ES2238779T3 - Actuador electro-mecanico para un freno de tambor. - Google Patents

Actuador electro-mecanico para un freno de tambor.

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ES2238779T3 ES98961817T ES98961817T ES2238779T3 ES 2238779 T3 ES2238779 T3 ES 2238779T3 ES 98961817 T ES98961817 T ES 98961817T ES 98961817 T ES98961817 T ES 98961817T ES 2238779 T3 ES2238779 T3 ES 2238779T3
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Abstract

Un freno de tambor (10) que tiene primera (14) y segunda (16) zapatas de frenos retenidas sobre una placa de apoyo (20) y movidas en acoplamiento con un tambor (18) para efectuar una aplicación del freno que corresponde a una entrada de frenado deseada suministrada por un miembro de actuación (28), incluyendo dicho miembro de actuación (28) una carcasa (50) que tiene un primer taladro (54) que está conectado allí con un taladro transversal (56); un piñón (58) localizado en dicho primer taladro (54) y que tiene un primer extremo (60) y un segundo extremo (62), teniendo dicho piñón (58) primeros dientes (68) encima que están adyacentes a dicho primer extremo (60) y un engranaje (64) conectado al segundo extremo (62); una primera cremallera (74) situada en dicho taladro transversal (56) y que tiene segundos dientes (67) encima, que engranan con dichos dientes (68) sobre dicho piñón (58); una segunda cremallera (76) localizada en dicho taladro transversal (56) y que tiene terceros dientes (67¿)encima, que engranan con dichos dientes (68) sobre dicho piñón (58); primeros medios de articulación (28) para conectar dicha cremallera (74) con dicha primera zapata de freno (14); segundos medios de articulación (28¿) para conectar dicha segunda cremallera (76) con dicha segunda zapata de freno (16), provocando dicho piñón (58), que recibe un par de torsión que corresponde a dicha entrada de frenado deseada, una rotación que es trasladada a movimiento lineal de dichas primera (74) y segunda (76) cremalleras a través del engrane de dichos primeros dientes (68) con dichos segundos (67) y terceros (67¿) dientes, suministrando dicho movimiento lineal de dichas primera (74) y segunda (76) cremalleras una fuerza para mover dichas primera (14) y segunda (16) zapatas de freno en acoplamiento con dicho tambor (18) para efectuar una aplicación de freno deseada; estando caracterizado dicho tambor de freno porque un engranaje (64) está conectado al segundo extremo (62) del piñón (58) y una palanca de ajuste (90) está conectada a dicho piñón (58) y a dichos primero (28) segundo (28¿) medios de articulación para mantener una holgura de movimiento deseada entre dichas primera (14) y segunda (16) zapatas de freno y dicho tambor (18).

Description

Actuador electro-mecánico para un freno de tambor.
Esta invención se refiere a un piñón accionado por un motor eléctrico para mover primera y segunda cremalleras opuestas para proporcionar una fuerza para mover primera y segunda guarniciones de fricción correspondientes en acoplamiento con un tambor para efectuar una aplicación del freno.
Antecedentes de la invención
Las patentes de los Estados Unidos 2.096.854 y 1.805.190 describen un sistema de freno, en el que se aplica una entrada manual a un piñón para mover primera y segunda cremalleras para llevar a primera y segunda zapatas de fricción en acoplamiento con un tambor y para efectuar una aplicación del freno. Desafortunadamente, la entrada manual es a menudo insuficiente para desarrollar una fuerza suficiente para llevar un vehículo a una distancia de parada deseada y, como resultado, han sido desarrollados frenos accionados hidráulica y eléctricamente y han sido utilizados en vehículos durante un periodo de tiempo. Una característica deseable ofrecida por tales frenos reside en su simplicidad y en que se consigue a menudo una reducción del peso total de un vehículo. Ejemplos de tales frenos se pueden encontrar e las siguientes patentes de los Estados Unidos 4.793.447; 4.804.073; 4.850.459; 4.928.543; 4.944.372; y 5.201.387. En estos frenos, un par de salida desde un motor eléctrico es modificado a través del uso de varios engranajes para proporcionar una entrada para mover las partidas de frenos en acoplamiento con otro miembro para efectuar una aplicación del freno. Un problema en el funcionamiento de tales frenos es la velocidad a la que se desarrolla la fuerza de actuación y la intensidad de la fuerza de actuación resultante producida para detener el vehículo dentro de una distancia de frenado deseada durante una aplicación del freno. En los vehículos que tienen frenos eléctricos es deseable tener sensores asociados con ruedas individuales para suministrar a un controlador una indicación del frenado de cada rueda con el fin de regular las señales de funcionamiento de las ruedas individuales para conseguir una parada suave, equilibrada y efectiva. Aunque los sistemas de freno accionados eléctricamente cumplen las normas actuales de funcionamiento, su uso ha sido limitado, en general, a la utilización en sistemas de freno para vehículos remolcados.
Resumen de la invención
Un objeto principal de la presente invención es proporcionar un sistema de freno con estructura de actuación a través de la cual se aplica una fuerza de funcionamiento para mover guarniciones de fricción en acoplamiento con un tambor de freno para proporcionar una aplicación suave, efectiva y eficiente del freno.
De acuerdo con esta invención, un módulo de freno individual incluirá un tambor de freno, en el que primera y segunda zapatas de freno son impulsadas por un actuador como una función del par desarrollado por un motor eléctrico en respuesta a una señal de entrada suministrada por un controlador a través de un operador para efectuar una aplicación del freno. El actuador incluye un piñón que es girado por una disposición de engranaje que está conectada al motor eléctrico. La rotación del piñón suministra una entrada a primera y segunda cremalleras opuestas para mover linealmente la guarnición de fricción asociada con la primera y segunda zapatas de freno en acoplamiento con el tambor para efectuar la aplicación del freno. Una palanca de ajuste conectada al piñón responde al movimiento giratorio del piñón para modificar la articulación entre la primera y segunda cremalleras y la primera y segunda pastillas de freno, respectivamente, para compensar el desgaste de la guarnición de una pastilla de freno y para asegurar que la distancia requerida para mover la primera y segunda pastillas de freno para efectuar una aplicación del freno no excede una distancia predeterminada.
Una ventaja de este sistema de freno es proporcionada utilizando primera y segunda cremalleras opuestas, que son accionadas por el par de rotación aplicado a un piñón por un motor eléctrico para proporcionar una fuerza de actuación compensada para mover la primera y segunda guarniciones en acoplamiento con un tambor para efectuar una aplicación suave del freno.
Otra ventaja de este sistema de freno es proporcionada por el miembro de ajuste, que responde al movimiento giratorio de un piñón para compensar el desgaste de una guarnición.
Breve descripción de los dibujos
La figura 1 es una ilustración esquemática de un sistema de freno de tambor con una vista extrema en sección de un actuador de cremallera y piñón fabricado de acuerdo con los principios de la presente invención.
La figura 2 es una vista en sección tomada a lo largo de la línea 2-2 de la figura 1 con una palanca de ajuste añadida a la misma.
La figura 3 es una vista despiezada ordenada de las partes componentes internas del actuador de la figura 1.
La figura 4 es una vista de la palanca de ajuste que ilustra la relación entre la palanca de ajuste y una tuerca de estrella, en la que la guarnición de fricción de una zapata de freno es nueva y no está desgastada.
La figura 5 es una vista de la palanca de ajuste que ilustra la relación entre la palanca de ajuste y la tuerca de estrella cuando la guarnición de la zapata de freno ha sido reducida a través del desgaste.
La figura 6 es una vista extrema tomada a lo largo de la línea 6-6 de la figura 5.
La figura 7 es una palanca de ajuste después de que la articulación entre la cremallera y la primera y segunda zapatas de freno ha sido modificada como resultado de la actuación de la palanca de ajuste; y
La figura 8 es una vista extrema tomada a lo largo de la línea 8-8 de la figura 7.
Descripción detallada
El conjunto de freno de tambor 10 ilustrado en la figura 1 incluye un actuador de cremallera y piñón 12 retenido sobre una placa de apoyo 20 a través de la cual las guarniciones de fricción 15 y 17, respectivamente, asociadas con la primera 14 y la segunda zapata de freno 16 se mueven en acoplamiento con un tambor 18 para efectuar una aplicación del freno.
La primera zapata de freno 14 tiene un alma 30 con un primer extremo 22 localizado sobre un pasador de anclaje 24 conectado a un sensor de carga 25 y un segundo extremo 26 conectado por una articulación 28 al actuador de cremallera y piñón 12. El alma 30 está montada sobre una placa de apoyo 20 por pasadores elásticos 32 que permiten al segundo extremo 26 pivotar alrededor del primer extremo 22 en respuesta a una fuerza de actuación suministrada por el actuador de cremallera y piñón 12 para mover la pastilla de fricción 15 en acoplamiento con el tambor 18 durante una aplicación del freno.
La segunda zapata de freno 16 tiene un alta 34 con un primer extremo 36 localizado sobre un pasador de anclaje 24' conectado a un sensor de carga 25 y un segundo extremo 38 conectado por la articulación 28' al actuador de cremallera y piñón 12. El alma 34 está montada sobre una placa de apoyo 20 por un pasador elástico 32' que permite al segundo extremo 38 pivotar alrededor del primer extremo 36 en respuesta a una fuerza de actuación suministrada por el actuador de cremallera y piñón 12 para mover la pastilla de fricción 17 en acoplamiento con el tambor durante una aplicación del freno.
Una vista prospectiva del actuador de cremallera y pistón 12 de la figura 1 se ilustra en la figura 3 y la vista en sección ilustrada en la figura 2. El actuador de cremallera y piñón 12 incluye una carcasa 50 que está localizada y retenida en el orificio 21 de la placa de apoyo 20, respectivamente, por lengüetas de localización 19, 19' en muescas 52, 52' sobre la parte superior y la parte inferior de la carcasa 50, ver las figuras 6 y 7. La carcasa 50 tiene un taladro axial 54 para aceptar el piñón 58 y un taladro transversal 56 para recibir los miembros opuestos de la cremallera 74 y 76. El piñón 58 tiene una caña con un primer extremo 60, que se extiende a través de la carcasa 50 y un segundo extremo 62. El piñón 58 tiene dientes 68 localizados entre el primer extremo 60 y el segundo extremo 62 y una ranura axial 70 localizada adyacente a una muesca radial 72 sobre el primer extremo 60. Un engranaje 64 está fijado al segundo extremo 62 del piñón 58 para recibir una entrada desde un engranaje solar 200 asociado con un motor eléctrico. Los dientes 68 están diseñados para ser colocados en el taladro transversal 56 cuando el piñón está colocado en el taladro 54. La primera cremallera 74 tiene una proyección 75 con dientes 67 encima, que engranan con dientes 68 sobre el piñón 58, mientras que una segunda cremallera 76 tiene una proyección 77 con dientes 67' encima que engranan también con dientes 68 sobre el piñón 58.
La primera articulación 28 tiene un miembro de yugo 82 con una caña roscada 84 que está unida con una tuerca de estrella 86. La tuerca de estrella 86 está colocada adyacente al extremo de la primera cremallera 74 y el miembro de yugo 82 es puesto en acoplamiento con el extremo 26 de la primera alma 30. La segunda articulación 28' tiene un miembro de yugo 82' con una caña roscada 84' que está unida con una tuerca de estrella 86'. La tuerca de estrella 84' está colocada adyacente al extremo de la segunda cremallera 76 y el miembro de yugo 82' está puesto en acoplamiento con el extremo 38 de la segunda alma 34.
La primera 14 y la segunda 16 zapatas están desviadas de forma elástica una hacia la otra por medio de muelles 40 y 42 para asegurar que el primero y segundo extremos de las almas 30 y 34 permanecen engranados con la placa de anclaje fija 24 y los miembros de articulación 28, 28' permanecen conectados con la primera 74 y segunda 76 cremalleras para definir una holgura de movimiento entre las guarniciones de fricción 15 y 17 y el tambor 20.
La palanca de ajuste 90, ver las figuras 2, 3, 4, 6 y 8, tiene un orificio central 92 con una lengüeta 94, que está localizada en una ranura axial 70 adyacente al extremo 60 del piñón 58. La palanca de ajuste 90 tiene una primera proyección 96 que engrana con la primera tuerca de estrella 84 y una segunda proyección 98 que engrana con la segunda tuerca de estrella 84'. Una arandela ondulada 100 está retenida sobre el piñón 58 por un anillo de encaje elástico 102, que está colocada en la muesca 72. La arandela ondulada 100 actúa sobre la palanca de ajuste 90 y la retiene contra una arandela de empuje 104, que está localizada entre la palanca de ajuste 90 y la carcasa 50. Un casquillo 105 fijado en la carcasa 50 proporciona una superficie de apoyo para mantener el piñón 58 en alineación axial dentro del taladro axial 54.
Modo de funcionamiento de la invención
Cuando se desea una aplicación del freno, un operador proporciona una entrada en un controlador que suministra una señal de funcionamiento al motor eléctrico. La salida desde el motor eléctrico es transmitida por un engranaje solar 200 al engranaje 64. El par procedente del engranaje 64 es transferido por los dientes 68 del piñón 58 a los dientes 67, 67' para proporcionar un movimiento lineal de la primera 74 y segunda 76 cremalleras. El movimiento de la primera 74 y segunda 76 cremalleras proporciona una fuerza que hace pivotar el extremo 26 de la primera alma 30 y el extremo 38 de la segunda alma 34 alrededor de la placa de anclaje 24 para llevar las guarniciones de fricción 15 y 16 en acoplamiento con el tambor 20 para efectuar una aplicación de freno.
En la posición de reposo, las pastillas de fricción 15 y 17 tienen una holgura de movimiento deseada con el tambor 18 y la palanca de ajuste 90 está colocada de la manera que se ilustra en la figura 4. La palanca de ajuste 90 permanece estacionaria cuando la primera 74 y la segunda 76 cremalleras se mueven linealmente para proporcionar una fuerza de funcionamiento para mover la primera 14 y la segunda 16 zapatas de freno y la lengüeta 94 está localizada en la ranura axial 70. Después de un periodo de tiempo y de uso, las guarniciones de fricción 15 y 17 se desgastan y, como resultado, se incrementa la translación lineal requerida para que la primera 74 y segunda 76 cremalleras muevan las guarniciones de fricción 15 y 17 en acoplamiento con el tambor 18. Cuando se produce tal desgaste, se incrementa la rotación angular del piñón 58 y, como resultado, la lengüeta 94 engrana ahora con la primera pared 69 de la ranura axial 70, de tal manera que se gira la palanca 90. A medida que se gira la palanca de ajuste 90, se desliza axialmente a lo largo de la primera pared 69 en respuesta a una fuerza proporcionada por la arandela ondulada 100 provocando que la primera proyección 96 apunte sobre un diente sobre la ranura de estrella 86 y que la segunda proyección 96 apunte sobre un diente sobre la ranura de estrella 86' de la manera que se ilustra en las figuras 5 y 6. Al término del par en el engranaje 68, el piñón 58 retorna a una posición de reposo y, como resultado, una segunda pared 71 de la ranura axial 70 engrana con la lengüeta 94 provocando que las ranuras de estrella 86, 86' giren, respectivamente, con respecto a los miembros de yugo 82, 82' e incrementen o modifiquen las articulaciones 28, 28' entre la primera 74 y segunda 76 cremalleras y el alma 30 y 34 de la manera que se ilustra en la figura 7. A medida que giran las ranuras de estrella 86, 86', la palanca de ajuste 90 comprime la arandela ondulada 100 y retornan a la posición de reposo, como se ilustra en la figura 8. La rotación curvada asociada con la rotación inducida de la palanca de ajuste 90 es seleccionada como una función de púas sobre las ranuras de estrella 86, 86' para iniciar la modificación o ajuste de la articulación 28, 28' para asegurar el mantenimiento de una distancia lineal deseada para mover las pastillas de fricción 15 y 17 en acoplamiento con el tambor 18 para efectuar una aplicación del freno.

Claims (6)

1. Un freno de tambor (10) que tiene primera (14) y segunda (16) zapatas de frenos retenidas sobre una placa de apoyo (20) y movidas en acoplamiento con un tambor (18) para efectuar una aplicación del freno que corresponde a una entrada de frenado deseada suministrada por un miembro de actuación (28), incluyendo dicho miembro de actuación (28) una carcasa (50) que tiene un primer taladro (54) que está conectado allí con un taladro transversal (56); un piñón (58) localizado en dicho primer taladro (54) y que tiene un primer extremo (60) y un segundo extremo (62), teniendo dicho piñón (58) primeros dientes (68) encima que están adyacentes a dicho primer extremo (60) y un engranaje (64) conectado al segundo extremo (62); una primera cremallera (74) situada en dicho taladro transversal (56) y que tiene segundos dientes (67) encima, que engranan con dichos dientes (68) sobre dicho piñón (58); una segunda cremallera (76) localizada en dicho taladro transversal (56) y que tiene terceros dientes (67') encima, que engranan con dichos dientes (68) sobre dicho piñón (58); primeros medios de articulación (28) para conectar dicha cremallera (74) con dicha primera zapata de freno (14); segundos medios de articulación (28') para conectar dicha segunda cremallera (76) con dicha segunda zapata de freno (16), provocando dicho piñón (58), que recibe un par de torsión que corresponde a dicha entrada de frenado deseada, una rotación que es trasladada a movimiento lineal de dichas primera (74) y segunda (76) cremalleras a través del engrane de dichos primeros dientes (68) con dichos segundos (67) y terceros (67') dientes, suministrando dicho movimiento lineal de dichas primera (74) y segunda (76) cremalleras una fuerza para mover dichas primera (14) y segunda (16) zapatas de freno en acoplamiento con dicho tambor (18) para efectuar una aplicación de freno deseada; estando caracterizado dicho tambor de freno porque un engranaje (64) está conectado al segundo extremo (62) del piñón (58) y una palanca de ajuste (90) está conectada a dicho piñón (58) y a dichos primero (28) segundo (28') medios de articulación para mantener una holgura de movimiento deseada entre dichas primera (14) y segunda (16) zapatas de freno y dicho tambor (18).
2. El freno de tambor (10) según la reivindicación 1, en el que dicho piñón (58) está caracterizado por una caña con una ranura axial (70) localizada adyacente a dicho primer extremo (60), teniendo dicha ranura axial (70) una longitud curvada que corresponde a una secuencia de ajuste deseada para dicha holgura de movimiento.
3. El freno de tambor (10) según la reivindicación 2, en el que dicha palanca de ajuste (90) se caracteriza por un orificio (92) con una lengüeta (94) encima, que está localizada en dicha ranura axial (70) sobre dicha caña, donde dicho piñón (58) lleva, sobre rotación, una pared (69) de dicha ranura axial (70) en acoplamiento con dicha lengüeta (94) y después de una rotación curvada predeterminara mueve dicha palanca de ajuste (90) a través de una rotación curvada.
4. El freno de tambor (10) según la reivindicación 3, en el que dichos primeros medios de articulación (28) se caracterizan por un primer miembro de yugo (82) que se acopla y es retenido por dicha primera zapata de freno (14); por una primera ranura de estrella (86) que se acopla de forma roscada con dicho primer miembro de yugo (82) y que está conectada a dicha primera cremallera (74), provocando dicha rotación curvada de dicha palanca de ajuste (90) que dicha primera ranura de estrella (86) gire de una manera correspondiente sobre roscas de dicho primer miembro de yugo (82) para cambiar la longitud entre la primera cremallera (74) y la primera zapata de freno (14) para mantener una holgura de movimiento deseada con dicho tambor (18).
5. El freno de tambor según la reivindicación 4, en el que dichos segundos medios de articulación (28') se caracterizan por un segundo miembro de yugo (82') que se acopla y está retenido por dicha segunda zapata de freno (16); una segunda tuerca de estrella (86') que se acopla de forma roscada con dicho segundo miembro de yugo (82') y que está conectada con dicha segunda cremallera (76), provocando dicha rotación curvada de dicha palanca de ajuste (90) que dicha segunda tuerca de estrella (86') gire de una manera correspondiente sobre roscas de dicho segundo miembro de yugo (82') para cambiar la longitud entre la segunda cremallera (76) y la segunda zapata de freno (16) para mantener una holgura de movimiento deseada con dicho tambor (18).
6. El freno de tambor según la reivindicación 5, caracterizado, además, por un motor eléctrico, a través del cual una entrada es alimentada a dicho engranaje (64) sobre dicho piñón (58).
ES98961817T 1997-12-01 1998-11-25 Actuador electro-mecanico para un freno de tambor. Expired - Lifetime ES2238779T3 (es)

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