BR112016013909B1

BR112016013909B1 - Cilindro de freio

Info

Publication number: BR112016013909B1
Application number: BR112016013909-7A
Authority: BR
Inventors: Bartosz Dobrowolski; Oktawian Szuberski
Original assignee: Wabco Europe Bvba
Priority date: 2013-12-19
Filing date: 2013-12-19
Publication date: 2021-06-29
Also published as: CN105813912A; EP3083353A1; ES2640450T3; WO2015090344A1; PL3083353T3; US20160332613A1; BR112016013909A2; EP3083353B1; US9981646B2; CN105813912B; BR112016013909A8

Abstract

cilindro de freio. a presente invenção refere-se a um cilindro de freio de tipo de mola, particularmente um cilindro de freio combinado de serviço e de estacionamento (10), tendo uma mola de compressão, uma câmara de pressão (21) e uma parede divisória (19) entre a mola de compressão e a câmara de pressão (21), com um pistão (18) na câmara de pressão (21) e uma abertura (17) na parede da câmara de pressão (21), o pistão (18) estendendo-se através da abertura (17), em que o pistão (18) é oco e tem uma parede interior (36) e um fundo (23), no interior do pistão (18) uma porca (26) é retida em um parafuso de liberação (27) e o pistão (18) tem meios de guiamento para guiar a porca (26), de modo que a porca (26) não possa ser rodada no pistão (18) e a porca (26) é suscetível de movimentar-se na direção longitudinal do pistão (18), e em que no interior do pistão (18) existem uns meios de suporte para encostar contra a porca (26) enquanto o parafuso de liberação (27) é aparafusado na porca (26). de acordo com a invenção o pistão (18) tem pelo menos uns primeiros meios de re-tenção e uns segundos meios de retenção, os primeiros meios de retenção retêm os meios de suporte em uma posição de montagem, e os segundos meios de retenção retêm os meios de suporte em uma posição de acionamento, em que a posição de acionamento está mais próxima do fundo (23) do que a posição de montagem, e em que os meios de suporte são suscetíveis de movimentar-se da posição de montagem para a posição de acionamento pelo movimento da porca (26) em relação ao pistão (18).

Description

[001]A presente invenção refere-se a cilindros de freio tipo mola, particular-mente a um cilindro de freio combinado de serviço e de estacionamento, especial-mente a cilindros de freio tipo mola para freios pneumáticos para veículos comerci-ais. A invenção refere-se ainda a freios com um cilindro de freio tipo mola.

[002] Os freios pneumáticos para veículos comerciais são bem conhecidos, por exemplo, como freios de disco, freios de tambor, freios de cunha, freios de ex-cêntrico ou outro tipo de freios. Em um freio pneumático um alojamento de um cilin-dro de freio é fixado a um alojamento de um calibrador de freio e aplica uma força de atuação de freio através de um êmbolo de cilindro a uma alavanca no interior do alo-jamento do calibrador.

[003] Um cilindro de freio tipo mola é equipado com uma mola de compres-são, uma câmara de pressão e uma parede divisória entre a mola de compressão e a câmara de pressão, com um pistão na câmara de pressão e uma abertura em uma parede da câmara de pressão, o pistão estendendo-se através da abertura. O pistão é oco, ligado à parede divisória e tem uma parede exterior, uma parede interior e um fundo. No interior do pistão uma porca é retida em um parafuso de liberação e o pis-tão tem meios de guiamento para guiar a porca, de modo que a porca não possa rodar no pistão e a porca seja móvel na direção longitudinal do pistão. O parafuso de liberação estende-se ainda através de uma abertura em uma cabeça do cilindro de freio e através de uma abertura na parede divisória. No interior do pistão existem meios de suporte para encostar contra a porca enquanto o parafuso de liberação é aparafusado na porca. Os meios de suporte são apenas necessários para a monta-gem do cilindro de freio. Uma vez que o cilindro de freio tenha sido completado, par-ticularmente quando o cilindro de freio está a funcionar, os meios de suporte devem estar inoperacionais e/ou escamoteados.

[004] É um objeto da invenção fornecer um cilindro de freio com meios de suporte inoperacionais e/ou escamoteados quando o cilindro de freio está a funcionar.

[005] Este objeto é alcançado fornecendo um cilindro de freio com as carac-terísticas da reivindicação 1. O pistão tem pelo menos uns primeiros meios de reten-ção e uns segundos meios de retenção, os primeiros meios de retenção retêm os meios de suporte em uma posição de montagem, e os segundos meios de retenção retêm os meios de suporte em uma posição de acionamento. A posição de aciona-mentoestá mais próxima do fundo do que a posição de montagem. Os meios de suporte são móveis da posição de montagem para a posição de acionamento por um movimento da porca em relação ao pistão. Na posição de acionamento os segundos meios de retenção estão a reter os meios de suporte em segurança.

[006] Em uma primeira utilização do cilindro de freio completo a câmara de pressão será inflada com ar comprimido, a parede divisória juntamente com o pistão será deslocada em direção ao parafuso de liberação. Consequentemente a porca fornecida na extremidade do parafuso de liberação empurrará os meios de suporte da posição de montagem para a posição de acionamento próxima do fundo ou no fundo do pistão. Uma vez que a câmara de pressão tenha sido desinflada os meios de suporte são posicionados afastados da porca. Os meios de suporte não afetam a função da mola de compressão que está a atuar contra a parede divisória. Além dis-so, o pistão pode ser curto uma vez que os meios de suporte não necessitam de muito espaço na sua posição de acionamento.

[007] Em um aspecto da invenção, o pistão tem na sua parede interior uma primeira cavidade, pelo menos parte dos meios de suporte são retidos na posição de montagem na primeira cavidade, e a primeira cavidade é particularmente uma ranhu-ra circunferencial ou um grupo de ranhuras. Uma cavidade ou ranhura é fácil de fa-bricar. Uma primeira cavidade está a atuar como os primeiros meios de retenção.

[008] Em um outro aspecto da invenção, a cavidade, particularmente a ra- nhura, é equipada com uma parede que encosta contra os meios de suporte, a paredeé fornecida obliquamente, designadamente com um ângulo obtuso entre a paredeoblíqua e a parede contígua interior do pistão. Parte dos meios de suporte são retidos na cavidade e entre as paredes da cavidade. A parede oblíqua permite uma movimentação dos meios de suporte para a posição de acionamento dependendo do ângulo da parede oblíqua e da força que atua sobre a parede divisória ao inflar a câmara de pressão. O ângulo pode ser escolhido de modo que os meios de suporte fiquem ainda na posição de montagem quando o parafuso de liberação é pressionado em direção à porca enquanto o parafuso é aparafusado na porca.

[009] Em um outro aspecto da invenção, o pistão tem na sua parede interior uma segunda cavidade, pelo menos parte dos meios de suporte são retidos na posi-ção de acionamento na segunda cavidade, e a segunda cavidade é particularmente uma ranhura circunferencial ou um grupo de ranhuras. Novamente, uma cavidade ou ranhura é fácil de fabricar. A segunda cavidade está a atuar como os segundos meios de retenção e retém os meios de suporte na posição de acionamento em segurança.

[010] Em um outro aspecto da invenção, a posição de acionamento está no fundo do pistão. Consequentemente o comprimento do pistão é totalmente utilizado.

[011] Em um outro aspecto da invenção, os meios de suporte são elásticos, particularmente compressíveis. As forças que atuam sobre os meios de suporte não destruirão subitamente os meios de suporte e podem ser calculadas cuidadosamen-te. Os meios de suporte elásticos podem ser facilmente deslocados da posição de montagem para a posição de acionamento.

[012] Em um outro aspecto da invenção, os meios de suporte são plastica-mentedeformáveis. A deformação pode ajudar os meios de suporte a sair da posição de montagem.

[013] Em um outro aspecto da invenção, os meios de suporte são uma mola helicoidal, uma mola de compressão, uma mola cônica, um disco, um disco de mola, um anel, um anel de retenção ou uma arruela de segurança.

[014]A invenção também se refere a um freio com um cilindro de freio tal como mencionado anteriormente.

[015] Outras características da invenção tornar-se-ão evidentes na descrição que se segue e nas reivindicações. Formas de realização vantajosas da invenção serão agora descritas mais particularmente com referência aos desenhos, nos quais:

[016]A figura 1 mostra a seção longitudinal de uma parte de um cilindro de freio combinado em uma posição de montagem,

[017]A figura 2 mostra um detalhe da figura 1 na posição de montagem, de-signadamentepistão e porca para um parafuso de liberação e uma mola helicoidal como meios de suporte para a porca,

[018]A figura 3 mostra a seção longitudinal de acordo com a figura 1 na po-sição de montagem, mas juntamente com um parafuso de liberação inserido,

[019]A figura 4 mostra um detalhe da figura 3 na posição de montagem, de-signadamente o pistão e a porca com o parafuso de liberação e a mola helicoidal como meios de suporte para a porca,

[020]A figura 5 mostra a seção longitudinal de acordo com a figura 3 mas em uma posição de acionamento,

[021]A figura 6 mostra um detalhe da figura 5 na posição de acionamento, designadamente o pistão e a porca com o parafuso de liberação e a mola como meios de suporte para a porca,

[022]A figura 7 mostra um detalhe semelhante à figura 6 na posição de mon-tagem, designadamente o pistão e a porca com o parafuso de liberação e um disco de mola como meios de suporte para a porca,

[023]A figura 8 mostra a seção longitudinal de acordo com a figura 5 mas em uma posição sem pressão na câmara de pressão,

[024]A figura 9 mostra a seção longitudinal de acordo com a figura 8 mas em uma posição mecanicamente liberada com o parafuso de liberação parcialmente desaparafusado.

[025] Um veículo comercial tem uma função de freio de serviço e uma função de freio de estacionamento. Um sistema de freio pneumático também necessita da função de freio em caso de perda de pressão, designadamente um freio sem pressão ou freio de emergência. O freio de estacionamento pode ser realizado pela função de freio sem pressão.

[026] O freio de estacionamento e o freio de serviço podem ter atuadores separados ou um atuador combinado. As figuras 1 a 9 referem-se a um cilindro de freio combinado 10 como um atuador para um freio pneumático. É claro que o atua- dor pode também ser previsto para um freio de mola separado com uma função de freio sem pressão. O cilindro de freio 10 tem uma parte de freio de serviço 11 e uma parte de freio de estacionamento 12. A parte de freio de estacionamento 12 está no lado esquerdo e inclui a função de freio sem pressão. A parte de freio de serviço 11 é mostrada incompleta e no lado direito das figuras.

[027] Um alojamento 13 da parte de freio de estacionamento 12 tem uma forma de taça com um fundo 14 e uma parede lateral circunferencial 15. Uma cober-tura 16 do alojamento 13 é também um fundo da parte de freio de serviço 11 e tem uma abertura 17 para um pistão 18. O pistão 18 está a atuar como um êmbolo contra um diafragma (não mostrado) na parte de freio de serviço 11.

[028] No alojamento 13 existe uma parede divisória em forma de taça 19 ca-pazes de se deslocar como um pistão a partir da cobertura 16, ver figura 1, para uma posição próxima de mas ainda com uma distância para o fundo 14, ver figuras 5 e 9. A distância é necessária para o volume de uma mola de compressão helicoidal forte, designadamente uma mola de fita 20.

[029] Entre a parede divisória 19 e a cobertura 16 é definida uma câmara de pressão 21, ver figuras 5 e 9. A posição da parede divisória 19 depende da pressão na câmara de pressão 21. A pressão atua contra a força da mola de fita 20.

[030] O pistão 18 é montado sobre a parede divisória 19 e é movimentado em conjunto com a parede divisória 19. Existe uma junta estanque 22 na abertura 17 e encaixa no pistão 18. O pistão 18 é oco como um tubo mas com um fundo fechado 23 e uma cabeça aberta 24. O fundo 23 está localizado na parte de freio de serviço 11. A parede divisória 19 tem uma abertura central 25 coaxial e sem um espaço para a cabeça aberta 24.

[031] Uma porca 26 está posicionada no pistão 18. A porca 26 é retida à prova de torque mas capaz de se movimentar na direção longitudinal do pistão 18. O pistão 18 tem uma seção transversal interior hexagonal como uns meios de guia- mento para a porca móvel 26. A abertura 25 é mais estreita do que uma seção transversal exterior da porca 26. Como pode ver-se a partir das figuras 3 a 9 um pa-rafuso de liberação 27 é aparafusado em uma porca 26.

[032] O parafuso de liberação 27 tem duas partes, uma parte mais espessa 28 em um lado e uma parte mais fina 29 no outro lado com uma proporção de com-primento de cerca de 3 para 4 (parte mais espessa para a parte mais fina). Uma rosca de parafuso externa 30 da parte mais espessa 28 corresponde a uma rosca de parafuso interna 31 de um furo central 32 no fundo 14 do alojamento 13 e é aparafu-sada ao mesmo. Uma rosca de parafuso externa 33 da parte mais fina 29 corres-ponde a uma rosca de parafuso interna 34 da porca 26. As roscas de parafuso 30/31 são contrarrotativas em relação às roscas de parafuso 33/34. Uma porca 35 é fixada sobre a extremidade da parte mais espessa 28, ver figuras 8 e 9.

[033]A função do parafuso de liberação 27 será mostrada com referência às figuras 5, 8 e 9:

[034]A figura 5 mostra a posição de acionamento do cilindro de freio 10. A câmara de pressão 21 é inflada com ar comprimido. Consequentemente, a parede divisória 19 comprime a mola de fita 20 e o pistão 18 estende-se ao longo da câmara de pressão 21. O parafuso de liberação 27 estende-se do fundo 14 muito para dentro do pistão 18, com a porca 35 em uma extremidade fora do fundo 14 e com a por-camóvel 26 na outra extremidade do parafuso de liberação 27 no interior do pistão 18.

[035]A figura 8 mostra uma posição sem pressão do cilindro de freio 10. A câmara de pressão 21 é desinflada e a mola de fita 20 é expandida. A parede divisó-ria 19 é movimentada para próximo da cobertura 16 e o pistão 18 estende-se muito no interior da parte de freio de serviço 11. O freio de estacionamento é atuado (não mostrado).

[036] Uma posição mecanicamente liberada é mostrada na figura 9. O para-fuso de liberação 27 é desaparafusado do fundo 14 rodando parcialmente a porca 35 fixada no parafuso 27. Em consequência e em relação às roscas de parafuso contrarrotativas a outra porca 26 é movimentada ao longo da parte mais fina 29 em direção à abertura 25 até que a porca 26 esteja a encostar contra os bordos da aber-tura 25 e esteja a empurrar a parede divisória 19 em direção ao fundo 14. Uma mola de fita 20 é comprimida, o pistão 18 é movimentado quase para fora da peça de freio de serviço 11 para a parte de freio de estacionamento 12 e consequentemente o freio de estacionamento foi liberado.

[037]Ao montar o cilindro de freio 10 o parafuso de liberação 27 e a porca 26 têm que ser unidos. Por essa razão a porca 26 é posicionada no pistão 18 desig-nadamente em uma posição de montagem de acordo com a figura 1 e encostando contra uns meios de suporte. Os meios de suporte são retidos em uma parede inte-rior 36 do pistão 18. Nas figuras 1 a 6 e 8 e 9 os meios de suporte são uma mola de compressão cônica (helicoidal) 37, embora outros meios de suporte sejam mostrados na figura 7, designadamente um disco de mola 38. A porca 26 é posicionada mais próxima da abertura 25 do que do fundo 23 (do pistão 18) com aproximada- mente um quarto do comprimento do pistão 18 como uma distância para a abertura 25. Os meios de suporte são retidos no pistão pelos primeiros meios de retenção, designadamente as ranhuras 39 mais próximos de uma metade (de comprimento) do pistão 18 do que a porca 26. As ranhuras 39 são fornecidas no interior do pistão 18 ao longo da seção transversal hexagonal e definem uma área ou plano de seção transversal. É claro que os meios de suporte têm de ser colocados no pistão 18 antes de a porca 26 poder ser movimentada para o pistão 18 uma vez que o fundo 23 está fechado.

[038] Em um passo seguinte o pistão 18 é fixado sobre a parede divisória 19, ver roscas de parafuso 40. Depois disso, o parafuso de liberação 27 é aparafusado no fundo 14 até que a parte mais fina 29 empurre contra a porca 26 enquanto a câ-mara de pressão 21 é desinflada. Uma face extremidade 41 do parafuso de liberação 27 fica quase nivelada com uma face exterior 42 do fundo 14. Subsequentemente o parafuso de liberação 27 é desaparafusado do fundo 14 algumas voltas, e em relação à às roscas de parafuso contrarrotativas a porca 26 é puxada para a parte mais fina 29, ver figura 3. A câmara de pressão 21 é novamente desinflada. O para-fuso de liberação 27 é desaparafusado do fundo 14 até que a porca 35 possa ser fixada na extremidade da parte mais espessa 28. A porca 35 está a encostar contra o fundo 14 e a porca 26 é puxada para a parte mais fina 29 um pouco mais em com-paração com a figura 3, ver figura 8. A figura 8 mostra a posição depois da primeira atuação do cilindro de freio 10 e também durante o tempo de vida.

[039]Ao inflar a câmara de pressão 21 pela primeira vez o pistão 18 é deslo-cado em direção ao fundo 14 e a porca 26 e/ou o parafuso de liberação 27 empurra os meios de suporte - a mola de compressão 37 - dos primeiros meios de retenção para uns segundos meios de retenção no fundo 23 do pistão 18. Os segundos meios de retenção podem ser os mesmos que os primeiros meios de retenção ou uns semelhantes. Em esta forma de realização os segundos meios de retenção são uma ranhura circunferencial 43 na parede interior 36 do pistão 18 onde a seção transver-sal do pistão é circular. Uma vez que os meios de suporte são agora retidos nos se-gundos meios de retenção a porca 26 e o parafuso de liberação 27 podem ser des-locados em uma direção axial quase totalmente sem estar sob pressão dos meios de suporte.

[040] Para permitir o movimento dos meios de suporte a partir dos primeiros meios de retenção para os segundos meios de retenção, as ranhuras 39 são defini-das pelas paredes 44 transversais à direção axial (e à parede interior 36) por um lado e às paredes oblíquas 45 por outro lado de modo que a mola de compressão 37 pode deslizar para fora das ranhuras 39 sob pressão do parafuso de liberação 27 ou da porca 26 e em direção ao fundo 23. As paredes oblíquas 45 estão mais próximas do fundo 23 do que as paredes transversais 44. Entre as paredes oblíquas 45 e a parede interior contígua 36 é previsto um ângulo obtuso, particularmente com 100° a 135°. A ranhura 43 tem apenas paredes orientadas transversalmente para manter a mola de compressão 37 em segurança.

[041] O comprimento axial da mola de compressão 37 pode ser muito curto uma vez que as ranhuras 39 e 43 estão afastadas umas das outras. Quanto mais curta for a mola 37 ou quaisquer outros meios de suporte em uma direção axial, mais curtos podem ser o pistão 18 e o cilindro de freio 10. Um cilindro de freio mais curto 10 é sempre vantajoso, tem menos volume, necessita de menos volume em seu redor, é mais compacto e tem menos vibrações. Lista de designações: 10 Cilindro de freio combinado 11 Parte de freio de serviço 12 Parte de freio de estacionamento 13 Alojamento 14 Fundo (do alojamento) 15 Parede lateral 16 Cobertura 17 Abertura 18 Pistão 19 Parede divisória 20 Mola de fita 21 Câmara de pressão 22 Junta estanque 23 Fundo (do Pistão) 24 Head 25 Abertura 26 Porca (móvel) 27 Parafuso de liberação 28 Parte mais espessa 29 Parte mais fina 30 Rosca de parafuso externa (da parte mais espessa) 31 Rosca de parafuso interna (do fundo 14) 32 Furo central 33 Rosca de parafuso externa (da parte mais fina) 34 Rosca de parafuso interna (da porca 26) 35 Porca (fixada no parafuso de liberação) 36 Parede interior (de pistão) 37 Mola de compressão 38 Disco de mola 39 Ranhuras 40 Roscas de parafuso 41 Face de extremidade 42 Face exterior 43 Ranhura 44 Paredes transversais 45 Paredes oblíquas

Claims

1. Cilindro de freio tipo mola, particularmente cilindro de freio combinado de serviço e estacionamento (10), tendo uma mola de compressão (37), uma câmara de pressão (21) e uma parede divisória (19) entre a mola de compressão (37) e a câmara de pressão (21), com um pistão (18) na câmara de pressão (21) e uma aber-tura (17) em uma parede da câmara de pressão (21), o pistão (18) estendendo-se através da abertura (17), em que o pistão (18) é oco e tem uma parede interior (36) e um fundo (23), no interior do pistão (18) uma porca (26) é retida em um parafuso de liberação (27) e o pistão (18) tem meios de guiamento para guiar a porca (26), de modo que a porca (26) não possa ser girada no pistão (18), e a porca (26) é capaz de ser movimentada na direção longitudinal do pistão (18), e em que no interior do pistão (18) existem uns meios de suporte para en-costar contra a porca (26) enquanto o parafuso de liberação (27) é aparafusado na porca (26), CARACTERIZADO pelo fato de que o pistão (18) tem pelo menos uns pri-meiros meios de retenção e uns segundos meios de retenção, os primeiros meios de retenção retêm os meios de suporte em uma posição de montagem, e os segundos meios de retenção retêm os meios de suporte em uma posição de acionamento, em que a posição de acionamento está mais próxima do fundo (23) do que a posição de montagem, e em que os meios de suporte são capazes de se movimentar da posição de montagem para a posição de acionamento por um movimento da porca (26) em re-lação ao pistão (18).

2. Cilindro de freio, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que o pistão (18) tem na sua parede interior (36) uma primeira cavidade, pelo menos parte dos meios de suporte são retidos na posição de montagem na primeira cavidade, e a primeira cavidade é particularmente uma ranhura circunferen- cial ou um grupo de ranhuras (39).

3. Cilindro de freio, de acordo com a reivindicação 2, CARACTERIZADO pelo fato de que a cavidade, particularmente as ranhuras (39), são fornecidas com uma parede (45) que encosta contra os meios de suporte, a parede (45) é fornecida obliquamente, designadamente com um ângulo obtuso entre a parede oblíqua (45) e a parede interior contígua (36) do pistão (18).

4. Cilindro de freio, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, CARACTERIZADO pelo fato de que o pistão (18) tem na sua parede interior (36) uma segunda cavidade, pelo menos parte dos meios de suporte são retidos na posi-ção de acionamento na segunda cavidade, e a segunda cavidade é particularmente uma ranhura circunferencial ou um grupo de ranhuras (43).

5. Cilindro de freio, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, CARACTERIZADO pelo fato de que a posição de acionamento está no fundo (23) do pistão (18).

6. Cilindro de freio, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, CARACTERIZADO pelo fato de que os meios de suporte são elásticos, particu-larmentecompressíveis.

7. Cilindro de freio, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 6, CARACTERIZADO pelo fato de que os meios de suporte são plasticamente de-formáveis.

8. Cilindro de freio, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 7, CARACTERIZADO pelo fato de que os meios de suporte são uma mola helicoidal, uma mola de compressão (37), uma mola cônica, um disco, um disco de mola (38), um anel, um anel de retenção ou uma arruela de segurança.

9. Freio CARACTERIZADO pelo fato de que possui um cilindro de freio (10) como definido em qualquer uma das reivindicações 1 a 8.