MX2007001411A

MX2007001411A - Dispositivo de ajuste para un freno de disco de operacion neumatica.

Info

Publication number: MX2007001411A
Application number: MX2007001411A
Authority: MX
Inventors: Johann Iraschko
Original assignee: Knorr Bremse Systeme
Priority date: 2004-08-04
Filing date: 2005-08-03
Publication date: 2007-04-19
Also published as: DE102004037771A1; CN101002036A; EP1776531A1; CA2575305A1; BRPI0514054A; US20070209890A1; US7926626B2; CN100455839C; ATE388346T1; WO2006015782A1; JP2008508490A; EP1776531B1; CA2575305C; AU2005270423B2; AU2005270423A1; DE502005003121D1

Abstract

La invencion se refiere a un dispositivo de ajuste para reajustar el desgaste de la superficie de friccion en el forro de freno y el disco de freno de un freno de dicho neumatico que comprende un dispositivo de cierre de pinza accionado por palanca giratoria que preferiblemente se puede insertar en un husillo giratorio del freno del disco. De conformidad con la invencion se dispone un respectivo cuerpo de rodamiento en ambos lados axiales de un elemento de accionamiento, y tal como una horquilla de control, siendo que no de estos cuerpos se configura como un acoplamiento de rampa con una funcion de desembrague. El acoplamiento de rampa tiene casquillos de acoplamiento y esferas prisioneras, y el casquillo de acoplamiento del lado de impulsion se soporta en una camisa armada con resorte para un resorte de carga previa. Un asiento conico de tipo acoplamiento se configura entre el casquillo de acoplamiento y la camisa armada con resorte.

Description

DISPOSITIVO DE AJUSTE PARA UN FRENO DE DISCO DE OPERACIÓN NEUMÁTICA DESCRIPCIÓN Dfc LA INVENCIÓN La invención se refiere a un dispositivo de ajuste para un freno de disco de operación neumática de conformidad con el preámbulo de la reivindicación 1. Un primer dispositivo de ajuste se conoce por el documento DE 40 34 165, siendo que se hace referencia a todo el contenido de este documento. El dispositivo de ajuste de la invención es adecuado en particular también para un freno de disco operado mediante aire comprimido, en particular en realización de pinza desplazable, como se representa en este documento. Pero además de esto también se puede usar en frenos de disco de pinza fija o basculante operada por aire comprimido. Los frenos de discos de operación neumática de este tipo son entre tanto equipo estándar en los vehículos utilitarios pesados, en donde sustituyen cada vez más a los frenos de tambor antiguamente usuales. Este tipo de frenos de disco requieren de una transmisión mecánica para producir la potencia de cierre de pinza requerida, en virtud de que la potencia de los cilindros de freno en los que incide el aire comprimido es limitada debido al nivel de presión (actualmente aproximadamente 10 bar) y el tamaño de construcción limitado del cilindro de freno. En los frenos de disco de operación neumática actualmente conocidos se encuentran relaciones de transmisión de entre 10:1 y 20:1, que en el estado de la técnica del tipo bajo consideración se realizan mediante una palanca giratoria que se monta excéntrica . Las carreras de pistón de los cilindros de freno se encuentran entre 50 y 75 mm, con lo que resultan recorridos de cierre de pinza de aproximadamente 4 mm para apretar los forros de freno contra el disco del freno. El grosor del material abrasivo de los forros de freno se encuentra en el intervalo de 20 mm. En virtud de que se montan dos forros resulta un recorrido de desgaste de aproximadamente 40 mm sin tener en cuenta el desgaste del disco. Este recorrido es mayor por un múltiplo que el recorrido de cierre de pinza precedentemente indicado. Por lo tanto existe la necesidad de reajustar el freno de acuerdo al desgaste del forro mediante un dispositivo. El documento DE 40 34 165 Al logra esto mediante un ajuste de desgaste de operación automática con un desembrague y un acoplamiento de sobrecarga (ver, por ejemplo, la figura 5 de este documento) . Con esto se logra que se mantenga constante la llamada holgura de ventilación, lo que se refiere al intersticio entre los forros de freno y el disco del freno en el estado inoperante, independientemente del estado de desgaste y del comportamiento de desgaste de los forros de freno. El documento DE 40 34 165 Al propone además disponer el dispositivo de ajuste concéntrico en el hueco de un macho roscado - un husillo roscado - y accionarlo de manera excéntrica a través de un elemento de accionamiento (dedo de control). Durante el frenado la palanca de freno acoplada con la varilla del émbolo del cilindro de freno lleva a cabo un movimiento de giro. Antes de que mediante el mecanismo de acoplamiento de ajuste (por ejemplo, horquilla de control y dedo de control) se introduzca el movimiento de giro de la palanca giratoria al dispositivo de ajuste se debe superar lo que se llama un desembrague. Este desembrague es decisivo para el tamaño de la holgura de ventilación, ya que durante este movimiento no se activa el ajuste y el recorrido de los pistones de presión constituye por lo tanto la holgura de ventilación. Después de superar este desembrague el dispositivo de ajuste se pone en un movimiento de giro y mediante el acoplamiento con el tubo roscado se introduce el proceso de ajuste. Sin embargo, esto solamente es el caso si la holgura de ventilación es demasiado grande. Si la holgura de ventilación tiene el tamaño correcto, el contacto de los forros de freno con el disco del freno tiene lugar simultáneamente con el contacto de los dedos de control con la horquilla de control del dispositivo de ajuste, y ya no es posible un giro del tubo roscado debido a la elevada fuerza de fricción que debido a esto se produce en la rosca. No obstante la palanca de freno se sigue girando debido a la deformación del componente (forros, pinza, mecanismo) que se encuentra en el flujo de fuerza, y debido al acoplamiento directo de la horquilla de control con la palanca de freno también se sigue introduciendo un movimiento de giro en el dispositivo de ajuste. Para que no se produzca un daño en el dispositivo de ajuste, es necesario equiparlo con el acoplamiento de sobrecarga mencionado. En el caso del estado de la técnica del tipo bajo consideración (figura 5 del documento genérico) esto se asegura mediante un acoplamiento de rampa de esferas que se desenclava al excederse un determinado momento de giro. Otro componente fundamental del dispositivo de ajuste es el acoplamiento de dirección, en el caso del dispositivo de ajuste precedentemente descrito lo que se llama un desembrague de rodillos prisioneros. Mediante este desembrague se logra que mediante la palanca de freno el dispositivo de ajuste solamente pueda ser girado en la dirección de cierre de pinza.

En el caso del recambio de los forros es necesario volver a girar el ajuste de desgaste a la posición inicial. Al reajustar es necesario girar el dispositivo de ajuste en contra de la dirección de bloqueo del desembrague, lo cual es posible mediante el acoplamiento de sobrecarga que se desenclava con un determinado momento de giro. Mediante la "función de sobrepaso" resulta posible un ángulo de giro de retorno ilimitado. Por lo tanto, además de otros componentes el dispositivo de ajuste precedentemente descrito dispone necesariamente de un desembrague de los rodillos prisioneros y de un acoplamiento de sobrecarga. El desembrague de los rodillos prisioneros requiere para el funcionamiento seguro una superficie de rodadura contraria fabricada con gran precisión y un ajuste prensado fabricado con precisión. Por este motivo se propuso en el documento DE 197 29 024 Cl genérico combinar el acoplamiento giratorio de un solo sentido y el acoplamiento de sobrecarga para formar un sistema de acoplamiento de giro de un solo sentido y sobrecarga. No obstante existe la necesidad de reducir adicionalmente los costos de fabricación, también de esta solución. Ante este trasfondo es el objeto de la invención perfeccionar el dispositivo de ajuste del tipo bajo consideración de manera que se pueda fabricar con el mínimo de componentes posibles y de manera económica con poco gasto de procesamiento. Preferiblemente también se busca, complementariamente, optimizar la función y la vida útil. La invención soluciona este problema mediante el objeto de la reivindicación 1. Las configuraciones favorables de la invención se indican en las reivindicaciones subordinadas. El principio fundamental del dispositivo de ajuste es nuevamente una combinación del desembrague y del acoplamiento de sobrecarga en una unidad funcional, la cual en este caso sin embargo se configura particularmente económica, robusta y segura en su función - en particular mediante un asiento cónico como elemento funcional económico y seguro contra fallo. A continuación la invención se explica con más detalle mediante un ejemplo de realización preferido haciendo referencia al dibujo. Muestra: Figura 1 una sección a través de un dispositivo de ajuste de conformidad con la invención. La figura 1 muestra un dispositivo de ajuste que al igual que los dispositivos de ajuste del documento DE 197 29 024 Cl se inserta en un husillo giratorio hueco que lo rodea, con relación al cual ciertamente se puede desplazar axial, pero con relación al cual esta relativamente inmovilizado de giro. El dispositivo de ajuste comprende un huso 1 central que sirve como eje, y que se extiende por toda la longitud del dispositivo de ajuste. En su porción que sobresale fuera del husillo giratorio y de la pinza de freno, este termina en un gorrón 2 de accionamiento con un perfilado que permite girar de regreso el huso 1 en el caso de un recambio del forro, para poder regresar el husillo giratorio por el grado de desgaste de los forros de freno para un recambio de los forros. En el extremo opuesto del huso 1 se dispone una estrella 4 de arrastre que se diseña para intervenir en un perfilado interior de extensión axial - al menos una ranura - del husillo giratorio circundante (no representado aquí), de manera que al girar el huso 1 y la estrella 4 de arrastre que lleva fija el husillo giratorio circundante, hueco por dentro, que se encuentra atornillado en un componente adicional como un puente participa en el giro, de manera que se mueve axial paralelo al eje del disco de freno y, para reajustar el desgaste del forro de freno empuja un forro de freno en dirección axial al disco de freno. Al gorrón 2 de impulsión le sigue un collar 27 del huso en el cual se apoya un casquillo 5 de cojinete que en su lado alejado del collar 27 tiene forma cóncava y soporta un plato 7 de cojinete tipo cardán. El plato de cojinete sirve como uno de los casquillos de cojinete de un primer conjunto 22 de cojinete antifricción de un rodamiento, en particular un rodamiento de bolas con elementos de cojinete, en particular esferas 6, cuyo casquillo de cojinete adicional se configura como casquillo 8 espaciador con un anillo 21 fijo y una prolongación 17 cilindrica que tiene un diámetro menor con relación al anillo 21 fijo. El casquillo 8 espaciador atraviesa con su prolongación 17 otro conjunto de cojinete antifricción, un dispositivo 9 combinado de desembrague y acoplamiento de sobrecarga que comprende dos casquillos 10, 11 de acoplamiento que sirven como casquillos de acoplamiento de un acoplamiento de rampa de esferas con elementos de cojinete, en particular con esferas 12, siendo que concéntrico interno con relación al acoplamiento de rampa de esferas y a las esferas, así como en este caso concéntrico externo a una prolongación 17 cilindrica del casquillo 8 espaciador se encuentra colocado un resorte 13 de torsión entre ambos casquillos 10, 11 de acoplamiento y los conecta. El casquillo 10 de acoplamiento én el lado de impulsión porta un saliente 20 de accionamiento, por ejemplo a manera de horquilla de control en la que interviene, por ejemplo, una pieza añadida de la palanca giratoria del freno de disco para en el caso de frenadas realizar un accionamiento del dispositivo de ajuste. El casquillo 11 de acoplamiento del lado de salida en cambio se apoya mediante un asiento 23 cónico interior contra un cono 24 externo de una camisa 14 armada con resorte, la cual aloja un resorte 15 de carga previa que con un extremo se apoya en la estrella 4 de arrastre y con su otro extremo en una zona 16 extrema axial de la camisa 14 armada con resorte. Con esto se combinan en un espacio de construcción favorablemente optimizado la función de desembrague y el acoplamiento de sobrecarga, siendo que sin embargo se conserva correctamente la función completa del desembrague libre y del acoplamiento de sobrecarga. La camisa 14 armada con resorte tiene en su región orientada hacia la estrella de arrastre un perfilado 18 externo que está conformado al igual que el perfilado 19 externo de la estrella 4 de arrastre, y también interviene en las ranuras interiores del husillo giratorio envolvente. A continuación se describirá con mayor detalle la función de este dispositivo de ajuste. El resorte 15 de carga previa pretensado presiona la cara frontal de la camisa 14 armada con resorte contra el casquillo 8 espaciador. La longitud del casquillo 8 espaciador se determina de manera que sobre las esferas 6 y los casquillos 10, 11 de acoplamiento no incide la fuerza de resorte en el estado de reposo del dispositivo de ajuste. La holgura del acoplamiento es compensada por el resorte 13 de torsión, el cual gira ambas mitades del acoplamiento o respectivamente casquillos 10, 11 de acoplamiento en la dirección de bloqueo. Mediante esto se logra que las tolerancias de fabricación no influyan en el comportamiento de respuesta del acoplamiento de sobrecarga y garantizar una respuesta exacta sin retardo del dispositivo de ajuste. En el estado de reposo la fuerza del resorte 15 de carga previa es introducida por la cara frontal de la camisa 14 armada con resorte al casquillo 8 espaciador, y por este a través del primer rodamiento 22, preferiblemente un rodamiento de bolas axial, al plato 7 de cojinete tipo cardán. El flujo de fuerza se introduce finalmente a través del casquillo 5 de cojinete de forma convexa al eje del dispositivo de ajuste y se cierra mediante la estrella 4 de arrastre en el otro extremo del eje o huso 1. El movimiento de giro de la palanca del freno de disco en el elemento 20 de accionamiento (por ejemplo, una horquilla de control accionada por un gorrón de la palanca giratoria) se introduce al dispositivo de ajuste tras superar el desembrague precedentemente descrito. El elemento 20 de accionamiento transmite el movimiento al casquillo 10 de acoplamiento del lado de impulsión, en este caso conformado de una pieza. Este transmite el movimiento a las esferas 12, las cuales están soportadas respectivamente por el lado de impulsión y el lado de salida en pista de las bolas de las bolas 25, 26 que en cada caso tienen forma de rampa. En virtud de que ambas mitades 10, 11 de acoplamiento se encuentran pretensadas una con respecto a otra mediante el resorte 13 de torsión, se ven apartadas axialmente a presión. Al ocurrir esto, el asiento 23 cónico interior conformado en el casquillo 11 de acoplamiento del lado de salida es presionado en contra del cono 24 exterior de la camisa 14 armada, con resorte, y el casquillo 10 de acoplamiento del lado de impulsión es presionado con la cara frontal contra el anillo 21 fijo del casquillo 8 espaciador. El momento de fricción de este acoplamiento cónico se ajusta para que en la cooperación de ambos casquillos de acoplamiento con la geometría de la rampa de esferas exista autorretención. Con esto se garantiza que el movimiento de giro del elemento de impulsión sea introducido mediante ambos casquillos 10, 11 de acoplamiento, el asiento cónico (elementos 23, 24) y la camisa 14 armada con resorte al tubo roscado o respectivamente husillo roscado circundante, y se lleva a cabo un proceso de ajuste. Adicionalmente se garantiza que al bloquear el manguito roscado al estar en contacto los forros con el disco de freno sea posible apartar a presión ambos casquillos 10, 11 de acoplamiento en contra de la fuerza del resorte 15 de carga previa y se de la función de protección contra sobrecarga o respectivamente la función de acoplamiento de sobrecarga. Mediante el nivel de la carga previa de la fuerza de resorte y el ángulo de inclinación de las pista de las bolas de las bolas 25, 26 de la rampa de esferas es posible ajustar con precisión de manera sencilla el momento de respuesta de la función de sobrecarga. Para la función es necesario que el momento de respuesta de la función de sobrecarga tenga una determinada magnitud. Para cuidar los elementos de impulsión es favorable que tras la respuesta de la función de sobrecarga se reduzca el momento de rodadura adicional. Esto se puede realizar de manera muy sencilla inequívocamente mediante diferentes ángulos de inclinación de las pista de las bolas de las bolas 24, 25 de la rampa de esferas.

La función de desembrague que es necesaria para compensar el desgaste del forro se da en virtud de que con el giro de regreso las esferas se mueven de bajada sobre el contorno de la rampa de las pista de las bolas de las bclas 24, 25 y no es posible un bloqueo de los casquillos 10, 11 de acoplamiento - en combinación con el asiento cónico. Mediante la torsión con el resorte 13 de torsión ambas mitades 10, 11 de acoplamiento sólo se abren tanto así hasta que la unión no positiva en el asiento cónico es menor que la fuerza del resorte 13 de torsión que actúa en contra . De esta manera se logra que la función de desembrague prácticament'e no tenga holgura, y por consiguiente se obtiene una respuesta muy directa y exacta. Otro requisito del dispositivo de ajuste es la posibilidad de girar de regreso en contra del efecto de bloqueo del desembrague durante el recambio de los forros. Esta función se logra de la manera siguiente: Al girar de regreso, las mitades 10, 11 de acoplamiento son apartadas a presión hasta que las esferas 12 llegan al final de la pista de las bolas de la rampa de esferas. Al ocurrir esto el ángulo de inclinación de las pista de las bolas de las bolas 25, 26 de la rampa de esferas varía de tal manera o por tal magnitud que en este caso no se da una autorretención del acoplamiento de rampa de esferas en combinación con el asiento cónico. Mediante esto, al superarse el momento de fricción en el asiento cónico se da un giro de la camisa 14 del resorte y, por consiguiente, del manguito roscado en contra de la dirección de bloqueo del desembrague. Esta disposición produce algunas ventajas notables en comparación con el estado de la técnica. Primero se requiere un número muy reducido de partes individuales, lo cual conduce a costos bajos y un montaje más sencillo. Además, las partes individuales usadas se diseñan de manera que se pueden fabricar de manera económica, sustancialmente mediante moldeo sin arranque de viruta.

Además todas se diseñan robustas y, por lo tanto, particularmente seguras en su funcionamiento. En virtud de que las esferas 12 se mueven sobre pista de las bolas de las bolas 24, 25 de esferas definidas se garantiza un comportamiento de función inequívoco. El dispositivo de ajuste garantiza además una histéresis baja en el comportamiento funcional en virtud de que todas las partes móviles están montadas en cojinete de rodamiento de esferas. Además, en virtud del gran ángulo de rodadura de las esferas 12 no se puede producir un sobrepaso incontrolado de las esferas en el acoplamiento de sobrecarga. También es favorable el comportamiento de función constante que se logra durante toda la vida útil en virtud de que un eventual desgaste casi no tiene efecto sobre las relaciones de fuerza. Finalmente se debe mencionar que es favorable la gran capacidad de adaptación mediante múltiples posibilidades individuales de ajuste de los parámetros.

Símbolos de referencia 1 Huso 2 Gorrón de impulsión 3 Perfilado 4 Estrella de arrastre 5 Casquillo de cojinete 6 Rodamiento de bolas 7 Plato de cojinete 8 Casquillo espaciador 9 Dispositivo de marcha libre y acoplamiento de sobrecarga 10, 11 Casquillo de acoplamiento 12 Esferas 13 Resorte de torsión 14 Camisa armada con resorte 15 Resorte de carga previa Región extrema , 20 Prolongación , 19 Perfilado exterior Anillo fijo Primer rodamiento Asiento cónico Cono externo , 26 Pista de las bolas de las bolas Collar

Claims

REIVINDICACIONES 1. Dispositivo de ajuste para reajustar el desgaste de la superficie de abrasión en el forro de freno y el disco de freno de un freno de disco de operación neumática que comprende un dispositivo de cierre de pinza mediante palanca giratoria que preferiblemente se inserta en un husillo giratorio del freno de disco, siendo que a) axialmente a ambos lados de un elemento de accionamiento como una horquilla de control se dispone en cada caso una disposición de cojinete de los que uno se configura como rodamiento de bolas y uno como acoplamiento de rampa de esferas con función de desembrague, b) el acoplamiento de rampa de esferas comprende un casquillo de acoplamiento del lado de impulsión dispuesto axial entre las disposiciones de los cuerpos de rodamiento y un casquillo de acoplamiento del lado de salida así como esferas prisioneras, caracterizado porque c) el casquillo de acoplamiento del lado de salida se apoya en una camisa armada con resorte para un resorte de carga previa, y d) entre el casquillo de acoplamiento del lado de salida y la camisa armada con resorte se configura un asiento cómico a manera de acoplamiento.
2. Dispositivo de ajuste de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado en que los casquillos de impulsión y salida se encuentran pretensados uno contra otro mediante un resorte de torsión.
3. Dispositivo de ajuste de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque el resorte de torsión se dispone concéntrico con relación a los casquillos de impulsión y salida .
4. Dispositivo de ajuste de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque en el estado de reposo ambos casquillos de acoplamiento se mantienen sin carga mediante un casquillo espaciador.
5. Dispositivo de ajuste de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque la longitud del casquillo espaciador se establece de manera que en el estado de reposo del dispositivo de ajuste no incide la fuerza del resorte del resorte de carga previa en las esferas de la primera disposición de cuerpos de rodamiento y en los casquillos de acoplamiento.
6. Dispositivo de ajuste de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque mediante el resorte de carga previa se produce una fuerza de respuesta predefinida de los casquillos de acoplamiento.
7. Dispositivo de ajuste de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque el montaje en cojinete del dispositivo de ajuste se lleva a cabo mediante un plato de cojinete de tipo cardán.
8. Dispositivo de ajuste de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque el momento de fricción del asiento cónico se selecciona de manera que en la cooperación de ambos casquillos de acoplamiento con la geometría de la rampa de esferas existe autorretención.
9. Dispositivo de ajuste de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque la función de desembrague, la cual es necesaria para compensar el desgaste de los forros se realiza mediante el hecho de que al girar de regreso las esferas sobre el contorno de la rampa de las pista de las bolas de las bolas estas se mueven de bajada y no es posible un bloqueo de los casquillos de acoplamiento en combinación con el asiento cónico.
10. Dispositivo de ajuste de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque el asiento cónico se diseña y se adapta a las pista de las bolas de las bolas del acoplamiento de rampa de esferas de manera que al girar de regreso no se da una autorretención del acoplamiento de rampa de esferas en combinación con el asiento cónico.