ES2275237T3 - Servomotor con holgura reducida y sistema de frenado que comprende tal servomotor. - Google Patents

Abstract

Servomotor de asistencia neumática al frenado, que comprende un alojamiento (2) de eje geométrico longitudinal (X), formado por una primera y una segunda cazoletas, unidas por sus extremos radialmente externos, en el que está montado a deslizamiento, de manera estanca, un conjunto de falda (6) y pistón neumático (12) de eje geométrico longitudinal (X), dividiendo dicho conjunto (6, 12) el espacio interior (4) del alojamiento (2) en una cámara de baja presión (8) y una cámara (10) de presión variable, habiendo un resorte de recuperación del conjunto constituido por la falda y el pistón neumático (8, 10) montado, en posición de reposo, en la cámara de baja presión (8), entre la primera cazoleta y una cara del pistón neumático (12), habiendo una válvula (26) de tres vías, accionada por un vástago de mando (28), que está montada en un paso longitudinal (34) realizado en el pistón neumático (12), estando unido dicho vástago de mando (28), mediante un primer extremo longitudinal, a un pedal de freno y estando recibido un segundo extremo del citado vástago de mando (28) en una cavidad de recepción practicada en un primer extremo longitudinal de un distribuidor-empujador (32), siendo devuelto dicho vástago de mando a una posición de reposo mediante un resorte de recuperación (112), comprendiendo dicho distribuidor-empujador (32), en un segundo extremo longitudinal, un palpador de aplicación de la fuerza del vástago de mando (28) a un pistón hidráulico (122) de un cilindro maestro por intermedio de un dispositivo de reacción (DH), transmitiendo dicho conjunto de falda y pistón (6, 12) una fuerza de asistencia neumática al pistón hidráulico (122) del cilindro maestro mediante una cara central (127) del pistón neumático, comprendiendo la citada válvula (26) de tres vías un primero (48) y un segundo (50) asientos de válvula, y un elemento de válvula (46) previsto en aplicación con, al menos, uno de los asientos de válvula, primero y segundo (48, 50) mediante un resorte (106) de válvula,estando previsto dicho segundo asiento (50) de válvula en un primer extremo (44) longitudinal del distribuidor-empujador (32), caracterizado porque el primer asiento de válvula está montado en un primer extremo longitudinal de un casquillo (54) montado a deslizamiento y de forma estanca en el pistón neumático (12), en una primera carrera (C) determinada, y porque comprende un medio de solidarización destinado a unir axialmente dicho casquillo (54) con el pistón neumático (12) cuando el citado pistón neumático (12) haya recorrido la carrera (C) determinada.

Description

Servomotor con holgura reducida y sistema de frenado que comprende tal servomotor.

El presente invento se refiere, principalmente, a un servomotor de asistencia neumática al frenado, de accionamiento rápido, y a un sistema de frenado que comprende un servomotor de esta clase.

En el estado de la técnica se conoce un dispositivo de frenado de accionamiento rápido, también denominado de holgura reducida, que comprende un cilindro maestro accionado por un vástago de mando accionado por un conductor, multiplicándose la acción del conductor merced a un servomotor de asistencia neumática que permite reducir la carrera del pedal necesaria para la obtención de un efecto de frenado.

El servomotor de tipo conocido descrito, por ejemplo, en el documento FR 2 696 143, comprende un alojamiento en el que está montada a deslizamiento, de manera estanca, una falda que divide el espacio interior del alojamiento en una cámara de baja presión y una cámara de presión variable.

La falda comprende un paso central en el que está montado un pistón neumático provisto de una válvula de tres vías controlada por el vástago de mando, que, en reposo, pone en comunicación la cámara de baja presión y la cámara de trabajo, y que aísla la cámara de baja presión de la cámara de trabajo y que pone a ésta en comunicación con una fuente de fluido a alta presión.

La falda está montada de manera que pueda moverse axialmente con relación al pistón neumático en una carrera determinada al inicio del frenado. Por consiguiente, cuando el conductor pisa el pedal de freno, la cámara de trabajo está aislada de la cámara de baja presión y se llena de fluido neumático a alta presión. En virtud de la diferencia de presión entre la cámara de baja presión y la cámara de trabajo, la falda se desplaza en la cámara de baja presión, sin arrastrar al pistón neumático en la carrera determinada. Por consiguiente, el conductor no tiene que pisar más el pedal para mantener la alimentación de la cámara de trabajo con fluido neumático a alta presión.

El desplazamiento de la falda se transmite a un pistón principal de un cilindro maestro, provocando el cierre de las válvulas del cilindro maestro y un incremento de presión al nivel de los frenos.

Superada la carrera determinada, la falda apoya contra una parte radialmente externa del pistón neumático, solidarizándose entonces sus movimientos. A partir de este instante, el conductor tiene que hundir más el vástago de mando para obtener un incremento de la intensidad del frenado. Según se elija la holgura, el conductor "no percibirá en el pedal de freno" la carrera en vacío necesaria para el cierre de las válvulas del cilindro maestro, denominada también holgura, al no producir está carrera aumento alguno de presión en los frenos; en cambio, el conductor percibirá directamente una fuerte deceleración que le dará la sensación de un frenado de emergencia.

Este dispositivo, denominado dispositivo de holgura enmascarada puesto que le oculta las holguras al conductor, ofrece un comportamiento totalmente satisfactorio, pero siempre ha sido objeto de investigaciones para simplificarlo con vistas a reducir su complejidad, mejorar la facilidad de montaje e, igualmente, reducir su coste. En efecto, el dispositivo tiene una estructura muy compleja por cuanto exige contornear el pistón neumático y una realización por embutición en varias fases.

El documento US 5.579.675 muestra un servomotor de acuerdo con el preámbulo de la reivindicación 1.

Por consiguiente, un objeto del presente invento es ofrecer un dispositivo de frenado con una corta carrera de accionamiento, de estructura sencilla y fácilmente adaptable a un dispositivo conocido.

Igualmente, un objeto del presente invento es ofrecer un dispositivo de frenado, con una corta carrera de accionamiento, de montaje sencillo y de coste moderado.

Los objetos arriba enunciados se alcanzan merced a un servomotor de asistencia neumática al frenado, que comprende un conjunto de falda y pistón neumático unidos rígidamente entre sí, una válvula de tres vías que comprende un primer asiento de válvula y un segundo asiento de válvula, no siendo el primer asiento de válvula solidario del pistón neumático en una primera carrera axial determinada, y un segundo asiento de válvula previsto en un distribuidor-empujador. Superada dicha carrera determinada, el primer asiento de válvula se solidariza con el pistón neumático.

Dicho de otro modo, durante una primera fase de frenado, el desplazamiento axial del primer asiento de válvula es independiente del desplazamiento axial del pistón neumático.

El presente invento tiene como objeto, principalmente, un servomotor de asistencia neumática al frenado que comprende un alojamiento de eje geométrico longitudinal, formado por una primera y una segunda cazoletas, unidas por sus extremos radialmente externos, en el que está montado a deslizamiento, en relación de estanqueidad, un conjunto de falda y pistón neumático, de eje geométrico longitudinal, dividiendo el citado conjunto el espacio interior del alojamiento en una cámara de baja presión y una cámara de presión variable, un resorte de recuperación del conjunto de falda y pistón neumático que, en posición de reposo, está montado en la cámara de baja presión, entre la primera cazoleta y una cara del pistón neumático, una válvula de tres vías accionada mediante un vástago de mando montado en un paso longitudinal perforado en el pistón neumático, estando unido dicho vástago de mando, por un primer extremo longitudinal, a un pedal de freno y estando recibido un segundo extremo del mencionado vástago de mando en una cavidad de recepción practicada en un primer extremo longitudinal de un distribuidor-empujador, siendo solicitado dicho vástago de mando, en una posición de reposo, por un resorte de recuperación, comprendiendo el citado distribuidor-empujador, en un segundo extremo longitudinal, un palpador de aplicación del esfuerzo del vástago de mando a un pistón hidráulico de un cilindro maestro por medio de un dispositivo de reacción, transmitiendo dicho conjunto de falda y pistón un esfuerzo de asistencia neumática al pistón hidráulico del cilindro maestro por una cara central del pistón neumático, comprendiendo la citada válvula de tres vías un primero y un segundo asientos de válvula, y una válvula dispuesta en aplicación con, al menos, uno de dichos asientos de válvula, primero y segundo, por un resorte de válvula, estando previsto dicho segundo asiento de válvula en un primer extremo longitudinal del distribuidor-empujador, caracterizado porque el primer asiento de válvula está previsto en un primer extremo longitudinal de un casquillo montado a deslizamiento, en relación de estanqueidad, en el pistón neumático, en una primera carrera determinada, y porque comprende un medio de solidarización destinado a unir axialmente dicho casquillo al pistón neumático cuando éste se ha desplazado en la carrera determinada.

El presente invento tiene igualmente por objeto un servomotor caracterizado porque comprende un medio elástico que inmoviliza el casquillo con relación al alojamiento del servomotor en tanto no se haya recorrido dicha carrera determinada, estando montado dicho medio elástico comprimido axialmente entre un soporte anular, practicado en una pared del paso axial del pistón neumático y un resalto del casquillo.

El presente invento tiene igualmente por objeto un servomotor caracterizado porque comprende una segunda llave perpendicular al eje, montada fija en dos terceras lumbreras del pistón neumático diametralmente opuestas y dispuesta axialmente entre las primeras lumbreras y el pedal de freno y que atraviesa dos cuartas lumbreras diametralmente opuestas, practicadas en el casquillo a fin de formar un tope axial en dirección al pedal de freno para el distribuidor-empujador por cooperación de un collarín anular solidario del distribuidor-empujador y de una primera y una segunda ramas de la segunda llave y definir la posición de reposo del pistón neumático por cooperación de los extremo transversales de dicha segunda llave con el alojamiento del servomotor.

El presente invento tiene igualmente por objeto un servomotor caracterizado porque el apoyo anular del pistón neumático está formado por un estrechamiento axial previsto en una cara del pistón neumático que transmite el esfuerzo de asistencia al pistón hidráulico del cilindro maestro y porque el resalto del casquillo está situado axialmente entre la primera llave y el palpador del distribuidor-empujador.

El presente invento tiene igualmente por objeto un servomotor caracterizado porque dicho medio de solidarización es una primera llave solidaria, en cuanto a desplazamiento, de dicho casquillo, que atraviesa perpendicularmente al eje, dos primeras lumbreras diametralmente opuestas, practicadas en la cola del citado pistón neumático y dos segundas lumbreras, diametralmente opuestas, practicadas en el casquillo, y porque dicha carrera determinada es igual a la distancia que separa un extremo trasero de las primeras lumbreras de una primera cara trasera de la primera llave, y porque dicha primera llave tiene forma de horquilla con dos ramas.

El presente invento tiene igualmente por objeto un servomotor caracterizado porque el resorte de recuperación del vástago de mando está montado apoyado contra el fondo de una garganta axial del pistón neumático y una primera cara de un ensanchamiento troncocónico del distribuidor-empujador, apoyando dicho ensanchamiento sobre una segunda cara, opuesta a la primera cara que incorpora el segundo asiento de válvula.

El presente invento tiene igualmente por objeto un servomotor caracterizado porque comprende un dispositivo de asistencia al frenado de urgencia, formado por medios destinados a desplazar axialmente en la dirección del freno al primer asiento de válvula cuando el distribuidor-empujador es desplazado a una velocidad superior a una velocidad determinada.

El presente invento tiene igualmente por objeto un servomotor caracterizado porque el primero y el segundo brazos de la segunda llave, son radialmente elásticos, están destinados ser separados radialmente uno de otro y cooperan con un escalón axial previsto en las dos segunda lumbreras, definiendo dicho escalón una primera y una segunda posiciones axiales del casquillo, y porque el distribuidor-empujador comprende un medio para alejar radialmente los brazos de la primera llave.

El presente invento tiene igualmente por objeto un servomotor caracterizado porque el medio para alejar los brazos uno de otro es una superficie sensiblemente troncocónica que se ensancha en dirección al pedal de freno, unida rígidamente al distribuidor-empujador y dispuesta axialmente entre la primera y la segunda llaves.

El presente invento tiene igualmente por objeto un servomotor caracterizado porque el citado pistón neumático comprende una garganta axial anular que recibe dicho casquillo y que define un tramo tubular central que recibe el distribuidor-empujador, y porque el apoyo anular está practicado en una pared de la garganta axial.

El presente invento tiene igualmente por objeto un servomotor caracterizado porque el tramo tubular central comprende dos quintas lumbreras diametralmente opuestas para el paso de la segunda llave.

El presente invento tiene igualmente por objeto un servomotor caracterizado porque dicho medio de solidarización es una primera llave, solidaria en cuanto a desplazamiento de dicho pistón neumático, que pasa perpendicularmente al eje geométrico por dos primeras lumbreras diametralmente opuestas practicadas en la cola del citado pistón neumático y por dos segundas lumbreras diametralmente opuestas, practicadas en el casquillo, porque una distancia igual a la carrera determinada separa un segundo extremo longitudinal del casquillo y una primera cara de dicha primera llave, y porque dicha llave adopta la forma de una horquilla con dos ramas que se encuentran a caballo del tramo tubular central del pistón neumático.

El presente invento tiene igualmente por objeto un servomotor caracterizado porque el medio elástico es un resorte cilíndrico.

El presente invento tiene igualmente por objeto un servomotor caracterizado porque la estanqueidad durante el deslizamiento entre el casquillo y el pistón neumático, se consigue mediante una junta tórica montada en una garganta practicada en la pared exterior del casquillo.

El presente invento tiene igualmente por objeto un servomotor caracterizado porque comprende medios para reducir la velocidad inicial de desplazamiento del pistón neumático con relación al alojamiento del servomotor.

El presente invento tiene igualmente por objeto un servomotor caracterizado porque dichos medios para reducir la velocidad inicial del pistón comprenden un paso de comunicación entre la cámara de baja presión y la cámara de alta presión, cuando la válvula está separada del segundo asiento de válvula y mientras el pistón neumático no haya recorrido una segunda carrera determinada.

El presente invento tiene igualmente por objeto un servomotor caracterizado porque dicho paso está formado por un canal previsto entre una pared exterior de un manguito que lleva la válvula en un extremo axial y el paso del pistón, al menos un orificio radial practicado en una primera extensión cilíndrica axial de una jaula que rodea al vástago de mando y, al menos, un orificio axial del manguito que pone en comunicación la cámara de presión variable con una cámara anular delimitada por el manguito, la primera extensión cilíndrica y una segunda extensión cilíndrica interna concéntrica con la primera extensión cilíndrica y conectada de manera estanca con la primera extensión mediante un extremo axial orientado hacia el pedal de freno, y porque el manguito comprende, en un extremo opuesto a la válvula, un labio destinado a cerrar el orificio radial cuando el pistón se desplaza en la carrera determinada.

El presente invento tiene igualmente por objeto un servomotor caracterizado porque la segunda carrera determinada es, como máximo, igual a la primera carrera determinada.

El presente invento tiene igualmente por objeto un servomotor caracterizado porque el dispositivo de reacción comprende un pistón auxiliar montado a deslizamiento de manera estanca en un orificio radial que atraviesa el pistón hidráulico del cilindro maestro y sometido, por un primer extremo, a la presión hidráulica reinante en el cilindro maestro y susceptible de entrar en contacto con el palpador del distribuidor-empujador por un segundo extremo longitudinal opuesto, y porque comprende, igualmente, un resorte de salto apoyado de manera fija, por un primer extremo longitudinal, sobre el pistón hidráulico y apoyado por un segundo extremo, de manera flotante, con relación al pistón hidráulico.

El presente invento tiene igualmente por objeto un servomotor caracterizado porque el apoyo fijo consiste en un anillo montado de manera forzada en el orificio axial del pistón hidráulico y porque el apoyo flotante consiste en un anillo montado a deslizamiento en el orificio axial y que, cuando la presión en el cilindro maestro es inferior a la presión determinada, se aplica contra un apoyo anular del orificio que conecta una primera y una segunda partes.

El presente invento tiene igualmente por objeto un servomotor caracterizado porque el pistón anular está apoyado, por el segundo extremo longitudinal, contra el palpador, y porque está prevista una holgura entre el apoyo flotante y un resalto del pistón anular.

El presente invento tiene igualmente por objeto un servomotor caracterizado porque el pistón auxiliar se aplica contra el apoyo flotante mediante un resalto, y porque está prevista una holgura entre el segundo extremo longitudinal y el palpador.

El presente invento tiene igualmente por objeto un servomotor caracterizado porque el dispositivo de reacción comprende un resorte de recuperación montado de manera que apoya entre el primer extremo del pistón auxiliar y un extremo del orificio axial, manteniendo al pistón auxiliar en contacto de apoyo flotante, y porque está prevista una holgura entre el segundo extremo longitudinal del pistón auxiliar y el palpador.

El presente invento tiene igualmente por objeto un servomotor caracterizado porque el dispositivo de reacción comprende un resorte de recuperación montado de manera que apoya entre el primer extremo del pistón auxiliar y un extremo del orificio axial, manteniendo dicho resorte al pistón auxiliar apoyado por el segundo extremo longitudinal contra el palpador, y porque está prevista una holgura entre el apoyo flotante y un resalto del pistón auxiliar.

El presente invento tiene igualmente por objeto un servomotor caracterizado porque la estanqueidad durante el deslizamiento entre el pistón auxiliar y el orificio axial del pistón hidráulico, se consigue por medio de una junta tórica montada en una garganta practicada en la periferia del pistón auxiliar.

El presente invento tiene igualmente por objeto un servomotor caracterizado porque el pistón auxiliar comprende, en su segundo extremo, un elemento amortiguador, ventajosamente de elastómero, destinado a reducir el ruido generado por el contacto entre el palpador y el pistón auxiliar.

El presente invento tiene igualmente por objeto un dispositivo de frenado que comprende un cilindro maestro conectado de manera hidráulica con frenos dispuestos al nivel de las ruedas de un vehículo automóvil y un servomotor intercalado entre el cilindro maestro y un vástago de mando desplazado por medio de un pedal de freno, transmitiendo dicho servomotor un esfuerzo aplicado al pedal y aplicando un esfuerzo de asistencia neumática a un pistón hidráulico del cilindro maestro, caracterizado porque dicho servomotor es un servomotor según el presente invento, y porque dicho pistón hidráulico apoya, por un primer extremo longitudinal, contra un extremo del pistón neumático que desemboca en la cámara de baja presión del servomotor.

El presente invento se comprenderá mejor con ayuda de la siguiente descripción y de las figuras adjuntas en las que "delante" y "detrás" corresponden, respectivamente, a la izquierda y a la derecha de los dibujos, y en las que:

- la figura 1 es una vista en corte longitudinal de un primer modo de realización de un servomotor según el presente invento, en reposo;

- la figura 2 es una vista de detalle agrandada de la figura 1;

- la figura 3 es una vista parcial del servomotor de la figura 1, en corte longitudinal, en una primera fase de accionamiento;

- la figura 4 es una vista parcial del servomotor de la figura 1, en corte longitudinal, en una segunda fase de accionamiento;

- la figura 5 es una vista parcial del servomotor de la figura 1, en corte longitudinal, en una tercera fase de accionamiento;

- la figura 6 es una vista parcial del servomotor de la figura 1, en corte longitudinal, al final de la fase de frenado;

- la figura 7 es una vista de detalle, en corte longitudinal, de un primer ejemplo de un segundo modo de realización de un servomotor según el presente invento, en reposo;

- la figura 7a es una vista de detalle de la figura 7;

- la figura 8 es una vista parcial del servomotor de la figura 7, en corte longitudinal, en una primera fase de accionamiento;

- la figura 9 es una vista parcial del servomotor de la figura 7, en corte longitudinal, en una segunda fase de accionamiento;

- la figura 9a es una vista de detalle de la figura 9;

- la figura 10 es una vista parcial del servomotor de la figura 7, en corte longitudinal, en una tercera fase de accionamiento;

- la figura 11 es una vista en corte longitudinal de un servomotor según el segundo modo de realización, que comprende un dispositivo de asistencia al frenado de emergencia, en reposo;

- la figura 12 es una vista parcial, en corte longitudinal, del servomotor de la figura 11 en equilibrio, cuando ha sido activado el dispositivo de asistencia al frenado de emergencia;

- las figuras 13a y 13b son vistas en tres cuartos, de elementos aislados del servomotor de la figura 9;

- las figuras 14a y 14b son vista parciales, en corte longitudinal, de variantes de realización del presente invento.

Para indicar elementos con las mismas funciones se utilizan las mismas referencias.

En las figuras 1 y 2, se puede ver un servomotor según el presente invento en posición de reposo, que comprende un alojamiento 2 de eje geométrico longitudinal X, que delimita un espacio interior 4, una falda 6 montada a deslizamiento axial, en relación de estanqueidad, en el espacio 4 y que divide el espacio 4 en una primera cámara 8 de baja presión o cámara anterior, y una segunda cámara 10 de presión variable, o cámara posterior, un pistón 12 montado solidario, de manera estanca, en la falda 6 en un orificio central 14 de la falda 6. Debe entenderse que puede preverse un conjunto de falda y pistón neumático realizado en una sola pieza.

La cámara anterior está alimentada con fluido neumático a baja presión. La cámara posterior es susceptible de ser puesta en comunicación con la cámara de baja presión o con una fuente de fluido neumático a alta presión, por ejemplo aire a la presión atmosférica, por medio de una válvula 26 de tres vías.

El orificio central 14 de la falda 6 está bordeado por un collarín 16 sensiblemente troncocónico, orientado hacia atrás, en el que está recibido un primer extremo delantero 18 del pistón neumático 12, de forma complementaria. Un medio de estanqueidad 20 está dispuesto entre una superficie interior del collarín troncocónico y una superficie exterior del primer extremo delantero 18 del pistón 12; se trata, por ejemplo, de una junta tórica montada en una garganta 22 practicada en la superficie exterior del pistón 12.

El pistón neumático se extiende hacia atrás en una cola 24 de pistón, de forma sustancialmente cilíndrica, montada a deslizamiento, de manera estanca, en una chimenea 25 solidarizada con una cazoleta trasera 27 del alojamiento por medio de una junta rascadora 29. El pistón neumático 12 está atravesado axialmente, de parte a parte, por un paso 34 en el que está montada, en una primera parte trasera, la válvula 26 de tres vías, accionada mediante un vástago de mando 28.

El vástago de mando está conectado, por un primer extremo, con un pedal de freno (no representado) y, por un segundo extremo 30, con un distribuidor-empujador 32.

El paso 34 comprende, ventajosamente yendo de atrás hacia delante, una primera parte trasera de mayor diámetro, 36, una segunda parte 38 de diámetro inferior al diámetro de la primera parte 36, una tercera parte 40 de diámetro inferior al diámetro de la segunda parte 38, y una cuarta parte 42 de diámetro superior al diámetro de la tercera parte 40.

El segundo extremo 30 del vástago de mando 28 está montado en forma de articulación de rótula en un primer extremo trasero 44 del distribuidor-empujador.

La válvula 26 de tres vías comprende un elemento de válvula 46 susceptible de cooperar con un primer asiento 48 de válvula de equilibrado y un segundo asiento 50 de válvula de admisión. El primer asiento 48 de válvula está previsto en un extremo longitudinal trasero de un casquillo 54 montado a deslizamiento de manera estanca en una garganta anular axial 56 practicada en el pistón neumático 12 y que rodea a la segunda parte 38 del paso 34. La garganta axial 56 delimita en el pistón un tramo tubular central 57.

Un medio elástico 58, por ejemplo un resorte cilíndrico, está montado para reaccionar entre un apoyo anular 60 practicado en una pared 62 de la garganta axial 56 y un resalto 64 de la pared exterior del casquillo 54, uniendo el resalto 64 una primera parte trasera 70 de mayor diámetro del casquillo con una segunda parte 72 de menor diámetro del casquillo. El medio elástico 58 permite mantener inmóvil el casquillo 54 con relación al alojamiento del servomotor mientras el pistón neumático no haya recorrido una carrera C determinada.

En el ejemplo representado, la estanqueidad durante el deslizamiento entre el casquillo 54 y la pared exterior 62 de la garganta 56, se logra mediante una junta tórica 66 montada en una garganta 68 practicada en la pared exterior del casquillo 54. Bien entendido, se podría prever, por ejemplo, una garganta en la pared exterior 62 de la garganta axial 56 para recibir el medio de estanqueidad.

El segundo asiento 50 de válvula está previsto en un ensanchamiento troncocónico 78 del primer extremo trasero 44 del distribuidor-empujador que rodea al segundo extremo delantero del vástago de mando 28.

El distribuidor-empujador comprende, ventajosamente, un primer tramo cilíndrico 80 de diámetro más grande, sensiblemente igual al diámetro interior de la segunda parte 38 del paso 34, y un segundo tramo cilíndrico 82, de diámetro más pequeño, sensiblemente igual al diámetro de la tercera parte 40 del paso 34. Así, se asegura el guiado axial del distribuidor-empujador merced a la segunda, 38, y a la tercera, 40, partes del paso 34.

El servomotor según el presente invento comprende, igualmente, un primer elemento 84 destinado a unir axialmente el pistón y el casquillo 54 al superarse la carrera C determinada. Dicho elemento 84 está formado por una primera llave que atraviesa perpendicularmente al eje X dos primeras lumbreras 86 diametralmente opuestas del pistón y dos segundas lumbreras 88, diametralmente opuestas, practicadas en la parte de menor diámetro, 72, del casquillo 54.

La llave 84 está montada fija en el pistón neumático 12.

La llave 84 tiene, sustancialmente, forma de horquilla de dos ramas paralelas, a caballo del tramo central tubular 57.

La carrera C viene determinada por la distancia que separa una primera cara delantera 100 de la llave y los primeros extremos 99 longitudinales delanteros de las segundas lumbreras 88.

El servomotor comprende, igualmente, una segunda llave 90 que forma un tope axial de retorno para el distribuidor y montada en paralelo a la primera llave 84 axialmente por detrás de ella. La segunda llave 90 atraviesa dos terceras lumbreras 92 diametralmente opuestas practicadas en el pistón axialmente por detrás de las primeras lumbreras 86, dos cuartas lumbreras 94 diametralmente opuestas, practicadas en el casquillo axialmente por detrás de las segundas lumbreras 88, y quintas lumbreras 96 diametralmente opuestas, practicadas en el tramo tubular central 57.

La llave 90 tiene, en esencia, forma de horquilla de dos brazos paralelos, a caballo del segundo tramo cilíndrico 82 de menor diámetro. Los brazos de la segunda llave 90 son susceptibles de cooperar con un collarín anular 98 radialmente sobresaliente del segundo tramo cilíndrico 82 de menor diámetro, para retener axialmente el distribuidor-empujador en dirección al pedal de freno.

Además, la llave 90 incluye dos extremos 117 según un eje geométrico perpendicular al eje X, que sobresalen radialmente de la cola del pistón y destinados a aplicarse contra un apoyo anular 119 de la chimenea 25 del alojamiento 2 del servomotor, definiendo así la posición de reposo del pistón neumático 12.

El collarín 98 tiene un diámetro exterior sensiblemente igual al diámetro interior de la segunda parte 38 del paso 34, mejorando el guiado axial del distribuidor-empujador en el paso 34.

El elemento de válvula 46 de la válvula de tres vías está formado por una superficie anular contenida en un plano ortogonal al eje X, prevista en un extremo longitudinal delantero de un manguito 102 de material flexible montado inmóvil en la cola del pistón por medio de una jaula 104 montada, por ejemplo, de manera forzada en la cola del pistón. La jaula y el manguito rodean al vástago de mando. Un resorte 106 de válvula está montado para actuar entre un resalto exterior 108 de la jaula 104 y una cara trasera 110 del elemento de válvula, confirmando la aplicación de éste sobre uno u otro de los dos asientos de válvula.

Un resorte 112 de recuperación del vástago de mando está montado a compresión entre un apoyo anular 114 de la jaula 104 y una superficie (no representada) que sobresale del vástago de mando.

El distribuidor-empujador comprende, en un segundo extremo longitudinal delantero un palpador 116 susceptible de entrar en contacto con un dispositivo de reacción DR montado en la cola del pistón 118 del cilindro maestro 120.

El cilindro maestro 120 se aplica, por un extremo longitudinal trasero contra una cazoleta delantera del alojamiento y comprende al menos un pistón hidráulico 122 apoyado, por un extremo longitudinal trasero 124 contra una cara delantera del pistón neumático, en el ejemplo representado, el extremo 124 del pistón hidráulico 122 está aplicado de manera plana contra un apoyo anular 127 que une la tercera parte 38 y la cuarta parte 40 del paso 34 del pistón neumático 12.

El montaje del extremo trasero 124 del pistón hidráulico en la cuarta parte se realiza de manera estanca gracias a un medio de estanqueidad montado en una garganta del pistón hidráulico. Bien entendido, podría preverse una garganta en el pistón neumático.

En la figura 1, se puede ver una primera variante de realización del dispositivo de reacción DR, que comprende un pistón auxiliar 126 montado a deslizamiento de manera estanca en un orificio axial 128 que atraviesa el pistón hidráulico 122 y en comunicación con la cámara principal del cilindro maestro. El pistón auxiliar 126 está provisto, en un primer extremo longitudinal delantero, de una primera superficie 130 sobre la que actúa la presión hidráulica reinante en el cilindro maestro y, en un segundo extremo longitudinal trasero, de una segunda superficie 132 enfrentada al palpador.

Un resorte de recuperación 129 del pistón auxiliar 126 está montado en el orificio 128, entre la primera superficie 130 y un extremo delantero del orificio 128.

El dispositivo de reacción DR comprende, igualmente, un resorte de salto 138, bien conocido por los expertos en la técnica, montado en una primera parte trasera 140 de mayor diámetro con relación a una segunda parte delantera de menor diámetro, 142, estando montado el resorte entre un primer apoyo radial 144 montado fijo en la primera parte 140, formado por ejemplo por un anillo montado a presión y un segundo apoyo 146 montado de manera flotante en la primera parte 140 y que, en reposo, se aplica contra un apoyo anular 148 que une la primera parte y la segunda partes 140, 142. El apoyo 146 está formado, en el ejemplo representado, por un anillo cuya sección transversal tiene forma, ventajosamente, de sombrerete, a fin de formar una guía axial para un extremo delantero del resorte.

El pistón auxiliar 126 tiene forma escalonada y comprende una primera parte 150 de mayor diámetro montada a deslizamiento en la segunda parte, de menor diámetro, 142 del orificio 128, y una segunda parte de menor diámetro, 152, montada a deslizamiento en la primera parte 140 de mayor diámetro y, en particular, en los anillos 144, 146. La primera parte 150 y la segunda parte 152 del pistón auxiliar 126 están unidas por un resalto 154. El pistón auxiliar apoya, mediante la segunda superficie 132, contra el palpador.

La estanqueidad durante el deslizamiento se asegura, en el ejemplo representado, mediante una junta tórica montada en el pistón auxiliar, en la primera parte de mayor diámetro.

Un resorte de recuperación 133 del pistón neumático 12 está montado, en posición de reposo, a compresión entre una cara delantera del pistón neumático y la cazoleta delantera.

Se explicará en lo que sigue el funcionamiento del servomotor según el presente invento.

En posición de reposo (figuras 1 y 2), el elemento de válvula 46 está separado del primer asiento de válvula de equilibrado 48, poniendo en comunicación la cámara delantera 8 con la cámara trasera 10, y apoya sobre el segundo asiento de válvula de admisión 50.

Al inicio de una fase de frenado (figuras 3 y 4), cuando el conductor pisa el pedal de freno, el vástago de accionamiento 28 es desplazado axialmente hacia delante, el elemento de válvula 46 se aplica sobre el primer asiento de válvula 48 aislando la cámara trasera de la cámara delantera y se despega del segundo asiento 50, permitiendo la alimentación de aire a la presión atmosférica a la cámara trasera. Debido a la diferencia de presión existente entre la cámara delantera y la cámara trasera, la falda 6 y el pistón 12 son desplazados hacia delante. El primer asiento de válvula 48 previsto en el casquillo 54 se mantiene inmóvil, mientras no se haya recuperado la holgura C existente entre la llave 84 y el extremo delantero de las lumbreras 88. El resorte 58 mantiene al casquillo en una posición axial determinada. El pistón hidráulico del cilindro maestro es arrastrado por el pistón neumático que, a su vez, arrastra al pistón auxiliar 126 alejándolo del palpador.

Superada una presión determinada en el cilindro maestro, suficiente para que el pistón auxiliar 126 pueda vencer al resorte de salto, el pistón auxiliar es empujado en dirección al palpador hasta que entra en contacto con él y transmite entonces la reacción del circuito hidráulico al pedal de freno.

Cuando el pistón neumático 12 ha recorrido la carrera C, la cara delantera de la llave 84 fija con relación al pistón neumático, apoya contra el extremo delantero de las segundas lumbreras 88 del casquillo, uniéndose éste, entonces, axialmente al desplazamiento del pistón. El elemento de válvula 46 entra en contacto con el asiento de válvula de admisión 50 e interrumpe la alimentación de aire a la presión atmosférica a la cámara trasera. El conductor debe entonces pisar más el pedal de freno para incrementar la magnitud del frenado.

La holgura C se elige, ventajosamente, de forma que corresponda a la holgura del cilindro maestro, es decir, a la carrera que ha de recorrer el pistón hidráulico en el cilindro maestro para conseguir que comience a aumentar la presión del líquido de freno en los frenos. Sin embargo, debe entenderse que la elección de una carrera C mayor o menor que la holgura del cilindro maestro, según la sensación que se desee percibir en el pedal, no escapa del marco del presente invento.

Por consiguiente, el conductor no percibe en el pedal mas que el desplazamiento necesario para lograr el cierre de la válvula de equilibrado y la apertura de la válvula de admisión, sin llegar a detectar la holgura del cilindro maestro. Se aumenta así la comodidad del conductor al percibir la sensación de un frenado inmediato.

A continuación, la fase de frenado representada en la figura 4 corresponde al equilibrio alcanzado cuando el conductor mantiene la magnitud del frenado en un nivel determinado. El elemento de válvula 46 se encuentra, entonces, en contacto con el asiento de equilibrado 48 y el asiento de admisión 50, interrumpiéndose la alimentación de aire a presión atmosférica a la cámara trasera.

En el ejemplo representado, en reposo, el elemento de válvula 46 está en aplicación con el asiento de admisión 50 y está separado del asiento de equilibrado 48. Así, al iniciarse una acción de frenado, el elemento de válvula 46 entra en contacto con el asiento de equilibrado 48 para interrumpir la comunicación entre la cámara delantera y la cámara trasera, y se separa del asiento de admisión 50 permitiendo que entre aire a presión elevada en la cámara trasera. Sin embargo, el presente invento se aplica, igualmente, a un servomotor de asistencia al frenado que comprende una válvula de tres vías denominada ZLT ("zero lost travel" ="de holgura nula", en inglés), en la que el elemento de válvula se encuentra, a la vez, en contacto con el asiento de equilibrado y con el asiento de admisión. El asiento de equilibrado está formado entonces, en reposo, por un saliente del pistón neumático y, durante una acción de frenado, por el casquillo 54.

La figura 5 representa el servomotor en fase de saturación, que corresponde al momento en que el servomotor no proporciona más asistencia suplementaria, siendo la presión reinante en la cámara trasera, la presión atmosférica. El pistón neumático ya no puede avanzar axialmente, por lo que el casquillo 54 y el asiento de válvula de equilibrado 48 están inmóviles. Cualquier esfuerzo de frenado suplementario ejercido por el conductor desplaza al vástago de mando 28 y el asiento de admisión, separándolo del elemento de válvula 46, no multiplicándose, sin embargo, este efecto suplementario. El aumento de presión en el cilindro maestro es igual a la fuerza suplementaria ejercida por el conductor para la sección de pistón del cilindro maestro.

La figura 6 corresponde al fin del frenado, cuando el conductor suelta el pedal de freno, al menos parcialmente. El distribuidor-empujador es arrastrado entonces hacia atrás con el vástago de mando, el asiento de la válvula de admisión 50 entra en contacto con el elemento de válvula 46 para interrumpir la alimentación de aire a presión atmosférica de la cámara trasera y hace que el elemento de válvula 46 se separe del asiento de equilibrado 48, poniendo en comunicación la cámara delantera 8 y la cámara trasera 10. Las presiones se equilibran, entonces, a una y otra partes de la falda 6, que retorna a su posición de reposo bajo la acción del resorte de recuperación. La posición de reposo del pistón neumático 12 es fijada por la segunda llave 90 al aplicarse contra el apoyo anular 119 del alojamiento 2, al igual que la del distribuidor-empujador, que se aplica contra la llave 90 por medio del collarín 98.

El segundo extremo 99 de las segundas lumbreras 88 se separa, igualmente, de la cara delantera 100 de la primera llave 84 en virtud de la acción del resorte 58 de recuperación del casquillo.

El servomotor se encuentra, entonces, de nuevo en posición para funcionar con una carrera de accionamiento mínima.

En las figuras 7, 7a, 8, 9, 9a y 10 se puede ver un servomotor según un segundo modo de realización. Nos limitaremos a describir la parte central del servomotor, es decir, los dispositivos de válvula de tres vías y de reacción, teniendo el resto de los elementos, en esencia, la misma estructura que los descritos en las figuras 1 a 7.

El pistón neumático 12 es atravesado por el orificio axial 34 en el que está montado a deslizamiento, de manera estanca, el casquillo 54, comprendiendo el casquillo, en particular, una primera parte axial trasera 160, de mayor diámetro, montada a deslizamiento en la segunda parte 38 del orificio 34, y una segunda parte delantera, de menor diámetro, 162, montada a deslizamiento en la tercera parte 40 del orificio 34. La primera, 160, y la segunda, 162, partes están unidas mediante un resalto 164.

La junta tórica 66 que asegura la estanqueidad durante el deslizamiento del casquillo en el orificio 34, está montada en una garganta de la parte trasera 160 del casquillo.

La primera llave 84 está montada fija en el casquillo 54 de acuerdo con el segundo modo de realización, atravesando el pistón neumático 12 por las dos primeras lumbreras 86 diametralmente opuestas y el casquillo por las dos segundas lumbreras diametralmente opuestas 88. La carrera C determinada viene fijada por la distancia que separa una primera cara trasera 100' de la llave y los segundos extremos traseros 99' de las primeras lumbreras 86 del pistón 12. En reposo, la llave 84 apoya contra los primeros extremos delanteros de las lumbreras 86 del pistón con una segunda cara delantera.

La segunda llave es idéntica a la llave descrita previamente para el primer modo de realización.

El medio elástico 58 mantiene el casquillo inmóvil con respecto al pistón 12 en tanto éste no se haya desplazado en la carrera C, es decir, que los extremos traseros 99' de las primeras lumbreras, no hayan sido puestos en contacto con la cara trasera 100' de la primera llave 84. El medio elástico apoya, mediante un primer extremo longitudinal trasero 174 contra un resalto delantero 170 practicado en la pared externa del casquillo y por un segundo extremo longitudinal 176 contra un estrechamiento anular 172 en el extremo delantero de la tercera parte 40 del orificio 34. Ventajosamente, el estrechamiento anular 172 se extiende axialmente hacia atrás por una parte cilíndrica que forma un tope transversal de mantenimiento para el extremo delantero 176 del medio elástico 58. El medio elástico es, ventajosamente, un resorte cilíndrico.

El resorte de recuperación 112 del vástago de mando 28 está montado apoyado entre un extremo trasero del casquillo 54 y el vástago de mando 28. En el ejemplo representado, el resorte apoya por un primer extremo longitudinal delantero 180 contra el fondo 182 de una garganta axial 178 practicada en la parte de mayor diámetro 160 del casquillo 54 y una primera cara delantera 184 del ensanchamiento troncocónico 78 del distribuidor-empujador, estando previsto el segundo asiento de válvula en una segunda cara trasera opuesta a la primera cara del ensanchamiento.

Este modo de realización ofrece varias ventajas. Por una parte, le ofrece al conductor una sensación en el pedal muy parecida a la percibida con los dispositivos conocidos. En efecto, durante la primera fase de funcionamiento del servomotor, durante la cual el pistón 12 recorre la carrera C, el extremo delantero 180 se mantiene inmóvil con respecto al pistón y al vástago de mando 28, puesto que el casquillo 54 se mantiene inmóvil. Por consiguiente, la carga del resorte 112 se mantiene constante y ofrece una sensación muy uniforme del pedal, sin que esa sensación varíe durante el desplazamiento del pistón neumático en la primera fase de accionamiento del servomotor.

Por otra parte, el hecho de desplazar el resorte de recuperación 112 libera el espacio al nivel del extremo trasero de la cola del pistón 12, facilitando el desplazamiento transversal del vástago de mando, desplazamiento deseado por los constructores de automóviles.

Finalmente, el espacio liberado tiene una geometría sencilla que facilita la incorporación de medios de insonorización que constituyen una barrera eficaz contra los ruidos procedentes del compartimiento del motor y susceptibles de transmitirse al habitáculo. Estos medios de insonorización se realizan, por ejemplo, en espuma de células abiertas que dejan pasar el
aire.

El funcionamiento del servomotor de acuerdo con la segunda realización es, en esencia, el mismo que el del primer modo de realización. En el segundo modo de realización, la llave 84 se mantiene inmóvil con el casquillo.

Igualmente, se puede ver en la figura 7 un dispositivo de reacción DR de acuerdo con una segunda variante de realización aplicada al presente invento. estando montado el pistón auxiliar 126 de manera flotante en el orificio axial 128, y estando apoyado el pistón auxiliar, por su resalto 154, contra el anillo 146 y habiendo prevista una holgura entre el palpador y el segundo extremo 132 del pistón auxiliar.

De manera ventajosa, el extremo trasero del pistón auxiliar está provisto de un elemento amortiguador de ruido 127, por ejemplo un elemento de caucho que se aplica contra el palpador durante el contacto entre el palpador y el pistón auxiliar.

En la figura 14a se puede ver un dispositivo de reacción de acuerdo con una tercera variante de realización en la que el pistón auxiliar no está apoyado, en reposo, contra el anillo 146, y el palpador y el extremo 132 están en contacto.

En la figura 14b se puede ver un dispositivo de reacción de acuerdo con una cuarta variante de realización, que comprende un resorte de recuperación 129 y en el cual el pistón auxiliar está apoyado, en reposo, mediante su resalto 154, contra el anillo 146 y está prevista una holgura entre el palpador y el segundo extremo 12 del pistón auxiliar.

De forma ventajosa, el servomotor según el presente invento comprende, igualmente, medios para reducir la velocidad de desplazamiento del conjunto de falda y pistón en la primera fase de funcionamiento del servomotor, a fin de disminuir la velocidad de contacto entre el pistón y el casquillo mediante la primera llave 84. En efecto, cuando el conductor pisa el pedal de freno, cerrando la comunicación entre las cámaras delantera y trasera y alimentando la cámara trasera con aire a la presión atmosférica, la falda y el pistón se ponen en marcha rápidamente. Este desplazamiento rápido es susceptible de crear una sensación desagradable para el conductor, al hacer el pistón neumático que el casquillo 54 supere la carrera C con una velocidad muy alta.

En la figura 7a se pueden ver los medios 188 para reducir la velocidad de partida de la falda y del pistón, formados por un paso de comunicación entre la cámara delantera de baja presión y la cámara trasera de presión variable, al tiempo que el elemento de válvula 46 se encuentra aplicado sobre el asiento 48 de válvula de equilibrado e interrumpe la comunicación entre la cámara delantera y la cámara trasera por las vías habituales, y el elemento de válvula 46 está separado del asiento 50 de la válvula de admisión. El paso de comunicación comprende un primer canal 190 previsto entre una pared exterior 192 del manguito 102 que monta el elemento de válvula 46 y la primera parte trasera 36 del paso 34. En el ejemplo representado (figura 8), el canal 190 tiene forma anular pero, igualmente, podrían preverse canales repartidos angularmente, formados por ranuras axiales vaciadas en la pared exterior del manguito 102 o en la pared de la primera parte 36 del paso 34. El paso de comunicación 188 comprende, igualmente, al menos un canal radial y, ventajosamente, varios canales 191, sustancialmente radiales, practicados en una primera extensión cilíndrica axial 196 exterior a la jaula 104, con el fin de poner en comunicación, al menos al inicio de la fase de frenado, una primera cámara anular 193 exterior, delimitada por una parte por el cuerpo del pistón neumático 12 y, por otra parte, por el manguito 102, y una segunda extensión cilíndrica 198, y una segunda cámara anular interior 194 delimitada por la primera extensión cilíndrica 196, la segunda extensión cilíndrica 198 axial de la jaula 104 y una cara trasera 200 del manguito 102. La primera y la segunda extensiones 196, 198, se unen en un extremo trasero común 200.

El manguito comprende, igualmente, de manera conocida, al menos un orificio axial 195 que pone en comunicación la segunda cámara anular interior 194 y la cámara de presión variable a través de la superficie anular del elemento de válvula 46.

El servomotor comprende, también, medios de obturación estanca del paso de comunicación 188. En el ejemplo representado, el manguito 102 comprende, en su extremo trasero, un labio 189 en contacto estanco contra una pared interna 202 de la primera extensión cilíndrica 196 y destinado a sobrepasar una cierta carrera C' con respecto a los canales 191, a fin de interrumpir la comunicación entre la primera y la segunda cámaras anulares 193, 194.

Debe entenderse que se pueden prever otros medios de estanqueidad, por ejemplo una junta tórica montada en una parte trasera rígida del manguito.

Los canales radiales 91 están repartidos, ventajosamente, de forma angular y de modo regular, en la primera extensión cilíndrica 196.

El paso 188 pone en comunicación, en reposo y durante la carrera determinada C' al inicio del frenado, la cámara de baja presión con la cámara de presión variable mediante el canal 190, los orificios radiales 191 y el orificio axial 195. Por consiguiente, al comienzo de la fase de frenado, la presión en la cámara de presión variable es, de hecho, menor que el escape en dirección a la cámara de baja presión. Superada la carrera C' determinada, el labio recubre los orificios radiales 198 a fin de no reducir la asistencia que puede suministrarse mediante el servomotor (figura 9a).

De preferencia, la segunda carrera determinada C' es, como máximo, igual a la primera carrera determinada C, para ralentizar la velocidad de desplazamiento del pistón neumático 12 con relación al casquillo 54. Sin embargo, el hecho de elegir una segunda carrera C' superior a la primera carrera C, no queda fuera del marco del presente invento.

Cada vez con mayor frecuencia, se añade, a un servomotor de asistencia neumática al frenado, un dispositivo de asistencia para un frenado de emergencia, que permite el funcionamiento del servomotor a fin de decelerar rápidamente el vehículo.

En las figuras 11, 12, se puede ver un servomotor de acuerdo con el presente invento, que comprende un dispositivo de asistencia neumática al frenado, U, que se activa cuando el vástago de mando 28 es desplazado con una velocidad superior a una velocidad determinada.

El dispositivo U comprende un medio de indexación axial del casquillo 54 en una primera posición avanzada P1 y en una segunda posición retrasada P2.

El medio de indexación está formado por la primera llave 84 solidaria del casquillo y es susceptible de cooperar con una primera y una segunda caras delanteras 204, 206 de las segundas lumbreras 88. La primera y la segunda caras delanteras 204, 206 están desplazadas axialmente y su cooperación con la cara delantera de la llave define, respectivamente, la primera y la segunda posiciones, P1, P2.

En las figuras 13a y 13b se puede ver la llave 84 cooperando con el casquillo en la posición P1 y en la posición P2, respectivamente. La llave 84 tiene forma de resorte en horquilla, realizado por ejemplo en alambre de acero para resortes o en material plástico, provisto de una primera, 209, y una segunda, 209', ramas sustancialmente paralelas y que entran en las lumbreras 88, y que rodea una parte delantera 208 del distribuidor-empujador.

El distribuidor-empujador comprende, en su parte delantera, una superficie troncocónica 210 destinada a separar las dos ramas 209, 209' una de otra cuando el distribuidor-empujador se desplaza en una cierta carrera con relación al casquillo 54.

Más precisamente, la superficie troncocónica se ensancha hacia atrás y su desplazamiento hacia delante separa las dos ramas 209, 209' fuera de las lumbreras 88 de manera que las ramas 209, 209' escapan de las primeras caras 204 contra la que están apoyadas. Debido a la carga ejercida por el resorte 58, el casquillo es empujado hacia atrás de forma estanca hasta apoyar mediante las segundas caras delanteras 206 de las lumbreras 88 contra las ramas 209, 209' de la llave. De ese modo, el asiento de válvula 48 es empujado hacia atrás (posición P2).

La segunda llave 90 permite al final de una fase de frenado desplazar el casquillo 54 hacia delante, con el fin de devolverlo a su posición inicial. Las ramas de la llave se alejan, entonces, del elemento troncocónico, recuperando elásticamente su posición transversal inicial y apoyando contra las primeras caras delanteras 204 de las lumbreras 88.

Se explicará ahora el funcionamiento del servomotor según el presente invento, provisto de un dispositivo de asistencia al frenado de emergencia descrito en lo que antecede.

En el frenado normal (figura 11), cuando el vástago de mando 28 e, igualmente, el distribuidor-empujador, son desplazados a una velocidad inferior a la velocidad determinada Vd, la superficie troncocónica queda separada de la llave 84 y el casquillo no vuelve en dirección al elemento de válvula 46, conservando la posición P1 y apoyando las ramas sobre las primeras caras delanteras 204 (Figura 13a).

El elemento de válvula 46 se aplica con el primer asiento 48 de válvula y se separa del segundo asiento 50 de válvula, por lo que la cámara trasera queda aislada, entonces, de la cámara delantera y alimentada con aire a presión atmosférica. El pistón neumático 12, así como la falda, se desplazan hacia delante, mientras que el casquillo se mantiene inmóvil y ello en tanto que el pistón 12 no haya recorrido la carrera C determinada.

Cuando el pistón 12 se ha desplazado en la carrera C, el casquillo 54 es llevado por el pistón neumático, mediante la llave 84, y el servomotor funciona, a continuación, como un servomotor de tipo conocido.

En un frenado de emergencia (Figura 12), cuando el distribuidor-empujador es desplazado a una velocidad superior a la velocidad Vd, la superficie troncocónica se aproxima a la llave 84, hasta llegar a interponerse entre las ramas, forzando a que se separen, una de otra y a escapar radialmente de la primera cara axial 204 de las segundas lumbreras 88 del casquillo (figura 11). El casquillo, bajo la acción del resorte 58, es empujado en dirección a la válvula 58, para adoptar la posición P2, apoyándose las ramas de la llave 84 contra las segundas caras delanteras 206 (figura 13b). La posición del asiento de equilibrado 48 es modificada entonces, al igual que la posición de equilibrio del distribuidor-empujador. En efecto, a fin de conseguir el equilibrio (figura 12), es decir, el contacto entre el elemento de válvula 46 y el primero y el segundo asientos de válvula 48, 50, el distribuidor-empujador debe adoptar una posición retrasada, aumentando la distancia de salto que separa el palpador del extremo trasero del pistón auxiliar. Por consiguiente, se incrementa el salto, incrementándose la magnitud del frenado.

Al término del frenado, cuando se alivia la fuerza ejercida sobre el pedal, el distribuidor-empujador es devuelto a su posición de reposo por el resorte de recuperación 112, las cámaras delantera y trasera están, de nuevo, en comunicación y el pistón 12 retrocede. La segunda llave 90 se aplica, entonces, contra el apoyo anular 119 de la chimenea 25 y obliga al casquillo 54 a deslizar en dirección al pistón hidráulico con relación a la llave 84, que está apoyada contra el pistón neumático por sus extremos transversales, abandonando las ramas el segundo contacto 206, deslizando a lo largo del casquillo y penetrando en él de manera elástica para ponerse, de nuevo, en contacto con la primera cara 204.

El servomotor está, entonces, nuevamente preparado para funcionar de manera habitual.

La integración del dispositivo de asistencia al frenado de emergencia en el servomotor según el presente invento es de una gran simplicidad y no requiere modificación alguna de los elementos que constituyen el servomotor. Es, además, muy fácil proporcionar un servomotor equipado o no de dicho dispositivo con o sin la superficie troncocónica, pudiendo utilizarse la misma primera llave 84. En consecuencia, se reducen notablemente los problemas de gestión de las piezas, al ser idénticas casi todas las piezas utilizadas para los dos tipos de servomotor.

Bien entendido, un dispositivo de frenado que comprenda un dispositivo de asistencia al frenado de emergencia de tipo hidráulico, dispuesto en el pistón principal del cilindro maestro y que reduzca más allá de un cierta velocidad de desplazamiento del mando de frenado y/o más allá de un cierto esfuerzo aplicado al mando de frenado, la reacción transmitida a este mismo mando de frenado, no cae fuera del marco del presente invento.

Se proporciona así un servomotor con una corta carrera de accionamiento, de funcionamiento muy seguro y de concepción sencilla.

Ha de entenderse que podría preverse un servomotor según el presente invento que comprenda un dispositivo de reacción clásico, del tipo de disco de reacción.

El cilindro maestro es, ventajosamente, un cilindro maestro en serie, que comprende un primero y un segundo circuitos hidráulicos provistos, respectivamente, de un pistón principal y un pistón secundario que deslizan, de manera estanca, en el cuerpo del cilindro maestro, recibiendo el pistón primario la fuerza aplicada al pedal y la fuerza de asistencia proporcionada por la falda.

El presente invento se aplica, principalmente a la industria de los frenos para vehículos automóviles.

Claims (27)

1. Servomotor de asistencia neumática al frenado, que comprende un alojamiento (2) de eje geométrico longitudinal (X), formado por una primera y una segunda cazoletas, unidas por sus extremos radialmente externos, en el que está montado a deslizamiento, de manera estanca, un conjunto de falda (6) y pistón neumático (12) de eje geométrico longitudinal (X), dividiendo dicho conjunto (6, 12) el espacio interior (4) del alojamiento (2) en una cámara de baja presión (8) y una cámara (10) de presión variable, habiendo un resorte de recuperación del conjunto constituido por la falda y el pistón neumático (8, 10) montado, en posición de reposo, en la cámara de baja presión (8), entre la primera cazoleta y una cara del pistón neumático (12), habiendo una válvula (26) de tres vías, accionada por un vástago de mando (28), que está montada en un paso longitudinal (34) realizado en el pistón neumático (12), estando unido dicho vástago de mando (28), mediante un primer extremo longitudinal, a un pedal de freno y estando recibido un segundo extremo del citado vástago de mando (28) en una cavidad de recepción practicada en un primer extremo longitudinal de un distribuidor-empujador (32), siendo devuelto dicho vástago de mando a una posición de reposo mediante un resorte de recuperación (112), comprendiendo dicho distribuidor-empujador (32), en un segundo extremo longitudinal, un palpador de aplicación de la fuerza del vástago de mando (28) a un pistón hidráulico (122) de un cilindro maestro por intermedio de un dispositivo de reacción (DH), transmitiendo dicho conjunto de falda y pistón (6, 12) una fuerza de asistencia neumática al pistón hidráulico (122) del cilindro maestro mediante una cara central (127) del pistón neumático, comprendiendo la citada válvula (26) de tres vías un primero (48) y un segundo (50) asientos de válvula, y un elemento de válvula (46) previsto en aplicación con, al menos, uno de los asientos de válvula, primero y segundo (48, 50) mediante un resorte (106) de válvula, estando previsto dicho segundo asiento (50) de válvula en un primer extremo (44) longitudinal del distribuidor-empujador (32), caracterizado porque el primer asiento de válvula está montado en un primer extremo longitudinal de un casquillo (54) montado a deslizamiento y de forma estanca en el pistón neumático (12), en una primera carrera (C) determinada, y porque comprende un medio de solidarización destinado a unir axialmente dicho casquillo (54) con el pistón neumático (12) cuando el citado pistón neumático (12) haya recorrido la carrera (C) determinada.

2. Servomotor según la reivindicación precedente, caracterizado porque comprende un medio elástico (58) que inmoviliza el casquillo con relación al alojamiento (2) del servomotor en tanto no se recupere dicha carrera (C) determinada, estando montado dicho medio elástico axialmente a compresión entre un apoyo anular (60, 172) practicado en una pared de un paso axial del pistón neumático y un resalto (64, 170) del casquillo (54).

3. Servomotor según la reivindicación 1 o la reivindicación 2, caracterizado porque comprende una segunda llave (90) perpendicular al eje (X) montada fija en dos terceras lumbreras (92) del pistón neumático, diametralmente opuestas y dispuesta axialmente entre las primeras lumbreras (86) y el pedal de freno y que atraviesa dos cuartas lumbreras (94) diametralmente opuestas, practicadas en el casquillo (54) a fin de formar un apoyo axial en la dirección del pedal de freno para el distribuidor-empujador (32) por cooperación con un collarín anular solidario del distribuidor-empujador y de una primera y una segunda ramas de la segunda llave, y de definir la posición de reposo del pistón neumático por cooperación de los extremos transversales (117) de la segunda llave (90) con el alojamiento del servomotor.

4. Servomotor según la reivindicación 2 o la reivindicación 3 en combinación con la reivindicación 2, caracterizado porque el apoyo anular (172) del pistón neumático está formado por un estrechamiento axial previsto en una cara (127) del pistón neumático que transmite la fuerza de asistencia al pistón hidráulico del cilindro maestro, y porque el resalto (170) del casquillo está situado axialmente entre la primera llave (84) y el palpador del distribuidor-empujador.

5. Servomotor según la reivindicación 2, caracterizado porque dicho medio de solidarización es una primera llave (84) solidaria de dicho casquillo (54) para desplazarse con él atravesando, perpendicularmente al eje (X), dos primeras lumbreras (86) diametralmente opuestas, practicadas en la cola del citado pistón neumático y dos segundas lumbreras (88) diametralmente opuestas, practicadas en el casquillo (54) y porque dicha carrera (C) determinada es igual a la distancia que separa un extremo trasero (99') de las primeras lumbreras (86) de una primera cara trasera (100') de la primera llave (84), y porque dicha primera llave (84) tiene forma de horquilla de dos ramas.

6. Servomotor según la reivindicación 4 o la reivindicación 5, caracterizado porque el resorte de recuperación (112) del vástago de mando (28) está apoyado entre un fondo (182) de una garganta axial (178) del casquillo (54) y una primera cara (184) de un ensanchamiento troncocónico (78) del distribuidor-empujador, encontrándose dicho ensanchamiento en una segunda cara, opuesta a la primera cara que incorpora el segundo asiento de válvula (50).

7. Servomotor según una cualquiera de las reivindicaciones 4, 5 o 6, caracterizado porque comprende un dispositivo (U) de asistencia al frenado de emergencia, formado por medios destinados a desplazar axialmente, en la dirección del freno, al primer asiento de válvula (48) cuando el distribuidor-empujador es desplazado a una velocidad superior a una velocidad determinada (Vd).

8. Servomotor según la reivindicación precedente, en combinación con la reivindicación 5, caracterizado porque el primero y el segundo brazos de la primera llave (84) son radialmente elásticos, están destinados a ser separados radialmente uno de otro, y cooperan con un estrechamiento axial (204, 206) previsto en las dos segundas lumbreras (88), definiendo dicho estrechamiento una primera (P1) y una segunda (P2) posiciones axiales del casquillo (54), y porque el distribuidor-empujador comprende un medio para separar radialmente los brazos de la primera llave.

9. Servomotor según la reivindicación precedente en combinación con la reivindicación 3, caracterizado porque el medio para separar los brazos, uno de otro es una superficie sensiblemente troncocónica que se ensancha en dirección al pedal de freno, unida rígidamente al distribuidor-empujador y dispuesta axialmente entre la primera (84) y la segunda (90) llaves.

10. Servomotor según las reivindicaciones 1 a 3, en conjunto con la reivindicación 2, caracterizado porque el citado pistón neumático (12) comprende una garganta axial anular (56) que recibe dicho casquillo (54) y que define un tramo tubular central (54) que recibe el distribuidor-empujador y porque el apoyo anular (60) está practicado en una pared de la garganta axial (56).

11. Servomotor según la reivindicación precedente en combinación con la reivindicación 3, caracterizado porque el tramo tubular central (57) comprende dos quintas lumbreras (96) diametralmente opuestas para el paso de la segunda llave (90).

12. Servomotor según la reivindicación precedente, caracterizado porque comprende dicho medio de solidarización constituido por una primera llave (84) solidaria del citado pistón neumático (12) para desplazarse con él atravesando, perpendicularmente al eje (X), dos primeras lumbreras (86) diametralmente opuestas, practicadas en la cola del mencionado pistón neumático y dos segundas lumbreras (88) diametralmente opuestas, practicadas en el casquillo (54), porque una distancia igual a la carrera (C) determinada separa un segundo extremo longitudinal (99) del casquillo (54) y una primera cara (100) de dicha primera llave (84), y porque dicha llave (84) tiene forma de horquilla de dos ramas, a caballo del tramo tubular central (57) del pistón neumático.

13. Servomotor según una cualquiera de las reivindicaciones 2 a 11 en combinación con la reivindicación 2, caracterizado porque el medio elástico (58) es un resorte cilíndrico.

14. Servomotor según una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque la estanqueidad durante el deslizamiento entre el casquillo (54) y el pistón neumático, se logra mediante una junta tórica montada en una garganta practicada en la pared exterior del casquillo.

15. Servomotor según una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque comprende medios (188) para reducir la velocidad inicial de desplazamiento del pistón neumático con relación al alojamiento del servomotor.

16. Servomotor según la reivindicación precedente, caracterizado porque dichos medios (188) para reducir la velocidad inicial del pistón (12) comprenden un paso de comunicación entre la cámara de baja presión y la cámara de alta presión, cuando elemento de válvula (46) está separado del segundo asiento de válvula (50), en tanto el pistón neumático (12) no haya recorrido una segunda carrera (C') determinada.

17. Servomotor según la reivindicación precedente, caracterizado porque dicho paso está formado por un canal previsto entre una pared exterior de un manguito (102) que incorpora en un extremo axial el elemento de válvula (46) y el paso (34) del pistón (12), al menos un orificio radial practicado en una primera extensión cilíndrica axial (196) de una jaula (104) que rodea al vástago de mando y, al menos, un orificio axial (195) del manguito (102), que pone en comunicación la cámara de presión variable con una cámara anular (192) delimitada por el manguito (102), la primera extensión cilíndrica (196) y una segunda extensión cilíndrica interna (198) concéntrica con la primera extensión (196) y unida de manera estanca a la primera extensión (196) por un extremo axial orientado hacia el pedal de freno y porque el manguito comprende, en un extremo opuesto al elemento (46) de válvula, un labio apto para cerrar el orificio axial (191) cuando el pistón se desplaza en la carrera (C') determinada.

18. Servomotor según la reivindicación 16 o la reivindicación 17, caracterizado porque la segunda carrera determinada es, como máximo, igual a la primera carrera (C) determinada.

19. Servomotor según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque el dispositivo de reacción (DR) comprende un pistón auxiliar (126) montado a deslizamiento, de manera estanca, en un orificio axial (128) que atraviesa el pistón hidráulico (122) del cilindro maestro y sometido, en un primer extremo (130) a la presión hidráulica reinante en el cilindro maestro y susceptible de entrar en contacto con el palpador del distribuidor-empujador por un segundo extremo longitudinal (132) opuesto, y porque comprende, igualmente, un resorte de salto (138) apoyado fijo (144) por un primer extremo longitudinal sobre el pistón hidráulico y apoyado de manera flotante (146) por un segundo extremo, con relación al pistón hidráulico.

20. Servomotor según la reivindicación precedente, caracterizado porque el apoyo fijo (144) es un anillo montado a presión en el orificio axial del pistón hidráulico y porque el apoyo flotante consiste en un anillo montado a deslizamiento en el orificio axial (128) y aplicado, cuando la presión en el cilindro maestro sea inferior a la presión determinada (PH), contra un apoyo anular (148) del orificio (128) que conecta una primera y una segunda partes (140, 142).

21. Servomotor según la reivindicación 19 o la reivindicación 20, caracterizado porque el pistón auxiliar apoya, por el segundo extremo longitudinal (132), contra el palpador, y porque hay prevista una holgura entre el apoyo flotante y un resalto (154) del pistón auxiliar.

22. Servomotor según la reivindicación 19 o la reivindicación 20, caracterizado porque el pistón auxiliar se aplica contra el apoyo flotante merced a un resalto (154), y porque hay prevista una holgura entre el segundo extremo longitudinal (132) y el palpador.

23. Servomotor según la reivindicación precedente, caracterizado porque el dispositivo de reacción (DR) comprende un resorte de recuperación (129) apoyado entre el primer extremo (130) del pistón auxiliar y un extremo del orificio axial (128), que mantiene al pistón auxiliar en contacto con el apoyo flotante, y porque está prevista una holgura entre el segundo extremo longitudinal (132) del pistón auxiliar y el palpador.

24. Servomotor según la reivindicación 19 o la reivindicación 20, caracterizado porque el dispositivo de reacción (DR) comprende un resorte de recuperación (129) apoyado entre el primer extremo (130) del pistón auxiliar y un extremo del orificio axial (128), manteniendo dicho resorte al pistón auxiliar apoyado por el segundo extremo longitudinal (132) contra el palpador, y porque se ha previsto una holgura entre el apoyo flotante y un resalto (154) del pistón auxiliar.

25. Servomotor según las reivindicaciones 19 a 24, caracterizado porque la estanqueidad durante el deslizamiento entre el pistón auxiliar y el orificio axial (128) del pistón hidráulico, se consigue por medio de una junta tórica montada en una garganta practicada en la periferia del pistón auxiliar.

26. Servomotor según las reivindicaciones 19 a 25, caracterizado porque el pistón auxiliar comprende, en su segundo extremo, un elemento amortiguador, ventajosamente de elastómero, destinado a reducir el ruido generado por el contacto entre el palpador y el pistón auxiliar.

27. Dispositivo de frenado que comprende un cilindro maestro conectado, de manera hidráulica, con frenos dispuestos al nivel de las ruedas de un vehículo automóvil y un servomotor interpuesto entre el cilindro maestro y un vástago de mando (28) desplazado por medio del pedal de freno, transmitiendo dicho servomotor una fuerza aplicada al pedal y aplicando una fuerza de asistencia neumática a un pistón hidráulico (122) del cilindro maestro, caracterizado porque el citado servomotor es un servomotor según una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, y porque dicho pistón hidráulico (122) está apoyado, por un primer extremo longitudinal (124) contra un extremo del pistón neumático (12) que desemboca en la cámara de baja presión (8) del servomotor.