PT1228320E - Rampa de esferas e cilindro de travões que compreende essa rampa. - Google Patents

Description

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DESCRIÇÃO

"RAMPA DE ESFERAS E CILINDRO DE TRAVÕES QUE COMPREENDE ESSA RAMPA" A presente invenção refere-se principalmente a uma rampa de esferas, assim como a um cilindro de travão para veiculo automóvel que compreende essa rampa. É conhecida a incorporação no cilindro de uma forquilha de um travão de disco de comando hidráulico uma rampa de esferas ("bali in ramp" ou BIR em terminoloqia anglo-saxónica) que transforma a rotação de uma alavanca arrastada por um cabo de comando de travão de estacionamento (chamado geralmente travão de mão) num movimento de translação. Este movimento de translação é transmitido ao pistão que aplica órgãos de atrito, tipicamente calços de travão, ao disco que assegura o abrandamento ou imobilização do veículo. Um exemplo de uma dessas rampas de esferas é descrito na patente europeia publicada sob o número EP-A-0 633 987.

Uma tal rampa compreende de maneira em si conhecida três esferas interpostas entre dois pratos susceptíveis, sob comando mecânico, de girar um em relação ao outro. Tipicamente, o prato primário, solidarizado em rotação com uma alavanca de comando, é montado em rotação em relação a uma forquilha de um cilindro de um travão. Aquando da rotação do prato primário, o prato secundário arrasta em translação os pistões de travão. Este movimento de translação é obtido imobilizando em rotação o pato secundário por um parafuso radial que atravessa a parede do cilindro e que vem alojar-se numa garganta paralela ao eixo, praticada no prato secundário da rampa. 0 dispositivo 2 da arte anterior apresenta numerosos inconvenientes explicados a seguir.

Em primeiro lugar, a rosca de passagem do parafuso atravessa a parede de um cilindro destinado a conter um liquido de travão sob pressão. Dai resultam problemas de estanquicidade. Além disso, o parafuso é um dispositivo incómodo e caro. Assim, emprega-se um parafuso único que impõe tensões elevadas ao prato secundário, assim como ao cilindro. Com efeito, a rotação do prato primário tem tendência a assegurar o arrastamento indesejável do prato secundário em rotação em torno do ponto de contacto entre o parafuso e este prato secundário.

Por conseguinte, é um objectivo da presente invenção proporcionar uma rampa de esferas e um travão desprovidos dos inconvenientes dos dispositivos de tipo conhecido. É igualmente um objectivo da presente invenção proporcionar uma rampa e um travão particularmente fiáveis. É também um objectivo da presente invenção proporcionar uma rampa de esferas que compreende meios de imobilização em rotação do prato secundário. É igualmente um objectivo da presente invenção proporcionar uma rampa de esferas e um travão que compreende tal rampa com um preço de revenda moderado.

Estes objectivos são atingidos por uma rampa de esferas de acordo com a reivindicação 1. 3 A invenção tem igualmente por objecto uma dessas rampas, caracterizada por os referidos meios de imobilização angular do prato capazes de cooperar com o alojamento da rampa serem dispostos de maneira radialmente externos em relação a um dos referidos pratos da rampa. A invenção tem igualmente por objecto uma dessas rampas, caracterizada por os referidos meios de imobilização angular do prato, capazes de cooperar com o alojamento da rampa, estarem dispostos sobre o prato secundário. A invenção tem igualmente por objecto uma dessas rampas, caracterizada por os referidos meios de imobilização angular do prato capazes de cooperar com o alojamento da rampa formarem elementos machos. A invenção tem igualmente por objecto uma dessas rampas caracterizada por a peça intermédia ser realizada em chapa de aço de espessura sensivelmente constante e comportar cortes que permitem deformar a chapa modificar significativamente a espessura aquando da formação dos elementos de protecção dos meios de imobilização angular do prato. A invenção tem igualmente por objecto um cilindro de travão caracterizado por compreender pelo menos uma rampa ligada a uma alavanca de comando de travão de estacionamento e um pistão susceptível arrastado em translação axial pelo deslizamento de um dos dois pratos aquando das suas rotações relativas. 4 A invenção tem igualmente por objecto um tal cilindro de travão caracterizado por compreender gargantas longitudinais capazes de cooperar com os referidos meios de imobilização angular do prato. A invenção tem igualmente por objecto um cilindro de travão caracterizado por ser feito em liga leve, por a parede do cilindro (5) ser dotada de gargantas axiais de recepção dos meios de imobilização angular do prato e por a manga compreender meios de protecção que penetram nas referidas gargantas axiais do cilindro interpondo-se entre as referidas gargantas e os referidos meios de imobilização angular do prato montado em translação na referida manga. A invenção tem igualmente por objecto um desses cilindros de travão caracterizado por compreender uma manga que forma cassete de um êmbolo de correcção automático de folga imobilizado em rotação e translação no interior do cilindro e por pelo menos um dos pratos ser imobilizado obliquamente pelos referidos meios de imobilização angular do prato na manga, sendo tudo montado ao mesmo tempo em deslizamento longitudinal na referida manga. A invenção será mais bem compreendida através da descrição que se segue e das figuras anexas, dadas como exemplos não limitativos e nos quais: a figura 1 é um corte longitudinal de um forquilha de travão dotada de um dispositivo de tipo conhecido; 5 a figura 2 é uma vista em perspectiva do exemplo preferido de realização de uma rampa de esferas de acordo com a presente invenção; a figura 3 é uma vista em perspectiva de uma variante de realização de uma rampa de esferas de acordo com a presente invenção; a figura 4 é uma vista em plano do prato secundário da rampa da figura 2 equipada com esferas do exemplo preferido de realização de meios de protecção; a figura 5 é uma vista longitudinal do dispositivo da figura 4; a figura 6 é um corte longitudinal segundo VIVI do dispositivo da figura 4; a figura 7 é um corte longitudinal de uma forquilha munida de um dispositivo de acordo com a presente invenção.

Nas figuras 1 a 7, utilizaram-se as mesmas referências para designar os mesmos elementos.

Na figura 1, pode ver-se uma forquilha 1 que compreende, dispostos face a face, um nariz de forquilha 3 e a abertura de um cilindro 5 solidarizados por uma abóbada de forquilha 7. 0 cilindro 5 recebe um pistão 9 cuja face anterior 11 recebe um primeiro órgão de atrito, tipicamente sob forma de calço de travão (não representado) disposto em 6 frente de um segundo órgão de atrito, tipicamente também sob a forma de calço de travão (não representado) levado por uma face 13 interna do nariz de forquilha 3. As faces 11 e 13 definem uma cavidade 15 de recepção entre os calços de travão, da zona radialmente externa de um disco de um travão de discos. Meios hidráulicos em si conhecidos asseguram, sob comando, quando o condutor pisa o pedal de travões, o avanço do pistão 9, segundo uma seta 17 com aplicação dos órgãos de atrito nas duas faces principais da zona radialmente externa do disco. De maneira clássica, o dispositivo da figura 1 compreende por trás do cilindro 9 um dispositivo de comando de travões de estacionamento que comporta uma rampa de esferas 19 que contem um prato primário 21, ligado em rotação a uma alavanca 23 susceptivel de ser arrastada em rotação pelo cabo de travão de estacionamento, três esferas 25 (só uma visível na figura 1) e um prato secundário 27. A face anterior do prato secundário 27, voltado para a face que recebe as esferas 25 está em contacto com um êmbolo axial 28 que se apoia na face posterior do pistão 9. 0 prato secundário 27 compreende uma ranhura longitudinal 29 de recepção de uma extremidade 31 de um parafuso 33 que assegura a imobilização angular do prato 27 deixando-o deslizar axialmente, ou seja, segundo um eixo 35 do cilindro 5, do pistão 9, assim como da rampa de esferas 19. 0 êmbolo 28 transmite o movimento axial segundo a seta 17 do prato secundário 27 ao pistão 9, que assegura o aperto dos calços no disco (não representados). Uma manga 39 assegura a montagem da rampa de esferas 19 do êmbolo 28 e de uma mola de pré-tensão e de chamada 41.

Na figura 2, pode ver-se o exemplo preferido de realização de uma rampa de esferas 43 de acordo com a 7 presente invenção que compreende um prato primário 45 análogo ao prato primário 21 da rampa de esferas 19 de tipo conhecido, pelo menos uma esfera 25 e um prato secundário 47.

Uma face principal 49 do prato primário 45 é dotada de pelo menos uma, por exemplo, três cavidades 51, de profundidade variável que asseguram a orientação radial das esferas 25. Com vantagem, todas as cavidades 51 apresentam o mesmo perfil, ou seja, a mesma variação angular de profundidade. Com vantagem, as cavidades 51 têm um perfil obliquamente simétrico em relação a uma linha mediana 53 que corresponde à profundidade máxima. Assim, um mesmo prato pode ser utilizado indiferentemente nas rampas que devem girar um sentido directo ou no sentido oposto em torno do eixo 35. Com vantagem, as cavidades 51 apresentam uma discontinuidade de inclinação, sendo um exemplo disso descrito na patente EPA-0633 987 acima citada. Com vantagem, o prato primário 45 é prolongado por um eixo 55 que compreende uma garganta 57 de recepção de uma junta de impermeabilidade, vantajosamente uma junta tórica, terminada por meios de acoplamento com a alavanca 23, tal como um estriado 59 da extremidade do eixo 55 e uma rosca de recepção de um parafuso de montagem. 0 prato secundário 47 compreende uma face principal 63, disposta em frente da face 49 do prato primário 45. A face 63 do prato secundário 47 compreende cavidades 65 de guiamento das esferas 25. 0 conjunto das cavidades 51 da face principal 49 do prato primário 45 e das cavidades 65 da face principal 63 do prato secundário 47 assegura o guiamento radial e angular das esferas 25. No exemplo de realização ilustrado as cavidades 65 do prato secundário 47 8 têm um perfil análogo ao das cavidades 51 do prato primário 45. A face 67 do prato secundário 47, voltado para a face principal 63 é dotada de elementos 68 (visíveis na figura 7), vantajosamente de protuberância de transmissão de força ao êmbolo 28.

Pelo menos um dos pratos primário 45 e secundário 47 compreende meios capazes de cooperar, directa ou indirectamente, com o alojamento ou com o acondicionamento da rampa de esferas de acordo com a presente invenção de modo a controlar a posição angular de pelo menos um dos dois pratos 45, 47. No exemplo preferido de realização ilustrado, o controlo da posição angular consiste numa imobilização angular do prato secundário 47. Esta imobilização é assegurada por meios dispostos no prato secundário capazes de cooperar directa ou indirectamente com meios complementares solidarizados com o alojamento da rampa, designadamente com o cilindro de uma forquilha de travões. 0 prato secundário 47 da figura 2 é dotado de pelo menos de um pino 69 que, com vantagem, tem um perfil rectangular ou sensivelmente rectangular. Vantajosamente, o número de pinos 69 é igual ao número de cavidades 65. Por exemplo, o prato secundário 47 da figura 2 é dotado de três pinos, vantajosamente cada um disposto no prolongamento radialmente externo do eixo 71 de uma das cavidades 65. Os pinos 69 são susceptíveis de deslizar em gargantas longitudinais de perfil complementar praticadas na face interna da parede do alojamento de recepção da rampa 43, tipicamente de um cilindro de forquilha de travão. A execução de uma pluralidade de pinos 69 permite, por um lado, repartir os esforços e, por outro lado, melhora a translação do prato secundário 47 no seu alojamento na 9 medida em que se evita que um único pino 69 constitua o ponto de articulação do prato 47.

Com vantagem, os pinos 69 têm a mesma espessura ou sensivelmente a mesma espessura que o prato secundário 47, estando as suas faces anteriores dispostas no mesmo plano que a face principal 63 do prato secundário 47, enquanto que as suas faces posteriores estão dispostas no mesmo plano que a face posterior 67 do prato 47. É claro que a presente invenção não está limitada a realização de pinos 69, mas estende-se igualmente a outros modos de realização dos meios de imobilização angular do prato secundário 47. Um exemplo que realiza gargantas longitudinais 73 é ilustrado na figura 3. Vantajosamente, as gargantas 73 são dispostas entre as cavidades 65. Por exemplo, uma linha mediana 76 de uma garganta 73 é disposta sobre a bissectriz de duas linhas medianas 71 de duas cavidades 65 consecutivas.

Vantajosamente o prato secundário 47 é feito num material duro, tal como material cozido ou, com vantagem, aço, por exemplo, de tipo 16 NC6 a 20 NC6, vantajosamente com um tratamento de superfície para aumentar, por exemplo, a dureza. As forquilhas de travão e, designadamente o cilindro 5 do pistão 9 é habitualmente fabricado em materiais macios, tais como ligas leves, designadamente misturas de alumínio, por exemplo AS7G06. Assim, pode mostrar-se vantajoso interpor uma peça ou um revestimento intermédio entre os meios de bloqueio em rotação do prato secundário 47, designadamente os pinos 69 ou as gargantas 73 e os meios complementares do cilindro 5. 10

Nas figuras 4 a 6 pode ver-se o exemplo de realização preferido de uma manga 75 feita num material resistente, designadamente chapa de aço, interposta entre os pinos 69 do prato secundário 47 e as gargantas de recepção praticadas na parede do cilindro 5. Com vantagem, a manga 75 forma uma caixa de um dispositivo de correcção de folga automático do êmbolo do pistão 9, tal como ilustrado na figura 7. Um dispositivo de correcção de folga análogo no qual um pino levado por um parafuso assegura a imobilização em rotação do prato secundário da rampa de esferas é descrito na patente francesa 95 13630 publicada sob o número FR-A-2 741 412. A manga 75 das figuras 4 a 7 compreende, como a manga de tipo conhecido, uma primeira zona 77 que tem um primeiro diâmetro, assim como uma segunda zona 79 que tem um segundo diâmetro maior que o referido primeiro diâmetro. A rampa de esferas de acordo com a presente invenção é alojada na zona 79 que tem o diâmetro maior. Assim, esta zona compreende elementos de protecção 81 que fazem reservas 83 de recepção dos pinos 69. Com vantagem, as mangas 75 são formadas por deformação de uma chapa metálica, vantajosamente em aço. Assim, é vantajoso efectuar, antes da deformação, cortes 85 que permitem deformar a chapa das paredes da manga 75 sem estar a alterar significativamente a espessura. Resulta dai que os elementos de protecção 81 apenas parcialmente abrangem os pinos 69.

Como se pode ver na figura 7, o cilindro 87 da forquilha de travão 89 de acordo com a presente invenção comporta uma zona 91 disposta em frente da zona de recepção do pistão 9 em relação à abertura do cilindro. A zona 91 recebe a zona 79 de maior diâmetro da manga 75 e é dotada 11 de gargantas axiais de recepção dos elementos de protecção 81 que asseguram assim a imobilização em rotação do prato secundário 47 da rampa de esferas de acordo com a presente invenção. É claro que a presente invenção de modo algum está limitada à realização do prato 47 dotado de pinos 69 e que, no caso de uma realização de um prato secundário dotado de outros meios de imobilização em rotação como, por exemplo, gargantas 73, a zona correspondente 91 do cilindro 89 da forquilha de acordo com a presente invenção compreende meios adaptados. No caso de um prato secundário 47, dotado de gargantas longitudinais 73, a zona 91 do cilindro 89, por exemplo, é dotada de nervuras de guiamento das gargantas 73.

Com vantagem, o dispositivo de travagem de acordo com a presente invenção compreende um êmbolo 28 do pistão 9 de correcção de folga resultante do desgaste dos órgãos de atrito análogos ao êmbolo 28 da figura 1. 0 êmbolo 28 compreende, por exemplo, uma porca alongada 93 e um parafuso 95 engatado na porca alongada 93. Uma cabeça 97 do parafuso 95 apresenta uma saliência cónica susceptivel de se apoiar contra uma superfície cónica interna do pistão 9. A porca alongada 93 e o parafuso 95 são solicitados por uma força elástica de uma mola de chamada 99 num sentido próprio a desaparafusá-los um do outro e a aumentar relativamente o comprimento do êmbolo 28 que constituem em conjunto, para permitir, aquando do aumento da pressão do líquido de travão, uma rotação do parafuso 95 até à posição onde a saliência cónica da cabeça 97 do parafuso 95 se encontra bloqueada em rotação na superfície interna do pistão 9. Com vantagem, a esfera 43 é imobilizada em 12 rotação pelo prato secundário 47 da rampa de esferas 43, sendo ela própria imobilizada obliquamente no cilindro 5. A manga 75 disposta no cilindro 5 forma uma caixa que recebe a mola de pré-tensão 99, a porca alongada 93 e a rampa de esferas 43.

Esta manga 75 é imobilizada no cilindro 5, tanto em rotação, como em translação. Resulta daí que esta manga não provoca desgaste do cilindro que ela protege contra a acção abrasiva do prato secundário 47 imobilizado obliquamente, mas susceptível, sob comando mecânico, de se deslocar em translação segundo o eixo 35. Na medida em que a manga 75 é feita num material duro, o seu desgaste pelo prato secundário 47 é negligenciável.

No entanto, é claro que a presente invenção não está limitada à realização de uma manga de protecção, mas estende-se igualmente aos cilindros em material duro ou material macio, designadamente em mistura de alumínio não protegida, aos cilindros de material macio que compreendem um tratamento global ou local do material, como, por exemplo, um depósito electrolítico de material duro, designadamente ao nível das gargantas de recepção dos pinos ou das nervuras que penetram nas gargantas 73, assim como ao cilindro que compreende peças de protecção específicas não associadas às mangas que formam uma cassete de recepção do êmbolo 28. A presente invenção aplica-se, designadamente às indústrias mecânicas. A presente invenção aplica-se principalmente à indústria automóvel.

Lisboa, 16 de Maio de 2007

Claims (10)

1 REIVINDICAÇÕES 1. Rampa de esferas que comporta um primeiro prato primário (45) que compreende meios (55) de arrastamento em rotação, pelo menos uma esfera (25) e um segundo prato secundário (47), tendo o prato primário (45) e/ou o prato secundário (47) que comporta pelo menos uma cavidade de guiamento (51, 65) escavada pelo menos num destes pratos (45, 47), uma profundidade variável obliquamente, que assegura o guiamento radial de uma esfera (25) de maneira a fazer variar a distância relativa entre os dois pratos (45, 47) apoiando-se sobre a esfera (25) aquando da sua rotação relativa, caracterizada por um dos dois pratos (45, 47) compreender meios (69, 73), de imobilização angular do prato (45, 47), capazes de cooperar directa ou indirectamente com um alojamento (89, 91) de recepção da rampa e por compreender, além disso, uma peça intermédia radialmente externa (75) susceptivel de ser interposta entre os referidos meios (69, 73) de imobilização angular do prato (45, 47) e meios complementares (5) solidarizados com o alojamento (89,91) de recepção da rampa e que permite o deslizamento longitudinal de um dos dois pratos (45, 47) da rampa no interior da peça intermédia (75) e por a peça intermédia (75) ser um manga que forma uma cassete de um êmbolo de correcção de folga automático.

2. Rampa de acordo com a reivindicação 1, caracterizada por os referidos meios de imobilização angular do prato (45, 47) capazes de cooperar com o alojamento (89, 91) de recepção da rampa estarem dispostos de maneira radialmente externa em relação a um dos referidos pratos (45, 47) da rampa. 2

3. Rampa de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizada por os referidos meios de imobilização angular do prato (45, 47) capazes de cooperar com o alojamento da rampa estarem dispostos sobre o prato secundário (47) .

4. Rampa de acordo com qualquer das reivindicações anteriores, caracterizada por os referidos meios (69) de imobilização angular do prato (45, 47) capazes de cooperar com o alojamento da rampa formarem elementos machos (69).

5. Rampa de acordo com qualquer das reivindicações anteriores, caracterizada por o prato (45, 47) ser dotado de pinos que formam os referidos meios (69, 73) de imobilização angular do prato e por a manga que forma a cassete do êmbolo de correcção de folga automático (75) ser dotada de elementos de protecção (81) que abrangem pelo menos parcialmente os referidos pinos.

6. Rampa de acordo com a reivindicação 4 ou 5, caracterizada por a peça intermédia ser feita em chapa de aço de espessura sensivelmente constante e compreender cortes (85) que permitem deformar a chapa sem alterar significativamente a espessura aquando da formação dos elementos (81) de protecção dos meios (69, 73) de imobilização angular do prato (45, 47).

7. Cilindro de travão, caracterizado por compreender pelo menos uma rampa de acordo com qualquer das reivindicações anteriores ligada a uma alavanca (23) de comando de travão de estacionamento e um pistão (9) susceptivel de ser arrastado em translação axial pelo deslizamento de um dos dois pratos (45, 47) aquando das suas rotações relativas. 3

8. Cilindro de travão de acordo com a reivindicação 7, caracterizado por compreender gargantas longitudinais capazes de cooperar com os referidos meios (69) de imobilização angular do prato (45, 47) .

9. Cilindro de travão de acordo com a reivindicação 7, caracterizado por ser feito em liga leve, por a parede do cilindro (5) ser dotada de gargantas axiais de recepção dos meios (69, 73) de imobilização angular do prato e por a manga (95) compreender meios (81) de protecção que penetram nas referidas gargantas axiais do cilindro (5) interpondo-se entre as referidas gargantas e os referidos meios (69, 73) de imobilização angular do prato montado em translação na referida manga.

10. Cilindro de travão de acordo com a reivindicação 8 ou 9, caracterizado por a manga (75) formar uma cassete de um êmbolo de correcção de folga automático, sendo a referida manga imobilizada em rotação e translação no interior do cilindro e por um dos pratos (45, 47) ser imobilizado angularmente pelos referidos meios (69) de imobilização angular do prato (45, 47) na manga (75) sendo tudo montado em deslizamento longitudinal na referida manga (75). Lisboa, 16 de Maio de 2007