ES2284584T3 - Conjunto de freno compacto en un eje para un vehiculo industrial. - Google Patents

Conjunto de freno compacto en un eje para un vehiculo industrial. Download PDF

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Abstract

Conjunto de freno para un eje de un vehículo industrial, que comprende en el interior de un cuerpo interno (10) que se extiende en un brazo (18), una carcasa (14) de un diferencial (15), caracterizado porque dicha carcasa (14) se soporta de manera que pueda girar (en 16, 17) y está provista de una primera empaquetadura de discos (20, 21), de una segunda empaquetadura de discos (46, 47) dispuesta entre dicha carcasa (14) y dicho brazo (18) del eje, de un elemento elástico (24) dispuesto entre un anillo de bloqueo axial (27) y una extensión de brida radial (31) de un manguito de bloqueo (30) del diferencial, estando el elemento elástico (24) dispuesto con una precarga establecida equivalente a la fuerza axial máxima requerida para generar el par de bloqueo del diferencial, de un pistón (41), adecuado para su accionamiento mediante un fluido alimentado por un conducto respectivo (43), que mueve axialmente un anillo (44), distribuidor de una fuerza de accionamiento de dicho pistón (41), en el que dicho pistón (41) sitúa sucesivamente a través de dicho elemento elástico (24) dicha primera empaquetadura de discos (20, 21) en empaquetadura para bloquear dicho diferencial y posteriormente dispone dicha segunda empaquetadura de discos (46, 47) en empaquetadura, actuando como un freno de servicio.

Description

Conjunto de freno compacto en un eje para un vehículo industrial.
La presente invención se refiere a un conjunto de freno compacto para un eje para un vehículo industrial.
En los vehículos industriales conocidos el conjunto de freno dispuesto en línea con un eje se sitúa en una forma dividida a derecha e izquierda en relación con las dos salidas diferenciales. En disposiciones específicas, ambos frenos también pueden incorporar un dispositivo de frenado de emergencia denominado de "control de presión negativa", es decir accionado de forma positiva por medio de elementos elásticos cuando no existe presión en el circuito del vehículo.
El funcionamiento de cada conjunto de freno separado mencionado anteriormente viene determinado por un accionador correspondiente dispuesto específicamente y conectado al conjunto correspondiente. Con dicho objetivo, los por lo menos dos accionadores de los dos conjuntos de freno tienen que estar correlacionados necesariamente entre sí con el fin de obtener el funcionamiento requerido y deseado.
El documento US nº 3.994.375 A da a conocer un sistema de frenado para el eje de un vehículo.
El objetivo general de la presente invención es producir un conjunto de freno en un eje para un vehículo industrial que reduzca al mínimo los accionadores de control mencionados anteriormente, sin dañar el funcionamiento de dicho conjunto de freno.
Específicamente, un objetivo de la presente invención es producir un conjunto de freno particularmente compacto que se pueda disponer en un eje para un vehículo industrial en espacios concentrados y con una disposición práctica y funcional de los accionadores respectivos.
Otro objetivo de la presente invención es producir un conjunto de freno compacto en un eje para un vehículo industrial que, si se solicita, también pueda estar provisto de un conjunto de freno de emergencia/freno manual definido como "control de presión negativa".
Estos objetivos según la presente invención se alcanzan produciendo un conjunto de freno compacto en un eje para vehículos industriales tal y como se dispone en la reivindicación 1.
En las reivindicaciones posteriores se indican otras características de la invención.
Las características y ventajas de un conjunto de freno compacto en un eje para un vehículo industrial según la presente invención se pondrá de manifiesto en la descripción siguiente, proporcionada como un ejemplo no limitativo, haciendo referencia a los dibujos esquemáticos adjuntos, en los que:
la Figura 1 es una vista transversal de un eje para un vehículo industrial equipado con un conjunto de freno y bloqueo según la invención,
la Figura 2 es una vista en sección a escala reducida por la línea II-II de la Figura 1,
la Figura 2a es un detalle ampliado de la vista en sección de la Figura 2,
la Figura 3 es una vista en sección a escala reducida por la línea III-III de la Figura 1.
Haciendo referencia a las figuras, se muestra un conjunto de freno compacto dispuesto en un eje para un vehículo industrial según la presente invención, indicado en general con la referencia 11.
El eje 11 recibe la orden de girar a partir de un piñón cónico dentado de control (que no se muestra), que está acoplado a un anillo dentado cónico 12 integrado a una parte externa 13 de una carcasa 14 de un diferencial 15. Los semiejes, que se muestran sólo parcialmente y se esquematizan mediante la referencia 60, reciben el movimiento a través de una parte terminal con acanaladuras superficiales (que no se muestran) que se acopla en asientos acanalados 61 del diferencial 15.
La carcasa 14 del diferencial 15 está dispuesta de manera que gire en unos rodamientos cónicos 16 y 17, dispuestos de forma opuesta entre sí y en el interior de un cuerpo 10 del eje 11 que se extiende en un brazo 18.
Se dispone en una extensión cilíndrica 19 de un engranaje lateral 23 del diferencial 15, proporcionado íntegramente por medio de un acoplamiento acanalado, un conjunto de discos 20 que se extiende radialmente hacia afuera, y resulta adecuado para interactuar con otro conjunto de discos 21, en un baño de aceite en la forma de un embrague hidráulico.
El segundo conjunto de discos 21, que se extiende radialmente hacia el interior, gira de forma conjunta con una extensión cilíndrica 13a de la parte exterior 13 de la carcasa 14. Se dispone un anillo de apoyo 25 con una de sus caras en el extremo de la empaquetadura de los discos 20, 21 y la otra cara, encarada hacia afuera, se encuentra en contacto con una quinta rueda de rodamiento axial de rodillos 22.
Se dispone un elemento elástico, como un resorte en espiral 24, entre un anillo de bloqueo axial 27 con el disco de apoyo de resorte correspondiente 26 y una extensión de saliente radial 31 de un manguito de bloqueo 30 del diferencial. El anillo de bloqueo axial 27 está integrado en el interior de un asiento 29 provisto en la superficie exterior del manguito 30. El resorte 24 se dispone con una precarga establecida equivalente a la fuerza axial máxima requerida para generar el par de bloqueo diferencial. En cualquier caso, durante el funcionamiento normal, la extensión 31 sujeta el resorte 24 hacia atrás, de manera que no puede actuar sobre los discos 20 y 21, que pueden girar libremente con respecto a cada uno de los mismos. Dicho de otro modo, la precarga del resorte se cierra en esta condición sobre el manguito 30 entre la extensión 31 y el disco de apoyo del resorte 26 bloqueado contra el anillo de bloqueo axial 27.
Tal como se ha mencionado, coaxialmente a la extensión cilíndrica 19 de la parte interior del diferencial 15, en una zona interior hueca del mismo 28, se prevé dicho manguito 30. En el lado opuesto del que se disponen los discos 20 y 21, se prevén pernos de acoplamiento 32, acoplados en orificios ciegos 33, 34 con un eje paralelo a un eje central 35 del eje de giro, que hacen que el manguito 30 esté integrado con un pistón 36 para controlar el bloqueo del diferencial. Además, se disponen en la parte posterior del pistón 36 orificios ciegos 48 para recibir los pernos 49 que se deslizan en los orificios ciegos 50 de un anillo cilíndrico 38 integrado al brazo 18 conectado al cuerpo 10 del eje. De este modo, se puede trasladar el pistón 36, pero no puede girar en su disposición de funcionamiento. De hecho, dicho pistón 36 se desliza en una cámara 37 dispuesta en el interior de un anillo cilíndrico 38 integrado al brazo 18 del eje y alimentado con fluido por medio de un conducto 39.
Se deberá observar también que una parte frontal exterior del pistón 36 se guía y se desliza por una superficie interior 40 de otro pistón 41, bajo la forma de un anillo cilíndrico 38. Se disponen unas cuñas de ajuste 59 entre la parte frontal del anillo de distribución 44 y el disco de apoyo del resorte 26, para establecer una holgura preseleccionada y un retraso de funcionamiento entre el bloqueo del diferencial y el bloqueo de freno de servicio. De hecho, el pistón 41 tiene la función de controlar de forma simultánea el bloqueo diferencial (por medio del elemento elástico interpuesto 24) y, seguidamente compactar el conjunto de bloqueo del diferencial con la carga elástica del resorte respectiva 24 por encima de la fuerza de precarga y el funcionamiento de frenado propiamente dicho del eje. El pistón 41 también está acoplado en el interior de una cámara 42 identificada por otra parte baja del anillo cilíndrico 38 integrada en el brazo 18 del eje. La cámara 42 también se alimenta de fluido por medio de un conducto 43.
Este otro pistón 41 está enfrentado a un anillo distribuidor cilíndrico 44, que también actúa para distribuir el empuje, que se desliza coaxialmente con respecto al manguito 30, y cuando se encuentra separado a una cierta distancia 45 con respecto a una segunda empaquetadura de discos para el freno de servicio. El anillo 44 también se mantiene normalmente en contacto con las cuñas de ajuste 59 gracias a la presencia de otros elementos elásticos 56, dispuestos en los orificios ciegos 57 dispuestos en el anillo 38 integrado en el brazo 18 del eje, que actúan en la superficie posterior de dicho anillo 44.
Además, se prevén otros dos conjuntos de discos 46 y 47 entre el brazo 18 del eje 11 y la extensión cilíndrica 13a de la parte exterior 13 de la carcasa 14. Estos otros dos conjuntos de discos 46 y 47 funcionan cuando el pistón 41 ha dispuesto el primer conjunto de discos 20 y 21 en empaquetadura.
En resumen, el anillo 44, cuando funciona en ambos conjuntos de discos 20, 21 y 46, 47 actúa como un anillo que distribuye la fuerza de accionamiento transmitida desde el pistón del freno de servicio.
Se puede prever en la parte posterior del anillo 38 integrado en el brazo 18 del eje 11, bajo petición específica del usuario, un conjunto de freno de emergencia denominado "control de presión negativa". Se apreciará que dicho conjunto se acciona de forma positiva por medio de elementos elásticos cuando no hay presión en el circuito del vehículo.
De hecho, este conjunto de freno de emergencia comprende un tercer pistón 51 que se puede deslizar en el interior de una cavidad cilíndrica 52, dispuesta en la parte posterior en el interior del anillo 38 integrado en el brazo 18 del eje 11. El pistón 51 generalmente está sometido a fluido presurizado desde el circuito de control interno del vehículo que entra desde un conducto 58 en la cavidad o cámara 52 y supera la fuerza elástica de la arandela Belleville 53, sujetando dicho pistón 51 en esta posición. Cuando no hay presión de dicho fluido en la cavidad 52, se libera la fuerza elástica de los resortes 53 y se mueve el pistón 51 hasta la parte opuesta para proporcionar un bloqueo de seguridad total del eje 11.
El pistón 51 descansa en tres o más pernos calibrados en su longitud 54, de los que únicamente se muestra uno, guiados para deslizarse en el interior de orificios 55 dispuestos en el anillo 38, que actúa en la parte posterior del anillo cilíndrico 44, estando dichos pernos 54 equipados con una junta adecuada, como una junta tórica. Así, también de este modo, cuando no hay fluido presurizado del circuito de control interno del vehículo, el pistón 51 se mueve y se lleva a cabo una acción de bloqueo tanto en los discos 20, 21 del diferencial, como en los discos 46, 47 del freno de servicio, cumpliendo así con las regulaciones de seguridad actuales cuando se aparca el vehículo.
El funcionamiento del conjunto de freno de la presente invención se pone en práctica de la manera siguiente.
La situación en reposo se ilustra en las figuras y permite completar la transmisión de movimiento entre el diferencial 15 y los semiejes 60.
Durante el frenado de servicio, se alimenta fluido desde el conducto 43 a la cámara 42 para establecer el movimiento del pistón 41.
El pistón 41 se mueve y desplaza el anillo 44 que actúa sobre las cuñas de ajuste 59 que a su vez desplazan el disco de apoyo del resorte 26. Dicho resorte 24 actúa sobre la extensión 31 y, de este modo, fuerza los discos 20 y 21 en una empaquetadura, bloqueando el diferencial. Inmediatamente después, tras la deformación elástica del resorte 24, el anillo 44 llena la holgura 45 dejada como separación entre el mismo y el conjunto de discos 46 y 47, moviendo también dicho conjunto de discos en una empaquetadura, llevando a cabo el frenado de servicio propiamente dicho del eje.
El espacio 45 proporciona la holgura que establece el retraso preseleccionado en el funcionamiento entre el bloqueo del diferencial y el bloqueo del freno de servicio.
Sin embargo, si sólo se desea el bloqueo o el frenado del diferencial, se deberá alimentar fluido en el conducto 39 y, a continuación, a la cámara 37. El fluido desplaza el pistón 36 que lleva a cabo un movimiento durante el funcionamiento del manguito 30 con el posterior movimiento de los discos 20 y 21 en empaquetadura y con un frenado del diferencial.
Tal como se ha mencionado, si no hay fluido presurizado del circuito de control del vehículo, el pistón 51 se fuerza mediante los resortes 53 y en cualquier caso, determina el movimiento del anillo 44 con el bloqueo completo del diferencial y el frenado del eje.
De este modo, la presente invención soluciona la totalidad de los problemas relacionados con los conjuntos de freno según la técnica anterior.
Ventajosamente, un conjunto de freno según la invención se acopla sólo en un lado del diferencial, con el fin de minimizar las conexiones y conducciones para controlar las distintas funciones de frenado y el bloqueo del diferencial.
Este conjunto resulta particularmente compacto y multifuncional, así como adecuado para su acoplamiento de forma modular, por ejemplo sin acoplar el otro conjunto de bloqueo de frenado de emergencia, si no se solicita.
A pesar de que el conjunto según la invención presenta las mismas prestaciones o las mismas funciones que el frenado dual provisto en los ejes conocidos, resulta particularmente compacto y simplificado.
La interposición del resorte precargado también permite un desgaste diferenciado en el tiempo entre las dos empaquetaduras de discos, haciendo que resulte posible eliminar sistemas separados y no separados con el fin de regular las dos empaquetaduras de discos.
Otra ventaja es que la invención permite semiejes simétricos gracias a la geometría del conjunto.

Claims (8)

1. Conjunto de freno para un eje de un vehículo industrial, que comprende en el interior de un cuerpo interno (10) que se extiende en un brazo (18), una carcasa (14) de un diferencial (15), caracterizado porque dicha carcasa (14) se soporta de manera que pueda girar (en 16, 17) y está provista
de una primera empaquetadura de discos (20, 21),
de una segunda empaquetadura de discos (46, 47) dispuesta entre dicha carcasa (14) y dicho brazo (18) del eje,
de un elemento elástico (24) dispuesto entre un anillo de bloqueo axial (27) y una extensión de brida radial (31) de un manguito de bloqueo (30) del diferencial, estando el elemento elástico (24) dispuesto con una precarga establecida equivalente a la fuerza axial máxima requerida para generar el par de bloqueo del diferencial,
de un pistón (41), adecuado para su accionamiento mediante un fluido alimentado por un conducto respectivo (43), que mueve axialmente un anillo (44), distribuidor de una fuerza de accionamiento de dicho pistón (41), en el que dicho pistón (41) sitúa sucesivamente a través de dicho elemento elástico (24) dicha primera empaquetadura de discos (20, 21) en empaquetadura para bloquear dicho diferencial y posteriormente dispone dicha segunda empaquetadura de discos (46, 47) en empaquetadura, actuando como un freno de servicio.
2. Conjunto de freno según la reivindicación 1, caracterizado porque coaxialmente a dicho pistón (41) se monta otro pistón (36) accionado mediante un fluido alimentado por otro conducto (39), que actúa únicamente en dicha primera empaquetadura de discos (20, 21) para frenar/bloquear sólo el conjunto de diferencial.
3. Conjunto de freno según la reivindicación 1, caracterizado porque dicho elemento elástico precargado está compuesto de un resorte (24) dispuesto coaxialmente con respecto a un manguito (30) para bloquear el diferencial (15).
4. Conjunto de freno según la reivindicación 3, caracterizado porque dicho resorte (24) está dispuesto entre una extensión de brida radial (31) de dicho manguito (30) y un disco de apoyo (26) que se puede desplazar en un lado hacia dicha extensión (31) y bloquear en el otro mediante un anillo de bloqueo axial (27) montado en un asiento (29) dispuesto en una superficie exterior del manguito (30).
5. Conjunto de freno según la reivindicación 4, caracterizado porque se dispone entre dicha extensión (31) y dicha primera empaquetadura de discos (20, 21) un anillo de apoyo (25) que actúa en dicha primera empaquetadura de discos (20, 21) y una quinta rueda de rodamiento axial de rodillos (22) que actúa sobre dicha extensión (31).
6. Conjunto de freno según la reivindicación 1, caracterizado porque están previstas unas cuñas de ajuste (59) en una posición no operativa, dispuestas entre dicho anillo (44) y un disco de apoyo (26) de dicho elemento elástico (24), con el fin de establecer una holgura preseleccionada (45) y un retraso en el funcionamiento entre el bloqueo del diferencial (15) y el bloqueo del freno de servicio.
7. Conjunto de freno según la reivindicación 1, caracterizado porque en la parte posterior de un anillo cilíndrico (38) íntegro con dicho brazo (18) del eje, se dispone otro pistón (51) accionado, sólo si no existe fluido presurizado para el control del vehículo, para actuar sobre dicho anillo (44) con el fin de bloquear dicho diferencial (15) y dicho freno de servicio, por medio de unos elementos elásticos (53).
8. Conjunto de freno según la reivindicación 7, caracterizado porque dichos elementos elásticos son arandelas Belleville (53) y dicho otro pistón (51) actúa sobre varios pernos calibrados en su longitud (54), guiados para deslizarse en el interior de unos orificios (55) dispuestos en dicho anillo (44), que actúan en la parte posterior de dicho anillo cilíndrico (38).
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