ES2247561T3 - Servomotor neumatico con fase de reequilibrado de duracion reducida. - Google Patents

Abstract

Servomotor (11) neumático de asistencia al frenado para un vehículo automóvil, del tipo que comprende un alojamiento (12) rígido en cuyo interior puede desplazarse un tabique (14) transversal que delimita de forma estanca una cámara delantera (16), sometida a una primera presión (P1) y una cámara trasera (18) sometida a una segunda presión (P2) que varía entre la primera presión (P1) y una presión (Pa) superior a la primera presión (P1), que es susceptible de solicitar a un vástago de accionamiento (28) de un cilindro maestro (13) asociado al servomotor (11) por medio de un disco de reacción.

Description

Servomotor neumático con fase de reequilibrado de duración reducida.

El invento se refiere a un servomotor neumático de asistencia al frenado para un vehículo automóvil.

El invento se refiere, más particularmente, a un servomotor neumático de asistencia al frenado, para un vehículo automóvil, del tipo que comprende un alojamiento rígido en cuyo interior puede desplazarse un tabique transversal que delimita, de forma estanca, una cámara delantera, sometida a una primera presión y una cámara trasera, sometida a una segunda presión que varía entre la primera presión y una presión superior a la primera presión, que es susceptible de solicitar a un vástago de accionamiento de un cilindro maestro asociado al servomotor por medio de un disco de reacción, del tipo que comprende un pistón tubular móvil montado a deslizamiento en el alojamiento y una sección delantera del cual es solidaria del tabique desplazable, del tipo que comprende un vástago de mando que se desplaza en el pistón selectivamente en función de una fuerza axial de entrada ejercida hacia delante, en contra de una fuerza de recuperación, del tipo en el que los movimientos del vástago de mando son susceptibles de determinar las aperturas y los cierres de, al menos, una válvula axial denominada "de admisión" interpuesta entre una fuente de presión sometida a la presión superior a la primera presión y la cámara trasera, y de, al menos, una válvula axial denominada "de reequilibrado" que está interpuesta entre la cámara delantera y la cámara trasera, para accionar el tabique desplazable, y del tipo en el que un empujador que está recibido en el pistón tubular, que atraviesa el tabique desplazable y solidario del extremo del vástago de mando, es susceptible de solicitar directamente al vástago de accionamiento del cilindro maestro por medio del disco de reacción.

Se conocen numerosos ejemplos de servomotores usuales de este tipo. El documento US 5.651.300 A divulga el preámbulo de la reivindicación 1.

En un servomotor de esta clase, el pistón es solidario de la pared móvil. Por ejemplo, está alojado a través del tabique desplazable. Además, la válvula de reequilibrado y la válvula de admisión forman parte de una válvula única de tres vías, en la que un asiento común está constituido por una cara delantera escalonada de un elemento móvil que está cargado elásticamente contra un collarín de empujador y contra un collarín de pistón, respecto a los cuales es susceptible de separarse selectivamente para abrir la válvula de reequlibrado o la válvula de admisión.

Así, un conducto sensiblemente radial que atraviesa el pistón y que desemboca en la cámara delantera y un conducto sensiblemente axial que desemboca al exterior del servomotor, son susceptibles de ser puestos en comunicación, de forma selectiva, por medio de una de las válvulas, con un conducto radial que atraviesa el pistón y que desemboca en la cámara trasera para mantener o anular una diferencia de presión entre las cámaras traseras y provocar los desplazamientos del tabique desplazable.

Una concepción de este tipo presenta el inconveniente de requerir conductos realizados en el pistón con configuraciones complejas, que perturban la circulación del aire. Debido a ello, un servomotor realizado según esta concepción presenta, en general, tiempos de respuesta relativamente altos y es
ruidoso.

Además, tal concepción es particularmente onerosa al llevarla a la práctica, dado que exige la utilización de un pistón cuyas formas internas, destinadas a constituir los conductos, no pueden conseguirse mas que mediante complicados procedimientos de mecanización o de moldeo.

El invento propone una concepción que permite remediar estos inconvenientes, según la cual los conductos son, en su mayor parte, axiales y forman parte de diferentes elementos tubulares del servomotor. Esta concepción permite favorecer la circulación del aire a través de las válvulas, lo que hace posible reducir el tiempo de respuesta del servomotor, garantizando además un funcionamiento silencioso. Por añadidura, esta nueva concepción permite realizar la mayor parte de los elementos del servomotor con ayuda de procedimientos de corte y embutición o, incluso, de un procedimiento de moldeo de un material plástico, menos onerosos que los procedimientos de mecanización usuales.

Con este objeto, el invento propone un servomotor del tipo descrito en lo que antecede, caracterizado porque comprende:

- un elemento tubular flotante, que está montado a deslizamiento sobre una sección trasera del pistón tubular y que está solicitado elásticamente hacia el tabique desplazable, una cara transversal del cual comprende un primer elemento transversal de estanqueidad de la válvula axial de admisión y cuya otra cara transversal desplazada comprende un primer elemento transversal de estanqueidad de la válvula axial de reequilibrado,

- un segundo elemento transversal complementario de estanqueidad de la válvula axial de admisión, montado en el empujador, y

- un segundo elemento transversal complementario de estanqueidad de la válvula axial de reequilibrado, constituido por, al menos, una parte de la cara que delimita las secciones delantera y trasera del pistón,

y porque comprende un resorte de recuperación interpuesto axialmente en el elemento tubular flotante, entre el empujador y la sección trasera del pistón tubular para ejercer una fuerza de recuperación sobre el vástago de mando.

Según otras características del invento:

- la válvula axial de admisión está dispuesta en el extremo de una cámara interna del pistón tubular que está formada en la sección trasera del pistón y que comunica radialmente con la cámara trasera, rodeando el primer elemento transversal de estanqueidad de la válvula axial de admisión un conducto de admisión axial que está formado en el elemento tubular flotante y que comunica con el medio exterior y estando recibido el segundo elemento transversal complementario de estanqueidad de la válvula axial de admisión, con holgura, en un orificio axial del pistón que comunica con la cámara interna,

- la válvula axial de reequilibrado está dispuesta al exterior del pistón tubular y radialmente al exterior de, por lo menos, un conducto de reequilibrado del pistón tubular que pone en comunicación la cámara delantera y la cámara trasera,

- el elemento tubular flotante comprende:

\bullet

una sección tubular delantera, montada a deslizamiento sobre la sección trasera del pistón, que monta el primer elemento de estanqueidad de la válvula de reequilibrado, y que está destinada a cooperar con el segundo elemento de estanqueidad de la válvula de reequilibrado montada en la parte de la cara trasera de la sección delantera del pistón, estando el primero y el segundo elementos de estanqueidad de la válvula de reequilibrado dispuestos radialmente, al menos en parte, al exterior de, por lo menos, una perforación de comunicación entre la cámara delantera y la cámara trasera que traviesa la sección delantera del pistón,

\bullet

una sección tubular intermedia que está montada a deslizamiento sobre la sección trasera del pistón, y de la que, al menos un paso longitudinal, está dispuesto radialmente en línea con, al menos, un paso longitudinal de la sección trasera del pistón que permite la comunicación entre la cámara interior del pistón y la cámara trasera,

\bullet

una sección tubular trasera, de diámetro menor que el diámetro de la sección intermedia, que forma el conducto que comunica con el medio exterior y que está montada a deslizamiento sobre, al menos, una sección tubular trasera del empujador atravesada por el vástago de mando,

y una pared transversal de unión entre las secciones intermedia y trasera del elemento tubular, dispuesta de manera sensiblemente axial en la proximidad de la perforación del extremo de la sección tubular trasera del pistón, comprende el primer elemento de estanqueidad de la válvula axial de admisión que está destinado a cooperar con el segundo elemento de estanqueidad de la válvula axial de admisión que está montada en el empujador y que está recibido en dicha perforación de extremo de la sección tubular trasera del pistón,

- el primer elemento de estanqueidad de la válvula axial de admisión está constituido por una parte anular de la cara delantera de la pared transversal de unión entre las secciones intermedia y trasera del elemento tubular,

- el segundo elemento transversal complementario de estanqueidad de la válvula axial de admisión está constituido por una junta anular montada en una cara trasera anular de una cazoleta que está montada en el empujador y que es recibida con holgura en la perforación de extremo de la cámara del pistón tubular,

- el primer elemento de estanqueidad de la válvula axial de reequilibrado está constituido por una junta anular que está recibida en una garganta practicada en la cara delantera de la sección tubular del extremo delantero del elemento tubular,

- el segundo elemento transversal complementario de estanqueidad de la válvula axial de reequilibrado está constituido por una parte anular de la cara trasera que delimita las secciones delantera y trasera del pistón tubular,

- el servomotor comprende una pluralidad de orificios que están repartidos angularmente de manera regular a través de la sección delantera del pistón y que desembocan en la cara trasera que delimita las secciones delantera y trasera del pistón tubular, para formar los conductos de reequilibrado,

- el cuerpo del pistón comprende un ánima axial que desemboca en la cara delantera del pistón y en la cámara interior del pistón, y que recibe:

\bullet

el extremo del vástago de accionamiento del cilindro maestro,

\bullet

el disco de reacción,

\bullet

un manguito deslizante atravesado por una sección delantera del empujador, un resalto del cual comprende una cara delantera, que es coaxial con un palpador formado en el extremo delantero del empujador, para solicitar al disco de reacción,

- una pared transversal formada en el extremo del ánima axial constituye por un lado un tope para el resalto del manguito y recibe por el lado opuesto el extremo del resorte de recuperación cuyo otro extremo apoya contra una cara delantera de la cazoleta del empujador,

- una cara escalonada que delimita la sección delantera y la sección intermedia del elemento tubular recibe, apoyando contra ella, el extremo de un resorte de recuperación cuyo otro extremo apoya contra una cara escalonada del alojamiento,

- la cazoleta está interpuesta axialmente entre las secciones trasera y delantera del empujador, con las que es solidaria,

- una junta anular está interpuesta entre una sección tubular trasera del alojamiento y la sección tubular trasera del elemento tubular flotante, para asegurar la estanqueidad entre el medio exterior y la cámara trasera del servomotor,

- la sección intermedia del elemento tubular flotante comprende una pluralidad de pasos longitudinales dispuestos, cada uno, en línea con los pasos longitudinales de la sección trasera del pistón, y la sección tubular intermedia del elemento tubular flotante comprende, al menos, un dedo de inmovilización en rotación que está montado a deslizamiento en, al menos, uno de dichos pasos de la sección trasera del pistón,

- al menos un elemento de entre el tabique desplazable, el elemento tubular flotante, el manguito intermedio, el empujador y el pistón, está realizado por procedimientos de corte y embutición,

- al menos un elemento de entre el tabique desplazable, el elemento tubular flotante, el manguito intermedio, el empujador y el pistón, está realizado por un procedimiento de moldeo de un material plástico.

Otras características y ventajas del invento resultarán evidentes a partir de la lectura de la descripción detallada que sigue, para cuya comprensión se hará referencia a los dibujos adjuntos, en los cuales:

- la figura 1 es una vista de conjunto, en corte axial, de un servofreno que comprende un servomotor neumático de asistencia al frenado realizado de acuerdo con un estado anterior de la técnica;

- la figura 2 es una vista de detalle del servomotor de la figura 1;

- la figura 3 es una vista de detalle, en corte axial, de un servomotor realizado de acuerdo con el invento, visto en una posición de reposo, con el empujador en reposo, la válvula de reequilibrado cerrada y la válvula de admisión cerrada;

- la figura 4 es una vista de detalle, en corte axial, de un servomotor realizado de acuerdo con el invento visto en una posición de equilibrio, estando accionado el empujador, cerrada la válvula de reequilibrado y cerrada la válvula de admisión;

- la figura 5 es una vista de detalle, en corte axial, de un servomotor realizado de acuerdo con el invento, visto en una posición de saturación, estando accionado el empujador, cerrada la válvula de reequilibrado y abierta la válvula de admisión;

- la figura 6 es una vista de detalle, en corte axial, de un servomotor realizado de acuerdo con el invento, visto en posición de retorno, estando liberado el empujador, abierta la válvula de reequilibrado y cerrada la válvula de admisión.

En la descripción que sigue, números de referencia idénticos designan piezas idénticas o con funciones similares.

Por convenio, los términos "delantero", "trasero", "superior" e "inferior" designan, respectivamente, elementos o posiciones orientados, respectivamente, hacia la izquierda, la derecha, arriba o abajo, en las figuras 1 a 11.

En la figura 1 se ha representado el conjunto de un servofreno 10 que comprende un servomotor 11 neumático usual de asistencia al frenado, para un vehículo automóvil. El servomotor 11 está destinado a accionar un cilindro maestro 13 de frenado del vehículo.

De manera conocida, el servomotor neumático 10 comprende un alojamiento rígido 12 en cuyo interior está montado, de forma que pueda moverse, un tabique transversal 14 que delimita, de manera estanca, una cámara delantera 16, sometida a una primera presión "P_{1}" y una cámara trasera 18 sometida a una segunda presión "P_{2}". La segunda presión "P_{2}" es susceptible de variar entre el valor de la presión "P_{1}" y el valor de una presión "P_{a}" superior a la presión "P_{1}", para provocar los desplazamientos del tabique 14, que es susceptible de solicitar, como se verá ulteriormente, a un vástago 28 de accionamiento del cilindro maestro 13.

Más particularmente, la presión "P_{1}" corresponde en especial a una presión suministrada por una fuente de depresión del vehículo. En el caso de un motor con encendido controlado, la presión de depresión "P_{1}" es suministrada, por ejemplo, por un colector de admisión del motor del vehículo y, en el caso de un motor con encendido por compresión, del tipo "diesel", la presión de depresión "P_{1}" es suministrada, por ejemplo, por una bomba de vacío del vehículo.

La cámara delantera 16 está conectada con la fuente de depresión del vehículo por medio de un conducto 20 de depresión que desemboca en el alojamiento 12.

El servomotor neumático 11 comprende un pistón móvil 22 de eje A, que es solidario del tabique desplazable 14. Por ejemplo, una sección delantera del pistón móvil 22 está dispuesta a través del tabique desplazable 14.

En el interior del alojamiento 12, el tabique desplazable 14 está cargado elásticamente hacia atrás por un resorte 24 de recuperación que apoya sobre el alojamiento 12 y sobre una cara delantera 26 del pistón móvil 22. La cara delantera 26 del pistón móvil 22 comprende un apoyo cilíndrico 27 delantero que está dispuesto frente a un disco 32 de reacción que está alojado en una cazoleta 30 solidaria del vástago 28 de accionamiento del cilindro maestro 13.

Un vástago 38 de mando que está conectado, por ejemplo, a un pedal de freno del vehículo por medio de un manguito 41 de acoplamiento, es susceptible de desplazarse en el pistón móvil 22, selectivamente, en función de una fuerza axial de entrada ejercida hacia delante sobre el manguito 41. La fuerza de accionamiento es ejercida en contra de una fuerza de recuperación aplicada sobre el vástago 38 por un resorte de recuperación 40 que está interpuesto entre el pistón móvil 22 y el vástago 38 de mando.

El extremo delantero del vástago 38 de mando opuesto al manguito 41 está conformado como una rótula 42 y está recibido en un alojamiento 44 complementario de un empujador 46 sensiblemente cilíndrico, montado a deslizamiento en el pistón móvil 22.

Como se ilustra más particularmente en la figura 2, los movimientos del vástago 38 de mando son susceptibles de determinar las aperturas y los cierres de, al menos, una válvula 52 axial, denominada "de admisión", que está interpuesta entre una fuente de presión sometida a la presión "P_{a}" superior a la primera presión "P_{1}" y la cámara trasera 18, y al menos una válvula axial 50, denominada "de equilibrado", que está interpuesta entre la cámara delantera 16 y la cámara trasera 18, para accionar el tabique desplazable descrito en lo que antecede.

De manera conocida y de forma no limitativa del invento, la fuente de presión sometida a la presión "P_{a}" corresponde al medio atmosférico ambiente. A este efecto, la válvula 50 desemboca directamente en un extremo trasero 54 del cuerpo del pistón 22, formando un conducto axial que se abre al aire libre.

De manera usual, la válvula 50 de reequilibrado y la válvula 52 de admisión forman parte de una única válvula 56 de tres vías, un asiento común 58 de la cual está constituido por una cara delantera escalonada de un elemento 60 anular móvil solicitado elásticamente por un resorte 62 contra un collarín 64 del empujador 46 y contra un collarín 66 del pistón 22.

Así, un conducto 68 sensiblemente radial que atraviesa el pistón 22 y que desemboca en la cámara delantera 16, o bien el conducto 54 sensiblemente axial que desemboca al exterior del servomotor 12, son susceptibles de ser puestos en comunicación, selectivamente, por medio de un ánima 72 de guiado del empujador y de una ranura 70 formada en este ánima, con un conducto radial 74 que atraviesa el pistón 22 y que desemboca en la cámara trasera 18 para mantener, o anular, una diferencia de presión entre las cámaras delantera 16 y trasera 18 y provocar, así, los movimientos del tabique 14 desplazable.

La puesta en práctica de una concepción de este tipo es particularmente onerosa, ya que necesita utilizar un pistón cuyas formas internas, destinadas a constituir los conductos 68 y 74, no pueden realizarse mas que mediante complicados procedimientos de mecanización o de moldeo.

Para remediar este inconveniente, el invento propone un servomotor 11 del tipo descrito en lo que antecede, en el que los conductos de admisión y de reequilibrado estén formados en los elementos tubulares del servomotor 11.

A este efecto, como se ilustra en las figuras 3 a 6, el servomotor 12 comprende:

- un elemento 76 tubular flotante que está montado a deslizamiento en una sección trasera 23 del pistón tubular 22 y que está solicitado elásticamente hacia el tabique desplazable, del que una cara extrema transversal 78 comprende un primer elemento transversal 82 de estanqueidad de la válvula axial 52 de admisión y del que otra cara transversal 80, desplazada, comprende un primer elemento transversal 84 de estanqueidad de la válvula axial de reequilibrado 50,

- un segundo elemento 86 transversal, complementario, de estanqueidad de la válvula axial de admisión 52, montado en el empujador 46, y

- un segundo elemento 88 transversal, complementario, de estanqueidad de la válvula axial de reequilibrado 50, constituido por, al menos, parte de la cara 90 que delimita las secciones delantera 21 y trasera 23 del pistón 22,

y porque comprende un resorte 150 de recuperación interpuesto axialmente en el elemento 76 tubular flotante entre el empujador 46 y la sección trasera 23 del pistón tubular 22 para ejercer una fuerza de recuperación sobre el vástago de mando 38.

La válvula axial 52 de admisión está dispuesta en el extremo trasero de una cámara interior 25 del pistón tubular 22 que está formada en la sección trasera 23 del pistón 22 y que comunica radialmente con la cámara trasera 18, rodeando el primer elemento transversal 82 de estanqueidad de la válvula axial 52 de admisión a un conducto 108 de admisión axial que está formado en el elemento tubular flotante 76 y que comunica con el medio exterior a la presión "P_{a}", y estando recibido el segundo elemento transversal 86 complementario de estanqueidad de la válvula axial 52 de admisión, con holgura, en un orificio axial 29 del pistón 22 en comunicación con la cámara interior 25.

La válvula axial de reequilibrado 50, por su parte, está dispuesta al exterior del pistón tubular 22. Esta situada radialmente al exterior de, al menos, un conducto 106 de reequilibrado del pistón tubular 22 que pone en comunicación la cámara delantera 16 con la cámara trasera 18.

Más en particular, el elemento tubular flotante 76 comprende una sección tubular delantera 100 que está montada a deslizamiento en la sección trasera 23 del pistón 22. La sección tubular 100 delantera lleva, en su extremo libre delantero el primer elemento 84 de estanqueidad de la válvula de reequilibrado 50, que está destinado a cooperar con el segundo elemento de estanqueidad 88 de la válvula de reequilibrado 50 previsto en la parte de la cara trasera 90 de la sección delantera 21 del pistón 22. Para formar la válvula de reequilibrado 50, los elementos primero y segundo 84, 88 de estanqueidad de la válvula de reequilibrado 50 están dispuestos radialmente, al menos en parte, al exterior de, por lo menos, un orificio 106 de comunicación entre la cámara delantera 16 y la cámara trasera 18 que atraviesa la sección delantera 21 del pistón 22.

El elemento tubular flotante 76 comprende, asimismo, una sección 94 intermedia, tubular, que está montada a deslizamiento sobre la sección trasera 23 del pistón 22, y al menos un paso longitudinal 142 de la cual está dispuesto radialmente en línea con, al menos, un paso longitudinal 144 de la sección trasera 23 del pistón 22 que permite la comunicación entre la cámara interior 25 del pistón 22 y la cámara trasera 18.

Para garantizar un caudal máximo de aire entre la cámara interior 25 del pistón 22 y la cámara trasera 18 del servomotor cuando está abierta la válvula de admisión 52, la sección intermedia 94 del elemento tubular flotante 76 comprende una pluralidad de pasos longitudinales 142, por ejemplo tres pasos dispuestos radialmente a 120º entre sí, cada uno de los cuales se encuentra situado en alineación con uno correspondiente de los pasos longitudinales 144 de la sección trasera 23 del pistón 22. La sección tubular intermedia 94 del elemento tubular flotante 76 comprende, además, al menos un dedo 156 interior de inmovilización en rotación que está montado a deslizamiento en, por lo menos, uno de los citados pasos 144 de la sección trasera 23 del pistón 22.

El elemento tubular flotante 76 comprende, finalmente, una sección tubular trasera 108 de diámetro menor que el diámetro de la sección intermedia 94, que forma el conducto 108 que comunica con el medio exterior a la presión "P_{a}" y que está montado a deslizamiento sobre, al menos, una sección tubular trasera 110 del empujador 46. Ventajosamente, la sección tubular 110 está atravesada por el vástago de mando 38.

Para formar la válvula de admisión 52, una pared transversal 91 de unión entre las secciones intermedia 94 y trasera 108 del elemento tubular 76, dispuesta en esencia axialmente en la proximidad del orificio 29 de extremo de la sección tubular trasera 23 del pistón 22, comprende en su cara delantera 78 el primer elemento 82 de estanqueidad de la válvula axial 52 de admisión que está destinado a cooperar con el segundo elemento 86 de estanqueidad de la válvula axial 52 de admisión que está montado en el empujador 46 y que está recibido en el citado orificio 29 de extremo de la sección tubular trasera 23 del pistón 22.

Los elementos de estanqueidad de las válvulas de admisión 52 y de reequilibrado 50 pueden estar realizados de diversas formas conocidas, apropiadas para garantizar una perfecta estanqueidad de las válvulas 50, 52 cuando estén cerradas.

No obstante, en el modo de realización preferido del invento, el primer elemento 82 de estanqueidad de la válvula axial 52 de admisión, está constituido por una parte anular de la cara delantera 78 de la pared transversal 91 de unión entre las secciones intermedia 94 y trasera 108 del elemento tubular 76.

El segundo elemento 86 transversal complementario de estanqueidad de la válvula axial 52 de admisión, que está dispuesto frente a esta parte anular 82, está constituido por una junta anular llevada por una cara trasera anular 102 de una cazoleta 104 que está montada en el empujador 46 y que está recibida con holgura en el orificio 29 de extremo de la cámara 25 del pistón tubular 26.

En el modo de realización preferido del invento, la cazoleta 104 está interpuesta entre una sección delantera 111 y la sección trasera 110 del empujador 46, con las que es solidaria, pero esta disposición no supone una limitación del invento. La cazoleta 104 podría, en particular, ser una cazoleta engastada en el cuerpo del empujador 46.

De preferencia, la junta anular 86 está recibida en una garganta de la cara trasera 102 de la cazoleta 104, en la que está, por ejemplo, pegada.

Para garantizar una perfecta estanqueidad entre la cámara trasera 18 y el medio exterior a la presión "P_{a}" cuando la válvula de admisión 52 está cerrada, una junta anular 152 está interpuesta entre una sección tubular trasera 154 del alojamiento 12 y la sección tubular trasera 108 del elemento tubular flotante 76 para asegurar la estanqueidad entre el medio exterior y la cámara trasera 18 del servomotor 11.

El primer elemento 84 de estanqueidad de la válvula axial de reequilibrado 50 está constituido por una junta anular 64 que está recibida en una garganta 85 practicada en la cara delantera libre de la sección tubular 100 de extremo delantero del elemento tubular 76. La junta 84 está alojada, por ejemplo, en la garganta 95.

El segundo elemento 88 transversal complementario de estanqueidad de la válvula axial de reequilibrado, está constituido por una parte anular de la cara trasera 90 que delimita las secciones delantera 21 y trasera 23 del pistón tubular 22.

Para formar los conductos 106 de reequilibrado necesarios para garantizar un caudal de aire máximo, la sección delantera 21 del pistón 22 comprende una pluralidad de orificios 106 que están repartidos angularmente de manera regular a través de dicha sección delantera 21, que desembocan en la cara trasera 90 que delimita las secciones delantera 21 y trasera 23 del pistón tubular 22. Esta configuración garantiza un caudal de aire máximo durante el reequilibrado de las cámaras delantera 16 y trasera 18.

Como se verá en lo que sigue en la presente descripción, el elemento tubular 76 está cargado, en las posiciones de reposo, de saturación y de equilibrio del servomotor 11, contra el pistón 22 de forma que la válvula de reequilibrado 50 permanezca cerrada, a fin de permitir tiempos de reacción más rápidos del servomotor 11 al limitar la duración de la fase de reequilibrado. A este efecto, una cara escalonada 120 que delimita la sección delantera 100 y la sección intermedia 94 del elemento tubular 76, recibe, apoyado contra ella, el extremo de un resorte 122 de recuperación cuyo otro extremo apoya contra una cara escalonada 124 del alojamiento 12.

Además, el cuerpo del pistón 22 comprende un ánima axial 126 que desemboca en la cara delantera 26 del pistón 22 y en la cámara interior 25 del pistón 22. Este ánima axial 126 recibe el extremo 31 del vástago 28 de accionamiento del cilindro maestro, que está conformado a modo de receptáculo 30 de diámetro sensiblemente igual al del ánima 126, el disco de reacción 32, de diámetro sensiblemente igual al del ánima 126, y un resalto 138, cuyo diámetro exterior es sensiblemente igual al del ánima 126 de un casquillo deslizante 128, atravesado por la sección delantera 111 del empujador 46. Una cara delantera 130 del resalto 138 coaxial con un palpador 132 fijado al extremo de la sección delantera 11 del empujador 46, es susceptible, al igual que dicho palpador 132, de solicitar al disco de reacción 32.

De esta forma, el vástago de accionamiento 28 es susceptible, en función de la velocidad de accionamiento del vástago de mando 38, de transmitir la reacción del cilindro maestro de manera variable por una parte al palpador 132 y, por otra parte, al pistón 22, por medio del resalto 138. Una configuración de esta clase es conocida desde hace tiempo en el estado de la técnica y, al no constituir el objeto de la presente descripción, no se expondrá de manera más explícita en lo que sigue en la presente descripción.

Ventajosamente, una pared transversal 134, formada en el extremo del ánima axial 126 forma, de un lado, un tope 136 para el resalto 138 del casquillo 128 y recibe, del lado opuesto 140, el extremo del resorte 150 de recuperación cuyo otro extremo está apoyado sobre una cara delantera 151 de la cazoleta 104 del empujador 46. El resorte de recuperación 150 está recibido, por tanto, ventajosamente, en el elemento tubular flotante 76 y, de hecho, esta configuración permite, con respecto a un servomotor usual en el que el resorte de recuperación del vástago de mando está interpuesto en el conducto de admisión axial entre el alojamiento y el vástago de mando, limitar la dimensión axial dedicada al resorte de recuperación. El servomotor 11 tiene, por tanto, una dimensión axial bastante más reducida.

Una de las principales ventajas del invento es que, debido a las formas cilíndricas o tubulares del tabique desplazable 14, del elemento tubular flotante 76, del casquillo tubular intermedio 128, del pistón 22 y del empujador 47, se favorece la circulación del aire a través de las válvulas 50 y 52, lo que permite reducir el tiempo de respuesta del servomotor 11 garantizando, al vez, un funcionamiento silencioso.

Además, al menos uno de estos elementos y, de preferencia, la mayor parte de ellos, pueden realizarse mediante procedimientos de corte y embutición o, incluso, mediante un procedimiento de moldeo de un material plástico. Esta configuración es particularmente ventajosa por cuanto permite realizar el servomotor 11 con costes de fabricación reducidos.

En esta configuración, los elementos internos del servomotor 11 son susceptibles de adoptar cuatro configuraciones diferentes, que se representan en las figuras 4 a 6.

Como se ilustra en la figura 3, que representa una posición de reposo del servomotor, el vástago de mando 38 es susceptible de ocupar una posición de reposo. En esta posición, al estar la cazoleta 104 del empujador 46 cargada contra la pared 91 del elemento tubular 76 por el resorte 150, la válvula 52 de admisión de aire está cerrada. La válvula de reequilibrado 50 está cerrada, también, ya que la sección delantera 100 del elemento tubular 76 está solicitada contra la cara trasera 90 del pistón 22.

Inicialmente, las cámaras delantera 16 y trasera 18 están sometidas a la misma presión "P_{1}" de depresión. El tabique desplazable se encuentra, por tanto, en reposo.

A partir de esta posición, un avance del vástago de mando 38 provoca una descompresión del resorte 122 de recuperación del elemento tubular hasta una posición denominada de equilibrio del servomotor, que ha sido representada en la figura 9. La descompresión del resorte 122 de recuperación del elemento tubular empuja al pistón 22 y a la pared desplazable 14 hacia delante y permite que se inicie el accionamiento del vástago de mando 28 del cilindro maestro.

Además, al ser descomprimido el resorte 122, no aplica más que ligeramente la pared 91 del elemento tubular 76 contra la cazoleta 104 del empujador 46. Las válvulas 50 y 52 permanecen siempre cerradas.

Un avance del vástago de mando 38 provoca la compresión del resorte 150 de recuperación del empujador 46, lo que permite que la cazoleta 104 se separe de la pared 91 del elemento tubular 76 y, por tanto, la apertura de la válvula de admisión 52, como se representa en la figura 5, que muestra una posición denominada de saturación, del servomotor. El aire a la presión atmosférica "P_{a}" penetra entonces en la cámara interior 25 del pistón 22 y circula por los pasos 142, 144 para rellenar la cámara trasera 18, lo que tiene por efecto, debido a la diferencia de presión entre la cámara trasera 18 y la cámara delantera 16, el accionamiento del tabique desplazable 14 y, por tanto, del pistón 22 y del vástago de accionamiento 28 del cilindro maestro.

Finalmente, si el vástago de mando 38 está liberado, como se representa en la figura 6, que ilustra una posición de retorno del servomotor 11, el elemento tubular 76 está solicitado por la cazoleta 104 que, de nuevo, apoya sobre la pared 91 del mencionado elemento tubular 76, inmediatamente antes de que se anule la diferencia de presión entre las cámaras trasera 18 y delantera 16. Por ello, la sección delantera 100 del elemento tubular 100 se separa de la cara trasera 90 del pistón 22, lo que provoca, brevemente, la apertura de la válvula de reequilibrado 50. El aire a la presión atmosférica de la cámara trasera 18 es evacuado entonces a la cámara delantera 16 y, de nuevo, las cámaras delantera 16 y trasera 18 son sometidas a la presión "P_{1}" de depresión, como se ha representado anteriormente en la figura 3.

El tiempo de retorno del servomotor 11 a la posición de reposo se ve, por tanto, considerablemente reducido debido a la duración reducida de la fase de reequilibrado de las presiones entre las cámaras delantera 16 y trasera 18.

El invento proporciona, por tanto, un servomotor que se beneficia de un tiempo de respuesta reducido y de un funcionamiento particularmente silencioso, que además recurre en gran parte a una concepción tubular embutida o moldeada, lo que permite asegurar su fabricación a un coste menor.

Claims (13)

1. Servomotor (11) neumático de asistencia al frenado para un vehículo automóvil,

del tipo que comprende un alojamiento (12) rígido en cuyo interior puede desplazarse un tabique (14) transversal que delimita de forma estanca una cámara delantera (16), sometida a una primera presión (P_{1}) y una cámara trasera (18) sometida a una segunda presión (P_{2}) que varía entre la primera presión (P_{1}) y una presión (P_{a}) superior a la primera presión (P_{1}), que es susceptible de solicitar a un vástago de accionamiento (28) de un cilindro maestro (13) asociado al servomotor (11) por medio de un disco de reacción (32),

del tipo que comprende un pistón (22) tubular, móvil, que está montado a deslizamiento en el alojamiento (12) y del que una sección delantera es solidaria del tabique desplazable (14),

del tipo que comprende un vástago de mando (38) que se desplaza en el pistón (22) selectivamente en función de una fuerza axial de entrada ejercida hacia delante en contra de una fuerza de recuperación,

del tipo en el que los movimientos del vástago de mando son susceptibles de determinar las aperturas y los cierres de, al menos, una válvula axial (52) denominada "de admisión" que está interpuesta entre una fuente de presión sometida a la presión (P_{a}) superior a la primera presión (P_{1}) y la cámara trasera (18), y de al menos una válvula axial (50) denominada "de reequilibrado" que está interpuesta entre la cámara delantera (16) y la cámara trasera (18), para accionar el tabique desplazable (14),

y del tipo en el que un empujador (46) que está recibido en el pistón tubular (22), que atraviesa el tabique desplazable (14) y solidario del extremo del vástago de mando (38), es susceptible de solicitar directamente al vástago de accionamiento (28) del cilindro maestro (13) por medio del disco de reacción (32),

caracterizado porque comprende:

- un elemento tubular flotante (76), que está montado a deslizamiento en una sección trasera (23) del pistón tubular (22) y que está cargado elásticamente hacia el tabique desplazable (14), una cara transversal (78) del cual comprende un primer elemento transversal (82) de estanqueidad de la válvula axial (52) de admisión y cuya otra cara transversal (80) desplazada, comprende un primer elemento (84) de estanqueidad de la válvula axial (50) de reequilibrado,

- un segundo elemento transversal (86) complementario de estanqueidad de la válvula axial (52) de admisión, montado en el empujador (46), y

- un segundo elemento transversal (88) complementario de estanqueidad de la válvula axial (50) de reequilibrado, constituido por, al menos, parte de la cara (90) que delimita las secciones delantera (21) y trasera (23) del pistón (22),

y porque comprende un resorte (150) de recuperación interpuesto axialmente en el elemento tubular flotante (76), entre el empujador (46) y la sección trasera (23) del pistón tubular (22) para ejercer una fuerza de recuperación sobre el vástago de mando (38).

2. Servomotor (11) según la reivindicación precedente, caracterizado porque:

- la válvula axial de admisión (52) está dispuesta en el extremo de una cámara interior (25) del pistón tubular (22) formada en la sección trasera (23) del pistón (22) y que comunica radialmente con la cámara trasera (18), rodeando el primer elemento transversal (82) de estanqueidad de la válvula axial de admisión (52) un conducto (108) axial de admisión formado en el elemento tubular flotante (76) y que comunica con el medio exterior, y estando recibido el segundo elemento transversal (86) complementario de estanqueidad de la válvula axial de admisión (52), con holgura, en un orificio axial (29) del pistón (22) que comunica con la cámara interior (25),

- la válvula axial de reequilibrado (50) está dispuesta al exterior del pistón tubular (22) y radialmente al exterior de, al menos, un conducto (106) de reequilibrado del pistón tubular (22), poniendo en comunicación la cámara delantera (16) y la cámara trasera (18).

3. Servomotor (11) según la reivindicación precedente, caracterizado porque el elemento tubular flotante (76) comprende:

- una sección tubular delantera (100) montada a deslizamiento sobre la sección trasera (23) del pistón (22), que lleva el primer elemento de estanqueidad (84) de la válvula de reequilibrado (50) y que está destinada a cooperar con el segundo elemento (88) de estanqueidad de la válvula de reequilibrado (50) montada en la parte de la cara trasera (90) de la sección delantera (21) del pistón (22), estando dispuestos el primero y el segundo elementos (84, 88) de estanqueidad de la válvula de reequilibrado (50) radialmente, al menos en parte, al exterior de, por lo menos, un orificio (106) de comunicación entre la cámara delantera (16) y la cámara trasera (18) que atraviesa la sección delantera (21) del pistón (22),

- una sección tubular intermedia (94) que está montada a deslizamiento sobre la sección trasera (23) del pistón (22), y en la que al menos un paso longitudinal (142) está dispuesto radialmente en alineación con, por lo menos, un paso longitudinal (144) de la sección trasera (23) del pistón (22) que permite la comunicación entre la cámara interior (25) del pistón y la cámara trasera (18),

- una sección tubular trasera (108) de diámetro menor que el diámetro de la sección intermedia (94), que forma el conducto que comunica con el medio exterior y que está montada a deslizamiento sobre, al menos, una sección tubular trasera (110) del empujador (46) atravesada por el vástago de mando (38),

y porque una pared transversal (91) de unión entre las secciones intermedia (94) y trasera (108) del elemento tubular (76), dispuesta en esencia axialmente en la proximidad del orificio (29) de extremo de la sección tubular trasera (23) del pistón (22), comprende el primer elemento (82) de estanqueidad de la válvula axial de admisión (52) que está destinado a cooperar con el segundo elemento (86) de estanqueidad de la válvula axial de admisión (52) montado en el empujador (46) y recibido en dicho orificio (29) de extremo de la sección tubular trasera (23)del pistón (22).

4. Servomotor (11) según la reivindicación precedente, caracterizado porque:

- el primer elemento (82) de estanqueidad de la válvula axial de admisión (52) está constituido por una parte anular de la cara delantera (78) de la pared transversal (91) de unión entre las secciones intermedia (94) y trasera (108) del elemento tubular (76),

- el segundo elemento transversal (86) complementario de estanqueidad de la válvula axial de admisión (52) está constituido por una junta anular montada en una cara trasera anular (102) de una cazoleta (104) montada en el empujador (46) y recibida con holgura en el orificio (29) de extremo de la cámara (25) del pistón tubular,

- el primer elemento (84) de estanqueidad de la válvula axial de reequilibrado (50) está constituido por una junta anular recibida en una garganta (85) practicada en la cara delantera de la sección tubular (100) de extremo delantero del elemento tubular (76),

- el segundo elemento transversal (84) complementario de estanqueidad de la válvula axial de reequilibrado está constituido por una parte anular de la cara trasera (90) que delimita las secciones delantera (21) y trasera (23) del pistón tubular.

5. Servomotor (11) según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque comprende una pluralidad de orificios (106) repartidos angularmente de manera regular a través de la sección delantera (21) del pistón (22) y que desembocan en la cara trasera (90) que delimita las secciones delantera (21) y trasera (23) del pistón tubular (22) para formar los conductos (106) de reequilibrado.

6. Servomotor (11) neumático según una cualquiera de las reivindicaciones 2 a 5, caracterizado porque el cuerpo del pistón (22) comprende un ánima axial (126) que desemboca en la cara delantera (26) del pistón (22) y en la cámara interior (25) del pistón (22) y que recibe:

- el extremo (30) del vástago de accionamiento (28) del cilindro maestro,

- el disco de reacción (32),

- un casquillo (128) deslizante, atravesado por una sección delantera (111) del empujador (46), un escalón (138) de la cual comprende una cara delantera (130) coaxial con un palpador (132) formado en el extremo delantero del empujador (46) para solicitar al disco de reacción (32).

7. Servomotor (11) neumático según la reivindicación precedente, caracterizado porque una pared transversal (134) formada en el extremo del ánima axial (126), forma por un lado un tope (136) para el resalto (138) del casquillo (128) y recibe, del lado opuesto (140) el extremo del resorte (150) de recuperación cuyo otro extremo apoya sobre una cara delantera (151) de la cazoleta (104) del empujador (46).

8. Servomotor (11) neumático según una de las reivindicaciones 3 a 7, caracterizado porque una cara escalonada (120) que delimita la sección delantera (100) y la sección intermedia (94) del elemento tubular (76) recibe, apoyado sobre ella, el extremo de un resorte (122) de recuperación cuyo otro extremo apoya sobre una cara escalonada (124) del alojamiento (12).

9. Servomotor (11) según una de las reivindicaciones 4 a 8, caracterizado porque la cazoleta (104) está interpuesta axialmente entre las secciones trasera (108) y delantera (111) del empujador (46) con las que es solidaria.

10. Servomotor (11) según una de las reivindicaciones 3 a 9, caracterizado porque una junta anular (152) está interpuesta entre una sección tubular trasera (154) del alojamiento (12) y la sección tubular trasera (108) del elemento tubular flotante (76) para asegurar la estanqueidad entre el medio exterior y la cámara trasera (18) del servomotor (11).

11. Servomotor (11) según una de las reivindicaciones 3 a 10, caracterizado porque la sección intermedia (94) del elemento tubular flotante (76) comprende una pluralidad de pasos longitudinales (142) dispuestos, cada uno, en alineación con pasos longitudinales (144) de la sección trasera (23) del pistón (22), y porque la sección tubular intermedia (94) del elemento tubular flotante (76) comprende, al menos, un dedo (156) de inmovilización en rotación que está montado a deslizamiento en, al menos, uno de dichos pasos (144) de la sección trasera (23) del pistón (22).

12. Servomotor (11) según las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque al menos un elemento de entre el tabique desplazable (14), el elemento tubular flotante (76), el casquillo intermedio (128), el empujador (46) y el pistón (22) está realizado por procedimientos de corte y de embutición.

13. Servomotor (11) según las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque al menos un elemento de entre el tabique desplazable (14), el elemento tubular flotante (76), el casquillo intermedio (128), el empujador (46) y el pistón (22) está realizado por un procedimiento de moldeo de material plástico.