ES2632343T3 - Accionamiento para accionar un freno de estacionamiento - Google Patents

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Abstract

Accionamiento para accionar un freno de estacionamiento en una pinza (10, 10') de freno, presentando la pinza (10, 10') de freno al menos un pistón (11, 11') de freno con un eje (A, A') de pistón de freno, que puede accionarse mediante una palanca (40, 40') accionadora con un centro (42, 42') de giro, en el que está previsto un motor (32) eléctrico con un árbol (36) secundario, estando sujeto el motor (32) eléctrico a la pinza (10, 10') de freno, y estando acoplado mecánicamente el árbol (36) secundario con la palanca (40, 40') accionadora, caracterizado porque el árbol (36) secundario se engrana con un tornillo sin fin de accionamiento colocado de manera resistente a la torsión en un engranaje (3) de tornillo sin fin-husillo con un husillo (30), y el husillo (30) está acoplado con la palanca (40, 40') accionadora.

Description

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DESCRIPCION
Accionamiento para accionar un freno de estacionamiento
La invencion se refiere a un accionamiento para accionar un freno de estacionamiento segun el preambulo de la reivindicacion 1.
Habitualmente, una pinza de freno comprende al menos un disco de freno, al menos una pastilla de freno y al menos un piston de freno. El piston de freno presiona la pastilla de freno axialmente y en angulo recto contra el disco de freno. Al accionar el conductor un freno de estacionamiento conocido, integrado en la pinza de freno, se aplica una fuerza por medio de una palanca de freno de mano y de un cable Bowden sujeto a la misma sobre la pinza de freno meramente mecanica. A este respecto, una aplicacion de fuerza lineal se transforma en un par de torsion, para girar una palanca accionadora. Finalmente, el par de torsion tiene que transformarse de nuevo en una transmision de fuerza lineal, que presiona las pastillas de freno contra un disco de freno.
En tales pinzas de freno con palanca accionadora, la palanca accionadora esta sujeta en una zona del extremo distal del piston de freno a una carcasa de manera que puede girar alrededor de su eje de cilindro. El eje de cilindro esta orientado o bien en perpendicular o bien transversalmente, en particular en angulo recto, con respecto al eje de piston de freno. En el cilindro tiene lugar una transmision de fuerza segun la disposicion del eje de cilindro. Una disposicion en perpendicular requiere, por ejemplo, una transmision de fuerza desde la palanca a traves de una excentrica dispuesta, por ejemplo, en el cilindro hasta el piston de freno. En el presente documento no se pretende entrar en mas detalles de la configuracion de la transmision de fuerza desde la palanca hasta el piston de freno.
Ademas, por el documento DE 197 32 168 C2 se conocen entretanto frenos de vehfculo hidraulicos, que implementan de manera electromecanica la funcion descrita anteriormente de un freno de estacionamiento. Para ello, un motor electrico esta dispuesto lateralmente junto a una carcasa de freno de vehfculo. A este respecto, un arbol secundario del motor electrico discurre con una separacion lateral en paralelo a un eje central de un piston de freno para la transmision de fuerza. El arbol secundario sale del motor electrico por el lado dirigido en sentido opuesto al piston de freno. Entre el motor electrico y el piston de freno actua un engranaje reductor. Un estado de la tecnica adicional se da a conocer en el documento DE 103 08 886 B3 y en el documento US 2008/0217117 A1. Ante los frenos de vehfculo conocidos sigue existiendo un problema en el hecho de equipar una pinza de freno con freno de estacionamiento integrado, que se acciona convencionalmente con un cable Bowden, con un accionamiento electromecanico, sin tener que modificar en principio la pinza de freno y sin que se requiera claramente mas espacio constructivo. Una solucion del problema deberfa poder aplicarse en la medida de lo posible a todas las variantes de pinzas de freno.
Este problema se soluciona mediante un accionamiento de tornillo sin fin-husillo electromecanico para accionar el freno de estacionamiento con las caracterfsticas segun la parte caracterizadora de la reivindicacion 1.
Se indican formas de realizacion ventajosas en las reivindicaciones dependientes y en la siguiente descripcion de figuras.
Muestran:
la figura 1 una representacion en perspectiva de un primer tipo de pinza de freno con un dispositivo accionador cerrado por medio de una carcasa y un accionamiento igualmente cerrado segun un primer ejemplo de realizacion,
la figura 2 una representacion en perspectiva del primer tipo de pinza de freno con el dispositivo accionador y el accionamiento de la figura 1, representandose la carcasa abierta y sin tapa de carcasa,
la figura 3 una representacion en perspectiva del primer tipo de pinza de freno con el dispositivo accionador y el accionamiento de la figura 1, representandose un engranaje de tornillo sin fin-husillo conectado entre el dispositivo accionador y el accionamiento en una representacion en despiece ordenado,
la figura 4 una representacion en perspectiva de un segundo tipo de pinza de freno con un dispositivo accionador en una orientacion divergente y un accionamiento cerrado en una carcasa adicional segun el primer ejemplo de realizacion,
la figura 5 una representacion en perspectiva del segundo tipo de pinza de freno con el dispositivo accionador y el accionamiento de la figura 4, estando representada la carcasa adicional abierta y sin tapa de carcasa,
la figura 6 una representacion en perspectiva del segundo tipo de pinza de freno con el dispositivo accionador y el accionamiento de la figura 4, representandose el engranaje de tornillo sin fin-husillo conectado de manera analoga a la figura 3 entre el dispositivo accionador y el accionamiento en una representacion en despiece ordenado,
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la figura 7 una representacion en perspectiva del primer tipo de pinza de freno con un dispositivo accionador adicional cerrado por medio de una carcasa y un accionamiento igualmente cerrado segun un segundo ejemplo de realizacion,
la figura 8 una representacion en perspectiva del primer tipo de pinza de freno con el dispositivo accionador y el accionamiento de la figura 7, representandose la carcasa abierta y sin tapa de carcasa,
la figura 9 una representacion en perspectiva del primer tipo de pinza de freno con el dispositivo accionador y el accionamiento de la figura 7, representandose el engranaje de tornillo sin fin-husillo conectado de manera analoga a la figura 3 entre el dispositivo accionador y el accionamiento en una representacion en despiece ordenado,
la figura 10 un ejemplo adicional de un accionamiento segun la invencion, y
la figura 11 aun otro ejemplo de un accionamiento segun la invencion.
En las figuras 1 a 3 y 7 a 9 se representa un primer tipo de una pinza 10 de freno. Este tipo presenta una carcasa 20 con orientacion en paralelo a un eje A de piston de freno de un piston 11 de freno no representado mas detalladamente. De la carcasa 20 sale a lo largo del eje A de piston de freno, dirigido en sentido opuesto al piston de freno, un arbol con un centro 42 de giro. El arbol puede hacerse girar por medio de una palanca 40 accionadora alrededor del centro 42 de giro.
Un giro del arbol provoca un movimiento lineal del piston de freno que no puede verse en las representaciones y que se asienta en la carcasa, con lo que una pastilla de freno que igualmente no puede verse se presiona contra un disco de freno que no puede verse en las representaciones.
En las figuras 4 a 6 se representa un segundo tipo de una pinza 10' de freno con una carcasa 20'. Sin embargo, la carcasa 20' esta orientada ahora transversalmente al eje A' de piston de freno. Una palanca 40 accionadora colocada de manera correspondiente puede estar configurada exactamente como en el caso de la primera pinza de freno de las figuras 1-3. En el presente ejemplo de la segunda pinza 10' de freno gira igualmente alrededor de un centro 42 de giro del cilindro 20'. Sin embargo, el centro 42 de giro se encuentra en otro punto, dado que el cilindro 20' esta dispuesto pivotado en comparacion con el cilindro 20.
En dos ejemplos de realizacion se representa la palanca 40, 40' accionadora. Las figuras 1 a 6 muestran el primer ejemplo de realizacion, presentando la palanca 40 accionadora un orificio 41 oblongo. Las figuras 7 a 9 muestran el segundo ejemplo de realizacion, cuya palanca 40' accionadora presenta en lugar del orificio 41 oblongo un segmento 44' dentado.
En las figuras se asignan en general los mismos sfmbolos de referencia para las mismas piezas. Para una mayor claridad no se han incluido todos los sfmbolos de referencia en todas las figuras.
En la figura 1 se representa una pinza 10 de freno segun el primer tipo. El conductor de un vehfculo acciona un freno de estacionamiento convencional en la pinza 10 de freno tirando de una palanca de mano. Esta fuerza lineal se transmite en el caso de la pinza 10 de freno habitualmente por medio de un cable Bowden desde la palanca de freno al brazo de palanca de la palanca 40 accionadora. La palanca 40 accionadora gira en consecuencia alrededor de un eje de giro, que esta orientado en perpendicular al brazo de palanca de la palanca 40 accionadora. El movimiento giratorio de la palanca 40 accionadora se transforma en la pinza 10 de freno en un movimiento lineal de un piston 11 de freno. En la pinza 10 de freno, en el caso del accionamiento por medio de la palanca 40 accionadora, el piston 11 de freno presiona al menos una zapata de freno contra un disco de freno, que rota con una rueda de un vehfculo.
La traccion en la palanca de freno no representada y la transmision de fuerza mediante el cable Bowden igualmente no representado estan sustituidas en un accionamiento segun la invencion, tal como se representa en la figura 1, por un motor 32 electrico y un engranaje acoplado al mismo, en particular un engranaje 3 de tornillo sin fin-husillo. El motor 32 electrico esta acoplado de manera correspondiente a traves del engranaje 3 de tornillo sin fin-husillo con la palanca 40 accionadora. Una carcasa 33, 43 comun cubre el motor 32 electrico, el engranaje 3 de tornillo sin fin- husillo y la palanca 40 accionadora. Tambien puede usarse en lugar de esto una carcasa 33' de motor independiente segun la figura 4. Igualmente, la carcasa 43 podrfa estar configurada de manera independiente como carcasa de palanca. Una forma diferente de una carcasa en la zona de la palanca 40' accionadora se representa mediante la carcasa 43' de palanca en las figuras 7 a 9.
Las figuras 2, 5 y 8 permiten ver el interior de la respectiva carcasa 33, 33', 33'', 43, 43'. De manera complementaria, se muestra el engranaje 3 de tornillo sin fin-husillo construido de manera similar en todas las representaciones en representaciones en despiece ordenado de las figuras 3, 6 y 9 con sus componentes que deben mencionarse a lo largo del flujo de fuerza o de momento tornillo 31 sin fin, tuerca 37 de husillo y husillo 30. El tornillo 31 sin fin gira con un eje M de motor del motor 32 electrico y esta sujeto para ello de manera resistente al giro sobre su arbol 36 secundario. El arbol 36 secundario tambien puede estar configurado directamente de manera distal como tornillo sin
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fin. El tornillo 31 sin fin acciona la tuerca 37 de husillo, de modo que esta gira alrededor de su eje B de husillo, que puede estar orientado con cualquier angulo con respecto al eje M de motor.
La tuerca 37 de husillo esta montada de manera axialmente y radialmente estacionaria. Para ello, arandelas o casquillos de empuje asumen la funcion de un cojinete 34 axial y/o un cojinete 35 radial. Estas funciones pueden distribuirse natural mente tambien en varias piezas. Por ejemplo pueden estar previstas arandelas 38 adicionales para compensar el huelgo o para adicionalmente soportar y mejorar el grado de accion del husillo 30. Montada de manera estacionaria pero rotatoria de esta manera y accionada, la tuerca 37 de husillo conduce el husillo 30 a lo largo del eje B de husillo a traves de su interior. Para ello, la tuerca 37 de husillo presenta en su interior una rosca, que actua conjuntamente con el husillo 30.
El motor 32 electrico para el accionamiento del engranaje 3 de tornillo sin fin-husillo esta sujeto segun las figuras 1 a 3 con su carcasa 33 por fuera por encima de la carcasa de engranaje a la pinza 10 de freno. Su arbol 36 secundario sale a lo largo del eje M de motor transversalmente al eje A de piston de freno del piston 10 de freno.
El husillo 30 esta acoplado con la palanca 40 accionadora. Para ello esta alojado de manera pivotante en el orificio 41 oblongo previsto en la palanca 40 accionadora. Si la tuerca 37 de husillo gira, el husillo 30 se desplaza a lo largo del eje B de husillo y presiona contra el brazo de palanca de la palanca 40 accionadora, de modo que la palanca 40 accionadora gira alrededor de su centro 42 de giro.
El centro 42 de giro se encuentra en los ejemplos de realizacion representados ventajosamente sobre el eje M de motor. Tambien puede encontrarse en otro lugar. El eje de giro correspondiente esta segun las figuras 1 a 9 en perpendicular al brazo de palanca de la palanca 40, 40' accionadora y tambien en perpendicular al eje M de motor.
El orificio 41 oblongo esta orientado con su eje longitudinal hacia el centro 42 de giro. Un alojamiento del husillo 30 que pivota obligatoriamente en el orificio 41 oblongo puede moverse en consecuencia en el orificio 41 oblongo hacia el centro 42 de giro, cuando se tira del freno. Para ello, el conductor no tira como habitualmente de una palanca de freno. En lugar de esto, es suficiente, por ejemplo, pulsar una tecla para alimentar el motor electrico.
El alojamiento del husillo 30 se mueve en el orificio 41 oblongo alejandose del centro 42 de giro, cuando se suelta el freno. Naturalmente, el sistema funciona tambien exactamente de manera inversa.
El cable 20 Bowden habitual esta sustituido (tal como se describio anteriormente) por el accionamiento electromotor con una unidad de engranaje, que actua en la palanca 40, 40' accionadora. Alternativamente, cuando deba conservarse ademas un cable Bowden, puede tener lugar adicionalmente una intervencion mediante el husillo 30 o la unidad de engranaje en el cable Bowden o la palanca 40, 40' accionadora.
Un acoplamiento alternativo del husillo 30 con la palanca 40' accionadora se muestra en las figuras 7 a 9. La tuerca 37 de husillo se asienta en este ejemplo con arrastre de forma sobre el husillo 30. La tuerca 37 de husillo se hace rotar mediante el tornillo 31 sin fin de accionamiento del motor 32, de modo que el husillo 30 se mueve segun el sentido de giro en uno u otro sentido longitudinal. El husillo 30 movido longitudinalmente por el motor 32 se engrana en su extremo superior mostrado en la figura 8, que esta configurado como barra 39 dentada, con el segmento 44' dentado en forma de arco, que esta conformado preferiblemente de una sola pieza con la palanca 40' accionadora. La palanca 40' accionadora presenta para ello dirigido en sentido opuesto a su centro 42' de giro un segmento 44' dentado realizado en forma de arco (de manera convexa con respecto al centro 42 de giro). El segmento 44' dentado rueda sobre el filete del husillo 30 con el husillo 30 configurado en su extremo como barra 39 dentada, dentada de manera recta u oblicua. En el ultimo caso del dentado oblicuo puede aprovecharse el filete del husillo 30, lo que hace que ya no sea necesario un dentado oblicuo colocado de manera especial. Mediante el tipo de realizacion descrito anteriormente se hace girar la palanca 40' accionadora alrededor de su centro 42 de giro. Una palanca 40' accionadora de este tipo naturalmente tambien podrfa seleccionarse en el caso de un accionamiento segun la invencion para el segundo tipo 10' de pinza de freno.
Otro acoplamiento mecanico del husillo 30 con la palanca 40' accionadora consiste en un husillo 30 giratorio con una tuerca de husillo. El ejemplo de realizacion de la figura 10 se diferencia de las figuras 7 a 9 porque en lugar de una barra 39 dentada al final del husillo 30 esta previsto un tornillo sin fin, que gira con arrastre de forma con el husillo 30.
Aun otro acoplamiento mecanico del arbol 36 secundario del motor 32 con la palanca 40' accionadora consiste en la forma de realizacion descrita en la figura 11. En esta, el extremo de la palanca 40' accionadora esta unido de manera articulada con un elemento 50 de retencion. En este elemento 50 de retencion esta enroscado el extremo superior del husillo 30. El husillo 30 puede a su vez moverse de manera giratoria, pero por lo demas es estacionario y por tanto no puede disponerse con movilidad longitudinal. Para ello, de manera ya conocida, la tuerca 37 de husillo se asienta de manera resistente al giro sobre el husillo 30. La tuerca 37 de husillo se engrana con el tornillo 31 sin fin, de modo que en el caso del accionamiento del motor 32 electrico (segun el sentido de giro del arbol 36 secundario) el husillo 30 gira hacia la izquierda o hacia la derecha. En el caso de un sentido de giro del husillo 30, el
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elemento 50 de retencion se enrosca adicionalmente en el husillo 30 y de ese modo se tira de la palanca 40' accionadora hacia abajo. Si el husillo 30 se mueve en el sentido opuesto, el elemento 50 de retencion se eleva del husillo 30 cada vez mas, de modo que la palanca 40' accionadora se hace pivotar hacia arriba.
Un accionamiento segun la invencion es adecuado para el montaje conjunto con pinzas de freno en particular meramente mecanicas. Ademas es posible un uso de tales accionamientos para un reequipamiento de sistemas de frenos existentes en automoviles.
Lista de sfmbolos de referencia
3 engranaje de tornillo sin fin-husillo
10, 10' pinza de freno
11, 11' piston de freno 20, 20' carcasa
30 husillo
31 tornillo sin fin
32 motor electrico
33, 33', 33'' carcasa de motor
34 cojinete axial
35 cojinete radial
36 arbol secundario
37 tuerca de husillo
38 disco
39 barra dentada 39a tornillo sin fin
40, 40' palanca accionadora 41 orificio oblongo
42, 42' centro de giro
43, 43' carcasa de palanca 44' segmento dentado
50 elemento de retencion
A, A' eje de piston de freno
B, B' eje de husillo M, M' eje de motor

Claims (12)

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    REIVINDICACIONES
    1. Accionamiento para accionar un freno de estacionamiento en una pinza (10, 10') de freno, presentando la pinza (10, 10') de freno al menos un piston (11, 11') de freno con un eje (A, A') de piston de freno, que puede accionarse mediante una palanca (40, 40') accionadora con un centro (42, 42') de giro,
    en el que
    esta previsto un motor (32) electrico con un arbol (36) secundario, estando sujeto el motor (32) electrico a la pinza (10, 10') de freno, y estando acoplado mecanicamente el arbol (36) secundario con la palanca (40, 40') accionadora,
    caracterizado porque el arbol (36) secundario se engrana con un tornillo sin fin de accionamiento colocado de manera resistente a la torsion en un engranaje (3) de tornillo sin fin-husillo con un husillo (30), y el husillo (30) esta acoplado con la palanca (40, 40') accionadora.
  2. 2. Accionamiento segun la reivindicacion 1, caracterizado porque el motor (32) electrico esta sujeto por fuera a la pinza (10, 10') de freno.
  3. 3. Accionamiento segun una de las reivindicaciones 1 o 2, caracterizado porque el eje (M, M') de motor esta orientado transversalmente, en particular en angulo recto, o en paralelo al eje (A, A') de piston de freno.
  4. 4. Accionamiento segun una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el motor (32) electrico presenta en su arbol (36) secundario de salida un tornillo sin fin, que puede acoplarse con el piston (10, 10') de freno.
  5. 5. Accionamiento segun una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el motor (32) electrico esta dispuesto con su arbol (36) secundario de salida dirigido hacia el piston (10') de freno.
  6. 6. Accionamiento segun una de las reivindicaciones anteriores o segun el preambulo de la reivindicacion 1, caracterizado porque el centro (42, 42') de giro de la palanca (40, 40') accionadora se encuentra sobre el eje (M, M') de motor.
  7. 7. Accionamiento segun una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el husillo (30) esta orientado a lo largo de un eje (B, B') de husillo, en perpendicular al eje (M, M') de motor.
  8. 8. Accionamiento segun una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque un orificio (41) oblongo esta dispuesto en o sobre el extremo distal de la palanca (40) accionadora y en particular orientado hacia el centro (42) de giro, alojando el orificio (41) oblongo un elemento, en particular un husillo (30), de manera especialmente preferible de manera pivotante.
  9. 9. Accionamiento segun una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la palanca (40') accionadora presenta en su extremo distal un segmento (44') dentado.
  10. 10. Accionamiento segun la reivindicacion 9, caracterizado porque el segmento (44') dentado esta configurado de manera convexa con respecto al centro (42') de giro, en particular con dientes dirigidos en sentido opuesto al centro (42') de giro.
  11. 11. Accionamiento segun una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el segmento (44') dentado actua conjuntamente con una barra dentada o tornillo sin fin colocado sobre el husillo (30).
  12. 12. Accionamiento segun una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la palanca (40') accionadora aloja una tuerca de husillo, que actua conjuntamente con una tuerca de husillo que se asienta de manera resistente al giro sobre un husillo (30) giratorio, pudiendo accionarse el husillo (30) mediante el motor (32) electrico.
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