ES2222997T3 - Freno de aparcamiento electrico. - Google Patents
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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.
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.
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.
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.
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.
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.
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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