MXPA00005952A - Frenos de aire para camiones. - Google Patents

Abstract

La presente invencion provee una mejora en un sistema actuador para usarse con un sistema de frenos del tipo que incluye un freno y una fuente de aire comprimido que esta conectada a una camara de aire que incluye una varilla de empuje para desplazar una barra actuadora de freno transversal entre una posicion de freno aplicado y una posicion de freno liberado. La varilla de empuje hace funcionar la barra actuadora del freno. El sistema actuador mejorado incluye un miembro accionador asimetrico que esta unido en una forma rotatoria relativa a un soporte de volante no giratorio, y el cual esta concentricamente dispuesto alrededor de un eje de un volante. El miembro accionador asimetrico incluye una orejeta que esta unida a la barra actuadora de freno transversal. Un montaje de brazo de freno incluye un par de brazos de freno arqueados, diametralmente opuestos, cada uno de dichos brazos de freno incluyen un miembro de canal de arco interno, un extremo del miembro de canal de arco terminando en un casquillo cilindrico hueco, el extremo exterior del miembro de canal terminando en un par de orejetas transversalmente separadas que tienen aberturas alineadas a traves de estas. Una placa de anclaje interna y una placa de anclaje externa hacen emparedado el miembro accionador asimetrico y tambien estan unidas en forma rotatoria con relacion al soporte de volante no giratorio que esta dispuesto en forma concentrica alrededor del eje del volante. Las placas de anclaje estan aseguradas en forma no rotatoria al miembro accionador asimetrico. Un eslabon bifurcado esta rotatoriamente unido entre las orejetas del primer miembro de canal y las placas de anclaje, y un segundo eslabon bifurcado esta rotatoriamente unido entre las orejetas de un segundo miembro de canal y las placas de anclaje. Un primer casquillo cilindrico hueco esta rotatoriamente unido a la placa de anclaje opuesta a la union del segundo eslabon bifurcado, y un segundo casquillo cilindrico hueco esta rotatoriarnente unido a las placas de anclaje opuestas a la union del primer eslabon bifurcado. Al activar el recipiente de aire, la varilla de empuje desplaza la barra actuadora transversal para que gire el miembro accionador asimetrico en una direccion opuesta al sentido de las manecillas de reloj, para obligar al brazo de freno arqueado a desplazarse en una accion de frenado radialmente hacia fuera desde una posicion inactiva hacia, y acoplando friccionalmente, cojinetes de frenado que dan la cara en forma radial hacia adentro, y al ventear aire comprimido procedente del recipiente de aire, la varilla de empuje mueve la barra actuadora transversal para que gire el miembro accionador asimetrico en la direccion de las manecillas del reloj, para obligar a los brazos de freno arqueados a moverse en una accion de liberacion del frenado en una direccion radial hacia adentro hacia posiciones inactivas lejanas de, y fuera del acoplamiento friccional con, los cojinetes de frenado que dan la cara hacia aden.

Description

FRENOS DE AIRE PARA CAMIONES CAMPO DE LA INVENCIÓN Esta invención se refiere a un sistema de frenos y a un sistema accionador de frenos, para camiones. En una modalidad, concierne particularmente a sistemas de frenado neumático con aire, que se usan en camiones grandes utilizados en la industria del transporte forestal.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN Esta invención es una mejora en la patente norteamericana No. 5,865,277, patentada el 2 de Febrero de 1999, por Marc Hunter, el contenido total de la cual se incorpora en la presente como referencia. Se sabe que los frenos de tambor tienen ciertas ventajas sobre los frenos de disco. Esas ventajas incluyen una fuerza de frenado superior en algunas situaciones, y, la aplicación continua de la fuerza de frenado, en donde ocurran variaciones de temperatura mientras el freno esté aplicado. Sin embargo, un problema con los montajes de frenos de tambor de la técnica anterior era que tenían una estructura y ensamble complejos, y generalmente estaban compuestos de un gran número de componentes y partes. Ese gran número de partes dio por resultado que el ensamble de frenos fuera caro y que, tanto el montaje como la instalación a un vehículo fueran tardados. Un problema adicional con los ensambles de frenos de estacionamiento del tipo tambor, era que los forros ···¾*·· de fricción de las zapatas del tambor no se llegaban a asentar adecuadamente al desgastarse contra la superficie interior del tambor. Al menos que existiera una coincidencia casi perfecta entre los diámetros del forro y del tambor, cuando se aplicaba el freno, la zapata del tambor no hacia contacto adecuadamente con el tambor, sobre toda su superficie, y de esta manera se obtenía como resultado una fuerza de frenado inferior. Los frenos de tambor que incluían una pluralidad de zapatas de freno, que se expandían dentro de un tambor de freno unido a una rueda, requerían que un sistema de accionamiento expandiera las zapatas de freno. En un tipo de mecanismo de accionamiento, las zapatas eran expandidas por una leva que estaba montada sobre un eje que estaba soportado por cojinetes sostenidos por una placa de apoyo y por un soporte separado que estaba fijo a una parte sin muelles, del vehículo. El eje de levas, generalmente se extendía entre la placa de apoyo y el soporte separado, en una dirección que era substancialmente paralela al eje o al alojamiento del eje al cual estaba fijada la placa de apoyo. En mecanismos del tipo descrito anteriormente, el soporte separado se soldaba o fijaba con pernos al eje o al alojamiento mismo. Sin embargo, en todo caso, los cojinetes del eje de levas, en la placa de apoyo y en el soporte, tenían que estar en exacta alineación para prevenir que el eje de levas se trabara en los mismos cuando estuviera completamente ensamblado. Se conocía que, después de que la ménsula era soldada o fijada con pernos en su lugar, al menos que se tuvieran cuidados extremos, el cojinete en la ménsula no se alineaba exactamente con el cojinete que se encontraba en la placa de apoyo. Esto causaba que el eje se trabara en sus cojinetes. Cuando las partes se soldaban en su lugar, para obtener una resistencia máxima, se incrementaban las dificultades de asegurar una alineación apropiada de los cojinetes. Durante la fabricación de la placa de apoyo y el soporte, estos se troquelaban o se formaban de otra manera, y usualmente tenían los agujeros, etc., necesarios, perforados en las mismas, antes de que se soldaran al eje o al alojamiento. Aunque se podían usar los posicionadores u otros dispositivos comunes, para sujetarlos en su posición durante el soldado, era extremadamente difícil mantenerlos en la posición exacta deseada, de manera tal que cuando se soldaran en su lugar estuvieran alineados adecuadamente para la unión de otras partes. También era necesario elaborar a máquina las partes con exactitud. Esa alineación adecuada era particularmente necesaria en el caso de cojinetes separados, para el eje de levas. Los mecanismos de freno convencionales, para ruedas de automóviles y camiones, usualmente incluían un tambor de freno, cilindrico, que estaba montado para su rotación con cada rueda. Pares de zapatas de freno, —cilindricas, se montaban sobre los lados opuestos de un alojamiento del eje, para el movimiento de pivote, hacia dentro y hacia afuera, entre posiciones expandida y contraída. Los forros de los frenos se colocaban entre las zapatas de los frenos y los tambores de los frenos y eran comprimidos entre los mismos cuando sucedía la expansión de la zapata del freno. Las levas se colocaban entre los extremos libres de las zapatas de freno para empujarlas hacia posiciones expandidas y liberarlas para su contracción por resorte. Las levas eran controladas por mecanismos articulados que estaban conectados a un pedal o una palanca manual del vehículo. Cuando el forro del freno se desgastaba, había falla del freno y la leva normalmente era inefectiva para aplicar los frenos en una manera tal que detuviera el vehículo. Esto podía resultar también del calentamiento y expansión excesivas de los tambores de freno, de manera tal que no podía conseguirse un acoplamiento apropiado de las zapatas . Un sistema de frenos de tambor, común, tiene zapatas que hacen contacto con el tambor. El cilindro de la rueda activa las zapatas en la parte superior, a la vez que existe un mecanismo articulado, separado, que se opera mediante un cable que tira de las zapatas para que entren en contacto con el tambor. También necesita ser ajustado, pero a menudo se llega a oxidar y por lo tanto no es posible ajusfarlo . En la mayoría de los frenos de tambor, ya sean accionados manualmente, hidráulicamente o neumáticamente, las zapatas de freno, arqueadas, estaban interconectadas por resortes de retracción. Cuando no se aplicaban los frenos, las zapatas de freno eran mantenidas retiradas del tambor de rotación por los resortes de retracción. Cuando se aplicaban los frenos, por ejemplo, en un sistema hidráulico o neumático, la presurización del cilindro hidráulico o neumático, forzaba las articulaciones del pistón hacia afuera del cilindro, contra las zapatas de freno y provocaban que las zapatas de freno se acoplaran al tambor giratorio del freno . Sin embargo, se encontró en la práctica que los resortes de retracción ocasionalmente se volvían inoperantes. Por lo tanto surgió la necesidad de proporcionar frenos cuya retracción no fuese proporcionada por medios de resorte, pero que pudieran ser accionados positivamente. Hasta ahora, también era una práctica convencional, en las construcciones de frenos, utilizar zapatas de freno relativamente inflexibles, que generalmente habían sido reforzadas contra la flexión mediante mallas de rigidización . Esas zapatas de freno se presionaban contra un tambor giratorio al aplicar una fuerza a un extremo de una zapata, por ejemplo mediante un cilindro neumático, o un cilindro hidráulico, y proporcionaban un ancla en un extremo opuesto de la zapata para anclar la zapata contra el movimiento circunferencial con el tambor. En esas construcciones también era una práctica convencional articular entre sí un par de zapatas de torsión en extremos adyacentes, por lo cual se podía utilizar un solo cilindro para aplicar una fuerza accionadora en un extremo libre o en un extremo opuesto de una primera zapata en el par, y por lo cual se podía colocar una sola ancla en el extremo libre adyacente de una segunda zapata en el par, para recibir las fuerzas de fricción que se desarrollaban a lo largo de las superficies, de ambas zapatas del par. En el último arreglo, la fuerza de fricción que se desarrollaba a lo largo de la superficie de la primera zapata, era transmitida hacia un extremo de la segunda zapata, como una fuerza de accionadora. En los sistemas de freno de aire, convencionales, el aire presurizado se suministraba a través de una línea de freno de servicio (control) y una línea de freno de emergencia (suministro) . La línea de control se conecta a través de una válvula relevadora para hacer funcionar los frenos de servicio que están asociados con cada rueda, neumáticamente. Para asegurar que el sistema de servicio tenia un volumen adecuado para proporcionar aplicaciones repetidas del freno de servicio, el sistema de frenado incluía además un depósito o tanque de servicio, que se conectaba a través de la válvula relevadora, de manea tal que la presión podía ser suministrada a los frenos de servicio desde un volumen de almacenamiento relativamente grande. El depósito se presurizaba a través del sistema de presurización de suministro (emergencia) que también proporcionaba presión a los frenos de emergencia o de estacionamiento, del vehículo. Los frenos de emergencia o de estacionamiento funcionaban generalmente con resortes, en donde la fuerza de los resortes se descentraba para liberar los frenos, mediante el uso de presión, dentro del sistema de suministro de emergencia. En el sistema neumático de los sistemas de frenos de aire de la técnica anterior, el freno de emergencia era, o un depósito de aire con un tanque de aire auxiliar, separado de las líneas de aire, o un sistema separado que se basaba en el sistema de leva en S. En ese sistema neumático, cuando las líneas de aire perdían presión de aire, una válvula detectaba la pérdida de la presión del aire y dejaba que pasara todo el aire del tanque auxiliar. El aire eventualmente se filtraba hacia afuera y no dejaba presión alguna en los depósitos de aire. De esta manera, era necesario usar bloques de madera como refuerzo. El sistema de levas en S trabajaba de manera diferente. No se basaba en un tanque de aire auxiliar, dado que este sistema incluía un resorte en el depósito de aire. Cuando se aplicaba presión al freno, esta comprimía el resorte, aliviando así la presión de las zapatas. Un problema con esos frenos es que una falla del sistema de funcionamiento del resorte podía dar por resultado que los frenos perdieran su potencia de frenado, dando por resultado un funcionamiento peligroso del vehículo. Las fallas de los frenos convencionales se experimentaban frecuentemente en camiones, camiones-remolques o semicamiones , especialmente cuando transportaban cargas pesadas. Esto ocurría usualmente cuando el camión estaba descendiendo una cuesta empinada que requería de la repetida aplicación de los frenos, necesaria para mantener una velocidad controlable. Los camiones fuera de control, debido a fallas en los frenos, han causado la pérdida de muchas vidas de conductores de camiones y de otros conductores, en las rutas de los camiones, y han causado la pérdida de cargas valiosas . Como se mencionó anteriormente, los frenos eran operados por accionadores de frenos. Los accionadores de frenos de numerosas configuraciones son por lo tanto conocidos. Los accionadores mecánicos de frenos de tambor funcionan generalmente para transmitir fuerza que era generalmente aplicada mediante un mecanismo de cables, a dos zapatas de freno, semicirculares, aplicando con ello fuerza a un tambor de freno y consiguiendo la función de frenado. Un accionador de frenos convencional, típicamente forzaba las zapatas contra el tambor, a través de un pistón o tirante que estaba conectado a un operador. Esos accionadores de frenos incluían generalmente un número no deseable de partes componentes que complicaban el ensamble y que permitían típicamente el movimiento vertical o transversal, no deseable, de los extremos de la zapata, coincidentes. La técnica anterior ha proporcionado accionadores mecánicos para frenos de zapata y tambor. En una forma conocida de ese accionador, una palanca para introducción de fuerza y un miembro de tirante, estaban interconectados por pivote y estaban adaptados para el acoplamiento respectivamente con las porciones extremas exteriores de las zapatas de un freno de tambor. El accionador se podía expandir mediante la aplicación de fuerza a la palanca, a fin de aplicar las zapatas al tambor del freno. En este accionador conocido, las porciones de la palanca y del miembro de tirante estaban soportadas, para el movimiento deslizante, paralelo a la placa de apoyo del freno, sobre superficies fijas con relación a la placa de apoyo, a fin de producir las fuerzas qeneradas en estos componentes, en una dirección perpendicular a la placa de apoyo. Sin embargo, ese movimiento deslizante podía ser indeseable debido a que tendía a afectar adversamente la eficiencia del freno. También se conocía proporcionar un mecanismo de una pieza en la forma de un tirante que se acoplaba a las mallas de un par .de zapatas de freno. El tirante podía girar a fin de expandir las zapatas y estaba soportado sobre una superficie de un miembro de empalme fijo, mediante un rodillo que se acoplaba a una superficie del miembro adyacente a la placa de apoyo del freno. Como se mencionó anteriormente, los camiones y remolques estaban generalmente provistos de una cámara de diafragma dentro de la cual se forzaba el aire para hacer funcionar una palanca para aplicar los frenos. Si por alguna razón hubiese existido una falla del compresor, para mantener la cantidad de presión apropiada en el tanque de almacenamiento de presión, o si se hubiese desarrollado una fuga de aire y se hubiese suscitado una emergencia, o si el conductor estuviese descendiendo una colina empinada y repentinamente hubiese descubierto que no habla suficiente presión del aire para aplicar los frenos, el resultado de esto ^strdrr ser desastroso para el conductor del camión, u < otros conductores, o para el contenido del camión. Se mencionó que el problema fue resuelto por la técnica anterior, proporcionando medios adicionales que fueran una combinación, tanto de medios operados neumáticamente como de medios de resortes, que están adaptados para cooperar con el mecanismo de frenos del camión, tractor o remolque, para asegurar que no sucedan los accidentes mencionados anteriormente. Se puede usar el mecanismo de frenado convencional, en donde el aire comprimido se deja fluir hacia cámaras de diafragma para aplicar los frenos. Los medios de operación de los frenos pueden incluir también un mecanismo auxiliar adecuado, con un resorte de compresión que se desviaba para aplicar los frenos, pero, al admitir aire comprimido a este mecanismo auxiliar, se superó esta tendencia del resorte y era imposible que el resorte aplicara los frenos. Sin embargo, si se hubiese presentado una falla en la presión del aire, o una disminución en la presión del aire, el mecanismo auxiliar hubiese tendido lentamente a aplicar el freno. En el caso de una- falla abrupta de la presión del aire, por lo cual el operador no hubiese tenido potencia para aplicar los frenos, el mecanismo auxiliar se hubiese liberado automáticamente y su resorte, que ordinariamente se mantenía en la posición inoperante por la presión del aire, se hubiese vuelto activo y hubiese aplicado automáticamente los frenos. En años recientes se ha invertido mucho esfuerzo en tratar de desarrollar una estructura de montaje, satisfactoria, para el motor de fluido, el eje de levas, y el mecanismo articulado de interconexión, asociado, de los mecanismos de frenos impulsados por fluido, accionados por levas, de los vehículos para trabajos pesados. Los problemas a resolverse en esas estructuras de montaje eran numerosos. Uno de los principales problemas en esos montajes era la ubicación del motor para el fluido, que tenía que estar en una posición tal que no pudiese ser dañado por obstáculos encontrados en la ruta del vehículo. Un segundo problema residía en el montaje del motor para fluido, que tenía que realizarse en una manera tal que el eje de levas del mecanismo de accionamiento no fuera sometido a flexión cuando se activaran los frenos. Un tercer problema residía en el montaje del motor para fluido y el mecanismo articulado asociado, en el que los cojinetes del eje de levas tenían que alinearse axialmente, de manera exacta, y la orientación del eje de levas tenía que ubicarse adecuadamente con relación a las zapatas de freno.

Un cuarto problema era que el motor para fluido de esos mecanismos de accionamiento tenía que montarse de forma tal que no hubiese interferencia con la suspensión de muelles o con los mecanismos articulados para estabilización del eje. Debido a las muchas y diferentes formas de ejes y mecanismos de estabilización para los mismos, ha sido necesario, en el pasado, proporcionar una estructura de montaje totalmente diferente para cada una de las diferentes formas de ejes y mecanismos de estabilización asociados, en vez de proporcionar estructuras de montaje que sean de aplicabilidad general. Un diseño comercial de la técnica anterior, aceptado, en el campo de frenos de aire, ha sido montar el diafragma o cilindro de accionamiento, sobre el eje, con su eje colocado perpendicularmente al eje de rotación del eje de levas del freno, el cual se extiende paralelo al eje de rotación de la rueda que se va a frenar. Era necesario montar el accionador sobre el e e, muy bien, hacia la linea ee-fe^-a-l-, longitudinal, del vehículo, a fin de evitar interferencia con los muelles, tirantes de radio, varillas de torsión y otras partes del vehículo. De aquí que el eje de levas era relativamente largo y estaba soportado en sus extremos opuestos, en cojinetes, en la ménsula mediante la cual se montaba el accionador sobre el eje y en la placa de apoyo del freno, respectivamente. Este arreglo requería de ménsulas de montaje del accionador, especiales, que tenían que ubicarse con exactitud para alinear los cojinetes del eje de levas. El eje de levas indeseablemente largo era también difícil de alinear y después era difícil de mantener en alineación. También tenía cierta tendencia a doblarse durante el montaje y durante condiciones de alta torsión en el frenado, durante el funcionamiento. Se han propuesto muchas patentes para resolver los problemas descritos anteriormente. Entre estas patentes se encuentran las siguientes: patente norteamericana No. 2,331,652, patentada el 12 de Octubre de 1943 por Lawrence R. Buckendale y cedida a The Timken-Detroit Axle Company; la patente norteamericana No. 2, 409, 9 8, patentada el 22 de <c""~ Octubre de 1946 por Isaac W. Simpkins; la patente norteamericana No. 2,516,160, patentada el 25 de Julio de 1950 por Ralph K. Super y cedida a Timken-Detroit Axle Company; la patente norteamericana No .4 , 702 , 352 , con fecha 27 de Octubre de 1987, por Brian Ingram et al y cedida a Lucas Industries Public Limited Co.; la patente norteamericana No. 2,755,890, patentada el 24 de Julio de 1956, por Walter F. Scheel y cedida por Rockwell Spring and Axle Company; la patente norteamericana No .2 , 949, 171 , patentada el 16 de Agosto de 1960 por Stanley P. Kissinger; la patente norteamericana No . , 887 , 698 , patentada el 19 de Diciembre de 1989, a Timothy J. Hunt et al y cedida a Lucas Industries Public Limited Company; la patente norteamericana No.5, 246, 093 patentada el 21 de Septiembre de 1993 por Nui Wang y cedida a Brake & Clutch Industries Australia Pty Ltd.; la patente norteamericana No. 5,531,298, con fecha 21 de Julio de 1996, por Frank W. Brooks, Sr. et al y cedida a General Motors Corporation.

Objetos de la Invención Un objeto de la presente invención es proporcionar un sistema neumático de frenado, para camiones grandes, el cual proporciona la máxima seguridad posible a pesar de ser de un diseño simple. Un segundo objeto de la presente invención es proporcionar una estructura de montaje mejorada, para el eje del motor para fluido, y el mecanismo articulado de interconexión de un mecanismo de frenos accionado por presión de fluido. Un tercer objeto de la presente invención es proporcionar una estructura de montaje de un mecanismo accionador de frenos, mejorada, para frenos, mediante la cual el medio de accionamiento de los frenos se alinee de manera exacta con relación a las zapatas de los frenos, y en la que el motor y el mecanismo articulado de accionamiento se monten de manera tal que se elimine substancialmente el peligro de daño al mismo por obstáculos encontrados en el camino. Un cuarto objeto de la presente invención es proporcionar una estructura de montaje del mecanismo accionador de frenos, mejorada, soportada en los extremos exteriores del eje. Un quinto objeto de la presente invención es proporcionar un accionador de frenos, de configuración simplificada, y una eficiencia de transmisión de fuerza, mejorada . Un sexto objeto de la presente invención es proporcionar un aparato mejorado para el control de frenos. Un séptimo objeto de la presente invención reside en el suministro de un novedoso ensamble de frenos de vehículo, que incluye una ménsula que está asegurada al eje o alojamiento, y que tiene un mecanismo accionador que es portado por un miembro que está asegurado a la ménsula. Un octavo objeto de la presente invención es proporcionar un ensamble de eje para un accionador del mecanismo de frenos. Un noveno objeto de la presente invención es proporcionar un mecanismo accionador de frenos, en un ensamble unitario novedoso, con un mecanismo de frenos y un accionador . Un décimo objeto de la presente invención es proporcionar un novedoso accionador de frenos de fluido, que puede colocarse en una posición protegida. Un undécimo objeto de esta invención es proporcionar un freno de tambor que sea más simple que los frenos de la técnica anterior, pero que no sea menos efectivo que los frenos de la técnica anterior. Un duodécimo objeto de esta invención es proporcionar un freno de tambor de una sola zapata, que pueda funcionar sin resortes de regreso. Un decimotercer objeto de la presente invención es prevenir la presencia de camiones fuera de control o al menos reducir la frecuencia de la misma. Un decimocuarto objeto de la presente invención es mejorar la seguridad en las autopistas/carreteras.

Declaraciones de la Invención El sistema de frenado neumático, de la presente, acciona las zapatas de freno con cilindros neumáticos, y es una mejora respecto a los sistemas que necesitan ser ajustados, ya sea manualmente o con los ajustadores de juego automáticos. Esta invención proporciona una mejora en un sistema accionador, para un sistema de frenos del tipo que incluye un freno y una fuente de aire comprimido que está conectada a un depósito de aire que incluye una varilla de empuje para hacer funcionar una barra accionadora del freno, transversal, entre una posición de freno aplicado y una posición de freno liberado. La mejora en el sistema accionador incluye un miembro operador asimétrico que está unido, de manera relativamente giratoria, a un soporte de rueda, no giratorio, que está colocado concéntricamente alrededor del eje de la rueda. El miembro operador asimétrico incluye una oreja que está unida a una barra accionadora del freno, transversal. Un ensamble de brazo de freno, que está conectado operativamente al miembro operador asimétrico, comprende un par de brazos de freno, arqueados, diametralmente opuestos, en donde cada brazo de freno incluye un miembro acanalado arqueado, interior. Un extremo del miembro acanalado arqueado termina en un buje cilindrico hueco, el otro extremo del miembro acanalado termina en un par de orejas transversalmente separadas, que tienen aberturas alineadas a través de las mismas. Una placa de sujeción, interior y exterior, intercala el miembro operador asimétrico entre la misma, y también están unidas de manera relativamente giratoria al soporte de rueda, no giratorio, y están colocadas concéntricamente alrededor del eje de la rueda. El par de placas de sujeción no está asegurado de manera giratoria al miembro operador asimétrico. Una primera articulación bifurcada está unida de manera giratoria entre las orejas de un primer miembro acanalado y las placas de sujeción y una segunda articulación bifurcada está unida giratoriamente entre las orejas de un segundo miembro acanalado y las placas de sujeción. Un primer buje cilindrico, hueco, está unido giratoriamente a las placas de sujeción opuestas a la unión de la segunda articulación bifurcada y un segundo buje cilindrico hueco está unido giratoriamente a las placas de sujeción opuestas a la unión de la primera articulación bifurcada. Al activar el depósito de aire, la varilla de empuje mueve la barra accionadora trasversal para hacer girar el miembro operador asimétrico en una dirección contra las manecillas del reloj, para empujar el brazo de freno, arqueado, y moverse en una acción de frenado radialmente hacia afuera desde una posición inactiva hacia, y en acoplamiento por fricción, con las almohadillas del freno orientadas radialmente hacia dentro, y al ventear el aire comprimido del depósito de aire, la varilla de empuje del depósito de aire mueve la barra accionadora transversal para hacer girar el miembro asimétrico en una dirección como la del movimiento de las manecillas del reloj, para empujar los brazos de freno arqueados, para moverse en una acción liberadora del freno, radialmente hacia dentro, hasta posiciones inactivas lejos de las almohadillas de freno orientadas radialmente hacia dentro, y fuera de acoplamiento por fricción con las mismas. Está invención proporciona también una mejora en un sistema de frenos, que comprende un freno y una fuente de aire comprimido que está conectada a un depósito de aire que incluye una varilla de empuje para hacer funcionar una barra accionadora de freno, transversal, entre una posición de freno aplicado y una posición de freno liberado, y el sistema accionador de frenos, mejorado, como se describió anteriormente . Está invención proporciona también una mejora en la combinación de un camión, camión-remolque o semicamión, un sistema de frenos que incluye un freno y una fuente de aire comprimido que está conectada a un depósito de aire que incluye una varilla de empuje para hacer funcionar una barra accionadora de freno, transversal, entre una posición de freno aplicado y una posición de freno liberado, y el sistema accionador de freno, mejorado, como se describió anteriormente . La invención proporciona también una combinación mejorada de un camión, camión-remolque o semicamión, en donde el camión-remolque o semicamión tiene una pluralidad de ejes, cada eje tiene un ensamble de freno de tambor operado neumáticamente en cada extremo del mismo, y una envoltura de eje que aloja el eje, un sistema de frenos que comprende un freno y una fuente de aire comprimido que está conectada a un depósito de aire que incluye una varilla de empuje para mover una barra accionadora de freno, transversal, entre una posición de freno aplicado y una posición de freno liberado, la varilla de empuje hace funcionar la barra accionadora del freno, transversal, y el sistema accionador mejorado como se describió anteriormente. Mediante una primera característica de esta invención, la varilla de empuje incluye dientes verticales sobre la misma, accionados por un trinquete liberable, por lo cual, la liberación accidental de la presión del aire en otro lugar que no sea el depósito de aire, causa que el trinquete sostenga la varilla de empuje, abajo, y por lo tanto se mantenga una acción de frenado. Mediante una segunda característica de esta invención, la placa de sujeción interior incluye un par de varillas de eje, exteriores, diametralmente separadas, dentro de las cuales los bujes cilindricos huecos se encuentran colocados concéntricamente, de manera tal que puedan girar. Mediante una tercera característica de esta invención, el depósito de aire incluye un primer diafragma para aplicar presión a la varilla de empuje, al diafragma se le suministra aire presurizado desde un depósito de servicio. Mediante una cuarta característica de esta invención, el depósito de aire incluye un segundo diafragma para aplicar presión a la varilla de empuje, el segundo diafragma es operado por un resorte que se encuentra dentro del depósito de aire. . Mediante una quinta característica de esta invención, la combinación incluye un montaje de cámara de aire que está asegurado a la envoltura del eje, adyacente a cada extremo de la envoltura del eje, y una cámara de aire que está montada sobre el montaje de cámara de aire, y la cámara de aire está conectada a una fuente de aire comprimido . Mediante una sexta característica de esta invención, la combinación incluye una barra angular, transversal, que está asegurada a la envoltura del eje, e incluye también un trinquete liberable que está asegurado a una barra angular transversal, la varilla de empuje incluye dientes verticales sobre la misma, que cooperan con el trinquete liberable, por lo cual, la liberación accidental de presión de aire en otro lugar que nos sea el depósito de aire, causa que el trinquete liberable mantenga la varilla de empuje abajo, y mantiene por lo tanto una acción de frenado. Mediante una séptima característica de esta invención, la varilla de empuje está asociada funcionalmente con una barra accionadora transversal que está conectada funcionalmente con el miembro asimétrico. En una rueda que pueda usarse en asociación con los sistemas de freno de conformidad con las modalidades de la presente invención, la estructura de forro del freno se puede aplicar directamente al medio de soporte de la rueda. Este medio de soporte puede comprender una superficie cilindrica orientada hacia dentro, a la cual se monta directamente la estructura de forro. Alternativamente, la rueda puede tener un medio de soporte para asegurar al mismo un ensamble de forro de freno, el ensamble de forro de freno comprende la estructura de forro del freno que está asegurada a un portador de forro del freno, circundante. El ensamble de forro del freno se monta luego encima de la rueda mediante la cooperación entre el portador del forro del freno y el medio de soporte. En este arreglo el portador se asegura en su posición, de manera que se pueda desunir, con la estructura de forro del freno orientada radialmente hacia dentro, hacia el eje de rotación de la rueda.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS En los dibujos adjuntos, La figura 1 y la figura 2 son vistas esquemáticas que muestran cómo funcionaría un freno de aire típico; La figura 3 es una vista ilustrativa, esquemática, de un ensamble de válvula de control de un freno de emergencia convencional, de la técnica anterior, con una línea de suministro de emergencia, una línea de suministro de servicio, una combinación de freno de resorte de servicio y emergencia, y un depósito de suministro de servicio; La figura 4 es una vista en perspectiva, con la substracción parcial de partes, que muestra un eje y rueda equipada con un sistema de freno de aire de conformidad con una modalidad de esta invención, en donde, por claridad, no se muestran la rueda ni la llanta; La figura 5 es una vista agrandada, de una porción de la figura 4, que muestra los brazos de freno y el mecanismo accionador; La figura 6 es una vista con separación de partes, de la modalidad mostrada en la figura 4; La figura 7 es una vista lateral en elevación, parcialmente en corte, que muestra el eje del freno y el mecanismo accionador; La figura 8 es una vista lateral en elevación, que muestra el eje del freno y el mecanismo accionador; y La figura 9 y la figura 10 son vistas del sistema de frenado de una modalidad de esta invención, que muestran las zapatas de freno en una orientación "abierta" y "cerrada", respectivamente.

Descripción de Modalidades de la Técnica Anterior (i) Descripción de la figura 1 y la figura 2 Antes de describir modalidades de esta invención, se proporcionará una breve descripción de un freno de aire típico y su funcionamiento. Como se observa en la figura 1 y en la figura 2, un freno de aire típico incluye un depósito auxiliar (AR) que contiene aire comprimido, que está conectado a una válvula central que incluye una derivación (BP) de aire comprimido, que puede estar en funcionamiento/cerrada y un orificio de escape (EX) que puede estar en funcionamiento/cerrado. La válvula central (CV) está conectada a un cilindro de freno (BC) , con resorte, que contiene un pistón de cilindro (CP) , que está conectado a una varilla 'de freno (BR) y que funciona con resorte (S) . La varilla de freno (BR) está conectada a una zapata de freno (BS) que es empujada para acoplarse a la rueda (W) . La válvula central (CV) está conectada a una fuente principal de aire comprimido, por una linea de aire comprimido (AL) . La figura 1 muestra la posición de freno "aplicado", mientras que la figura 2 muestra la posición de freno "liberado". Como se observa en la figura 1 y en la figura 2, la operación de estos frenos de aire convencionales es como sigue. Para aplicar los frenos, la presión del aire se hace descender en la linea de aire comprimido (AL) tal como se muestra mediante las flechas invertidas en la linea de aire comprimido (AL) proveniente de la válvula central (CV) . Esto libera el aire comprimido de adentro del depósito auxiliar (AR) para que pase a través de la válvula central, dado que la derivación (BP) para aire comprimido está abierta y el orificio de escape (EV) está cerrado, el aire entra al cilindro de freno (BC) . El aire comprimido actúa sobre la cara expuesta del pistón del cilindro (CP) empujándolo hacia la derecha, contra la reacción del resorte (S) . Esto empuja la varilla del freno (BR) hacia la derecha y causa que la zapata del freno (BS) haga contacto con la rueda (W) , haciendo que la zapata del freno (BS) agarre la rueda (W) . Para liberar los frenos se invierte la presión del aire en la linea de aire (AL) que conduce a la válvula central (CV) como se muestra mediante las flechas que se encuentran en la linea de aire (AL) . Dado que el orificio de escape (EV) está abierto, y la derivación (BP) para aire comprimido está cerrada, el aire comprimido se invierte en la válvula central (CV) hacia el depósito auxiliar (AR) . El aire comprimido en el cilindro de freno (BC) es liberado y pasa desde el cilindro de freno (BC) hacia la válvula central (CV) y escapa a través del orificio de escape (EV) . El resorte (S) empuja la varilla del freno (BR) hacia la izquierda y libera la zapata de freno (BS) del agarre sobre la rueda (W) . La presión del aire se forma nuevamente en el depósito auxiliar (AR) . (ii) Descripción de la figura 3 Antes de describir las modalidades de esta invención, se proporcionará una breve descripción de un freno de aire típico de la técnica anterior. La figura 3 muestra una vista esquemática de un ensamble de freno "B". El ensamble incluye un forro de freno "L" que. es operado mediante una leva en S "C" a través de un ajustador de juego "A". El freno se aplica mediante una varilla de empuje "R" que es accionada, ya sea por el diafragma "D" de un freno de servicio "F" o mediante el resorte "S" de un freno de resorte "K". El freno de resorte "K" se identifica, de manera más general, como el freno de estacionamiento/emergencia. El freno de resorte "K" se mantiene normalmente en la posición "liberada" mediante la presión del aire que se aplica contra el diafragma "E", presión que es recibida desde el ensamble de válvula de control del freno de emergencia, a través de una linea de suministro. La presión a un ensamble de válvula de control se proporciona a través de una linea de suministro de emergencia, desde un dispositivo mecánico de unión "EG", que está conectado a un compresor de aire para suministrar presión al sistema de frenos. El ensamble de frenos "B" es normalmente controlado por el freno de servicio "F" por la presión del aire que actúa sobre el diafragma "D". El diafragma es activado por aire comprimido que es recibido a través de una linea de control que se extiende desde un dispositivo mecánico de unión, de servicio, que está también conectado a la fuente de suministro del compresor y que se extiende a través de la válvula relevadora "V". La presión a los frenos de servicio "F" se suministra también a través de un depósito de servicio "T" que está presurizado por el aire comprimido que pasa a través de la linea de suministro de emergencia 12 y el ensamble de válvula de control 10. Aunque se puede usar cualquier estructura de frenos, con la estructura de freno de emergencia de esta invención, por ejemplo, estructuras convencionales de forros de freno/zapatas de freno y estructura de frenos de disco, una estructura de frenos muy útil es la que se describe y reivindica en la patente norteamericana No. 5,865,277 del solicitante, patentada el 2 de Febrero de 1999, el contenido total de la cual se incorpora en la presente como referencia. La presente invención está particularmente adaptada para proporcionar un sistema de frenos que está relacionado con el sistema de frenado de la patente norteamericana No. 5,865,277 arriba identificada, el contenido de la cual se incorpora en la presente como referencia. De aquí que no se necesita proporcionar descripción adicional.

El Mejor Modo para Llevar a la Práctica la Invención (i) Descripción de las figuras 4 A 10 El mejor modo para llevar a cabo la presente invención se describirá ahora con referencia a las figuras de la 4 a la 10. El ensamble 900 de freno sobre la llanta, incluye una envoltura de eje cilindrica 910 dentro de la cual se encuentra el eje usual 911 que tiene una porción cilindrica principal 911a, una porción frustocónica 911b y una porción cilindrica terminal 911c de menor diámetro que la porción principal 911a. Un ensamble de brazo de freno, indicado en general como 912, está colocado concéntricamente alrededor del eje 911. El ensamble 912 de brazo de freno incluye un brazo de freno arqueado, superior, 913, y un brazo de freno arqueado, inferior, 914. El brazo de freno arqueado, superior, 913, está provisto, sobre su lado inferior, de un miembro acanalado arqueado 915. El miembro acanalado, arqueado, 915, termina en un extremo 917 en un par de orejas transversalmente separadas 919, 921, cada una de las cuales está provista de una abertura alineada 923, y termina en su otro extremo 925 en un buje principal cilindrico, hueco, 927. El brazo de freno, arqueado, inferior, 914 está provisto sobre su lado inferior, de un miembro acanalado arqueado 916. El miembro acanalado arqueado 916 termina en un extremo 918 en un par de orejas transversalmente separadas 920, 922, cada una de las cuales está provista de una abertura alineada 924, y termina en su otro extremo 926 en un buje cilindrico hueco, principal 928. El miembro acanalado arqueado, superior, 913, está asociado con una articulación bifurcada 929, que comprende dos brazos transversalmente separados 931, 933, que están provistos de una abertura alineada 935, y que están conectados por un buje cilindrico hueco, secundario 937. El buje cilindrico hueco secundario 937 está mantenido giratoriamente entre las orejas 919, 921 por el perno 939 que pasa a través de las aberturas alineadas 923 y el núcleo hueco del buje cilindrico, hueco, secundario 937. El miembro acanalado arqueado, inferior 914 está asociado con una articulación bifurcada 930, que comprende dos brazos transversalmente separados 932, 934, cada uno de los cuales está provisto de una abertura alineada 936, y que están conectados por un buje cilindrico hueco, secundario 938. El buje cilindrico hueco secundario 938 se mantiene giratoriamente entre las orejas 920, 922 por un perno 940a que pasa a través de aberturas alineadas 924 y el núcleo hueco del buje cilindrico hueco secundario 938. Una placa de sujeción interior 940 está asegurada fijamente a un extremo 942 de la envoltura 910 del eje, en donde el eje 911a se proyecta a través de la abertura central 944 pasando por la misma. La placa de sujeción interior 940 está provista de cinco aberturas para acomodar cinco ensambles de pernos separadores 946, 948, 950, 952, 954. Cada ensamble de perno separador 946, 948, 950, 952, 954, incluye un miembro cilindrico hueco, roscado interiormente, 947, 949, 951, 953, 955, respectivamente, que está adaptado para asegurarse a la placa de sujeción interior 940 a través de medios (no vistos) . El buje cilindrico hueco principal 927 del miembro acanalado, arqueado, superior 913 está colocado giratoriamente alrededor del miembro cilindrico hueco, roscado interiormente, 947, del ensamble de pernos separadores 946, y las aberturas alineadas 936 de la articulación bifurcada 930, que ha sido asegurada al miembro acanalado arqueado inferior 914, está colocada alrededor del miembro cilindrico hueco, roscado interiormente, 949 del ensamble de pernos separadores 948. De manera similar, el buje cilindrico hueco principal 928 del miembro acanalado, arqueado, inferior 914 está colocado giratoriamente alrededor del miembro cilindrico hueco, roscado interiormente 953, del ensamble de pernos separadores 952, y las aberturas alineadas 935 de la articulación bifurcada 929 que han sido aseguradas al miembro acanalado, arqueado, superior 913 que está colocado giratoriamente alrededor del miembro cilindrico hueco, roscado interiormente 953 del ensamble de pernos separadores 950. Un ensamble operador asimétrico 960 incluye una campana cilindrica hueca 962 para ajustarse alrededor del eje 911a y una oreja 964 que tiene una abertura 965 a través de la misma, se coloca contra el buje 966 en el extremo 967 de la envoltura cilindrica 910 del eje. El ensamble operador 960 está asegurado al buje 967 mediante pernos 969. Una placa de sujeción exterior 970 es empalmada contra el ensamble operador 960 y luego se asegura a la placa de sujeción interior 940 mediante el uso de pernos 971, 972, 973, 974, 975, asegurados en los extremos exteriores, roscados interiormente, de los cinco ensambles de pernos separadores 946, 948, 950, 952, 954, respectivamente. Se observa que cuatro de los ensambles de pernos separadores 946, 948, 950 y 952 se usan para asegurar el ensamble de brazo de freno 912 a las placas de sujeción 940, 970, mientras que el quinto ensamble de pernos separadores 954 se usa para asegurar la fijación de las dos placas de sujeción 940, 970 entre si. El ensamble operador 960 está asi dispuesto entre los dos brazos 932, 934, en la articulación bifurcada 930. Una barra accionadora 980 del freno, está asegurada a la abertura 965 que se encuentra en la oreja 964 del ensamble operador 960. Asegurada a la superficie exterior 990 del alojamiento 910 del eje, está un montaje 991 de cámara. Una cámara de aire 992 conocida como un "depósito de aire" está montada en el montaje 991. Un depósito de aire 992 incluye una varilla de empuje colgante 993 que está asegurada a la barra accionadora del freno, transversal. La varilla de empuje puede estar provista de dientes aserrados que cooperan con un trinquete liberable "no observado" que puede ser asegurado a la barra angular transversal 994. Si accidentalmente se perdiera aire durante la acción de frenado, el trinquete mantendría abajo la varilla de empuje 993 y mantendría así la integridad del sistema de frenos.

Funcionamiento del Freno de las Figuras 4 a 10 de la Presente invención Cuando se activa el freno, el aire se libera del depósito de aire y la varilla de empuje es empujada hacia abajo. Ésta, a su vez, empuja la barra activadora del freno, transversal, hacia abajo, causando que el ensamble accionador gire en el sentido contrario al movimiento de las manecillas del reloj, causando asi que las placas de sujeción giren en una dirección contraria al movimiento de las manecillas del reloj, moviendo asi los brazos del freno contra las almohadillas del freno. Volver a presurizar el depósito de aire causa la acción inversa, para liberar los frenos. El ajuste del sistema de la presente invención no es fortuito. La carrera del freno de resorte es de 7.8 cm (3.07 plg.) y es un depósito de aire montado. El activador se ajusta inicialmente para ser empujado 6.4 cm (2.5 plg) por los depósitos de aire. Después de ese punto, si el material de fricción se desgastó hasta encontrarse metal sobre metal, habría todavía espacio para más aplicación. Como protección, la rueda de trinquete con dientes verticales disminuiría el uso del compresor de aire. Si fuera a fallar, el freno de aire tendría todavía la capacidad necesaria para detener el vehículo. El depósito de aire puede no necesitar mayor capacidad. Si este fuera el caso, la rueda de trinquete reduciría el juego, evitando que el compresor trabaje innecesariamente. Si la rueda de trinquete fuese a fallar, el suministro de aire puede no mantenerse y de esta manera, el resorte en el depósito de aire convencional, aplicaría los frenos. Este es el segundo mecanismo de reserva. El conductor no será capaz de continuar hasta que el suministro de aire se restituya nuevamente.

Claims (10)

REIVINDICACIONES

1. Un sistema accionador para un sistema de frenos, del tipo que incluye un freno y una fuente de aire comprimido que está conectada a un depósito de aire que incluye una varilla de empuje para hacer funcionar una barra accionadora de freno, transversal, entre una posición de freno aplicado y una posición de freno liberado, el sistema accionador está caracterizado porque comprende: un miembro operador asimétrico que está unido de manera relativamente giratoria, a un soporte de rueda no giratorio, y está colocado concéntricamente alrededor de un eje de una rueda, el miembro operador asimétrico incluye una oreja que está unida a la barra accionadora del freno, transversal; un ensamble de brazo de freno que comprende un par de brazos de freno, arqueados, diametralmente opuestos, cada brazo de freno incluye un miembro acanalado arqueado, interior, un extremo del miembro acanalado arqueado termina en un buje cilindrico hueco, el otro extremo del miembro acanalado termina en un par de orejas transversalmente separadas que tienen aberturas alineadas a través de las mismas ; una placa de sujeción interior y una placa de sujeción exterior, que intercalan entre las mismas el miembro operador asimétrico, y que también están unidas de manera relativamente giratoria al soporte de rueda no giratorio, colocado concéntricamente alrededor del eje de la rueda, las placas de sujeción están aseguradas de manera no giratoria al miembro operador asimétrico; una primera articulación bifurcada que está unida giratoriamente entre las orejas de un primer miembro acanalado y las placas de sujeción; una segunda articulación bifurcada que está unida giratoriamente entre las orejas de un segundo miembro acanalado y las placas de sujeción; un buje cilindrico hueco que está unido giratoriamente a las placas de sujeción, opuestas a la unión de. la segunda articulación bifurcada; y un segundo buje cilindrico hueco que está unido giratoriamente a las placas de sujeción opuestas a la unión de la primera articulación bifurcada; por lo cual, al activar el depósito de aire, la varilla de empuje mueve la barra accionadora transversal para que haga girar el miembro operador asimétrico en una dirección en el sentido contrario al movimiento de las manecillas del reloj, para empujar el brazo de freno, arqueado, para mover en una acción de frenado radialmente hacia afuera, desde una posición inactiva, hacia las almohadillas del freno orientadas radialmente hacia dentro, y en acoplamiento por fricción con las mismas, y al ventear el aire comprimido desde el depósito de aire, la varilla de empuje en el depósito de aire mueve la barra accionadora transversal para girar el miembro operador asimétrico en una dirección en el sentido del movimiento de las manecillas del reloj, para empujar los brazos del freno, arqueados, para mover, en una acción liberadora del freno, radialmente hacia dentro, hasta posiciones inactivas retiradas de, y fuera de acoplamiento por fricción con, las almohadillas del freno orientadas radialmente hacia dentro. - ~-— .

2. El sistema accionador de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque la placa de sujeción interior incluye un par de varillas de eje exterior, diametralmente separadas, dentro de las cuales los bujes cilindricos huecos están colocados de manera concéntrica y giratoria .

3. El sistema accionador de conformidad con la reivindicación 1 o con la reivindicación 2, caracterizado porque la placa de sujeción interior incluye un par de varillas de eje interior, diametralmente separadas, mediante las cuales las articulaciones bifurcadas están aseguradas giratoriamente a las orejas del canal arqueado interior.

4. La combinación caracterizada porque comprende : A) un sistema de frenos que comprende un freno y una fuente de aire comprimido que está conectada a un depósito de aire que incluye una varilla de empuje para mover una barra accionadora de freno, transversal, entre una posición de freno aplicado y una posición de freno liberado, la varilla de empuje hace funcionar la barra accionadora de freno, transversal; y B) un sistema accionador de conformidad con las reivindicaciones de la 1 a la 3.

5. La combinación caracterizada porque comprende : A) un camión, un camión-remolque o semicamión, el camión-remolque o semicamión tiene una pluralidad de ejes, cada eje tiene un ensamble de freno de tambor que funciona neumáticamente, en cada extremo del mismo, y una envoltura de eje que aloja el eje; B) un sistema de frenos que comprende un freno y una fuente de aire comprimido que está conectada a un depósito de aire que incluye una varilla de empuje para mover una barra accionadora del freno, transversal, entre una posición de freno aplicado y una posición de freno liberado, la varilla de empuje hace funcionar la barra accionadora del freno, transversal; y C) un sistema accionador de conformidad con las reivindicaciones de la 1 a la 3.

6. La combinación de conformidad con las reivindicaciones 4 o 5, caracterizada porque el depósito de aire incluye un primer diafragma para aplicar presión a la varilla de empuje, el diafragma recibe el suministro de aire presurizado proveniente de un depósito de servicio.

7. La combinación de conformidad con las reivindicaciones de la 4 a la 6, caracterizada porque el depósito de aire incluye un segundo diafragma para- aplicar presión a la varilla de empuje, el segundo diafragma funciona mediante un resorte que se encuentra dentro del depósito de aire .

8. La combinación de conformidad con las reivindicaciones de la 5 a la 7, caracterizada porque incluye un montaje de cámara de aire, asegurado a la envoltura del eje, adyacente a cada extremo de la envoltura del eje, y una cámara de aire montada sobre el montaje de cámara de aire, la cámara de aire está conectada a una fuente de aire comprimido .

9. La combinación de conformidad con las reivindicaciones de la 5 a la 8, caracterizada porque incluye una barra angular, transversal, asegurada a la envoltura del eje, e incluye un trinquete liberable, asegurado a la barra transversal, la varilla de empuje incluye, sobre la misma, dientes verticales que cooperan con el trinquete liberable, por lo cual, la liberación accidental de la presión de aire, en otro lugar que no sea en el depósito de aire, causa que el trinquete liberable mantenga la varilla de empuje, abajo, y por lo tanto mantenga una acción de frenado.

10. La combinación de conformidad con las reivindicaciones de la 4 a la 9, caracterizada porque la varilla de empuje está asociada operativamente con una barra accionadora transversal que está conectada operativamente al miembro asimétrico.