BR102015020304B1

BR102015020304B1 - Sistema de freio de mão para uso com uma transmissão de um veículo de trabalho

Info

Publication number: BR102015020304B1
Application number: BR102015020304-7A
Authority: BR
Inventors: Christopher Hill; Michael Tyler; William H. Adamson; Jerry L. Brinkley
Original assignee: Cnh Industrial America Llc
Priority date: 2014-08-29
Filing date: 2015-08-24
Publication date: 2022-05-17
Also published as: EP2993091A1; US20160061325A1; US9328822B2; CN105383458A; BR102015020304A2; CN105383458B; EP2993091B1

Abstract

SISTEMA DE FREIO DE MÃO PARA USO COM UMA TRANSMISSÃO DE UM VEÍCULO DE TRABALHO. Trata- se de um sistema de freio de mão para um veículo de trabalho pode incluir um mecanismo de frenagem interno e um atuador de freio externo. O atuador de freio pode incluir, em geral, um alojamento que define pelo menos parcialmente uma câmara de lado de haste, uma câmara secundária e uma câmara de lado de pistão que se estende entre a câmara de lado de haste e a câmara secundária. O atuador de freio também pode incluir um pistão primário móvel entre uma primeira posição na qual o mecanismo de frenagem é atuado para um estado engatado e uma segunda posição na qual o mecanismo de frenagem é atuado para um estado desengatado. Além disso, o atuador de freio pode incluir um pistão secundário alojado pelo menos parcialmente dentro da câmara secundária que é configurada para aplicar uma força contra o pistão primário quando o fluido for suprido dentro da câmara secundária a fim de mover o pistão primário a partir da primeira posição para a segunda posição.

Description

CAMPO DA INVENÇÃO

[001] A presente matéria refere-se, em geral, a veículos de trabalho e, mais particularmente, a um sistema de freio de mão aprimorado adequado para uso com a transmissão de um veículo de trabalho.

ANTECEDENTES DA INVENÇÃO

[002] Tipicamente, os veículos de trabalho, tais como tratores e outros veículos agrícolas, têm uma transmissão continuamente variável (CVT) ou uma transmissão de caixa de embreagens (PST). Convencionalmente, cada tipo de transmissão utiliza um freio de mão a fim de manter o veículo em uma condição estacionada ou parada quando o veículo é colocado em estacionamento ou quando realiza uma operação de controle de partida em rampa. Além disso, o freio de mão também pode ser utilizado para reduzir a velocidade do veículo de trabalho, tal como quando o veículo de trabalho experimenta uma perda de funcionalidade (por exemplo, perda de potência elétrica e/ou pressão hidráulica), o que exige que o veículo seja parado imediatamente.

[003] Em muitas instâncias, os freios de mão convencionais para transmissões de veículo de trabalho são configurados para serem engatados e desengatados por meio de um atuador elétrico (por exemplo, um atuador ativado por solenoide). Em particular, o atuador elétrico é tipicamente configurado para aplicar uma força linear através de um cabo que se estende entre o atuador e um braço de alavanca correspondente, que é, por sua vez, acoplado de modo giratório ao freio de mão. Fornecendo-se uma força de tensão no cabo, o atuador elétrico faz com que o braço de alavanca gire, engatando, dessa forma, o freio de mão. De modo similar, liberando-se a força de tensão no cabo, uma mola acoplada diretamente ao braço de alavanca pode fazer com que o braço de alavanca gire na direção oposta, desengatando, dessa forma, o freio de mão.

[004] Infelizmente, várias desvantagens são tipicamente associadas ao uso de atuadores elétricos para engatar e desengatar freios de mão. Especificamente, os atuadores elétricos tipicamente apresentam desafios de montagem dentro do veículo de trabalho, visto que o atuador é frequentemente montado em uma localização que é significativamente separada da transmissão. Além disso, a operação de um atuador elétrico exige o uso de lógica de computador complexa para garantir que o freio de mão associado seja engatado e desengatado no momento apropriado. No entanto, mesmo apesar do uso de lógica de computador complexa, falhas de sistema (por exemplo, curtos-circuitos, etc.) podem frequentemente resultar em o atuador elétrico ser não intencionalmente comandado para engatar o freio de mão, o que pode causar dano significativo ao próprio freio ou à transmissão como um todo quando o veículo ainda estiver em movimento.

[005] Consequentemente, um sistema de freio de mão aprimorado que fornece uma alternativa ao uso de atuadores elétricos seria bem aceito na tecnologia.

[006] O documento US2014/216885A1 descreve atuador de freio de mão com um pistão com segundas serrilhas deslocáveis em resposta a uma pressão variável aplicada ao pistão e ao pino deslocados pela movimentação de pistão a partir de uma ranhura à primeira serrilhada para a posição de reboque plano.

DESCRIÇÃO DA INVENÇÃO

[007] Os aspectos e as vantagens da invenção serão apresentados em parte na seguinte descrição, ou podem ser óbvios a partir da descrição ou podem ser aprendidos através da prática da invenção.

[008] Em um aspecto, a presente matéria é direcionada a um sistema de freio de mão para uso com uma transmissão de um veículo de trabalho. O sistema pode incluir, em geral, um mecanismo de frenagem alojado dentro da transmissão e um atuador de freio posicionado fora da transmissão. O atuador de freio pode ser acoplado ao mecanismo de frenagem para permitir que o mecanismo de frenagem seja atuado entre um estado engatado e um estado desengatado. O atuador de freio pode incluir, em geral, um alojamento que se estende entre uma primeira extremidade e uma segunda extremidade. O alojamento pode definir pelo menos, parcialmente, uma câmara de lado de haste, uma câmara secundária e uma câmara de lado de pistão que se estende entre a câmara de lado de haste e a câmara secundária. O atuador de freio também pode incluir um pistão primário posicionado dentro do alojamento entre as câmaras de lado de pistão e de lado de haste. O pistão primário pode ser móvel entre uma primeira posição na qual o mecanismo de frenagem é atuado para o estado engatado e uma segunda posição na qual o mecanismo de frenagem é atuado para o estado desengatado. Além disso, o atuador de freio pode incluir uma haste que se estende parcialmente para dentro da câmara de lado de haste. A haste pode incluir uma extremidade interna acoplada ao pistão primário e uma extremidade externa posicionada fora do alojamento. Ademais, o atuador de freio pode incluir uma mola alojada dentro da câmara de lado de haste de modo a ser engatada entre o pistão e a primeira extremidade do alojamento e um pistão secundário alojado pelo menos parcialmente dentro da câmara secundária. O pistão secundário pode se estender entre uma extremidade proximal posicionada no pistão primário, ou adjacente ao mesmo, e uma extremidade distal posicionada em frente à extremidade proximal. O pistão secundário pode ser configurado para aplicar uma força contra o pistão primário quando o fluido é suprido dentro da câmara secundária na extremidade distal do pistão secundário a fim de mover o pistão primário a partir da primeira posição para a segunda posição.

[009] Em outro aspecto, a presente matéria é direcionada a um sistema de freio de mão para uso com uma transmissão de um veículo de trabalho. O sistema pode incluir, em geral, um mecanismo de frenagem alojado dentro da transmissão e um atuador de freio posicionado fora da transmissão. O atuador de freio pode ser acoplado ao mecanismo de frenagem para permitir que o mecanismo de frenagem seja atuado entre um estado engatado e um estado desengatado. O atuador de freio pode incluir, em geral, um alojamento que se estende entre uma primeira extremidade e uma segunda extremidade. O alojamento pode definir pelo menos parcialmente uma câmara de lado de haste e uma câmara de lado de pistão. O atuador de freio também pode incluir um pistão primário posicionado dentro do alojamento entre as câmaras de lado de pistão e de lado de haste. O pistão primário pode ser móvel entre uma primeira posição na qual o mecanismo de frenagem é atuado para o estado engatado e uma segunda posição na qual o mecanismo de frenagem é atuado para o estado desengatado. Além disso, o atuador de freio pode incluir uma haste que se estende parcialmente para dentro da câmara de lado de haste. A haste pode incluir uma extremidade interna acoplada ao pistão primário e uma extremidade externa posicionada fora do alojamento. Ademais, o atuador de freio pode incluir uma mola alojada dentro da câmara de lado de haste de modo a ser engatada entre o pistão e a primeira extremidade do alojamento, uma porta de retorno definida dentro do alojamento ou que se estende a partir do mesmo e um respiradouro de fluido em comunicação de fluxo entre a câmara de lado de haste e a porta de retorno. Em tal modalidade, qualquer fluido contido dentro da câmara de lado de haste pode ser evacuado a partir da mesma por meio do respiradouro de fluido e pode ser subsequentemente expelido a partir do atuador de freio através da porta de retorno.

[010] Esses e outros recursos, aspectos e vantagens da presente invenção se tornarão melhores compreendidos com referência à seguinte descrição e às reivindicações em anexo. Os desenhos anexos, que são incorporados a esse relatório descritivo, e constituem uma parte do mesmo, ilustram modalidades da invenção e, juntamente com a descrição, servem para explicar os princípios da invenção.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

[011] Uma revelação completa e habilitadora da presente invenção, incluindo o melhor modo da mesma, direcionada a um indivíduo de habilidade comum na técnica, é apresentada no relatório descritivo, que faz referência às figuras anexas, nas quais: A Figura 1 ilustra uma vista lateral de uma modalidade de um veículo de trabalho; A Figura 2 ilustra uma vista lateral de uma modalidade de um sistema de freio de mão adequado para uso com uma transmissão do veículo de trabalho mostrado na Figura 1, ilustrando particularmente um atuador de freio do sistema montado no exterior da transmissão; A Figura 3 ilustra uma primeira vista lateral do atuador de freio mostrado na Figura 2; A Figura 4 ilustra uma segunda vista lateral do atuador de freio mostrado na Figura 2, ilustrando particularmente um lado oposto do atuador mostrado na Figura 3; A Figura 5 ilustra uma vista em perspectiva de uma das extremidades do atuador de freio mostrado nas Figuras 3 e 4; A Figura 6 ilustra uma vista em corte transversal do atuador de freio mostrado nas Figuras 3 e 4, ilustrando particularmente um pistão primário do atuador deslocado para uma primeira posição a fim de engatar um mecanismo de frenagem associado do sistema revelado; A Figura 7 ilustra outra vista em corte transversal do atuador de freio mostrado nas Figuras 3 e 4, ilustrando particularmente o pistão primário deslocado para uma segunda posição a fim de desengatar o mecanismo de frenagem; e A Figura 8 ilustra uma vista em corte transversal adicional do atuador de freio mostrado nas Figuras 3 e 4, ilustrando particularmente um pistão secundário do atuador sendo deslocado para fora de modo a engatar o pistão primário de uma maneira que empurre o pistão primário para a segunda posição a fim de desengatar o mecanismo de frenagem.

DESCRIÇÃO DE REALIZAÇÕES DA INVENÇÃO

[012] Referência será feita agora em detalhes às modalidades da invenção, em que um ou mais exemplos das quais são ilustrados nos desenhos. Cada exemplo é fornecido a título de explicação da invenção, e não limitação da invenção.

[013] Em geral, a presente matéria é direcionada a um sistema de freio de mão para uso com a transmissão de um veículo de trabalho. Especificamente, o sistema pode incluir um mecanismo de frenagem interno alojado dentro da transmissão que serve como o freio de mão do veículo e um atuador de freio externo localizado fora da transmissão. Em várias modalidades, o atuador de freio externo pode corresponder a um cilindro de liberação hidráulica aplicada por mola que inclui uma haste de pistão acoplada ao mecanismo de frenagem (por exemplo, por meio de um braço de alavanca adequado) de modo que a retração/extensão da haste de pistão resulte na atuação do mecanismo de frenagem interno entre um estado engatado e um estado desengatado. Por exemplo, uma mola alojada dentro do atuador de freio pode ser configurada para aplicar uma força de inclinação contra um pistão primário do atuador de modo que o pistão seja empurrado em uma direção que resulte na retração da haste de pistão associada dentro do atuador de freio, engatando, dessa forma, o mecanismo de frenagem. Adicionalmente, para desengatar o freio de mão sob condições de operação normais, uma válvula associada ao atuador de freio pode ser controlada de uma maneira para fornecer fluido hidráulico pressurizado dentro do atuador, empurrando, dessa forma, o pistão primário para fora e comprimento a mola. Tal movimento do pistão resulta na haste de pistão sendo empurrada para fora a partir do atuador de freio, o que, por sua vez, faz com que o mecanismo de frenagem seja desengatado.

[014] Adicionalmente, em várias modalidades, o atuador de freio pode incluir um pistão secundário que permite que o freio de mão seja desengatado quando o veículo de trabalho for desativado (por exemplo, quando o veículo não estiver operando apropriadamente e precisar ser rebocado) e/ou quando o atuador de freio não estiver funcionando de outra forma de modo a permitir que o freio de mão seja desengatado unicamente por meio da atuação do pistão primário. Especificamente, o pistão secundário pode ser alojado dentro de uma câmara secundária definida dentro do atuador de freio em uma localização diretamente adjacente ao pistão primário. Suprindo-se fluido pressurizado dentro da extremidade posterior da câmara secundária, o pistão secundário pode ser atuado contra o pistão primário de modo a empurrar o pistão de uma maneira que comprima a mola e estenda a haste de pistão para fora a partir do atuador de freio, desengatando, dessa forma, o mecanismo de frenagem. Em seguida, para engatar novamente o freio de mão, o fluido pode ser removido a partir da extremidade posterior da câmara secundária para permitir que mola empurre o pistão para trás, retraindo, dessa forma, a haste de pistão.

[015] Em várias modalidades, o fluido pode ser suprido para a câmara secundária através de uma fonte de fluido separada do que a partir de uma fonte de fluido utilizada para suprir fluido ao atuador de freio durante uma operação normal. Por exemplo, em uma modalidade particular, uma bomba de graxa de mão operada manualmente pode ser conectada a uma porta secundária definida através do alojamento do atuador de freio para permitir que a graxa seja bombeada na câmara secundária e/ou removida da mesma. Em tal modalidade, um acoplamento de fluido adequado (por exemplo, uma mangueira) pode ser acoplado à porta secundária e pode se estender a uma localização conveniente sobre o veículo de trabalho ou dentro do mesmo (por exemplo, dentro da cabine). Como resultado, o operador pode simplesmente conectar a bomba de graxa ao acoplamento de fluido e em seguida manipular a bomba de graxa para permitir que o freio de mão seja engatado e desengatado manualmente.

[016] Ademais, em várias modalidades, o atuador de freio pode incluir um respiradouro de fluido para expelir o fluido contido dentro da câmara de lado de mola/haste do atuador de freio. Por exemplo, devido ao vazamento ao redor do pistão, um fluido hidráulico utilizado para atuar o pistão ao longo da câmara de lado de pistão do atuador de freio pode fluir para a câmara de lado de mola/haste. Em tal instância, qualquer fluido que tiver acumulado dentro da câmara de lado de mola/haste pode ser evacuado a partir da mesma por meio do respiradouro de fluido e subsequentemente retornado para a fonte de fluido original (por exemplo, o tanque hidráulico do veículo).

[017] Referindo-se agora aos desenhos, a Figura 1 ilustra uma vista lateral de uma modalidade de um veículo de trabalho 10. Conforme mostrado, o veículo de trabalho 10 é configurado como um trator agrícola. No entanto, em outras modalidades, o veículo de trabalho 10 pode ser configurado como qualquer outro veículo de trabalho adequado conhecido na técnica, tal como vários outros veículos agrícolas, veículos para movimentação de terra, veículos de estrada, carregadores e/ou similares.

[018] Conforme mostrado na Figura 1, o veículo de trabalho 10 inclui um par de rodas frontais 12, um par de rodas traseiras 14 e um chassi 16 acoplado às rodas 12, 14 e sustentado pelas mesmas. Uma cabine de operador 18 pode ser sustentada por uma porção do chassi 16 e pode alojar vários dispositivos de controle 20 (por exemplo, alavancas, pedais, painéis de controle e/ou similares) para permitir que um operador controle a operação do veículo de trabalho 10. Adicionalmente, o veículo de trabalho 10 pode incluir um motor 22 e uma transmissão 24 montada no chassi 16. A transmissão 24 pode ser acoplada de modo operativo ao motor 22 e pode fornecer razões de engrenagem variavelmente ajustadas para transferir potência de motor para as rodas 14 por meio de um diferencial 26. O motor 22, a transmissão 24 e o diferencial 26 podem definir coletivamente um trem de transmissão 28 do veículo de trabalho 10. Ademais, o veículo de trabalho 10 também pode incluir um freio de mão 30 associado à transmissão 24. Conforme será descrito abaixo, o freio de mão 30 pode ter, em geral, qualquer configuração adequada que permita que o mesmo funcione conforme descrito no presente documento.

[019] Referindo-se agora à Figura 2, uma vista lateral de uma modalidade de um sistema de freio de mão 100 adequado para uso com uma transmissão 24 de um veículo de trabalho 10 é ilustrada de acordo com aspectos da presente invenção. Para simplificar a ilustração, somente uma vista esquemática e parcial da transmissão 24 (indicada simplesmente pela caixa retangular) foi mostrada na Figura 2. Um indivíduo de habilidade comum na técnica deve observar prontamente que o sistema revelado 100 pode ser, em geral, configurado para uso com qualquer transmissão adequada 24 que utilize um freio de mão 30, inclusive transmissões de caixa de embreagens e transmissões continuamente variáveis.

[020] Conforme mostrado na Figura 2, o sistema 100 pode incluir um mecanismo de frenagem 102 e um atuador de freio 104 acoplado ao mecanismo de frenagem 102. Em geral, o mecanismo de frenagem 102 pode ser configurado para servir como o freio de mão 30 para o veículo de trabalho 10. Assim, em várias modalidades, o mecanismo de frenagem 102 pode ser alojado dentro do interior da transmissão 24 (conforme indicado pela caixa tracejada) e pode ser configurada para impedir uma saída giratória da transmissão 24 quando o mecanismo de frenagem 102 estiver engatado, tal como quando o veículo de trabalho 10 estiver colocado em estacionamento.

[021] Deve-se observar que o mecanismo de frenagem 102 pode ter, em geral, qualquer configuração adequada que permita que o mesmo funcione como o freio de mão do veículo 30. Por exemplo, em várias modalidades, o mecanismo de frenagem 102 pode corresponder a uma embreagem de freio configurada em associação operativa com um eixo de saída (não é mostrado) da transmissão 24. Em tais modalidades, o mecanismo de frenagem 102 pode incluir um ou mais platôs de embreagem que, quando atuados, engatam componentes de embreagem correspondentes acoplados ao eixo de saída de modo a impedir a rotação do eixo de saída. No entanto, em outras modalidades, o mecanismo de frenagem 102 pode ter qualquer outra configuração de freio de mão adequada conhecida na técnica.

[022] Conforme mostrado na Figura 2, diferente do mecanismo de frenagem 102, o atuador de freio 104 do sistema revelado 100 pode ser configurado para ser posicionado fora da transmissão 24, tal como se acoplando o atuador de freio 104 ao exterior do alojamento de transmissão 106. Em geral, o atuador de freio 104 pode ser configurado para atuar o mecanismo de frenagem 102 entre um estado engatado (por exemplo, quando se deseja que o veículo 10 seja estacionado) e um estado desengatado (por exemplo, quando se deseja que o veículo 10 seja conduzido). Especificamente, em várias modalidades, o atuador de freio 104 pode ser configurado para ser acoplado a um braço de alavanca 108 posicionado fora da transmissão 24, que, por sua vez, está acoplada de modo giratório ao mecanismo de frenagem 104 por meio de um eixo 110 que se estende através do alojamento de transmissão 106 a partir do exterior para o interior da transmissão 24. Como tal, atuando-se linearmente uma haste de pistão 112 associada ao atuador de freio 104 (por exemplo, estendendo-se ou retraindo-se a haste de pistão 112), o braço de alavanca 108 e o eixo correspondente 110 podem ser girados no sentido horário ou no sentido anti-horário, permitindo, dessa forma, que o mecanismo de frenagem 102 seja movido para seu estado engatado ou seu estado desengatado.

[023] Deve-se observar que o atuador de freio 104 pode ser configurado para ser acoplado ao exterior da transmissão com uso de qualquer meio de fixação e/ou mecanismos adequados conhecidos na técnica. Por exemplo, conforme mostrado na Figura 2, o atuador de freio 104 pode ser sustentado ao longo do exterior da transmissão 24 por meio de um suporte de montagem 114 configurado para ser acoplado ao alojamento de transmissão 106. Em várias modalidades, o suporte de montagem 114 pode ter o formato de uma caixa ou pode definir de outra forma uma abertura ou tubo oco através do qual o atuador 104 pode se estender pelo menos parcialmente. Em tais modalidades, conforme será descrito abaixo, o atuador de freio 104 pode ser configurado para ser acoplado de modo pivotante ao suporte de montagem 114 de modo a permitir que o atuador 104 revolva em relação ao suporte 114 ao redor de um ponto de pivô fixo 115. Ademais, conforme mostrado na Figura 2, um ou mais tubos ou suportes de apoio secundários 116 podem ser acoplados entre o suporte de montagem 114 e o exterior da transmissão 24 para fornecer apoio adicional para o atuador de freio 104.

[024] Referindo-se agora às Figuras 3 a 8, várias vistas de uma modalidade de um atuador de freio 104 adequado para uso dentro do sistema revelado de freio de mão 100 são ilustradas de acordo com aspectos da presente invenção. Especificamente, a Figura 3 ilustra uma primeira vista lateral do atuador de freio 104 e a Figura 4 ilustra uma segunda vista lateral que mostra o lado oposto do atuador de freio 104. A Figura 5 ilustra uma vista em perspectiva de topo de uma das extremidades do atuador de freio 104. As Figuras 6 e 7 ilustram vistas em cortes transversais do atuador de freio 104, sendo que a Figura 6 ilustra um pistão primário 118 do atuador de freio 104 deslocado para uma primeira posição engatada e em que a Figura 7 ilustra o pistão primário 118 deslocado para uma segunda posição desengatada. Adicionalmente, a Figura 8 ilustra outra vista em corte transversal do atuador de freio 104, ilustrando particularmente um pistão secundário 120 do atuador de freio 104 engatando o pistão primário 118 de modo a mover o pistão 118 para sua segunda posição desengatada.

[025] Em várias modalidades, o atuador de freio 104 pode ser configurado como um cilindro de liberação hidráulica aplicada por mola. Assim, conforme mostrado nas Figuras 3 a 8, o atuador de freio 104 pode incluir, em geral, um alojamento ou involucro externo cilíndrico 122 que se estende no sentido de comprimento entre uma primeira extremidade 124 e uma segunda extremidade 126. Conforme particularmente mostrado nas Figuras 6 a 8, o alojamento 122 pode definir duas câmaras internas primárias, a saber, uma câmara de lado de pistão 128 e uma câmara de lado de haste 130. Além disso, o atuador de freio 104 pode incluir um pistão 118 disposto dentro do alojamento 122 entre as câmaras de lado de pistão e de lado de haste 128, 130 e uma haste de pistão 112 acoplada ao pistão 118 e que se estende para fora a partir do mesmo. Por exemplo, conforme mostrada nas Figuras 6 a 8, a haste de pistão 112 pode se estender a partir de uma extremidade interior 132 acoplada ao pistão 118 através da câmara de lado de haste 130 até uma extremidade exterior 134 posicionada fora do alojamento 122. Em tal modalidade, a extremidade exterior 134 da haste de pistão 112 pode incluir ou ser acoplada a um mecanismo de fixação adequado 136 (por exemplo, um fixador de manilha) configurado para permitir que a haste de pistão 112 seja acoplada ao braço de alavanca 108 do sistema revelado 100. Ademais, conforme mostrado nas Figuras 6 a 8, o atuador de freio 104 também pode incluir uma mola 138 posicionada dentro da câmara de lado de haste 130 de modo a ser engatada entre o pistão 118 e a primeira extremidade 124 do alojamento 122.

[026] Durante uma operação normal do atuador de freio 104 (por exemplo, quando o atuador 104 estiver sendo operado em um modo de operação normal ou um primeiro modo de operação), o pistão 118 pode ser, em geral, configurado para ser deslocado entre uma primeira posição (Figura 6) e uma segunda posição (Figura 7). Especificamente, na ausência de fluido pressurizado dentro da câmara de lado de pistão 128, a mola 138 pode ser, em geral, configurada para aplicar uma força de inclinação contra o pistão 118 (por exemplo, na direção de seta 140 mostrada na Figura 6) que tende a empurrar o pistão 118 na direção da segunda extremidade 126 do alojamento 122, retraindo, dessa forma, a haste de pistão 112 e fazendo com que o braço de alavanca 108 seja girado na direção de sentido horário de modo a mover o mecanismo de frenagem 102 para seu estado engatado. No entanto, suprindo-se fluido pressurizado para a câmara de lado de pistão 128, o fluido pressurizado pode superar a força de inclinação aplicada pela mola 138 e empurrar o pistão 118 na direção da primeira extremidade 124 do alojamento 122 (por exemplo, na direção de seta 142 mostrada na Figura 7), o que resulta na compressão da mola 138 e na extensão da haste de pistão 112 para fora a partir do alojamento 122. Tal extensão da haste de pistão 112 faz com que o braço de alavanca 108 gire na direção de sentido anti-horário, movendo, desse modo, o mecanismo de frenagem 102 para seu estado desengatado.

[027] Deve-se observar que, para os propósitos de ilustração, o pistão 118 é mostrado na Figura 6 como sendo separado de uma distância 144 a partir de uma parede de extremidade 164 da câmara de lado de pistão 128 quando o pistão 118 é deslocado para sua primeira posição. No entanto, em outras modalidades, o pistão 118 pode ser posicionado de modo mais próximo à ou mais distante da parede de extremidade 164 da câmara de lado de pistão 128 quando na primeira posição, incluindo sendo posicionado de modo diretamente adjacente à parede de extremidade 164 quando deslocado para a primeira posição. Adicionalmente, conforme fornecido na Figura 7, o pistão 118 é mostrado como sendo separado de uma distância 148 a partir de uma parede de extremidade 150 da câmara de lado de haste 130 quando o pistão 118 é deslocado para sua segunda posição. Na modalidade ilustrada, tal separação é devido ao posicionamento de um flange anular 152 que se estende ao redor da circunferência exterior da haste de pistão 112 que engata a parede de extremidade 150 e serve como um batente mecânico para o pistão/haste de pistão 118, 112. No entanto, em outras modalidades, o flange anular 152 pode ser posicionado em qualquer outra localização adequada ao longo do comprimento da haste de pistão 112. Alternativamente, o flange anular 152 pode ser completamente removido da haste de pistão 112 de modo que nenhum batente mecânico seja fornecido para o pistão/haste de pistão 118, 112.

[028] Deve-se observar, também, que, em várias modalidades, o alojamento 122 pode ser formado a partir de dois ou mais componentes de alojamento configurados para serem armados juntamente para formar um conjunto de alojamento completo. Por exemplo, conforme mostrado na modalidade ilustrada, o alojamento 122 inclui um componente de alojamento central 154, um primeiro componente de alojamento lateral 156 que se estende a partir do componente de alojamento central 154 à primeira extremidade 124 do alojamento 122 e um segundo componente de alojamento lateral 158 que se estende a partir do componente de alojamento central 154 à segunda extremidade 126 do alojamento 122. No entanto, em outras modalidades, o alojamento 122 pode ser formado a partir de qualquer outro número de componentes de alojamento, tal como um único componente de alojamento, dois componentes de alojamento ou quatro ou mais componentes de alojamento.

[029] Adicionalmente, de acordo com aspectos da presente invenção, o alojamento 122 também pode definir uma câmara secundária 160 configurada para receber um pistão secundário 120 do atuador de freio 104. Especificamente, conforme mostrado nas Figuras 6 a 8, a câmara secundária 160 pode ser definida dentro do alojamento 122 entre a câmara de lado de pistão 128 e a segunda extremidade 126 do alojamento 112. O pistão secundário 120 pode ser, em geral, configurado para ser recebido pelo menos parcialmente dentro da câmara secundária 160. Por exemplo, conforme mostrado nas Figuras 6 a 8, o pistão secundário 120 pode ser configurado para se estender no sentido de comprimento dentro da câmara secundária 160 entre uma extremidade proximal 162 posicionada no pistão primário 118 ou adjacente ao mesmo e uma extremidade distal 164 posicionada em frente à extremidade proximal 162.

[030] Em várias modalidades, o pistão secundário 120 pode ser configurado para desengatar o mecanismo de frenagem 102 quando o veículo de trabalho 10 estiver desativado e/ou quando o atuador de freio 104 estiver de outra forma incapacitado de atuar o pistão primário 118 dentro de seu modo de operação normal. Especificamente, conforme mostrado nas Figuras 6 e 7, quando o atuador de freio 104 está sendo operado em seu modo de operação normal ou no primeiro modo de operação, o pistão secundário 120 pode ser localizado em uma posição não atuada dentro da câmara secundária 160. No entanto, suprindo-se o fluido pressurizado dentro da câmara secundária 160 na extremidade distal 164 do pistão secundário 120, o pistão secundário 120 pode ser atuado para fora a partir da câmara secundária 160 em direção à primeira extremidade 124 do alojamento 122. Por exemplo, conforme mostrado na Figura 8, quando atuada, a extremidade proximal 162 do pistão secundário 120 pode entrar em contato com o pistão primário 118 e aplicar uma força contra o mesmo (por exemplo, na direção de seta 166) a qual move o pistão 118 a partir de sua primeira posição para usa segunda posição, desengatando, dessa forma, o mecanismo de frenagem 102. Em seguida, para engatar novamente o mecanismo de frenagem 102, o fluido pressurizado pode ser removido da câmara secundária 160 de modo que a força de inclinação aplicada pela mola 138 empurre o pistão primário 118 de volta para sua primeira posição, o qual, por sua vez, empurra o pistão secundário 120 de volta para dentro da câmara secundária 160 para sua posição não atuada. Tal atuação e retração do pistão secundário 120 podem permitir, em geral, que o atuador de freio 108 seja operado em um modo de operação secundário e separado para desengatar e subsequentemente engatar novamente o mecanismo de frenagem 102.

[031] Referindo-se ainda às Figuras 3 a 8, o atuador de freio 104 também pode incluir uma válvula 168 e uma ou mais portas de fluido definidas dentro do alojamento 122 e/ou através do mesmo para suprir fluido para dentro do alojamento 122 e/ou expelir fluido a partir do mesmo. Especificamente, em várias modalidades, o atuador de freio 104 pode incluir tanto uma porta de suprimento 170 quanto uma porta de retorno 172 localizada na segunda extremidade 126 do alojamento 122 ou adjacente à mesma para suprir fluido para a câmara de lado de pistão 128 e expelir fluido a partir da mesma, respectivamente. Por exemplo, a porta de suprimento 170 pode ser acoplada a uma fonte de fluido adequada 174 do veículo de trabalho 10 (por exemplo, o tanque hidráulico do veículo) por meio de um acoplamento de fluido 175 (Figura 2) para permitir que o fluido seja direcionado para o alojamento 122 e suprido a uma ou mais portas de suprimento de válvula correspondentes 176 da válvula associada 168 por meio de uma trajetória de fluxo interna (não é mostrada) definida dentro do atuador 104. De modo similar, a porta de retorno 172 pode ser acoplada à fonte de fluido 174 por meio de um acoplamento de fluido separado 177 (Figura 2) para permitir que o fluido expelido a partir da câmara de lado de pistão 128 seja direcionado para uma ou mais portas de retorno de válvula correspondentes 178 da válvula 168 para a porta de retorno 172 por meio de uma trajetória de fluxo interna 180 definida dentro do atuador 104 e então subsequentemente seja entregue de volta à fonte de fluido 174. Em tal modalidade, a válvula 168 também pode incluir uma ou mais portas de trabalho ou controle 179 em comunicação de fluxo com a câmara de lado de pistão 128 (por exemplo, por meio de uma trajetória de fluxo interna (não é mostrada)) que, dependendo do estado de operação da válvula 128, fornece uma conexão de fluido entre a válvula 168 e ou a porta de suprimento 170 ou a porta de retorno 172. Por exemplo, para suprir fluido à câmara de lado de pistão 128, a válvula 168 pode ser atuada de modo que a(s) porta(s) de suprimento de válvula 176 esteja(m) em comunicação de fluxo com a(s) porta(s) de controle 179. Como tal, o fluido suprido para o alojamento 122 por meio da porta de suprimento 170 pode fluir a partir da porta(s) de apoio de válvula 176 para a(s) porta(s) de controle 179 e pode ser suprido, então, para dentro da direção de lado de pistão 128. De modo similar, para expelir fluido a partir da câmara de lado de pistão 128, a válvula 168 pode ser atuada de modo que a(s) porta(s) de retorno de válvula 178 esteja(m) em comunicação de fluxo com a(s) porta(s) de controle 179. Em tal instância, o fluido contido dentro da câmara de lado de pistão 128 pode ser direcionado a partir da(s) porta(s) de controle 179 para a(s) porta(s) de retorno de válvula 178 e subsequentemente expelido a partir do alojamento 122 por meio da porta de retorno 172.

[032] Deve-se observar que, em geral, a válvula 168 pode corresponder a qualquer tipo de válvula adequado e pode ter qualquer configuração de válvula adequada que permita que a mesma funcione conforme descrito no presente documento. Por exemplo, em várias modalidades, a válvula 168 pode corresponder a uma válvula proporcional de redução de pressão controlada eletronicamente para ser integrada dentro do atuador de freio 104 e/ou acoplada de outra forma ao mesmo, tal como se configurando a válvula 168 para ser montada para a segunda extremidade 126 do alojamento 122 de modo que uma porção da válvula 168 se estenda dentro do alojamento 122. No entanto, em outras modalidades, a válvula 168 pode corresponder a qualquer outro tipo de válvula adequado e/ou pode ser posicionada em qualquer outra localização adequada em relação ao alojamento 122.

[033] Deve-se observar também que, além de fornecer uma conexão de fluido seletiva entre a câmara de lado de pistão 128 e ou a porta de suprimento 170 ou a porta de retorno 172, a válvula 168 também pode ser configurada para regular a pressão do fluido suprido à câmara de lado de pistão 128. Por exemplo, a posição de um gatilho ou atuador (não é mostrado) da válvula 168 em relação à(s) porta(s) de controle 179 pode ser cuidadosamente controlada a fim de aumentar ou diminuir a pressão do fluido suprido para a câmara de lado de pistão 128.

[034] Além das portas de suprimento e retorno 170, 172, o atuador de freio 104 também pode incluir uma porta secundária 181 em comunicação de fluxo com a câmara secundária 160 por meio de uma trajetória de fluxo interna (não é mostrada) definida dentro do atuador 104. Por exemplo, conforme mostrado na Figura 3, a porta secundária 181 pode ser posicionada na segunda extremidade 126 do alojamento 122 ou adjacente à mesma de modo a fornecer uma conexão de fluido entre a câmara secundária 160 e uma fonte de fluido adequada 182 (por exemplo, um tanque de fluido e/ou qualquer outra fonte de fluido adequada, tal como uma bomba de graxa). Em tal modalidade, o fluido pode ser bombeado para dentro da câmara secundária 160 por meio da porta secundária 181 a fim de atuar o pistão secundário 120, empurrando, dessa forma, o pistão primário 118 para sua segunda posição e subsequentemente desengatando o mecanismo de frenagem 102. De modo similar, o fluido pode ser bombeado para fora da câmara secundária 160 por meio da porta secundária 181 a fim de remover a pressão de fluido de dentro da câmara 160, permitindo, dessa forma, que o pistão primário 118 retorne para sua primeira posição e subsequentemente engatando novamente o mecanismo de frenagem 102.

[035] Conforme mostrada nas Figuras 6 a 8, em várias modalidades, a porta secundária 181 pode ser configurada para ser acoplada a uma fonte de fluido 182 que difere da fonte de fluido 174 associada às portas de suprimento e retorno 170, 172. Por exemplo, em uma modalidade, as portas de suprimento e retorno 170, 172 podem, ambas, ser acopladas de modo fluido ao tanque hidráulico do veículo de trabalho 10 enquanto que a porta secundária 181 pode ser configurada para ser acoplada de modo fluido a uma fonte de fluido temporária ou removível 182, tal como uma bomba de graxa manualmente operada. Em tal instância, quando se deseja desengatar o mecanismo de frenagem 102 com uso do pistão secundário 120, a fonte de fluido temporária ou removível 182 pode ser conectada à porta secundária 181 (por exemplo, por meio de um acoplamento de fluido adequado) para permitir que o fluido seja suprido para dentro da câmara secundária 160. Alternativamente, a porta secundária 181 pode ser configurada para ser acoplada à mesma fonte de fluido que as portas de suprimento e retorno 170, 172, tal como se acoplando as três portas 170, 172, 181 ao tanque hidráulico do veículo.

[036] Deve-se observar também que, em várias modalidades, o mesmo fluido ou um tipo diferente de fluido pode ser suprido para cada uma das várias portas 170, 172, 181 do atuador de freio 104. Por exemplo, em uma modalidade, um fluido hidráulico convencional pode ser direcionado através das portas de suprimento e retorno 170, 172, enquanto a graxa ou qualquer outro fluido adequado pode ser direcionado através da porta secundária 181.

[037] Adicionalmente, conforme mostrado na modalidade ilustrada, o atuador de freio 104 também pode incluir um respiradouro de fluido 183 conectado de modo fluido entre a câmara de lado de haste 130 e a porta de retorno 172 para expelir qualquer fluido contido dentro da câmara de lado de haste 130. Especificamente, conforme mostrado nas Figuras 6 a 8, o respiradouro de fluido 183 pode definir uma trajetória de fluido que se estende entre uma primeira extremidade 184 em comunicação de fluxo com a câmara de lado de haste 130 e uma segunda extremidade 185 em comunicação de fluxo com a porta de retorno 172 (por exemplo, por meio da trajetória de fluxo interna 180 que se estende entre a porta de retorno 172 e a (s) porta (s) de retorno de válvula 178). Como tal, no evento de qualquer fluido ter acumulado dentro da câmara de lado de haste 130 (por exemplo, devido ao vazamento de fluido ao redor da circunferência externa do pistão primário 118), tal fluido pode ser evacuado a partir da câmara de lado de haste 130 por meio do respiradouro de fluido 183.

[038] Deve-se observar que, acoplando-se o respiradouro de fluido 183 à porta de retorno 172, o fluido contido tanto na câmara de lado de haste 130 quanto na câmara de lado de pistão 128 pode ser expelido a partir do atuador de freio 104 por meio da mesma porta. No entanto, em outras modalidades, o respiradouro de fluido 183 pode ser acoplado entre a câmara de lado de pistão 130 e uma porta separada para expelir qualquer fluido contido dentro da câmara de lado de haste 130 a partir do atuador de freio 104.

[039] Adicionalmente, deve-se observar que, apesar de o respiradouro de fluido 183 ser mostrado na modalidade ilustrada como fornecendo uma trajetória de fluxo entre a câmara de lado de haste 130 e a válvula 168 que se estende externamente ao alojamento 122, o respiradouro de fluido 183 pode, ao invés disso, ser integrado dentro do alojamento 122. Por exemplo, em uma modalidade alternativa, o respiradouro de fluido 183 pode corresponder a uma passagem definida dentro de uma parede do alojamento 122 de modo que a trajetória de fluxo seja formada inteiramente dentro do alojamento 122.

[040] Conforme indicado acima, em várias modalidades, o atuador de freio 104 pode ser configurado para ser montado na transmissão 24 por meio de um suporte(s) de montagem 114. Em tais modalidades, o atuador de freio 104 também pode incluir recursos de fixação pivotantes para permitir que o atuador 104 seja acoplado de modo pivotante ao(s) suporte(s) de montagem 114. Por exemplo, conforme particularmente mostrado nas Figuras 3 e 4, o atuador de freio 104 pode incluir uma ou mais protrusões ou munhões cilíndricos 186 que se estendem para fora a partir do alojamento 122. Tal (tais) protrusão (protrusões) 186 pode(m), por sua vez, ser configurada(s) para ser(em) recebida(s) dentro de abertura(s) correspondente(s) (não é(são) mostrada(s)) definida(s) no(s) suporte(s) de montagem 114 de modo a permitir que o atuador de freio 104 revolva em relação ao(s) suporte(s) de montagem 114 ao redor de um ponto de pivô fixo 115. Como resultado, quando o braço de alavanca 108 é girado por meio da extensão ou da retração da haste de pistão 112, o atuador de freio 104 pode revolver em relação ao(s) suporte(s) de montagem 114 (e em relação à transmissão 24) a fim de acomodar o movimento de braço de alavanca.

[041] Essa descrição utiliza exemplos para revelar a invenção, inclusive o melhor modo, e também para habilitar qualquer técnico no assunto a praticar a invenção, inclusive produzir e utilizar qualquer dispositivo ou sistema e realizar qualquer método incorporado.

Claims

1. SISTEMA DE FREIO DE MÃO PARA USO COM UMA TRANSMISSÃO DE UM VEÍCULO DE TRABALHO, que compreende: um mecanismo de frenagem (102) alojado dentro da transmissão (24); e um atuador de freio (104) posicionado fora da transmissão (24), sendo que o atuador de freio (104) é acoplado ao mecanismo de frenagem (102) para permitir que o mecanismo de frenagem (102) seja atuado entre um estado engatado e um estado desengatado, sendo que o atuador de freio (104) compreende: um alojamento (122) que se estende entre uma primeira extremidade e uma segunda extremidade, sendo que o alojamento (122) define pelo menos parcialmente uma câmara de lado de haste (130), uma câmara secundária (160) e uma câmara de lado de pistão (128) que se estende entre a câmara de lado de haste (130) e a câmara secundária (160); um pistão primário (118) posicionado dentro do alojamento (122) entre as câmaras de lado de pistão (128) e de lado de haste (130), sendo que o pistão primário (118) é móvel entre uma primeira posição na qual o mecanismo de frenagem (102) é atuado para o estado engatado, e uma segunda posição na qual o mecanismo de frenagem (102) é atuado para o estado desengatado; uma haste (112) que se estende parcialmente para dentro da câmara de lado de haste (130) e que inclui uma extremidade interna (132) acoplada ao pistão primário (118) e uma extremidade externa (134) posicionada fora do alojamento (122); uma mola (138) alojada dentro da câmara de lado de haste (130) de modo a ser engatada entre o pistão (118) e a primeira extremidade (124) do alojamento (122); e o sistema sendo caracterizado por um pistão secundário (120) ser alojado pelo menos parcialmente dentro da câmara secundária (160), sendo que o pistão secundário (120) se estende entre uma extremidade proximal (162) posicionada no pistão primário (118) ou adjacente ao mesmo, e uma extremidade distal (164) posicionada em frente à extremidade proximal (162), sendo que o pistão secundário (120) é configurado para aplicar uma força contra o pistão primário (118) quando o fluido for suprido dentro da câmara secundária (160) na extremidade distal (164) do pistão secundário (120) a fim de mover o pistão primário (118) a partir da primeira posição para a segunda posição.

2. SISTEMA DE FREIO DE MÃO, de acordo com areivindicação 1, caracterizado pelo atuador de freio (104) ser operável tanto em um primeiro modo de operação, dentro do qual o pistão primário (118) é configurado para ser deslocado a partir da primeira posição para a segunda posição suprindo-se fluido dentro da câmara de lado de pistão (128) a fim de empurrar o pistão primário (118) na direção da primeira extremidade (124) do alojamento (122), quanto em um segundo modo de operação, dentro do qual o pistão primário (118) é configurado para ser deslocado a partir da primeira posição para a segunda posição suprindo-se fluido para dentro da câmara secundária (16) na extremidade distal (164) do pistão secundário (120) de modo que a extremidade proximal (162) do pistão secundário (120) entre em contato contra o pistão primário (118) a fim de empurrar o pistão primário (118) na direção da primeira extremidade (124) do alojamento (122).

3. SISTEMA DE FREIO DE MÃO, de acordo com areivindicação 1, caracterizado pelo atuador de freio (104) compreender, adicionalmente, uma porta de suprimento (170) para suprir fluido dentro do alojamento (122) e uma porta de retorno (172) para expelir fluido a partir do alojamento (122).

4. SISTEMA DE FREIO DE MÃO, de acordo com areivindicação 3, caracterizado pelo atuador de freio (104) compreender, adicionalmente, uma válvula (168) em comunicação de fluxo com as portas de suprimento (170) e retorno (172), sendo que a válvula (168) é configurada para regular o fluido suprido para a câmara de lado de pistão (128) e expelido a partir da mesma acoplando-se seletivamente a câmara de lado de pistão (128) à porta de suprimento (170) ou à porta de retorno (172).

5. SISTEMA DE FREIO DE MÃO, de acordo com areivindicação 3, caracterizado pelo atuador de freio (104) compreender, adicionalmente, uma porta secundária (181) em comunicação fluida com a câmara secundária (160).

6. SISTEMA DE FREIO DE MÃO, de acordo com areivindicação 5, caracterizado pelas portas de suprimento (170) e retorno (172) serem conectadas de modo fluido a uma primeira fonte de fluido (174) e a porta secundária (181) ser configurada para ser conectada de modo fluido a uma segunda fonte de fluido separada.

7. SISTEMA DE FREIO DE MÃO, de acordo com areivindicação 1, caracterizado pelo atuador de freio (104) compreender, adicionalmente, uma porta de retorno (172) para expelir fluido a partir do alojamento (122) e um respiradouro de fluido (183) em comunicação de fluxo entre a câmara de lado de haste (130) e a porta de retorno (172), em que o fluido contido dentro da câmara de lado de haste (130) é evacuado a partir da mesma por meio do respiradouro de fluido(183) e é expelido a partir do atuador de freio (104) através da porta de retorno (172).

8. SISTEMA DE FREIO DE MÃO, de acordo com areivindicação 7, caracterizado pela porta de retorno (172) também estar em comunicação de fluxo com a câmara de lado de pistão (128) de modo que o fluido contido tanto na câmara de lado de pistão (128) quanto na câmara de lado de haste (130) seja expelido a partir do atuador de freio (104) através da porta de retorno (172).

9. SISTEMA DE FREIO DE MÃO, de acordo com areivindicação 1, caracterizado pelo atuador de freio (104) ser acoplado de modo pivotante à transmissão (24) de modo que o atuador de freio (104) revolve ao redor de um ponto de pivô fixo (115) quando o mecanismo de frenagem (102) é atuado entre os estados engatado e desengatado.