ES2361836T3 - Dispositivo limitador de presión para circuito hidráulico de frenado de un vehículo. - Google Patents

Abstract

Dispositivo limitador de presión para circuito hidráulico de frenado de un vehículo, que comprende un cárter estanco (1) conectado hidráulicamente entre los elementos de frenado de la o las ruedas delanteras y de la o las ruedas traseras, caracterizado porque dicho cárter comprende un cuerpo cilíndrico hueco (2) que presenta, en cada extremo, una cabeza de pistón (2a) y (2b) montada deslizante, de una manera estanca, en un orificio mecanizado (1c) del cárter (1), presentando dicho cuerpo (2) unas disposiciones constituidas por un orificio mecanizado (2c) formado coaxialmente y que desemboca en una de las cabezas de pistones (2b), en el lado de la conexión al circuito hidráulico de los elementos de frenado de la o las ruedas traseras, alojando dicho orificio mecanizado (2c), en comunicación con el fluido procedente de los elementos de frenado de las ruedas delanteras, una bola (4) sujeta a un resorte (5) y que coopera con un dedo (6a) coaxial que presenta un elemento de obturación estanco (6) montado en el orificio mecanizado (1c) del cárter (1), de manera que se permite el paso libre del fluido desde los elementos de frenado de la o las ruedas delanteras hasta los elementos de frenado de la o las ruedas traseras y hasta una presión de referencia ajustable y, cuando se alcanza la presión de referencia, el desplazamiento del conjunto cuerpo-pistones, de manera que se impide el paso del fluido en dirección a los elementos de frenado de la o las ruedas traseras, de manera que la presión disminuye en los elementos de frenado de la o las ruedas traseras, de una manera proporcional a un aumento de presión en los elementos de frenado de la o las ruedas delanteras.

Description

La presente invención se refiere al sector técnico de los circuitos de control de frenado para todo tipo de vehículos, en particular de tipo automóvil y motocicleta.

Tal como se ha indicado, la invención encuentra una aplicación particularmente ventajosa para un circuito hidráulico de frenado de vehículo en el que es necesario ejercer sobre un elemento accionador de tipo manillar o pedal, un esfuerzo para suministrar una determinada presión susceptible de actuar sobre los elementos de frenado. No obstante, una aplicación de este tipo no debe ser considerada rigurosamente limitativa.

Se recuerda, de manera perfectamente conocida por un experto en la materia, que los elementos de frenado, en particular los estribos, están equipados con placas controladas por unos pistones conectados hidráulicamente a un cilindro de mando controlado por uno o varios elementos accionadores manipulables con la mano o el pie, en función del tipo de vehículo considerado. Se conoce además que la acción de frenado, que corresponde a una desaceleración, provoca una transferencia de las masas hacia la parte delantera del vehículo, de manera que la parte trasera del vehículo tiene tendencia a deslastrarse y es susceptible de provocar una pérdida de sustentación, tal como puede ser el caso en los vehículos de tipo motocicleta.

Se remite a la figura 1 que muestra una curva de iso-adherencia correspondiente a un frenado teórico ideal en función de la presión ejercida sobre la o las ruedas delanteras (en ordenadas) con respecto a la presión ejercida sobre la o las ruedas traseras (en abscisas). Esta curva muestra que se produce un aumento de presión a nivel de los elementos de frenado de la o las ruedas traseras, aumento de presión que va seguido de un descenso progresivo correspondiente a la relajación de la presión a nivel de dichos elementos de frenado.

En realidad, cuando el usuario actúa sobre los elementos accionadores, se produce un aumento de presión que se traduce en una superación de la curva teórica que provocará un bloqueo de la o las ruedas traseras.

Para intentar remediar estos inconvenientes, se han propuesto unos limitadores de presión cuya función primera es la de limitar el aumento de presión, pero que no permiten hacer que vuelva a descender, de una manera progresiva, en el circuito de control de los elementos de frenado de la o las ruedas traseras. Como mucho, estos limitadores de presión permiten mantener esta presión constante según una meseta que aparece en el punto máximo de la curva teórica. Además, dichos limitadores son sensibles a la velocidad de aumento de presión. Por tanto, se producen dispersiones importantes de la presión de referencia en función de la velocidad de aumento de presión en el circuito. Este estado de la técnica se puede ilustrar mediante la enseñanza del documento DE 2.836.453.

La invención se ha fijado como objetivo remediar estos inconvenientes, de manera sencilla, segura, eficaz y racional.

El problema que se propone resolver la invención es, por un lado, librarse de la variación de velocidad de aumento de presión y, por otro lado, hacer que esta presión vuelva a descender en el circuito de frenado de la o las ruedas traseras del vehículo considerado.

Para resolver un problema de este tipo, se ha diseñado y puesto a punto un dispositivo limitador de presión para el circuito hidráulico de frenado de un vehículo, que comprende, de una manera conocida, un cárter estanco conectado hidráulicamente entre los elementos de frenado de la o las ruedas delanteras y de la o las ruedas traseras.

El problema planteado se resuelve mediante las características de la reivindicación 1.

Ventajosamente, el fluido procedente de los elementos de frenado de la o las ruedas delanteras se envía al orificio mecanizado del cárter entre las dos cabezas de pistones que delimitan una cámara anular, y se envía a los elementos de frenado de las ruedas traseras entre el extremo de la cabeza de pistón y el elemento de obturación.

Para resolver el problema planteado de permitir el paso libre del fluido en dirección a los elementos de frenado de la

o las ruedas traseras, la cabeza de pistón situada en el lado del elemento de obturación presenta, sobre su cara, unos tetones adecuados para apoyarse contra dicho elemento de obturación en posición de tope de la bola contra el dedo.

Para resolver el problema planteado de disminuir la presión en los elementos de frenado de la o las ruedas traseras y de hacer que vuelva a descender dicha presión, el conjunto cuerpo-pistones se sujeta a un elemento elástico montado en el orificio mecanizado del cárter y adecuado para ejercer una fuerza de empuje para aplicar dicho cuerpo contra el elemento de obturación, correspondiendo al paso libre del fluido, estando dicho elemento elástico pretensado a un valor correspondiente a la presión de referencia.

En una forma de realización preferida, el elemento de obturación está montado en el orificio mecanizado del cárter con capacidad de ajuste en traslación con el fin de modificar la pretensión del elemento elástico para modificar de una manera simultánea la presión de referencia.

Teniendo en cuenta el problema planteado que se debe resolver, de una manera preferida, la cabeza de pistón, que coopera con el elemento elástico pretensado, presenta un diámetro superior al de la otra cabeza, delimitando el orificio mecanizado del cárter dos extensiones internas coaxiales, de diámetros diferentes y correspondientes.

En otra forma de realización, la cabeza de pistón, que coopera con el elemento elástico pretensado, presenta un diámetro igual al de la otra cabeza, delimitando el orificio mecanizado del cárter una extensión interna de un diámetro correspondiente.

La invención se expone a continuación con mayor detalle con ayuda de las figuras de los dibujos adjuntos, en los que:

-la figura 1 muestra la curva teórica de iso-adherencia en el caso de un frenado ideal;

-las figuras 2, 3 y 4 muestran las curvas obtenidas mediante el dispositivo limitador de presión en comparación

con la curva ideal de la figura 1, representada en trazos discontinuos; las diferentes curvas obtenidas dependen

de los diámetros de las cabezas de pistones del cuerpo móvil;

-la figura 5 es una vista de carácter puramente esquemático que muestra el montaje del dispositivo limitador de presión en un circuito hidráulico de frenado de un vehículo;

-la figura 6 es una vista en sección longitudinal del dispositivo limitador representado en posición de paso de

fluido, cuando la presión ejercida sobre los elementos de frenado de la o las ruedas traseras es inferior a una

presión de referencia seleccionada;

-la figura 7 es una vista correspondiente a la figura 6 cuando la presión ejercida sobre los elementos de frenado de la o las ruedas traseras es superior al valor de presión de referencia seleccionado.

El dispositivo limitador de presión según la invención comprende un cárter estanco (1) de dimensiones reducidas, susceptible de ser integrado o añadido a un circuito hidráulico para el control de los elementos de frenado. Tal como se muestra en la figura 5, el limitador de presión está conectado hidráulicamente entre los elementos de frenado (F1) de la o las ruedas delanteras (AV) y los elementos de frenado (F2) de la o las ruedas traseras (AR). De una manera clásica y perfectamente conocida por un experto en la materia, los elementos de frenado (F1) y (F2) están servocontrolados por un cilindro de mando (C) sujeto al elemento accionador (O) que puede estar constituido por un pedal, un manillar u otro, en función del tipo de vehículo a equipar.

El cárter (1) constituye un conjunto compacto y autónomo en forma de un bloque sustancialmente paralelepipédico. El cárter (1) presenta, en su espesor, unos canales (1a) y (1b) en comunicación con una extensión de conexión (1a1), (1b1), para conectarse al circuito hidráulico de frenado. Esta conexión se puede realizar, por ejemplo, mediante unas conexiones flexibles. El canal (1a) está en comunicación con el circuito hidráulico de los elementos de frenado (F1) de la o las ruedas delanteras (AV), mientras que el canal (1b) está en comunicación con el circuito hidráulico de los elementos de frenado (F2) de la o las ruedas traseras (AR). Los canales (1a) y (1b) están en comunicación con un orificio mecanizado coaxial (1c) del cárter (1). Evidentemente, el cárter (1) presenta unas disposiciones (1d) y (1e) para la fijación mediante tornillos o de otro modo en una parte del vehículo considerado.

Según una característica básica de la invención, el orificio mecanizado (1c) del cárter (1) aloja, con capacidad de deslizamiento estanco, un cuerpo cilíndrico hueco (2) que presenta, en cada extremo, una cabeza de pistón (2a) y (2b). De una manera importante, tal como se explicará a continuación en la descripción, el conjunto de cuerpo-pistones (2) está sujeto a un elemento elástico en forma de un resorte pretensado (3), montado en el fondo del orificio mecanizado (1c).

El cuerpo cilíndrico (2) presenta un orificio mecanizado (2c) formado coaxialmente y que desemboca en la cabeza de pistón (2b), en el lado del canal (1b) conectado al circuito hidráulico de los elementos de frenado (F2) de la o las ruedas traseras (AR). Este orificio mecanizado (2c) está en comunicación, por un orificio (2d), con el fluido procedente de los elementos de frenado (F1) de la o las ruedas delanteras (AV). Este orificio mecanizado (2c) aloja una bola (4) sujeta a un resorte (5) montado en el fondo de dicho orificio mecanizado (2c). La bola (4) coopera con un dedo coaxial (6a) que presenta un elemento de obturación estanco (6) montado en el lado de la abertura que desemboca en el orificio mecanizado (1c).

Cuando la bola (4) está en contacto con el dedo (6a), se separa de su asiento (2e) permitiendo el paso libre del fluido hidráulico por el canal (1a), el orificio mecanizado (2c) y el canal (1b). Por el contrario, cuando ya no está en contacto con el dedo (6a), la bola (4) es empujada hacia el fondo de su asiento (2e) por el resorte (5), correspondiendo al cierre del circuito en dirección a los elementos de frenado de la o las ruedas traseras (AR), tal como se indicará a continuación en la descripción.

Con este objetivo, el fluido procedente de los elementos de frenado de la o las ruedas delanteras (AV) se envía al orificio mecanizado (1c) del cárter (1), entre las dos cabezas de pistones (2a) y (2b) que delimitan una cámara anular. El resorte (3), que está pretensado en función del valor de la presión de referencia seleccionado, ejerce, sobre la cabeza de pistón (2a), una fuerza de empuje adecuada para aplicar el cuerpo cilíndrico (2), a nivel de su cabeza de pistón (2b), contra el elemento de obturación (6).

En esta posición (figura 6), la bola (4) está en contacto con el dedo (6a) del elemento de obturación (6), para liberar su asiento (2e), correspondiendo al paso libre del fluido, por el canal (1a), el orificio mecanizado (2c) y el canal (1b). Se debe observar que la cabeza de pistón (2b) presenta, sobre su cara, unos tetones (2b1) adecuados para apoyarse contra la cabeza (6b) del elemento de obturación (6), en posición de tope de la bola (4) contra el dedo (6a), para el paso libre del fluido hidráulico.

Conviene analizar el funcionamiento del dispositivo limitador de presión según la invención. Cuando la presión (P1) ejercida sobre los elementos de frenado de la o las ruedas delanteras aumenta, correspondiendo a una superación del valor de referencia preseleccionado, es decir de la pretensión del resorte (3), el cuerpo (2) tiene tendencia a retroceder, comprimiendo dicho resorte (3) (figura 7). La bola (4) ya no se mantiene por el dedo (6a), de manera que obtura el asiento (2e) bajo el efecto del empuje del resorte (5). En esta posición (figura 7), la presión (P2) ejercida sobre los elementos de frenado (F2) de la o las ruedas traseras (AR), disminuye de manera proporcional a un aumento de presión a nivel de los elementos de frenado de la o las ruedas delanteras.

A partir de este diseño de base y según una forma de realización preferida, la cabeza del pistón (2a) presenta un diámetro superior al de la otra cabeza (2b). En este caso, el orificio mecanizado (1c) del cárter delimita dos extensiones internas (1c1) y (1c2) dispuestas coaxialmente, de diámetros diferentes y correspondientes a los de dichos pistones. En este caso, se obtiene una curva próxima a la curva de iso-adherencia teórica (figura 2). A continuación sigue, en un primer momento, un aumento de presión del fluido que circula normalmente en el limitador de caudal por el canal (1a), el orificio mecanizado (2c) y el canal (1b), y después, cuando se alcanza la presión de referencia, la presión disminuye en los elementos de frenado de la o las ruedas traseras de una manera proporcional al aumento de presión en los elementos de frenado de la o las ruedas delanteras.

Cuando el diámetro de la cabeza del pistón (2a) es inferior al diámetro de la cabeza de pistón (2b), se obtiene una curva según la ilustrada en la figura 3.

Finalmente, cuando el diámetro de la cabeza de pistón (2a) es igual al diámetro de la cabeza de pistón (2b), se obtiene una curva según la ilustrada en la figura 4.

Evidentemente, en este caso, el orificio mecanizado (1c) del cárter delimita una extensión interna de igual diámetro en toda su longitud.

De una manera ventajosa, el elemento de obturación (6) está montado en el orificio mecanizado (1c) del cárter con capacidad de ajuste en traslación con el fin de modificar, a voluntad, la pretensión del resorte (3) para modificar, de una manera simultánea, la presión de referencia. Por ejemplo, el elemento de obturación (6) está constituido por un cuerpo cilíndrico que presenta una extensión roscada (6c) adecuada para atornillarse en una rosca (1f) interior formada a nivel de la entrada del orificio mecanizado (1c), El cuerpo (6) está sujeto a una moleta de maniobra (6d).

Las ventajas se desprenden fácilmente de la descripción, en particular se destaca y se recuerda que el dispositivo limitador de presión según la invención permite librarse de la variación de la velocidad de aumento de presión y permite hacer que vuelva a descender esta presión en el circuito de los elementos de frenado de las ruedas traseras en función de una presión de referencia preseleccionada.

Claims (8)

1. REIVINDICACIONES

   1.

   Dispositivo limitador de presión para circuito hidráulico de frenado de un vehículo, que comprende un cárter estanco (1) conectado hidráulicamente entre los elementos de frenado de la o las ruedas delanteras y de la o las ruedas traseras, caracterizado porque dicho cárter comprende un cuerpo cilíndrico hueco (2) que presenta, en cada extremo, una cabeza de pistón (2a) y (2b) montada deslizante, de una manera estanca, en un orificio mecanizado (1c) del cárter (1), presentando dicho cuerpo (2) unas disposiciones constituidas por un orificio mecanizado (2c) formado coaxialmente y que desemboca en una de las cabezas de pistones (2b), en el lado de la conexión al circuito hidráulico de los elementos de frenado de la o las ruedas traseras, alojando dicho orificio mecanizado (2c), en comunicación con el fluido procedente de los elementos de frenado de las ruedas delanteras, una bola (4) sujeta a un resorte (5) y que coopera con un dedo (6a) coaxial que presenta un elemento de obturación estanco (6) montado en el orificio mecanizado (1c) del cárter (1), de manera que se permite el paso libre del fluido desde los elementos de frenado de la o las ruedas delanteras hasta los elementos de frenado de la o las ruedas traseras y hasta una presión de referencia ajustable y, cuando se alcanza la presión de referencia, el desplazamiento del conjunto cuerpo-pistones, de manera que se impide el paso del fluido en dirección a los elementos de frenado de la o las ruedas traseras, de manera que la presión disminuye en los elementos de frenado de la o las ruedas traseras, de una manera proporcional a un aumento de presión en los elementos de frenado de la o las ruedas delanteras.

2. 2.

   Dispositivo según la reivindicación 1, caracterizado porque el fluido procedente de los elementos de frenado de la

   o las ruedas delanteras se envía al orificio mecanizado (1c) del cárter (1) entre las dos cabezas de pistones (2a) y (2b) que delimitan una cámara anular, y se envía a los elementos de frenado de la o las ruedas traseras entre el extremo de la cabeza de pistón (2b) y el elemento de obturación (6).

3. 3.

   Dispositivo según cualquiera de las reivindicaciones 1 y 2, caracterizado porque la cabeza de pistón (2b) situada en el lado del elemento de obturación (6) presenta, sobre su cara, unos tetones (2b1) adecuados para apoyarse contra dicho elemento de obturación (6) en posición de tope de la bola (4) contra el dedo (6a) para el paso libre del fluido.

4. 4.

   Dispositivo según cualquiera de las reivindicaciones 1, 2 y 3, caracterizado porque el conjunto de cuerpo-pistones (2) está sujeto a un elemento elástico (3) montado en el orificio mecanizado (1c) del cárter (1) y adecuado para ejercer una fuerza de empuje para aplicar dicho cuerpo (2) contra el elemento de obturación (6), correspondiendo al paso libre del fluido, estando dicho elemento elástico (3) pretensado a un valor correspondiente a la presión de referencia.

5. 5.

   Dispositivo según cualquiera de las reivindicaciones 1, 2, 3 y 4, caracterizado porque el elemento de obturación

   (6) está montado en el orificio mecanizado (1c) del cárter (1) con capacidad de ajuste en traslación con el fin de modificar la pretensión del elemento elástico (3) para modificar, de una manera simultánea, la presión de referencia.

6. 6.

   Dispositivo según cualquiera de las reivindicaciones 1, 2, 3, 4 y 5, caracterizado porque la cabeza de pistón (2a), que coopera con el elemento elástico pretensado (3), presenta un diámetro superior al de la otra cabeza (2b), delimitando el orificio mecanizado (1c) del cárter dos extensiones internas coaxiales (1c1) y (1c2), de diámetros diferentes y correspondientes.

7. 7.

   Dispositivo según cualquiera de las reivindicaciones 1, 2, 3, 4 y 5, caracterizado porque la cabeza de pistón (2a), que coopera con el elemento elástico pretensado (3), presenta un diámetro inferior al de la otra cabeza (2b), delimitando el orificio mecanizado (1c) del cárter (1) dos extensiones internas coaxiales (1c1) -(1c2), de diámetros diferentes y correspondientes.

8. 8.

   Dispositivo según la reivindicación 1, caracterizado porque la cabeza de pistón (2a), que coopera con el elemento elástico pretensado, presenta un diámetro igual al de la otra cabeza (2b), delimitando el orificio mecanizado (1c) del cárter (1) una extensión interna de un diámetro correspondiente.