SISTEMA DE FRENADO HIDROSTATICO.

Un sistema de frenado (1), que comprende:

un engranaje de corona circular (3) que contiene un fluido en su interior;



al menos un engranaje planetario (4), dispuesto dentro del engranaje de corona circular y engranado de forma rotatoria con él;

caracterizado porque comprende así mismo:

un divisor (12) dispuesto dentro del engranaje de corona circular para crear al menos un compartimento interno (14), en el que el engranaje planetario está dispuesto dentro del compartimento, y

al menos un canal (8) dispuesto dentro del divisor; y

un medio (10) para restringir el flujo de fluido a través del canal para controlar el movimiento rotacional relativo entre el engranaje planetario y el engranaje de corona circular

Tipo: Patente Europea. Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: E07115671.

Solicitante: TECHNOLOGY FROM IDEAS.

Nacionalidad solicitante: Irlanda.

Dirección: 22 CANAL WALK PARK WEST,DUBLIN 12.

Inventor/es: EL-ZEIN,ALI.

Fecha de Publicación: .

Fecha Solicitud PCT: 4 de Septiembre de 2007.

Fecha Concesión Europea: 2 de Diciembre de 2009.

Clasificación Internacional de Patentes:

  • B60T10/04 SECCION B — TECNICAS INDUSTRIALES DIVERSAS; TRANSPORTES.B60 VEHICULOS EN GENERAL.B60T SISTEMAS DE CONTROL DE FRENOS PARA VEHICULOS O PARTES DE ESOS SISTEMAS; SISTEMAS DE CONTROL DE FRENOS O PARTES DE ESOS SISTEMAS, EN GENERAL (control de sistemas de frenado electrodinámico   B60L 7/00; control conjugado de frenos y otras unidades de accionamiento de vehículos B60W ); DISPOSICION DE ELEMENTOS DE FRENADO DE VEHICULOS EN GENERAL; DISPOSITIVOS PORTATILES PARA EVITAR EL MOVIMIENTO INDESEADO DE VEHICULOS; MODIFICACIONES REALIZADAS EN VEHICULOS PARA FACILITAR LA REFRIGERACION DE LOS FRENOS. › B60T 10/00 Control o regulación de ralentizadores que utilizan un fluido o un agente pulverulento, p. ej. para utilizarse en el descenso de una pendiente larga. › con freno hidrostático.
  • F16D57/06 SECCION F — MECANICA; ILUMINACION; CALEFACCION; ARMAMENTO; VOLADURA.F16 ELEMENTOS O CONJUNTOS DE TECNOLOGIA; MEDIDAS GENERALES PARA ASEGURAR EL BUEN FUNCIONAMIENTO DE LAS MAQUINAS O INSTALACIONES; AISLAMIENTO TERMICO EN GENERAL.F16D ACOPLAMIENTOS PARA LA TRANSMISION DE MOVIMIENTOS DE ROTACION (transmisión para transmitir la rotación F16H, p. ej. transmisiones por fluidos F16H 39/00 - F16H 47/00 ); EMBRAGUES (embragues dinamo-eléctricos H02K 49/00; embragues que utilizan atracción electrostática H02N 13/00 ); FRENOS (sistemas de frenado electrodinámicos para vehículos, en general B60L 7/00; frenos dinamoeléctricos H02K 49/00). › F16D 57/00 Frenos con resistencia a líquidos; Frenos con resistencia al aire. › implicando una bomba de circulación de fluido, obteniéndose el frenado por estrangulación de la circulación.

Clasificación PCT:

  • B60T10/04 B60T 10/00 […] › con freno hidrostático.
  • F16D57/06 F16D 57/00 […] › implicando una bomba de circulación de fluido, obteniéndose el frenado por estrangulación de la circulación.

Países PCT: Austria, Bélgica, Suiza, Alemania, Dinamarca, España, Francia, Reino Unido, Grecia, Italia, Liechtensein, Luxemburgo, Países Bajos, Suecia, Mónaco, Portugal, Irlanda, Eslovenia, Finlandia, Rumania, Chipre, Lituania, Letonia, Ex República Yugoslava de Macedonia, Albania.

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SISTEMA DE FRENADO HIDROSTATICO.

Fragmento de la descripción:

Sistema de frenado hidrostático.

Campo de la invención

La presente invención se refiere al campo de los sistemas de frenado y, en particular, al de los sistemas de frenado de resistencia de líquido.

Antecedentes de la invención

Los sistemas de frenado son empleados en muchas áreas tecnológicas, incluyendo vehículos de motor y diversos tipos de maquinaria. Los frenos de fricción, como por ejemplo los frenos de tambor o los frenos de disco, son habitualmente utilizados para ralentizar y detener los árboles rotatorios de los vehículos y de la maquinaria. Sin embargo, existen ciertas desventajas asociadas con el frenado de fricción. Una desventaja específica es el desgaste de las pastillas o zapatas de freno y de los discos, que contactan para ralentizar el movimiento rotatorio del árbol por fricción. Una desventaja adicional es la generación de calor generada por la fricción y, así mismo, la necesidad de suprimir ese calor para evitar la deformación.

Así mismo, son conocidos otros tipos distintos de sistemas de frenado. Un tipo de sistema de frenado que no se basa en la fricción es un freno de resistencia de líquido. Este tipo de freno puede basarse en una o más bombas de engranajes. Una simple bomba de engranajes 100 se muestra en la Figura 1 de los dibujos que se acompañan. La bomba de engranajes comprende un engranaje accionador 102 y un engranaje intermedio 104 dispuesto dentro de una carcasa 101. La rotación del engranaje accionador 102 mediante el árbol 103 provoca que el engranaje 104 rote. Cuando los engranajes 102, 104 rotan se separan en el lado de entrada 105 de la bomba 100. Esto crea un área de baja presión en el lado de entrada 105, aspirando de esta forma el fluido hasta el interior de la bomba. El fluido es conducido por los engranajes 102, 104 (dentro de los pequeños volúmenes 107) hasta el lado de salida 106, donde la conexión de los engranajes desplaza el fluido. Típicamente, los huelgos mecánicos de las bombas de engranaje son pequeños para evitar las fugas de fluido hacia atrás.

Los frenos de resistencia de líquido utilizan el principio básico de una bomba de engranaje pero con la entrada y la salida conectadas conjuntamente mediante una válvula. Aunque la válvula permanece abierta, el árbol puede girar libremente, bombeando fluido alrededor del sistema. Una vez que la válvula se cierra, la presión del fluido incrementa y restringe la rotación de los engranajes y, por tanto, del árbol.

Debido a su funcionamiento sin fricción, los frenos de resistencia de líquido son especialmente adecuados en aplicaciones en las que los costes de mantenimiento de sustitución de las pastillas de freno gastadas son elevados o en aquellos supuestos en los que un desgaste fuerte y constante convierte el funcionamiento las pastillas de freno en demasiado costoso (como por ejemplo en vehículos de gran tamaño como los camiones de minería). El funcionamiento sin fricción se utiliza así mismo en aplicaciones en las que la generación de calor o la distorsión del material constituye un problema (como por ejemplo en aplicaciones de microfrenado o en entornos de explosivos). Los frenos de resistencia de líquido son también apropiados en aplicaciones de frenado regenerativas, en las que el exceso de energía generada durante el frenado puede ser capado y reaplicado a una tarea alternativa (como por ejemplo en sistemas de frenado regenerativos utilizados en sistemas de carril ligero y coches de Fórmula Uno de última generación).

Un ejemplo de este tipo de freno se describe en la Patente estadounidense No. 5,558,187. El aparato comprende un cárter hermético a los fluidos en la cual está dispuesto un engranaje de conexión rotacional con un árbol que incorpora una porción del mismo exteriormente accesible que puede conectarse de forma rotatoria con un árbol. Una pluralidad de compartimentos están conformados con el cárter y los compartimentos están en comunicación de fluido unos con otros mediante unas válvulas que pueden abrirse y cerrarse. El cárter está prácticamente lleno de un fluido que puede fluir a través de las válvulas en relación directa con la apertura de las válvulas. El aparato comprende así mismo una pluralidad de engranajes divisores de los compartimentos conectados de forma rotatoria con el engranaje rotacional del árbol y que está situado en cooperación con las paredes de los compartimentos para crear unas juntas restrictoras entre los compartimentos. Cuando las válvulas se cierran, el flujo de fluido entre los compartimentos se retrasa y la presión del fluido se incrementa. La presión incrementada del fluido ralentiza los engranajes lo cual, a su vez, ralentiza el árbol de rotación conectado con el engranaje de conexión rotacional, reduciendo de forma simultánea la presión del fluido.

Una desventaja de este sistema es que el freno tendrá un diámetro sustancialmente mayor que el árbol, lo que se traduce en la necesidad de un espacio adicional y en un coste adicional en términos de componentes.

La Patente estadounidense No. 2,758,573 divulga una unidad hidráulica tipo engranaje que emplea un miembro anular dentado por dentro en combinación con un miembro interior dentado por fuera engranado con los dientes del miembro anular.

Resulta deseable contar con un sistema de frenado de resistencia de líquido que proporcione un rendimiento mejorado con respecto a los frenos conocidos de este tipo.

Sumario de la invención

De acuerdo con un primer aspecto de la invención, se proporciona un sistema de frenado que comprende:

quadun engranaje de corona circular que contiene en el interior un fluido; quadal menos un engranaje planetario, dispuesto dentro del engranaje de corona circular y en contacto rotatorio con él;

caracterizado porque comprende así mismo:

quadun divisor dispuesto dentro del engranaje de corona circular para crear al menos un compartimento interno, en el que el engranaje planetario está dispuesto dentro del compartimento; y quadal menos un canal dispuesto en el divisor; y quadun medio para restringir el flujo de fluido a través del canal para controlar el movimiento rotacional relativo entre el engranaje planetario y el engranaje de corona circular.

El medio para controlar el medio de fluido dentro del sistema puede comprender una válvula, en el que la válvula puede cerrarse para restringir el flujo de fluido dentro del sistema, restringiendo de esta forma el movimiento rotacional relativo restringido entre los engranajes planetarios y el engranaje de corona circular.

La válvula puede estar dispuesta entre dos lados de un engranaje planetario, o entre un par de engranajes.

El o cada engranaje planetario puede estar dispuesto dentro de un compartimento para dividir el compartimento en al menos dos porciones. Al menos un canal puede estar dispuesto dentro del divisor, en el que el o cada canal está dispuesto entre una primera porción del compartimento y una segunda porción del compartimento. El fluido puede fluir a través del canal. Una válvula puede estar dispuesta en el o en cada canal, en el que la válvula puede cerrarse para restringir el flujo de fluido dentro del sistema, restringiendo de esta forma el movimiento rotacional relativo entre los engranajes planetarios y el engranaje de corona circular.

El sistema de frenado puede comprender un par de placas de cubierta, las cuales, junto con el engranaje de corona circular, proporcionan un cárter del sistema de frenado. El cárter es, de modo preferente, estanco a los fluidos. Una placa puede estar conectada al engranaje de corona circular y la otra placa al divisor y/o al eje central del o de cada engranaje planetario. De esta forma, el eje central del o de cada engranaje planetario puede estar fijado con respecto al divisor. Como alternativa, los engranajes planetarios pueden extenderse a través de una de las placas para su conexión directa con un elemento al cual va a aplicarse el frenado. Las placas de cubierta pueden ser rotatorias unas respecto a otras.

El o cada engranaje planetario puede estar dispuesto dentro de un compartimento, de tal manera que esté sustancialmente al nivel de la pared del compartimento en al menos un punto, dividiendo de esta forma el compartimento en al menos dos porciones.

 


Reivindicaciones:

1. Un sistema de frenado (1), que comprende:

quadun engranaje de corona circular (3) que contiene un fluido en su interior; quadal menos un engranaje planetario (4), dispuesto dentro del engranaje de corona circular y engranado de forma rotatoria con él;

caracterizado porque comprende así mismo:

quadun divisor (12) dispuesto dentro del engranaje de corona circular para crear al menos un compartimento interno (14), en el que el engranaje planetario está dispuesto dentro del compartimento, y quadal menos un canal (8) dispuesto dentro del divisor; y quadun medio (10) para restringir el flujo de fluido a través del canal para controlar el movimiento rotacional relativo entre el engranaje planetario y el engranaje de corona circular.

2. Un sistema de frenado de acuerdo con la reivindicación 1, en el que el medio para controlar el flujo de fluido dentro del sistema comprende una válvula (10), en el que la válvula puede cerrarse para restringir el flujo de fluido dentro del sistema, restringiendo de esta forma el movimiento rotacional relativo entre los engranajes planetarios y el engranaje de corona circular.

3. Un sistema de frenado de acuerdo con las reivindicaciones 1 o 2, que comprende así mismo un par de placas de cubierta, en el que las placas de cubierta y el engranaje de corona circular proporcionan conjuntamente un cárter del sistema de frenado.

4. Un sistema de frenado de acuerdo con cualquier reivindicación precedente, en el que:

quadel al menos un engranaje planetario (4) está dispuesto dentro del compartimento para dividir el compartimento en al menos dos porciones (11, 13); quadel o cada canal (8) está dispuesto entre una primera porción (11) del compartimento y una segunda porción (14) del compartimento; y quadel fluido puede fluir a través del canal (8); y comprende así mismo una válvula (10) dispuesta en el o en cada canal, en el que la válvula puede cerrarse para restringir el flujo de fluido a través del canal, restringiendo de esta forma el movimiento rotacional relativo entre los engranajes planetarios y el engranaje de corona circular.

5. Un sistema de frenado de acuerdo con las reivindicaciones 3 o 4, en el que la o cada válvula (10) está dispuesta entre dos lados de un engranaje planetario, o entre un par de engranajes planetarios.

6. Un sistema de frenado de acuerdo con las reivindicaciones 4 o 5, en el que una placa de cubierta está conectada al engranaje de corona circular y la otra placa de cubierta está conectada al divisor (12) y/o al eje central del o de cada engranaje planetario (4).

7. Un sistema de frenado de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 4 a 6, en el que el o cada canal (8) está dispuesto entre dos porciones (11, 13) de un solo compartimento (14).

8. Un sistema de frenado de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 4 a 6, en el que el o cada canal está dispuesto entre una porción de un primer compartimento (14a) y una porción de un segundo compartimento (14b).

9. Un sistema de frenado de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, en el que el o cada engranaje planetario (4) está dispuesto dentro de un compartimento (14) de manera que esté sustancialmente al mismo nivel que la pared del compartimento en al menos un punto, dividiendo de esta forma el compartimento en al menos dos porciones.

10. Un sistema de frenado de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9, que comprende una pluralidad de engranajes planetarios (4), cada uno dispuesto dentro del engranaje de corona circular (3) y engranado de forma rotatoria con él, y una correspondiente pluralidad de canales (8).

11. Un sistema de frenado de acuerdo con la reivindicación 8, en el que cada canal (8) está dispuesto entre un par de engranajes planetarios (4).

12. Un sistema de frenado de acuerdo con cualquier reivindicación precedente, que comprende así mismo unos medios para retirar o insertar fluido para controlar la presión de fluido dentro del cárter para su uso en el frenado regenerativo.

13. Un sistema de frenado de acuerdo con cualquier reivindicación precedente, que comprende así mismo un sistema de frenado secundario para aplicar una fuerza de frenado directamente sobre el engranaje de corona circular o sobre una de las placas de cubierta.

14. Un árbol que comprende un sistema de frenado de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones precedentes.


 

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