MXPA04010253A - Alojamiento de frenos enfriado por fluido. - Google Patents

Abstract

Un alojamiento (10) para un sistema de frenos (56) comprende una caja (12) que define una cavidad (14) para alojar una o mas balatas (15) de friccion. La caja (12) esta compuesta de una pluralidad de paredes separadas, que incluyen una pared circunferencial (16), una pared posterior (18) y una pared frontal (20). La pared circunferencial (16) esta provista de una trayectoria interna (36) para flujo de fluido y de una entrada (38) para fluido y una salida (40) para fluido, que comunican con la trayectoria (36) de flujo de fluido. Cuando se conecta un suministro (45) de fluido a la entrada (38) para fluido y a la salida (40) para fluido, por medio de un circuito (43) para fluido, se hace circular el fluido a traves de la trayectoria (36) de flujo de fluido para enfriar el alojamiento (10).

Description

ALOJAMIENTO DE FRENOS ENFRIADO POR FLUIDO CAMPO DE LA INVENCION La presente invención se refiere a un alojamiento de frenos enfriados por fluido y a una pared para formar un alojamiento de frenos enfriados por fluido.

ANTECEDENTES DE LA INVENCION Es bien sabido que el rendimiento de los sistemas de frenos que comprenden un cojín de fricción que se apoya contra una superficie de frenado se deteriora a medida que aumenta la temperatura del sistema de frenos. Es deseable, por lo tanto, enfriar los sistemas de frenos para optimizar el rendimiento. Se han propuesto varios métodos para este propósito. Por ejemplo, con sistemas de frenos de disco, los cuales comprenden cojines de freno planos y un rotor de freno de disco, se conoce la ventilación del sistema taladrando agujeros a través del rotor. En la Patente de E. U. No. 6,321,882 B2 el titular propone unir un intercambiador de calor a los calibradores de un sistema de frenos de una bicicleta. En sistemas de frenos húmedos sellados en los cuales los cojines de fricción y las superficies de frenado están encerrados dentro de una cavidad llena con aceite, es conocido pasar el aceite a través de un radiador para efectuar el enfriamiento. La presente invención se desarrol ló para intentar enfriar u n sistema de frenos mediante la provisión de un alojamiento enfriado con fluido (o una pared del mismo) que aloja o es parte del sistema de frenos.

Resumen de la I nvención De acuerdo con la presente invención se proporciona u n alojamiento de frenos enfriados con fl u ido que incluye por lo menos: una caja o carcasa que define u na cavidad para alojar u no o más cojines de fricción , dicha caja que tiene unas o más paredes, por lo menos una de dichas paredes provista con una trayectoria de flujo de fluido interna , u na entrada para fluido en comu nicación de flu ido con d icha trayectoria de flujo de fluido, y una salida para fluido en comun icación de fluido con dicha trayectoria de fl ujo de fluido; por lo que, cuando de acopla un suministro de fluido con dicha entrada para fluido, fluye fluido a través de d icha pared vía dicha entrada para fluido , trayectoria de flujo de fluido y salida de flu ido, por lo que se enfría dicho alojamiento. De preferencia, dicha trayectoria de flujo de flu ido incluye por lo menos un canal entre d icha entrada pa ra fluido y dicha salida para fluido. De preferencia, dicha trayectoria de fl ujo de fl uido incluye una pluralidad de canales conectados en paralelo que se extienden entre dicha entrada para fluido y dicha salida para flu ido.

De preferencia dicho alojamiento incluye además medios de sellado para sellar dicha cavidad cuando dicho alojamiento se monta en un eje para proporcionar un alojamiento de frenos húmedo. De acuerdo con la invención, se proporciona además una pared para un alojamiento de freno, dicha pared que incluye una trayectoria interna de flujo de fluido, una entrada de fluido en comunicación de fluido con dicha trayectoria de flujo de fluido, y una salida de fluido en comunicación de fluido con dicha trayectoria de flujo de fluido; Por lo que, cuando se acopla un suministra de fluido con dicha entrada de fluido, fluye fluido a través de dicha pared vía dicha entrada, a través de dicha trayectoria de flujo de fluido y hacia fuera de dicha salida de fluido para enfriar dicha pared. De acuerdo con la invención, se proporciona además un sistema de frenos enfriado por fluido que incluye: un alojamiento de frenos enfriados por fluido que tiene una caja que define una cavidad, dicha caja que tiene una o más paredes, por lo menos una de dichas paredes provista con una trayectoria de flujo de fluido interna, y una entrada para fluido y una salida para fluido cada una en comunicación de fluido con dicha trayectoria de flujo de fluido; uno o más cojines de frenos dispuestos en dicha cavidad; una superficie de frenado colocada dentro de dicha cavidad; un actuador para mover selectivamente dicho uno o más cojines de frenos hacia contacto con dicha superficie de frenado; y un suministro de fluido de enfriamiento externo a dicha cavidad y en comunicación de fluido con dicha entrada de fluido y dicha salida de fluido, por lo que dicho fluido de enfriamiento circula a través de dicho suministro, dichas entrada de fluido, trayectoria de flujo de fluido y salida de fluido. De preferencia, dicho sistema de frenos enfriados por fluido incluye además una bomba para bombear dicho fluido de enfriamiento a través de dicho suministro y dicha trayectoria de flujo de fluido. De preferencia, dicho sistema de frenos enfriado por fluido incluye un cambiador de calor en comunicación de fluido con dicho suministro para enfriar dicho fluido de enfriamiento. De preferencia, dicho sistema de frenos enfriados por fluido incluye además un volumen de fluido sellado dentro de dicha cavidad y por lo menos cubriendo parcialmente dicha superficie de frenado, dicho fluido separado de dicho fluido de enfriamiento.

BREVE DESCRIPCION DE LOS DIBUJOS Ahora serán descritas modalidades de la presente invención a manera de ejemplo solamente con referencia a los dibujos adjuntos en los cuales: La Figura 1 es una vista de planta de una modalidad de un alojamiento para frenos de acuerdo con la presente invención; La Figura 2 es una vista a través de la sección A-A del alojamiento de frenos representado en la Figura 1; La Figura 3 es una vista de sección de una pared para un alojamiento de frenos enfriado con fluido; La Figura 4 es una vista de sección B-B de la pared representada en la Figura 3; La Figura 5 es una vista de planta de la pared representada en la Figura 3; y La Figura 6 es una representación esquemática de un sistema de frenos que incorpora una modalidad del alojamiento enfriado por fluido representado en la Figura 2.

DESCRIPCION DETALLADA DE MODALIDADES PREFERIDAS Las Figuras 1 y 2 representan una modalidad de un alojamiento 10 de frenos enfriados por fluido de acuerdo con la presente invención. El alojamiento 10 está constituido por una caja 12 que define una cavidad 14 para alojar uno o más cojines 15 de fricción (mostrados en la Figura 6). La expresión "cojines de fricción" se usa en toda esta especificación para indicar cualquier forma de cojín de fricción usado en un sistema de frenado, por ejemplo un cojín de freno de disco usado en sistemas de frenos de disco o una zapata de freno usada en un sistema de frenos de tambor, o de hecho cualquier otro tipo de cojín que pueda ser aplicado a una superficie de frenado para proporcionar un efecto de frenado. La caja 12 está compuesta de una pluralidad de paredes separadas que incluyen la pared 16 circunferencial, la pared 18 trasera que se extiende a través de un extremo axial de la pared 16 circunferencial, y una pared 20 frontal que se extiende alrededor de un extremo axial opuesto de la pared 16 circunferencial. La pared 18 trasera está compuesta por una sección 22 de pared principal y una sección 24 de pared secundaria. La sección 22 de pared principal se extiende sobre la mitad del radio de la pared 16 circunferencial e incluye una porción 26 que se extiende axialmente. La pared 18 secundaria se extiende desde la porción 26 que se extiende axialmente hasta la pared 16 circunferencial. Se proporcionan pernos prisioneros 28 que se extienden axialmente en la pared 18 trasera fuera de la cavidad 14 para acoplar el alojamiento 10 a un alojamiento de diferencial (no mostrados). Un agujero 30 axial se forma en la pared 18 trasera a través de la cual se puede extender un eje (no mostrado) hacia la cavidad 14. El agujero 30 está circunscrito mediante una copa 32. La pared 20 frontal se proporciona también con un agujero 34 axial más grande para recibir típicamente una masa de rueda y rotor (no mostrados). Una de las paredes, y en esta modalidad particular, la pared 16 circunferencial está provista con una trayectoria 36 interna de flujo de fluido, una entrada 38 para fluido y una salida 40 para fluido. Tanto la entrada 38 para fluido como la salida 40 para fluido están en comunicación de fluido con, y separadas por, la trayectoria 36 de flujo de fluido. Cuando se conecta un suministro de fluido (no mostrado) con la entrada 38 de fluido, puede fluir fluido a través de la trayectoria 36 de flujo de fluido y hacia fuera a través de la salida 40 para absorber calor de y enfriar así la pared 16 y el alojamiento 10. Se debe notar también que la configuración de las paredes del alojamiento 10 no es por sí misma significativa para la presente invención. Las paredes y de hecho el alojamiento 10 están configurados para permitir la aplicación a mano. El alojamiento 10 representado en las Figuras 1 y 2 está particularmente bien adecuado como un alojamiento para un sistema de frenos en húmedo donde la cavidad 14 aloja un tambor de frenos y zapatas de freno. Tal sistema se describe en la solicitud provisional Australiana Co-pendiente del Solicitante No. PR 0187 cuyo contenido se incorpora a la presente a manera de referencia. En tal modalidad, el alojamiento 10 se proporciona con sellos apropiados para retener un volumen de aceite en el cual operan los componentes del freno, por ejemplo el tambor y las balatas de freno. El fluido que pasa a través de la trayectoria 36 de flujo de fluido está separado del fluido mantenido dentro de la cavidad 14 del sistema de frenos en húmedo. La trayectoria 36 de flujo de fluido, como se muestra en la Figura 2, se forma con cuatro canales 42a-42d. Estos canales pueden estar conectados en serie para formar en efecto un canal en zig-zag o en serpentina continuo que se extiende entre la entrada 38 y la salida 40. Alternativamente, y de preferencia, los canales 42a a 42d son canales conectados separados paralelos como se muestra en la modalidad representada en las Figuras 3 a 5 descritos con mayor detalle más adelante.

La trayectoria 36 de flujo de flu ido se puede hacer en una variedad de formas incluyendo la provisión in icial de la pared 16 circu nferencial como u na tira pla na de material y maq uinar un conjunto de muescas en una superficie q ue corresponde a la ubicación de los canales 42a a 42d, proporcionar una seg unda tira plana de material en el cual se maquina un conjunto más de muescas y después unir las dos tiras de manera que las ranu ras se superpongan entre ellas para formar canales 42a a 42d , después enrollar la tira alrededor de un eje para formar un an illo y soldar conjuntamente los extremos. Se pueden taladrar entonces agujeros separados en la ti ra para formar la entrada 38 y la salida 40. Sin embargo, se pueden usar también técn icas diferentes . El fluido que fluye a través de los canales 42a a 42d circula a través de un circuito 43 de fluido (ver la Figura 6) el cual está conectado entre la entrada 38 y la salida 40. Este circu ito incluye u n depósito o suministro 45 de fl uido de enfriamiento (tal como ag ua o aceite), un conducto que se extiende desde el depósito hasta la entrada 38 de fluido, y después un conducto más que se extiende desde la salida de fluido de reg reso al depósito. Si se desea , se puede proporcionar un radiador 47 u otro intercambiador de calor en este circuito. De hecho los conductos mismos (o u no de ellos) puede estar configu rado para actuar como u n intercambiador de calor. Por ejemplo, uno de los conductos se puede hacer de u tubo de metal y colocarse en una trayectoria de aspiración de aire o flujo de ai re .

U na bomba 49 está inclu ida en el circu ito de fluido para hacer circular el fluido a través de la trayectoria 36 de flujo de flu ido y el depósito y/o intercambiador de calor (si se proporciona) . Las Figuras 3 a 5 representan una pared 16' plana que se puede usar como un componente de un alojamiento enfriado por fluido de una configuración diferente a la representada en las Figuras 1 y 2. Más particularmente , la pared 1 6' se puede usar en un alojamiento en la forma de u n prisma cuadrado o rectang ular. La pared 1 6' se proporciona con u na trayectoria 36' interna de flujo de fluido q ue comprende cuatro canales 42'a a 42'd . La pared 1 6' se hace de dos tiras de material 44a y 44b (en lo sucesivo aludidas en general como tiras 44). Cada una de las tiras 44 está provista con u na región central 46 hacia adentro de su periferia en la cual hay formada una pluralidad de muescas 48a a 48f. Las muescas 48a a 48d son paralelas entre ellas y se extienden en la dirección de la longitud de las tiras 44. Estas m uescas están co nectadas en paralelo, en términos de flujo de fluido, mediante muescas 48e q ue se extienden transversalmente en un extremo y 48f en un extremo opuesto. U n agujero 51 está formado en cada u na de las tiras 44 q ue se abre en las muescas 48e respectivas, con un segu ndo agujero 53 que está formado en cada u na de las tiras 44 que se abre en muescas 48f respectivas. Accesorios 50 y 52 de cond ucto están acoplados con los ag ujeros en la tira 44. Las tiras 44a y 44b están formadas con configuración idéntica con las muescas 48 que son de la mitad de la profund idad de los canales 42' . La pared 16' se completa u niendo las dos tiras 44a y 44b juntas con sus canales respectivos en reg istro. Los ag ujeros 51 forman el orificio 36 de entrada de flu ido y los ag ujeros 53 forman el orificio 40 de salida de fluido en la tira 44a. Sin embargo, uno de cada uno de los ag ujeros 51 y 53 está sellado de manera que los agujeros 51 y 53 abren en la superficie externa de una de las paredes 1 6' solamente, que está, en este caso, constitu ido por la superficie externa de la tira 44b. La pared 16' se puede incorporar entonces a un alojamiento de frenos con otras pa redes para definir u na caja dentro de la cual está d ispuesto un sistema de frenado . Una o más de estas otras paredes puede ser también de construcción similar a la pared 1 6' . Como con la modalidad representada en las Figuras 1 a 2 , la trayectoria 36 de flujo de fluido de la pared 16' está acoplada a un circuito de fluido que tiene un depósito, una bomba y , opcionalmente, un radiador u otro intercambiador de calor. En lugar de formar agujeros 51 y 53 en ambas tiras 44a y 44b y después sellar los agujeros en una de estas tiras, los ag ujeros 51 y 53 se pod rían formar, por supuesto, en u na de las tiras solamente, con los acoplamientos 50 y 52 estando provistos en la misma tira. La Figura 6 representa un sistema 56 de frenos que i ncorpora una modalidad del alojamiento 1 0 y un circu ito 43 de fluido conectado entre la entrada y la salida 40 de fluido al alojamiento. Este circuito incluye también un. su min istro 45 de fluido de enfriamiento, una bomba 49 y u n intercambiador 47 de calor como se describió antes en la presente. En esta forma particular, el sistema 56 de frenos es un sistema de frenos de disco con un rotor 58 de freno montado en la masa de la rueda y la flecha 57 la cual se extiende al alojamiento 10. Los cojines 15 de freno de disco y los pistones 1 7 y cilindros 1 9 asociados están dispuestos en cada lado del rotor 58 dentro del alojamiento 1 0. Los cilind ros 19 se pueden formar integ ralmente con el alojamiento 10. El sistema 56 de frenos es u n sistema de frenos en húmedo donde la cavidad 14 retiene un volu men de fluido tal como aceite 62 que hace contacto con los componentes de frenado tales como los cojines 1 5 de freno y el rotor 58 pa ra reducir el desgaste . Se debe entender q ue el fluido 62 está completamente separado y aislado del fluido que se hace circular a través del circuito 43. Los sellos 64 y 66 g iratorios se proporcionan para sella r contra la masa de la rueda y la flecha 57 para evitar la pérdida del fluido 62, con los coj inetes 65 que proporcionan desacoplamiento rotacional entre el alojamiento 1 0 y la flecha 57. Ahora que se han descrito en detalle las modalidades de la presente invención , será aparente para aquellos expertos en las técnicas relevantes q ue se pueden hacer numerosas modificaciones y variaciones sin apartarse de los conceptos básicos inventivos. Por ejemplo, en las modalidades ilustradas, la trayectoria 36 de flujo de fluido se representa como estando formada mediante dos muescas opuestas formadas en componentes separados colocados en relación frontal donde cada muesca es de la mitad de la profund idad de los canales. Sin embargo, la profu ndidad total de los canales se puede formar en u n componente con una seg unda tira plana estando sellada sobre el mismo para sellar los canales. Además , la trayectoria 36 de flujo de fluido se puede formar mediante otras técnicas tales como encofrado o vaciado. El alojamiento 10 puede alojar también , por supuesto, u n sistema de frenos de disco en húmedo q ue comprende uno o más cojines y rotores de discos de freno. En tal modalidad, es probable que la configuración real del alojamiento 1 0 variará de aquella representada en las Figuras 1 y 2 presentes. Todas las modificaciones y variaciones se consideran q ue están dentro del alcance de la presente invención cuya naturaleza va a ser determinada a partir de la descripción anterior y las reivind icaciones adjuntas.

Claims (14)

REIVI N DICAC IO N ES

1 . Un alojamiento de frenos enfriado por fluido que incluye por lo menos: una caja que define una cavidad para alojar uno o más cojines de fricción , dicha caja que tiene u na o más paredes, por lo menos una de dichas paredes provista con una trayectoria interna de fl ujo de fl uido, una entrada de fluido en comun icación de fluido con d icha trayectoria de flujo de fluido y u na salida, de fluido en comunicación de fl uido con dicha trayectoria de flujo de fluido; por lo que, cuando se acopla un su ministro de fluido con dicha entrada de fluido, fluye fluido a través de dicha pa red vía dicha entrada de fl uido, trayectoria de flujo de flu ido y salida de fluido, por lo que se enfría dicho alojamiento .

2. El alojamiento de acuerdo con la reivindicación 1 , en donde dicha trayectoria de flujo de fluido incluye por lo menos un canal entre d icha entrada de fluido y dicha salida de flu ido.

3. El alojamiento de acuerdo con la reivindicación 1 , en donde dicha trayectoria de flujo de fluido incluye una pluralidad de canales paralelos conectados que se extienden entre dicha entrada de fluido y dicha salida de fluido.

4. El alojamiento de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, q ue incluye además medios de sellado para sellar dicha cavidad cuando dicho alojamiento se monta en un eje para proporcionar un alojamiento de frenos en húmedo.

5. Una pared para un alojamiento de frenos, dicha pared que incluye una trayectoria interna de flujo de fluido, una entrada de fluido en comunicación de fluido con dicha trayectoria de flujo de fluido y una salida de fluido en comunicación de fluido con dicha trayectoria de flujo de fluido; por lo que, cuando se acopla un suministro de fluido con dicha entrada de fluido, fluye fluido a través de dicha pared vía dicha entrada, a través de dicha trayectoria de flujo de fluido y fuera de dicha entrada de fluido para enfriar dicha pared.

6. La pared de acuerdo con la reivindicación 5, en donde dicha trayectoria de flujo de fluido incluye por lo menos un canal entre dicha entrada de fluido y dicha salida de fluido.

7. La pared de acuerdo con la reivindicación 5, en donde dicha trayectoria de flujo de fluido incluye una pluralidad de canales ^ paralelos conectados que se extienden entre dicha entrada de fluido y dicha salida de fluido.

8. Un sistema de frenos enfriado por fluido que incluye: un alojamiento de frenos enfriado por fluido que tiene una caja que define una cavidad, dicha caja que tiene una o más paredes, por lo menos una de dichas paredes provista con una trayectoria interna de flujo de fluido y una entrada de fluido y una salida de fluido cada una en comunicación de fluido con dicha trayectoria de flujo de fluido; uno o más cojines de freno dispuestos en dicha cavidad; superficie de frenado colocada dentro de dicha cavidad; un actuador para mover selectivamente dicho uno o más cojines de freno hacia contacto con dicha superficie de frenado; y un suministro de fluido de enfriamiento externo a dicha cavidad y en comunicación de fluido con dicha entrada de fluido y dicha salida de fluido, por lo que dicho fluido de enfriamiento circula a través de dicho suministro, dicha entrada de fluido, dicha trayectoria de flujo de fluido y dicha salida de fluido.

9. El sistema de frenos de acuerdo con la reivindicación 8, que incluye además una bomba para bombear dicho fluido de enfriamiento a través de dicho suministro y dicha trayectoria de flujo de fluido.

10. El sistema de frenos de acuerdo con la reivindicación 9, que incluye además un intercambiador de calor en comunicación de fluido con dicho suministro para enfriar dicho fluido de enfriamiento.

11. El sistema de frenos de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 8 a 10, que incluye además un volumen de fluido sellado en dicha cavidad y que cubre por lo menos parcialmente dicha superficie de frenado, dicho fluido separado de dicho fluido de enfriamiento.

12. El sistema de frenos de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 8 a 11, en donde dicha trayectoria de flujo de fluido incluye por lo menos un canal entre dicha entrada de fluido y dicha salida de fluido.

13. El sistema de frenos de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 8 a 11, en donde dicha trayectoria de flujo de fluido incluye una pluralidad de canales paralelos conectados que se extienden entre dicha entrada de fluido y dicha salida de fluido.

14. El sistema de frenos de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 8 a 13, que incluye además medios de sellado para sellar dicha cavidad cuando dicho alojamiento se monta en un eje para proporcionar un alojamiento de frenos en húmedo.