ES2198908T3 - Instalacion de frenos con proteccion contra bloqueo. - Google Patents
Instalacion de frenos con proteccion contra bloqueo.Info
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Abstract
Instalación de frenos con protección contra bloqueo, que está construida en especial para la regulación del deslizamiento del accionamiento, así como para la regulación de la dinámica de la marcha, ¿ con una bomba (42) para el accionamiento de un freno (37) de la rueda, que toma el líquido de frenos desde una unidad generadora (31) de la presión de frenado y lo conduce hasta el freno (37) de la rueda, ¿ y con una disposición de válvula (1), la cual - está colocada entre la unidad generadora de la presión de frenado (31) y una conexión de entrada (42e) de la bomba (42) y está configurada como válvula de 2 conexiones y 3 posiciones, - en una posición básica no accionada (1.1) cierra la unión entre la unidad generadora de la presión de frenado (31) y la conexión de entrada (42e) de la bomba (42), - en una primera posición de accionamiento (1.2) establece una unión secundaria (B) de paso para la corriente de fluido entre la unidad generadora de la presión de frenado (31) y la conexión de entrada (42e) de la bomba (42), y - en una segunda posición de accionamiento (1.3) establece una unión primaria (A) de paso para la corriente de fluido entre la unidad generadora de la presión de frenado (31) y la conexión de entrada (42e) de la bomba (42), - teniendo la unión primaria (A) de paso de la corriente de fluido una sección de paso mayor que la unión secundaria (B) de paso para la corriente de fluido, y - en cada operación de accionamiento de la disposición de válvula (1) se establece primeramente solo la unión secundaria (B) de paso para la corriente de fluido y a continuación la unión primaria (A) de paso para la corriente de fluido, ¿ caracterizada porque, después de un accionamiento de esta clase de la disposición de válvula (1), ésta puede ser ajustada opcionalmente, por medio del ajuste de la fuerza de accionamiento, o bien para la posición de unión primaria (A) o para la posición de ún secundaria (B) de paso para la corriente de fluido.
Description
Instalación de frenos con protección contra
bloqueo.
La invención se refiere a una instalación de
frenos con protección contra el bloqueo, que en especial está
construida para la regulación del deslizamiento del accionamiento,
así como para la regulación de la dinámica de la marcha, con una
bomba para accionar un freno de la rueda, que toma el líquido de
frenos en forma controlada desde una unidad generadora de la
presión de frenado y lo conduce hasta el freno de la rueda.
Por el documento DE 40 35 527 A1 es conocido el
método de prever una válvula de dos posiciones y tres vías entre el
lado de entrada de la bomba y la unidad generadora de la presión
de frenado. Esta disposición de válvula tiene únicamente una
posición de accionamiento o de unión. La sección de paso de caudal
de esta posición única de accionamiento o de unión de la válvula
tiene que tener unas medidas muy grandes, con el fin de que en la
entrada hacia el dispositivo de regulación de la estabilidad de la
marcha se consiga por medio de la bomba una formación rápida de la
presión en el freno de la rueda, en especial para conseguir un buen
comportamiento de aspiración (elevado rendimiento) de la bomba con
temperaturas bajas. Sin embargo, una gran sección de paso de la
corriente de fluido lleva en sí como consecuencia negativa grandes
ruidos del paso de la corriente de líquido hidráulico y fuertes
tirones de retroceso del pedal, lo cual es molesto y poco cómodo
para el conductor.
Una disposición de válvula de esta clase es
conocida como la denominada válvula "normalmente cerrada"
(NC). En el estado no accionado, es decir en la posición básica o
normal, la unión de paso de la corriente de fluido está cerrada
entre las conexiones para el fluido en la disposición de la
válvula, mientras que por el contrario en el estado accionado se
establece la unión de paso de la corriente de fluido entre las
conexiones para el fluido. Con el fin de que en el estado no
accionado esté cerrada la unión de paso de la corriente de fluido
entre las conexiones para el fluido, un elemento de la válvula está
pretensado mediante el efecto de una disposición de muelle, de
manera que dicho elemento llegue a apoyarse herméticamente en un
asiento de hermetización. Para establecer la unión de paso de la
corriente de fluido entre las conexiones para el fluido en el
estado accionado, es necesario que el dispositivo de accionamiento
aporte una fuerza, que pueda vencer por lo menos la fuerza de
pretensado de la disposición de muelle, de manera que el elemento
de válvula se levante y se separe del asiento de hermetización.
De todos modos, en la mayoría de los casos de
aplicación no es suficiente que el dispositivo de accionamiento
aporte una fuerza, que sea solo ligeramente mayor que la fuerza de
pretensado de la disposición de muelle, puesto que durante el
funcionamiento se producen en las conexiones del fluido de la
disposición de válvula diferentes presiones del fluido, con lo cual
actúa sobre el elemento de válvula adicionalmente una fuerza
diferencial de presión, que está dirigida en sentido opuesto a la
fuerza aportada por el dispositivo de accionamiento, según sea la
dirección de actuación. Por consiguiente, el dispositivo de
accionamiento debe ser construido de manera que la fuerza de
accionamiento sea mayor que la suma de la fuerza de pretensado de
la disposición de muelle y de la fuerza diferencial máxima de
presión que se puede esperar, para asegurar así una función segura
de la disposición de válvula. Un inconveniente en este caso es que
el dispositivo de accionamiento tiene que ser sobredimensionado
para un gran número de situaciones, en especial si se exige una
gran sección de paso de la corriente de fluido en el estado
accionado de la disposición de válvula, como ocurre en la mayor
parte de los casos de aplicación, con el fin de impedir el efecto
de estrangulación de la disposición de válvula. Una gran sección de
paso de la corriente de fluido significa adicionalmente, sin
embargo, una fuerza diferencial de presión muy elevada, por lo que
se debe aplicar una elevada fuerza de accionamiento. De este modo
se ocasionan elevados costes y un empleo de muchos medios técnicos
para la construcción de la disposición de válvula. También por esta
causa la disposición de la válvula requiere un tamaño de
construcción relativamente grande.
Los documentos WO 97/07002 A, DE 195 30 899 A,
WO 97/06040 A, WO 96/15926 A, WO 98/13242 A y WO
98/57834 A describen una instalación de frenos con protección
contra bloqueo, que está construida para la regulación del
deslizamiento del accionamiento, así como para la regulación de la
dinámica de la marcha, con una bomba para accionar un freno de la
rueda, que toma el líquido de frenos desde una unidad generadora de
la presión de frenado y lo conduce hasta el freno de la rueda, y
con una disposición de válvula de dos conexiones y tres posiciones,
que está situada entre la unidad generadora de la presión de
frenado y una conexión de entrada de la bomba, que en una posición
básica no accionada cierra la unión entre la unidad generadora de
la presión de frenado y la conexión de entrada de la bomba, que en
una primera posición de accionamiento establece una unión
secundaria de paso de la corriente de fluido entre la unidad
generadora de la presión de frenado y la conexión de entrada de la
bomba, y que en una segunda posición de accionamiento establece una
unión primaria de paso de la corriente de fluido entre la unidad
generadora de la presión de frenado y la conexión de entrada de la
bomba, teniendo la unión primaria de paso de la corriente de fluido
una sección de paso de caudal mayor que la unión secundaria de paso
para la corriente de fluido.
En cada operación de accionamiento de la
disposición de válvula propuesta en los documentos WO 97/07002 A,
DE 195 30 899 A, WO 97/06040 A o bien WO 96/15926 A, se realiza
en primer lugar únicamente la unión secundaria de paso para la
corriente del fluido y a continuación la unión primaria de paso
para la corriente de fluido.
La invención se plantea el cometido de
proporcionar una instalación de frenos con protección contra
bloqueo, evitando los inconvenientes antes mencionados.
Para solucionar este cometido según la presente
invención, la instalación de frenos con protección contra bloqueo
antes mencionada se caracteriza porque, después de un accionamiento
de esta clase de la disposición de válvula, ésta puede ser
ajustada opcionalmente o bien para la posición de unión primaria de
paso de la corriente de fluido o bien para la posición de unión
secundaria de paso de la corriente de fluido, mediante el ajuste de
la fuerza de accionamiento.
Todos los inconvenientes de la disposición
conocida antes mencionada (DE 40 35 527 A1) se pueden evitar con la
solución propuesta en la presente invención, que adicionalmente
proporciona otra posición de accionamiento con una sección menor de
paso para la corriente de fluido, puesto que de este modo se puede
dosificar en forma exacta la corriente volumétrica que va desde la
unidad generadora de la presión de frenado hacia la bomba. Esto
ocurre sobre todo, cuando la corriente volumétrica es modulada por
medio del cambio concreto realizado a tiempo entre la posición
básica (1.1) y la primera posición de accionamiento (1.2). En
consecuencia, durante la regulación de la presión de frenado en el
freno de la rueda se puede adaptar el nivel de presión en el lado
de salida de la bomba casi al mismo nivel de presión existente en
el freno de la rueda, con lo cual además se reducen también los
ruidos hidráulicos.
Especialmente adecuada para su utilización como
válvula de paso (1) de dos/tres vías, colocada entre la unidad
generadora 31 de la presión de frenado y el lado de entrada 42e de
la bomba 42, es la disposición de válvula representada en la figura
2 en estado no accionado y en la figura 3 en estado accionado. Para
su aplicación aquí, la disposición de válvula se conecta a la
corriente eléctrica del modo siguiente:
- -
- para que únicamente sea accionado el otro elemento de válvula 11 (unión secundaria de paso B de la corriente de fluido) con una primera corriente de paso para el establecimiento de la primera posición de accionamiento (1.1),
- -
- y para que sea accionado además el elemento de válvula 3 (unión primaria de paso A para la corriente de fluido) con una segunda corriente de paso para el establecimiento de la segunda posición de accionamiento (1.2).
Una ventaja decisiva de la instalación de frenos
con protección contra bloqueo propuesta en la invención es que,
antes de establecerse la unión primaria de paso de la corriente de
fluido, se establezca en primer lugar una unión secundaria de paso
de la corriente de fluido. Debido a la unión secundaria de paso
para la corriente de fluido, en el caso de que diferentes presiones
del fluido en las conexiones para el fluido ejerzan sobre el
elemento de válvula adicionalmente una fuerza de presión
diferencial, se activa en primer lugar una operación de
compensación de la presión entre las conexiones de paso para el
fluido, con lo cual se elimina la fuerza diferencial de presión, de
modo que la fuerza diferencial de presión, al establecerse la unión
primaria de paso de la corriente de fluido, ya no sea activa y no
pueda tener repercusiones negativas. Así pues, solo se necesita una
fuerza de accionamiento relativamente pequeña, con lo cual el
dispositivo de accionamiento puede ser construido en forma
económica, de manera que solo necesita un empleo de pocos medios
técnicos, así como poco espacio de montaje. Por lo tanto, la
sección de paso de la corriente de fluido, determinada
principalmente por la unión de paso primaria de la corriente de
fluido, puede ser dimensionada generosamente con grandes medidas,
para descartar un efecto de estrangulación no deseado en el
comportamiento de paso de la corriente de fluido en la disposición
de válvula. Dado que la unión secundaria de paso de la corriente de
fluido tiene solo una sección pequeña de paso para la corriente de
fluido, en comparación con la unión primaria de paso de la
corriente de fluido, se puede despreciar la fuerza diferencial de
presión que se debe vencer al establecer la segunda unión de paso
de la corriente de fluido.
En forma ventajosa se pueden controlar mediante
un mando electromagnético y/o hidráulico el dispositivo de
accionamiento y/o el otro dispositivo de accionamiento. Así, en
forma especial, el dispositivo de accionamiento que acciona el
elemento de válvula para establecer la unión primaria de paso de la
corriente de fluido puede ser controlado en forma electromagnética,
y el otro dispositivo de accionamiento, que acciona el otro
elemento de válvula para establecer la unión secundaria de paso de
la corriente de fluido puede ser controlado hidráulicamente. Para
ello, otro dispositivo de accionamiento accionado hidráulicamente
puede ser controlado por medio de la diferencia de presiones
existente entre las conexiones de paso del fluido, para establecer
la unión secundaria de paso para la corriente de fluido con el fin
de activar la operación de compensación de la presión entre las
conexiones del fluido. Si se establece la conexión primaria de la
unión de paso de la corriente de fluido, después de eliminarse la
fuerza diferencial de presión del dispositivo de accionamiento
accionado electromagnéticamente, se debe aplicar también solo una
fuerza de accionamiento relativamente pequeña. Esto repercute de
forma especialmente ventajosa sobre la construcción de la
disposición de electroimán del dispositivo de accionamiento, puesto
que la fuerza electromagnética que se debe aportar es relativamente
pequeña, lo cual significa por una parte un consumo de corriente
como ahorro de energía y por lo tanto con un coste favorable, y por
otra parte hace posible una realización de los componentes del
circuito magnético con ahorro de espacio de montaje, sobre todo de
la bobina y del inducido.
En una forma preferida de realización de la
invención, la disposición de válvula tiene un primer elemento de
válvula, que está pretensado por medio de una disposición de muelle
en la posición (básica), estando previsto un primer dispositivo de
accionamiento, para situar el elemento de válvula en la primera
posición de accionamiento, y otro elemento de válvula que está
pretensado hacia la posición (básica) por medio de otra disposición
de muelle, y puede ser situado en la segunda posición de
accionamiento por medio de otro dispositivo de accionamiento, de
manera que, al efectuarse el accionamiento de la disposición de
válvula, en primer lugar se obtenga únicamente la unión secundaria
de paso de la corriente de fluido y a continuación la unión
primaria de paso de la corriente de fluido.
Según una forma preferida de realización, tanto
el elemento de válvula como también el otro elemento de válvula
pueden ser accionados por medio de un dispositivo común de
accionamiento. En especial, el dispositivo común de accionamiento
puede ser controlado electromagnéticamente, gracias a las ventajas
antes expuestas. Para ello, el dispositivo de accionamiento puede
tener un macho empujador de dos etapas o estaciones, que una
primera etapa accione únicamente el otro elemento de válvula, en
dependencia
\newpage
del inducido que mueve al dispositivo de
accionamiento, para establecer en primer lugar la unión secundaria
de paso de la corriente de fluido, y a continuación, en una segunda
etapa, puede accionar también o bien únicamente el elemento de
válvula que establece la unión primaria de paso de la corriente de
fluido, la cual caracteriza el comportamiento de paso de la
corriente de fluido en la disposición de válvula. Además, por medio
del dispositivo común de accionamiento, se ahorra un dispositivo de
accionamiento y en consecuencia se pueden ahorrar también los
componentes y los costes respectivos, y se obtiene también una
forma de construcción compacta de la disposición de
válvula.
En una forma de realización especialmente
preferida, el elemento de válvula está configurado en forma de
cúpula y el otro elemento de válvula en forma de bola, estando el
otro elemento de válvula colocado dentro del elemento de válvula,
con lo cual se puede establecer la disposición de la válvula de
manera que se ahorre especialmente mucho espacio de montaje.
En forma ventajosa, la fuerza de pretensado de la
disposición de muelle es mayor que la fuerza de pretensado de la
otra disposición de muelle. De este modo es especialmente pequeña
la fuerza de accionamiento necesaria para establecer la unión
secundaria de paso de la corriente de fluido, que depende de la
fuerza de pretensado de la otra disposición de muelle, sobre todo
si en las conexiones del fluido hay diferentes presiones del
fluido. Además, la otra disposición de muelle se puede apoyar sobre
la otra disposición de muelle, para conseguir una realización
sencilla y con ahorro de espacio de montaje de la disposición de
válvula.
Bajo los puntos de vista de la sencillez y del
ahorro de espacio de montaje, es ventajoso que la unión primaria de
paso de la corriente de fluido esté determinada por un asiento de
hermetización realizado en la carcasa de la disposición de válvula
y por un elemento de válvula. Lo mismo debe decirse, cuando la
unión secundaria de paso de la corriente de fluido esté formada por
un asiento de válvula realizado en el elemento de válvula y por el
otro elemento de válvula.
Dado que el balance de fuerzas está determinado
por una parte por la fuerza de accionamiento que debe ser aportada
por el dispositivo de accionamiento y por otra parte bajo la fuerza
de pretensado que debe ser aportada por la disposición de muelle, y
en su caso por la fuerza diferencial existente entre las conexiones
de paso del fluido de la disposición de válvula, la disposición de
muelle se puede apoyar en la carcasa de la disposición de válvula
para conseguir una mayor sencillez y ahorro de espacio de montaje.
La misma ventaja se consigue, si la otra disposición de muelle se
apoya sobre el elemento de válvula.
Una alternativa ventajosa se obtiene, si el otro
elemento de válvula está unido en una sola pieza al dispositivo de
accionamiento, con lo cual se pueden ahorrar componentes en la
disposición de válvula o bien pueden ser fabricados de modo más
sencillo. Para construir la disposición de válvula de un modo
todavía más compacto en este caso, se puede prever que la otra
disposición de muelle realice el pretensado del dispositivo de
accionamiento, con el fin de que el otro elemento de válvula adopte
su primera posición, de manera que la otra disposición de muelle se
apoye en la carcasa de la disposición de válvula.
La invención y otras realizaciones ventajosas de
la misma son explicadas a continuación con ayuda de los dibujos
adjuntos.
La figura 1, muestra una representación
esquemática de una instalación de frenos para vehículos con
protección contra el bloqueo según la invención.
Las figura 2 muestra una forma de realización de
una disposición de válvula para su utilización en la instalación
de frenos para vehículos con protección contra el bloqueo según la
invención y representada en la figura 1, en el estado no
accionado.
La figura 3 muestra una forma de realización de
una disposición de válvula para su utilización en la instalación
de frenos para vehículos con protección contra el bloqueo según la
invención y representada en la figura 1, en el estado
accionado.
En la figura 1 se representa esquemáticamente una
instalación de frenos para vehículos de motor con protección
contra el bloqueo según la invención. Un pedal de freno 30 sirve
para accionar una unidad generadora de la presión de frenado 31 a
través de un elemento de accionamiento. La unidad generadora de la
presión de frenado 31 tiene un cilindro de freno 32, en el que hay
un émbolo 33 que forma una cámara de presión 34. La cámara de
presión 34 es alimentada con líquido de frenos desde un depósito
35. Desde la cámara de presión 34 sale una tubería 36 para el
líquido de frenos hasta un freno 37 de la rueda del vehículo de
motor.
En la tubería 36 para el líquido de frenos está
colocado un dispositivo de válvula 38, 39 entre la unidad
generadora de la unidad de frenado 31 y el freno 37 de la rueda. El
dispositivo de válvula 38, 39 está formado por dos válvulas
electromagnéticas, que son accionadas respectivamente cada una de
ellas por una unidad electrónica de control ECU, para modular la
presión en el freno 37 de la rueda. Para ello, la unidad
electrónica de control ECU detecta a través de un sensor 40 el
comportamiento de giro de la rueda del vehículo correspondiente al
freno 37 de la rueda, para ajustar fases de formación de presión,
descompresión y mantenimiento de la presión por medio de la
activación correspondiente de las válvulas electromagnéticas 38 y
39.
En el estado eléctrico no accionado, la primera
válvula electromagnética 38 adopta su posición abierta y la segunda
válvula electromagnética 39 adopta su posición cerrada, para poder
formar la presión en el freno 37 para la rueda. Si solo se acciona
la primera válvula electromagnética 38, la primera válvula
electromagnética 38 se sitúa en su posición cerrada y la segunda
válvula electromagnética 39 permanece en su posición cerrada, de
manera que se mantiene constante la presión en el freno 37 de la
rueda. Si se accionan tanto la primera como la segunda válvula
electromagnética 38, 39, la primera válvula electromagnética 38 se
sitúa en su posición cerrada y la segunda válvula electromagnética
39 se sitúa en su posición abierta. En este caso, puede pasar el
líquido de frenos desde el freno 37 de la rueda a través de la
segunda válvula electromagnética 39 hasta un depósito intermedio de
almacenamiento 41. Por medio de una bomba hidráulica 42, el
líquido de frenos que se encuentra en el depósito intermedio de
almacenamiento 41 es transportado hacia atrás hasta la tubería 36
del líquido de frenos. La bomba hidráulica 42 es accionada por
medio de un motor eléctrico M, que también es activado por la
unidad electrónica de control ECU. El dispositivo de válvula 38, 39
puede estar configurado también con una válvula mecánica de
regulación del caudal, en lugar de la primera válvula
electromagnética 38, o bien con una válvula de tres posiciones y
dos vías o bien de tres posiciones y tres vías, accionada
electromagnéticamente, en lugar de las dos válvulas
electromagnéticas 38 y 39.
La unidad generadora de la presión de frenado 31
tiene un reforzador neumático 44 de la fuerza de frenado, para
reforzar la fuerza de accionamiento ejercida a través del pedal de
freno 30. Una pared móvil divide al reforzador neumático 44 de la
fuerza de frenado en una cámara de vacío 45 y una cámara de presión
46. Para la formación del vacío, la cámara de vacío 45 está
conectada a una fuente de vacío "Vac" no representada en el
dibujo. En un vehículo de motor equipado con un motor Otto, el
vacío producido en el tubo de aspiración de acuerdo con el
principio utilizado está disponible como fuente de vacío
"Vac". Por el contrario, en un vehículo de motor accionado por
medio de un motor diesel o un motor eléctrico, se necesita una
bomba de vacío adicional como fuente de vacío "Vac". Al
accionar el pedal de freno 30, el reforzador 44 de la fuerza de
frenado funciona en la forma ya conocida, al ser sometida a la
presión atmosférica la cámara de presión 46, de manera que en la
pared móvil actúa una diferencia de presiones, que apoya a la
fuerza de accionamiento ejercida en el pedal de freno 30. En el
estado no accionado, la cámara de vacío 45 y la cámara de presión
46 están unidas entre sí y de este modo está compensada la presión,
de manera que en la pared móvil no actúa ninguna diferencia de
presiones.
El reforzador 44 de la fuerza de frenado puede
ser controlado también eléctricamente por medio de una disposición
electromagnética 47. La disposición electromagnética 47 acciona
aquí una válvula de mando no representada en el dibujo, para situar
al reforzador 44 de la fuerza de frenado en diferentes posiciones
de mando. En primer lugar, en una primera posición denominada de
formación de presión, en la que está cerrada la unión de la cámara
de vacío 45 con la cámara de presión 46 y abierta la unión de la
cámara de presión 46 hacia la atmósfera exterior, de manera que en
la pared móvil se forma o aumenta una diferencia de presiones. O
bien en segundo lugar en una segunda posición denominada de
mantenimiento, en la que está cerrada la unión de la cámara de
vacío 45 con la cámara de presión 46 y la unión de la cámara de
presión 46 hacia la atmósfera exterior, de manera que se mantiene
una diferencia de presiones que actúa sobre la pared móvil. O bien
en tercer lugar en una tercera posición denominada de
descompresión, en la que se abre la unión de la cámara de vacío 45
con la cámara de presión 46 y se cierra la unión de la cámara de
presión 46 hacia la atmósfera exterior, de manera que, por medio de
una operación de compensación de la presión, se elimina la
diferencia de presiones que actúa sobre la pared móvil. Para situar
la válvula de mando en las diferentes posiciones de mando, la
unidad electrónica de control ECU conecta una corriente eléctrica a
la disposición de electroimán 41, de manera que el ajuste de las
posiciones de mando antes indicadas tiene lugar, por ejemplo, por
medio de la modulación de las amplitudes de impulsos de la señal de
la corriente eléctrica. La presión de frenado producida en la
cámara de presión 46 y conducida hasta la tubería 36 para el
líquido de frenos es detectada por medio de un sensor 48 y
transmitida a la unidad electrónica de control ECU, para regular la
presión de frenado en dependencia de un valor de presión deseado
y/o de un recorrido de la presión deseado.
La posibilidad de mando eléctrico del reforzador
44 de la fuerza de frenado hace posible realizar también
automáticamente operaciones de frenado, es decir
independientemente de un accionamiento del pedal de freno 30, lo
cual ocurre por ejemplo en la realización de un dispositivo de
regulación de la distancia. Un dispositivo de sensor 49 está
previsto para detectar valores que están relacionados con el
accionamiento del pedal de freno 30 (recorrido del pedal, fuerza
del pedal, velocidad de accionamiento del pedal), para la
valoración de la unidad electrónica de control ECU, con el fin de
realizar también frenados en situaciones de emergencia, por ejemplo
al sobrepasarse una velocidad determinada de accionamiento del
pedal, tomada como criterio.
La instalación de frenos con protección contra
bloqueo representada en la figura 1 está construida en especial
también para la regulación del deslizamiento de accionamiento y
para la regulación de la dinámica de la marca en las que la
disposición de válvula se emplea según se muestra en las figuras 2
y 3. La primera conexión 7 para el paso del fluido en la
disposición de válvula 1 está conectada a la unidad generadora de
la presión de frenado 31, y la segunda conexión 9 para el fluido en
la disposición de válvula 1 está conectada al lado de entrada 42e
de la bomba 42. En este caso, la disposición de válvula 1 realizada
según la invención está construida en forma que puede ser accionada
electromagnéticamente y es activada por la unidad electrónica de
control ECU. Como ya es sabido y no está representado por lo tanto
en los dibujos, para ello el dispositivo de accionamiento 17 está
acoplado para su funcionamiento a un inducido, que actúa junto con
una disposición de electroimán.
En paralelo a la disposición de válvula 1, en la
tubería 36 para el líquido de frenos está colocada, entre la unidad
generadora 31 de la presión de frenado y el lado de salida 42a de
la bomba 42, una válvula electromagnética 50, activada por la
unidad electrónica de control ECU y que establece en su estado no
accionado la unión entre la unidad generadora de la presión de
frenado 31 y el freno 37 de la rueda y cierra esta unión en su
estado accionado, de manera que el lado de salida 42a de la bomba
42 está conectado únicamente al freno 37 de la rueda. La
disposición de válvula 1 y la válvula electromagnética 50 son
activadas (casi) simultáneamente por la unidad electrónica de
control ECU, para unir la unidad generadora de la presión de
frenado 31 con el freno 37 de la rueda o con el lado de aspiración
42e de la bomba 42. A la válvula electromagnética 50 está conectada
en paralelo una válvula 51 de limitación de la presión, que
establece una conexión entre el freno 37 de la rueda y el lado de
salida 42a de la bomba 42 con la unidad generadora de la presión de
frenado 31, cuando se sobrepasa un valor de presión determinado en
el freno 37 de la rueda o en el lado de salida 42a de la bomba 42,
con el fin de impedir que se produzcan daños en la instalación de
frenos.
Una válvula de retención 52 está colocada entre
el depósito intermedio de almacenamiento 41 y el lado de entrada
42e de la bomba 42, de manera que se puede establecer una unión de
paso de la corriente de fluido únicamente en la dirección desde el
depósito intermedio de almacenamiento 41 hasta el lado de
aspiración 42e de la bomba 42. De este modo se impide que, en el
caso de una carga previa del lado de entrada 42a de la bomba 42,
para lo cual está accionada la disposición de válvula 1, pueda
escapar el líquido de frenos hacia el depósito intermedio de
almacenamiento 41.
Al efectuar una regulación del deslizamiento del
accionamiento, es decir cuando la unidad electrónica de control ECU
comprueba una tendencia al patinaje de la rueda correspondiente al
freno 37 de la rueda, resultan accionadas la disposición de válvula
1 y la válvula electromagnética 50. Dado que en el caso de una
regulación del deslizamiento del accionamiento no se produce el
accionamiento del pedal del freno 30, la bomba 42 puede tomar
líquido de frenos desde el depósito 35 a través de la cámara de
presión 34 y de la disposición de válvula 1 y puede presionar con
este líquido de frenos directamente sobre el freno 37 de la rueda,
puesto que la válvula electromagnética 50 cierra la conexión con la
unidad generadora 31 de la presión de frenado, con el fin de
contrarrestar la tendencia al patinaje. Aquí es ventajoso que la
disposición de válvula 1 propuesta en la invención deje libre una
sección de paso relativamente grande para la corriente de fluido,
de manera que la bomba 13 pueda transportar un caudal o volumen
suficientemente grande, en especial en caso de temperaturas
bajas.
Por el contrario, en el caso de una regulación de
la dinámica de la marcha, con la que se mejora la estabilidad del
vehículo por medio de un frenado automático, en especial al
circular en una curva, el lado de entrada 42e de la bomba 42 es
cargado previamente en forma adicional con una presión de frenado
producida por la unidad generadora 31 de la presión de frenado,
para conseguir una formación muy rápida de la presión en el freno
37 de la rueda. Esto tiene lugar por medio de una activación
automática del reforzador 44 de la fuerza de frenado, para lo cual
en la cámara de presión 34 de la unidad generadora 31 de la presión
de frenado se forma una presión con un valor de entre 5 y 30 bar,
lo cual depende entre otras cosas de las características de la
superficie de la calzada de circulación. Por medio de la carga
previa de la bomba 42 a través de su lado de aspiración 42e se
consigue que, ya durante la fase de arranque, se disponga de una
presión suficiente en el lado de salida 42a de la bomba 42. A causa
de la configuración de la disposición de válvula 1 realizada según
la invención, no se produce aquí ningún tipo de inconvenientes, si
la disposición de válvula 1 es accionada contra la presión
producida por la unidad generadora 31 de la presión de frenado. Con
la construcción propuesta en la invención tampoco se producen
limitaciones en la medición de la sección de paso de la corriente
de fluido de la disposición de válvula 1, de manera que en especial
se mantiene el comportamiento muy bueno a bajas temperaturas.
Se entiende que la carga previa antes descrita de
la bomba 42 es aplicable igualmente en un dispositivo de
regulación del deslizamiento del accionamiento. Igualmente se
entiende que, cuando se emplea una bomba configurada con una fuerza
de aspiración especialmente grande, no es necesaria ninguna carga
previa, como la antes indicada, utilizando el reforzador de la
fuerza de frenado controlable eléctricamente, es decir que no se
necesita imprescindiblemente un reforzador de la fuerza de frenado
con mando eléctrico.
En las figuras 2 y 3 se muestra una forma de
realización de la disposición de válvula 1 respectivamente en una
sección longitudinal. La configuración de la disposición de válvula
1 es en lo esencial rotativo-simétrica respecto a
un eje longitudinal L.
La disposición de válvula 1 está realizada como
válvula de dos conexiones y tres posiciones, en la que en una
posición (básica) 1.1 no accionada (véase la figura 1) está cerrada
la unión entre las conexiones 7 y 9 para el paso de fluido en la
disposición de válvula. En una primera posición de accionamiento
1.2 (véase la figura 1), se establece una unión secundaria B para
el paso de la corriente de fluido entre las conexiones 7 y 9 para
el fluido en la disposición de válvula. En una segunda posición de
accionamiento 1.3 (véase la figura 1) se establece una unión
primaria A de paso de la corriente de fluido entre las conexiones 7
y 9 para el fluido y la disposición de válvula 1. En este caso, la
unión primaria A para el paso de la corriente del fluido tiene una
sección de paso mayor que la unión secundaria B para el paso de la
corriente de fluido (véase la figura 3). La disposición de válvula
1 tiene un primer elemento de válvula 3, que está pretensado por
medio de una disposición de muelle 4 hacia la posición básica 1.1.
Además está previsto un primer dispositivo de accionamiento 17,
para situar al elemento de válvula 3 en la primera posición de
accionamiento 1.2. Finalmente está previsto otro elemento de válvula
11, que está pretensado por medio de otra disposición de muelle 12
hacia la posición básica 1.1. Otro dispositivo de accionamiento
sirve para situar el otro elemento de válvula 11 en la segunda
posición de accionamiento 1.3, de manera que al accionar la
disposición de válvula 1, primeramente exista únicamente la unión
secundaria B para el paso de la corriente de fluido y a
continuación la unión primaria A para el paso de la corriente de
fluido. A continuación se explica la forma en que se consigue esto
concretamente.
La disposición de válvula 1 consta de una carcasa
2, en la que están alojados un elemento de válvula 3 y una
disposición de muelle 4 en posición coaxial respecto al eje
longitudinal L. En la carcasa 2 está configurado radialmente
respecto al eje longitudinal L un asiento de hermetización 5, con
el que actúa el elemento de válvula 3, de manera que el elemento de
válvula 3 está pretensado herméticamente contra el asiento de
hermetización 5 por el efecto de la fuerza de la disposición de
muelle 4, según se muestra en la figura 1. De este modo se forman
una primera cámara de presión 6, a la que está acoplada una primera
conexión 7 para el fluido, y una segunda cámara de presión 8, a la
que está acoplada una segunda conexión 9 para el fluido. Para el
pretensado del elemento de válvula 3, la disposición de muelle 4 se
apoya sobre la carcasa 2. Para cerrar la primera cámara de presión
6 está prevista una pieza de cierre 10, que está unida
herméticamente a la carcasa 2 y en la cual se apoya la disposición
de muelle 4. La pieza de cierre 10 tiene también un estrechamiento
en forma de espiga, para el alojamiento de la disposición de muelle
4, para proporcionar una guía (interior) axial respecto al eje
longitudinal L para la disposición de muelle 4.
El elemento de válvula 3 está configurado con
forma de cúpula, para alojar en su lado orientado hacia la primera
cámara de presión 6 otro elemento de válvula 11, configurado en
forma esférica, y otra disposición de muelle 12, en posición
coaxial respecto al eje longitudinal L. El elemento de válvula 3
tiene un taladro central 13 situado coaxialmente respecto al eje
longitudinal L. En el lado del taladro central 13, orientado hacia
la primera cámara de presión 6, está configurado un asiento de
hermetización 14 en el elemento de válvula 3 en posición radial
respecto al eje longitudinal L. El otro elemento de válvula 11
actúa junto con dicho asiento de hermetización, de manera que el
otro elemento de válvula 11 está pretensado herméticamente contra
el asiento de hermetización 14 por el efecto de la fuerza de la
otra disposición de muelle 12, de manera que las cámaras de presión
primera 6 y segunda 8 están bloqueadas entre sí, según se muestra
en la figura 1. En este caso, para el pretensado del otro elemento
de válvula 11, la otra disposición de muelle 12 se apoya sobre el
elemento de válvula 3, estando la otra disposición de muelle
apoyada en una pieza de sujeción 15 que tiene orificios de paso
para el fluido y que está unida mediante fuerza al elemento de
válvula 3, por ejemplo por medio de un ajuste de presión. Dado que
el elemento de válvula 3 se apoya en la carcasa 2 por medio de la
disposición de muelle 4, la otra disposición de muelle 12 se apoya
indirectamente en la carcasa 2, de manera que la pieza de sujeción
15 puede estar unida también en forma suelta al elemento de válvula
3. La pieza de sujeción 15 se encuentra entre el elemento de
válvula 3 y la disposición de muelle 4 y tiene un borde exterior,
que rodea radialmente a la disposición de muelle 4 para
proporcionar de este modo también una guía (exterior) o conducción
en sentido axial al eje longitudinal L para la disposición de
muelle 4.
Para garantizar una función segura de la
disposición de válvula 1, es importante una conducción axial del
elemento de válvula 3 con exactitud de ajuste y con poca fricción
de deslizamiento. Para ello por una parte el elemento de válvula 3
puede ser guiado directamente en el taladro 16 de la carcasa 2, y
por otra parte la guía axial puede ser introducida en el taladro 16
de la carcasa 2 a través del borde exterior de la pieza de sujeción
15, unida al elemento de válvula 3.
Para el accionamiento de la disposición de
válvula 1, en la carcasa 2 está alojado un dispositivo de
accionamiento 17 en posición coaxial respecto al eje longitudinal
L. El dispositivo de accionamiento 17 está configurado como macho
empujador 18, 19 con forma escalonada en el lado orientado hacia el
elemento de válvula 3. Para ello, el macho empujador delantero 18
tiene un diámetro menor que el diámetro del taladro central 13, de
manera que el macho empujador 18 atraviesa el elemento de válvula 3
por el taladro central 13, para actuar junto con el otro elemento
de válvula 11. El diámetro del macho empujador posterior 19 es
mayor que el diámetro del taladro central 13, de manera que el
macho empujador posterior 19 actúa junto con el elemento de válvula
3.
Igualmente, el otro elemento de válvula 11 puede
estar unido en una sola pieza al dispositivo de accionamiento 17 o
al macho empujador 18 ó 19, de manera que la otra disposición de
muelle 12 puede efectuar el pretensado del dispositivo de
accionamiento 17, de modo que la otra disposición de muelle 12 se
apoya directamente en la carcasa 2. En esta forma de realización,
por una parte se ahorra la pieza de sujeción 15 y por otra parte se
consigue una construcción muy compacta, ya que la otra disposición
de muelle 12 está integrada en el dispositivo de accionamiento
17.
En el estado no accionado de la disposición de
válvula 1, representado en la figura 1, el elemento de válvula 3 se
apoya en el asiento de hermetización 5 por el efecto de la fuerza
de la disposición de muelle 4, y el otro elemento de válvula 11 se
apoya en el asiento de jhermetización1 4 por medio del efecto de la
fuerza de la otra disposición de muelle 12, con lo cual la primera
cámara de presión 6 o bien la primera conexión 7 para el fluido
está cerrada respecto a la segunda cámara de presión 8 o a la
segunda conexión 9 para el fluido. En este caso, la otra
disposición de muelle 12 realiza el pretensado del dispositivo de
accionamiento 17 hacia su posición no accionada, por medio del otro
elemento de válvula 11 y a través del macho empujador delantero 18.
El macho empujador delantero 18 está calculado en sus medidas de
manera que por una parte forma una hendidura radial con el taladro
central 13 y de manera que por otra parte entre el macho empujador
posterior 19 y el elemento de válvula 3 se forma una hendidura
axial.
Si ahora tiene lugar un accionamiento de la
disposición de válvula 1, para lo cual se mueve el dispositivo de
accionamiento 17 axialmente respecto al eje longitudinal L, el
macho empujador delantero 18 levanta primeramente el otro elemento
de válvula 11 contra la fuerza de la otra disposición de muelle 12
separándola del asiento de hermetización 14, con lo cual se
establece entre las cámaras de presión primera 6 y segunda 8 una
unión secundaria B para el paso de la corriente de fluido, que se
extiende a través de la hendidura radial, formada por el macho
empujador delantero 18 en el taladro central 13, así como por medio
de la hendidura axial, que está situada entre el elemento de
válvula 3 y el macho empujador posterior 19. Dado que la hendidura
radial y la hendidura axial tienen unas medidas relativamente
grandes, la sección activa de paso de la corriente de fluido de la
unión secundaria B para la corriente de fluido está determinada de
forma efectiva por medio del paso con forma de hendidura anular
existente entre el otro elemento de válvula 11 y el asiento de
hermetización 14.
Si ahora, accionando la disposición de válvula 1,
se mueve el dispositivo de accionamiento 17 todavía más en sentido
axial respecto al aje longitudinal L, después de sobrepasarse la
hendidura axial, el macho empujador posterior 19 se apoya en el
elemento de válvula 3, de manera que éste se levanta contra la
fuerza de la disposición de muelle 4, separándose del asiento de
hermetización 5, de forma que así se establece una unión primaria A
de la corriente de paso de fluido entre la primera cámara de
presión 6 y la segunda cámara de presión 8, estando la sección útil
de paso de la corriente de fluido de la unión primaria A para el
paso de la corriente de fluido determinada en forma efectiva por el
paso con forma de hendidura anular existente entre el elemento de
válvula 3 y el asiento de hermetización 5. Este estado accionado
está representado en la figura 2. Dado que la sección de paso de la
corriente de fluido de la unión secundaria B para el paso de la
corriente puede ser despreciada en comparación con la sección de
paso de la unión primaria A para el paso de la corriente de fluido,
no existe ninguna diferencia importante entre mantener abierta o
cerrada la unión secundaria B para el paso de la corriente de
fluido estando abierta la unión primaria A para el paso de la
corriente de fluido, puesto que de este modo, la unión secundaria B
para el paso de la corriente de fluido puede ser cerrada cuando el
macho empujador posterior 19 se apoya en el elemento de válvula 3 o
bien por medio de una realización adecuada del macho empujador
delantero 18 o posterior 19, se mantienen por ejemplo abiertos los
taladros transversales.
Con el fin de que la unión secundaria B de la
corriente de paso de fluido sea establecida (a tiempo) antes de la
unión primaria A para el paso de la corriente de fluido en la forma
explicada anteriormente, la fuerza de pretensado de la otra
disposición de muelle 12 es menor que la fuerza de pretensado de la
disposición de muelle 4. Además, la sección útil de paso de la
corriente de fluido de la unión secundaria B para el paso de la
corriente de fluido es considerablemente menor que la sección útil
de paso de la corriente de fluido de la unión primaria A para la
corriente de fluido, puesto que el paso con forma de hendidura
anular existente entre el elemento de válvula 3 y el asiento de
hermetización 5, debido a la disposición geométrica radial antes
explicada, es mayor que el paso con forma de hendidura anular
existente entre el otro elemento de válvula 11 y el asiento de
hermetización 14. Debido a este dimensionado de la disposición de
válvula 1, por parte del dispositivo de accionamiento 17 se debe
aplicar únicamente una fuerza de accionamiento relativamente
pequeña para establecer la unión secundaria B para el paso de la
corriente de fluido, puesto que en lo relativo a la fuerza se debe
tomar primeramente solo la pequeña fuerza de pretensado de la otra
disposición de muelle 12 y únicamente a continuación la fuerza de
pretensado de la disposición de muelle 4.
En caso de que en la primera cámara de presión 6
o bien en la primera conexión 7 para el fluido exista una presión
mayor que en la segunda cámara de presión 8 o en la segunda
conexión 9 para el fluido, se debe tomar primeramente una fuerza
diferencial de presión, además de la fuerza de pretensado de la
otra disposición de muelle 12, aunque dicha fuerza diferencial de
presión es también pequeña, debido a la sección de paso útil muy
pequeña de la unión secundaria B para el paso de la corriente de
fluido, de manera que es solo muy pequeña la fuerza de
accionamiento que se debe aplicar. De todos modos, por medio de la
unión secundaria B para el paso de la corriente de fluido tiene
lugar una operación de compensación de la presión entre la primera
cámara de presión 6 y la segunda cámara de presión 8, con lo cual
se elimina (casi) totalmente la fuerza diferencial de presión, de
manera que a continuación, al establecerse la unión primaria A para
el paso de la corriente de fluido únicamente se debe tomar ya la
fuerza de pretensado de la disposición de muelle 4. Por el
contrario, si continuara existiendo todavía igual que antes la
diferencia de presiones entre la primera cámara de presión 6 y la
segunda cámara de presión 8, al establecerse la unión primaria A
para el paso de la corriente de fluido, debido a la sección de paso
útil muy grande de la unión primaria A para el paso de la corriente
de fluido habría que superar una fuerza diferencial de presión muy
alta, lo cual tendría como consecuencia un considerable aumento de
la fuerza de accionamiento que se debe aplicar.
Así pues, en cuanto a la disposición de válvula 1
construida según la invención, se deben determinar en su conjunto
que, entre la primera conexión 7 y la segunda conexión 9 para el
fluido se puede establecer una unión para el paso de la corriente
de fluido con una sección de paso útil muy grande, mientras que la
fuerza de accionamiento a aplicar es muy pequeña en relación con
aquélla.
Además, al accionar la disposición de válvula 1
se selecciona o se ajusta opcionalmente o bien la unión primaria A
o bien la unión secundaria B de paso de la corriente de fluido
mediante el ajuste de la fuerza de accionamiento, por medio de la
conexión de la corriente eléctrica para el dispositivo
electromagnético de accionamiento no representado en esta figura.
Esto hace posible realizar un ajuste muy exacto del nivel de
presión en el lado de entrada o en el lado de salida de la bomba
42, por ejemplo cuando se conecta la corriente eléctrica con un
control con modulación de los valores de los impulsos.
Claims (12)
1. Instalación de frenos con protección contra
bloqueo, que está construida en especial para la regulación del
deslizamiento del accionamiento, así como para la regulación de la
dinámica de la marcha,
- con una bomba (42) para el accionamiento de un
freno (37) de la rueda, que toma el líquido de frenos desde una
unidad generadora (31) de la presión de frenado y lo conduce hasta
el freno (37) de la rueda,
- y con una disposición de válvula (1), la
cual
- -
- está colocada entre la unidad generadora de la presión de frenado (31) y una conexión de entrada (42e) de la bomba (42) y está configurada como válvula de 2 conexiones y 3 posiciones,
- -
- en una posición básica no accionada (1.1) cierra la unión entre la unidad generadora de la presión de frenado (31) y la conexión de entrada (42e) de la bomba (42),
- -
- en una primera posición de accionamiento (1.2) establece una unión secundaria (B) de paso para la corriente de fluido entre la unidad generadora de la presión de frenado (31) y la conexión de entrada (42e) de la bomba (42), y
- -
- en una segunda posición de accionamiento (1.3) establece una unión primaria (A) de paso para la corriente de fluido entre la unidad generadora de la presión de frenado (31) y la conexión de entrada (42e) de la bomba (42),
- -
- teniendo la unión primaria (A) de paso de la corriente de fluido una sección de paso mayor que la unión secundaria (B) de paso para la corriente de fluido, y
- -
- en cada operación de accionamiento de la disposición de válvula (1) se establece primeramente solo la unión secundaria (B) de paso para la corriente de fluido y a continuación la unión primaria (A) de paso para la corriente de fluido,
- caracterizada porque, después de un
accionamiento de esta clase de la disposición de válvula (1), ésta
puede ser ajustada opcionalmente, por medio del ajuste de la
fuerza de accionamiento, o bien para la posición de unión primaria
(A) o para la posición de un secundaria (B) de paso para la
corriente de fluido.
2. Instalación de frenos con protección contra
bloqueo según la reivindicación 1, caracterizada porque:
- -
- la disposición de válvula (1) tiene un primer elemento de válvula (3), que está pretensado en la posición básica (1.1) por medio de una primera disposición de muelle (4),
- -
- porque está previsto un primer dispositivo de accionamiento (17), para situar al primer elemento de válvula (3) en la primera posición de accionamiento (1.2); y
- -
- porque está previsto otro elemento de válvula (11), que está pretensado por medio de otra disposición de muelle (12) en la posición básica (1.1), y puede ser situado en la segunda posición de accionamiento (1.3) por medio de otro dispositivo de accionamiento.
3. Instalación de frenos con protección contra
bloqueo según la reivindicación 2, caracterizada porque el
primer dispositivo de accionamiento (17) y/o el otro dispositivo de
accionamiento están controlados en forma electromagnética y/o
hidráulica.
4. Instalación de frenos con protección contra
bloqueo según la reivindicación 2, caracterizada porque el
primer elemento de válvula (3) y el otro elemento de válvula (11)
son accionados por medio de un dispositivo común de accionamiento
(17).
5. Instalación de frenos con protección contra
bloqueo según una de las reivindicaciones 2 a 4,
caracterizada porque el primer elemento de válvula (3) está
configurado con forma de cúpula y el otro elemento de válvula (11)
está configurado con forma de bola, estando el otro elemento de
válvula (11) colocado dentro del primer elemento de válvula
(3).
6. Instalación de frenos con protección contra
bloqueo según una de las reivindicaciones 2 a 5,
caracterizada porque la fuerza de pretensado de la primera
disposición de muelle (4) es mayor que la fuerza de pretensado de
la otra disposición de muelle (12).
7. Instalación de frenos con protección contra
bloqueo según una de las reivindicaciones 2 a 6,
caracterizada porque la unión primaria (A) de paso para la
corriente de fluido está definida por un asiento de hermetización
(5), configurado en la carcasa (2) de la disposición de válvula
(1), y por el primer elemento de válvula (3).
8. Instalación de frenos con protección contra
bloqueo según una de las reivindicaciones 2 a 7,
caracterizada porque la unión secundaria (B) de paso para la
corriente de fluido está definida por un asiento de hermetización
(14), configurado en el primer elemento de válvula (3), y por el
otro elemento de válvula (11).
9. Instalación de frenos con protección contra
bloqueo según una de las reivindicaciones 2 a 8,
caracterizada porque la primera disposición de muelle (4) se
apoya en la carcasa (2) de la disposición de válvula (1).
10. Instalación de frenos con protección contra
bloqueo según por lo menos una de las reivindicaciones 2 a 9,
caracterizada porque la otra disposición de muelle (12) se
apoya sobre el primer elemento de válvula (3).
11. Instalación de frenos con protección contra
bloqueo según la reivindicación 4, caracterizada porque el
otro elemento de válvula (11) está unido en una sola pieza al
dispositivo común de accionamiento (17).
12. Instalación de frenos con protección contra
bloqueo según la reivindicación 11, caracterizada porque la
otra disposición de muelle (12) efectúa el pretensado del
dispositivo de accionamiento (17), con el fin de que el otro
elemento de válvula (11) adopte su posición básica (1.1),
apoyándose el otro elemento de muelle (12) en la carcasa (2) de la
disposición de válvula (1).
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