Dispositivo de frenado.

Dispositivo (1) de frenado que comprende un eje de transmisión (2),

un elemento impulsor (5) solidario al eje de transmisión (2), un calderín (11) coaxial al eje de transmisión (2) que comprende a su vez dos cilindros coaxiales (34, 12), un cilindro de guiado (18) alineado con el cilindro de compresión (12), un pistón (16) en el interior del cilindro de guiado (18) y un fluido de frenado. De manera que el fluido de frenado circula, impulsado por el elemento impulsor (5), en una cámara estanca de recirculación (14). El pistón (16) se desplaza hacia el cilindro de compresión (12), dificultando la circulación del fluido de frenado por la cámara estanca de recirculación (14), impidiendo así el giro del elemento impulsor (5) y obteniendo el frenado del eje de transmisión (2) en su movimiento de giro.

Objeto de la invención

La presente invención se refiere a un dispositivo de frenado universal, que mantiene la estabilidad térmica y en el que las partes móviles sometidas a desgaste se reducen, por lo que no contamina el medioambiente. Es de aplicación en la industria, especialmente de la automoción.

Problema técnico a resolver y antecedentes de la invención

En el estado de técnica se conocen diversos sistemas para obtener el frenado de un vehículo, en los que intervienen sistemas mecánicos o hidráulicos que ejercen presión sobre un elemento que realiza el frenado de las ruedas del vehículo.

Es esencial en un vehículo poder realizar la detención del mismo en condiciones de seguridad, para ello los vehículos cuentan con sistemas de frenado más o menos complejos.

Entre los sistemas de frenado se encuentra el sistema de freno de tambor en el que unas zapatas situadas en el interior de un tambor solidario a una rueda, realizan presión contra el tambor, de manera que por rozamiento entre las zapatas y el tambor se logra la detención de la rueda, este sistema presenta el problema de la disipación del calor generado en el interior del tambor por el rozamiento y el súbito bloqueo de la rueda.

Entre los sistemas de frenado también se encuentra el sistema de freno de disco en el que mediante un sistema hidráulico se transmite la presión ejercida por el conductor del vehículo en un pedal de freno a unas pastillas que se presionan contra un disco solidario a la rueda del vehículo, de manera que por rozamiento de las pastillas contra el disco se logra la detención de la citada rueda.

En ambos sistemas el calor generado por la acción de frenado, influyen notablemente en la regularidad y eficacia de frenado, tanto más cuanto más se le exige. Los sistemas de frenado actualmente empleados presentan varios problemas:

- las piezas que forman estos dispositivos, por el uso de los mismos, están sometidas a un desgaste, lo

que provoca pérdida de prestaciones y que obliga a la sustitución de dichas piezas cada cierto tiempo, lo

que genera tiempo de mantenimiento;

- el condicionamiento de la efectividad y potencia de frenado reside en el sobredimensionamiento de su

tamaño y la utilización de materiales más resistentes, ello, junto al mantenimiento, supone un sobrecoste

para el usuario.

- los elementos de frenado son específicos para cada vehículo, siendo necesario disponer de un abanico

de elementos que componen dichos sistemas de frenado adaptados a cada vehículo,

- además los discos y las pastillas de freno en su desgaste desprenden un polvo tóxico, que poluciona el

medio ambiente con un elemento que no es degradable.

Se busca un dispositivo de frenado que sea eficaz en cualquier condición de exigencia, universal, y que requiera menos mantenimiento que los conocidos y más barato y limpio, es decir, que no desprenda partículas al medio ambiente que lo polucionen, perjudicando la salud de las personas.

La presente invención se refiere a un dispositivo que frena un eje sometido a rotación por la acción de una fuerza exterior a éste, y que el único elemento que genera la fuerza de frenado es la interrupción del flujo de un fluido que interactúa con el elemento giratorio que es el que genera el flujo del fluido y que es solidario al eje de rotación, sustituyendo el sistema de rozamiento por uno basado en la compresión de un fluido, desapareciendo los elementos mecánicos que intervienen en el freno por rozamiento y en consecuencia su desgaste. La presente invención contempla además dos opciones para disipar el calor generado por la acción de frenado, como son: por disipación de calor por la acción de un turbo ventilador unido a los elementos sometidos a rotación, o un sistema de refrigeración por la recirculación de un líquido refrigerante, que garantizan la estabilidad térmica del sistema. Es de aplicación en múltiples campos, especialmente en la industria de automoción.

Como ya se ha comentado, el dispositivo objeto de la invención es un dispositivo universal que es aplicable a un elevado rango de automóviles, con un mismo dimensionamiento, ya que, con ese único dimensionamiento el dispositivo cubre las necesidades de frenado de un gran número de automóviles.

En el estado de la técnica se conoce el documento DE 3802665 A1, que divulga una carcasa metálica cerrada llena de aceite, que comprende unos cilindros hidráulicos opuestos, y que está provista de aletas de refrigeración, estando dicha carcasa fijada al chasis del vehículo.

Descripción de la invención

La presente invención se refiere a un sistema para lograr el frenado de un eje sometido a rotación, como la rueda de un vehículo, mediante la aplicación de presión a un sistema hidráulico sobre un elemento mecánico, que en su desplazamiento genera presión sobre un fluido que interactuando con el elemento impulsor de éste se produce directamente el frenado.

El dispositivo de frenado objeto de la invención comprende un fluido de frenado, un eje de transmisión, un elemento impulsor solidario al eje de transmisión, un calderín coaxial al eje de transmisión, un cilindro de guiado coaxial al eje de transmisión y un pistón situado en el interior del cilindro de guiado.

En el dispositivo de frenado el cilindro de guiado está alineado con el cilindro de compresión,

El calderín del dispositivo de frenado comprende un primer cilindro que forma una superficie externa del calderín, y un segundo cilindro, que forma un cilindro de compresión, siendo el primer cilindro y el cilindro de compresión coaxiales respecto al eje de transmisión.

En el dispositivo de frenado el fluido de frenado circula empujado por el elemento impulsor en un movimiento de rotación, por una cámara estanca de recirculación que se crea tanto por el interior y alrededor del cilindro de compresión, como por el interior del primer cilindro, tal que el pistón se desplaza por el interior del cilindro de guiado hacia el cilindro de compresión, impidiendo parcial o totalmente la circulación del fluido de frenado por la cámara estanca de recirculación, dificultando de esta manera el giro del elemento impulsor solidario al eje de transmisión y obteniendo consecuentemente el frenado del eje de transmisión en su movimiento de giro.

En el dispositivo objeto de la invención el elemento impulsor se elige entre un helicoide y una hélice.

El dispositivo de frenado objeto de la invención comprende una carcasa exterior y una carcasa interior, que se fijan coaxiales al eje de transmisión, rodeando y fijando el calderín.

En el dispositivo de frenado el pistón, alojado en el cilindro de guiado, se desplaza hacia el cilindro de compresión, mediante el aumento de presión del fluido de accionamiento del pistón contenido en una cámara receptora de fluido de accionamiento del pistón situada en la carcasa interior que está comunicada con el cilindro de guiado.

En el dispositivo de frenado el pistón el pistón retrocede hacia el interior del cilindro de guiado por la acción de un muelle, que se apoya en el cilindro de compresión por un lado y en un peldaño de tope situado en el interior del pistón, de manera que cuando el fluido de accionamiento del pistón contenido en la cámara receptora de fluido de accionamiento del pistón deja de realizar presión sobre el pistón, el citado pistón retrocede por el interior del cilindro, hasta hacer tope con un peldaño de apoyo.

El pistón del dispositivo de frenado comprende unos segmentos de compresión.

El calderín del dispositivo de frenado comprende una cámara estanca de recirculación, obteniendo la estanqueidad mediante unos cojinetes de fricción y unas juntas de estanqueidad de alta presión, junto con unos segmentos de compresión instalados en el pistón.

El calderín del dispositivo de frenado comprende unos conductos roscados de llenado y purgado del fluido de frenado.

En el dispositivo de frenado el elemento impulsor se centra en el interior de la cámara de compresión, mediante unos cilindros de tope.

El calderín del dispositivo...

1. Dispositivo (1) de frenado caracterizado por que comprende: -un fluido de frenado, -un eje de transmisión (2) , -un elemento impulsor (5) solidario al eje de transmisión (2) , -un calderín (11) coaxial al eje de transmisión (2) , que comprende a su vez:

• un primer cilindro (34) que forma una superficie externa del calderín (11) , y

• un segundo cilindro, que forma un cilindro de compresión (12) , siendo el primer cilindro (34) y el

cilindro de compresión (12) coaxiales respecto al eje de transmisión (2) , -un cilindro de guiado (18) coaxial al eje de transmisión (2) , donde el cilindro de guiado (18) está alineado con el cilindro de compresión (12) , -un pistón (16) situado en el interior del cilindro de guiado (18) ,

de manera que el fluido de frenado circula empujado por el elemento impulsor (5) , en un movimiento de rotación, por una cámara estanca de recirculación (14) que se crea tanto por el interior y alrededor del cilindro de compresión (12) , como por el interior del primer cilindro (34) , tal que el pistón (16) se desplaza por el interior del cilindro de guiado (18) hacia el cilindro de compresión (12) , impidiendo parcial o totalmente la circulación del fluido de frenado por la cámara estanca de recirculación (14) , dificultando de esta manera el giro del elemento impulsor (5) solidario al eje de transmisión (2) y obteniendo consecuentemente el frenado del eje de transmisión

(2) en su movimiento de giro.

2. Dispositivo (1) de frenado, según la reivindicación 1, caracterizado por que el elemento impulsor (5) , es un helicoide.

3. . Dispositivo (1) de frenado, según la reivindicación 1, caracterizado por que el elemento impulsor (5) , es una hélice.

4. Dispositivo (1) de frenado, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que comprende una carcasa exterior (8) y una carcasa interior (9) , que se fijan coaxiales al eje de transmisión (2) , rodeando el calderín (11) .

5. Dispositivo (1) de frenado, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que: -el pistón (16) , alojado en el cilindro de guiado (18) , se desplaza hacia el cilindro de compresión (12) , mediante el aumento de presión del fluido de accionamiento del pistón contenido en una cámara receptora de fluido (19) de accionamiento del pistón (16) situada en la carcasa interior (9) que está comunicada con el cilindro de guiado (18) ; -el pistón (16) retrocede hacia el interior del cilindro de guiado (18) por la acción de un muelle (24) , que se apoya en el cilindro de compresión (12) por un lado y en un peldaño de tope (41) situado en el interior del pistón (16) , de manera que cuando el fluido de accionamiento del pistón contenido en la cámara receptora de fluido (19) de accionamiento del pistón (16) deja de realizar presión sobre el pistón (16) , el citado pistón (16) retrocede por el interior del cilindro (18) , hasta hacer tope con un peldaño de apoyo (31) .

6. Dispositivo (1) de frenado, según las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que el pistón (16) comprende unos segmentos de compresión (17, 29) .

7. Dispositivo (1) de frenado, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que el calderín (11) comprende una pared (35) , que a su vez, comprende un hueco circular (36) a través del cual pasa el eje de transmisión (2) y en el que se instala un cojinete axial (25) , en el que se apoya el eje de transmisión (2) por medio de un cilindro de tope (7) que es solidario al eje de transmisión (2) .

8. Dispositivo (1) de frenado, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que el calderín (11) , comprende una cámara estanca de recirculación (14) , obteniendo la estanqueidad mediante unos cojinetes de fricción (50) y unas juntas de estanqueidad de alta presión (26) , junto con unos segmentos de compresión (29, 17) instalados en el pistón (16) .

9. Dispositivo (1) de frenado, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que el calderín (11) comprende unos conductos roscados de llenado y purgado (60) del fluido de frenado.

10. Dispositivo (1) de frenado, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que el elemento impulsor (5) , se centra en el interior del cilindro de compresión (12) , mediante los cilindros de tope (7) .

11. Dispositivo (1) de frenado, según cualquiera de las reivindicaciones 4 a 10, caracterizado por que las carcasas (8, 9) comprenden unos rebajes (38, 38’) a través de los cuales pasa el eje de transmisión (2) , instalándose en cada rebaje (38, 38’) un cojinete axial (25) , en el que se apoya el eje de transmisión (2) por medio de un cilindro de tope (7) .

12. Dispositivo (1) de frenado, según cualquiera de las reivindicaciones 4 a 11, caracterizado por que la5 carcasa exterior (8) comprende un segundo rebaje (39) , a través del cual pasa el eje de transmisión (2) , y que aloja en su interior el cojinete axial (25’) y el disco de tope (30) .

13. Dispositivo (1) de frenado, según cualquiera de las reivindicaciones 4 a 12, caracterizado por que entre las carcasas (8, 9) y el primer cilindro (34) se genera una cámara perimetral (15) por la que recircula un fluido 10 refrigerante para el intercambio de calor con el fluido de frenado que se mueve por la cámara estanca de recirculación (14) .

14. Dispositivo (1) de frenado, según cualquiera de las reivindicaciones 4 a 13, caracterizado por que las carcasas (8, 9) comprenden por su parte exterior unas aletas (45) para disipación de calor generado por el fluido15 de frenado que se mueve por la cámara estanca de recirculación (14) .

15. Dispositivo (1) de frenado, según cualquiera de las reivindicaciones 13 ó 14, caracterizado por que comprende unos álabes (46) situados alrededor del eje de transmisión (2) que generan una convección forzada que colabora en la disipación del calor generado por el fluido de frenado que se mueve por la cámara estanca de

recirculación (14) .