ES2222997T3 - Freno de aparcamiento electrico. - Google Patents

Freno de aparcamiento electrico.

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ES2222997T3 ES01949441T ES01949441T ES2222997T3 ES 2222997 T3 ES2222997 T3 ES 2222997T3 ES 01949441 T ES01949441 T ES 01949441T ES 01949441 T ES01949441 T ES 01949441T ES 2222997 T3 ES2222997 T3 ES 2222997T3
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Sergio Nieto Gil
Jaume Prat Terradas
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Fico Cables SA
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Abstract

Freno (1) de aparcamiento provisto de por lo menos dos cables (60) de freno, en particular para un sistema de freno de aparcamiento de vehículos a motor, que comprende: a.un accionador (30; 130) provisto de medios de unión al cual se unen al menos dos cables (60) de freno en unos puntos de unión; y b.un medio de operación (5, 10) configurado y conectado al accionador (30; 130) de forma que pueda cambiar la distancia entre los puntos de unión de una manera controlada, de modo que se permite un movimiento relativo de los puntos de unión uno a otro o alejado uno de otro y con lo cual se garantiza una distribución uniforme de cargas mecánicas generadas a los frenos conectados, caracterizado porque c.en un extremo de dicho accionador (30; 130), se dispone un detector (400) de carga que presenta un alojamiento (470) y al menos dos muelles (450, 451, 452) para medir la carga mecánica de dichos cables (60) de freno, en el que dicho primer muelle (450) sirve para generar una carga de referencia mecánica opuesta a la carga de los cables (60) de freno, y d.dicho segundo muelle (451) está dispuesto para pretensión de dichos cables (60) de freno.

Description

Freno de aparcamiento eléctrico.
1. Campo técnico
La presente invención se refiere a un freno de aparcamiento, en particular para un sistema de freno de aparcamiento de vehículos a motor, que se hace funcionar preferiblemente por un motor eléctrico y que controla uniformemente los frenos. Tal freno de aparcamiento se da a conocer en el documento WO-A-99/30939 que describe las características previstas en el preámbulo de la reivindicación 1.
2. Técnica anterior
Los vehículos a motor de diferentes tipos comprenden en su mayoría dos diferentes sistemas de freno. Un sistema de freno sirve para reducir la velocidad del vehículo durante la conducción y se opera hidráulicamente o de forma neumática, por ejemplo por un pedal. Se usa un sistema de freno adicional para asegurar el vehículo durante el aparcamiento. En tal sistema de frenos, los frenos se operan en su mayoría a través de cables de freno que se cargan con una carga de tracción por medio de diferentes mecanismos de palanca en el compartimiento de pasajeros. Estos frenos se denominan también como frenos de mano o frenos de palanca.
La técnica anterior proporciona diferentes soluciones para frenos de mano y frenos de palanca. Este freno se puede hacer funcionar tanto con la mano como con el pie. Puesto que algunas veces son necesarias fuerzas substanciales para operar el freno de mano, a menudo no se aplica con frecuencia en el grado requerido especialmente por personas mayores. De ese modo, por un lado se ocasiona un riesgo de seguridad debido a que el coche puede rodar durante el aparcamiento y por otro lado la operación del freno de mano es incómoda. Para reducir estas fuerzas, los frenos de aparcamiento son conocidos de la técnica anterior los cuales operan por ejemplo a través de un motor eléctrico.
Aparte de la operación cómoda de la palanca de freno, la carga de tracción generada por el freno de aparcamiento tiene que ser uniformemente transmitida a los frenos típicamente dispuestos en las ruedas traseras. En el dispositivo del documento DE 198 53 656 A1, para cada freno se guía un cable de frenado al elemento operativo del freno de aparcamiento que puede por ejemplo ser una palanca o un motor eléctrico. Para operar uniformemente los frenos se montan ambos cables de frenos sobre una palanca en la misma distancia desde la mitad de la palanca, respectivamente. La palanca se conecta giratoriamente al elemento operativo del freno de aparcamiento a través de un cable de freno adicional. Debido a la capacidad giratoria de la palanca las cargas son uniformemente distribuidas a los cables del freno. Una desventaja es que la longitud de los cables del freno sobre la palanca tiene que se ajustada con esfuerzo substancial para que los frenos operen uniformemente más tarde. Adicionalmente, el ajuste tiene que ser repetido a intervalos regulares puesto que los cables de freno se desajustan por ejemplo debido al esfuerzo.
En un sistema de freno de mano adicional desarrollado por el solicitante, los cables de freno de las ruedas posteriores están conectados a través de un denominado distribuidor. El distribuidor está conectado al elemento operativo del freno de aparcamiento a través de un cable de freno. El distribuidor garantiza que mientas se aplica el freno de mano los cables del freno de las ruedas posteriores se acortan a partes iguales, respectivamente. La distancia que se va a acortar se define por el cable de freno que está conectado al elemento operativo. A pesar de la disponibilidad de este sistema, el esfuerzo mayor para el ajuste y mantenimiento de los tres cables de freno diferentes constituye una gran desventaja y origina costes substanciales.
En un sistema de freno de mano adicional que se ha desarrollado por el solicitante, cada cable de freno de las ruedas traseras está conectado a un motor eléctrico. Los frenos operan controlando los motores eléctricos. Los motores eléctricos pueden por ejemplo, enrollar los cables de freno como un cabrestante. Para un frenado de forma uniforme de ambas ruedas traseras, por un lado la longitud de ambos cables de freno tienen que ser exactamente ajustada y, por otro lado, los motores eléctricos tienen que girar de la misma manera. Esto conduce de nuevo a la desventaja de un gran esfuerzo para ajustar los cables de freno y un control eléctrico costoso de los motores eléctricos que permiten la operación del sistema de freno de aparcamiento.
En el documento DE 198 18 339 C1 se describe un freno de aparcamiento eléctrico adicional. En este sistema de freno los frenos funcionan a través de un rodillo el cual es accionado por un motor eléctrico. Los extremos de los cables del freno de las ruedas traseras están unido en los lados opuestos sobre la circunferencia del rodillo. Durante el giro del rodillo, las partes de iguales longitudes de ambos cables de freno simultáneamente se enrollan sobre el rodillo y de ese modo las ruedas traseras se frenan uniformemente. El costoso ajuste de la longitud de los cables de freno para permitir la operación uniforme de los frenos es de nuevo una desventaja en este caso. Adicionalmente los cables de freno tienen que ser regularmente verificados y reajustados debido a que se desajustan durante el uso.
El documento WO 98/56633 describe un sistema de frenado de aparcamiento para vehículos a motor de pasajeros que comprende una unidad de regulación que tiene un elemento de accionamiento motorizado, por ejemplo un motor eléctrico, para tensar o liberar un cable de mando de tracción de un sistema de frenado del vehículo. La unidad de regulación tiene un elemento de regulación para el cable de mando de tracción al cual se le asigna un dispositivo detector de la fuerza.
Es una desventaja de este freno de aparcamiento eléctrico que funcione sólo con un cable de freno. En consecuencia, un segundo cable de freno tiene que estar conectado a través de un distribuidor que requiere esfuerzos adicionales para la instalación y mantenimiento y que incrementa el peso del vehículo. El funcionamiento del freno de aparcamiento eléctrico se puede restringir por el esfuerzo de los cables de freno. Por lo tanto, el freno de aparcamiento eléctrico se tiene que mantener regularmente para garantizar un funcionamiento uniforme de los frenos. Los esfuerzos de instalación y mantenimiento así como el freno de aparcamiento eléctrico técnicamente complejo propiamente dicho son una gran desventaja.
Sobre la base de la técnica anterior, la presente invención se plantea por lo tanto el problema de proporcionar un freno de aparcamiento que controle dos cables de freno al mismo tiempo y que no requiera elementos de distribución y transmisión adicionales. Adicionalmente, el freno de aparcamiento inducirá a bajos costes de mantenimiento e instalación, que se producirá de forma relativamente única y deberá garantizar un funcionamiento sin defectos.
3. Sumario de la invención
La presente invención resuelve este problema proporcionando un freno de aparcamiento tal como se define en la reivindicación 1. Las características adicionales se prevén en las reivindicaciones dependientes que separadamente o en combinación representan las realizaciones preferidas.
El freno de aparcamiento según la invención que está conectado a al menos dos cables de freno, en particular para un sistema de freno de aparcamiento de vehículos a motor, comprende un accionador con unos medios de unión a los cuales se acoplan al menos dos cables de freno en los puntos de unión y un medio de operación configurado y conectado al accionador de modo que pueda cambiar la distancia entre los puntos de unión de una manera controlada con lo cual aumenta o disminuye la distancia entre dichos puntos de unión.
Debido al uso de un accionador, una operación simultánea de dos cables de freno con igual fuerza en cada cable permite que se prefieran los frenos de las ruedas traseras de los vehículos a motor. Este accionador se puede realizar sobre la base de sistemas neumático o hidráulico, mecánicos. De este forma los sistemas de distribución de carga que operan después de las unidades de control no son ya necesarios y permiten la disposición de un sistema de frenado de aparcamiento compacto.
Adicionalmente, la presente invención proporciona un freno de aparcamiento en el que un detector de carga se acopla al accionador.
La combinación del freno de aparcamiento y el detector de carga de la presente invención proporciona un sistema que está protegido contra la sobrecarga mecánica y por lo tanto también contra el daño y destrucción debidos al uso del detector de carga.
Según una realización, el detector de carga comprende un chip de Hall y un imán y una unidad de acoplamiento, en la que el detector de carga junto con la unidad de acoplamiento se puede unir entre los puntos de unión de los medios de unión de forma que determine la carga mecánica de los cables de freno.
El detector de carga según la invención sirve para proteger el freno de aparcamiento y cables de freno contra la sobrecarga mecánica. La carga de frenado general genera un movimiento relativo del imán con respecto al chip de Hall. De ese modo, se induce una señal eléctrica basada en el efecto de Hall por medio del cual se puede determinar la carga mecánica del freno de aparcamiento.
En una realización, el imán se dispone de forma que el imán se puede desplazar contra la fuerza de al menos un muelle durante la operación del freno de aparcamiento con lo cual se genera una señal de carga en el chip de Hall. Preferiblemente, el detector de carga comprende un muelle de reajuste para reajustar un elemento de control en el detector de carga. Según la invención, el detector de carga comprende un muelle de tensión máxima para la generación de una carga de referencia mecánica opuesta a la carga de los cables de freno y un muelle de pretensión para pretensión de los cables del freno.
Los muelles usados en el detector de carga se presionan dependiendo de la carga mecánica. En consecuencia, el imán se desplaza con respecto al chip de Hall y genera una señal. Puesto que se conocen las constantes del muelle, la señal generada puede ser asignada a cierta carga mecánica. De esta manera, la carga mecánica puede ser efectivamente verificada. Adicionalmente, los muelles diferentes se usan por ejemplo para soportar el posicionamiento del imán con respecto al chip de Hall o para ocasionar un pretensado en los cables de freno conectados.
Una realización adicional proporciona el detector de carga con un alojamiento provisto de dos piezas, estando dichas piezas conectadas de tal modo que los muelles se puedan pretensar de forma variable. Para ajustar apropiadamente los muelles colocados en el detector de carga, el alojamiento se dispone en dos piezas. Las dos piezas del alojamiento se pueden conectar una a otra de forma que los muelles en el interior del alojamiento sean pretensados de forma diferente.
En una realización, el chip de Hall y el imán se montan de forma ajustable en el detector de carga.
La ajustabilidad del chip de Hall y el imán permite un posicionamiento óptimo con respecto uno a otro. De ese modo, se proporciona una señal fiable y una señal correspondiente a la carga.
En una primera realización, el medio de operación del freno de aparcamiento según la invención comprende un conjunto de engranajes y un motor eléctrico para generar y transmitir un giro al accionador de forma que se permita por el accionador una transformación del giro en un movimiento lineal de los puntos de unión de los medios de unión para la operación simultánea de al menos dos cables de freno.
Según una primera realización preferida, la presente invención proporciona un freno de aparcamiento que se puede operar fácilmente y de forma confortable por medio de un motor eléctrico. El giro del motor eléctrico se transmite por medio de un conjunto de engranajes por un lado para mecánicamente aliviar el motor eléctrico y por el otro lado óptimamente transmitir la fuerza. Preferentemente, dicho accionador se usa para transformación del giro en un movimiento lineal. De esta manera una transmisión de carga apropiada a al menos dos cables de freno y los frenos conectados con los mismos se aseguran por medio de un conjunto único.
Según una realización adicional, los medios de unión comprenden dos extremos conectado cada uno a un cable de freno. Adicionalmente el accionador según la invención comprende un husillo y una tuerca en la que el husillo se guía en la tuerca de forma que se permite un atornillamiento o un desatornillamiento de la tuerca a partir del husillo para el giro transmitido.
La conexión de los cables del freno a los extremos de los medios de unión del freno de aparcamiento y la estructura de la invención con los componentes anteriormente mencionados aseguran una distribución uniforme y simultánea de la carga mecánica generada a los frenos conectados.
En una realización del freno de aparcamiento, el accionador comprende un cilindro de giro con un engranaje de corona el cual está dispuesto de forma que el engranaje de corona del cilindro de giro se puede acoplar al conjunto de engranajes y permite de ese modo la transmisión del giro del conjunto de engranajes del cilindro de giro.
El giro generado por el motor eléctrico se transmite a través de el conjunto de engranajes al cilindro de giro usando un engranaje de corona. El giro del cilindro de giro conduce a un acortamiento o una prolongación del accionador con lo cual se desplazan los extremos de los cables de freno.
En una realización preferida del freno de aparcamiento, el accionador comprende un cilindro hueco que presenta unas acanaladuras longitudinales y la tuerca se une cerca de un extremo interno del cilindro hueco de forma que el husillo puede ser parcialmente recibido por el cilindro hueco por el atornillamiento o desatornillamiento de la tuerca desde el husillo y de ese modo se cambia la distancia entre los puntos de unión; o el accionador comprende un cilindro hueco con hilo de rosca y la tuerca se une cerca de un extremo interno del cilindro de giro de forma que el husillo puede parcialmente ser recibido por el cilindro hueco con hilo de rosca por el atornillamiento o desatornillamiento de la tuerca a partir del husillo y de ese modo se cambia la distancia entre los puntos de unión.
El accionador de la invención comprende, en dos realizaciones preferidas, un cilindro hueco con acanaladuras longitudinales y tuerca o un cilindro hueco con hilo de rosca. El accionador se acorta atornillando el husillo en el cilindro hueco con acanaladuras y la tuerca o atornillando el husillo en el cilindro hueco con hilo de rosca en el cilindro de giro. La longitud del accionador define una cierta distancia entre los extremos de los cables de freno. Si la distancia entre los extremos de los cables de freno decrece, la carga de tracción generada es uniformemente distribuida a ambas ruedas posteriores. En el caso de incrementar dicha distancia, los cables de freno se descargan, respectivamente, y se liberan los frenos.
En una realización adicional, un cable de freno está acoplado a una región terminal del husillo por los medios de unión y el otro cable de freno está acoplado a una región terminal del cilindro hueco o a una región terminal del cilindro hueco con hilos de rosca en los que el cable de freno se acopla a la región terminal del cilindro hueco o a la región terminal del cilindro hueco con hilos de rosca por medio de una conexión positiva de forma que se permite un desacople del giro desde el cable de freno. Con este fin, el cable de freno comprende una prolongación y el extremo del cilindro hueco o el cilindro hueco con hilos de rosca comprende unos medios de unión en los que el extremo del cable de freno acopla una abertura en forma de hendidura de los medios de unión.
El cable de freno está conectado al cilindro hueco respectivo por medio de la conexión según la invención. Si el cable de freno también gira, esta acción conducirá al daño o destrucción del cable de freno. Por medio de la conexión positiva, el cable de freno se une desacoplado desde el giro y al mismo tiempo se permite una operación sin restricciones de los frenos.
En otra realización, el cilindro de giro comprende en su superficie interna unos resaltes que acoplan las acanaladuras del cilindro hueco con lo cual el giro del cilindro de giro puede ser transmitido al cilindro hueco o el cilindro de giro comprende un hilo de rosca complementario conformado al hilo de rosca del cilindro hueco con hilo de rosca con lo cual el cilindro hueco con hilo de rosca puede ser atornillado o desatornillado del cilindro de giro con hilo de rosca por el giro del cilindro de giro con hilo de rosca.
Según una realización adicional, el hilo de rosca de la tuerca y el hilo de rosca en la superficie interna del cilindro de giro tiene un sentido opuesto de giro de forma que el husillo y el cilindro hueco con hilo de rosca pueden ser atornillados o desatornillados del cilindro de giro con hilo de rosca al mismo tiempo por el giro del cilindro de giro con hilo de rosca.
Dependiendo de las realizaciones preferidas del accionador, el cilindro de giro está conformado de forma diferente. La longitud del accionador varía por el giro del cilindro de giro. Por un lado, se permite atornillar el cilindro hueco con tuerca sobre el husillo por medio del cilindro de giro con acanaladuras longitudinales. Por el otro lado, el cilindro de giro con hilo de rosca y tuerca puede simultáneamente atornillar el husillo y el cilindro hueco con hilo de rosca en el cilindro de giro o fuera del cilindro de giro.
Una realización adicional del freno de aparcamiento comprende una sistema de emergencia manual por el cual el freno de aparcamiento que se opera manualmente en el caso de un fallo del medio de operación, en particular en el que el sistema de emergencia manual comprende un medio de transmisión del momento de torsión manualmente operable preferiblemente un eje flexible para transmitir un momento de torsión al medio de operación.
En el caso de un fallo del medio de operación del freno de aparcamiento, es posible transmitir un momento de torsión al conjunto de engranajes del freno de aparcamiento por medio del sistema de emergencia para operar los frenos de esta forma. El momento de torsión se transmite a través de un eje flexible. De esta forma se asegura, que el freno de aparcamiento puede operar en cualquier situación.
En una realización, el sistema de emergencia manual comprende un cierre con llave que se puede desplazar contra la fuerza de un muelle de forma que el eje flexible se conecte al eje del motor eléctrico o a una prolongación del mismo.
A través de la realización preferida del sistema de emergencia, se asegura que el eje flexible no está permanentemente conectado al eje del motor eléctrico o a una prolongación del mismo. Sólo usando la llave apropiada, se puede realizar una conexión eficaz para operar el freno de aparcamiento. Esta conexión se libera de nuevo por el efecto del muelle tan pronto como no se usa más el sistema de emergencia.
4. Breve descripción de los dibujos
En la descripción detallada siguiente las realizaciones actualmente preferidas de la presente invención se describen con referencia al dibujo, en el que:
la Fig. 1 muestra una vista general del freno de aparcamiento eléctrico según una primera realización preferida de la invención;
la Fig. 2 muestra una vista en sección del accionador del freno de aparcamiento eléctrico según dicha primera realización preferida;
la Fig. 3 muestra una vista en sección del accionador del freno de aparcamiento eléctrico según una segunda realización preferida;
la Fig. 4 muestra una vista lateral del sistema de emergencia manual según una realización preferida;
la Fig. 5 muestra una vista lateral del detector de carga; y
la Fig. 6 muestra una vista lateral del detector de carga según una realización preferida.
5. Descripción detallada de la invención
El freno 1 de aparcamiento según una primera realización preferida de la presente invención se muestra en la fig. 1 en una vista general. Está rodeado por un alojamiento 20 para protección contra la suciedad y el daño. El freno de aparcamiento se hace funcionar por un motor 5 eléctrico y un conjunto de engranajes 10. El motor 5 eléctrico está indirectamente controlado por el conductor usando controles de operación apropiados y detectores acoplados al mismo. La dimensión y el tipo del conjunto de engranajes 10 dependen del motor 5 eléctrico usado. El conjunto de engranajes 10 sirve para transmitir la fuerza óptima así como la protección del motor 5 eléctrico contra la sobrecarga.
El conjunto de engranajes 10 acciona un accionador 30 a través de un engranaje 31 de corona. El giro del motor 5 eléctrico se transforma en un movimiento lineal por medio de un accionador 30. Este movimiento lineal del accionador 30 se transmite a través del cable 60 de freno a los respectivos frenos que se va a operar. Con este fin en la primera realización preferida del freno de aparcamiento eléctrico en cada uno de ambos extremos del accionador 30 se une respectivamente un cable 60 de freno por ejemplo en la configuración de un cable tipo Bowden. La envoltura del cable de freno respectivamente se soporta por el alojamiento 20.
El accionador 30 según una primera realización preferida del freno 1 de aparcamiento eléctrico comprende un cilindro 32 de giro con un engranaje 31 de corona y dos cojinetes 33 cilíndricos, un husillo 34 y un cilindro 37 hueco con la tuerca 35. El engranaje 31 de corona y los cojinetes 33 cilíndricos están unidos al exterior del cilindro 32 de giro. El giro del conjunto de engranajes 10 se transmite al accionador 30 a través de el engranaje 31 de corona con lo cual los cojinetes 33 cilíndricos sirven como apoyo apropiado al cilindro 32 de giro y de todo el accionador 30. En una superficie interna el cilindro 30 de giro comprende unos resaltes. Estos resaltes se acoplan a acanaladuras 38 longitudinales que se extienden en el exterior a lo largo del eje longitudinal de los cilindros 37 huecos (véase fig. 2). La conexión positiva entre dichos resaltes del cilindro 32 de giro y las acanaladuras 38 longitudinales del cilindro 37 hueco permiten la transmisión del giro al cilindro 37 hueco. El cilindro 37 hueco se desplaza simultáneamente a lo largo del eje longitudinal del cilindro 32 de giro.
La fig. 2 muestra una vista en sección del accionador 30 según una primera realización preferida de la presente invención en la condición de acortamiento máximo. Según se puede observar en la ilustración la tuerca 35 está montada en el interior cerca del extremo del cilindro 37 hueco orientado al husillo 34. En el extremo opuesto del cilindro 37 hueco se une uno de los cables 60 de freno (no mostrado). La tuerca 35 comprende en su interior un hilo de rosca complementario conformado con el husillo 34 de forma que el cilindro 37 hueco con la tuerca 35 se puede atornillar en el husillo 34 o se puede desatornillar del husillo 34. Es posible el atornillamiento y desatornillamiento del cilindro 37 hueco con la tuerca 35 sobre el husillo 34, debido a que se evita un giro del husillo 34.
Cuando el motor 5 eléctrico opera su giro se transmite a través de un conjunto de engranajes 10 y el engranaje 33 de corona al cilindro 32 de giro. Por el cilindro 32 de giro el cilindro 37 hueco con la tuerca 35 también gira por medio de dichos resaltes. Dependiendo de la dirección de giro del cilindro 37 hueco se atornilla con la tuerca 35 en el husillo 34 o se desatornilla del mismo. De este modo el accionador 30 se acorta o alarga. Puesto que los cables 60 de freno están unidos a los extremos del accionador 30 se tensan por el acortamiento del accionador 30 o se descargan debido a la prolongación del accionador 30. Adicionalmente, la carga de tracción está uniformemente distribuida a los cables 60 de freno puesto que el cilindro 37 hueco con la tuerca 35 y el husillo 34 se desplazan libremente dentro del cilindro 32 de giro. De ese modo, los frenos que se van a operar también son uniformemente aplicados por los cables 60 de freno.
En el extremo 34A de este husillo 34 que está dispuesto dentro del cilindro 37 hueco se une un apoyo. Este apoyo protege el husillo 34 contra el daño en caso que se hubiera atornillado demasiado en el cilindro 37 hueco. En el extremo 34B opuesto del husillo 34 se conecta el cable 60 de freno a través de un detector 40 de carga con el husillo 34 (véase la fig. 1). El detector 40 de carga sirve para controlar la carga del freno 1 de aparcamiento eléctrico según la invención. En el caso de que ocurra una sobrecarga del freno 1 de aparcamiento eléctrico todo el sistema se puede liberar o desconectar para de ese modo evitar o limitar el daño. El detector 40 de carga se describe en detalle más abajo.
En el extremo 37A externo del cilindro 37 hueco alejado de la tuerca 35 se une el cable 60 de freno. El tipo de unión garantiza que el cable 60 de freno sé desacople del giro del cilindro 37 hueco, véase la fig. 2. Por lo tanto, el extremo del cable 60 de freno comprende una prolongación 62 que tiene un diámetro más grande que el cable 60 de freno. Unos medios de unión 64 complementarios que por ejemplo se pueden conectar al cilindro 37 hueco o se pueden integrar directamente en el cilindro 37 hueco, preferiblemente comprenden una abertura en forma de hendidura. La abertura en forma de hendidura es más ancha que el cable 60 de freno y más estrecha que la ampliación 62. Insertando el cable 60 de freno, se crea una conexión positiva entre el cable 60 de freno y los medios de unión 64 por medio de la cual se transmiten sólo las fuerzas de tracción y no de torsión. Preferiblemente, los medios 64 de unión se pueden también conectar al accionador 130 según la realización mostrada en la fig. 3.
La fig. 3 muestra una segunda realización preferida del accionador 130 según la presente invención. En esta realización preferida la tuerca 135 se une dentro y cerca del extremo del cilindro 132 de giro orientado al husillo 134. La tuerca 135 comprende en su interior un hilo de rosca 135G de forma complementaria conformado al husillo 134. El interior del cilindro 132 de giro cerca del cilindro hueco con hilo de rosca 137 y el exterior del cilindro hueco con hilo de rosca 137 también comprenden un hilo de rosca 132G, 137G los cuales son complementarios conformados uno a otro. El hilo de rosca 135G de la tuerca 135 y el hilo de rosca 132G del cilindro 132 de giro tienen sentidos opuestos de giro. Cuando el cilindro 132 de giro se hace girar por el conjunto de engranajes 10 y el motor 5 eléctrico, el husillo 134 y el cilindro hueco con hilo de rosca 137 se atornillan simultáneamente dentro del cilindro 132 de giro o desatornillan del cilindro 132 de giro. Para permitir el acortamiento óptimo de las piezas del accionador 130 del husillo 134 se pueden recibir por el cilindro hueco con hilo de rosca 137.
En la fig. 5 se muestra una realización preferida del detector 40 de carga mencionado anteriormente para protección del freno 1 de aparcamiento eléctrico contra la sobrecarga, daño y destrucción.
El detector 40 de carga opera sobre la base del efecto de Hall conocido. Un campo magnético variable genera un denominado voltaje de Hall eléctrico en los conductores eléctricos orientados perpendiculares a este campo magnético. Este voltaje de Hall indica la variación del campo magnético y se puede usar para mediciones después de la calibración adecuada.
Según se muestra en la fig. 5, el detector 40 de carga comprende un chip 41 de Hall unido a un chip de fijación 42, un imán 43 unido a un imán de fijación 44, al menos un muelle 45, una unión 46 del cable 60 de freno, un alojamiento del detector 47 y una unidad 50 de acoplamiento para unir al accionador 30; 130.
El chip 41 de Hall está montado en un chip ajustable de fijación 42. Por medio del ajuste del chip 41 de Hall se puede orientar óptimamente con respecto al campo magnético generado por el imán 43. El imán 43 se monta en el imán de fijación 44 y se puede realizar tanto por un imán permanente como por una bobina. En la realización preferida del detector 40 de carga según la invención el imán de fijación 44 y la unión 46 del cable 60 de freno se combinan en una pieza. Sin embargo, es también posible proporcionar la fijación 44 de imán y la unión 46 del cable 60 de freno como piezas separadas.
El imán de fijación 44 comprende una región en forma de placa en la cual descansa el muelle 45. El muelle 45 tiene forma helicoidal, sin embargo, otras configuraciones de muelle son posibles para realizar la función del detector 40 de carga. El muelle 45 se instala con una desviación entre la región en forma de placa del imán de fijación 44 y el alojamiento 47. Para ajuste de la resistencia de la desviación mecánica una tapa de alojamiento 47A se une de forma ajustable al alojamiento 47.
Adicionalmente, el detector 40 de carga comprende una unidad 50 de acoplamiento para unir al accionador 30; 130. Esta unidad 50 de acoplamiento se puede proporcionar por una conexión positiva o no positiva. La conexión positiva pudiera adicionalmente servir para desacoplarse del giro ejecutado por el accionador 30.
Cuando el cable 60 de freno está ahora mecánicamente cargado por las cargas de tracción el componente común que consiste en el imán de fijación 44 y la unión 46 del cable 60 de freno se desplaza en dirección de la flecha (véase la fig. 6). En este mismo momento el muelle 45 se comprime simultáneamente puesto que descansa sobre la tapa 47A de alojamiento. Debido al desplazamiento del imán de fijación 44 se cambia la distancia entre el imán 43 y el chip 41 de Hall. De ese modo el campo magnético que rodea el chip 41 de Hall se modifica también y se genera un voltaje en el chip 41 de Hall. Dependiendo de la constante de muelle del muelle 45 y la carga aplicada por el cable 60 de freno el desplazamiento del imán 43 varía la resistencia del voltaje generado en el chip 43 de Hall. Si el voltaje generado se calibra a la fuerza necesaria para desplazar el muelle 45 un grado para carga mecánica del cable 60 de freno se indica por el voltaje generado en el chip 41 de Hall. Puesto que la carga mecánica en el freno 1 de aparcamiento eléctrico según la invención es uniformemente distribuida a los cables 60 de freno la carga general del freno 1 de aparcamiento eléctrico se mide también por medio del detector 40 de carga según la invención. Dependiendo del voltaje de umbral que se ha generado en el detector 40 el freno 1 de aparcamiento eléctrico puede ser por ejemplo desconectado para protegerlo contra la sobrecarga, daño y destrucción.
Una realización preferida del detector 400 de carga de la invención se muestra en la fig. 6. El detector 400 de carga comprende un muelle 451 de pretensión para un pretensado apropiado del cable 60 de freno, un muelle 450 de tensión máxima para controlar la carga máxima de los cables 60 de freno y el freno 1 de aparcamiento eléctrico y un muelle 452 de reajuste para garantizar la posición del imán 430 con respecto al chip 410 de Hall. El muelle 451 de pretensión tensa los cables 60 de freno para permitir una operación inmediata de los frenos. No estando en operación, el muelle 450 de tensión máxima no está cargado y tiene una cierta distancia de desplazamiento X libre a lo largo de su eje longitudinal (véase la fig. 6). Si se aplica el freno 1 de aparcamiento, primero el muelle 451 de pretensión se comprime por la distancia X antes de que se cargue el muelle 450 de tensión máxima. Durante el desplazamiento por la distancia X, no se cambia la posición del imán 430. El imán 430 se une a un tubo 487 deslizante sobre un cilindro 485 en el que el tubo 487 deslizante se presiona contra un tope cerca del chip 410 de Hall por el muelle 452 de reajuste. El cilindro 485 se puede desplazar libremente por la distancia X dentro del tubo 487 de deslizamiento. Si los cables 60 de freno son desplazados más allá de la distancia X, el imán 430 se desplaza con respecto al chip 410 de Hall y se genera una señal que puede ser evaluada. La señal en la condición no desplazada caracteriza la carga inducida por compresión del muelle 451 de pretensión por la distancia X. En el caso de carga máxima del freno 1 de aparcamiento y los cables 60 de freno, el muelle 450 de tensión máxima se comprime por una distancia conocida debido a su constante de muelle conocida. Esta distancia conocida corresponde a una señal de referencia producida por el chip 410 de Hall. Esta señal de referencia se puede usar para la protección del freno 1 de aparcamiento según la invención contra la sobrecarga mecánica y desconectar el freno 1 de aparcamiento.
Según una realización preferida de la presente invención, el freno 1 de aparcamiento eléctrico según la invención comprende un sistema 70 de emergencia manual el cual se dispone en el compartimiento del vehículo siendo de fácil acceso por el conductor (véase la fig. 4). En el caso de un fallo del motor 5 eléctrico el freno 1 de aparcamiento eléctrico se puede operar manualmente por medio del sistema 70 de emergencia manual.
El sistema 70 de emergencia manual se puede acoplar con el conjunto de engranajes 10 por medio de un eje 72 flexible que sirve para transmitir una torsión al eje del motor 5 eléctrico. Adicionalmente, el sistema 70 de emergencia manual comprende un cierre 74, un conjunto de engranajes del sistema 76 y un muelle 78. Colocando una llave apropiada en el cierre 74 se pueden realizar dos funciones diferentes. Primero el cierre 74 y el conjunto de engranajes del sistema 76 se pueden desplazar contra la fuerza del muelle 78 al lado que gira apartándose del cierre 74. De ese modo el eje 72 flexible se desplaza en la dirección del eje del motor y forma una conexión positiva dentro de una retención apropiada dentro del eje del motor o dentro de una prolongación del eje del motor. En segundo lugar, por medio de la llave se puede transmitir un giro al eje 72 flexible y por lo tanto también al eje del motor. Usando este giro se opera el freno 1 de aparcamiento eléctrico según la invención. Si el sistema 70 de emergencia manual no es accionado durante más tiempo el muelle 78 empuja el conjunto de engranajes del sistema 76 y el cierre 74 de nuevo. De ese modo el extremo del eje 72 flexible se libera también de la conexión positiva con el eje del motor o con la prolongación del eje del motor. Finalmente, la llave se retira de nuevo del sistema 70 de emergencia manual.
Aparte de las realizaciones preferidas descritas del freno 1 de aparcamiento y particularmente del accionador 30; 130, es también posible realizar el accionador usando el medio hidráulico o neumático. En general, cada sistema está calificado para ejecución del principio básico del accionador por el cual se puede realizar una variación de longitud controlada.
Lista de signos de referencia
1 freno de aparcamiento
5 motor eléctrico
10 conjunto de engranajes
20 alojamiento
30; 130 accionador
31; 131 engranaje de corona
32; 132 cilindro de giro
132G hilo de rosca del cilindro de giro
33 cojinete cilíndrico
34; 134 husillo
34A, 34B extremos del husillo
35; 135 tuerca
37 cilindro hueco
137 cilindro hueco con hilo de rosca
137G hilo de rosca del cilindro hueco
37A extremo externo del cilindro hueco
38 acanaladura longitudinal
39 detector de carga
41; 410 chip de Hall
42 fijación de chip
43; 430 imán
44 fijación de imán
45 muelle
46; 460 unión del cable de freno
47; 470 alojamiento del detector
47A tapa de alojamiento
50; 500 unidad de acoplamiento
60 cable de freno
62 prolongación
64 medios de unión
70 sistema de emergencia manual
72 eje flexible
74 cierre
76 conjunto de engranajes del sistema
78 muelle
450 muelle de tensión máxima
451 muelle de pretensión
452 muelle de reajuste
480 porción en forma de placa
485 cilindro
487 tubo deslizante
490 elemento de control

Claims (17)

1. Freno (1) de aparcamiento provisto de por lo menos dos cables (60) de freno, en particular para un sistema de freno de aparcamiento de vehículos a motor, que comprende:
a.
un accionador (30; 130) provisto de medios de unión al cual se unen al menos dos cables (60) de freno en unos puntos de unión; y
b.
un medio de operación (5, 10) configurado y conectado al accionador (30; 130) de forma que pueda cambiar la distancia entre los puntos de unión de una manera controlada, de modo que se permite un movimiento relativo de los puntos de unión uno a otro o alejado uno de otro y con lo cual se garantiza una distribución uniforme de cargas mecánicas generadas a los frenos conectados,
caracterizado porque
c.
en un extremo de dicho accionador (30; 130), se dispone un detector (400) de carga que presenta un alojamiento (470) y al menos dos muelles (450, 451, 452) para medir la carga mecánica de dichos cables (60) de freno, en el que dicho primer muelle (450) sirve para generar una carga de referencia mecánica opuesta a la carga de los cables (60) de freno, y
d.
dicho segundo muelle (451) está dispuesto para pretensión de dichos cables (60) de freno.
2. Freno (1) de aparcamiento según la reivindicación 1, caracterizado porque dichos al menos dos muelles (450, 451, 452) son diferentes uno del otro y dicho alojamiento (47; 470) se dispone en dos piezas de modo que dichos muelles (450, 451, 452) pueden ser pretensados de forma variable.
3. Freno (1) de aparcamiento según las reivindicaciones 1 ó 2, caracterizado porque dicho detector (400) de carga comprende un muelle (452) de reajuste para reajustar un elemento (490) de control en el detector (400) de carga.
4. Freno (1) de aparcamiento según las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque el detector (40; 400) de carga comprende:
a.
un chip (41; 410) de Hall y un imán (43; 430); y
b.
una unidad (50; 500) de acoplamiento, en el que
c
el imán (430) está dispuesto de modo que el imán (430) puede ser desplazado contra la fuerza de al menos un muelle (450, 451, 452) durante la operación del freno (1) de aparcamiento, de modo que se genera una señal de carga en el chip (410) de Hall.
5. Freno (1) de aparcamiento según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque el chip (410) de Hall y el imán (430) se montan de forma ajustable en el detector (400) de carga.
6. Freno (1) de aparcamiento según la reivindicación 1, caracterizado porque el medio de operación (5, 10) comprende un conjunto de engranajes (10) y un motor (5) eléctrico para generar y transmitir un giro al accionador (30; 130) de forma que una transformación del giro en un movimiento lineal de los puntos de unión de al menos dos cables (60) de freno se permite por el accionador (30; 130).
7. Freno (1) de aparcamiento según la reivindicación 2, caracterizado porque los medios de unión comprenden dos extremos cada uno conectados a un cable (60) de freno.
8. Freno (1) de aparcamiento según las reivindicación 6 ó 7, caracterizado porque el accionador (30; 130) comprende un husillo (34; 134) y una tuerca (35; 135) en el que el husillo (34; 134) se guía en la tuerca (35; 135) de modo que se permite un atornillamiento o un desatornillamiento de la tuerca (35; 135) desde el husillo (34; 134) por el giro transmitido.
9. Freno (1) de aparcamiento según la reivindicación 8, caracterizado porque el accionador (30; 130) comprende un cilindro (32; 132) con un engranaje (31; 131) de corona dispuesto de tal modo que el engranaje (31; 131) de corona del cilindro (32; 132) de giro puede acoplar el conjunto de engranajes (10), permitiendo así la transmisión del giro del conjunto de engranajes (10) al cilindro (32; 132) de giro.
10. Freno (1) de aparcamiento según la reivindicación 9, caracterizado porque el accionador (130) comprende un cilindro (37) hueco que presenta unas acanaladuras (38) longitudinales y la tuerca (35) se une cerca de un extremo interno del cilindro (37) hueco de modo que el husillo (34) puede ser recibido parcialmente por el cilindro (37) hueco atornillando o destornillando la tuerca (35) a partir del husillo (34), cambiando así la distancia entre los puntos de unión; o
el accionador (130) comprende un cilindro hueco con hilo de rosca (137) y la tuerca (135) se une cerca de un extremo (132a) interno del cilindro (132) de giro de modo que el husillo (34) pueda ser recibido parcialmente por el cilindro hueco con hilo de rosca (137) por el atornillamiento o desatornillamiento de la tuerca (135) a partir del husillo (34), cambiando así la distancia entre los puntos de unión.
11. Freno (1) de aparcamiento según la reivindicación 10, caracterizado porque un cable (60) de freno se acopla a una región terminal del husillo (34; 134) por los medios de unión y el otro cable (60) de freno se acopla a una región terminal del cilindro (37) hueco o a una región terminal del cilindro hueco con hilo de rosca (137).
12. Freno (1) de aparcamiento según la reivindicación 11, caracterizado porque el cable (60) de freno se acopla a la región terminal del cilindro (37) hueco o a la región terminal del cilindro hueco con hilo de rosca (137) por medio de una conexión positiva de modo que se permite un desacoplamiento del giro desde el cable (60) de freno.
13. Freno (1) de aparcamiento según la reivindicación 12, caracterizado porque el cable (60) de freno comprende una prolongación (62) y el extremo del cilindro (37) hueco o el cilindro hueco con hilo de rosca (137) comprende unos medios de unión (64) en los que el extremo del cable (60) de freno acopla una abertura en forma de hendidura de los medios de unión (64).
14. Freno (1) de aparcamiento según la reivindicación 9, caracterizado porque el cilindro (32) de giro comprende en su superficie interna unos resaltes que acoplan las acanaladuras (38) del cilindro (37) hueco en el que el giro del cilindro (32) de giro se puede transmitir al cilindro (37) hueco; o
el cilindro (132) de giro comprende un hilo de rosca complementario conformado al hilo de rosca del cilindro hueco con hilo de rosca (137) de modo que el cilindro hueco con hilo de rosca (137) puede ser atornillado o desatornillado del cilindro (132) de giro con hilo de rosca (132G) por el giro del cilindro (132) de giro con hilo de rosca (132G).
15. Freno (1) de aparcamiento según la reivindicación 14, caracterizado porque el hilo de rosca de la tuerca (135) y el hilo de rosca en la superficie interna del otro extremo del cilindro (132) de giro presentan sentidos opuestos de giro de modo que el husillo (34) y el cilindro hueco con hilo de rosca (137) pueden ser atornillados o desatornillados del cilindro (132) de giro con hilo de rosca (132G) al mismo tiempo por el giro del cilindro (132) de giro con hilo de rosca (132G).
16. Freno (1) de aparcamiento según una de las reivindicaciones 1 a 15, caracterizado porque el freno (1) de aparcamiento comprende un sistema (70) de emergencia manual por medio del cual el freno (1) de aparcamiento se puede operar manualmente en el caso de un fallo del medio de operación (5, 10), en particular en el que el sistema (70) de emergencia manual comprende un medio de transmisión de torsión manualmente operable, preferiblemente un eje (72) flexible para transmitir una torsión al medio de operación (5, 10).
17. Freno (1) de aparcamiento según la reivindicación 16, caracterizado porque el sistema (70) de emergencia manual comprende un cierre (74) con llave que puede ser desplazado contra la fuerza de un muelle (78) de modo que el eje (72) flexible se conecte al eje del motor (5) eléctrico o a una prolongación del mismo.
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