BR102012007150A2 - um mecanismo ajustador de freio - Google Patents

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recess
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brake
torque
torque limiting
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BR102012007150A
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Pors Taylor Martin
Malki Refaat
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Meritor Heavy Vehicle Braking Systems (Uk) Ltd
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Abstract

um mecanismo ajustador de freio um mecanismo ajustador de freio incluindo: um veio de entrada, uma embreagem unidirecional, e uma embreagem de limitação de torque, o veio de entrada estando acoplado a um elemento de entrada da embreagem de limitação de torque, a embreagem de limitação de torque incluindo ainda um elemento de saída e uma porção de acoplamento, a porção de acoplamento, a porção de acoplamento incluindo uma projeção para acoplar de modo rotativo e seletivo o referido elemento de entrada e o referido elemento de saída, um dos referidos elemento de entrada e elemento de saida incluindo uma primeira reentrância espaçada de modo circunferencial de uma segunda reentrância, a referida projeção sendo seletivamente polarizada na referida primeira reentrância e referida segunda reentrância, o referido elemento de entrada estando acoplado de modo friccional por um dispositivo de fricção ao referido elemento de saída para resistir á rotação do elemento de entrada em relação ao elemento de saída.

Description

UM MECANISMO AJUSTADOR DE FREIO , O presente invento se refere a um mecanismo ajustador de freio, em particular a um mecanismo ajustador de freio utilizado para compensar o desgaste de uma pastilha de freio ou de um calço de freio. 0 documento EP0937210 mostra um mecanismo ajustador de freio para um freio de disco. 0 mecanismo ajustador de freio inclui uma embreagem de limitação de torque e uma embreagem unidirecional. Quando o freio é aplicado, um segmento de engrenagem gira uma parte de uma embreagem de limitação do torque. A um torque relativamente baixo (isto é, a torques abaixo do torque limite da embreagem) a rotaçao da primeira parte causara a rotaçao da segunda parte, que por sua vez atua uma engrenagem do ajustador do freio através da embreagem unidirecional. A engrenagem do ajustador ajusta o mecanismo de freio, de modo a compensar o desgaste das pastilhas de freio. Se nenhum ajustamento de desgaste for necessário, o torque limite será excedido e elementos de esferas da embreagem de limitação de torque serão forçados a sair de cavidades associadas, assim permitindo que a primeira parte gire em relação à segunda parte, quando o torque limite é excedido. Aquando da liberação do freio, a primeira parte é rodada para trás e os elementos de esferas regressam às suas cavidades originais e a embreagem de limitação de torque retorna à sua posição original. A embreagem unidirecional assegura que a engrenagem do ajustador permanece na sua posição ajustada. Assim, com substancialmente todas as aplicações do freio, a embreagem de limitação de torque irá exceder o seu limite de torque e, portanto, os componentes do mecanismo ajustador serão submetidos a um torque equivalente ao limite de torque. Isso provoca o desgaste dos componentes ajustadores. _______O...documento _.EP0963520 revela uma configuração alternativa através da qual um segmento de engrenagem acciona uma embreagem de limitação de torque, que por sua vez aciona uma engrenagem do ajustador por meio de uma embreagem unidirecional. Os componentes desse mecanismo estão sujeitos ao torque limite da embreagem, em substancialmente todas as aplicações do freio, o que leva ao desgaste.
Tipicamente, quando um disco de freio não está sendo aplicado, haverá uma folga em funcionamento entre cada pastilha de freio e o disco. Para um veículo pesado, essa folga em funcionamento ê da ordem de 0,5 mm entre cada pastilha e o disco, isto é, um total na ordem de 1 mm a partir do conjunto de freio, como um todo. A folga em funcionamento é determinada pela folga no mecanismo ajustador. O mecanismo ajustador é, portanto, concebido com uma quantidade pré-determinada de folga, equivalente à necessária folga em funcionamento do freio. Quando os componentes do mecanismo ajustador se desgastam, então também aumenta a folga no mecanismo ajustador, o que resulta em um aumento da folga em funcionamento do freio. Isso é indesejável.
Assim, é necessária uma forma melhorada de um ajustador de freio, o qual esteja sujeito a um menor desgaste.
De acordo com um aspecto do presente invento, é provido um mecanismo ajustador de freio incluindo: um veio de entrada, uma embreagem unidirecional, e uma embreagem de limitação de torque, o veio de entrada estando acoplado a um elemento de entrada da embreagem de limitação de torque, a embreagem unidirecional estando acoplada à embreagem de limitação de torque, a embreagem de limitação de torque incluindo ainda um elemento de saída e uma porção de acoplamento, a porção de acoplamento incluindo uma projeção para acoplar de modo rotativo e seletivo o referido elemento de entrada e o referido elemento de saída, um dos referidos elemento de entrada e elemento de saída incluindo uma primeira reentrância espaçada de modo circunferencial de uma segunda reentrância, a referida projeção sendo seletivamente polarizada na referida primeira reentrância e referida segunda reentrancra, o referido elemento de entrada sendo acoplado de modo friccional por um dispositivo de fricção ao referido elemento de saída para resistir à rotação do elemento de entrada em relação ao elemento de saída.
De preferência, a embreagem unidirecional inclui uma mola envolvente.
De preferência, a embreagem unidirecional é uma embreagem com calço.
De preferência, a porção de acoplamento inclui uma esfera.
De preferência, uma porção da esfera define a projeção.
De preferência, a esfera é parcialmente recebida em uma cavidade do elemento de saída.
De preferência, a cavidade inclui meios resilientes para a inclinação seletiva da referida projeção na referida primeira reentrância e referida segunda reentrância.
De preferência, o ajustador de freio inclui um meio de polarização para polarizar de modo seletivo a projeção na referida primeira reentrância e referida segunda reentrância, o referido meio de polarização atuando de modo a gerar uma força de fricção no referido dispositivo de fricção.
De preferência, o dispositivo de fricção inclui um elemento de fricção apertado de modo funcional entre o referido elemento de entrada e o referido elemento de ^ i d .
De preferencia, o veio de entrada e acoplado ao elemento de entrada da embreagem de limitaçao de torque, através de uma embreagem unidirecional.
De preferência, o elemento de entrada forma parte de uma embreagem unidirecional.
De preferência, o elemento de entrada é engatado por uma mola envolvente da embreagem unidirecional.
De preferência, o veio de entrada é acoplado à embreagem unidirecional através da embreagem de limitação de torque.
De preferência, o elemento de entrada forma parte do veio de entrada.
De preferência, o elemento de saída é engatado por uma mola envolvente da embreagem unidirecional.
De preferência, a primeira reentrância está espaçada de modo circunferencial da segunda reentrância, por um ressalto angulado no sentido descendente, na direção da segunda reentrância.
De preferência, a primeira reentrância está espaçada de modo circunferencial da segunda reentrância, por um ressalto angulado no sentido ascendente, na direção da segunda reentrância.
De preferência, a embreagem unidirecional define um modo de funcionamento de embreagem, e um modo de funcionamento de desembreagem, e ainda define um torque de desembreagem, quando se encontrar a funcionar no modo de funcionamento de desembreagem, e o torque de desembreagem, conforme visto pela embreagem de limitação de torque, for inferior ao torque ao longo da embreagem de limitação de torque, que é gerado pelo dispositivo de fricção.
De acordo com um outro aspecto do presente invento, é fornecido um método de funcionamento de um freio, compreendendo um mecanismo ajustador de freio incluindo: um veio de entrada, uma embreagem unidirecional, e uma embreagem de limitação de torque, o veio de entrada estando acoplado a um elemento de entrada da embreagem de limitação de torque, a embreagem unidirecional estando acoplada à embreagem de limitação de torque, a embreagem de limitação de torque incluindo ainda um elemento de saída e uma porção de acoplamento, a porção de acoplamento incluindo uma projeção para acoplar de modo rotativo e seletivo o referido elemento de entrada e o referido elemento de saída, um dos referidos elemento de entrada e elemento de saída incluindo uma primeira reentrância espaçada de modo circunferencial de uma segunda reentrância, ..... a referida projeção sendo seletivamente polarizada na referida primeira reentrância e referida segunda reentrância, o mecanismo ajustador de freio incluindo um ressalto entre a primeira reentrância e segunda reentrância, o método incluindo as etapas de posicionar a projeção na referida primeira reentrância, seguidamente aplicar o freio de modo a girar o elemento de entrada em relação ao elemento de saída, desse modo removendo a projeção da referida primeira reentrância e posicionando a projeção no ressalto, seguidamente liberar o freio ao mesmo tempo garantindo que a projeção permanece no ressalto, seguidamente aplicar o freio, de modo a girar o elemento de entrada em relação ao elemento de saída, desse modo deslocando a projeção a partir do ressalto, para a segunda reentrância.
De preferência, a referida primeira reentrância está espaçada de modo circunferencial da referida segunda reentrância, em pelo menos uma largura circunferencial da referida primeira reentrância.
De preferência, a referida primeira reentrância está espaçada de modo circunferencial da referida segunda reentrância, em pelo menos uma largura circunferencial da referida projeção.
De preferência, o referido elemento de entrada está acoplado de modo friccional, por um dispositivo de fricção, ao referido elemento de saída, de modo a restringir a rotação do elemento de entrada em relação ao elemento de.......... saída.
De preferência, a embreagem unidirecional define um modo de funcionamento de embreagem e um modo de funcionamento de desembreagem e ainda define um torque de desembreagem, quando se encontrar a funcionar no modo de funcionamento de desembreagem, e o torque de desembreagem, conforme visto pela embreagem de limitação de torque, for inferior ao torque ao longo da embreagem de limitação de torque, que é gerado pelo dispositivo de fricção.
De preferência, a primeira reentrância está espaçada de modo circunferencial da segunda reentrância, por um ressalto angulado no sentido descendente, na direção da segunda reentrância.
De acordo com um outro aspecto do presente invento, o mecanismo ajustador de freio inclui: um veio de entrada, uma embreagem unidirecional, e uma embreagem de limitação de torque, o veio de entrada estando acoplado a um elemento de entrada da embreagem de limitação de torque, a embreagem unidirecional estando acoplada à embreagem de limitação de torque, a embreagem de limitaçao de torque incluindo ainda um elemento de saída e uma porção de acoplamento, a porção de acoplamento incluindo uma projeção para acoplar de modo rotativo e seletivo o referido elemento de entrada e o referido elemento de saída, um dos referidos elemento de entrada e elemento de saída incluindo uma primeira reentrância espaçada de modo circunferencial de uma segunda reentrância,......... .............. ............. .............. a referida projeção sendo seletivamente polarizada na referida primeira reentrância e referida segunda reentrância, em que a primeira reentrância está espaçada de modo circunferencial da segunda reentrância por um ressalto angulado no sentido descendente, na direção da segunda reentrância.
De preferência, a embreagem unidirecional inclui uma mola envolvente.
De preferência, o elemento de entrada é acoplado de modo friccional por um dispositivo de fricção, ao referido elemento de saída, para resistir à rotação do elemento de entrada, em relação ao elemento de saída.
De preferência, a embreagem unidirecional define um modo de funcionamento de embreagem e um modo de funcionamento de desembreagem e ainda define um torque de desembreagem, quando se encontrar a funcionar no modo de funcionamento de desembreagem, e o torque de desembreagem, conforme visto pela embreagem de limitação de torque, for inferior ao torque ao longo da embreagem de limitação de torque, que é gerado pelo dispositivo de fricção.
De acordo com um outro aspecto do presente invento, um mecanismo ajustador de freio inclui: um veio de entrada, uma embreagem unidirecional, e uma embreagem de limitação de torque, o veio de entrada estando acoplado a ura elemento de entrada da erabreagera de limitação de torque, a embreagem unidirecional estando acoplada à embreagem de limitação de torque, _______________ a embreagem de limitação de torque incluindo ainda um elemento de saída e uma porção de acoplamento, a porção de acoplamento incluindo uma projeção para acoplar de modo rotativo e seletivo o referido elemento de entrada e o referido elemento de saída, um dos referidos elemento de entrada e elemento de saída incluindo uma primeira reentrância espaçada de modo circunferencial de uma segunda reentrancia, a referida projeção sendo seletivamente polarizada na referida primeira reentrância e referida segunda reentrância, em que a primeira reentrância está espaçada de modo circunferencial da segunda reentrância por um ressalto, e em que, quando a referida projeção decorre desde uma extremidade do ressalto, próxima da primeira reentrância, para uma extremidade do ressalto, próxima da segunda reentrância, o torque em limitação da embreagem de limitação de torque diminui.
De preferência, a embreagem unidirecional define um modo de funcionamento de embreagem e um modo de funcionamento de desembreagem e ainda define um torque de desembreagem, quando se encontrar a funcionar no modo de funcionamento de desembreagem, e o torque de desembreagem for inferior ao torque, que é gerado pelo dispositivo de fricção. O invento será agora descrito, a título de exemplo, com referência aos desenhos em anexo, nos quais: A figura 1 é uma vista seccionada de um mecanismo ajustador de freio, de acordo com o presente invento,............. A figura 2 é uma vista seccionada explodida da figura 1, A figura 3 é uma vista explodida dos componentes não seccionados da figura 1, e A figura 4 é uma vista desenvolvida de parte da figura 1, mostrando os componentes em uma primeira posição, A figura 5 é uma vista parcial da figura 4 mostrando os componentes em uma segunda posição, A figura 6 é uma vista parcial da figura 4 mostrando os componentes em uma terceira posição, A figura 7 é uma vista aumentada de parte da figura 3, A figura 8 ê uma vista de parte de uma segunda modalidade de um mecanismo ajustador de freio, de acordo com o presente invento, A figura 9 é uma vista esquemática da figura 1, e A figura 10 é uma vista esquemática de um outro mecanismo ajustador de freio, de acordo com o presente invento.
Para informação sobre estado da técnica relativo a freios, é chamada a atenção do leitor para os documentos EP1066478 e EP1064478. Os freios mostrados nesses documentos do estado da técnica são freios de disco tendo duas pastilhas de freio, uma sendo montada em cada lado do disco de freio. O freio aplica uma força de aperto nas pastilhas de freio, desse modo apertando o disco e abrandando o veículo associado. Um mecanismo de atuação é usado para aplicar a força de aperto. Quando as pastilhas de freio se desgastam, é necessário um ajuste para deslocar as pastilhas progressivamente na direção do disco de freio,_______ de modo a compensar o desgaste de material por fricção. Mecanismos ajustadores são mostrados nos documentos EP1066478 e EP1064478. O presente invento se direciona a um novo e inventivo mecanismo para utilização em um conjunto de freagem, por exemplo o presente invento pode ser usado nos freios mostrados nos documentos EP1066478 e EP1064478.
Com referência às figuras 1 a 7, e em uma vista global, o conjunto de freagem 10 do presente invento inclui pistões (não ilustrados) montados de modo deslizante em perfurações 11 e 12. Os pistões são ajustáveis em comprimento para compensar o desgaste da pastilha de freio associada. Cada pistão tem um pistão (não ilustrado) que engata na engrenagem do ajustador 14. A rotação da engrenagem do ajustador 14 gira as engrenagens de pistão, o que resulta no alongamento do comprimento efetivo do pistão associado, desse modo compensando o desgaste da pastilha. O mecanismo ajustador 16 gira de modo seletivo a engrenagem do ajustador 14, conforme será descrito mais abaixo. O mecanismo ajustador 16 inclui veio de entrada 18, tambor 20, mola envolvente 22, anel de retenção 24, anilha de fricção 26, elemento de entrada 28, rolamentos de esferas 30A, 30B, 30C, 30D, 30E, 30F, 30G e 30H. O mecanismo ajustador inclui ainda oito molas 32 e um elemento de saída 34. O tambor 20, mola envolvente 22 e elemento de entrada 28, juntos formam uma embreagem unidirecional 36. O elemento de entrada 28, rolamentos de esferas 30A, 30B, 30C, 3 0D, 30E, 30F, 30G e 30H, oito molas. 32.e elemento de_____ saída 34 juntos formam uma embreagem de limitação de torque 38. O veio de entrada 18 inclui uma seção de veio cilíndrica 40 e uma forquilha 41 tendo dentes 42 e 43. A seção de veio cilíndrica inclui uma reentrância cilíndrica 44 . O tambor 20 tem uma porção cilíndrica 46, um primeiro espigão 47 e um segundo espigão 48. O elemento de entrada 28 tem uma porção cilíndrica 50 em uma extremidade da qual existe um aro 51. A porção cilíndrica inclui um orifício central 52. Na face da extremidade 53 existe uma série de reentrâncias espaçadas de modo circunferencial 54A, 54B, 54C, 54D, 54E, 54F, 54G e 54H. Entre reentrâncias adjacentes existe uma série de ressaltos espaçados de modo circunferencial 55A, 55B, 55C, 55D, , 55E, 55F, 55G e 55H. Nesse caso, a largura circunferencial de cada reentrância é a mesma que a largura circunferencial de cada ressalto. Como tal, a reentrância 54A está espaçada de modo circunferencial da reentrância 54B pela largura circunferencial da reentrância 54A. Considerado de outra forma, o passo circunferencial entre as reentrâncias 54A e 54B é equivalente a duas vezes a largura circunferencial da reentrância 54A. Uma vez que todas as reentrâncias e ressaltos sao idênticos, a relaçao espacial entre reentrâncias adjacentes é também a mesma que a relação espacial entre as reentrâncias 54A e 54B.
As molas 32A, 32B, 32C, 32D, 32E, 32F, 32G e 32H são molas de compressão helicoidais. O elemento de saída 34 inclui uma porção cilíndrica 60 que tem um aro 61 em uma extremidade. A porção..cilíndrica tem um orifício central.62 ..... e uma série de cavidades espaçadas de modo circunferencial 63A, 63B, 63C, 63D, 63E, 63F, 63G e 63H, O conjunto de freio inclui também uma anilha 70, anel de retenção 71, mola de retorno 72, placa de retorno 73, buchas 74 e 75 e estrutura de acondicionamento 76.
Os componentes são montados como melhor observado a partir da figura 1. 0 primeiro espigão 47 é conectado por pressão na reentrância cilíndrica 44. Como tal, o veio de entrada 18 e o tambor 20 são rotativamente rápidos, um com o outro.
Uma porção inferior (quando visualizando a figura 1) da mola envolvente 22 é posicionada em torno de, e em contato com, a porção cilíndrica 46, e uma porção superior da mola envolvente 22 (quando visualizando a figura 1) está posicionada em torno de, e em contato com, a porção cilíndrica 50.
Em uma primeira posição, os rolamentos de esferas 30A-H assentam parcialmente em reentrâncias 54A-H, respectivamente. Os rolamentos de esferas 30A-H também assentam parcialmente dentro das cavidades 63A-H, respectivamente. As molas 32A-H assentam em cada cavidade 63A-H, respectivamente, e inclinam seu rolamento de esferas associado 30A-H no sentido descendente, quando visualizando a figura 1. A engrenagem do ajustador 14 é conectada por pressão na parte superior da porção cilíndrica 60. Como tal, a engrenagem do ajustador 14 e o elemento de saída 34 são rotativamente rápidos, um em relação ao outro. O aro 51 do elemento de entrada 2 8 assenta em uma reentrância no aro 61. O aro 51 é retido no interior..da..... reentrância do aro 61 do elemento de saída 34, por meio do anel de retenção 24, que engata uma ranhura no lado de dentro do aro 61. Posicionada entre a parte superior do anel de retenção 24 e a parte inferior do aro 51, se encontra a anilha de fricção 26. Como mostrado na figura 1, as molas 32A-H estão todas sob compressão, e, portanto, o anel de retenção 24 impede que o elemento de entrada se separe do elemento de saída. Além disso, a força da mola faz com que a anilha de fricção 26 seja apertada entre o anel de retenção 24 e o aro 51 do elemento de entrada 2 8 (definindo assim um dispositivo de fricção 27). Uma vez que o anel de retenção 24 é fixado em uma ranhura no elemento de saída 34, a ação de aperto das molas sobre a anilha de fricção gera uma força de fricção rotativa entre o elemento de entrada 28 e o elemento de saída 34, cujo propósito será descrito mais abaixo. A mola de retorno 72 é posicionada geralmente em torno da embreagem unidirecional 36 e embreagem de limitação de torque 38. Uma extremidade da mola de retorno 72 engata na anilha 70, que é mantida no lugar pelo anel de retenção 71, que engata em uma ranhura do segundo espigão 48. A extremidade oposta da mola de retorno 72 engata a parte de baixo da placa de retorno 73. Tal como mostrado na figura 1 a mola de retorno 72 se encontra sob compressão. O segundo espigão 48 é suportado em um apoio na estrutura de acondicionamento 76. O funcionamento do conjunto de freio é como se segue: Um mecanismo de atuação (não mostrado), mas equivalente ao mecanismo de atuação mostrado nos documentos EP1064478 ou EP10 66 4 7 8.,.é operado de modo a deslizar os...... pistões para suas perfurações associadas 11 e 12, na direção da seta A. As engrenagens de pistão engatam no lado superior (quando visualizando a figura 1) de buchas 74 e 75 para movê-los na direção da seta A, que por sua vez empurram a placa de retorno 73 na direção da seta A, assim comprimindo ainda mais a mola de retorno 72. Quando os freios são liberados, a força que atua sobre os pistões para movê-los na direção da seta A é removida e, portanto, a mola de retorno 72 empurra a placa de retorno 73, e consequentemente os pistões na direção da seta B, permitindo desse modo que as pastilhas de freio retornem para uma posição de repouso, quando as pastilhas se desengatam do disco. O mecanismo de atuação inclui uma esfera (não mostrada) que assenta entre dentes 42 e 43. O diâmetro da esfera é menor do que a distância entre os dentes 42 e 43, criando assim uma quantidade prê-determinada de folga. Em uma posição de repouso (posição não atuada) a esfera engata no dente 42. Quando o mecanismo de atuação é operado, a esfera desengata o dente 42 e engata no dente 43. O movimento continuado da esfera faz com que o dente 43 gire o veio de entrada 18 (e, portanto, o tambor 20) em uma direção no sentido dos ponteiros do relógio (ver seta C) , quando visto a partir de cima (isto é, quando visto na direção da seta D).
As bobinas da mola envolvente 22 estão orientadas de tal modo que a rotação no sentido dos ponteiros do relógio, na direção da seta C do tambor 20, provoca uma rotação da mola envolvente no sentido dos ponteiros do relógio, o...que. .... por sua vez provoca a rotação no sentido dos ponteiros do relógio do elemento de entrada 28. O fato de ser, ou não, necessário o ajuste determina a sequência de eventos que ocorre.
Quando o freio é aplicado e nenhum ajuste é necessário, as pastilhas de freio engatam no disco relativamente cedo no movimento do atuador e a carga de compressão sobre o pistão aumentará. Como a carga de compressão sobre o pistão aumentou, então o torque exigido para rodar a engrenagem do pistão irá correspondentemente aumentar, em particular, irá aumentar para um nível acima daquele que pode ser gerado pela embreagem de limitação de torque.
Como melhor observado na vista desenvolvida mostrada na figura 4, a rotação acima mencionada no sentido dos ponteiros do relógio do elemento de entrada 28, tal como indicado pela seta C da figura 2, corresponde ao movimento do elemento de entrada 28, tal como mostrado na figura 4 na direção da seta C da figura 4. Sob as circunstâncias atuais, o torque necessário para fazer girar as engrenagens de pistão (e, portanto, o torque exigido para rodar a engrenagem do ajustador 14 e elemento de saída 34) se encontra acima daquele que pode ser produzido pela embreagem de limitação de torque 38 (isto é, acima do torque limite da embreagem de limitação de torque). Como tal, o elemento de saída 34 permanece em modo estacionário, o elemento de entrada 28 se move para a esquerda (na direção da seta C), quando visualizando a figura 4 e, portanto, as molas 32A-H são todas ligeiramente comprimidas, quando os rolamentos de esferas.......38A-H..são .... forçados para fora das reentrâncias a eles associadas 54A-H. As esferas irão então assentar nos ressaltos adjacentes, portanto, a esfera 30A irã assentar no ressalto 55A, a esfera 30B irã assentar no ressalto 55B, etc. (ver figura 5) .
Significativamente, quando o freio é liberado, a esfera de atuação desengata a partir do dente 4 3 e, em seguida, engata e move o dente 42, de tal modo que o veio de entrada 18 gira no sentido contrário aos ponteiros do relógio, quando visto na direção da seta D. Isso faz com que o tambor 20 também gire no sentido contrário aos ponteiros do relógio. No entanto, visto que as bobinas da mola envolvente 22 estão orientadas como descrito acima, a embreagem unidirecional 36 está configurada de tal modo, que a rotação do tambor 20 no sentido contrário aos ponteiros do relógio não irá acionar o elemento de entrada em um sentido contrário aos ponteiros do relógio. Além disso, como descrito acima, as molas 32A-H fazem com que a anilha de fricção 26 seja apertada entre o anel de impulsão 24 (retida na ranhura do elemento de saída 34) e aro 51 (do elemento de entrada 28) . Como tal, ao liberar o freio, as esferas 30A-H permanecem sobre os ressaltos associados 55A-H e não regressam às suas cavidades associadas 54A-H, porque o dispositivo de fricção 27, ou seja, a anilha de fricção segura o elemento de entrada 28 na posição mostrada na figura 5 em relação ao elemento de saída 34.
Com o acionamento de freio seguinte, o veio de entrada 18 é atuado no sentido dos ponteiros do relógio, que por sua vez atua o elemento de entrada 28 e mola envolvente 22 no sentido dos ponteiros do relógio. Isto faz...... com que o elemento de entrada 28 se mova na direção da seta C da figura 5. Uma vez que não é necessário ajuste, o elemento de saída 34 permanece estacionário, como mostrado na figura 5 e a reentrância 54B se move sob a esfera 3 0A, após o que a esfera 30A é polarizada para a reentrância 54B pela mola 32A. Com a liberação do freio, a esfera 30A permanecerá na reentrância 54B. A aplicação do freio seguinte fará com que a esfera 3 0A suba no ressalto 55B e, com a liberação do freio, a esfera 30A permanecerá no ressalto 55B. A próxima aplicação do freio fará com que a reentrância 54C se mova sob a esfera 30A, pelo que a esfera 30A será polarizada para a reentrância 54C pela mola 32A.
Como será observado, quando nenhum ajuste é necessário, uma série de aplicações de freio faz com que o elemento de entrada 28 gire de modo progressivo no sentido dos ponteiros do relógio. De modo significativo, cada esfera irá mover-se progressivamente para uma reentrância adjacente. Em particular, cada esfera não retorna imediatamente para a sua reentrância original, em vez disso circula por todas as outras reentrâncias.
Como será observado, o torque necessário para mover a esfera para fora de sua reentrância associada, e para o ressalto, é maior do que o torque necessário para mover a esfera do ressalto para a reentrância seguinte. Por outras palavras, o torque exigido para mover o elemento de entrada 28, a partir da posição da figura 4 para a posição da figura 5, ê significativamente superior do que o torque necessário para mover o elemento de entrada, a partir da posição da figura 5 para a posição da figura 6. Tal tipo de ..... disposição reduz significativamente o desgaste dos componentes uma vez que, nesse exemplo, a cada segunda aplicação do freio, o torque gerado pela embreagem de limitação de torque é significativamente mais baixo e, portanto, o desgaste associado é significativamente menor.
Em resumo, o método inventivo como aplicado na presente modalidade assenta em permitir que a esfera assente e permaneça em um ressalto posicionado entre duas reentrâncias, quando o freio é liberado. Visto que o torque necessário para mover a esfera do ressalto para a cavidade adjacente seguinte é menor do que o torque necessário para mover a esfera da cavidade para o ressalto adjacente, então ocorrerá menos desgaste em cada segunda operação de freio e, consequentemente em geral, menos desgaste irá ocorrer quando o freio for usado.
Para facilidade de explicação, o movimento do elemento de entrada 28 em relação ao elemento de saída 34, à medida que o freio é sucessivamente aplicado e liberado, como descrito acima, foi assumido que com cada aplicação do freio o elemento de entrada gira em uma quantidade igual a metade do passo circunferencial entre cada reentrância. Na prática, a quantidade que o elemento de entrada gira em relação ao elemento de saída, depende da quantidade de ajuste necessário e também da potência com que o freio é aplicado. Quando é necessário ajuste, o elemento de saída se move mais do que quando nenhum ajuste é necessário, como será descrito em mais detalhe abaixo. Quando os freios são aplicados levemente, o elemento de entrada se move menos em relação ao elemento de saída do que quando os freios são aplicados com mais potência. Assim, uma primeira aplicação ,...... ligeira do freio pode mover a esfera 3 0A para fora da cavidade 54A, para a primeira parte do ressalto 55A, e uma segunda aplicação ligeira do freio pode mover a esfera 30A a partir da primeira parte do ressalto 55A para uma segunda parte do ressalto 55A. Alternativamente, uma freagem extremamente forte pode mover a esfera 30A da cavidade 54A para a cavidade 54B. No entanto, será apreciado que em sua vida útil, a esfera de freio 30A passará uma quantidade significativa de tempo nos ressaltos SOA a 50H e, quando posicionada em qualquer um desses ressaltos, o desgaste sobre o mecanismo ajustador na próxima aplicação do freio será significativamente menor do que se a perfuração 3 0A fosse posicionada em uma das reentrâncias 54A-H.
Quando o freio é aplicado e não é necessário ajuste, as pastilhas de freio irão engatar no disco relativamente tarde no movimento de atuação. Assim, quando o elemento de entrada 28 é rodado no sentido da seta C, e os rolamentos de esferas 30A-H se encontram nas reentrâncias 54A-H o elemento de entrada fará com que o elemento de saída gire na direção da seta C até ao momento em que a carga de compressão sobre o pistão aumente para um nível tal, que o torque necessário para rodar a engrenagem do pistão aumenta acima do torque limite da embreagem de limitação de torque.
Nessa fase, a embreagem de limitação de torque irá "deslizar", ou seja, as esferas 30A-H irão sair das reentrâncias 54A-H e para os ressaltos 55A-H. Note-se que, se durante uma subsequente aplicação do freio, for necessário ajuste, enquanto as esferas 34A-H estiverem posicionadas sobre os ressaltos 55A-H, porque a embreagem de limitação de torque só pode...........gerar um....torque..... relativamente baixo (e em algumas modalidades, um torque de zero) quando nessa posição, então o ajuste não terá lugar naquela atuação de freio, uma vez que o torque necessário para rodar as engrenagens de pistão irá sempre exceder o torque disponível a partir da embreagem de limitação de torque. No entanto, as esferas irão posteriormente se mover para dentro das reentrâncias, e nesse momento, a aplicação de freio seguinte dará azo a um ajuste de freio.
Como melhor se observa na figura 7, cada ressalto está formado de modo crescente, em uma vista em planta, e como melhor se observa na figura 4, cada ressalto tem uma inclinação a um ângulo que tende a aumentar ligeiramente o torque limite, quando as esferas se deslocam de uma extremidade do ressalto para a outra, isto é, o ressalto está inclinado no sentido ascendente em direção à segunda reentrância. Em outras modalidades, as reentrâncias 54 poderíam ser geradas em uma superfície plana, criando assim ressaltos planos (isto é, de ângulo zero) entre reentrâncias adjacentes. Em outras modalidades, cada ressalto pode estar inclinado a um ângulo no sentido oposto ao mostrado nas figuras 7 e 4. Por outras palavras, o ângulo de inclinação tendería a diminuir ligeiramente o torque limite, quando as esferas se deslocam de uma extremidade do ressalto para a outra, ou seja, o ressalto estaria inclinado no sentido descendente, na direção da segunda reentrância. Tal tipo de configuração de inclinação pode ser vista na figura 8. Compare e contraste os ressaltos formados de modo crescente 155A e 155B da figura 8, com os ressaltos equivalentes 55Ά e 55B da figura 7. O mecanismo ajustador 116 mostrado na figura 8 é idêntico ao mecanismo ajustador 16, exceto no caso do elemento de entrada 128. Tal como indicado acima, a única diferença entre o elemento de entrada 128 e o elemento de entrada 28, assenta nos ressaltos 155A a 155G. Note-se que a operação do mecanismo ajustador 116 é idêntica à operação do mecanismo ajustador 16, e em particular os componentes equivalentes giram na mesma direção. A análise das figuras 7 e 4 mostra que, por exemplo, durante o funcionamento, estando a esfera 30A inicialmente na reentrância 54A, as aplicações do freio subsequentes farão com que a esfera avance para a parte inferior do ressalto 55A e em seguida rolem ao longo do ressalto para uma parte superior do ressalto, e posteriormente caiam na reentrância 54B. Isso pode ser contrastado com a forma como o rolamento de esferas 30A do mecanismo ajustador 116 se move. Inicialmente, a esfera SOA será posicionada na reentrância 154A e, durante as operações de freio subsequentes, irá se mover para fora da reentrância, para a porção superior do ressalto 155A, e irá então rolar no sentido descendente para uma porção inferior do ressalto 155A, pelo que irá então cair na reentrância 154B. Sob certas circunstâncias, a preparação do ressalto, de modo a que o torque limite diminua à medida que o rolamento de esferas progride, a partir de uma reentrância para outra, pode ser vantajosa uma vez que certos tipos de embreagens unidirecionais, tais como as embreagens unidirecionais de molas envolventes, geram um torque inverso relativamente reduzido, quando o freio é liberado. Dispondo as inclinações no ângulo mostrado na figura 8, esse torque inverso relativamente reduzido é contrariado, quando o freio é liberado, pelo fato de que o torque limite da embreagem unidirecional 136 tende a aumentar ligeiramente quando essa embreagem é controlada no modo inverso. A compensação do torque inverso relativamente reduzido da embreagem unidirecional, contra o ângulo de inclinação, significa que a fricção necessária a ser gerada pelo dispositivo de fricção pode ser menor, e por conseguinte o dispositivo de fricção pode ser concebido menor, e ou mais leve, e ou de um modo mais barato.
Em outras modalidades, os ressaltos poderiam ser concebidos na forma de ranhuras arqueadas de ligação de reentrâncias adjacentes. A ranhura arqueada podería ser inclinada no sentido ascendente, ou descendente, ou poderia ser nivelada. De preferência, a largura circunferencial do ressalto é maior do que a largura (no presente caso, o diâmetro) do rolamento de esferas. Sob estas circunstâncias, durante a vida útil do freio, os rolamentos de esferas 30A-H irão passar pelo menos 50% de seu tempo em um ressalto, assim reduzindo, pelo menos, para metade o desgaste no mecanismo ajustador, quando comparado com um sistema em que esferas de embreagem de limitação de torque estão sempre posicionadas em uma reentrância quando os freios estão inativos.
Como será observado, o torque limite da embreagem de limitação de torque é definido pela geometria das reentrâncias e ressaltos e rolamentos de esferas, e em particular, pela força de polarização criada pelas molas 32. O torque limite da embreagem de limitação de torque é independente da mola de retorno 72. Como tal, as molas 32 podem ser ajustadas para proporcionar o torque limite correto para a embreagem de limitação de torque, sem afetar a força aplicada sobre a placa de retorno 73, e de forma semelhante, a mola de retorno 72 pode ser ajustada para aplicar uma força correta na placa de retorno 73, sem afetar o torque limite da embreagem de limitação de torque. A fricção gerada pelo dispositivo de fricção 27, isto é, a fricção gerada pela anilha de fricção 26 só precisa de ser suficiente para manter o elemento de saída 34 em uma posição fixa relativa ao elemento de entrada 28, quando os rolamentos de esferas estão posicionados sobre os ressaltos. Esse torque pode ser significativamente mais baixo do que o torque limite na embreagem de limitação de torque, e como tal, o torque reduzido adicional gerado pela anilha de fricção 26 não irã contribuir significativamente para o desgaste do mecanismo ajustador. A Figura 9 mostra uma vista esquemãtica do mecanismo ajustador 16. Tal como será observado, a embreagem unidirecional 36 está conectada em série com a embreagem de limitação de torque 38. O dispositivo de fricção 27 está conectado em paralelo com a embreagem de limitação de torque 38, isto é, um lado do dispositivo de fricção 27 está conectado a um lado (elemento de entrada 28) da embreagem de limitação de torque, e o outro lado do dispositivo de fricção 27 está acoplado ao outro lado (elemento de saída 34) da embreagem de limitação de torque.
As embreagens unidirecionais definem um modo de funcionamento de embreagem, quando o torque é aplicado no elemento de entrada e esse torque é transmitido para o elemento de saída. As embreagens unidirecionais definem também um modo de funcionamento de desembreagem, quando o torque é aplicado no sentido oposto ao elemento de entrada e esse torque não é substancialmente transmitido para o elemento de saída. Tal como mencionado acima, nesse exemplo, a embreagem unidirecional 36 inclui uma mola envolvente. Tais embreagens unidirecionais podem gerar um torque elevado no sentido de marcha (isto é, em uma direção em que a embreagem está engatada) quando operam no modo de funcionamento de embreagem, mas também geram um torque relativamente baixo, aquando de condução em "rotação livre" na direção oposta, isto é, quando em operação no modo de funcionamento de desembreagem. Para que o dispositivo de fricção 27 mantenha o elemento de saída 34 em uma posição fixa em relação ao elemento de entrada 28, quando os rolamentos de esferas estão posicionados sobre os ressaltos, o torque de fricção gerado pelo dispositivo de fricção 27 deve ser maior do que o torque inverso (ou torque de rotação livre) gerado pela embreagem unidirecional 36. Por outras palavras, o torque observado ao longo da embreagem de limitação de torque 38, tal como gerado pelo dispositivo de fricção 27, deve ser maior do que o torque observado pela embreagem de limitação de torque 38, que é gerado quando a embreagem unidirecional 36 opera em sua direção de rotação livre. No presente exemplo, o torque de desembreagem, isto é, o torque gerado quando a embreagem unidirecional 36 opera em sua direção de rotação livre, é o mesmo que o torque observado pela embreagem de limitação de torque 38 (uma vez que o elemento de saída da embreagem unidirecional 36 está diretamente acoplado ao elemento de entrada 28 da embreagem de limitação de torque). Em outras modalidades, poderá haver uma alteração na razão entre o elemento de saída da embreagem unidirecional e o elemento de entrada da embreagem de limitação de torque e, como tal, o torque de desembreagem observado pelo elemento de entrada será diferente do torque de desembreagem efetivo. Tal como será observado, desde que o torque de desembreagem, tal como observado pela embreagem de limitação de torque, seja menor do que o torque ao longo da embreagem de limitação de torque, que é gerado pelo dispositivo de fricção, então a embreagem unidirecional irá operar em seu modo de funcionamento de desembreagem, de preferência com o elemento de entrada 28 e elemento de saída 34 da embreagem de limitação de torque em rotação, um em relação ao outro, e, portanto, as projeções permanecerão nos ressaltos quando a embreagem unidirecional operar em seu modo de funcionamento de desembreagem.
Nas modalidades acima descritas, a embreagem unidirecional 36 está conectada em série com a embreagem de limitação de torque 38. Nos exemplos acima, o veio de entrada está conectado à embreagem de limitação de torque através da embreagem unidirecional. Noutras modalidades, a posição de funcionamento da embreagem unidirecional e da embreagem de limitação de torque pode ser invertida, por outras palavras, o veio de entrada pode ser conectado à embreagem unidirecional através da embreagem de limitação de torque.
Tal disposição é mostrada na Figura 10, que mostra um veio de entrada 118, uma embreagem de limitação de torque 138 tendo um elemento de entrada 128 e uma saída 134, um dispositivo de fricção 127, uma embreagem unidirecional 136. Neste caso, o veio de entrada 118 é comum com o elemento de entrada 128, isto é, são rápidos em termos de rotação.
REIVINDICAÇÕES

Claims (15)

1. Mecanismo ajustador de freio caraterizado pelo fato de incluir: um veio de entrada, uma embreagem unidirecional, e uma embreagem de limitação de torque, o veio de entrada estando acoplado a um elemento de entrada da embreagem de limitação de torque, a embreagem unidirecional estando acoplada à embreagem de limitação de torque, a embreagem de limitação de torque incluindo ainda um elemento de saída e uma porção de acoplamento, a porção de acoplamento incluindo uma projeção para acoplar de modo rotativo e seletivo o referido elemento de entrada e o referido elemento de saída, um dos referidos elemento de entrada e elemento de saída incluindo uma primeira reentrância espaçada de modo circunferencial de uma segunda reentrância, a referida projeção sendo seletivamente polarizada na referida primeira reentrância e referida segunda reentrância, o referido elemento de entrada sendo acoplado de modo friccional por um dispositivo de fricção ao referido elemento de saída para resistir à rotação do elemento de entrada em relação ao elemento de saída.
2. Mecanismo ajustador de freio, de acordo com a reivindicação 1, caraterizado pelo fato de a porção de acoplamento incluir uma esfera, de preferência em que uma porção da esfera define a projeção.
3. Mecanismo ajustador de freio, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1, ou 2, caraterizado pelo fato de incluir um meio de polarização para polarizar de modo seletivo a projeção no interior da referida primeira reentrância e referida segunda reentrância, o referido meio de polarização atuando de modo a gerar uma força de fricção no referido dispositivo de fricção.
4. Mecanismo ajustador de freio, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1, 2, ou 3, caraterizado pelo fato de o dispositivo de fricção incluir um elemento de fricção apertado de modo funcional entre o referido elemento de entrada e o referido elemento de saída.
5. Mecanismo ajustador de freio, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1, 2, 3, ou 4, caraterizado pelo fato de o veio de entrada estar acoplado ao elemento de entrada da embreagem de limitação de torque, através da embreagem unidirecional.
6. Mecanismo ajustador de freio, de acordo com a reivindicação 5, caraterizado pelo fato de o elemento de entrada formar parte de uma embreagem unidirecional, de preferência, o elemento de entrada estar engatado por uma mola envolvente da embreagem unidirecional.
7. Mecanismo ajustador de freio, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1, 2, 3, ou 4, caraterizado pelo fato de o veio de entrada estar acoplado à embreagem unidirecional através da embreagem de limitação de torque, de preferência, o elemento de entrada formar parte do veio de entrada.
8. Mecanismo ajustador de freio, de acordo com a reivindicação 7, caraterizado pelo fato de o elemento de saída estar engatado por uma mola envolvente da embreagem unidirecional.
9. Mecanismo ajustador de freio, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, ou 8, caraterizado pelo fato de a primeira reentrância estar espaçada de modo circunferencial da segunda reentrância através de um ressalto angulado no sentido descendente, na direção da segunda reentrância.
10. Mecanismo ajustador de freio, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, ou 8, caraterizado pelo fato de a primeira reentrância estar espaçada de modo circunferencial da segunda reentrância através de um ressalto angulado no sentido ascendente, na direção da segunda reentrância.
11. Mecanismo ajustador de freio, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, ou 10, caraterizado pelo fato de a embreagem unidirecional definir um modo de funcionamento de embreagem e um modo de funcionamento de desembreagem e ainda definir um torque de desembreagem, quando se encontrar a funcionar no modo de funcionamento de desembreagem, e o torque de desembreagem, conforme visto pela embreagem de limitação de torque, for inferior ao torque ao longo da embreagem de limitação de torque, que é gerado pelo dispositivo de fricção.
12. Método de funcionamento de um freio, caracterizado pelo fato de incluir um mecanismo ajustador de freio incluindo: um veio de entrada, uma embreagem unidirecional, e uma embreagem de limitação de torque, o veio de entrada estando acoplado a um elemento de entrada da embreagem de limitação de torque, a embreagem unidirecional estando acoplada â embreagem de limitação de torque, a embreagem de limitação de torque incluindo ainda um elemento dfe saída e uma porção de acoplamento, a porção de acoplamento incluindo uma projeção para acoplar de modo rotativo e seletivo o referido elemento de entrada e o referido elemento de saída, um dos referidos elemento de entrada e elemento de saída incluindo uma primeira reentrância espaçada de modo circunferencial de uma segunda reentrância, a referida projeção sendo seletivamente polarizada na referida primeira reentrância e referida segunda reentrância, o mecanismo ajustador de freio incluindo um ressalto entre a primeira reentrância e segunda reentrância, o método incluindo as etapas de posicionar a projeção na referida primeira reentrância, seguidamente aplicar o freio de modo a girar o elemento de entrada em relação ao elemento de saída, desse modo removendo a projeção da referida primeira reentrância e posicionando a projeção no ressalto, seguidamente liberar o freio ao mesmo tempo garantindo que a projeção permanece no ressalto, seguidamente aplicar o freio enquanto a projeção se encontrar no ressalto, de modo a girar o elemento de entrada em relação ao elemento de saída, desse modo deslocando a projeção a partir do ressalto, para a segunda reentrância.
13. Método de funcionamento de um freio, de acordo com a reivindicação 12, caracterizado pelo fato de a referida primeira reentrância estar espaçada de modo circunferencial da referida segunda reentrância, em pelo menos uma largura circunferencial da referida primeira reentrância.
14. Método de funcionamento de um freio, de acordo com a reivindicação 12, caracterizado pelo fato de a primeira reentrância estar espaçada de modo circunferencial da segunda reentrância, por um ressalto angulado no sentido descendente, na direção da segunda reentrância.
15. Mecanismo ajustador de freio, caracterizado pelo fato de incluir: um veio de entrada, uma embreagem unidirecional, e uma embreagem de limitação de torque, o veio de entrada estando acoplado a um elemento de entrada da embreagem de limitação de torque, a embreagem unidirecional estando acoplada à embreagem de limitação de torque, a embreagem de limitação de torque incluindo ainda um elemento de saída e uma porção de acoplamento, a porção de acoplamento incluindo uma projeção para acoplar de modo rotativo e seletivo o referido elemento de entrada e o referido elemento de saída, um dos referidos elemento de entrada e elemento de saída incluindo uma primeira reentrância espaçada de modo circunferencial de uma segunda reentrância, a referida projeção sendo seletivamente polarizada na referida primeira reentrância e referida segunda reentrância, em que a primeira reentrância está espaçada de modo circunferencial da segunda reentrância por um ressalto angulado no sentido descendente, na direção da segunda reentrância.
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