Actuador de freno de muelle con un cojinete con tornillo de bloqueo que une una placa de presión y el tubo del actuador.

Un actuador de freno neumático, que comprende:

una carcasa (18) que comprende paredes (18a y 18b) finales primera y segunda y una pared (18c) lateral unida con dichas paredes (18a y 18b) finales y que se extiende entre ellas,

donde dicha primera pared (18a) final presenta una abertura (80);

un divisor (32 y 60) que divide dicha carcasa (18) en una cámara (58) del muelle situada entre dicho divisor (32 y 60) y la citada primera pared (18a) final y una cámara (56) de presión situada entre dicho divisor (32 y 60) y la citada segunda pared (18b) final, donde dicho divisor (32 y 60) comprende un borde (32a) periférico que engrana con la citada pared (18c) lateral de dicha carcasa (18) y dicho divisor (32 y 60) presenta una abertura (64) rodeada por una superficie (66) interior;

un muelle (62) situado dentro de dicha cámara (58) del muelle;

un tubo (82) actuador que comprende una pared (84) lateral que encierra un espacio (98) interior, donde un extremo de dicho tubo (82) actuador está situado dentro de la citada abertura (64) de dicho divisor (32 y 60);

un cojinete (94) que está al menos parcialmente situado dentro de la citada abertura (64) de dicho divisor (32 y 60), y donde dicho cojinete (94) presenta una abertura (99) que está alineada con la citada abertura (80) de la mencionada primera pared (18a) final; y

un tornillo (122) de bloqueo que comprende un primer extremo situado dentro del citado espacio (98) interior de dicho tubo (82) actuador, donde dicho tornillo de bloqueo (122) se extiende desde dicho primer extremo a través de cada una de las citadas aberturas (99 y 80) de dicho cojinete (94) y de la citada primera pared (18a) final hasta un segundo extremo situado fuera de la citada carcasa (18), y donde dicho tornillo de bloqueo (122) está acoplado con dicha primera pared (18a) final

caracterizado porque

el citado cojinete (94) está unido al citado divisor (32 y 60) y al citado tubo (82) actuador.

Actuador de freno de muelle con un cojinete con tornillo de bloqueo que une una placa de presión y el tubo del actuador

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN

1. CAMPO DE LA INVENCIÓN

La presente invención se dirige de manera general a actuadores de freno de muelle, y más en concreto a un actuador de freno de muelle con un cojinete con tornillo de bloqueo.

2. DESCRIPCIÓN DE LA TÉCNICA RELACIONADA

Típicamente, un sistema de freno neumático para un vehículo grande, pesado, tal como un autobús, un camión, una cabeza tractora, o un remolque incluye un conjunto de zapata y tambor de freno que es accionado por un actuador que se opera mediante la aplicación selectiva de aire comprimido. Los actuadores de freno de muelle neumáticos convencionales tienen un actuador del freno de servicio para accionar los frenos en condiciones de conducción normales mediante la aplicación de aire comprimido y un actuador del freno de emergencia de tipo muelle que acciona los frenos cuando se ha eliminado la presión de aire de una cámara de presión. El actuador del freno de emergencia, o freno de muelle, incluye un muelle de compresión de gran fuerza que aplica el freno cuando se deja salir aire.

Existen dos tipos principales de actuadores de freno neumáticos, los actuadores de tipo pistón y los actuadores de tipo diafragma. En el actuador de freno de tipo diafragma, dos actuadores de freno de diafragma neumáticos están situados típicamente en una configuración en tándem, la cual incluye un actuador de freno de servicio neumático para aplicar los frenos principales normales del vehículo, y un actuador de freno de servicio neumático para aplicar los frenos de estacionamiento o de emergencia del vehículo. Tanto el actuador del freno de servicio como el actuador del freno de muelle incluyen una carcasa que tiene un diafragma elastomérico que divide el interior de la carcasa en dos cámaras de fluido distintas. El actuador de freno de tipo pistón es substancialmente similar al de tipo diafragma, excepto en que en lugar de un diafragma, un pistón realiza un movimiento alternativo dentro de un cilindro para aplicar los frenos normales y/o los frenos de estacionamiento del vehículo.

En un actuador de freno de servicio típico, la carcasa del freno de servicio está dividida en una cámara de presión y una cámara de la varilla de empuje. La cámara de presión está conectada, de forma que el paso de fluidos esté permitido, a una fuente de aire a presión y la cámara de la varilla de empuje monta una varilla de empuje que está acoplada al conjunto de freno. La introducción y expulsión de aire a presión dentro y fuera de la cámara presurizada hace que la varilla de empuje realice un movimiento alternativo entrando y saliendo de la carcasa para aplicar y liberar los frenos principales.

En un actuador de freno de muelle típico, la sección de freno de muelle está dividida por un diafragma en una cámara de presión y una cámara del muelle. Una placa de presión está situada dentro de la cámara del muelle entre el diafragma y un muelle de compresión de gran fuerza, cuyo extremo contrario hace tope con la carcasa de la sección. En una configuración muy conocida, un tubo actuador atraviesa la placa de presión, atraviesa el diafragma, entra en la cámara de presión, y atraviesa una pared divisoria que separa el actuador del freno de muelle del actuador del freno de servicio. El extremo del tubo actuador está conectado, de forma que el paso de fluidos esté permitido, con la cámara de presión del actuador del freno de servicio.

Cuando se aplican los frenos de estacionamiento, la presión del actuador del freno de muelle es descargada desde la cámara de presión y el muelle de compresión de gran fuerza empuja a la placa de presión y al diafragma hacia la pared divisoria situada entre el actuador del freno de muelle y el actuador del freno de servicio. En esta posición, el tubo actuador conectado a la placa de presión es empujado para aplicar los frenos de estacionamiento o de emergencia e inmovilizar de esta forma el vehículo. Para liberar el freno de estacionamiento, se introduce aire a presión en la cámara de presión del actuador del freno de muelle para expandir la cámara de presión, mover el diafragma y la placa de presión hacia el extremo de la carcasa del actuador del freno de muelle situado enfrente, y comprimir el muelle de compresión.

Se usa un tornillo o herramienta de bloqueo para bloquear el muelle de compresión fuerte cuando, por ejemplo, se debe liberar manualmente el freno. Es conocido el instalar de forma permanente un tornillo de bloqueo en un actuador de freno. En un actuador de este tipo, un tornillo roscado atraviesa una abertura roscada de la carcasa del actuador y entra en un interior hueco del tubo actuador del freno de muelle, el cual está fijado a la placa de presión. Cuando se aplica el freno de emergencia o el freno de estacionamiento, la placa de presión y el tubo actuador realizan un movimiento alternativo con respecto al tornillo. Con el tiempo, este movimiento alternativo provoca que las roscas del tornillo se desgasten. Para evitar daños a las roscas del tornillo de bloqueo, típicamente se coloca un cojinete en el interior de la placa de presión alrededor del tornillo de bloqueo. El cojinete permite que la placa de presión y el tubo actuador realicen un movimiento alternativo relativamente suave con respecto al tornillo de bloqueo. Convencionalmente, el cojinete se coloca dentro de una abertura de la placa de presión y es retenido allí

por el tubo actuador que se encaja a presión en la abertura de la placa de presión. El cojinete también se puede pegar con adhesivo a la placa de presión. Las descripciones de las Patentes EP2177411 A y WO 01/68429 A pueden ser útiles para entender la presente invención.

BREVE RESUMEN DE LA INVENCIÓN

La presente Invención está dirigida hacia un actuador de freno neumático que tiene una carcasa y un divisor que divide la carcasa en una cámara del muelle y una cámara de presión. En la cámara del muelle está situado un muelle. El divisor presenta una abertura rodeada por una superficie interior, y dentro de la abertura está situado un extremo de un tubo actuador. En el interior de la abertura del divisor también está situado un cojinete. El cojinete está unido al divisor y al tubo actuador. Un tornillo de bloqueo tiene un primer extremo que está situado dentro del tubo actuador. El tornillo de bloqueo se extiende desde su primer extremo, a través de aberturas en el cojinete y en la carcasa, hasta un segundo extremo que está situado fuera de la carcasa. La construcción del actuador es ventajosa porque en caso de que la pared lateral de la carcasa o el divisor fallen, el muelle queda contenido en el interior de la carcasa debido a que el cojinete está unido tanto al divisor como al tubo actuador.

En una realización, el actuador del freno es un actuador de freno de muelle de pistón, en cuyo caso el divisor es un pistón que engrana de manera hermética con la pared lateral de la carcasa. En otra realización, el actuador es un actuador de freno de muelle de diafragma, en cuyo caso el divisor incluye un diafragma con un borde periférico que engrana con la pared lateral de la carcasa y una placa de presión que está situada entre el diafragma y el muelle.

Preferiblemente, el cojinete tiene una superficie exterior y una superficie interior que rodea a la abertura del cojinete. La pared lateral del tubo actuador preferiblemente también tiene superficies interior y exterior. Preferiblemente, la superficie exterior del cojinete está unida a la superficie interior del divisor y a la superficie interior del tubo actuador. En una realización, la superficie exterior del cojinete tiene roscas que engranan con roscas situadas en la superficie interior del divisor y en la superficie interior del tubo actuador. De forma alternativa, la superficie exterior del cojinete puede tener roscas que engranen con roscas situadas en la superficie interior del divisor, y la superficie exterior del cojinete está soldada a la superficie interior del tubo actuador. En otra realización, la superficie exterior del cojinete puede estar soldada a la superficie interior del divisor y a la superficie interior del tubo actuador.

Aspectos adicionales de la invención, junto con las ventajas y rasgos novedosos complementarios a la misma, se describirán en parte en la descripción que sigue, y en parte resultarán evidentes para las personas con experiencia en la técnica tras el examen de lo que sigue, o se pueden aprender de la puesta en práctica de la invención. Los objetos y ventajas de la invención se pueden realizar y alcanzar por medio de los instrumentos y combinaciones mostrados particularmente en las reivindicaciones... [Seguir leyendo]

1. Un actuador de freno neumático, que comprende:

una carcasa (18) que comprende paredes (18a y 18b) finales primera y segunda y una pared (18c) lateral unida con dichas paredes (18a y 18b) finales y que se extiende entre ellas, donde dicha primera pared (18a) final presenta una abertura (80);

un divisor (32 y 60) que divide dicha carcasa (18) en una cámara (58) del muelle situada entre dicho divisor (32 y 60) y la citada primera pared (18a) final y una cámara (56) de presión situada entre dicho divisor (32 y 60) y la citada segunda pared (18b) final, donde dicho divisor (32 y 60) comprende un borde (32a) periférico que engrana con la citada pared (18c) lateral de dicha carcasa (18) y dicho divisor (32 y 60) presenta una abertura (64) rodeada por una superficie (66) interior;

un muelle (62) situado dentro de dicha cámara (58) del muelle;

un tubo (82) actuador que comprende una pared (84) lateral que encierra un espacio (98) interior, donde un extremo de dicho tubo (82) actuador está situado dentro de la citada abertura (64) de dicho divisor (32 y 60);

un cojinete (94) que está al menos parcialmente situado dentro de la citada abertura (64) de dicho divisor (32 y 60), y donde dicho cojinete (94) presenta una abertura (99) que está alineada con la citada abertura (80) de la mencionada primera pared (18a) final; y

un tornillo (122) de bloqueo que comprende un primer extremo situado dentro del citado espacio (98) interior de dicho tubo (82) actuador, donde dicho tornillo de bloqueo (122) se extiende desde dicho primer extremo a través de cada una de las citadas aberturas (99 y 80) de dicho cojinete (94) y de la citada primera pared (18a) final hasta un segundo extremo situado fuera de la citada carcasa (18), y donde dicho tornillo de bloqueo (122) está acoplado con dicha primera pared (18a) final

caracterizado porque

el citado cojinete (94) está unido al citado divisor (32 y 60) y al citado tubo (82) actuador.

2. El actuador de freno de la reivindicación 1, donde el citado cojinete (94) comprende una superficie (96) exterior y una superficie (97) interior que rodea a la citada abertura (99) de dicho cojinete (94), donde la citada pared (84) lateral del citado tubo (82) actuador comprende superficies interior y exterior (86 y 88), y donde dicha superficie (96) exterior de dicho cojinete (94) está unida a la citada superficie (66) interior de dicho divisor (32 y 60) y a la citada superficie (86) interior de dicho tubo (82) actuador.

3. El actuador de freno de la reivindicación 2, en el cual la citada superficie (66) interior del citado divisor (32 y 60) comprende una primera porción (68) que está unida a la citada superficie (96) exterior del citado cojinete (94), una segunda porción (70) que es contigua a la citada superficie (88) exterior del citado tubo (82) exterior, y un resalte (72) que está situado entre dichas porciones primera (68) y segunda (70) y que hace tope con el citado extremo de dicho tubo (82) actuador.

4. El actuador de freno de la reivindicación 2 ó 3, en el cual la citada superficie (96) exterior del citado cojinete (94) comprende roscas que engranan con roscas conformadas en la citada superficie (66) interior del citado divisor (32 y 60) y roscas conformadas en la citada superficie (86) interior del citado tubo (82) actuador.

5. El actuador de freno de la reivindicación 2 ó 3, en el cual la citada superficie (96) exterior del citado cojinete (94) comprende roscas que engranan con roscas conformadas en la citada superficie (66) interior del citado divisor (32 y 60), y dicha superficie (96) exterior de dicho cojinete (94) está soldada a la citada superficie (86) interior de dicho tubo (82) actuador.

6. El actuador de freno de la reivindicación 2 ó 3, en el cual la citada superficie (96) exterior del citado cojinete (94) está soldada a la citada superficie (66) interior del citado divisor (32 y 60) y a la citada superficie (86) interior del citado tubo (82) actuador.

7. El actuador de freno de cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el cual el citado divisor (32 y 60) comprende:

un diafragma (32) que comprende el citado borde (32a) periférico y un borde (32b) interior que rodea a una abertura (59), donde dicho diafragma (32) divide a la citada carcasa (18) en la citada cámara (58) de muelle y la citada cámara (56) de presión; y

una placa (60) de presión situada entre dicho diafragma (32) y el mencionado muelle (62), donde dicha placa (60) de presión presenta la citada abertura (64) de dicho divisor rodeada por dicha superficie (66) interior, y

donde dicho borde (32b) interior de dicho diafragma (32) está acoplado a dicha superficie (66) interior de dicha placa (60) de presión.

8. El actuador de freno de cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el cual dicho divisor comprende un pistón (202).

9. El actuador de freno de cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el cual dicho primer extremo de dicho tornillo (122) de bloqueo comprende una cabeza (124) que es más grande que la citada abertura (99) del mencionado cojinete (94).

10. El actuador de freno de cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el cual el citado divisor (32 y 60) y el citado tubo (82) actuador tienen permitido el movimiento entre una posición desengranada cuando la citada cámara (56) de presión está presurizada con fluido y una posición engranada cuando se vacia dicha cámara (56) de presión, y donde el mencionado muelle (62) empuja a dicho divisor (32 y 60) y a dicho tubo (82) actuador hasta la posición engranada.

11. El actuador de freno de cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el cual la citada carcasa (18) comprende una carcasa (18) del actuador del freno de muelle, y que además comprende un actuador (12) del freno de servicio que comprende:

una carcasa (16) del actuador del freno de servicio que comprende paredes finales primera y segunda (16a y 16b) y una pared (16c) lateral unida con, y que se extiende entre, dichas paredes finales (16a y 16b), donde dichas segundas paredes finales (16b y 18b) de dichas carcasas (16 y 18) del actuador del freno de servicio y del freno de muelle están unidas, y donde existen aberturas (102) alineadas en dichas segundas paredes finales (16b y 18b) a través de las cuales se extiende el citado tubo (82) actuador;

un diafragma (30) que comprende un borde (30a) periférico que engrana con la citada pared (16c) lateral de la citada carcasa (16) del actuador del freno de servicio, donde el citado diafragma (30) divide a dicha carcasa (16) del actuador del freno de servicio en una cámara (38) de presión del freno de servicio situada entre dicho diafragma (30) y la citada segunda pared (16b) final y una cámara (36) de la varilla de empuje situada entre dicho diafragma (30) y la citada primera pared (16a) final; y

una varilla (40) de empuje que se extiende a través de una abertura (46) en dicha primera pared (16a) final de dicha carcasa (16) del actuador del freno de servicio y que comprende un primer extremo (40) situado dentro de dicha cámara (36) de la varilla de empuje y un segundo extremo (40b), donde dicho diafragma (30) y dicha varilla (40) de empuje tienen permitido el movimiento entre una posición engranada del freno de servicio cuando dicha cámara (38) de presión del freno de servicio se presuriza con fluido y una posición desengranada del freno de servicio cuando dicha cámara (38) de presión del freno de servicio se vacía.

12. El actuador de freno de cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el cual la citada carcasa (18) comprende una cubierta (24) que comprende la citada primera pared (18a) final y una porción de la citada pared (18c) lateral y una carcasa (20) adaptadora que comprende la citada segunda pared (18b) final y una porción de la citada pared (18c) lateral.