FRENO DE CUÑA.

Instalación de freno con un bloque de freno (11) que puede ser activado por medio de un mecanismo de cuña (2;

18), en la que

a) el mecanismo de cuña tiene un primero y un segundo cuerpo de cuña (3, 4; 19, 20), respectivamente, con al menos una superficie de apoyo (10, 12) biselada en forma de cuña y las superficies de apoyo (10, 12) del primero y del segundo cuerpo de cuña (3, 4; 19, 20) están colocadas opuestas entre sí,

b) el bloque de freno (11) está colocado en un lado del primer cuerpo de cuña (4; 20), que está alejado de la superficie de apoyo (12), bajo la configuración de una unión rígida,

c) el primer cuerpo de cuña (4; 20) se puede mover en vaivén en una dirección longitudinal (13, 22, 23) con relación al segundo cuerpo de cuña (3; 19), de manera que el bloque de freno (11) se mueve en virtud de la acción de cuña de las superficies de apoyo (10, 12) biseladas en una dirección transversal (14; 24), perpendicular a la dirección longitudinal (13; 22, 23), sobre un elemento (7) a frenar o bien fuera de un elemento (7) a frenar,

caracterizada porque

d) para el movimiento de vaivén del primer cuerpo de cuña (4; 20) en la dirección longitudinal (13; 22, 23) está previsto al menos un actuador lineal (16, 17) libre de movimiento giratorio, conectado mecánicamente con el primer cuerpo de cuña (4; 20)

Freno de cuña.

La invención se refiere a una instalación de freno con un tazo de freno que puede ser activado por medio de un mecanismo de cuña, en la que el mecanismo de cuña tiene un primero y un segundo cuerpo de cuña, respectivamente, con al menos una superficie de apoyo biselada en forma de cuña y las superficies de apoyo del primero y del segundo cuerpo de cuña están colocadas opuestas entre sí, el bloque de freno está colocado en un lado del primer cuerpo de cuña, que está alejado de la superficie de apoyo, bajo la configuración de una unión rígida y el primer cuerpo de cuña se puede mover en vaivén en una dirección longitudinal con relación al segundo cuerpo de cuña, de manera que el bloque de freno se mueve en virtud de la acción de cuña de las superficies de apoyo biseladas en una dirección transversal, perpendicular a la dirección longitudinal, sobre un elemento a frenar o bien fuera de un elemento a frenar.

Una instalación de freno de este tipo conocida, por ejemplo, a partir del documento DE 198 19 564 A1 está prevista especialmente para el empleo en automóviles o en la técnica de accionamiento industrial. El bloque de freno puede presionarse en virtud de la acción de cuña con un gasto de fuerza sólo reducido contra el elemento a frenar, por ejemplo un disco de freno. Una parte de la fuerza de presión (= fuerza de freno) entre el bloque de freno y el disco de freno se obtiene en virtud de la acción de cuña a partir del movimiento del disco de freno. Se produce muy rápidamente una amplificación automática favorable de la acción de freno, de manera que se puede conseguir con poco gasto una fuerza de frenado muy alta.

El documento DE 103 07 224 A1 describe un servo freno, en el que se introduce una fuerza de frenado en una corredera en forma de cuña, que desvía la fuerza introducida sobre chaflanes y finalmente, apoyada por la fuerza de presión de un muelle de freno, presiona las mordazas de freno de un freno de fricción contra un cuerpo de freno a frenar.

El documento DE 103 28 242 A1 describe un freno de cuña para automóviles, en el que un primer cuerpo de cuña está conectado fijamente con una guarnición de freno o bloque de freno. Frente al bloque de freno está dispuesta una masa a frenar. Dentro del bloque de freno está dispuesta una pieza adicional desplazable en dirección transversal, que se puede llevar por medio de un piezo elemento a unión por fricción con la masa a frenar. En virtud de la unión por fricción, el disco de freno, por ejemplo, giratorio arrastra el bloque de freno y el primer cuerpo de cuña, de manera que en virtud de contra apoyo en forma de cuña, en el que se apoya el bloque de freno en unión positiva, se produce una amplificación automática. El piezo elemento inicia el movimiento en dirección transversal.

El documento EP 1 650 463 A1 describe un dispositivo de freno con un músculo artificial, en el que el músculo artificial está constituido, por ejemplo, de un material con memoria de forma.

En los dispositivos de freno conocidos, para el movimiento de vaivén del primer cuerpo de cuña se emplea al menos un motor eléctrico en conexión con un engranaje (helicoidal). Este último convierte el movimiento de rotación del motor eléctrico en el movimiento lineal necesario para la consecución de la acción de fuerza de freno. Esto es costoso.

El cometido de la invención consiste, por lo tanto, en indicar una instalación de freno del tipo designado al principio, en la que los cuerpos de cuña se pueden mover relativamente entre sí con medios sencillos.

Este cometido se soluciona por medio de las características de la reivindicación independiente 1 de la patente. La instalación de freno de acuerdo con la invención se caracteriza porque para el movimiento de vaivén del primer cuerpo de cuña en la dirección longitudinal está previsto al menos un actuador lineal libre de movimiento giratorio, conectado mecánicamente con el primer cuerpo de cuña.

El actuador lineal libre de movimiento giratorio previsto de acuerdo con la invención sustituye, por lo tanto, a la combinación del motor eléctrico con árbol giratorio y el engranaje (helicoidal). El actuador lineal proporciona directamente por sí mismo el movimiento longitudinal o lineal que es necesario para la activación de la instalación de freno, de manera que se suprime una conversión del movimiento desde un movimiento de rotación en un movimiento lineal. De esta manera, se simplifica la estructura en una medida considerable. La instalación de freno de acuerdo con la invención no requiere una mecánica costosa, que era necesaria hasta ahora especialmente para el engranaje. Se emplean menos piezas móviles mecánicamente, de manera que se reducen la incidencia de la contaminación y el desgaste. La instalación de freno está esencialmente libre de mantenimiento. Además, se reducen el volumen de construcción y el peso.

Para la realización del actuador lineal se puede recurrir a una serie de formas de realización técnicas establecidas y disponibles. La configuración exacta del actuador lineal se ajusta a los requerimientos del caso individual respectivo, como por ejemplo al recorrido de ajuste necesario, a la velocidad de ajuste y/o a las fuerzas de ajuste necesarias.

Las configuraciones ventajosas de la instalación de freno de acuerdo con la invención se deducen a partir de las características de las reivindicaciones dependientes de la reivindicación 1.

Es favorable una variante, en la que el actuador lineal está realizado como piezo accionamiento. De esta manera, se pueden conseguir tiempos de reacción rápidos y también fuerzas de accionamiento grandes.

De acuerdo con otra variante preferida, el actuador lineal está realizado como accionamiento que se basa en un polímero electroactivo (EAP). Esto permite la realización de trayectos de desplazamiento grandes.

Con preferencia, el actuador lineal puede estar realizado, además, como accionamiento que se basa en una aleación de memoria de forma (Shape Memory Alloy = SMA). En particular, en este caso se puede tratar también de una aleación de memoria de forma magnética (Magnetic Shape Memory = MSM).

En otra configuración favorable, el actuador lineal está realizado como accionamiento electromagnético lineal. En este caso, se trata de un tipo de accionamiento establecido y bien probado.

Otras características, ventajas y detalles de la invención se deducen a partir de la descripción siguiente de ejemplos de realización con la ayuda del dibujo. En este caso:

Las figuras 1 y 2 muestran un ejemplo de realización representado de forma esquemática de una instalación de freno con un mecanismo de cuña en posición liberada y en posición de freno, y

La figura 3 muestra oro ejemplo de realización de una instalación de freno configurada con un mecanismo de cuña utilizando actuadores lineales libres de movimiento giratorio.

Las partes correspondientes entre sí se proveen en las figuras 1 a 3 con los mismos signos de referencia.

En las figuras 1 y 2 se muestra un ejemplo de realización de una instalación de freno 1. Está equipada con un mecanismo de cuña 2. A partir de la representación de principio según la figura 1 se deduce el modo de actuación de principio de n freno de cuña de este tipo.

El mecanismo de cuña 2 comprende dos cuerpos de cuña 3 y 4, de los cuales el cuerpo de cuña 3 está configurado como pinza de freno, que rodea con sus dos brazos de pinza 5 y 6 el disco de freno 7. En su extremo dirigido hacia el disco de freno 7, el brazo de la pinza 5 está provisto con un bloque de freno 8. El otro brazo de la pinza 6desemboca en una sección de cuña 9 con una superficie de apoyo 10 biselada dirigida hacia el disco de freno 7.

El segundo cuerpo de cuña 4 está dispuesto en el espacio intermedio entre el disco de freno 7 y la superficie de apoyo 10. En su lado dirigido hacia el disco de freno 7, está provisto con un bloque de freno 11. En el lado trasero alejado de allí, el cuerpo de cuña 4 tiene un perfil dorsal en forma de cuña con una superficie de apoyo 12 igualmente biselada. Las superficies de apoyo 10 y 12 están colocadas opuestas entre sí. En el ejemplo de realización de acuerdo con las figuras 1 y 2, se apoyan incluso directamente entre sí. Forman, respectivamente, un plano inclinado con ángulo de inclinación igual en cuanto al valor absoluto, pero orientado opuesto.

En el estado no frenado de acuerdo con la figura 1, los bloques de freno 8 y 11 no entran en contacto...

1. Instalación de freno con un bloque de freno (11) que puede ser activado por medio de un mecanismo de cuña (2; 18), en la que

caracterizada porque

2. Instalación de freno de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizada porque el actuador lineal está realizado como piezo accionamiento (16, 17).

3. Instalación de freno de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizada porque el actuador lineal (16, 17) está realizado como accionamiento que se basa en un polímero electroactivo.

4. Instalación de freno de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizada porque el actuador lineal (16, 17) está realizado como accionamiento basado en una aleación de memoria de forma especialmente magnética.

5. Instalación de freno de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizada porque el actuador lineal (16, 17) está realizado como accionamiento electromagnético lineal.