BRPI0620575A2

BRPI0620575A2 - dispositivo de ajuste de folga

Info

Publication number: BRPI0620575A2
Application number: BRPI0620575-5A
Authority: BR
Inventors: Benjamim J Smith; Frank J Korleski
Original assignee: Wabtec Holding Corp
Priority date: 2005-12-05
Filing date: 2006-03-21
Publication date: 2012-10-02
Also published as: CN101321968A; AU2006323228B2; EP1969248B1; TWI275507B; JP4963501B2; US8365880B2; EP1969248A1; AU2006323228A1; JP2009518603A; ZA200804434B; DE602006008352D1; US20080314702A1; TW200722323A; WO2007067199A1; CA2631507C; CN101321968B; CA2631507A1; EG26657A; ATE438813T1

Abstract

DISPOSITIVO DE AJUSTE DE FOLGA. A presente invenção refere-se a um dispositivo de ajuste de folga para um freio acionado por fluido compreendendo uma pinça dispositivo de ajuste de folga tendo uma saía tubular e uma seção de anel expandido. A seção de anel expandido tem faces de batente axiais opostas entalhadas nas mesmas que definem uma superfície de levantamento cónica voltada para o eixo de tubo. Uma face de batente dianteira tem uma superfície de face cónica ou oblíqua arranjada para engajar a superfície cónica ou oblíqua sobre uma face de pinça quando a pinça carregada pela haste de batente de retração tem uma superfície cónica ou oblíqua arranjada para engajar a superfície cónica ou oblíqua sobre a outra face de batente da pinça quando a pinça carregada pela haste de acionamento alcança a face de batente de retração. As superfícies cónicas ou oblíquas são configuradas de tal maneira que quando se engajam, a força da pinça sobre a haste de empurrar é reduzida.

Description

"DISPOSITIVO DE AJUSTE DE FOLGA"

Antecedentes da Invenção

Campo da Invenção

A presente invenção refere-se a um dispositivo de ajuste de folga do tipo usado com freios acionados por pressão fluida para acomodar o desgaste das pastilhas de freio e similares, de tal maneira que o comprimento do percurso de acionamento do freio permaneça o mesmo à medida que o desgaste das pastilhas vai ocorrendo.

Descrição da Técnica Correlacionada

Freios acionados por fluido tendo um dispositivo de ajuste de folga são bastante conhecidos na técnica como é visto, por exemplo, a partir das patentes norte-americanas Nos. US 4.676.346; 4.895.228; 5.423.401; 5.848.550; 5.937.974; e 6.397.986.

Tipicamente, os freios acionados com fluido têm um alojamento que aloja um pistão e um cilindro. O pistão aciona uma articulação de conexão que é geralmente tubular. No interior da articulação tubular é posicionada uma haste de empurrar que pode deslizar no interior da articulação tubular. Algum tipo de aparelho de embreagem é posicionado entre a articulação tubular e a haste de empurrar para operar a haste no sentido da atuação do freio, mas permitindo a haste ser retraída para o interior da articulação tubular. Também associado à haste há um dispositivo de ajuste de folga compreendendo um batente móvel normalmente embreado em relação à haste de empurrar para restringir a retração da haste de empurrar pelo engate de uma face do batente sobre a articulação tubular ou o alojamento. O batente deve ser capaz de ser desembreado e de mover ao longo da haste de empurrar no sentido oposto do sentido da atuação do freio, se a haste de empurrar mover além do seu percurso normal anterior devido ao desgaste do freio.

Os batentes são, geralmente, de dois tipos. Em um tipo, a haste de empurrar tem roscas externas e o batente compreende uma porca que gira sobre as roscas da haste de empurrar. A ação de embreagem é causada pela restrição da rotação da porca em relação à haste conforme é mostrado, por exemplo, nas patentes norte-americanas Nos. US 4.676.346 e 4.895.228.

Em um outro tipo, a haste de empurrar tem roscas ou dentes e o batente compreende uma pinça que circunda a haste e agarra os dentes por meio de fricção. A pinça é um tubo que tem um diâmetro interno que escora e espreme os dentes da haste de empurrar. Fendas axiais na parede do tubo permitem uma leve expansão radial do tubo permitindo que o mesmo percorra por sobre os dentes da haste de empurrar. Em uma extremidade do tubo de pinça, encontra-se localizado um anel com um diâmetro ampliado. As faces axiais sobre o anel funcionam como uma face do batente para engajar os batentes associados com o alojamento ou com a articulação de conexão. Se uma força axial suficiente é aplicada, a pinça será desembreada e moverá de uma maneira axial ao longo da haste de empurrar.

Batentes do tipo de pinça em dispositivo de ajustes de folga são revelados, por exemplo, nas patentes norte- americanas Nos. US 5.423.401 e 5.937.974. As pinças de dispositivo de ajustes de folga reveladas nestes pedidos de patente têm pinças de dispositivo de ajustes de folga com uma extremidade de anel ampliado posicionada distante de uma maneira axial a partir do freio. A força de compressão da pinça sobre os dentes da haste de empurrar é a mesma independente da posição axial da pinça em relação à haste de empurrar. 3/12

Sumário da invenção

Brevemente, de acordo com a presente invenção, um dispositivo de ajuste de folga para um freio acionado por fluido compreende um alojamento envolvendo um cilindro de pistão, um pistão e uma articulação tubular se estendendo a partir do pistão para acionar um freio, uma haste de empurrar se estendendo no interior da articulação tubular, e um dispositivo para embrear a articulação tubular e a haste de empurrar quando operado em um sentido da atuação do freio. 0 dispositivo de ajuste de folg compreende uma pinça aplicando uma força de compressão sobr haste de empurrar. Uma face de batente de retração e uma face de batente dianteira são fixadas em relação ao alojamento.

A pinça tem uma seção de saia tubular tendo um eixo de tubo e uma seção ampliada de anel fixada em uma extremidade da seção de saia tubular. A seção de anel tem faces de batente axial oposta que são geralmente perpendiculares ao eixo do tubo. Cada uma destas faces opostas tem um entalhe na mesma que define uma superfície cônica ou oblíqua de face para o eixo do tubo. A face do batente dianteira tem uma superfície cônica ou oblíqua arranjada para engajar a superfície cônica ou oblíqua sobre uma face do batente da pinça quando a pinça carregada pela haste atuante alcança a face do batente dianteira. A face do batente de retração tem uma superfície cônica ou oblíqua arranjada para engajar a superfície cônica ou oblíqua sobre a outra face do batente da pinça quando a pinça carregada pela haste atuante alcança a face do batente de retração. As superfícies cônicas ou oblíquas são configuradas de tal maneira que quando as mesmas são engatadas, a pinça expande e a força da pinça sobre a haste de empurrar é reduzida. Mais preferivelmente, a seção de saia tubular da pinça estende de uma forma axial em direção ao pistão. Preferivelmente, a seção de saia tubular do dispositivo de ajuste de folga e a seção de anel expandido da pinça têm ranhuras ou fendas axiais conectadas se estendendo ao longo e por toda a parede tubular até próximo a extremidade da seção de saia tubular.

Preferivelmente, as superfícies cÔnicas ou oblíquas associadas a todas as faces do batente formam, substancialmente, o mesmo ângulo com o eixo do tubo e as superfícies cônicas ou oblíquas sobre a pinça são espaçadas mais próximas ao eixo do

O tubo do que as superfícies cônicas ou oblíquas sobre os batentes de retração e dianteiro.

Mais preferiveImente, a seção de anel fixado da pinça de dispositivo de ajuste de folga tem um diâmetro interno levemente menor do que o da seção de saia tubular forçando com que parte da parede da saia seja elasticamente dobrada para aí posicionar uma força de compressão sobre a haste de empurrar.

Breve Descrição dos Desenhos

As características adicionais e outros objetivos e vantagens serão mais claras para aqueles com especialização ordinária na técnica a partir do seguinte descrição detalhada feita com referência aos desenhos, nos quais:

a Figura 1 é um desenho de um conjunto em seção ilustrando um freio de estacionamento (freio de mão) aplicado com mola e um freio de serviço tendo um dispositivo de ajuste de folga do estilo com pinça de acordo com a presente invenção;

a Figura 2 é uma vista final de uma porção de manga dianteira do dispositivo de ajuste de folga mostrado na Figura 1;

a Figura 3 é uma vista em seção ao longo das linhas III - III da Figura 2;

a Figura 4 é uma parte de um desenho mostrando a placa final em uma vista final para o dispositivo de ajuste de folga mostrado na Figura 1;

a Figura 5 é uma vista em seção tomada ao longo das linhas V - V na Figura 4;

a Figura 6 é uma vista lateral de uma pinça para o dispositivo de ajuste de folga mostrado na Figura 1;

a Figura 7 é uma vista do lado direito da pinça; a Figura 8 é uma vista do lado esquerdo da pinça;

a Figura 9 é uma vista em seção tomada ao longo da 0 linha IX - IX na Figura 7;

a Figura 10 é uma seção detalhada da pinça mostrando as ranhuras com as superfícies de levantamento cônico essenciais para a prática da presente invenção. Descrição das Realizações Preferidas

Com referência a Figura 1: aqui são mostrados um freio de estacionamento (freio de mão) aplicado com mola e um freio de serviço tendo um dispositivo de ajuste de folga do estilo de pinça de acordo com a presente invenção. A operação geral do freio é de importância antecedente a da presente invenção. Exceto pela melhoria não dispositivo de ajuste de folga, a operação do freio de estacionamento é exatamente conforme descrito na patente norte-americana No. US 5.937.974 o qual é aqui incorporado por referência. Na descrição a seguir, a extremidade da pastilha de freio é referida como sendo a extremidade dianteira e a extremidade do pistão como a extremidade à ré. 0 freio compreende um alojamento 12 que engloba um cilindro de pistão 18 e um pistão de freio de serviço 14. O pistão do freio de serviço 14 é acionado por fluido para aplicar os freio e é retraído por uma mola de bobina 50. 0 alojamento 12 também engloba um segundo cilindro de pistão 19 e um pistão de retração 17 para retrair o freio de estacionamento acionado por uma mola grande 28. 0 pistâo do freio de serviço 14 opera uma articulação tubular 20. Uma haste de empurrar rosqueada ou denteada 26 desliza no interior da articulação tubular 20 e é embreada por uma pinça de ativação 36 a qual tem uma superfície cônica ou oblíqua para escorar uma superfície cônica complementar sobre a articulação tubular. Assim sendo, quando do percurso d aplicação do freio de serviço, a pinça de ativação 36 é operada para embrear a haste de empurrar 26 de tal maneira que ambas a articulação tubular e a haste de empurrar movem em conjunto. Quando da retração, a articulação tubular está desembreada a partir da haste de empurrar.

Se estendendo a partir do pistão de retração do freio de estacionamento há uma articulação tubular 20 a qual capta uma manga intermediária de duas partes compreendidas da manga de ré 42 e manga dianteira 22. A liberação de pressão fluida no segundo cilindro de pistão 19 permite a mola grande 28 transferir força para a pastilha de freio fixada na extremidade da haste de empurrar 26 para efetuar uma força de freio de estacionamento sobre a pastilha de freio.

Até este ponto, o que foi descrito é o mesmo que foi estabelecido na patente norte-americana No. US 5.937.974 usando números idênticos para elementos correspondentes. Daqui por diante a descrição é aquela das melhorias de acordo com a presente invenção.

Com referências as Figuras 2 e 3, a manga dianteira .22 tem uma configuração única. A manga dianteira tem uma parede cilíndrica interna ampliada 52 que é maior do que o diâmetro da haste de empurrar 26, definindo um espaço para acomodar uma pinça de dispositivo de ajuste de folga 24 (a ser descrita). Na extremidade de ré do espaço, há uma parede de extremidade radial ou uma face de batente de ré 54 com um anel projetado 55 definido pela superfície de levantamento cÔnica de ré 56 se estendendo a partir de uma superfície cilíndrica interna 58. A superfície cilíndrica interna 58 é maior do que a saia cilíndrica da pinça do dispositivo de ajuste de folga 24, a qual, por sua vez, é levemente maior do que a haste de empurrar. A superfície de levantamento cÔnica de ré 56 aumenta em diâmetro quando do movimento de ré.

A extremidade dianteira da manga dianteira 22 tem uma superfície de extremidade radial 60 com orifícios rosqueados para receber os prendedores que seguram a placa da extremidade 62.

Agora, com referência as Figuras 4 e 5, são mostradas uma placa de extremidade 62, a qual pode ser presa a superfície de extremidade radial 60 da manga dianteira 22. A placa de extremidade 62 funciona como uma face de batente dianteira para limitar o percurso em um sentido para frente da pinça de ajuste de folga 24 e da haste de empurrar 26. A placa de extremidade tem um anel 64 projetado a partir da superfície da extremidade da placa. 0 anel 64 tem uma superfície cilíndrica 66 tendo um diâmetro maior do que o diâmetro da haste de empurrar 26. Em outras palavras, a superfície cilíndrica 66 é maior do que o diâmetro cilíndrico oposto à abertura oblíqua sobre a pinça do dispositivo de ajuste de folga para a saída do percurso o qual é então, por sua vez, maior do que a haste de empurrar. 0 anel 64 tem uma superfície de levantamento cônica 68 se estendendo entre a superfície cilíndrica do anel e a face de ré da placa de extremidade 622. A superfície cônica tem um diâmetro crescente movendo em um sentido para frente da placa de extremidade 62. 8/12

Com referência as Figuras 6, 7, 8, 9, e 10, a pinça do dispositivo de ajuste de folga 24 é uma estrutura tubular tendo uma superfície cilíndrica interna que engata as roscas ou os dentes da haste de empurrar 26 e que pode de uma maneira axial ser re posicionada sobre a haste de empurrar durante o ajuste da folga. A pinça do dispositivo de ajuste de folga tem uma saia cilíndrica 78 e um anel fixo ampliado 72 em uma extremidade. A anel fixo 72 tem duas superfícies de extremidade radiais definindo uma face de batente 74 e uma face de batente 76. Estas faces de batentes cooperam com a placa de extremidade 62 ou com a face de batente 54 sobre a manga dianteira 22. as superfícies de batentes dianteira e de ré 74, 76, cada uma, têm ranhuras 71, 73 com superfícies de levantamento cênicas 75, 77 voltadas para dentro de uma forma radial. As superfícies de levantamento 75, 77 têm diâmetros que aumentam movendo em um sentido para dentro a partir das suas respectivas faces de batentes. A saia da pinça do dispositivo de ajuste de folga tem ranhuras axiais ou fendas 79 se estendendo através da parede cilíndrica da saia 78 e do anel fixo 72 (refira-se a Figura 9) . A extremidade 80 da saia 78 oposta ao anel fixo 72 não tem uma ranhura nem uma fenda. As ranhuras 79 permitem uma leve expansão das seções de ranhuras do anel e da saia. A porções de parede cilíndrica entre as fendas funcionam como molas de folha quando dobradas radialmente em um sentido para fora posicionando as suas superfícies externas em compressão e as suas superfícies internas em tensão. De acordo com um aspecto preferido da presente invenção, o diâmetro interno do anel fixo 72 é levemente menor do que o diâmetro interno da saia 78 e é levemente menor do que o diâmetro externo da haste de empurrar 26. Assim sendo, quando a pinça dispositivo de ajuste é posicionada sobre a haste de empurrar, a porção de ranhuras da saia e a seção do anel são, de uma maneira elástica, dobradas e afastadas a partir da haste de empurrar de tal maneira que o anel fixo posiciona uma força de embreagem sobre a haste de empurrar.

A operação do dispositivo de ajuste de folga é a seguinte. Quando a haste de empurrar 2 6 move além da sua posição em um sentido para frente devido ao desgaste da pastilha de freio, a face de batente dianteira 74 da pinça 24, escora a placa de extremidade 62 e a pinça é forçada em ré ao longo da haste de empurrar 26. Quando a face de batente dianteira 74 sobre a pinça do dispositivo de ajuste de folga alcança a placa de extremidade .62, o anel 64 projetando a partir da parede de extremidade entra na ranhura 71 na face do batente 74, as superfícies cônicas 68 e .75 escoram, e o anel fixo 72 é expandido se afastando a partir da haste de empurrar, assim sendo, desembreando a pinça do dispositivo de ajuste de folga a partir da haste de empurrar. 0 anel 64 e a ranhura 71 são assim configurados de tal maneira que depois que as superfícies cônicas 68 e 75 são escoradas, o anel pode continuar a mover no interior da ranhura. Este movimento contínuo expande o anel 72 afastando-o a partir da haste de empurrar 26. Isto permite a pinça ser movida em ré ao longo da haste de ajuste sem reduzir, significativamente, a força da haste de empurrar transferida para as pastilhas de freio. Este re posicionamento da pinça dispositivo de ajuste então restringe a retirada da haste de empurrar durante a liberação do freio quando a outra face do batente 76 sobre o anel fixo engata a face de batente 54 sobre a manga dianteira 22. A força da mola de retração puxando a haste de empurrar em ré não é suficiente para forçar o anel projetado 55 no interior da ranhura 73. Daí, portanto, a pinça dispositivo de ajuste não se torna desembreada.

Durante a manutenção do freio, por exemplo, quando da substituição das pastilhas, é necessário forçar a haste de empurrar em ré. Com uma força manual sobre a haste de empurrar, o anel projetado 55 sobre a face do batente 54 sobre a manga dianteira 22 entra na ranhura 73 na face do batente de ré 76 do anel e as superfícies de levantamento 56 e 77 engatam, expandindo a pinça do dispositivo de ajuste de folga, assim sendo desembreando a pinça a partir da haste de empurrar.

A operação da pinça do dispositivo de ajuste de folga é similar aquela a qual foi usada em outros desenhos de pinças ativadoras pelo fato que a mesma engata e desengata a haste de acionamento e move de uma maneira axial ao longo da haste de empurrar sob certas condições. Todavia, a pinça do dispositivo de ajuste de folga de acordo com a presente invenção tem vantagens adicionais.

A PinÇa tem uma superfície cônica ou oblíqua que auxilia na abertura da pinça durante o percurso de saída do acionador. A superfície cônica ou oblíqua em conjunto com o posicionamento da saia da pinça na direção em um sentido para frente aumenta a eficiência do percurso de saída pela redução do arrasto da pinça sobre a haste de empurrar.

Conforme aqui descrito, um número de partes tem superfícies circulares cilíndricas internas ou externas, por exemplo, a pinça do dispositivo de ajuste de folga, a manga dianteira 22, etc. Está incluída na contemplação da presente invenção que estas superfícies podem ser uma superfície cilíndrica, assim como pode ser uma superfície traçada em uma linha paralela reta a um eixo e interseccionando uma curva fixa.

A curva fixa pode, por exemplo, ser um octógono. Em tal 'caso, a superfície cônica acima descrita seria substituída por superfícies oblíquas e planas. A pinça de dispositivo de ajuste de folga aqui descrita permite ao desenhista controlar de uma maneira mais fácil a quantidade de força que é necessária para a retração da haste de empurrar. Uma vez que a porção da pinça engatando a haste de empurrar é levantada e afastada a partir da haste de empurrar, a fricção entre a pinça e os dentes da haste de empurrar é reduzida. A força necessária para mover a pinça em um sentido para frente ao longo da haste de empurrar durante a manutenção pode ser mais bem controlada pelo desenho das superfícies cônicas ou oblíquas interagindo ao invés de simplesmente confiar na fricção. 0 ângulo das superfícies interagindo controlará a força axial necessária para desengajar a pinça do dispositivo de ajuste de folga.

Tendo a saia da pinça se estendendo na direção de ré, o braço de momento que as superfícies de levantamento atua por sobre para efetuar o desengate durante a manutenção é mais curto do que o braço de momento que as superfícies de levantamento atuam por sobre durante a frenagem. A diferença no comprimento do braço de momento é a largura do anel sobre a pinça. Isto significa que uma força axial maior será necessária para desengajar durante a manutenção. Isto é algo desejável para prevenir com que a haste de empurrar patine durante a liberação de ar depois de um percurso do freio de serviço. Se a patinação ocorrer, a dispositivo de ajuste de folga falhará no que diz respeito a ajustar a folga resultando em um pobre desempenho do freio.

Tendo sido descrita e ilustrada a melhor forma de realização atualmente contemplada para a concretização da presente invenção, inúmeras modificações e variações em sua forma de realização serão prontamente aparentes àqueles versados na técnica. Portanto, é para ser compreendido que a presente invenção não está limitada aos aspectos práticos da realização atualmente preferida ilustrada e descrita, e que todas tais modificações e variações devem ser consideradas como estando englobadas dentro do espirito e escopo da invenção, tal como definidos nas reivindicações anexas.

Claims

1. Dispositivo de ajuste de folga para um freio acionado por fluido compreendendo um alojamento envolvendo um cilindro de pistão, um pistão e uma articulação tubular se estendendo a partir do referido pistão para o acionamento de um freio, uma haste de empurrar se estendendo no interior da referida articulação tubular, e os meios para engatar a articulação tubular e a haste de empurrar quando acionadas em uma direção de acionamento do freio, o referido dispositivo de ajuste de folga compreendendo uma pinça aplicando uma força de compressão sobre a referida haste de acionamento, uma face de batente de retração e uma face de batente dianteira, as referidas faces de batente sendo fixas com relação ao alojamento, o aperfeiçoamento caracterizado pelo fato que compreende: a referida pinça tendo uma seção de saia tubular tendo um eixo de tubo e uma seção de anel expandido em uma extremidade da seção de saia tubular, referida seção de anel ampliada tendo faces de batente axial opostas que são geralmente perpendiculares ao eixo de tubo, cada uma das referidas faces de batentes axiais opostas tendo um entalhe nas mesmas que define uma superfície cônica ou oblíqua voltada para o eixo de tubo; a referida face de batente dianteira tendo uma superfície cônica ou oblíqua arranjada para engajar a superfície cônica ou oblíqua sobre uma face de batente da pinça quando a pinça carregada pela haste de acionamento alcança a face de batente dianteira; a referida face de batente de retração tendo uma superfície cônica ou oblíqua arranjada para engajar a superfície cônica ou oblíqua sobre a outra face de batente da pinça quando a pinça carregada pela haste de acionamento alcança a face de 2/3 batente de retração; e as superfícies cÔnicas e oblíquas sendo configuradas de tal maneira que quando as mesmas se engajam, a força da pinça sobre a haste de empurrar é reduzida.

2. Dispositivo de ajuste de folga de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato que a seção de saia tubular da pinça estende de forma axial em direção ao pistão.

3.Dispositivo de ajuste de folga de acordo com reivindicação 1, caracterizado pelo fato que a seção de saia tubular e a seção de anel expandido da pinça tem ranhuras axiai de conexão se estendendo ao longo de e através da parede tubular até próximo à extremidade da seção de saia tubular.

4.Dispositivo de ajuste de folga de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato que as superfícies cÔnicas ou oblíquas associadas com todas as faces de batente formam substancialmente o mesmo ângulo com o eixo de tubo.

5.Dispositivo de ajuste de folga de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato que as superfícies cÔnicas ou oblíquas sobre a pinça estão espaçadas mais próximas do eixo de tubo que as superfícies cÔnicas ou oblíquo sobre os batentes de retração e dianteiro.

6.Dispositivo de ajuste de folga de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato que a seção de anel da pinça do dispositivo de ajuste de folga tem um diâmetro interno levemente menor do que a seção de saia tubular forçando com que parte da parede da saia seja dobrada de uma maneira elástica para assim posicionar uma força de compressão sobre a haste de empurrar.

7. Dispositivo de ajuste de folga de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato que a haste de empurrar é rosqueada ou denteada.