ES2262075T3 - Cilindro maestro con seguridad mejorada. - Google Patents
Cilindro maestro con seguridad mejorada.Info
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Abstract
Cilindro maestro que comprende un cuerpo (2) en el que está practicada un ánima (3) obturada por un extremo mediante un fondo (5), al menos un pistón (8, 10) montado a deslizamiento de manera estanca en el ánima, una cámara de alimentación de fluido hidráulico formada en una abertura longitudinal (30) del pistón, una cámara de trabajo conectada con los frenos, estando conectada dicha cámara de trabajo, mediante un paso (36) practicado en el pistón (8, 10), con la cámara de alimentación, una válvula destinada a obturar dicho paso (36) durante una fase de frenado, comprendiendo dicha válvula (18) un obturador (22) y un asiento (20) de válvula previsto en el pistón (8, 10), apoyando dicho obturador (22), en reposo, contra un elemento (42) de apoyo montado de modo fijo en el cuerpo (3) del cilindro maestro, estando montado dicho elemento de apoyo, transversalmente, en la abertura longitudinal (30), siendo la distancia entre un primer extremo (44) de la abertura alejado de la válvula (20) y un primer extremo (46) del elemento de apoyo alejado del fondo (5) inferior a la distancia entre un primer extremo (34) del pistón próximo al fondo (5) y el fondo (5), siendo el elemento de apoyo un pasador, caracterizado porque el primer extremo (44) de la abertura (30) tiene forma de arco circular, y porque el arco circular tiene un diámetro sensiblemente igual al diámetro del pasador, con el fin de asegurar un reparto uniforme de las fuerzas aplicadas por el pasador sobre el pistón (8, 10).
Description
Cilindro maestro con seguridad mejorada.
La presente invención se refiere,
principalmente, a un cilindro maestro con seguridad aumentada y a un
pistón para un cilindro maestro de este tipo, en particular, un
cilindro maestro que comprenda un pistón obtenido por moldeo, por
ejemplo, de un material plástico o de aluminio.
El documento DE 34 33 990 describe un cilindro
maestro de acuerdo con el preámbulo de la reivindicación 1.
En el documento FR 02 81 7190 se describe un
cilindro maestro para un sistema de frenado que comprende pistones
de material plástico obtenidos por moldeo. Cada uno de los pistones
divide un primero y un segundo circuitos hidráulicos en una cámara
de alimentación y una cámara de presión, comunicándose la cámara de
presión con la cámara de alimentación, en reposo, mediante un canal
practicado en el pistón, y obturado, durante una acción de frenado,
mediante un obturador.
El obturador y el canal forman una válvula,
siendo accionada dicha válvula merced al desplazamiento del pistón
provocado por una fuerza aplicada al pedal de freno. La cámara de
alimentación está conectada con un depósito de líquido de freno y la
cámara de presión está asociada con los frenos previstos al nivel de
las ruedas del vehículo automóvil. En posición de reposo la válvula
está abierta merced a un elemento de apoyo contra el que apoya el
obturador, y, en ese caso, está separada de un asiento de válvula
formado en torno al canal. En el circuito primario, el elemento de
apoyo consiste en un pasador flotante que se desplaza con el
movimiento del pistón. En cambio, en el circuito hidráulico
secundario, el pasador está fijo y montado en el cuerpo del cilindro
maestro.
Durante una carrera máxima del pistón
secundario, su extremo delantero, es decir, opuesto al pedal de
freno, topa contra el fondo del cuerpo del cilindro maestro. Se ha
observado que el apoyo del extremo delantero del pistón secundario
contra el fondo del cuerpo del cilindro maestro podía provocar el
deterioro del extremo delantero del pistón secundario, lo que
resultaba perjudicial para el buen funcionamiento del cilindro
maestro.
En efecto, el material plástico utilizado para
fabricar por moldeo el pistón secundario, en particular, no es
apropiado para soportar choques repetidos. Pero la ventaja económica
que éste ofrece debido a la simplicidad de realización del pistón
por moldeo y la reducción de peso que ello permite para el conjunto
del cilindro maestro y, por tanto, para el conjunto del sistema de
frenado, es muy importante. Por consiguiente, es deseable poder
continuar utilizando pistones de material plástico en los cilindros
maestros.
Sería factible fabricar pistones de material
plástico capaces de soportar el choque repetido contra el cuerpo del
cilindro maestro empleando materiales plásticos de gran resistencia
mecánica. Pero estos materiales plásticos son relativamente costosos
y mucho más difíciles de utilizar, lo que anularía gran parte del
efecto ventajoso del empleo del material plástico para obtener los
pistones del cilindro maestro.
En consecuencia, un objeto de la presente
invención consiste en ofrecer un cilindro maestro que comprenda
pistones de material plástico con seguridad aumentada.
Un objeto de la presente invención, también,
consiste en ofrecer un cilindro maestro que comprenda pistones de
material plástico con una vida útil igual a la de los cilindros
maestros que comprendan pistones clásicos.
Un objeto de la presente invención, también,
consiste en ofrecer un cilindro maestro que comprenda pistones de
material plástico de bajo coste.
Estos objetos se logran merced a un cilindro
maestro para un sistema de frenado que comprende un circuito
primario y un circuito secundario, provistos, respectivamente, de un
pistón primario y un pistón secundario, definiendo cada uno de los
pistones una cámara de alimentación y una cámara de trabajo puestas
en comunicación, en reposo, por medio de una válvula prevista en
cada uno de los pistones, abriéndose las válvulas, en reposo, por
medio de pasadores previstos en el cuerpo del cilindro maestro,
estando montado el pasador del circuito primario de modo flotante en
el pistón primario y estando montado el pasador del circuito
secundario de modo fijo en el cuerpo del cilindro maestro, estando
montado el pasador del circuito secundario en una abertura
longitudinal, practicada en el pistón secundario, de dimensiones
tales que impida que el extremo delantero del pistón secundario se
ponga en contacto con el fondo del cuerpo del cilindro maestro.
En otros términos, el pistón secundario apoya
contra el pasador del circuito secundario antes de topar contra el
fondo del cilindro maestro.
Cada vez más vehículos automóviles están dotados
de sistemas de control electrónico de la estabilidad, que permiten
que pueda controlarse mejor la trayectoria del vehículo automóvil.
Estos sistemas utilizan un ordenador que recibe informaciones de
diversos sensores, determinando el ordenador, a partir de estas
informaciones, si es necesario, o no, corregir la trayectoria del
vehículo. En el caso en que la trayectoria tenga que ser modificada,
el ordenador hace que una bomba hidráulica envíe líquido de freno a
los frenos para provocar el frenado de una o varias ruedas, siendo
aspirado el líquido de freno en dirección al depósito del líquido de
freno a través del cilindro maestro. Pero debido a los grandes
caudales requeridos para el funcionamiento de estos sistemas de
control electrónico de la estabilidad, es necesario prever grandes
secciones de paso a través del cilindro maestro y, en particular, en
los pistones, más concretamente, en el pistón secundario, siendo una
de las secciones características la sección determinada por la
abertura en la que está montado, a deslizamiento, el pasador.
En consecuencia, es ventajoso prever una
abertura con las mayores dimensiones posibles, pero, con el fin de
asegurar la mejor resistencia al choque del pistón con motivo del
contacto del extremo trasero de la abertura con el pasador, es
necesario prever, además, una forma particular para la abertura, con
el fin de repartir de la mejor manera las fuerzas aplicadas por el
pasador contra el pistón. Este objeto se logra mediante una abertura
con una primera parte, trasera, de dimensiones transversales
sensiblemente iguales al diámetro del pasador, con el fin de que
éste apoye contra toda la periferia trasera de la abertura, y
comprende, también, una segunda parte, delantera, de dimensiones
transversales apropiadas para permitir el paso del líquido de freno
desde el depósito al freno cuando este líquido sea aspirado mediante
una bomba hidráulica.
La presente invención tiene la ventaja de ser de
concepción muy simple, aplicable fácilmente a todo tipo de cilindro
maestro de pistones provistos de válvulas y utilizable en vehículos
que comprendan sistemas de control electrónico de estabilidad.
La presente invención tiene por objeto,
principalmente, un cilindro maestro que comprende un cuerpo en el
que está practicada un ánima obturada por un extremo mediante un
fondo, al menos un pistón montado a deslizamiento, de manera
estanca, en el ánima, una cámara de alimentación de fluido
hidráulico formada en una abertura longitudinal del pistón, una
cámara de trabajo conectada con los frenos, estando conectada dicha
cámara de trabajo, a través de un paso practicado en el pistón, con
la cámara de alimentación, una válvula destinada a obturar dicho
paso durante una fase de frenado, comprendiendo dicha válvula un
obturador y un asiento de válvula previsto en el pistón, apoyando
dicho obturador, en reposo, contra un elemento de apoyo montado de
modo fijo en el cuerpo del cilindro maestro, estando montado dicho
elemento de apoyo, transversalmente, en la abertura longitudinal,
caracterizado porque la distancia entre un primer extremo de la
abertura alejado de la válvula y un primer extremo del elemento de
apoyo alejado del fondo es inferior a la distancia entre un primer
extremo del pistón próximo al fondo y el fondo.
La presente invención tiene por objeto, también,
un cilindro maestro caracterizado porque el elemento de apoyo
consiste en un pasador.
La presente invención tiene por objeto, también,
un cilindro maestro caracterizado porque el primer extremo de la
abertura tiene forma de arco circular, y porque el arco circular
tiene un diámetro sensiblemente igual al diámetro del pasador, con
el fin de asegurar un reparto uniforme de las fuerzas aplicadas por
el pasador sobre el pistón.
La presente invención tiene por objeto, también,
un cilindro maestro caracterizado porque un segundo extremo de la
abertura próximo al fondo tiene una anchura superior al diámetro del
primer extremo de la abertura.
La presente invención tiene por objeto, también,
un cilindro maestro caracterizado porque dicho pistón se obtiene por
moldeo.
La presente invención tiene por objeto, también,
un cilindro maestro caracterizado porque el pistón se obtiene por
moldeo de un material plástico.
La presente invención tiene por objeto, también,
un cilindro maestro caracterizado porque el pistón se obtiene por
moldeo de un material fenólico.
La presente invención tiene por objeto, también,
un cilindro maestro caracterizado porque el pistón se obtiene por
moldeo de una aleación de aluminio.
La presente invención tiene por objeto, también,
un cilindro maestro caracterizado porque el obturador es puesto en
contacto con el asiento de válvula por medio de un resorte montado,
a compresión, en un alojamiento en el que desemboca el paso entre el
obturador y una capucha montada a presión en el alojamiento.
La presente invención tiene por objeto, también,
un cilindro maestro caracterizado porque consiste en un cilindro
maestro en tándem que comprende un pistón primario y un pistón
secundario.
La presente invención tiene por objeto, también,
un cilindro maestro caracterizado porque comprende resortes de
recuperación primario y secundario, respectivamente, para los
pistones primario y secundario y porque el resorte primario está
montado en una jaula que determina la carga del resorte, apoyando
dicha jaula contra el pistón primario y el pistón secundario.
La presente invención tiene por objeto, también,
un pistón para cilindro maestro que comprende una abertura
longitudinal destinada a recibir un elemento de apoyo que atraviesa
el pistón, caracterizado porque la abertura comprende un extremo de
apoyo destinado a ponerse en contacto con el elemento de apoyo.
La presente invención se comprenderá mejor a
partir de la descripción que sigue y de las figuras adjuntas, en las
que las partes delantera y trasera corresponden, respectivamente, a
las partes izquierda y derecha de los dibujos, y en los que:
- la figura 1 es una vista, en corte
longitudinal, de un cilindro maestro de acuerdo con la presente
invención, en posición de reposo;
- la figura 2 es una vista, en corte
longitudinal, de un pistón de cilindro maestro de acuerdo con la
presente invención;
- la figura 3 es una vista, en corte
transversal, de un pistón de acuerdo con la presente invención.
Se entiende por posición de reposo, la posición
ocupada por los pistones del cilindro maestro cuando no se aplique
al pedal de freno fuerza de frenado alguna.
En la figura 1 puede verse un cilindro maestro
de acuerdo con la presente invención que comprende un cuerpo 2 de
cilindro maestro, de eje longitudinal X, en el que está practicada
un ánima coaxial con el eje X, estando obturada dicha ánima 3, por
un extremo, mediante un fondo 5. Desde luego, puede preverse un
ánima 3 pasante obturada por un extremo longitudinal mediante un
tapón añadido, montado, por ejemplo, por roscado o pegado. En el
ánima 3 está montado, a deslizamiento estanco, un pistón primario 8
y un pistón secundario 10, que definen, respectivamente, un circuito
hidráulico primario 4 y un circuito hidráulico secundario 6.
El cilindro maestro es controlado mediante un
pedal de freno accionado por un conductor, a partir del habitáculo
de un vehículo automóvil, por medio de un vástago de mando.
Generalmente, hay un servomotor de asistencia neumática al frenado
interpuesto entre el pedal de freno y el cilindro maestro, y
transmite la fuerza de frenado y de asistencia al pistón primario
por medio de un vástago de empuje que penetra en un extremo trasero
del pistón primario.
Los pistones primario y secundario son devueltos
a sus posiciones de reposo, respectivamente, merced a resortes de
recuperación primario y secundario 9, 11. El resorte de recuperación
primario está montado entre un extremo trasero del pistón secundario
10 y un extremo delantero del pistón primario 8. De manera
ventajosa, el resorte de recuperación primario está montado en una
jaula de dimensión longitudinal variable, con una dimensión máxima
predeterminada, y que fija la carga del resorte de recuperación del
pistón primario. La jaula se monta apoyada contra los pistones
primario y secundario.
Al aplicarse la presente invención de modo
ventajoso al circuito secundario, solamente se describirá el
circuito hidráulico secundario, pero, de modo evidente, debe
entenderse que la presente invención puede aplicarse al pistón
primario.
El circuito hidráulico secundario 6 comprende
una cámara 26 de alimentación conectada, merced a medios estancos
12, con un depósito de líquido de freno (no representado), y una
cámara 28 de presión conectada con los frenos, previstos al nivel de
las ruedas del vehículo automóvil. La cámara 26 de alimentación está
delimitada por una abertura longitudinal 30 practicada en el cuerpo
10 del pistón, y la cámara 28 de presión está delimitada por un
extremo longitudinal delantero 34 del pistón secundario y el fondo
5. La cámara de alimentación se comunica con la cámara de trabajo a
través de un paso 36 practicado en el pistón 10 y obturado mediante
una válvula 18 durante una aplicación de frenado. La válvula 18
comprende, a su vez, un asiento 20 de válvula previsto en el pistón
y un obturador 22 aplicado, elásticamente, contra el asiento de
válvula merced a un resorte 38. El obturador 22 apoya, por medio de
un vástago 40, contra un elemento 42 de apoyo montado de modo fijo
en el cuerpo del cilindro maestro y que atraviesa la abertura 32. El
elemento 42 de apoyo consiste en, por ejemplo, un pasador cilíndrico
de eje perpendicular al eje X del cuerpo del cilindro maestro, y que
se extienda desde la parte inferior del cuerpo del cilindro maestro
en dirección a la parte superior del cuerpo del cilindro
maestro.
Ventajosamente, el resorte 38 se mantiene en un
alojamiento 37 practicado en el pistón y en el que desemboca el paso
36 por medio de una capucha montada a presión en un extremo
delantero del alojamiento 37. La capucha está perforada, con el fin
de permitir el flujo del líquido de freno desde la cámara de
alimentación a la cámara de trabajo.
Durante una acción de frenado, el pistón
primario desliza en el cuerpo del cilindro maestro en la dirección
de la flecha F, provocando el deslizamiento, en el sentido de la
flecha F, del pistón secundario 10, el vástago 22 del obturador
pierde el contacto con el pasador 42, el obturador 22 es desplazado
por el resorte 38 en dirección al asiento de válvula, y la válvula
se cierra, obturando la comunicación entre la cámara 26 de
alimentación y la cámara 28 de presión, permitiendo, entonces, un
aumento de la presión en la cámara 28 de presión y en los frenos
previstos al nivel de las ruedas. El nivel de frenado aumenta con el
desplazamiento de los pistones primario y secundario en el sentido
de la flecha, y el nivel de frenado máximo se logra cuando el pistón
secundario se pone en contacto con el extremo delantero del ánima 3
del cuerpo del cilindro maestro.
Ventajosamente, el pistón secundario se obtiene
por moldeo, por ejemplo, de un material plástico, tal como un
material fenólico o una aleación de aluminio, de manera que no
comprenda planos de unión que requieran mecanizado o desbarbado.
Ventajosamente, el moldeo del pistón se realiza, por ejemplo, por
medio de un molde en tres partes, una primera parte de forma
cilíndrica para el cuerpo principal, una segunda y una tercera
partes para formar los extremos delantero y trasero de los pistones
y una corredera en dos partes para obtener la abertura. Pero el
contacto con el fondo 5 del ánima 3 del cilindro maestro puede
deteriorar el extremo delantero 34 del pistón secundario y provocar,
por ejemplo, la aparición de virutas, o de fragmentos de materiales
plásticos, susceptibles de perturbar el deslizamiento del pistón, en
particular, el deslizamiento estanco del pistón y, por tanto, el
aumento de la presión en la cámara 28 de presión.
La presente invención permite resolver este
problema.
De acuerdo con la presente invención, la
distancia L entre un extremo trasero 44 de la abertura 30 y un
extremo trasero 46 del pasador 42, es inferior a la distancia D
entre el extremo delantero 32 del pistón secundario y el fondo 5 del
ánima 3. En consecuencia, la carrera máxima del pistón secundario 10
queda limitada por el contacto entre el extremo trasero 44 de la
abertura 30 con el extremo trasero 46 del pasador 42, y no por el
contacto entre el extremo delantero 32 del pistón secundario y el
fondo 5 del ánima 3.
Ventajosamente, la abertura 30 comprende una
primera parte longitudinal, trasera, 48 de dimensión transversal
menor y una segunda parte longitudinal, delantera, 50 de dimensión
transversal mayor. La primera parte 48 y la segunda parte 50 están
delimitadas en la figura 2, artificialmente, mediante una línea. En
la vista en corte del pistón secundario representado en la figura 2,
la primera parte 48 comprende un primer extremo longitudinal trasero
delimitado por un arco circular 52 de diámetro sensiblemente igual
al diámetro del pasador 42, y que se extiende en dirección a un
segundo extremo longitudinal, delantero, mediante un tronco de cono
orientado hacia atrás. La segunda parte longitudinal, delantera, 50
comprende una primera sección sensiblemente rectangular de
dimensión transversal d mayor que el diámetro del pasador 42, y que,
en el ejemplo representado, termina en la parte delantera mediante
un arco circular.
En la figura 2 puede verse el pasador 42 en una
posición extrema cuando el pistón secundario ha recorrido su carrera
máxima. Se observa, entonces, que el extremo trasero 44 de la
abertura 30 y la periferia trasera del pasador 42 están en estrecho
contacto y permiten un reparto homogéneo de las fuerzas aplicadas
sobre el pistón 10 por el pasador 42, evitando una concentración de
fuerzas en puntos particulares del pistón que corra el riesgo de
deteriorarlo.
Está previsto, también, utilizar un elemento de
apoyo de rigidez superior a la de un elemento de apoyo utilizado en
los cilindros maestros en los que el pistón secundario apoye contra
el fondo del cuerpo del cilindro maestro. Por ejemplo, en el caso de
un pasador, su diámetro es mayor que el de un pasador utilizado en
un cilindro maestro clásico.
Ventajosamente, el pistón comprende una
periferia perfilada con el fin de aumentar el caudal de aspiración
en fase de activación del ESP (programa de estabilidad electrónico).
Por ejemplo, el pistón comprende un estrechamiento 51 situado al
nivel de la parte central, en dirección axial, con el fin de
aumentar la sección de paso entre el pistón y el ánima 3 y de las
ranuras 52 axiales para rigidizar el pistón.
Se ha realizado, ventajosamente, un cilindro
maestro con seguridad aumentada, con un coste relativamente bajo y
un peso reducido, adaptable a sistemas de frenado que comprendan
sistemas de control electrónico de estabilidad.
La presente invención se aplica, en particular,
a la industria del automóvil.
La presente invención se aplica, principalmente,
a la industria del frenado para vehículos automóviles y, en
particular, a la industria del frenado para vehículos de
turismo.
Claims (9)
1. Cilindro maestro que comprende un cuerpo (2)
en el que está practicada un ánima (3) obturada por un extremo
mediante un fondo (5), al menos un pistón (8, 10) montado a
deslizamiento de manera estanca en el ánima, una cámara de
alimentación de fluido hidráulico formada en una abertura
longitudinal (30) del pistón, una cámara de trabajo conectada con
los frenos, estando conectada dicha cámara de trabajo, mediante un
paso (36) practicado en el pistón (8, 10), con la cámara de
alimentación, una válvula destinada a obturar dicho paso (36)
durante una fase de frenado, comprendiendo dicha válvula (18) un
obturador (22) y un asiento (20) de válvula previsto en el pistón
(8, 10), apoyando dicho obturador (22), en reposo, contra un
elemento (42) de apoyo montado de modo fijo en el cuerpo (3) del
cilindro maestro, estando montado dicho elemento de apoyo,
transversalmente, en la abertura longitudinal (30), siendo la
distancia entre un primer extremo (44) de la abertura alejado de la
válvula (20) y un primer extremo (46) del elemento de apoyo alejado
del fondo (5) inferior a la distancia entre un primer extremo (34)
del pistón próximo al fondo (5) y el fondo (5), siendo el elemento
de apoyo un pasador, caracterizado porque el primer extremo
(44) de la abertura (30) tiene forma de arco circular, y porque el
arco circular tiene un diámetro sensiblemente igual al diámetro del
pasador, con el fin de asegurar un reparto uniforme de las fuerzas
aplicadas por el pasador sobre el pistón (8, 10).
2. Cilindro maestro según la reivindicación
precedente, caracterizado porque la anchura de un segundo
extremo de la abertura (30) próximo al fondo (5) es superior al
diámetro del primer extremo (44) de la abertura (30).
3. Cilindro maestro según una de las
reivindicaciones precedentes, caracterizado porque dicho
pistón se obtiene por moldeo.
4. Cilindro maestro según la reivindicación
precedente, caracterizado porque el pistón se obtiene por
moldeo de un material plástico.
5. Cilindro maestro según la reivindicación
precedente, caracterizado porque el pistón se obtiene por
moldeo de un material fenólico.
6. Cilindro maestro según la reivindicación 3,
caracterizado porque el pistón se obtiene por moldeo de una
aleación de aluminio.
7. Cilindro maestro según una de las
reivindicaciones precedentes, caracterizado porque el
obturador (22) es puesto en contacto con el asiento (20) de válvula
por medio de un resorte (38) montado a compresión en un alojamiento
en el que desemboca el paso (36) entre el obturador y una capucha
montada a presión en el alojamiento.
8. Cilindro maestro según una de las
reivindicaciones precedentes, caracterizado porque el
cilindro maestro consiste en un cilindro maestro en tándem que
comprende un pistón primario y un pistón secundario.
9. Cilindro maestro según una de las
reivindicaciones precedentes, caracterizado porque comprende
resortes de recuperación primario (9) y secundario (11),
respectivamente, para los pistones primario y secundario, y porque
el resorte primario está montado en una jaula que determina la carga
del resorte, apoyando dicha jaula contra el pistón primario y el
pistón secundario.
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