MXPA96001715A - Accionador de freno de resorte con guia y cojinetepara un vastago accionador - Google Patents

Abstract

La presente invención se refiere a en un accionador de freno de resorte, que comprende:un alojamiento que tiene paredes de extremo primera y segunda que definen un interior de alojamiento, la primera pared de extremo teniendo una apertura a su través, una pared movible que divide el interior del alojamiento en una primera cámara y una segunda cámara, un vástago accionador hueco conectado operativamente a la pared movible para movimiento reciprocante con relación al alojamiento y teniendo una superficie interior y un primer extremo que se extiende hacia la apertura en la primera pared de extremo, un resorte dispuesto dentro de la segunda cámara entre la segunda pared de extremo y la pared movible, un perno de enjaulamiento montadoen la segunda pared de extremo y teniendo un extremo distante que se extiende hacia el vástago accionador hueco;y una cabeza en el extremo distante del perno de enjaulamiento, la mejora que comprende:un cojinete auto-lubricado montado en la cabeza de perno de enjaulamiento y dispuesto entre la cabeza de perno de enjaulamiento y la superficie interior del vástago accionador para guiar el movimiento recíproco del vástago accionador sobre la cabeza y para minimizar la fricción durante tal movimiento.

Description

ACCIONADOR DE FRENO DE RESORTE CON GUIA Y COJINETE PARA UN VASTAGO ACCIONADOR Antecedentes de la Invención Campo de la Invención Esta invención se refiere a un accionador de freno de resorte. Mas específicamente, la invención se refiere a un accionador de freno de resorte con una guía y un cojinete para un vastago accionador. Estado de la Técnica Anterior Un sistema de frenos para un vehículo tal como un camión, autobús o similar, incluye típicamente un conjunto de zapata de freno y tambor que es controlado por un accionador de freno. Los accionadores convencionales de frenos de aire tienen tanto un accionador de freno de servicio como un accionador de freno de emergencia. El accionador de freno de servicio aplica los frenos bajo condiciones normales de manejo por medio de la aplicación de aire comprimido. El accionador de freno de emergencia incluye un fuerte resorte de compresión que aplica el freno cuando se libera aire. Este accionador a menudo es referido como el accionador de freno de resorte. Típicamente, el accionador de freno de resorte está dispuesto en tándem con un accionador de freno de servicio. Una cámara en el freno de resorte es normalmente presurizada con aire. Una pared de la cámara es movible y típicamente comprime ya sea un diafragma o un pistón. A su vez, éste actúa contra el resorte de compresión de modo que la presión en la cámara comprime el resorte. En el caso de una pérdida de presión de aire o una descarga intencional de aire de la cámara del accionador de freno de resorte, el freno será activado mecánicamente por la fuerza del fuerte resorte de compresión que actúa sobre un vastago accionador de freno de resorte el cual, a su vez, actúa sobre el accionador de freno de servicio o directamente para aplicar los frenos. De esta manera, el accionador de freno de resorte sirve tanto como freno de estacionamiento como freno de emergencia. En algunas aplicaciones, el accionador de freno de resorte está diseñado para operar únicamente como freno de estacionamiento, como por ejemplo cuando el accionador de freno de servicio es operado hidráulicamente. La patente de los Estados Unidos No. 5,105,727, concedida a Bowyer el 21 de abril de 1992, divulga un conjunto de freno de resorte conocido que incluye tanto un accionador de freno de resorte como un accionador de freno de servicio. El accionador de freno de servicio incluye una cámara de aire definida parcialmente por un diafragma flexible que actúa contra un vastago de empuje de freno de servicio y un resorte de regreso para asegurar la liberación apropiada del freno cuando se descarga aire de la cámara de aire. El accionador de freno de resorte también incluye una cámara de aire que comprende un alojamiento de freno de resorte y un vastago accionador de freno de resorte dispuesto integralmente con un plato de presión de freno de resorte y asegurado al diafragma de freno de resorte . El diafragma de freno de resorte es provisto con una apertura dispuesta centralmente y vincula el vastago accionador y el plato de presión para formar un sello a prueba de aire. Un fuerte resorte de potencia actúa entre un extremo del alojamiento de freno de resorte y el plato de presión, y tiende a instar el vastago accionador fuera de la cámara de aire para vincular el diafragma y el vastago de empuje del freno de servicio y para hacer que se aplique el freno. Durante operación normal, la fuerza del resorte es contrarrestada por la presión de aire en la cámara de aire de freno de resorte que actúa contra el diafragma para comprimir el resorte de potencia, retrayendo el vastago accionador. Cuando se pierde presión de aire del sistema, o se libera manualmente, el resorte de potencia se extiende para aplicar los frenos. El vastago accionador es hueco y provisto con una perforación central. El extremo próximo (mas cercano al alojamiento de freno de resorte) del vastago accionador es cerrado parcialmente por una pestaña anular dirigida hacia adentro sobre un plato de presión. Un perno de enjaulamiento de liberación de freno se extiende hacia la perforación central desde el exterior del alojamiento de freno de resorte y tiene una cabeza para vincular la pestaña anular. El perno es roscado y se extiende hacia afuera del vastago accionador, a través de una apertura en el alojamiento de freno de resorte, a través de una tuerca roscada, y termina en una tuerca de llave. El resorte de compresión no se extiende siempre uniformemente en una dirección axial de modo que el plato de presión y el vastago accionador unido al mismo puedan bambolear o fluctuar. En consecuencia, la cabeza del perno de enjaulamiento puede desgastar la pared interior del vastago accionador al moverse cuando el freno de emergencia es aplicado o liberado. Sumario de la Invención De acuerdo con la invención, el problema anterior es superado proporcionando un cojinete en la cabeza del perno de enjaulamiento, entre la cabeza y la pared interior del vastago accionador. El cojinete sirve para guiar el movimiento recíproco del vastago accionador sobre la cabeza y también minimiza la fricción entre las dos superficies. De preferencia, el cojinete es formado de nilón y se une a la cabeza por vinculación de ajuste a presión. Asimismo, la superficie de cojinete tiene ranuras longitudinales para permitir el flujo de aire de un lado de la cabeza al otro dentro del vastago accionador. En otro aspecto de la invención, la cabeza es alargada, y el cojinete comprende dos anillos discretos, uno cerca de cada extremo de la cabeza.

Breve Descripción de los Dibujos La figura 1 es una vista en alzado en sección transversal de un accionador de freno de resorte de acuerdo con la invención; La figura 2 es una vista en sección transversal del accionador de freno de resorte de la figura 1, tomada a lo largo de las líneas 2-2 de la figura 1 ; La figura 3 es una vista en sección transversal tomada a lo largo de las líneas 3-3 de la figura 2; y La figura 4 es una vista en alzado en sección transversal de una segunda forma de realización de la invención. Descripción Detallada de los Dibujos Haciendo referencia a los dibujos y a la figura 1 en particular, se ilustra una vista en sección transversal de una unidad accionadora de freno, operada por aire 10 que tiene una configuración general bien conocida en la materia. La unidad accionadora 10 comprende una porción de freno de servicio 12 montada en tándem en una porción de freno de resorte o freno de emergencia 14. Un vastago de empuje de freno de servicio 18 se extiende desde el freno de servicio 12 para movimiento reciprocante y es provisto con un yunque 20 que está adaptado para conectarse a un sistema de frenos convencional (no mostrado) en una forma habitual. El movimiento reciprocante del vastago de empuje 18 hará que el freno sea aplicado y liberado en forma alternada.

El freno de servicio 12 comprende un par de secciones de alojamiento en forma de copa, que se miran entre sí 21 y 22, cada una teniendo un borde dirigido hacia afuera 25, con pestaña. Las secciones de alojamiento 21 y 22 son agarradas conjuntamente en sus bordes con pestaña por medio de una abrazadera 27 para formar una cámara interna de freno de servicio 30. Bordes con pestaña 25 de las secciones de alojamiento 21 y 22 comprimen y agarran un borde periférico de un diafragma elastomérico 32 suspendido dentro de la cámara interna 30. El vastago de empuje de freno de servicio 18 se extiende a través de una abertura central 34 en la sección de alojamiento 21 y hacia la cámara de freno de servicio 30, donde termina en un plato de presión 36. Un resorte de compresión 40 se extiende entre un plato de presión 36 y la superficie interior de la sección de alojamiento 21. Un asiento de resorte 48 dispuesto alrededor de la abertura central 34 recibe el extremo del resorte de compresión 40 y lo retiene en posición alrededor de la abertura 34. El resorte 40 de esta manera insta el plato de presión 36 y el vastago de empuje de freno de servicio 18 a una posición totalmente retraída. Para operar el freno de servicio, se introduce aire comprimido a través de una compuerta de servicio de aire 42 en la sección de alojamiento 22 para forzar el diafragma 32 y el plato de presión 36 contra la fuerza del resorte 40 para accionar el vastago de empuje 18. Aberturas 44 son provistas en la sección de alojamiento 21 para permitir la rápida evacuación de aire desde la cámara interna 30. Travesanos de montaje 46 son provistos para montar la unidad accionadora de freno 10 en una abrazadera de freno. El freno de resorte 14 comprende un par de secciones de alojamiento en forma de copa, que se miran entre sí 51 y 52, unidas en sus bordes para formar una cámara interna 53. La sección de alojamiento 51 es provista con un borde circunferencial, con pestaña, dirigido hacia afuera 54. Las secciones de alojamiento 51 y 52 son agarradas conjuntamente por medio de un borde curvo periférico 56 sobre la sección de alojamiento 52, vinculando el borde 54 sobre la sección de alojamiento 51. Un diafragma elastomérico 58 es suspendido dentro de la cámara de freno de resorte 53 y se comprime en su borde periférico entre los bordes 54, 56 de las secciones de alojamiento 51 y 52. La porción de la cámara 53 entre el diafragma 58 y la sección de alojamiento 51 forma una cámara de presión 55 que es llenada con aire comprimido suministrado a través de una compuerta de servicio de aire 57 en la sección de alojamiento 51 cuando el freno de emergencia está en su posición liberada normal. Un vastago accionador 60, alineado con el vastago de empuje 18, se extiende a través de una abertura central 64 en una pared de extremo de la sección de alojamiento 51 y tiene un primer extremo 90 adyacente a la sección de alojamiento 52. Un segundo extremo 92 del vastago accionador 60 termina en un plato de reacción 62 dispuesto en una abertura central alineada 63 en una pared de extremo de la sección de alojamiento 22. La abertura 64 es provista con un cojinete 66 que tiene sellos 68 para formar un sello a prueba de aire para el vastago accionador 60. El vastago accionador 60 se extiende a través de una apertura dispuesta centralmente 81 en el diafragma 58 y lleva un plato de presión 70. Un poderoso resorte de compresión 72 se extiende entre la sección de alojamiento 52 y el plato de presión 70. Una porción sustancialmente plana 73 del plato de presión 70 vincula un extremo del resorte 72 y una porción tubular 74 se extiende generalmente en forma axial a lo largo del eje del resorte 72. La porción tubular 74 es ajustada a presión sobre una porción de extremo del vastago accionador 60 tal que el plato de presión 70 y el vastago 60 formen una unidad integral. El plato de presión 70 puede ser formado de aluminio forjado. Durante operación normal del freno 10, el aire comprimido en la cámara de presión 55 mantiene el vastago accionador 60 en la posición totalmente retirada, como se muestra en la figura 1. Sin embargo, en caso que se pierda la presión del sistema, ya sea accidentalmente o debido a liberación manual, el aire comprimido escapará de la cámara de presión 55, permitiendo que el resorte 72 extienda el vastago accionador 60. Cuando se descarga el aire comprimido, el resorte de compresión 72 forza el plato de presión 70 y el vastago 60, unido integral-mente al plato de presión, en la dirección del vastago de empuje de freno 18 del freno de servicio 12. Cuando el freno va a ser liberado, el aire comprimido de nuevo es introducido en el espacio entre la sección de alojamiento 51 y el diafragma 58. La fuerza del aire comprimido contra el diafragma 58 hace que el plato de presión 70, el vastago 60 y el resorte 72 regresen a la posición bosquejada en la figura 1. El vastago accionador 60 es un tubo o vastago hueco provisto con una perforación central 61 para acomodar un perno de enjaulamiento o liberación de freno 78. El perno 78 está adaptado para vincular un borde de extremo 80 de la porción tubular 74 del plato de presión 70 para mantener el resorte 72 en una posición comprimida siempre que se desee ésto. De esta manera, el perno 78 puede ser usado para liberar manualmente el freno de resorte o asegurar que el resorte de compresión 72 permanezca comprimido cuando se llevan a cabo funciones de mantenimiento en el conjunto de freno. El perno 78 se rosca en una abertura roscada fija o tuerca tal como una tuerca 77 fija por soldadura o estacamiento a la pared de extremo de la sección de alojamiento 52. Una segunda tuerca o cabeza de llave 79 es unida fijamente a un extremo próximo del perno roscado tal que el perno pueda ser girado en la tuerca 77 por una llave común o similar. El borde de extremo 80 proporciona vinculación positiva con las paredes del vastago accionador 60 cuando el vastago es accionado y sirve además como superficie de vinculación para una cabeza de perno de enjaulamiento 86 en el extremo distante del perno de enjaulamiento 78. La cabeza de perno de enjaulamiento 86 vincula el borde 80 cuando el perno 78 es retirado para retener el resorte de compresión 72 en su estado comprimido. De otra manera, el perno 78 se extiende hacia la perforación central 61 del vastago accionador 70 una distancia suficiente para permitir que el vastago accionador 60 se extienda toda su longitud de desplazamiento sin vinculación entre el borde 80 y la cabeza de perno de enjaulamiento 86. Volviendo ahora a las figuras 2 y 3, la cabeza de perno de enjaulamiento 86 comprende una pestaña que se extiende radialmente hacia afuera 100 en un extremo interno 102 del perno de enjaulamiento 78. Una guía 104 rodea la pestaña 100 y tiene una superficie externa de cojinete 114 formada de un material auto-lubricante. De preferencia, la guía 104 es moldeada de un polímero tal como nilón, y cuando se dispone entre la cabeza de perno de enjaulamiento 86 y una pared interior 106 del vastago accionador 60, sirve para guiar el movimiento recíproco del vastago sobre la cabeza y también minimiza la fricción entre los dos elementos. La guía 104 es generalmente cilindrica y tiene una superficie interna 108 con una ranura anular poco profunda 110 entre pestañas anulares opuestas 112, 113. La pestaña 100 de la cabeza 86 es anidada dentro de la ranura anular 110, la guía 104 siendo asegurada sobre la pestaña 100 por una vinculación de ajuste a presión.

Una superficie externa 114 de la guía 104 es provista con una pluralidad de ranuras que se extienden axialmente 116. Las ranuras axiales 116 permiten que cualquier aire atrapado dentro del vastago accionador 60 se mueva libremente mas allá de la cabeza de perno de enjaulamiento 86 al reciprocar el vastago accionador 60. La figura 4 ilustra una segunda forma de realización de la invención. Como en la forma de realización anterior, se usarán números de referencia iguales para ilustrar elementos iguales de la segunda forma de realización. El perno de enjaulamiento 78 se extiende coaxialmente hacia el vastago accionador 60 para terminar en una cabeza de perno de enjaulamiento alargada 270. La cabeza de perno de enjaulamiento 270 es generalmente cilindrica, teniendo un extremo próximo 280 adyacente a las roscas del perno de enjaulamiento y un extremo distante opuesto 282. Una primera guía 284 de Teflón rodea el extremo próximo 280 y una segunda guía de Teflón 286 rodea el extremo distante 282. Las guías de Teflón 284 y 286 apoyan contra la pared interna 106 del vastago accionador 60. Las guías de Teflón primera y segunda 284 y 286 están espaciadas una distancia mayor que el diámetro de la cabeza de perno de enjaulamiento 270 para estabilizar cualquier movimiento descentrado del vastago accionador 60. De preferencia, las guías 284, 286 son fijadas a la cabeza 270 por medio de un adhesivo, o por estacamiento, o rebajadas en ranuras anulares correspondientes (no mostradas) . Aunque se han mostrado formas de realización particulares de la invención, se entenderá que la invención no está limitada a ellas pues pueden hacerse modificaciones por parte de los técnicos en la materia, particularmente a la luz de las enseñanzas precedentes. Por ejemplo, el accionador de freno de resorte puede ser cualquiera de una variedad de configuraciones, tales como un accionador autónomo (no en tándem con un freno de servicio) , operado por pistón en vez de operado por diafragma, hidráulico en vez de neumático, o en una aplicación conocida como aire-sobre-hidráulico donde un accionador de freno de resorte neumático está adaptado para operar en conjunción con un accionador de freno de servicio hidráulico. Son posibles variaciones y modificaciones razonables dentro de la divulgación anterior de la invención, sin apartarse de su verdadero espíritu y alcance.

Claims (9)

1. REIVINDICACIONES 1. En un accionador de freno de resorte, que comprende : un alojamiento que tiene paredes de extremo primera y segunda que definen un interior de alojamiento, la primera pared de extremo teniendo una apertura a su través, una pared movible que divide el interior del alojamiento en una primera cámara y una segunda cámara, un vastago accionador hueco conectado operativamente a la pared movible para movimiento reciprocante con relación al alojamiento y teniendo una superficie interior y un primer extremo que se extiende hacia la apertura en la primera pared de extremo, un resorte dispuesto dentro de la segunda cámara entre la segunda pared de extremo y la pared movible, un perno de enjaulamiento montado en la segunda pared de extremo y teniendo un extremo distante que se extiende hacia el vastago accionador hueco; y una cabeza en el extremo distante del perno de enjaulamiento, la mejora que comprende: un cojinete auto-lubricado montado en la cabeza de perno de enjaulamiento y dispuesto entre la cabeza de perno de enjaulamiento y la superficie interior del vastago accionador para guiar el movimiento recíproco del vastago accionador sobre la cabeza y para minimizar la fricción durante tal movimiento.
2. 2. Un accionador de freno de resorte de acuerdo con la reivindicación 1, donde el cojinete es formado de nilón.
3. 3. Un accionador de freno de resorte de acuerdo con la reivindicación 1, donde la cabeza comprende una pestaña anular y el cojinete rodea la pestaña.
4. 4. Un accionador de freno de resorte de acuerdo con la reivindicación 3, donde el cojinete incluye pasajes que permiten que pase aire de un lado del cojinete al otro.
5. 5. Un accionador de freno de resorte de acuerdo con la reivindicación 1, donde el cojinete es generalmente cilindrico y se une a la cabeza de perno de enjaulamiento por vinculación de ajuste a presión.
6. 6. Un accionador de freno de resorte de acuerdo con la reivindicación 4, donde los pasajes comprenden ranuras longitudi-nales en una pared exterior del cojinete.
7. 7. Un accionador de freno de resorte de acuerdo con la reivindicación 1, donde la cabeza de perno de enjaulamiento es generalmente cilindrica y alargada y el cojinete comprende al menos dos elementos discretos.
8. 8. Un accionador de freno de resorte de acuerdo con la reivindicación 5, donde cada elemento es un anillo montado en la cabeza de perno de enjaulamiento y espaciado entre sí.
9. 9. Un accionador de freno de resorte de acuerdo con la reivindicación 6, donde los anillos están espaciados en extremos opuestos de la cabeza de perno de enjaulamiento.