ES2301580T3 - Piston de un cilindro principal y dispositivo de montaje de una valvula dentro de este piston. - Google Patents

Piston de un cilindro principal y dispositivo de montaje de una valvula dentro de este piston. Download PDF

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Abstract

Pistón de cilindro principal, en particular para vehículo automóvil, que comprende en un extremo un alojamiento cilíndrico (20) de recepción de una válvula (22) y de un muelle de solicitación (28) montado entre la válvula y una caja (30) añadida al pistón, caracterizado porque la caja (30) está fijada por engaste por deformación plástica de medios de retención (38, 72, 74) formados en la caja en el interior del citado alojamiento (20).

Description

Pistón de un cilindro principal y dispositivo de montaje de una válvula dentro de este pistón.
La invención se refiere a un pistón de un cilindro principal de un circuito de frenado, en particular para vehículo automóvil, así como a un dispositivo de montaje de una válvula dentro de este pistón.
En un cilindro principal, en particular de tipo tándem, los pistones primario y secundario están equipados, cada uno, con una válvula para la apertura y el cierre de un paso de líquido a presión formado dentro del pistón, en función de los desplazamientos del pistón dentro del cilindro principal.
Este paso de líquido desemboca axialmente en un alojamiento formado en un extremo del pistón y en el cual está alojada la válvula que comprende un vástago guiado dentro del paso de líquido y una cabeza situada al exterior del paso y solicitada por un muelle de solicitación hacia la salida del paso de líquido para obturar este último de modo estanco.
Este muelle de solicitación es un muelle de compresión montado entre la cabeza de la válvula y medios de apoyo añadidos al pistón.
Se ha propuesto ya formar estos medios de apoyo por una caja metálica fijada por enclavamiento elástico al interior del alojamiento de la válvula. Con este objeto, la caja comprende en su periferia patas elásticamente deformables orientadas radialmente hacia el exterior y destinadas a introducirse y bloquearse en una garganta anular de la pared cilíndrica del alojamiento de la válvula. En el montaje, estas patas son aproximadas elásticamente al eje cuando la caja es introducida en el alojamiento de la válvula y éstas rozan sobre la pared cilíndrica del alojamiento hasta que la caja esté en una posición axial en el interior del alojamiento en la que las patas se introducen por expansión elástica dentro de la garganta anular antes citada.
Los rozamientos de las patas de la caja, que está realizada de acero, sobre la pared cilíndrica del alojamiento formado dentro del pistón, que está realizado de aluminio o de aleación ligera, pueden provocar rayaduras de la pared cilíndrica y el arranque de partículas o de virutas metálicas que son susceptibles de situarse debajo de la cabeza de la válvula o sobre el labio superior de una copela de estanqueidad, o ser la causa de rayaduras durante el desplazamiento del pistón y, por tanto, de provocar fallos de estanqueidad del cilindro principal, lo que es un gran inconveniente, que es importante corregir.
Además, la caja antes citada no debe dificultar el flujo del líquido de freno y limitar el caudal. El documento DG 88122810 describe una caja tradicional.
La invención tiene por objeto, especialmente, aportar una solución simple, eficaz y poco costosa a este problema, evitando los riesgos de rayaduras y de fallos de estanqueidad del cilindro principal que resultarían del montaje de la caja antes citada en el pistón del cilindro principal.
A tal efecto, ésta propone un pistón de cilindro principal, en particular para vehículo automóvil, que comprende en un extremo un alojamiento sensiblemente cilíndrico de recepción de una válvula y de un muelle de solicitación montado entre la válvula y una caja añadida al pistón, caracterizado porque esta caja se fija por engaste en el interior del citado alojamiento.
El engaste es una deformación plástica de una parte de la caja, que puede realizarse cuando la caja está en una posición axial deseada en el interior del alojamiento, sin riesgo de arranque de partículas o de virutas metálicas susceptibles de provocar rayaduras y fallos de estanqueidad del cilindro principal.
De acuerdo con otra característica de la invención, el engaste se realiza por medios de retención que se forman en la caja y se introducen por deformación plástica en una garganta anular del citado alojamiento.
En una primera forma de realización de la invención, los medios de retención de la caja comprenden un reborde sensiblemente cilíndrico que se extiende alrededor de la caja en dirección al extremo abierto del alojamiento.
En otra realización de la invención, estos medios de retención comprenden patas que se extienden sensiblemente paralelas al eje de la caja alrededor de ésta en dirección al extremo abierto del alojamiento.
Ventajosamente, estas patas están formadas por roturas o por recorte de una pared sensiblemente cilíndrica o troncocónica de la caja.
Preferentemente, los medios de retención están formados en un extremo de la caja y están unidos a ésta por un reborde anular que se extiende radialmente hacia el interior y que comprende medios de aplicación sobre medios de apoyo formados en el alojamiento de la válvula.
Esto permite colocar automáticamente la caja en su posición de engaste dentro del alojamiento.
En su extremo opuesto a los citados medios de retención, la caja comprende otro reborde anular que está orientado radialmente hacia el interior y que forma medios de apoyo del muelle de solicitación de la válvula.
La caja de acuerdo con la invención está realizada, ventajosamente, por embutición, de modo simple y económico.
La invención propone, igualmente, un dispositivo de montaje de una válvula dentro de un pistón de un cilindro principal, en particular para vehículo automóvil, comprendiendo este pistón en un extremo un alojamiento sensiblemente cilíndrico de recepción de una válvula y de un muelle de solicitación montado entre la válvula y una caja añadida al pistón y fijada por medios de retención introducidos en una garganta anular de la pared cilíndrica del alojamiento, estando caracterizado este dispositivo porque:
- la caja, en un estado libre inicial, tiene un diámetro exterior inferior al diámetro interno del alojamiento,
- el alojamiento comprende medios de apoyo axial de la caja en una posición en la que sus medios de retención están alineados radialmente con la garganta anular antes citada;
- el dispositivo de montaje comprende medios de soporte y de aplicación de la caja sobre los medios de apoyo del alojamiento y medios de deformación radial hacia el exterior de los citados medios de retención para introducirlos en la garganta anular del alojamiento.
Ventajosamente, los medios de soporte y de aplicación de la caja sobre los medios de apoyo del alojamiento comprenden un empujador central, montado dentro de un órgano tubular, del cual un extremo achaflanado forma los medios antes citados de deformación radial.
Preferentemente, el empujador central está guiado en deslizamiento axial dentro del órgano tubular antes citado y es solicitado por un muelle de solicitación en una dirección correspondiente a la aplicación de la caja sobre los medios de apoyo formados en el alojamiento.
De acuerdo con la invención, basta alinear axialmente el dispositivo de montaje y el pistón del cilindro principal, y a continuación desplazar por traslación axial el dispositivo de montaje hacia el pistón, o inversamente, para introducir la caja en el alojamiento de la válvula, situarla axialmente en este alojamiento con medios de retención en alineación radial con la garganta anular formada en el alojamiento para recibirlos, y desplazar todavía el dispositivo hacia el pistón para deformar plásticamente los medios de retención de la caja e introducirlos radialmente en la garganta anular del alojamiento.
Una traslación axial en sentido inverso permite a continuación separar el pistón del dispositivo de montaje, quedando retenida la caja en el alojamiento de la válvula.
La invención se comprenderá mejor y otras características, ventajas y detalles de ésta se pondrán de manifiesto de modo más claro con la lectura de la descripción que sigue, hecha a título de ejemplo, refiriéndose a los dibujos anejos, en los cuales:
- la figura 1 es una representación esquemática en corte axial de un pistón de cilindro principal de acuerdo con la invención;
- la figura 2 es una vista esquemática a escala mayor del detalle II cercado por un círculo de la figura 1;
- la figura 3 es una vista esquemática en corte axial de un dispositivo de montaje de acuerdo con la invención;
- la figura 4 es una vista esquemática parcial en corte axial, a escala mayor, que ilustra el montaje de la caja en el alojamiento de la válvula de un pistón de acuerdo con la invención;
- la figura 5 es una vista esquemática en perspectiva de una variante de realización de la caja;
- la figura 6 es una vista esquemática en corte axial de otra variante de realización de la caja;
- las figuras 7 y 8 son vistas esquemáticas en perspectiva de otra variante de realización de la caja.
En los dibujos, por convenio, la dirección hacia la parte delantera está indicada por la flecha AV y la dirección hacia la parte trasera por la flecha AR.
En la figura 1, se ha representado esquemáticamente un ejemplo de realización de un pistón secundario 10 de un cilindro principal en tándem de un circuito de frenado para vehículo automóvil, comprendiendo el pistón 10 un cuerpo 12 unido por un tornillo de regulación 14 a un tope de muelle 16 solicitado por un muelle 18 montado entre el tope 16 y un extremo del cuerpo 12 del pistón secundario, estando destinado este tope de muelle 16 a cooperar con un pistón primario (no representado) del cilindro principal.
\newpage
En el lado opuesto al tope de muelle 16, el pistón secundario comprende un extremo axial tubular 20 que forma un alojamiento sensiblemente cilíndrico de recepción de una válvula 22 de apertura y de cierre de un paso axial 24 formado en una pared transversal del cuerpo 12. La válvula 22 comprende un vástago axial 26 introducido en el paso 24 y está asociada a un muelle de solicitación 28 montado entre la cabeza de la válvula 22 y una caja 30 añadida en el interior del alojamiento 20.
En la posición representada en la figura 1, la cabeza de la válvula 22 es empujada elásticamente por el muelle de solicitación 28 en apoyo sobre la salida del paso 24 en el alojamiento 20 y obtura este paso de modo estanco.
La caja 30 es una pieza metálica, por ejemplo de acero, realizada por embutición y comprende una pared troncocónica 32 que va agrandándose hacia la parte trasera y cuyo extremo delantero está unido a un reborde anular 34 que se extiende radialmente hacia el interior, estando unido el extremo trasero de la pared troncocónica 32 a un reborde anular 36 que se extiende radialmente hacia el exterior y a su vez unido a un reborde cilíndrico 38 que se extiende hacia la parte delantera, alrededor y a distancia de la pared troncocónica 32.
En la posición de engaste de la caja 30 representada en las figuras 1 y 2, el extremo delantero 40 del reborde cilíndrico 38 está deformado radialmente hacia el exterior y se extiende en oblicuo para hacer tope sobre el borde delantero 42 de una garganta anular 44 formada en la superficie interna de la pared del alojamiento 20, teniendo esta garganta un borde trasero 46 que se extiende en oblicuo hacia la parte trasera. El diámetro interno de la pared cilíndrica del alojamiento 20 es ligeramente superior al diámetro externo del reborde cilíndrico 38 en estado libre no forzado. En esta posición, la caja 30 puede desplazarse axialmente en el alojamiento 20 a lo largo de una distancia que corresponde a la holgura axial del extremo 40 del reborde 38 en la garganta 44, lo que permite separar del fondo del alojamiento 20 orificios 48 formados a intervalos regulares en el reborde anular 36 para facilitar el flujo del líquido a presión a través del paso 24 cuando la válvula 22 está en posición de apertura, pasando este líquido a presión, igualmente, a través del orificio central delimitado por el reborde anular 34 de la caja 30.
Un ejemplo de realización del dispositivo de montaje de la caja 30 está representado esquemáticamente en la figura 3.
Este dispositivo 50 comprende un empujador central 52 que está montado deslizante en el interior de un órgano tubular 54 cuyo extremo trasero 56 está achaflanado exteriormente y constituye los medios de deformación plástica del extremo 40 del reborde cilíndrico 38 de la caja 30.
En el interior del órgano tubular 54 está montado un muelle de compresión 58 entre el empujador 52 y un tope delantero 60 regulable axialmente en posición por roscado en el interior del órgano tubular 54, siendo solicitado, así, el empujador 52 permanentemente hacia la parte trasera por el muelle 58 y siendo llevado a tope sobre un resalte interno 62 del órgano tubular 54. El extremo trasero del empujador 52 comprende medios de soporte de la caja 30.
El funcionamiento de este dispositivo de montaje está ilustrado en la figura 4, en la que la parte inferior representa la caja 30 antes de su engaste y la parte superior la caja 30 en curso de engaste.
Inicialmente, se introduce la válvula 22 por su vástago 26 en el paso 24 y se introduce el muelle 28 en la cabeza de la válvula 22.
El dispositivo de montaje de la figura 3 es alineado axialmente con el pistón secundario 10 para presentar la caja 30 llevada por el extremo del empujador 52 frente al extremo abierto del alojamiento 20 en el extremo delantero del pistón 10. A continuación, el dispositivo es desplazado en traslación axial hasta la posición representada en la parte inferior de la figura 4, donde el muelle 28 está comprimido entre la cabeza de la válvula 22 y el reborde anular 34 de la caja 30, quedando ésta apoyada por su reborde anular 36 sobre un resalte interno 64 del alojamiento 20. En esta posición, el extremo delantero del reborde cilíndrico 38 de la caja 30 está sensiblemente a nivel de la parte media de la garganta anular 44 del alojamiento 20.
Se continúa desplazando en traslación axial el órgano tubular 54 del dispositivo de montaje hacia la parte trasera para que su extremo achaflanado 56 se introduzca en el interior del reborde cilíndrico 38, deforme radialmente hacia el exterior el extremo 40 de este reborde en el interior de la garganta anular 44, y haga tope axial sobre el reborde anular 36 de la caja 30, que a su vez hace tope sobre el resalte interno 64 del alojamiento 20, como está representado en la mitad superior de la figura 4.
En esta posición, la deformación hacia el exterior del extremo 40 del reborde cilíndrico 38 de la caja es permanente. Esta deformación se realiza, preferentemente, sin que el extremo 40 del reborde 38 se apoye sobre el fondo de la garganta 44.
A continuación, se desplaza el dispositivo de montaje 50 en traslación axial hacia la parte delantera para sacarle del alojamiento 20. Bajo el efecto de la fuerza desarrollada por el muelle 28, la caja 30 sigue este movimiento hacia la parte delantera hasta que el extremo 40 de su reborde cilíndrico 38 se apoye sobre el borde delantero de la garganta anular 44 en la posición representada en la figura 2. En esta posición, la válvula 22 es mantenida en posición de obturación estanca del paso 24 y puede ser desplazada en traslación hacia la parte delantera comprimiendo el muelle 28 para la apertura de este paso.
La deformación radial hacia el exterior del extremo 40 del reborde 38 de la caja 30 no implica ningún rozamiento de una parte de esta caja sobre el pistón 10, cuando el dispositivo de montaje 50 es guiado correctamente con respecto al pistón 10, lo que no plantea problema particular. Además, el funcionamiento de este dispositivo de montaje puede automatizarse fácilmente.
En la variante de realización representada esquemáticamente en la figura 5, la caja 30 comprende una pared cilíndrica o troncocónica 32 cuyo extremo trasero está formado con patas 66 en U de las cuales una primera parte 68 se extiende axialmente hacia la parte trasera, en prolongación con la pared 32, una parte intermedia 70 está plegada radialmente hacia el exterior y hace la función del reborde anular 36 del modo de realización de la figura 2 y la tercera parte 72 se extiende axialmente hacia la parte delantera y hace la función de reborde cilíndrico 38 del modo de realización de la figura 2. En su extremo delantero, la pared 32 está unida a un reborde anular 34 como en el modo de realización precedente.
En la variante de la figura 6, la caja 30 comprende una pared 32 que es troncocónica, al menos, en su parte trasera y que puede ser cilíndrica en su parte delantera, y patas 74 que están formadas por roturas de la parte trasera de la pared 32, extendiéndose estas patas 74 hacia la parte delantera sensiblemente paralelas al eje de la caja desde el extremo trasero de ésta y en una longitud correspondiente a la del reborde cilíndrico 38 del modo de realización de la figura 2. En su extremo delantero, la caja comprende un reborde anular 34 orientado radialmente hacia el interior, como en los modos de realización precedentes.
La variante de realización de la caja representada en las figuras 7 y 8 corresponde en lo esencial al modo de realización de la figura 2 y comprende una pared troncocónica 32 que se extiende entre un reborde anular delantero 34 y un reborde anular trasero 36 que comprende orificios 48 y unido a un reborde cilíndrico 38, comprendiendo además el reborde anular trasero 36 salientes 76 que se extienden axialmente hacia la parte trasera y que forman los medios de tope de la caja 30 sobre el resalte interno 64 del alojamiento 20.
En todos estos modos de realización, la fijación de la caja 30 en el interior del alojamiento 20 está realizada del modo antes citado, evitando cualquier contacto con la pared interna del alojamiento 20 y los bordes y el fondo de la garganta anular 44 para evitar cualquier riesgo de arranque de partículas o de virutas metálicas.
Se observará, igualmente, que, en las realizaciones de las figuras 5 a 8, no es necesario que la caja 30 pueda desplazarse axialmente en el alojamiento para separar del fondo de este alojamiento orificios que faciliten el flujo del líquido a presión a través del paso 24.

Claims (12)

1. Pistón de cilindro principal, en particular para vehículo automóvil, que comprende en un extremo un alojamiento cilíndrico (20) de recepción de una válvula (22) y de un muelle de solicitación (28) montado entre la válvula y una caja (30) añadida al pistón, caracterizado porque la caja (30) está fijada por engaste por deformación plástica de medios de retención (38, 72, 74) formados en la caja en el interior del citado alojamiento (20).
2. Pistón de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque el engaste está realizado por deformación plástica de los elementos de retención (38, 72, 74) en una garganta anular (44) del citado alojamiento.
3. Pistón de acuerdo con las reivindicaciones 1 o 2, caracterizado porque la caja (30) puede desplazarse en el alojamiento a lo largo de una distancia correspondiente a la holgura axial de sus medios de retención en la garganta anular (44).
4. Pistón de acuerdo con las reivindicaciones 1, 2 o 3, caracterizado porque los medios de retención comprenden un reborde sensiblemente cilíndrico (38) que se extiende alrededor de la caja en dirección al extremo abierto del alojamiento (20).
5. Pistón de acuerdo con las reivindicaciones 1, 2 o 3, caracterizado porque los medios de retención comprenden patas (72, 74) que se extienden sensiblemente paralelas al eje de la caja alrededor de ésta, en dirección al extremo abierto del alojamiento (20).
6. Pistón de acuerdo con la reivindicación 5, caracterizado porque las citadas patas (72, 74) están formadas por recorte o por roturas de una pared (32) sensiblemente cilíndrica o troncocónica de la caja.
7. Pistón de acuerdo con una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque la caja (30) comprende, en el lado de la válvula (22), medios (36, 76) de apoyo sobre un resalte interno (64) del alojamiento.
8. Pistón de acuerdo con una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque el extremo de la caja situado en el lado del extremo abierto del alojamiento (20) comprende un reborde anular (34) que se extiende radialmente hacia el interior y que forma medios de apoyo del muelle de solicitación (28) de la válvula.
9. Pistón de acuerdo con una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque la citada caja está realizada por embutición.
10. Dispositivo de montaje de una válvula dentro de un pistón de un cilindro principal, en particular para vehículo automóvil, comprendiendo este pistón (10) en un extremo un alojamiento (20) sensiblemente cilíndrico de recepción de una válvula (22) y de un muelle de solicitación (28) montado entre la válvula y una caja (30) añadida al pistón y fijada por medios de retención introducidos en una garganta anular (44) de la pared cilíndrica del alojamiento (20), caracterizado porque:
- la citada caja (30), en un estado libre inicial, tiene un diámetro exterior inferior al diámetro interno del alojamiento (20),
- el alojamiento (20) comprende medios (64) de apoyo axial de la caja (30) en una posición en la que estos medios de retención (38, 72, 74) están radialmente alineados con la garganta anular (44) antes citada,
- el dispositivo de montaje comprende medios (52) de soporte y de aplicación de la caja (30) sobre los medios (64) de apoyo del alojamiento y medios (54) de deformación radial hacia el exterior de los medios de retención de la citada caja para introducir estos últimos en la garganta anular (44) del alojamiento.
11. Dispositivo de acuerdo con la reivindicación 10, caracterizado porque los medios de aplicación de la caja (30) sobre los medios de apoyo (64) del alojamiento comprenden un empujador central (52), montado dentro de un órgano tubular (54) del cual un extremo achaflanado (56) forma los medios de deformación radial antes citados.
12. Dispositivo de acuerdo con la reivindicación 11, caracterizado porque el empujador central (52) está guiado en deslizamiento axial dentro del órgano tubular (54) y está solicitado por un muelle de solicitación (58) en una dirección correspondiente a la aplicación de la caja (30) sobre los medios de apoyo (64) del alojamiento.
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