BRPI0804531A2 - sistema de frenagem a ar comprimido - Google Patents

Abstract

Sistema de frenagem a ar comprimido (1) para veículo utilitário, cujos cilindros de frenagem por roda do eixo dianteiro (5) são conectados a um reservatório de ar comprimido do eixo dianteiro (3) através de tubos de ar comprimido separados (8; 17) . O sistema de frenagem a ar comprimido (1) apresenta um aparelho de controle (6) acionado por um módulo de frenagem por pedal (7), que divide a pressão de frenagem em função da carga do veículo utilitário sobre os cilindros de frenagem por roda do eixo dianteiro (5) e sobre os cilindros de frenagem por roda do eixo traseiro (21). Um dos tubos de ar comprimido (8; 17) apresenta pelo menos uma válvula de bloqueio que reage á queda de pressão e uma válvula protetora multi-circuito (12), sendo que a válvula protetora multi-circuito (12) assegura um nível equilibrado da pressão de frenagem entre o reservatório de ar comprimido do eixo dianteiro (3) e um reservatório de ar comprimido do eixo traseiro (10), através de um tubo de ar comprimido (11) . Em caso de queda de pressão a válvula protetora multi-circuito (12) regula o fornecimento de ar comprimido nos tubos de ar comprimido (8; 17) de modo que o fornecimento de ar comprimido dos tubos de ar comprimido intactos permaneça assegurado.

Description

"SISTEMA DE FRENAGEM A AR COMPRIMIDO".

Descrição

A presente invenção refere-se a um sistema de frenagemacionado por ar comprimido para veículos utilitários,cujos cilindros de frenagem da roda dianteira sãoconectados a um reservatório de ar comprimido por meio detubos para ar comprimido, de acordo com o conceitogenérico da reivindicação 1.

O legislador prescreve que, no caso de uma falha total ouparcial dos freios deve estar disponível um freioauxiliar para manter determinados valores dedesaceleração. Em veículos, que possuem uma porcentagemelevada de peso no eixo dianteiro, o eixo traseiro quandoocorre uma falha no circuito de frenagem da rodadianteira, não consegue transmitir força de frenagemsuficiente para obter a função de frenagem auxiliar narua. Isso é condicionado pela força de arranquerelativamente pequena do eixo traseiro em relação ao pesototal e pela distribuição de carga axial que ocorredurante a frenagem sobre o eixo dianteiro. Principalmentecom relação a tratores de semi-reboque desaparelhados echassis de caminhões sem carroceria.

É conhecido a partir do documento DE 41 36 978 um sistemade frenagem acionado por ar comprimido para veículos comfreio de serviço equipado com válvula, acionado por arcomprimido no veículo trator. O freio de serviço écombinado com um dispositivo de frenagem eletro-pneumático e apresenta um aparelho de controle elétricocomo central de comutação do sistema de frenagem. 0aparelho de controle registra com auxílio de sensoresdados característicos, que monitoram na qualidade desensores de estado o controle de energia das válvulas e acaracterística de ajuste de cilindros de frenagem. Deacordo com esses dados característicos pode-se verificarum estado operacional definido do veículo, inofensivopara a segurança de marcha. No caso de uma segurança demarcha que não está ameaçada, podem ser colocadas emfuncionamento seqüências de teste e de ajuste do sistemade frenagem quando solicitado ou automaticamente.

No caso de sistemas de frenagem acionados por arcomprimido do estado da técnica, seria no entantodesejável que um freio permanecesse ainda com capacidadede frenagem ao ocorrer perda de pressão devido a umvazamento no tubo para ar comprimido.

Por essa razão, é tarefa da presente invenção criar umsistema de frenagem acionado por ar comprimido paraveículo utilitário que seja ideal com relação à tarefacolocada.

A tarefa é solucionada, de acordo com a invenção, atravésdas características da reivindicação 1.

O fornecimento de ar comprimido dos cilindros de frenagemda roda do eixo dianteiro é distribuído com auxílio deuma válvula em dois tubos separados para ar comprimido,que conduzem aos cilindros de frenagem da roda de eixodianteiro a pressão de frenagem necessária. No caso de umvazamento o tubo para ar comprimido, não afetado,continua funcionando.

Vantajosamente o sistema de frenagem a ar comprimido, deacordo com a invenção, pode ser acionado por viaeletrônica ou pneumática após ativação da válvula defrenagem por pedal mediante comutação intermediária doaparelho de controle. O acionamento da pressão defrenagem das rodas dianteiras é feito através dos módulosde frenagem por roda. Esses módulos são ligados aos tubosseparados para ar comprimido. 0 acionamento da pressão defrenagem também pode ser feito através do módulo defrenagem por pedal. O módulo de frenagem por pedal dispõede respectivamente entradas e saídas separadas para ofornecimento de ar comprimido dos cilindros de frenagempor roda. É possível dispor válvulas de retenção no tubospara ar comprimido. De acordo com a invenção, uma válvulade bloqueio permite uma sobre-circulação no outrorespectivo tubo para ar comprimido até uma determinadapressão. Desse modo, se realiza uma compensação depressão entre o tubo de ar comprimido alimentado peloreservatório de frenagem a ar comprimido do eixotraseiro e o tubo de ar comprimido alimentado peloreservatório de frenagem a ar comprimido do eixodianteiro até uma pressão ajustada. Se a pressão cair emum tubo de ar comprimido devido a má vedação ou rupturado tubo, ainda permanecerá uma pressão residual no outrotubo de ar comprimido, que será suficiente para obter aação de frenagem auxiliar. Também seria possível instalarnos tubos de ar comprimido separados respectivamente umaválvula de descarga com refluxo total assim como um outroreservatório de ar comprimido. A válvula protetora multi-circuito é projetada de modo que o fluxo de entrada de arcomprimido seja feito sem restrição, porém de modo queseja possível um refluxo somente até uma determinadapressão. É possível ajustar uma válvula de inversão comoválvula protetora multi-circuito. Desse modo, no tubo dear comprimido não afetado por distúrbios permanece aindaar comprimido numa escala que seja suficiente para umaação de frenagem auxiliar.

0 aparelho de controle recebe do módulo de frenagem porpedal um sinal que é disparado pela barra de direçãomediante acionamento do freio de pé, e que expressa aintensidade da solicitação de frenagem. Dependendo daintensidade da solicitação de frenagem o aparelho decontrole libera uma pressão de frenagem correspondentenos tubos de ar comprimido. Dependendo do carregamento doveículo utilitário ou do valor de deslize, que é apuradopor sensores nas rodas dianteiras a serem freadas, oaparelho de controle transmite a pressão de frenagem aoscilindros de frenagem da roda de eixo dianteiro. Se nosistema de frenagem a ar comprimido estiverem previstoscilindros de frenagem de roda de eixo dianteiro, elesentão distribuirão a pressão de frenagem em proporçãoigual e desigual, dependendo do carregamento e dosvalores de deslize respectivos dos cilindros de frenagemde roda de eixo dianteiro. Em caso de queda de pressãoabaixo de uma pressão a ser determinada previamente, porexemplo devido a um tubo de ar comprimido mal vedado pelomenos uma válvula protetora multi-circuito, disposta empelo menos um dos tubos de ar comprimido, interrompe otubo de conexão até o reservatório de ar comprimido deeixo traseiro. O sistema de frenagem de ar comprimido, deacordo com a invenção, também pode ser aplicado em umsegundo eixo dianteiro manobrável.

De acordo com uma outra forma de concretização dainvenção, um módulo de frenagem por pedal é conectado emsérie anteriormente ao aparelho de controle. O módulo defrenagem por pedal transmite a solicitação de frenagem docondutor, por exemplo, em função de um transdutor dedeslocamento do pedal de freio, que converte aintensidade de solicitação de frenagem em um sinal noaparelho de controle.

De acordo com uma outra forma de concretização dainvenção, o aparelho de controle é integrado no módulo defrenagem por pedal.

De acordo com uma outra forma de concretização dainvenção, cada módulo de frenagem por roda é conectado emsérie subseqüentemente ao aparelho de controle nostubos de ar comprimido em relação aos cilindros defrenagem. Desse modo, o comprimento dos tubos de arcomprimido pode ser consideravelmente reduzido entre osmódulos de frenagem por roda e os cilindros de frenagem.O tempo de reação dos freios é reduzido e o tempo deincremento diminuído adequadamente até o estabelecimentoda pressão de frenagem necessária no cilindro de frenagemde roda de eixo dianteiro. Os módulos de frenagem porroda servem para a modulação da pressão de frenagem sobreos respectivos cilindros de frenagem de roda de eidodianteiro.

De acordo com uma outra forma de concretização dainvenção, é conectado em série subseqüentemente aoaparelho de controle, nos tubos de ar comprimido, ummódulo de frenagem por roda conjunto. Essa forma deconcretização é prevista para a redução de custos paraveículos menores e mais leves.

De acordo com uma outra forma de concretização dainvenção, os tubos de ar comprimido são conectadosatravés de uma válvula alternativa de direção ao módulode frenagem por roda conjunto. Como válvula alternativade direção pode ser utilizada, por exemplo, uma válvulade duas vias. O módulo de frenagem por roda pode serintegrado com uma válvula de retenção em um eixodianteiro monocanal.

De acordo com uma outra forma de concretização dainvenção, cada tubo de ar comprimido é conectado aomódulo de frenagem por roda conjunto através de umaentrada separada. O ar comprimido é distribuído, nestecaso, uniformemente sobre o cilindro de frenagem por rodado eixo dianteiro através de um módulo de frenagem porroda conjunto.

De acordo com uma outra forma de concretização dainvenção, os módulos de frenagem por roda podem seracionados eletronicamente, porém é possível também, aomesmo tempo, um acionamento pneumático dos módulos defrenagem por roda. Os módulos de frenagem por roda são aprincípio acionados eletronicamente. Em caso de falha doacionamento eletrônico é previsto por motivos desegurança um segundo acionamento pneumático.

De acordo com uma outra forma de concretização dainvenção, cada válvula de retenção é integrada no(s)módulo)s) de frenagem por roda. A integração da válvulade retenção possibilita a economia de outras válvulas, oque contribui para a redução de custos de fabricação.

De acordo com uma outra forma de concretização dainvenção, é conectado em série anteriormente ao módulo defrenagem por pedal por tubo de ar comprimido uma válvulade retenção.

De acordo com uma outra forma de concretização dainvenção, fica alojado no tubo de ar comprimido providoda válvula de bloqueio, um outro reservatório de arcomprimido. Neste caso, adicionalmente à conexão optativado reservatório de ar comprimido do eixo traseiro, apressão de frenagem pode ser mantida e aumentadaconstantemente no tubo de ar comprimido não vedado doseixos dianteiros.

De acordo com uma outra forma de concretização dainvenção, a válvula de bloqueio é integrada na válvulaprotetora multi-circuito.

De acordo com uma outra forma de concretização dainvenção, um tubo de ar comprimido apresenta uma outraválvula de bloqueio. Desse modo, é possibilitada umadosagem mais exata da pressão de frenagem remanescenteapós a queda de pressão.

Outras características, pormenores e vantagens dainvenção, constam da descrição a seguir de diferentesformas de concretização da invenção, assim como comauxílio do desenho. Neste caso, em uma ilustraçãoesquemáticas;

A figura 1 mostra o sistema de frenagem a a r comprimido,de acordo com a invenção, no qual a pressão de frenagem éacionada através de módulos de frenagem por roda;A figura 2 mostra o sistema de frenagem a ar comprimido,de acordo com a figura 1, com válvula de bloqueioadicional e outro reservatório de ar comprimido;

A figura 3 mostra um sistema de frenagem a ar comprimido,de acordo com a figura 1, com uma válvula de bloqueiointegrada na válvula protetora multi-circuito;

A figura 4 mostra um sistema de frenagem a ar comprimido,de acordo com a figura 1, com apenas um módulo defrenagem por roda;

A figura 5 mostra um sistema de frenagem a ar comprimido,de acordo com a figura 4, com entradas e saídas separadasno módulo de frenagem por roda;

A figura 6 mostra um sistema de frenagem a ar comprimido,de acordo coma figura 5, com entradas e saídas separadasno módulo de frenagem por pedal;

A figura 7 mostra um sistema de frenagem a ar comprimido,de acordo com a invenção, no qual a pressão de frenagem éacionada através de um módulo de frenagem por pedal;

A figura 8 mostra um sistema de frenagem a ar comprimido,de acordo com a figura 7, com uma válvula de bloqueioadicional e um outro reservatório de ar comprimido;

A figura 9 mostra um sistema de frenagem a ar comprimido,de acordo com a figura 7, com acionamento hidráulico dosmódulos de frenagem por roda;

A figura 10 mostra um sistema de frenagem a arcomprimido, de acordo com a figura 7, com uma válvula debloqueio integrada na válvula protetora multi-circuito;

A figura 11 mostra um sistema de frenagem a arcomprimido, de acordo com a figura 7, com um únicomódulo de frenagem por roda;

A figura 12 mostra um sistema de frenagem a arcomprimido, de acordo com a figura 7, com válvula deretorno integrada;

A figura 13 mostra um sistema de frenagem a arcomprimido, de acordo com a invenção, com uma válvula deretorno por tubo de ar comprimido;

A figura 14 mostra um sistema de frenagem a arcomprimido, de acordo com a figura 14, com uma válvula debloqueio adicional;

A figura 15 mostra um sistema de frenagem a arcomprimido, de acordo coma figura 13, com uma válvula debloqueio adicional e um outro reservatório de arcomprimido; e

A figura 16 mostra um sistema de frenagem a arcomprimido, de acordo com a figura 15, com uma válvula debloqueio integrada na válvula protetora multi-circuito.

A figura 1 mostra um sistema de frenagem a ar comprimido1, com dois tubos de ar comprimido separados 8 e 17, queconectam um reservatório de ar comprimido de eixodianteiro 3 aos cilindros de frenagem por roda de eixodianteiro 5. Através do no. de referência 6 é mostrado umaparelho de controle, ao qual é sinalizada por viaeletrônica a solicitação de frenagem pelo módulo defrenagem por pedal 7. 0 aparelho de controle 6 transmitepor via eletrônica um sinal de frenagem aos módulos defrenagem por roda 4. Os módulos de frenagem por roda 4são conectados em série subseqüentemente, conformeilustra a figura 1, ao aparelho de controle 6, edispostos nos tubos de ar comprimido 8 e 17. O tubo de arcomprimido 8 conecta o reservatório de ar comprimido deeixo dianteiro 3 ao cilindro de frenagem por roda de eixodianteiro 5. No tubo de ar comprimido 8 ficam alojados umatrás do outro, visto do reservatório de ar comprimido deeixo dianteiro 3, duas válvulas de bloqueio 9; 13. Entreas duas a figura 1 mostra uma válvula protetora multi-circuito 12, através da qual, em caso de queda depressão, o tubo de ar comprimido 11 é desacoplado emrelação a um reservatório de ar comprimido de eixotraseiro 10, do tubo de ar comprimido 8. Entre a outraválvula de bloqueio 13, conectada em sériesubseqüentemente à válvula protetora multi-circuito 12 eo módulo de frenagem por roda 4 fica alojado um outroreservatório de ar comprimido 14. A título de exemplopara a figura 2-16 aparecem ilustrados na figura 1 oscilindros de frenagem por roda 21 de eixo traseiroconectados ao reservatório de ar comprimido de eixotraseiro 10.

Na figura 2 o aparelho de controle 6 é integrado nomódulo de frenagem por pedal 7. o módulo de frenagem porpedal hidráulico 7 é conectado aos tubos de ar comprimido8,-17 através de uma válvula alternativa de direção 15 Aválvula alternativa de direção 15, neste caso, éconectada aos tubos de ar comprimido 8 e 17 através daslinhas adutoras 16. A conexão do módulo de frenagem porpedal 7 aos módulos de frenagem por roda 4 é feitaatravés dos tubos de alimentação 18.

A figura 3 se diferencia da figura 1 pelo fato de aválvula de bloqueio 9 ficar integrada na válvulaprotetora multi-circuito 12.

A figura 4 mostra em relação a figura 1 apenas um módulode frenagem por roda 4, que fica conectado aos tubos dear comprimido 8 e 17 através de uma válvula alternativade direção 15.

A figura 5 corresponde a princípio à ilustração da figura4, porém com a diferença de que ao invés de uma válvulaalternativa de direção 15 cada tubo de ar comprimido 8 e17 apresenta uma entrada separada em um módulo defrenagem por roda 4. De acordo com a figura 4, osrespectivos cilindros de frenagem por roda de eixodianteiro 5 são conectados a um módulo de frenagem porroda 4 através de tubos 9 para a condução da pressão defrenagem.

A figura 6 mostra, de forma comparável ás formas deconcretização antecedentes, com exceção da figura 2, umacionamento de sinal dos cilindros de frenagem por rodade eixo dianteiro 5 sem utilização de módulos de frenagempor roda 4. O aparelho de controle 6 é integrado,conforme ilustra a figura 6, no módulo de frenagem porpedal 7. A modulação da pressão de frenagem é produzidaatravés de um único módulo de frenagem por pedal 7 aoinvés de ser através de módulos de frenagem por roda 4.A figura 7 mostra um sistema de frenagem a ar comprimido1, de acordo com a invenção, no qual a pressão defrenagem é acionada eletronicamente através do módulo defrenagem por pedal 7. A figura 7 pode ser comparada com a

figura 1, na verdade a figura 7 mostra meramente umreservatório de ar comprimido de eixo dianteiro 3 eapenas uma única válvula de bloqueio 9.

A figura 8 deriva da figura 7, com a diferença que otubo de ar comprimido 8 possui um outro reservatório dear comprimido.

A figura 9 mostra um acionamento de pressão de frenagemdos módulos de frenagem por roda 4, de acordo com sfigura 2 acima. A diferença porém reside no fato de notubo de ar comprimido 8 estar alojado uma única válvulade bloqueio 9 e de não ter o outro reservatório de arcomprimido 14.A figura 10 corresponde á forma de concretização mostradana figura 7 com a diferença que na válvula protetoramulti-circuito 12 está integrada a válvula de bloqueio 9.

A figura 11 corresponde à figura 4, na verdade faltam aoutra válvula de bloqueio 13 e o reservatório de arcomprimido adicional 14, que aparecem ilustrados nafigura 4.

A figura 12 deriva da figura 7b e corresponde além dissoá ilustração da figura 5 com a diferença que na figura 12aparecem ilustrados respectivamente apenas uma válvulade bloqueio e um reservatório de ar comprimido do eixodianteiro 3. Tanto na figura 5 como na figura 12 umaválvula de retenção 20 é integrada no único módulo defrenagem por roda 4 .

A figura 13 mostra uma variante de concretização, na qualo reservatório 3 de ar comprimido do eixo dianteiro 3 éconectado a um tubo de ar comprimido 8 e 17 através deentradas separadas com um módulo de freio por pedal 7. Notubo de ar comprimido 8 fica alojada uma válvula debloqueio 9. Para a comutação do reservatório de arcomprimido do eixo traseiro 10 em caso de queda depressão é previsto no tubo de ar comprimido 8 a válvulaprotetora multi-circuito 12. Ao módulo de frenagem porpedal 7, é integrada conectado em série anteriormentecada válvula respectiva de retorno 20, nos dois tubos dear comprimido 8 e 17. No módulo de frenagem por pedal 7 éintegrado um aparelho de controle 6.

A figura 14 mostra o arranjo de um sistema de frenagem aar comprimido 1 correspondente a figura 13 com adiferença que no tubo de ar comprimido 8 é conectado emsérie posterior mente à válvula protetora multi-circuito12 um outro reservatório de ar comprimido 14. O módulo defrenagem por pedal 7 contém na figura 14 uma válvula deretorno 20 integrada.

A figura 15 corresponde à figura 14 com a diferença que otubo de ar comprimido 8 não apresenta um outroreservatório de ar comprimido 14.A figura 16 corresponde a figura 15, sendo que na válvulaprotetora multi-circuito 12 é integrada uma válvula debloqueio 9.

SINAIS DE REFERÊNCIA

1 Sistema de frenagem a ar comprimido

3 Reservatório de ar comprimido do eixo dianteiro

4 Módulo de frenagem por roda

5 Cilindro de frenagem por roda do eixo dianteiro

6 Aparelho de controle

7 Módulo de frenagem por pedal

8 Tubo de ar comprimido / a esquerda

9 Válvula de bloqueio

10 Reservatório de ar comprimido do eixo traseiro

11 Tubo de conexão

12 Válvula protetora multi-circuito

13 Válvula de bloqueio (outra)

14 Reservatório de ar comprimido (outro)

15 Válvula alternativa de direção

16 Conduto

17 Tubo de ar comprimido / á direita

18 Tubo de alimentação

19 Tubo

20 Válvula de retenção

21 Cilindro de frenagem por roda do eixo traseiro

Claims (14)

1.Sistema de frenagem a ar comprimido, de veículoutilitário, cujos cilindros de frenagem por roda do eixodianteiro são conectados a um reservatório de arcomprimido do eixo dianteiro através de tubos de arcomprimido separados e que apresenta um aparelho decontrole acionado por um módulo de frenagem por pedal,aparelho este que divide a pressão de frenagem em funçãoda carga do veículo utilitário sobre os cilindros defrenagem por roda do eixo dianteiro e aos cilindros defrenagem por roda do rixo traseiro, caracterizado pelofato de um dos tubos de ar comprimido (8; 17) apresentarpelo menos uma válvula de bloqueio (9) que reage â quedade pressão e uma válvula protetora multi-circuito (12),sendo que a válvula protetora multi-circuito (12)assegura através de um tubo de conexão (11) um nívelequilibrado de ar comprimido do eixo traseiro (10) e emcaso de queda de pressão o fornecimento de pressão aostubos de ar comprimido (8; 17) é regulado de tal formaque o fornecimento de pressão dos tubos de ar comprimido(8; 17) permanece assegurado.

2. Sistema de frenagem a ar comprimido, de acordo com areivindicação 1, caracterizado pelo fato de ser conectadoem série ao aparelho de controle (6) , antes do mesmo,o módulo de frenagem por pedal (7).

3. Sistema de frenagem a ar comprimido, de acordo com areivindicação 2, caracterizado pelo fato de o aparelho decontrole (6) ser integrado ao módulo de frenagem porpedal (7) .

4. Sistema de frenagem a ar comprimido, de acordo com areivindicação 1, caracterizado pelo fato de estar alojadocada respectivo módulo de frenagem por roda (4) no tubosde ar comprimido (8; 17) em relação aos cilindros defrenagem por roda do eixo dianteiro (5) , conectado emsérie ao aparelho de controle, após o mesmo.

5. Sistema de frenagem a ar comprimido, de acordo com areivindicação 1, caracterizado pelo fato de ser atribuídoum módulo de frenagem por roda (4) conjunto aos tubos dear comprimido (8; 17), conectado em série ao aparelho decontrole, após o mesmo.

6. Sistema de frenagem a ar comprimido, de acordo com areivindicação 5, caracterizado pelo fato de os tubos dear comprimido (8; 17) estarem conectados ao módulo defrenagem por roda conjunto (4) através de uma válvulaalternativa de direção (15).

7. Sistema de frenagem a ar comprimido, de acordo com areivindicação 5, caracterizado pelo fato de cada tubo dear comprimido (8; 17) ser conectado ao módulo de frenagempor roda conjunto (4) através de uma entrada separada.

8. Sistema de frenagem a ar comprimido, de acordo com areivindicação 1, caracterizado pelo fato de os módulos defrenagem por roda (4) apresentarem um comando eletrônico.

9. Sistema de frenagem a ar comprimido, de acordo com areivindicação 1, caracterizado pelo fato de os módulos defrenagem por roda (4) apresentarem um comando pneumático.

10. Sistema de frenagem a ar comprimido, de acordo com areivindicação 1, caracterizado pelo fato de ser integradono(s) módulo(s) de frenagem por roda (4) uma válvula deretenção (20).

11. Sistema de frenagem a ar comprimido, de acordo com areivindicação 1, caracterizado pelo fato de uma válvulade retenção (20) ser conectada em série ao módulo defrenagem por pedal (7) , depois deste, por tubo de arcomprimido (8; 17) .

12. Sistema de frenagem a ar comprimido, de acordo com areivindicação 1, caracterizado pelo fato de no tubo de arcomprimido (8; 17) provido da válvula de bloqueio (9)estar alojado um outro reservatório de ar comprimido(14).

13. Sistema de frenagem a ar comprimido, de acordo com areivindicação 1, caracterizado pelo fato de a válvula debloqueio (9) estar integrada na válvula protetora multi-circuito (12).

14. Sistema de frenagem a ar comprimido, de acordo com areivindicação 1, caracterizado pelo fato de um tubo de arcomprimido (8; 17) apresentar uma outra válvula debloqueio (13).