ES2618051T3

ES2618051T3 - Freno activo electromagnético

Info

Publication number: ES2618051T3
Application number: ES14728416.0T
Authority: ES
Inventors: Hans-Joachim Polack; Hartmut Bischoff
Original assignee: Ringspann GmbH
Current assignee: Ringspann GmbH
Priority date: 2013-04-30
Filing date: 2014-04-22
Publication date: 2017-06-20
Anticipated expiration: 2034-04-22
Also published as: US20160102718A1; CN105164445A; EP2991869A2; DE102014005718A1; WO2014177128A2; US20170261050A1; CN105164445B; EP2991869B1; US10215242B2; US9683619B2; WO2014177128A3

Abstract

Freno electromagnético activo, compuesto de - un cuerpo de freno (1), - un dispositivo de freno con al menos dos zapatas de freno (9, 12) opuestas que en estado desenergizado del freno activo están distanciados de un componente a ser frenado, siendo una de las zapatas de freno (12) móvil por medio de una palanca de freno (2) en sentido a la otra zapata de freno (9) para el inicio de un proceso de frenado, - y un electroimán (5) dispuesto en el cuerpo de freno (1), cuya armadura (6) está en unión activa con la palanca de freno (2), caracterizado por que la armadura (6) del electroimán (5) está unida firmemente, conducida en el cuerpo de freno (1), con un tensor de resorte (3) que al energizar el electroimán (5) es movido por su armadura (6) en el sentido axial de la armadura (6) y tensa en este trayecto un resorte (16) contra un contrasoporte (20) que está en unión activa con la palanca de freno (2) y está dispuesto ajustable axialmente en el sentido del trayecto del tensor de resorte (3).

Description

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DESCRIPCION

Freno activo electromagnetico Estado actual de la tecnica

La invencion se basa en un freno activo electromagnetico que en estado listo para frenar, o sea en estado abierto, se encuentra sin corriente, por ejemplo un freno de disco con pinza flotante, segun la clase de la reivindicacion 1.

Para evitar las desventajas relacionadas con el uso y aseguramiento de energfa neumatica o hidraulica, en lugar de sistemas de freno neumaticos e hidraulicos se utilizan sistemas de frenos electromagneticos en combinacion con resortes. Asf, para el accionamiento de portones de garajes mediante un motor lineal ya se conoce usar para frenar la barra de transmision del motor lineal un freno de disco con pinza flotante que en estado acoplado esta pretensado. Los extremos libres de las zapatas de freno estan conectados con la carcasa respectivamente la parte de accionamiento de un electroiman cuya armadura esta pretensada en sentido hacia dentro mediante un resorte, de manera que las zapatas de freno en posicion de descanso esten en contacto firme contra las superficies laterales de la barra de transferencia. Al excitar el electroiman las zapatas de freno se separan de la barra de transmision (DE G 83 08 714.1). La disposicion de frenos es aplicable ventajosamente en los casos en que el estado de funcionamiento es un estado de descanso, o sea que los frenos contactan activamente la parte a frenar, por consiguiente en el presente caso se encuentran sin corriente en posicion frenada mediante fuerza de resorte. Solamente durante un tiempo relativamente breve, en este caso durante la apertura y cierre del porton de garaje, son soltados mediante un impulso electrico. Para un frenado por poco tiempo de partes que en su mayona estan en movimiento, esta solucion tecnica no es adecuada ya que para mantener suelto el freno en posicion de listo para frenar sena necesario conectar permanentemente corriente al electroiman, lo que tendna por resultado un elevado consumo de energfa.

Ademas se conoce un freno de disco con pinza flotante con un forro de freno de friccion fijo y uno movil y un dispositivo de accionamiento electromecanico para la presion de su forro de freno movil contra un disco de freno. Presenta un dispositivo para la regulacion del juego sueltafrenos mediante un resorte helicoidal de compresion que carga axialmente un embolo y, al soltar el freno de disco de pinza flotante, vuelve la pinza portapastillas a la posicion inicial y, de esta manera, ajusta en ambos lados del disco de freno un juego sueltafrenos entre los forros de freno de friccion y el disco de freno (DE 10 2006 018 953 A1). La desventaja de este freno de disco con pinza flotante es que el dispositivo de accionamiento electromagnetico, por regla general un motor electrico, realiza tanto el proceso de frenado como el soltar el freno, es decir que necesita energfa electrica para ambos procesos. Ademas, el par del motor electrico debe ser convertido por medio de un engranaje a un par de ajuste aprovechable. El motor electrico y el engranaje agrandan la construccion y aumentan los costes de fabricacion del freno de disco con pinza flotante.

Un freno de mordazas igualmente sin corriente en estado de frenado con reajuste automatico en caso de desgaste del forro de freno esta caracterizado por que para el retensado de un resorte acumulador pretensado se usa la trayectoria adicional que las pastillas de freno debenan recorrer para el contacto con una parte a frenar despues de superar una umbral ajustable de tolerancia de desgaste por encima de la trayectoria ajustada previamente. Al soltar el freno se libera la fuerza del resorte acumulador de compresion comprimiendo un electroiman el resorte de compresion de fuerza de frenado y por medio de una marcha libre ahora engranada o por medio de elementos de retensado, por ejemplo un arbol excentrico o casquillo de tuercas, reduce el espaciado entre sf de los cojinetes de palanca de freno, de manera que el recorrido de contacto de las pastillas de freno se reduce y compensando de este modo el desgaste (DE 10 2008 015 743 A1).

Un freno de fijacion para la fijacion de un movimiento rotativo que presenta un efecto de frenado muy compacto, seguro en su funcionamiento y ampliamente independiente del desgaste presenta dos zapatas de freno accionables mediante una pinza de freno. Los brazos de la pinza de freno estan conectados por medio de un elemento de ajuste con un resorte de compresion y el elemento de ajuste por medio de una palanca de multiplicacion con la armadura de un electroiman. En estado sin corriente, el resorte presiona ambas zapatas de freno contra el componente a frenar. Para soltar las zapatas de freno se conecta corriente al electroiman, con lo cual su armadura se mueve hacia la placa terminal de armadura y, en este proceso, el husillo de armadura retira el elemento de ajuste por medio de la palanca de multiplicacion en contra del resorte actuante sobre el mismo, de manera que el resorte de traccion dispuesto entre los brazos de freno pivota los brazos de freno en el sentido de la soltura de freno (DE 103 15 985 A1).

En estas dos soluciones tecnicas, la desventaja se encuentra en la restriccion de la aplicacion sobre aquellos conjuntos, partes de maquinas o dispositivos de transporte que durante su estado de funcionamiento deben ser frenados frecuentemente, por ejemplo escaleras rodantes, ascensores para personas y cargas, partes de maquinas rotativas o traslatorias y, por este motivo, el proceso de frenado debe ser realizado sin corriente para poder frenar de manera segura, incluso con cafda del suministro de corriente.

Se conoce, ademas, un dispositivo de frenado de emergencia para un sistema de transporte de personas, por ejemplo una escalera rodante, que en cualquier momento proporciona una fuerza de frenado proporcional a la carga

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de pasajeros. En funcionamiento, el electroiman mantiene las pastillas de freno fuera de contacto con el disco de freno. Unos embolos de presion conectados con el electroiman agarran palancas de freno conectados con las pastillas de freno. Ademas, las palancas de freno estan conectadas con resortes de compresion regulables, cuya fuerza de resorte son ajustables en funcion de la carga del sistema de transporte, en cada caso mediante un motor electrico conmutable (DE 694 19 124 T2).

La desventaja de este dispositivo de freno de emergencia consiste en que para mantener el funcionamiento, el electroiman debe ser electrificado permanentemente, lo que tiene por resultado un consumo de energfa relativamente grande.

Se conoce, ademas, un freno de disco con pinza flotante actuante como freno activo para un vetuculo motorizado con un soporte de freno fijo al vetuculo, una pinza flotante montada desplazable en el soporte de freno, un dispositivo de accionamiento de freno dispuesto en un lado del disco de freno para la aplicacion directa de la fuerza de freno de al menos un forro de freno y un dispositivo para el ajuste del juego sueltafrenos. El forro de freno axialmente externo es pretensado mediante resortes de traccion respecto de la pata de la pinza flotante. Como dispositivo de regulacion para el juego sueltafrenos se usa un electroiman elevador con una armadura que esta conectada con un embolo a traves del cual la fuerza de ajuste producida es transmitida al forro de freno al ser energizado el electroiman elevador. La aplicacion de la fuerza de apriete de freno puede producirse electromagneticamente (DE 101 57 324 A1).

Finalmente se conoce un freno de discos con un dispositivo de accionamiento que esta acoplado a un forro de freno por medio de un dispositivo automultiplicador. Una pinza flotante configurada como pinza portapastillas abraza un disco de freno, asf como los forros de freno dispuestos en ambos lados del disco de freno. El dispositivo de accionamiento presenta un electroiman activo traslatoriamente con una bobina que al ser energizada genera una fuerza de accionamiento sobre el nucleo de bobina para el recorrido de las pastillas del freno de disco. Un resorte fijo al vetuculo actua sobre el dispositivo automultiplicador de tal manera que el mismo es pretensado mediante la fuerza del resorte en contra del sentido principal de rotacion del disco de freno, de manera que el freno actue en contra del efecto automultiplicador. Como resultado, en una reduccion de la fuerza de apriete de freno, el freno de disco es destensado mediante la fuerza del resorte en el sentido de soltura de freno, por ejemplo despues de terminada una accion de frenado. De esta manera se regula dosificando exactamente la fuerza de las zapatas de freno con solamente una bobina activa traslatoriamente. Para ello se usa un dispositivo de mando que permite un control o energizacion selectivo de la bobina (DE 102 01 607 A1). La desventaja de este freno de disco consiste en que para conseguir la fuerza de frenado siempre requiere un dispositivo automultiplicador, es decir que el dispositivo de accionamiento mismo, en el caso presente el electroiman activo traslatoriamente, no puede conseguir la fuerza de freno necesaria para aplicar al disco de freno. El iman con nucleo buzo usado en el dispositivo de accionamiento se utiliza meramente como iman de mando para el multiplicador de fuerza de freno. Ademas, su aplicacion esta restringida a aquellos dispositivos y equipos cuyo desarrollo de movimiento debido a circunstancias y situaciones cambiantes debe ser controlado frecuentemente por medio de procesos de frenado, lo cual es el caso al conducir un vetuculo.

Ademas, un freno electromecanico activo en el cual la fuerza de freno es transmitida hidraulicamente se describe en el documento GB 973.506.

La invencion y sus ventajas

El freno electromagnetico activo segun la invencion con la caractenstica significativa de la reivindicacion 1 tiene al respecto la ventaja de necesitar energfa electrica solamente para el proceso de frenado. En su posicion de descanso, o sea en el estado soltado, carece de corriente. Para frenar, solamente para el inicio del proceso de frenado es necesario un impulso de energfa selectiva en forma de un breve golpe de corriente. De esta manera, el freno activo segun la invencion es muy ahorrativo en terminos de energfa y, consecuentemente, tambien de costes. En comparacion con sistemas de freno activos neumatica o hidraulicamente, requiere solamente un 3 % de la energfa.

Gracias a su bajo consumo de energfa, el freno electromagneticamente activo se puede aplicar de manera particularmente ventajosa en aquellos equipos, conjuntos o maquinas que durante grandes intervalos de tiempo estan ininterrumpidamente en funcionamiento, es decir en los cuales unas partes rotan o se mueven rotatoria o traslatoriamente de manera permanente y que solamente deben ser parados en caso de fallos o por motivos de mantenimiento, alimentacion o vaciado, por ejemplo instalaciones eolicas, turbinas, hornos tubulares rotativos. En estas aplicaciones, el proceso de frenado ocupa solamente una fraccion del tiempo de funcionamiento. Ademas, la invencion tambien es aplicable en el caso de que los numeros de revoluciones deben ser controlados selectivamente, por ejemplo en el caso de bancos de ensayo y equipos de fundicion centrifugada en talleres de fundicion.

Otra ventaja del freno activo consiste en su fuerza de apriete muy grande que debe ser conseguida respecto de frenos de seguridad habituales, por ejemplo un freno de seguridad total. La gran fuerza de apriete resulta del hecho del proceso de frenado trabajando en contra de la fuerza de compresion creciente de un resorte. De esta manera,

tambien es posible reducir sustancialmente el tamano del freno activo y, por lo tanto, producirlo mas economicamente. Mediante su diseno compacto requiere un espacio menor y tambien puede ser montado de manera mas sencilla en los equipos, conjuntos o maquinas.

Estas ventajas se consiguen porque el proceso de frenado se puede desarrollar independientemente de la 5 trayectoria a recorrer de la armadura hasta su tope con la placa terminal de armadura durante la energizacion del electroiman. Durante la breve energizacion del electroiman, su armadura siempre se mueve independientemente de la situacion actual del proceso de frenado, es decir de la posicion de las zapatas de freno respecto de la parte a frenar, por ejemplo un disco de freno, hasta su placa terminal de armadura, de manera que para el proceso de frenado se dispone de la maxima fuerza de atraccion del electroiman. Con este fin, la armadura no esta 10 directamente en union activa, sino por medio de un tensor de resorte con la palanca de freno real que presiona al menos una de las zapatas de freno a la parte a frenar. La armadura esta firmemente unida al tensor de resorte que, por lo tanto, realiza el mismo movimiento que la armadura. El tensor de resorte actua por su parte sobre un resorte que con su extremo opuesto descansa en un contrasoporte. De esta manera, cuando se inicia el proceso de frenado a traves del movimiento del tensor de resorte conectado a la armadura primeramente el resorte pretensado es 15 movido sin cambios hacia abajo junto con su contrasoporte. Mediante una union activa del contrasoporte con la palanca de freno, la misma es presionada hacia abajo, con lo cual al menos una de las zapatas de freno contacta la parte a frenar. De esta manera, finaliza el movimiento libre, es decir casi sin fuerza, del tensor de resorte. Debido al hecho de que, sin embargo, la armadura no alcanza todavfa en esta posicion la placa terminal de armadura o sea que no ha alcanzado todavfa su posicion estable, el tensor de resorte continua siendo arrastrado por la armadura, 20 con lo cual ahora el resorte se tensa hasta hacer contacto con la placa terminal de armadura. La fuerza de resorte asf acumulada es transmitida a la palanca de freno que la refuerza por medio de una disposicion de palancas y la transmite por medio de las zapatas de freno a la parte a frenar.

Despues de desconectar la corriente, la armadura se suelta de la placa terminal de armadura, el resorte se destensa y mueve la palanca de freno y, por lo tanto, tambien la armadura de regreso a su posicion inicial. Si la palanca de 25 freno o el tensor de resorte son enclavados en su posicion desviada, la corriente puede ser desconectada del electroiman, sin que las zapatas de freno se suelten de la parte a frenar. De esta manera, el freno realiza sin corriente una funcion de apriete, actua casi como un freno de mano ajustado.

O sea, la intercalacion del tensor de resorte entre la armadura del electroiman y la palanca de frenos que mueve la zapata de freno o las zapatas de freno posibilita para la armadura del electroiman un movimiento a su posicion 30 estable en la placa terminal de armadura, independientemente del contacto de la zapata de freno o zapatas de freno con la parte a frenar. Como se ha mencionado anteriormente, en este recorrido la armadura tensa mediante el tensor de resorte el resorte que, en cuanto la zapata de freno o zapatas de freno contactan la parte a frenar, se ejerce a traves de la palanca de freno una fuerza de freno determinada por la fuerza de resorte. Por lo tanto, adicionalmente a la posibilidad dada por el posicionamiento de la palanca de freno respecto del ajuste de la 35 pretension del resorte, puede ajustarse la potencia de la fuerza de frenado.

Con ello, el resorte adopta tres funciones:

1. ajuste de la fuerza de frenado,

2. reposicion del tensor de resorte con la armadura a su posicion inicial,

3. elemento de regulacion de fuerza variable entre armadura y placa terminal de armadura.

40 El freno activo electromagnetico segun la invencion tambien puede ser usado como unidad de expansion para frenos de tambor.

Segun una configuracion ventajosa de la invencion, el freno activo electromagnetico esta conformado como freno de disco con pinza flotante. De esta manera se consigue en ambos lados un contacto uniforme de las zapatas de freno contra la parte a frenar.

45 Segun otra configuracion ventajosa de la invencion se usa como resorte un resorte de compresion. Este puede ser alojado en el cuerpo de freno por debajo del tensor de resorte, consiguiendo una construccion compacta.

Segun una configuracion de la invencion ventajosa en este sentido, la union activa del contrasoporte con la palanca de freno se compone, dispuesto de manera coaxial con el resorte de compresion movil axialmente en el cuerpo de freno, de un perno de grna conectado fijo con una culata que esta conectada articuladamente con la palanca (2) por 50 medio de bridas de arrastre (23). Por medio de la culata y las bridas de arrastre conectadas con la misma, la fuerza de resorte es transmitida simetricamente sobre la palanca de freno que transmite la misma a las zapatas de freno reforzado mediante la disposicion bilateral de palanca con un brazo de fuerza alargado multiples veces respecto del brazo de carga. Las bridas de arrastre se agarran en ambos lados de la palanca de freno y estan conectados articuladamente con la misma.

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Mediante los pernos de grna, el tensor de resorte y el resorte de compresion obtienen una conduccion adicional, lo cual a su vez aumenta la estabilidad del grupo constructivo movil altamente exigido por el impulso de corriente, compuesto de tensor de resorte, resorte y contrasoporte. El contrasoporte es regulable y enclavable mediante un elemento que en union no positiva o positiva engrana en el perno de grna, por ejemplo una contratuerca o un tornillo de fijacion actuante radialmente respecto del perno de grna. La pretension del resorte de compresion es ajustable de manera sencilla mediante una modificacion de la posicion axial del contrasoporte en el perno de grna. Como la fuerza de resorte ajustada actua sobre la palanca de freno se ajusta, correspondientemente, tambien la fuerza de frenado. Segun si el tensor de resorte, al ser energizado el electroiman, continua comprimiendo durante su trayectoria extendida sincronizada con la armadura un resorte pretensado de manera debil o fuerte, tambien la fuerza de frenado sera debil o fuerte.

De acuerdo con una configuracion igualmente ventajosa de la invencion, el perno de grna es alojado con su extremo superior en un taladro de grna del tensor de resorte. Con su extremo inferior esta conectado firmemente con un casquillo guiado axialmente en la carcasa del freno. De esta manera se consigue una conduccion axial paralela entre el tensor de resorte, resorte y contrasoporte.

De acuerdo con una configuracion ventajosa adicional de la invencion, la posicion axial del tensor de resorte es ajustable y tambien enclavable respecto del cuerpo de freno del freno activo. Debido a que la palanca de freno con su tensor de resorte se encuentra en union activa, la palanca de freno tambien permanece en dicha posicion, de manera que tambien las zapatas de freno permanecen en la parte a frenar. En este estado tambien la armadura ha adoptado su posicion estable en la placa terminal de armadura, de manera que puede ser desconectada la energizacion del electroiman, sin que merme el efecto de frenado. De esta manera, el freno electromagnetico activo actua como un freno de mano mecanico.

El ajuste axial y el enclavamiento del tensor de resorte se pueden realizar de manera sencilla mediante un perno roscado atravesando el mismo y es enroscable en el cuerpo de freno.

Segun otra configuracion ventajosa de la invencion, entre la palanca de freno y el cuerpo de freno esta dispuesto un resorte de reposicion que al final del proceso de frenado empuja a su posicion inicial la palanca de freno y con la misma la armadura, debido a su union activa por medio del tensor de resorte. Debido a su gran multiplicacion en la transmision de la fuerza de frenado a traves de la palanca de freno, incluso un pequeno juego de apoyo de su montura en el cuerpo de freno se manifiesta negativamente sobre la reposicion completa de la armadura. Para mantener constante el juego sueltafrenos entre la parte a frenar y las zapatas de freno, la armadura siempre debe ser movido de retorno a su posicion inicial. Para ello, el resorte de reposicion mencionado anteriormente compensa el juego de apoyo en la montura de la palanca de freno. Ahorrando espacio, el resorte de reposicion puede estar dispuesto de forma coaxial respecto del perno roscado mencionado anteriormente.

Segun una configuracion ventajosa adicional de la invencion, la culata se apoya por medio de al menos un resorte de reposicion inferior adicional en el cuerpo de freno del freno activo. Si bien este al menos un resorte de reposicion tambien debe ser comprimido igualmente mediante la fuerza del electroiman, para ello, sin embargo, asiste o asisten al final de proceso de frenado la reposicion de la palanca de freno, del tensor de resorte y, mediante el mismo, de la armadura. Al mismo tiempo compensa o compensan el juego de apoyo del soporte de culata.

De acuerdo con una configuracion particularmente ventajosa de la invencion, la union activa del contrasoporte con la palanca de freno consiste en un husillo de resorte, movil axialmente en la misma, atravesando el tensor de resorte de forma coaxial respecto del resorte de compresion. En su extremo superior saliente del tensor de resorte, el husillo de resorte presenta un collar que por medio de un rodillo de presion se apoya sobre la palanca de freno. El husillo de resorte es conducido en el tensor de resorte mediante cojinetes de deslizamiento y ajustable Tambien en esta realizacion de la union activa, el contrasoporte esta dispuesto ajustable axialmente y enclavable en el husillo de resorte. Esta realizacion de la union activa del contrasoporte con la palanca de freno es mas sencilla de fabricar y con menos gastos que la variante usando el varillaje compuesto de culata y bridas de arrastre. Ademas, el flujo de fuerza es transmitido por la trayectoria mas corta y mas directa a la palanca de freno, con lo cual el juego en la trayectoria de transmision es ostensiblemente menor en comparacion con la primera realizacion.

Otras ventajas y configuraciones ventajosas de la invencion pueden ser extrafdas de la descripcion siguiente del dibujo y de las reivindicaciones.

Dibujo

El objeto de la invencion se muestra en el dibujo mediante el ejemplo de un freno de disco con pinza flotante y se explica en detalle a continuacion. Muestran:

la figura 1, una seccion de un freno activo electromagnetico segun la invencion, en estado abierto, la figura 2, una vista en seccion de la union activa entre la palanca de freno y el tensor de resorte, la figura 3, un freno activo electromagnetico en estado activo,

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la figura 4, el detalle del arrastrador de la figura 2 en estado activo,

la figura 5, una segunda realizacion del enclavamiento de la palanca de freno,

la figura 6, la representacion de seccion de una segunda realizacion de la union activa entre palanca de freno y tensor de resorte y

la figura 7, en una seccion parcial, una vista de atras de la segunda realizacion.

Descripcion del ejemplo de realizacion

La figura 1 muestra en seccion un freno de disco electromagnetico con pinza flotante en estado abierto y tambien suelto, o sea listo para frenar. Se compone de un cuerpo de freno 1, una palanca de freno 2 que con un extremo esta conectada pivotante con la misma en la vertical, un tensor de resorte 3 movil perpendicular respecto del cuerpo de freno 1, una pieza de presion 4 guiada perpendicular en el cuerpo de freno 1 asf como un electroiman cuyas bobinas magneticas 5 estan dispuestas dentro del cuerpo de freno 1 y cuyo eje de armadura 6 aloja firmemente el tensor de resorte 3 y esta conducido movil verticalmente en el cuerpo de freno 1. De la representacion en seccion de la figura 5 es evidente que el eje de armadura 6 en su prolongacion axial esta conectado firmemente con la armadura 6' del electroiman que, a su vez, es conducido en un eje de armadura interior 6” firmemente dispuesto en el cuerpo de freno 1. El cuerpo de freno 1, la palanca de freno 2, el tensor de resorte 3 y la pieza de presion 4 encierran las bobinas magneticas 5 como una unidad compacta.

El cuerpo de freno 1 esta montado sobre una placa de base 7 que en prolongacion vertical de la pieza de presion 4 aloja firmemente pero ajustable una zapata de freno 9 inferior mediante un tornillo de ajuste 8 inferior. En la zapata de freno 9 inferior esta fijada una pastilla de freno 10 inferior. Encima de la misma esta fijada a la pieza de presion 4 una pastilla de freno 11 mediante una zapata de freno 12 superior. En el espacio intermedio delimitado por la pastilla de freno 10, 11 inferior y superior se puede posicionar un elemento a frenar (no mostrado aqrn), por ejemplo un disco de freno rotativo o una pieza movil linealmente, por ejemplo un cable, una cadena o una barra.

Como se ha mencionado anteriormente, la palanca de freno 2 esta montada pivotante en el cuerpo de freno 1. La montura se produce mediante un pivote 13 en el extremo de la palanca de freno 2 en el que se encuentra la pieza de presion 4. Directamente al lado del pivote 13, por encima de la pieza de presion 4, la palanca de freno 2 presenta un perno de ajuste 14 que la atraviesa, cuya cara frontal inferior se apoya en un perno de presion 15 montado en una ranura de la pieza de presion 4.

En el sector opuesto al soporte pivotante, la palanca de freno 2 esta conectada articuladamente por medio de un arrastrador (no mostrado en detalle en la figura 1) y un resorte de compresion 16 con el tensor de resorte 3 guiado axialmente en el cuerpo de freno 1, de manera que mediante el arrastrador es movido en la misma direccion con un movimiento axial del tensor de resorte 3 y, de este modo, realiza su movimiento pivotante sobre su pivote 13 hacia arriba o hacia abajo. Segun el ajuste del resorte de compresion 16, dicho movimiento pivotante se produce simultaneamente con el tensor de resorte 3 o de manera retardada.

El tensor de resorte 3 se extiende horizontal desde el eje de armadura 6 a lo largo de la palanca de freno 2 hacia fuera por encima del cuerpo de freno 1 y presenta en este sector una segunda grna respecto del cuerpo de freno 1. En las figuras 1 y 3, dicha grna es garantizada mediante un perno de grna 17, dispuesto movil axialmente en la placa de base 7, que atraviesa de manera coaxial el resorte de compresion 16 y penetra con su extremo libre en un taladro de grna 18 del tensor de resorte 3. La cara frontal restante del tensor de resorte 3 debido al taladro de grna 18 se apoya, dispuesto coaxial respecto del perno de grna 17, sobre un tope de resorte 19 superior en el cual el resorte de compresion 16 impacta con su extremo superior. En su extremo inferior, el resorte de compresion 16 se apoya en un contrasoporte 20 que en posicion axial es ajustable y enclavable en el perno de grna 17. En el presente ejemplo, el perno de grna 17 esta provisto de una rosca exterior, de forma que el contrasoporte 20 puede ser enroscado en el mismo a manera de una tuerca. El enclavamiento del contrasoporte 20 se produce de manera autobloqueante mediante la fuerza del resorte de compresion 16.

En el ejemplo de realizacion presente, para el accionamiento manual del freno de disco con pinza flotante se ha previsto en el cuerpo de freno 1 un perno roscado 21 con un resorte de reposicion 22 superior que despues de concluido el proceso de frenado regresa el tensor de resorte 3 a su posicion inicial.

La figura 2 muestra el detalle de un arrastrador para la conexion articulada del tensor de resorte 3 con la palanca de freno 2. El arrastrador se compone de dos bridas de arrastre 23 guiadas paralelas que mediante una culata 24 estan conectados firmemente entre sf. Con sus extremos libres estan conectados articuladamente con la palanca de freno 2 por medio de un soporte de culata 25. La culata 24 se apoya por medio de resortes de reposicion 26 sobre la placa de base 7. La culata 24 esta provista de una abertura centrada a traves de la cual pasa el perno de grna 17. Sobre su extremo que atraviesa la abertura se encuentra enroscado un casquillo de sujecion 27 mediante el cual esta unido firmemente a la culata 24. El casquillo de sujecion 27 esta alojado movil axialmente en la placa de base 7, de manera que tambien el perno de grna 17 es conducido movil axialmente respecto de la placa de base 7 y, consecuentemente como ya se ha mencionado anteriormente, tambien en el cuerpo de base 1.

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El cuerpo de freno 1 esta montado con su placa de base 7 de manera antivibratoria a una instalacion (no mostrada en detalle) mediante tomillos 28 y resortes amortiguadores 29.

En el freno de disco electromagnetico con pinza flotante activo, o sea en el estado de frenado ilustrado en las figuras 3 y 4 asf como en la realizacion segun la figura 5 se usaron para la designacion de los mismos componentes las mismas cifras referenciales que en las figuras 1 y 2. La variante de realizacion de la figura 5 se diferencia de la mostrada en la figura 1 por la disposicion separada del resorte de reposicion 22 superior en la palanca de freno 2 entre el eje de armadura 6 y la montura de la palanca de freno 2. Ademas, el perno roscado 21 previsto para el enclavamiento del tensor de resorte 3 respecto del cuerpo de freno 1 esta conectado con un perno de grna 21' enroscable en el cuerpo de freno 1. El perno roscado 21 es enclavado respecto del cuerpo de freno 1 mediante un tornillo prisionero 21”.

En esta representacion en seccion tambien es evidente la grna de la armadura 6' en el eje interno de armadura 6“ y la conexion del eje de armadura 6 con la armadura 6'.

A continuacion se describe el modo de accion del freno de disco electromagnetico con pinza flotante:

Las figuras 1, 2 y 5 muestran el freno de disco electromagnetico con pinza flotante en el estado abierto o suelto en el que no esta energizado. Al energizar las bobinas magneticas 5, la armadura 6' se mueve en el sentido a su placa terminal de armadura 30 que se encuentra en el sector inferior del electroiman, con lo cual, tal como es evidente en las figuras 3 y 4, el tensor de resorte 3 se mueve perpendicular hacia abajo, mientras que al mismo tiempo los pernos de grna 17 guiados en la placa de base 7 a traves del casquillo de sujecion 27 y, entre el tope de resorte 19 superior y el contrasoporte 20 inferior, el resorte de compresion 16 pretensado se mueve hacia abajo, sin comprimir este ultimo gracias a su pretension ajustada. En la variante de realizacion de la figura 2, la fuerza preajustada del resorte de compresion 16 es transmitida a la palanca de freno 2 por medio de la culata 24 conectada firmemente con el perno de grna 17 asf como las dos bridas de arrastre 23 fijadas a la culata 24. De tal manera, el perno de ajuste 14 conectado firmemente con la palanca de freno 2 presiona sobre el perno de presion 15, de modo que la pastilla de freno 11 superior se mueve en sentido a la pastilla de freno 10 inferior, con lo cual se reduce el espacio intermedio entre ambas pastillas de freno 10, 11 y las pastillas de freno 10, 11 contactan el elemento de freno (no mostrado). En este momento o bien en la posicion de la palanca de freno 2, la armadura 6' todavfa no llego a la placa terminal de armadura 30, de manera que a partir de ahora, o sea el momento en el que las pastillas de freno 10, 11 contactan el elemento a frenar, supera en el resto de su recorrido hacia la placa terminal de armadura 30 la fuerza tensora preajustada el resorte de compresion 16 y comprime el resorte de compresion 16 por medio del tensor de resorte 3. En este movimiento adicional hacia abajo del tensor de resorte 3 se continuan comprimiendo meramente el resorte de compresion 16 respectivamente en la variante segun la figura 2 los resortes de reposicion 26, con lo cual aumenta la presion de compresion de las pastillas de freno 10, 11 sobre el elemento a frenar, es decir se desarrolla el verdadero proceso de frenado. El perno de grna 17 mismo y asf tambien la palanca de freno 2 ya no se mueven.

Para finalizar el proceso de frenado, el electroiman es conmutado a sin corriente, con lo cual la placa terminal de armadura 30 pierde su fuerza de adherencia respecto de la armadura 6'. De esta manera se destensa el resorte de compresion 16, presionando al mismo tiempo hacia atras el tensor de resorte 3, la armadura 6' con su eje de armadura 6 y la palanca de freno 2. En la realizacion alternativa segun la figura 2, los resortes de reposicion 26 inferiores asisten el pivotado de la palanca de freno 2 hacia atras a su posicion inicial.

Las figuras 6 y 7 muestran una segunda realizacion de la union activa entre la palanca de freno 2 y el tensor de freno 3. En lugar del perno de grna 17 conducido en el cuerpo de freno 1, un husillo de resorte 31 atraviesa el tensor de resorte 3 y coaxialmente el resorte de compresion 16. Es conducido axialmente en el tensor de resorte 3 mediante cojinetes de deslizamiento 32 y en el extremo superior sobresaliente del tensor de resorte presenta un collar 33. Ademas, atraviesa la palanca de freno 2 y un rodillo de presion 34 que descansa sobre la misma sobre la que descansa la superficie anular del collar 33. Tal como en la primera realizacion, el tope de resorte 19 superior y el contrasoporte 20 estan fijados al husillo de resorte y entre ambos esta sujetado el resorte de compresion 16.

El modo de accion basico de esta forma de realizacion se corresponde con la variante ya descrita en relacion con las figuras 1 a 5. La ventaja consiste en que la union activa entre la palanca de freno 2 y el tensor de resorte 3 se produce directamente en una conexion axial por medio del husillo de resorte 31 y el rodillo de presion 34 y, por lo tanto, sobre una trayectoria sustancialmente mas corta que la de la primera variante a traves de la culata 24 y las bridas de arrastre 23. Tambien en esta forma de realizacion, al energizar el electroiman el tensor de resorte 3 presiona con su superficie anular sobre el tope de resorte 19 superior, por lo cual el husillo de resorte 31 conectado fijo con el mismo es movido axialmente hacia abajo y de tal manera por medio del rodillo de presion 34 pivota la palanca de freno 2 hacia abajo hasta que las pastillas de freno 10, 11 contactan la pieza a frenar. Continuando el movimiento de la armadura 6 hacia abajo, el tensor de resorte 3 comprime el resorte de compresion 16 hasta hacer tope con la placa terminal de armadura 30, con lo cual, tal como se ha descrito anteriormente, se genera la fuerza de frenado. Despues de desconectar la corriente, la armadura 6 se separa de la placa terminal de armadura, de manera que al destensar el resorte de compresion 16, el tensor de resorte 3 y la armadura 6 son presionados hacia atras a

5

10

15

20

25

30

35

su posicion inicial, por lo cual tambien el rodillo de presion 34 es liberado por el collar 33 del husillo de resorte 31, de manera que el resorte de reposicion superior puede mover la palanca de freno 2 hacia atras a su posicion inicial.

Todas las caractensticas mostradas pueden ser esenciales para la invencion, tanto individualmente como en c cualquier combinacion entre st

Lista de referencias

1 cuerpo de freno

2 palanca de freno

3 tensor de resorte

4. pieza de presion

5 bobina magnetica

6 eje de armadura

6' armadura

6” eje interno de armadura

7 placa de base

8 tornillo de ajuste inferior

9 zapata de freno inferior

10 pastilla de freno inferior

11 pastilla d freno superior

12 zapata de freno superior

13 pivote

14 perno de ajuste

15 perno de presion

16 resorte de compresion

17 perno de grna

18 taladro de grna

19 tope superior de resorte

20 contrasoporte inferior

21 perno roscado

21' perno de grna

21” tornillo prisionero

22 resorte superior de reposicion

23 bridas de arrastre

24 culata

25 soporte de culata

26 resorte inferior de reposicion

27 casquillo de sujecion

28 tornillos

29 resorte de amortiguacion

30 placa terminal de armadura

31 husillo de resorte

32 cojinete de deslizamiento

33 collar

34 rodillo de presion

Claims

5

10

15

20

25

30

35

40

45

REIVINDICACIONES

1. Freno electromagnetico activo, compuesto de

- un cuerpo de freno (1),

- un dispositivo de freno con al menos dos zapatas de freno (9, 12) opuestas que en estado desenergizado del freno activo estan distanciados de un componente a ser frenado, siendo una de las zapatas de freno (12) movil por medio de una palanca de freno (2) en sentido a la otra zapata de freno (9) para el inicio de un proceso de frenado,

- y un electroiman (5) dispuesto en el cuerpo de freno (1), cuya armadura (6) esta en union activa con la palanca de freno (2), caracterizado por que la armadura (6) del electroiman (5) esta unida firmemente, conducida en el cuerpo de freno (1), con un tensor de resorte (3) que al energizar el electroiman (5) es movido por su armadura (6) en el sentido axial de la armadura (6) y tensa en este trayecto un resorte (16) contra un contrasoporte (20) que esta en union activa con la palanca de freno (2) y esta dispuesto ajustable axialmente en el sentido del trayecto del tensor de resorte (3).
2. Freno electromagnetico activo segun la reivindicacion 1, caracterizado por que el freno electromagnetico activo es un freno de disco con pinza flotante.
3. Freno electromagnetico activo segun las reivindicaciones 1 o 2, caracterizado por que como resorte se usa un resorte de compresion (16).
4. Freno electromagnetico activo segun las reivindicaciones 1, 2 o 3 caracterizado por que la union activa del contrasoporte (20) con la palanca de freno (2) se compone, dispuesto de manera coaxial con el resorte de compresion (16) movil axialmente en el cuerpo de freno (1), de un perno de grna (17) conectado fijo con una culata (24) que esta conectada articuladamente con la palanca (2) por medio de bridas de arrastre (23).
5. Freno electromagnetico activo segun la reivindicacion 4, caracterizado por que el contrasoporte (20) es ajustable axialmente y enclavable en el perno de grna (17).
6. Freno electromagnetico activo segun una de las reivindicaciones 3 a 5, caracterizado por que la pretension del resorte de compresion (16) es ajustable mediante una modificacion de la posicion axial del contrasoporte (20) en el perno de grna (17).
7. Freno electromagnetico activo segun una de las reivindicaciones 4 a 6, caracterizado por que el perno de grna (17) esta alojado en un taladro de grna (18) del tensor de resorte (3) y guiado axialmente en la carcasa de freno (1) mediante un casquillo de sujecion (27) unido firmemente con el perno de grna (17).
8. Freno electromagnetico activo segun una de las reivindicaciones 1 a 7, caracterizado por que la posicion axial del tensor de resorte (3) es enclavable respecto del cuerpo de freno (1) del freno activo.
9. Freno electromagnetico activo segun la reivindicacion 8, caracterizado por que la posicion axial del tensor de resorte (3) es enclavable mediante un perno roscado (21) enroscable en el cuerpo de freno (1).
10. Freno electromagnetico activo segun una de las reivindicaciones 1 a 9, caracterizado por que entre la palanca de freno (2) y el cuerpo de freno (1) esta dispuesto un resorte de reposicion (22).
11. Freno electromagnetico activo segun las reivindicaciones 9 y 10, caracterizado por que el resorte de reposicion (22) esta dispuesto de forma coaxial respecto del perno roscado (21).
12. Freno electromagnetico activo segun la reivindicacion 12, caracterizado por que la culata (24) se apoya por medio de al menos un resorte de reposicion (26) adicional en el cuerpo de freno (1) del freno activo.
13. Freno electromagnetico activo segun las reivindicaciones 1, 2 o 3, caracterizado por que la union activa del contrasoporte (20) con la palanca de freno (2) consiste en un husillo de resorte (31), movil axialmente en la misma atravesando el tensor de resorte (3) de forma coaxial respecto del resorte de compresion (16), que en su extremo superior sobresaliente del tensor de resorte (3) presenta un collar (33) que descansa por medio de un rodillo de presion (34) sobre la palanca de freno (2).
14. Freno electromagnetico activo segun la reivindicacion 13, caracterizado por que el contrasoporte (20) es ajustable axialmente y enclavable en el husillo de resorte (31).