Freno de disco que puede accionarse de forma neumática o electromecánica.

Freno de disco que puede accionarse de forma neumática o electromecánica,

en especial para un vehículo industrial, con

a) una pinza-soporte (1) que se solapa con un disco de freno,

b) una instalación de inmovilización dispuesta en la pinza-soporte (1), que presenta una palanca 5 de freno (2), para apretar contra el disco de freno unas guarniciones de freno,

c) dos husillos de ajuste (5) dispuestos mutuamente en paralelo y distanciados, que pueden moverse axialmente mediante la instalación de inmovilización,

d) una instalación de reajuste (3) posicionada en la pinza-soporte y que puede accionarse mediante la palanca de freno (2), con la que a través de una graduación axial de los husillos de ajuste (5) puede compensarse esencialmente una variación de un juego de aflojamiento, causado por el desgaste, entre la guarnición de freno y el disco de freno,

e) un instalación de reajuste (3) que presenta un elemento de accionamiento (7) central, que está dispuesta entre los husillos de ajuste (5) y está en unión efectiva con estos a través de un engranaje, en donde el elemento de accionamiento (7) central está en unión efectiva con unas ruedas de engranaje (6) fijadas en cada caso a un husillo de ajuste (5), para obtener una graduación sincrónica,

caracterizado porque el elemento de accionamiento (7) presenta un embrague de carga, que se compone de un acoplamiento esférico de cono (13) y de un acoplamiento cónico de rampa (17), que forma con éste una unidad constructiva y que está sometido a la presión de un muelle mediante un resorte de pretensión (20) ajustable, en donde el acoplamiento esférico de cono (13) presenta un casquillo cónico (14) guiado sobre un eje de giro (9) con unos rebajos en forma de cazoleta en su lado del cono, en los que están introducidas unas bolas que se apoyan por otro lado en un anillo de acoplamiento (15) conjunto con el acoplamiento esférico de rampa (17), y el elemento de accionamiento (7) engrana con un disco de salida (18), que forma parte del acoplamiento esférico de rampa (17).

Freno de disco que puede accionarse de forma neumática o electromecánica La invención se refiere a un freno de disco que puede accionarse de forma neumática o electromecánica, según el preámbulo de la reivindicación 1.

Los frenos de disco de este tipo necesitan para generar la fuerza de inmovilización necesaria una multiplicación mecánica, ya que la fuerza del cilindro de freno, que recibe un impulso en especial neumático, está limitada a causa del nivel de presión (actualmente aproximadamente 10 bares) y del tamaño constructivo limitado del cilindro de freno.

En los frenos de disco actualmente conocidos que pueden accionarse de forma neumática pueden encontrarse relaciones de multiplicación de entre 10:1 y 20:1. Las carreras de émbolo de los cilindros de freno se mueven entre 50 y 75 mm, con lo que se obtienen recorridos de inmovilización de aproximadamente 4 mm para apretar las guarniciones de freno contra el disco de freno.

El grosor del material de fricción de las guarniciones de freno es de aproximadamente 20 mm. Debido a que están montadas dos guarniciones se obtiene de este modo, sin tener en cuenta el desgaste del disco de freno, un recorrido de desgaste de aproximadamente 40 mm. Este recorrido es varias veces mayor que el recorrido de inmovilización antes citado. Por ello existe la necesidad de reajustar el freno mediante un dispositivo de forma correspondiente al desgaste de la guarnición.

El estado de la técnica es un reajuste del desgaste que funciona automáticamente, con el que se consigue que el llamado juego de aflojamiento, con el que se llama la rendija entre las guarniciones de freno y el disco de freno en estado sin accionar, se mantenga constante con independencia del estado del desgaste y del comportamiento del desgaste de las guarniciones de freno.

Del documento DE 94 22 342 U1 y del documento DE 10 2004 037 771 A1 se conoce una instalación de reajuste para un freno de disco que puede accionarse de forma neumática, en especial en ejecución de pinza deslizante, que evidentemente puede utilizarse también en frenos de disco de pinza fija o basculante que pueden accionarse de forma neumática.

En los frenos de disco conocidos están dispuestos concéntricamente en los husillos de ajuste configurados como tubos roscados unos reajustadores, de los que uno es accionado por una palanca de freno a través de un elemento de accionamiento, por ejemplo una uña de embrague o una rueda dentada.

Durante un proceso de frenado, la palanca de freno acoplada a un vástago de émbolo del cilindro del cilindro de freno ejecuta un movimiento basculante.

Antes de que se aplique al reajustador el movimiento basculante de la palanca de freno a través del mecanismo de acoplamiento del reajuste (por ejemplo horquilla de embrague y uña de embrague o rueda dentada) , debe superarse un llamado recorrido de vacío. Este recorrido es decisivo para el tamaño del llamado juego de aflojamiento, ya que durante este movimiento el reajuste no está activado y el recorrido de inmovilización representa de este modo el juego de aflojamiento. Una vez superado el recorrido de vacío el reajustador se pasa a un movimiento giratorio y se inicia, mediante el acoplamiento con el tubo roscado, un proceso de reajuste.

Como se ha citado las instalaciones de reajuste conocidas están colocadas en el interior de los husillos de ajuste, en donde normalmente sólo puede accionarse una instalación de reajuste a través de la palanca de freno, mientras que para la graduación de los otros husillos de ajuste están previstos unos medios de transmisión, con los que se garantiza una graduación igual de los dos husillos de ajuste.

Evidentemente el montaje de la instalación de reajuste conocida exige un espacio constructivo considerable, no sólo por la instalación, para la graduación sincrónica de los husillos de ajuste.

Los requisitos obligan a que se dimensione con un tamaño menor la pinza-soporte, que aloja la instalación de reajuste al igual que los husillos de ajuste, para de este modo optimizar en total el espacio de montaje para el freno de disco, aunque también, de forma correspondiente a una prefijación constante, para ahorrar peso.

Del documento US 6 311 809 B1 se ha hecho patente un freno de disco del género expuesto, cuya instalación de reajuste está dispuesta entre los husillos de ajuste. Mediante un embrague de carga se pretende evitar una sobrecarga del sistema en el caso de superarse una carga predeterminada mediante la interrupción del reajuste, en donde como embrague de carga está previsto un resorte abrazador, que penetra hasta la palanca de freno, sobre todo hasta un árbol excéntrico.

La invención se ha impuesto la tarea de perfeccionar un freno de disco de la clase genérica, de tal modo que puede dimensionarse con un tamaño menor, conservando los principios acreditados de construcción y funcionamiento de la instalación de reajuste.

Esta tarea es resuelta mediante un freno de disco con las particularidades de la reivindicación 1.

Mediante la configuración de la instalación de reajuste entre los husillos de ajuste se obtiene una serie completa de ventajas. De este modo debe destacarse en primer lugar que mediante la instalación de reajuste instalada se obtiene un ahorro de costes muy destacable, en donde la instalación de reajuste en su estructura básica se compone de las siguientes piezas funcionales:

• un eje de giro

• un manguito de accionamiento

• un elemento de retrogiro con protección contra sobrecargas

• un cojinete axial

• un elemento de accionamiento

• un acoplamiento esférico de cono

• un acoplamiento esférico de rampa

• un cojinete de presión

• un disco de soporte

• un disco de ajuste

• un resorte de pretensión

• un platito de resorte.

Las piezas funcionales que exigen espacio constructivo, es decir, el acoplamiento esférico de cono, el acoplamiento esférico de rampa, el disco de salida así como el resorte de pretensión, están dispuestas en la pinza-soporte por fuera de la región de cubierta de la palanca de freno, mientras que las piezas constructivas por así decir más finas, como el eje de giro y el manguito de accionamiento guiado encima de éste son guiadas mediante la pinza-soporte, que con este fin presenta de forma preferida un rebajo.

Aparte de la citada minimización de los costes de fabricación, la invención conduce a una reducción de peso del disco de freno en conjunto así como a una reducción de espacio constructivo. Ambas cosas se corresponden con los requisitos impuestos a la optimización del freno de disco, en donde sobre todo la reducción de peso conduce a una reducción del consumo de combustible del vehículo.

La transmisión del movimiento basculante de la palanca de freno al accionar el freno se realiza a través de un accionamiento de engranaje cónico, en donde un engranaje cónico está unido fijamente al manguito de accionamiento, a través de una horquilla de embrague o de otro accionamiento adecuado.

El elemento de accionamiento central de la instalación de reajuste puede estar configurado como rueda dentada, que se corresponde con ruedas dentadas correspondientes de los husillos de ajuste. Estas partes de engranaje deben producirse como piezas perfiladas de chapa sencillas.

Debido a que las piezas funcionales con movimiento giratorio están alojadas sobre bolas en su conjunto, se obtiene una elevada resistencia al desgaste y en consecuencia una seguridad de funcionamiento continuado correspondiente, al igual que un comportamiento funcional extraordinariamente preciso.

El embrague de carga, que se compone de un acoplamiento esférico de cono y del acoplamiento cónico de rampa que forma con éste una unidad constructiva, puede ajustarse con precisión debido a que la fuerza de embrague se define exclusivamente a través de la conformación geométrica de las rampas así como mediante el resorte de pretensión ajustable.

Es posible una reposición manual de la instalación de reajuste con una aplicación de fuerza tan solo reducida, ya que el citado embrague de carga no tiene que superarse.

Se obtiene un montaje sencillo debido a que no es necesario un determinado posicionamiento de la instalación de reajuste con respecto a la palanca de freno.

Mediante el movimiento de giro oscilatorio del eje de giro de la instalación de reajuste, análogo a la carrera de un cilindro de freno conectado, con el que puede accionarse la palanca de freno, pueden medirse y vigilarse la carrera del cilindro de freno y el juego de aflojamiento existente. Esto conduce... [Seguir leyendo]

1. Freno de disco que puede accionarse de forma neumática o electromecánica, en especial para un vehículo industrial, con a) una pinza-soporte (1) que se solapa con un disco de freno,

b) una instalación de inmovilización dispuesta en la pinza-soporte (1) , que presenta una palanca de freno (2) , para apretar contra el disco de freno unas guarniciones de freno,

c) dos husillos de ajuste (5) dispuestos mutuamente en paralelo y distanciados, que pueden moverse axialmente mediante la instalación de inmovilización,

d) una instalación de reajuste (3) posicionada en la pinza-soporte y que puede accionarse mediante la palanca de freno (2) , con la que a través de una graduación axial de los husillos de ajuste (5) puede compensarse esencialmente una variación de un juego de aflojamiento, causado por el desgaste, entre la guarnición de freno y el disco de freno,

e) un instalación de reajuste (3) que presenta un elemento de accionamiento (7) central, que está dispuesta entre los husillos de ajuste (5) y está en unión efectiva con estos a través de un engranaje, en donde el elemento de accionamiento (7) central está en unión efectiva con unas ruedas de engranaje (6) fijadas en cada caso a un husillo de ajuste (5) , para obtener una graduación sincrónica,

caracterizado porque el elemento de accionamiento (7) presenta un embrague de carga, que se compone de un acoplamiento esférico de cono (13) y de un acoplamiento cónico de rampa (17) , que forma con éste una unidad constructiva y que está sometido a la presión de un muelle mediante un resorte de pretensión (20) ajustable, en donde el acoplamiento esférico de cono (13) presenta un casquillo cónico (14) guiado sobre un eje de giro (9) con unos rebajos en forma de cazoleta en su lado del cono, en los que están introducidas unas bolas que se apoyan por otro lado en un anillo de acoplamiento (15) conjunto con el acoplamiento esférico de rampa (17) , y el elemento de accionamiento (7) engrana con un disco de salida (18) , que forma parte del acoplamiento esférico de rampa (17) .

2. Freno de disco según la reivindicación 1, caracterizado porque el elemento de accionamiento (7) está configurado como rueda dentada.

3. Freno de disco según la reivindicación 1 ó 2, caracterizado porque la instalación de reajuste (3) presenta un eje de giro (9) así como un manguito de accionamiento (10) guiado sobre el mismo, al que está conectada una rueda de accionamiento (4) que está unida a la palanca giratoria (2) .

4. Freno de disco según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el disco de salida (18) presenta sobre el perímetro exterior unos dientes (19) , que engranan en huecos (28) del elemento de accionamiento (7) .

5. Freno de disco según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el disco de salida (18) puede girar libremente en un margen angular con relación al elemento de accionamiento (7) .

6. Freno de disco según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el anillo de acoplamiento (15) está unido al eje de giro (9) a través de un dentado trapezoidal.

7. Freno de disco según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque en el lado alejado del acoplamiento esférico de cono (13) está dispuesto un cojinete de presión (24) , en el que se apoya por un lado el disco de salida (18) y por otro lado un resorte de pretensión (20) , que hace contacto con un platito de resorte (21) fijado al eje de giro (9) .

8. Freno de disco según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el eje de giro (9) y el manguito de accionamiento (10) son guiados mediante un rebajo (8) de la palanca de freno (2) .

9. Freno de disco según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la unidad constructiva acoplamiento esférico de cono (13) /acoplamiento esférico de rampa (17) /cojinete de presión (24) /resorte de pretensión (20) /elemento de accionamiento (7) está posicionada por fuera de la palanca de freno (2) en la pinzasoporte.

10. Freno de disco según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la instalación de reajuste (3) está dotada, en su región final opuesta al resorte de pretensión (20) , de un elemento de retrogiro (11) con protección contra sobrecargas.

11. Freno de disco según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque con el anillo de acoplamiento

(15) engrana un resorte giratorio (16) .

12. Freno de disco según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque al manguito de accionamiento (10) está fijada una rueda de accionamiento (4) , que engrana con una unidad de accionamiento de la palanca de freno (2) para hacer girar el manguito de accionamiento (10) durante el basculamiento de la palanca de freno (2) .