuerza y el miembro de cesión de fuerza.

La Fig. 2 muestra una sección de la Fig. 1, reproducida a escala ampliada, del dispositivo para la variación de la relación de transmisión de fuerza, en la que el dispositivo está representado en el estado en que está ajustado cuando el servofreno no está accionado.

La Fig. 3 muestra, en sección longitudinal, un dispositivo para la variación de la relación de transmisión de fuerza, ligeramente modificado respecto al dispositivo representado en las Figs. 1 y 2, en forma de un cartucho montado previamente.

La Fig. 4 muestra, en una vista según la Fig. 3, un dispositivo para la variación de la relación de transmisión de fuerza que está previsto para el montaje en un servofreno según un segundo ejemplo de realización de la invención.

La Fig. 5 muestra un diagrama que reproduce la relación de transmisión del servofreno según la invención, variable en función de la fuerza de entrada aplicada por el conductor, así como la relación de transmisión del servofreno del estado de la técnica marcada por fenómenos de desgaste.

La Fig. 1 muestra, en sección longitudinal, un primer ejemplo de realización de un servofreno de vacío según la invención 10 con una carcasa 12 que está dividida por una pared desplazable 14 en una cámara de vacío 16 y una cámara de trabajo 18. Mientras que la cámara de vacío 16 durante el funcionamiento del servofreno 10 está conectada continuamente con una fuente de vacío, la cámara de trabajo 18 puede, a elección, ser conectada con vacío o con presión atmosférica. Para ésto sirve una válvula de mando 22 que, dependiendo del accionamiento de un miembro de entrada de fuerza 24 que, usualmente, está conectado con un pedal de freno no representado aquí, controla asientos de válvula existentes en la válvula de mando 22, de manera que presión atmosférica o sobrepresión pueda penetrar en la cámara de trabajo 18, o que al finalizar un accionamiento del servofreno 10, la cámara de vacío 16 sea puesta en comunicación con la cámara de trabajo 18, para volver a evacuar ésta. La estructura y el funcionamiento de un servofreno 10 semejante son bien conocidos de los especialistas en este campo y, por ello, a continuación, son descritas en detalle solamente aquellas piezas y su funcionamiento que son de interés para la presente invención.

El miembro de entrada de fuerza 24 ya mencionado está conectado con un pistón de válvula 26, que está alojado, de forma desplazable axialmente, en una carcasa 28 de la válvula de mando 22. Con el lado del pistón de válvula 26 opuesto axialmente al miembro de entrada de fuerza 24 se une un dispositivo 30 para la variación de la relación de transmisión de fuerza, descrito a continuación con más detalle, que está instalado, como cartucho montada previamente desde la izquierda respecto a las Figuras, en una cavidad escalonada 32 de la carcasa de válvula de mando 28. Con este dispositivo 30 se une en la dirección de accionamiento un disco de reacción 34, que está fabricado de material elastomérico y alojado en una sección extrema ancha con forma de vaso 36, de un miembro de cesión de fuerza 38 del servofreno 10. El miembro de cesión de fuerza 38 está guiado, mediante su sección extrema con forma de vaso 36, sobre una sección extrema con forma de cubo 40 de la carcasa de válvula de mando 28.

Cuando se acciona el servofreno 10, una fuerza de accionamiento ejercida sobre el miembro de entrada de fuerza 24 produce un desplazamiento del mismo hacia la izquierda, es decir, al interior del servofreno 10. Este desplazamiento es transmitido al pistón de válvula 26 acoplado con el miembro de entrada de fuerza 24 y produce la apertura del asiento de válvula de aquélla, lo que permite la entrada de presión atmosférica en la cámara de trabajo 18. El pistón de válvula 26 transmite el citado desplazamiento, mediante el dispositivo 30 para la variación de las relación de transmisión de fuerza, al disco de reacción 34, cuyo comportamiento puede compararse, de forma idealizada, con el comportamiento de un fluido hidráulico. Esto significa que la fuerza ejercida sobre el miembro de entrada de fuerza 24 es transmitida desde la superficie transversal menor del dispositivo 30, mediante el disco de reacción 34, a la superficie transversal mayor, definida por el diámetro interior de la sección extrema con forma de vaso 36, del miembro de cesión de fuerza 38. La relación entre la superficie transversal menor del dispositivo 30 y la superficie transversal mayor del disco de reacción 34 define la relación de transmisión de fuerza del servofreno 10.

El dispositivo 30 para la variación de esta relación de transmisión de fuerza es descrito en detalle ahora, tomando como referencia las Figs. 2 y 3. Comprende un pisón 42 con un eje 44, cuyo extremo próximo al miembro de entrada de fuerza 24 está unido con un plato 46. El plato 46 sirve, por una parte, para la transmisión de fuerza del pistón de válvula 26 al dispositivo 30, y, por otra parte, para el apoyo de un muelle de compresión 48 dispuesto coaxialmente con el eje del pisón 44 y que rodea el eje del pisón 44. El eje del pisón 44 y el plato 46 están realizados como componentes separados, para facilitar el montaje de la unidad 30 para la variación de la relación de transmisión de fuerza.

En el centro del plato 46 está previsto un agujero circular, a través del cual se extiende un saliente cilíndrico 44' del eje del pisón 44 con un diámetro exterior menor que el eje del pisón 44. La sujeción del plato 46 al eje del pisón 44 puede realizarse de distintas maneras. Según la Fig. 2, el saliente 44' tiene una forma cilíndrica hueca, de manera que una sujeción del plato 46 al eje del pisón 44 pueda ser realizada por rebordeado. Tal como está representado en la Fig. 3, la sujeción del plato 46 al eje del pisón 44 puede ser realizada también mediante un anillo de seguridad 44'' que sujeta por detrás el plato 46.

El plato 46 tiene forma de cavidad y posee un saliente anular 46' que se extiende en dirección al miembro de entrada de fuerza 24 y coopera con el pistón de válvula 26. La forma de cavidad del plato 46 y la previsión de un saliente anular 46' que coopera con el miembro de entrada de fuerza 24 permiten una segura introducción de fuerza desde el pistón de válvula 26 en el plato 46 o en la unidad 30 para la variación de las relación de transmisión de fuerza, sin que el saliente 44' que sirve para la unión del plato con el eje del pisón 44 sea impulsado por una fuerza.

En el extremo, alejado del plato 46, del eje del pisón 44, está dispuesto un pistón circular interior 50, que constituye una parte de la superficie transversal del dispositivo 30, que actúa sobre el disco de reacción 34. En el ejemplo de realización, el pisón 42 y el pistón exterior 50 están formados en una pieza. Coaxialmente con este pistón interior 50 está dispuesto un pistón cilíndrico hueco exterior 52 que, mediante un cuello 54, está guiado de forma desplazable sobre el eje del pisón 44 y cuyo diámetro interior en la zona del pistón interior 50 corresponde al de las tolerancias usuales del diámetro exterior del pistón interior 50. El diámetro exterior del pistón exterior 52 es mayor que el diámetro exterior del plato 46 y corresponde esencialmente al diámetro máximo de la cavidad escalonada 32 en la carcasa de la válvula de mando 28.

El pistón interior 50 presenta, de forma radialmente exterior, una cavidad con forma de ranura 50'. La ranura 50' sirve para la recogida de partículas de material que se desplazan en sentido contrario al de accionamiento del servofreno y especialmente de partículas de desgaste del disco de reacción 34 que, de no ser así, se depositan sobre un tope 60, previsto para el pistón interior 50, y formado en el pistón cilíndrico hueco exterior 52, y se perjudicaría la capacidad de funcionamiento de la unidad 30 para la variación de la relación de transmisión de fuerza. La ranura 50' está formada en un extremo, próximo al miembro de entrada de fuerza 24, del pistón interior 50, y está dimensionada de manera que garantice una amplia capacidad de funcionamiento del servofreno 10 y se eviten tensiones de material en el pistón interior 50 imputables a obstrucciones de la ranura 50'.

En la Fig. 3 está representada la unidad 30 para la variación de la relación de transmisión de fuerza como grupo constructivo separado en forma de una cartucho montada previamente. En el montaje de la unidad 30 es guiado primeramente el eje del pisón 44 a través del cuello 54 del pistón exterior 52 hasta que el pistón interior 50 formado en una pieza con el eje del pisón 44, se apoye con el tope 60 configurado interiormente de forma radial en el pistón exterior 52. El muelle de compresión 48 es empujado después desde el lado alejado del pistón interior 50, sobre el pistón interior 50, y alojado allí parcialmente en una cavidad 52' con forma de ranura del pistón exterior 52. El plato 46 es empujado, a continuación, en sentido contrario a la fuerza de muelle de compresión 48, sobre el saliente 44' del eje del pisón 44 y, tal como se ha descrito anteriormente, unido con el eje del pisón 44. Mediante el muelle de compresión pretensado 48, que se apoya sobre el plato 46 es comprimido previamente el pistón interior 50, en su posición de salida, contra el tope 60 del pistón exterior 52.

En la posición de salida del dispositivo 30, representada en las Figs. 1 a 3, y fijada por el tope 60, las superficies del pistón interior 50 y del pistón exterior 52, próximas al disco de reacción 34, constituyen una superficie enrasada única. Existe una cierta distancia axial s en la posición de salida del servofreno entre el extremo, alejado del disco de reacción 34, del pistón exterior 52, y el tope constituido por una disminución de diámetro de la cavidad 32 para el pistón exterior.

En la Fig. 4 está representada otra posibilidad de configuración de una unidad 30 para la variación de la relación de transmisión de fuerza para un servofreno de vacío según un segundo ejemplo de realización de la invención. Tanto el servofreno de vacío según el segundo ejemplo de realización, como la unidad 30 para la variación de la relación de transmisión de fuerza, representada en la Fig. 4, coinciden funcionalmente con el servofreno de vacío 10 y la unidad 30 para la variación de la relación de transmisión de fuerza según las Figs. 1 a 3.

En la unidad 30 para la variación de la relación de transmisión de fuerza representada en la Fig. 4 la cavidad, a diferencia de lo anterior, tiene forma de ranura 52'' interiormente radial en el pistón exterior 52. Esta ranura 52'' está dispuesta, respecto al disco de reacción, no representado en la Fig. 4, dispuesta en una zona del pistón exterior 52 delantera próxima al disco de reacción (no ilustrado). Al contrario de ésto, la ranura 50', representada en la Fig. 3 y configurada exteriormente radial en el pistón interior 50, está dispuesta en una zona del pistón interior 50 alejada del disco de reacción 34. Mediante la formación de la ranura 52'' respecto al disco de reacción en la parte delantera del pistón exterior 52 y la ranura 50' en la parte trasera del pistón interior 50 se garantiza que cada una de las ranuras 50', 52'' esté cubierta, en todas las posiciones de funcionamiento de la respectiva unidad 30 para la variación de la relación de transmisión de fuerza, por el respectivo pistón opuesto 50, 52. Por consiguiente, puede ser excluida una fuga involuntaria de las partículas de material.

El funcionamiento de la unidad 30 para la variación de la relación de transmisión de fuerza, descrita tomando como referencia, respectivamente, las Figs. 3 y 4, en función de la fuerza ejercida sobre aquélla mediante el pistón de válvula 26 es como sigue: Si se pisa el pedal de freno, no representado, acoplado con el miembro de entrada de fuerza 24, este desplazamiento se transmite desde el miembro de entrada de fuerza 24 al pistón de válvula 26 y desde éste al plato 46. Además, toda la unidad 30 se desplaza hacia la izquierda, penetrando primeramente un saliente 64 con forma de segmento esférico, existente en el pistón interior 50, en el disco de reacción 34.

Debido a la superficie de contacto, al principio muy pequeña, entre el saliente 64 y el disco de reacción 34, el pistón 50 puede penetrar, de forma relativamente rápida, en el disco de reacción 34, lo que en la fase inicial de un accionamiento del servofreno produce una rápida apertura de la válvula de mando 22 y, por consiguiente, la rápida formación de ayuda de fuerza de frenado. En el diagrama de la Fig. 5, que representa la presión de frenado aportada a un cilindro principal, impulsado por el miembro de cesión de fuerza 38, no representado aquí, mediante la fuerza de entrada introducida por el miembro de entrada de fuerza, se reconoce esto en el fuerte aumento (Distancia entre los puntos A y B) de la presión de cilindro principal después de la superación de un juego inicial (Punto A).

Un desplazamiento adicional del miembro de entrada de fuerza 24 produce, después de un breve tiempo, un apoyo con toda la superficie, tanto del pistón interior 50, como del pistón exterior 52, sobre el disco de reacción 34. La unidad 34 ha sido desplazada totalmente hacia la izquierda, lo que se muestra ahora en una mayor distancia s entre el tope 62 y el pistón exterior 52. La presión de frenado constituida, mientras tanto, en el cilindro principal (no representado), y que actúa mediante el miembro de cesión de fuerza 38, hace que el material del disco de reacción 34 sea comprimido un poco en la cavidad 32. La fuerza de reacción transmitida mediante el disco de reacción 34 al pistón exterior 52 no es aún suficiente para comprimir el muelle de compresión 48. En este estado la relación de transmisión de fuerza del servofreno 10 está dada por la relación entre el diámetro exterior del pistón exterior 52 y el diámetro interior de la sección extrema 36 que alberga el disco de reacción 34 y tiene forma de vaso.

En otro aumento de la fuerza de entrada aplicada mediante el miembro de entrada de fuerza 24 el pistón interior 50 de la unidad 30, conectado mediante el pisón 42 rígidamente con el pistón de válvula 26, es desplazado más hacia la izquierda y, por consiguiente, comprimido más profundamente en el disco de reacción 34. La presión de frenado obtenida en el cilindro principal, consiguientemente más elevada, actúa, mediante el disco de reacción 34, también sobre el pistón exterior 52 y es suficiente ahora para comprimir el muelle de compresión 48. El pistón exterior 52 se desplaza, por consiguiente, respecto al pistón interior 50, en sentido contrario a la dirección de accionamiento del servofreno y se reduce la distancia entre el extremo, próximo al tope 62, del pistón exterior 52 y el tope 62.

Al aumentar más la fuerza de entrada, el extremo, próximo al tope 62, del pistón exterior 52, llega finalmente a estar en contacto con el tope 62, lo que produce la "puesta a tierra" del pistón exterior 52, es decir, la superficie del pistón exterior 52, que está en contacto con el disco de reacción 34, no tiene ahora ninguna influencia sobre la relación de multiplicación de fuerza del servofreno 10. Esto corresponde, en la Fig. 5, al punto C. Ahora es eficaz solamente la superficie menor del pistón interior 50, de manera que la relación de multiplicación de fuerza del servofreno 10 resulta ahora de la relación entre el diámetro exterior del pistón interior 50 y el diámetro interior de la sección extrema con forma de vaso 36. Como el diámetro exterior del pistón interior 50 es menor que el diámetro exterior del pistón exterior 52, aumenta la relación de transmisión de fuerza, tal como se deduce de la Fig. 5.

Al seguir aumentando la fuerza de entrada, el pistón interior 50 sigue penetrando más en el disco de reacción 34, hasta que un pestillo 66, que se extiende en una cavidad radial de la carcasa de válvula de mando 28, choca contra la carcasa de válvula de mando 28. Esto corresponde, en la Fig. 5, al punto D. Otro aumento de la fuerza de entrada no puede ser multiplicado por el servofreno 10, y produce, por consiguiente, un aumento consiguientemente pequeño de la presión de cilindro principal.

De la descripción precedente de funcionamiento se deduce que la inclinación y el curso de la curva reproducida en la Fig. 5 entre los puntos B y C depende de la característica del muelle de compresión 48. La inclinación de la citada sección de la curva puede estar influida por diferentes rigideces de muelle, pudiendo existir tales rigideces de muelle diferentes hasta en un, y el mismo, muelle de compresión 48 (línea característica de muelle progresiva), para que el curso de la relación de multiplicación de fuerza influya, en una forma deseada, sobre la mencionada sección de curva.

Al soltar el freno, se recorren en sentido inverso las posiciones descritas del dispositivo 30. La curva representada en la Fig. 5 pasa sucesivamente por los puntos D', C', B' y A'. Tal como se puede deducir de la Fig. 5, la posición del punto A no coincide con la posición del punto A'. Lo mismo es válido para los puntos B y B', C y C', así como D y D'. El curso de la presión de frenado en el cilindro principal, dependiente de la fuerza de entrada, presenta, por consiguiente, fenómenos de histéresis.

En un servofreno del estado de la técnica, debido a los grandes residuos depositados sobre el tope 60 para el pistón interior 50, la hendidura s existente normalmente, en el estado de salida del servofreno, entre el tope 62 para el pistón exterior 52 y éste, ha desaparecido totalmente. Después de un frenado con elevada presión de frenado, tal como está representado por la línea de trazos en la Fig. 5, la presión de frenado no puede ser retirada ya de forma controlada. Sólo después de una fuerte reducción de la fuerza de entrada puede desconectarse el aumento de fuerza de frenado del servofreno, realizándose la desconexión bruscamente. El servofreno según la invención presenta, en cambio, para una misma vida de funcionamiento, un accionamiento claramente mejor que el del servofreno del estado de la técnica.

Claims (12)

1. Servofreno neumático (10), especialmente para automóviles, con una válvula de mando (22) para el control de una diferencia de presión neumática, un miembro de entrada de fuerza (24) para el accionamiento de la válvula de mando (22), un miembro de cesión de fuerza (38) para la transmisión de la fuerza de frenado, un disco de reacción (34) dispuesto entre el miembro de cesión de fuerza (38) y el miembro de entrada de fuerza (24), fabricado de material elastomérico, y un dispositivo (30), dispuesto entre el disco de reacción (34) y el miembro de entrada de fuerza (24), que actúa sobre el disco de reacción (34), para la variación de la relación de transmisión de fuerza entre el miembro de entrada de fuerza (24) y el miembro de cesión de fuerza (38), en función de la fuerza ejercida sobre el miembro de entrada de fuerza (24), que comprende un pistón interior (50) y un pistón exterior (52), que rodea exteriormente, de forma radial, el pistón interior (50), y es desplazable respecto al pistón interior (50), caracterizándose el servofreno porque el pistón interior (50) presenta exteriormente, de forma radial, o el pistón exterior (52) interiormente, de forma radial, una cavidad (50', 52'') para la recogida de partículas de material, que está cubierta por el pistón (50, 52) situado enfrente, respectivamente, de la cavidad (50', 52'').

2. Servofreno de acuerdo con la Reivindicación 1, caracterizado porque la cavidad es una ranura (50', 52'') que transcurre en la dirección periférica del pistón (50, 52).

3. Servofreno de acuerdo con la Reivindicación 1 ó 2, caracterizado porque el pistón interior (50) está conectado en su extremo próximo al miembro de entrada de fuerza (24) con un pisón (42).

4. Servofreno de acuerdo con la Reivindicación 3, caracterizado porque el pistón exterior (52) está guiado, de forma desplazable, por deslizamiento, sobre un eje (44) del pisón (42).

5. Servofreno de acuerdo con la Reivindicación 3 ó 4, caracterizado porque el pistón interior (50) y el pisón (42) están fabricados en una pieza.

6. Servofreno de acuerdo con una de las Reivindicaciones 3 a 5, caracterizado porque el eje (42) del pisón (44) presenta un plato (46) en su extremo próximo al miembro de entrada de fuerza (24).

7. Servofreno de acuerdo con una de las Reivindicaciones 1 a 6, caracterizado porque el pistón exterior (52) presenta interiormente, de forma radial, un tope (60) que limita una capacidad de desplazamiento axial del pistón interior (50) respecto al pistón exterior (52) en sentido contrario a la dirección de accionamiento del servofreno (10).

8. Servofreno de acuerdo con la Reivindicación 7, caracterizado porque el pistón interior (50) está apretado previamente, en una posición de salida del servofreno (10), contra el tope (60) del pistón exterior (52).

9. Servofreno de acuerdo con la Reivindicación 8, caracterizado porque existe un elemento elástico (48) para la generación de la presión previa, el cual se apoya con un primer extremo sobre el pistón exterior (52) y con un segundo extremo sobre el pistón (42).

10. Servofreno de acuerdo con una de las Reivindicaciones 6 a 9, caracterizado porque el plato (46) y el eje (42) están configurados como componentes separados.

11. Servofreno de acuerdo con una de las Reivindicaciones 1 a 10, caracterizado porque un tope (60) para el pistón exterior (52) está formado en una carcasa (12) de la válvula de mando (22).

12. Servofreno de acuerdo con una de las Reivindicaciones 1 a 11, caracterizado porque el dispositivo (30) para la variación de la relación de transmisión de fuerza está realizado como unidad montable previamente en forma de cartucho que puede ser instalada, después de realizado el premontaje, en la carcasa (12) de la válvula de mando (22).